Los desafíos de la tecnología de pantallas micro LED

En la era de la inteligencia artificial y los grandes datos, los dispositivos de visualización ya no son simples pantallas de información, sino terminales interactivos, de alta fidelidad e inmersivos de interacción de información, que presentan requisitos para dispositivos de visualización como imágenes tridimensionales espaciales, interactivos, energéticos. -Ahorro, fino, flexible, plegable y rizado, y de gran tamaño. Nació la tecnología de visualización Micro-LED. Dado que los actores de la industria continúan aumentando el diseño, es crucial desarrollar nuevas tecnologías.

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¿Qué es Micro LED?

La tecnología de pantalla Micro-LED es una tecnología de pantalla autoluminosa, a través de la matriz de dispositivos emisores de luz LED (μLED) de nivel micro integrados en el sustrato del controlador direccionable activo, para lograr un control e iluminación individuales, a fin de emitir el mostrar imagen. La pantalla micro-LED tiene muchas ventajas, como autoiluminación, alta resolución, bajo tiempo de respuesta, alta integración, alta confiabilidad, etc., y tamaño pequeño, alta flexibilidad, fácil de desmontar y fusionar, se puede utilizar en cualquier pantalla existente. aplicaciones de pequeño a gran tamaño. En muchos escenarios de aplicación, en comparación con las pantallas de cristal líquido (LCD) y las pantallas de diodos orgánicos emisores de luz (OLED), las pantallas Micro LED pueden tener un efecto de visualización más excelente.

Desafíos de la tecnología epitaxial micro LED

Aunque la tecnología de visualización Micro-LED se está desarrollando rápidamente, el cambio de aplicaciones de iluminación a aplicaciones de visualización hace que sea más exigente y desafiante para la epitaxia LED.

  • Selección de material de sustrato

La elección del material de sustrato y la tecnología epitaxial tiene un impacto crítico en el rendimiento de los dispositivos Micro-LED. Dado que el chip micro-LED es más pequeño que el chip tradicional de menos de 50 μm, sus requisitos de rendimiento y uniformidad extremadamente altos plantean requisitos y desafíos más altos para la selección del sustrato y la tecnología de epitaxia. Cuando se aplica a pantallas de alta resolución, la densidad de corriente de inyección de Micro-LED es muy baja y el compuesto no radiativo causado por los defectos es particularmente prominente, lo que reduce en gran medida la eficiencia de salida de luz de Micro-LED y, por lo tanto, de Micro-LED. requiere obleas epitaxiales con menor densidad de defectos.
Los sustratos que se pueden usar comercialmente a gran escala incluyen sustratos de zafiro, SiC y Si, pero estos sustratos se usan como epitaxia de GaN para epitaxia heterogénea, que tiene una alta densidad de dislocaciones debido a la falta de coincidencia de la red y la falta de coincidencia térmica entre el sustrato heterogéneo. y capa epitaxial de GaN. En comparación con sustratos heterogéneos como zafiro, SiC y Si, la elección de materiales de GaN como sustratos puede mejorar en gran medida la calidad del cristal de las obleas epitaxiales, reducir la densidad de dislocación y mejorar la vida útil del dispositivo, la eficiencia luminosa y la densidad de corriente operativa del dispositivo. . Sin embargo, la preparación del sustrato de cristal único de GaN es muy difícil, el sustrato de GaN es muy costoso y el tamaño máximo de solo 4 pulgadas (10,16 cm), por lo que es difícil satisfacer las necesidades de comercialización.

  • Control de uniformidad de longitud de onda

La tecnología de pantalla Micro-LED es una tecnología de pantalla de emisión automática. En aplicaciones de visualización de alta resolución, la diferencia en la reproducción cromática causada por la longitud de onda de emisión desigual de los Micro-LED puede afectar en gran medida el efecto de visualización. Para garantizar el efecto de visualización, la desviación estándar de la variación de longitud de onda de las obleas epitaxiales Micro-LED debe controlarse en 0,8 nm o menos. Por lo tanto, el control del flujo de aire y la uniformidad de la temperatura es particularmente importante en el crecimiento epitaxial de pozos cuánticos de InGaN/GaN mediante deposición de vapor químico orgánico-metálico (MOCVD).

La optimización de la uniformidad del flujo de aire en el proceso de crecimiento epitaxial de MOCVD juega un papel crucial en la mejora de la uniformidad de la longitud de onda del LED. En la actualidad, Prismo UniMax, el último equipo micro MOCVD doméstico, adopta la tecnología de control de temperatura zonal para garantizar el equilibrio del campo de temperatura durante todo el crecimiento epitaxial y utiliza una serie de tecnologías de control de tensión, como la fuente de MO y la uniformidad del flujo de aire para mejorar la uniformidad de la longitud de onda del LED. obleas epitaxiales para satisfacer la demanda de pantalla micro-LED. Para aplicaciones de micro-LED con altos requisitos de uniformidad de longitud de onda, el diseño de la bandeja de grafito se puede optimizar para que tenga una cierta curvatura para adaptarse mejor a la deformación de la oblea epitaxial durante el proceso de crecimiento epitaxial para lograr una mejora adicional del control de uniformidad de la temperatura.

  • control de defectos

Las dislocaciones como centros compuestos no radiativos y canales de fuga pueden afectar significativamente el rendimiento del chip Micro-LED. Debido al pequeño tamaño de Micro-LED y la baja densidad de corriente de inyección, su rendimiento optoelectrónico es muy sensible a la densidad de dislocación. Actualmente, la tecnología de sustrato estampado y la tecnología de capa amortiguadora se aplican con mayor frecuencia al crecimiento epitaxial heterogéneo de GaN en sustratos de zafiro o silicio para reducir la densidad de dislocación y mejorar la calidad del cristal. La tecnología de epitaxia homogénea en sustrato de GaN de alta calidad puede reducir efectivamente la densidad de dislocación de las obleas epitaxiales LED.

Desde la iluminación LED general hasta la pantalla Mini-LED y luego la pantalla Micro-LED, el tamaño del chip se está reduciendo y las dificultades aumentan. micro-LED no solo necesita avances en tecnología epitaxial sino que también es igualmente importante la renovación de los equipos MOCVD. En la actualidad, Micro-LED está sujeto a costos y rendimiento, de cara al futuro, la comercialización a gran escala de Micro-LED aún tiene un largo camino por recorrer.