微型AlGaInP-LED阵列器件及全色集成技术研究

CIOMP OpenIR

	微型AlGaInP-LED阵列器件及全色集成技术研究
	班章
学位类型	博士
导师	梁静秋
	2018
学位授予单位	中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)
学位授予地点	中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)
学位名称	博士
关键词	微型AlGaInP-LED 阵列器件光电性能全色集成
摘要	LED作为新一代显示照明光源,现已成为交通显示、会议投影、医疗照明、军事通信等领域的关键核心器件。随着微投影、微显示等概念的提出,科研人员的研究目光由大尺寸器件制作逐渐向微小型靠拢。近年来,LED器件阵列化、微型化的制备技术已经成为国内外众多科研团队的研究对象。同时,随着应用需求的不断升级,在AR、VR显示器、LCD背光源、全天候交通显示屏、LIFI光源等方面具有广阔应用前景的全色微型LED阵列器件受到越来越多的关注。目前,全色微型LED阵列正逐步向发光像素单元小、密度高的方向发展。柔性全色微型LED阵列不仅具有平面微型LED阵列的基本特点,而且可任意弯曲,进一步扩展了全色微型LED阵列的应用范围。本论文针对微型AlGaInP-LED阵列器件的电、光及热学性能开展研究,通过改进制备工艺方案,优化阵列器件结构参数,提高阵列器件的发光性能。然后,对全色柔性微型LED微阵列进行了实验研究,提出了全色微型LED阵列器件制作工艺流程并验证了工艺的可行性。本论文的研究工作主要分为以下四部分:(1)LED器件电、光及热学性能研究。首先,将像素单元分割成若干子像素,采用有限元计算分析了像素分割对LED器件光电性能的影响,结果表明,随着子像素数目增加,阵列器件的出光功率逐渐提高,调制带宽逐渐增大;然后,对3×3、4×4、5×5微型LED阵列器件热学性能进行了分析,采用波峰偏移法计算阵列器件工作结温和热阻,利用有限元模拟阵列器件热学分布状态。研究得到,单元像素的光输出功率随衬底温度升高和像素数量的增加逐渐下降;阵列器件热阻值随阵列数量增加逐渐增大;受热串扰的影响,处于阵列中心的发光像素单元工作结温最高;优化像素间距及衬底厚度可降低像素间的热串扰,提高阵列器件散热能力,同时,减薄衬底可缩短发光像素单元传热路径,降低器件工作结温。(2)微型AlGaInP-LED阵列器件设计及制备工艺研究。采用有限元计算分析了电极结构对LED器件光电性能的影响;改进了微型AlGa InP-LED阵列器件制备工艺流程和沟道填充方案,制备了像素尺寸为80μm×80μm,像素间距20μm,6种衬底厚度的AlGaIn P-LED阵列。测试结果表明,减薄衬底有利于增强器件光输出功率。(3)全色微型LED阵列器件制备工艺研究。优化转印平台的控温系统,设计了全色微型LED阵列器件的工艺流程,采用控温转印法制作了8×8红光柔性微型LED阵列器件。
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/61694
专题	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	班章. 微型AlGaInP-LED阵列器件及全色集成技术研究[D]. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所). 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所),2018.

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微型AlGaInP-LED阵列器件及全色（8877KB）	学位论文		开放获取	CC BY-NC-SA	请求全文