Expert系列光学设计仿真软件
更新时间:2025-05-27 发布人:
公司简介
LinkGlobal21于2016年从DAOUinCUBEInc.的半导体/IT部门独立后成为法人,专注于EDA解决方案和光学仿真解决方案业务。光学解决方案的开发从1999年开始并在全球市场上展示领先技术。主要产品为LCD、OLED等显示屏仿真解决方案。目前扩展到图像传感器、摩尔纹检测等各个行业。迄今全球客户数量超过50家公司。LinkGlobal21为三星、LG、SKHynix、DongBu等韩国半导体公司和无晶圆厂公司提供定制解决方案和服务。多年来积累的丰富经验和熟练的专业知识及时为客户提供最好的产品。
光学仿真产品介绍
LinkGlobal21显示屏光学领域仿真软件有:
– Expert OLED-OLED的光学和电学特性模拟,快速、高精度、大内存;
– Expert LCD-LCD光学和电学特性模拟,液晶运动、透射率、颜色、视角等;
– Expert CIS-CIS像素的光学特性模拟,模拟正面、背面照明灯;
– Expert Moire-模拟面板上的莫尔现象;
– Expert RT-光线跟踪模拟软件,用于设计各种照明和显示设备;
– Expert RC-提取电阻和电容;
– Expert IP-自动图像处理器,用于提取GDS信息并自动处理,加速设计;
– Expert Verticsl Viewer-像素设计查看器,通过切割位置确定结构形状,减少掩膜设计时间。
ExpertOLED-融入真实制造工艺的OLED多维模拟器
ExpertOLED是一款功能强大的1D/2D/3D光学模拟软件,主要用于解决OLED结构及其光学特性的仿真问题,具有高精度求解及低网格精度依赖性等特征。其主要技术特征如下:
– 所有功能均基于OLED设计环境进行优化,支持所有光学薄膜. (如CF, POL, 相位延迟器等 );
– 3D 结构生成器贴合OLED制造工艺 (掩膜 /蒸发 );
– 拥有丰富的有机材料数据库;
– 具备面向 OLED 设计的图形用户界面(GUI);
– 具备高精度求解器,支持斜入射光(环境光)模拟(如视角 60 度),可提供精确的三维光学解决方案;
– 求解速度快,正常像素模拟 1 天内可完成,对设计尺寸无限制要求,90um*90um 像素大小的设计在桌面工作站即可运行。
EOLED应用案例-通过多变量厚度分析设计最优器件
在 OLED 设计中,材料层的厚度是影响光效率的重要因素。因此,对厚度与光效率之间关系的影响进行模拟,一直是 OLED 设计过程中的重要环节。以往,预测过程需要进行繁琐的计算和重复劳动,耗费大量时间。ExpertOLED 将重复繁琐的过程简化为一次模拟,展示各层厚度的变化情况。
EOLED应用案例-漏光预测与分析解决方案
在白光 OLED(WOLED)中,像素间的漏光是一个严重问题。ExpertOLED 可展示内部光传播路径,并计算漏光功率。利用这些信息,用户能够找到优化设计方案,解决这一问题。
EOLED应用案例-电致发光
根据向 OLED 器件施加的电流或电压,估算发射功率、电流分布、电子和空穴浓度以及能带弯曲。
EOLED工作流程
1. 材料拟合:为缩短运行时间并提高精度,引擎中采用了德鲁德-洛伦兹模型(Drude-Lorentz Model)。用户可快速获得准确结果。
2. 几何结构:灵活的结构生成功能,可直观绘制各种图案,如透镜、光栅或扩散膜。基于实际制造工艺,通过用户友好的界面轻松生成结构,模拟真实的工艺过程。
3. 网格:自适应网格生成器,在物理参数变化大的特定区域采用自适应网格,可减少运行时间和内存占用。
4. 光学求解器:实现白光 OLED 模拟,用户可设计具有串联结构和彩色滤光片的 WOLED。借助这些功能,用户可轻松对 WOLED 进行颜色分析。在面板模拟方面,OLED 模拟需要同时考虑微观和宏观光学。为补充 FDTD 在宏观光学模拟上的不足,添加了光线追踪功能。将光线追踪与 FDTD 相结合,实现了面板样式的模拟,并能估算每层吸收或限制的光功率。
5. 查看器:查看器提供多种输出和分析工具,支持多种探测器形状,如点、线、杯、圆和方形。用户可在设计中的任意位置测量光功率。
图 1波形和振幅
图 2 动画
图 3 CIE图
EOLED混合光学解决方案
宏观光学(光线追踪):适用于像素到面板的模拟,但无法分析微纳图案。
微光学(波动光学或电磁光学):适合用于材料到像素的模拟,以分析微纳图案,但在模拟厚膜或大型结构时效率较低。
混合光学=光学 (时域有限差分法FDTD) + 电学,即EL模式,高端光学产品需要 “混合光学”技术。
图 4 混合光学应用
图 5 OLED漏光模拟
ExpertLCD-融入真实制造工艺的LCD高速模拟器
ExpertLCD是一款基于物理环境下提供完整的解决方案的仿真软件。它不仅可以评估液晶的动力学和光学特性,还可以评估液晶显示器的电气特性。实际的液晶模式如TN,IPS,FFS,MVA,ASV,PVA,OCB都可以由ExpertLCD进行分析和建模。可减少 LCD 设计中的错误和设计周期,可同时分析液晶的行为、透射率、颜色、视角和电学特性。
功能特征:
– 便于设计和创建完整的 3D 结构;
– 支持静态 / 动态液晶分析;
– 可提取寄生电容;
– 支持局部、偏振、颜色、相位延迟、偏振等多种分析。用户还能灵活设置模拟区域,查看透射率、电位、CIE 和 VT 曲线等多种数据。
ELCD工作流程
1. 掩膜编辑器:支持 GDSII 格式,能进行多区域模拟,GDS 文件可直接转换使用,自动设置液晶边界条件。物质的编辑和选择便捷,单文件集成系统便于物质信息管理。仿真设置更便捷,配置设置可存储并随时复用。
2. 几何结构:呈现真实制造工艺的结构,预览功能可展示物质的形状和厚度外观。
3. 网格划分:强大的自动网格功能,即使在复杂结构中也能自动处理网格任务,无需额外准备工作。
4. 光学分析:光学分析模拟展示多种结果,应用示例涵盖 IPS、TN、PMVA 等多种模式的模拟和测量。预处理项目包括布局设计、编辑修改设计等;模拟项目包括液晶行为计算、电位计算等。
5. 后处理查看器:通过耦合电容分析真实液晶行为,动态电容模拟可预测实际面板中液晶的准确行为。稳定锚定模型确保在任何液晶模式下都能稳定模拟。混合模式(TFT+LC)可考虑 TFT 特性计算液晶行为,并行处理能根据 CPU 数量增加线性减少运行时间。
图 6 液晶计算
图 7 光学纹理
图 8 色彩性能
ExpertEMOIRE-莫尔现象模拟软件
EMOIRE基于人眼的摩尔纹分析用于通过线角、像素形状和大小检查摩尔纹图案。使用光线追踪+FFT(快速傅里叶变换)分析莫尔现象。
其主要功能特征有:
– 能够生成人眼可见的摩尔纹图案;
– 可考虑任何图案的实际结构;
– 用户能通过分析摩尔纹图案的周期,选择合适的线图案,并且能够查看不同条件下摩尔纹图案的可见度
图 9 莫尔现象模拟流程
图 10 莫尔图案结果
图 11 光线追踪及莫尔图案结果
ExpertCIS-CIS像素的光学模拟软件
ExpertCIS为CMOS图像传感器(CIS)的超高分辨率提供3D光学仿真环境。可模拟FSI(FrontsideLighting)、BSI(BackSideIllumination)、ISOCELL等先进设计。功能特征有:
– 全球首创集成电磁(EM)+ 三维时域有限差分法(3DFDTD)+ 光线追踪技术,实现微观和宏观的综合光学仿真
– 简单易用的图形用户界面(GUI)和查看器(强大的后处理功能)
– 拥有便捷的 n.k 拟合程序(适用于显示和半导体领域)
– 对斜入射角模拟具有高精度
– 能够生成 3D 复杂结构(精确模拟亚微米像素)
图 12 CRA模拟
图 13 亚微米像素模拟
图 14 FWS光学分析
ExpertRC-电容电阻提取
功能特征:
– 高精度;
– 对网格依赖性低;
– 可灵活生成结构;
– 支持直接加载棱柱;
– 可结合 LC 进行电容提取;
– 支持并行处理
通常采用电荷法进行电容电阻的提取计算,需要计算金属中的电荷分布,且需要高精度网格模型支持,以确保高精度计算结果。
而ERC采用的是能量场法,基于电容矩阵进行电容电阻的提取计算,该方法通过计算整个区域的电能来实现。
与传统基于电荷的提取方法相比,该方法对网格尺寸依赖性小,因为电场在更广泛的区域传播,在实际案例中的电容提取精度更高。
图 15 电容电阻提取精度对比
ExpertRT-光线追踪模拟软件
用于设计各种照明和显示设备的光线追踪模拟软件。用户可以在制造光学产品之前预测性能。它计算辐射数据(颜色、强度)和视角数据。
功能特征:
– 基于实际制造工艺进行灵活的几何设计;
– 支持 GDS 文件导入和导出;
– 拥有强大且快速的光线追踪光学求解器(支持并行计算)。
图 16 分析流程
图 17 凹凸光学薄膜分析案例
ExpertIP-图像处理器
自动图像处理器,用于提取GDS信息并实现自动处理。可通过鱼腥GDS信息自动计算出开口率的面积。仅用数分钟即可基于图片像素提取布局信息。功能特征:
– 在特定区域提取 GDS 文件;加载程序并对比照片和 GDS 文件;具备图像合并功能,能在几分钟内仅依据图片像素提取布局。
– 像素的关键尺寸(CD)可依据工艺或制造厂商要求进行调整,在分析竞品像素时,设计师无需手动绘制布局,直接利用该工具就能快速完成,既节省时间又能保证数据准确性。
图 18 EIP图像处理应用示例
ExpertVerticalViewer-像素设计查看器
使用GDSII的真实结构,横截面视图随着时间的推移有效减少掩模设计。可以通过切割位置确认结构形状。其功能特征有:
– 面向显示屏工艺
– 生成复杂的低温多晶硅(LTPS)结构
– 自动报告关键尺寸(CD)/ 宽度 / 深度等数值
– 支持圆形设计(贴合实际设计需求)
– 用户能够根据布局和工艺配方生成结构,并获取不同方向的剖视图,同时还能提取 GDSII、DXF、BMP 等多种格式文件,这一功能有助于显示设计师高效完成设计评审报告,大幅提升工作效率。
图 19 像素设计查看