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華燦光電芯片技術優勢明顯,助力Mini/Micro LED量產

來源:投影時代 更新日期:2022-06-08 作者:pjtime資訊組

    近年來,在產業鏈持續加碼和終端廠商加速布局下,Mini/Micro LED終端產品不斷涌現,開始逐步打開廣闊的應用空間。但目前Mini/Micro LED尚未進入成熟階段,若要實現大規模量產,上游芯片技術將是其中一個關鍵因素。

    華燦光電始終專注于LED外延片及芯片技術的研發生產,對Mini/Micro LED技術進行全方位戰略部署。那么,隨著新型顯示時代的到來,華燦光電在Mini/Micro LED芯片制造工藝方面積累了哪些經驗?芯片進展和規劃如何?

    5月24日,華燦光電外延技術開發總監張奕出席2022集邦咨詢新型顯示產業研討會,圍繞新一代顯示用Mini/Micro LED芯片技術,分享華燦光電芯片制造關鍵技術及解決方案。

    Mini/Micro LED未來市場空間廣闊

    與其他顯示技術相比,Mini/Micro LED顯示在對比度、響應時間、視角、色域、亮度、功耗效率和分辨率等方面都有比較明顯的優勢。

    張奕認為,目前Mini LED應用呈現出Mini RGB直顯和Mini LED背光雙輪驅動之勢。

    Mini LED RGB顯示技術作為小間距顯示屏的自然延伸,無論是下游應用還是工藝技術均可無縫銜接,有望為LED顯示屏注入新的源頭活水。在P1.1以下的顯示屏應用市場,Mini LED為主流芯片方案。

    除直顯外,背光應用是Mini LED產業化的另一重要推手。Mini LED背光與Local Dimming結合可以實現超高對比度,進一步降低能耗,還具有寬色域、輕薄化和高亮度的明顯優勢,適用于電視、平板、電競顯示和車載等領域。

    不過,近年來Mini LED背光發展依然面臨成本高的難題。對此,張奕表示,隨著良率的提高,Mini LED背光顯示的成本將以每年15%-20%的幅度下降,能大比例替代現有的LED背光,成為中大尺寸液晶背光顯示方案的主流選擇。

    而Micro LED作為超高清顯示的終極技術,未來將應用于電視、手機、AR/VR,車載顯示、可穿戴電子和數字顯示等應用領域,其中穿戴應用、高端顯示應用將是Micro LED的主要切入點。

    前瞻性布局Mini LED芯片領域

    張奕表示,Mini LED芯片與傳統芯片的差異,在于傳統的正裝芯片轉換成了倒裝的芯片,倒裝芯片在顯示應用上具有更低的芯片熱阻、更好的視覺一致性、無需金線及更好的可靠性等技術優勢。

    在倒裝芯片的制作中,各種技術十分關鍵。張奕細致講解了高可靠性,高亮度的倒裝芯片制程、高效鈍化層的制作、金屬連接層的平滑覆蓋、高可靠性的電極、不同電流密度下的光效匹配能力、抗ESD/EOS性能6大技術。

    除了上述6大技術,張奕還詳細講解了Sn Bump和True-Color兩大Mini LED關鍵共性技術,以及出光調節設計和高壓Mini LED技術。

    張奕稱,出光調節設計是華燦光電一項關鍵的Mini LED背光技術。該技術能優化膜層結構設計,調節芯片出光,更易實現超薄設計。而高壓Mini LED技術,華燦光電已有6年量產經驗以及良好的業績記錄。

    產品路線方面,目前,華燦光電的Mini LED直顯以4×8為量產主力,3×6也已實現批量生產;Mini LED背光方面,6×20已批量供應戰略合作伙伴,高壓產品逐步導入,合作定制不同規格多款產品。

    華燦光電Mini LED技術及解決方案也已獲得了眾多行業內龍頭企業青睞。例如,媒體資料顯示,華為V75 Super智慧屏以及創維創維鳴麗屏Smart Mini LED電視Q72的Mini LED芯片供應商均為華燦光電,側面印證了華燦光電的技術優勢和產品品質。

    持續加強Micro LED芯片技術開發

    對于Micro LED,張奕表示外延材料的高度一致性、微米級芯片制作的精度控制和良率、巨量轉移的高良率、全彩化的有效實現、控制線路,驅動和背板的設計、壞點的有效修復是其技術的關鍵。

    Micro LED外延進展方面,華燦光電目前6英寸平片取得了較好的效果,其中藍光外延片波長均勻性達0.62nm,綠光外延片波長均勻性達0.8nm。

    張奕指出,從Mini LED發展至Micro LED,芯片工藝IC化起著至關重要的作用,制造工藝過程對潔凈度要求十分嚴格。因此,華燦光電專門為Micro LED產線設計了超高潔凈度的潔凈室。

    據介紹,華燦光電擁有超過1,000㎡的百級潔凈室,能同時實現R/G/B的芯片制作,擁有亞微米黃光區以及Bonding/LLO/ALD/ICP/Sputter等Micro LED作業設備,可以提供芯片、UBM以及模組制作能力。

    通過高精度的生產工藝線,華燦光電形成亞微米工藝線寬控制能力、側面保護與修復、襯底剝離、金屬及多種材料鍵合、批量測試及光型調控的工藝技術,以及>8um倒裝及垂直芯片供應能力(COW/COC)。

    工藝控制方面,華燦光電從In Bump、光刻、側壁和后臺四個方面進行優化。張奕稱,對于Micro LED來說,盡可能使側壁垂直和均勻,可以降低邊緣效應導致光效降低的問題;臺面優化則與可靠性有非常重要的關聯。

    目前,華燦光電采用的是襯底激光剝離技術,剝離圖形化襯底和非圖形化襯底均可做到比較高的完整度。

    Micro LED缺陷控制水平方面,目前華燦光電可以實現99.99%的良率(20*40um),最高可實現99.999%的良率。

    在Micro LED全彩化技術上,張奕介紹介紹了獨立三基色LED轉移到基板上實現全彩、在特殊基板上生長GaN基的RGB三色LED、將RGB三色LED外延材料垂直鍵合到一起、利用UV/藍光LED和量子點/納米熒光粉實現全彩四種技術。

    Micro LED巨量轉移技術上,目前業內有靜電吸附、電磁吸附、范德瓦爾斯力、流體裝配和激光燒灼等主流技術,華燦光電并不拘泥于某一項技術技術,而是積極與廠家合作、自行研發或嘗試多種技術。

    小結

    作為全球領先的全色系顯示芯片企業,華燦光電深耕LED芯片行業,在Mini/Micro LED新型顯示技術開發和應用上不斷取得突破。

    目前,華燦光電Mini LED倒裝RGB直顯芯片已經實現大規模量產;Mini LED背光芯片技術趨于成熟,在平板,大尺寸TV,電競,車載顯示上展現出優勢,發展規模將逐步增長。

    Micro LED在華燦光電等產業鏈上下游積極共同努力下,商業化步伐正在逐步加快。張奕表示,目前Micro LED處在方案開發當中,需要上中下游聯合開發,未來將從小屏幕穿戴領域和大屏幕高端顯示領域優先導入。

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