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走向应用市场化的新一代Micro-LED显示技术

   2020-08-25 中华液晶网dxl2770
核心提示:我先开始我的介绍,我们看一下为什么要Micro-LED,其实这个是这张图给大家看到LED显示器过去几年来,过去20、30年的发展。那从最左边可以看到他的间距比较大的,最早是直插式的,然后是PUCC,后来有所谓的LED,一直发展到现在的COB和COG,那随着边距的缩小我们可以看到这个技术也一直在改变。那芯片也是如此,从原来的水平芯片或者是垂直芯片,现在是所谓的倒装芯片再还有Micro-LED芯片,那在管材芯片技术不一样,从原来的ACM直插到SMT,或者是比较更小间距的Wafer绑定,其实这一系列的技术随着显

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徐宸科(三安光电股份有限公司技术中心总经理):

我先开始我的介绍,我们看一下为什么要Micro-LED,其实这个是这张图给大家看到LED显示器过去几年来,过去20、30年的发展。那从最左边可以看到他的间距比较大的,最早是直插式的,然后是PUCC,后来有所谓的LED,一直发展到现在的COB和COG,那随着边距的缩小我们可以看到这个技术也一直在改变。那芯片也是如此,从原来的水平芯片或者是垂直芯片,现在是所谓的倒装芯片再还有Micro-LED芯片,那在管材芯片技术不一样,从原来的ACM直插到SMT,或者是比较更小间距的Wafer绑定,其实这一系列的技术随着显示间距的缩小一直在改变。

那主要是针对目前比较小间距,大概小的0.7μm以下做技术的攻关。为什么要做这个事情,可以看到最后基本上和原来的封装不太一样了,已经是跳过封装COB、COG或者是其他绑定的路线,这个也是芯片厂比较可以发挥的地方。

刚才第一位李鹏博士也有介绍,Micro-LED也有很多好的特性,我就不多说。我举几个例子就是说车载上面非常好的应用,第一透明、第二曲面、第三他的高亮度,车子在户外需要高亮度的,所以Micro-LED是非常符合这样的应用场景,当然除了汽车只要在这种高亮透明曲面的应用其实是非常好发挥的。

下一个我们看一下我们自己的例子,从2019年到现在Micro-LED很多展示屏已经出现,那甚至已经开始走入量产,自己推算往左到右的时间轴可以看到2025年我们有不同的产品的推算上市的时间,底下的技术我们从这个Wafer尺寸来看的话现在是4寸到6寸,未来应该是走向8寸的,只要市场成熟8寸一定是往这边走的。

第二,巨量转移的速度,巨量转移的速度我们可以看到随着时间的进展我们看起来UPH也越来越快,以目前来讲整个巨量转移技术要在50KK以上,再来到我们预估2021年在200KK以上,这样才能满足市场的需求。在Cost的部分大家觉得Micro-LED成本很高,如果我们现在当做100%,我们预估2023年会小于10%这个是随着技术和良率的提升会有很好的性价比。

接下来介绍一下三安光电在Micro-LED的技术进展。首先我们还是定义一下什么叫Micro-LED和mini-LED,除了尺寸的定义之外其实有一个很大的区别还是在于所谓的有没有衬底,Mini-LED还是有一个衬底,那Micro-LED没有衬底的,所以在芯片切割上面的技术是很不一样的,有衬底的切割是用激光切割的,如果没有衬底的切割方式是不一样的,所以也代表出货的形式是不一样的,原来Mini-LED出货的话是以一颗一颗芯片计算,现在Micro-LED出货形式就是以一片一片来计算的,这个跟各位的理解会有点不太一样。

Micro-LED刚才第一位报告的李博士也有提到,其实随着不同的转移技术不同,所用的Wafer形式的不同,我们分三种形式,一种COW,我身边做好给到客户,第二种我们叫做T-COC弱化结构,第三种叫做F-COC。所以如果客户选择用的是激光转移,那我们就是第一种和第三种,如果选择Pick Place的方式推荐第二种或者是第三种,这个可以根据客户的需求来做选择。原来的Mini-LED出货形式是一颗一颗计算的,现在Micro-LED就以这个Wafer作为出货的形式。

现在的两种可出货的产品,一个是4寸,一个6寸,现在是标准的可利用面积的计算,那如果说需要利用更大的面积这个也是去设计的。

在讲到Micro-LED效率的部分,谁都知道Micro-LED的芯片尺寸越来越小,效率会有降低的现象,那如果现在看一下三安光电在RGB的效率,蓝光已经达到了47、48%,绿光已经达到了35、36%,红光现在是13.5%。

那左下角这张图的话,就是说最近的成果,这边的图代表的是0.1安培每平方厘米的电流密度,那我们可以看到最近的进展是在小电流的密度之下我们的性能提升是蛮多的,提升好几倍,蓝光、绿光都提升两倍以上的亮度。

在一些小电流的应用其实是非常不错的,红光也有一些提升,近期我们的红光的重点是在于改善热效应。

那另外一个部分在缩小芯片尺寸的部分,芯片尺寸缩小都会有边缘的漏电的效应,我们通过技术和改良可以看到右边的图,改善了以后芯片尺寸缩小没有受到太大的影响。

那我刚才前面提到了出货的形式是一片一片的,我们简单介绍一下出货的时候有哪些步骤。

我们会有Wafer的资料,因为根据不同的转移技术需要提供这个资料给客户,第二个步骤我们也会提供所谓的芯片的Progress,因为会跟你的转移和结合也会有关系,第三我们会检测,检测我们会提供相关的数据,那客户可以根据这个数据来看到性能。

有了数据以后也会讲一些不良的部分去除掉,所以上面这张图就是AOI和检测到有NG的部分,我们经过用激光扫描的方式把一些NG的LED去除掉,保证客户拿到的Micro-LED都是好的、完整的。所以这个部分做完以后就可以出货给客户,大概整个流程是这样的。

这个是我们Micro-LED的Road map,现在来讲预计是在Q3,现在也算Q3开始会有8×15的芯片,这样下一步到明年5×10。

那除了在芯片部分的话,很多客户都非常着重在巨量转移的部分,整个巨量转移技术是非常多种,而且这些技术说实在的都是很多年以上的技术,甚至20几年以上,只是说哪一种技术是适合Micro-LED,当然我们在三安光电做了些研究,右边这张图就是转移的设备。

转移的设备当然需要转移需要的材料,这个是三安光电自己开发的材料,因为是自主开发所以我们可以根据客户的需求设计我们自己做客制化,另外一个我们可以做到很低的成本,比较大的尺寸,那寿命也可以很长,这些部分都已经是完全解决了,那接下来我们就利用这个Stemp做结合刚才前面讲的巨量转移的设备,我们就把三个颜色的RGB芯片做巨量转移,转移到背板上面,简单的示意图大概是这样的。

当然,刚才前面我也说了芯片还是有缺陷的,那有缺陷就需要做所谓的修复,刚才讲的是PU检测没有办法得到电性检测的资料,三安光电在开发一个技术是不需要测试,也就是说简单的来讲就把测试和维修合在一起,所以目前来讲的话大概是这样的设计概念,那我们也可以做快速的维修,维修的话也是一次多颗,所以简单来说的话三安光电从芯片转移、金属的结合这些基本上都可以提供一整套的解决方案,也可以跟客户来做一些深度的合作。

那这个影片其实在E1馆TCL的展场有放,这个就是三安光电和TCL合作做的Micro-LED的产品。

谢谢各位。

 


 
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