洞悉Micro LED行業發展趨勢,利亞德全面攻克關鍵技術難題

Micro LED被譽為顯示技術的終極目標,近年發展迅速,海內外大廠積極推動和新興應用市場需求增長驅動下,Micro LED技術備受關注,開始逐漸應用在大型顯示器與智慧穿戴設備。

儘管已有終端應用產品出現,但Micro LED的發展仍在初期階段,應用落地面臨一系列技術問題,因此大規模商用化仍需時日。中國利亞德為Micro LED領域先行者之一,率先實現Micro LED研發、量產、規模化商用落地。

日前利亞德集團副總裁、智能顯示研究院院長盧長軍出席2022集邦諮詢新型顯示產業研討會,以Micro LED顯示發展趨勢深度解析。

利亞德集團副總裁、智慧顯示研究院院長盧長軍。

商業應用走向消費領域

Micro LED不僅憑藉高亮度、高解析度、高對比度的特性帶來震撼顯示效果,還因輕薄化、可小型化屬性,晶片耗材更少。 以4K螢幕的製造為例,傳統LED晶片需消耗數十片晶圓,Micro LED晶片的晶圓消耗是個位數。此外Micro LED還有低功耗、設計靈活等特點。

多項優勢使Micro LED成為最佳顯示方案,各領域應用有頗大想像空間。

利亞德從應用角度分析認為,Micro LED的應用需經歷三個發展階段。初期第一和第二階段,Micro LED的應用將集中商業應用,尤其是需更高解析度的大尺寸商業顯示應用和在會議室等更小空間的商業應用。第三階段,Micro LED技術的應用將會擴展到AR / VR、車載等需更高解析度和可靠性的領域。隨著Micro LED技術進步,成本下降,將落實到有更高成本敏感度的手機、平板等消費電子領域。

四大核心技術發展趨勢

Micro LED應用前景廣闊,從商業應用到消費電子,都是Micro LED可大展身手的領域。但Micro LED處於發展初期,巨量轉移、晶片效率、全彩技術等一系列問題,業界未有成熟解決方案,規模化量產與應用仍需時間,當務之急是進一步突破Micro LED核心技術問題。

利亞德指出,Micro LED含四大核心技術,分別是Micro LED晶片技術、巨量轉移技術、檢測及返修、光學和表面處理。

Micro LED晶片技術:利亞德強調,Micro LED最終將走向無襯底,且晶片尺寸將進一步微縮,確保LED外延片品質尤為重要,外延層的均勻性、缺陷和粒子數將影響晶圓Micro LED的可用性。另外,晶片微縮化後低效率和邊緣漏電問題、襯底剝離、製程良率都是目前Micro LED晶片的問題,直接影響最終成品的可靠性。

巨量轉移技術:由於Micro LED的薄膜化特質,傳統pick&place轉移方式無法適用,提出Micro LED巨量轉移技術。市面出現不同巨量轉移技術方案,利亞德從四方面考量與選擇適合的應用方案,分別是轉移效率、精度、方案成熟度和對大尺寸顯示應用的適用性。

鐳射巨量轉移是現階段最優方案,具較好相容性,可同時應用轉移帶與不帶襯底的LED,且帶襯底LED晶片轉移時能避免LED偏移和側翻問題。

檢測及返修:檢測技術,由於Micro LED晶片和電極過於微小,業界研發非接觸式檢測技術,可透過PL檢測測試LED光學性能,但電學性能暫時無法測試,業界也有觀點認為,若能保證LED外延均勻性和波長一致性且無顆粒,無需點測及分bin。

業界還提出MIP方案,即Micro LED晶片良率有一定保證前提下,先封裝晶片再測試應用。MIP方案除無需先點測外,基板選擇更靈活,對巨量轉移的良率要求也相對較低。

光學和表面處理:針對提高對比度/黑度、降低反射率,目前解決方案有:縮小LED晶片尺寸、遮蔽底部填充基板線路、增加基板墨色、表面覆蓋抗反射膜等。墨色一致性問題,也可啟用墨色篩選,雖一定程度解決問題,卻會對終端產品售價造成負面影響。

亮屏顏色一致性問題,透過LED分bin和混bin管理控制,並後端校正解決;圖元尺寸與畫素間距適配問題,透過增加圖元填充率解決。

利亞德的Micro LED發展之道

面對Micro LED關鍵技術難題,LED業界有多種技術路徑,嘗試找到最佳方案,利亞德憑藉LED顯示業的豐富經驗,也探索出自己的Micro LED發展之道。

巨量轉移技術,利亞德基於對大尺寸Micro LED顯示技術的理解,發展兩種巨量轉移技術,分別是mass transfer1和mass transfer2,mass transfer1主要應對帶襯底LED和PCB基板巨量轉移,mass trasnfer2針對無襯底、玻璃基板或其他高精度基板的巨量轉移應用。

表面處理和光學方面,利亞德發展A、B、CMODE三種表面處理技術,AMODE屬於高性價比方案,B MODE是雙層封裝結構,墨色一致性、均勻度、對比度有較好表現;C MODE均勻度表現最佳,適合COB和COG封裝產品。

利亞德還透過與IC廠商合作開發有自主智慧財產權的驅動晶片,整合度更高,可控圖元更多,可有效降低顯示產品最大亮度功耗、平均功耗和黑屏功耗。利亞德還開發LED顯示幕專用ASIC控制晶片,提高Micro LED顯示產品的標準化程度,降低產品功耗和溫度。

2021年利亞德Micro LED業務進展順利。訂單方面,利亞德新簽Micro LED訂單達3.2億人民幣;產品方面,發表40~81吋標準2K Micro LED顯示產品,並開發108~216吋大尺寸Micro LED消費級電視。利亞德還與TCL華星合作開發製作全球首款75吋P0.6氧化物AM直顯Micro LED TV樣品。

產能方面,2021年,利亞德Micro LED月產能達成800KK,計劃今年底達到1600kk月產能,更著手Micro LED產業鏈儲備佈局,持續推動Micro LED技術和成本突破。

展望未來,利亞德集團副總裁盧長軍表示,未來大尺寸Micro LED將不再追求間距縮小,極致畫質、高可靠性和穩定性將成為Micro LED發展的最大追求,這也是利亞德Micro LED的發展方向。

從產品和應用端看,Micro LED不再拘泥傳統拼接牆產品,利亞德將針對不同產品需求開發多樣化Micro LED產品,使技術真正服務產品和應用。(文:LEDinside Irving)

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