Mini LED最后一道屏障将解决,爆发在即!

2019-10-30
14:00:18
来源: 半导体行业观察




最后一道障碍是批量生产








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今年6月,

硅谷创业公司Mojo Vision公司公开了其微型LED显示屏样品,最引人注目的是它的尺寸。它不到0.5毫米宽,只比2018年三星公司展示的微型LED电视样机的一个像素稍微大一点点。两家公司都使用了同一种技术的不同版本,这是非常了不起的,超高效和明亮的微米级氮化镓LED屏幕有着巨大的潜力。去年涌现出很多令人印象深刻的样品,如今这些公司都开始努力研发可以批量生产的制造工艺,最快到明年年末,我们就能在一些产品中看到这种显示屏了。


“我们在各方面都看到了非常好的进展,而且越来越多的公司开发出了样机。”YoleDéveloppement公司追踪新兴产业的研究员埃里克•维雷(Eric Virey)说。


推动微型LED显示屏发展的依然是亮度和效率的结合,而这两者是LCD和OLED技术无法达到的。硅谷公司Glo生产的智能手表大小的显示屏样机的亮度可达到4000尼特(坎特拉/平方米),功耗不到1瓦。类似的LCD显示屏如果要达到其一半亮度,就会在几秒钟之内烧毁。


与此相关的公司可分为两类。有的公司生产的是单片显示器,在芯片上使用氮化镓像素制成完整的阵列,然后使用单独的硅背板来控制这些像素。另外一些公司采用的则是“贴片”技术,将单个LED或多个微型LED像素移植到薄膜晶体管(TFT)背板上。前者适合类似增强现实和平视显示器这类微型显示屏应用,而后者则更适合较大的显示屏。

Mini LED最后一道屏障将解决,爆发在即!


对这些第一阵营的公司而言,关键是开发出能够将背板与微型LED阵列粘合的高通量高产量技术。英国普莱赛半导体公司最近展示了一种可提升产量的技术。该技术将一块布满JDC公司的硅互补金属氧化物半导体(CMOS)背板的晶片与其微型LED阵列晶片粘合在一起。


而在纽约Lumiode公司的理念中,这种粘合步骤并非必要。“要把两个物体粘合在一起的话,粘合方式就会限制产量。”这家创业公司的首席执行官文森特•李(Vincent Lee)说。


Lumiode开发出了一种工艺,能够在预制的氮化镓微型LED阵列上构建TFT阵列。这种工艺需要开发低温制造技术,才能不损坏微型LED显示屏或使其变形。今年所做的大量工作都是将利用该工艺实现小批量生产,李说。


Glo公司的工作更多地是使微型LED与当今的商业背板(类似驱动智能手机显示屏的背板)的电流输送能力相匹配。“我们设计设备的关注点是低电流,在纳安或微安量级上,比固态照明要低两个量级。”Glo公司的首席执行官法里巴•丹尼什(Fariba Danesh)解释说。人们今年才开始关注电流,而我们大约5年前就关注到这一点了。


无论是将微型LED放置在微型显示器的CMOS背板上,还是放置在较大显示器的TFT背板上,且不论分辨率和显示屏大小,Glo公司采用的技术都是一样的。虽然该公司没有透露其贴片技术,但该技术对商业化产品至关重要。“我们的转移产量现在已经足够制造一些零件了;我们现在的重点是生产几千件,然后是数以百万计的零缺陷面板。”丹尼什说。


其他公司则在寻求简化生产的途径,改变造成贴片产量下降的因素。X-Celeprint公司的方案是制造一块集成像素芯片,该芯片包含了CMOS驱动电路和红色、绿色以及蓝色微型LED。这是一种多步工艺。不过这也意味着显示器背板只需一个易于生产的线路网络,而不必是硅电路了。法国格勒诺布尔CEA-Leti公司的工程师最近展示了一种简化这种方案的办法:在一个晶片到晶片的粘结过程中将微型LED全部一次性转移到CMOS驱动器上。


“现在要说哪家公司更成功、哪种技术最好还为时过早。”Yole公司的维雷说,“有些样机给人的印象非常深刻,不过目前还不够完美。显示屏从样机到商业化还有很长的路要走,还需要做很多工作。你要降低成本,你要提高产量,你每次生产的显示屏都要零瑕疵。”

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