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兆馳半導(dǎo)體攻克 Micro-LED 檢測(cè)難題，引領(lǐng)顯示技術(shù)新變革
來(lái)源：
時(shí)間：2024-08-06 16:07:34
在當(dāng)今對(duì)顯示效果追求極致的時(shí)代，一項(xiàng)具有變革性潛力的技術(shù)——Micro-LED 正閃耀登場(chǎng)。它不僅為消費(fèi)者帶來(lái)前所未有的視覺(jué)希望，也為行業(yè)開(kāi)拓了創(chuàng)新與高效融合的全新路徑。
首先，讓我們來(lái)了解一下什么是 Micro-LED。Micro-LED，又稱 mLED 或μLED，是一種經(jīng)過(guò)薄膜化、微小化和陣列化處理的 LED 結(jié)構(gòu)，尺寸在 1 - 50μm 之間，由微米級(jí)半導(dǎo)體發(fā)光單元陣列組成。它是一種將電能轉(zhuǎn)化為光能的電致發(fā)光器件，通過(guò)巨量轉(zhuǎn)移可批量轉(zhuǎn)移到驅(qū)動(dòng)電路基板上，驅(qū)動(dòng)電路基板可為硬性或柔性襯底。隨后利用物理氣相沉積等方法制備保護(hù)層和外接電極，最后進(jìn)行封裝。其中的 LED 由 II-VI 和 III-V 族化合物，如 GaAs（砷化鎵）、GaP（磷化鎵）、GaAsP（磷砷化鎵）、GaN（氮化鎵）等半導(dǎo)體制成，其核心結(jié)構(gòu)由 p 型半導(dǎo)體和 n 型半導(dǎo)體材料形成的 pn 結(jié)組成。
那么，Micro-LED 的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)在哪里呢？其核心優(yōu)勢(shì)在于卓越的性能表現(xiàn)。一是擁有更高的亮度與對(duì)比度，自發(fā)光特性帶來(lái)更純粹的黑色和炫麗的亮度，讓色彩更加逼真生動(dòng)。二是更低的能耗，在提供出色畫質(zhì)的同時(shí)，具備出色的能效，對(duì)延長(zhǎng)移動(dòng)設(shè)備電池壽命意義重大。三是超快響應(yīng)，觀看高速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景時(shí)無(wú)任何拖影，畫面清晰流暢。
然而，Micro LED 產(chǎn)業(yè)鏈存在技術(shù)瓶頸。其工藝流程涵蓋襯底制備、外延片與晶圓制備、像素組裝、缺陷監(jiān)測(cè)、全彩化、光提取與成型、像素驅(qū)動(dòng)等 7 個(gè)環(huán)節(jié)。具體來(lái)說(shuō)，產(chǎn)業(yè)鏈包含芯片制造、巨量轉(zhuǎn)移、面板制造、封裝/模組、應(yīng)用以及相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)。其中，檢測(cè)修復(fù)環(huán)節(jié)是各大參與者競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵領(lǐng)域。由于 Micro LED 的芯片尺寸和間距極小，傳統(tǒng)測(cè)試設(shè)備難以適用。如何在海量的芯片中檢測(cè)、修復(fù)或替換存在缺陷的晶粒，是一個(gè)極其艱巨的挑戰(zhàn)。目前的解決方案包括光致發(fā)光測(cè)試和電致發(fā)光測(cè)試。光致發(fā)光測(cè)試借助光源激發(fā)硅片或太陽(yáng)電池片，通過(guò)采集特定波長(zhǎng)的發(fā)光信號(hào)和數(shù)據(jù)處理來(lái)辨別芯片缺陷。電致發(fā)光測(cè)試則是在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，根據(jù)芯片中電子回到基態(tài)時(shí)發(fā)出的光來(lái)檢測(cè)缺陷。
7 月 16 日，兆馳半導(dǎo)體傳來(lái)好消息，其“Micro-LED 檢測(cè)設(shè)備”專利已進(jìn)入授權(quán)階段。該設(shè)備由下至上依次設(shè)置有紫外面光源、透明基板、光罩板、濾光片、CCD 檢測(cè)探頭。在透明基板上放置有待測(cè)的 Micro-LED 芯片，光罩板上設(shè)有與待測(cè) Micro-LED 芯片所處位置相匹配的透光孔。這一實(shí)用新型的檢測(cè)設(shè)備能夠快速篩查出異常芯片并剔除。
兆馳半導(dǎo)體專注于新型顯示領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)和前瞻性技術(shù)的開(kāi)發(fā)與轉(zhuǎn)移，致力于實(shí)現(xiàn)“市場(chǎng)導(dǎo)向、技術(shù)突破、產(chǎn)線融合”的全鏈條協(xié)同創(chuàng)新。從過(guò)往的專利布局來(lái)看，兆馳半導(dǎo)體已構(gòu)建起涵蓋材料外延、芯片制造、轉(zhuǎn)移集成、可靠性評(píng)估等完整的 Micro-LED 智造創(chuàng)新鏈。結(jié)合自身在數(shù)字智能等新型制造方面的優(yōu)勢(shì)，能夠大幅縮短研發(fā)周期、降低開(kāi)發(fā)成本、提高良率和效率。
兆馳半導(dǎo)體在 Micro-LED 領(lǐng)域的不懈努力和顯著突破，彰顯了其強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力和創(chuàng)新精神。相信在未來(lái)，兆馳半導(dǎo)體將繼續(xù)憑借關(guān)鍵核心技術(shù)的突破，深耕 Micro-LED 產(chǎn)業(yè)，加速產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化，為我國(guó)在未來(lái)顯示領(lǐng)域的持續(xù)領(lǐng)先地位提供強(qiáng)大支撐，引領(lǐng)全球顯示技術(shù)邁向新的高峰！
首先，讓我們來(lái)了解一下什么是 Micro-LED。Micro-LED，又稱 mLED 或μLED，是一種經(jīng)過(guò)薄膜化、微小化和陣列化處理的 LED 結(jié)構(gòu)，尺寸在 1 - 50μm 之間，由微米級(jí)半導(dǎo)體發(fā)光單元陣列組成。它是一種將電能轉(zhuǎn)化為光能的電致發(fā)光器件，通過(guò)巨量轉(zhuǎn)移可批量轉(zhuǎn)移到驅(qū)動(dòng)電路基板上，驅(qū)動(dòng)電路基板可為硬性或柔性襯底。隨后利用物理氣相沉積等方法制備保護(hù)層和外接電極，最后進(jìn)行封裝。其中的 LED 由 II-VI 和 III-V 族化合物，如 GaAs（砷化鎵）、GaP（磷化鎵）、GaAsP（磷砷化鎵）、GaN（氮化鎵）等半導(dǎo)體制成，其核心結(jié)構(gòu)由 p 型半導(dǎo)體和 n 型半導(dǎo)體材料形成的 pn 結(jié)組成。
那么，Micro-LED 的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)在哪里呢？其核心優(yōu)勢(shì)在于卓越的性能表現(xiàn)。一是擁有更高的亮度與對(duì)比度，自發(fā)光特性帶來(lái)更純粹的黑色和炫麗的亮度，讓色彩更加逼真生動(dòng)。二是更低的能耗，在提供出色畫質(zhì)的同時(shí)，具備出色的能效，對(duì)延長(zhǎng)移動(dòng)設(shè)備電池壽命意義重大。三是超快響應(yīng)，觀看高速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景時(shí)無(wú)任何拖影，畫面清晰流暢。
然而，Micro LED 產(chǎn)業(yè)鏈存在技術(shù)瓶頸。其工藝流程涵蓋襯底制備、外延片與晶圓制備、像素組裝、缺陷監(jiān)測(cè)、全彩化、光提取與成型、像素驅(qū)動(dòng)等 7 個(gè)環(huán)節(jié)。具體來(lái)說(shuō)，產(chǎn)業(yè)鏈包含芯片制造、巨量轉(zhuǎn)移、面板制造、封裝/模組、應(yīng)用以及相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)。其中，檢測(cè)修復(fù)環(huán)節(jié)是各大參與者競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵領(lǐng)域。由于 Micro LED 的芯片尺寸和間距極小，傳統(tǒng)測(cè)試設(shè)備難以適用。如何在海量的芯片中檢測(cè)、修復(fù)或替換存在缺陷的晶粒，是一個(gè)極其艱巨的挑戰(zhàn)。目前的解決方案包括光致發(fā)光測(cè)試和電致發(fā)光測(cè)試。光致發(fā)光測(cè)試借助光源激發(fā)硅片或太陽(yáng)電池片，通過(guò)采集特定波長(zhǎng)的發(fā)光信號(hào)和數(shù)據(jù)處理來(lái)辨別芯片缺陷。電致發(fā)光測(cè)試則是在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，根據(jù)芯片中電子回到基態(tài)時(shí)發(fā)出的光來(lái)檢測(cè)缺陷。
7 月 16 日，兆馳半導(dǎo)體傳來(lái)好消息，其“Micro-LED 檢測(cè)設(shè)備”專利已進(jìn)入授權(quán)階段。該設(shè)備由下至上依次設(shè)置有紫外面光源、透明基板、光罩板、濾光片、CCD 檢測(cè)探頭。在透明基板上放置有待測(cè)的 Micro-LED 芯片，光罩板上設(shè)有與待測(cè) Micro-LED 芯片所處位置相匹配的透光孔。這一實(shí)用新型的檢測(cè)設(shè)備能夠快速篩查出異常芯片并剔除。
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