Mini LED芯片良率低 尺寸“微縮化”成症結

2018-12-31 18:00 瀏覽次數：15142

作為LED背光技術的改良版本， Mini LED由於具備可大幅提升現有液晶畫麵效果及成本可控性高等特性，盡管出現時間相對較晚但卻迅速被推廣開來，成為2018年全球各顯示技術大廠爭相布局的領域。據業界估算，采用Mini LED背光設計的液晶電視麵板，價格約隻有OLED電視麵板的6到8成，亮度與畫質也能達到與OLED相近的效果，同時Mini LED背光模組的成本僅為OLED的60％左右，在應用上會更具優勢。不過，由於Mini LED已踏入小間距微尺寸顯示範疇，像素點間距的急劇微縮也大幅提升了芯片端的設計難度，這也直接導致了Mini LED芯片良率低下的問題，成為當前業界提升Mini LED產能的最大阻礙。

因兼具媲美OLED的顯示效果、大規模量產成本更低以及應用端適應性強等優良特性，Mini LED被認為是Micro LED時代到來前小間距領域唯一能夠撼動現有OLED產業格局的關鍵技術。業界普遍認為，待今年Mini LED技術發展成熟後，2019到2020年該市場將正式進入高速發展階段，尤其是2019年隨著各一線大廠產能的大規模釋放，Mini LED在全球各大主要應用市場的滲透率將會陡升，實現從P0.5到P2.0產品的全線覆蓋，預計2022年整個市場的產值將會達到16.99億美元。

但與OLED等大尺寸顯示技術不同，作為小間距顯示領域的代表，Mini LED一般采用的是數十微米級的LED晶體來實現約0.5到1.2毫米像素顆粒的顯示屏。目前，業內對Mini LED顯示屏中像素點的間距要求一般在1mm以下，也正因此Mini LED芯片的尺寸被普遍要求在200微米以下，這種小尺寸的特性也使得應用端在相同型號的顯示屏麵積上需要搭載更多的Mini LED芯片。以一塊5英寸的全高清智能手機麵板為例，采用傳統的LED背光方案大約需要20到25顆LED芯片，若轉換為背光Mini LED，用量則將達到4000到9000顆左右。這也意味著一旦Mini LED能夠在明年成功起量，市場對Mini LED芯片的需求將呈現暴漲態勢。

不過，目前客戶端對Mini LED的反響並不如供應商預期的那般熱烈。有業內人士對記者透露：“從整個應用端的情況來看，當前Mini LED無論是應用到手機、車載抑或是大屏顯示領域，成本上相比OLED來說優勢並不大，很多客戶目前僅處於觀望狀態。就拿手機顯示屏來講，一塊5.5英寸的全高清手機麵板用LED背光隻需要30顆，但如果使用背光Mini LED的話可能就需要大約9000甚至10000顆，顯示模組的總成本估計在35到40美元左右，這個成本比硬屏的OLED價格還要高出一倍之多。”

應用成本的居高不下，歸根究底還是當前整個業界Mini LED芯片量產良率普遍偏低，有效產能難以擴充所致。業內專業人士告訴記者：“Mini LED芯片的小型化很難做，因為一個Mini LED背光模組幾乎會涉及幾千顆甚至幾萬顆的器件，如果其中有一顆壞點出現，在應用的過程中就會導致死燈的情況，從而令整個產品都失效。也正因此，目前業界對Mini LED芯片的要求非常高，但Mini LED芯片在實際製備的過程中，由於線寬的精度以及芯片的小型化等製造難點頗多，芯片的良率目前也非常低。因此，我們一般都會要求在製程中就要對芯片線寬做到非常精準的控製，並開發高亮度低功耗的倒裝芯片以及大深寬隔離槽的結構，以及通過提高芯片的切割技術來提高質量，保證Mini LED芯片量產的良率。”

另一位也表示：“由於尺寸的急劇微縮，Mini LED芯片需要重新考慮諸如出光控製、芯片倒裝結構、焊接參數的適應性等多個層麵上的設計，這些不同特性的優劣也將直接影響後續各道工藝中的良品率。特別是在這種高密度的應用場景下，芯片倒裝結構以及出光角度的設計直接決定芯片的核心性能表現，也是現階段行業在設計Mini LED芯片時遇到的最大挑戰，如果芯片單元的倒裝結構沒做好，實際應用中就會經常出現壞點的情況，從而導致整個背光模組出現品質問題，而且Mini LED晶粒由於太小，返修的成本也非常高；再有就是如果芯片的出光性做的比較差、出光角度不夠高，就會使得Mini LED本身所具備的光學特性難以有效發揮，實際應用價值也會大打折扣，可能最終的顯示效果還不如一塊高清的液晶屏幕。總體來講，從芯片設計端來看，相比OLED或傳統液晶這類大尺寸顯示技術，Mini LED芯片的設計難度提高了好幾個數量級。”

來源：華強電子網