Micro LED顯示被譽為次世代的顯示技術,它與LCD,OLED等顯示技術相比,在功耗、使用壽命、亮度、對比度等指標上有明顯優勢。簡而言之,Micro LED顯示技術是目前最完美的顯示技術之一。

顯示技術的比較
圖源:高工LED
回顧顯示行業發展史,存在明顯的木桶效應,Micro LED行業需警惕! 從供給-需求側角度來看,回顧顯示行業發展歷程,我們會發現“技術進步為顯示產業發展帶來諸多可能性”,但是“下游市場的需求才是真正推動行業快速發展的最重要因素”。

顯示技術生命周期 首先是早期的CRT技術。CRT(陰極射線管)技術具有低成本高畫質的特點,而且耐用性不錯,但是CRT顯示產品體積大、笨重,無法做成輕薄型產品,所以僅僅在TV市場“曇花一現”。但是下游市場的需求是不斷小型化、輕便化,所以CRT無法適應手機、PC移動互聯時代,自然而然就退出了歷史舞臺。
CRT顯示器 圖源:中關村在線 CRT技術之后,出現了PDP(等離子體顯示)技術。PDP電視具有薄、大尺寸和良好畫質等特點,但是因為PDP技術只掌握在日本少數幾個廠家手里,產業鏈封閉,影響了技術升級,PDP電視耗電量高、生產成本高、像素精細化困難、尺寸單一等缺點并未很好的改善,因此PDP技術并未進入主流市場。 與PDP技術同時期的是LCD(液晶)技術,與CRT產品相比,LCD產品耗電量更低,而且能夠實現輕薄化,最關鍵的是隨著技術越來越成熟,LCD產品成本非常低廉。另外,與PDP電視相比,LCD電視尺寸覆蓋面更全,而PDP電視尺寸單一,加上LCD技術更加開放,產業鏈協同發展,LCD技術成為了過去主流的顯示技術。迄今為止,在對畫質性能要求不苛刻的細分市場,譬如消費級電視機,LCD仍占據主導地位;但是對于小尺寸超高清應用,譬如手機等,LCD畫質性能還有待提升空間。 隨著下游市場對小型化、柔性、高清等需求日益頻繁,OLED突出重圍,但是OLED產品PWM技術帶來的閃屏現象對人眼觀看舒適度以及OLED顯示產品壽命產生了較大影響,加上下游市場不斷產生8K超高清、超大屏顯示、透明顯示、柔性顯示、低功耗等需求,Micro LED顯示技術以及其過渡技術(Mini LED顯示技術)逐漸進入市場。 回顧顯示行業發展的歷程,沒有任何技術能夠永葆青春,“適者生存,不適者淘汰”是亙古不變的哲理。對于Micro LED從業者而言,我們要警惕出現“木桶理論”中的“短板決定儲水量”情況。
Micro LED行業當前短板明顯成本和良率是兩座大山 雖然Micro LED行業備受關注,但是目前Micro LED技術尚不成熟,最大的瓶頸在成本和良率,這也是影響Micro LED顯示技術大規模商用化的最大因素。一提到良率和成本,人們往往聯想到巨量轉移技術,但是“轉移不知道好壞的Micro LEDs,是沒有意義的”。如果轉移之前不先剔除不良芯片,相當于不良芯片也會經歷后續生產過程,這無疑增加了巨大成本。另外,良率的計算是建立在穩定可靠的檢測技術上的。沒有高重復性的檢測設備,計算良率是沒有意義的。所以巨量檢測技術同樣需要得到行業的重視和關注。 Micro LED行業本質上是IC、Display和LED行業的交叉行業,因此檢測技術可以相互借鑒,但是又不完全相同。Micro LED COW wafer上有百萬甚至千萬顆晶粒,Micro LED COW wafer檢測速度無法達到IC領域Bare Wafer Inspection幾秒鐘1片的檢測速度,而且傳統的自動光學檢測類設備只能檢查外觀缺陷,但是實際上不同廠家允收標準各有不同,有些廠家認為存在少量不影響發光質量的particle是符合允收標準的,所以僅靠AOI類設備完成Micro LED巨量檢測是不現實的,但是對于早期研發階段,AOI類設備確實有很大幫助。對于LED行業而言,電致發光檢測方法因為可以測量工作狀態下LED的光學參數(WLD,色坐標等等)和電學參數(VF1,IR等),往往被當作金標準。 但是Micro LED wafer上晶粒太多了,如果逐顆點亮所有晶粒,需要花幾十年的時間,因此電致發光檢測設備無法實現100%檢測;即使采用探針組,也會受困于高昂的探針耗材成本、仍然很長的檢測時間以及復雜的校準過程;此外,探針組式的并聯EL設備,無法測量單顆Micro LED的光譜,這也給品質判定帶來困難。整體而言,Micro LED并沒有一款成熟的巨量檢測方案。
濱松MicroLED巨量檢測設備解決行業巨量檢測煩惱 濱松針對行業痛點,發布了一款無損、無接觸式、高穩定性、快速巨量檢測設備MiNYTMPL。MiNYTM PL利用半導體材料的光致發光現象,對Micro LED材料缺陷進行全自動檢測,一次性可以完成整片晶圓上所有Micro LED晶粒的發光強度和波長測量,通過與設定閾值作比較,可以判斷每顆晶粒的好壞。 MiNYTM PL具備全自動輸出每一顆晶粒的亮度、波長、好壞信息,以及不良晶粒的外觀圖像的功能,并且可以方便地與巨量轉移設備、修復設備等其他設備配合使用,從而提高Micro LED wafer/chip、display產品的良率。與其它Micro LED檢測設備相比,MiNYTM PL有如下優勢:業界領先的穩定性(重復性)、可以同時測量波長和亮度、成像式光致發光檢測、可與EL設備結果進行匹配、可實現整片晶圓的檢測(圓形、方形)、業界領先的檢測速度等特點。此外,MiNYTM PL也同樣適用于顯示端的制造過程。
濱松Micro LED巨量檢測設備MiNYTM PL 為了方便研究人員對單顆Micro LED器件的光學特性、電學特性進行深入研究,濱松推出了Micro LED電致發光(EL)檢測設備μMLS-2000。μMLS-2000采用die to die方式逐一檢測Micro LED的電學特性(如VF1、VF2、IR等)和光學特性(WLD、Cx、Cy、Cd/m2等),能夠幫助Micro LED技術早日從實驗室走入量產線。
Micro LED電致發光檢測設備 對于Micro LED顯示產品,驅動電路漏電將導致顯示產品發生故障,甚至可能出現損壞。實際上漏電現象是集成電路領域經常出現的故障之一,漏電往往是因為結構或者材料異常所致。 濱松在集成電路領域有超過30年的電性失效分析經驗,PHEMOS系列EMMI顯微鏡在電性失效分析領域具有極高的市場占有率。(未來我們將單獨介紹PHEMOS系列EMMI顯微鏡產品)。過去我們采用PHEMOS產品對邏輯電路、存儲芯片、功率器件等芯片進行缺陷快速定位,現在我們發現MicroLED顯示產品可以采用類似的方案,實現快速質檢,這位Micro LED顯示制造失效分析打開了大門。
用于芯片失效分析的PHEMOS系列EMMI顯微鏡
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原文標題:別只提巨量轉移,咱們也聊聊Micro LED巨量檢測技術
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