micro led显示被誉为次世代的显示技术,它与lcd,oled等显示技术相比,在功耗、使用寿命、亮度、对比度等指标上有明显优势。简而言之,micro led显示技术是目前最完美的显示技术之一。
显示技术的比较
图源:高工led
回顾显示行业发展史,存在明显的木桶效应,micro led行业需警惕! 从供给-需求侧角度来看,回顾显示行业发展历程,我们会发现“技术进步为显示产业发展带来诸多可能性”,但是“下游市场的需求才是真正推动行业快速发展的最重要因素”。
显示技术生命周期 首先是早期的crt技术。crt(阴极射线管)技术具有低成本高画质的特点,而且耐用性不错,但是crt显示产品体积大、笨重,无法做成轻薄型产品,所以仅仅在tv市场“昙花一现”。但是下游市场的需求是不断小型化、轻便化,所以crt无法适应手机、pc移动互联时代,自然而然就退出了历史舞台。
crt显示器 图源:中关村在线 crt技术之后,出现了pdp(等离子体显示)技术。pdp电视具有薄、大尺寸和良好画质等特点,但是因为pdp技术只掌握在日本少数几个厂家手里,产业链封闭,影响了技术升级,pdp电视耗电量高、生产成本高、像素精细化困难、尺寸单一等缺点并未很好的改善,因此pdp技术并未进入主流市场。 与pdp技术同时期的是lcd(液晶)技术,与crt产品相比,lcd产品耗电量更低,而且能够实现轻薄化,最关键的是随着技术越来越成熟,lcd产品成本非常低廉。另外,与pdp电视相比,lcd电视尺寸覆盖面更全,而pdp电视尺寸单一,加上lcd技术更加开放,产业链协同发展,lcd技术成为了过去主流的显示技术。迄今为止,在对画质性能要求不苛刻的细分市场,譬如消费级电视机,lcd仍占据主导地位;但是对于小尺寸超高清应用,譬如手机等,lcd画质性能还有待提升空间。 随着下游市场对小型化、柔性、高清等需求日益频繁,oled突出重围,但是oled产品pwm技术带来的闪屏现象对人眼观看舒适度以及oled显示产品寿命产生了较大影响,加上下游市场不断产生8k超高清、超大屏显示、透明显示、柔性显示、低功耗等需求,micro led显示技术以及其过渡技术(mini led显示技术)逐渐进入市场。 回顾显示行业发展的历程,没有任何技术能够永葆青春,“适者生存,不适者淘汰”是亘古不变的哲理。对于micro led从业者而言,我们要警惕出现“木桶理论”中的“短板决定储水量”情况。
micro led行业当前短板明显成本和良率是两座大山 虽然micro led行业备受关注,但是目前micro led技术尚不成熟,最大的瓶颈在成本和良率,这也是影响micro led显示技术大规模商用化的最大因素。一提到良率和成本,人们往往联想到巨量转移技术,但是“转移不知道好坏的micro leds,是没有意义的”。如果转移之前不先剔除不良芯片,相当于不良芯片也会经历后续生产过程,这无疑增加了巨大成本。另外,良率的计算是建立在稳定可靠的检测技术上的。没有高重复性的检测设备,计算良率是没有意义的。所以巨量检测技术同样需要得到行业的重视和关注。 micro led行业本质上是ic、display和led行业的交叉行业,因此检测技术可以相互借鉴,但是又不完全相同。micro led cow wafer上有百万甚至千万颗晶粒,micro led cow wafer检测速度无法达到ic领域bare wafer inspection几秒钟1片的检测速度,而且传统的自动光学检测类设备只能检查外观缺陷,但是实际上不同厂家允收标准各有不同,有些厂家认为存在少量不影响发光质量的particle是符合允收标准的,所以仅靠aoi类设备完成micro led巨量检测是不现实的,但是对于早期研发阶段,aoi类设备确实有很大帮助。对于led行业而言,电致发光检测方法因为可以测量工作状态下led的光学参数(wld,色坐标等等)和电学参数(vf1,ir等),往往被当作金标准。 但是micro led wafer上晶粒太多了,如果逐颗点亮所有晶粒,需要花几十年的时间,因此电致发光检测设备无法实现100%检测;即使采用探针组,也会受困于高昂的探针耗材成本、仍然很长的检测时间以及复杂的校准过程;此外,探针组式的并联el设备,无法测量单颗micro led的光谱,这也给品质判定带来困难。整体而言,micro led并没有一款成熟的巨量检测方案。
滨松microled巨量检测设备解决行业巨量检测烦恼 滨松针对行业痛点,发布了一款无损、无接触式、高稳定性、快速巨量检测设备minytm pl。minytm pl利用半导体材料的光致发光现象,对micro led材料缺陷进行全自动检测,一次性可以完成整片晶圆上所有micro led晶粒的发光强度和波长测量,通过与设定阈值作比较,可以判断每颗晶粒的好坏。 minytm pl具备全自动输出每一颗晶粒的亮度、波长、好坏信息,以及不良晶粒的外观图像的功能,并且可以方便地与巨量转移设备、修复设备等其他设备配合使用,从而提高micro led wafer/chip、display产品的良率。与其它micro led检测设备相比,minytm pl有如下优势:业界领先的稳定性(重复性)、可以同时测量波长和亮度、成像式光致发光检测、可与el设备结果进行匹配、可实现整片晶圆的检测(圆形、方形)、业界领先的检测速度等特点。此外,minytm pl也同样适用于显示端的制造过程。
滨松micro led巨量检测设备minytm pl 为了方便研究人员对单颗micro led器件的光学特性、电学特性进行深入研究,滨松推出了micro led电致发光(el)检测设备μmls-2000。μmls-2000采用die to die方式逐一检测micro led的电学特性(如vf1、vf2、ir等)和光学特性(wld、cx、cy、cd/m2等),能够帮助micro led技术早日从实验室走入量产线。
micro led电致发光检测设备 对于micro led显示产品,驱动电路漏电将导致显示产品发生故障,甚至可能出现损坏。实际上漏电现象是集成电路领域经常出现的故障之一,漏电往往是因为结构或者材料异常所致。 滨松在集成电路领域有超过30年的电性失效分析经验,phemos系列emmi显微镜在电性失效分析领域具有极高的市场占有率。(未来我们将单独介绍phemos系列emmi显微镜产品)。过去我们采用phemos产品对逻辑电路、存储芯片、功率器件等芯片进行缺陷快速定位,现在我们发现microled显示产品可以采用类似的方案,实现快速质检,这位micro led显示制造失效分析打开了大门。
用于芯片失效分析的phemos系列emmi显微镜
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