一片指甲蓋大小的發(fā)光模組,卻能在地面投射出萬級像素的清晰圖案;一塊1.84英寸的顯示屏,背后集成了超50萬顆LED燈珠,實現(xiàn)了極為細(xì)膩的全彩顯示效果……
▲國星光電開發(fā)出用于智能車燈的Micro LED光源
從2020年推出第一代Micro LED顯示模組,到如今開發(fā)出多款搭載Micro LED技術(shù)顯示產(chǎn)品,國星光電始終在超高清顯示領(lǐng)域精耕細(xì)作,通過攻克一項項核心技術(shù)難關(guān),結(jié)出一個個科技創(chuàng)新成果,將廣晟控股集團FAITH經(jīng)營理念帶進實驗室、引領(lǐng)追光夢,以腳踏實地、攀高奮進之舉,再造一個創(chuàng)新制勝、技術(shù)自強的“新國星”。
細(xì)沙上“起高樓”
技術(shù)難關(guān)一道一道闖
在國星光電研究院Micro LED超凈實驗室里,數(shù)臺精密設(shè)備在高效運轉(zhuǎn),身著防靜電服的研發(fā)人員監(jiān)測著顯示屏上的實時參數(shù),認(rèn)真地分析數(shù)據(jù)變化。
▲研發(fā)人員正在對鍵合封裝后的Micro LED白光模組進行顯微測試
Micro LED,即微型發(fā)光二極管,是一種將LED結(jié)構(gòu)設(shè)計進行薄膜化、微小化、陣列化的新型顯示技術(shù),尺寸僅在1~100微米等級。Micro LED 芯片可以直接集成到屏幕面板上,實現(xiàn)圖像的高精度、高亮度顯示。 眾所周知,LED芯片尺寸越小,封裝難度就越大。更別說將數(shù)以百萬計的微米級Micro LED芯片精準(zhǔn)地轉(zhuǎn)移至目標(biāo)基板上進行焊接,難度如同“在細(xì)沙上建高樓”。 因此,巨量鍵合成為Micro LED技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用難以跨越的“鴻溝”之一。 那么,作為LED封裝技術(shù)創(chuàng)新者,國星光電如何破局? 破舊立新——面對傳統(tǒng)倒裝芯片采用單顆固晶回流的鍵合方式,無法滿足Micro LED芯片(小于100微米)巨量鍵合要求這一難題,國星光電行勝于言,通過自主搭建 Micro LED技術(shù)平臺,開展平面熱壓巨量鍵合工藝驗證,攻克難關(guān)。 這項新工藝,是先把Micro LED芯片陣列和目標(biāo)基板貼合,再加熱加壓進行共晶鍵合。為了達(dá)到精準(zhǔn)效果,國星光電還采用高精度對位系統(tǒng)與恒溫加熱系統(tǒng),對溫度和時間進行精準(zhǔn)控制,以此實現(xiàn)Micro LED芯片與目標(biāo)基板高精度、高密度、高效率的電氣互聯(lián)。
▲Micro LED平面熱壓巨量鍵合工藝驗證原理
收獲成效——經(jīng)過反復(fù)打磨和驗證,國星光電基于自主研發(fā)的平面熱壓巨量鍵合工藝,收獲了亮眼成果: ▍高密度鍵合:單次可實現(xiàn)上萬顆芯片鍵合,大幅提高了鍵合數(shù)量和效率,一次鍵合良率>99.99%。 ▍高精度鍵合:鍵合精度達(dá)到 ±2微米,遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的 ±20微米。 ▍高均勻性鍵合:溫度受熱均勻,平面溫差<5℃,保證了鍵合質(zhì)量的穩(wěn)定性。 在研發(fā)過程中,國星光電歷經(jīng)了上千次實驗,反復(fù)優(yōu)化材料及工藝參數(shù),最終成功打破傳統(tǒng)封裝工藝的束縛,攻克Micro LED封裝巨量鍵合技術(shù)的關(guān)鍵難題,為產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新提供了高良率、高精度、高效率的技術(shù)方案。
追光中“燃星火”
科技創(chuàng)新一步一步走
近年,Micro LED逐漸在智能穿戴設(shè)備、超大尺寸電視以及增強現(xiàn)實(AR)等多個領(lǐng)域凸顯出其獨特的優(yōu)勢,未來還將在透明顯示、智能車燈乃至更多新興場景中擁有廣泛的應(yīng)用前景,市場空間廣闊。
▲Micro LED逐漸在增強現(xiàn)實(AR)等場景得以應(yīng)用
為緊抓市場機遇,國星光電聚焦新型顯示產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略需求,依托Mini&Micro LED研究中心、廣東省半導(dǎo)體微顯示重點實驗室等重要創(chuàng)新平臺,圍繞國家重點研發(fā)計劃項目、廣東省重點領(lǐng)域研發(fā)計劃項目,全力構(gòu)建起涵蓋材料外延、芯片制造、轉(zhuǎn)移集成、全彩封裝等方面的創(chuàng)新鏈,凝聚起產(chǎn)學(xué)研力量,瞄準(zhǔn)關(guān)鍵核心技術(shù),疏堵點、除痛點、解難點,全方位、深層次推進Micro LED技術(shù)的研發(fā)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
▲廣東省半導(dǎo)體微顯示重點實驗室
創(chuàng)新驅(qū)動下,國星光電在Micro LED領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了多項關(guān)鍵技術(shù)突破,累計申請Mini/Micro LED專利超250項,其中更憑借“全彩化發(fā)光器件及顯示模組”專利斬獲中國專利金獎。通過高價值專利布局,國星光電已在芯片封裝、巨量轉(zhuǎn)移等核心環(huán)節(jié)實現(xiàn)技術(shù)自主可控,并建立了相對完整的超高清顯示封裝技術(shù)體系。
面對已取得的成果,國星光電并未停下腳步。
“下一步,我們將繼續(xù)挖掘Micro LED在戶內(nèi)大屏顯示、智能化車燈等新興領(lǐng)域的應(yīng)用潛力,加快該領(lǐng)域的關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān),為推動Micro LED技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用貢獻(xiàn)更大力量!”國星光電Micro LED項目組研發(fā)人員目光灼熱,堅定說道。
向新圖強 向高攀登 2025年,聚焦價值創(chuàng)造,國星光電已開啟了新一輪攀高行動,在集團FAITH經(jīng)營理念指引下,創(chuàng)新成果將不斷涌現(xiàn),發(fā)展速度將繼續(xù)加快,現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)圖景將日益明晰,“再造一個新國星”也將落地見效。