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DWebinar0629

Mini LED市場前景可期的生產機會與挑戰

  • 孫昌華

Mini LED的背光技術能夠大幅改善色度,獲得更理想的觀看體驗。KLA
Mini LED的背光技術能夠大幅改善色度,獲得更理想的觀看體驗。KLA

Mini LED是顯示器的明日之星,特別是在平板電腦、電視以及電競螢幕方面。這種相對較新的技術應用於LCD顯示器背光,與傳統的LED背光LCD技術相比,能夠顯示出更深層的黑色,改善對比度並且提高面板亮度。但是隨著Mini LED進入量產階段,挑戰也隨之而來:Mini LED背光模組需要具有白色防焊油墨的PCB或者玻璃基板。讓我們更深入的認識Mini LED的優勢、偏好白色防焊的原因以及白色防焊製造過程中帶來的挑戰。

根據Omdia的「OLED與LCD供應需求與設備追蹤系統–2021年第2季分析」報告顯示,採用Mini LED背光的LCD面板的出貨量可望從2021年的970萬片增加為2025年的3,790萬片。更具體地說,電視和平板電腦在Mini LED應用方面居於領先地位,預計到2025年電視將會出現顯著成長。此外,Mini LED在NB的應用方面也廣受歡迎,在上述期間的出貨量預期也會大幅增加。OEM設計者也更加青睞Mini LED,因為它可提供更好的對比、更豐富的色彩以及更高品質的影像,更具成本效益。

大尺寸TV面板上的MiniLED背光。KLA

大尺寸TV面板上的MiniLED背光。KLA

(左)最小化底切的白色防焊橋,(右)底切嚴重的白色防焊橋。KLA

(左)最小化底切的白色防焊橋,(右)底切嚴重的白色防焊橋。KLA

OLED與Mini LED的對照

OLED是一項熱門技術,配備有自發光的顯示器和面板,由於其自發光特性的緣故,無需背光模組。OLED可提供優於Mini LED的色彩對比,但是前者通常相當昂貴,同時在戶外環境中會有使用壽命和效能不佳的缺點。另一方面,Mini LED在亮度、低能耗以及刷新率方面都有優異的表現,同時具有寬廣的色域以及設計複雜度低等優點。因此,許多大型電視、平板電腦與NB的製造商都迫切地希望儘快採用Mini LED技術,因為對比傳統的LED技術,Mini LED的技術在品質和成本效益方面更具優勢。為了保證Mini LED技術的優勢,設計者對Mini LED防焊曝光生產製造過程中的精確度和良率方面提出了更為嚴苛的要求。 防焊直接成像(DI)是極為理想的解決方案,因為它可提供高精確度,同時可以克服由於表面高低變化、變形以及細微特徵所帶來影響產品品質與良率的挑戰。

Mini LED白色防焊的優點與挑戰

Mini LED背光模組設備的設計者要求基板在生產製造過程中使用白色防焊油墨。白色防焊油墨具有極高的反射率,因此在對比度和色彩亮度方面有更好的表現,為電視、平板電腦、筆記型電腦以及桌上型電腦提供更清晰的影像。事實上,白色防焊可以應用在不同類型的電路板上——高密度板(HDI)、軟板(FPC)或是多層電路板(MLB)。這些電路板或玻璃基板都需要防焊開窗開孔生產,以便在下一封裝階段(POB/COB/COG)接收Mini LED晶片。因此,生產製作過程中的高精度和統一的開孔尺寸對於miniLED終端產品的品質至關重要。

在白色防焊DI曝光過程中有三個要素可能會給製造商帶來挑戰,第一個是精確度、第二是品質和良率,第三則是產能(也可轉變為成本)。Mini LED的尺寸範圍在50到300微米之間,因此必須極為精確地定位同時保證最低的標準偏差。例如,在某些應用當中,基板中防焊開窗(SRO)的一致性不可超過±5微米的偏差。一般而言,設備越高端,對精度的需要就越高,例如與電視相比,平板電腦就需要較高的精度。如果面板目標表面覆蓋厚的白色防焊則會嚴重影響對位精度,這時就需要藉助特殊照明或精密的演算法來更精準地獲得目標位置。

品質方面挑戰是第二個因素,與防焊開口的一致性和嚴格底切要求有關。用於Mini LED生產的白色防焊會散射大部分的照明波長,因此暴露的UV光不會和其他防焊顏色一樣被吸收,導致防焊聚合的過程品質較差。如果防焊層底部在曝光過程中沒有完全聚合,將會形成底切。如此可能會導致出現剝離。嚴重的底切經常會給Mini LED製造帶來麻煩。建立堅固防焊橋,使底切最小化才能保證高品質和良率。為了建立堅固的防焊橋,要求在曝光過程中使用優化範圍廣的照明波長,以曝光反光的厚白色防焊。

為解決成本問題,Mini LED PCB製造商需要發揮最大的生產能力,並且優化其單次成像成本。使用高產能的防焊直接成像解決方案可以幫助製造商輕鬆達成目標,並且解決上述來自白色防焊曝光的獨特挑戰。

未來展望

隨著Mini LED的消費電子產品的需求增加,也需要有全新而且創新的先進防焊曝光製造方法以滿足對高精度、高品質和高產量的要求。直接成像解決方案可克服生產白色防焊的PCB時所遇到的挑戰,且對於需要大量生產高品質電路板,以滿足未來幾年在平板電腦、電視、電競顯示器和其他裝置等持續增加需求的PCB生產製造商而言,是極為必要的解決方案。歡迎您參觀Touch Taiwan展會,2022/4/27(三) - 4/29(五)台北南港展覽館,KLA展位號#M834,瞭解KLA白色防焊直接成像解決方案助力Mini LED背光生產。(本文由KLA產品行銷經理Michal Itzik提供,孫昌華整理報導)