近日，國星光電表示，其Mini LED芯片已具備量產(chǎn)能力，公司將根據(jù)市場情況實施擴(kuò)產(chǎn)計劃。國星光電積極與國際知名顯示廠商聯(lián)手合作，已成為某國際大廠進(jìn)入Mini LED超高清顯示領(lǐng)域首個認(rèn)證通過的供應(yīng)商。

Mini LED指大小為50～200μm的LED，又稱為次毫米發(fā)光二極管。Mini LED是近年來LED技術(shù)發(fā)展的主力，被廣泛地應(yīng)用到背光、VR屏幕、手機(jī)顯示屏小型顯示屏等領(lǐng)域。然而，由于其發(fā)光角小，使其難以應(yīng)用在較大規(guī)格的屏幕上。

為此，國星光電于2020年5月15日申請了一項名為“大發(fā)光角度倒裝Mini-LED芯片及其制備方法”的發(fā)明專利（申請?zhí)? 202010413988.X）,申請人為佛山市國星半導(dǎo)體技術(shù)有限公司。

圖1 大發(fā)光角度倒裝Mini-LED芯片結(jié)構(gòu)示意圖

圖1為大發(fā)光角度倒裝Mini-LED芯片結(jié)構(gòu)示意圖，包括倒裝LED芯片本體1和折射層2。其中，倒裝LED芯片本體1又包括襯底11和發(fā)光結(jié)構(gòu)，發(fā)光結(jié)構(gòu)位于襯底11正面，折射層2位于襯底11背面。折射層2由多個棱臺21和/或多個錐臺22組成，棱臺21、錐臺22的底面與襯底11連接。發(fā)光結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的光線從襯底11射出后，經(jīng)由棱臺21/錐臺22的側(cè)面和頂面射出。這種棱臺/錐臺結(jié)構(gòu)，使原先由襯底平坦背面射出的光線變?yōu)閺睦馀_/錐臺側(cè)面和頂面射出，有效拓寬了Mini-LED芯片的發(fā)光角度。

以折射層2由多個棱臺21組成為例。棱臺21由干法刻蝕工藝或濕法刻蝕工藝形成，多個棱臺21間距均勻分布，相鄰棱臺間的距離為0.5～2μm。棱臺21的形狀一般為四棱臺或六棱臺，其形狀與襯底11的材質(zhì)以及刻蝕工藝有關(guān)，當(dāng)采用藍(lán)寶石襯底時，經(jīng)過濕法蝕刻后形成六棱臺；當(dāng)采用硅襯底時，經(jīng)過濕法蝕刻后，形成四棱臺。一般優(yōu)選六棱臺，這種棱臺側(cè)面?zhèn)�數(shù)多，有利于拓寬Mini-LED的發(fā)光角度。

當(dāng)棱臺21的寬度＞10μm時，棱臺數(shù)目較少，無法有效提升發(fā)光角度；寬度＜3μm時，刻蝕工藝難度高。因此棱臺21的寬度一般為3～10μm，優(yōu)選為5～8μm。其中當(dāng)棱臺21底面的邊數(shù)≤4條時，棱臺21的寬度是最長邊的寬度；底面的邊數(shù)≥5條時，其寬度是距離最遠(yuǎn)的兩個端點(diǎn)之間線段的寬度。當(dāng)棱臺21的高度＞2μm時，棱臺21底角過大，無法有效提升發(fā)光角度,高度＜0 .5μm時，棱臺底角過小，光線由于無法折射通過棱臺側(cè)面而被全反射，即無法起到提升發(fā)光角度的作用，因此棱臺21的高度為0 .5～2μm

為了進(jìn)一步提升倒裝Mini-LED芯片的發(fā)光角度，在折射層2的上方還設(shè)有遮擋層。遮擋層位于棱臺21/錐臺22的頂面，可有效防止光線從棱臺21和/或錐臺22的頂面射出，保證光線僅從棱臺21和/或錐臺22的側(cè)面射出，有效提升Mini-LED芯片發(fā)光角度。

簡而言之，國星光電的Mini-LED芯片專利，通過棱臺結(jié)構(gòu)設(shè)計，可有效提升Mini-LED的發(fā)光角度，進(jìn)而使得Mini-LED在大規(guī)格的屏幕上有著廣泛應(yīng)用。

國星半導(dǎo)體是國星光電的控股子公司，致力于研發(fā)、生產(chǎn)可用于照明、顯示、背光的氮化鎵基LED芯片。國星掌握了先進(jìn)的LED外延材料和芯片的制造技術(shù)，其產(chǎn)品性能指標(biāo)已達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。展望未來，國星半導(dǎo)體將繼續(xù)研發(fā)創(chuàng)新，致力于成為LED芯片制造領(lǐng)先者。