UG环球注册: Micro LED的要害出产技能-「巨量转移」

黄山新闻网/2020-07-04/ 分类:黄山科技/阅读:

北京时间03月23日动静,中国触摸屏网讯,Micro LED的要害出产技能-「巨量转移」Micro LED技能被炒得震天价响,俨然是次世代的显示技能霸主,更是2018年的显示明星。然而,今朝Micro LED依然存在很多的困难,不管是制程技能、检讨尺度,可能是出产本钱,都与大量贸易应用有着很大的间隔,而个中一个最主要的挑战,就是如何导入大量出产,以低落其制造本钱,而此一环节被称为「巨量转移」。

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要领略巨量转移,虽然要先知道什么是Micro LED,以及它跟传统的LED有何差异之处。Micro LED的英文全名是「Micro Light Emitting Diode」,中文也就称作是微发光二极管,也可以写作「μLED」。

与一般LED最大的差异之处,虽然是尺寸。可是几多的尺寸才气称作Micro LED,今朝仍未有统一的尺度,因此都是制造商各自表述的情况。以台湾晶电的界说为例,一般的LED晶粒是介于200~300微米(micrometer, μm),Mini LED(被称为Micro LED前身)约50~60微米,而Micro LED则是在15微米。

μLED完胜所有显示技能 本钱与量产是独一挑战

由于晶粒尺寸的差别,其各自的应用也就有所差异。一般的LED芯片以照明与显示器背光模块为主;至于Mini LED则也将会运用在背光应用上,但会是在高阶的消费产物,可能是车用市场,如群创光电的AM miniLED就是运用在车用显示上;至于Micro LED,其应用观念跟前两者则完全差异,将会是一种全新的显示技能,而它的竞争工具则会是OLED。

从技能规格与应用观念来看,μLED在亮度、回响速度、电耗与耐费用上皆完胜今朝市面上的显示技能,险些可以说是具备完全代替LCD和OLED显示的潜力,但独一的问题就是其出产本钱与量产的本领。
 
 


 

今朝μLED最大的出产挑战就在于如何把巨量的微米品级的LED晶粒,透过高准度的设备,将之部署在方针基板可能电路上,而此一措施被称为巨量转移(Mass Transfer)。

事实上,巨量转移是一个学术名词,常常用于物质处理惩罚流程的工程设计上,它涉及物理系统内的物质或粒子的扩散和对流。

更详细的说,巨量转移是在描写一个化学或物理的机制,它是一种运输的现象,它意指大数量的点(分子或粒子)从某一端移动到另一端。它可以是单一阶段,可能多重阶段,且涉及一个液体可能气体的阶段,有时候也大概在固体物质中产生。

一个经典的巨量转移典型,就是水的「蒸发」,透过蒸发明象,能让大量的水分粒子移动到另一个物质上,同理,扩散也是如此。

如何搬运数千万颗微米级LED晶粒的挑战

而用在μLED的出产上,就是要把数百万甚至数千万颗微米级的LED晶粒正确且有效率的移动到电路基板上。以一个4K电视为例,需要转移的晶粒就高达2400万颗(以4000 x 2000 x RGB三色计较),纵然一次转移1万颗,也需要反复2400次。

台湾的工研院今朝也正在着手研发巨量转移的相关技能,而主要认真的单元则是电子与光电系统研究所。电光所所长吴志毅博士就暗示:「今朝LED与显示面板的制程已相对成熟,最大的坚苦就在于如何将如此大量的μLED晶粒举办转移。」

吴志毅博士指出,固然出产微米级μLED晶粒不易,但仍是有设备可以做到,只是良率与产量的问题,譬喻红光LED微缩至微米级会有硅材质易碎的问题,但照旧有法可行,唯有巨量转移今朝仍没有一个好的办理方案。

就因为巨量转移的良率与效率具备很高的技能难度,因此今朝包括苹果、三星和索尼都正努力研究打破之道。

吴志毅博士暗示,要告竣巨量转移的道理其实很简朴,就是发生一个浸染力将μLED晶粒精准的吸附起来,

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,然后将之转移到方针背板上,再精准的释放。而可以利用的道理有:真空、静电、沾黏、UV和电子浸染等。

要害的问题就在于良率可以到达几多,以及产能是否合乎本钱。

假如不思量产能的话,透过今朝的转移设备,如Pick-and-Place的方法,也是可以建造出μLED显示面板,但其本钱将会很是昂贵,除非对付价值很不敏感的客户和应用,不然很难有贸易成长的空间。

今朝已有几家颐魅者公布其在小尺寸面板上取得劈头的乐成,包括台湾的镎创科技(PlayNitride)、晶电、苹果收购的LuxVue、日本的索尼,以及韩国的三星,但这些颐魅者皆没有透露其转移的形式与技能,虽然产量与产能也没有发布。

而在本年CES 2018展上,三星展示的146吋Micro LED电视「The Wall」,其是利用模块化拼凑接的方法,告竣了大尺寸面板结果。

相较于μLED急需巨量转移技能来办理其量产的问题,晶粒尺寸在50~60微米间的Mini LED则完全可利用既有的出产设备来举办量产,因此今朝的LED制造商皆先选择投入此一过渡的产物,甚至三星和索尼先前颁发的Micro LED产物,大概都是属于Mini LED品级并透过现有设备来出产的产物。

这些国际大厂几回的动作虽然引来市场的存眷,但在μLED技能的研发上台湾其实并没有落伍,甚至还大概有超前的时机。工研院早在2009年就开始投入μLED技能的研发,只是一开始没有要往主流显示应用成长,但跟着市场与技能的演进,也逐渐意识到其市场的潜力。

「其时我们认为OLED可以,LED也必然可以。」吴志毅博士说道。

他指出,理论上,LED可以或许代替今朝所有的OLED显示产物,独一的问题就是制造本钱和所谓的C/P值,假如做出的产物售价居高不下而乏人问津,那就没有成长的代价。几年前的OLED电视险些就是这样的景象。

而对付巨量转移技能,吴志毅博士则透漏,今朝工研院也已有相关的办理方案,但他仍无法透漏相关的信息,仅响应本年将会有相关的技能颁发,请各人拭目以待。

但他认为,今朝巨量转移最可行的制程照旧在6吋到8吋晶圆上,并以小尺寸的显示应用为主,大尺寸的显示应用只能透过拼凑贴的方法来举办,才气办理出产本钱的问题;至于利用的技能形式,则是会是以吸附转移的方法,也就是操作静电、凡得瓦力或其他的浸染力来转移。

μLED应用市场将泛起M型化成长

也由于转移的技能不易,且产量和良率受限的缘故,因此μLED的应用市场将会泛起M型化来成长,也就是先从极大和极小的两个尺寸开始,最后才会逐渐往数量最大的消费性电子和电视的尺寸来成长。但能不可成长至主流消费性电子产物市场,甚至代替今朝的OLED电视或LCD电视,则需视届时的出产本钱。 
 


 

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