Micro LED技術(shù)被炒得震天價(jià)響,儼然是次世代的顯示技術(shù)霸主,更是2018年的顯示明星。然而,目前Micro LED依然存在許多的難題,不管是制程技術(shù)、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),或者是生產(chǎn)成本,都與大量商業(yè)應(yīng)用有著很大的距離,而其中一個(gè)最主要的挑戰(zhàn),就是如何導(dǎo)入大量生產(chǎn),以降低其制造成本,而此一環(huán)節(jié)被稱為「巨量轉(zhuǎn)移」。 要理解巨量轉(zhuǎn)移,當(dāng)然要先知道什么是Micro LED,以及它跟傳統(tǒng)的LED有何不同之處。Micro LED的英文全名是「Micro Light Emitting Diode」,中文也就稱作是微發(fā)光二極體,也可以寫作「μLED」。 與一般LED最大的不同之處,當(dāng)然是尺寸。但是多少的尺寸才能稱作Micro LED,目前仍未有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),因此都是制造商各自表述的情況。以臺(tái)灣晶電的定義為例,一般的LED晶粒是介于200~300微米(micrometer, μm),Mini LED(被稱為Micro LED前身)約50~60微米,而Micro LED則是在15微米。 μLED完勝所有顯示技術(shù)成本與量產(chǎn)是唯一挑戰(zhàn) 由于晶粒尺寸的差異,其各自的應(yīng)用也就有所不同。一般的LED芯片以照明與顯示器背光模組為主;至于Mini LED則也將會(huì)運(yùn)用在背光應(yīng)用上,但會(huì)是在高階的消費(fèi)產(chǎn)品,或者是車用市場(chǎng),如群創(chuàng)光電的AM miniLED就是運(yùn)用在車用顯示上;至于Micro LED,其應(yīng)用概念跟前兩者則完全不同,將會(huì)是一種全新的顯示技術(shù),而它的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)象則會(huì)是OLED。 從技術(shù)規(guī)格與應(yīng)用概念來(lái)看,μLED在亮度、反應(yīng)速度、電耗與耐用度上皆完勝目前市面上的顯示技術(shù),幾乎可以說(shuō)是具備完全取代LCD和OLED顯示的潛力,但唯一的問(wèn)題就是其生產(chǎn)成本與量產(chǎn)的能力。
圖一 目前μLED最大的生產(chǎn)挑戰(zhàn)就在于如何把巨量的微米等級(jí)的LED晶粒,透過(guò)高準(zhǔn)度的設(shè)備,將之布置在目標(biāo)基板或者電路上,而此一程序被稱為巨量轉(zhuǎn)移(Mass Transfer )。
事實(shí)上,巨量轉(zhuǎn)移是一個(gè)學(xué)術(shù)名詞,經(jīng)常用于物質(zhì)處理流程的工程設(shè)計(jì)上,它涉及物理系統(tǒng)內(nèi)的物質(zhì)或粒子的擴(kuò)散和對(duì)流。 更具體的說(shuō),巨量轉(zhuǎn)移是在描述一個(gè)化學(xué)或物理的機(jī)制,它是一種運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)象,它意指大數(shù)量的點(diǎn)(分子或粒子)從某一端移動(dòng)到另一端。它可以是單一階段,或者多重階段,且涉及一個(gè)液體或者氣體的階段,有時(shí)候也可能在固體物質(zhì)中發(fā)生。 一個(gè)經(jīng)典的巨量轉(zhuǎn)移范例,就是水的「蒸發(fā)」,透過(guò)蒸發(fā)現(xiàn)象,能讓大量的水分粒子移動(dòng)到另一個(gè)物質(zhì)上,同理,擴(kuò)散也是如此。
如何搬運(yùn)數(shù)千萬(wàn)顆微米級(jí)LED晶粒的挑戰(zhàn) 而用在μLED的生產(chǎn)上,就是要把數(shù)百萬(wàn)甚至數(shù)千萬(wàn)顆微米級(jí)的LED晶粒正確且有效率的移動(dòng)到電路基板上。以一個(gè)4K電視為例,需要轉(zhuǎn)移的晶粒就高達(dá)2400萬(wàn)顆(以4000 x 2000 x RGB三色計(jì)算),即使一次轉(zhuǎn)移1萬(wàn)顆,也需要重復(fù)2400次。 臺(tái)灣的工研院目前也正在著手研發(fā)巨量轉(zhuǎn)移的相關(guān)技術(shù),而主要負(fù)責(zé)的單位則是電子與光電系統(tǒng)研究所。電光所所長(zhǎng)吳志毅博士就表示:「目前LED與顯示面板的制程已相對(duì)成熟,最大的困難就在于如何將如此大量的μLED晶粒進(jìn)行轉(zhuǎn)移?!? 吳志毅博士指出,雖然生產(chǎn)微米級(jí)μLED晶粒不易,但仍是有設(shè)備可以做到,只是良率與產(chǎn)量的問(wèn)題,例如紅光LED微縮至微米級(jí)會(huì)有矽材質(zhì)易碎的問(wèn)題,但還是有法可行,唯有巨量轉(zhuǎn)移目前仍沒(méi)有一個(gè)好的解決方案。 就因?yàn)榫蘖哭D(zhuǎn)移的良率與效率具備很高的技術(shù)難度,因此目前包含蘋果、三星和索尼都正積極研究突破之道。 吳志毅博士表示,要達(dá)成巨量轉(zhuǎn)移的原理其實(shí)很簡(jiǎn)單,就是產(chǎn)生一個(gè)作用力將μLED晶粒精準(zhǔn)的吸附起來(lái),然后將之轉(zhuǎn)移到目標(biāo)背板上,再精準(zhǔn)的釋放。而可以使用的原理有:真空、靜電、沾黏、UV和電子作用等。 關(guān)鍵的問(wèn)題就在于良率可以達(dá)到多少,以及產(chǎn)能是否合乎成本。
。 (本文來(lái)源網(wǎng)絡(luò)整理,目的是傳播有用的信息和知識(shí),如有侵權(quán),可聯(lián)系管理員刪除)
版權(quán)聲明:網(wǎng)站轉(zhuǎn)載的所有的文章、圖片、音頻視頻文件等資料的版權(quán)歸版權(quán)所有人所有。如果本網(wǎng)所選內(nèi)容的文章作者及編輯認(rèn)為其作品不宜公開(kāi)自由傳播,或不應(yīng)無(wú)償使用,請(qǐng)及時(shí)聯(lián)絡(luò)我們,采取適當(dāng)措施,避免給雙方造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。