Forskning fra TrendForce's LEDinside har afsløret, at mange virksomheder på tværs af industrier verden over er gået ind på mikro-LED-markedet og er i et kapløb om at udvikle metoder til masseoverførselsprocessen.
Masseoverførslen af lysdioder i mikrostørrelse til et display-bagplan har været en stor flaskehals i kommercialiseringen af mikro-LED-skærme . Selvom flere virksomheder konkurrerer om at udvikle masseoverførselsprocessen, har deres løsninger endnu ikke levet op til kommercialiseringsstandarder med hensyn til produktionsoutput (i enhed per time, UPH) og overførselsudbytte og størrelse af LED-chips – mikro-LED er teknisk defineret som LED'er, der er mindre end 100 µm.
I øjeblikket arbejder aktører på mikro-LED-markedet hen imod masseoverførsel af lysdioder med en størrelse på omkring 150 µm. LEDinside forventer, at displays og projektionsmoduler med 150µm LED'er vil være tilgængelige på markedet allerede i 2018. Når masseoverførslen for LED'er af denne størrelse modnes, vil markedsdeltagere derefter investere i processer til fremstilling af mindre produkter.
Syv udfordringer
"Masseoverførsel er et af de fire hovedstadier i fremstillingen af mikro LED-skærme og har mange meget vanskelige teknologiske udfordringer," sagde Simon Yang, assisterende forskningschef for LEDinside. Yang påpegede, at udvikling af en omkostningseffektiv masseoverførselsløsning afhænger af fremskridt inden for syv nøgleområder: præcision af udstyret, overførselsudbytte, fremstillingstid, fremstillingsteknologi, inspektionsmetode, efterbearbejdning og forarbejdningsomkostninger.
Figur 1: De syv nøgleområder, der er afgørende for udviklingen af en omkostningseffektiv masseoverførselsløsning. Kilde: LEDinside, juli 2017.
LED-leverandører, halvlederproducenter og virksomheder på tværs af displayforsyningskæden bliver nødt til at arbejde sammen om at udvikle specifikationsstandarder for materialer, chips og fabrikationsudstyr, der bruges i mikro-LED-produktion. Samarbejde på tværs af industrien er nødvendigt, da hver branche har sine egne specifikationer. Også en længere periode med F&U er nødvendig for at overvinde de teknologiske forhindringer og integrere forskellige produktionsområder.
Opnå 5σ
Ved at bruge Six Sigma som model til at bestemme gennemførligheden af masseproduktion af mikro LED-skærme, indikerer LEDinsides analyse, at udbyttet af masseoverførselsprocessen skal nå fire-sigma-niveauet for at gøre kommercialisering mulig. Forarbejdningsomkostningerne og omkostningerne i forbindelse med inspektion og fejlreparation er dog stadig ret høje selv på fire-sigma-niveau. For at have kommercielt modne produkter med konkurrencedygtige forarbejdningsomkostninger til rådighed for markedsfrigivelse, skal masseoverførselsprocessen nå 5-sigma-niveauet eller derover i overførselsudbytte.
Fra indendørs displays til wearables
Selvom der ikke er blevet annonceret større gennembrud, fortsætter mange teknologivirksomheder og forskningsbureauer verden over med at investere i forskning og udvikling af masseoverførsel. Nogle af de velkendte internationale virksomheder og institutioner, der arbejder på dette område, er LuxVue, eLux, VueReal, X-Celeprint, CEA-Leti, SONY og OKI. Sammenlignelige Taiwan-baserede virksomheder og organisationer omfatter PlayNitride, Industrial Technology Research Institute, Mikro Mesa og TSMC.
Der er flere typer masseoverførselsløsninger under udvikling. At vælge en af dem vil afhænge af forskellige faktorer såsom applikationsmarkeder, udstyrskapital, UPH og behandlingsomkostninger. Derudover er udvidelsen af produktionskapaciteten og stigningen i udbyttegraden vigtige for produktudviklingen.
Ifølge den seneste udvikling mener LEDinside, at markederne for wearables (f.eks. smartwatches og smarte armbånd) og store indendørs skærme først vil se mikro-LED-produkter (LED'er på under 100 µm). Fordi masseoverførsel er teknologisk udfordrende, vil markedsdeltagere i første omgang bruge det eksisterende waferbindingsudstyr til at bygge deres løsninger. Desuden har hver skærmapplikation sine egne pixelvolumenspecifikationer, så markedsdeltagere vil sandsynligvis fokusere på produkter med lavt pixelvolumenkrav for at forkorte produktudviklingscyklussen.
Tyndfilmsoverførsel er en anden måde at flytte og arrangere lysdioder i mikrostørrelse, og nogle markedsdeltagere gør et direkte spring til at udvikle løsninger under denne tilgang. Perfektion af tyndfilmsoverførsel vil dog tage længere tid og flere ressourcer, fordi udstyr til denne metode skal designes, bygges og kalibreres. En sådan forpligtelse vil også involvere vanskelige fremstillingsrelaterede spørgsmål.
Indlægstid: 12-jan-2021