La ricerca di LEDinside di TrendForce ha rivelato che molte aziende in tutti i settori in tutto il mondo sono entrate nel mercato dei micro LED e sono in corsa per sviluppare metodi per il processo di trasferimento di massa.
Il trasferimento di massa di LED di dimensioni micro su un backplane di display è stato un importante collo di bottiglia nella commercializzazione di display a LED micro . Sebbene diverse aziende competano per lo sviluppo del processo di trasferimento di massa, le loro soluzioni devono ancora soddisfare gli standard di commercializzazione in termini di produzione (in unità orarie, UPH) e resa di trasferimento e dimensioni dei chip LED: i micro LED sono tecnicamente definiti come LED che sono inferiori a 100 µm.
Attualmente, i partecipanti al mercato dei micro LED stanno lavorando per il trasferimento di massa di LED di dimensioni intorno a 150 µm. LEDinside prevede che display e moduli di proiezione con LED da 150 µm saranno disponibili sul mercato già nel 2018. Quando il trasferimento di massa per LED di queste dimensioni maturerà, i partecipanti al mercato investiranno in processi per realizzare prodotti più piccoli.
Sette sfide
"Il trasferimento di massa è una delle quattro fasi principali nella produzione di display LED e presenta molte sfide tecnologiche estremamente difficili", ha affermato Simon Yang, assistente responsabile della ricerca di LEDinside. Yang ha sottolineato che lo sviluppo di una soluzione di trasferimento di massa economicamente vantaggiosa dipende dai progressi in sette aree chiave: precisione dell'attrezzatura, resa di trasferimento, tempo di produzione, tecnologia di produzione, metodo di ispezione, rilavorazione e costi di elaborazione.
Figura 1: Le sette aree chiave vitali per lo sviluppo di una soluzione di trasferimento di massa conveniente. Fonte: LEDinside, luglio 2017.
I fornitori di LED, i produttori di semiconduttori e le aziende lungo la catena di fornitura dei display dovranno collaborare per sviluppare standard di specifiche per materiali, chip e apparecchiature di fabbricazione utilizzati nella produzione di micro LED. La collaborazione intersettoriale è necessaria poiché ogni settore ha i propri standard di specifica. Inoltre, è necessario un lungo periodo di ricerca e sviluppo per superare gli ostacoli tecnologici e integrare vari settori della produzione.
Raggiungere 5σ
Utilizzando Six Sigma come modello per determinare la fattibilità della produzione in serie di display a micro LED, l'analisi di LEDinside indica che la resa del processo di trasferimento di massa deve raggiungere il livello four-sigma per rendere possibile la commercializzazione. Tuttavia, il costo di elaborazione e i costi relativi all'ispezione e alla riparazione dei difetti sono ancora piuttosto elevati anche a livello quattro sigma. Per avere prodotti commercialmente maturi con costi di elaborazione competitivi disponibili per il rilascio sul mercato, il processo di trasferimento di massa deve raggiungere il livello di cinque sigma o superiore nella resa del trasferimento.
Dai display per interni ai dispositivi indossabili
Anche se non sono stati annunciati importanti progressi, molte società tecnologiche e agenzie di ricerca in tutto il mondo continuano a investire nella ricerca e nello sviluppo del processo di trasferimento di massa. Alcune delle note imprese e istituzioni internazionali che operano in questo settore sono LuxVue, eLux, VueReal, X-Celeprint, CEA-Leti, SONY e OKI. Società e organizzazioni comparabili con sede a Taiwan includono PlayNitride, Industrial Technology Research Institute, Mikro Mesa e TSMC.
Sono in fase di sviluppo diversi tipi di soluzioni di trasferimento di massa. La scelta di uno di questi dipenderà da vari fattori come i mercati delle applicazioni, il capitale delle apparecchiature, l'UPH e i costi di elaborazione. Inoltre, l'espansione della capacità manifatturiera e l'aumento del tasso di resa sono importanti per lo sviluppo del prodotto.
Secondo gli ultimi sviluppi, LEDinside ritiene che i mercati dei dispositivi indossabili (ad es. smartwatch e braccialetti intelligenti) e dei grandi display per interni vedranno prima i prodotti micro LED (LED di dimensioni inferiori a 100 µm). Poiché il trasferimento di massa è tecnologicamente impegnativo, i partecipanti al mercato utilizzeranno inizialmente le apparecchiature esistenti per l'incollaggio dei wafer per costruire le loro soluzioni. Inoltre, ogni applicazione di visualizzazione ha le proprie specifiche per il volume dei pixel, quindi i partecipanti al mercato si concentreranno probabilmente su prodotti con requisiti di volume di pixel bassi per abbreviare il ciclo di sviluppo del prodotto.
Il trasferimento a film sottile è un altro modo per spostare e disporre i LED di dimensioni ridotte e alcuni operatori del mercato stanno facendo un salto diretto nello sviluppo di soluzioni con questo approccio. Tuttavia, il perfezionamento del trasferimento a film sottile richiederà più tempo e più risorse perché le apparecchiature per questo metodo dovranno essere progettate, costruite e calibrate. Tale impegno comporterà anche difficili problemi legati alla produzione.
Tempo di pubblicazione: 12-gennaio-2021