製造上の課題がマイクロLEDの将来を妨げる

TrendForceのLEDinsideによる調査では、世界中の業界の多くの企業がマイクロLED市場に参入し、物質移動プロセスの方法を開発しようと競争していることが明らかになりました。

マイクロサイズLEDのディスプレイバックプレーンへの物質移動は、マイクロLEDディスプレイの商品化における主要なボトルネックとなっています。 いくつかの企業が物質移動プロセスの開発を競っていますが、それらのソリューションは、生産量(1時間あたりの単位、UPH)および転送の歩留まりとLEDチップのサイズの点でまだ商業化基準を満たしていません。マイクロLEDは技術的には次のようなLEDとして定義されます。 100µmよりも小さいです。

現在、マイクロLED市場への参入者は、約150µmのサイズのLEDの物質移動に取り組んでいます。 LEDinsideは、150µm LEDを搭載したディスプレイおよびプロジェクションモジュールが2018年には市場に出回ると予想しています。このサイズのLEDの物質移動が成熟すると、市場参入者はより小さな製品を製造するプロセスに投資します。

7つの課題

“Mass transfer is one of the four main stages in the manufacturing of micro LEDディスプレイ多くの非常に困難な技術的課題があります」と、LEDinsideのアシスタントリサーチマネージャーであるSimonYangは述べています。 ヤン氏は、費用対効果の高い物質移動ソリューションの開発は、機器の精度、移動歩留まり、製造時間、製造技術、検査方法、手直し、処理コストの7つの主要分野の進歩に依存すると指摘しました。


図1: 費用効果の高い物質移動ソリューションの開発に不可欠な7つの重要な領域。 出典:LEDinside、2017年7月。

LEDサプライヤ、半導体メーカー、およびディスプレイサプライチェーン全体の企業が協力して、マイクロLEDの製造に使用される材料、チップ、および製造装置の仕様規格を開発する必要があります。 各業界には独自の仕様基準があるため、業界間のコラボレーションが必要です。 また、技術的なハードルを乗り越え、さまざまな製造分野を統合するためには、長期にわたる研究開発が必要です。

5σの達成

マイクロLEDディスプレイの大量生産の実現可能性を判断するためのモデルとしてシックスシグマを使用して、LEDinsideの分析は、商業化を可能にするために、物質移動プロセスの歩留まりが4シグマレベルに到達する必要があることを示しています。 ただし、4シグマレベルでも処理コストや検査・不良品修理にかかるコストはかなり高い。 競争力のある処理コストで商業的に成熟した製品を市場にリリースするには、物質移動プロセスが移動収率で5シグマレベル以上に到達する必要があります。

屋内ディスプレイからウェアラブルまで

大きな進歩は発表されていませんが、世界中の多くのテクノロジー企業や研究機関が物質移動プロセスの研究開発に投資を続けています。 この分野で活動している有名な国際企業や機関には、LuxVue、eLux、VueReal、X-Celeprint、CEA-Leti、SONY、OKIなどがあります。 同等の台湾を拠点とする企業や組織には、PlayNitride、工業技術研究院、Mikro Mesa、TSMCなどがあります。

開発中の物質移動ソリューションにはいくつかの種類があります。 いずれかを選択するかどうかは、アプリケーション市場、設備資本、UPH、処理コストなどのさまざまな要因によって異なります。 また、製品開発においては、製造能力の拡大と歩留まりの向上が重要です。

最新の開発によれば、LEDinsideは、ウェアラブル(スマートウォッチやスマートブレスレットなど)および大型屋内ディスプレイの市場では、最初にマイクロLED製品(100µm未満のサイズのLED)が登場すると考えています。 物質移動は技術的に困難であるため、市場参入者は最初に既存のウェーハボンディング装置を使用してソリューションを構築します。 さらに、各ディスプレイアプリケーションには独自のピクセルボリューム仕様があるため、市場参入者は、製品開発サイクルを短縮するために、ピクセルボリューム要件が低い製品に焦点を当てる可能性があります。

薄膜転写は、マイクロサイズのLEDを移動して配置することとは別の方法であり、一部の市場参入者は、このアプローチの下でソリューションを開発することに直接ジャンプしています。 ただし、この方法の装置は設計、構築、および校正する必要があるため、薄膜転写を完成させるには、より長い時間とより多くのリソースが必要になります。 このような取り組みには、製造に関連する困難な問題も伴います。


投稿時間:2021年1月12日

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