उत्पादन आव्हान मायक्रो एलईडी भविष्यात अडथळा आणते

TrendForce च्या LEDinside द्वारे केलेल्या संशोधनातून असे दिसून आले आहे की जगभरातील उद्योगांमधील अनेक कंपन्या मायक्रो LED मार्केटमध्ये उतरल्या आहेत आणि मोठ्या प्रमाणात हस्तांतरण प्रक्रियेसाठी पद्धती विकसित करण्याच्या शर्यतीत आहेत.

डिस्प्ले बॅकप्लेनमध्ये मायक्रो-साईज LEDs चे मोठ्या प्रमाणावर हस्तांतरण मायक्रो LED डिस्प्लेच्या व्यापारीकरणात एक मोठा अडथळा आहे . जरी अनेक कंपन्या मास ट्रान्सफर प्रक्रिया विकसित करण्यासाठी स्पर्धा करत असल्या तरी, त्यांच्या सोल्यूशन्सने उत्पादन उत्पादन (प्रति तास युनिटमध्ये, UPH) आणि हस्तांतरण उत्पन्न आणि LED चिप्सच्या आकाराच्या बाबतीत व्यापारीकरण मानकांची पूर्तता करणे बाकी आहे—मायक्रो LED तांत्रिकदृष्ट्या LEDs म्हणून परिभाषित केले जाते. 100µm पेक्षा लहान आहेत.

सध्या, मायक्रो LED मार्केटमधील प्रवेशकर्ते सुमारे 150µm आकाराच्या LEDs चे मोठ्या प्रमाणावर हस्तांतरण करण्याच्या दिशेने काम करत आहेत. LEDinside ची अपेक्षा आहे की 150µm LEDs असलेले डिस्प्ले आणि प्रोजेक्शन मॉड्युल 2018 च्या सुरुवातीला बाजारात उपलब्ध होतील. जेव्हा या आकाराच्या LEDs साठी मोठ्या प्रमाणावर हस्तांतरण पूर्ण होईल, तेव्हा बाजारातील प्रवेशकर्ते लहान उत्पादने बनवण्याच्या प्रक्रियेत गुंतवणूक करतील.

सात आव्हाने

“Mass transfer is one of the four main stages in the manufacturing of micro एलईडी डिस्प्ले आणि त्यात अनेक अत्यंत कठीण तांत्रिक आव्हाने आहेत. यांग यांनी निदर्शनास आणून दिले की खर्च-प्रभावी मास ट्रान्सफर सोल्यूशन विकसित करणे हे सात प्रमुख क्षेत्रांतील प्रगतीवर अवलंबून असते: उपकरणांची अचूकता, हस्तांतरण उत्पन्न, उत्पादन वेळ, उत्पादन तंत्रज्ञान, तपासणी पद्धत, पुनर्काम आणि प्रक्रिया खर्च.

आकृती 1:  किफायतशीर मास ट्रान्सफर सोल्यूशन विकसित करण्यासाठी सात प्रमुख क्षेत्रे महत्त्वाची आहेत. स्रोत: LEDinside, जुलै 2017.

LED पुरवठादार, सेमीकंडक्टर निर्माते आणि डिस्प्ले पुरवठा साखळीतील कंपन्यांना मायक्रो एलईडी उत्पादनात वापरल्या जाणार्‍या साहित्य, चिप्स आणि फॅब्रिकेशन उपकरणांसाठी तपशील मानके विकसित करण्यासाठी एकत्र काम करावे लागेल. क्रॉस-इंडस्ट्री सहयोग आवश्यक आहे कारण प्रत्येक उद्योगाची स्वतःची विशिष्ट मानके आहेत. तसेच, तांत्रिक अडथळ्यांवर मात करण्यासाठी आणि उत्पादनाच्या विविध क्षेत्रांना एकत्रित करण्यासाठी R&D चा विस्तारित कालावधी आवश्यक आहे.

5σ गाठत आहे

मायक्रो LED डिस्प्लेच्या मोठ्या प्रमाणात उत्पादनाची व्यवहार्यता ठरवण्यासाठी मॉडेल म्हणून सिक्स सिग्मा वापरणे, LEDinside चे विश्लेषण असे दर्शविते की व्यापारीकरण शक्य करण्यासाठी मास ट्रान्सफर प्रक्रियेचे उत्पन्न चार-सिग्मा पातळीपर्यंत पोहोचले पाहिजे. तथापि, प्रक्रिया खर्च आणि तपासणी आणि दोष दुरुस्तीशी संबंधित खर्च चार-सिग्मा स्तरावर देखील खूप जास्त आहेत. मार्केट रिलीझसाठी स्पर्धात्मक प्रक्रिया खर्चासह व्यावसायिकदृष्ट्या परिपक्व उत्पादने उपलब्ध होण्यासाठी, वस्तुमान हस्तांतरण प्रक्रियेला हस्तांतरण उत्पन्नामध्ये पाच-सिग्मा पातळी किंवा त्याहून अधिक पोहोचणे आवश्यक आहे.

इनडोअर डिस्प्लेपासून ते वेअरेबलपर्यंत

कोणत्याही मोठ्या प्रगतीची घोषणा करण्यात आली नसली तरीही, जगभरातील अनेक तंत्रज्ञान कंपन्या आणि संशोधन संस्था मोठ्या प्रमाणावर हस्तांतरण प्रक्रियेच्या R&D मध्ये गुंतवणूक करत आहेत. LuxVue, eLux, VueReal, X-Celeprint, CEA-Leti, SONY आणि OKI या क्षेत्रात कार्यरत काही सुप्रसिद्ध आंतरराष्ट्रीय उपक्रम आणि संस्था आहेत. तुलना करण्यायोग्य तैवान-आधारित कंपन्या आणि संस्थांमध्ये PlayNitride, Industrial Technology Research Institute, Mikro Mesa आणि TSMC यांचा समावेश आहे.

विकासाधीन अनेक प्रकारचे मास ट्रान्सफर सोल्यूशन्स आहेत. त्यापैकी एक निवडणे विविध घटकांवर अवलंबून असेल जसे की ऍप्लिकेशन मार्केट, उपकरण भांडवल, UPH आणि प्रक्रिया खर्च. याव्यतिरिक्त, उत्पादन क्षमतेचा विस्तार आणि उत्पादन दर वाढवणे हे उत्पादन विकासासाठी महत्त्वाचे आहे.

ताज्या घडामोडींनुसार, LEDinside ला विश्वास आहे की वेअरेबल (उदा., स्मार्ट घड्याळे आणि स्मार्ट ब्रेसलेट) आणि मोठ्या इनडोअर डिस्प्लेच्या बाजारपेठांमध्ये प्रथम मायक्रो LED उत्पादने (100µm पेक्षा कमी आकाराचे LEDs) दिसतील. मोठ्या प्रमाणावर हस्तांतरण तांत्रिकदृष्ट्या आव्हानात्मक असल्यामुळे, बाजारपेठेतील प्रवेशकर्ते सुरुवातीला विद्यमान वेफर बाँडिंग उपकरणे त्यांचे निराकरण तयार करण्यासाठी वापरतील. शिवाय, प्रत्येक डिस्प्ले ऍप्लिकेशनची स्वतःची पिक्सेल व्हॉल्यूम वैशिष्ट्ये आहेत, त्यामुळे उत्पादन विकास चक्र कमी करण्यासाठी बाजारपेठेतील प्रवेशकर्ते कमी पिक्सेल व्हॉल्यूम आवश्यकता असलेल्या उत्पादनांवर लक्ष केंद्रित करतील.

सूक्ष्म-आकाराचे LEDs हलवणे आणि व्यवस्था करणे हे थिन फिल्म ट्रान्सफर हे आणखी एक दूर आहे आणि काही बाजारातील प्रवेशकर्ते या दृष्टिकोनाअंतर्गत उपाय विकसित करण्यासाठी थेट उडी घेत आहेत. तथापि, पातळ फिल्म हस्तांतरण पूर्ण करण्यासाठी जास्त वेळ आणि अधिक संसाधने लागतील कारण या पद्धतीसाठी उपकरणे डिझाइन, तयार आणि कॅलिब्रेट करावी लागतील. अशा उपक्रमामध्ये उत्पादनाशी संबंधित कठीण समस्या देखील असतील.