Forskning av TrendForces LEDinside har avslöjat att många företag över branscher över hela världen har tagit sig in på mikro-LED-marknaden och är i en kapplöpning om att utveckla metoder för massöverföringsprocessen.
Massöverföringen av lysdioder i mikrostorlek till ett displaybakplan har varit en stor flaskhals i kommersialiseringen av mikro-LED-skärmar . Även om flera företag tävlar om att utveckla massöverföringsprocessen, har deras lösningar ännu inte uppfyllt kommersialiseringsstandarder när det gäller produktion (i enhet per timme, UPH) och överföringsutbyte och storlek på LED-chips – mikro-LED definieras tekniskt som lysdioder som är mindre än 100 µm.
För närvarande arbetar nya aktörer på mikro-LED-marknaden mot massöverföring av lysdioder med storleken runt 150 µm. LEDinside räknar med att displayer och projektionsmoduler med 150 µm lysdioder kommer att finnas tillgängliga på marknaden redan 2018. När massöverföringen för lysdioder av denna storlek mognar kommer marknadsaktörer att investera i processer för att tillverka mindre produkter.
Sju utmaningar
"Massöverföring är ett av de fyra huvudstadierna i tillverkningen av mikro LED-displayer och har många mycket svåra tekniska utmaningar", säger Simon Yang, assisterande forskningschef för LEDinside. Yang påpekade att utvecklingen av en kostnadseffektiv massöverföringslösning beror på framsteg inom sju nyckelområden: precision av utrustningen, överföringsutbyte, tillverkningstid, tillverkningsteknik, inspektionsmetod, omarbetning och bearbetningskostnad.
Figur 1: De sju nyckelområdena som är avgörande för att utveckla en kostnadseffektiv massöverföringslösning. Källa: LEDinside, juli 2017.
LED-leverantörer, halvledartillverkare och företag över hela bildskärmsleverantörskedjan måste arbeta tillsammans för att utveckla specifikationsstandarder för material, chips och tillverkningsutrustning som används i mikro-LED-produktion. Branschövergripande samarbete är nödvändigt eftersom varje bransch har sina egna specifikationsstandarder. Dessutom behövs en längre period av FoU för att övervinna de tekniska hindren och integrera olika tillverkningsområden.
Att uppnå 5σ
Genom att använda Six Sigma som modell för att fastställa genomförbarheten av massproduktion av mikro-LED-skärmar, indikerar LEDinsides analys att utbytet av massöverföringsprocessen måste nå fyra-sigma-nivån för att göra kommersialisering möjlig. Bearbetningskostnaden och kostnaderna för inspektion och defektreparation är dock fortfarande ganska höga även på fyra-sigma-nivån. För att ha kommersiellt mogna produkter med konkurrenskraftiga bearbetningskostnader tillgängliga för marknadssläpp, måste massöverföringsprocessen nå 5-sigma-nivån eller högre i överföringsutbyte.
Från inomhusdisplayer till wearables
Även om inga större genombrott har tillkännagivits, fortsätter många teknikföretag och forskningsbyråer världen över att investera i forskning och utveckling av massöverföringsprocessen. Några av de välkända internationella företagen och institutionerna som arbetar inom detta område är LuxVue, eLux, VueReal, X-Celeprint, CEA-Leti, SONY och OKI. Jämförbara Taiwan-baserade företag och organisationer inkluderar PlayNitride, Industrial Technology Research Institute, Mikro Mesa och TSMC.
Det finns flera typer av massöverföringslösningar under utveckling. Att välja en av dem beror på olika faktorer som applikationsmarknader, utrustningskapital, UPH och bearbetningskostnad. Dessutom är utbyggnaden av tillverkningskapaciteten och höjningen av avkastningen viktiga för produktutvecklingen.
Enligt den senaste utvecklingen tror LEDinside att marknaderna för wearables (t.ex. smarta klockor och smarta armband) och stora inomhusskärmar först kommer att se mikro-LED-produkter (LED:s storlek under 100 µm). Eftersom massöverföring är tekniskt utmanande, kommer marknadsaktörer initialt att använda den befintliga waferbondningsutrustningen för att bygga sina lösningar. Dessutom har varje displayapplikation sina egna pixelvolymspecifikationer, så marknadsaktörer kommer sannolikt att fokusera på produkter med låga pixelvolymkrav för att förkorta produktutvecklingscykeln.
Tunnfilmsöverföring är ett annat sätt att flytta och arrangera lysdioder i mikrostorlek, och vissa marknadsaktörer gör ett direkt steg för att utveckla lösningar enligt detta tillvägagångssätt. Att fullända tunnfilmsöverföring kommer dock att ta längre tid och mer resurser eftersom utrustning för denna metod måste designas, byggas och kalibreras. Ett sådant åtagande kommer också att innebära svåra tillverkningsrelaterade frågor.
Posttid: 2021-jan-12