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从MicroLED技术挑战窥视MicroLED显示器发展方向《新闻》地爬壁

地爬壁    
2020年08月29日

根据集邦咨询LED研究中心(LEDinside)最新研究报告《2019 Micro LED次世代显示关键技术报告》,由于Micro LED的特性优良,不论是在高亮度、高对比度、高反应性及省电方面,都优于LCD及OLED,未来将可应用于穿戴式的手表、手机、车用显示器、AR、VR、Monitor 、TV及大型显示器应用。LEDinside分析,Micro LED技术虽面临众多的挑战,对比两年前,目前的技术进展已经进步许多,早期的专利技术已经有实体样品展示机的出现,未来Micro LED商品化的时程将随着Micro LED技术的成熟而进展,另外Micro LED制造流程繁琐及要求更加精细,制程中所使用的原材料、制程耗材、生产设备、检测仪器及辅助治具等,需求规格严谨且精密度相对严格。

Micro LED技术瓶颈分析

目前Micro LED 所面临的技术瓶颈,共区分几个面向,包括磊晶、晶片、巨量转移、全彩化、接合、电源驱动、背板、检测与维修技术,此份研究报告将针对Micro LED技术瓶颈做深入之探讨及分析。

磊晶技术:目前Micro LED磊晶技术的挑战,其一是希望提升波长一致性与厚度均匀性,使得波长更集中,大幅降低磊晶厂的后段检测成本,其二,当LED Chip微缩至100微米以下时,LED Chip周围因切割损伤造成不均匀的问题会造成漏电问题,并影响整体发光特性。

晶片技术:为了符合巨量转移的制程,晶片需经过弱化结构的改变,以利自暂存基板上拾取晶片,并且增加绝缘层避免在转移过程中晶片的受损,以保护及绝缘晶片。

巨量转移技术:拾取放置技术可应用在大于10μm以上之产品,但UPH、转移设备的精准度及稳定度是一大隐忧,流体组装技术可应用在大于20μm以上之产品,虽然可以提升UPH但需要分别转移三次才能完成全彩化目标,激光转移技术可应用在大于1μm以上之产品,但激光设备的价格昂贵,将会造成初期投资的负担。

全彩化技术: RGB晶片的色转换方案,目前在小于20μm的技术上将面临光效率、良率不足等问题,量子点的色转换方案,进而补足在小尺寸色转换不足的技术,但量子点也有部分涂佈均匀性与信赖性等问题产生,须待技术克服。

接合技术:由于Micro LED的晶片过于微小,锡膏金属成份粒径较大,容易造成Micro LED正负极性导通,形成微短路现象,因此黏著技术将会是Micro LED制程关键的挑战,现状Micro LED的Bonding技术有Metal Bump、Glue、Wafer Bonding及Micro Tube四大方向。

电源驱动技术:主动式驱动阵列中,每个像素连接到电路并单独驱动,这样将允许Micro LED以较低的电流工作,同时在整个点亮时间内持续维持亮度,不会有明显的显示亮度损失,但Micro LED驱动电流极小,使得电路设计複杂,驱动电源模组空间佈局将更为密集。

背板技术:背板形式共分为四种型态,玻璃、软性基板、硅基板、PCB等。现阶段以PCB背板应用最广泛,主要是因为其尺寸相容性高,可利用拼接符合各种所需的尺寸,以及可依需求选择符合的基材做相对应的背板。

检测技术: Micro LED应用产品所使用的晶片数量甚多,并且Micro LED模组的光性及电性须正确且快速的判定之下,必须以巨量检测的方式才能减少检测时间及成本,要如何快速且准确的测试出良品是制程的一大问题,也是现阶段Micro LED检测技术瓶颈的主要原因之一 。

维修技术: Micro LED维修方案,现阶段有紫外线照射维修技术、激光融断维修技术 、选择性拾取维修技术、选择性激光维修技术及备援电路设计方案等。

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