然而為什么 Micro LED 顯示器生產上如此窒礙難行?在生產過程中面臨哪些困難,延宕了商業(yè)化時程?跟傳統(tǒng) LED 相比,Micro LED 的需求更為繁縟復雜,因為 Micro LED 芯片大小僅 LED 芯片的1%,小于100 微米。而這種極小零件不只開創(chuàng)了次世代科技,也帶來許多新挑戰(zhàn)。我們以下將分析 Micro LED 顯示器的生產過程,并指出不同步驟所面臨的瓶頸。
Micro LED 與 LED 同樣都以磊晶硅晶圓為基礎,然而 Micro LED 磊晶的需求遠比傳統(tǒng) LED 來得嚴苛。由于 Micro LED 芯片大小不超過 100 微米,磊晶的波長一致性更是至關重要,晶圓若有不平整,便可能帶來芯片缺陷,增加后續(xù)制成開銷。不過當前現(xiàn)有的晶圓生產設備多為生產傳統(tǒng) LED 晶圓而制,幾乎無法滿足 Micro LED 晶圓制作的要求。
再者,磊晶晶圓上的芯片制程也相當關鍵,因為它可能影響到后續(xù)的晶圓結合與轉移等制程。為了滿足不同轉移方法上的需求,芯片廠商可能必須與轉移技術廠密切合作,才能提升總體良率與效率。
若要將 LED 芯片轉為顯示器,Micro LED 芯片必須先從藍寶石基板移除,轉移在另一個暫存基板上,再由此視功能與目的需求移到不同的背板上。由于芯片極小、數量龐大,轉移過程也就倍加困難,如果使用傳統(tǒng)的取放過程來轉移上百萬顆 LED,勢必極為耗時又加重生產成本。為加速轉移過程,目前已有多家廠商研發(fā)各種轉移技術處。除此之外,要將Micro LED芯片放到在目標基板上并準確排列,也是一項困難的挑戰(zhàn)。
在生產過程中持續(xù)檢測 Micro LED 芯片功能是否正常,以確保芯片效率并提高整體良率,也是制程中的重要步驟。若檢測到芯片瑕疵,則必須采用對應的維修技術,精準對癥下藥。芯片微小化則又加深了這些程序的困難度。為了解決這些問題,各家設備廠商正致力研發(fā)更有效及精準的與解決方案。
除了上述提到的挑戰(zhàn)之外,背板材質、全彩解決方案與驅動 IC 設計也是 Micro LED 顯示器生產上遇到的瓶頸。而為解決這些技術障礙,業(yè)界廠商正積極在供應鏈中進行垂直整合,并締結策略聯(lián)盟,以充分利用專業(yè)并采取更為全面的途徑。有惠于這些合作關系,許多技術上的突破于 2019 年相繼問世,帶 Micro LED 顯示器一步一步走向實際應用。然而,在Micro LED正式邁向商業(yè)化之前,仍有待更創(chuàng)新的技術發(fā)展來解決生產制程中的難題,以求降低生產成本跟加速量產速度。