Micro LED關連材料

 

刊登日期:2018/6/5
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Micro LED的低功耗、高亮度特性,非常適合運用於穿戴式的手錶、手機、車用顯示器、擴增實境/虛擬實境、顯示器及電視等領域,已被視為最具發展潛力的下世代新型顯示技術。Micro LED巨量轉移技術與定位固晶技術的成功與否,將是影響Micro LED顯示器能否商業化大規模製造與最終產品信賴性的關鍵技術。在台灣面板廠商OLED技術落後韓廠的情況下,Micro LED有機會成為台灣下世代面板廠的新出路。

本文將從以下大綱,介紹Micro LED關連材料的技術現況與挑戰。
‧前言
‧Micro LED技術現況
‧巨量轉移的技術挑戰
‧Micro LED固晶技術
‧結語

【內文精選】
前言
Micro LED是最近兩年興起的顯示器技術,其為微型化LED陣列結構,具有自發光顯示特性,每一畫素都能單獨驅動,具有高亮度、高對比、低耗電、高解析及高色彩飽和度等特性。相較於同是自發光的OLED顯示器,Micro LED更具效率高、壽命長、環境耐受性佳等優勢(表一)。Micro LED獨特的低功耗、高亮度特性,非常適合運用於穿戴式的手錶、手機、車用顯示器、擴增實境/虛擬實境、顯示器及電視等領域,已被視為最具發展潛力的下世代新型顯示技術。

表一、Micro LED的優勢
表一、Micro LED的優勢

Micro LED技術現況
隨著Micro LED有比擬於OLED的技術優勢,成為新一代顯示技術的可能性持續升溫,不僅給予既有的LCD/LED面板大廠轉進的商機,同時提供給後進入者(如Apple、Facebook),甚至新創公司(錼創、eLux、InfiniLED等)切入Micro LED面板的機會,近來參與Micro LED相關廠商及單位已高達近100家。然而Micro LED技術從磊晶與晶片、轉移、全彩化、電源驅動、背板及檢測與修復技術等,每個環節都具有技術關卡待克服。圖三為Micro LED的技術需求。

圖三、Micro LED技術需求
圖三、Micro LED技術需求

巨量轉移的技術挑戰
Micro LED產品商業化的一個主要關鍵在於「巨量晶粒轉移」技術,不僅可降低量產成本,更可提升整體解析度。目前Micro LED市場的參與者正致力於約150 μm LED晶粒的巨量轉移(Mass Transfer);LEDinside預計最早今年將會在市場上看到採用150 μm LED晶粒的顯示器。另外,LEDinside指出開發一種具有成本效益的巨量轉移方案,取決於七個關鍵技術的進步,如設備精度、傳遞產率、製造時間、製造技術、檢驗方法、重工、和加工成本等七大挑戰(圖四)。因此顯示器供應鏈中的Micro LED供應商、半導體製造商和面板公司等,必須共同合作開發用於Micro LED生產的材料、晶粒,以及製造設備的規範標準。

錼創/工研院利用可程式化磁性轉移模組來進行Micro LED巨量轉移,其轉移方法如下步驟所示:於第一基板上形成多個陣列排列之電子元件,每一電子元件包括一磁性部;藉由可程式化磁性轉移模組所產生的磁力,選擇性地從來源基板拾起部分Micro LED晶粒(圖六);之後將被可程式化磁性轉移模組所拾起的部分Micro LED晶粒轉移至目標基板上。

KIMM (Korea Institute of Machinery and Materials)採用捲軸移轉製程(Roll Transfer Process)開發Micro LED面板製造技術。透過Roll Stamp技術,該團隊將一次性轉印膜塗佈在滾筒上,形成轉印模組,接著將上述轉印模組先拾取TFT矩陣,並將它們放置在臨時基板上;然後上述轉印模組在精密對位下,再將Micro LED晶粒從來源基板拾起並轉印到TFT矩陣上,之後於室溫下進行Micro LED晶粒與TFT電路焊接;最後將已焊接之Micro LED與TFT以轉印模組拾取並轉印到目標基板上,就完成主動式Micro LED顯示器,其製程步驟如圖十二所示。該技術宣稱每秒可以移轉10,000餘個LED,且比傳統LED顯示器製作快10,000倍,並大大降低了加工成本…...以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。

作者:謝添壽、錢佩欣/工研院材化所
★本文節錄自「工業材料雜誌」378期,更多資料請見下方附檔。


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