μLED完胜所有显示技术成本与量产是唯一挑战.doc
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1、LED完胜所有显示技术成本与量产是唯一挑战Micro LED技术被炒得震天价响,俨然是次世代的显示技术霸主,更是2018年的显示明星。然而,目前Micro LED依然存在许多的难题,不管是制程技术、检验标准,或者是生产成本,都与大量商业应用有着很大的距离,而其中一个最主要的挑战,就是如何导入大量生产,以降低其制造成本,而此一环节被称为巨量转移。要理解巨量转移,当然要先知道什么是Micro LED,以及它跟传统的LED有何不同之处。Micro LED的英文全名是Micro Light Emitting Diode,中文也就称作是微发光二极体,也可以写作LED。与一般LED最大的不同之处,当然是尺
2、寸。但是多少的尺寸才能称作Micro LED,目前仍未有统一的标准,因此都是制造商各自表述的情况。以台湾晶电的定义为例,一般的LED晶粒是介于200300微米(micrometer, m),Mini LED(被称为Micro LED前身)约5060微米,而Micro LED则是在15微米。LED完胜所有显示技术成本与量产是唯一挑战由于晶粒尺寸的差异,其各自的应用也就有所不同。一般的LED芯片以照明与显示器背光模组为主;至于Mini LED则也将会运用在背光应用上,但会是在高阶的消费产品,或者是车用市场,如群创光电的AM miniLED就是运用在车用显示上;至于Micro LED,其应用概念跟前
3、两者则完全不同,将会是一种全新的显示技术,而它的竞争对象则会是OLED。从技术规格与应用概念来看,LED在亮度、反应速度、电耗与耐用度上皆完胜目前市面上的显示技术,几乎可以说是具备完全取代LCD和OLED显示的潜力,但唯一的问题就是其生产成本与量产的能力。图一目前LED最大的生产挑战就在于如何把巨量的微米等级的LED晶粒,透过高准度的设备,将之布置在目标基板或者电路上,而此一程序被称为巨量转移(Mass Transfer )。事实上,巨量转移是一个学术名词,经常用于物质处理流程的工程设计上,它涉及物理系统内的物质或粒子的扩散和对流。更具体的说,巨量转移是在描述一个化学或物理的机制,它是一种运输
4、的现象,它意指大数量的点(分子或粒子)从某一端移动到另一端。它可以是单一阶段,或者多重阶段,且涉及一个液体或者气体的阶段,有时候也可能在固体物质中发生。一个经典的巨量转移范例,就是水的蒸发,透过蒸发现象,能让大量的水分粒子移动到另一个物质上,同理,扩散也是如此。如何搬运数千万颗微米级LED晶粒的挑战而用在LED的生产上,就是要把数百万甚至数千万颗微米级的LED晶粒正确且有效率的移动到电路基板上。以一个4K电视为例,需要转移的晶粒就高达2400万颗(以4000 x 2000 x RGB三色计算),即使一次转移1万颗,也需要重复2400次。台湾的工研院目前也正在着手研发巨量转移的相关技术,而主要负
5、责的单位则是电子与光电系统研究所。电光所所长吴志毅博士就表示:目前LED与显示面板的制程已相对成熟,最大的困难就在于如何将如此大量的LED晶粒进行转移。吴志毅博士指出,虽然生产微米级LED晶粒不易,但仍是有设备可以做到,只是良率与产量的问题,例如红光LED微缩至微米级会有矽材质易碎的问题,但还是有法可行,唯有巨量转移目前仍没有一个好的解决方案。就因为巨量转移的良率与效率具备很高的技术难度,因此目前包含苹果、三星和索尼都正积极研究突破之道。吴志毅博士表示,要达成巨量转移的原理其实很简单,就是产生一个作用力将LED晶粒精准的吸附起来,然后将之转移到目标背板上,再精准的释放。而可以使用的原理有:真空
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