然而為什么 Micro LED 顯示器生產(chǎn)上如此窒礙難行？在生產(chǎn)過程中面臨哪些困難，延宕了商業(yè)化時(shí)程？跟傳統(tǒng) LED 相比，Micro LED 的需求更為繁縟復(fù)雜，因?yàn)?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(chǎn)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(chǔ)，然而 Micro LED 磊晶的需求遠(yuǎn)比傳統(tǒng) LED 來得嚴(yán)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(guān)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(dāng)前現(xiàn)有的晶圓生產(chǎn)設(shè)備多為生產(chǎn)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(dāng)關(guān)鍵，因?yàn)樗赡苡绊懙胶罄m(xù)的晶圓結(jié)合與轉(zhuǎn)移等制程。為了滿足不同轉(zhuǎn)移方法上的需求，芯片廠商可能必須與轉(zhuǎn)移技術(shù)廠密切合作，才能提升總體良率與效率。
若要將 LED 芯片轉(zhuǎn)為顯示器，Micro LED 芯片必須先從藍(lán)寶石基板移除，轉(zhuǎn)移在另一個(gè)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(shù)量龐大，轉(zhuǎn)移過程也就倍加困難，如果使用傳統(tǒng)的取放過程來轉(zhuǎn)移上百萬顆 LED，勢(shì)必極為耗時(shí)又加重生產(chǎn)成本。為加速轉(zhuǎn)移過程，目前已有多家廠商研發(fā)各種轉(zhuǎn)移技術(shù)處。除此之外，要將Micro LED芯片放到在目標(biāo)基板上并準(zhǔn)確排列，也是一項(xiàng)困難的挑戰(zhàn)。
在生產(chǎn)過程中持續(xù)檢測(cè) 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(cè)到芯片瑕疵，則必須采用對(duì)應(yīng)的維修技術(shù)，精準(zhǔn)對(duì)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(shè)備廠商正致力研發(fā)更有效及精準(zhǔn)的與解決方案。
除了上述提到的挑戰(zhàn)之外，背板材質(zhì)、全彩解決方案與驅(qū)動(dòng) IC 設(shè)計(jì)也是 Micro LED 顯示器生產(chǎn)上遇到的瓶頸。而為解決這些技術(shù)障礙，業(yè)界廠商正積極在供應(yīng)鏈中進(jìn)行垂直整合，并締結(jié)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(guān)系，許多技術(shù)上的突破于 2019 年相繼問世，帶 Micro LED 顯示器一步一步走向?qū)嶋H應(yīng)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(shù)發(fā)展來解決生產(chǎn)制程中的難題，以求降低生產(chǎn)成本跟加速量產(chǎn)速度。
