【芯视野】天价Micro LED电视成本有望减半,明年市场将大爆发?( 二 )


MicroLED存七大技术挑战
目前 , 厂商虽然展出了一系列MicroLED样品 , 但是MicroLED产业化还存在LED外延片与芯片、大面积化、巨量转移、玻璃基驱动、低温键合、检测与修复、彩色化方案等七大挑战 。
LED外延片与芯片应用于玻璃基主动驱动显示装置时 , LED发光器件本身存在四大主要问题:第一 , 在相同的电流密度情况下 , LED色度效率比OLED的更低;第二 , 随着LED芯片尺寸缩小 , 外量子效率会随之下降;第三 , 随着温度提高 , 红色LED芯片效率会降低;LED发光波长(波峰)会随着电流密度的变化而变化 。 袁广才指出 , MicroLED颜色、亮度、性能会随电流密度变化而变化 , 所以MicroLED不能沿用OLED通过控制电流来实现低灰阶 , 还需要解决很多技术问题才有机会使MicroLED达到OLED的显示效果 。
目前 , 受晶圆尺寸的限制 , MicroLED要大面积化需要依靠拼接 。 而要通过任意拼接实现MicroLED大尺寸化 , 还面临无缝拼接技术以及侧面连线工艺挑战 。 秦锋指出 , 玻璃基板不像PCB基板易于穿孔走线 , 需采用侧面走线结合IC背板工艺来实现无边框拼接 。 而且随着像素Pitch减小 , 为保持无边框 , 侧面走线区空间缩小 , 走线Pitch也会减小 , 对切割、磨边、侧面走线等相关工艺都是很大挑战 。
巨量转移技术是MicroLED产业化的瓶颈 。 目前 , 巨量转移技术包括激光或光学方式转移、静电吸附方式、相变化转移方式、范德瓦耳斯力转移、流体转配方式等 , 但目前成熟度、良率都无法达到MicroLED量产水平 , 导致MicroLED修复成本十分昂贵 。 袁广才强调 , 截至目前 , 还没有一种适合的巨量转移技术 , 能够满足未来MicroLED产品化需求 , 巨量转移技术还需要突破芯片分选、转移良率、转移时间、制程技术、检测方式、失效芯片修复等难题 。
玻璃基板相比于传统的PCB基板具有低成本、大尺寸、高精度优势 , 更容易实现高PPIMicroLED 。 目前可应用于MicroLED的玻璃基板主要有三种:LTPSTFT、IGZOTFT、LTPOTFT , 其中LTPSTFT具有高迁移率优势 , 但是受到世代线的限制 , 从成本层面上考虑不适合10英寸及以上尺寸产品;IGZOTFT适合大尺寸应用 , 但是还需要提升迁移率、稳定性 , 保证低功耗;LTPOTFT具有低功耗优势 , 但是工艺复杂 , 所以目前还没有出现同时具备大电流、高稳定、低功耗、低成本的玻璃基板技术 , 限制了MicroLED产品化以及大规模应用 。
巨量转移和背板TFT无法对应高温键合 , 如何通过改进材料和结构实现低温键合成为关键 。 袁广才指出 , 巨量转移技术正在不断改进 , 至今还没有成熟的低温键合方案 , 京东方与合作伙伴正在积极研究中 。
由于巨量转移良率一般无法达到100% , MicroLED检测和修复显得十分重要 。 LED测试包括光致发光测试以及电致发光测试 , 其中光致发光测试可以在不接触且不损坏LED芯片的情况下对LED芯片进行测试 , 但是无法发现所有瑕疵 , 可能降低后续的生产良率;相反的 , 电致发光测试通过通电LED芯片来进行测试 , 能够找出更多缺陷 , 却可能因接触而造成芯片损伤 。 而MicroLED由于芯片体积过小 , 难以使用传统测试设备 , 提高了检测难度 , 目前还没有理想的检测方案 。
检测伴随着修复 , 针对MicroLED需要开发巨量修复技术 , 而激光由于光斑可控且效率较高 , 开发以激光为手段的巨量修复技术势在必行 。 目前修复方案包括冗余设计和移除+修补 , 其中冗余设计通过走线进行冗余设计 , 一个像素可放多个LED , 修补制程简单 , 可进行一对一的修补 , LED成本低 , 但是不适用于高分辨率的显示 , 因为修补速度慢;移除+修补方案采用激光或其他方式移除有缺陷的LED , 然后再转移一个 , 这种方案可去除一个阵列区域的LED , 进行阵列式修补 , 可同步进行短路线路的修补等 , 但是去除LED后原有位置的绑定材料可能无法使用 , 修复制程复杂 , 成本高 。