Micro LED产业化过程中,这些LED外延片厂商值得重点关注
以目前Micro-LED主流技术路径来看,Micro-LED制造过程主要包括LED 外延片生长、TFT驱动背板制作、Micro-LED芯片制作、芯片巨量转移四部分组成。
LED外延片生长采用目前常规的LED外延片生产方式,一般采用MOCVD方法,在蓝宝石或四元基片上外延生长蓝绿或红黄色LED外延片。但是,作为Micro-LED显示所需的LED外延片,对LED外延片的均匀性、一致性要求很高,需要保证每个发光单元具有一致的发光特性。
Micro-LED芯片制作则是在LED外延片的基础上,刻蚀成小于10微米尺度的单元,采用的技术与目前常规技术一致。Micro-LED使用与OLED、LCD类似的TFT驱动背板。因而,Micro-LED生产过程中的上述三步,均需要对现有技术进行升级,达到生产Micro-LED的需求。
目前,芯片巨量转移技术是主要技术难点,也是各家厂商研发的重点。巨量转移是指将切割完成的百万量级的Micro-LED芯片,由LED外延片衬底,转移至驱动背板的基底。再经过一系列的封装处理,实现彩色显示。在RGB彩色显示方案中,要实现三种Micro-LED芯片的巨量转移,且需要保证三种颜色Micro-LED的准确排列,技术难度更高。目前,LuxVue(苹果)、X-celeprint、eLux、台湾工研院等团队,均提出了各自的巨量转移方案。
通过对比Micro-LED与OLED的产业链,我们可以看出,Micro-LED与目前OLED的产业链具有很多相同、重叠的领域。对于这些相同的设备、材料、零件、制程,Micro-LED仅是对原有OLED的替代,并未产生新的需求点。唯一例外的是,对于LED外延片,Micro-LED是新的需求点,新的增量来自于芯片厂的扩产以及对巨量转移技术的进步,那么至少LED外延片厂商将从Micro-LED的投产中显著受益。
大陆LED外延片生产商,将是Micro-LED产业链中最优先获益的一环。目前全球LED外延片市场中,大陆厂商量、质兼备。有别于OLED材料依赖进口的现状,大陆厂商掌握Micro-LED发光材料,对于产业链中其他厂商来讲,推动Micro-LED相关产线改造升级的动力更强,更容易实现Micro-LED 产业链整合,降低成本,扩大市场。
提前布局巨量转移技术,LED芯片商已做好准备,期望向下游延伸。由于目前Micro-LED尚处于实验室产品阶段,尚无批量生产,生产方案仍在探索中,尚未统一。目前,众多LED外延片厂商已在Micro-LED巨量转移技术方面早有布局,期望能够实现产业链的向下延伸,实验从原料到成品的全产业链生产。无论最终何种巨量转移方案脱颖而出,LED芯片商坐拥原材料、叠加相关技术储备,将是Micro-LED产业链中最具潜力、最先获益的一环。
目前,Micro-LED制造的主要难点在于将十万、百万量级的Micro-LED批量转移到TFT背板上,即巨量微转移(巨量转移)。目前,范德华力、静电吸附、相变化转移和雷射激光烧蚀四大技术是主要研发方向。其中范德华力、静电吸附及激光烧蚀方式是目前较多厂商发展的方向。
Micro-LED与TFT驱动背板的连接方式,主要研究方向有芯片连接(chip bonding)、外延连接(wafer bonding)和薄膜连接(thin film bonding)。芯片连接(chip bonding)是指将LED切割成包括磊晶薄膜和基板的微米级单结构,随后使用SMD或COB方法与显示基板连接。外延连接(wafer bonding)是指在LED的磊晶薄膜上,直接刻蚀形成微米级结构,随后将LED晶圆连接于驱动电路板,通过玻璃基板的方式实现最终显示。
典型代表:苹果收购的LuxVue公司技术独到。2014年,苹果收购了Luxvue公司,成为引发对Micro-LED 持续与研发的关键事件。Luxvue公司成立于2009年专注于Micro-LED技术的研发,其所拥有的Micro-LED相关专利是各家厂商当中最多的。在巨量转移技术方面,LuxVue公司主要采用静电吸附技术。该公司开发出了具有双极结构的转移头。转移头凸起的平台部分有两个硅电极。当转移头抓取基板上的Micro-LED时,两个硅电极分别施加正负电压,便可实现对Micro-LED的抓取。
通过以上介绍可以看出,巨量转移技术是决定目前Micro-LED显示技术是否可行的关键难题。在考虑的工艺难度时,需要综合考虑面板尺寸、分辨率、像素大小、总像素数量等问题。综合来看,小尺寸的可穿戴设备以及低分辨率、大像素间距的室内显示领域,因相对难度较低,将成为Micro-LED最有可能首先落地的领域。而决定Micro-LED 能否真正产业化生产,仍有七大挑战需要面对。
Micro-LED的产业化过程中,LED 外延片厂商值得重点关注。一方面,要关注LED芯片厂商在巨量转移技术上的研发,关注LED芯片供应商向下游的延伸;另一方面,要关注一旦苹果等Micro-LED产品落地,最先获益的LED 芯片供应商。(文:骆思远)
点击“阅读原文”,查看更多LED行业资讯
↓↓↓