发起人:凌语 初入职场

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  1. 行家说罗叫兽
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    贴一篇比较符合的文章,回答你

    ……

    那么,丑媳妇要见公婆了,Micro LED进入商业化的门槛主要有以下几项:

    ■ 技术门槛

    ◆ 磊晶波长的均匀性 (Wafer Uniformity)

    ◆ 微缩的芯片制程 (Chip Process)

    ◆ 鬼斧神工的巨量转移 (Mass Transfer)

    ◆ 连结材料的难题 (Bonding Material)

    ◆ 暧昧的驱动IC (Driver IC)

    ■ 商业门槛

    ◆ 应用规格与标准尚未建立

    ◆ 技术路线分散

    ◆ 庄家未明的商业模式

    ◆ 关键材料产能

    ◆ 理所当然的与竞争技术竞赛

    如果一点一点细说从头,那么太阳都下山了,青春也回不来了,所以我们先从技术面开始,来一趟简单、明了、无负担的重点式回顾吧!有鉴于最多人讲的问题就是“巨量转移”,所以我决定…不讲巨量转移,讲讲比较少人讨论的问题—LED波长的均匀性。

    LED磊晶波长的均匀性(Uniformity)

    LED从wafer切成chip后,每个LED chip并不会呈现完美一致的波长,晶圆上的个别芯片波长会呈现高斯分布(Gaussian distribution,另一种说法是常态分布),一个标准差(Standard Deviation,缩写SD,符号为σ)大约是1.5~2 nm,整个晶圆的最大波长与最小波长涵盖范围去掉边缘的偏离值,就大约是六个标准差,也就是9~12 nm,1987年Motorola提出的非常有名的“六个标准差”制造管理标准,其原理也就来自于这个高斯分布。

    举个例子来理解高斯分布,假设晶圆的平均值是450 nm的蓝光,σ控制在1.5 nm,那整片Wafer的波长范围可以理解为445.5 nm~454.5 nm,客户定的规格如果是450nm,允许公差是正负1.5 nm,那整片Wafer大约有68.2%的chip可以出货(涵盖两个标准差),波长偏长的15.9%与波长偏短的15.9%都出局了,需要另外寻找对应的需求。

    故事其实还没有结束,方才只是讨论晶圆内的公差而已,晶圆间的公差、Chamber间的公差还会再把范围拉大,而且这还只是讨论最成熟的蓝光,绿光的标准差又是另外一个故事了。

    庆幸的是对于传统LED来说,可以靠分Bin、配Bin达到显示的要求,只要靠后段挑选把目标波长集中在一起,针对需求配对出货,波长不均虽然会造成麻烦,倒也不至于成为商业化门槛。

    图:Selective Transfer抓取头(来源:Luxvue/X-Celeprint专利)

    但Micro LED就没这么好混了,毕竟要直接转移整个区块的chip到显示背板上,而且因为PPI的考虑可能必须跳着抓取,这里我稍微解释一下,由于显示的LED密度没有晶圆密度高,所以转移模组上需要搭配选择性转移(Selective Transfer)的抓取头,举例来说,如果显示器的pixel pitch是晶圆die pitch的三倍,转移模组在晶圆上抓取时只要跳三抓一就会刚刚好match(抓第1、4、7、10…以此类推),于是转移的涵盖面积越大,均匀性的要求就越高,理想情况是在磊晶阶段就把晶匀性控制的无可挑剔,这样无论芯片怎么选怎么转移都没有色差,这种100%波长合格的晶圆有多难?标准差得控制在目前水平的十分之一,也就是σ=0.2 nm以内,这是不是一个“Micro LED Ready”的标准还很难说,但做为理解难度的标准,够了。

    来源:X-Celeprint

    如何解决Uniformity的障碍?

    (1) 往小尺寸、高ppi走:

    解决问题最速效、最直观的方法其实很简单,就是—“不要去解决它”,史诺不是有意挑衅读者,毕竟当路上的石头太大搬不开时,最好的方法就是别搬,绕过它!只要往小尺寸、高PPI的应用走,转移的晶圆范围不大、晶粒之间的距离也不远,均匀性问题自然就会淡化许多,更别说当画面小时,对色彩与画面的细节也没这么敏感了。

    而且对于转移来说,单次转移数量也是个问题,面积够小还可以走捷径使用Wafer Bonding(嗯?不是说好不讲转移吗?),所以把穿戴式当第一步好合理啊!省电瞬间觉得自己成了借口。

    iWatch概念图(作者:Todd Hamilton/来源:appleinsider)

    (2) 更改磊晶结构:

    增加类似Buffer Layer的结构也能改善磊晶的均匀性,其中一个例子就是AlN缓冲层。

    (3) 重新设计MOCVD:

    两大巨头Veeco和Aixtron都在设计Micro LED专用的MOCVD,大致是往减少Chamber内Wafer数量的方向前进。

    (4) 电路补偿:

    如果从成本结构的角度来看,提高LED Uniformity的代价太高,那么,学学OLED靠后段电路补偿可以了吧?反正调校横竖都得做,做到什么程度的问题而已,Micro LED Display要走向商业化,自然会去思考该用几分的LED配上几分的驱动电路,不得不说,亚洲制造业对于寻找最经济实惠的制造组合这档事,思维与能力都是全球领先的,这点我们完全不需担心。

    (5) 新的Transfer方法:

    同样的道理,如果追求均匀性的代价高过大范围巨量转移增加的效率,也该做些妥协或是易辙改弦,比如减少单次转移的数量,或是提出更创新的转移方法,突破pitch固定的诅咒,让大面积的显示器能使用小面积的晶圆。尤其当Micro LED往显示屏或是电视这种大尺寸应用走时,创新的转移方法会是商业化的重要关键。

    (6) 采用量子点做全彩:

    单色的均匀性跟全彩的均匀性本来就是不同的量级,量子点提供单色LED加光转换层的可能性,等于给了Micro LED一条全彩的捷径,不仅大幅简化了转移流程、逃避了难做的绿光和寡占的红光,另一个美好且不该忽略的事实是,它把LED从波长均一的包袱中解放了!不管你是440还是460,只要激发一个450的量子点,结果就是450蓝光,而且波长是用转换的,不是用过滤的,理论效率可以很高。

    ……

    最后请允许我贴上文章作者和来源——

    文/行家说特约观察员囧史诺

    来源:行家说APP。阅读全文请戳:Micro LED Display的商业化门槛之波长均匀性

    另(原文要求注明的图文):注:本文首发行家说APP,更多文章请进入APP阅读。另,经作者要求,如需转载,请完整转载全文(包括此条声明的所有图文)谢绝未经许可的其它形式转载,不懂就问hangjia199

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