Micro LED顯示技術(shù)的發(fā)展是近年來業(yè)界首要關(guān)注對(duì)象之一，然而在商業(yè)化量產(chǎn)之前，還有許多待突破的技術(shù)瓶頸。其中六大技術(shù)難點(diǎn)包括巨量轉(zhuǎn)移、磊晶及芯片制造、全彩化方案、驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)、背板，以及檢測(cè)跟修復(fù)技術(shù)。針對(duì)這些難題，產(chǎn)業(yè)跟學(xué)界的研究者也提出了各種解決方案。
在此前LEDinside舉行的「Micro LED前瞻技術(shù)」論文征集比賽中，由臺(tái)灣交通大學(xué)、香港科技大學(xué)以及南方科技大學(xué)的研究者們共同發(fā)表針對(duì)Micro LED顯示屏幕的全彩化解決方案，獲得了優(yōu)選獎(jiǎng)項(xiàng)。
該論文Quantum Dots Based Full-color Display on MicroLED Technology描述其研究團(tuán)隊(duì)如何應(yīng)用紫外光Micro LED搭配光阻模，以及RGB量子點(diǎn)來制造全彩Micro LED顯示屏幕。
Image: Lin et al. 2018
在Micro LED顯示技術(shù)中，通過RGB三原色LED來實(shí)現(xiàn)全彩化的挑戰(zhàn)非常高，因?yàn)镸icro LED的芯片尺寸極度微小，每片芯片在100μm以下，相較于一根頭發(fā)的細(xì)度。因此，在此尺寸下，要有效率地排列出能顯示全彩的三色芯片相當(dāng)困難。
此外，RGB三色的芯片所需要的驅(qū)動(dòng)電流也各有不同，要在基板上設(shè)計(jì)出能同時(shí)驅(qū)動(dòng)三色LED的電路更是一大挑戰(zhàn)。
Image: Lin et al. 2018
由于以RGB三色芯片來實(shí)現(xiàn)全彩化，對(duì)Micro LED顯示技術(shù)而言非常困難，因此應(yīng)用紫外光LED或是藍(lán)光LED搭配色彩轉(zhuǎn)換材料來達(dá)成全彩化是比較可行的方式之一。此研究團(tuán)隊(duì)切入的方式是結(jié)合紫外光Micro LED及量子點(diǎn)，因?yàn)橄噍^于藍(lán)光，他們發(fā)現(xiàn)使用紫外光搭配RGB量子點(diǎn)達(dá)成的良率較高。同時(shí)，在Micro LED制造過程中，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)在紫外光LED上加一層光阻模能夠降低光學(xué)上的串音干擾現(xiàn)象。研究團(tuán)隊(duì)更使用Aerosol Jet技術(shù)來分配在Micro LED陣列上的RGB量子點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)，這些技術(shù)能夠制造出更高質(zhì)量的Micro LED顯示屏幕。
巨量轉(zhuǎn)移是Micro LED顯示屏幕技術(shù)中最大的技術(shù)瓶頸之一。業(yè)界目前正如火如荼地發(fā)展相關(guān)技術(shù)，希望能盡快突破阻礙，推動(dòng)Micro LED的商業(yè)化。在此次的Micro LED前瞻技術(shù)征文比賽中，巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)也是許多參賽文章的關(guān)注重點(diǎn)。
其中由柯全先生Thomas Q. Ke的研究論文提出無需巨量轉(zhuǎn)移的Micro LED量產(chǎn)方式。該論文指出，借由重新設(shè)計(jì)Micro LED的制造過程并運(yùn)用現(xiàn)有技術(shù)，就能有效率避開耗時(shí)費(fèi)工的巨量轉(zhuǎn)移制程。論文提出的方法是，將Micro LED保留在磊晶基板上，移除3/4的Micro LED晶圓，用PI填平開孔，再在驅(qū)動(dòng)電路制作于保留下來的1/4 LED旁。通過此方法，不需要巨量轉(zhuǎn)移制程也能制作出RGB Micro LED顯示屏幕。
參與此次論文征集的評(píng)審指出，將驅(qū)動(dòng)電路整合在Micro LED晶圓片上的技術(shù)方法，與Lumiode, eMagin, NthDegree, OSRAM等公司的技術(shù)類似。除了制程跟材料以外，此論文提出的方案跟其他技術(shù)最大的差異在于舍棄了3/4的LED晶圓材料，并由多出來的空間來?yè)Q取RGB交錯(cuò)排列跟驅(qū)動(dòng)電路的擺放位置。
為了要節(jié)省巨量轉(zhuǎn)移可能造成的大量成本跟時(shí)間，此篇研究論文選擇用材料的成本交換。這樣的技術(shù)取向在巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)尚未發(fā)產(chǎn)成熟前，或許能夠在量產(chǎn)上取得優(yōu)勢(shì)。然而，一旦巨量轉(zhuǎn)移的技術(shù)改善且成本逐漸降低，降到低于材料成本的四倍時(shí)，此方法便不再具有優(yōu)勢(shì)。
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