MicroLED技術與應用的發展過程中,能否走入量產是業界高度關注的議題。因此MicroLED製造設備供應商透過提高生產效率與檢測精準度,期望協助顯示器廠商的MicroLED邁入量產階段。日商東麗科技(Toray)的設備功能朝向協助客戶提高MicroLED生產效率的方向開發,其解決方案已用於台灣部分面板廠商的實驗性MicroLED產線中,預期2023年可在市場上看到MicroLED的試驗性量產產品。現階段除了MicroLED在智慧手表中的應用,後續可看到車用市場導入MicroLED,消費性電子則受到成本影響,將是最晚導入MicroLED的應用領域。
在2023 Touch Taiwan中,Toray即展出適用於MicroLED量產的設備MT3000L,該設備可在維持原有生產精度的前提下,用於高速自動搬送更大尺寸的2.5世代基板,有助於大幅加快MicroLED的生產速度。
東麗科技提供三種MicroLED生產製程解決方案(圖1),第一種解決方案聚焦於提高LED元件製造後的分揀效率,首先將所有LED元件製造後的發光層轉移到專用載體上,再使用檢測系統找出有缺陷的LED元件。接著,透過鐳射束照射有缺陷的元件,解此將其從載體上移除。然後使用鐳射束將無缺陷的元件替換上去,即可確保載體上的LED元件皆是良好的。接著製程使用轉移頭(Transfer Head) 的夾具,將大約一萬個根據點間距排列的LED元件轉移到驅動基板上,然後執行電氣連接的流程。最後會針對成品進行二次的LED元件光學檢測,若有缺陷元件便會再次執行有/無缺陷元件的替換。
在缺陷元件的替換過程中,上述解決方案採用鐳射束來切斷LED元件之間的金屬線路,再將無缺陷的元件轉移並連接到相鄰的備用電路上。與傳統的方法相比,採用此生產製程可以將生產率提高五倍。
第二種解決方案則強化了MicroLED產品在第一次進行檢測與修補的執行效率,首先將LED元件放入載體中並檢查每一個元件。接下來只選擇沒有缺陷的元件並使用鐳射束照射它們,隨後放置於另一個載體上,並高速重新排列,便能節省有/無缺陷元件替換的製程步驟。與傳統的方法相比,此方法的生產效率大幅增加。此外,在排列LED元件時,為了掌握各個LED元件之間的亮度和色調差異,東麗採用高速率的光學外觀檢測技術,以及螢光滲透檢測技術的設備,並結合人工智慧技術開發的專用軟體,將LED元件重新排列到最佳位置上。利用這些製程,抑制面板上的顔色不均勻情況。
上述兩種解決方案已在客戶的實驗性產線中應用,第三種解決方案則尚待材料研發完成,預計2023年問世。此解決方案將每個LED元件的接線端子側邊朝上放置,可直接將元件大量轉移到驅動基板上,不需要再第一次的元件檢測與替換流程,可以將生產率提高100至150倍。