「Micro LED前瞻技術」三等獎 –Tesoro在製程中檢驗LED,強化Micro LED量產技術

在Micro LED技術商業化的過程中,改善製造技術以使量產符合經濟效益是一大關鍵。不管是LED晶片製造商,轉移技術開發廠商,面板廠還是終端產品品牌廠,整個生產鏈都致力於此一目標。

Francois J. Henley在2017年創立Tesoro Scientific公司,致力於改進Micro LED的生產方法。其研究論文“Novel In-Process Functional Test Equipment to Enable Micro LED Mass-Production”(用於Micro LED量產的新型製程中功能測試設備),獲得本次LEDinside舉辦的「Micro LED前瞻技術」徵文比賽第三名。Tesoro在製程中採用EL(電致發光)測試方法,能夠在轉移過程之前檢測Micro LED晶片。Tesoro公司還提出LED品質測試和轉移的集成解決方案,可用於下一代Micro LED顯示器生產。

LEDinside特別專訪Tesoro的總裁兼CEO Henley,深入了解該項技術如何創新和推動Micro LED技術的發展。


(Francois Henley, CEO, Tesoro; Tesoro提供)

製程中功能測試如何提高Micro LED生產良率

為了實現具有成本效益的Micro LED量產,Tesoro著眼於製造流程,發掘可以優化的關鍵製造步驟,以提高Micro LED的生產良率。文章指出,Micro LED製造流程的主要步驟包括Micro LED磊晶成長,建構轉移載體,辨識已知有效之Micro LED晶片(KGD),巨量轉移和Micro LED電路連接。

對於這些製造流程,Tesoro提出將製程中功能測試與其他步驟結合,從而提高整體Micro LED良率和Micro LED生產的成本效益。製程中功能測試是,在將LED晶片移動到轉移載體之前,即從磊晶上檢測Micro LED的缺陷。然後在巨量轉移過程之前,製程中功能測試可以再次區分已知良好晶片(KGD),以避免將已損壞的LED轉移到顯示器基板。這樣一來,基板和載體上有缺陷的Micro LED晶粒將在巨量轉移之前就被排除,從而提高Micro LED的整體良率。

為此,Tesoro開發了一種新型電測方法。與光測方法相比,該方法可以更準確地識別Micro LED的缺陷。Tesoro還推出了波束定位(Beam-Addressed Release, BAR)的巨量轉移方法,結合了製程中的EL測試,全面優化Micro LED製造技術。

Tesoro的非接觸式EL測試和BAR巨量轉移技術

Tesoro說明,EL測試能夠檢測出PL測試中未發現的缺陷,提供詳細資訊,以進一步降低生產過程中的缺陷率。然而,Henley表示,因為Micro LED尺寸太小,傳統接觸式EL測試方法並不適用。此外,要在磊晶或載體基板上單獨測試數以百萬計的Micro LED晶片是不可行的。為了解決這些難題,Tesoro開發了非接觸式EL測試方法,在巨量轉移之前有效地分類功能正常和LED。


(Tesoro電測系統)

Tesoro開發的非接觸式電測方法,使用載體基板的結構和集成層來導入電流,並測試LED元件。根據測試結果,可以模擬已知良好晶片的良率,顯示功能正常的Micro LED,從而提高Micro LED巨量轉移的良率。

Tesoro還開發了獨創的智慧組裝方案,運用製程中KGD測試的結果和特定的架構,結合BAR技術和巨量組裝過程。Henley解釋,用於Micro LED巨量轉移的燒蝕層也可以作為內部層嵌入載體基板內。該結構允許用光學方法選擇單一Micro LED晶片,並高速轉移到目標基板上。

通過將其非接觸式電測技術與兼容的BAR巨量轉移方法相結合,Teroso旨在開發出具有成本效益的Micro LED量產解決方案,並制定了一套設備規劃,以滿足研發和製造要求。


(Tesoro提供)

Tesoro的發展進程和未來合作機會

Henley表示,Tesoro預計在接下來的12到18個月,推出電測方法和BAR巨量轉移的研發工具,但要開發針對消費型Micro LED產品的生產設備,Henley認為還需要至少兩年時間。同時,隨著Tesoro開始與其他LED廠商或面板廠建立合作關係,廠商可能會開始展示使用這些新的測試和巨量轉移方法的成果。

為了進一步推動該技術的進步,Henley指出,Tesoro一直在準備A輪融資。此外,包括LED製造商和面板廠在內的多家行業企業,也與Tesoro建立合作關係,希望利用Tesoro的設備,開發出Micro LED顯示螢幕製造流程。Henley表示,終端產品生產商們也對Tesoro的技術表示興趣。一家手機製造商已經向Tesoro了解將該技術應用於攜帶式設備的可能性,一些汽車顯示器生產商也希望借助Tesoro的解決方案將Micro LED技術納入汽車產品和應用中。

論文比賽評審講評
台灣工研院「巨量微組裝產業推動聯盟」(CIMS)和台灣國立交通大學的評審們認為電測方法可能成為提高Micro LED良率的解決方案,並且期待進一步了解此技術的實務操作。

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