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              眾廠商搶進MicroLED,它們握有關鍵技術專利

              2017/8/18 9:35:55 作者:蘇之勤 來源:北美智權報
              摘要:近幾年在顯示面板市場中相當熱門的話題大概就是Micro LED (微發(fā)光二極管)了,許多廠商視其為可顛覆市場開創(chuàng)藍海的殺手級技術,主流大廠或是新創(chuàng)公司均競相搶進這一領域,在相關技術的專利申請上也在2013年開始急速激增。

                近幾年在顯示面板市場中相當熱門的話題大概就是Micro LED (微發(fā)光二極管)了,許多廠商視其為可顛覆市場開創(chuàng)藍海的殺手級技術,主流大廠或是新創(chuàng)公司均競相搶進這一領域,在相關技術的專利申請上也在2013年開始急速激增。

                如果要用一句話簡易說明Micro LED的話,就是其體積約為一般LED的百分之一,尺寸及畫素間距都縮小到微米等級。

                在Micro LED的生產過程中,由于元件的微縮,有許多問題尚待克服或改善,而制程中轉移技術則是產品能否量產且達商業(yè)產品之標準的關鍵。

                依據顯示基板尺寸不同,大致可分二種轉移形式,第一種是小尺寸顯示基板,使用半導體制程整合技術,將LED直接鍵結于基板上,技術代表廠商為臺工研院,第二種是用于大尺寸(或無尺寸限制)的顯示基板,使用pick-and-place的技術,將Micro LED陣列上的畫素分別轉移到背板上,代表廠商為Apple (LuxVue)、X-Celeprint等,其他廠商例如Sony、eLux等亦有相關轉移技術。

                Micro LED相關專利介紹

                ? 臺工業(yè)技術研究院

                (A) 專利名稱:發(fā)光元件的轉移方法以及發(fā)光元件陣列

                公告號:TW I521690

                優(yōu)先權:US 61/511,137

                此篇專利系有關發(fā)光元件的轉移方法,步驟為先于基板1上形成多個LED陣列之排列,一個陣列為一種顏色的LED,例如圖1中紅光、綠光、藍光各自為一陣列。

                轉移過程需要透過多次焊接步驟,依序將基板1上的LED移轉到基板2的預定位置,所以如圖2所示,每次焊接前先用保護層蓋住沒有要移轉的LED,再將要移轉的LED之導電凸塊與基板2的接墊接合,最后基板1的LED將全數(shù)轉移到基板2上。

                圖1. 專利TW I521690之圖3(圖片來源:TIPO)

                圖2. 專利TW I521690之圖H-J(圖片來源:TIPO)

                在這篇專利中似乎沒有特別提及LED的尺寸或是與Micro LED相關的字詞,但在其具有相同優(yōu)先權的美國的對應案中,有提到發(fā)光元件為1至100微米,而間距(pitch)則可依實際產品之需求而調整,如圖3中說明書內文以及表格所示。

                圖3. 專利US 14/583594(圖片來源: USPTO)

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                (B) 專利名稱:發(fā)光元件以及顯示器的制作方法

                公告號:TW I590433

                這件臺工研院的專利也是有關Micro LED的制造技術,但其方法與上一篇截然不同。首先,在基板上形成LED陣列,其中半導體磊晶結構、第一電極以及第二電極構成發(fā)光二極管芯片,而發(fā)光元件包含發(fā)光二極管芯片及球狀延伸電極,完成后將發(fā)光元件從基板移除

                接著透過噴嘴將發(fā)光元件噴出,借由發(fā)光元件與噴嘴的磨擦,使球狀延伸電極帶有靜電電荷,而接收基板的接點則透過電路結構傳送電訊號使其亦帶有靜電電荷,在說明書的實施例中球狀延伸電極帶有正電荷而接點則帶有負電荷。

                如圖4所示,透過例如搖篩的方式,使發(fā)光元件落入接收基板的開孔中,由于球狀延伸電極的體積大于發(fā)光二極管芯片的體積,因此在落下的過程中,發(fā)光元件的球狀延伸電極轉向下落入孔中與皆點接觸。

                圖4. 專利TW I590433之圖P、S、T(圖片來源:TIPO)

                 - Apple (LuxVue)

                LuxVue在2014被Apple并購,其所擁有的Micro LED相關專利是眾家廠商中最多的,在轉移技術上其主要是采用靜電吸附的巨量轉移技術。

                專利名稱:Micro device transfer head array

                公告號:US 9548233 B2

                為了達到更好的轉移效率,使用巨量轉移技術的廠商不斷開發(fā)出各式各樣的轉移頭,而Apple這篇專利的特殊之處在于其轉移頭具有雙極的結構,可以分別施予正負電壓。

                轉移頭的平臺結構被介電層對半分離形成一對硅電極,當要抓取基板上的LED時,對一硅電極通正電,對另一硅電極通負電即可將目標LED拾取。

                圖5. US 9548233的Figs. 1B, 34, 35(圖片來源:USPTO)

                - X-Celeprint

                專利名稱:Micro device transfer head array

                公開號:US 2017-0048976 A1

                X-Celeprint的巨量轉移技術Micro-Transfer-Printing (μTP)是用壓印頭在LED上施壓,利用凡得瓦力讓LED附著在壓印頭上后,再從來源基板上將其拾取,移至目標基板上的預定位置上后,壓印頭連同LED壓向目標基板,使LED上的連接柱插入背板接觸墊后完成LED轉移。

                圖6. 專利US2017-0048976之Figs. 5-6(圖片來源:USPTO)

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                - eLux

                據報導,鴻海將收購Micro LED新創(chuàng)公司eLux,該公司在專利上有二點值得注意。首先是其轉移技術與市場主流不同,其次是其在美國申請的專利,利用CIP方式大量串接Sharp與自己的專利(如圖8所示)。

                專利名稱:System and Method for the Fluidic Assembly of Emissive Displays

                公開號:2017-0133558 A1

                eLux的轉移技術是利用刷桶在基板上滾動,液體懸浮液中含有LED,進而讓LED落入基板上的對應井中。

                圖7. 專利US2017-0048976之Figs. 5-6(圖片來源:USPTO)

                圖8. eLux美國專利狀態(tài)(圖片來源:USPTO)


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