01

Micro LED技術(shù)概況

　　Micro LED技術(shù)，即LED微縮化和矩陣化技術(shù)。指的是在一個芯片上集成的高密度微小尺寸的LED陣列，如LED顯示屏每一個像素可定址、單獨(dú)驅(qū)動點(diǎn)亮，可看成是戶外LED顯示屏的微縮版，將像素點(diǎn)距離從毫米級降低至微米級。

　　而Micro LED display，則是底層用正常的CMOS集成電路制造工藝制成LED顯示驅(qū)動電路，然后再用MOCVD機(jī)在集成電路上制作LED陣列，從而實(shí)現(xiàn)了微型顯示屏，也就是所說的LED顯示屏的縮小版。

　　Micro LED的像素單元在100微米(P0.1)以下，并被高密度地集成在一個芯片上。微縮化使得MicroLED具有更高的發(fā)光亮度、分辨率與色彩飽和度，以及更快的顯示響應(yīng)速度，預(yù)期能夠應(yīng)用于對亮度要求較高的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)微型投影裝置、車用平視顯示器(HUD)投影應(yīng)用、超大型顯示廣告牌等特殊顯示應(yīng)用產(chǎn)品，并有望擴(kuò)展到可穿戴/可植入器件、虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)、光通訊/光互聯(lián)、醫(yī)療探測、智能車燈、空間成像等多個領(lǐng)域。

　　顧名思義，Micro LED就是“微”LED，作為一種新顯示技術(shù)，與其它顯示技術(shù)，比如LCD，OLED，PDP，其核心的不同之處在于其采用無機(jī)LED作為發(fā)光像素。對于“Micro”這個概念，到底定義是多少呢?像素尺寸一般要到100μm以下。

　　LED并不是一個新事物，作為發(fā)光二極管，其在顯示上的應(yīng)用本應(yīng)該是順理成章的事情。但是很長一段時(shí)間，除了戶外廣告屏上的應(yīng)用之外，LED顯示應(yīng)用一直不能發(fā)展起來，其原因是：a.要做到手機(jī)屏/電視這種級別的顯示器，LED像素在尺寸上難以做小;b. LED外延晶片與顯示驅(qū)動工藝不兼容，且需考慮大尺寸顯示的問題，所以針對Micro LED需要開放合適的背板技術(shù)。c. 如何將“巨量”的三色微小LED轉(zhuǎn)移到制作好驅(qū)動電路的基底上去，即“巨量轉(zhuǎn)移”技術(shù)，也是決定Micro LED能否商業(yè)的關(guān)鍵。

　　由于像素單元低至微米量級，Micro LED顯示產(chǎn)品具有多項(xiàng)性能指標(biāo)優(yōu)勢。Micro LED功率消耗量僅為LCD的10%、OLED的50%，其亮度可達(dá)OLED的10倍，分辨率可達(dá)OLED的5倍。

　　在設(shè)備兼容性方面，Micro LED有望承接液晶顯示高度成熟的電流驅(qū)動TFT技術(shù)，在未來顯示技術(shù)演進(jìn)進(jìn)程中具有一定優(yōu)勢。根據(jù)LEDinside預(yù)估，2022年Micro LED顯示的市場銷售額將達(dá)到6.94億美元，略高于Mini LED顯示。Micro LED與LCD、OLED和量子點(diǎn)LED(QLED)顯示的性能比較如下表所示：

　　1 Micro LED 顯示原理

　　系將LED結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行薄膜化、微小化、陣列化，其尺寸僅在1~10μm等級左右;后將μLED批量式轉(zhuǎn)移至電路基板上(含下電極與晶體管)，其基板可為硬性、軟性之透明、不透明基板上;再利用物理沉積制程完成保護(hù)層與上電極，即可進(jìn)行上基板的封裝，完成一結(jié)構(gòu)簡單的Micro LED Display。

圖片來源：DJ理財(cái)網(wǎng)

　　2 Micro LED典型結(jié)構(gòu)

　　PN接面二極管，由直接能隙半導(dǎo)體材料構(gòu)成。當(dāng)上下電極施加一順向偏壓于μLED，致使電流通過時(shí)，電子、電洞對于主動區(qū)(Active region) 復(fù)合，而發(fā)射出單一色光。μLED發(fā)光頻譜其主波長的半高全寬FWHM僅約20nm，可提供極高的色飽和度，通?？纱笥?20%NTSC。

　　且自2008年后LED光電轉(zhuǎn)換效率大幅提高，100 lm/W以上的LED已成量產(chǎn)之標(biāo)準(zhǔn)。而在Micro LED Display的應(yīng)用上，為自發(fā)光的顯示特性，輔以幾乎無光耗元件的簡易結(jié)構(gòu)，故可輕易達(dá)到低能耗(10%~20% TFT-LCD能耗) 或高亮度(1000nits以上) 的顯示器設(shè)計(jì)。即可解決目前顯示器應(yīng)用的兩大問題，一是穿戴型裝置、手機(jī)、平板等設(shè)備，有8成以上的能耗在于顯示器上，低能耗的顯示器技術(shù)可提供更長的電池續(xù)航力;一是環(huán)境光較強(qiáng)(例：戶外、半戶外)致使顯示器上的影像泛白、辨識度變差的問題，高亮度的顯示技術(shù)可使其應(yīng)用的范疇更加寬廣。

　　3 Micro 顯示原理

　　像素結(jié)構(gòu)

　　Micro LED顯示一般采用成熟的多量子阱LED芯片技術(shù)。以典型的InGaN基LED芯片為例，Micro LED像素單元結(jié)構(gòu)從下往上依次為藍(lán)寶石襯底層、25nm的GaN緩沖層、3μm的N型GaN層、包含多周期量子阱(MQW)的有源層、0.25μm的P型GaN接觸層、電流擴(kuò)展層和P型電極。像素單元加正向偏電壓時(shí)，P型GaN接觸層的空穴和N型GaN層的電子均向有源層遷移，在有源層電子和空穴發(fā)生電荷復(fù)合，復(fù)合后能量以發(fā)光形式釋放。

　　與傳統(tǒng)LED顯示屏相比，Micro LED具有兩大特征，一是微縮化，其像素大小和像素間距從毫米級降低至微米級;二是矩陣化和集成化，其器件結(jié)構(gòu)包括CMOS工藝制備的LED顯示驅(qū)動電路和LED矩陣陣列。

　　陣列驅(qū)動

　　InGaN基Micro LED的像素單元一般通過以下四個步驟制備。第一步通過ICP刻蝕工藝，刻蝕溝槽至藍(lán)寶石層，在外延片上隔離出分離的長條形GaN平臺。第二步在GaN平臺上，通過ICP刻蝕，確立每個特定尺寸的像素單元。第三步通過剝離工藝，在P型GaN接觸層上制作Ni/Au電流擴(kuò)展層。第四步通過熱沉積，在N型GaN層和P型GaN接觸層上制作Ti/Au歐姆接觸電極。其中，每一列像素的陰極通過N型GaN層共陰極連接，每一行像素的陽極則有不同的驅(qū)動連接方式，其驅(qū)動方式主要包括被動選址驅(qū)動(PassiveMatrix，簡稱PM，又稱無源尋址驅(qū)動)、主動選址驅(qū)動(ActiveMatrix，簡稱AM，又稱有源尋址驅(qū)動)和半主動選址驅(qū)動三種方式。

　　其中，被動選址驅(qū)動是把像素電極做成矩陣型結(jié)構(gòu)，每一列(行)像素的陽(陰)極共用一個列(行)掃描線，兩層電極之間通過沉積層進(jìn)行電學(xué)隔離，以同時(shí)選通第X行和第Y列掃描線的方式來點(diǎn)亮位于第X行和第Y列的LED像素，高速逐點(diǎn)(或逐行)掃描各個像素來實(shí)現(xiàn)整個屏幕畫面顯示的模式。

　　主動選址驅(qū)動模式下，每個 Micro LED 像素有其對應(yīng)的獨(dú)立驅(qū)動電路，驅(qū)動電流由驅(qū)動晶體管提供?；镜闹鲃泳仃囼?qū)動電路為雙晶體管單電容電路。每個像素電路中，選通晶體管用來控制像素電路開關(guān)，驅(qū)動晶體管與電源連通為像素提供穩(wěn)定電流，存儲電容用來儲存數(shù)據(jù)信號。為了提高灰階等顯示能力，可以采用四晶體管雙電容電路等復(fù)雜的主動矩陣驅(qū)動電路。

　　半主動選址驅(qū)動方式采用單晶體管作為 Micro LED 像素的驅(qū)動電路，從而可以較好地避免像素之間的串?dāng)_現(xiàn)象。半主動驅(qū)動由于每列驅(qū)動電流信號需要單獨(dú)調(diào)制，性能介于主動驅(qū)動和被動驅(qū)動之間。

　　4 芯片制備

　　與LED顯示相同，Micro LED芯片一般采用刻蝕和外延生長(Epitaxy，又稱磊晶)的方式制備。芯片制作流程主要包括以下幾步：

　　襯底制備，用有機(jī)溶劑和酸液清洗藍(lán)寶石襯底后，采用干法刻蝕制備出圖形化藍(lán)寶石襯底。

　　中間層制備，利用MOCVD進(jìn)行氣相外延，在高溫條件下分別進(jìn)行GaN緩沖層、N型GaN層、多層量子阱、P型GaN層生長制備。

　　臺階刻蝕，在外延片表面形成圖形化光刻膠，之后利用感應(yīng)耦合等離子體刻蝕(ICP)工藝刻蝕到N型GaN層。

　　導(dǎo)電層制備，在樣品表面濺射氧化銦錫(ITO)導(dǎo)電層，光刻形成圖形化ITO導(dǎo)電層。五是絕緣層制備，利用等離子體增強(qiáng)化學(xué)的氣相沉積法(PECVD)沉積形成SiO2絕緣層，之后經(jīng)光刻和濕法刻蝕。

　　電極制備，采用剝離法等方法制備出圖形化光刻膠，電子束蒸發(fā)Au后利用高壓剝離機(jī)對光刻膠進(jìn)行剝離。

圖片來源：DJ理財(cái)網(wǎng)

　　5 Micro LED背板

　　從應(yīng)用來看，大尺寸顯示器顯示屏因顯示面積大以至于畫素間距也較大，在背板的選用上會有PCB與Glass的選擇。中型尺寸的車用顯示器則不使用線寬線距較大的PCB，而以線寬線距極限略小于PCB 的Glass以及FPC為主。小尺寸的手機(jī)與手表以適合中小型顯示需求的玻璃與FPC的背板為主。

　　在微投影與顯示的擴(kuò)增實(shí)境/虛擬實(shí)境的背板顯示需求將會微縮至30μm等級以下，因此將會以可微縮線寬線距半導(dǎo)體制程的 Si CMOS 背板為主，并背搭配眼鏡需透光的需求也會有光學(xué)式FPC的應(yīng)用需求。

　　從基板材質(zhì)看，Micro LED芯片和背板的鍵合的基材主要有PCB、玻璃和硅基。根據(jù)線寬、線距極限的不同，可以搭配不同的背板基材。其中，PCB 基板的應(yīng)用最為成熟。

　　另外CMOS工藝，其采用鍵合金屬實(shí)現(xiàn)LED陣列與硅基CMOS驅(qū)動背板的電學(xué)與物理連接。制作過程中，首先在CMOS驅(qū)動背板中通過噴濺工藝熱沉積和剝離工藝等形成功能層，再通過倒裝焊設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)LED微顯示陣列與驅(qū)動背板的對接。

圖片來源：賽迪智庫

　　Micro LED瓶頸——“巨量轉(zhuǎn)移”技術(shù)（Mass Transfer）

　　如上面所講，制作好的微小的LED需要轉(zhuǎn)移到做好驅(qū)動電路的基底上。想想看，無論是TV還是手機(jī)屏，其像素的數(shù)量都是相當(dāng)巨大的，而像素的尺寸又是那么小，并且顯示產(chǎn)品對于像素錯誤的容忍度也是很低的，沒有人愿意去購買一塊有“亮點(diǎn)”或“暗點(diǎn)”的顯示屏，所以將這些小像素完美地轉(zhuǎn)移到做好驅(qū)動電路的襯底上并實(shí)現(xiàn)電路連接是多么困難復(fù)雜的技術(shù)。實(shí)際上，“巨量轉(zhuǎn)移”確實(shí)是目前Micro LED商業(yè)化上面的一大瓶頸技術(shù)。其轉(zhuǎn)移的效率，成功率都決定著商業(yè)化的成功與否。

　　巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)（Mass Transfer）

　　目前看來，“巨量轉(zhuǎn)移”都還是一個“量產(chǎn)前”技術(shù)，為了實(shí)現(xiàn)“巨量轉(zhuǎn)移”的目標(biāo)，市面上一些相當(dāng)不一樣的技術(shù)。現(xiàn)在總結(jié)如下：

　　如上圖所示，目前根據(jù)已有的資料調(diào)查顯示，巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)按照原理的不一樣，主要分為四個流派：精準(zhǔn)抓取，自組裝，選擇性釋放和轉(zhuǎn)印技術(shù)。

　　但是即使是屬于同一個技術(shù)流派，實(shí)現(xiàn)的方式也是很有差別，因此很難給出一個精準(zhǔn)的劃分。如下列出在巨量轉(zhuǎn)移上開展開發(fā)的一些廠商：

　　Luxvue, Cooledge, VueReal, X-Celeprint, ITRI, KIMM, Innovasonic, PlayNitride, ROHINNI, Uniqarta, Optivate, Nth degree, e-Lux, SelfArray

　　3.1 Pick&Place技術(shù)

　　3.1.1 采用范德華力

　　如下為X-Celeprint的Elastomer Stamp技術(shù)，這屬于pick&place陣營的范德華力派。其采用高精度控制的打印頭，進(jìn)行彈性印模，利用范德華力讓LED黏附在轉(zhuǎn)移頭上，然后放置到目標(biāo)襯底片上去。目前采用的彈性體(Elastomer)一般是PDMS。X-Celeprint也稱其技術(shù)為Micro-Transfer_Printing(μTP)技術(shù)。

　　要實(shí)現(xiàn)這個過程，對于source基板的處理相當(dāng)關(guān)鍵，要讓制備好的LED器件能順利地被彈性體材料(Elastomer)吸附并脫離源基底，先需要通過處理LED器件下面呈現(xiàn)“鏤空”的狀態(tài)，器件只通過錨點(diǎn)(Anchor)和斷裂鏈(Techer)固定在基底上面。當(dāng)噴涂彈性體后，彈性體會與器件通過范德華力結(jié)合，然后將彈性體和基底分離，器件的斷裂鏈發(fā)生斷裂，所有的器件則按照原來的陣列排布，被轉(zhuǎn)移到彈性體上面。制作好“鏤空”，“錨點(diǎn)”和“斷裂點(diǎn)”的基底見下圖所示。

　　Rogers, J. A., et al. (2011). Unusual strategies for using indium gallium nitride grown on silicon (111) for solid-state lighting, PNAS

　　X-Celeprint在其發(fā)表在“2017 IEEE 67th Electronic Components and Technology Conference”上面的論文，展示了一些源基板制作的一些概念。如下圖所示，通過對器件底部的一些處理，然后通過刻蝕的方法，可以制作成時(shí)候這種轉(zhuǎn)移方式的器件結(jié)構(gòu)。但是詳細(xì)的工藝，仍然還有待確認(rèn)。

　　如下為X-Celeprint公司展示的實(shí)例。

　　3.1.2 采用磁力

　　利用磁力的原理，是在LED器件中混入鐵鈷鎳等材料，使其帶上磁性。在抓取的時(shí)候，利用電磁力控制，達(dá)到轉(zhuǎn)移的目的。

　　目前ITRI，PlayNitride在這方面做了大量的工作。

　　3.1.3 采用靜電力

　　Luxvue是蘋果公司在2016年收購的創(chuàng)業(yè)公司。其采用的是靜電力的peak-place技術(shù)。其具體的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)我沒有查到，只有如下的兩個專利或許能透漏出其細(xì)節(jié)的一鱗半爪。希望后面能得到更多的細(xì)節(jié)。采用靜電力的方式，一般采用具有雙極結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)移頭，在轉(zhuǎn)移過程中分布施加正負(fù)電壓，當(dāng)從襯底上抓取LED時(shí)，對一硅電極通正電，LED就會吸附到轉(zhuǎn)移頭上，當(dāng)需要把LED放到既定位置時(shí)，對另外一個硅電極通負(fù)電，轉(zhuǎn)移即可完成。

　　3.2 自組裝技術(shù)

　　美國一家新創(chuàng)公司SelfArray展示了其開發(fā)的自組裝方式。首先，其將LED外表包覆一層熱解石墨薄膜，放置在磁性平臺，在磁場引導(dǎo)下LED將快速排列到定位。采用這種方式，應(yīng)該是先會處理磁性平臺，讓磁性平臺能有設(shè)計(jì)好的陣列分布，而分割好的LED器件，在磁場的作用下能快速實(shí)現(xiàn)定位，然后還是會通過像PDMS一類的中間介質(zhì)，轉(zhuǎn)移到目標(biāo)基底上去。根據(jù)推測，這種技術(shù)方式的好處有如下：

　　避免對源基板的器件進(jìn)行復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)去適應(yīng)巨量轉(zhuǎn)移工藝。

　　因?yàn)長ED會批量切割，因此可以在轉(zhuǎn)移前進(jìn)行篩選，先去除不合格的LED。

　　采用磁性自組裝，預(yù)計(jì)時(shí)間會更加快速。

　　源基板不需要過多考慮目標(biāo)基板的實(shí)際陣列排布，預(yù)期可以有更大的設(shè)計(jì)空間。

　　還有一家利用流體進(jìn)行自組裝裝配的企業(yè)是eLux。eLue于2016年在美國成立，eLux與日本夏普的淵源很深，CEO Jong-Jan Lee與CTO Paul Schuele均出自夏普美國實(shí)驗(yàn)室(Sharp Laboratories of America)。2017年富士康通過其子公司CyberNet Venture Capital向其注資1000萬美元，2018年有于群創(chuàng)光電,AOT和夏普一起，正式收購eLux的全部股權(quán)。所謂流體自組裝，就是利用流體的力量，讓LED落入做好的特殊結(jié)構(gòu)中，達(dá)到自組裝的效果。

　　3.3 選擇性釋放技術(shù)

　　Uniqarta是一家英國公司，其采用其成為LEAP(Laser-Enabled Advanced Placement)技術(shù)。通過激光束對源基底的快速掃描，讓其直接脫離源基板而集成到目標(biāo)基板上。對于這種技術(shù)的前景，目前仍然需要更多技術(shù)細(xì)節(jié)的支持。

　　Uniqarta's LEAP技術(shù)

　　而Coherent的方案與Uniqarta有些類似，但其也要用到中介轉(zhuǎn)移的載體，不過對于載體和源基底的分離，其采用的是線激光束。而將LED器件從載體轉(zhuǎn)移到目標(biāo)基底，則采用了點(diǎn)激光。

　　3.4 轉(zhuǎn)印技術(shù)

　　如下為KIMM公司的轉(zhuǎn)印技術(shù)技術(shù)，轉(zhuǎn)印技術(shù)通過滾輪將TFT與LED轉(zhuǎn)移到玻璃基底上面。對于這種技術(shù)，技術(shù)難度看起來非常大，特別是在于如果保證生產(chǎn)良率上面。

　　4 Micro LED其它需要關(guān)注的問題

　　除了巨量轉(zhuǎn)移之外，Micro LED的整個工藝鏈都需要投入大量的時(shí)間去予以改進(jìn)和優(yōu)化。如下圖所示，為Micro LED產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝鏈，其中就涉及到：襯底材料和尺寸的選擇，外延工藝的選擇，彩色實(shí)現(xiàn)的方案，巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)的選擇，缺陷的檢測和維修和整個工藝鏈上成本的壓縮等等。這必將花費(fèi)業(yè)界大量的時(shí)間去持續(xù)推進(jìn)。

02

2023年Micro LED產(chǎn)業(yè)進(jìn)程

　　LEDinside在此對今年以來的Micro LED各類動態(tài)進(jìn)行了收集整理，回顧Micro LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最新進(jìn)程。

03

Micro LED的六大核心難關(guān)

　　Micro LED 的工藝流程包括襯底制備、外延片與晶圓制備、像素組裝、缺陷監(jiān)測、全彩化、光提取與成型、像素驅(qū)動等7個環(huán)節(jié)，具體來說其產(chǎn)業(yè)鏈包括芯片制造、巨量轉(zhuǎn)移、面板制造、封裝/模組、應(yīng)用及相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)。Micro LED 芯片微小化也使得傳統(tǒng)的制造技術(shù)不再適用，在芯片制備的各個環(huán)節(jié)都面臨著全新的技術(shù)挑戰(zhàn) ，成本居高不下，這也制約了 Micro LED 芯片當(dāng)前的滲透率。

　　難點(diǎn)一：微縮芯片及外延

　　目前，半導(dǎo)體芯片的制程已相當(dāng)成熟，但 Micro LED 支撐技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)公司仍處于摸索階段。與傳統(tǒng) LED 產(chǎn)業(yè)鏈相比，Micro LED 芯片的微縮化對芯片制造提出了更高的要求，既需要將芯片尺寸微縮至50um以下，同時(shí)還需要滿足高 PPI 需求 ，因此在外延制備、PL、ITO、光刻、蝕刻、磊晶剝離、電測等環(huán)節(jié)均面臨精細(xì)化工藝、良率提升等技術(shù)難關(guān)。

　　此外，隨著 LED 芯片尺寸變小，蝕刻過程中側(cè)壁缺陷將對內(nèi)部量子效率 IQE 造成影響，大幅減少芯片傳輸量，導(dǎo)致外部量子效率 EQE 效率減弱 。目前來看，反射膜添加劑引入光提前結(jié)構(gòu)均可實(shí)現(xiàn)一定程度的 EQE 提升，但在小型領(lǐng)域應(yīng)用仍屬于工程問題，未來發(fā)展仍存在挑戰(zhàn)。

　　難點(diǎn)二：巨量轉(zhuǎn)移

　　由于 Micro LED 的芯片尺寸小，相較傳統(tǒng) LED 單位面積下晶粒數(shù)量龐大，需要將大量 LED 晶粒準(zhǔn)確且高效轉(zhuǎn)移至電路板上。以3840*2160的4K顯示為例，需轉(zhuǎn)移晶體數(shù)量超過2,000萬，按照常規(guī)轉(zhuǎn)移效率計(jì)算，需要幾日甚至幾周才能完成全部的晶粒轉(zhuǎn)移，晶粒轉(zhuǎn)移效率及良率控制未達(dá)到量產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，難以形成規(guī)模效應(yīng)，制備成本及產(chǎn)品價(jià)格居高不下。

　　巨量轉(zhuǎn)移被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn) Micro LED 價(jià)格大規(guī)模降低、從而實(shí)現(xiàn)其商業(yè)化落地的核心技術(shù)之一。若巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)取得突破，將帶來一個廣闊的轉(zhuǎn)移設(shè)備市場。

　　針對這一技術(shù)難點(diǎn)，業(yè)內(nèi)的主流解決方案目前包括靜電吸附、相變化轉(zhuǎn)移、流體裝配、滾軸轉(zhuǎn)印、磁力吸附、范德華力轉(zhuǎn)印、激光轉(zhuǎn)移等。激光轉(zhuǎn)移在修復(fù)難度和轉(zhuǎn)移效率等維度上效果更優(yōu)，未來有可能成為巨量轉(zhuǎn)移的主流技術(shù)。

　　早在2012年，蘋果、三星、索尼等行業(yè)巨頭相繼布局巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)，國內(nèi)起步較晚，專利方面也主要由外國廠商占據(jù)主導(dǎo)地位。 根據(jù) Yole 出具的 Micro LED 顯示專利報(bào)告，LuxVue 和 X-celeprint 把持著巨大的專利數(shù)量，ITRI(臺灣工研院)、CSOT(華星光電)緊隨其后，但專利數(shù)量仍不及 LuxVue 半數(shù)，差距懸殊。

　　我們持續(xù)關(guān)注行業(yè)內(nèi)企業(yè)在巨量轉(zhuǎn)移方面的最新進(jìn)展。以光源服務(wù)的合肥欣奕華為例，合肥欣奕華致力于提供高端裝備、工業(yè)機(jī)器人、智慧工廠解決方案，掌握多項(xiàng)高端裝備核心技術(shù)，填補(bǔ)國內(nèi) Micro LED 和 OLED 空白，是推進(jìn)中國智能制造發(fā)展的領(lǐng)軍企業(yè)之一。公司自主研發(fā)的蒸鍍設(shè)備、巨量轉(zhuǎn)移設(shè)備在國產(chǎn)設(shè)備中市占率第一，已在半導(dǎo)體、顯示面板、光伏等賽道擁有超百家賽道知名客戶。

　　難點(diǎn)三：全彩化

　　顯示器的色彩顯示需要通過全彩化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，這也是 Micro LED 的核心技術(shù)難點(diǎn)之一。目前 Micro LED 在近眼顯示領(lǐng)域尚無法實(shí)現(xiàn)全彩的高亮顯示，在 AR/VR 等對分辨率、色彩顯示要求極高的應(yīng)用場景仍面臨巨大挑戰(zhàn)。

　　Micro LED 單色顯示僅需通過倒裝結(jié)構(gòu)封裝與驅(qū)動 IC 貼合，顯示、制備與工藝難度相對較低，而全彩化方案工藝復(fù)雜度相對較高，現(xiàn)有的解決方案有 RGB 三色 LED 法、UV/藍(lán)光LED+發(fā)光介質(zhì)法、透鏡合成法，但目前均存在相應(yīng)的短板。以 RGB 三色陣列為例，需要依次轉(zhuǎn)貼紅、藍(lán)、綠晶粒。同時(shí)，由于嵌入晶粒規(guī)模超過十萬，對于晶粒光效、波長的一致性、良率要求更高。一旦實(shí)際輸出電流與理論電流出現(xiàn)偏差，就會導(dǎo)致像素呈現(xiàn)色彩偏差。

　　在工藝流程和材料方面，UV/藍(lán)光LED+發(fā)光介質(zhì)法相較其他方案更為簡單，主要采用藍(lán)光 LED 來替換背光板、以量子點(diǎn)膜或熒光粉作為發(fā)光介質(zhì)替代 RGB 濾光片。量子點(diǎn)膜的粒徑介于1-10nm之間，較熒光粉顆粒更小，同時(shí)因其高吸光-發(fā)光效率、寬吸收頻譜等特性，色彩純度與飽和度更高，是比熒光粉更優(yōu)的技術(shù)方案。 以藍(lán)光 LED 替換背光板光源后，量子點(diǎn)膜在藍(lán)光激發(fā)下可發(fā)出純正的綠光和紅光，完成全彩顯示。

　　我們認(rèn)為，未來隨著量子點(diǎn)技術(shù)的完善，UV/藍(lán)光LED+發(fā)光介質(zhì)法具備更大的發(fā)展前景，有望成為全彩化的主流技術(shù)，且量子點(diǎn)在 LCD、OLED 中也均可發(fā)揮巨大作用，建議關(guān)注在量子點(diǎn)具有深厚技術(shù)沉淀的公司。

　　難點(diǎn)四：檢測

　　由于 Micro LED 的芯片尺寸和間距極小，傳統(tǒng)的測試設(shè)備難以使用，如何在百萬甚至千萬級的芯片中對缺陷晶粒進(jìn)行檢測、修復(fù)或替換是一個巨大的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有的解決方案包括光致發(fā)光測試和電致發(fā)光測試。光致發(fā)光測試主要利用光源激發(fā)硅片或太陽電池片，通過對特定波長的發(fā)光信號進(jìn)行采集、數(shù)據(jù)處理，從而識別芯片缺陷。電致發(fā)光測試則是指，在強(qiáng)電場作用下，芯片中的電子成為過熱電子后，根據(jù)其回到基態(tài)時(shí)所發(fā)出的光來檢測芯片缺陷。

　　難點(diǎn)五：芯片封裝

　　Micro LED 相較傳統(tǒng) LED 芯片間距小，這也導(dǎo)致貼片難度增加，成本也會面臨指數(shù)型增長?，F(xiàn)有的解決方案以 COB 和 COG 封裝為主，近來也出現(xiàn)了新型封裝技術(shù) MIP，全稱 Micro LED in Package，即集成封裝。MIP 在成本和效率上更具優(yōu)勢，它的基板精度高，芯片無需測試篩選，測試分選在封裝環(huán)節(jié)即可完成。此外，由于點(diǎn)測難度從芯片級難度轉(zhuǎn)換為引腳上的點(diǎn)測，測試難度降低，并且可采用巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)，具備較大發(fā)展前景。

　　難點(diǎn)六：基板制造

　　作為傳統(tǒng)顯示領(lǐng)域的固定鏈條，基板材料一直處于穩(wěn)定地位，常見的材料包括 PCB、玻璃基板。Micro LED 入局可以促成對現(xiàn)有產(chǎn)能的消化，不過這也需要基板廠商為巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)做好承接。Micro LED 更容易在平整的玻璃基板上實(shí)現(xiàn)巨量轉(zhuǎn)移，玻璃基板發(fā)展?jié)摿Ω蟆?/p>

　　5 總結(jié)

　　Micro LED作為一種新興的顯示技術(shù)，目前在業(yè)界得到了廣泛的關(guān)注。由于其采用無機(jī)LED發(fā)光，所以較LCD，OLED等技術(shù)有獨(dú)特的優(yōu)勢。但是，目前Micro LED收到一些瓶頸技術(shù)的限制，特別是巨量轉(zhuǎn)移工藝上，即使業(yè)界能夠在有所突破，但要真正提高良率，降低成本，也需要花費(fèi)時(shí)日。并且，整個工藝鏈的完善也非朝日之功，因此，Micro LED要大規(guī)模量產(chǎn)并替代現(xiàn)有產(chǎn)品，應(yīng)該還需要時(shí)間。