首個(gè)Micro LED行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布！終結(jié)小間距LED發(fā)展亂象

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/吳子鵬）近日，利亞德、京東方、TCL、海信、艾比森、聯(lián)建光電等近二十家企業(yè)攜手，共同起草了《Micro LED顯示屏通用技術(shù)規(guī)范——中大尺寸顯示屏》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)（以下簡(jiǎn)稱“標(biāo)準(zhǔn)”）。值得注意的是，這是全球第一個(gè)針對(duì)Micro LED發(fā)布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

此前，有設(shè)備廠商曾向電子發(fā)燒友網(wǎng)記者表示，現(xiàn)階段Micro LED的發(fā)展缺乏行業(yè)規(guī)范，很多客戶的需求描述為Micro LED，實(shí)際上是Mini LED，兩者之間在器件精度方面有明顯的差別，價(jià)格也差別較大。并且，還有一些企業(yè)將Micro LED和Mini LED統(tǒng)稱為小間距LED產(chǎn)品，這時(shí)候也需要做進(jìn)一步的溝通才能確定具體的設(shè)備需求。

Micro LED尺寸明確為1-100μm

Micro LED的英文全名是Micro Light Emitting Diode，中文稱作微發(fā)光二極體，也可以寫作μLED。Micro LED的實(shí)現(xiàn)是在一個(gè)芯片上集成的高密度微小尺寸的LED陣列，這便對(duì)LED器件尺寸提出了要求。

過往，對(duì)于Micro LED使用的LED芯片有三種尺寸定義，分別是50μm、60μm、100μm，不同的廠商會(huì)選擇不同的標(biāo)準(zhǔn)來定義自家的產(chǎn)品。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，Micro LED芯片尺寸要求長(zhǎng)寬任意一邊小于100μm。

從這方面來看，標(biāo)準(zhǔn)希望將Micro LED的準(zhǔn)入門檻盡可能地降低，以推動(dòng)產(chǎn)業(yè)更快地向Micro LED時(shí)代邁進(jìn)。P0.1（也就是100μm）這一特征分界點(diǎn)的明確，設(shè)備和LED芯片廠商將會(huì)有明確的目標(biāo)。

Micro LED應(yīng)為倒裝芯片、無焊接工藝

標(biāo)準(zhǔn)還要求，Micro LED芯片應(yīng)為倒裝芯片，應(yīng)采用無焊線工藝。

下圖是市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)TrendForce在解讀Micro LED工藝是給出的示意圖。可以看出，Micro LED和傳統(tǒng)的LCD、OLED，在工藝上有著明顯的差異，僅包括基板、電極、RGB子像素和防眩暈保護(hù)膜四部分組成。

圖源：TrendForce

從技術(shù)實(shí)現(xiàn)上看，Micro LED是將LED結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行薄膜化、微小化、陣列化，然后將Micro LED批量式轉(zhuǎn)移至電路基板上，其基板可為硬性、軟性之透明、不透明基板上，最后是通過沉淀工藝加上電極和保護(hù)膜。

當(dāng)然，在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上，Micro LED的工藝之爭(zhēng)比尺寸之爭(zhēng)更加激烈。這些工藝可以具體分化為晶圓形成、模版、蝕刻、模版去除、鍵合、組裝和測(cè)試。

和照明LED不同，Micro LED芯片在2A/cm2 以下工作區(qū)間里，主要是減少非輻射復(fù)合提升材料的質(zhì)量。這就導(dǎo)致，隨著LED芯片尺寸的縮小，芯片會(huì)向著大電流方向移動(dòng)，且是右移。那么，為了克服這種工藝挑戰(zhàn)，業(yè)界此前提出了兩種芯片工藝，一個(gè)是垂直結(jié)構(gòu)，一個(gè)是倒裝結(jié)構(gòu)。

我們先看垂直結(jié)構(gòu)，Micro LED垂直結(jié)構(gòu)是指兩個(gè)電極在LED結(jié)構(gòu)的異側(cè)，以圖形化電極和p型GaN作為第二電極，使得電流全部垂直流過外延層。垂直結(jié)構(gòu)有兩個(gè)比較知名的工藝——高效垂直InGaN Micro LED和垂直結(jié)構(gòu)Micro LED在玻璃基板上的晶圓級(jí)集成，實(shí)現(xiàn)了10μm以下的LED芯片陣列，并大幅提高了光效。從工藝難度來說，垂直結(jié)構(gòu)對(duì)于LED芯片制造的要求更低，容易實(shí)現(xiàn)小尺寸LED芯片，但是對(duì)于剝離和轉(zhuǎn)移LED要求更高。從LED芯片制備之后，垂直結(jié)構(gòu)幾乎就沒有啥優(yōu)勢(shì)了，尤其是在LED陣列轉(zhuǎn)移之后，垂直結(jié)構(gòu)Micro LED并不是只需要鍵合就完成連接，還需要額外的工藝實(shí)現(xiàn)電性連接。

倒裝結(jié)構(gòu)Micro LED對(duì)于LED芯片制備有更高的要求，隨著LED芯片尺寸的縮小，倒裝結(jié)構(gòu)需要更復(fù)雜的設(shè)備。不過，倒裝結(jié)構(gòu)Micro LED和目前主流的巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)更加貼合，能夠一次性實(shí)現(xiàn)大批量的LED芯片轉(zhuǎn)移，有著更高的產(chǎn)品一致性保證。并且，由于是倒裝結(jié)構(gòu)，LED芯片轉(zhuǎn)移到基板之后，通過鍵合的方式一次性就完成了轉(zhuǎn)移和電性連接。

當(dāng)然，目前巨量轉(zhuǎn)移的量產(chǎn)設(shè)備還是比較少見的，相關(guān)設(shè)備需要滿足工藝、精度、良率、轉(zhuǎn)移速率、成本等綜合性能指標(biāo)，由于LED芯片數(shù)量巨大，即便是3個(gè)9（99.9%）的良率也會(huì)帶來比較高昂的成本。

另外，標(biāo)準(zhǔn)第一次明確Micro LED顯示屏針對(duì)中大尺寸產(chǎn)品在分類、技術(shù)要求、質(zhì)量檢驗(yàn)規(guī)范、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存中的要求，為Micro LED產(chǎn)品的研發(fā)、制造、生產(chǎn)、銷售提供了標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。

小結(jié)

根據(jù)glorbene wswire的報(bào)告，2028年全球Micro LED顯示器市場(chǎng)將達(dá)到約8億美元，2023年至2028年復(fù)合市場(chǎng)將增長(zhǎng)70.4%。很明顯，作為下一代顯示技術(shù)，Micro LED仍然處于早期階段。相信隨著標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布，行業(yè)的發(fā)力方向?qū)⒏右恢聟f(xié)同，后續(xù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度將提高到更高的水平。