Micro LED顯示技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用趨勢(shì)

Micro LED具有低功耗、高亮度、高分辨率等優(yōu)點(diǎn)，有數(shù)據(jù)顯示，受智能穿戴和超高清大屏顯示需求影響，全球Micro LED顯示器的出貨量2027年將飆升至1600多萬片， 市場(chǎng)需求潛力大。LCD、OLED與LED是實(shí)現(xiàn)超高清顯示的三大重要技術(shù)路線，其中LCD、OLED起源發(fā)展于日韓美等國(guó)家，相關(guān)技術(shù)與專利均被國(guó)外壟斷。

近年來，LED半導(dǎo)體顯示技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)上升到國(guó)家戰(zhàn)略層面。LED超高清顯示領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外處于同一起跑線，中國(guó)最有可能實(shí)現(xiàn)彎道超車，成為全球LED顯示產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)者。

近日，在廈門召開的第九屆國(guó)際第三代半導(dǎo)體論壇（IFWS）&第二十屆中國(guó)國(guó)際半導(dǎo)體照明論壇（SSLCHINA）的“Mini/Micro-LED技術(shù)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用論壇”上，佛山市國(guó)星光電股份有限公司Micro LED 項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人趙龍帶來了“Micro LED顯示技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用趨勢(shì)分析”的主題報(bào)告，分享了Micro LED關(guān)鍵技術(shù)及其面臨的挑戰(zhàn)、Micro LED產(chǎn)業(yè)化趨勢(shì)及其國(guó)星產(chǎn)品規(guī)劃等內(nèi)容。涉及Micro LED芯片制備技術(shù)、Micro LED巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)、Micro LED巨量鍵合技術(shù)、Micro LED全彩化技術(shù)、Micro LED檢測(cè)&修復(fù)技術(shù)等。

Micro LED芯片制備技術(shù)方面，對(duì)于 Micro LED芯片，芯片尺寸微縮，無法再使用傳統(tǒng)的傳統(tǒng)的挑揀（ Sorting）與分選（ Binning）技術(shù)， 因此外延需要極高的波長(zhǎng)均勻性，外延片波長(zhǎng)均勻性需控制在 0.8 nm甚至更小。優(yōu)化襯底結(jié)構(gòu)，襯底厚度等；嚴(yán)格控制生長(zhǎng)過程中的溫度及氣流；優(yōu)化生長(zhǎng)過程中的外延翹曲。

對(duì)于 Micro LED芯片電流往往非常小，因此需要在低電流密度下外量子效率剛好為芯片峰值效率，外延中缺陷密度和內(nèi)應(yīng)力均會(huì)導(dǎo)致其外量子效率較低，相對(duì)于Micro LED芯片的外延需控制位錯(cuò)密度在107cm-2。優(yōu)化外延結(jié)構(gòu)減少內(nèi)部應(yīng)力；提升電子空穴濃度，減少P-GaN缺陷密度。

Micro LED巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)研究方面，開展了兩種Micro LED巨量轉(zhuǎn)移工藝驗(yàn)證，通過轉(zhuǎn)移膜材和轉(zhuǎn)移工藝參數(shù)優(yōu)化，目前可以實(shí)現(xiàn)彈性印章轉(zhuǎn)移UPH最高達(dá)10KK/h ，激光轉(zhuǎn)移效率UPH最高可達(dá)80KK/h，轉(zhuǎn)移精度±2微米。

Micro LED巨量鍵合技術(shù)研究方面，開展Micro LED芯片巨量鍵合工藝研究，開發(fā)了多梯度溫度共晶鍵合工藝，有效減少共晶層空洞率，提高陣列焊料互聯(lián)質(zhì)量，Micro LED全彩模組巨量轉(zhuǎn)移&巨量鍵合綜合良率提升至99.99%。Micro LED量子點(diǎn)全彩技術(shù)研究方面，量子點(diǎn)色轉(zhuǎn)換層(QDCC)技術(shù)研究上，設(shè)計(jì)并制備出一種低藍(lán)光透過率的QDCC結(jié)構(gòu)，通過在QDCC結(jié)構(gòu)中集成藍(lán)光吸收層，使得紅色像素中藍(lán)光透過率由15.9%降低至1.2%，綠色像素中藍(lán)光透過率由38%降低至2.4%，大大提高了全彩模組顯色準(zhǔn)確性。

Micro LED量子點(diǎn)全彩技術(shù)研究，開發(fā)了藍(lán)光Micro LED模組和QDCC基板精準(zhǔn)對(duì)位貼合工藝，模組對(duì)貼偏移量＜2微米，制備出P0.1 PM-Micro LED全彩顯示模組，模組點(diǎn)亮率＞99.9%，綁定驅(qū)動(dòng)IC后可以實(shí)現(xiàn)圖畫和字符顯示。

報(bào)告指出，Micro LED 在超大尺寸安防屏/會(huì)議屏、車載顯示屏、數(shù)字化車燈、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域具有廣闊的產(chǎn)業(yè)化與商業(yè)化應(yīng)用前景。Micro LED高亮、低功耗性能優(yōu)勢(shì)，有望成為下一代主流顯示技術(shù)。國(guó)星光電Micro LED產(chǎn)品布局，聚焦“一大一小”顯示應(yīng)用領(lǐng)域的產(chǎn)品類型。MIP(Micro LED in Package)新型封裝架構(gòu)器件、Micro LED 智能手表屏、Micro LED數(shù)字化車燈光源、Micro LED AR眼鏡微顯示屏等方面取得了不錯(cuò)的研究成果。

審核編輯：劉清