Micro-LED：顯示技術后起之秀解決痛點需全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同

張心怡

11月21日.2020世界顯示產(chǎn)業(yè)大會“Micro-LED發(fā)展趨勢論壇”在合肥舉行。該論壇由國際信息顯示學會（SID】北京分會承辦。論壇上，來自Micro-LED產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)及國內(nèi)外高校、科研機構的代表，圍繞Micro-LED的關鍵技術、共性問題、產(chǎn)業(yè)化痛點、應用前景等熱點問題開展探討，并與現(xiàn)場觀眾互動交流。

雖然2000年左右才被提出，Mi-cro-LED憑借高亮度、廣色域、快速響應等一系列特性，成為新型顯示技術的后起之秀。蘋果、索尼等消費電子巨頭對Mi-cro-LED的重視和推進，也促使各大面板廠商持續(xù)加強對Micro-LED技術的研發(fā)和布局。

如今的顯示產(chǎn)業(yè)被LCD和OLED兩大主流技術占據(jù)。對比LCD和OLED，Micro-LED在可靠性、壽命、顯示速度、色彩、亮度、對比度等方面均占據(jù)優(yōu)勢。同時，Micro-LED還有兩大“殺手锏”。一是透明度，Micro-LED可以實現(xiàn)60%的透明度，較以往的顯示技術是一個巨大的突破，這也讓Micro-LED有望成為未來汽車HUD的主流技術。二是極窄邊框，Mi-cro-LED的無機材料特性，可以將邊緣電路全部做到顯示區(qū)，實現(xiàn)零邊框。

但是，Micro-LED的顯著優(yōu)勢構建在復雜的工藝流程和嚴苛的技術門檻上。Micro-LED顯示主要包括外延生長、驅動背板制作、芯片制作、批量轉移等工藝流程。其中，芯片制造、巨量轉移、驅動是Micro-LED產(chǎn)業(yè)化的主要痛點，巨量轉移更是“難上加難”。目前，業(yè)界推出了Sramp轉移、激光轉移、自組裝轉移以及bonding、Interpose等轉移技術，但總體來看，轉移技術的成熟度和良率水平還有待提升，需要全產(chǎn)業(yè)鏈的持續(xù)探索和優(yōu)化。

與會專家表示，任何技術要打入終端市場，需要考慮成本和性能的平衡關系。Micro-LED耍實現(xiàn)大面積量產(chǎn)，必須降低成本和功耗，這需要材料、設備、面板、終端廠商，以及專攻技術難點的解決方案提供商的共同努力，也需要高校院所的支持和協(xié)作，才能真正提升Mi-cro-LED的市場競爭力。

專家觀點

斯特拉斯克萊德大學特聘教授、光電研究所研究主任馬丁·道森（Marin Dawson）：

CMOS驅動Micro-LED實現(xiàn)高集成顯示

Micro-LED被稱為高集成半導體信息顯示技術。它具有獨特的CMOS兼容性、快速調制能力，以及高幀率時空模式的運行投影，并且與廣泛的固態(tài)攝像技術和光子計數(shù)技術兼容。具有CMOS控制的Mi—cro-LED是高度集成的新型半導體信息顯示技術的基礎，該技術提供的不僅僅是直視顯示器，也能夠以時空控制進行多模式操作，并在光通信、傳感成像、照明顯示器、通信和傳感功能之間的技術融合等方面實現(xiàn)應用。

VueReal公司首席執(zhí)行官雷扎·查基（Reza Chaji）：

Micro-Solid技術解決巨量轉移痛點

制造Mjcro-LED顯示器的傳統(tǒng)方法是基于取放，選擇要轉移的LED，將它們抓取起來，放到顯示器基板上，然后一遍又一遍地重復此過程。由于這是一個非常復雜的過程，對于小型設備而言，往往會導致良率極低。VueTeal Micro-Solhid打印技術是一個從良率、吞吐量、成本和性能角度解決Mi—cro-LED制造問題的方案。運用傳統(tǒng)方法轉移16次才能填充的顯示器基板，通過使用墨盒將MicroLEDs印刷到基板上，可以輕松覆蓋相同的面積。

AZZURRO半導體公司首席營銷官亞歷山大·洛辛（Aexander Loesing）：

用硅基氮化鎵高效實現(xiàn)Micro-LED量產(chǎn)

傳統(tǒng)的LED堆棧結構是藍寶石或者硅做襯底，隨后是緩沖層以發(fā)發(fā)光層。AZZUR-RO要做的是將發(fā)光層放在硅基緩沖層上，再添加到硅上，合成一個新的LED堆棧?？梢詫⑺{、綠、紅色的氮化物層集成在一起，放在緩沖層上，提供更大的靈活性。用于增強現(xiàn)實和應用程序的整體式集成顯示囂時，需要通過CMOS晶圓匹配直徑。如果選擇藍寶石做基底，需要處理掉基底，因為它對Mi-cro-LED不起作用。選擇硅基基底時，去除就變得容易得多。

中微半導體設備（上海）股份有限公司副總裁兼MOCVD產(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理郭世平：

MOCVD設備的四個重點

半導體設備相當于地基，把地基做好，下游的市場才會越來越大。Miao-LED要做小，對于芯片尺寸就有新的要求，目前的要求便是將芯片尺寸做到50 um以下。Mi-cro-LED需要把波長的均一性做好，現(xiàn)有設備大概可以做4英寸晶圓，4英寸做得比較好的能把Micro-LED晶粒間距做到1um左右。但是根據(jù)Micro-LED 一些新的應用，特別是做6英寸、8英寸以及12英寸晶圓，基本上晶粒間距在0.5-0.6um的水平。

京東方科技集團股份有限公司顯示與傳感器事業(yè)群CTO組織技術企劃部副總監(jiān)邱云：

Micro-LED產(chǎn)業(yè)化需全產(chǎn)業(yè)鏈深度參與

不同領域對Micro-LED的技術、規(guī)格、足寸要求是不一樣的。如果做TV或者大面積的產(chǎn)品，需要考慮氧化物的遷移率，把它從10%提升到30%以上，這樣在功耗方面會有很好的提升。在面板設計方面，如果做大尺寸拼接，需要考慮GLA的設計，包括PAM、PWM。目前，很多研究都是集成在剛性的產(chǎn)品上來做，而后續(xù)為了發(fā)揮它的優(yōu)勢，也會在柔性產(chǎn)品上做相關的工作。

TCL工業(yè)研究院新型顯示技術部總監(jiān)謝相偉：

降低功耗需提升Micro-LED發(fā)光效率

Micro-LED顯示屏的功耗主要由以下幾部分組成：Micro-LED轉換為光和熱輸出、驅動TFT的損耗、連接VDD/VSS的線路電阻的熱損耗和其它（控制單元、電容克放等）。2020年“TCL技術合作開發(fā)大會”發(fā)布了合作項目，該項目交付了開發(fā)長邊小于20 um的倒裝結構的R/G/B Micro-LED芯片，紅、綠、藍發(fā)光效率分別達到18%、40%和45%以上。

天馬微電子股份有限公司先進技術研究院資深專家刑亮：

Micro-LED有兩個獨特優(yōu)勢

Micro-LED有兩個最獨特的地方。一是透明度，早期的CRT顯示器是不透明的。到LCD時代，三星做出了透明的LCD屏，但透過率很低，需要艱亮的背光才能看到顯示畫面。OLED的透明度做到30%左右就已經(jīng)是很極限了，但Micro-LED不需要做太大的努力，就可以實現(xiàn)60%的透明度，相對于以往的顯示，它是一個巨大的突破。第二個特性是極窄邊框，Micro-LED是無機材料，邊框可以做得很小。

成都辰顯光電有限公司產(chǎn)品設計總監(jiān)錢先銳：

Micro-LED的三個產(chǎn)業(yè)化難點

Micro-LED要實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，芯片尺寸要小于35 um，否則無法大面積量產(chǎn)。目前Mi-cro-LED有三個產(chǎn)業(yè)化難點，一是芯片效率下降、制造良率降低、波長分布均一性等問題。二是轉移良率、巨量檢測/修復、轉移精度和轉移效率的問題。三是由于LED芯片效率下降，需要重新開發(fā)數(shù)字驅動，其主要難點是如何實現(xiàn)高分辨率，以及更改高驅動能力的背板。