Micro-LED顯示技術(shù)中關(guān)鍵專利簡(jiǎn)介

路麗芳 符媛英

摘? 要：本文通過(guò)對(duì)全彩化技、巨量轉(zhuǎn)移和微縮制程這三個(gè)技術(shù)分支中涉及技術(shù)難點(diǎn)和關(guān)鍵專利申請(qǐng)進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，為Micro-LED顯示技術(shù)的實(shí)際研究和應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：Micro-LED顯示技術(shù);全彩化;巨量轉(zhuǎn)移;微縮制程

1全彩化關(guān)鍵專利技術(shù)介紹

全彩化技術(shù)主要包括RGB三色LED法和UV/藍(lán)光LED+發(fā)光介質(zhì)法。

（1）RGB三色LED法

RGB三色LED法是采用驅(qū)動(dòng)芯片對(duì)單個(gè)像素中的RGB三色LED的驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)全彩顯示。但是由于驅(qū)動(dòng)芯片實(shí)際輸出電流會(huì)和理論電流有誤差，單個(gè)像素中的每個(gè)LED都有一定的半波寬（半峰寬越窄，LED的顯色性越好）和光衰現(xiàn)象，導(dǎo)致出光效率低，像素間存在串?dāng)_，繼而產(chǎn)生LED像素全彩顯示的偏差問(wèn)題。針對(duì)前述問(wèn)題，本領(lǐng)域主要從提高發(fā)光效率、降低像素之間串?dāng)_等方向進(jìn)行改進(jìn)。

武漢華星光電技術(shù)有限公司2016年的發(fā)明專利申請(qǐng)CN106229394A、京東方科技集團(tuán)股份有限公司2020年的發(fā)明專利申請(qǐng)CN111863797A、上海天馬微電子有限公司2020年的發(fā)明專利申請(qǐng)CN111863859A通過(guò)改進(jìn)Micro-LED顯示面板的制造方法提高發(fā)光效率。上海天馬微電子有限公司2018年的發(fā)明專利申請(qǐng)CN107680960A通過(guò)對(duì)微型發(fā)光二極管射出的全部光線進(jìn)行聚攏，從而減小微型發(fā)光二極管之間的相互干擾。

（2）UV/藍(lán)光LED+發(fā)光介質(zhì)法

UV/藍(lán)光LED+發(fā)光介質(zhì)法主要是通過(guò)激發(fā)發(fā)光量子點(diǎn)而進(jìn)行全彩顯示，其主要問(wèn)題在于各顏色均勻性與各顏色之間的相互影響，所以解決紅綠藍(lán)三色分離與各色均勻性成為量子點(diǎn)發(fā)光二極管運(yùn)用于微顯示器的重要難題之一。此外，當(dāng)前量子點(diǎn)技術(shù)還不夠成熟，還存在著色域不夠?qū)?、材料穩(wěn)定性不好、壽命短等缺點(diǎn)。

LUXVUE科技公司于2013年提出的國(guó)際專利申請(qǐng)WO2014186214A1公開(kāi)了一種基于量子點(diǎn)的UV-藍(lán)光Micro-LED顯示面板，其通過(guò)合理選擇量子點(diǎn)的材料和設(shè)置氧氣阻擋膜來(lái)延長(zhǎng)量子點(diǎn)的使用壽命，該國(guó)際專利申請(qǐng)分別于2016年和2017年獲得美國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)專利授權(quán)。深圳市華星光電技術(shù)有限公司2017年提出的發(fā)明專利申請(qǐng)CN107424524A公開(kāi)了一種Micro-LED顯示面板，通過(guò)設(shè)置特定的反射層來(lái)提高藍(lán)光利用率，且可以減少量子點(diǎn)的用量，進(jìn)而延長(zhǎng)顯示面板的使用壽命，該發(fā)明專利申請(qǐng)已于2020年獲得授權(quán)。南方科技大學(xué)2017年提出的發(fā)明專利申請(qǐng)CN107331758A公開(kāi)了一種Micro-LED顯示器件的制備方法，通過(guò)該方法能夠?qū)崿F(xiàn)量子點(diǎn)材料的均勻涂覆，涂覆精度高，提高了Micro-LED顯示器的顏色均勻性，該發(fā)明專利申請(qǐng)已于2019年獲得授權(quán)。

2巨量轉(zhuǎn)移關(guān)鍵專利技術(shù)介紹

巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)主要包括電磁力吸附轉(zhuǎn)移技術(shù)、靜電吸附轉(zhuǎn)移技術(shù)、流體裝配轉(zhuǎn)移技術(shù)、彈性印模轉(zhuǎn)移技術(shù)、激光剝離轉(zhuǎn)移技術(shù)和滾軸轉(zhuǎn)印轉(zhuǎn)移技術(shù)。

（1）電磁力吸附轉(zhuǎn)移技術(shù)

電磁力吸附轉(zhuǎn)移技術(shù)是利用線圈電感產(chǎn)生電磁力的方式，將 Micro-LED 吸附及放下，拾取裝置為電子- 可編程磁性模塊包括微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS） 和鍵合設(shè)備。該技術(shù)的難點(diǎn)在于需要在芯片上制作一層磁性材料，磁性材料的均勻性會(huì)影響電磁力吸附的精度和一致性，電子-可編程磁性模塊的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，轉(zhuǎn)移芯片間距不宜太小，電極材料需要匹配。

（2）靜電吸附轉(zhuǎn)移技術(shù)

靜電吸附轉(zhuǎn)移技術(shù)是通過(guò)在吸附轉(zhuǎn)移頭和芯片上產(chǎn)生不同電荷，利用異性相吸的原理將 Micro-LED 吸附拾取，并轉(zhuǎn)移到接收襯底的轉(zhuǎn)移技術(shù)。

勒克斯維科技公司2012年提出的發(fā)明專利申請(qǐng)US2013210194A1、歌爾股份有限公司2018年提出的發(fā)明專利申請(qǐng)CN108257905A均公開(kāi)了通過(guò)靜電吸附技術(shù)實(shí)現(xiàn)微發(fā)光二極管巨量轉(zhuǎn)移。勒克斯維科技公司的發(fā)明專利申請(qǐng)及其同族已在美國(guó)、中國(guó)、韓國(guó)及中國(guó)臺(tái)灣等多個(gè)國(guó)家和地區(qū)獲得授權(quán)，歌爾股份有限公司的改發(fā)明專利申請(qǐng)也已于2020年獲得授權(quán)。

（3）彈性印模轉(zhuǎn)移技術(shù)

彈性印模轉(zhuǎn)移技術(shù)又稱微轉(zhuǎn)?。é蘐P）技術(shù)，就是使用彈性印模結(jié)合高精度的打印頭，有選擇的從源基板上拾取Micro-LED芯片，并將拾取的Micro-LED芯片打?。╬rinting）至目標(biāo)基板。此技術(shù)的難點(diǎn)在于PDMS需要制作為PDMS stamp形狀，只有粘附在表面平整度極為平坦的平面，才不影響轉(zhuǎn)移的良率和精度，而且需要精準(zhǔn)控制各個(gè)階段粘力大小，否則將無(wú)法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移。

廣東工業(yè)大學(xué)2021年提出提出的發(fā)明專利申請(qǐng)CN112908897A公開(kāi)了一種基于無(wú)掩膜光刻的Micro-LED芯片粘附式陣列轉(zhuǎn)移方法，有效提高M(jìn)icro-LED芯片轉(zhuǎn)移的速度與良率，提高轉(zhuǎn)移準(zhǔn)確率以及轉(zhuǎn)移穩(wěn)定性，解決了現(xiàn)有Micro-LED芯片轉(zhuǎn)移方法轉(zhuǎn)移準(zhǔn)確率差、穩(wěn)定性差、轉(zhuǎn)移后容易發(fā)生位置位移的問(wèn)題。

3微縮制程關(guān)鍵專利技術(shù)介紹

當(dāng)前微縮制程技術(shù)的制程種類大致有3種：芯片接合、晶片接合、薄膜傳輸。芯片接合就是將LED微縮剪切Micro-LED等級(jí)的芯片之后，再將其通過(guò)COB、SMT封裝到電路基板上。晶片接合直接使用耦合離子刻畫(huà)LED磊晶結(jié)構(gòu)，形成Micro-LED的薄膜層，并將LED晶粒封裝到電路基板，通過(guò)物理或化學(xué)剝離在電路基板上進(jìn)行Micro-LED的磊晶薄膜畫(huà)面驅(qū)動(dòng)。薄膜傳輸先將電路LED基板剝離，將磊晶薄膜層置于臨時(shí)基板上，再通過(guò)等離子刻畫(huà)形成Micro-LED的薄膜層構(gòu)造，依據(jù)顯示需求進(jìn)行Micro-LED的磊晶薄膜轉(zhuǎn)移封裝，從而形成顯示驅(qū)動(dòng)。在前述制程中，容易出現(xiàn)剝離成品率低，Micro-LED間距難以縮小，轉(zhuǎn)移封裝定位困難， Micro-LED芯片焊接可靠性低，微縮后相鄰Micro-LED容易出現(xiàn)光串?dāng)_、電極短路等問(wèn)題，因此，本領(lǐng)域主要針對(duì)提高剝離成品率、縮小Micro-LED間距、提高轉(zhuǎn)移定位精度、提高焊接可靠性、防止相鄰Micro-LED光串?dāng)_、電極短路等方面進(jìn)行了研究和改進(jìn)。

4? 小結(jié)

Micro-LED顯示技術(shù)是當(dāng)前熱點(diǎn)顯示技術(shù)之一，其是高亮度高分辨率顯示屏的發(fā)展方向，對(duì)于Micro-LED顯示技術(shù)中的熱點(diǎn)技術(shù)同時(shí)也是難點(diǎn)技術(shù)，全彩化技術(shù)、巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)和微縮制程技術(shù)，各大面板廠商、顯示技術(shù)公司、科研院所均有研究，并產(chǎn)出大量專利申請(qǐng)，相信在不久的將來(lái)，Micro-LED顯示面板將會(huì)像今天的LCD和OLED面板一樣，走進(jìn)千家萬(wàn)戶。

參考文獻(xiàn)：

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[4]邰建鵬，郭偉玲，Micro LED 顯示技術(shù)研究進(jìn)展，照明工程學(xué)報(bào)，2019，1（30），18-25

作者簡(jiǎn)介：

路麗芳（1989— ），女，碩士，審查員，主要從事顯示和標(biāo)簽領(lǐng)域的發(fā)明專利審查;

符媛英（1989—），女，碩士，審查員，主要從事顯示領(lǐng)域的發(fā)明專利審查。