全面梳理Micro-LED的历史与现状

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1、全面梳理icrLE的历史和现状能量产吗？-08-00：8:00来源： LD网以来,micr LED逐渐进入LED行业圈子,近日听到了cr LED将于量产的消息。为了更全面的理解mico LE市场与技术的发展，对mco LED的历史、现况、原理、制程及参与公司等方面做了全面梳理。 历史 说起MicroE,先得从显示TFT-LCD背光模组应用说起。在1990年代TFT-LCD开始蓬勃发展时,因LE具有高色彩饱和度、省电、轻薄等特点,部分厂商就运用LD做背光源。然因成本过高、散热不佳、光电效率低等因素,并未大量应用于T-LCD产品中。 直到,蓝光ED芯片刺激荧光粉制成白光LD技术的制程、效能、成本开

2、始逐渐成熟；当进入，白光LED背光模组呈现爆发性的成长,几年间几乎全面取代了CCFL，其应用领域由手机、平板电脑、笔电、台式显示屏乃至电视等等。 然而,因TFTLC非自发光的显示原理所致，其e cell穿透率约在7%如下,导致TFT-LC的光电效率低落;且白光ED所能提供的色饱和度仍不如三原色LED,大部分TF-LD产品约仅72SC；再则，于室外环境下，TFT-LC亮度无法提高至100nit以上,致使影像和色彩辨识度低,为其一大应用缺陷。故另一种直接运用三原色LE做为自发光显示点画素的EDisplay或MiroLEDisplay的技术也正在发展中。 现况随着E的成熟与演进,Mcro ED Di

3、sly自代起开始有着不同样的面貌呈现。 从其发展历程来看，Sony刊登的55寸“Crstl LD Display”就是co LED Dspay技术类型，其Full HD解析度共使用约622万（1920x080x)颗mico ED做为高解析的显示画素,对比度可达百万比一，色饱和度可达10%TS,无反映时间和使用寿命问题。但是因采单颗icr LED嵌入方式,在商业化上，仍有不少的成本与技术瓶颈存在,以致于迄今未能量产。 虽然Micro LED理论上是皆可应用各类尺寸产品，但从自身良率及制程来看,目前对解析度高下的需求与良率是成反比，因此对解析度规定不高的穿戴式产品的显示屏因尺寸面积小、制作良率较高

4、、符合节电需求，而被优先导入iro L。一般LED芯片涉及基板和磊晶层其厚度约在100500m,且尺寸介于0100m。而更进一步正在进行的Micr LED Dsplay研究在于将LED表面厚约45m磊晶层用物理或化学机制剥离，再移植至电路基板上。其Mcro LEisay综合FT-CD和D两大技术特点,在材料、制程、设备的发展较为成熟,产品规格远高于目前的TFLCD或OLED，应用领域更为广泛涉及软性、透明显示屏,为一可行性高的次世代平面显示屏技术。 自后各厂商积极于Micro LDDplay的技术整合与开发，然因o Dislay尚未有原则的LED构造、量产制程与驱动电路设计,各厂商其专利布局更

5、是兵家必争之地。迄止,已被App并购的Luxvue、ikro esa、SONY、le等公司皆已具数量规模的专利申请案，更有为数众多的公司与研究机构投入有关的技术开发。 重要参与开发的公司原理 Miro E Display的显示原理,是将构造设计进行薄膜化、微小化、阵列化，其尺寸仅在110m级别左右；后将roD批量式转移至电路基板上,其基板可为硬性、软性之透明、不透明基板上;再运用物理沉积制程完毕保护层与上电极，即可进行上基板的封装，完毕一构造简朴的MicoLED显示。 而要制成显示屏，其晶片表面必须制作成犹如LED显示屏般之阵列构造,且每一种点画素必须可定址控制、单独驱动点亮。若透过互补式金属

6、氧化物半导体电路驱动则为积极定址驱动架构,icro LD阵列晶片与CMO间可透过封装技术。黏贴完毕后MicrLD能藉由整合微透镜阵列，提高亮度及对比度。Mcro D阵列经由垂直交错的正、负栅状电极连结每一颗iro LE的正、负极，透过电极线的依序通电，透过扫描方式点亮Mro LE以显示影像。Miro构造图 MicoLE典型构造是一N接面二极管，由直接能隙半导体材料构成。当对MicroED上下电极施加一正向偏压,致使电流通过时,电子、空穴对于积极区复合，发射出单一色光。MicroLED光谱主波长的FWHM约20nm,可提供极高的色饱和度,一般可>；120%NSC。 并且自后来，ED光电转换效

7、率得到了大幅提高,100l/以上已成量产原则。因此对于roED显示的应用，因其自发光的显示特性，搭配几乎无光耗元件的简易构造,就可容易实现低能耗或高亮度的显示屏设计。这样可以可解决目前显示屏应用的两大问题,一是穿戴型装置、手机、平板等设备的80%以上的能耗在于显示屏上，低能耗的显示屏技术可提供更长的电池续航力;一是环境光较强致使显示屏上的影像泛白、辨识度变差的问题,高亮度的显示技术可使其应用的范畴更加广阔。 制程种类及技术发展 对于半导体与芯片的制程微缩目前已到极限，而在制造上的微缩却还存在相称大的成长空间，对于cro LED制程上，目前重要呈现分为三大种类:Chi bonng、Wafer b

8、oding和hin film tanser。三大制程的各自优劣势及厂商 C bndin(芯片级焊接)：是将LED直接进行切割成微米级别的icro ED ch（含磊晶薄膜和基板)，运用SMT技术或CO技术，将微米级别的icro LE cip一颗一颗键接于显示基板上。 erbondin（外延级焊接）:是在LE的磊晶薄膜层上用感应耦合等离子离子蚀刻(ICP),直接形成微米级别的Mcr 磊晶薄膜构造,此构造之固定间距即为显示画素所需的间距，再将LED晶圆(含磊晶层和基板)直接键接于驱动电路基板上,最后使用物理或化学机制剥离基板，仅剩4m的MicrLED磊晶薄膜构造于驱动电路基板上形成显示画素。 Thi

9、n fil transfe（薄膜转移）：是使用物理或化学机制剥离LED基板,以一临时基板承载LED磊晶薄膜层，再运用感应耦合等离子离子蚀刻，形成微米级别的Micr LED磊晶薄膜构造；或者,先运用感应耦合等离子离子蚀刻，形成微米级别的Micro LED磊晶薄膜构造,再使用物理或化学机制剥离LD基板，以一临时基板承载LED磊晶薄膜构造。最后，根据驱动电路基板上所需的显示画素点间距，运用品有选择性的转移治具,将ic LED磊晶薄膜构造进行批量转移,键接于驱动电路基板上形成显示画素。 总结尽管icroL显示已经备受公司关注和加大研发，在规格上也较L具有多重好处，甚至画质上可与LD相媲美,但是现阶段该

10、显示屏发展并未普及,重要困难点有三, 第一在于LED固晶上;以目前已成熟的LD灯条制程为例，在制作一LED灯条尚有坏点等失败问题发生，何况是一片显示屏上要嵌入数百万颗微型LED。而CD与OLD已采批次作业，良率体现相对较佳。 第二、LED组件上;覆晶LED适合于Mcr LED显示，因其体积小、易制作成微型化,不需金属导线、可缩减LED彼此间的间隙等,虽然FlipCip目前的良率尚有一定问题，但是随着LD的技术的逐渐完善和资本的不断注入，已经在稳步提高。 第三规模化转移上;将来co LED显示困难处在于嵌入LED制程不易采大批量的作业方式,特别是RB的3色LED较单色难度更高。但是将来随着LED黏着、印刷等技术措施的提高，则有助于Micro LD显示导入量产化阶段。