巨量转移技术 - 下一代显示技术Micro LED深度解密

2.2巨量转移技术

磊晶部分结束后，需要将已点亮的LED晶体薄膜无需封装直接搬运到驱动背板上，这种技术叫做巨量转移。其中技术难点有两个部分：

1）转移的仅仅是已经点亮的LED晶体外延层，并不转移原生基底，搬运厚度仅有3%，同时MicroLED尺寸极小，需要更加精细化的操作技术。

2）一次转移需要移动几万乃至几十万颗LED，数量巨大，需要新技术满足这一要求。

目前各大厂商在这个技术难关上各显神通，在巨量转移技术上各公司累计申请了十多项专利，预计这个技术门槛将会较快攻破。

Luxvue转移技术相关专利图 图片来源：Patent

2.3驱动系统

LED晶元通过巨量转移到电路板后，能藉由整合微透镜阵列，提高亮度及对比度。 Micro LED阵列经由垂直交错的正、负栅状电极连结每一颗Micro LED的正、负极，透过电极线的依序通电，透过扫描方式点亮Micro LED以显示影像。

Micro LED结构图 epoxy环氧树脂 electrode电极 资料来源：LEDinside

2.4 Micro LED技术瓶颈

Micro LED尚有较多技术工艺问题需要解决，从实现路径到成本良率都有诸多挑战。

在Micro LED转移过程中，纳米级LED的转运是核心问题之一。在蓝宝石类基板上生长出来的Micro LED需要转移到玻璃基板上，由于尺寸不匹配，因此需要进行多次转运。对于微器件的多次转运技术难度都是特别高，而用在追求高精度显示器的产品上难度就更大。Luxvue主要是采用电学方式完成转运过程。

晶元一致化问题也需要解决。LED从wafer切成chip后，每个LED chip并不会呈现完美一致的波长，不同波长呈现出来的色彩不同，对于传统LED来说，可以靠分Bin、配Bin达到显示的要求。但Micro LED晶元数量巨大，采用传统分Bin方式效率低且设备投资成本过大，不利于规模化生产。这个问题有两类解决方案：一是以现有的晶元技术，将Micro LED应用做到小尺寸，高PPI的地方，比如可穿戴设备，并且小尺寸对精细度要求也相对较低。不过这种解决方案限制了Micro LED的市场空间。另一类解决方案就是在磊晶阶段通过改善生产工艺或者设备直接控制均匀性。

Luxvue抓取示意图 资料来源：Patant

Micro LED实现单色比较简单，通过倒装结构封装和驱动IC贴合就可以实现，但要实现全彩就相对复杂，用传统的RGB三色列阵R需要分次转贴红、蓝、绿三色的晶粒，嵌入几十万颗LED晶粒，对于LED晶粒光效、波长的一致性、良率要求更高。为结局屏幕色彩问题目前有三种路径实现： RGB三色LED法、UV/蓝光LED+2发光介质法、光学透镜合成法。

资料来源：LEDinside

为解决各种技术瓶颈，各家厂商各显神通： VerLASE拥有色彩转换技术专利，能够让全彩MicroLED阵列适用于近眼显示器；Leti采用量子点实现全彩显示，推出了iLED matrix，其蓝光EQE9.5%，亮度可达107Cd/m2;绿光EQE5.9%，亮度可达108Cd/m2，Pitch只有10um，未来目标做到1um。***Play Nitride公布以氮化镓为基础的PixeLEDTM display技术，公司目前透过移转技术转移至面板，转移良率可达99%。预计3-5年后Micro LED或可开始商用化进程。