近日,由半導體產業網、中國半導體照明網主辦的2021 Mini/Micro-LED顯示技術商業化應用論壇成功召開。論壇由第三代半導體產業技術創新戰略聯盟指導,與2021寧波國際照明展覽會&第三代半導體技術應用創新展同期舉辦。
論壇期間,廣東省科學院半導體研究所首席科學家、教授龔政博士帶來了題為“高分辨率Micro-LED陣列及巨量轉移技術研究”報告,詳細分享了高密度Micro-LED顯示系統及集成、Micro-LED巨量組裝進展,以及GaN紅光micro-LED芯片初步進展。
Micro-LED 顯示技術具有很多優越性,具有低功耗、高亮度、超高分辨率與色彩飽和度、反應速度快、超省電、壽命較長、效率較高等,其功率消耗量約為LCD的10%、OLED的50%。 與OLED相比,亮度比其高30倍,且分辨率可達1500PPI,比Apple Watch采用OLED面板達到300PPI的5倍之多,具有較佳的材料穩定性。可以應用于高像素密度、小尺寸顯示或者低像素密度、大尺寸顯示場合。
在作為顯示器件的產品應用方面,從目前技術發展階段看,Micro LED 在超大尺寸顯示器市場成本優勢并不明顯;該技術更容易實現高像素密度,兼具發光效率高、體積小、功耗低、壽命長等優點,與其它顯示技術相比在智能手表(手環)、虛擬現實顯示等可穿戴設備領域的競爭優勢明顯;Micro LED優越的性能還將有助于其在智能移動終端領域與 OLED 技術競爭。Micro LED具有比OLED更低的功耗,更高的亮度,全光譜顯示方面更具優勢。
報告介紹了無源尋址Micro-LED、無源Micro-LED顯示系統、AM Micro-LED、高密度、高分辨率AM Micro-LED顯示器的最新進展,以及高密度Micro-LED芯片關鍵工藝、高密度、高分辨率 AM Micro-LED器件光電特性表征
龔政表示,高密度Micro-LED難點一涉及到對微加工技術參數敏感,與背板鍵合集成困難。基于In球集成的Active matrix LED /CMOS 顯示器,高密度陣列鍵合難點在于 對位困難,易短路、斷路;In球高度差,導致bonding過程中受力不均;bonding良率65%(藍色),90%(綠色) 正在改進。
Micro-LED組裝技術方面,歐美布局較早,技術儲備和專利布局有優勢;臺灣在micro-LED組裝及裝備方面進步明顯,后來居上;而國內主要是處于追趕狀態,對關鍵的巨量組裝技術投入研發不足,原創性技術和成果不多
廣東省內顯示、光電龍頭企業眾多,包括TCL、華星光電、雷曼、國星、天馬等。紛紛推出了miniLED高清電視樣機,但成本高居不下(百萬級別),無法進入消費市場;技術上大多采用傳統SMT貼片、固晶焊等方法,這些方法組裝的速度和精度基本接近物理極限;技術壁壘顯著;
對于尺寸更小的Micro-LED技術更為缺乏。產業界急需攻關Micro-LED巨量組裝技術,需要從組裝方法和原理上革新,而不是傳統貼片技術的簡單升級。
龔政表示,廣東省科學院半導體研究所有自己的轉移方案,并自主搭建 Micro-LED 轉移設備樣機,巨量轉印的藍、綠、紅陣列轉移良率最可達99%。
報告同時分享了藍寶石基 GaN 紅光 microLED和硅基 GaN 紅光 microLED的最新進展。