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　　盡管Micro-LED作為下一代顯示技術(shù)以其優(yōu)越的顯示性能得到業(yè)內(nèi)的認(rèn)可，但在材料、設(shè)備以及制程工藝上還不能滿足量產(chǎn)化需求，仍然存在諸多技術(shù)挑戰(zhàn)。在2020Micro-LED產(chǎn)業(yè)技術(shù)峰會(huì)上，廣東省半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院龔政教授以“高密度Micro-LED陣列的制造、巨量轉(zhuǎn)印及封裝集成”為主題，分享了廣東省半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院（以下簡(jiǎn)稱：廣東半導(dǎo)體研究院）在高分辨率Micro-LED與背板封裝集成、量子點(diǎn)/熒光粉光轉(zhuǎn)換、巨量轉(zhuǎn)移設(shè)備以及GaN 紅光micro-LED 芯片上的研究進(jìn)展。

廣東省半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院教授、學(xué)科帶頭人龔政

　　眾所周知，Micro-LED具有高亮度、對(duì)比度、超高分辨率、低功耗、節(jié)能、可靠性好、壽命長(zhǎng)、響應(yīng)速度超快、自發(fā)光、無需背光源等特點(diǎn)，其功率消耗量約為L(zhǎng)CD的10%、OLED的50%，具有較佳的材料穩(wěn)定性。龔政教授指出，Micro-LED更容易實(shí)現(xiàn)高像素密度，兼具發(fā)光效率高、體積小、功耗低、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，與其它顯示技術(shù)相比在智能手表（手環(huán)）、虛擬現(xiàn)實(shí)顯示等可穿戴設(shè)備領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯，“Micro LED優(yōu)越的性能還將有助于其在智能移動(dòng)終端領(lǐng)域與OLED技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)。”

　　在高分辨率Micro-LED顯示驅(qū)動(dòng)方式上，龔政教授表示，無源驅(qū)動(dòng)方式相對(duì)比較簡(jiǎn)單，但仍然存在諸多技術(shù)問題，而有源驅(qū)動(dòng)方式則由晶體管控制每個(gè)像素的開啟或者關(guān)閉，“這樣意味著Micro-LED必須通過一定的方式集成到TFT背板。”

　　關(guān)于如何將Micro-LED集成到CMOS上？龔政教授介紹，廣東半導(dǎo)體研究院通過bump連接到CMOS基板上，從而實(shí)現(xiàn)像素的電氣連接。關(guān)于這個(gè)凸點(diǎn)形成，他也介紹，類似利用ball bonding 的原理，通過電火花放電在金屬絲尾端形成球，然后通過超聲、加壓方式直接在bonding bad上形成bump，但bump卻不太適合超高分辨率的Micro-LED。

　　發(fā)展高密度Micro-LED顯示器的必要性毋庸置疑，畢竟分辨率越高，顯示效果越好，特別是近眼顯示、VR/AR需要極高分辨率，才能消除格子效應(yīng)。但龔政教授表示，高分辨率Micro-LED仍然面臨著諸多技術(shù)難題：一是光刻是難點(diǎn)，會(huì)產(chǎn)生一些壞的Micro-LED，還存在金屬脫落的問題；二是對(duì)微加工技術(shù)參數(shù)敏感，主要體現(xiàn)在尺寸效應(yīng)、邊緣效應(yīng)顯著，對(duì)Micro-LED的發(fā)光效率會(huì)產(chǎn)生非常大的影響；三是與背板鍵合集成困難，需要考慮怎么把這么高密度的陣列集成到CMOS上。

　　在高密度的陣列集成上，龔政教授介紹，廣東半導(dǎo)體研究院采用銦球回流焊，形成高分辨率In凸點(diǎn)。但他也指出，基于In球集成的Active matrix LED /CMOS 顯示器，高密度陣列鍵合也存在不少問題：一是對(duì)位困難，易短路、斷路；二是In球高度差，導(dǎo)致bonding過程中受力不均；三是bonding良率65%（藍(lán)色），90%（綠色）正在改進(jìn)。

　　在其他集成方式上，他也介紹，各向異性導(dǎo)電膠鍵合不太適合高分辨率、像素尺寸較小的鍵合，“由于Micro-LED的尺寸非常小，而導(dǎo)電顆粒分布不勻容易造成壞點(diǎn)的產(chǎn)生，”而In凸點(diǎn)鍵合、微管鍵合、晶圓級(jí)鍵合比較適合像素尺寸小、高分辨率鍵合集成。

　　在巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)上，龔政教授介紹，產(chǎn)業(yè)界急需攻關(guān)Micro-LED巨量組裝技術(shù)，需要從組裝方法和原理上革新，而不是傳統(tǒng)貼片技術(shù)的簡(jiǎn)單升級(jí)。他也介紹，現(xiàn)有轉(zhuǎn)印技術(shù)主要有激光轉(zhuǎn)移、流體組裝、卷對(duì)卷、靜電組裝、磁力等方式，但大多數(shù)技術(shù)不能同時(shí)兼顧轉(zhuǎn)移良率、效率及成本的問題，離量產(chǎn)仍然有很長(zhǎng)的距離。

　　龔政教授表示，廣東半導(dǎo)體研究院則采用“黏附性轉(zhuǎn)印頭+可轉(zhuǎn)印Micro-LED”的方案，具有成本低、精度高、速度快、多芯片轉(zhuǎn)移等特點(diǎn)，其自主搭建 Micro-LED 轉(zhuǎn)移設(shè)備樣機(jī)兼容不同芯片尺寸（5um-1mm）Micro-LED的轉(zhuǎn)印工藝；兼有手動(dòng)模式和自動(dòng)批量轉(zhuǎn)印模式；印精度+-1um；轉(zhuǎn)印速度可控；智能、友好控制界面；對(duì)抓取和釋放的力進(jìn)行精確監(jiān)控；高精度CCD對(duì)Micro-LED進(jìn)行定位。

　　在具體應(yīng)用上，龔政教授介紹，廣東半導(dǎo)體研究院主要利用Micro-LED進(jìn)行透明顯示和柔性顯示器件的應(yīng)用。

　　根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)速記整理