1.什么是Microled？

????????通俗來講，將作為發(fā)光器件LED用作顯示屏的像素，固這種LED的尺寸就得做得很小（約＜100μm），這種技術(shù)就是Microled；

2.Microled的優(yōu)點(diǎn)

?????????相比于已經(jīng)大規(guī)模量產(chǎn)的LCD技術(shù)和OLED技術(shù)，Microled幾乎在各個(gè)技術(shù)維度上都有著碾壓般的性能優(yōu)勢：長壽命，高對比度，可實(shí)現(xiàn)高分辨率，響應(yīng)速度快，更廣的視角，豐富的色彩，超高的亮度和更低的功耗。

3.Microled的技術(shù)瓶頸

????????現(xiàn)階段 Microled還有許多技術(shù)瓶頸有待突破，如芯片制造、巨量轉(zhuǎn)移、檢測修復(fù)等，這也是目前 Microled出貨量低、售價(jià)高昂原因；其中巨量轉(zhuǎn)移最難最難的技術(shù)痛點(diǎn)。

• 芯片制造：外延片厚度、波長、亮度均勻性與一致性要求更高，芯片結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)LED更為復(fù)雜，且目前行業(yè)制造工藝尚未標(biāo)準(zhǔn)化，使得工藝和設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化程度低、良品率和產(chǎn)量尚不成熟。
• 巨量轉(zhuǎn)移：芯片制造完成后需要將微米級的晶粒轉(zhuǎn)移到驅(qū)動(dòng)電路基底上，無論是TV屏還是手機(jī)屏轉(zhuǎn)移數(shù)量相當(dāng)巨大，并且顯示產(chǎn)品對于像素錯(cuò)誤的容忍度極低。例如要制造少于 5 個(gè) 像素壞點(diǎn)的全彩 1920*1080 顯示屏，良率必須達(dá)到 99.9999%，這是現(xiàn)有工藝很難達(dá)到。

• 檢測修復(fù)：由于 Microled尺寸極小，傳統(tǒng)測試設(shè)備難以使用，如何在百萬級甚至千萬級的 芯片中對壞點(diǎn)進(jìn)行檢測修復(fù)是一大挑戰(zhàn)，同樣通過檢測技術(shù)挑出缺陷晶粒后，如何替換壞點(diǎn) 也是一項(xiàng)不可或缺的技術(shù)。

4.巨量轉(zhuǎn)移概述

• 對比OLED：與OLED顯示技術(shù)不同，無機(jī)LED無法在玻璃或其他大尺寸襯底進(jìn)行大面積的制作，因此需要在半導(dǎo)體襯底上進(jìn)行制作，然后再轉(zhuǎn)移到驅(qū)動(dòng)背板上。
• 對比LED：傳統(tǒng)的LED采用的Pick&Place的方法，這種轉(zhuǎn)移方式一次只能轉(zhuǎn)移數(shù)顆器件，而對于一塊常見的顯示屏而言，往往需要完成數(shù)百萬甚至更多微器件的轉(zhuǎn)移，因此這種轉(zhuǎn)移方式對實(shí)際量產(chǎn)而言是不現(xiàn)實(shí)的技術(shù)路線；
• 為什么采用巨量轉(zhuǎn)移：所以要完成Microled的制作，必須采用巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)，即一次能夠轉(zhuǎn)移大量的器件到驅(qū)動(dòng)基板上，在保持巨量轉(zhuǎn)移的基礎(chǔ)上，還必須同時(shí)保證轉(zhuǎn)移的精度，良率及工藝的可靠性等。

5.巨量轉(zhuǎn)移種類

?????????目前在產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界，Microled巨量技術(shù)有好幾種并行技術(shù)流派，根據(jù)轉(zhuǎn)移過程中的作用力或具體的轉(zhuǎn)移方式，大致可以分為：范德華力派，靜電力派，磁力派，激光轉(zhuǎn)印派，流體自組裝派和卷對卷轉(zhuǎn)印派

1）范德華力派：巨量轉(zhuǎn)移過程中，在Microled拾取和放置過程中采用了范德華力（即分子間作用力）的這一個(gè)技術(shù)派別，其核心是采用彈性印章來轉(zhuǎn)移Microled器件，特點(diǎn)如下：

• 一旦印章制作完成，就無法選擇性轉(zhuǎn)移符合要求的microled芯片，因此可能導(dǎo)致將不良的器件轉(zhuǎn)移到目標(biāo)基板上，增加修復(fù)的難度。
• 拾取和放置的范德華力為不同的速度區(qū)間，需要仔細(xì)調(diào)制，且需保證面內(nèi)均一性。
• 大部分的方案中必須弱化轉(zhuǎn)移器件結(jié)構(gòu)，因此增加工藝復(fù)雜程度。
• PDMS與襯底熱膨脹系數(shù)不同，可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)移后位置存在誤差。

2）靜電力派：靜電吸附是利用靜電轉(zhuǎn)移頭產(chǎn)生吸引力或者排斥力實(shí)現(xiàn)對microled的拾取和放置(Apple的專利)；在拾取microled階段，在吸附轉(zhuǎn)移頭和芯片上產(chǎn)生不同電荷，將microled吸附拾取；在放置microled階段，通過調(diào)節(jié)內(nèi)外電極電壓差，使得電壓差為零，將microled放置到接收襯底；鍵合方式包括共晶合金鍵合、瞬態(tài)液相鍵合或固態(tài)擴(kuò)散鍵合，其核心是靜電轉(zhuǎn)移頭的制作，主要特點(diǎn)如下：

• 適用于小尺寸的芯片和芯片間距；
• 抗ESD性能較好

3）磁力派：電磁力吸附轉(zhuǎn)移技術(shù)有點(diǎn)類似于靜電吸附轉(zhuǎn)移，不同的是，該方法是通過線圈電感產(chǎn)生電磁力的方式，將microled吸附及放下(ITRI的專利)；在拾取microled階段，主要方式為去除犧牲層，使其處于懸空狀態(tài)，電可編程磁性模塊產(chǎn)生磁力，吸附拾取芯片;在打印microled階段，電可編程磁性模塊通過加熱工藝將導(dǎo)電模塊與接收器襯底對準(zhǔn)并接觸，從而將microled與接收襯底鍵合。最后，斷電消除磁力，拾取電可編程磁性模塊，其核心在于磁性轉(zhuǎn)移頭的制作，主要特點(diǎn)如下：

• 需要芯片本身具有鐵磁性
• 磁性材料的均勻性會(huì)影響電磁吸附的精度和一致性；
• 電磁可編程模塊的設(shè)計(jì)較復(fù)雜；
• 轉(zhuǎn)移芯片的間距不宜太小，電極材料需匹配

4）激光轉(zhuǎn)移流派：激光選擇性釋放是利用材料對激光的不同吸收系數(shù)，引起界面的熱膨脹，從而引起犧牲層的燒蝕，使microled從原始襯底轉(zhuǎn)移到接收襯底(Sony的專利)，若為GaN外延片，界面處的GaN緩沖層分解成Ga和N2，實(shí)現(xiàn)芯片的分離和轉(zhuǎn)移，主要特點(diǎn)如下：

• 適用于小尺寸芯片，小間距范圍；
• 采用薄膜轉(zhuǎn)移的方式，可以得到高質(zhì)量的GaN薄膜，這樣可以提升Micro LED器件的效率；
• 減少了2倍MOCVD的時(shí)間，使得成本大大降低；
• 可以在巨量轉(zhuǎn)移前進(jìn)行電學(xué)測試篩選，得到KGD的信息；
• EPI基底就是轉(zhuǎn)移基底，采用激光可以實(shí)現(xiàn)選擇性轉(zhuǎn)移；
• 位于基底和EPI GaN之間的功能層，在LLO過程中作為釋放層，可以避免GaN的損傷。

5）流體自組裝派：利用刷子的移動(dòng)來控制流體中microled的運(yùn)動(dòng)，最后使它落入接收襯底的井中(eLux的專利)，當(dāng)V0 ? Vcrit，，隨著電刷的平移和旋轉(zhuǎn)，電刷周圍的流體產(chǎn)生湍流，因此許多microled聚集在該區(qū)域中。首先，這些microled被動(dòng)地向上移動(dòng)，并由于湍流而高速離開基板表面;接下來，刷子繼續(xù)移動(dòng)，驅(qū)動(dòng)這些microled開始在基板表面上向前散射，然后通過流體、振蕩、減速，最后以低于Vcrit的速度沉入井中，主要特點(diǎn)如下：

• 適用于任何大小芯片，且芯片幾何形狀任意，但芯片間距不宜過小；
• 分離的MicroLED器件在流體中完全隨機(jī)自組裝，可以消除外延生長時(shí)，器件性能面內(nèi)不均造成的影響；
• 可以先選擇合格的Microled器件進(jìn)行轉(zhuǎn)移，因此可以避免將不良器件轉(zhuǎn)移到驅(qū)動(dòng)基板上；
• 剩余的MicroLED器件可以重復(fù)利用；
• 轉(zhuǎn)移的速度快，成本低。

• V0代表microled的速度，Vcrit代表臨界捕獲速度；
• V0高于Vcrit ， microled逃離井；
• V0小于等于Vcrit ， microled被井捕獲。

6）卷對卷打印派：利用帶有計(jì)算機(jī)接口的滾輪系統(tǒng)，反饋模塊包含兩個(gè)負(fù)載傳感器和兩個(gè) Z 軸執(zhí)行器，滾輪系統(tǒng)通過兩個(gè)顯微鏡保持精確對準(zhǔn)，通過反饋模塊精準(zhǔn)控制，將Microled轉(zhuǎn)印至接收襯底上，主要特點(diǎn)如下：

• 在滾輪上面也需要一層PDMS材料作為印章；

6.總結(jié)

（1）Microled芯片需要進(jìn)行多次轉(zhuǎn)移（至少需要從藍(lán)寶石襯底→臨時(shí)襯底→新襯底），且每次轉(zhuǎn)移芯片量非常大，對轉(zhuǎn)移工藝的穩(wěn)定性和精確度要求非常高；

（2）對于 R/G/B 全彩顯示而言，由于每一種工藝只能生產(chǎn)一種顏色的芯片，故需要將紅/ 綠/藍(lán)芯片分別進(jìn)行轉(zhuǎn)移，需要非常精準(zhǔn)的工藝進(jìn)行芯片的定位，極大的增加了轉(zhuǎn)移的工藝難度。；

（3）Microled的厚度僅為幾微米，將其精確地放置在目標(biāo)襯底上的難度非常高，芯片尺 寸及間距都很小，要將芯片連上電路也是一個(gè)挑戰(zhàn)。

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參考文章：

http://www.china-led.net/news/202004/27/45017.html

Micro LED巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)分析綜述上篇

Micro LED巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)分析綜述中篇

Micro LED巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)分析綜述下篇（激光，流體，卷對卷）

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Microled简介及关键工艺（巨量转移）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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