1、什么是Micro-LED？

Micro LED的英文全名是Micro Light Emitting Diode，中文稱作微發光二極體，也可以寫作μLED，一般指使用尺寸為1~60μm的LED發光單元組成顯示陣列的技術，其大小相當于人頭發絲的1/10，具有無需背光，光電轉換效率高，響應時間在ns級等特點，是將LED進行薄膜化、微小化和陣列化，使其體積達到大小只有主流LED的1%，像素點距離達到由毫米達到微米的一項技術

Micro LED display，是底層用正常的CMOS集成電路制造工藝制成LED顯示驅動電路，然后再用MOCVD機在集成電路上制作LED陣列，從而實現了微型顯示屏，也就是所說的LED顯示屏的縮小版。為OLED之后下一代顯示技術。

Micro LED受制于產能和成本，完成商用化還需時間?，F在各大廠商紛紛布局，關鍵技術進展迅速，預期近幾年內將走上商用化的進程。

2、Micro-LED的顯示原理

MicroLED每個像素由紅色、綠色和藍色的子像素組成。每個子像素都是單獨控制的，可以精確控制顯示的亮度、顏色和對比度。每個LED發出的光經過一組透鏡和鏡子，在顯示屏上形成一個像素。然后，光線被引導通過一組濾色器來創建所需的顏色。這種類型的顯示器能夠顯示非常高的亮度、對比度和顏色精度。

Micro LED陣列經由垂直交錯的正、負柵狀電極連結每一顆Micro LED的正、負極，透過電極線的依序通電，透過掃描方式點亮Micro LED以顯示影像。

3、Micro-LED的工藝

Micro-LED是將LED結構設計進行薄膜化、微小化、陣列化，其尺寸僅在1-100μm等級左右；后將Micro-LED批量式轉移至電路基板上，其基板可為硬性、軟性之透明、不透明基板上；再利用物理沉積制程完成保護層與上電極，即可進行上基板的封裝，完成一結構簡單的Micro-LED顯示。

1.晶圓形成:微型led最初是由氮化鎵(GaN)等半導體材料制成的薄晶圓。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??

2.模版:然后在晶圓片上覆蓋一層模版光刻膠，作為蝕刻晶圓片的掩模。

3.蝕刻:然后對晶圓進行蝕刻以創建單個微型led。

4. 掩膜去除:光阻劑掩膜被剝離，在晶圓上留下單個微型led。

5. 鍵合:然后將微型led鍵合到基板上，如IC或PCB。

6. 組裝:然后將微型led組裝成最終形式，如陣列或顯示器。

7. 測試:然后對微型led進行測試和校準，以確保它們正常工作。

與傳統LED顯示屏比較，Micro-LED的差別主要在于：

1．精密程度數十倍的提升；

2．集成工藝從直插、表貼、COB封裝等變成了“巨量微轉移”；

3．缺陷可修復性幾乎為零；

4．背板從印刷電路板，變成了液晶和OLED顯示所使用的TFT基板，或者CPU與內存所采用的單晶硅基板。即與傳統LED顯示屏比較，Micro-LED在晶粒、封裝、集成工藝、背板、驅動等每一個方面都不一樣。

以下我們對Micro-LED制造工藝中幾個重要步驟進行討論：

第一 LED晶體薄膜化、微小化、陣列化——微縮制程技術

目前對于半導體與芯片的制程微縮目前已到極限，而在制造上的微縮卻還存在相當大的成長空間，對于Micro-LED制程上，目前主要呈現分為三大種類：

Chip bonding（芯片級焊接）

Wafer bonding（外延級焊接）

Thin film transfer（薄膜轉移）

第二?批量轉移至電路基板——巨量轉移技術

磊晶部分結束后，需要將已點亮的LED晶體薄膜無需封裝直接搬運到驅動背板上，這種技術叫做巨量轉移。其中技術難點有兩個部分：

1）轉移的僅僅是已經點亮的LED晶體外延層，并不轉移原生基底，搬運厚度僅有3%，同時MicroLED尺寸極小，需要更加精細化的操作技術。

2）一次轉移需要移動幾萬乃至幾十萬顆LED，數量巨大，需要新技術滿足這一要求。

目前看來，“巨量轉移”都還是一個“量產前”技術，為了實現“巨量轉移”的目標，市面上一些相當不一樣的技術。現在總結如下：

如上圖所示，目前根據已有的資料調查顯示，巨量轉移技術按照原理的不一樣，主要分為四個流派：精準抓取，自組裝，選擇性釋放和轉印技術。

第三用物理沉淀法進行保護與上電極，完成上基板的封裝。

簡單說就是先把LED芯片做小，再轉移到基板，最后加上電極和保護。

4、Micro-LED的優點

相較傳統的LED顯示器件，新型Micro-LED從原有的300-1000微米的典型尺寸縮小到1-100微米，使之在同等面積的芯片上可以獲得更高的集成數量。因LED自發光的顯示特性，極大地提高了Micro-LED地光電轉換效率，可以實現低能耗或高亮度的顯示器設計。

5、Micro LED技術瓶頸

在Micro LED轉移過程中，?納米級LED的轉運是核心問題之一?。在藍寶石類基板上生長出來的Micro LED需要轉移到玻璃基板上，由于尺寸不匹配，因此需要進行多次轉運。對于微器件的多次轉運技術難度都是特別高，而用在追求高精度顯示器的產品上難度就更大。Luxvue主要是采用電學方式完成轉運過程。

晶元一致化問題也需要解決?。LED從wafer切成chip后，每個LED chip并不會呈現完美一致的波長，不同波長呈現出來的色彩不同，對于傳統LED來說，可以靠分Bin、配Bin達到顯示的要求。但Micro LED晶元數量巨大，采用傳統分Bin方式效率低且設備投資成本過大，不利于規?；a。這個問題有兩類解決方案：

一是以現有的晶元技術，將Micro LED應用做到小尺寸，高PPI的地方，比如可穿戴設備，并且小尺寸對精細度要求也相對較低。不過這種解決方案限制了Micro LED的市場空間。

另一類解決方案就是在磊晶階段通過改善生產工藝或者設備直接控制均勻性。

Micro LED實現單色比較簡單，通過倒裝結構封裝和驅動IC貼合就可以實現，但要實現全彩就相對復雜，用傳統的RGB三色列陣R需要分次轉貼紅、藍、綠三色的晶粒，嵌入幾十萬顆LED晶粒,對于LED晶粒光效、波長的一致性、良率要求更高。為結局屏幕色彩問題目前有三種路徑實現：RGB三色LED法、UV/藍光LED+2發光介質法、光學透鏡合成法。

6、Micro-LED應用前景

Micro-LED具有高解析度、低功耗、高亮度、高對比、高色彩飽和度、反應速度快、厚度薄、壽命長等特性，功率消耗量可低至LCD的10%、OLED的50%，是業界期待的下一代顯示技術。

從短期來看Micro-LED市場集中在超小型顯示器，從中長期來看，Micro-LED的應用領域非常廣泛，橫跨穿戴式設備、超大室內顯示屏幕外，頭戴式顯示器（HUD）、抬頭顯示器（HUD）、車尾燈、無線光通訊 Li-Fi、AR/VR、投影機等多個領域。目前，AR/VR市場逐步擴大，對于面板的要求也越來越高，舊有的LCD顯示器和OLED顯示器已經跟不上越來越高的市場需求。隨著這種需求愈加迫切，廠商們必將會尋找新的屏幕顯示技術來替代現有的LCD或是OLED顯示器，而這種新技術Micro-LED恰好能滿足要求。

審核編輯：劉清