近日，由半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)網(wǎng)、中國半導(dǎo)體照明網(wǎng)主辦的2021 Mini/Micro-LED顯示技術(shù)商業(yè)化應(yīng)用論壇成功召開。論壇由第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟指導(dǎo)，與2021寧波國際照明展覽會(huì)&第三代半導(dǎo)體技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新展同期舉辦。

 

論壇期間，深圳市思坦科技有限公司工程中心總監(jiān)劉斌芝分享了“第三代半導(dǎo)體光電器件與Micro-LED新型顯示技術(shù)”主題報(bào)告。結(jié)合當(dāng)前新型半導(dǎo)體顯示的發(fā)展現(xiàn)狀，分享了Micro-LED的發(fā)展與關(guān)鍵技術(shù)與Micro-LED產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

 

顯示器由單色顯示到彩色顯示，由被動(dòng)發(fā)光到主動(dòng)發(fā)光、由有機(jī)材料到無機(jī)材料、由表面成像到空間成像、顯示產(chǎn)品愈來愈趨于小型化、輕量化、智能化、立體化，高畫質(zhì)和低功耗是全世界共同追求的目標(biāo)。Micro-LED半導(dǎo)體顯示被認(rèn)為是最符合上述要求的新型顯示技術(shù)。

 

產(chǎn)業(yè)投入巨大，近來Micro-LED相關(guān)百億以上投資項(xiàng)目，京東方、TCL、華燦、三安、康佳、雷曼、國星、瑞豐、洲明等企業(yè)紛紛加入布局。

 

Micro-LED技術(shù)，即LED微縮化和矩陣化技術(shù)，指在一個(gè)芯片上集成高密度微小尺寸的LED陣列，是將LED進(jìn)行薄膜化、微縮化和矩陣化的結(jié)果。Micro-LED一般要求芯片尺寸小于50μm，可實(shí)現(xiàn)每個(gè)圖元單獨(dú)定址和單獨(dú)驅(qū)動(dòng)發(fā)光。每片4英寸外延片可制備2微米尺寸Micro-LED像素1.27億顆，相當(dāng)于全彩8K顯示器子像素?cái)?shù)目的1.5倍。

作為新一代光電子芯片，LED發(fā)光器件不僅用于新型顯示，也是通訊技術(shù)、探測(cè)技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)的重要組成部分。隨著發(fā)光芯片由毫米級(jí)進(jìn)入到微米納米量級(jí)，“尺寸效應(yīng)”、“邊緣效應(yīng)”、“位錯(cuò)密度”等因素的重要性逐漸凸顯，成為制約其性能的關(guān)鍵問題。10微米芯片的位錯(cuò)個(gè)數(shù)100/100um2，幾十微米尺寸芯片中位錯(cuò)密度差別大約2~10倍。

 

基于第三代半導(dǎo)體的高性能氮化鎵Micro-LED器件具有優(yōu)良的光電特性與熱穩(wěn)定性，工作條件下溫度上升對(duì)顯示圖像基本不產(chǎn)生影響，這是其他顯示材料都達(dá)不到的。

 

Micro-LED電學(xué)特性與發(fā)光特性是兩大關(guān)鍵指標(biāo)，電學(xué)特性主要包括開啟電壓（VF）、理想因子（Ideal Factor）等。

報(bào)告分享了有源尋址顯示技術(shù)，全集成的Micro-LED System-on-Panel (SoP)等技術(shù)，并指出全集成Micro-LED 片上系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)為未來高PPI移動(dòng)終端顯示打下了基礎(chǔ)。

 

報(bào)告中介紹了Micro-LED巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)相關(guān)技術(shù)，包括精準(zhǔn)抓取技術(shù)、選擇性釋放技術(shù)、自組裝技術(shù)、轉(zhuǎn)印技術(shù)。

 

選擇性釋放技術(shù)

 

報(bào)告指出，繼續(xù)降低成本，讓Micro-LED產(chǎn)品走進(jìn)千家萬戶是產(chǎn)業(yè)化機(jī)遇與挑戰(zhàn)。Micro-LED顯示有五大驅(qū)動(dòng)力：

 

實(shí)現(xiàn)超高亮度顯示，Micro-LED的高亮度特點(diǎn)，可以達(dá)到100000nit使消費(fèi)者在光照較強(qiáng)的環(huán)境中也能很容易看清屏幕，因此特別適合應(yīng)用于產(chǎn)品經(jīng)常在戶外使用。

 

實(shí)現(xiàn)更高分辨率顯示，其像素密度可以做到5000 PPI以上，遠(yuǎn)高于LCD和OLED的水平。

 

實(shí)現(xiàn)低功耗長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間顯示，對(duì)于Micro-LED顯示，由于其采用三原色子像素自發(fā)光的結(jié)構(gòu)，其光效率理論上可以達(dá)到95%，其功耗大約只有LCD的10%，OLED的50%，將顯著降低功耗、提升使用時(shí)間。

 

實(shí)現(xiàn)高對(duì)比度、高色域、更大視角的顯示，由于每個(gè)像素的發(fā)光點(diǎn)尺寸可以做的更小，所以可以利用部分區(qū)域做黑底以提高對(duì)比度，可以實(shí)現(xiàn)比現(xiàn)在的顯示屏幕更寬的色域，使得顯示畫面更加細(xì)膩、色彩更豐富絢麗。

 

實(shí)現(xiàn)更高集成度顯示，由于Micro-LED晶片尺寸更小，可以滿足手機(jī)和平板電腦產(chǎn)品對(duì)于響應(yīng)速度快、可以實(shí)現(xiàn)部分區(qū)域透明顯示，易于實(shí)現(xiàn)屏下指紋、屏下攝像頭、in-cell觸控等功能的融合。