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，深圳市思坦科技有限公司工程中心總監劉斌芝分享了“第三代半導體光電器件與Micro-LED新型顯示技術”主題報告。結合當前新型半導體顯示的發展現狀，分享了Micro-LED的發展與關鍵技術與Micro-LED產業化進程。

 

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

 

產業投入巨大，近來Micro-LED相關百億以上投資項目，京東方、TCL、華燦、三安、康佳、雷曼、國星、瑞豐、洲明等企業紛紛加入布局。

 

Micro-LED技術，即LED微縮化和矩陣化技術，指在一個芯片上集成高密度微小尺寸的LED陣列，是將LED進行薄膜化、微縮化和矩陣化的結果。Micro-LED一般要求芯片尺寸小于50μm，可實現每個圖元單獨定址和單獨驅動發光。每片4英寸外延片可制備2微米尺寸Micro-LED像素1.27億顆，相當于全彩8K顯示器子像素數目的1.5倍。

作為新一代光電子芯片，LED發光器件不僅用于新型顯示，也是通訊技術、探測技術、機器人技術的重要組成部分。隨著發光芯片由毫米級進入到微米納米量級，“尺寸效應”、“邊緣效應”、“位錯密度”等因素的重要性逐漸凸顯，成為制約其性能的關鍵問題。10微米芯片的位錯個數100/100um2，幾十微米尺寸芯片中位錯密度差別大約2~10倍。

 

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

 

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

報告分享了有源尋址顯示技術，全集成的Micro-LED System-on-Panel (SoP)等技術，并指出全集成Micro-LED 片上系統的實現為未來高PPI移動終端顯示打下了基礎。

 

報告中介紹了Micro-LED巨量轉移技術相關技術，包括精準抓取技術、選擇性釋放技術、自組裝技術、轉印技術。

 

選擇性釋放技術

 

報告指出，繼續降低成本，讓Micro-LED產品走進千家萬戶是產業化機遇與挑戰。Micro-LED顯示有五大驅動力：

 

實現超高亮度顯示，Micro-LED的高亮度特點，可以達到100000nit使消費者在光照較強的環境中也能很容易看清屏幕，因此特別適合應用于產品經常在戶外使用。

 

實現更高分辨率顯示，其像素密度可以做到5000 PPI以上，遠高于LCD和OLED的水平。

 

實現低功耗長續航時間顯示，對于Micro-LED顯示，由于其采用三原色子像素自發光的結構，其光效率理論上可以達到95%，其功耗大約只有LCD的10%，OLED的50%，將顯著降低功耗、提升使用時間。

 

實現高對比度、高色域、更大視角的顯示，由于每個像素的發光點尺寸可以做的更小，所以可以利用部分區域做黑底以提高對比度，可以實現比現在的顯示屏幕更寬的色域，使得顯示畫面更加細膩、色彩更豐富絢麗。

 

實現更高集成度顯示，由于Micro-LED晶片尺寸更小，可以滿足手機和平板電腦產品對于響應速度快、可以實現部分區域透明顯示，易于實現屏下指紋、屏下攝像頭、in-cell觸控等功能的融合。