1.什么是Microled？

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

2.Microled的優點

?????????相比于已經大規模量產的LCD技術和OLED技術，Microled幾乎在各個技術維度上都有著碾壓般的性能優勢：長壽命，高對比度，可實現高分辨率，響應速度快，更廣的視角，豐富的色彩，超高的亮度和更低的功耗。

3.Microled的技術瓶頸

????????現階段 Microled還有許多技術瓶頸有待突破，如芯片制造、巨量轉移、檢測修復等，這也是目前 Microled出貨量低、售價高昂原因；其中巨量轉移最難最難的技術痛點。

• 芯片制造：外延片厚度、波長、亮度均勻性與一致性要求更高，芯片結構比傳統LED更為復雜，且目前行業制造工藝尚未標準化，使得工藝和設備標準化程度低、良品率和產量尚不成熟。
• 巨量轉移：芯片制造完成后需要將微米級的晶粒轉移到驅動電路基底上，無論是TV屏還是手機屏轉移數量相當巨大，并且顯示產品對于像素錯誤的容忍度極低。例如要制造少于 5 個 像素壞點的全彩 1920*1080 顯示屏，良率必須達到 99.9999%，這是現有工藝很難達到。

• 檢測修復：由于 Microled尺寸極小，傳統測試設備難以使用，如何在百萬級甚至千萬級的 芯片中對壞點進行檢測修復是一大挑戰，同樣通過檢測技術挑出缺陷晶粒后，如何替換壞點 也是一項不可或缺的技術。

4.巨量轉移概述

• 對比OLED：與OLED顯示技術不同，無機LED無法在玻璃或其他大尺寸襯底進行大面積的制作，因此需要在半導體襯底上進行制作，然后再轉移到驅動背板上。
• 對比LED：傳統的LED采用的Pick&Place的方法，這種轉移方式一次只能轉移數顆器件，而對于一塊常見的顯示屏而言，往往需要完成數百萬甚至更多微器件的轉移，因此這種轉移方式對實際量產而言是不現實的技術路線；
• 為什么采用巨量轉移：所以要完成Microled的制作，必須采用巨量轉移技術，即一次能夠轉移大量的器件到驅動基板上，在保持巨量轉移的基礎上，還必須同時保證轉移的精度，良率及工藝的可靠性等。

5.巨量轉移種類

?????????目前在產業界和學術界，Microled巨量技術有好幾種并行技術流派，根據轉移過程中的作用力或具體的轉移方式，大致可以分為：范德華力派，靜電力派，磁力派，激光轉印派，流體自組裝派和卷對卷轉印派

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

• 一旦印章制作完成，就無法選擇性轉移符合要求的microled芯片，因此可能導致將不良的器件轉移到目標基板上，增加修復的難度。
• 拾取和放置的范德華力為不同的速度區間，需要仔細調制，且需保證面內均一性。
• 大部分的方案中必須弱化轉移器件結構，因此增加工藝復雜程度。
• PDMS與襯底熱膨脹系數不同，可能導致轉移后位置存在誤差。

2）靜電力派：靜電吸附是利用靜電轉移頭產生吸引力或者排斥力實現對microled的拾取和放置(Apple的專利)；在拾取microled階段，在吸附轉移頭和芯片上產生不同電荷，將microled吸附拾取；在放置microled階段，通過調節內外電極電壓差，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、瞬態液相鍵合或固態擴散鍵合，其核心是靜電轉移頭的制作，主要特點如下：

• 適用于小尺寸的芯片和芯片間距；
• 抗ESD性能較好

3）磁力派：電磁力吸附轉移技術有點類似于靜電吸附轉移，不同的是，該方法是通過線圈電感產生電磁力的方式，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，電可編程磁性模塊產生磁力，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電模塊與接收器襯底對準并接觸，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，其核心在于磁性轉移頭的制作，主要特點如下：

• 需要芯片本身具有鐵磁性
• 磁性材料的均勻性會影響電磁吸附的精度和一致性；
• 電磁可編程模塊的設計較復雜；
• 轉移芯片的間距不宜太小，電極材料需匹配

4）激光轉移流派：激光選擇性釋放是利用材料對激光的不同吸收系數，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，實現芯片的分離和轉移，主要特點如下：

• 適用于小尺寸芯片，小間距范圍；
• 采用薄膜轉移的方式，可以得到高質量的GaN薄膜，這樣可以提升Micro LED器件的效率；
• 減少了2倍MOCVD的時間，使得成本大大降低；
• 可以在巨量轉移前進行電學測試篩選，得到KGD的信息；
• EPI基底就是轉移基底，采用激光可以實現選擇性轉移；
• 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：利用刷子的移動來控制流體中microled的運動，最后使它落入接收襯底的井中(eLux的專利)，當V0 ? Vcrit，，隨著電刷的平移和旋轉，電刷周圍的流體產生湍流，因此許多microled聚集在該區域中。首先，這些microled被動地向上移動，并由于湍流而高速離開基板表面;接下來，刷子繼續移動，驅動這些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自組裝，可以消除外延生長時，器件性能面內不均造成的影響；
• 可以先選擇合格的Microled器件進行轉移，因此可以避免將不良器件轉移到驅動基板上；
• 剩余的MicroLED器件可以重復利用；
• 轉移的速度快，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：利用帶有計算機接口的滾輪系統，反饋模塊包含兩個負載傳感器和兩個 Z 軸執行器，滾輪系統通過兩個顯微鏡保持精確對準，通過反饋模塊精準控制，將Microled轉印至接收襯底上，主要特點如下：

• 在滾輪上面也需要一層PDMS材料作為印章；

6.總結

（1）Microled芯片需要進行多次轉移（至少需要從藍寶石襯底→臨時襯底→新襯底），且每次轉移芯片量非常大，對轉移工藝的穩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一種顏色的芯片，故需要將紅/ 綠/藍芯片分別進行轉移，需要非常精準的工藝進行芯片的定位，極大的增加了轉移的工藝難度。；

（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挑戰。

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參考文章：

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

Micro LED巨量轉移技術分析綜述上篇

Micro LED巨量轉移技術分析綜述中篇

Micro LED巨量轉移技術分析綜述下篇（激光，流體，卷對卷）

總結

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）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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