次世代顯示技術(shù)Micro LED成為今年Touch Taiwan智慧顯示展中最大焦點(diǎn)，隨著去年揭開(kāi)Micro LED元年的序幕，今年各大廠(chǎng)展示了許多模擬情境、前瞻應(yīng)用，2022年無(wú)疑是承接起后的關(guān)鍵一年。

在技術(shù)不斷突破的狀況下，Micro LED廠(chǎng)商已經(jīng)逐漸跨越眼前的“成本”和“良率”兩座大山，迎向Micro LED眼中的“新視界”。

Micro LED制程主要分為磊芯片生長(zhǎng)、芯片制造、薄膜制程、巨量轉(zhuǎn)移、檢測(cè)與修復(fù)。由于移除LED的封裝及基板，留下磊晶薄膜，Micro LED芯片更輕薄短小，提供各種顯示器的像素尺寸。

同時(shí)，Micro LED也繼承LED的優(yōu)點(diǎn)，擁有高解析度、高亮度、高壽命、色域更寬、自發(fā)光特性、更低的功耗，以及更好的環(huán)境穩(wěn)定性，適合未來(lái)智慧顯示應(yīng)用，例如車(chē)用、AR眼鏡、穿戴式設(shè)備等。

▲ Micro LED技術(shù)。（Source：科技新報(bào)制圖）

跟傳統(tǒng)LED制程相比，磊芯片成長(zhǎng)、Micro LED芯片制造、薄膜制程這幾個(gè)步驟，只需要改造設(shè)備，就可用于Micro LED制造，反倒巨量轉(zhuǎn)移、檢測(cè)與修復(fù)較困難。其中，巨量轉(zhuǎn)移、檢測(cè)與修復(fù)，以及紅光Micro LED發(fā)光效率都是目前技術(shù)上的瓶頸，也是影響成本跟良率的關(guān)鍵，一旦將這些問(wèn)題各個(gè)擊破，降低成本，就有機(jī)會(huì)往量產(chǎn)邁進(jìn)。

▲ Micro LED制程及瓶頸。（Source：科技新報(bào)制圖）

“新視界”障礙之一：巨量轉(zhuǎn)移

由于磊晶基板的厚度比芯片尺寸還大，Micro LED必須以巨量移轉(zhuǎn)的方式，將芯片剝離、置于暫存基板，再將Micro LED轉(zhuǎn)移至最終電路板或TFT版上?，F(xiàn)階段較主要的巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)，包括流體組裝、激光轉(zhuǎn)移、拾取放置技術(shù)（Stamp Pick&Place）等。

▲ 巨量轉(zhuǎn)移示意圖。（Source：科技新報(bào)制圖）

拾取放置技術(shù)利用微機(jī)電陣列技術(shù)進(jìn)行芯片取放，不過(guò)傳統(tǒng)的LED取放技術(shù)因?yàn)槿》潘俾瘦^慢，使成本較高；至于激光轉(zhuǎn)移，通過(guò)激光束將Micro LED從原始基板快速、大規(guī)模轉(zhuǎn)移Micro LED到目標(biāo)基板。

TrendForce集邦咨詢(xún)分析師楊富寶指出，以往傳統(tǒng)拾取技術(shù)由于速度較慢、成本較高，業(yè)界一直難以量產(chǎn)，所以這一年內(nèi)，技術(shù)已經(jīng)從傳統(tǒng)拾取慢慢轉(zhuǎn)為高精度、速度較快的激光轉(zhuǎn)移，有助于降低成本。

至于流體組裝技術(shù)，則利用熔融焊料毛細(xì)管的介面，在組裝時(shí)可由流體懸浮液體充當(dāng)介質(zhì)，對(duì)電極進(jìn)行機(jī)械和電器連接，快速將Micro LED捕獲及對(duì)準(zhǔn)至焊點(diǎn)上，做法成本較低、也可以實(shí)現(xiàn)高速組裝。最近華為積極布局Micro LED技術(shù)，從專(zhuān)利資訊來(lái)看，極可能是采流體組裝技術(shù)。

▲ 主流巨量轉(zhuǎn)移比較表。（Source：科技新報(bào)制圖）

“新視界”障礙之二：檢測(cè)與修復(fù)

雖然巨量轉(zhuǎn)移一直是量產(chǎn)化的關(guān)鍵，但后續(xù)檢測(cè)與修復(fù)Micro LED芯片的重要性，其實(shí)不亞于巨量轉(zhuǎn)移。

目前業(yè)界最常用兩種方式，分別是光致發(fā)光測(cè)試（PL）及電致發(fā)光測(cè)試（EL）。PL特點(diǎn)是在不接觸、不損壞LED芯片的情況下進(jìn)行測(cè)試，但測(cè)試效果不如EL；相反地，EL通過(guò)通電測(cè)試LED芯片，可找出更多缺陷，但可能因接觸而造成芯片損傷。

再來(lái)，Micro LED芯片過(guò)小，難以適用于傳統(tǒng)測(cè)試設(shè)備，不管用EL、PL測(cè)試都可能出現(xiàn)檢測(cè)效率不佳的狀況，極需克服的部分。至于修復(fù)部分，Micro LED廠(chǎng)商則通過(guò)紫外線(xiàn)照射維修技術(shù)、激光融斷維修技術(shù)、選擇性拾取維修技術(shù)、選擇性激光維修技術(shù)及備援電路設(shè)計(jì)方案。

“新視界”障礙之三：紅光Micro LED芯片

最后是顯示器顏色本身，以Micro LED來(lái)說(shuō)，比起藍(lán)、綠色，紅色是最難顯示的顏色，成本也相對(duì)較高。目前業(yè)界使用氮化物半導(dǎo)體，來(lái)生產(chǎn)藍(lán)光、綠光Micro LED，紅光Micro LED必須混合多種材料系統(tǒng)，或采用磷化物半導(dǎo)體生產(chǎn)。

然而，在磊晶過(guò)程中可能產(chǎn)生顏色均勻度問(wèn)題，不同半導(dǎo)體材料結(jié)合會(huì)增加全彩Micro LED的生產(chǎn)難度和制造成本，切割芯片過(guò)程中也可能導(dǎo)致發(fā)光效率變差，更不用說(shuō)隨著尺寸縮小，磷化物Micro LED芯片的效率將顯著降低，加上半導(dǎo)體制程中需混合設(shè)備，所以復(fù)雜、耗時(shí)、成本昂貴，良率更是難以提升。

▲ Porotech的InGaN紅光Micro LED顯示器。（Source：科技新報(bào)）

因此，部分廠(chǎng)商從材料本身改進(jìn)，像Micro LED公司Porotech發(fā)表全球第一套氮化銦鎵（InGaN）基的紅光Micro LED顯示器，意味著三種顯示器都使用InGaN做為顯示材料，不受限于任何基板。另外，Micro LED大廠(chǎng)JBD過(guò)去致力于A(yíng)lGaInP基紅光Micro LED技術(shù)，最近也宣布達(dá)成50萬(wàn)nits超高亮度紅光Micro LED量產(chǎn)。

雖然我們已經(jīng)迎來(lái)Micro LED元年，但許多問(wèn)題仍需要時(shí)間慢慢解決，目前已經(jīng)看到應(yīng)用的起頭，相信待巨量轉(zhuǎn)移、檢測(cè)維修、發(fā)光效率等瓶頸一一克服后，有望實(shí)現(xiàn)Micro LED商用化，未來(lái)不管在車(chē)用屏幕、大型顯示屏幕、AR/VR設(shè)備、高解析度穿戴產(chǎn)品等，都能看到Micro LED帶來(lái)的應(yīng)用。（來(lái)源：科技新報(bào)）

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