MicroLED生产要解决的难题

相比LCD（液晶显示器）和OLED（有机发光二极管）显示器，MicroLED（超小型LED）显示器具有更宽的色域、更高的对比度和更低亮度的黑色。MicroLED在响应时间和视角性能方面与OLED技术相匹配，但在亮度和坚固耐用性方面均超过OLED技术，而且功耗要低得多。并且跟OLED一样，microLED可以放置在玻璃、塑料和金属等不同材质的基板上，以实现柔性、可弯曲和可折叠的显示。

随着市场上对显示器分辨率的要求不断提高，microLED有望成为行业中的下一项突破性技术。MicroLED特别适用于智能手表、抬头显示（HUD）和增强现实（AR）显示器等设备，对这些设备而言，在近眼位置或复杂环境光条件下，小尺寸内的高亮度、高分辨率等视觉性能尤为重要。

然而，要实现microLED这些显示技术，制造商必须克服许多挑战。确保此类显示屏的质量和均匀性将是一项挑战，因为每个二极管都是自发光，并且在亮度和色度方面可能会表现出较大的差异。无论是转移到基板上后对单个microLED进行逐一测量还是组装到设备的显示面板中之后再统一测量，microLED的制造商们都需要一种可靠的检测方法来精确地测量和量化microLED的亮度和色度输出。

由于尺寸的原因，显示行业必须针对microLED开发一种全新的生产组装技术，因为microLED使用的芯片结构与传统的LED或OLED不同，需要新的制造技术。

来自Yole Développement的分析师Eric Virey解释道：“不同于OLED，无机LED无法转移和处理到大尺寸的显示屏。LED一般放在4到8英寸的晶圆上， microLED显示屏制造工艺包含分离单个发光器以及将它们转移和装配到基板上。对于电视、智能手机等大多数消费类显示产品而言，microLED的芯片尺寸必须控制在3-10μm的范围内，以确保成本可行性。这意味着，制造商们必须找到同时获取高质量和高微观精度的方法，并且能够达到大规模生产的速度。microLED屏幕由数百万个芯片状的微小像素组成，每个像素可以是单色的，也可以包含红色、绿色、蓝色和/或白色子像素的某种组合。为了制造显示器，制造商首先必须通过高良率的外延生长来制造microLED晶圆。然后，必须将每个单独的晶圆转移到基板或背板上并将芯片单元阵列固定在适当的位置。

用于将microLED单元放置在基板上的转移设备必须具有高精度，放置精度须保持在±1.5 μm之内。现有的LED贴片（并行）装配设备只能达到±34 μm的精度（每次转移多个芯片）。倒装芯片接合机通常具有±1.5 μm的精度，但每次只能转移一个单元，因此生产速度很慢。现有的这两种LED转移方法都不足以满足大规模生产大尺寸显示屏的要求，比如需要数百万个microLED的电视屏幕（例如：一台高清电视大约需要600万个microLED）。由于传统的芯片接合和晶圆接合工艺无法为microLED提供高效的巨量转移，因此，业界也正在探索各种薄膜转移（TFT）技术。业界正在尝试弹性体和电子摄影术转移、辊转移、流体装配等转移方法。此外，研究人员也正在研究如何解决复合半导体microLED与硅基集成电路器件集成所面临的挑战，因为硅基集成电路器件具有完全不同的材料特性和制造工艺。