Micro-LED顯示技術中關鍵專利簡介

路麗芳 符媛英

摘? 要：本文通過對全彩化技、巨量轉移和微縮制程這三個技術分支中涉及技術難點和關鍵專利申請進行了簡要介紹，為Micro-LED顯示技術的實際研究和應用提供參考。

關鍵詞：Micro-LED顯示技術;全彩化;巨量轉移;微縮制程

1全彩化關鍵專利技術介紹

全彩化技術主要包括RGB三色LED法和UV/藍光LED+發光介質法。

（1）RGB三色LED法

RGB三色LED法是采用驅動芯片對單個像素中的RGB三色LED的驅動，實現全彩顯示。但是由于驅動芯片實際輸出電流會和理論電流有誤差，單個像素中的每個LED都有一定的半波寬（半峰寬越窄，LED的顯色性越好）和光衰現象，導致出光效率低，像素間存在串擾，繼而產生LED像素全彩顯示的偏差問題。針對前述問題，本領域主要從提高發光效率、降低像素之間串擾等方向進行改進。

武漢華星光電技術有限公司2016年的發明專利申請CN106229394A、京東方科技集團股份有限公司2020年的發明專利申請CN111863797A、上海天馬微電子有限公司2020年的發明專利申請CN111863859A通過改進Micro-LED顯示面板的制造方法提高發光效率。上海天馬微電子有限公司2018年的發明專利申請CN107680960A通過對微型發光二極管射出的全部光線進行聚攏，從而減小微型發光二極管之間的相互干擾。

（2）UV/藍光LED+發光介質法

UV/藍光LED+發光介質法主要是通過激發發光量子點而進行全彩顯示，其主要問題在于各顏色均勻性與各顏色之間的相互影響，所以解決紅綠藍三色分離與各色均勻性成為量子點發光二極管運用于微顯示器的重要難題之一。此外，當前量子點技術還不夠成熟，還存在著色域不夠寬、材料穩定性不好、壽命短等缺點。

LUXVUE科技公司于2013年提出的國際專利申請WO2014186214A1公開了一種基于量子點的UV-藍光Micro-LED顯示面板，其通過合理選擇量子點的材料和設置氧氣阻擋膜來延長量子點的使用壽命，該國際專利申請分別于2016年和2017年獲得美國和中國臺灣地區專利授權。深圳市華星光電技術有限公司2017年提出的發明專利申請CN107424524A公開了一種Micro-LED顯示面板，通過設置特定的反射層來提高藍光利用率，且可以減少量子點的用量，進而延長顯示面板的使用壽命，該發明專利申請已于2020年獲得授權。南方科技大學2017年提出的發明專利申請CN107331758A公開了一種Micro-LED顯示器件的制備方法，通過該方法能夠實現量子點材料的均勻涂覆，涂覆精度高，提高了Micro-LED顯示器的顏色均勻性，該發明專利申請已于2019年獲得授權。

2巨量轉移關鍵專利技術介紹

巨量轉移技術主要包括電磁力吸附轉移技術、靜電吸附轉移技術、流體裝配轉移技術、彈性印模轉移技術、激光剝離轉移技術和滾軸轉印轉移技術。

（1）電磁力吸附轉移技術

電磁力吸附轉移技術是利用線圈電感產生電磁力的方式，將 Micro-LED 吸附及放下，拾取裝置為電子- 可編程磁性模塊包括微機電系統（MEMS） 和鍵合設備。該技術的難點在于需要在芯片上制作一層磁性材料，磁性材料的均勻性會影響電磁力吸附的精度和一致性，電子-可編程磁性模塊的設計較為復雜，轉移芯片間距不宜太小，電極材料需要匹配。

（2）靜電吸附轉移技術

靜電吸附轉移技術是通過在吸附轉移頭和芯片上產生不同電荷，利用異性相吸的原理將 Micro-LED 吸附拾取，并轉移到接收襯底的轉移技術。

勒克斯維科技公司2012年提出的發明專利申請US2013210194A1、歌爾股份有限公司2018年提出的發明專利申請CN108257905A均公開了通過靜電吸附技術實現微發光二極管巨量轉移。勒克斯維科技公司的發明專利申請及其同族已在美國、中國、韓國及中國臺灣等多個國家和地區獲得授權，歌爾股份有限公司的改發明專利申請也已于2020年獲得授權。

（3）彈性印模轉移技術

彈性印模轉移技術又稱微轉?。é蘐P）技術，就是使用彈性印模結合高精度的打印頭，有選擇的從源基板上拾取Micro-LED芯片，并將拾取的Micro-LED芯片打?。╬rinting）至目標基板。此技術的難點在于PDMS需要制作為PDMS stamp形狀，只有粘附在表面平整度極為平坦的平面，才不影響轉移的良率和精度，而且需要精準控制各個階段粘力大小，否則將無法實現轉移。

廣東工業大學2021年提出提出的發明專利申請CN112908897A公開了一種基于無掩膜光刻的Micro-LED芯片粘附式陣列轉移方法，有效提高Micro-LED芯片轉移的速度與良率，提高轉移準確率以及轉移穩定性，解決了現有Micro-LED芯片轉移方法轉移準確率差、穩定性差、轉移后容易發生位置位移的問題。

3微縮制程關鍵專利技術介紹

當前微縮制程技術的制程種類大致有3種：芯片接合、晶片接合、薄膜傳輸。芯片接合就是將LED微縮剪切Micro-LED等級的芯片之后，再將其通過COB、SMT封裝到電路基板上。晶片接合直接使用耦合離子刻畫LED磊晶結構，形成Micro-LED的薄膜層，并將LED晶粒封裝到電路基板，通過物理或化學剝離在電路基板上進行Micro-LED的磊晶薄膜畫面驅動。薄膜傳輸先將電路LED基板剝離，將磊晶薄膜層置于臨時基板上，再通過等離子刻畫形成Micro-LED的薄膜層構造，依據顯示需求進行Micro-LED的磊晶薄膜轉移封裝，從而形成顯示驅動。在前述制程中，容易出現剝離成品率低，Micro-LED間距難以縮小，轉移封裝定位困難， Micro-LED芯片焊接可靠性低，微縮后相鄰Micro-LED容易出現光串擾、電極短路等問題，因此，本領域主要針對提高剝離成品率、縮小Micro-LED間距、提高轉移定位精度、提高焊接可靠性、防止相鄰Micro-LED光串擾、電極短路等方面進行了研究和改進。

4? 小結

Micro-LED顯示技術是當前熱點顯示技術之一，其是高亮度高分辨率顯示屏的發展方向，對于Micro-LED顯示技術中的熱點技術同時也是難點技術，全彩化技術、巨量轉移技術和微縮制程技術，各大面板廠商、顯示技術公司、科研院所均有研究，并產出大量專利申請，相信在不久的將來，Micro-LED顯示面板將會像今天的LCD和OLED面板一樣，走進千家萬戶。

參考文獻：

[1]陳躍，徐文博 等，Micro-LED 研究進展綜述，中國照明電器，2020，2：10-21

[2]Micro-LED顯示技術及應用白皮書，利亞德光電部技術，2020

[3]丁海濤，基于 Micro-LED 發展現狀及其技術研究，科技與信息，2019，8，106

[4]邰建鵬，郭偉玲，Micro LED 顯示技術研究進展，照明工程學報，2019，1（30），18-25

作者簡介：

路麗芳（1989— ），女，碩士，審查員，主要從事顯示和標簽領域的發明專利審查;

符媛英（1989—），女，碩士，審查員，主要從事顯示領域的發明專利審查。