Micro LED量產(chǎn)最大難關(guān)
Micro LED 是 LED 產(chǎn)業(yè)的延伸，在 LED 芯片制造環(huán)節(jié)與傳統(tǒng)技術(shù)具備相似性，同樣需要外延片、RGB 三色晶粒與組裝。Micro LED 雖然前段制程與面板、IC 電路相似，但多了一項巨量轉(zhuǎn)移制程。而目前 Micro LED 量產(chǎn)最大難關(guān)就是在此環(huán)節(jié)上。
數(shù)據(jù)源：ALLOS
安信證券指出，巨量轉(zhuǎn)移存在兩大挑戰(zhàn)：一是Micro LED芯片在進行大量、多次轉(zhuǎn)移時的良率必須達到99.9999%，精準度控制在±0.5微米以內(nèi);二是RGB全彩顯示需要對紅、藍、綠芯片分別轉(zhuǎn)移，要求精準定位燈珠。
若要達到商用化程度，Micro LED 巨量轉(zhuǎn)移良率必須達到 99.9999%。若以一臺 4K UHD 面板為列，其含有 3840*2160 像素，轉(zhuǎn)化為彩色 Micro LED 芯片將超過 24,800,000 顆。如果只以 99.99% 良率計算，一臺 4K 顯示器上的不合格芯片將高達 2488.32 顆，如果是 99.9999% 的良率，只會有 2.49 顆不合格芯片。由此可以看出目前各廠面對這座巨大技術(shù)高墻暫時難以突破。
Micro LED先應用于小尺寸
不過，即使 Micro LED 良率問題無法有效改善，但 Yole 還是認為今年 Micro LED 應用將可在小尺寸市場中見到身影，特別是穿戴式消費性電子，隨后在 2021 年開始滲透至智能手機與電視領域，而智能手機將是 Micro LED 顯示技術(shù)運用最大的領域。
數(shù)據(jù)來源：長江證券
相比之下，尺寸要小得多的智能手機等數(shù)碼電子產(chǎn)品先應用Micro LED技術(shù)更合適，畢竟這類產(chǎn)品的顯示屏尺寸要小得多，而且也能承受成本更高的Micro LED面板。
Micro LED技術(shù)除了在顯示技術(shù)方面較OLED更先進之外，采用合適的基板，可以適應各種尺寸和設計形狀的電子產(chǎn)品，例如當下正受到高度關(guān)注的折疊手機，三星和華為的折疊手機采用OLED面板都在折疊OLED面板時面臨著巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)，而Micro LED面板則可以完美解決這一問題，到Micro LED真正成熟商用的時候，曾經(jīng)的穿戴設備構(gòu)想或許就會成為現(xiàn)實。
正是由于Micro LED所擁有的諸多先進特性，蘋果已將Micro LED面板應用于其Apple watch上，只不過由于成本過高以及產(chǎn)能有限無法滿足iPhone的要求，而在iPhone上采用了OLED面板，如果未來該技術(shù)能達到蘋果的要求預計它或會與LG等面板廠商合作迅速推進Micro LED面板的量產(chǎn)，擺脫當下OLED面板受制于三星的境況。
一種結(jié)構(gòu)，有利于提升Micro LED效率
美國羅徹斯特理工學院(Rochester Institute of Technology)的研究者新設計出一種垂直集成氮化鎵 LED 結(jié)構(gòu)，有助于提高 Micro LED 顯示器的效率。
羅徹斯特理工學院的馬修(Matthew Hartensveld)和張敬在 IEEE Electron Device Letter 期刊上發(fā)表了一項研究，描述了他們將納米線氮化鎵場效電晶體(field-effect transistors，簡稱“FETs”)和氮化銦鎵 LED 集成在一起的方法。在這個有創(chuàng)意的新結(jié)構(gòu)中，電晶體被放置在 LED 下面以實現(xiàn)控制和調(diào)光。
圖片來源：羅徹斯特理工學院Hartensveld和Zhang
據(jù)悉，研究員通過結(jié)合電晶體和 LED，創(chuàng)造出一個緊湊的結(jié)構(gòu)，且制造過程簡易。在改善Micro LED 顯示器發(fā)展方面，這個新設計的結(jié)構(gòu)是一個性價比更高的選擇。
研究表明，新結(jié)構(gòu)中，一個區(qū)域可放置更多的 LED，因此，像素密度和分辨率皆更高。由于像素尺寸變小，像素密度變大，這對于發(fā)展 Micro LED 顯示器有很大的幫助。
但是，目前垂直設計的局限性在于關(guān)閉 LED 需要一個負電壓，對此，研究者正在努力改進中。(來源于LEDinside)
無需巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)，就能實現(xiàn)全彩Micro LED?
臺灣交通大學光電工程學系郭浩中教授研究團隊與廈門大學電子科學系吳挺竹博士和Flex-Photonics佘慶威博士、SIJ Technology Inc公司合作，在單一磊芯片上采用奈米結(jié)構(gòu)應力調(diào)變技術(shù)與高精度的量子點噴涂技術(shù)，合作開發(fā)出單片式集成RGB Micro-LED元件，該研究成果展示了無須巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)就能實現(xiàn)全彩顯示的Micro-LED概念，研究成果也分別被刊登在國際知名期刊《Scientific Reports》與《Photonics Research》。
由于藍綠光的LED是由銦氮化鎵基材料為主，因為晶體結(jié)構(gòu)的關(guān)系，是一種壓電材料，本身具有很強的內(nèi)建電場，會影響主動區(qū)的發(fā)光波長與載子復合效率，這個現(xiàn)象稱為量子史I限塔克效應(quantum confined Stark effect; QCSE)，是困擾LED發(fā)光效率的主要原因之一，因此該研究團隊利用QCSE的特性，在綠光磊芯片上通過環(huán)型奈米結(jié)構(gòu)的制作，釋放LED主動區(qū)的應力來實現(xiàn)波長調(diào)變的效果，并將發(fā)光波長由綠光調(diào)變至藍光;由于奈米結(jié)構(gòu)會犧牲掉部分發(fā)光面積而降低發(fā)光強度，且Micro-LED隨著尺寸的減小，側(cè)壁缺陷對芯片的影響程度則會變大，進而導致芯片發(fā)光效率的降低，因此郭教授研究團隊導入了原子層沉積(ALD)薄膜鈍化保護技術(shù)取代傳統(tǒng)的電漿輔助化學氣相沉積(PECVD)的方式，藉由ALD鈍化保護層具有高致密度、高階梯覆蓋能力及有效的缺陷修復等特性，避免載子在芯片表面被缺陷捕捉，大幅提高了元件的發(fā)光強度，進而提升效率。
由于制備的每個RGB子像素的尺寸僅為3 μm * 10 μm，因此在小面積上實現(xiàn)量子點材料的精確噴涂也是該研究的一大亮點所在。該研究團隊所采用的高精度量子點噴涂技術(shù)，可實現(xiàn)1.65 μm線寬的均勻噴涂(如圖所示)，噴涂精度可以很好地滿足要求。
(圖片來源：Photonics Research)
此外，因為奈米結(jié)構(gòu)的設計使得外露的主動區(qū)面積增加，多數(shù)的量子點與主動區(qū)直接接觸，如圖所示，進階的實現(xiàn)了非輻射能量轉(zhuǎn)移(NRET)效應，提高了量子點材料的色轉(zhuǎn)換效率。非輻射能量轉(zhuǎn)移(NRET)是一種發(fā)生在兩個發(fā)色團之間能量轉(zhuǎn)移的一種機制，由德國科學家Theodor F?rster提出�？蓪⑵涿枋鰹榧ぐl(fā)態(tài)上的施體發(fā)色團，在距離極靠近的情況下，可以透過偶極耦合的方式將能量傳遞給受體發(fā)色團，屬于一種類似近場傳輸(即反應的作用距離遠小于激發(fā)波長)，而LED的多重量子井與量子點即可視為兩個發(fā)色團，并存在著施體與受體關(guān)系，只要在適當?shù)木嚯x之內(nèi)，就可以發(fā)生非輻射能量轉(zhuǎn)移機制，過去許多研究都利用這個機制來提升量子點的色彩轉(zhuǎn)換效率。
(圖片來源：Photonics Research)
綜上所述，該聯(lián)合研究團隊開發(fā)了可實現(xiàn)全彩微顯示的新型Micro-LED，并利用原子層沉積ALD技術(shù)改善了Micro-LED的發(fā)光效率，同時利用非輻射能量轉(zhuǎn)移機制提升了量子點的色轉(zhuǎn)換效率。該研究開發(fā)制備的量子點與奈米環(huán)Micro-LED技術(shù)，為實現(xiàn)Micro-LED的全彩顯示提供了一種新思路與新方向。(來源：LEDinside)
帶有雙Micro LED顯示屏的輕量級娛樂用VR眼鏡
日前，Luci推出了一種新的娛樂虛擬現(xiàn)實眼鏡，稱為Luci Immerse，由于采用了雙微型有機發(fā)光顯示器(Micro LED)，它可以清晰地觀看虛擬現(xiàn)實電影和其他內(nèi)容。
上圖:Luci Immers是一款虛擬現(xiàn)實頭盔，可以利用智能手機、平板電腦或筆記本電腦的處理能力。圖片來源:Luci
總部位于加利福尼亞州的這家公司是總部設在北京控股公司的一個分支，在擁擠的市場中進入較晚。但Luci執(zhí)行副總裁唐民勤(Minqin“Crystal”Tang)表示，該公司認為，目標市場的一部分還沒有被競爭對手很好地覆蓋。
雙Micro LED顯示屏具有非常清晰的光學效果、良好的對比度和50度的視野，可以讓您看到相當于高清晰度(每只眼睛1080p分辨率)的1023英寸電視屏幕。唐說：“這類似于在劇院看電影的經(jīng)歷。” 她說：“你可以戴著眼鏡看電影，所以沒必要去電影院。” 該公司計劃今年秋天以1000美元左右的價格推出這款眼鏡。(來源于航空工業(yè)虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟)
