随着大陆 LED 和面板产业逐步成熟,以三安光电、京东方、华星光电 为代表的国内行业龙头企业纷纷加紧研发,力图实现技术追赶。7 月 29 日,三安光电在湖北省鄂州市 Mini/MicroLED 芯片产业化项目举行开工 仪式,总投资达120亿元。年初京东方决定与美国Rohini公司开展合作, 布局巨量转移技术。而后华星光电在美国国际显示周及 SID 年会展上, 展示了 IGZO TFT 主动式 MicroLED 显示屏,作为全球首次将 IGZO 技 术应用于 MicroLED 显示的产品,它可以实现大尺寸背板驱动,集高色 域、高对比、高亮度、高穿透、低功耗五大特点于一身。
相较传统 LED 显示产品,MicroLED 生产工艺有明显不同。制造难点主要集中在 MicroLED 芯片制造、巨量转移、驱动电路设计等方面。
4.3.2. 专利集中在芯片、转移、驱动三个领域,集中体现了竞争焦
4.3.2.1. 芯片:晶片微缩化制程难度高
磊晶的光效率会随 LED 晶片尺寸的微缩而下降。磊晶(Epitaxy)在 LED 芯片中,指在蓝宝石、GaAs、硅等衬底上,通过 MOCVD 加工,生产 具有特定单晶薄膜外延片的过程。MicroLED 晶片尺寸在 100um 以下, 光效率较传统 LED 芯片下降较大。采用一般的电感耦合等离子体(ICP, Inductive Coupled Plasma)蚀刻技术的制造工艺,因等离子的影响,LED 的侧面容易出现缺陷。特别是,LED 的尺寸越小,有缺陷的侧面的比例 就越高。电流密度区域如果在 20A/cm2 以下,发光效率会急剧下降。
MicroLED 晶片制程技术上与传统 LED 芯片明显不同。最大的差异体 现在晶片结构上,由于 MicroLED 晶片尺寸过小,正装芯片必须的打线 技术已经无法适用,必须使用倒装或垂直结构。倒装结构中,为使晶片 从另一侧发光,需将原有蓝宝石衬底剥离。此外,晶片的侧翼绝缘层、 弱化结构和生产晶片的无尘室等级也有显著区别。
MicroLED 晶片良率难以提升。一般大小的 LED 晶片(约 250*250μm) 在生产时,侧壁总会出现 1-2μm 的缺陷,这是在合理的公差范围之内, LED 晶体管仍有 97% 的可用面积。可一旦生产精度达到 MicroLED 晶片 大小,就算是1μm-2μm的缺陷也足以导致破坏性的影响,导致MicroLED 的可用面积变得极其微小,只有 4%左右——为了保证良率,对 MicroLED 晶体管的设计、生产工艺又提出了更高的要求。