Micro-LED乘风破浪，新型显示技术加速产业化

显示技术的变革：
从CRT到Micro-LED

液晶的发明开辟出显示技术新领域。1888年，奥地利植物学家斐德烈·莱尼泽（Friedrich Reinitzer）发现了一种随温度变化而在固液之间转换的中间态，这种物质具有液体的流动性，同时在光学上表现出晶体的各向异性，被称为“液晶”。

1968年，任职美国RCA公司的G.H.Heilmeier发明了采用动态散射模式的液晶显示装置，主要用于手表、计算器、传呼机。1971年，德国科学家Helfrich与瑞士科学家Schadt发明了扭曲向列模式液晶显示，应用于手机、电视、电脑、平板显示。为扩大显示面积，匈牙利科学家Brody随后发明了有源矩阵（AM）薄膜晶体管（TFT）驱动LCD，开启了现代TFT液晶显示大门。TFT-LCD（薄膜晶体管液晶显示）应用广泛，是目前最成熟、产业链最完整的主流显示技术。其显示原理是利用电压控制液晶分子的排列，进而改变光的偏振性能，实现图像和文字的显示。

1987年，邓青云博士发明了OLED（有机发光二极管），被誉为“OLED之父”，从此，OLED技术正式登上舞台。这是一种具有多层有机薄膜结构的自发光器件，相比于液晶，其最大的特点在于自发光，无需背光源，该特点带来了许多优点：自发光带来的色域控制、视角控制都优于LCD；由于不需对光路进行偏振，因此发光效率也显著提高，响应时间快，色域更高，对比度高；去除了背光源，有效减薄厚度、降低质量；而且现在的技术可以将电路板涂布在柔性薄膜上，将整个OLED显示屏柔性化，这是LCD所不能做到的。这些性能的优势可以满足许多新兴的消费需求，使得OLED成为发展迅猛的新一代显示技术。

近年来，基于氮化镓（GaN）的发光二极管显示器件被广泛应用于新一代显示技术的开发。其中，尺寸在20~200μm的LED器件通常被称为迷你发光二极管（MiniLED），尺寸在50μm以下的LED器件被称为微型发光二极管（Micro-LED）。（注：现在其实对于MiniLED、Micro-LED芯片尺寸大小，各家企业表述各不相同）MiniLED显示器本质上还是LCD显示器，但采用了更小的背光灯，使得背光灯可以布置得更密集，从而实现更高的亮度和更精细的局部调光。在MiniLED背光技术加持下，液晶产品的色域更广、亮度和对比度更高。

Micro-LED由基底层、缓冲层、发光结构层、电极层和封装层构成。通过在基底外延生长缓冲层、发光结构层获得外延晶圆，通过系列微纳工艺制备正负导电电极结构和发光像元结构从而获得Micro-LED矩阵器件。封装层通常起到使电子器件隔离水氧环境的作用，还可以混合荧光粉、量子点等色转化材料，实现器件发光颜色的矫正。Micro-LED在继承了传统照明用LED的高稳定、高对比度等性能优点基础上，还具有超高分辨率、超高亮度、微小体积等优异特性，被誉为下一代显示技术的“关键核心”技术。

随着科技的进步，半导体显示技术不断升级，新型显示技术不断涌现。显示技术呈现以LCD、柔性AMOLED显示为主，MiniLED、Mirco LED等前瞻技术百花齐放的局面。近年来兴起的Micro-LED技术具有芯片尺寸小、自发光等特点，具有OLED显示的优点，在亮度、对比度、响应速度、功耗、寿命和柔性等方面表现优异，而且寿命更长，热稳定性更好。

巨量转移是将微芯片与源基板分离并批量拾取，然后单独或成组转移到显示基板对应的像素电极上，可应用于不同尺寸、不同材质显示基板的场合，由于工业化生产要求巨量转移良率不低于99.9999%，芯片转移误差不超过±1.5μm，转移效率大于50~100M/h，传统的芯片转移、封装等技术手段无法达到工业需求，巨量转移技术成为制约Micro-LED显示量产的技术瓶颈。

单片集成即通过键合的方式将源基板上的芯片一次性集成到驱动器背板上。虽然基于单片集成工艺的硅基Micro-LED完美避开了巨量转移的问题，但目前只能显示一种颜色（目前绿色LED的发光效率最高，亮度可以达到百万尼特），也只有很小尺寸（目前业界也有提出量子点着色方案以实现全彩显示，但面临“蓝背光泄露严重”和“彩色像素集成良率低”等问题）。由于尺寸较小，目前也仅限于应用在近眼显示器（电子取景器、VR/AR等）、智能手表等高分辨率微显示器领域。

针对Micro-LED芯片高精度高效率巨量转移的应用需求，目前已经发展了精准拾取转移技术、自对准滚轮转印技术、自组装转移技术、激光辅助转移技术等多种巨量转移技术，其中激光辅助转移技术利用界面区域材料吸收光束能量引起快速物理变化或化学反应产生驱动力来调控界面状态，以克服表层材料与Micro-LED的黏附力，在合适的工艺参数下可达到较高的良率、精度和转移速率，成为巨量转移Micro-LED极具潜力的技术方案之一。

国产Micro-LED产业高歌猛进
规模商用化曙光初现