Micro LED巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)的研究進(jìn)展

曹文賢

（北京大學(xué) 深圳研究生院，廣東 深圳 518100）

0 引 言

Micro LED是最有可能替代TFT LCD的下一代顯示技術(shù)。目前，全球已有超過150家企業(yè)或研究機(jī)構(gòu)投身于Micro LED的研發(fā)和生產(chǎn)。中國也對Micro LED行業(yè)積極投入和布局，但Micro LED領(lǐng)域依然面臨著產(chǎn)業(yè)散[1]、設(shè)備少、量產(chǎn)難、成本高等問題。與當(dāng)前成熟的LCD和OLED等[2-3]技術(shù)相比，Micro LED具備明顯優(yōu)勢，如使用壽命長、能量利用效率高、畫面顯示品質(zhì)高、能耗低、響應(yīng)時(shí)間短、極限分辨率高、單個(gè)Micro LED發(fā)光單元尺寸小（在1～50 μm）等。Micro LED可以應(yīng)用[4]到全尺寸、室內(nèi)室外、硬性柔性基板、透明不透明基板等各類場景，如顯示器、大尺寸平板顯示、室外信號顯示、智能手機(jī)、智能手表、柔性顯示、汽車顯示、AR/VR、3D顯示、投影儀、智能眼鏡、生物技術(shù)、醫(yī)藥、可穿戴器件、神經(jīng)接口和光遺傳學(xué)的光源、生物成像以及柔性照明等。

巨量轉(zhuǎn)移是Micro LED走向量產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)。巨量轉(zhuǎn)移[5-6]是指通過某種高精度設(shè)備，將生長在外延基板上的巨量的三色Micro LED晶粒高速精準(zhǔn)地轉(zhuǎn)移到目標(biāo)基板上，并且在晶粒和驅(qū)動(dòng)電路之間實(shí)現(xiàn)良好的電氣和機(jī)械連接。由于Micro LED尺寸只有幾微米到幾十微米、轉(zhuǎn)移數(shù)量高達(dá)百萬甚至上億顆之多、良率在99.9999%以上等因素，使得巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)的瓶頸給Micro LED真正走向大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用帶來阻礙；又因?yàn)樯L三種顏色Micro LED的材料是不同的，為了實(shí)現(xiàn)全彩化顯示，必須將單色Micro LED從生長基板上取下，并和其他兩種顏色的Micro LED進(jìn)行組裝以形成Micro LED像素，且轉(zhuǎn)移過程對位精度要控制在±1.5 μm以內(nèi)，這對巨量轉(zhuǎn)移也是個(gè)不小的挑戰(zhàn)。另外，將驅(qū)動(dòng)電路直接制備在Micro LED基板上需要二次外延生長，工藝復(fù)雜且可靠性較差，因此需要將Micro LED像素器件從其基板上轉(zhuǎn)移并鍵合到CMOS或TFT驅(qū)動(dòng)電路基板上，基板可能是柔性或剛性基板。因此，巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)[7]面臨三個(gè)核心問題：一是如何將Micro LED晶粒從臨時(shí)基板上剝離，二是吸頭技術(shù)的應(yīng)用，如晶粒的拾取與轉(zhuǎn)移，三是像素器件與新基板的鍵合。除了以上提到的晶粒取放、精度、效率等問題以外，缺陷修復(fù)也是亟待攻克的難點(diǎn)。

面對巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)的種種難題，研究機(jī)構(gòu)和廠商在不同技術(shù)和方法上投入研究，試圖解決巨量轉(zhuǎn)移的技術(shù)與工藝瓶頸，從而實(shí)現(xiàn)大量、高速、準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)移Micro LED芯片。本文就8種Micro LED巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)的原理、國內(nèi)外主要研發(fā)機(jī)構(gòu)及相關(guān)工藝設(shè)備、技術(shù)研發(fā)中的關(guān)鍵挑戰(zhàn)問題和未來發(fā)展前景展開論述。

1 技術(shù)分類

Micro LED巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)[8-10]主要分為自組裝、滾軸轉(zhuǎn)印、選擇性釋放及拾取放置轉(zhuǎn)移4類，包括流體自組裝轉(zhuǎn)移技術(shù)、磁性定向自組裝轉(zhuǎn)移技術(shù)、滾軸轉(zhuǎn)印技術(shù)、激光剝離轉(zhuǎn)移技術(shù)、化學(xué)剝離轉(zhuǎn)移技術(shù)、PDMS印章轉(zhuǎn)移技術(shù)、靜電力轉(zhuǎn)移技術(shù)以及電磁力轉(zhuǎn)移技術(shù)共8種技術(shù)，技術(shù)分類如表1所示。代表企業(yè)[11]有eLux、SelfArray、Uniqarta、QMAT、XDC、Luxvue及LuxNour等。不同的巨量轉(zhuǎn)移方法適用于不用場景，不同的轉(zhuǎn)移速率帶來不同的產(chǎn)能。當(dāng)面向小尺寸顯示時(shí)[12]，可以采用倒裝芯片結(jié)構(gòu)將驅(qū)動(dòng)電路單片集成的方式，但當(dāng)顯示尺寸大于2英寸時(shí)，就需要巨量轉(zhuǎn)移，其驅(qū)動(dòng)方式更靈活，反應(yīng)時(shí)間更短，可集成三色LED到一個(gè)像素。

表1 巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)分類

為了提高產(chǎn)能和生產(chǎn)速度，PARANJPE等[13]采用了兩步巨量轉(zhuǎn)移法。兩步法使用密集中介層基板或盒，可保持整體轉(zhuǎn)移成本較低，同時(shí)提升外延片合使用量和良率。兩步法的第一步，“良好”的Micro LED從外延片轉(zhuǎn)移到中介層基板或盒式陣列；第二步，圖形化的LED被轉(zhuǎn)移到顯示 基板上[14]。

2 巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)

2.1 自組裝

自組裝（Self Assembly）[15]是指納米粒子或其他分立器件由于直接相互作用和/或通過它們的環(huán)境間接相互作用從而自發(fā)組裝起來的過程。

2.1.1 流體自組裝轉(zhuǎn)移技術(shù)

eLux提出的流體自組裝（Fluidic Self Assembly）過程[16-17]，如圖1所示，使用分散在液體中的Micro LED和基板上的阱，利用流體拖拽力和Micro LED自重力，Micro LED直接落入凹槽中，無需拾取放置過程和光學(xué)對準(zhǔn)，即可從晶圓移動(dòng)到目標(biāo)基板。CHO等[18-19]采用流體自組裝方式，1 min內(nèi)可將19 683個(gè)直徑45 μm的藍(lán)色Micro LED組裝在基板上，成功率達(dá)99.9%。2020年，eLux公司使用新工具生產(chǎn)12.3英寸顯示屏，實(shí)現(xiàn)了99.987%的良率，10 min組裝518 400個(gè)micro LED，生產(chǎn)速率達(dá)3 100 000 UPH（Unit Per Hour）。自組裝技術(shù)具有高精度組裝、低缺陷及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等特點(diǎn)。

圖1 流體自組裝技術(shù)示意圖

2.1.2 磁性定向自組裝轉(zhuǎn)移技術(shù)

SELFARRAY使用磁性定向自組裝（Directed Self Assembly）技術(shù)，通過在Micro LED表面涂一層熱解石墨薄膜，沉積在振動(dòng)磁場平臺。在磁場導(dǎo)引下，Micro LED快速定位對齊（如圖2）。一旦定向完成，Micro LED可大規(guī)模并行轉(zhuǎn)移到最終基板。自組裝技術(shù)具有成本低、輸出高等優(yōu)點(diǎn)，在大尺寸顯示領(lǐng)域極具潛力。SELFARRAY已獲得一系列此技術(shù)[20]專利。CEA-Leti、IBM等[21]均系統(tǒng)地調(diào)查過在材料、設(shè)備和工藝方面，將DSA有效集成到商業(yè)半導(dǎo)體工藝中的基本要求。

圖2 磁性定向自組裝在幾秒鐘內(nèi)將隨機(jī)芯片排列成網(wǎng)格陣列

2.2 滾軸轉(zhuǎn)印技術(shù)

韓國機(jī)械材料研究所（KIMM）[22]發(fā)明的滾軸轉(zhuǎn)移（Roll To Plate）工藝技術(shù)，芯片需轉(zhuǎn)移到滾軸上，通過滾軸旋轉(zhuǎn)，將Micro LED“轉(zhuǎn)印”到目標(biāo)基板。該方法生產(chǎn)步驟更少，生產(chǎn)速度更高，可實(shí)現(xiàn)高速率大批量轉(zhuǎn)移。其平均速度是傳統(tǒng)方式的10 000倍，每秒可傳輸超過10 000個(gè)Micro LED。但它不能選擇性轉(zhuǎn)移Micro LED。精度和可靠性也難以保證，對準(zhǔn)精度在3μm以內(nèi)，良率接近99.9%，可用于柔性、可拉伸、輕量級的顯示設(shè)備。

2.3 選擇性釋放

選擇性釋放（Selective Release）技術(shù)使用激光剝離或化學(xué)剝離將Micro LED從基板上剝離，然后完成到目標(biāo)基板的轉(zhuǎn)移。

2.3.1 激光剝離轉(zhuǎn)移技術(shù)

激光剝離（Laser Lift Off）巨量轉(zhuǎn)移方式分為沖蝕（Ablation）方式和氣泡（Blister）方式兩種，氣泡方式優(yōu)于沖蝕方式。在氣泡方式中，Micro LED需從原始晶圓轉(zhuǎn)移到帶有犧牲層的玻璃基板上，激光透射玻璃基板上的犧牲層-動(dòng)態(tài)釋放層（Dynamic Release Layer，DRL），然后將生長的Micro LED陣列從外延片上完全剝離，并轉(zhuǎn)移到帶有DRL的玻璃基板上，芯片活性區(qū)面向DRL。因激光能量巨大，DRL產(chǎn)生不會破裂的氣泡。氣泡張力推動(dòng)Micro LED下沉到目標(biāo)基板并連接，通過控制激光照射可選擇性地進(jìn)行特定位置Micro LED轉(zhuǎn)移。王仙翅等[23]通過研究藍(lán)光GaN-Micro LED激光剝離工藝發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化工藝條件后，激光剝離對芯片的光電性能幾乎無影響。

激光剝離轉(zhuǎn)移技術(shù)可以快速、大規(guī)模地從原始基板上轉(zhuǎn)移Micro-LED。UNIQARTA研發(fā)的MPLET（Massively Parallel Laser-Enabled Transfer，MPLET）工 藝[24]所 采 用 的LEAP技 術(shù)（Laser-Enabled Advanced Placement，LEAP）適用于各種尺寸和多種材料，有良好的缺陷檢測能力和高速轉(zhuǎn)移能力，可達(dá)1×108UPH以上，可掃描單顆LED芯片（Single Die Transfer Mode），也可同時(shí)掃描多顆LED芯片（Multi Die Transfer Mode）。QMAT使用激光尋址釋放法[25]（Beam-Addressed Release），應(yīng)用激光尋址釋放法的轉(zhuǎn)移速率可達(dá)1×108～2.5×108UPH。3D-Micromac的新型Micro CETI?巨量轉(zhuǎn)移平臺基于激光誘導(dǎo)正向轉(zhuǎn)移LIFT（Laser-Induced Forward Transfer）工 藝[26]。該 公 司2021年 宣 稱micro CETI?的轉(zhuǎn)移速率可達(dá)1.3×108UPH，且不受Micro LED尺寸和形狀限制，Micro CETI?還包含激光剝離組件和單LED修復(fù)組件。Optovate研發(fā)了圖形化激光剝離p-LLO（Patterned Laser Lift-Off）轉(zhuǎn)移技術(shù)，可將藍(lán)色Micro LED從藍(lán)寶石晶片轉(zhuǎn)移到接收基板?；诩す鈩冸x技術(shù)的Micro LED工藝制程如圖3所示。

圖3 基于激光剝離技術(shù)的Micro LED工藝制程

Toray Engineering研發(fā)了一種叫RAP-LLO（Random Access Patterned Laser Lift Off）的激光剝離轉(zhuǎn)移新技術(shù)，能夠以3.6×107UPH的高速率轉(zhuǎn)移選定的Micro LED芯片。

2.3.2 化學(xué)剝離轉(zhuǎn)移技術(shù)

化學(xué)剝離[27]是指通過選擇性蝕刻工藝將GaN LED從藍(lán)寶石基板上分離。KIM等[28]介紹了一種化學(xué)剝離（Chemical Lift-Off）轉(zhuǎn)移技術(shù)，這是一種將GaN LED轉(zhuǎn)移到基板（如玻璃、Si、PET或PU）的簡化方法，無需犧牲層或額外工藝步驟，在化學(xué)剝離過程中自發(fā)形成垂直系鏈，LED陣列置于涂有粘合劑層的滾軸印章上，LED轉(zhuǎn)移到新基板后，用丙酮去除印章以完成制備。化學(xué)剝離的外延層損傷更小，不受轉(zhuǎn)移區(qū)域的尺寸限制，3×3 cm2以上的LED陣列可在沒有任何損傷和方向錯(cuò)誤的情況下轉(zhuǎn)移到各種基板。由于內(nèi)部張應(yīng)力的降低，轉(zhuǎn)移后的光學(xué)和電學(xué)特性得到改善。相比于激光剝離技術(shù)，化學(xué)剝離技術(shù)不需要使用高功率深紫外激光器，成本更低，制程時(shí)間更短，可用于柔性器件的巨量轉(zhuǎn)移。GaN發(fā)光二極管化學(xué)剝離轉(zhuǎn)移步驟如圖4 所示。

圖4 GaN發(fā)光二極管化學(xué)剝離轉(zhuǎn)移步驟

CHAN等[29]介紹了一種納米級LED的化學(xué)剝離方法（Photoelectrochemical Lift-Off），結(jié)合膠體光刻和光電化學(xué)刻蝕（PEC），可將LED與基板有效分離。HWANG等[30]介紹了基于藍(lán)寶石基板LED的化學(xué)剝離方法，使用光電化學(xué)蝕刻GaN犧牲層。這種方法允許對基板重復(fù)使用，并暴露LED的N面以進(jìn)一步粗化處理。VerLASE開發(fā)了一種非常新穎的巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)——一種大面積組裝平臺LAAPTM（Large Area Assembly Platform），構(gòu)建了一個(gè)基于PMA光機(jī)械驅(qū)動(dòng)（Photo-Mechanical Actuation）的更簡單的兼容性解決方案，其核心是經(jīng)光誘導(dǎo)物理收縮的新型光反應(yīng)化學(xué)物質(zhì)——即光致驅(qū)動(dòng)的PMA材料。該公司已成功開發(fā)出一種光刻膠配方，在接觸式光刻中使用365 nm的Hg燈源照射時(shí)，其帶有選擇性的線性微縮率（Linear Shrinkage）大于6.5%，這種與半導(dǎo)體制造兼容的光反應(yīng)化學(xué)物質(zhì)可以通過傳統(tǒng)旋涂工具沉積而來，還可以使用壓印光刻技術(shù)對光反應(yīng)化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行平面外特征圖形化，以實(shí)現(xiàn)小于5 μm的特征尺寸。此方法有非常高的生產(chǎn)速率，可在線統(tǒng)計(jì)和維修。

2.4 拾取放置轉(zhuǎn)移

拾取放置轉(zhuǎn)移是利用不同的轉(zhuǎn)移吸頭將Micro LED拾取和放置，而這些轉(zhuǎn)移吸頭可以利用范德華力、磁力或靜電力吸附等實(shí)現(xiàn)Micro LED巨量轉(zhuǎn)移。

2.4.1 PDMS印章轉(zhuǎn)移技術(shù)

BOWER等[31-33]研究了PDMS彈性印章轉(zhuǎn)移技 術(shù)（Polydimethylsiloxane Elastomer Stamp Micro Transfer Printing），使用柔性印章將Micro-LED芯片從載體基板轉(zhuǎn)移到目標(biāo)基板。彈性印章與芯片接觸并產(chǎn)生由范德華力相互作用的粘附力，粘附是速率敏感的。當(dāng)速度足夠快時(shí)，這種粘合力可以將Micro-LED從載體基板上剝離，并將其粘在彈性印章上。當(dāng)速度足夠慢時(shí)，使印章與目標(biāo)基板接觸并緩慢剝離，芯片優(yōu)先粘附在目標(biāo)基板上并與彈性印章分離。PDMS可適應(yīng)任何基板。實(shí)驗(yàn)證明，75×90 μm2芯片的晶圓級印刷能夠使一個(gè)印章每次可轉(zhuǎn)移82 863顆芯片，良率達(dá)99.95%。12.8× 12.8 mm2和25.6×25.6 mm2印章印刷70×35 μm2芯片實(shí)現(xiàn)了99.99%的良率。3×10 μm2和8×15 μm2芯片印章印刷實(shí)現(xiàn)了99.99%的良率。PDMS印章轉(zhuǎn)移技術(shù)是一種高精確性、高速率、高良率的異構(gòu)集成方法，非常適合大批量制造，尤其是小尺寸顯示設(shè)備如手表、VR、AR，相比其他技術(shù)，其更適合于可穿戴設(shè)備。X-celeprint基于其研發(fā)的設(shè)備每生產(chǎn)一個(gè)25英寸169.3 PPI的顯示屏，轉(zhuǎn)移時(shí)間小于3 min。PDMS彈性印章轉(zhuǎn)移步驟如圖5所示。

圖5 PDMS彈性印章轉(zhuǎn)移

JAIN等[34]發(fā)布了一種通過彈性印章轉(zhuǎn)移技術(shù)印刷實(shí)現(xiàn)帶有像素級Micro IC驅(qū)動(dòng)的5.1英寸三色Micro LED顯示器。320×160分辨率顯示器 （70 PPI）展現(xiàn)出寬視角，且亮度沒有下降。在實(shí)驗(yàn)室原型顯示面板上展示了紅色、綠色和藍(lán)色功能子像素良率分別為100%、99.996%和99.998%。

2.4.2 靜電力轉(zhuǎn)移技術(shù)

Xerox PARC[35]和LuxVue使用靜電力轉(zhuǎn)移技術(shù)（Electrostatic Stamp），PARC[36-37]開發(fā)了一種確定性的、定向的、并行的micro LED靜電組裝和轉(zhuǎn)移工藝，可對尺寸10～200 μm單片芯片進(jìn)行分類、轉(zhuǎn)移和定向，通過接觸印章或靜電滾軸將芯片陣列轉(zhuǎn)移到最終基板上，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)并行組裝、微米級配準(zhǔn)及異構(gòu)集成等功能。

LuxVue[38]所使用的技術(shù)是通過轉(zhuǎn)移頭上的電極結(jié)構(gòu)和施加電壓產(chǎn)生靜電力來吸附和夾持Micro LED到臨時(shí)基板，其速度不是很快，但有選擇性轉(zhuǎn)移的優(yōu)勢。在巨量轉(zhuǎn)移工具機(jī)械手組件上，有許多Micro LED轉(zhuǎn)移頭，轉(zhuǎn)移頭包含單極或雙極電極結(jié)構(gòu)（電壓可以是恒流電壓或交流電壓）。轉(zhuǎn)移時(shí)，轉(zhuǎn)移頭與承載基板上的Micro-LED接觸，選擇性地對需轉(zhuǎn)移的Micro-LED對應(yīng)的轉(zhuǎn)移頭施加電壓，從而在轉(zhuǎn)移頭與芯片之間產(chǎn)生夾持力，當(dāng)芯片轉(zhuǎn)移到指定位置時(shí)，施加負(fù)電壓，轉(zhuǎn)移頭釋放芯片，完成轉(zhuǎn)移。這種方法可以對1～100μm的LED芯片實(shí)施 轉(zhuǎn)移。

2.4.3 電磁力轉(zhuǎn)移技術(shù)

電磁力轉(zhuǎn)移（Electromagnetic-Assisted Transfer Printing）是將磁性材料（鐵、鈷、鎳等）混入Micro LED的制造材料中，使芯片具備一定磁性，使用線圈作轉(zhuǎn)移頭，通過電磁力吸附和放置Micro LED，具備很好的選擇性。LUXNOUR研發(fā)了基于PSH（Pattern-Sensitive Transfer Head）和AMC（Addressable Micro-Coils Head）的轉(zhuǎn)移方法，可以完成從原生基板釋放Micro LED、將所有釋放的Micro LED轉(zhuǎn)移到托盤基板上、將所有所需的Micro LED從已知良好芯片（KGD）托盤轉(zhuǎn)移到像素組裝托盤或顯示面板上。它的基本原理是通過激活電磁裝置中的電磁體以產(chǎn)生磁通量，且將其限制在磁性結(jié)構(gòu)內(nèi)，并將器件結(jié)構(gòu)磁耦合到磁性結(jié)構(gòu)表面。該方法依賴于PSH、金屬化磁性芯片和選擇性犧牲層外延片，具有低成本、高產(chǎn)能和高可靠性優(yōu)勢。于慶民等[39]介紹了一種電磁輔助主動(dòng)控制轉(zhuǎn)印方法，設(shè)計(jì)了一個(gè)底部帶有磁性印章膜的密封腔，該膜可被外部施加的磁場可逆地驅(qū)動(dòng)。在正負(fù)電磁場作用下，偏轉(zhuǎn)的磁性印章薄膜發(fā)生變形時(shí)會改變腔室內(nèi)的壓力，從而直接驅(qū)動(dòng)密封液體流動(dòng)，以控制調(diào)節(jié)印章/器件界面處的界面附著力。該工藝關(guān)鍵是調(diào)節(jié)印章/器件界面的界面粘合強(qiáng)度，他們建立了一個(gè)理論模型來研究磁性印章薄膜在正（或負(fù)）磁場中可逆變形。基于電磁力的芯片拾取工藝流程如圖6所示。

圖6 基于電磁力的芯片拾取工藝流程

3 現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球Micro LED相關(guān)企業(yè)和研發(fā)機(jī)構(gòu)超150家，集中在美國、中國（含香港、臺灣）、日本及韓國這4個(gè)國家，德國、英國、瑞典、法國、芬蘭、以色列、新加坡等國家均有代表性企業(yè)，全球Micro LED相關(guān)企業(yè)分布如圖7所示。多數(shù)公司都只掌握Micro LED的某一方面的技術(shù)或知識，沒有任何公司能夠做到完全掌握所有技術(shù)。即便如此，依然有越來越多的專用工具（設(shè)備）面世或正在研發(fā)，雖由于工藝缺乏標(biāo)準(zhǔn)化而進(jìn)展緩慢，但一些制造商正開發(fā)一站式解決方案，包括轉(zhuǎn)移、檢查和維修，不同企業(yè)各有側(cè)重。

圖7 全球Micro LED相關(guān)企業(yè)分布圖

所幸的是，巨量轉(zhuǎn)移不再被大多數(shù)廠商視為根本的障礙。盡管許多問題依然存在，但現(xiàn)在已經(jīng)能看到一條更加清晰的跑道。ASMPT、Toray、3D Micromac、LuxNour、XDC、Xerox PARC等所用不同工藝的商業(yè)化工具正在加速研發(fā)，更多企業(yè)積極參與其中，它們或許還不能改變顯示行業(yè)，卻促動(dòng)著更加蓬勃積極的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

成本是第一挑戰(zhàn)，目前消費(fèi)電子產(chǎn)品的20～50倍的成本始終還是太高。這些成本與材料、設(shè)備、工藝等息息相關(guān)。少數(shù)像Apple和Sumsung這樣的公司實(shí)現(xiàn)了Micro LED產(chǎn)品少量量產(chǎn)，正在向消費(fèi)者開辟道路。但大部分公司并沒有這個(gè)能力，他們更多地還在投入研究和積累知識，致力于降低小尺寸Micro LED的成本。

巨量轉(zhuǎn)移苛刻的工藝條件對制程要求極高，無論是99.9999%的良率，還是±1.5 μm的精度，都是當(dāng)下各方積極努力的焦點(diǎn)。4K、8K甚至更高顯示要求的大屏產(chǎn)品需要集成海量LED芯片，這讓巨量轉(zhuǎn)移速率、色彩均勻度、芯片集成度、缺陷修復(fù)等更加困難。比如高轉(zhuǎn)移速率的關(guān)鍵是增加每個(gè)印章周期轉(zhuǎn)移的芯片數(shù)量，這就需要每單位面積更高密度的芯片被轉(zhuǎn)移到中介基板上，并且中介基板要支撐更大的印章，以增強(qiáng)芯片轉(zhuǎn)移到顯示基板 上的產(chǎn)能。

4 發(fā)展前景與趨勢

Micro LED技術(shù)具有真正變革性的潛力，在本質(zhì)上是唯一能取代所有TFT-LCD顯示的技術(shù)。Micro LED勢頭強(qiáng)勁，在各方面都取得了進(jìn)展，而巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)在Micro LED制造中是最難的一部分。

據(jù)Research and Markets[40]預(yù)測，全球Micro LED市場到2027年預(yù)計(jì)達(dá)到302億美元。中國預(yù)計(jì)將以71.6%的復(fù)合年增長率增長到46億美元規(guī)模。

國家內(nèi)部合作越來越多，中國的京東方、華星光電、維信諾、華為等正在與國內(nèi)主要LED 制造商三安、華燦、國星等合作。同時(shí)，中國臺灣利用其強(qiáng)大的發(fā)光二極管、顯示和半導(dǎo)體生態(tài)與AUO、Ennostar和Playnitride加強(qiáng)合作。鑒于沒有主要的技術(shù)或設(shè)備準(zhǔn)入限制，這會阻止完全國家性的 供應(yīng)鏈。

未來將出現(xiàn)更復(fù)雜但更靈活的供應(yīng)鏈，目前垂直細(xì)分領(lǐng)域的企業(yè)越來越多，每個(gè)關(guān)鍵步驟都有多個(gè)供應(yīng)商，一家獨(dú)大或掌控整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈將不再那么容易。差異化是一種更好的選擇，尤其在沒有強(qiáng)大的現(xiàn)任者的細(xì)分市場中會更容易。AR、汽車顯示、可穿戴顯示等逐步采用Micro LED技術(shù)，未來充滿希望。Micro LED成本降低是必然趨勢，這是技術(shù)進(jìn)化過程和產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律決定的。先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)入尋常百姓家時(shí)，其成本一定會遠(yuǎn)低于現(xiàn)在的OLED和LCD。對尺寸的追求不止于Micro LED，在芯片尺寸的微縮化進(jìn)程中，已經(jīng)出現(xiàn)超越當(dāng)下尺寸要求的納米級研究。

5 結(jié) 語

本文介紹了流體自組裝轉(zhuǎn)移技術(shù)、磁性定向自組裝轉(zhuǎn)移技術(shù)、滾軸轉(zhuǎn)印技術(shù)、激光剝離轉(zhuǎn)移技術(shù)、化學(xué)剝離轉(zhuǎn)移技術(shù)、PDMS印章轉(zhuǎn)移技術(shù)等8種巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)，從各巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)的原理、主要研發(fā)企業(yè)或機(jī)構(gòu)、相關(guān)工藝設(shè)備等作了闡述，還對其進(jìn)行了分類研究和點(diǎn)評。巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)已經(jīng)不再被認(rèn)為是不可攻克的山峰，企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)逐步提出了自己的商業(yè)化解決方案，甚至部分企業(yè)已經(jīng)推出量產(chǎn)的工藝設(shè)備。盡管巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)還在探索試錯(cuò)階段，但因其巨大的應(yīng)用潛力，我國已有不少制造商和創(chuàng)業(yè)者投身于這個(gè)行業(yè)中，Micro LED巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)未來前景可期。