复旦大学田朋飞：Micro-LED显示全彩化关键技术

文章转载自：OFweek半导体照明网  

当前，新型冠状病毒仍在持续，对产业及企业造成了一定程度的影响，也牵动着各行各业人们的心。在此形势下，中国半导体照明网、极智头条，在国家半导体照明工程研发及产业联盟、第三代半导体产业技术创新战略联盟指导下，开启疫情期间知识分享，帮助企业解答疑惑。

以下是复旦大学副教授田朋飞带来了题为“Micro－LED显示全彩化关键技术—材料生长、转移打印和颜色转换”的精彩主题分享。

Micro－LED近年来发展迅速，MicroLED由多量微型LED点阵组成，具有自发光、高亮度、长寿命，反应快速，高亮度、超高分辨率与色彩饱和度，可实现透明和柔性显示，自由拼接大小和形状等优点，未来发展及应用潜力巨大，其技术发展备受业界关注。

本期报告中从材料生长、转移打印和颜色转换等角度，详细分享了Micro－LED显示全彩化关键技术及发展趋势。

Micro－LED领域开创性贡献团队

美国德克萨斯州立大学Hongxing Jiang团队：首次提出Micro－LED的概念，发展Micro－LED显示技术，创建III－N Technology公司。

英国斯特拉思克莱德大学Martin Dawson团队：首次集成CMOS和Micro－LED阵列、集成Micro－LED／颜色转换材料，发展全彩色Micro－LED显示；首次实现Micro－LED显示和高速可见光通信系统集成；首次实现Micro－LED荧光寿命探测系统；首次实现Micro－LED应用于光遗传学；首次使用Micro－LED激发有机激光器；发展了纳米级精度PDMS转移打印技术；创建mLED公司。

美国西北大学John Rogers教授团队：柔性电子学开创者；发明了使用PDMS转移Micro－LED阵列的技术，突破了柔性、全彩色Micro－LED的巨量转移技术；高度发展了Micro－LED用于显示、光遗传学等的异质集成技术；创建X－celeprint等公司。

结合单个Micro－LED典型制备流程，Micro－LED阵列制备，报告详细介绍了Micro－LED结构与衬底剥离技术。

Micro－LED显示全彩化关键技术

Micro－LED显示全彩化关键技术涉及材料生长、转移打印、颜色转换等方面，其中材料生长技术涉及到选区生长纳米线LED、选区生长core－shell纳米线LED、生长多色量子阱结构Micro－LED、纳米环LED等多个方面。

转移打印的角度，报告详细介绍了PDMS stamp制备、Van der Walls 转移技术、液相毛细管力键合、非接触式转移、Roll－to－roll 转移、激光选择性释放、静电吸附、电磁吸附（ITRI）、流体自组装转移、流体扩散转移等技术进展。

对于Micro－LED显示全彩化关键技术中的颜色转换，报告详细介绍了量子点色转换及改进，紫外自对准固化、无机薄膜材料色转换等技术进展。

关于复旦大学micro－LED团队

1．复旦大学Micro－LED团队

研究团队：复旦大学信息科学与工程学院、电光源研究所、工程与技术研究院超越照明研究所多位教授、10余名博士、硕士研究生。

合作团队：Strathclyde 大学Martin Dawson（爱丁堡皇家学会院士）、深圳第三代半导体研究院闫春辉团队、台湾交通大学郭浩中团队、复旦大学郭睿倩、迟楠、方志来、张国旗团队、北京大学、微电子所、厦门大学，正在开展与 UCSB、爱丁堡大学团队的合作。

2．复旦大学研究平台

完备的Micro－LED工艺、测试、系统集成实验平台：复旦大学微纳加工和器件实验室、教育部985“微纳电子科技创新平台”、上海智能电子与系统研究院、上海碳化硅功率器件工程与技术研究中心。

3．复旦大学Micro－LED研究

4．Micro－LED基础科学问题研究

5．Micro－LED异质集成：器件转移、与量子点集成

6．Micro－LED显示、可见光通信系统集成

小结及前景展望

本报告总结了近年来的各种Micro－LED显示全彩化技术，包括生长技术、转移打印技术、颜色转换技术。

生长技术在结构和机理的研究上已经取得了很大的进展，这在高分辨率和高效率的Micro－LED显示全彩化应用中有巨大的潜力。然而，驱动器与Micro－LED阵列的集成以及效率的提高是该技术面临的巨大挑战。

转移打印技术已被许多公司广泛使用，但是成本和产量是该技术发展的主要障碍。

颜色转换技术可实现低成本和高PPI的Micro－LED显示全彩化。然而，材料的能量损失，低效率和不稳定性仍然是需要进一步地解决。

目前，Micro－LED显示市场仍处于起步阶段，尚未大规模量产。这不仅是机遇，也是挑战。

许多企业（三星，索尼，夏普，京东方等）已经投资了用于Micro－LED显示全彩化的关键技术，例如转移打印技术。在衍生产品方面，主要的制造商也已提前开始相关研究。

对于终端应用，大型户外和商用显示器将首先出现，其次是汽车和可穿戴显示器。未来，随着世界范围内关键技术地迅速发展，大面积、低成本、高效率的Micro－LED显示屏有望成为未来的重要显示技术。