賽迪：2019Micro LED顯示研究報告(42頁).pdf

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1、 Micro LED 顯示研究報告 （2019 年） 中國電子信息產業發展研究院 2019 年 3 月 I 目 錄 一、Micro LED 顯示發展背景 . 4 （一）產業背景：三大因素驅動技術迭代 . 4 1. 產業結構優化調整 . 4 2. 行業應用加速拓展 . 4 3. 節能成為競爭焦點 . 5 （二）技術背景：多種顯示技術競相發展 . 5 1. LED 顯示. 6 2. 液晶顯示 . 7 3. OLED 顯示 . 8 4. 激光顯示 . 9 5. 電子紙顯示 . 10 （三）發展基礎：LED 顯示進入微型化階段 . 11 1. 小間距 LED . 11 2. Mini LED . 11

2、 3. Micro LED . 12 二、Micro LED 顯示概述 . 13 （一）顯示原理 . 13 1. 像素結構 . 13 2. 陣列驅動 . 14 3. 背板鍵合 . 17 （二）核心工藝 . 19 II 1. 芯片制備 . 19 2. 薄膜轉移 . 19 三、Micro LED 顯示發展現狀 . 21 （一）產業發展現狀 . 21 1. 產業化進程萌芽初顯 . 21 2. 器件性能不斷提升 . 22 3. 跨國公司搶抓布局 . 23 4. Mini LED 進入量產階段 . 23 （二）區域發展現狀 . 24 1. 美國：專利布局較早，企業并購活躍 . 24 2. 中國大陸：緊跟

3、國際步伐，龍頭企業帶動 . 25 3. 中國臺灣：產業鏈較完整，力圖彎道超車 . 26 4. 日本和韓國：大型企業牽頭，重視對外合作 . 28 （三）知識產權發展現狀 . 28 1. 專利申請構成 . 28 2. 專利技術分布 . 30 3. 標準化推進 . 32 （四）存在問題 . 32 1. 量產技術仍有困難 . 32 2. 生產成本高居不下 . 32 3. 產業環節較為分散 . 33 4. 設備工藝有待革新 . 33 四、Micro LED 顯示發展研判 . 34 III （一）市場展望 . 34 1. 量產進程有待推進 . 34 2. Mini LED 最早得到商業化應用. 35 3.

4、 中小尺寸智能終端市場是發展方向 . 35 4. 大尺寸產品性價比優勢值得關注 . 36 5. 透明顯示優勢明顯 . 37 （二）競爭格局展望 . 37 1. TFT-LCD 仍是未來主流顯示技術 . 37 2. 對現有產業格局帶來深遠影響 . 37 3. 跨界合作加速產業發展 . 38 五、Micro LED 顯示發展建議 . 38 （一）加強頂層設計，強化產業政策支持 . 38 （二）優化投資機制，完善產業發展環境 . 39 （三）實施技術創新，提高產業競爭力 . 39 （四）加快知識產權建設，保障行業發展質量 . 40 （五）推動要素集聚，引導產業健康發展 . 40 六、參考文獻. 41

5、 4 一、Micro LED 顯示發展背景 （一）產業背景：三大因素驅動技術迭代 新型顯示在信息交流中承擔了人機交互作用， 是信息傳輸過 程中的關鍵環節。 圍繞新型顯示技術發展起來的產業具有投資規 模大、技術進步快、輻射范圍廣、產業集聚度高等特點，對上下 游產業的拉動系數在 4 左右， 是各國及地區近年來競相發展的戰 略性新興產業。經過十多年的努力追趕，我國新型顯示產業迅速 發展壯大，已成為供給側結構性改革的成功典型。截止到 2018 年底，我國面板生產線的投資總額已超過萬億元，薄膜晶體管液 晶顯示（TFT-LCD）面板年出貨面積位居世界第一，全球占比達 到了 40%。 1. 產業結構優化調整

6、 近年來，全球顯示面板產業開始出現結構性調整跡象。一方 面，大屏化促進面板產能持續增長。另一方面，由于傳統面板同 質化競爭不斷加劇，產業產值出現下滑趨勢，顯示產品的不斷升 級成為產業發展驅動力。據中國光學光電子行業協會液晶分會 （CODA）預測，2018 年全球顯示面板出貨面積預計將達到 2.1 億平方米， 同比增長 9%， 但整體產值預計同比下滑 7.1%。 其中， 傳統的 TFT-LCD 產值下滑趨勢明顯，新興的低溫多晶硅液晶顯 示（LTPS-LCD）、氧化物液晶顯示（Oxide-LCD）、主動矩陣 有機發光二極管顯示（AMOLED）和小間距發光二極管顯示 （Mini/Micro LED）

7、產值均呈穩定或出現增長。 2. 行業應用加速拓展 5 智慧城市、 智能網聯汽車以及虛擬現實等應用的興起帶動新 型顯示技術和產品進一步拓展。 智慧城市建設的加速發展促進大 屏商用顯示面板銷售出現爆發式增長態勢，據 IHS 預測， 2018-2021 年全球商用顯示收入的復合年均增長率（CAGR）將 達到 18%，遠高于顯示面板行業 4%的年均增長率。智能網聯汽 車的發展為顯示技術提供了新的應用場景， 車載顯示面板繼手機 之后成為中小尺寸應用的第二大市場。 虛擬現實技術逐步走向成 熟，對顯示技術進步和性能提升將產生重要推動作用。輕薄、柔 性、環保、個性化是虛擬現實顯示器件必須符合的標準，未來將 給

8、新型顯示產業帶來新的挑戰與機會。 3. 節能成為競爭焦點 消費電子產品加速升級對節能環保提出新的要求，智能手 機、平板電腦、可穿戴設備等智能移動終端的續航、環境友好已 成為消費者日益關心的焦點。另一方面，隨著更為嚴格的節能降 耗標準的實施，新型顯示產業加快向高光效發光材料、低能耗背 光模組、健康化用眼環境等節能、環保、綠色方向發展。韓國、 日本和我國臺灣地區的顯示協會共同發起成立了 WLICC（世界 液晶產業合作委員會），旨在通過全球性的產業合作，敦促各個 國家及地區在進行顯示器件生產時能夠兼顧環境保護， 促進產業 可持續發展。 （二）技術背景：多種顯示技術競相發展 根據顯示原理的不同， 新型

9、顯示器件可以分為主動發光顯示 （像素發光，短程成像）、被動發光顯示（像素不發光，依靠外 6 部光源）、激光投影顯示（像素發光，長程成像）3 種類型。其 中，主動發光顯示主要包括電致發光顯示（EL）、等離子體顯 示（PDP）、半導體發光二極管顯示（LED）、激光熒光體顯示 （LPD）等。被動發光顯示主要包括液晶顯示（LCD）、電子紙 顯示（EPD）等。當前，主動發光顯示中的主動矩陣有機發光二 極管顯示（AMOLED）和被動發光顯示中的薄膜晶體管液晶顯 示（TFT-LCD）是最主流的顯示技術，兩者市場份額之和接近 90%。 圖 1 顯示技術分類 數據來源：智庫，2019 年 3 月 1. LED

10、顯示 LED 顯示的原理是利用半導體二極管的電致發光效應，使 像素單元主動發光。在電場驅動下，半導體發光二極管中的電子 和空穴經電極注入和相向傳輸，成對地結合為激子。特定材料中 的激子衰變，可產生 RGB 三原色。在驅動電路的控制下，LED 像素矩陣即可實現彩色圖像顯示。當前，LED 顯示產業已經步 7 入成熟期，相關產品在照明裝飾、高動態范圍圖像（HDR）顯示 （影院、酒吧與主題樂園）、背光指示器、廣告租賃、零售百貨、 會議會展等應用領域的市場滲透率逐步提高。 根據集邦咨詢 LED 研究中心（LEDinside）測算，2018 年全球 LED 顯示市場規模達 到 59.4 億美元。 隨著未來

11、 LED 顯示屏市場需求進一步增加， 2022 年全球市場規模將達到 93.5 億美元，CAGR 達到 12%。 圖 2 2018-2022 年全球 LED 顯示市場規模預測 數據來源：LEDinside，2018 年 8 月 2. 液晶顯示 液晶顯示的原理是利用外加電壓實時控制液晶分子的透光 率，在背光源照射下實現被動發光顯示。在外加電壓下，每個像 素單元內的液晶材料能夠快速改變排列方式， 動態地調整背光源 光束的透光率。具有紅黃藍（RGB）濾色片的像素矩陣在驅動電 路的控制下，能夠在較高刷新率下實現動態彩色圖像的顯示。 8 TFT-LCD 顯示是目前應用最廣泛的顯示技術。除太空、大 溫差、

12、高濕等少數特殊環境外，TFT-LCD 產品覆蓋了所有的民 用顯示領域，如手機、電視、電腦顯示器、平板電腦、筆記本電 腦、公共顯示屏等。據 CODA 統計，2018 年前三季度，全球 TFT-LCD 營收規模為 509 億美元，同比下降 16%，在新型顯示 器件營收中占比超過 60%；出貨面積接近 1.49 億平方米，同比 增加 5%，面積占比超過 95%。未來 5 年，隨著多條高世代生產 線產能釋放，TFT-LCD 市場整體呈現“量增價跌”的發展態勢， 產能和出貨面積逐年增加，但出貨金額將逐年減少，利潤率不斷 下降。 圖 3 2018-2024 年全球 TFT-LCD 營收預測 數據來源：智庫

13、，2019 年 1 月 3. OLED 顯示 有機發光二極管（OLED）顯示被認為是最具發展前景的新 型顯示技術之一。其中，AMOLED 顯示器件憑借高對比度、可 柔性、色彩艷麗等優點，近年來已實現快速商業化應用。2018 9 年，全球 AMOELD 面板出貨金額預計將超過 250 億美元，主要 應用以智能手機為主。 未來五年， 智能手機用 OLED 顯示面板仍 將保持快速增長，出貨金額和面積將出現“量價齊升”的發展勢 頭。 圖 4 2016-2024 年全球 AMOLED 市場規模預測 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 0 100 200 300 400 500 2016

14、20172018201920202021202220232024 AMOLED營收（百萬美元）增長率 數據來源：智庫，2019 年 3 月 4. 激光顯示 激光顯示（LPD）的原理是將 RGB 單色激光混合成全彩色 光，經高頻掃描投影實現彩色顯示。激光顯示具有色域空間大、 色彩豐富、 色飽和度高等特點， 理論上能夠再現 90%以上的人眼 色域，遠超液晶顯示 27%的再現率，而功耗僅為同尺寸 LCD 顯 示產品的三分之一。LPD 的使用壽命可達 10 年，是傳統光源的 10 至 20 倍?，F階段，激光顯示大多通過藍光激光激發熒光粉產 生白光，窄譜三基色激光合成白光的技術仍處于研發狀態。 目前激光

15、顯示主要聚焦大屏市場，日本三菱公司開發出 65/75 英寸激光背投電視，索尼開發出激光數字影院技術，美國 10 ES 公司開發出飛行員仿真視景平臺，德國耶拿光學開發出天文 館天象顯示等，都各具特色。根據 QY Research 數據，2018 年全 球激光投影顯示市場規模為 42.9 億美元，2025 年將達到 117 億 美元，CAGR 為 15.4%。自 2013 年以來，海信、堅果、長虹、 小米、光峰光電等國內企業相繼推出激光電視產品，我國成為全 球激光電視的主要生產國。據奧維云網（AVC）統計，2017 年 中國激光電視總銷量為 7 萬臺，較 2016 年增長 226%，2018 年

16、激光電視銷量有望達到 16 萬臺。隨著全息顯示等需求的增長， 激光顯示仍有較大的成長空間。 5. 電子紙顯示 電子紙顯示（EPD）是視覺效果接近紙張的被動顯示技術。 電子紙顯示有多種實現技術， 其中電泳式電子墨水技術目前市場 占有率最高。電子紙顯示技術具有超輕薄、可重寫、低功耗、無 閃爍、易攜帶、斷電保持等特性，相比其他顯示技術對視覺最友 好，可以讓用戶在陽光直射下無障礙閱讀，適合在戶外使用。但 是，電子紙產品刷新率和灰度級別偏低、延遲較大，也影響了用 戶體驗，限制了這一顯示技術的普及。目前，電子紙技術主要應 用于電子書、智能手表和電子標簽等領域，還占據一部分智能終 端細分市場。據 Allie

17、d Market Research 公司統計和預測，2016 年全球電子紙顯示市場規模為 13.5 億美元，2025 年將達到 70.1 億美元，CAGR 為 37.5%。 圖 5 2015-2025 年全球電子紙顯示營收預測 11 數據來源：Allied Market Research，2019 年 2 月 （三）發展基礎：LED 顯示進入微型化階段 1. 小間距 LED 小間距 LED 是指相鄰 LED 燈珠點間距在 2.5 毫米（P2.5） 以下的 LED 背光源或顯示屏產品。 相比傳統背光源， 小間距 LED 背光源發光波長更為集中，響應速度更快，壽命更長，系統光損 失能夠從傳統背光源

18、顯示的 85%降至 5%。 相比傳統 LED 顯示器 件，小間距 LED 顯示器件具有高的亮度、對比度、分辨率、色 彩飽和度，以及無縫、長壽命等優勢，在影視娛樂、購物零售、 文化教育、 安全監控、 公共廣告等應用領域具有廣闊的應用前景。 據 LEDinside 預測， 2022 年小間距 LED 顯示產品 （包括 Mini LED 和 Micro LED）的市場銷售額將達到 13.8 億美元。 2. Mini LED Mini LED 為點間距在 2.5 毫米（P2.5）和 0.1 毫米（P0.1） 之間的小間距LED產品。 相比點間距小于0.1毫米的Micro LED， Mini LED 顯

19、示一方面可作為液晶顯示直下式背光源獲得主流市 12 場應用，如手機、電視、車用面板及電競筆記本電腦等；另一方 面，Mini LED 有望衍生出背光高端機型，與 OLED 高端機型相 抗衡。據 LEDinside 估算，相同對比度條件下，采用 Mini LED 背光的液晶面板價格僅約為 OLED 面板的 70-80%，可以大幅提 升現有液晶畫面效果。 由于具有性能和成本優勢，近年來 Mini LED 在視頻會議、 會展廣告、虛擬現實、監控調度等領域得到快速應用，逐漸侵蝕 LCD 和 DLP 拼接屏應用市場， 有望成為市場主流。 據 LEDinside 最新報告， 2022 年 Mini LED

20、的產值將達到 6.89 億美元。 各大企 業紛紛開展研發， Mini LED產品的 LED點間距記錄被不斷刷新。 2018 年 6 月，國星光電 P0.9 產品已正式量產，洲明科技也已開 發出 P0.7 的產品。2018 年 7 月，日亞化宣布已開發出 P0.1 的 Mini LED 產品。 3. Micro LED Micro LED 的像素單元在 100 微米（P0.1）以下，并被高密 度地集成在一個芯片上。 微縮化使得 Micro LED 具有更高的發光 亮度、分辨率與色彩飽和度，以及更快的顯示響應速度，預期能 夠應用于對亮度要求較高的增強現實（AR）微型投影裝置、車 用平視顯示器（HU

21、D）投影應用、超大型顯示廣告牌等特殊顯示 應用產品，并有望擴展到可穿戴/可植入器件、虛擬現實（VR）、 光通訊/光互聯、醫療探測、智能車燈、空間成像等多個領域。 由于像素單元低至微米量級，Micro LED 顯示產品具有多項 性能指標優勢。 Micro LED 功率消耗量僅為 LCD 的 10%、 OLED 13 的 50%， 其亮度可達 OLED 的 10 倍， 分辨率可達 OLED 的 5 倍。 在設備兼容性方面，Micro LED 有望承接液晶顯示高度成熟的電 流驅動 TFT 技術，在未來顯示技術演進進程中具有一定優勢。 根據 LEDinside 預估，2022 年 Micro LED

22、顯示的市場銷售額將 達到 6.94 億美元，略高于 Mini LED 顯示。Micro LED 與 LCD、 OLED 和量子點 LED（QLED）顯示的性能比較如表 1 所示。 表 1 Micro LED 與 LCD、OLED 和 QLED 性能比較 顯示技術 Micro LED LCD OLED QLED 技術類型 自發光 背光板/LED 自發光 自發光 亮度（nits） 5000 500 500 2000 色域（NTSC） 140% 70% 110% 140% 視角 大 較大 大 大 對比度 1,000,000:1 10,000:1 1,000,000:1 1,000,000:1 功耗

23、低 高 中等 低 響應時間 納秒 毫秒 微秒 毫秒 壽命 長 中等 中等 長 器件成本 高 低 中等 較低 工作溫度（攝氏度） (-100,120) (-40,100) (-35,80) / 厚度（mm） 0.05 2.5 1.5 1.5 數據來源：智庫整理，2018 年 10 月 二、Micro LED 顯示概述 Micro LED 是指將微米量級尺寸的發光二極管（LED），以 矩陣形式高密度地集成在一個芯片上的顯示器件。 由于采用主動 選址驅動，Micro LED 顯示器件的任何像素都能定址控制并單點 驅動發光。按照當前行業共識，“微米量級”一般指相鄰 LED 點間距在 100 微米以下（

24、即 P0.1 以下）。 （一）顯示原理 1. 像素結構 14 Micro LED 顯示一般采用成熟的多量子阱 LED 芯片技術。 以典型的 InGaN 基 LED 芯片為例，Micro LED 像素單元結構從 下往上依次為藍寶石襯底層、25nm 的 GaN 緩沖層、3m 的 N 型 GaN 層、包含多周期量子阱（MQW）的有源層、0.25m 的 P 型 GaN 接觸層、電流擴展層和 P 型電極。像素單元加正向偏電 壓時，P 型 GaN 接觸層的空穴和 N 型 GaN 層的電子均向有源層 遷移，在有源層電子和空穴發生電荷復合，復合后能量以發光形 式釋放。 圖 6 Micro LED 像素單元結構

25、 與傳統 LED 顯示屏相比，Micro LED 具有兩大特征，一是 微縮化，其像素大小和像素間距從毫米級降低至微米級；二是矩 陣化和集成化，其器件結構包括 CMOS 工藝制備的 LED 顯示驅 動電路和 LED 矩陣陣列。 2. 陣列驅動 InGaN 基 Micro LED 的像素單元一般通過以下四個步驟制 備。第一步通過 ICP 刻蝕工藝，刻蝕溝槽至藍寶石層，在外延片 15 上隔離出分離的長條形 GaN 平臺。第二步在 GaN 平臺上，通過 ICP 刻蝕， 確立每個特定尺寸的像素單元。 第三步通過剝離工藝， 在 P 型 GaN 接觸層上制作 Ni/Au 電流擴展層。第四步通過熱沉 積， 在

26、 N 型 GaN 層和 P 型 GaN 接觸層上制作 Ti/Au 歐姆接觸電 極。其中，每一列像素的陰極通過 N 型 GaN 層共陰極連接，每 一行像素的陽極則有不同的驅動連接方式， 其驅動方式主要包括 被動選址驅動（Passive Matrix，簡稱 PM，又稱無源尋址驅動）、 主動選址驅動（Active Matrix，簡稱 AM，又稱有源尋址驅動） 和半主動選址驅動三種方式。 圖 7 Micro LED 像素連接結構 其中，被動選址驅動是把像素電極做成矩陣型結構，每一列 （行）像素的陽（陰）極共用一個列（行）掃描線，兩層電極之 間通過沉積層進行電學隔離，以同時選通第 X 行和第 Y 列掃描

27、 線的方式來點亮位于第 X 行和第 Y 列的 LED 像素， 高速逐點 （或 逐行）掃描各個像素來實現整個屏幕畫面顯示的模式。 圖 8 被動選址驅動示意圖 16 主動選址驅動模式下， 每個 Micro LED 像素有其對應的獨立 驅動電路，驅動電流由驅動晶體管提供?；镜闹鲃泳仃囼寗与?路為雙晶體管單電容電路。每個像素電路中，選通晶體管用來控 制像素電路開關，驅動晶體管與電源連通為像素提供穩定電流， 存儲電容用來儲存數據信號。為了提高灰階等顯示能力，可以采 用四晶體管雙電容電路等復雜的主動矩陣驅動電路。 圖 9 主動選址驅動示意圖 17 半主動選址驅動方式采用單晶體管作為 Micro LED

28、像素的 驅動電路，從而可以較好地避免像素之間的串擾現象。半主動驅 動由于每列驅動電流信號需要單獨調制， 性能介于主動驅動和被 動驅動之間。 圖 10 半主動選址驅動示意圖 對比來看， 主動選址方式相比另外兩種驅動方式具有顯著優 勢：一是無掃描電極數限制，可實現更大面積的快速驅動；二是 有更好的亮度均勻性和對比度，像素亮度不受同列點亮數的影 響；三是沒有行列掃描損耗，可實現低功耗高效率；四是具有高 獨立可控性, 被點亮像素周圍不受電流脈沖影響；五是兼容更高 的分辨率。 3. 背板鍵合 從基板材質看，Micro LED 芯片和背板的鍵合的基材主要有 PCB、玻璃和硅基。根據線寬、線距極限的不同，可

29、以搭配不同 的背板基材。 18 表 2 背板材料應用場景 背板材料 應用特點 大尺寸 中尺寸 小尺寸 PCB 應用于顯示面積大、畫素間距較大 的顯示場景 Glass 線寬、線距尺寸范圍大，可有望應 用于大中小等多種領域 Si 基 應用于線寬、線距尺寸小于 30m 的場景 數據來源：智庫，2019 年 3 月 其中，PCB 基板的應用最為成熟。2017 年 Sony 推出 Micro LED 顯示屏 CLEDIS，采用 PCB 基板作為背板，封裝后與微米 級別的 LED 鍵合。 2018 年， 臺灣地區工研院展出了將 Micro LED 芯片直接轉移至 PCB 基板上的顯示模塊，為該技術增加了更

30、多 的應用場景。 依托 TFT-LCD 工業的成熟度， 以玻璃基板替代 PCB 基板被 認為是 Micro LED 未來發展的主流方案。相較于 PCB 基板法， 該方案更容易實現巨量轉移，不僅有望大幅降低成本，同時更適 用于對線寬、間距要求較高的工藝。 CMOS 工藝采用鍵合金屬實現 LED 陣列與硅基 CMOS 驅動 背板的電學與物理連接。制作過程中，首先在 CMOS 驅動背板 中通過噴濺工藝熱沉積和剝離工藝等形成功能層， 再通過倒裝焊 設備即可實現 LED 微顯示陣列與驅動背板的對接。2018 年，英 國普萊思公司和臺灣地區和蓮光電聯合推出點間距 8m，分辨 率為 19201080 的 M

31、icro LED，通過專有電流源像素及靈活定 位，該背板能夠提供極好的電流均勻性。 圖 11 芯片 CMOS 倒裝鍵合示意圖 19 （二）核心工藝 1. 芯片制備 與 LED 顯示相同，Micro LED 芯片一般采用刻蝕和外延生 長（Epitaxy，又稱磊晶）的方式制備。芯片制作流程主要包括以 下幾步。一是襯底制備，用有機溶劑和酸液清洗藍寶石襯底后， 采用干法刻蝕制備出圖形化藍寶石襯底。二是中間層制備，利用 MOCVD 進行氣相外延， 在高溫條件下分別進行 GaN 緩沖層、N 型 GaN 層、多層量子阱、P 型 GaN 層生長制備。三是臺階刻蝕， 在外延片表面形成圖形化光刻膠， 之后利用感應

32、耦合等離子體刻 蝕（ICP）工藝刻蝕到 N 型 GaN 層。四是導電層制備，在樣品表 面濺射氧化銦錫（ITO）導電層，光刻形成圖形化 ITO 導電層。 五是絕緣層制備，利用等離子體增強化學的氣相沉積法 （PECVD）沉積形成 SiO2絕緣層，之后經光刻和濕法刻蝕。五 是電極制備，采用剝離法等方法制備出圖形化光刻膠，電子束蒸 發 Au 后利用高壓剝離機對光刻膠進行剝離。 2. 薄膜轉移 20 薄膜轉移指將 Micro LED 芯片轉移到由電流驅動的 TFT 背 板上、并在微米級組裝成為兩維周期陣列的過程。由于轉移的像 素顆粒數量極多（500 PPI 的 5 英寸手機屏幕需要 800 萬個像素 顆

33、粒）、尺寸極?。ㄒ笪⒚准壈惭b精度），薄膜轉移又被稱為 “巨量轉移”。Micro LED 的薄膜轉移主要有物理轉移和化學轉 移兩種方法。其中，物理轉移方法主要包括以 LuxVue 為代表的 靜電吸附轉移技術；而化學轉移方法主要包括以 X-Celeprint 為 代表的微轉移打印技術（TP 技術）。 表 3 Micro LED 兩種主要轉移技術比較 轉移技術 靜電吸附轉移 微轉移打印技術 基本原理 利用靜電作用力，將 Micro LED 芯片吸附到基板上。 使用彈性印模（stamp）結合高精 度運動控制打印頭，通過控制打 印頭速度調整彈性印模和被轉移 Micro LED 芯片間的范德瓦爾斯 黏附

34、力， 有選擇地拾取Micro LED 芯片并將其打印到目標基板上。 轉移過程 第 一 步 拾?。簶嬙祛愃平殡妼觾蓚?硅電極的轉移頭平臺，使兩 邊硅電極帶相反電荷，利用 靜電力實現目標 Micro LED 芯片拾??； 第 一 步 移除晶圓電路下的犧牲層 （一般為硅晶圓氧化層）； 第 二 步 分隔：將顯示器基板分隔為 多個帶電荷的安裝孔室，當 拾取后的 Micro LED 芯片懸 浮液流經孔室上方時，帶相 反電荷且數量可控的發光組 件被孔室捕獲，以便于后續 裝配； 第 二 步 采用與晶圓相匹配的微結構 彈性印模拾取 Micro LED 芯 片，控制打印頭快速移動， 增加印頭與芯片間的黏附 力，使芯

35、片脫離源基板； 第 三 步 裝配：使安裝孔室裝載側表 面帶電，吸引安裝孔室內 Micro LED 芯片匹配； 第 三 步 降低打印頭移動速度，印頭 與芯片間的黏附力幾乎消 失，芯片脫離印模，轉移到 目標基板上。 第 四 修補：利用紫外線探測裝配 缺陷，控制靜電吸附機械臂， 21 步 取出缺陷芯片并填入正常芯 片。 代表公司 LuxVue（2014 年被蘋果收購） X-Celeprint 數據來源：智庫，2019 年 3 月 三、Micro LED 顯示發展現狀 （一）產業發展現狀 隨著 Micro LED 顯示優勢不斷凸顯， 國內外大批企業紛紛開 始布局 Micro LED 顯示研發。從產業環

36、節角度看，Micro LED 顯 示產業鏈可大致分為設備、 材料、 零組件、 面板、 應用 5 個部分。 關鍵設備方面，除有機金屬化學氣相沉積（MOCVD）、測試和 封裝設備外，還包括巨量轉移設備。面板除 TFT 制程外，還包 括巨量轉移制程和微型化封裝制程。 圖 12 Micro LED 顯示產業鏈環節示意圖 1. 產業化進程萌芽初顯 2012 年，索尼公司在 CES 上推出“Crystal LED Display”電 視產品， 標志著 Micro LED 技術開始在消費電子領域應用。 2014 22 年， 蘋果公司收購了擁有低功耗 Micro LED 顯示技術專利的小公 司 LuxVue，

37、令人們再次密切關注 Micro LED 技術發展，同時也 激發了產業界的高度關注和投入。 研究機構 LEDinside 預計 2020 年后 Micro LED 將引入到 AR/VR 和大尺寸顯示器應用中，2025 年市場規模將達到 29 億美元， 其中大尺寸顯示器產值接近 20 億 美元， 占全部應用的 60%。 隨著生產可行性和經濟成本的不斷提 升，Micro LED 還將有望快速擴展到可穿戴/可植入器件、 AR/VR/MR、光通訊/光互聯、醫療探測、智能車燈、空間成像等 多個領域。 圖 13 2017-2025 年 Micro LED 顯示面板出貨量（百萬片） 數據來源：Yole，2017 年 2 月 2. 器件性能不斷提升 隨著 Micro LED 性能指標不斷提升，市場對 Micro LED 的 認可度也在逐漸提升。 2019 年三星推出的