尽管Micro-LED作为下一代显示技术以其优越的显示性能得到业内的认可，但在材料、设备以及制程工艺上还不能满足量产化需求，仍然存在诸多技术挑战。在2020Micro-LED产业技术峰会上，广东省半导体产业技术研究院龚政教授以“高密度Micro-LED阵列的制造、巨量转印及封装集成”为主题，分享了广东省半导体产业技术研究院（以下简称：广东半导体研究院）在高分辨率Micro-LED与背板封装集成、量子点/荧光粉光转换、巨量转移设备以及GaN 红光micro-LED 芯片上的研究进展。

广东省半导体产业技术研究院教授、学科带头人龚政

　　众所周知，Micro-LED具有高亮度、对比度、超高分辨率、低功耗、节能、可靠性好、寿命长、响应速度超快、自发光、无需背光源等特点，其功率消耗量约为LCD的10%、OLED的50%，具有较佳的材料稳定性。龚政教授指出，Micro-LED更容易实现高像素密度，兼具发光效率高、体积小、功耗低、寿命长等优点，与其它显示技术相比在智能手表（手环）、虚拟现实显示等可穿戴设备领域的竞争优势明显，“Micro LED优越的性能还将有助于其在智能移动终端领域与OLED技术竞争。”

　　在高分辨率Micro-LED显示驱动方式上，龚政教授表示，无源驱动方式相对比较简单，但仍然存在诸多技术问题，而有源驱动方式则由晶体管控制每个像素的开启或者关闭，“这样意味着Micro-LED必须通过一定的方式集成到TFT背板。”

　　关于如何将Micro-LED集成到CMOS上？龚政教授介绍，广东半导体研究院通过bump连接到CMOS基板上，从而实现像素的电气连接。关于这个凸点形成，他也介绍，类似利用ball bonding 的原理，通过电火花放电在金属丝尾端形成球，然后通过超声、加压方式直接在bonding bad上形成bump，但bump却不太适合超高分辨率的Micro-LED。

　　发展高密度Micro-LED显示器的必要性毋庸置疑，毕竟分辨率越高，显示效果越好，特别是近眼显示、VR/AR需要极高分辨率，才能消除格子效应。但龚政教授表示，高分辨率Micro-LED仍然面临着诸多技术难题：一是光刻是难点，会产生一些坏的Micro-LED，还存在金属脱落的问题；二是对微加工技术参数敏感，主要体现在尺寸效应、边缘效应显著，对Micro-LED的发光效率会产生非常大的影响；三是与背板键合集成困难，需要考虑怎么把这么高密度的阵列集成到CMOS上。

　　在高密度的阵列集成上，龚政教授介绍，广东半导体研究院采用铟球回流焊，形成高分辨率In凸点。但他也指出，基于In球集成的Active matrix LED /CMOS 显示器，高密度阵列键合也存在不少问题：一是对位困难，易短路、断路；二是In球高度差，导致bonding过程中受力不均；三是bonding良率65%（蓝色），90%（绿色）正在改进。

　　在其他集成方式上，他也介绍，各向异性导电胶键合不太适合高分辨率、像素尺寸较小的键合，“由于Micro-LED的尺寸非常小，而导电颗粒分布不匀容易造成坏点的产生，”而In凸点键合、微管键合、晶圆级键合比较适合像素尺寸小、高分辨率键合集成。

　　在巨量转移技术上，龚政教授介绍，产业界急需攻关Micro-LED巨量组装技术，需要从组装方法和原理上革新，而不是传统贴片技术的简单升级。他也介绍，现有转印技术主要有激光转移、流体组装、卷对卷、静电组装、磁力等方式，但大多数技术不能同时兼顾转移良率、效率及成本的问题，离量产仍然有很长的距离。

　　龚政教授表示，广东半导体研究院则采用“黏附性转印头+可转印Micro-LED”的方案，具有成本低、精度高、速度快、多芯片转移等特点，其自主搭建 Micro-LED 转移设备样机兼容不同芯片尺寸（5um-1mm）Micro-LED的转印工艺；兼有手动模式和自动批量转印模式；印精度+-1um；转印速度可控；智能、友好控制界面；对抓取和释放的力进行精确监控；高精度CCD对Micro-LED进行定位。

　　在具体应用上，龚政教授介绍，广东半导体研究院主要利用Micro-LED进行透明显示和柔性显示器件的应用。

　　根据现场速记整理