在过去几十年，显示技术得到了广泛使用。我们在生活中可以看到大量的应用，例如电视、大型视频广告牌、计算机、智能设备等。微发光二极管显示器(micro-LED显示)是一种主要基于无机GaN基LED的新兴技术，与LCD和OLED相比，它具有高对比度、低功耗、长寿命和快速响应等优点。尽管micro-LED具有广阔的商业前景，但仍面临巨大挑战：例如尺寸减小对性能的影响，在单个晶圆上实现高密度集成以独立寻址全彩化micro-LED显示器，提高修复技术和产量等。下面介绍一下全彩化micro-LED显示器的三个关键技术。

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材料生长

Micro-LED的生长技术是获得micro-LED显示全彩化的方案之一，该方法可以实现超高分辨率显示。主要有纳米线LED、多色量子阱(QW)结构micro-LED和纳米环LED三种结构。

纳米线LED的制备是利用选区生长(SAG)技术。通过控制InGaN/GaN纳米线的成分来实现发光颜色的转换。多色QW结构micro-LED的颜色调控是基于QW的特殊结构，再利用能带填充和量子限制斯塔克效应(QCSE)屏蔽的竞争关系实现发射峰的蓝移。对于纳米环LED的发光颜色转换，是通过减小壁厚度及释放内部应变来抑制QCSE，进而促进发射峰的蓝移。

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转移打印

转移打印是实现micro-LED显示全彩化的关键技术。自John Rogers教授团队利用PDMS stamp转移micro-LED，Martin Dawson教授团队实现纳米精度PDMS转移后，各大公司提出了不同的转移技术。主要有范德瓦尔斯力转移打印、激光选择性释放、静电吸附、电磁力吸附、流体转移五种方法。

范德瓦尔斯力转移打印是利用PDMS stamp拾取速度与材料间能量释放率的关系来实现的。

激光选择性释放是利用材料对激光的不同吸收系数，引起界面的热膨胀，从而引起牺牲层的烧蚀，使micro-LED从原始衬底转移到接收衬底。

静电吸附是利用静电转移头产生吸引力或者排斥力实现对micro-LED的拾取和放置。在拾取micro-LED阶段，在吸附转移头和芯片上产生不同电荷，将micro-LED吸附拾取。在放置micro-LED阶段，通过调节内外电极电压差，使得电压差为零，将micro-LED放置到接收衬底。键合方式包括共晶合金键合、瞬态液相键合或固态扩散键合。

电磁力吸附转移技术有点类似于静电吸附转移，不同的是，该方法是通过线圈电感产生电磁力的方式，将micro-LED吸附及放下。在拾取micro-LED阶段，主要方式为去除牺牲层，使其处于悬空状态，电可编程磁性模块产生磁力，吸附拾取芯片;在打印micro-LED阶段，电可编程磁性模块通过加热工艺将导电模块与接收器衬底对准并接触，从而将micro-LED与接收衬底键合。最后，断电消除磁力，拾取电可编程磁性模块。

相比于上述提到的转移技术，流体转移技术的成本更低、速度更快。这种技术是利用刷子的移动来控制流体中micro-LED的运动，最后使它落入接收衬底的井中。

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颜色转换

颜色转换技术是实现micro-LED显示全彩化的另一种典型方法。这项技术最初是由Martin Dawson小组提出的。随着这项技术的蓬勃发展，来自台湾交通大学、复旦大学和一些公司的团队也采用了类似的技术来实现全彩色显示。主要有打印技术、紫外自对准固化技术和无机薄膜色转换三种方法。

郭浩中教授团队通过紫外/蓝色micro-LED来激发红色和绿色量子点实现红光和绿光的发射。进一步地，他们增加了光刻模具来减小micro-LED之间的光学串扰。

紫外自对准固化是Martin Dawson教授团队提出的，利用紫外micro-LED激发掺入不同颜色纳米晶体的纳米复合材料，实现多色转换。

除此之外，Martin Dawson教授团队还提出了一种与转移打印兼容的颜色转换方法实现无机薄膜的颜色转换。主要是利用液相毛细管力将平面MQW无机半导体膜转印到450 nm的micro-LED上，并成功制备了发射540 nm的光的混合型micro-LED。

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。对我们而言，这不仅是机遇，也是挑战。许多企业(如苹果、华星光电等)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。