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作为LED产业大省的研究院,如何考虑当下热门的MicroLED技术发展路径?

广东是LED产业大省,最近行业内非常关心MicroLED的发展,半导体院在这方面有什么布局和考虑吗?听说你们刚刚加入了一个MicroLED人才?
广东省半导体院 · 2017-11-14

很高兴跟你聊这个话题。

受苹果收购luxvue的影响,当下热门MicroLED研究主要集中在开发高解析度全彩MicroLED显示屏幕。中小高解析度屏幕有着高达数百亿美金的巨大市场,如手表,手机屏幕等。但是目前比较成熟的OLED中小屏幕技术,被竞争对手三星牢牢控制在手里。为了摆脱技术受制于三星的不利局面,苹果决定发展自己的显示技术。MicroLED在显示方面有一些天然优良特性,比如自发光,亮度高,功耗低,响应速度超快,超高分辨率等优点。因此苹果最终选择了把MicroLED作为新一代显示屏幕的心脏。

谈到MicroLED显示,就有必要介绍一下MicroLED的彩色化技术路径。 概括性的讲,目前主流彩色话技术有三种;一种是以苹果,Xceleprint等公司为代表发展起来的三基色MicroLED 巨量微组装技术,即直接通过组装三种不同发光颜色的MicroLED , 来实现不同颜色的互混,从而实现全彩显示。另外一种是以英国mLED公司( 我们研究团队中有曾在mled工作5年多,已被facebook收购)为代表,发展起来的单色MicroLED激发不同颜色荧光粉或量子点的技术。第三种技术是以瑞典Glo公司为代表(最近被Google注资),发展的三色发光区域选择性外延技术。即通过控制外延生长参数,直接在同一wafer 上形成不同发光颜色的区域。这些技术各有利弊:三色MicroLED芯片巨量组装技术,目前存在着良率和坏点修复的重大难题。由于动辄搬运数十万个被头发丝直径还小的MicroLED芯片来组装到驱动面板上去,不可避免的会带来一些组装过程中的出现的坏点;单色MicroLED 激发荧光粉技术有效避开了巨量组装MicroLED芯片难题,但目前还存在颜色转换效率比较低的问题,如何高精度集成量子点或荧光粉也是苛待解决的问题;三色发光区域选择性外延技术,则避免了MicroLED组装和集成荧光粉难题。但该技术最大局限在于GaN材料体系不适合生长红光材料-尽管GaN蓝光和绿光材料很成熟,GaN 红光材料是非常困难的,发光波长极易向短波漂移,因此没有商业化GaN红光材料。

那么,作为广东省的产业技术研究院,我们应该怎么考虑发展我们自己的MicroLED技术呢?我觉得应该考虑一下几个方面吧

首先,发展MicroLED技术,首先应清楚我们自己的市场定位,走最适合我们的路,寻找新的MicroLED市场增长点。的确,MicroLED在中小高解析度屏幕有着巨大市场。但我们是不是也要像众多公司一样,一窝蜂似的都瞄准这个市场呢? 答案是否定的。其实MicroLED技术有很多其它应用场合,甚至有些场合不需要全彩MicroLED显示,只需单色显示技术就可以了。MicroLED显示技术在光刻,导航,航空,通讯,神经医学等领域,均有望得到应用。 比如本人在mLED工作时,就率领团队研发出一些基于单色MicroLED的 无掩模光刻系统样机,扫描仪样机,荧光寿命分析系统等。我们应当保留我们在这些领域里的优势,继续研发单色miroled原型产品。

其次,发展MicroLED技术,应该有非常清晰的roadmap和阶段性目标。比如初期阶段,掌握核心单色显示技术和相关应用型产品的开发,抢占单色显示这些还未被业界重视或者意识到的市场。下一个阶段则是在单色技术基础上,过渡到全彩显示,发展自己的全彩显示核心技术。

再次,发展MicroLED技术,我们应注重知识产权的保护,考虑比较周全的专利布局。比如就全彩化而言,基本上不外乎上面提到的三种全彩化技术路径。但是,具体实施的工艺流程,或者某一种工艺流程里的某个关键步骤,都有文章可做。比如MicroLED其它的组装技术,量子点或荧光粉的集成技术,以及如何提高颜色转换效率的技术,都有申请专利的可能。专利布局方面,不仅仅示围绕着MicroLED 芯片工艺,而是要从显示芯片的全局出发,在MicroLED 外延,芯片工艺,组装,驱动,封装等各个领域,均申请相关专利。

最后,发展MicroLED技术,我们应注舆论导向,宣传,以及重外部合作。Microled显示如今非常火热,造成国内一些企业盲从跟进,但不知该技术却非常复杂。作为广东省的产业技术研究院,我们有责任帮这些企业正确引导他们做正确的投资或发展规划,以及技术评估。Microeld显示是一个复杂的系统,依靠单一的技术力量很难完成。而是要聚集外延,芯片工艺,组装,驱动,封装等各个领域的人才和技术力量。有句话说的好,“找专业的人,做专业的事”。 广东省是LED大省,在MicroLED技术发展的某些环节,一些兄弟单位还是颇具实力,能够提供相当大的技术援助的。比如晶科电子,国星光电,德豪润达等。联合这些传统LED大厂,以及一些老牌显示巨头,如TCL,华星光电等,建立微LED显示技术联盟,是我们应该考虑的一个重大举措,从而共同推进微显示在国内特别是广东省发展的大好局面。

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广东省半导体产业技术研究院是广东省科学院下属的18个骨干研究院所之一,正处级公益二类事业单位。承担了国家宽禁带半导体专业委员会秘工作,开展半导体照明基础理论、芯片、重大装备、外延工艺技术和封装、可见光通信及标准组件的研究及应用开发。
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