图解论文 —— V公司的MicroLED方案

• MicroLED为GaN基器件，采用的倒装即所谓Flip-Chip结构，发光的波长为385nm，尺寸为31x15μm。
  根据文章的信息，MicroLED器件提供商为日本的Nitride Semiconductor公司，如下图所示蓝宝石基板上生长的MicroLED器件，Flip-Chip结构需要保持电极一定的面积和电极之间的间隔，因此在缩减尺寸方面受到限制。
  文章中给出的参数，电极的尺寸大约在10x10μm，电极间的间隔为10μm。

• 紫外光激发荧光实现彩色化的方案，尽管发光的效率较低，并且需要专门的工艺线制造色彩转换层，但却不需要开发高效率的红光Micro LED，一次性可以完成三种颜色的转换，并且可以规避一些其它色彩转换方式所造成的Mura。
  

• 采用的LLO（Laser Lift-Off）的方式实现巨量转移，可以实现快速和较高良率的转移。
  这里来看看V-tech所采用的LLO的一些信息。他们所采用的是Selective LLO，就是说可以实现选择性转移的LLO技术，这样的选择性是如何实现的呢。
  如下图所示，为LLO设备和相关的参数。采用的激光器为波长266nm、脉冲宽度10皮秒的紫外脉冲激光。其功率1w、重复频率10KHz。为了实现选择性，对于激光照射基板的位置需要非常精确地控制。从文章的描述中，机台的移动与激光脉冲需要实现同步，在文章中可以看到这种同步可以保证位置偏差在±2μm，相对于MicroLED器件的尺寸，这样的精度应当可以实现准确的选择。
  
  这种选择性转移的一个最大的优势是可以节约MicroLED，因为最终显示器上面的PPI密度并不需要和外延片上的器件密度一致，如果合理设计外延片上面的器件分布，使其和显示器的PPI呈现为倍数关系，则可以间隔着进行转移。但现在并不清楚采用的是线激光还是某个点，也许可以通过重复频率和载台机械移动的限制来估算一下，这一点对于转移的细节挺重要。
• 键合的方式可见下图，他们采用了一种被称为BPEB（bump penetration electric bonding），具体的方式在背板上制作特定的bump，然后涂上一层黏胶，这样可以在转移的时候将MicroLED器件与bump黏合，然后通过压接和加热实现背板和器件的电气联结。

• 要实现荧光转换，需要制作单独的被称为CCL的荧光转换层。从文章中所透露的信息看来，荧光层需要由单独的cell隔离开防止混色，V-tech采用的是光刻胶制作成cell的结构，然后在光刻胶的侧壁沉积铜金属。如下图所示，cell的深度最大为20μm，壁厚最小为4μm，最大的分辨率可以做到500ppi。而荧光粉的填充，可能也采用光刻或丝网印刷的工艺完成。

  

  CCL被单独制作在一块基板上，要实现柔性显示，CCL可以被制作在一层PI膜上，通过对位与驱动及器件的基板压接。然后再次利用LLO工艺，将CCL及PI从玻璃上分离。

  

   

  组装完成后的显示屏像素排列如下图所示，从而实现了RGB的三色发光。

  

• 驱动背板选用的是micro-Si芯片，这里的Micro-Si芯片看起来是指晶体硅上面制作的微小驱动芯片的意思。而文章中也暗示采用了转移和bonding的技术来制作这些micro-Si芯片的阵列，如果是这种方式，那工艺的复杂程度又会高很多。

  为什么不采用成熟的LTPS驱动背板，给出的解释是：紫外GaN LED激发荧光的方式效率很低，采用PWM的方式来实现不同的灰阶需要高的电子迁移率和快速的开关速度；LTPS目前的成本可能会更加高；采用micro-Si芯片，方便集成更多的功能。

下面是来自日文网站上的工艺示意图，自己重新画了一下，不过这个过程和上面论文的有所不一样，大家可以作为参考。 

 ①LLO示意

原文始发于微信公众号（显示工程师）：图解论文 —— V公司的MicroLED方案