首个Micro LED行业标准发布！终结小间距LED发展乱象

电子发烧友网报道（文/吴子鹏）近日，利亚德、京东方、TCL、海信、艾比森、联建光电等近二十家企业携手，共同起草了《Micro LED显示屏通用技术规范——中大尺寸显示屏》团体标准（以下简称“标准”）。值得注意的是，这是全球第一个针对Micro LED发布的行业标准。

 

此前，有设备厂商曾向电子发烧友网记者表示，现阶段Micro LED的发展缺乏行业规范，很多客户的需求描述为Micro LED，实际上是Mini LED，两者之间在器件精度方面有明显的差别，价格也差别较大。并且，还有一些企业将Micro LED和Mini LED统称为小间距LED产品，这时候也需要做进一步的沟通才能确定具体的设备需求。

 

Micro LED尺寸明确为1-100μm
 

Micro LED的英文全名是Micro Light Emitting Diode，中文称作微发光二极体，也可以写作μLED。Micro LED的实现是在一个芯片上集成的高密度微小尺寸的LED阵列，这便对LED器件尺寸提出了要求。

 

过往，对于Micro LED使用的LED芯片有三种尺寸定义，分别是50μm、60μm、100μm，不同的厂商会选择不同的标准来定义自家的产品。标准规定，Micro LED芯片尺寸要求长宽任意一边小于100μm。

 

从这方面来看，标准希望将Micro LED的准入门槛尽可能地降低，以推动产业更快地向Micro LED时代迈进。P0.1（也就是100μm）这一特征分界点的明确，设备和LED芯片厂商将会有明确的目标。

 

Micro LED应为倒装芯片、无焊接工艺
 

标准还要求，Micro LED芯片应为倒装芯片，应采用无焊线工艺。

 

下图是市场调研机构TrendForce在解读Micro LED工艺是给出的示意图。可以看出，Micro LED和传统的LCD、OLED，在工艺上有着明显的差异，仅包括基板、电极、RGB子像素和防眩晕保护膜四部分组成。

 

图源：TrendForce

 

从技术实现上看，Micro LED是将LED结构设计进行薄膜化、微小化、阵列化，然后将Micro LED批量式转移至电路基板上，其基板可为硬性、软性之透明、不透明基板上，最后是通过沉淀工艺加上电极和保护膜。

 

当然，在技术实现上，Micro LED的工艺之争比尺寸之争更加激烈。这些工艺可以具体分化为晶圆形成、模版、蚀刻、模版去除、键合、组装和测试。

 

和照明LED不同，Micro LED芯片在2A/cm2 以下工作区间里，主要是减少非辐射复合提升材料的质量。这就导致，随着LED芯片尺寸的缩小，芯片会向着大电流方向移动，且是右移。那么，为了克服这种工艺挑战，业界此前提出了两种芯片工艺，一个是垂直结构，一个是倒装结构。

 

我们先看垂直结构，Micro LED垂直结构是指两个电极在LED结构的异侧，以图形化电极和p型GaN作为第二电极，使得电流全部垂直流过外延层。垂直结构有两个比较知名的工艺——高效垂直InGaN Micro LED和垂直结构Micro LED在玻璃基板上的晶圆级集成，实现了10μm以下的LED芯片阵列，并大幅提高了光效。从工艺难度来说，垂直结构对于LED芯片制造的要求更低，容易实现小尺寸LED芯片，但是对于剥离和转移LED要求更高。从LED芯片制备之后，垂直结构几乎就没有啥优势了，尤其是在LED阵列转移之后，垂直结构Micro LED并不是只需要键合就完成连接，还需要额外的工艺实现电性连接。

 

倒装结构Micro LED对于LED芯片制备有更高的要求，随着LED芯片尺寸的缩小，倒装结构需要更复杂的设备。不过，倒装结构Micro LED和目前主流的巨量转移技术更加贴合，能够一次性实现大批量的LED芯片转移，有着更高的产品一致性保证。并且，由于是倒装结构，LED芯片转移到基板之后，通过键合的方式一次性就完成了转移和电性连接。

 

当然，目前巨量转移的量产设备还是比较少见的，相关设备需要满足工艺、精度、良率、转移速率、成本等综合性能指标，由于LED芯片数量巨大，即便是3个9（99.9%）的良率也会带来比较高昂的成本。

 

另外，标准第一次明确Micro LED显示屏针对中大尺寸产品在分类、技术要求、质量检验规范、检验规则、标志、包装、运输、贮存中的要求，为Micro LED产品的研发、制造、生产、销售提供了标准依据。

 

小结
 

根据glorbene wswire的报告，2028年全球Micro LED显示器市场将达到约8亿美元，2023年至2028年复合市场将增长70.4%。很明显，作为下一代显示技术，Micro LED仍然处于早期阶段。相信随着标准的发布，行业的发力方向将更加一致协同，后续产业的发展速度将提高到更高的水平。