廈門市未來顯示技術(shù)研究院：一款高PPI Micro-LED透明顯示屏實(shí)現(xiàn)點(diǎn)亮

    Micro-LED（微型發(fā)光二極管）被譽(yù)為“下一代顯示技術(shù)”，更被期望為顛覆產(chǎn)業(yè)的“終極顯示技術(shù)”。在嘉庚創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室廈門市未來顯示技術(shù)研究院（以下簡(jiǎn)稱“研究院”），Micro-LED的關(guān)鍵核心技術(shù)不斷被突破，并快速推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。近期，一款高PPI Micro-LED透明顯示屏將在研究院實(shí)現(xiàn)點(diǎn)亮。

廈門市未來顯示技術(shù)研究院黃光實(shí)驗(yàn)室

    攻克巨量轉(zhuǎn)移和集成高難度工藝技術(shù)

    建成全球首條G2.5代Micro-LED相關(guān)工藝示范線

    相較于已大規(guī)模量產(chǎn)的LCD和OLED技術(shù)，Micro-LED技術(shù)具備高亮度、高對(duì)比度、高可靠性以及響應(yīng)速度快等一系列顯著優(yōu)勢(shì)。

    近日，記者在嘉庚創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室看到，從百級(jí)到萬(wàn)級(jí)的潔凈室內(nèi)，布局了數(shù)十臺(tái)新型顯示領(lǐng)域的高精尖設(shè)備，身著防靜電工作服的研發(fā)人員緊盯設(shè)備上實(shí)時(shí)顯示的技術(shù)參數(shù)，一派繁忙而有序的研發(fā)景象。

    “Micro-LED顯示屏由數(shù)目眾多的微小LED芯片組成，每個(gè)LED尺寸僅為幾微米至幾十微米，”研發(fā)人員告訴記者，它實(shí)質(zhì)上可以看作將傳統(tǒng)常見的LED器件進(jìn)行數(shù)百倍的縮小，大幅度提高顯示模組上發(fā)光芯片的集成度。這就涉及一種其他電子行業(yè)幾乎都不會(huì)用到的高難度工藝——巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)。

    簡(jiǎn)單來說，就是將數(shù)十萬(wàn)、數(shù)百萬(wàn)乃至數(shù)千萬(wàn)顆微米級(jí)別的Micro-LED芯片，高效率高精度地轉(zhuǎn)移至驅(qū)動(dòng)背板上，并實(shí)現(xiàn)良好的電連接。這一過程對(duì)工藝效率、良率和精度都有著極為苛刻的要求，而效率、良率和精度通常又互相影響，協(xié)同精進(jìn)極其困難。

    廈門市未來顯示技術(shù)研究院于2022年底打通了高效率、高良率、高精度的激光巨量轉(zhuǎn)移全鏈條工藝，并于2023年建成了全球首條G2.5代Micro-LED巨量轉(zhuǎn)移工藝示范線，實(shí)現(xiàn)芯片轉(zhuǎn)移效率高達(dá)一萬(wàn)顆每秒。一次轉(zhuǎn)移良率大于99.9%，修復(fù)后良率大于99.999%，成功點(diǎn)亮多款Micro-LED顯示屏。

    廈門市未來顯示技術(shù)研究院副院長(zhǎng)黃凱介紹，Micro-LED不僅有望再次突破整張顯示屏幕形態(tài)、大小的枷鎖，解決傳統(tǒng)顯示的諸多局限性，還在提升產(chǎn)品顯示效果和性能以及降低產(chǎn)品成本、應(yīng)用場(chǎng)景等方面展現(xiàn)了巨大潛力。

Micro-LED產(chǎn)品展示

    開拓應(yīng)用場(chǎng)景引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展

    成功點(diǎn)亮全球像素密度最高的屏幕

    運(yùn)營(yíng)至今，研究院在關(guān)鍵技術(shù)卡點(diǎn)上連續(xù)取得突破性進(jìn)展——去年11月，面向智能穿戴和移動(dòng)終端應(yīng)用，成功點(diǎn)亮了一款1.63英寸Micro-LED全彩顯示模組，分辨率達(dá)到每英寸403像素，是我國(guó)目前采用巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)實(shí)現(xiàn)的最高分辨率產(chǎn)品。該產(chǎn)品還獲得了MES 2024國(guó)際元宇宙博覽會(huì)“年度產(chǎn)品創(chuàng)新大獎(jiǎng)”。

1.63英寸Micro-LED全彩顯示模組

    “市面上常見的普通發(fā)光二極管顯示屏，每英寸長(zhǎng)度內(nèi)將組裝45到90顆發(fā)光二極管芯片，而這款新型顯示屏，每英寸長(zhǎng)度屏幕內(nèi)組裝了超過1200顆極其微小的發(fā)光二極管芯片，是當(dāng)前全球像素密度最高的屏幕。”黃凱介紹。

    這款郵票大小的顯示屏主要應(yīng)用于智能手表，手表的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)背板上，集成了44萬(wàn)顆微米級(jí)發(fā)光二極管。這就好比在每平方毫米的面積內(nèi)，組裝了近500顆小燈泡。當(dāng)我們近距離觀察屏幕時(shí)，普通發(fā)光二極管屏幕有肉眼可見的顆粒感，而這款顯示屏則完全看不出顆粒，分辨率非常高。

    “當(dāng)前行業(yè)的預(yù)期是，在Micro-LED技術(shù)全面成熟以后，還將催生包括AR、VR等一系列產(chǎn)品的出現(xiàn)，將在很大程度上改變顯示領(lǐng)域的生態(tài)�！秉S凱說。近期，研究院一款高PPI Micro-LED透明顯示屏將問世，未來有望在透明窗顯、透明筆記本等更多場(chǎng)景和領(lǐng)域應(yīng)用。

    Micro-LED在智能穿戴、超大尺寸電視、車載顯示等領(lǐng)域已經(jīng)逐漸展現(xiàn)出其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，未來從AR到透明顯示乃至更多應(yīng)用，Micro-LED顯示可以說有望實(shí)現(xiàn)“全包圍”。不過業(yè)內(nèi)人士表示，距離Micro-LED的大規(guī)模量產(chǎn)還有較長(zhǎng)的路要走，當(dāng)瓶頸技術(shù)和成本的問題得到解決，Micro-LED產(chǎn)品將快速走入千家萬(wàn)戶。

    記者了解到，廈門正在成為新型顯示產(chǎn)業(yè)的重要集聚區(qū)，目前全市集聚新型顯示產(chǎn)業(yè)鏈上下游相關(guān)企業(yè)超2000家�！拔磥碓贛icro-LED顯示領(lǐng)域，廈門市可能占據(jù)全國(guó)六七成甚至更高的產(chǎn)能。無論是從技術(shù)上還是產(chǎn)業(yè)上，廈門都有較大機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)在全國(guó)乃至全球的引領(lǐng)�！�

    2021年2月，由廈門市政府與廈門大學(xué)共建的廈門未來顯示技術(shù)研究院投入建設(shè)運(yùn)營(yíng)。三年半來，研究院組建起由張榮院士領(lǐng)銜的百余人高層次多元化人才團(tuán)隊(duì)，聚焦新型顯示產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略需求，以Micro-LED顯示技術(shù)為主攻方向，構(gòu)建形成了涵蓋材料外延、芯片制造、轉(zhuǎn)移集成、可靠性評(píng)估等完備的Micro-LED智造創(chuàng)新鏈,廣泛引入人工智能等新技術(shù)，大幅度縮短研發(fā)周期、節(jié)約開發(fā)成本、提高良率和效率。研究院專注于新型顯示領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)和前瞻性技術(shù)的開發(fā)與轉(zhuǎn)移，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)“市場(chǎng)導(dǎo)向、技術(shù)突破、產(chǎn)線融合”的全鏈條協(xié)同創(chuàng)新。

    據(jù)了解，研究院將在目前系列技術(shù)突破的基礎(chǔ)上，通過關(guān)鍵核心技術(shù)突破，繼續(xù)深耕并快速推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)，為我國(guó)Micro-LED顯示產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到重要引領(lǐng)與示范作用，助力我國(guó)在未來顯示領(lǐng)域保持持續(xù)領(lǐng)先。