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廈門：Micro LED 技術(shù)突破，未來顯示產(chǎn)業(yè)崛起
來源：
時間：2024-07-30 15:30:31
在顯示技術(shù)的前沿領域，Micro LED（微型發(fā)光二極管）被視為“下一代顯示技術(shù)”的璀璨明星，更被寄予顛覆整個產(chǎn)業(yè)的厚望，被譽為“終極顯示技術(shù)”。在嘉庚創(chuàng)新實驗室的廈門市未來顯示技術(shù)研究院，Micro LED 的關鍵核心技術(shù)不斷取得重大突破，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化的步伐也日益加快。近期，一款高 PPI Micro LED 透明顯示屏即將在這里點亮。
走進嘉庚創(chuàng)新實驗室，從百級到萬級的潔凈室內(nèi)，數(shù)十臺新型顯示領域的高精尖設備有序排列。身著防靜電工作服的研發(fā)人員全神貫注地盯著設備上實時顯示的技術(shù)參數(shù)，一片繁忙而有序的景象映入眼簾。
研發(fā)人員介紹道：“Micro LED 顯示屏由數(shù)量眾多的微小 LED 芯片組成，每顆 LED 芯片的尺寸僅為幾微米至幾十微米。其實質(zhì)是將常見的傳統(tǒng) LED 器件大幅縮小，從而極大地提高了顯示模組上發(fā)光芯片的集成度。”這其中涉及到了一種高難度工藝——巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)，這在其他電子行業(yè)中幾乎未曾應用。
通俗來講，巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)就是要將數(shù)十萬、數(shù)百萬乃至數(shù)千萬顆微米級別的 Micro LED 芯片，以高效率和高精度轉(zhuǎn)移至驅(qū)動背板上，并實現(xiàn)良好的電連接。然而，這一過程對工藝效率、良率和精度的要求極為嚴苛，而且這三者之間相互影響，要協(xié)同精進難度極大。
廈門市未來顯示技術(shù)研究院（以下簡稱“研究院”）在 2022 年底成功打通了高效率、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。實現(xiàn)了芯片轉(zhuǎn)移效率高達一萬顆每秒，一次轉(zhuǎn)移良率大于 99.9%，修復后良率大于 99.999%，多款 Micro LED 顯示屏成功被點亮。
廈門未來顯示技術(shù)研究院副院長黃凱表示，Micro LED 不僅有望打破整張顯示屏幕在形態(tài)和大小方面的限制，解決傳統(tǒng)顯示的諸多局限，而且在提升產(chǎn)品顯示效果和性能、降低產(chǎn)品成本以及拓展應用場景等方面展現(xiàn)出巨大潛力。
自運營以來，研究院在關鍵技術(shù)上持續(xù)取得突破性進展。去年 11 月，針對智能穿戴和移動終端應用，成功點亮了一款 1.63 英寸的 Micro LED 全彩顯示模組，其分辨率達到每英寸 403 像素，是我國目前通過巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)實現(xiàn)的最高分辨率產(chǎn)品，并榮獲 MES 2024 國際元宇宙博覽會“年度產(chǎn)品創(chuàng)新大獎”。
“市面上常見的普通發(fā)光二極管顯示屏，每英寸長度內(nèi)通常組裝 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，是當前全球像素密度最高的屏幕。”黃凱介紹說。
這款如同郵票大小的顯示屏主要應用于智能手表，手表的內(nèi)部驅(qū)動背板上，集成了 44 萬顆微米級發(fā)光二極管。這相當于在每平方毫米的面積內(nèi)，組裝了近 500 顆小燈泡。當近距離觀察屏幕時，普通發(fā)光二極管屏幕會有肉眼可見的顆粒感，而這款顯示屏則毫無顆粒感，分辨率極高。
“當前行業(yè)預計，當 Micro LED 技術(shù)全面成熟后，還將催生出包括 AR、VR 等一系列產(chǎn)品，將極大地改變顯示領域的生態(tài)。”黃凱說道。近期，研究院的一款高 PPI Micro LED 透明顯示屏即將問世，未來有望在透明窗顯、透明筆記本等更多場景和領域得到應用。
Micro LED 在智能穿戴、超大尺寸電視、車載顯示等領域已逐漸嶄露頭角，展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢。未來，從 AR 到透明顯示以及更多應用場景，Micro LED 顯示有望實現(xiàn)全方位覆蓋。不過，業(yè)內(nèi)人士指出，Micro LED 要實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)仍有較長的路要走，只有當瓶頸技術(shù)和成本問題得到解決，Micro LED 產(chǎn)品才能迅速走進千家萬戶。
目前，廈門正逐漸成為新型顯示產(chǎn)業(yè)的重要集聚區(qū)，全市集聚了超過 2000 家新型顯示產(chǎn)業(yè)鏈上下游相關企業(yè)。“未來在 Micro LED 顯示領域，廈門市有可能占據(jù)全國六七成甚至更高的產(chǎn)能。無論是技術(shù)還是產(chǎn)業(yè)方面，廈門都有很大機會在全國乃至全球?qū)崿F(xiàn)引領。”
2021 年 2 月，由廈門市政府與廈門大學共建的廈門未來顯示技術(shù)研究院投入建設運營。三年半的時間里，研究院組建了由張榮院士領銜的百余人高層次多元化人才團隊，聚焦新型顯示產(chǎn)業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略需求，以 Micro LED 顯示技術(shù)為主要方向，構(gòu)建了涵蓋材料外延、芯片制造、轉(zhuǎn)移集成、可靠性評估等完整的 Micro LED 智造創(chuàng)新鏈，并廣泛引入人工智能等新技術(shù)，大幅縮短了研發(fā)周期、節(jié)約了開發(fā)成本、提高了良率和效率。研究院專注于新型顯示領域的產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)和前瞻性技術(shù)的開發(fā)與轉(zhuǎn)移，致力于實現(xiàn)“市場導向、技術(shù)突破、產(chǎn)線融合”的全鏈條協(xié)同創(chuàng)新。
據(jù)悉，研究院將在現(xiàn)有技術(shù)突破的基礎上，繼續(xù)通過關鍵核心技術(shù)的攻關，深入探索并加快推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)高水平科技的自立自強，為我國 Micro LED 顯示產(chǎn)業(yè)的發(fā)展發(fā)揮重要的引領和示范作用，助力我國在未來顯示領域保持領先地位。
走進嘉庚創(chuàng)新實驗室，從百級到萬級的潔凈室內(nèi)，數(shù)十臺新型顯示領域的高精尖設備有序排列。身著防靜電工作服的研發(fā)人員全神貫注地盯著設備上實時顯示的技術(shù)參數(shù)，一片繁忙而有序的景象映入眼簾。
研發(fā)人員介紹道：“Micro LED 顯示屏由數(shù)量眾多的微小 LED 芯片組成，每顆 LED 芯片的尺寸僅為幾微米至幾十微米。其實質(zhì)是將常見的傳統(tǒng) LED 器件大幅縮小，從而極大地提高了顯示模組上發(fā)光芯片的集成度。”這其中涉及到了一種高難度工藝——巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)，這在其他電子行業(yè)中幾乎未曾應用。
通俗來講，巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)就是要將數(shù)十萬、數(shù)百萬乃至數(shù)千萬顆微米級別的 Micro LED 芯片，以高效率和高精度轉(zhuǎn)移至驅(qū)動背板上，并實現(xiàn)良好的電連接。然而，這一過程對工藝效率、良率和精度的要求極為嚴苛，而且這三者之間相互影響，要協(xié)同精進難度極大。
廈門市未來顯示技術(shù)研究院（以下簡稱“研究院”）在 2022 年底成功打通了高效率、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。實現(xiàn)了芯片轉(zhuǎn)移效率高達一萬顆每秒，一次轉(zhuǎn)移良率大于 99.9%，修復后良率大于 99.999%，多款 Micro LED 顯示屏成功被點亮。
廈門未來顯示技術(shù)研究院副院長黃凱表示，Micro LED 不僅有望打破整張顯示屏幕在形態(tài)和大小方面的限制，解決傳統(tǒng)顯示的諸多局限，而且在提升產(chǎn)品顯示效果和性能、降低產(chǎn)品成本以及拓展應用場景等方面展現(xiàn)出巨大潛力。
自運營以來，研究院在關鍵技術(shù)上持續(xù)取得突破性進展。去年 11 月，針對智能穿戴和移動終端應用，成功點亮了一款 1.63 英寸的 Micro LED 全彩顯示模組，其分辨率達到每英寸 403 像素，是我國目前通過巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)實現(xiàn)的最高分辨率產(chǎn)品，并榮獲 MES 2024 國際元宇宙博覽會“年度產(chǎn)品創(chuàng)新大獎”。
“市面上常見的普通發(fā)光二極管顯示屏，每英寸長度內(nèi)通常組裝 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，是當前全球像素密度最高的屏幕。”黃凱介紹說。
這款如同郵票大小的顯示屏主要應用于智能手表，手表的內(nèi)部驅(qū)動背板上，集成了 44 萬顆微米級發(fā)光二極管。這相當于在每平方毫米的面積內(nèi)，組裝了近 500 顆小燈泡。當近距離觀察屏幕時，普通發(fā)光二極管屏幕會有肉眼可見的顆粒感，而這款顯示屏則毫無顆粒感，分辨率極高。
“當前行業(yè)預計，當 Micro LED 技術(shù)全面成熟后，還將催生出包括 AR、VR 等一系列產(chǎn)品，將極大地改變顯示領域的生態(tài)。”黃凱說道。近期，研究院的一款高 PPI Micro LED 透明顯示屏即將問世，未來有望在透明窗顯、透明筆記本等更多場景和領域得到應用。
Micro LED 在智能穿戴、超大尺寸電視、車載顯示等領域已逐漸嶄露頭角，展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢。未來，從 AR 到透明顯示以及更多應用場景，Micro LED 顯示有望實現(xiàn)全方位覆蓋。不過，業(yè)內(nèi)人士指出，Micro LED 要實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)仍有較長的路要走，只有當瓶頸技術(shù)和成本問題得到解決，Micro LED 產(chǎn)品才能迅速走進千家萬戶。
目前，廈門正逐漸成為新型顯示產(chǎn)業(yè)的重要集聚區(qū)，全市集聚了超過 2000 家新型顯示產(chǎn)業(yè)鏈上下游相關企業(yè)。“未來在 Micro LED 顯示領域，廈門市有可能占據(jù)全國六七成甚至更高的產(chǎn)能。無論是技術(shù)還是產(chǎn)業(yè)方面，廈門都有很大機會在全國乃至全球?qū)崿F(xiàn)引領。”
2021 年 2 月，由廈門市政府與廈門大學共建的廈門未來顯示技術(shù)研究院投入建設運營。三年半的時間里，研究院組建了由張榮院士領銜的百余人高層次多元化人才團隊，聚焦新型顯示產(chǎn)業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略需求，以 Micro LED 顯示技術(shù)為主要方向，構(gòu)建了涵蓋材料外延、芯片制造、轉(zhuǎn)移集成、可靠性評估等完整的 Micro LED 智造創(chuàng)新鏈，并廣泛引入人工智能等新技術(shù)，大幅縮短了研發(fā)周期、節(jié)約了開發(fā)成本、提高了良率和效率。研究院專注于新型顯示領域的產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)和前瞻性技術(shù)的開發(fā)與轉(zhuǎn)移，致力于實現(xiàn)“市場導向、技術(shù)突破、產(chǎn)線融合”的全鏈條協(xié)同創(chuàng)新。
據(jù)悉，研究院將在現(xiàn)有技術(shù)突破的基礎上，繼續(xù)通過關鍵核心技術(shù)的攻關，深入探索并加快推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)高水平科技的自立自強，為我國 Micro LED 顯示產(chǎn)業(yè)的發(fā)展發(fā)揮重要的引領和示范作用，助力我國在未來顯示領域保持領先地位。
