Micro-LED顯示技術是一種將尺寸微縮化的半導體(ti) 發光二極管（LED）以矩陣形式高密度地集成在一個(ge) 芯片上的顯示技術，是LED芯片與(yu) 平板顯示製造的交叉學科應用技術。相較於(yu) LCD與(yu) 和OLED顯示技術，除了產(chan) 業(ye) 鏈成熟度與(yu) 製造成本，Micro-LED顯示技術在亮度、響應速度、功耗、透明度、穩定性等方麵具有顯著優(you) 勢，被廣泛認為(wei) 是下一代主流顯示技術。如何實現效率、精度、良率兼具的巨量轉移集成是學術和產(chan) 業(ye) 界共同關(guan) 注的關(guan) 鍵核心問題之一。在百舸爭(zheng) 流的眾(zhong) 多轉移技術中，激光巨量轉移技術逐步脫穎而出，承載著Micro-LED產(chan) 業(ye) 化征程的期盼。

近日，廈門大學、廈門市未來顯示技術研究院和天馬微電子組成的聯合研發團隊在SCIENCE CHINA Information Sciences雜誌發表了題為(wei) “Super retina TFT based full color microLED display via laser mass transfer”的研究論文。論文深入探討了麵向超高像素密度TFT基Micro-LED全彩顯示應用的激光巨量轉移集成關(guan) 鍵技術問題，並對激光剝離、激光轉移修複、麵板鍵合等製程所麵臨(lin) 的工藝、裝備及材料的挑戰進行了係統分析。團隊創新性提出了提升轉移效率與(yu) 良率的新方法和新技術，在業(ye) 內(nei) 首次成功製造出像素密度高達403PPI的超視網膜顯示TFT基Micro-LED全彩屏，標誌著Micro-LED顯示技術的一項重大突破。

研究創新點一：基於(yu) 激光勻化光斑輻照方案，實現圖形化襯底GaN基Micro-LED芯片的高質量襯底剝離。

當前，采用266 nm波長的半導體(ti) 泵浦固體(ti) 激光（DPSS激光）對圖形化襯底（PSS）GaN基Micro-LED進行激光剝離（LLO）時，存在工藝窗口小，芯片易出現斷裂、邊緣破損等問題。針對這一問題，團隊使用光子追蹤法模擬了PSS和GaN界麵的能量分布，進而提出激光勻化光斑輻照方案，實現圖形化襯底GaN基Micro-LED芯片的高質量襯底剝離，良率超過99%。

圖2 Micro-LED FCoC芯片的光學顯微鏡下圖像：（a）藍光，（b）綠光和（c）紅光；放大後的Micro-LED芯片共聚焦激光掃描顯微鏡圖像：（d）藍光，（e）綠光和（f）紅光

研究創新點二：提出了激光巨量轉移多因子關(guan) 聯決(jue) 策方案，通過對轉移材料物理特性、激光輻照能量、芯片輻照損傷(shang) 等因子綜合評價(jia) ，顯著提升激光巨量轉移的效率、精度與(yu) 良率。

針對超高像素密度Micro-LED全彩顯示屏對芯片激光巨量轉移定位精度與(yu) 良率的嚴(yan) 苛要求，團隊提出一種激光巨量轉移過程的多因子關(guan) 聯決(jue) 策方案，如圖3所示。包括：1）基於(yu) 激光與(yu) 轉移膠相互作用模式，對轉移膠類型選擇進行綜合評判；2）激光能量範圍與(yu) 轉移膠厚度關(guan) 聯調控，確保在無損傷(shang) 情況下實現芯片的高精度、高良率轉移；3）采用自動光學檢測（AOI）/PL檢測定位，對不良芯片進行原位修複。

圖3 激光巨量轉移多因子關(guan) 聯決(jue) 策方案

根據上述決(jue) 策方案，團隊對轉移材料物理特性、激光輻照能量、芯片輻照損傷(shang) 等影響因子進行了綜合評估與(yu) 優(you) 化，顯著提升激光巨量轉移的效率、精度與(yu) 良率，轉移效率達36kk/h，其中藍和綠光芯片一次轉移良率達99.87%，紅光芯片一次轉移良率達99.76%。進一步采用266nm激光進行修複，修複後良率達99.999%。

圖4（a）GB-ACoC部分芯片排列的SEM圖像（側(ce) 視圖）；（b）GB-ACoC芯片的光學顯微鏡圖像；（c）與(yu) （b）圖同視場下芯片PL顯微鏡圖像；（d）R-ACoC部分芯片排列的SEM圖像（側(ce) 視圖）；（e）R-ACoC芯片的光學顯微鏡圖像；（f）與(yu) （e）圖同視場下芯片PL顯微鏡圖像

基於(yu) 以上創新技術，團隊利用激光巨量轉移方法，首次成功製造出分辨率高達403PPI的超視網膜顯示TFT基Micro-LED全彩屏。

圖5 在完成激光巨量轉移集成後，像素密度為(wei) 403 PPI的Micro-LED顯示屏分別以

（a）藍色，（b）綠色和（c）紅色畫麵點亮的照片；（d）完成模組封裝後的顯示屏，實現了全彩顯示效果；插圖顯示了該顯示屏中子像素排列情況

廈門大學與(yu) 廈門市未來顯示技術研究院的楊旭高級工程師與(yu) 李金釵教授為(wei) 第一作者，黃凱教授與(yu) 中國科學院院士張榮教授為(wei) 通訊作者。該研究得到了國家重點研發計劃、福建省自然科學基金、廈門市科技計劃等項目的資助。研發團隊將持續在Micro-LED材料外延、器件開發與(yu) 轉移集成等領域開展技術深耕，加強產(chan) 學研深度融合，促進行業(ye) 快速發展。