項目名稱： Micro-LED新型顯示技術(shù)
Novel Micro-LED display technology
申報單位： 深圳市思坦科技有限公司
綜合介紹或申報理由：
深圳市思坦科技有限公司成立于2018年10月18日，注冊資本1000萬元。公司由劉召軍(Micro-LED領(lǐng)域國際頂級專家)團隊（包括兩名中組部“千人計劃”專家）與南方科技大學聯(lián)合創(chuàng)建，以Micro-LED技術(shù)開發(fā)為主營業(yè)務(wù)的高科技企業(yè)，涵蓋Micro-LED新型顯示、可穿戴設(shè)備、寬禁帶半導體、人工智能顯示、健康醫(yī)療等方向。公司以解決Micro-LED技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化過程中的實際問題，并實現(xiàn)Micro-LED量產(chǎn)為目標。 Micro-LED是近年來興起的一項新型的半導體顯示技術(shù)，其世界三大發(fā)源地分別是美國德克薩斯理工大學、英國思克萊德大學、中國香港科技大學。與LCD顯示及OLED顯示技術(shù)相比，Micro-LED顯示具有更高的發(fā)光效率、高亮度、響應(yīng)速度快、輕薄、色域?qū)?、柔性、耐高低溫、耐震性等?yōu)點。可以在高/低溫度、高濕、強光照等各種惡劣環(huán)境下正常工作；應(yīng)用領(lǐng)域非常廣闊，在AR/VR、平視顯示、可穿戴顯示、手機顯示、電腦顯示和電視顯示等領(lǐng)域有著很好的發(fā)展前景，因此被業(yè)界譽為下一代完美的顯示技術(shù)。近年來蘋果、索尼、三星、LG、臉書、谷歌、富士康、京東方、維信諾、TCL等國內(nèi)外大公司，對其日益重視，并且吸引其他公司和研究院所如晶電、PlayNitride、臺灣工研院（ITRI）、友達、群創(chuàng)等紛紛加入研發(fā) Micro-LED 的陣營。
劉召軍博士所在的香港科技大學光電中心與香港科技大學先進顯示與光電子國家重點實驗室是全球最早開展Micro-LED顯示技術(shù)研究的單位之一，研究成果一直處在全球領(lǐng)先地位。深圳思坦科技團隊核心成員劉召軍博士（團隊技術(shù)帶頭人）、邱成峰博士（“千人計劃”專家）、孫小衛(wèi)教授（“千人計劃”專家）均曾在香港科技大學獲得博士學位或從事博士后研究工作。三位核心成員從事顯示材料科學及顯示技術(shù)科學研究都有超過二十年的經(jīng)歷，取得了豐富的成果；如：劉博士自2006年開始十余年時間一直專注在Micro-LED領(lǐng)域開展研究工作，是全世界較早（很可能是第一）以Micro-LED為研究題目獲得博士學位的研究人員。在其博士論文《Flip-Chip Mounted Active Matrix Programmable Monolithic Light Emitting Diodes on Silicon (LEDoS) Displays》中詳細論述了Micro-LED的設(shè)計、制備、轉(zhuǎn)移、以及有源尋址驅(qū)動方式等重要內(nèi)容；在2017年在美國洛杉磯召開的國際顯示會議上被評為最佳論文(Top 6%)、2018年劉召軍博士與Apple的資深主管Ion Bita博士共同擔任國際信息顯示學會（SID：顯示領(lǐng)域全球最高級別學會）Micro-LED與量子點技術(shù)委員會主席。孫小衛(wèi)教授在“量子點發(fā)光材料”、“載流子傳輸材料”和“界面修飾材料與器件結(jié)構(gòu)及物理機制”等方面做出一系列創(chuàng)新性和系統(tǒng)性研究，在器件效率、制備成本和壽命等方面取得突破進展，產(chǎn)生重要國際影響。重要研究成果包括：超高效率紅綠藍的鎘基量子點的制備技術(shù)、高效QLED器件結(jié)構(gòu)及制備技術(shù)等，相關(guān)工作被遴選為封面文章發(fā)表于Advanced Functional Materials, ACS Nano, Advanced Optical Materials 及Advanced Science上，并連續(xù)二年獲國際信息顯示協(xié)會“杰出論文獎”。邱成峰教授在國內(nèi)外發(fā)表學術(shù)論文76篇，作為主要發(fā)明人申請專利91項，曾獲得四川省“千人計劃”創(chuàng)新團隊，中國僑聯(lián)貢獻獎及2016年度“創(chuàng)新人才獎”，曾被評為四川省新經(jīng)濟十大優(yōu)秀企業(yè)家和宜賓市十佳創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人物等稱號。
主要技術(shù)參數(shù)：
代表性Micro-LED及相關(guān)顯示器主要參數(shù)如下：
1、像素間距小于10微米的Micro-LED微顯示器件，發(fā)光波長為455±10nm，分辨率為1200x720；
2、Micro-LED/Mini-LED桌面式驅(qū)動系統(tǒng)，驅(qū)動電壓5V，功耗小于1瓦，體積小于50 x50 x1.5mm3；
3、柔性透明Micro-LED/Mini-LED陣列，透明度大于60%，工作溫度不超過42度，結(jié)合量子點實現(xiàn)全彩色；
與國內(nèi)外同類產(chǎn)品或同類技術(shù)的比較情況：
眾說周知，LED能夠自發(fā)光，亮度高，壽命長，響應(yīng)時間快等優(yōu)點，近年來在室外顯示，照明等得到大規(guī)模應(yīng)用；然而其像素尺寸大，不適合近距離顯示，是應(yīng)用領(lǐng)域受到很大的限制。Micro-LED技術(shù)是將LED像素點從幾個mm縮小到幾十個μm甚至幾個μm，并實現(xiàn)其大面積生產(chǎn)的技術(shù)；它不僅有著LED的所有優(yōu)勢，還有著明顯的高分辨率及便攜性等特點，在諸多傳統(tǒng)應(yīng)用及未來新興應(yīng)用上都有著巨大潛力。Micro-LED是基于效率和穩(wěn)定性極高的第三代半導體-氮化鎵材料制作，同時又作為自發(fā)光的微小顯示像元。Micro-LED顯示芯片完全摒棄背光源模塊，極大的簡化了整個系統(tǒng)的光路，提高了光利用率并且降低了成本。光路的簡化和光效的提高帶來的是整個系統(tǒng)體積與重量的大大縮減和功耗的大幅度降低，從而延長電池使用時間，減少發(fā)熱量的同時也提高了使用壽命。與OLED技術(shù)相比，Micro-LED器件不僅光效高同時其有具有氮化鎵材料的高度穩(wěn)定性的優(yōu)點，可以長時間工作在高溫、低溫、潮濕、有毒、超低壓、太空輻射等極端的環(huán)境中。
經(jīng)濟評價分析：
LED 是深圳市的重要產(chǎn)業(yè)。2014 年深圳 LED 產(chǎn)值總額為 1335 億元，占整個廣東省的38.6%，相對于廣東省乃至全國其他地區(qū)處于絕對優(yōu)勢地位。然而近兩年來這種優(yōu)勢在逐漸減弱。一方面是由于國際市場形勢逆轉(zhuǎn)，技術(shù)壁壘、關(guān)稅壁壘等因素導致外銷市場開始疲軟；另一方面，深圳市也在謀求升級轉(zhuǎn)型，由制造型經(jīng)濟向技術(shù)或服務(wù)型經(jīng)濟轉(zhuǎn)變。因此，LED產(chǎn)業(yè)必須謀求升級，開發(fā)照明之外的高端應(yīng)用，提升LED 產(chǎn)品的附加值。恰逢其時，Micro-LED技術(shù)應(yīng)運而生。由于Micro-LED優(yōu)良的性能和特點，以及隨著投資力度的不斷加強，為其應(yīng)用和推廣奠定了基礎(chǔ)。雖然目前制約Micro-LED尚存在三個方面的技術(shù)難點，但與過去相比已有了很大的改進。除了三星推出使用Micro-LED技術(shù)所開發(fā)的產(chǎn)品之外，索尼早在2017年就展示了獨特的Micro－LED顯示技術(shù)，當時就
以超清晰的畫質(zhì)和色彩引發(fā)了圈內(nèi)人士的關(guān)注；蘋果收購Micro－LED顯示技術(shù)公司LuxVue，體現(xiàn)了其在這個領(lǐng)域中的深入計劃。Micro-LED顯示技術(shù)應(yīng)用，國內(nèi)外顯示行業(yè)都十分熱衷，因此Micro LED由實驗室科研走向產(chǎn)業(yè)化為期可待。有機構(gòu)預測，2025年Micro-LED顯示器市場規(guī)模將達到19.8億美元，而后并將快速增長。
技術(shù)及工藝創(chuàng)新要點：
采用基于納米壓印和噴墨打印量子點膜的 Micro-LED 陣列彩色化技術(shù)，實現(xiàn)Micro-LED陣列高均勻性和一致性的色彩轉(zhuǎn)化。 目前一般采用旋轉(zhuǎn)涂布或霧狀噴涂技術(shù)將量子點直接涂覆在藍光Micro-LED上以實現(xiàn)Micro-LED 的彩色化，但該技術(shù)存在以下主要問題：（1）由于 Micro-LED 經(jīng)過加工后表面并非平整均一，直接在 Micro-LED 涂覆量子點，難以實現(xiàn)涂覆膜的精度或均勻性，使得成品 率和顯示質(zhì)量降低；（2）涂覆的量子點均勻性較差，噴涂時會出現(xiàn)較多缺陷，不同顏色的量子點之間會相互影響，使得彩色化質(zhì)量顯著下降。本技術(shù)采用量子點膜轉(zhuǎn)印技術(shù)，先在納米壓印基板上通過噴墨打印的方式進行量子點墨水噴涂，可精確控制量子點像素的形狀與均勻度，同時避免了不同顏色像素間的相互干擾；然后再將該彩色量子點膜通過壓合的方式轉(zhuǎn)印到Micro-LED陣列上，可有效解決在Micro-LED上直接噴涂量子點工藝的不足之處，從而實現(xiàn)高均勻性和一致性的Micro-LED陣列彩色化技術(shù)。
采用了高密度精細點距的巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)和微封裝技術(shù)。 現(xiàn)有的Micro-LED轉(zhuǎn)移技術(shù)均在轉(zhuǎn)移速度與良率等方面存在相當大的挑戰(zhàn)。LuxVue公司的靜電吸附轉(zhuǎn)移方式當Micro-LED 素尺寸縮小到10微米以下時，轉(zhuǎn)移良率顯著降低。 X-Celeprint 公司的轉(zhuǎn)移技術(shù)需要用特定的犧牲層來釋放待轉(zhuǎn)移器件，而紅光、綠光、藍光的 Micro-LED 均基于不同的外延材料體系，工藝復雜。當Micro-LED的顯示像素縮小到微米級時，將無法使用傳統(tǒng)的封裝技術(shù)來進行Micro-LED與其對應(yīng)的有源尋址像素電路進行互聯(lián)。此時對微封裝技術(shù)的均勻性、一致性、穩(wěn)定性、寄生電阻電容等方面均提出巨大的挑戰(zhàn)。需要設(shè)計與制備高度均勻一致、歐姆接觸良好、鍵合與回流溫度低的高密度倒裝焊焊點陣列，并對加工工藝的各個步驟進行改良。本技術(shù)在原有轉(zhuǎn)移技術(shù)的基礎(chǔ)上進行探究，提出使 用電子束蒸發(fā)、接觸式/接近式光刻機光刻、高精度回流爐退火、亞微米級倒裝焊機鍵合等關(guān)鍵技術(shù)和轉(zhuǎn)移技術(shù)，開發(fā)點距5微米以下的倒裝焊焊點陣列，實現(xiàn) Micro-LED 陣列與硅基驅(qū)動電路之間的高機械強度良好電學接觸的鍵合。不同尺寸的倒裝焊焊球均有完美的形貌與分布。我們技術(shù)中，最小的焊球的直徑小于 5 微米！這在目前世界上的倒裝焊技術(shù)中處于領(lǐng)先的水平。
采用硅基工藝的概念和基于低溫硅基工藝的電路及芯片。此技術(shù)降低使用硅基IC工藝驅(qū)動Micro-LED的成本。 目前單晶硅基微顯示都是使用成熟的硅基 IC 工藝。這項技術(shù)成熟可靠，但成本高。硅基顯示像素基本驅(qū)動原理與大面積平板顯示 AMOLED 相同，但需要大的驅(qū)動電流，對器件特性要求高。參考平板顯示的工藝流程，利用與顯示工業(yè)兼容的低溫制程，使用單晶硅基片進行器件制造和電路設(shè)計，大幅降低成本的同時實現(xiàn)Micro-LED有源尋址和全集成。
實際運用案例和用戶評價意見：
Micro-LED 顯示越來越展現(xiàn)出巨大的潛力，其應(yīng)用方向包括近眼顯示、可穿戴設(shè)備和投影儀等.Micro-LED 顯示在亮度與飽和度方面的明顯優(yōu)勢，即便高強度的環(huán)境光下也能保持很高的顯示質(zhì)量。Micro-LED 顯示應(yīng)用于投影儀設(shè)備時，其不但可以完全摒棄背光源，且能夠以更少的光學組件達到更高的光利用率。Micro-LED顯示也有著自發(fā)光，低功耗，小尺寸的特性，這使得其擁有良好的便攜性和能量利用率。與其他傳統(tǒng)顯示器相比，不僅體積和重量可得到優(yōu)化，更是大大提高了電池使用時間，使其在可穿戴設(shè)備及 VR/AR 設(shè)備上的應(yīng)用也廣受期待。Micro-LED 在極端工作環(huán)境下也能 保持很好的穩(wěn)定性，這不僅大大拓展了 Micro-LED 的應(yīng)用領(lǐng)域，更預示著其更廣闊的應(yīng)用潛能。
下面全彩Micro-LED投影照片中：（a）為三色Micro-LED合成彩色顯示的實拍照片，LEDoS（Micro-LED on Silicon）為Micro-LED直接bonding在硅基CMOS系統(tǒng)驅(qū)動芯片上，紅綠藍三色Micro-LED通過合色棱鏡合成彩色顯示；（b）Micro-LED彩色投影整體結(jié)構(gòu)的照片；（c）為Micro-LED彩色投影示意圖。 （數(shù)據(jù)來源：Photonic Technology Letters, Vol.25, No. 23, 2013）
獲獎、專利情況：
如下為專利情況，
是否有“智能設(shè)計”？
基于硅基CMOS制程的智能化硅基有源尋址Micro-LED驅(qū)動技術(shù)?；趯嶒灥慕Y(jié)果和Micro-LED陣列的要求計算驅(qū)動電路參數(shù)，主動尋址的電流型Micro-LED像素驅(qū)動電路技術(shù)；在此基礎(chǔ)上進行主動尋址驅(qū)動芯片的智能化集成設(shè)計，實現(xiàn)電路的智能化。
申報單位介紹：
深圳市思坦科技有限公司成立于2018年10月18日，注冊資本1000萬元。公司由劉召軍(Micro-LED領(lǐng)域國際頂級專家)團隊（包括兩名中組部“千人計劃”專家）與南方科技大學聯(lián)合創(chuàng)建，以Micro-LED技術(shù)開發(fā)為主營業(yè)務(wù)的高科技企業(yè)，涵蓋Micro-LED新型顯示、可穿戴設(shè)備（孔雀團隊）、寬禁帶半導體、人工智能顯示、健康醫(yī)療等方向。公司以解決Micro-LED技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化過程中的實際問題，并實現(xiàn)Micro-LED量產(chǎn)為目標。
產(chǎn)品圖片：
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