5月3日，韩国 LG电子（LG Electronics）Wonjae Chang, Jungsub Kim，Jeong Soo Lee等，在Nature上发文，提出了一种基于流体自组装（FSA）技术的新转移方法，称为磁力辅助介电泳自组装技术（MDSAT），它结合了磁力和介电泳（DEP）力，在15分钟内，实现了同时的红色，绿色和蓝色(RGB) LED转移，转移良率为 99.99%。

与有机发光二极管 (OLED) 显示器相比，Micro LED 显示器具有多种优势，包括长寿命和高亮度，因此作为下一代显示器一直备受关注。Micro LED 技术正在商业化用于大屏幕显示器，例如数字标牌，并且正在针对其他应用开展积极的研发计划，例如增强现实、柔性显示器和生物成像。

然而，转移技术存在重大障碍，如果需要第 10 代以上（2,940 × 3,370 mm 2) 玻璃尺寸获得高吞吐量、高良率的商业化，那么 MicroLED 才能进入主流产品市场并与液晶显示器和 OLED 显示器竞争。

一、MicroLED巨量转移是什么？

巨量转移技术是应用到MicroLED上的关键技术。MicroLED显示的发光像素单元是微米量级的，而其显示的关键技术就是将发光像素单元组装到驱动面板上形成高密度LED阵列。我们都知道MicroLED的芯片非常小，目前市面上，传统LED芯片大小≥200μm；MiniLED芯片大小在50－200μm；而MicroLED的芯片大小甚至可以达到＜50μm。这也意味着，在同等面积下，MicroLED封装的数量最多。

因此要把这么小的LED完美转移到驱动电路的基底上，并且实现电路连接非常不容易。而MicroLED巨量转移设备便能解决这个难题，MicroLED巨量转移设备是采用激光转移技术，将微米级LED芯片大规模移植到驱动电路板上形成LED阵列的高端装备。其能把超大规模的小像素完整转移到做好的驱动电路的衬底上的设备，并且保证转移过程对芯片不会造成损伤。

综上所述，MicroLED巨量转移设备是MicroLED生产过程中需要的核心装备之一，其性能优劣直接影响MicroLED的良品率与制造成本。

二、巨量转移技术研究与发展现状

现阶段 Mini/Micro LED 显示屏量产化生产还有许多技术瓶颈有待突破，如芯片制备、巨量转移（Mass Transfer，MT）、检测与修复等，其中巨量转移是将大量 Mini/Micro LED 从源基板上转移至目标基板的过程 ，影响着 Mini/Micro LED 显示屏批量化生产的进程。

以生产一台普通的4K显示屏为例 ，假设每像素点为 3 个R/G/B 晶粒，则需要转移千万颗 LED 芯片，即使一次转移 1 万颗，也需要重复上千次，因此，如何快速且精准地将大量微米级芯片转移到目标位置成为巨量转移技术亟待解决的问题。

根据拾取和释放芯片方式，可将巨量转移方案分为：

1、 精准拾取-释放转移技术

精准拾取-释放转移技术包含：微转印技术、电磁力转移技术、摆臂式转移技术、针刺式转移技术、静电力转移技术。

微转印技术（Micro Transfer-Printing，μTP）主要通过调控弹性印章/芯片 界面的范德华力（粘附力），实现芯片的转移。

研究团队指出，微转印技术在转移过程中，需在印章表面设置微小结构实现粘附力的调控，增加了印章制备的困难。

此外，粘附力的大小随印章使用次数的增加而降低，需定期更换印章，增加了印章的使用数量。

因此，衍生出了其他的精准拾取-释放转移技术包含：电磁力转移技术、摆臂式转移技术、针刺式转移技术、静电力转移技术。

2、 自组装技术

自组装包含：流体自组装技术、磁力自组装。

研究团队认为，自组装技术采用流体力或磁力驱动芯片完成转移，与精准拾取-释放转移技术相比，可转移尺寸更小、结构更复杂的芯片，具有成本低、效率高的优势，但组装过程中芯片易损毁，良率无法保证。

3、滚轴转印技术

滚轴转印技术通过中间介质弹性印章实现芯片的拾取，利用精密自动化装置完成芯片与目标基板的对准和压印，提高了芯片的转移精度，但其自动化装置精密工艺难度大，且不能选择性转移芯片。

4、激光剥离技术

激光剥离技术通过高能量激光束穿过透明基板烧蚀响应层，并利用响应层产生的化学或光热反应，将芯片剥离至目标基板上，具有高精度选择性释放芯片的能力。通过将单束激光衍射成多束激光，可实现芯片的大规模剥离，其转移效率可达 100 M/h。

研究团队认为，目前为止，Mini/Micro LED 巨量转移均具有以下特征：

（1）芯片转移良率普遍低于 99. 9999%，难以满足 Mini/Micro LED 显屏良品率的要求；

（2）芯片的转移效率普遍低于100 M/h，难以实现 Mini/Micro LED 规模化量产；

（3）目前为止，国内企业仅实现了 Mini LED的转移，未能实现 Micro LED 的转移。

三、LG开发Micro LED巨量转移新技术，转移良率达99.99%

5月3日消息，来自韩国LG电子材料与器件高级研究中心的研究人员在《自然》（nature）杂志上发表了一篇论文，提出了一种新的Micro LED巨量转移方案，可在15分钟内完成RGB三色LED的转移，转移良率达99.99%。

论文指出，Micro LED技术正在商业化应用于数字标牌等大尺寸显示屏上，且LED与显示行业正在针对Micro LED的其他应用开展研发计划，如AR/VR设备、柔性显示屏、生物成像等。

然而，目前Micro LED在巨量转移环节上仍面临阻碍，需提高效率、良率以及适配第10代以上（2,940 × 3,370 mm?）玻璃基板的生产能力，Micro LED技术才能进入主流产品市场并与液晶和OLED显示器进行竞争。

为提高Micro LED的巨量转移效率，论文提出了一种基于流体自组装（fluidic self-assembly（FSA））技术的新巨量转移方法，称作磁力辅助介电泳自组装技术（magnetic-force-assisted dielectrophoretic self-assembly technology（MDSAT）），该技术结合了磁力和介电泳（DEP）力，可实现红光，绿光和蓝光Micro LED的同时转移，且在15分钟内的转移良率为99.99%。

具体来看，该转移技术的工作原理是通过在Micro LED中嵌入可由磁铁控制的镍，并以受体孔为中心施加局部介电泳（DEP）力，因此Micro LED可被有效地抓取并组装在受体位点。

此外，研究人员在论文中展示了如何通过Micro LED和受体之间的形状匹配，进行RGB三色Micro LED的同时组装。

最后，研究人员通过新转移技术制造出了一个无源矩阵发光面板，具有无损伤转移特性和均匀的RGB电致发光特性。研究人员表示，上述特性证明MDSAT技术是优秀的巨量转移候选方案，可助力未来主流Micro LED商业产品的大批量生产。

四、MicroLED市场广阔，巨量转移设备直接受益

Micro LED显示是继LCD和OLED之后的新一代显示技术，具有较好的技术优势以及广泛应用潜力。随着MicroLED技术的逐步成熟，其商业化生产和规模化量产也将逐步实现。优越的性能使MicroLED在高端显示领域拥有广阔的市场。

据相关数据统计预测，到2025年，全球MicroLED市场规模将达到30亿美元左右。可以预见的是，MicroLED相关生产设备的需求也将快速增长。

嗅得商机，激光企业积极布局。

1、 海目星

海目星自2020年起开始对激光巨量转移技术进行布局，包括对超高精度自动对位平台、高稳定性光源和投影系统、转移关键材料等进行深度的分析与调研，从而探索如何逐步解决转移芯片数量巨大、转移工艺良率和精度要求严苛、容错率过低等问题。

凭借深厚的研发底蕴和丰富的经验，海目星巨量转移设备已拥有在有效控制成本的前提下规模化生产的可行性，未来将逐步布局设备量产，助力MicroLED实现量产化应用。

2、德龙激光

根据德龙激光发布的半年报可知，公司上半年实现营收2．42亿元，同比上升7．99％。归属于上市公司股东的净利润为0．25亿元，同比下降13．94％。研发投入0．36亿元，同比上升43．26％，研发主要投向半导体及新能源领域激光加工工艺技术。

德龙激光的MicroLED巨量转移及修补设备具备1μm精度级别的运动平台，可实现4－8寸范围内转移精度±1μm；实现36kk颗／小时转移效率；实现转移良率＞99．9％。其技术原理是德龙激光自研的激光剥离技术，该技术采用深紫外激光作用于氮化镓晶体和蓝宝石衬底结合面上，致使氮化镓材料分解气化，使得氮化镓晶粒与蓝宝石衬底分离。该技术主要针对蓝宝石衬底的MicroLED晶圆巨量转移工艺需求，应用于蓝宝石衬底的MicroLED晶圆剥离，主要客户包括华灿光电、康佳光电等。

3、大族激光

有数据显示，大族激光今年上半年实现营业收入69．37亿元，营业利润6．82亿元；归属于母公司的净利润6．31亿元，扣除非经常性损益后净利润6．07亿元。其中半导体及泛半导体行业晶圆加工设备业务实现营业收入7．17亿元。

2021年11月，大族激光自主研发生产的我国首个量产的MicroLED巨量转移设备进驻客户现场，这标志着我国在MicroLED领域又一关键装备实现技术突破，有利于提高我国MicroLED产业核心竞争力，加快MicroLED商业化发展步伐。

2022年9月6日，大族激光在互动平台表示，公司自主研发的MicroLED巨量转移设备，现已实现销售。在此之前，大族激光显示与半导体官微就报道过，大族激光自主研发生产的国产首台量产Micro－LED巨量转移设备已经进驻辰显光电，该设备不仅可以保证巨量转移过程中不对芯片造成损伤，而且还保证Micro－LED转移落点精准，位置精度达到±1um；转移效率可达2kk／h—100kk／h。

文章来源： ​LEDinside Irving， Display之家