次世代ディスプレイ用マイクロLEDの集積技術(1)


○2023年1月10日 DINGBO CHEN、 YU-CHANG CHEN、 GUANG ZENG、 DAVID WEI ZHANG、 HONG-LIANG LU 

 

製造工程の観点から見ると、マイクロLEDディスプレイの統合は、転写実装、接合実装、成長実装の3つのカテゴリーにまとめることができます。

 

転写実装(transfer integration)は、ワイヤーボンディングまたは金属接続を使用してパッケージ内に複数の分離されたデバイスを実装することです。マイクロLEDディスプレイ技術では、転写実装はマイクロLEDダイをレシーバ基板に組み立て、その後電気的な相互接続を形成するために使用されます。

 

接合実装(bonding integration)は、従来の半導体デバイスにおける一般的な異種実装です。ウェハーボンディングは、マイクロLEDディスプレイシステムの実装されたデバイスまたは材料に使用できます。フリップチッププロセスを通じて実現されるモノリシックハイブリッドは、高解像度のマトリックスアドレサブルマイクロLEDディスプレイを実現できます。

 

成長実装(growth integration)は、システムを構成する材料がすべて同じ基板上で成長することを意味します。マイクロLEDディスプレイ用の実装モジュールは完全なモノリシックプロセスを経ています。成長実装は、水平または垂直形式の均一または異種デバイスの両方に対して機能します。選択的エピ削除(SER)および選択的領域成長(SAG)は、マイクロLEDディスプレイの成長実装の2つの実行可能なスキームと見なされています。

 

上記3つの実装技術の異なるプロセス条件は、それぞれ独自の構造的特性とアプリケーション傾向を持っています。次の図は、一連のマイクロLEDアプリケーションシナリオと、その特性的な表示領域(パネルサイズ)とピクセル密度(1インチあたりのピクセル[ppi])をまとめたものです。挿入図には、上記の3つの実装タイプで準備されたマイクロLEDピクセルの模式図が示されています。

 

 

micro-LEDディスプレイの主な応用シナリオとその特徴的なディスプレイ領域とピクセル密度。インセットは、トランスファーインテグレーション、ボンディングインテグレーション、成長インテグレーションによって製造されたマイクロLEDサブピクセルの対応する模式図