2023年1月10日 DINGBO CHEN、 YU-CHANG CHEN、 GUANG ZENG、 DAVID WEI ZHANG、 HONG-LIANG LU
組み立てプロセスの後、マイクロLEDダイの相互接続が行われ、マイクロLEDディスプレイのアドレッサブル駆動が実現されます。転写印刷後、2つのフォトリソグラフィ工程と金属成膜によって金属メッシュが形成されることがあります。アドレス指定可能な駆動の場合、各マイクロLEDのp電極は行（または列）に接続され、各マイクロLEDのn電極は列（または行）に接続されます。行と列の配線は、スピンオンまたは成膜した材料で絶縁されます。次図Aは、X-Celeprint Inc.が提案した転写統合の典型的なプロセスを示しています。赤色、緑色、青色のマイクロLEDダイが受け取り基板上に転写される前に、列の配線が製造され、絶縁フィルムで覆われます。この場合、列のワイヤはマイクロLEDの印刷のための基準マスクとして使用することができます。次図Bに示すように、標準的なフォトリソグラフィと反応性イオンエッチング（RIE）を使用して、マイクロLEDと列配線の接続のためのビアを絶縁層に開けることができます。次図Cに示すように、電極メッシュは1つの金属パターニングと成膜のみで実現することができます。
(A) パッシブマトリックスマイクロLEDディスプレイの相互接続を示す図。 (B) 印刷およびビア形成後に撮影された光学顕微鏡写真、および (C) 完成したパッシブマトリックスディスプレイの光学顕微鏡写真
しかしながら、上記の相互接続方式ではマイクロLEDのパッシブマトリックスのみを得ることができ、ディスプレイアレイは一般的にガラスやフレキシブルな有機基板などの独立した絶縁パネル上に形成され、CMOSドライバ回路は後続のパッケージング技術でのみディスプレイパネルと統合されることができます 。マイクロLEDディスプレイのアクティブマトリックス駆動を実現するためには、マイクロLEDをマイクロCMOS回路アレイがある基板に直接転写することができます。また、マイクロLEDを駆動するためのマイクロ集積回路（マイクロIC）ユニットも転写印刷によってマイクロLEDと統合することができます 。
次図Aは、X-Celeprint Inc.によって開発されたアクティブマトリックス駆動のマイクロLEDディスプレイを製造するための多段階転写印刷プロセスを示しています。転写されたマイクロLEDとマイクロICの電気的な接続は、フォトリソグラフィとメタル成膜プロセスによって実現され、それぞれのマイクロLEDプレートレットは統合されたサブピクセル内の対応するマイクロCMOS回路で制御されることができます。次図BおよびCは、金属の相互接続前後の光学顕微鏡画像を示しています。サブピクセルにCMOS回路が導入されることで解像度が低下する可能性がありますが、アクティブマトリックス駆動モードはマイクロLEDディスプレイの輝度を効果的に向上させ、ピクセル間のクロストークを減少させることができます。
(A) アクティブマトリックスマイクロLEDディスプレイの作成プロセスの手順。(B) 印刷後の単一のピクセルの光学顕微鏡画像、および (C) 相互接続
実際に、転写統合は最も直接的で効果的な統合方法の1つであり、無機微小デバイスおよびそれらのアレイ（マイクロLED、マイクロセンサー、マイクロCMOSなど）のほとんどは、複数の転写印刷を通じて多機能アプリケーション向けの均質または異種統合デバイスを実現することができます、特にマイクロLEDディスプレイにおいては。また、転写統合は大面積ディスプレイにとっても利点があります。なぜなら、マイクロLEDアレイは複数の印刷プロセスによって拡大することができるからです。大面積フラットパネルマイクロLEDディスプレイにおいて、マス転写技術は将来の唯一の方法と考えられています。さらに、転写統合はカラーコンバーターが不要になるため、より広い色域と高い効率を備えたフルカラーディスプレイを実現することができます。さらに、転写統合はリジッド基板から解放されているため、フレキシブルディスプレイにおいて独自の利点を持っています。
しかしながら、高いコストは現在の転写統合の主要な課題となっています。マス転写の限られた収率（99.9999％未満）のために、修復と冗長性がコストを増大させています。さらに、このパッケージのような統合プロセスはマイクロLEDの解像度を制限しており、転写統合は大規模なディスプレイにのみ適しています。また、異なる波長の光を持つマイクロLEDは、異なる駆動電流が必要とされるため、駆動回路の設計に課題をもたらします。現在では、以下のような固定された産業モデルが提案されています：LEDメーカーがマイクロLEDチップを提供し、シリコンファブが対応するCMOSドライバーパネルを提供し、パッケージング会社がこれらをマス転写技術を用いて組み立てます。長い開発期間と特許競争の後、マス転写は多くの進路を持つ工学的な課題となり、高解像度、高収率、低コストに関する将来の突破口は、先進的な装置と革新的な技術によって実現されることが期待されます。
