金政
江苏省苏州市专利审查协作江苏中心，江苏省苏州市，215000
摘要：微型发光二极管（Micro-LED）是继有机发光二极管（OLED）后最为前沿的显示技术，相对于液晶显示（LCD）和有机发光显示（OLED）其具有更快的响应时间、更长的使用寿命以及更高的像素密度。但在Micro-LED技术中的巨量转移工艺一直是阻碍其商业应用的最大障碍。本文针对Micro-LED巨量转移技术现状和国内外专利申请情况进行研究，了解主要申请人的专利布局并梳理Micro-LED巨量转移技术发展脉络。重点分析领域内重要申请人的专利布局，旨在掌握当前的专利布局情况避免侵权风险，并预测未来专利申请的发展趋势。最后，针对相关企业在Micro-LED巨量转移技术研发提出了措施建议。
关键词：Micro-LED；巨量转移。
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一、概述
（一）精准抓取技术
精准抓取技术具体包括：采用中间转移板（Stamp）对原生基板上的MicroLED晶粒进行贴合接触；对MicroLED晶粒进行快剥离，将其吸附在中间转移板上；移动转移板并对准目标基底；对目标基底进行慢速贴合。该技术的优点在于：可在室温环境且无需真空，转移容量大效率高，可用相机观测提高精度。而缺点在于：抓取难度大，受环境温差影响大，坏点难以剔除。其代表公司包括：LuxVue/Mikro Mesa
（二）自组装技术
自组装技术是在无人工干预下，微元件利用载流体流动，自行完成与基板相应组装位置的对位组装方式。一方面，通过对各个MicroLED晶粒的高度差局部强迫定位，将使的各个分量速度相对均匀，进而大搞最大的装配速度。另一方面，在组装后，组装正确的部件不会移开，而错位的部件会被移除。该技术的优点在于：转移容量大，效率高；良品率高，经济性好成本低。而缺点在于：元件选择范围窄（需适应载流体），技术设备尚不成熟。其代表公司包括：eLux
（三）选择性释放技术
选择性释放技术是通过激光剥离方式将MicroLED晶粒转移到传输带上，然后采用接触转移方式将MicroLED晶粒转到动力释放层上；再通过MPLET技术将MicroLED晶粒转移至显示基底；最后进行LED修复，将动力释放层上的良品LED进行跨边缘修复。该技术的优点在于：贴装和坏点剔除工艺相结合；一次转移容量大且技术较为成熟。缺点在于：动力释放层需多次转移，流程复杂；设备投入大，成本较高。代表公司包括：
（四）滚轮转印技术
滚轮转印技术是先进行第一次转印，将Si-TFT转移到玻璃基板上；在进行第二次转印，对齐LED并转移到玻璃基板上；在集成加工后进行第三次转印，将加工后的MicroLED晶粒转移到驱动基板上。该技术的优点在于：转移面积大，精度高，柔性和延展性好。缺点在于：需要转移的次数较多，设备投入大成本高。
二、全球及中国专利申请状况介绍
（一）Micro-LED巨量转移技术的全球专利申请状况介绍
（1）萌芽阶段（2008年之前）
2011年以前是MicroLED巨量转移技术的萌芽阶段。该阶段申请量少，是一个从无到有的过程，涉足该领域的申请人相对分散，主要申请人尚未涉及该领域。
（2）波动增长阶段（2009-2016年）
从2009年开始至2016年，MicroLED巨量转移技术专利申请量以每年约30%-50%的速度增长，苹果公司和luxvue公司开始在该领域进行专利布局。
在该阶段中，正是行业内OLED技术大行其道，三星、LG、京东方等大力发展OLED显示技术，OLED以更低能耗、更高的对比度、可实现曲面显示等优势取代着传统LCD显示技术。
但OLED因显示机制导致的烧屏等问题一直无法解决。与此同时，苹果公司和luxvue公司一枝独秀，提前开始研发下一代显示技术即microLED。
（3）快速增长阶段（2017年至今）
从2017年至今，MicroLED巨量转移技术专利申请量呈现跨越式增长，成为该技术发展的黄金时期。所有人都希望自己的手机显示屏更清晰，电池更耐用，但锂电池技术一直难以有所突破，此时人们对更高分辨率和更低能耗的显示屏的需求与日俱增，相应的，MicroLED也迎来了发展的黄金时代，其间申请量飞跃式增长，且增长曲线斜率急剧陡峭。
（二）MicroLED巨量转移技术中国专利申请状况介绍
在2010年之前的专利申请数量非常有限，且几乎都来自外国申请人。2010年之后，国内专利申请数量逐渐增加，并且在2014年开始快速增长，而国外来华专利申请数量相较于国内申请的增长相对稳定。近年来，国内申请人的专利申请量已然超越了国外来华申请量，且所占比重越来越大，至2019年国内申请人的专利申请数量所占比重已高达75%以上。
三、技术路线分析
即便近几年在市场在并没有出现相对成熟的MicroLED产品，但MicroLED技术并非是一项全新的技术。早在2000年Kansas州立大学就提出MicroLED显示技术，在2010完成了MicroLED显示设备的理论设计和相关驱动电路，2012推出了一款MicroLED概念产品。然而随着LCD技术的逐渐落寞以及OLED显示技术在市场大行其道，MicroLED一直受到其转移工艺的限制无法实现量产。但相关申请人在巨量转移工艺上的研究却一直没有停止，从精准抓取工艺到转印工艺，其申请数量和质量均在不断提升。
巨量转移技术并没有严格的时间先后区分，而是几乎在同一起跑线上并跑前行。LuxVue和苹果公司领跑精准抓取技术，并对转移设备尤其的转移头做了重点的专利布局。例如WO2014130353A1，US20170015006A1等均针对是准抓取工艺中核心部件即转移头的关键申请；其申请趋势从基本显示结构到具体设备部件，正不断走向成熟精细化。而其他申请人则在选择性释放技术、自组装技术以及转印技术上齐头并进，且更侧重于选择性释放技术。
四、重要申请人核心专利分析
Micro-LED的核心技术相对集中，精装抓取技术的相关专利不仅包括较为上位的流程步骤，还包括下位的具体设备部件、抓取精准度改进、对错误件修正等。而选择性释放工艺则仍着重于较为上位的概念设计，和工艺改进。自组装工艺与转移技术的申请相对最为“粗糙”，主要是对流程步骤的设计，并未涉及具体设备等工艺细节。
五．结束语
当前，Micro-LED巨量转移技术处于飞速发展时期，全球申请量快速增长，该领域的技术分支较多，精准抓取技术申请量突出，而其他技术申请量相对平均。目前，核心专利技术主要掌握在美国的手中，中国起步相对较晚，但发展迅速较快；精准抓取技术成为该领域主导的趋势已经相对明显，二Micro-LED未来将具体还会采用其他何种技术尚不明确，优胜劣汰的竞争不可避免；得益于中国地区专利申请的快速增长、中国地区显示技术的飞速发展，以及中国国内巨大的手机等显示设备消费市场，中国成为全球申请人专利布局的重点区域。但是相比于国外申请人对国外布局的重视，国内企业在海外布局方面十分欠缺。中国在这个技术快速变革的过程中，确实有着巨大的机会后来居上，但风险和机遇并存。
参考文献
[1] TFT-LCD技术发展趋势浅析.《液晶与显示》, 2018年第6期.P458-460页。
[2] 光电与显示.《详解MicroLED巨量转移技术》.2019年22月。
[3]王海晏主编.《光电技术原理及应用》. 北京国防工业出版社,2008年08月出版.P207页。