在國內兩大芯片龍頭企業——三安光電和華燦光電因專利侵權對簿公堂之際，國外蘋果、微軟等巨頭相繼公布Micro-LED相關新專利。

　　毋庸置疑，專利已成為廠商角逐的焦點，尤其是在Micro LED這一作為備受產業看好的新型顯示技術領域。近兩年，Micro LED專利申請數量激增，專利競賽硝煙彌漫。

　　蘋果又獲得一項Micro-LED專利

　　據patentlyapple報道，美國專利商標局日前正式公布了一項新的蘋果授權專利，涵蓋了搭載Micro-LED屏幕的未來MacBook、iPad和健身手環。

　　該專利的發明者之一是蘋果公司的硬件工程師高級經理Tore Nauta。2014年，Nauta的前雇主LuxVue被蘋果收購，Nauta隨后加入了蘋果。當時，蘋果獲得了21項與Micro-LED相關的專利，包括已經批準的和正在申請的專利。

圖片來源：美國專利商標局

　　蘋果于2020年6月獲得了一項與健身手環相關的專利，這并不能保證蘋果將進入可穿戴設備市場的這一細分市場，但似乎他們正在保持這個項目的活力。

　　據悉，這是一項技術性很強的專利。蘋果專利中提到的“IR drop”指的是“電流過程中導電相兩端的電位差，任何電阻上的電壓降都是通過電阻的電流(I)和電阻值(R)的乘積。”

　　蘋果的顯示屏工程師說表示“紅外下降可能會導致顯示失真，而這是蘋果在將Micro-LED顯示屏推向市場之前會盡力解決的問題。”

　　蘋果計劃在未來的新產品中采用MiniLED和Micro LED等新型顯示技術早已廣為人知。多年來，蘋果一直致力于推動前沿顯示制造方法的商用化進程，并已獲得多項相關專利。

　　微軟新專利，提出Micro-LED顯示方案

　　美國專利商標局發布了微軟一項與輕量型AR眼鏡相關專利，據悉該專利的發明者來自微軟HoloLens團隊，主要描述了一種采用Micro-LED光源的微型光學方案，旨在縮減AR眼鏡的體積。

　　據了解，目前，尺寸問題限制了可以集成到頭顯設備中的光學或顯示組件，并且阻礙了廠商縮小頭顯設備的總體尺寸以提高產品的移動性。

　　由于能夠提供高標準的顯示性能，目前的頭顯通常采用硅上反射式液晶顯示器(LCoS)或數字光處理(DLP)投影儀等微型顯示器。這種顯示器具有高分辨率、寬色域、高亮度和高對比度等優點。但是，依賴LCoS或DLP技術的數字投影系統需要大尺寸的形狀參數以創建面板的均勻照明。

　　于是，微軟提出了一種基于Micro-LED陣列的AR光學模組，希望通過名為“Micro Led Display System”的專利申請來解決這一問題。

　　微軟的這項發明旨在不影響顯示質量或用戶體驗的前提下，改進采用小型化組件來顯示圖像的方法。

　　專利文件首先指出，“MicroLED陣列為頭顯圖像源提供了一個小尺寸的解決方案，因為它們不需要單獨的照明光學元件。智能眼鏡等未來設備的特征包括采用搭載多個單色投影儀以生成三種單色圖像的MicroLED顯示系統，如紅色，藍色和綠色圖像。所述三種單色圖像可以分別輸入到頭顯的單個波導管中，并組合成一個圖像以顯示給用戶。”

　　通過利用包括多個空間分離的輸入區域(如用于輸入藍光的區域、用于輸入紅光的區域和用于輸入綠光的區域)的單個波導，由于光學元件的數量和/或尺寸減少，所使用的MicroLED顯示系統可能會降低頭顯設備的形狀參數。

　　相關Micro LED專利

　　揭秘京東方Micro-LED轉移技術專利

　　顯示器制造商積極投入研發加速了近期專利申請的成長，京東方的申請件數位居榜首，僅在2019年就出現了近 150 個新專利家族。

　　5G技術的革新帶動了手機面板產業的發展，其高傳輸速率與低延遲特性開創了手機在AR等其他領域的應用，因此對高刷新頻率面板提出了需求，帶動了Micro-LED(微型發光二極管)的發展。

　　相對于現有的OLED或LCD，Micro-LED顯示器具有像素獨立控制、自發光、亮度高、色域廣、性能穩定及壽命長等優勢，搭配巨量轉移技術可以結合不同的顯示背板，創造出透明、投影、彎曲、柔性等顯示效果，未來很有可能在顯示器產業領域創造新的市場，是非常具有潛力的下一代新型顯示技術。然而當前Micro-LED顯示器在制作過程中存在諸多難題，比如怎樣將微小化、高密度、陣列化的LED晶粒轉移到電路基板上，這很大程度制約了Micro-LED顯示的大規模商業化應用。正是基于這種情況，作為國內知名顯示器企業的京東方公司，提出了一種Micro-LED的轉移方法。

　　早在2019年6月10日，京東方公司便申請了一項名為“一種Micro-LED的轉移方法”的發明專利(申請號：201910497258.X)，申請人為京東方科技集團股份有限公司。

　　此專利介紹了一種Micro-LED的轉移方法，可以實現LED晶粒的轉移，同時降低或消除LED晶粒與目標基板之間的斷差，可廣泛應用于顯示領域。

圖1 Micro-LED轉移方法流程圖

圖2 供體基板示意圖

　　圖1為此專利提出的Micro-LED的轉移方法流程圖。首先提供一個供體基板，包括承載基板與在上面陣列排布的LED晶粒，如圖2所示，其中100表示承載基板，101表示Micro-LED晶粒，相對于尺寸為毫米級別的普通LED晶粒，Micro-LED的尺寸為微米級，因此處理工藝的難度也更高。在圖1的S100步驟中，需要將LED晶粒排布在供體基板上。首先應在襯底基板上依次生長n型半導體層、發光層、p型半導體層，之后，對其進行刻蝕形成多個層疊的n型或p型半導體圖案、發光圖案以及正負電極，從而形成多個LED晶粒，并確保他們互不連接。

圖3 粘貼基板示意圖

　　圖1中的101步驟提供一個粘貼基板，包括底板以及覆蓋在上面的熱熔膠膜，如圖3所示，200表示底板，201表示熱熔膠圖案，目的是當粘貼基板與供體基板正對時，應確保每一個LED晶粒能與熱熔膠圖案2011對應，以高效的進行晶粒轉移。在進行圖1中的S102步驟時，將粘貼基板20移動至供體基板10的上方，并向靠近供體基板10的方向移動粘貼基板20，利用粘貼基板20粘貼承載基板100上的LED晶粒101，以使LED晶粒101與承載基板100分離。圖1中的S103步驟表示將粘貼有多個LED晶粒的粘貼基板移動到目標基板(如電路基板)上方，并使得LED晶粒與目標基板的相對應位置完全正對，以使得LED晶粒與電路基板上的驅動電極對進行電氣連接。

圖4 Micro-LED晶粒轉移過程示意圖

　　圖1中的S104過程表示Micro-LED晶粒轉移過程，示意圖如圖4所示，其中30表示目標基板。將粘貼有多個LED晶粒的粘貼基板加熱至第一溫度(大于熱熔膠膜的融化溫度)，以使熱熔膠膜201熔化，LED晶粒與粘貼基板分離，由于晶粒位置與目標基板上預設位置正對，因此分離后的LED晶粒會轉移到目標基板上。

　　根據圖4可以看出LED晶粒與目標基板存在斷差H，而斷差對顯示和發光效果均有很大影響，而本專利提出的方式可以使得融化的熱熔膠膜流入LED晶粒的間隙中，從而減小LED晶粒與目標基板之間的斷差。而現有技術普遍采用逐個吸取、壓合LED晶粒的方式，將巨量LED晶粒諸葛轉移到目標基板上，由于LED晶粒數量非常多，因此轉移難度非常大，導致了過高的成本，此專利提出的轉移方式可以同時對多個LED晶粒101進行轉移，因而簡化了巨量LED晶粒的轉移難度，同時改善了斷差對顯示與發光效果的影響。

　　三星發布一項Micro-LED電視專利

　　此前，三星電子發布了一項專利，該專利描述了一款模塊化設計的Micro-LED電視。提前做個簡短的說明。即使對這項專利的描述是全面而且詳細的，也并不意味著三星會繼續追求相應產品的開發或生產。創意或“突然崩潰”的項目常常被轉化為專利，目的是為了保護它們免受競爭。三星在專利W02020116861“顯示裝置”是一個帶有印刷電路板的面板，該電路板縱向上裝有幾個顯示模塊。如下圖所示：

　　細長的Micro LED模塊(A1)外形尺寸為1:10，頂部和底部連接到電路板上。40個模塊可以拼成1:1的圖像模式(W1)。經典的16:9格式(W2)繼續添加22個模塊。不止于此，外形甚至可以擴展到21：9的超寬顯示屏 (W3)。

　　該模塊由數百個Micro LED像素組成，每個像素又分為紅、綠、藍子像素。子像素在像素中的排布暫時不清楚，可能是排布成三角形，也可能是拉長的子像素相鄰排列。專利中提到了顯示器的分辨率。按照常規格式16：9，分辨率為3,840 x 2,160，即4K超高清。隨著像素密度的增加，8K (7,680 x 4,320)也是可能實現的。

　　完整的顯示結構實際上包含四個組件。Micro-LED光源模塊、印刷電路板、放置Micro LED模塊的基板以及透明保護層。透明保護層用于防止灰塵、飛濺水和其他異物的進入。