新一代显示技术圈的网红——Micro LED

类别：行业新闻发表于：2016-12-08 14:54

摘要：目前Micro LED技术的寿命、对比度、反应时间、能耗、可视角度、分辨率等各种指标均强于LCD以及OLED，已经被许多厂商认为是下一代显示技术。业内诸多巨头如苹果、索尼等开始积极布局，并力图参与到Micro LED的发展版图之中，试图将MicroLED商业化，不断进行前沿性的探索，以求在下一代显示技术的发展浪潮中占据有利位臵。

6月索尼在Infocomm展出睽违四年的Crystal续作，把Micro LED推向了高潮，诸多厂家风靡追求。11月索尼在北京对其即将上市的CLEDIS召开推介会。并明确指出，CLEDIS显示屏的瞄准的对象并不是OLED，而是市面上广为流行小间距LED显示屏。如此的自信满满就来挑战小间距LED。

所以Micro LED是什么？

只用一句话说解释的话那就是非常小的LED，有多小你们看图

▲上图 8×8 LED阵列与micro-LED阵列的对比

Micro LED的兴起

LED技术发展了接近三十年，从最初的固态照明电源到显示领域的背光再到LED显示屏，LED的自发光、小尺寸、高亮度、长寿命、低功耗、快响应都为LED的更广泛应用提供坚实的基础。但是发展到如今LED显示屏的像素尺寸都很大，图像显示的细腻程度差强人意。随着技术的不断发展，新型的显示技术Micro LED应运而生。

微发光二极管也被称为MicroLED，通过在一个芯片上集成高密度微小尺寸的LED阵列来实现LED的薄膜化、微小化和矩阵化，其像素点距离从毫米级降低至微米级别，体积是目前主流LED大小的1%，每一个像素都能定址、单独发光。并且具备功耗低（耗电量仅为LCD的十分之一）、亮度高、具备超高解析度和色彩饱和度（接近OLED且没有色衰缺点），并且响应速度更快，寿命更长、效率更高的优势。如今包括苹果、索尼在内很多厂商把MicroLED看做是下一代的显示技术，并不断加强研发。业内夏普、京东方、华星光电、友达、群创等厂商也跃跃欲试并参与到其中，力图参与到下一代显示技术的版图中。

虽然Micro LED直到最近才吸引了普通人的注意，实际上Micro LED已经发展了十几年，世界上有多个研发团队不断进行开发。Micro LED的研发成果一直在有序扩展。

MicroLED比小间距的优势

2015-2016年厂商积极开展小间距显示屏，对封装产品需求最多的是1010 LED规格与0808 LED规格。而传统 LED 封装成本占整体显示屏模块比重将大幅上扬。Micro-LED技术无须封装支架与金属打线，可降低传统SMD-LED 封装成本。

Micro- LED 产品要求高波长均匀性，小间距用LED产品波长均一性更是要求严苛。目前量产标准下的蓝光LED波长均一性要求在±5~12nm，然而小间距显示屏波长均一性要求在±1-1.5 nm。大批量、高精度转移制程提升制程产率，至少须达到99.9%。

▲上图 10×10 阵列连线布局

同时，PCB 也须达到客制化，以细线宽/线距与小钻孔开发，超高密度线路承载巨量Micro-LED画素，获取高画质显示效果。

显示屏用的Driver IC也须高度客制化，高整合驱动与行扫电路简化 PCB 背板设计，提高光电转化效率，解决因高密度画素导致驱动 IC 空间不足摆放的窘境，加上驱动电路模块化设计，节省设计及制造成本。

MicroLED的制程与彩色化

目前半导体芯片的制程已经非常成熟，但是对于Micro LED制程来说，目前还处于摸索阶段，现有的技术主要分为三大种类：Chipbonding、Wafer bonding和Thin film transfer。

Chip bonding（芯片级焊接）：直接将LED切割成微米等级的单块结构（包含磊晶薄膜和基板），在通过SMT或者COB的方式将此单块结构的Micro LED一颗颗键接与显示基板。

Wafer bonding（外延级焊接）：在LED的磊晶薄膜蹭上用感应耦合等离子蚀刻，直接形成微米等级的Micro LED磊晶薄膜结构，再将LED晶圆(含磊晶层和基板)直接键接于驱动电路基板上，最后通过剥离基板的方式形成最终显示像素。

Thin film transfer（薄膜转移）：通过剥离LED基板，以一暂时基板承载LED磊晶薄膜层，再利用感应耦合等离子离子蚀刻，形成微米等级的Micro LED磊晶薄膜结构，或者，先利用感应耦合等离子离子蚀刻，形成微米等级的Micro LED磊晶薄膜结构，通过剥离LED基板，通过暂时基板承载LED磊晶薄膜结构。

在MicroLED的彩色化方向，目前主流的彩色化方案主要有三种，分别是RGB三色LED法、UV/蓝光LED+发光介质法、光学透镜合成法。

RGB三色法：RGB（红绿蓝）三原色是目前显示器的主流色彩配比的基础颜色，目前大部分显示器件均是由RGB三原色进行配比及混合形成我们能看的到的各种颜色，此方案的核心沿用了目前的显示方法，即采用RGB三个颜色的LED构成单位像素，受制于驱动芯片的因素，虽然三色LED可以形成上千万中颜色显示。但是实际输出电流与理论电流的偏差使得单个LED像素会存在色彩偏差的问题。

UV/蓝光LED+发光介质法：此种方法主要是利用UVMicro LED，激发红绿蓝三色的发光介质如荧光粉或量子点，产生特定波长的光，并进行配比实现全彩色。将荧光粉涂布在画素表面，但其缺点是荧光粉吸收部分能量，降低了转化率，另一点则是随着MicroLED的像素尺寸不断减少，荧光粉的涂布变得薄厚不均，并影响显示效果。

借由量子点技术的进步，发光介质的方法有了延续下去的可能，量子点的粒径一般介于1～10nm之间，可适用于更小尺寸的micro-display。量子点受激后也可以发射荧光，发光颜色由材料和尺寸决定，因此可通过调控量子点粒径大小来改变其不同发光的波长。但是量子点技术至今还存在稳定性差、散热要求高、寿命短且需要密封、颜色均匀性不佳、颜色之间易互相影响等缺点。目前常采用旋转涂布、雾状喷涂技术来开发量子点技术，即使用喷雾器和气流控制来喷涂出均匀且尺寸可控的量子点将其涂覆在UV/蓝光LED上，使其受激发出RGB三色光，再通过色彩配比实现全彩色化。