led显示技术 Micro LED显示技术入门大全！

自2014年苹果收购Luxvue以来，微LED技术越来越受到世界的关注。主要的电子巨头已经制定了他们的计划。许多制造商投入了大量R&D资源，并开始收购拥有特殊技术的新公司。微LED卡位战已经开始了。

可以预见，未来微LED和Mini LED技术一旦成熟，将会给显示器行业的供应链带来巨大的变化。

1.什么是微型发光二极管

微型发光二极管是将发光二极管结构薄膜化、小型化和阵列化，将尺寸减小到1~10μm左右，批量转移到衬底上，然后用物理沉积完成保护层和电极，然后封装完成微型发光二极管的显示。但是要做一个显示器，整个表面需要用LED阵列结构覆盖，每个像素点必须是单独可控和驱动的。每个微型发光二极管的正负电极通过垂直交错的正负栅极连接，然后依次通电，通过扫描照亮微型发光二极管进行图形显示。

微型发光二极管显示器由形成每个像素的微型发光二极管阵列组成。与OLED相比，Micro-LED采用传统的氮化镓(GaN)LED技术，可以支持更高的亮度、高动态范围和宽色域，实现快速更新速率、宽视角和更低的功耗。微型发光二极管的支持者声称，它的整体亮度比OLED高30倍，同时提供更高的每瓦流明效率。

微型LED采用1-10微米的LED晶体，实现像素颗粒为0.05 mm或更小的显示屏；MiniLED(亚毫米发光二极管)是0.5-1.2毫米像素颗粒的显示屏，采用几十微米的LED晶体。小间距LED采用亚毫米LED晶体，最终实现1.0-2.0毫米像素颗粒显示屏。小间距LED显示屏是指LED点间距在P2.5(2.5 mm)以下的LED显示屏。

2.微型发光二极管发展简史

微发光二极管技术最早是由德克萨斯理工大学的蒋红星和林惊羽教授于2000年提出的。在接下来的几年里，世界各地的许多制造商都投入了相关技术的研究和开发。

3.微型发光二极管的技术特点

微型发光二极管是新一代显示技术，比现有的OLED技术具有更高的亮度、更好的发光效率和更低的功耗。与现有的发光二极管和小间距发光二极管相比，它的应用更加广泛，可以实现更加精致的显示效果。

4.微型发光二极管的应用

如果考虑目前的技术能力，微型LED有两大应用方向。一个是以苹果为代表的可穿戴市场。据说苹果未来的苹果手表和iPhone上会使用微LED技术；二是以索尼为代表的超大电视市场，2016年展出了Micro-LED cledis，在分辨率、亮度、对比度等方面都有出色的表现。

短期来看，微LED市场以小显示器为主。从中长期来看，微型发光二极管的应用范围很广，涵盖智能手表、大型室内显示屏、电视、显示器、手机和头戴式显示器(HMD、头戴式显示器)、平视显示器(平视显示器)、尾灯、无线光通信Li-Fi、增强现实/虚拟现实、投影仪等许多领域。

5.生产工艺

对于一款微型LED显示产品，其基本组成是TFT基板、超微型LED管芯和驱动ic。这三者有一个共同的特点，就是继承了很多现有的LCD和LED行业，比如LED管芯(比如萨南)、半导体显示器(比如BOE)、IC设计企业(比如积累和仙境)等。因此，微型发光二极管技术可以在现有的基础上发展。但微LED的核心技术是纳米级LED的转移，而不是LED本身的制作技术。

按照微型LED的主流技术路径，微型LED的制造工艺主要由LED外延片生长、TFT驱动背板制作、微型LED芯片制作和巨型芯片转移四个部分组成。

目前，微型发光二极管需要在外延和芯片等关键技术上取得突破。微型发光二极管的外延关键技术包括三个方面:波长均匀性和一致性、缺陷和粒子控制、外延面积的有效利用。Micro的芯片关键技术包括五项:亚微米工艺线宽控制、芯片侧漏保护、基板剥离技术(批量芯片转移)、阵列键合技术(阵列转移键合)、海量测试技术。

微型LED要从实验室走向工厂，其中四个关键步骤尤为重要，包括:微型制造技术、巨量转移技术、Bonding技术、彩色化方案，其中微型制造技术和转移技术是最难的。

具体的技术难点可以概括为两个方面:

微型LED制造需要将传统的LED阵列和小型化转移到电路基板上，形成超小间距LED，从而实现高分辨率。整个过程对传递过程要求极高，收率需要达到99.9999%，精度需要控制在±0.5 μm以内，难度极大，需要更精细的操作技术；

一次转移需要移动数万甚至数十万个led，数量级大幅增加，需要新技术来满足这一要求。以一台4K电视为例，需要转移2400万个晶粒(按4000 x 2000 x RGB颜色计算)，即使一次转移1万个晶粒，也需要重复2400次。

以4K UHD(3840*2160)显示设备为例，有8，294，400个像素单元，包括24，883，200个RGB子像素。即使产量是99.99%，还是会有2488个子像素。

微型加工技术

在一个6英寸的Waffer上，可以制作1.65亿个间距为10μm的微型LED管芯，如果是5X5μm(间距为5μm)，那么微型LED管芯将多达6.5亿个。

LED芯片的生产往往会导致一些微小的“侧壁”损伤，通常在250x250 um的LED芯片上出现1-2um左右的缺陷。而制作微型LED所需的LED芯片小至5x5um，2um的侧壁缺陷足以造成破坏性影响，留下的可用面积极小，仅占芯片总尺寸的4%左右。

微型化工艺技术是指将原LED的毫米长度微型化到10μm即1-10μm的预期目标以下的技术，也称μLED芯片技术。与现有批量生产的红、蓝、黄LED芯片相比，微LED的μLED芯片在材料和外延工艺上具有通用性。区别和相应的技术难点如下:

此前，鸿海微LED创业公司透露，流体组装定位技术已获专利，可实现最大组装速度，是一项重大技术突破。

同样是针对Micro-LED的巨额转让，比利时微电子研发机构Imec报道称，主动寻找泛鸿海集团旗下的泛轩，想联合开发“谷物注入机”的实验机，让泛轩可以作为鸿海集团的Micro-LED布局重点。

一些行业预测，苹果和鸿海集团将紧密合作，创新和荣创将发挥先锋作用。荣创是鸿海集团重要的LED再投资公司，与Innolux、Sharp等面板客户合作，积极开发Mini LED背光面板。荣创也在积极发展微LED技术，全力向量产目标迈进。

业内人士预计，随着eLux在微LED技术上的重大突破，Innolux和荣创也将在协助鸿海抓住苹果新一代面板的商机方面发挥重要作用。

萨南光电

作为中国LED芯片巨头，三安光电已经申请了约27项与微型LED相关的专利。

除了与三星达成战略合作，为三星面板提供独家供应商之外，萨南光电还计划建立第一条微型发光二极管外延片和芯片生产线。

据悉，萨南已经开发出直径20微米的微型LED产品；同时，萨南还将生产4微米LED和10微米LED倒装芯片。Sanan计划在2019年底前开始生产用于智能可穿戴设备、100英寸以上大尺寸面板和汽车尾灯等小尺寸面板的微型LED产品。

2019年4月25日，三安光电宣布与葛店经济技术开发区管委会签订项目投资合同，总投资120亿元。根据合同，三安光电将投资湖北省葛店经济技术开发区管委会管辖范围内的III-V化合物半导体项目，主要生产经营Mini/Micro-LED外延和芯片产品及相关应用的研发、生产和销售。据悉，项目建成投产后，将形成年产210万片迷你LED芯片和26万片微型LED芯片的R&D和制造能力。

京东方

2017年11月，BOE首次宣布开展微LED技术研究，并取得一定进展。

2019年初，BOE宣布将与美国罗辛尼公司(Rohinni)成立一家微型LED合资企业，主要开发迷你LED背光解决方案和微型LED显示器。据了解，这家合资公司将设在中国，由BOE控制。在初始阶段，它将专注于大型消费电子产品(显示器超过32英寸)以及工业、汽车和其他市场。

华星光电

2018年，华星光电在第20届中国国际高交会上推出了全球首款基于IGZO-TFT玻璃透明基板的AM-Mini LED RGB全彩显示器，为大尺寸微型LED背板和显示器的发展做出了很好的突破和示范。

在2019年美国国际显示周和SID展上，华兴光电展示了一款3.5英寸IGZO TFT有源微LED显示屏，这是全球首款将IGZO技术应用于微LED显示屏的产品。

2018年3月29日，欧司朗在官网披露了一条知识产权相关新闻。欧司朗光电半导体最近与X-Celeprint签订了技术和专利许可协议，该协议涉及X-Celeprint的微转印(μ TP)技术。

2017年2月，重庆惠科和米克洛梅萨联合建造了微型发光二极管面板实验室。

7.市场前景

根据LEDinside研究报告的数据，Mini LED显示器将应用于电视、手机、汽车显示器、数码显示器(商业广告和显示器等。)，2025年预计市场规模为10.7亿美元；微场显示将用于电视、手机、AR/VR、车载显示、可穿戴电子、数字显示(商业广告和显示等)。)，2025年其市场规模预计为28.9亿美元。