新一代顯示技術

Micro-LED

解讀顯示技術發展之路

在超高清顯示、萬物智能交互、移動智能終端柔性化等需求的推動下，各種新型顯示技術有望在各自的細分市場實現良好的發展?；诖?，Micro-LED顯示技術被認為是未來最具成長潛力的新型顯示技術方向之一。Micro-LED與傳統LED一樣，都是自發光技術通過使用RGB三種發光顏色的LED芯片組成像素以實現顯示，其性能優勢而在半導體領域受青睞。

Micro-LED技術解析

Micro-LED又稱微型發光二極管，是指高密度集成的LED陣列，陣列中的LED像素點距離在10微米量級，每一個LED像素都能自發光。

Micro-LED技術，即LED微縮化和矩陣化技術。指的是在一個芯片上集成的高密度微小尺寸的LED陣列，如LED顯示屏每一個像素可定址、單獨驅動點亮，可看成是戶外LED顯示屏的微縮版，將像素點距離從毫米級降低至微米級。

而Micro-LED display，則是底層用正常的CMOS集成電路制造工藝制成LED顯示驅動電路，然后再用MOCVD機在集成電路上制作LED陣列，從而實現了微型顯示屏，也就是所說的LED顯示屏的縮小版。

Micro-LED的原理

LED

LED叫做“發光二極體”(light-emitting diode)，利用電能轉為光能，在半導體內正負極2個端子施加電壓，當電流通過后，電子與電洞相結合，剩余能量便以可見光的形式釋放，依照使用材料的不同，光子能量會產生不同波長的光。直顯式的LED常用于戶外電視墻或者紅綠燈，LED芯片則是目前電視、屏幕背光源與照明的主流產品。

OLED

LED跟OLED的驅動概念相當相近，不過使用的材料完全不同。OLED叫做“有機發光二極體”(Organic Light-Emitting Diode)，基本結構是在銦錫氧化物(ITO)玻璃上制作一層有機材料發光層，并在發光層上再覆蓋一層低功函數的金屬電極。通過外界電壓的驅動下，正極電洞與陰極電子便會在發光層中結合，產生能量并發出光，因材料特性不同而產生R、G 和B三原色，來構成基本色彩。

OLED與LCD最大的差異在于自體發光，LCD需要LED背板和濾光片，而OLED能夠自體發光。OLED雖然呈現的畫面鮮艷、功耗低、可以彎曲，但有機材料會氧化所以壽命相對較短，也會出現色烙問題，加上成本高、技術含量高，目前大都適用于小屏幕，好比手機屏幕。

Mini-LED

MiniLED被視為是Micro LED的過渡期，是傳統LED背光基礎上的改良版本，作為LCD面板的背光源使用;Micro LED則是新一代的顯示技術，將LED背光源微縮化、矩陣化，致力于單獨驅動無機自發光(自發光)、讓產品壽命更長，甚至性能更勝OLED，被業界視為下世代的顯示技術。

目前，MiniLED技術主要用于“多區背光顯示器”以及“大型RGB小間距顯示器”。MiniLED技術中的“多區背光調控”功能可達成分區調光，好比強化畫面的高對比度和高解析度，達到HDR效果，效果與OLED顯示器相近;另一個技術是使用MiniLED芯片，打造出顯示畫素間距低于Pitch 1.0 mm的大尺寸屏幕，除了提升LED顯示屏幕的解析度，還能創造新的顯示屏幕主流規格。

Micro-LED

至于Micro-LED則會帶來技術新突破，用途不僅限于背光源，因為Micro-LED的芯片到了肉眼難以分辨的等級，可以直接將R、G、B三原色的芯片拼成一個像素點，變成“一個像素”的概念，不再需要濾光片和液晶層，也正因為這樣的技術特點與過往LCD顯示屏幕的發光結構完全不同。

除了可望為LCD產業開創全新局面，未來Micro-LED的應用范疇廣闊，包括AR/VR設備、車用屏幕、高解析度穿戴產品等。

Micro-LED瓶頸——巨量轉移

LED技術作為一種先進的顯示技術，具有高分辨率、快響應速度、低能耗和長壽命等顯著優勢，被廣泛認為是下一代顯示技術的重要發展方向。然而，Micro-LED技術的量產化進程仍面臨諸多挑戰。

Micro-LED實質上可以看作將LED器件進行數百倍乃至數千倍的縮小，以使更多更小的Micro-LED的發光集成在同等面積的芯片上。所以在工業上實現Micro-LED的技術瓶頸就在于此。這就涉及到一種其他電子行業幾乎都不會用到的高難度工藝——“巨量轉移”技術。

“巨量轉移”是一個什么技術呢？

簡單說就是在指甲蓋大小的TFT電路基板上，按照光學和電氣學的必要規范，均勻焊接數量達成百上千個，甚至更多紅綠藍三原色LED微小晶粒，且對允許的工藝失敗率有著極為苛刻的要求。

想想看，無論是TV還是手機屏，其像素的數量都是相當巨大的，而像素的尺寸又是那么小，并且顯示產品對于像素錯誤的容忍度也是很低的，沒有人愿意去購買一塊有“亮點”或“暗點”的顯示屏，所以將這些小像素完美地轉移到做好驅動電路的襯底上并實現電路連接是一項困難復雜的技術。

實際上，“巨量轉移”確實是目前MicroLED商業化上面的一大瓶頸技術。其轉移的效率，成功率都決定著商業化的成功與否。

Mirco-LED應用前景

Micro-LED具有高解析度、低功耗、高亮度、高對比、高色彩飽和度、反應速度快、厚度薄、壽命長等特性，功率消耗量可低至LCD的10%、OLED的50%，是業界期待的下一代顯示技術。可應用在AR/VR設備、電子信息、醫療健康、通訊等領域。

AR/VR領域

超柔性、輕薄、高效的 Micro-LED 顯示不僅可以減少設備的重量，還能提高視覺質量和續航能力，從而構建出更智能和更具沉浸感的人與虛擬環境交互場景，推動娛樂、教育和工業仿真等領域的發展。

電子信息領域

Micro LED 形成兩大應用方向，一個是以蘋果為代表的可穿戴設備市場；一個是以三星、索尼為代表的超大尺寸電視市場。Micro-LED技術不僅能夠提高設備的顯示性能，還可以實現更個性化、靈活的交互體驗。

醫療領域

Micro-LED技術被用于開發植入式醫療設備的無線供電系統。例如，韓國研究人員通過可貼在皮膚上的MicroLED貼片和植入的光伏設備，開發了一種光子無線系統，該系統可以在體內產生電能，為醫療植入設備提供可持續的功率，從而避免高風險的電池更換手術。

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