Micro-LED：下一代显示技术的主流？

当前，显示技术呈现百花齐放的态势，各种显示技术包括LCD显示、OLED显示、量子点显示（QD Display）、基于AR、VR的微显示（Micro Display）等等。其中，Micro-LED显示技术出现的时间较晚，而重要性却日益凸显。Micro-LED是指尺寸小于100µm的发光二极管。它具有体积小、使用寿命长、对比度高、节能环保、相应速度快和高发光效率的特点。Micro-LED是不带封装的LED的微型版本，尺寸通常是常规LED的1/100；需要将庞大数量的Micro-LED集成到显示器中才能实现高分辨率的显示。由于Micro-LED是自发光的，不需要背光；从理论上讲，相比TFT-LCD显示，Micro-LED显示器可以以更低的功率提供更多的色彩和更高的亮度，同时对比度可以做到很高。

图1：Micro-LED阵列的SEM显微照片(Source: Leti)

据市场研究机构Research and Markets预测，全球Micro-LED显示屏市场将从2019年的6亿美元飙升至2025年的205亿美元，复合年增长率约为80%。近年来智能手表、手机、电视、笔记本电脑、增强现实(AR)和虚拟现实(VR)等设备对高端显示技术的需求激增。据Yole估计，到2025年Micro-LED显示屏市场将达到3.3亿台(图2)。

图2：Micro-LED显示器发展前景预测[1]

Micro-LED的体积比较小，可以提高显示的分辨率和画质。它还有使用寿命长，不易老化的特点，适合多种多样的显示场景，如可穿戴手表、手机、车载显示，AR / VR、微型投影仪，和高端电视等等。

图3：Micro-LED的应用场景以及相应指标[2]

此外，Micro-LED可以结合柔性衬底，可以像OLED一样柔性显示，使用寿命又远比OLED显示器的好。因此，Micro-LED显示器以其高对比度、低功耗、高亮度，特别是高寿命，有可能与当今OLED显示器相媲美甚至超越OLED显示器。
有数家显示公司已经展示过Micro-LED的电视。在2012年，索尼展示了一台Crystal LED显示屏，这是一台55英寸的Micro-LED电视原型，它包含了600万个Micro-LED。而在2019年的CES展会期间，三星展示了一款75英寸Micro-LED电视，所采用的 LED 芯片尺寸只有 2018 年版「The Wall」的十五分之一。LG、夏普等也展示过Micro-LED电视产品。

图4：CES 2019期间，三星展示的75英寸Micro-LED电视（图片来源：三星）

虽然目前市场前景十分乐观，但现阶段Micro-LED显示器难以制造且价格昂贵。Micro-LED显示仍然面临着很大的挑战，特别是一些关键技术和工艺设备还没有得到充分的开发。Mirco-LED显示器的难点在于微小LED的制造，背板技术开发以及“巨量转移”。在显示面板上做Micro-LED排序阵列是困难的，因为焊接精度的要求往往比较高，特别是对于高分辨率的示面板来说。

图5：制造Micro-LED显示器的一般方法(图片来源：Leti)

对面板制造商来说，目前一个尚未解决的问题就是如何将大量的Micro-LED阵列转移到控制电路板上，也就是所谓的“巨量转移”的问题。现阶段 Micro LED 无法在短期内降低巨量转移、修复、检测等成本，因此大尺寸高阶商用显示产品成为多数厂商的开发方向。

图6：Micro-LED巨量转移技术的示意图（图片来源：CTimes）

当然，目前除了技术上还有许多瓶颈待突破，成本仍旧是 Micro LED 能否早日实现商业化量产的关键。但是可以预见，Micro-LED显示器以其特有的优势将在不久的将来大量进入消费市场。从长远来看，Micro-LED显示很有可能成为下一代主流显示技术。

撰稿：梁键
资料来源：
[1]MicroLED Displays Could Disrupt LCD and OLED. Available online: http://www.yole.fr/ MicroLEDDisplays_Market.aspx#.W1lAV_knaEs (accessed on 30 July 2018).
[2] Jiang, H.X.; Lin, J.Y. Nitride micro-LEDs and beyond—A decade progress review. Opt. Express 2013, 21, A475–A484.
[3] https://semiengineering.com/microleds-the-next-revolution-in-displays/
[4] https://en.ctimes.com.tw/DispArt.asp?O=HK28H8JSE42ARASTDQ