Micro-LED技术发展现状与前景

（一）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。

表1：LCD、OLED与Micro LED对比

(二)定义

Micro LED技术，即LED微缩化和矩阵化技术。指的是在一个芯片上集成的高密度微小尺寸的LED阵列，如LED显示屏每一个像素可定址、单独驱动点亮，可看成是户外LED显示屏的微缩版，将像素点距离从毫米级降低至微米级。Micro LED主要是将LED结构进行薄膜化、微小化、阵列化，尺寸缩小到1-10µm左右，通过批量式转移到基板上后再利用物理沉积完成保护层和电极，之后进行封装完成Micro LED的显示。

（三）特点

Micro LED优点表现的很明显，它继承了无机LED的高效率、高亮度、高可靠度及反应时间快等特点，并且具自发光无需背光源的特性，更具功耗低（耗电量仅为LCD的十分之一）、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。

（一）产业化进展

苹果：早在2014年5月收购LuxVue，取得多项Micro LED专利技术，并加快布局相关技术专利，并着力于小尺寸的应用。苹果利用Micro LED技术致力于高画质显示，主要针对可穿戴设备的小尺寸显示，主要目的在于商业化。日前苹果已实验性点亮了6寸的Micro LED显示器。未来苹果将Micro LED用于可穿戴设备的可能性非常高。

索尼：索尼则比苹果更早一些，早在2012年就推出“Crystal LED Display”，可以说是业内最早拉开Micro LED消费电子应用的大门，2016年6月推出“CLEDIS（Crystal LED Integrated Structure）”具备超高亮度、无缝拼接与显示尺寸几乎无界限等特性，显示出了索尼在相关领域的前瞻性。索尼将Micro LED用于大型的显示屏幕上，特别是像户外这类的远距离观赏屏幕，采用了模块化拼接的理念，经过四年技术发展，CLEDIS可以轻松做到发光源面积占面板不到1%的程度(单颗约55μm)，使索尼在Micro LED商业化进程中捷足先登。

台湾企业：从产业的角度来看，目前台湾已经走在了Micro LED发展的前列。台湾工研院今年12月23日举行“巨量微组装产业推动联盟”（CIMS）成立，约有20多家厂商参加，涵盖LED、材料、IC设计、半导体封装、面板、系统应用等领域。该联盟希望借由串联显示、LED、半导体以及系统整合厂商，致力于推动Micro-LED显示技术的产业化。

（二）研发机构

包括半导体新创公司錼创、台工研院、友达、群创、晶电、Sony、三星、乐金、日亚化学、夏普等。以及从英国史崔克莱大学拆分出来的公司mLED、美国德州理工大学、法国原子能署电子暨资讯技术实验室（Leti）、从伊利诺大学分拆出来的X-celeprint也都积极研发Micro LED技术。创立于2014年的錼创先前也发表了PixeLED专利显示技术，LuxVue与X-celeprint在移转制程技术上领先他厂，史崔克莱大学专注于micro LED的头戴式显示相关应用，而法国Leti实验室近期从智慧照明切入市场。Micro LED未来发展的大致方向：可穿戴设备、智能手机、VR。

表2：Micro LED各技术环节厂商

Micro LED的核心技术是纳米级LED的转运，而不是制作LED这个技术本身。由于晶格匹配的原因，LED微器件必须先在蓝宝石类的基板上通过分子束外延的生长出来。而做成显示器，必须要把LED发光微器件转移到玻璃基板上。由于制作LED微器件的蓝宝石基板尺寸基本上就是硅晶元的尺寸，而制作显示器则是尺寸大得多的玻璃基板，因此必然需要进行多次转运。

Micro LED还面临第三个问题，即全彩化、良率、发光波长一致性问题。单色Micro LED阵列通过倒装结构封装和驱动IC贴合就可以实现，但RGB阵列需要分次转贴红、蓝、绿三色的晶粒，需要嵌入几十万颗LED晶粒，对于LED晶粒光效、波长的一致性、良率要求更高，同时分bin的成本支出也是阻碍量产的技术瓶颈。

LEDinside预估，若穿戴式装置与显示屏全数替换成Micro LED显示屏，所需产能将是全球现有LED产能的五成。在智慧型手机市场，若未来手机面板全数导入Micro LED，则需要现有产能的四倍数量才有机会满足。

他们这样看

Micro LED用于穿戴式装置的技术障碍较低，可能作为实验性产品快速推出市场，但其市场规模比起电视、手机相对较小，所以对于日亚化而言属于最后市场，目前会聚焦发展的应用依序为显示屏幕、笔电、手机等。

——日亚化第二部门技术长坂本考史

由于Micro LED体积很小，晶电的磊晶、晶粒制程上要配合移转设备和系统应用等厂共同开发。在磊晶和晶粒的制程，Micro LED成功几率高，至于明年能否量产出货，则还要很努力。Micro LED需要有很好的技术、专利能力，且要结合材料、设备、系统厂共同开发，进入门槛高，尤其有红色LED。晶电在杀手级应用上已具有优势。

——晶电发言人张世贤

Micro LED是一项新技术、新应用，有机会增加LED的使用量，这也是隆达布局新应用的方向之一。目前已有不少公司都在布局，进度不一。至于何时可商业化量产，他认为，投入初期良率差，更多人投入后良率提升的学习曲线，不能省略。技术总是一代又一代推陈出新，隆达做好准备。

——隆达董事长苏峯正