如何制造出更小单元的LED颗粒

如果你是一位“果粉”，同时还有些“屏幕控”的话，“Mini LED”这个词应该不会陌生。去年在苹果推出的iPad Pro和MacBook Pro中，“Mini LED屏幕”都被划了重点。其实，苹果并非首个吃螃蟹的人，诸如三星、LG、戴尔等厂商也在2020年左右相继推出了各自的Mini LED产品，涵盖电视、显示器、车载显示屏和笔记本等领域。

究竟什么是Mini LED？它为何能成为众多商家手中的“香饽饽”？在搞清楚这些问题前，让我们先来简单梳理一下显示技术的发展历程。

曾经的王者们

最早的显示技术叫做阴极射线显像管技术（CRT），它由德国物理学家Karl Ferdinand Braun所发明，以CRT技术为基础的显像管也成为了后来黑白和彩色电视机中最重要的部件。

虽然这样的电视已经从家家户户的客厅走进了博物馆，但实际上CRT技术的生命周期很长，直到了上世纪80-90年代，才逐渐由第二代显示技术——液晶（LCD）和等离子（PDP）所取代。

由于成像原理和制造工艺的不同，最初LCD主要用于小屏幕，而PDP则主攻40英寸及以上的大尺寸、高端显示市场（PDP画面表现好，但价格贵）。因此在很长一段时间内，LCD和PDP这两种技术在行业中一度势均力敌。接下来，半导体技术的快速发展让LCD技术在大尺寸屏幕中成为可能（成品率上升、成本降低），自此LCD一骑绝尘并在2007年前后成为了显示市场的主流。而另一边，随着一直坚守等离子技术的松下在2014年3月底将等离子电视停产，PDP也正式退出了历史舞台。

技术领域的 “王者”通常都是暂时的，在LCD的黄金年代延续了大约20年后，一项革命性显示技术——有机发光二极管技术（OLED）又迫不及待地上位了。

新时代的显示技术谁领风骚？

OLED看似是LED前面加了个O，但实际上完全是两回事，它是由铟锡氧化物、电力正极和金属阴极组成的三明治结构状的薄膜，并不是像LED一样的灯珠。OLED最大的特点是具有自发光属性，不像LCD需要光源，因此能耗更低。这也让OLED在“一格电量一寸金”的智能手机领域大放异彩，随着生产成本降至与 LCD相当，OLED还跨入了VR等新兴市场。

当然，OLED也并非完美无缺。一方面，在大尺寸应用中，OLED虽然在显示视觉方面有所改进，但降本一直未能实现，这也阻碍了其在市场中的进一步拓展；另一方面，受到发光材料和调光原理的限制，OLED亮度有限，最高光度与LED仍有不小差距，因此灰度表现一直不太好。此外，OLED采用的是有机材料，容易发生老化，如果长时间显示同一图案，该区域的像素就会出现不可逆的光衰现象，也就是我们常说的“烧屏”。

面对OLED的强势来袭，LCD产业也还以应对之道，这就是我们开头提到的Mini LED。

对于Mini LED直观的解释就是更小的LED，其尺寸通常小于100微米，它是LCD显示与一种新的LED背光技术的结合。Mini LED使用了大规模的LED灯珠作为背光，通过对数以万计的LED灯珠的控制，可以精确地控制显示区域的明暗，从而提升画面的对比度和峰值亮度，保留更多的画面细节。不过，Mini LED终究是LCD显示的延续，即使可以做到更精细的分区控光，但在黑暗画面上依然会有光晕，并且目前的成本仍较高。

正当人们对于OLED和Mini LED孰优孰劣议论纷纷时，一个新名词又出现了——Micro LED。从名称上看，它貌似是Mini LED的升级版，但实际上更接近于OLED，这种技术可以看成是Mini LED和OLED的结合。

Micro LED是将LED背光源进行薄膜化、小型化和阵列化后，批量转移到电路基板上，随后再加上保护层和电极，封装好后制作成显示屏。其中的每个LED单元都可作为发光显示像素，可定址、单独驱动，省电的同时反应速度还快。换句话说，Micro LED的本质就是把Mini LED上的“灯珠”做得更小、更密，然后把整块“LED灯板”直接当做自发光的显示面板来用，因此它既继承了Mini LED的灯珠阵列形式，又有OLED的自发光特性。

Micro LED的出现虽然令人眼前一亮，但在商用的道路上还存在诸多技术瓶颈。比如，如何制造出更小单元的LED颗粒？如何将这些微米级别的LED转移到基板、黏接和实现电路驱动？如何把成本降下来？

所以，从当前市场的角度来看，Micro LED的商业化还有一段路要走，未来几年内将会是Mini LED和OLED正面交锋的状态。

根据CINNO Research的数据预测，Mini LED背光在2020年首发以后，2021年可实现大规模量产，背光芯片出货量达到89万片晶圆，预计到2025年这一数字将增长至626万片，Mini LED背光模组年出货量将达到1.7亿片左右。电视、显示器市场率先起量，笔记本、平板市也有很大的潜力，而车载市场也将成为Mini LED后期的重要市场。

而OLED仍旧是智能手机显示屏的主流，根据Omdia的数据显示，2021年OLED显示屏将占到智能手机显示屏的40%，并且在大尺寸市场中，OLED出货量也在持续增长。

结语

目前看来，关于OLED和Mini LED孰优孰劣的话题还将继续在市场中得到验证，而作为潜在竞争者的Micro LED能够真正进入市场，打破上述二者分庭抗礼的格局也令人期盼。毕竟作为广大的用户，我们真正需要的是产品能够不断推陈出新，并带来更好的使用体验和性价比，时不时有新人进来“搅局”，才会让这个行业不至于陷入一潭死水的状态，从而持续保持活力。

审核编辑：彭菁