中国LED微显示产业发展之路

显示技术作为一门依托电子信息转换的视觉成像技术，其发展经历从单色到彩色，从模糊到清晰，从小到大，历经无数的变化。现代生活中，显示已经无处不在。大到户外巨幅的楼宇广告、电影荧幕，小到手机屏幕以及人们日常生活中已经离不开的电视机和电脑，各种类型的显示器件成为信息显示的载体，被广泛地应用于各行各业中。

近年来，随着LED光源的大量应用，以LED显示为代表的新型显示以其低电压、微功耗、自发光等特点越来越受到应用端的亲睐。而通信技术的飞速发展，要求显示器向多功能和数字化方向发展，即具备电视、计算机、可视电话等为一体的多媒体、数字化等特点。多媒体终端显示器在显示性能方向应具有大屏幕、高分辨率、高亮度、全色化等高性能。另一方面信息技术多样化、实时化的特点，导致便携式终端显示技术成为引人注目的发展领域，便携式终端显示器应具有重量轻，厚度薄、能耗小、工作电压低等特性。而这些需求正像是为LED显示量身定做的一样，可更大限度的去扩展LED显示的潜力。

微显示概念虽然是近两年才提出的，但是具有“微显示”特点的显示设备早已经出现。最初具有“微显示”特点的显示设备是头盔悬挂式微型CRT 再配一个光学放大设备（头戴式显示器HMD）。随着市场的发展，显示设备要求用面积更小、重量更轻、功耗更低的替代品来代替CRT，智能眼镜和AR/VR作为最新的微显示设备应运而生。根据工作原理的不同微显示技术可分为调制微显示（modulating micro display）和发射微显示（emissive micro display）。调制微显示，即光源经过调制照射到像素阵列上以后，反射或投射到观察者的显示领域中。微显示技术具有体积小（一般的微显示设备的图像对角尺寸（image diagonal）在10mm左右，不会超过25mm）、分辨率高（微显示设备的分辨率通常是SVGA到SXGA，最低是QVGA）、都需要利用光学放大设备才能正常观看等特点。

在微显示设备光源的选择上，应用者发现，Micro LED在功耗、亮度、发光效率、响应时间、面板使用时间和温度适应性等方面都比OLED等其它光源表现更好，因此认为Micro LED运用于微显示技术是当前较为理想的选择。但Micro LED技术还不够成熟，还有许多技术瓶颈亟需解决，包括外延晶片工艺、巨量转移、缺陷检测和电流驱动等。虽然Micro LED因技术成熟度不够，尚不能完全满足应用需求，但Micro LED的特性，为LED光源应用于微显示领域奠定了坚实基础，也开启了LED光源的微显示时代。

Micro LED技术是在2000年由来自于德州理工大学的江红星和Jingyu Lin两位教授领导的一个研究小组创造。Micro LED就是传统LED通过更小的方式排放在阵列中，这种技术可以降低对极化和封装层的要求，能让显示面板更薄。因此Micro LED的组件都很小，宽度不到50μm，比人类的头发还细。

Micro LED面临的难题是如何将大量的LED芯片转移到控制电路板上，称之为“巨量转移”技术。由于技术尚不成熟，造成产品良率普遍不高，成本也高居不下，尚不完全具备大规模产业化基础。为此，***以晶电为代表的一批晶圆制程企业创造性的提出了Mini LED方案。Mini LED是介于Micro LED与传统LED之间的一个新概念，由于Micro LED尺寸通常小于50μm，市场大部分产品通常倾向于3-15μm内的更小尺寸范围。而传统LED，哪怕是小间距等微小封装的1010、0606、0404等规格的器件，其尺寸也在200μm以上。Mini LED填补了Micro LED和传统LED之间的尺寸空白。但除了尺寸，两者的技术和制造基础设施要求，以及应用也有差异。Micro LED在组装和芯片结构方面要求重大技术突破，并且需要对制造基础设施进行大幅革新，但Mini LED芯片只需要对传统LED进行成比例的缩小。Mini LED可以在现有的晶片厂进行制造，没有或几乎不需要额外的投资。从这个意义上讲，Mini LED是传统LED通往技术难度更高的Micro LED技术路上的“垫脚石”或不可或缺的技术积累。

LED作为分立器件，可大可小，可随意拼接的特性使其在超大屏幕显示以及便携式显示方面都具有一定的优势。然而在越来越注重清晰度，在4K、8K、5G、HDR等技术即将广泛应用的今天，传统的LED分立器件已经面临小无可小的境况。显示行业开始探索革新单个分立器件的封装方案，“四合一”，“N合一”在行业应运而生；部分企业甚至直接走向COB、Mini、Micro LED的集成解决方案。显示行业正在高度形成一种共识，通过降低像素点的物理间距，达到提升显示质量的目的。

虽然行业内尚未对Micro LED、Mini LED等微显示器件有明确的标准划定，但按行业大多数的观点通常认为：尺寸小于50μm为Micro LED，尺寸介入50μm和200μm之间的属于Mini LED范畴，而尺寸大于200μm的则属于当前传统小间距范围了。

如果单纯按Micro LED、Mini LED以及传统LED的尺寸来定义微显示，而不去探究其封装或制造制程及工艺的话，我们将凡是物理像素点间距在P1.0以下的全部统称为微显示。如果Micro LED是以LED光源为微显示所能达到的最高阶段的话，那么传统小间距（包括IMD形式封装的“四合一”，“N合一”方案）则是微显示的初级形态，Mini LED将是传统小间距LED迈向Micro LED阶段的折中方案，是通往Micro LED终级阶段的技术积累阶段，也是当前产业化最现实的选择。