一、Micro LED，下一代顯示技術(shù)
MicroLED即LED微縮技術(shù)，是指將傳統(tǒng)LED陣列化、微縮化后定址巨量轉(zhuǎn)移到電路基板上，形成超小間距LED，將毫米級別的LED長度進一步微縮到微米級，以達(dá)到超高像素、超高解析率，理論上能夠適應(yīng)各種尺寸屏幕的技術(shù)。
Micro LED具備無需背光源、能夠自發(fā)光的特性，與OLED相似，但相比OLED，Micro-LED色彩更容易準(zhǔn)確的調(diào)試，有更長的發(fā)光壽命和更高的亮度。所以是OLED之后另一具輕薄及省電優(yōu)勢的顯示技術(shù)，或許能成為OLED之后下一代顯示技術(shù)。
MicroLED受制于產(chǎn)能和成本，完成商用化還需時間?，F(xiàn)在各大廠商紛紛布局，關(guān)鍵技術(shù)進展迅速，預(yù)期三年后或?qū)⒆呱仙逃没倪M程。
二、Micro LED技術(shù)路徑
MicroLED主要通過將傳統(tǒng)LED晶體薄膜用微縮制程技術(shù)進行微縮化、陣列化、薄膜化，然后通過巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)將晶體薄膜批量轉(zhuǎn)移到電路板上，利用物理沉積制造保護層，最后完成封裝。其中關(guān)鍵核心技術(shù)主要有兩步：微縮制程技術(shù)和巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)。
2.1 微縮制程技術(shù)
微縮制程技術(shù)是指將原來LED晶片毫米級別的長度微縮后達(dá)到1~10μm等級左右。目前LED尺寸大多是10~30mil，既250~750μm，單一晶片最小尺寸是100μm，而通過微縮制程技術(shù)可以打破這一極限設(shè)定。業(yè)界評估，室內(nèi)用途的顯示器尺寸至少要做到5μm，目前LED晶片大小業(yè)界水平已普遍達(dá)到50μm，蘋果實力雄厚，已經(jīng)能做到10μm的水平，MikroMesa實驗室內(nèi)已經(jīng)可以做出3μm大小的尺寸，
微縮制程技術(shù)的實現(xiàn)路徑主要有三種：Chip Bonding（芯片焊接）、Wafer Bonding（晶片焊接）、Thin filmtransfer（薄膜轉(zhuǎn)移）。
三種技術(shù)路徑各有優(yōu)劣，其中，薄膜轉(zhuǎn)移技術(shù)能夠突破尺寸限制完成批量轉(zhuǎn)移，且廠商MikroMesa已率先在實驗室完成3um尺寸的晶元，理論成本較低，或許能成為未來主要實現(xiàn)路徑。
2.2巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)
磊晶部分結(jié)束后，需要將已點亮的LED晶體薄膜無需封裝直接搬運到驅(qū)動背板上，這種技術(shù)叫做巨量轉(zhuǎn)移。其中技術(shù)難點有兩個部分：
1）轉(zhuǎn)移的僅僅是已經(jīng)點亮的LED晶體外延層，并不轉(zhuǎn)移原生基底，搬運厚度僅有3%，同時MicroLED尺寸極小，需要更加精細(xì)化的操作技術(shù)。
2）一次轉(zhuǎn)移需要移動幾萬乃至幾十萬顆LED，數(shù)量巨大，需要新技術(shù)滿足這一要求。
目前各大廠商在這個技術(shù)難關(guān)上各顯神通，在巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)上各公司累計申請了十多項專利，預(yù)計這個技術(shù)門檻將會較快攻破。
Luxvue轉(zhuǎn)移技術(shù)相關(guān)專利圖 圖片來源：Patent
2.3驅(qū)動系統(tǒng)
LED晶元通過巨量轉(zhuǎn)移到電路板后，能藉由整合微透鏡陣列，提高亮度及對比度。 MicroLED陣列經(jīng)由垂直交錯的正、負(fù)柵狀電極連結(jié)每一顆Micro LED的正、負(fù)極，透過電極線的依序通電，透過掃描方式點亮MicroLED以顯示影像。
Micro LED結(jié)構(gòu)圖 epoxy環(huán)氧樹脂 electrode電極 資料來源：LEDinside
2.4 Micro LED技術(shù)瓶頸
Micro LED尚有較多技術(shù)工藝問題需要解決，從實現(xiàn)路徑到成本良率都有諸多挑戰(zhàn)。
在Micro LED轉(zhuǎn)移過程中，納米級LED的轉(zhuǎn)運是核心問題之一。在藍(lán)寶石類基板上生長出來的MicroLED需要轉(zhuǎn)移到玻璃基板上，由于尺寸不匹配，因此需要進行多次轉(zhuǎn)運。對于微器件的多次轉(zhuǎn)運技術(shù)難度都是特別高，而用在追求高精度顯示器的產(chǎn)品上難度就更大。Luxvue主要是采用電學(xué)方式完成轉(zhuǎn)運過程。
晶元一致化問題也需要解決。LED從wafer切成chip后，每個LEDchip并不會呈現(xiàn)完美一致的波長，不同波長呈現(xiàn)出來的色彩不同，對于傳統(tǒng)LED來說，可以靠分Bin、配Bin達(dá)到顯示的要求。但MicroLED晶元數(shù)量巨大，采用傳統(tǒng)分Bin方式效率低且設(shè)備投資成本過大，不利于規(guī)模化生產(chǎn)。這個問題有兩類解決方案：一是以現(xiàn)有的晶元技術(shù)，將MicroLED應(yīng)用做到小尺寸，高PPI的地方，比如可穿戴設(shè)備，并且小尺寸對精細(xì)度要求也相對較低。不過這種解決方案限制了MicroLED的市場空間。另一類解決方案就是在磊晶階段通過改善生產(chǎn)工藝或者設(shè)備直接控制均勻性。
Luxvue抓取示意圖 資料來源：Patant
Micro LED實現(xiàn)單色比較簡單，通過倒裝結(jié)構(gòu)封裝和驅(qū)動IC貼合就可以實現(xiàn)，但要實現(xiàn)全彩就相對復(fù)雜，用傳統(tǒng)的RGB三色列陣R需要分次轉(zhuǎn)貼紅、藍(lán)、綠三色的晶粒，嵌入幾十萬顆LED晶粒，對于LED晶粒光效、波長的一致性、良率要求更高。為結(jié)局屏幕色彩問題目前有三種路徑實現(xiàn)：RGB三色LED法、UV/藍(lán)光LED+2發(fā)光介質(zhì)法、光學(xué)透鏡合成法。
資料來源：LEDinside
為解決各種技術(shù)瓶頸，各家廠商各顯神通：VerLASE擁有色彩轉(zhuǎn)換技術(shù)專利，能夠讓全彩MicroLED陣列適用于近眼顯示器；LeTI采用量子點實現(xiàn)全彩顯示，推出了iLEDmatrix，其藍(lán)光EQE9.5%，亮度可達(dá)107Cd/m2;綠光EQE5.9%，亮度可達(dá)108Cd/m2，Pitch只有10um，未來目標(biāo)做到1um。臺灣PlayNitride公布以氮化鎵為基礎(chǔ)的PixeLEDTMdisplay技術(shù)，公司目前透過移轉(zhuǎn)技術(shù)轉(zhuǎn)移至面板，轉(zhuǎn)移良率可達(dá)99%。預(yù)計3-5年后Micro LED或可開始商用化進程。
三、超越OLED，應(yīng)用前景廣泛
3.1 Micro LED應(yīng)用前景廣泛
目前如果考慮現(xiàn)有技術(shù)能力，Micro-LED有兩大應(yīng)用方向，一是可穿戴市場，以蘋果為代表，據(jù)傳蘋果將在新一代的蘋果手表和iPhone上使用Micro-LED技術(shù)，并且有望在2018年推出MicroLED穿戴設(shè)備。；二是超大尺寸電視市場，以Sony為代表，今年，索尼在CES上展示的Micro-LEDcledis已在分辨率、亮度、對比度都具有優(yōu)良的性能。
從短期來看Micro-LED市場集中在超小型顯示器，從中長期來看，Micro-LED的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，橫跨穿戴式設(shè)備、超大室內(nèi)顯示屏幕外，頭戴式顯示器（HUD）、抬頭顯示器（HUD）、車尾燈、無線光通訊Li-Fi、AR/VR、投影機等多個領(lǐng)域。
3.2 Micro LED優(yōu)勢
高亮度、低功耗、超高解析度與色彩飽和度。MicrolED最大的優(yōu)勢都來自于它最大的特點，微米等級的間距，每一點畫素（pixel）都能定址控制及單點驅(qū)動發(fā)光。比起其他LED，發(fā)光效率上，目前MICROLED最高，且還在大幅提升空間；發(fā)光能量密度上，MICROLED最高，且還有提升空間。——前者，有利于顯示設(shè)備的節(jié)能，其功率消耗量約為 LCD 的 10％、OLED 的50％；后者則可以節(jié)約顯示設(shè)備有限的表面積，并部署更多的傳感器，目前的理論結(jié)果是，MICROLED和OLEDD比較，達(dá)到同等顯示器亮度，只需要后者10%左右的涂覆面積。與同樣是自發(fā)光顯示的 OLED 相較之下，亮度比其高 30倍，且分辨率可達(dá) 1500 PPI（像素密度），相當(dāng)于 Apple Watch 采用 OLED 面板達(dá)到 300 PPI 的 5倍之多。
壽命長。由于Micro-LED使用無機材料，且結(jié)構(gòu)簡易，幾乎無光耗，它的使用壽命非常長。這一點是OLED無法相比的，OLED作為有機材料、有機物質(zhì)，有其固有缺陷——即壽命和穩(wěn)定性，難以媲美無機材料的QLED和MICROLED。
較佳的材料穩(wěn)定性與無影像烙印。
奈秒（Nano Second）等級的高速響應(yīng)特性使得MicroLED顯示器除適合做叁維（3D）顯示外，更能高速調(diào)變、承載訊號，做為智慧顯示器的可視光無線通訊功能。
能夠適應(yīng)各種尺寸。
成本降低空間大。目前微投影技術(shù)以數(shù)位光線處理（Digital Light Processing，DLP）、反射式硅基板液晶顯示（Liquid Crystal on Silicon， LCoS）、微機電系統(tǒng)掃描（MEMSScanning）叁種技術(shù)為主，但這叁種技術(shù)都須使用外加光源，使得模組體積不易進一步縮小，成本也較高。相較之下，採用自發(fā)光的MicroLED微顯示器，不須外加光源，光學(xué)系統(tǒng)較簡單，因此在模組體積的微型化及成本降低上具優(yōu)勢
無縫拼接。
應(yīng)用范疇廣。Micro LED解決了幾大問題，一個是消費型平板包括智能手機、可穿戴設(shè)備80%的能耗都在顯示器上，低能耗的MicroLED顯示器將大大延長電池續(xù)航能力，對于MicroLED顯示的應(yīng)用，因其自發(fā)光的顯示特性，搭配幾乎無光耗元件的簡易結(jié)構(gòu)，就可輕易實現(xiàn)低能耗或高亮度的顯示器設(shè)計。二是環(huán)境光較強致使顯示器上的影像泛白、辨識度變差的問題，MicroLED高亮度的顯示技術(shù)可以輕松解決這個問題，使其應(yīng)用的范疇更加寬廣。
3.3 下一代顯示技術(shù)
OLED和MicroLED對比LCD在各個功能性指標(biāo)方面（PPI、功耗、亮度、薄度、顯色指數(shù)、柔性面板適應(yīng)度）都有顯著優(yōu)勢，雖然LCD面板應(yīng)用時間較長，供應(yīng)鏈成熟度較高，有價格優(yōu)勢，但在將來必會被OLED和MicroLED替代。
OLED和Micro LED都是面向未來的顯示技術(shù)，兩者從工業(yè)實踐的角度來看有不小的差距，MicroLED在性能上優(yōu)于OLED。Micro LED是將微米等級的MicroLED巨量轉(zhuǎn)移到基板上，類似微縮的戶外LED顯示屏，每一個MicroLED都定址并且可以單獨驅(qū)動點亮，相較OLED更加省電，反應(yīng)速度更快，OLED比LCD更薄、顯示更清晰，但如果要省電，得降低高亮度顯示和白色畫面，視覺表現(xiàn)會受到影響。MicroLED技術(shù)上已經(jīng)突破了OLED的局限，亮度和飽和度相比之下都更高。此外OLED材料是有機發(fā)光二極管，在使用壽命上天然無法與MicroLED等有機發(fā)光二極管相比，在需要使用時候命的應(yīng)用領(lǐng)域，如汽車抬頭顯示、大型屏幕投影等方面Micro LED更具競爭力。
從產(chǎn)業(yè)鏈的角度來說，OLED顯示的全部技術(shù)有7成上下可以被MicroLED公用或者吸收，即MicroLED技術(shù)突破后整個產(chǎn)業(yè)掉頭難度不大，為未來替代OLED奠定基礎(chǔ)。
四、多廠商加快布局Micro LED
SONY推出MicroLED顯示器CLEDIS：2016年6月索尼在德國IFA展展示Micro-LED大屏產(chǎn)品”cledis”，這個Micro-LED大屏顯示屏成功結(jié)合了RGB三個單個像素，形成大尺寸LED屏幕可應(yīng)用于數(shù)字標(biāo)牌、大眾大屏、展示廳、汽車設(shè)計審查等。
蘋果收購LuxVue，或?qū)icroLED應(yīng)用于Apple Watch：蘋果公司2014年收購LuxVue，開始研發(fā)MicroLED技術(shù)，2016年7月蘋果點燃“6 FHDMicro-LED“試點項目，據(jù)說正在開發(fā)面向未來AppleWatch的Micro-LED技術(shù)表型。
Micro LED作為可能成為下一代顯示技術(shù)的新應(yīng)用，吸引了各大國際巨頭的注意，目前參與MicroLED的相關(guān)廠商及機構(gòu)達(dá)近百家，現(xiàn)在Micro LED已經(jīng)在索尼手上率先實現(xiàn)商用，未來發(fā)展步伐將會進一步加快。
從具體產(chǎn)業(yè)鏈角度來說，臺灣廠和大陸廠正在積極進行布局，臺灣晶電已有許多設(shè)備制造商也已經(jīng)開始開發(fā)Micro-LED生產(chǎn)設(shè)備，預(yù)計今年能夠進廠，明年可能會有部分產(chǎn)能放出；MikroMesa已經(jīng)成功研發(fā)出3umx3um發(fā)光面積，這是世界上最小的尺寸；MikroMesa與重慶惠科金渝光電合作，共同建立在兩岸第一個MicroLED實驗室，實驗室預(yù)計將在2017年第四季度完成，并在2018開發(fā)出全彩MicroLED產(chǎn)品。根據(jù)SID開設(shè)在上海大學(xué)的Micro-LED學(xué)術(shù)沙龍，大陸企業(yè)已經(jīng)在布局發(fā)展Micro-LED芯片，目前，在大陸廠商研發(fā)中Micro-LED已經(jīng)可以達(dá)到15um，跟進速度很快，前景可觀。
五、Micro LED市場可看到百億美元
考慮MicroLED的特點，可穿戴設(shè)備與室內(nèi)顯示屏將是最先切入的領(lǐng)域。如果未來這兩大領(lǐng)域均采用MicroLED顯示，將會消耗全球LED芯片近5成的產(chǎn)能。市場規(guī)?？蛇_(dá)到300-400億美金。
在Micro-LED應(yīng)用領(lǐng)域中，消費型面板包括智能手機、可穿戴裝置、電視屏幕，以及車用顯示器、公共顯示器包括戶外超大屏幕都是Micro-LED的未來發(fā)展趨勢，那么Micro-LED是否能完全替代現(xiàn)有的屏幕LCD，OLED？我們認(rèn)為有極大可能。目前蘋果宣布2018年蘋果顯示屏將全部采用OLED，OLED的優(yōu)勢在于成熟的量產(chǎn)技術(shù)，而Micro-LED由于量化轉(zhuǎn)移技術(shù)目前生產(chǎn)成本過高，但Micro-LED一旦突破量產(chǎn)技術(shù)難關(guān)，將會大大減少成本，將以其獨特的高解析度、低損耗和高清晰度開創(chuàng)LED新時代，很重要的一點是，從LCD/OLED到Micro-LED的轉(zhuǎn)型并不像當(dāng)年等離子屏與液晶屏的拼殺一樣困難，他們都使用FTF背板，有很大一部分資源是可以共用的，因此廠商轉(zhuǎn)型難度較小，在Micro-LED優(yōu)勢明顯的情況下我們有理由認(rèn)為MicroLED有極大可能全面取代液晶顯示屏。若以全面取代現(xiàn)有液晶顯示器的零組件的規(guī)模來推估，包括背光模塊、液晶、偏光板等，MicroLED未來的潛在市場規(guī)模約可達(dá)300~400億美元。
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