Micro-LED为什么难以普及？

发布日期：2020-09-14浏览次数：30

Micro LED技术是由氮化镓芯片的微小版本组成的屏幕，Micro LED技术的功耗比目前 OLED及LCD技术减少两倍到三倍，且亮度要高出几个数量级。因此，众多企业与不少大型设备制造商都在竞相制造出第一块商用Micro led显示屏幕。

在苹果引领下，越来越多的玩家加入到Micro-LED领域当中，Micro-LED用于显示有其得天独厚的一些优势。Micro-LED集低功耗、高亮度、超高分辨率与色彩饱和度、反应速度快、超省电、寿命较长、效率较高等优点于一身，与LCD和OLED相比，Micro-LED亮度和色彩饱和度优势十分明显。

Micro-LED做室内屏幕亮度能达到1000~2000nit，液晶屏幕亮度只能达到几百nit。此外，Micro-LED可以用三基色或者四基色等方案，色区覆盖更广，显示效果更好。但Micro-LED产业化过程中仍面临着众多技术挑战，甚至现在大多数人对Micro-LED定义模糊不清，不少人将小间距LED理解成Micro-LED。

Micro-LED制造有众多关键技术，其中大规模转移技术在Micro-LED制造中是最难的一部分，因为巨量转移技术需要将在衬底上生成的LED芯片转移到TFT基底层上面，并实现精准的对位和连接。除了大批量转移技术之外，Micro-LED仍会遇到其他技术难题。在固态半导体、TFT薄膜电晶体、界面力学、光学与色彩原理、驱动IC、检测设备、均匀性等技术领域瓶颈同样有待突破。

第一、倒装LED芯片自身路还未走好

对于Micro-LED来说，更适合采用倒装LED，因为倒装LED不需要金属导线、可缩减LED芯片彼此间的间隙，所以更满足Micro-LED显示体积小，易制成微型化需求。

但是目前主流的照明显示LED领域，倒装芯片还存在着工艺、良率、成本等瓶颈问题，在传统LED行业使用的比例都还处在一个市占率相对薄弱的阶段。当然倒装LED在LED行业的使用规模增长却是越来越大，参与的企业越来越大，只是时间早晚的事，但是从倒装LED到倒装MicroLED还有一段距离要走。

第二、LED固晶良率控制难

以目前已成熟的LED灯条制程为例，在制作一LED灯条尚有坏点等失败问题发生，何况是一片显示器上要嵌入数百万颗微型LED。而LCD与OLED已采批次作业，良率表现相对较佳。

第三、LED规模化转移上

未来MicroLED 显示困难处在于嵌入LED制程不易采大批量的作业方式，尤其是RGB 的3色LED较单色难度更高。但是未来随着LED黏着、印刷等技术方法的提升，则有利于Micro LED 显示导入量产化阶段。

第四、全彩化

目前Micro-LED彩色化实现的方法主要是RGB三色LED法、UV/蓝光LED+发光介质法和光学透镜合成法。

RGB-LED全彩显示就是RGB三原色经过一定的配比合成实现彩色化，这是目前LED大屏幕所普遍采用的方法，而这个最有可能就是Sony的CLEDIS的方案。而被认为最佳的UV/蓝光LED+发光介质法，问题更多。

首先LED上，如果采用UV LED，大家都知道目前UV LED的发光效率很低，产品的良率成本都是问题，所以在线君认为这个方案实现量产化周期更长，更不用说再加上量子点。

所以比较看好基于蓝光的量子点方案，虽然目前量子点还处于一个初级阶段，但是目前参与量子点的企业投资越来越多，而且蓝光LED的技术已经很成熟，现在需要克服的就是如何做小。第三种光学透镜合成法，个人认为主要是在投影上的应用。

除此之外，还有个色彩转换技术，个人对于Micro-LED微型显示通过对单色LED的色彩转换方法更值得可期，因为单色较RGB要容易得多了。

第五、波长一致性、分bin成本问题

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，对于波长的一致性要求更高，同时分bin的成本支出也是阻碍量产的技术瓶颈。

第六、电流拥挤、热堆积等问题

Micro-LED（《50微米（μm））不同于一般尺寸（》100μm）LED的特性。一般尺寸LED几乎没有电流拥挤、热堆积等问题，且因晶格应力释放及较大出光表面而可能有较佳的效率等优势。但是较大表面积的Micro-LED可能因表面缺陷多而有较大的漏电路径，微小电极提高串联电阻值，都会影响发光效率。

第七、成本高

原因之一在于LED芯片封装，现有LED显示器一般要准备RGB各色LED芯片，然后把这些芯片整合在一个封装中，将形成的LED作为1个像素使用。因此需要分别制造RGB各色LED芯片，并将其安装在一个封装内，造成成本较高。

而Sony方面没有透露这方面的详细情况，但据其资料显示很有可能就是这种技术，成本很高，尽管新一代的产品降低了PPI但是仍然很高。除此之外，还有很多高成本的环节，像绑定、封装、转移、测试及设备等等。

特别是在商业化过程中，Micro LED将直接面临OLED和LCD的价格竞争。Micro LED有一个致命的问题，就是分辨率提高的时候成本也会成倍增加，4K面板清晰度是FHD面板的4倍，但是成本不只增加4倍，还会更高。因为在制作过程中需要提升良率，不然无法量产，而且它不是物理的问题，而是艺术的问题。

就成本而言，Micro LED在可穿戴设备领域很难，因为OLED已经占据了智能手表的主导地位，并且面板成本非常低。如果比较智能手机的情况，你会发现普通的刚性OLED面板与LTPS LCD面板的价格几乎相同。

OLED正在蓬勃发展，Micro LED显示器在进入市场时可能不得不面对这一挑战，Micro LED将很难与OLED的成本相匹配。要取得成功，它必须提供其他显示技术无法提供的差异化性能或功能。

然而，增强现实（AR）和混合现实（MR）的头戴式显示器，Micro LED显示器可以是一种支持技术；在虚拟现实中，用户佩戴完全封闭的头戴式显示器将其与外界视觉隔离；而AR和MR应用则将计算机生成的图像覆盖到现实世界中。

MicroLED显示器是通过将晶片切割成微小器件，并以并行拾取和放置技术将其转移到晶体管底板。

Micro-LED在大尺寸显示和VR/AR设备领域同样具有应用的可能性。LCD液晶面板在50英寸以下市场竞争力非常强，但是在50英寸以上市场不一定，因为55英寸FHD Micro-LED生产成本只要同规格LCD液晶面板的60%，55英寸4KMicro-LED生产成本只要同规格LCD的90%，而且Micro-LED尺寸越大越经济。

但是从Micro-LED实际进展来看并没有那么顺利，主推大尺寸Micro-LED的索尼并没有在消费市场中推出大尺寸Micro-LED电视。LCD液晶面板成本低、良率稳定，竞争力非常强。就像当年LCD和PDP一样，LCD面板和Micro-LED未来的竞争不单纯涉及技术的竞争，还牵扯到产业链以及生态的竞争。