狼來瞭！Micro LED恐後來者居上

集微網報道（文/林美炳）2023年是Micro LED量產元年，大屏應用尺寸不斷下探，手表應用即將商用化……Micro LED進入發展快車道，未來有可能逐步改變現有的顯示產業格局，重塑顯示產業生態圈。

不過與LCD、OLED產業相比，目前Micro LED還處於產業化初期，仍面臨材料、設計、工藝等方面技術挑戰，沒有形成規模化優勢，成本較高，應用普及需要一定時間。

為瞭加速Micro LED產業化進程，加速應用滲透，京東方晶芯、TCL華星、天馬微電子、維信諾旗下辰顯光電等廠商都在積極整合產業鏈資源，持續攻克關鍵工藝，逐步形成材料、工藝、設備、產線方案等技術，達到一定的工程化制造能力。

進入量產元年，Micro LED或重塑產業生態

繼LCD、OLED之後，MLED是新一代新型顯示技術。根據晶粒尺寸大小，MLED可分為Mini LED和Micro LED，其中Mini LED晶粒尺寸為50微米到200微米，Micro LED晶粒尺寸小於50微米。其中Micro LED具有無機、固態、長壽命、高色域、高亮度、高對比度、快響應速度等優勢，成為近年來新型顯示行業熱點。

Micro LED適合超大屏顯示、車載顯示以及XR顯示等應用。TCL華星副總裁、顯示創新中心總經理張鑫指出，目前，TCL華星Micro LED技術開發主要聚焦於超大尺寸、車載HUD顯示以及AR/MR等領域。因為Micro LED 與傳統超大尺寸LED產品相比，具有一定成本優勢；Micro LED也符合汽車對車載HUD顯示的超高亮度、高可靠性要求；而且矽基Micro LED可以滿足XR對顯示規格的嚴苛需求，再配合光波導方案，能夠形成小尺寸高亮度XR顯示、光學方案。

隨著技術不斷迭代升級，Micro LED將滿足更多場景應用需求，在數字經濟時代將大有可為。天馬微電子Micro-LED研究院副院長席克瑞認為，隨著LED芯片微型化技術的不斷突破，顯示產品的性能不斷增強，Micro-LED應用領域也不斷擴展延伸。而且在5G、人工智能、物聯網、大數據、納米技術、神經網絡、遠程醫療等科技時代大背景下，Micro LED因其微小化的特性易於與其他傳感、通訊等器件集成，更加適合於應對未來信息化、智能化的要求。

更為主要的是，Micro LED兼具LCD、OLED優勢，同時彌補他們的不足，有望改變未來顯示產業格局。辰顯光電產品研發總監錢先銳表示，Micro LED具有高亮度、超長壽命、寬色域、超高PPI、無邊框、模塊化、高集成性等性能優勢，適合拼接大屏、車載顯示、手表、VR/AR等應用。而且相比PCB基Micro LED，TFT基Micro LED具有拼接縫隙小、散熱好、像素密度高、對比度高、LED芯片尺寸小、轉移效率高等優點，可以大幅降低生產成本，形成成本優勢。Micro LED作為下一代顯示技術將重塑顯示產業生態圈。

2023年是“Micro LED量產元年”，三星近期在中國發佈89英寸、110英寸Micro LED；友達今年底計劃量產1.39英寸Micro LED智能手表。2025年，蘋果有望首次將MicroLED顯示屏應用至Apple Watch智能手表……Micro LED正進入發展快車道。DSCC預測，MicroLED屏幕的出貨量未來將成倍增長，由2023年的45萬片增長至2027年的1747萬片。洛圖科技也預計，2027年Micro LED產值將超過100億美元。

工藝不甚成熟，Micro LED仍面臨技術挑戰

Micro LED工藝制程包括LED芯片、TFT背板、巨量轉移、側壁走線、檢測修復、驅動電路架構設計等。Micro LED在產業化過程中，材料、設計、工藝等方面都存在不同程度的技術挑戰。辰顯光電產品研發總監錢先銳認為，Micro LED器件方面，現有Micro LED效率、均一性尚不成熟，不同模塊的LED拼接在一起，亮度和色度存在一定差異，特別LED片內和片間亮度均一性較差會引起亮度Mura。

Micro LED顯示亮度均一性方面，Wafer上LED特性存在差異，LED隨機轉移至背板上存在麻點顯示，體驗感差，需要通過對LED篩選，提升轉移均一性，並進行外部補償，才能獲得更好的顯示效果。Micro LED驅動架構方面，LED器件發光波長隨電流變化，一旦驅動電流變化，灰階也會跟著變化，從而發生色偏，需要采用PWM或者混合驅動來調整。而且Micro LED器件發光效率還受溫度影響，Micro LED顯示屏工作溫度較高，溫度存在變化和分佈不均，顯示亮度、色度也會受到影響。

MLED直顯在驅動半導體、高效率巨量轉移方面存在技術難點。重慶康佳研究院副總經理張瑋指出，MLED分辨率越高，元件越小，充電能力不足，工藝制作存在一定困難；LED尺寸越小，發光面積越小，發光效率越低；而且數百萬至上千萬顆微米級LED同時轉移到微米級元件上鍵合目前還沒有成熟的技術路線。

TFT基板Micro-LED也面臨均一性、功耗、結構強度、無邊框拼接等難題。天馬微電子Micro-LED研究院副院長席克瑞認為，在均一性方面，Micro-LED背板的不均一性主要來源於大電流帶來的IR Drop惡化以及TFT寬長比增加導致的Vth不均。

在功耗方面，Micro-LED采用純PWM驅動方式，雖然具備功耗優勢，但其缺點是解析度難以提升；而采用PAM方式其對Micro-LED來說，功耗又不理想，同時還會由於低灰階下RGB效率變化情況不同引入色偏。

在結構強度方面，柔性化是TFT基板的優勢，Micro-LED可以實現更加輕薄多樣的顯示形態，但柔性屏對結構形變、外力沖擊的耐受度更弱，對各膜層的材料選擇、堆疊方式、及封裝保護等提出更高挑戰 。

在無邊框拼接方面，TFT基Micro LED顯示不像PCB基板易於穿孔走線，需采用側面走線結合IC背綁工藝來實現無邊框拼接。隨著像素Pitch減小，Micro LED為保持無邊框，側面走線區空間縮小，走線Pitch也會減小，對切割、磨邊、側面走線等相關工藝都提出技術挑戰。

技術不斷突破，Micro LED已取得階段成果

為瞭突破關鍵技術難題，京東方晶芯、TCL華星、天馬微電子、科韻激光等Micro LED產業鏈廠商正在積極聯合產業上下遊企業攻關，並取得瞭一定成果。

TCL華星正逐步突破背板、驅動補償、LED芯片、轉移與鍵合等Micro LED顯示關鍵技術。張鑫表示，TCL華星主導開發的高遷移率高穩定性氧化物技術遷移率>25cm2/V.s，穩定性優於同遷移率的其他氧化物器件；研發出偵測補償技術，可以補償AM器件漂移，實現MLED電路穩定驅動；自主開發補償技術，將偏離色點校準到目標色點，實現均一畫質。TCL華星與產業鏈合作夥伴共同推進LED芯片技術發展，LED芯片成功實現F-COC新結構，已初步完成工藝開發，提升瞭芯片利用率；打通轉移與鍵合工藝流程，成功實現有效焊接並點亮，同時從Metal on TFT向Metal on Chip過渡……TCL華星已經形成材料、工藝、設備、產線方案等技術，達到一定的工程化制造能力。

京東方晶芯在厚銅工藝、封裝技術、側邊工藝等方面都有一定技術成果。京東方晶芯首席技術官陳明指出，京東方晶芯研發出可獲得高亮度的低電阻面板和具有量產性的10mask TFT 工藝，亮度可達1000nit以上，相比於傳統鋁工藝，亮度提升1.5倍；若達到1000nit的相同亮度，鋁工藝mask數將增加一倍以上；獨有的“Black2”超薄封裝技術，其厚度＜300μm，具有更佳的墨色一致性，相對Molding方案，具有更佳的亮度、視角一致性，且具備客制化封裝表面，在像素邊緣顏色縫方面表現更佳；先進的側邊佈線工藝，可實現65μm線距，且通過瞭1000小時RA測試，具備超低阻抗。

辰顯光電已開發出4.78英寸的TFT基Micro-LED無邊框拼接顯示模組，實現100%點亮率的技術突破；並成功點亮中國大陸首款TFT基無邊框14.5英寸Micro LED拼接箱體。而且辰顯光電還突破驅動架構和巨量轉移技術瓶頸，其混合驅動IC可實現高色域、高亮度和高刷新率，亮度均勻性達到95%，色度均勻性達到1nm，拼縫均勻性達到97%；其巨量轉移實現高效率、高良率和高均勻性，1小時轉移1000萬顆LED，轉移良率高達100%。

天馬微電子研發出5.04英寸Micro LED拼接顯示屏、9.38英寸透明Micro LED顯示屏、7.56英寸Flexible Micro LED顯示屏、11.6英寸剛性Micro LED顯示屏等一系列產品。天馬微電子Micro-LED研究院副院長席克瑞表示，Micro-LED作為近年來興起的新型顯示技術，在現有的新型顯示器件標準體系中尚無相關標準體系。天馬將致力於和業界一起推動Micro LED顯示通用規范、測試方法等標準的建立，以及Micro-LED顯示標準體系建設與完善。天馬基於多年研究基礎，已向電子顯示器件標準化技術委員會提交4項Micro-LED顯示器件標準立項建議。

科韻激光基於顯示領域豐富技術積累，為滿足客戶需求，對Mini/Micro LED修復工藝進行瞭深入研究和改善測試。科韻激光技術副中心長羅帥透露，目前，科韻激光已運用在巨量轉移上的積累，使用準分子激光+Inner mask技術將剝離後芯片點對點剝離至焊盤，完成LED補晶；利用視覺系統，通過圖像采用AI算法，可對焊盤、修復LED不良進行分類識別及過程判定，同步上報至MEMS系統；科韻還計劃基於準分子技術開發巨量轉移設備，同時兼容激光剝離及Wafer換點修復功能。

整合產業鏈資源協同技術和產品開發，是Micro-LED商業化成功的關鍵。Micro-LED廠商都在積極整合產業鏈資源，逐步形成材料、工藝、設備、產線方案等技術，已經達到一定的工程化制造能力。張鑫指出，目前，Micro LED核心技術業界尚在持續攻克階段，正在重點著手解決芯片效率提升、Transfer、Bonding 、Test & Repair等。