Micro LED（Micro Light Emitting Diode）又称为微发光二极体，是LED微缩化和矩阵化后的产物，其像素单元在50μm以下。MicroLED显示面板因其自发光的特点，仅工作区域像素产生功耗，功耗极低；也因其无需光源和辅助光学元件，以及面板自身超小的外形尺寸使得业内一直期望的AR智能穿戴设备真正轻便型成为可能；还因材料本身是III-V族族无机材料，寿命长，性能稳定；还拥有超高的亮度和效率，使得Micro LED被很多光学元件制造企业视为AR智能眼镜的一个突破性的核心器件。
Vuzix shield 来源：官网
从目前的技术发展上来看，VR/AR微显示技术包括OLED（有机发光二极管）/LCoS（硅基液晶）/DLP（数字光处理）/LBS（激光束扫描仪）等，但这些技术均无法兼顾成熟性、性能、成本等指标。Micro LED是业内公认的微显最佳解决方案，相较其它技术，Micro LED在亮度、对比度、工作温度范围、刷新率、分辨率、色域、功耗、延时、体积、寿命等多方面具备优势，Micro LED被认为是是AR近眼显示应用的终极方案。
市面上已发布的Micro LED智能眼镜产品较少，国外Vuzix shield、Kura Gallium搭载的是全彩Micro LED，国内实现量产的OPPO Air Glass使用的是单色Micro LED，而全彩Micro LED的雷鸟智能眼镜先锋版、小米智能眼镜探索版还处于样机阶段，搭载JBD Micro LED显示方案的李未可AR眼镜即将发布。此类产品目前大多初期开发阶段，Micro LED在良率、量产性、全彩化等方面还有待进一步的发展。
OPPO Air Glass 来源：官网
目前Micro LED的实现主要有两种技术路线：巨量转移技术和单片集成技术。
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巨量转移技术
市面上大部分Micro LED主要使用巨量转移技术。显示驱动电路利用半导体制造工艺集成在底部硅衬底，其上为采用MOCVD制作的基于蓝宝石衬底的LED阵列，然后采用CMOS工艺进行金属键合，将硅基驱动电路和蓝宝石基LED阵列完成电学与物理连接。LED受激发光后经过三基色滤光膜，最终组合成显示的图像画面。
技术难点：
首先，Micro LED主要生产工艺主要包括外延片生产、芯片制造、Thin-film工艺、巨量转移、检测与修复。其中，外延片生产、Micro LED芯片制造、Thin-film工艺跟传统的LED生产比较相似，企业只需对设备稍加改造就可用于Micro LED制造环节。目前的制造难点主要集中在巨量转移、检测与修复方面以及驱动IC的设计和工艺上。
第二，Micro LED的制备过程中需要将蓝宝石基的LED阵列转移至硅基以实现金属连接，因此需要制作一块Micro LED显示屏幕需要两套独立的衬底和加工工艺，从而会导致生产成本的上升，并对良率带来极大的挑战。
第三，对显示来说，最基本的要求是能够真实准确的还原事物的色彩。目前Micro-LED在近眼显示领域主要缺陷是红光效率严重不足，不能实现全彩的高亮显示。虽然已有几种巨量转移技术方案如弹性印章转印、静电转印等来解决这些问题并取得了成功，但制造能满足AR/VR应用的高分辨率全彩Micro LED显示器仍是巨大挑战。
从RGB的三色图来看，Micro LED红光量很低的，这也是目前采用Micro LED的AR眼镜大多为单绿色显示的原因。正是这样一个致命的缺陷，成为了Micro LED的实际渗透率极低的根本原因。
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单片集成技术
单片集成技术是指在CMOS驱动晶圆上通过微显示器件的设计及工艺直接将LED外延片制成LED阵列，然后将阵列整体装到驱动基板上。全部流程半导体工艺制造，关键的像素尺寸通过光刻机加以定义。这样可以使得像素点尺寸更小、像素间距更小。同时无需巨量转移技术进行二次转移，一次性达到超高像素、超高解析度的显示。
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Micro LED 彩色化方案
Micro LED实现单色比较简单，通过倒装结构封装和驱动IC贴合就可以实现，但要实现全彩就相对复杂，目前Micro LED全彩化有RGB三色LED、UV/蓝光LED+发光介质法以及光学透镜合成法三种方式。
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RGB三色LED法
也称All-in-one RGB Micro LED，显示原理主要是基于三原色（红、绿、蓝）调色基本原理，需要分次转贴红、蓝、绿三色的晶粒，嵌入几十万颗LED晶粒，对于LED晶粒光效、波长的一致性、良率要求更高。
由于驱动芯片实际输出电流会和理论电流有误差，单个像素中的每个LED都有一定的半波宽（半峰宽越窄，LED的显色性越好）和光衰现象，继而产生LED像素全彩显示的偏差问题。
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UV/蓝光LED+发光介质法
UV LED（紫外LED）或蓝光LED+发光介质的方法可以用来实现全彩色化。其中若使用UV Micro LED，则需激发红绿蓝三色发光介质以实现RGB三色配比; 如使用蓝光Micro LED则需要再搭配红色和绿色发光介质即可。该技术目前更适用于VR/AR、智能穿戴、手机、平板等微型显示、中小尺寸显示领域。发光介质一般可分为荧光粉与量子点（QD：Quantum Dots）。
纳米材料荧光粉可在蓝光或紫外光LED的激发下发出特定波长的光，光的色彩由荧光粉材料决定。这种方式简单易用，但荧光粉涂层将会吸收部分能量，降低了转化率，荧光粉颗粒的尺寸较大。
量子点又可称为纳米晶，是一种由II－VI族或III－V族元素组成的纳米颗粒。量子点的粒径一般介于1～10nm之间，可适用于更小尺寸的微型显示。量子点的化学成分多样，发光颜色可以覆盖从蓝光到红光的整个可见区。而且具有高能力的吸光-发光效率、很窄的半高宽、宽吸收频谱等特性，因此拥有很高的色彩纯度与饱和度。且结构简单，薄型化，可卷曲，非常适用于微显应用。
但是量子点的主要问题为各颜色均匀性与各颜色之间的相互影响，所以解决红绿蓝三色分离与各色均匀性成为量子点发光二极管运用于微显示器的重要难题之一。此外，当前量子点技术还不够成熟，还存在着材料稳定性不好、对散热要求高、且需要密封、寿命短等缺点。
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光学透镜合成法
透镜光学合成法是指通过光学棱镜（Trichroic Prism）将RGB三色Micro LED合成全彩色显示。具体方法是是将三个红、绿、蓝三色的Micro LED阵列分别封装在三块封装板上，并连接一块控制板与一个三色棱镜。之后可通过驱动面板来传输图片信号，调整三色Micro LED阵列的亮度以实现彩色化，并加上光学投影镜头实现微投影。但该方案目前面临的问题是：
红光Micro LED制备不易：一方面传统红光LED通过AlGaInP体系制造，芯片的转移、bonding等制程良率不高，且原材料毒性较大；另一方面，InGaN基红光LED外延技术还不成熟。
AR/VR上Micro LED相关技术企业
1. 上海显耀显示科技有限公司（JBD）
上海显耀显示科技有限公司（Jade Bird Display以下简称JBD）成立于2015年，总部位于上海浦东，在合肥设立子公司。JBD 专注于做有源矩阵无机发光二极体微显示芯片，即AMμLED（简称MicroLED）。技术领域覆盖LED发光材料的生长、硅基CMOS背板的设计、芯片制程加工、封装测试、光学模组等内容。
JBD的MicroLED采用自创的混合集成电路技术将纯无机的III-V族发光材料和硅基CMOS背板结合加工而成，其像素尺寸取决于光刻精度，可以小至纳米级别。这种工艺下加工的MicroLED体积小，功耗低，亮度高。
JBD最新研发的自发光单片彩色MicroLED微显示屏拥有5微米的彩色像素周期，红、绿、蓝的子像素仅为2.5微米。彩色微显示屏对角线尺寸为0.22英寸，分辨率却到达了qHD 960 x 540 水准。该单片彩色MicroLED微显示屏拥有更紧凑的设计和更简易的系统集成，将用于AR增强现实领域。
0.22英寸单面板彩色Micro-LED微显示屏和显示模组概念图
2. 錼创科技股份有限公司
錼创科技是第一家台湾创新板上市挂牌企业，成立于2014年，包含磊晶、晶粒制造、巨量转移、巨量检测及巨量修补等一条龙制程，且同时具备自制设备与调校能力，是目前全球少数有出货实绩且经过客户品质验证的Micro LED厂商。产品可应用于大尺寸拼接显示器、消费性电子产品、车用显示器、穿戴装置以及AR眼镜等。錼创为AR眼镜推出 0.39 吋 1411 ppi 高解析度，全彩的 µ-PixeLED 显示器，能展现出 30,000nits 的亮度。
3. 镭昱光电科技（苏州）有限公司
镭昱的Micro-LED微显示芯片是全球第一款能达到单片全彩的微显示屏，是显示的核心，可以带来更高的亮度，在户外的强光下依然可以做到清晰显示，推动AR眼镜从室内走到室外，同时能带来更轻巧更小巧的AR眼镜。
4. 上海君万微电子科技有限公司
君万微电子成立于2016年，是国内较早从事Micro LED技术研发与生产的企业，其核心研究团队自主掌握了氮化镓Micro LED阵列设计、Micro LED芯片技术、Micro LED驱动背板及工艺方案、光学设计等微显示器核心技术。
2022年5月，君万微电子展示了可量产的全彩色硅基Micro LED微型显示器，像素密度约达1500PPI，正常工作亮度20000 nit，峰值亮度超过10万nit，采用RGB接口技术，微型显示器适用于AR近眼显示设备对高亮度和大视场角（FOV）的需求。配合光波导（Waveguide）或扩瞳技术（Freeform Optics）可有效解决AR显示应用中的强环境光干扰，纱窗效应、拖尾及眩晕等问题。
5. 南京芯视元电子有限公司
南京芯视元电子有限公司是一家专注于智慧显示芯片研发的高新技术企业。公司坐落于“芯片之城”南京江北新区核心地带。公司产品主要有硅基LCoS微显示芯片、硅基OLED微显示芯片、硅基Micro LED微显示芯片。
芯视元于今年（2022年）8月推出的超高亮“芯视·天目III”型Micro LED显示模组分辨率高达1920*1080，亮度达到100000+nit，256灰阶，显示效果好，功耗低，主要应用于轻量型AR眼镜等新兴市场领域。
6. 华引芯（武汉）科技有限公司
华引芯（武汉）科技有限公司在2022年4月推出全新自研直显Micro LED模组。该模组显示尺寸为0.4英寸，分辨率为480*270，拥有129600个像素点，亮度超25000cd/㎡，对比度为100000:1，最小芯片单元尺寸及像素间距仅18μm，可广泛应用于AR、汽车抬头显示（HUD）、智能光源显示等领域。
面临Micro LED难以突破的巨量转移痛点，华引芯选择Die-to-Wafer Bonding转移方案，通过新型LED芯片结构设计及改进工艺等方法提升EQE，有效解决当前Micro LED面临的巨量转移难度高、芯片效率低下等技术瓶颈问题，大幅提升产品良率及性能，为后续量产商用奠定基础。
7. 深圳市思坦科技有限公司
思坦科技成立于2018年，致力于高性能Micro LED芯片与显示模组的研发与生产，在深圳龙华区建成国内第一条Micro LED专用中试线，启动Micro LED芯片及显示模组的产品验证及小批量试产。已积累了丰富的Micro LED发光芯片和驱动芯片前沿创新经验，此外还累计申请本领域相关自主知识产权近500项，授权200余项，形成了较为完整的Micro LED产业技术壁垒。
基于第三代半导体-氮化镓材料制成的微型光电芯片，通过自主开发的单片集成技术和硅基CMOS驱动技术，思坦科技研发的Micro－LED器件最小可以做到亚微米级。
8. 美国Mojo Vision
Mojo Vision 成立于2015年，2019年展示了具有 14,000 PPI 的 Micro LED显示屏，显示屏尺寸仅为 0.48 毫米，但它可以提供比当前智能手机显示屏高 300 倍的像素密度，将应用于包括 AR/VR 硬件和抬头显示器 (HUD) 等。与 Vuzix 签署了AR智能眼镜开发的长期供应协议。
Mojo Vision还开发出了首款隐形AR眼镜Mojo Lens，使用Micro LED显示器。
9. 美国Raxium
Raxium公司针对增强和虚拟现实 (AR/VR) 系统等应用，创造性地开发了一种单片集成RGB Micro LED显示技术，可实现更小、更强大的新型显示产品，用于AR/VR微型显示器。2022年5月，谷歌宣布收购Raxium。
10. 比利时MICLEDI
MICLEDI Microdisplays 是一家为增强现实 (AR) 市场开发 microLED 显示器的无晶圆厂开发商。技术基于 III/V 材料处理、3D 集成和 300 毫米硅基处理与专有 ASIC 的创新组合，以提供具有高图像质量和高能效的独立、紧凑的单片 AR 显示器。MICLEDI 8月宣布推出业界首款集成微透镜的Micro LED器件，基于300mm CMOS平台打造的Micro LED阵列可满足未来AR 眼镜在显示器尺寸、分辨率、亮度、图像质量、功耗和成本上的需求。
11. 法国Atomistic
2022年5月，美国Vuzix与法国Micro LED显示解决方案企业Atomistic签署协议，双方将合作开发的Micro LED解决方案，用于Vuzix自主开发的AR智能眼镜产品上。Atomistic开发了一种新颖的Micro LED技术方法，一种基于具有特定属性新型材料的科学创新，这些特殊属性是解决AR用Micro LED器件问题的关键因素，包括将单一外延结构上红光、绿光、蓝光芯片转移至CMOS背板上、高亮度、更小点间距实现更高效率等问题。此技术用来满足AR设备及相关市场对极小像素间距、且具有高亮度的的全彩色Micro LED显示器的需求。
12. 英国Plessey
plesseysemiconductors.com
2020年，Plessey与美国Compound Photonics（CP）宣布达成战略合作关系，共同开发和推出基于硅基氮化镓Micro LED的微显示器方案，面向AR/MR应用。结合CP的高速数字低延时显示背板与Plessey的硅基氮化镓单片Micro LED阵列技术，成功制造出功能性Micro LED显示模块。不久后，Plessey将授权技术给Meta。
0.26英寸对角线单色天然绿显示模块 来源：Plessey
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Micro-LED作为新一代显示技术，由于具有高亮度、高分辨率、宽色域、低能耗、长寿命等优势，可广泛应用于AR/VR/XR、智能移动设备、车载显示等领域。相比于Mini LED，Micro-LED生产工艺还处于不确定阶段，各种技术路线百花齐放，生产成本需进一步降低，为掌握其市场动态，探讨其生产工艺，了解其应用趋势，艾邦特组建了Micro-LED产业链交流群，诚邀大家扫码加群。
