一文了解Micro-LED显示技术

微米发光二极管（Micro-LED）显示是一项新颖并有着广泛应用前景的技术，在显示技术中占有重要地位。

Micro-LED拥有亮度高、功耗低、寿命长、响应时间短和稳定性高等优点。可以应用于虚拟现实（Virtual Reality，VR）、增强现实（Augmented Reality，AR）、手机等微小型显示器，也可应用于家用电视、会议墙等中大型显示器，在显示领域具有较好的发展潜力。

今天给大家简单介绍一下Micro LED，欢迎大家加群交流指正。

1、发展历程

2000年美国堪萨斯州立大学江红星等人，制备了基于Ⅲ族氮化物的Micro-LED，并在2001年报道了采用无源驱动的方式，成功制备了10×10的蓝光Micro-LED阵列，为Micro-LED显示的发展奠定了理论基础。从Micro-LED概念首次提出以来，到近几年来已经成为国际竞争关键科技焦点之一，目前，我国也在“十四五”规划中大力投入对Micro-LED技术的研究。

Micro-LED发展历程 图源：液晶与显示，2022,37(11): 1395-1410. Fig.1

2、技术原理

继 COB 封装技术之后，Micro LED 封装技术的发展给 LED 带来了新的芯片技术与挑战。Micro LED 的封装技术主要分为: Micro LED 全彩化技术，巨量转移技术，微缩制程技术。

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。

Micro LED示意图

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。

Micro LED 结构示意图

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。

3、应用场景

Micro-LED技术在微型显示器中的应用

Micro-LED显示器已经开始在智能手表、AR/VR设备等产品上迅速普及。其中一个显而易见的原因在于Micro-LED显示器的微小尺寸（通常仅为50微米左右）。与此同时，它们的高亮度和能源效率对于这些应用而言也是显著的优点。

Micro-LED VR眼镜 Vuzix shield 来源：官网

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眼镜已经发布。

眼镜搭载JBD 0.13英寸Micro LED微显示屏

Mojo Vision几年前开发出直径小于0.5毫米、分辨率每英寸14,000PPI的单色（绿色）Micro LED显示器

Micro-LED应用于汽车行业

车载显示行业一直在探索Micro-LED显示屏的应用，其提供与OLED显示屏相当甚至更高的亮度，且耐久性比OLED显示屏更佳。

友达光电将在美国消费性电子大展（CES 2023）发表多项尖端车用显示科技，以前瞻科技Micro LED显示技术导入车载应用中，并结合多年的显示器开发经验与洞察市场需求后，推出顶级车用显示器。

友达Micro LED透明显示器具有高亮度、高穿透度等特色，适合应用在交通运输工具上做为窗屏显示器 图源官网

友达Micro LED沉浸式车舱显示方案结合 可卷式、可伸缩的Micro LED应用并可呈现不同的质感纹路，展现人性化设计 图源官网

天马9.38"透明Micro LED，是全球第一台在PPI>100情况下透过率>70%的产品，像素间距222um，可广泛应用于车窗、抬头显示等，便于驾驶者与乘客及时了解速度、时间、路况等信息，保障车辆安全行驶。同时，现场也展示了全球首款内弯半径5mm的Micro LED柔性显示产品及5.04"拼接Micro LED显示产品。

Micro-LED显示产品 图源官微

▲PlayNitride的microLED车载显示器在2022年5月的SID显示周（Display Week）活动上展出（图片来源）

Micro-LED技术在显示屏上的应用

Micro-LED显示屏可广泛适用家庭影院、高端会议、商业场景、展览展示等应用领域。

天马12.8"Mini-LED显示屏，该显示屏采用全新一代基于玻璃基的LTPS AM RGB Mini-LED显示技术，产品Pitch小于0.26mm，在亮度、可靠性、寿命等方面有明显的优势，超过115%超高色域，可真实还原显示画面细节和色彩，为消费者带来极致的视觉享受。

12.8"Mini-LED显示屏 图源官微

Micro-LED显示产品 图源官微

Micro LED P0.3 奥拓电子

利亚德 TXP Micro LED 智能会议LED显示终端

洲明UMicro 0.4显示屏

324吋雷曼8K Micro LED超高清大屏

创显光电 Micro LED会议一体机

原文始发于微信公众号（艾邦LED）：一文了解Micro-LED显示技术