《LED屏顯世界》雜志社
顯示技術(shù)作為一門依托電子信息轉(zhuǎn)換的視覺成像技術(shù)，其發(fā)展經(jīng)歷從單色到彩色，從模糊到清晰，從小到大，歷經(jīng)無數(shù)的變化。現(xiàn)代生活中，顯示已經(jīng)無處不在。大到戶外巨幅的樓宇廣告、電影熒幕，小到手機(jī)屏幕以及人們?nèi)粘Ｉ钪幸呀?jīng)離不開的電視機(jī)和電腦，各種類型的顯示器件成為信息顯示的載體，被廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)中。
近年來，隨著LED光源的大量應(yīng)用，以LED顯示為代表的新型顯示以其低電壓、微功耗、自發(fā)光等特點(diǎn)越來越受到應(yīng)用端的親睞。而通信技術(shù)的飛速發(fā)展，要求顯示器向多功能和數(shù)字化方向發(fā)展，即具備電視、計(jì)算機(jī)、可視電話等為一體的多媒體、數(shù)字化等特點(diǎn)。多媒體終端顯示器在顯示性能方向應(yīng)具有大屏幕、高分辨率、高亮度、全色化等高性能。另一方面信息技術(shù)多樣化、實(shí)時(shí)化的特點(diǎn)，導(dǎo)致便攜式終端顯示技術(shù)成為引人注目的發(fā)展領(lǐng)域，便攜式終端顯示器應(yīng)具有重量輕，厚度薄、能耗小、工作電壓低等特性。而這些需求正像是為LED顯示量身定做的一樣，可更大限度的去擴(kuò)展LED顯示的潛力。
微顯示的起源
微顯示概念雖然是近兩年才提出的，但是 具有“微顯示”特點(diǎn)的顯示設(shè)備早已經(jīng)出現(xiàn)。 最初具有“微顯示”特點(diǎn)的顯示設(shè)備是頭盔懸掛式微型CRT 再配一個(gè)光學(xué)放大設(shè)備（頭戴式顯示器HMD）。隨著市場的發(fā)展，顯示設(shè)備要求用面積更小、重量更輕、功耗更低的替代產(chǎn)品來代替CRT，智能眼鏡和AR/VR作為最新的微顯示設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。根據(jù)工作原理的不同，微顯示技術(shù)可分為調(diào)制微顯示（modulating micro display）和發(fā)射微顯示（emissive micro display）。調(diào)制微顯示，即光源經(jīng)過 調(diào)制照射到像素陣列上以后，反射或投射到觀 察者的顯示領(lǐng)域中。微顯示技術(shù)具有體積小 （一般的微顯示設(shè)備的圖像對角尺寸（image diagonal）在10mm左右，不會超過25mm）、 分辨率高（微顯示設(shè)備的分辨率通常是SVGA 到SXGA，最低是QVGA）、都需要利用光學(xué)放大設(shè)備才能正常觀看等特點(diǎn)。
在微顯示設(shè)備光源的選擇上，應(yīng)用者發(fā)現(xiàn)，Micro LED在功耗、亮度、發(fā)光效率、響應(yīng)時(shí)間、面板使用時(shí)間和溫度適應(yīng)性等方面都比OLED等其它光源表現(xiàn)更好，因此認(rèn)為Micro LED運(yùn)用于微顯示技術(shù)是當(dāng)前較為理想的選擇。但Micro LED技術(shù)還不夠成熟，還有許多技術(shù)瓶頸亟需解決，包括外延晶片工藝、巨量轉(zhuǎn)移、缺陷檢測和電流驅(qū)動等。雖然Micro LED因技術(shù)成熟度不夠，尚不能完全滿足應(yīng)用需求，但Micro LED的特性，為LED光源應(yīng)用于微顯示領(lǐng)域奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，也開啟了LED光源的微顯示時(shí)代。
Micro LED技術(shù)是在2000年由來自于德州理工大學(xué)的江紅星和Jingyu Lin兩位教授領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組創(chuàng)造。Micro LED就是傳統(tǒng)LED通過更小的方式排放在陣列中，這種技術(shù)可以降低對極化和封裝層的要求，能讓顯示面板更薄。因此Micro LED的組件都很小，寬度不到50μm，比人類的頭發(fā)還細(xì)。
Micro LED面臨的難題是如何將大量的LED芯片轉(zhuǎn)移到控制電路板上，稱之為“巨量轉(zhuǎn)移”技術(shù)。由于技術(shù)尚不成熟，造成產(chǎn)品良率普遍不高，成本也高居不下，尚不完全具備大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。為此，臺灣以晶電為代表的一批晶圓制程企業(yè)創(chuàng)造性的提出了Mini LED方案。Mini LED是介于Micro LED與傳統(tǒng)LED之間的一個(gè)新概念，由于Micro LED尺寸通常小 于50μm，市場大部分產(chǎn)品通常傾向于3-15μm 內(nèi)的更小尺寸范圍。而傳統(tǒng)LED，哪怕是小間 距等微小封裝的1010、0606、0404等規(guī)格的器 件，其尺寸也在200μm以上。Mini LED填補(bǔ)了 Micro LED和傳統(tǒng)LED之間的尺寸空白。但除了 尺寸，兩者的技術(shù)和制造基礎(chǔ)設(shè)施要求，以及 應(yīng)用也有差異。Micro LED在組裝和芯片結(jié)構(gòu) 方面要求重大技術(shù)突破，并且需要對制造基礎(chǔ) 設(shè)施進(jìn)行大幅革新，但Mini LED芯片只需要對 傳統(tǒng)LED進(jìn)行成比例的縮小。Mini LED可以在 現(xiàn)有的晶片廠進(jìn)行制造，沒有或幾乎不需要額 外的投資。從這個(gè)意義上講，Mini LED是傳統(tǒng) LED通往技術(shù)難度更高的Micro LED技術(shù)路上的 “墊腳石”或不可或缺的技術(shù)積累。
LED作為分立器件，可大可小，可隨意拼 接的特性使其在超大屏幕顯示以及便攜式顯示 方面都具有一定的優(yōu)勢。然而在越來越注重清 晰度，在4K、8K、5G、HDR等技術(shù)即將廣泛應(yīng) 用的今天，傳統(tǒng)的LED分立器件已經(jīng)面臨小無 可小的境況。顯示行業(yè)開始探索革新單個(gè)分立 器件的封裝方案，“四合一”，“N合一”在 行業(yè)應(yīng)運(yùn)而生；部分企業(yè)甚至直接走向COB、 Mini、Micro LED的集成解決方案。顯示行業(yè) 正在高度形成一種共識，通過降低像素點(diǎn)的物 理間距，達(dá)到提升顯示質(zhì)量的目的。
雖然行業(yè)內(nèi)尚未對Micro LED、Mini LED 等微顯示器件有明確的標(biāo)準(zhǔn)劃定，但按行業(yè)大 多數(shù)的觀點(diǎn)通常認(rèn)為：尺寸小于50μm為Micro LED，尺寸介入50μm和200μm之間的屬于Mini LED范疇，而尺寸大于200μm的則屬于當(dāng)前傳 統(tǒng)小間距范圍了。
如果單純按Micro LED、Mini LED以及傳 統(tǒng)LED的尺寸來定義微顯示，而不去探究其封裝或制造制程及工藝的話，我們將凡是物理像素點(diǎn)間距在P1.0以下的全部統(tǒng)稱為微顯示。如果Micro LED是以LED光源為微顯示所能達(dá)到的最高階段的話，那么傳統(tǒng)小間距（包括IMD形式封裝的“四合一”，“N合一”方案）則是微顯示的初級形態(tài)，Mini LED將是傳統(tǒng)小間距LED邁向Micro LED階段的折中方案，是通往Micro LED終級階段的技術(shù)積累階段，也是當(dāng)前產(chǎn)業(yè)化最現(xiàn)實(shí)的選擇。
中國微顯示產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程
小間距
在中國提微顯示，必然繞不開小間距。自 2012年始，國內(nèi)以利亞德、洲明、藍(lán)普等為代表的顯示屏廠商開始應(yīng)用臺灣億光、宏齊等封裝廠商研發(fā)的1010型號的微型LED器件制造顯示屏，從而引領(lǐng)中國LED顯示屏產(chǎn)業(yè)進(jìn)入到了小間距時(shí)代。經(jīng)過幾年的發(fā)展，中國LED小間距已經(jīng)在全球獨(dú)樹一幟，成為引領(lǐng)高清LED顯示屏的風(fēng)向標(biāo)。
關(guān)于小間距LED的定義，中國光學(xué)光電子行業(yè)協(xié)會LED顯示應(yīng)用分會出臺的標(biāo)準(zhǔn)將P2.5以下（含P2.5）間距的LED顯示屏稱其為小間距，然而在實(shí)際應(yīng)用中，行業(yè)早已經(jīng)將小間距的標(biāo)準(zhǔn)下探到P2以下。當(dāng)前行業(yè)主流應(yīng)用在P1.875到P1.2之間，不少企業(yè)下探到P1.2以下，甚至不乏P1.0以下的例子，洲明和利亞德都曾宣稱有P0.9或P0.7的案例。
小間距的出現(xiàn)，為中國LED顯示應(yīng)用產(chǎn)業(yè)打開了一片廣闊的新天地。既在軍事監(jiān)控等專業(yè)級的市場取得應(yīng)用后，小間距又進(jìn)軍DLP占主流的室內(nèi)會議系統(tǒng)以及安防市場，并占據(jù)了DLP市場絕大多數(shù)的市場份額。接著小間距又滲透到以LCD和LCD拼接屏為主的室內(nèi)商用顯示領(lǐng)域，如今在商顯系統(tǒng)已經(jīng)形成小間距三分天下有其一的格局，充分說明了小間距的競爭優(yōu)勢。
一批傳統(tǒng)DLP企業(yè)如威創(chuàng)、JQY、賽投、清揚(yáng)等企業(yè)在無法改變DLP背投市場逐漸被小間距LED侵占的現(xiàn)實(shí)，選擇加入到小間距陣營，更加壯大了小間距LED的版圖，使其應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，在專業(yè)級的安防監(jiān)控以及交通指揮監(jiān)測等重要的軍民市場越來越占據(jù)更加重要的地位。
后續(xù)隨著�？低�、大華等安防集成領(lǐng)域的標(biāo)桿企業(yè)進(jìn)入到小間距LED領(lǐng)域，標(biāo)志著小間距這一由中國主導(dǎo)的顯示創(chuàng)新方案已成主流。中國LED顯示產(chǎn)業(yè)憑借在小間距領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)，第一次站上了全球LED 顯示產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用高地，一段時(shí)間以來引領(lǐng)了全球的LED顯示應(yīng)用潮流。
小間距的全面興起，助推了中國LED顯示應(yīng)用行業(yè)的全面進(jìn)步，將行業(yè)的技術(shù)水平提升到了一個(gè)前所未有的高度。從燈珠到驅(qū)動IC以及控制系統(tǒng)，再到后端的視頻處理、箱體和電源等，乃至LED顯示屏制造工藝等方面，行業(yè)為了迎合小間距的發(fā)展，進(jìn)行了系統(tǒng)的全面的革新，堪稱行業(yè)內(nèi)一次協(xié)同創(chuàng)新的典范。在小間距上行業(yè)獲得的協(xié)同創(chuàng)新的成果，正在反哺LED顯示應(yīng)用產(chǎn)業(yè)其它各領(lǐng)域，帶動中國整個(gè)LED顯示應(yīng)用行業(yè)無論是技術(shù)水平還是制造工藝都實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。中國LED顯示屏也擺脫了質(zhì)次價(jià)廉的標(biāo)簽，在全球的高端顯示應(yīng)用市場屢屢展現(xiàn)身影，在與巴可、達(dá)科等全球頂級顯示應(yīng)用企業(yè)同臺競技時(shí)，也毫不遜色。
隨著小間距顯示產(chǎn)業(yè)的日趨成熟，價(jià)格也呈現(xiàn)出持續(xù)走低的趨勢。這為小間距替換更多的潛在市場打了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。除去專業(yè)級的工程應(yīng)用領(lǐng)域，小間距在商顯系統(tǒng)已經(jīng)大顯身手，一批貼合室內(nèi)商顯應(yīng)用的廣告機(jī)、海報(bào)屏、櫥窗屏等迅速成為商顯市場新的寵兒。而這種規(guī)格與尺寸相對固定的產(chǎn)品，讓LED顯示屏有別于工程化定制化的屬性，已經(jīng)開始具備規(guī)�；瘶�(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的通用產(chǎn)品模式。這正是LED顯示行業(yè)孜孜以求的有效降低成本，迅速做大產(chǎn)業(yè)規(guī)模的根本途徑。2013年前后，國內(nèi)小間距先導(dǎo)廠商，利亞德推出尺寸為80吋的LED小間距超級電視，洲明也推出了規(guī)格與尺寸相似的LED TV，并且附帶有裸眼3D功能，這被看作是國內(nèi)小間距在通用化規(guī)格化方面最早的嘗試。另一家請來體育巨星姚明做代言的安飛久光更是將小間距電視做到極致，整個(gè)電視由四塊小間距單元組合而成，實(shí)現(xiàn)一根電源線控制，系統(tǒng)和音響全部集成在屏幕下方的一個(gè)封閉的盒子中，是形式上最為接近電視機(jī)的LED顯示屏，其制造工藝堪稱當(dāng)時(shí)之最。然而因其高昂的成本，小間距電視并沒有獲得市場太多的認(rèn)可，小間距依然回歸專業(yè)級工程應(yīng)用領(lǐng)域。
此次向民用市場大膽的滲透雖然不能說是成功，但為小間距積累了非常寶貴的經(jīng)驗(yàn)。LED顯示屏第一次如此完美的詮釋了邁向通用產(chǎn)品的應(yīng)用路線，此后以電視為應(yīng)用方向的小
間距方案成為各廠商競相開發(fā)的產(chǎn)品。而小間距最新在規(guī)格化通用化方面的應(yīng)用，則在會議系統(tǒng)領(lǐng)域。艾比森在2016年推出iCon會議顯示系統(tǒng)，分別發(fā)布了125、138以及165吋三種規(guī)格的小間距會議系統(tǒng)，也是集成度很高的規(guī)格化通用化小間距產(chǎn)品。
然而當(dāng)間距下探到P0.X的時(shí)候，傳統(tǒng)小間距的單位燈珠數(shù)量成倍數(shù)增長，這對于線路板打線及傳統(tǒng)小間距LED顯示屏所采取的貼裝工藝，帶來了幾何級的難度。這也制約了P0.X小間距LED顯示屏的良品率，也給量產(chǎn)帶來了難題。特別是成本的直線上升更是讓應(yīng)用客戶難以接受。
“四合一”Mini LED模組方案
在傳統(tǒng)小間距下探到P0.X時(shí)代幾乎小無可小的時(shí)候，國內(nèi)行業(yè)出現(xiàn)了另外一種替代方案，即采用IMD集成封裝的“四合一”“N合一”方案。2017年，行業(yè)新銳晶泰星光電突破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思維，吸收集成電路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)造性將IMD集成封裝（Integrated Mounted Devices，簡稱：IMD）引入 LED顯示封裝領(lǐng)域，即四合一 陣列化封裝。“四合一”封裝被視為傳統(tǒng)表貼燈珠和COB產(chǎn)品之間的折中方案，即一個(gè)封裝結(jié)構(gòu)中有四個(gè)基本像素結(jié)構(gòu)，集合了SMD和COB的優(yōu)點(diǎn)。
這種封裝的好處在于克服了COB封裝里單一CELL結(jié)構(gòu)中LED晶體件過多的技術(shù)難度；對于下游終端制造企業(yè)而言，基本封裝單位的幾何尺寸不會因?yàn)?ldquo;像素間距過小” 而變得“非常小”，進(jìn)而導(dǎo)致“表貼”焊接困難度提升；并且一個(gè)幾何尺寸剛剛好的基礎(chǔ)封裝結(jié)構(gòu)，有助于小間距LED顯示屏“壞燈”的修復(fù)，甚至滿足“現(xiàn)場手動”修復(fù)的需求（0.X的表貼產(chǎn)品和COB產(chǎn)品 都不具有這種特性）。
“四合一”的封裝結(jié)構(gòu)，讓表貼工藝照樣可以大顯身手。當(dāng)前適用于P1.0間距尺寸的表貼技術(shù)，就可以制造P0.6間距的LED顯示屏，極大程度上繼承了LED顯示產(chǎn)業(yè)最成熟的工藝、設(shè)備和制造經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了終端加工環(huán)節(jié)的“低成本”。并且“四合一”的封裝結(jié)構(gòu)亦采用共享陰極、邊框接線的設(shè)計(jì)，這也有利于優(yōu)化終端制造工藝，較少焊接點(diǎn)，提升產(chǎn)品的成本性。業(yè)內(nèi)認(rèn)為“四合一”是一種盡可能繼承了上一代產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性的“創(chuàng)新”，盡顯中國哲學(xué)中的“中庸”之道，既保持傳統(tǒng)，又注重創(chuàng)新與進(jìn)取。
當(dāng)前，“四合一”Mini LED模組封裝出于成本的考慮，采用的還是普通正裝的芯片，并沒有對芯片工藝提出特別的要求。隨著晶泰星、國星光電、朗德萬斯等封裝廠商更進(jìn)一步的推進(jìn)“六合一”甚至是“N合一”方案，采用尺寸更小，出光效果更好，更易貼裝的倒裝芯片將是必然的選擇。倒裝工藝無焊線，完全沒有因金線虛焊或接觸不良引起的LED燈不亮、閃爍、光衰大等問題。同時(shí)，倒裝工藝能 夠最大程度提供LED芯片的有效發(fā)光面積、最大程度提供LED芯片的有效散熱面積，進(jìn)一步提升了產(chǎn)品光學(xué)特性和可靠性。采用倒裝工藝被視為下一代LED顯示產(chǎn)品芯片封裝的“關(guān)鍵方向”。
“四合一”Mini LED模組本質(zhì)上依然是四個(gè)由12顆RGB-LED芯片合成的“燈珠”，下游廠商在表貼工藝上的核心資產(chǎn)和技術(shù)優(yōu)勢被悉數(shù)繼承。甚至，中游封裝企業(yè)，“大量Mini LED集成”的難度也被“繞了過去”。這使得“四合一”Mini LED模組既滿足了中游封裝企業(yè)更容易大量供給，又保持了下游企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈自主性、核心技術(shù)地位不損失的特點(diǎn)。
“四合一”Mini LED模組在采用高度集成化和更小LED芯片的前提下，下游廠商幾乎不犧牲產(chǎn)業(yè)利益、更不需要讓渡技術(shù)主導(dǎo)權(quán)，并最大程度發(fā)揮了LED顯示行業(yè)已有的大量表貼技術(shù)資產(chǎn)的價(jià)值，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了最大程度上保護(hù)了下游終端廠商的“分割”蛋糕的能力。這讓這種技術(shù)，更多的贏得下游廠商的歡迎。當(dāng)前行業(yè)內(nèi)，以奧拓、洲明、聯(lián)建、艾比森等為代表的一線LED顯示屏廠商都已經(jīng)采用或即將采用“四合一”Mini LED模組技術(shù)，部分企業(yè)已經(jīng)有成熟的銷售案例。
“四合一”Mini LED模組也有其“劣勢”，在封裝階段，最終產(chǎn)品的“顯示像素間距已經(jīng)被確定”。這使得，中游封裝企業(yè)必須提供“更多規(guī)格的四合一燈珠”。后者要求產(chǎn)業(yè)鏈的上下游合作更為緊密——從部件級別上升到“產(chǎn)品”級別。這可能進(jìn)一步促進(jìn)以“中游-下游”聯(lián)盟為特征的行業(yè)“集團(tuán)”在LED顯示市場上的出現(xiàn)。
整體上，相對于COB技術(shù)，“四合一”Mini LED模組更充分利用了現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)技術(shù)、資源和資產(chǎn)，給下游廠商留下了更多的“價(jià)值空間”，并在顯示效果和體驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)了明顯的提升和改進(jìn)。作為目前LED顯示行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新方向之一，其可以說是“折中”，也可以說是“集大成”。且正是因?yàn)檎壑�，才使�?ldquo;四合一”Mini LED模組具有技術(shù)難度下降和成本可控的優(yōu)勢。這讓“四合一”Mini LED模組更易于成為行業(yè)的“變革先行者”。
COB微顯示
COB本意是指LED芯片的一種封裝技術(shù)，全稱是Chip On board即板上芯片。COB技術(shù)最初在LED照明行業(yè)應(yīng)用，用于功率型器件集成封裝領(lǐng)域。2007年前后，長春希達(dá)光電推出集成三合一技術(shù)，即在一顆LED器件內(nèi)集成三顆LED紅、綠、藍(lán)芯片，通過混色技術(shù)使三原色LED在一顆LED燈珠實(shí)現(xiàn)全彩顯示，由此構(gòu)成LED顯示屏像素陣列的集成式的基礎(chǔ)發(fā)光顯示器件，這被看作是COB在LED顯示里面應(yīng)用的最早形式。隨后有綁定行業(yè)經(jīng)驗(yàn)的韋僑順光電將綁定技術(shù)帶到LED顯示屏行業(yè)，用綁定的方式集成封裝LED單色顯示模組，也被視為COB技術(shù)在LED顯示屏中最初的應(yīng)用。
這種將LED裸芯片直接固定在PCB板上的封裝模式被稱之為COB技術(shù)。簡單來說，就是把發(fā)光芯片直接貼裝在PCB板上，不需要支架和焊腳。與傳統(tǒng)的SMD做法相比，COB封裝省略LED芯片制作成燈珠和回流焊兩大流程。芯片直接裝配到PCB基本上，沒有了封裝器件尺寸的限制，可以實(shí)現(xiàn)更小的點(diǎn)距排列，這對于想要走進(jìn)更小間距的LED顯示屏廠商來說，有著天然的吸引力。但COB技術(shù)出現(xiàn)已有多年，市場卻始終沒有發(fā)展起來，直到近兩年來在一批封裝廠商的直接推動下，才為行業(yè)所重視。
COB顯示難以被顯示屏廠商所接受的原因，既有技術(shù)工藝方面的制約，也有企業(yè)參與度的因素。COB的技術(shù)工藝目前還沒有完全成熟，其一次性通過率難控制，成品率低與墨色不均等難題，一直沒有得到有效的解決，導(dǎo)致其產(chǎn)能瓶頸難以突破，無法實(shí)現(xiàn)規(guī)�；a(chǎn)。此外，COB在維修方面也是一個(gè)難題。除了技術(shù)工藝難題，一項(xiàng)新興技術(shù)的發(fā)展更離不開眾多企業(yè)的參與推動。之前行業(yè)從事COB顯示屏生間的顯示屏廠商僅有長春希達(dá)、韋僑順、奧蕾達(dá)、威創(chuàng)、卓華等幾家，這也是COB顯示屏無法大規(guī)模推向市場的一個(gè)重要原因。
2017年前后，以封裝起家的上市企業(yè)雷曼光電宣布進(jìn)軍COB領(lǐng)域，并宣稱可以量產(chǎn)COB顯示模組。隨后新光臺、晶臺等傳統(tǒng)顯示封裝企業(yè)紛紛跟進(jìn)，推出了各自的COB顯示模組。后續(xù)新晉企業(yè)海訊高科更是推出了全新解決方案的COB模組。一時(shí)間LED顯示應(yīng)用行業(yè)COB顯示風(fēng)頭正盛。
眾多封裝實(shí)力企業(yè)的加入，有效地推動了COB顯示的產(chǎn)業(yè)化之路。不少傳統(tǒng)小間距LED顯示屏廠商也關(guān)注COB顯示的發(fā)展動態(tài)，將其視為通往更小間距路上的有效途徑。其中希達(dá)電子實(shí)現(xiàn)P0.7，其優(yōu)勢明顯。在解決墨色不均問題時(shí)，相關(guān)企業(yè)采用提升對比度和覆膜等技術(shù)工藝，一定程度上解決了相關(guān)問題。隨著COB量產(chǎn)的不斷推進(jìn)，COB顯示理論上的成本優(yōu)勢也將得到逐步顯現(xiàn)。
當(dāng)前COB顯示技術(shù)經(jīng)常被拿來和采用IMD方式的“四合一”“N合 一”Mini LED模組技術(shù)比較。實(shí)際上Mini LED和COB LED的競爭從來 都不存在，無論是現(xiàn)階段還是尚未到來的COB技術(shù)代替SMD技術(shù)的時(shí) 代，Mini LED和COB LED不是也不會是競爭關(guān)系。從定義來看COB說 到底只是一種封裝技術(shù)，COB LED也只是這種封裝技術(shù)的產(chǎn)品，Mini LED是點(diǎn)間距約在100微米的LED產(chǎn)品。兩者在定義上并沒有交集，要 說競爭也是COB技術(shù)和SMD技術(shù)競爭，Mini LED和Micro LED、傳統(tǒng)小 間距LED競爭。在去年的美國infocomm展上，希達(dá)電子攜一系列Mini LED COB產(chǎn)品亮相美國infocomm展，利亞德也正在研發(fā)COB式Mini LED小間距產(chǎn)品，這表示二者不但不是競爭關(guān)系還能進(jìn)行很好的融合 互補(bǔ)關(guān)系，Mini LED的間距過小，傳統(tǒng)的SMD封裝技術(shù)未必能夠滿足 Mini LED的封裝要求，COB技術(shù)或許是更好的選擇。
COB顯示和Mini LED二者能不能很好的融合互補(bǔ)，這還牽涉到多的技術(shù)問題，我們也無法預(yù)知二者是結(jié)合發(fā)展好，還是單獨(dú)發(fā)展 好，但不論二者的發(fā)展會給行業(yè)帶來什么樣的改變，下一代的顯示 技術(shù)之爭是不會停息的，而未來的顯示技術(shù)上的局面一定是百花齊放 的，在各個(gè)不同細(xì)分領(lǐng)域都會有不同程度的競爭。
Micro LED ——通往未來顯示的高峰
Micro LED是指在芯片上集成的高密度微尺寸LED陣列，每個(gè)像素點(diǎn)定址化、單獨(dú)驅(qū)動，具有自發(fā)光特性。相比于當(dāng)前顯示技術(shù)主流OLED和LCD，Micro LED結(jié)構(gòu)更加簡單，性能優(yōu)勢更加明顯，具有高亮度、低能耗、使用壽命長、無影像烙印、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于面板顯示器、AR/VR設(shè)備、戶外顯示器、頭戴式顯示器（HMD）、抬頭顯示器（HUD）、無限光通訊、投影機(jī)等領(lǐng)域。
Micro LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況
借助蘋果收購LuxVue科技公司，布局 Micro LED熱度，Micro LED在可穿戴市場的微顯示應(yīng)用引起廣泛關(guān)注。三星、索尼布局Micro LED大屏顯示應(yīng)用，分別推出Micro LED 產(chǎn)品“CLEDIS”和“The Wall”。美國Vuzix 和英半導(dǎo)體公司Plessey共同合作開發(fā)Micro LED 顯示引擎用于下一代AR智能眼鏡。據(jù)預(yù)測，至2025年Micro LED顯示市場出貨量可達(dá)3.3億片，市場產(chǎn)值將達(dá)到28.91億美元。
目前，Micro LED形成兩大應(yīng)用方向，一個(gè)是以蘋果為代表的可穿戴設(shè)備市場；一個(gè)是以三星、索尼為代表的超大尺寸電視市場。蘋果早在 2014 年便布局Micro LED，收購了LuxVue科技公司，取得多項(xiàng)Micro LED專利技術(shù)。LuxVue科技公司成立于2009年，專注于Micro LED顯示技術(shù)的研發(fā)。根據(jù)相關(guān)資料，LuxVue科技公司已申請了Micro LED相關(guān)專利23項(xiàng)，加上蘋果申請了Micro LED相關(guān)技術(shù)專利17項(xiàng)，目前蘋果已經(jīng)掌握Micro LED專利超過了40項(xiàng)。目前，蘋果專注于Micro LED在移動設(shè)備端的應(yīng)用。對于手機(jī)、智能手表等移動設(shè)備來說，顯示屏耗電占設(shè)備整體耗電總量可達(dá)80%。Micro LED因其高亮度、良好的節(jié)能特性，適合移動設(shè)備的戶外使用，并且極大地延長移動設(shè)備的續(xù)航時(shí)間。智能手表對顯示屏分辨率要求低，巨量轉(zhuǎn)移難度降低，有望率先在Apple Watch上得到應(yīng)用。
在大屏應(yīng)用方面，Micro LED顯示采用三基色或者四基色等方案，可覆蓋更廣色區(qū)，可使顯示畫面擁有超高畫質(zhì)和對比度，其亮度也可達(dá)2000nit以上。2018年美國CES大展上，三星首次推出146英寸模塊化Micro LED電視 “The Wall”。“The Wall” Micro LED 電視不僅擁有優(yōu)越的顯示畫質(zhì)，還采用獨(dú)特的模塊化設(shè)計(jì)，屏幕由多個(gè)較小的模塊無縫拼接而成，可進(jìn)一步增大或縮小屏幕。并且，Micro LED 可采用多個(gè)較小面板制成無縫拼接顯示產(chǎn)品，可以根據(jù)實(shí)際需求和其他屏幕連接組成更大尺寸的顯示屏。
除移動設(shè)備和大尺寸顯示器應(yīng)用外，Micro LED顯示因其性能優(yōu)異，最小的光學(xué)系統(tǒng)損失效果，較高的電源效率，可應(yīng)用于AR/VR可穿戴設(shè)備。AR設(shè)備對亮度和PPI要求非常高，而硅基Micro LED可滿足在陽光照射條件下實(shí)現(xiàn)清晰顯示。AR/VR設(shè)備需要上萬nits的亮度，只有Micro LED可以做到。因此，Micro LED是開發(fā)下一代AR/VR設(shè)備的最優(yōu)選擇。不久前，美國smart glasses&AR技術(shù)供應(yīng)商Vuzix宣布，將與英國Plessey半導(dǎo)體公司共同合作開發(fā)Micro LED顯示引擎用于Vuzix的波導(dǎo)光學(xué)器件，開發(fā)下一代AR智能眼鏡。
Micro LED 技術(shù)難題亟待解決
Micro LED顯示是當(dāng)下眾多企業(yè)關(guān)注和研發(fā)的具有革命性的顯示技術(shù)，但現(xiàn)階段將Micro LED投入量產(chǎn)仍有巨量轉(zhuǎn)移、全彩化、波長一致性等限制。在LED固晶上，每片顯示器上要嵌入數(shù)百萬顆微型LED，良率要求控制在99.9999%的狀態(tài)。目前，對于Micro LED顯示制造量產(chǎn)技術(shù)來說，巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)尚未完全克服，極大地限制其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。巨量轉(zhuǎn)移是指將大量的點(diǎn)（分子或粒子）從一端移動到另一端，可以是單一階段或者多重階段，可以在汽液中發(fā)生，也可以在固體中發(fā)生。巨量轉(zhuǎn)移的核心技術(shù)在于如何大量的、有選擇的抓取微米級薄膜磊晶。在Micro LED生產(chǎn)中，就是要在保證良率和效率的條件下，將數(shù)百萬至上千萬微米級LED晶粒移動到電路基板上。以4K TV為例，需轉(zhuǎn)移晶粒達(dá)2400萬顆（以4000x 2000RGB三色計(jì)算），一次轉(zhuǎn)移1萬顆，仍需重復(fù)2400次。目前，巨量轉(zhuǎn)移尚沒有一個(gè)好的解決方案。
除巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)是最具難度外，使 R G B LED全彩顯示并使LED中的紅光部分在微米等級里提升LED亮度，困難程度也非常高。Micro LED對于產(chǎn)品波長均勻性要求也更是嚴(yán)格。目前，市場標(biāo)準(zhǔn)下的藍(lán)光LED波長均一性要求在±5-12nm，小間距顯示波長均一性要求低至±1-1.5nm，Micro LED的波長均一性要求至少低于±1nm。Micro LED涉及的產(chǎn)業(yè)包括LED、
半導(dǎo)體、面板上下游供應(yīng)鏈，芯片、機(jī)臺、材料、檢測設(shè)備等都與過去的規(guī)格相異，提高了技術(shù)的門檻，跨領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)的溝通整合也增加了研發(fā)時(shí)程。
我國Micro LED發(fā)展情況
雖然Micro LED由華人科學(xué)家江紅星團(tuán)隊(duì)發(fā)明，臺灣顯示產(chǎn)業(yè)也很早就跨足Micro LED 等微顯示器件領(lǐng)域，蘋果公司并購的LuxVue 公司就是在臺灣創(chuàng)立的，但我們國內(nèi)在Micro LED領(lǐng)域起步稍晚，卻發(fā)展很快。
以華星光電、京東方、天馬微為龍頭的平板顯示企業(yè)積極布局Micro LED領(lǐng)域，京東方在2019年初宣布與美國Rohinin公司成立合資企業(yè)，共同生產(chǎn)用于背光的Micro LED。而當(dāng)前華星光電在Micro LED領(lǐng)域的專利申請量方面排名國內(nèi)第一，其次是京東方企業(yè)。上市企業(yè)康得新則是間接布局Micro LED，于2016年以3500萬美元投資了擁有多項(xiàng)Micro LED專利的公Ostendo。而三安光電、華燦光電、乾照光電等上游芯片廠商積極布局Micro LED芯片領(lǐng)域，目前已經(jīng)取得一定的成果，其中三安光電就在為三星的微顯示項(xiàng)目供應(yīng)芯片。后續(xù)產(chǎn)業(yè)內(nèi)有瑞豐光電、鴻利智匯等企業(yè)也在積極布局Micro LED領(lǐng)域。而最值得稱道的是，易美芯光成功開發(fā)了Mini LED的背光技術(shù)和Micro LED直接顯示產(chǎn)品。2019年6月9日易美芯光在光亞展上正式推出了139寸4K（38402160）的IconiView 顯示屏，該顯示屏是基于Flip-Chip-on-Module(COM)，結(jié)合擁有專利技術(shù)的LED芯片點(diǎn)陣驅(qū)動與圖像處理算法芯片而成的Micro LED Display（MLD） 產(chǎn)品，其像素密度達(dá)到1570900pixel/㎡，對比度超過3000：1,亮度達(dá)到2000nit。據(jù)悉這款產(chǎn)品是易美聯(lián)合韓國Lumens開發(fā)像素點(diǎn)間距從2.0mm到0.55mm的Micro-LED-Display技術(shù)，是可媲美Sony CLEDIS和三星the Wall產(chǎn)品。該產(chǎn)品已完成可靠性認(rèn)證，目前在國內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，并已開始在全球接受訂單。該企業(yè)聲稱Iconiview系列MLD顯示屏已經(jīng)完全具備承接批量訂單的能力。
除去這些產(chǎn)業(yè)界在布局Micro LED微顯示外，我國主要從事微顯示研究的主要是一些以大學(xué)為主的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)。其中以南方科技大學(xué)、南京大學(xué)等機(jī)構(gòu)為主�？偟膩碚f，我國Micro LED產(chǎn)業(yè)目前還處于起步階段，但中國在顯示產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域基礎(chǔ)厚實(shí)，一旦有政策引導(dǎo)，我國很快能形成政、產(chǎn)、學(xué)、研聯(lián)合驅(qū)動，全面發(fā)展的局面，這也是我國相較于其它國家所具有的獨(dú)特的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。
就在今年5月份，由國內(nèi)主流企業(yè)發(fā)起成立的超高清視頻產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，正式發(fā)布了《超高清視頻產(chǎn)業(yè)需求指南》1.0版，里面就對Micro LED作出了相應(yīng)的規(guī)劃。要求采用技術(shù)，開發(fā)微米級、更高分辨率、更高對比度及更低功耗的Micro LED芯片，提供更好的畫質(zhì)和更寬廣的視角。應(yīng)用端的需求規(guī)劃的出臺，相信能更好地指引Micro LED產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展。
Mini LED——Micro LED顯示技術(shù)的過渡
Mini LED一詞最早由臺灣芯片廠商晶元光電提出，目的是在Micro LED之前尋求一種過渡或暫時(shí)的替代方案。由于Micro LED存在巨量轉(zhuǎn)移等關(guān)鍵性技術(shù)和設(shè)備上的難題，短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，各大廠商轉(zhuǎn)而把Mini LED視為Micro LED的前哨戰(zhàn)。Mini LED作為Micro LED顯示技術(shù)的過渡，制造技術(shù)更加成熟、生產(chǎn)設(shè)備更加齊全，容易實(shí)現(xiàn)相關(guān)產(chǎn)品量產(chǎn)。
Mini LED采用背光設(shè)計(jì)、微縮芯片等技術(shù)，可獲得輕薄、高畫質(zhì)、低功耗等特性，性能水平接近于OLED，在亮度、顯色等方面優(yōu)于OLED。Mini LED以背光源應(yīng)用為訴求，可適用于車用面板、戶外顯示屏、大尺寸電視、手機(jī)、電競筆電等領(lǐng)域。據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)估，2023年整體Mini LED產(chǎn)值將達(dá)到10億美元。目前，臺系LED廠商布局Mini LED十分積極，晶電、隆達(dá)、聚積、群創(chuàng)、友達(dá)、宏齊、億光均表示今年將實(shí)現(xiàn)Mini LED產(chǎn)品量產(chǎn)，大陸廠商也紛紛跟進(jìn)。
Mini LED 的定義之爭
Mini LED的概念自晶元光電等臺灣企業(yè)提出以及推廣后，始終伴隨著爭議。Mini LED是介于傳統(tǒng)LED與Micro LED之間，作為一個(gè)區(qū)別Micro LED和傳統(tǒng)LED的概念，又名“次毫米發(fā)光二極管”，意指芯片尺寸約在100微米左右的LED，簡單來說還是傳統(tǒng)LED背光基礎(chǔ)上的改良版本。應(yīng)該說Mini LED概念提出的背景是基于直下式LED背光的改良技術(shù)，但其定義芯片的尺寸則讓爭議得以顯現(xiàn)。目前，Mini LED形成兩大應(yīng)用方向，一個(gè)是直下式背光為代表的平板顯示市場；一個(gè)是以三星、索尼為代表的超大尺寸LED顯示市場。背光和顯示市場從來都是LED應(yīng)用的重要方向。
在背光應(yīng)用領(lǐng)域，導(dǎo)入Mini LED背光的除 了有一些國際國內(nèi)電視機(jī)大廠外，還有華為、 小米等手機(jī)廠商也準(zhǔn)備在手機(jī)屏幕中導(dǎo)入Mini LED。而在顯示應(yīng)用領(lǐng)域，傳統(tǒng)LED顯示屏廠 商正在面臨小間距小無可小的窘境，而在此時(shí) 一種利用IMD技術(shù)橫空出世的“四合一”“N合 一”集成封裝的SMD器件引發(fā)顯示應(yīng)用行業(yè)極 大的關(guān)注。不知是出于產(chǎn)品推廣的需要，還是 基于這種封裝方案的確能解決傳統(tǒng)小間距廠商 關(guān)于微間距化的需求，這種產(chǎn)品被命名為Mini LED模組。其理由是Mini LED模組能有效減少 顯示屏上物理像素點(diǎn)間的距離，如果單純按 間距尺寸定義的話，也確實(shí)是介入傳統(tǒng)LED和 Micro LED之間。
Mini LED與Micro LED
Micro LED作為新一代顯 示技術(shù)，在性能表現(xiàn)上具有諸 多優(yōu)勢，但其最大難題“巨量 轉(zhuǎn)移”，阻礙了Micro LED量 產(chǎn)的進(jìn)程。Mini LED晶粒尺 寸約在50微米以上的LED，相 比于Micro LED，制程工藝技 術(shù)相對容易，生產(chǎn)良率高，具 有異性切割特性，并且Mini LED可采用現(xiàn)有大部分設(shè)備進(jìn) 行制造，更容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品量產(chǎn)。
在顯示器應(yīng)用方面，將 Mini LED芯片做成自發(fā)光顯 示器成本過高，并且分辨率 可能無法滿足現(xiàn)有產(chǎn)品要求。 因此，Mini LED 搭載背光模 組，主要面向背光源應(yīng)用領(lǐng) 域。Mini LED雖然沒有自發(fā) 光特性，但其搭配軟性基板可 制成高曲面背光的形式，通 過局部調(diào)光設(shè)計(jì)，可使Mini LED顯示具有好的演色性，實(shí) 現(xiàn)HDR，同時(shí)具有節(jié)能特性。 Mini LED對于畫質(zhì)的提升雖 不如Micro LED，但依然可大 幅提升現(xiàn)有LCD顯示畫質(zhì)，且 成本相對容易控制。
Mini LED與OLED
OLED發(fā)光特性使其擁有 高色飽和度、高對比度、畫質(zhì) 好以及響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)， 在顯示應(yīng)用方面具有很大的 優(yōu)勢。而Mini LED利用LCD顯 示器架構(gòu)，微縮芯片尺寸至 100-200μm，在背光模塊中 通過矩陣式排列布滿LED，可 以同樣實(shí)現(xiàn)高對比，并可擁有 1000nit以上的高亮度。Mini LED可通過分區(qū)調(diào)光實(shí)現(xiàn) HDR，擁有好的畫質(zhì)。因此， Mini LED在顯示器性能上并 不弱于OLED，并可在亮度、 顯色等方面實(shí)現(xiàn)性能超越。
在小尺寸顯示應(yīng)用方 面，如手機(jī)，Mini LED在顯 示效果各方面可達(dá)到接近于 OLED面板。Mini LED與OLED 在相同性能要求時(shí)，成本問題 成為兩者競爭的關(guān)鍵。Mini LED生產(chǎn)鏈與制造技術(shù)成熟， 隨著技術(shù)發(fā)展生產(chǎn)成本的進(jìn)一 步降低，Mini LED在手機(jī)市 場的普及應(yīng)用值得期待。但在 大尺寸電視市場，Mini LED 具有與OLED叫板的能力。在 大尺寸電視市場，OLED的印 刷上色技術(shù)仍未成熟，現(xiàn)行 技術(shù)方法的材料利用率低于 30%。目前在電視上以WOLED 為主，即以黃/綠色搭配藍(lán)色 發(fā)光層合成白光，通過使用彩 色濾光片完成全彩化。而Mini LED采用背光設(shè)計(jì)的液晶電 視面板，畫質(zhì)水平與OLED接 近。并且在生產(chǎn)成本上具有 小幅優(yōu)勢。以65吋UHD為例， OLED生產(chǎn)成本約為950-1000 美元。而采用Mini LED背光 的65吋UHD，以使用30000- 40000顆LED估算，其生產(chǎn)成 為約為900-1000美元。因 此，Mini LED在大屏電視市 場，具有應(yīng)用的前景。
Mini LED 產(chǎn)業(yè)應(yīng) 用及市場情況
目前，因Micro LED相關(guān) 技術(shù)暫未突破，眾多廠商已 紛紛轉(zhuǎn)向Mini LED的相關(guān)應(yīng)用的開發(fā)。其中，臺灣地區(qū)在Mini LED布局十分積極。 面板廠有友達(dá)、群創(chuàng)等，LED 芯片廠有晶電、隆達(dá)等，LED 封裝有億光、榮創(chuàng)等，IC設(shè)計(jì)有聚積、瑞鼎等廠商。大陸 的面板廠商有京東方、華星光 電、天馬微電子等，而在芯片方面也有三安、華燦、乾照等 企業(yè)在推進(jìn)芯片的工藝及制程，應(yīng)用方面有瑞豐、鴻利智匯等企業(yè)。瑞豐更是協(xié)助TCL推出了國內(nèi)首臺Mini LED背 光電視。
隨著新能源汽車、自動 駕駛車市場滲透率的提高，車用顯示器需求量大幅增加。 2017年全球車用顯示器總量約為2.41億，預(yù)估2025年全 球車用顯示器總量約成為至 6.24億，2017-2025年復(fù)合成 長率（CAGR）為13%。
全數(shù)位汽車儀表板是一種網(wǎng)絡(luò)化、智慧化的儀表板，其功能更強(qiáng)大，顯示內(nèi)容更 豐富，線束連結(jié)更加簡單、更 全面、更人性化地滿足駕駛需求。車用顯示面板在儀表板、 中控面板及娛樂用板應(yīng)用普及 率不斷提高，儀表板發(fā)展至合 并顯示（10.3-12.5吋），中 控面板發(fā)展至全車顯示的控 制（10.1-17吋），娛樂用板 發(fā)展至非嵌入式顯示（10.3- 11.4吋）。
目前，一體式整合面板 尺寸10.3-12.5吋為現(xiàn)在車用 市場主流，PPI（Pixel Per Inch）約111-199，亮度需求 800-1000nit，高亮度顯示以符合晴天高環(huán)境亮度的顯示質(zhì)量。車用面板發(fā)展趨勢除了增大面板尺寸、廣視角與高亮度等基本要求外，也開始往不規(guī) 則狀與曲面的樣式發(fā)展。
當(dāng)前車用顯示市場仍以高穩(wěn)定性LCD為主流，但LCD 仍需背光無法做成高曲面， 無法滿足消費(fèi)升級帶來的新需 求。OLED可達(dá)到車用顯示器 性能需求，但其有機(jī)材料穩(wěn)定 性較差的問題，影響其在該市 場中的應(yīng)用。
Mini LED采用無機(jī)材料，具備高信賴性的穩(wěn)定性。其通過微縮芯片尺寸，在背光模組中矩陣式排列LED，亮度 可實(shí)現(xiàn)1000nit以上；異型切 割特性使其在異型顯示器等背光源產(chǎn)品訴求上得以應(yīng)用；結(jié) 合軟性基板，可滿足高曲面需求，并通過區(qū)域調(diào)光功能可獲得高對比度、廣色域。Mini LED憑借其各方面優(yōu)勢，可搶 占車用顯示市場，并具有良好前景。
