Micro LED会取代LCD和OLED吗?
业界根据LED芯片的大小定义了不同的LED技术。例如，当LED芯片尺寸小于150 μm时，称为迷你LED;当LED芯片的尺寸小于50 μm时，称为微型LED。随着背光LED芯片的尺寸越来越小，显示面板的结构也随之发生变化。
发布日期:2022年5月18日
当LED芯片的尺寸小到像素级时，每个像素对应一个微型LED芯片。由于微型LED可以自己发光，所以可以控制亮度、亮度和颜色。与传统液晶屏相比，微型LED节省了液晶层和滤波结构。
微型LED的屏幕结构接近OLED，都具有像素点自发光、结构简单、发光效率高的特点。但微LED的材料寿命远高于OLED，稳定性也更强。
从技术成熟度来看，微型LED距离真正的大规模量产还有一定距离，其量产成本仍然较高。事实上，OLED早年也经历过这段时期。虽然OLED的大屏成本仍远高于LCD，但已经达到了普通家庭用户可以接受的范围。
从过去的经验来看，随着微型LED技术的成熟，OLED和LCD (mini LED属于LCD范畴)是否会被取代?也许答案没有那么简单。
微型led离制造大屏幕还有很长的路要走
首先，需要明确的是，在开发初期，微型led很难应用到大型面板上。与OLED一样，微型LED大面板工艺也受到良率和成本的极大限制。
LED芯片越来越小，它所带来的价值却超出了所有人的预期。如果你看一下微型LED的制造过程，它从晶圆生长，最终需要转移到屏幕的背板。如果屏幕的分辨率为1920 × 1080，则屏幕上的像素数超过200万，每个像素由红、绿、蓝三个子像素组成。如果它是一个微型LED屏幕，这意味着在这个屏幕上有600万个微型LED芯片。
以当代半导体制造工艺，在一块晶圆上生长600万个微型LED芯片并不难，难的是将这600万个微型LED芯片转移到背板上。业内称这种传递过程为传质。即使是市场上高端的迷你LED屏幕，比如2021年的iPad Pro 12.9英寸，背光层也只有1万个迷你LED。因此，传质是微型LED制造的一大难点。
对于传质问题，市场上存在不同的解决方案。其中主要有两大类:整件转运和批量取放。整片转移适用于小尺寸的屏幕，因为屏幕面板足够小，所以可以整体转移;批量取放的技术难度较大，大屏只能采用这种方案来实现传质。
传质并不是微型LED面板制造的唯一技术障碍，但它是限制微型LED制造大小屏幕的分水岭——当然，屏幕有多大在很大程度上取决于成本，三星和索尼的微型LED大屏电视首次证明了这一点，它们的成本都超过了100万美元。
在近年来的显示技术展会上，厂家展示的微型LED产品变得更加务实。在今年的SID显示周上，天马微电子、友达、Chitron科技等厂商展示的微型LED产品，都是针对汽车仪表盘、电子纸等小屏幕应用。当然，即使显示器是大屏应用，目前的参数优势还没有大大超过OLED/LCD。
现阶段的机会
结构上的明显优势决定了微型LED具有高像素密度、高亮度、高对比度、响应快的特点。高像素密度，高亮度和高对比度可以显著地从结构感知。在之前的原型产品演示中，制造商已经演示了具有数万ppi(每英寸像素)像素密度的显示器。
由于微型LED芯片在像素级上很小，它可以在没有单个像素的光的情况下显示真正的黑色。同时，微型LED显示屏中的超小型LED在将电能转换为光子方面效率更高，并且微型LED比oled和lcd更亮;基于更高的电子迁移率，微型led可以在纳秒(ns)内切换。)年级。由于制造工艺的限制，微型LED只适用于早期的小屏幕，例如，它特别适合AR/VR应用，包括娱乐用的护目镜。
AR/VR对显示亮度、对比度、像素密度和响应的要求远高于手机消费电子产品。LCD和OLED在技术上难以满足此类应用的需求。许多消费者反映，目前的AR/VR应用程序容易头晕，缺乏沉浸感。事实上，这在很大程度上受到LCD和OLED技术本身的限制。微LED在AR/VR领域的应用，极大地克服了这一难题。或许AR/VR未来发展的关键在于微型LED技术的突破。
此外，微型LED芯片的小型化有利于面板的柔软性和透明性。Chitron Technology展示了软+透明的屏幕。“柔软”、“透明”、“可折叠”是近两年屏幕显示技术的热点，一定程度上也是实现产业突破的关键。
ESMC分析师从面板供应链上游的LED芯片厂商了解到，微型LED的早期应用将集中在可穿戴设备、AR、VR以及汽车小屏幕产品上，从技术角度来看，这是顺理而为的事情。
值得一提的是，虽然微LED相对于LCD/OLED有很多技术优势，但其中一些优势还处于理论阶段。更有代表性的是外量子效率(EQE)——可以理解为发光效率。与LCD相比，微型LED显示屏的屏幕结构去掉了液晶、滤色器和偏光器。与OLED相比，它不需要复杂的封装技术。理论上，微型LED显示屏的发光效率要远高于后两者。
然而，微型led的极小尺寸使得芯片非常容易受到侧壁效应的影响——这是制造过程中出现的一个工程问题，因此微型led的实际EQE非常低，甚至可能无法与LCD或OLED相比。侧壁效应的存在也使得微型led更难以产生理想的大屏应用。因此，市场上现有的微型LED解决方案远远没有体现出微型LED本身的技术优势。
与LCD/OLED互补应用
微型LED的各种技术挑战是许多市场参与者试图解决的难题。微型led的技术特点也决定了未来显示产业链结构的变化。微型led的小型化将进一步使面板制造向半导体技术倾斜。
CMOS仅限于小尺寸屏幕。CMOS在生产大尺寸屏幕时也将面临成本问题。因此，非晶硅和低温多晶硅TFTs仍然是制造大屏微型led的必要技术。
Hendy Consulting对微型LED的早期观察表明，微型LED供应链可能会发生价值转移。这是由它的技术特性决定的。随着微型led逐渐向IC制造靠拢，它们挑战了传统面板制造商的地位。
预计未来产业链有四种可能:第一种是传统显示行业主体(如三星、LG)仍处于中心位置，但价值会被稀释;二是具有垂直集成能力的制造商，如苹果收购的LuxVue和谷歌投资的Glo AB将在微型LED领域占据主导地位;三是新型产业结构构成，产业价值可能向LED芯片厂商、半导体厂商和持有关键IP的企业(或多方合作)转移;四是微型LED可能不会成为市场的主流。
从近两年韩国、台湾和中国大陆的市场趋势来看，微LED相关投资正在大规模增加，产业链上下游企业也在积极合作。在2018年之前，微型LED的市场主体是独立的，不同的公司有不同的技术方向，而且这些技术方向差异很大。
考虑到微型LED制造技术可能需要以应用为导向，定制一个系统的制造工艺——这与LCD/OLED非常不同。独立经营的情况不利于微型LED的市场发展，对某一类技术存在不同的技术方向，没有共同的标准，这只是行业发展初期的表现。从2020年开始，业界已经有了很多合作，这是微型led走向成熟的标志。
市场变量非常大，ESMC分析师认为Hendy Consulting分析的行业发展方向可能过于简单。在他看来，这不仅是过去1-2年市场投资和合作趋势的变化，也是未来微型led长期发展的可能性。
正如OLED在过去并没有完全取代LCD一样，作为早期在小屏幕和AR/VR领域具有发展潜力的技术，微LED极有可能在很长一段时间内与OLED、LCD共存。只是三者的应用方向不同而已。例如，微LED专注于小屏幕和AR/VR市场，在高端市场蚕食了OLED和LCD的部分价值。虽然OLED和LCD的市场规模会缩小，但三者在技术和市场上将形成微妙的互补关系，而不是微型LED取代OLED或LCD。
2022年5月18日出版
来源:EETimes
