Micro LED 及 Mini LED 技术特色及当前技术挑战

科技业的指标性品牌苹果，今年传出在台加码投资 Micro LED 研发的消息，同时也不断有消息指出，苹果将在 2020、2021 年间推出使用 Mini LED 技术的 iPad、MacBook 产品。各界于是看好在大厂带动下，会吸引更多品牌引进 Mini LED 显示技术，带动需求步步高升。

 

 Micro LED 与 Mini LED 起源及定义

Micro LED 显示技术将传统 LED 设计结构微小化到微米（micron / μm）等级，移除蓝宝石衬底，并将这些微小的芯片数组化，成为可以单一驱动控制的显示像素，达到高亮度、低能耗、高分辨率及高饱和度的显示成果。

Micro LED 技术原型来自 Sony 在 2012 年发表的 Crystal LED Display，在 55 吋显示器采用 622 万颗 Micro LED 打造出高分辨率的显示画素。然而，当时的制作方式是以单颗 LED 嵌入方式制造，耗时费力，也突显 Micro LED 的关键制造难题。

因此，台湾 LED 厂商晶电提出 Mini LED 概念，同样将尺寸缩小，但保留蓝宝石基板，因此仍可采用现有的设备制作，生产难度及成本皆比 Micro LED 低，更能尽快进入商用市场。

过去 将 100 微米（micron / μm）当作 Micro LED 及 Mini LED 的尺寸分界，定义晶粒尺寸在 100 微米以上为 Mini LED，小于 100 微米则是 Micro LED。然而，由于近来相关技术持续进展，厂商已能制造出尺寸小于 100 微米但仍带有蓝宝石衬底的 Mini LED 产品。因此，LEDinside 重新将 Micro LED 尺寸界定为 75 微米以下，且不带蓝宝石衬底。

Micro LED 及 Mini LED 技术特色及当前技术挑战

尽管一开始有人认为 Mini LED 是显示技术朝向 Micro LED 演进的过度阶段，但随着 Mini LED 逐渐成熟，也开始走出自己的市场定位，目前主要应用在多区背光显示器以及大型 RGB 小间距显示器。

在背光应用方面，Mini LED 背光显示能够以全矩阵式的方式分区调光，像是低分辨率的黑白画面，强化显示画面的高对比度度以及高分辨率，达到 HDR 效果。同时 Mini LED 芯片尺寸又持续下修，能增加控光区域，让画面更细致。

另一个 Mini LED 应用主力则是 RGB 小间距显示器，以小尺寸封装 Mini LED 打造出显示画素间距低于 P1.0mm 的大尺寸显示屏幕，有机会创造新的显示屏幕主流规格。

无论分区背光显示技术还是 RGB 小间距显示器，用到的 Mini LED 芯片数量相较传统应用增加数万倍，对于芯片的检测分选以及后续打件转移的要求于是大幅提升，传统捡放技术 Pick & Place 虽能沿用，但良率跟速度不及新设备。今年大幅扩厂的晶电，并是以后段制程为重心，采购大量转移打件设备，还有分选检测的机台，目标加速 Mini LED 放量。

而持续研发的 Micro LED 显示技术，则可能开创出全新的应用领域，移除蓝宝石基板且更微缩的 Micro LED，不仅更薄、更轻，还有机会整合至不同材料。目前备受注目的显示应用包括 AR / VR 设备、车用屏幕、高分辨率穿戴产品等。

为了进一步实现梦幻的 Micro LED 显示产品，现阶段厂商的目标放在持续优化技术并降低生产成本。由于 Micro LED 晶粒尺寸更微缩，发光效率需要再强化，超小尺寸也很透过既有设备处理，因此无论是 LED 制造、转移、检测等方面，都有赖上下游厂商结盟配合。若是能与半导体材料以及设备厂商一同拓展，则有机会事半功倍。

与半导体类似的前段 Array，TFT  玻璃制程。（Source：群创）

在今年上半年，已经有不少厂商纷纷宣布针对Micro LED开展的合作计划。在欧美地区，今年3月，美国LED显示厂商Daktronics即宣布将投资Micro LED技术开发商X Celeprint旗下的X Display Company，并展开合作计划。而英国Micro LED厂商Plessey也宣布与Facebook合作，将授权其Micro LED的AR/VR应用技术方案给Facebook，协助其开发进阶应用。

苹果更传出投入超过百亿积极布局台湾市场，其在桃园龙潭的新厂已在5月10日通过竹科管理局登记立案，可能将用于打造Micro LED新型显示实验生产线。由于厂房座落位置邻近晶圆厂台积电与面板厂商友达，具备发展Micro LED相关上下游供应链的地缘关系支援，在研发资源与效率上可望获得提升。而苹果在新型显示技术上的积极开发也被视为牵动台湾地区两大LED芯片厂晶电与隆达整并的关键。

在中国大陆地区，最大LED芯片厂三安光电也已经正式和面板厂华星集团TCL成立联合实验室，开发Micro LED显示技术以及相关材料设备等。

•