Micro LED显示，未来定位日渐“清晰”

    根据Omdia的预测，未来 Micro LED 全球市场将快速增长，2027年将超过105亿美元，年复合增长率达126%。其中，在2021年初步实现产品化后，2022年的行业产值或将以4-5倍的速度高速成长，奠定2022年Micro LED显示元年的地位。

    为什么要发展“Micro LED显示”技术

    任何现代显示屏幕都是由“一颗颗的像素构成”：PDP等离子、液晶显示、SED显示、OLED显示、LED大屏、QLED……等等，实现商用、或者已经离开市场，甚至只存在于实验室中的显示技术都是如此。

    Micro LED的含义则是用“微小的无机半导体LED晶体”作为显示像素的基本结构（准确说是亚像素）。——即，在LED大屏显示技术的像素间距越来越小、像素颗粒尺寸越来越小的过程中，LED显示屏经历了从常规LED晶体颗粒尺寸，到mini LED晶体颗粒尺寸，再到Micro LED晶体颗粒尺寸的技术进步。

    与此同时，第一，更小像素间距和像素尺寸的LED大屏，能够提供更好的“单位显示面积”的信息承载量和清晰度，适合于更小空间、更近距离观看，是LED大屏技术，市场应用空间不断扩张的主要“技术支柱”；第二，LED无机半导体发光技术不断进步，同等尺寸的LED晶体可以提供的“显示像素亮度”越来越高，这使得一些此前需要更大尺寸LED晶体的显示单元，如P1.5产品，未来可以使用更为微型的LED晶体。

    也就是，Micro LED显示技术的发展，是LED显示产业链“扩大市场和应用场景”、“充分利用最新半导体发光材料科技”的必然结果。这也是所有LED产业链和大屏显示企业必然追逐的“产业方向”。

    Micro LED显示已经定义出四大核心应用形态

    2021年以来，随着Micro LED显示技术的发展，其产品应用形态和市场目标场景也越来越清晰。其中至少有四大类应用表现出规模化发展趋势。

    第一，   芯片级的Micro LED显示，主要应用在XR市场。例如，近日谷歌收购了Micro LED技术的初创企业Raxium，分析称谷歌或将利用它打造新一代增强现实（AR）、虚拟现实（VR）和混合现实（MR）头显。在这种应用中，Micro LED显示的主要竞争者是Micro OLED显示，后者也叫做硅基OLED。两者主要区别在于，Micro LED显示的亮度更高、稳定性更好，但是彩色高像素薄膜化制备难度较大；而硅基OLED已经实现成熟的更大规模的量产。

    第二，   小尺寸Micro LED显示应用。这是2014年苹果公司收购一家初创Micro LED显示企业的目标。但是，时至今日，这一产品上没有真正对传统技术形成替代性量产。Micro LED显示小尺寸产品主要竞争者依然是OLED，目标产品车载、穿戴和手机产品。与OLED比较，Micro LED显示在亮度、对比度、稳定性，特别是穿戴设备的节能性上优势更明显，但是巨量转移制备依然比较困难。

    第三，   中大尺寸显示应用和对目前部分mini LED显示应用的替代性。在保持相同像素亮度的背景下，mini LED替换成Micro LED具有一定的材料节约价值；同时，一些更小的像素间距，比如P0.5以下显示，也只有Micro LED显示技术更能胜任。这决定了，也许未来小间距LED大屏市场，P1.0间距以下指标的产品，都会是Micro LED显示的目标市场。这方面的代表品牌是利亚德。

    中大尺寸市场，Micro LED显示的竞争对手主要是传统的LCD和OLED产品。这方面，Micro LED显示的主要优势是依托拼接显示技术，可以突破LCD和OLED产品对玻璃基板尺寸的依赖，在100-200英寸超高清大屏市场“独树一帜”，是这一领域目前几乎具有垄断性技术优势的解决方案。相比之下，LCD和OLED的竞争优势则主要在100英寸以下的产业链成熟度和经济性上。同时，在中大尺寸应用上，micro LED显示未必需要大规模的巨量转移技术，这也是这一应用市场率先成熟的条件。

    第四、Micro LED显示技术的另一大可期待场景是“透明显示”。透明显示技术是一种比较特别的“显示需求”。他即需要显示面板，留出足够大的开口率比例，比如70%+，提供给透明光线穿透；也需要在剩余的面积上，制造出足够亮、像素密度也足够高的“显示元件”。这方面，Micro LED显示技术上，LED晶体个头足够小、发光强度足够高的特点会被最大程度发挥出来。

    典型产品例如，友达光电车载透明显示方案产品，17.3 英寸透明 micro LED 显示模块的分辨率为 1280 x 720，透明度超过 60%，峰值亮度为 2000 尼特。这种应用的主要竞争对手包括投影、LCD和OLED显示，但是在峰值亮度上和未来可能的超高清透明显示高透光率产品上，micro LED的潜力和理论优势巨大。当然，透明显示也需要micro LED巨量转移技术的突破。

    除了以上四大场景和产品之外，Micro LED显示技术还有另一个“过渡性”显示应用：即中小尺寸LCD高端显示的背光源选择。为LCD显示设备选择Micro LED背光源，而非mini LED背光源，可以进一步增加小尺寸LCD显示设备的“背光动态调节灵活度”——更微小的LED晶体，意味着更多的单位背光灯珠集成量，也就意味着更多的背光分区。

    不过，考虑到OLED显示正在中小尺寸LCD市场攻城略地，未来其取代LCD技术的概率很高。所以，背光市场不是Micro LED显示技术的“长久潜力场景”，而只能成为一个“短期市场”。

    Micro LED显示技术发展的主要“困难”

    作为一项崭新的显示技术，Micro LED显示的发展不会一帆风顺，其市场必然会遇到一定的障碍。不过，这些障碍，目前看，却不是Micro LED材料和芯片方面的，而主要是其辅助部件和终端集成工艺上的。

    例如，在LED显示向Micro LED发展过程中，大间距LED显示采用的PCB板，在精度上和成本上，都不能在满足Micro LED显示技术的需要。采用液晶和OLED显示常用的TFT玻璃基板是未来Micro LED显示发展的必要核心辅助部件。且，Micro LED显示对TFT玻璃基板的电路导电性、大电流需求更高。这方面主要的案例企业是京东方、友达等推出的TFT玻璃基板AM Micro LED显示产品。三星也高度关注并准备大量应用这种技术。

    采用TFT玻璃基板的Micro LED显示技术，理论上并不会导致“众多新的技术困难”，因为，TFT玻璃基板是一个比较成熟、市场供给规模庞大的产业。与玻璃基板TFT Micro LED配套的AM驱动IC也是比较成熟的技术产业链。同时，采用玻璃基板后，Micro LED的巨量转移也可以依托玻璃基板的更高光滑度，降低难度。

    此外，Micro LED显示核心的终端工艺难题依然是“巨量转移”：这一工艺的难点不仅在于“量大”，而且要求“高精度”，且由于精密性导致的修复困难，巨量转移技术还要求“高可靠性”。例如，即便良率达到 99.9999%，在RGB*1920*1080P的全高清显示屏上，依然会有5个坏掉的像素点。这方面，液晶和OLED技术则可以做到“零坏点”。

    且从应用范畴看，无论是VR级Micro LED显示、小尺寸超高清Micro LED显示、透明Micro LED显示都离不开巨量转移技术。只有中大尺寸，百英寸大屏显示中的Micro LED应用，可以采用折中技术方案。比如，目前流行的“多合一灯珠方案”，或者每一个CELL单元中像素点数量规模更小的“缩小版”巨量转移技术。同时，100+英寸以上的高清、超高清Micro LED显示屏幕，像素间距也会更大，其可修复性也更高，很多良率问题可以由修复阶段解决。

    在巨量转移上，行业不仅开发了很多辅助材料、工艺设备、不同的技术路线，寻找高效可靠的“巨量转移”方案（如：静电力吸附转移、流体装配转移技术、弹性印模转移技术、滚轴转印转移技术、激光转移技术等等……），同时也在“差异化的彩色化技术上”不断尝试。例如，QD Micro LED 显示屏，用单一颜色而非三原色的Micro LED薄膜化显示基板，结合QD材料膜，实现彩色化显示，既可以降低对巨量转移技术的依赖。此外，也有Micro LED芯片企业开发同一晶圆上的“多色Micro LED”技术，以期满足一次性巨量转移实现三原色像素分布的工艺需求。

    当然，除了以上这些技术性的“困难”外，Micro LED显示技术也应为“初生”而面临“产业链成熟度、供应规模性”等限制下的“成本问题”。不过，历史上的任何新显示技术都会经历成本由高到低的进步过程，业内对Micro LED的高成本并不过多担心。如果工艺技术能不断进步和成熟，成本逐渐下降是必然的事情。

    但是，“困难”再大也挡不住Micro LED技术显示性能优势的“吸引力”。特别是在芯片级的XR显示、小尺寸穿戴显示、中小尺寸车载显示、透明显示和100+英寸大屏显示上，Micro LED的独特优势是其最大的竞争力。行业相信，凭借无以比拟的细分市场应用优势，Micro LED显示会持续吸引更多的研发投入。

    特别是在微型芯片级显示和中大尺寸显示上已经取得一定应用突破，透明、穿戴和车载显示正在进入市场导入阶段的背景下，Micro LED研发投资一定会得到不断的加强，持续的投入也必然最终让行业驯服“巨量转移”为代表的一系列技术难题，进而推动Micro LED技术成为未来显示产业中最靓的仔！