Micro LED(全名:Micro Light Emitting Diode,中文名:微發光二極體,別稱:μLEd)是指尺寸小于100μm的芯片,與普通LED一樣,也是自發光,用RGB三種發光顏色的LED芯片組成一個個像素即可用于顯示。
Micro LED顯示具有自發光、高效率、低功耗、高集成、高穩定性、全天候工作等優點,但在芯片、背板、巨量引擎轉移等方面仍然存在一些技術瓶頸。Micro LED一般采用成熟的多量子阱LED芯片技術,可廣泛應用于從最小到最大尺寸的任何顯示場合。1999年,美國CREE公司申請“用于增強光提取的Micro LED”專利,成為Micro LED顯示技術的開創文獻。2000年美國堪薩斯州立大學江紅星等人首次制備了基于Ⅲ族氮化物的micro LED,并在2001年報道了用于顯示的芯片尺寸12 μm、10×10陣列的藍光micro LED。2006年,香港科技大學獲得倒扣焊集成Micro LED專利,2009年生產出有源驅動藍光Micro LED,并于2011年實現全彩顯示。
2012年,索尼在國際消費類電子產品展覽會上推出55英寸Micro LED電視“Crystal LED Display”。2013年,香港科技大學推出Micro LED首款全彩投影儀。2014年,蘋果公司設立Mini LED和Micro LED研發實驗室,并收購LuxVue Technology獲取Micro LED專利。2015年,Lumiode和哥倫比亞大學合作完成了Micro LED與硅晶體管薄膜在一個晶圓上的集成。2018年三星推出了146英寸的“The Wall”micro LED顯示屏。2019年,康佳集團發布了采用Micro LED技術的smart Wall未來屏。2020年,利亞德與臺灣晶電共同打造了全球首個運用巨量引擎轉移技術實現最小尺寸Micro LED顯示產品量產的產業基地,標志著Micro LED商用時代的到來。2021年,深康佳成功設計并生產出15*30微米級別Micro LED圖形處理器。
Micro LED顯示技術是繼藍光GaN材料和白光LED照明之后LED領域的最重要進展之一,是對主流顯示技術一個有效的補充,在應用上填補了主流顯示技術的短板和空白。
歷史沿革
1999年美國CREE公司申請的“用于增強光提取的Micro LED”專利是第一篇關于Micro LED顯示技術的文獻。2000年美國堪薩斯州立大學江紅星等人首次制備了基于Ⅲ族氮化物的micro LED,并在2001年報道了用于顯示的芯片尺寸12 μm、10×10陣列的藍光micro LED。2006年,香港科技大學申請了倒扣焊集成Micro LED的專利,利用這一技術在2009年制造出有源驅動的藍光Micro LED。兩年后,他們采用紅綠藍三色熒光粉作為轉光材料實現了Micro LED的全彩化顯示。
2012年,索尼在國際消費類電子產品展覽會展上推出了第一臺由600萬顆LED構成的55英寸Micro LED電視樣品?“晶體 LED Display”,開啟了Micro LED在消費電子應用的先河。由于造價昂貴,直到2016年才第二次推出p1.26的Micro LED拼接顯示器CLEDIS(Crystal LED Integrated Structure),亮度達到1000nits。2013年,香港科技大學推出Micro LED首款全彩投影儀。
2014年,蘋果公司在竹科龍潭園區設立了Mini LED和Micro LED研發實驗室。同年5月,蘋果通過收購Micro LED顯示技術公司LuxVueTechnology,取得多項Micro LED專利技術。7月,Facebook在宣布以20億美元的價格收購Oculus,以便在其VR頭戴設備中使用Micro LED技術。2015年,Lumiode和哥倫比亞大學合作完成了Micro LED與硅晶體管薄膜在一個晶圓上的集成。同年,臺灣交通大學和香港科技大學合作通過噴墨打印構造了全彩化的量子點轉光Micro LED。2016年4月,镎創科技首次發布“PixeLED Display”Micro LED 產業化技術,實現了Micro LED芯片批量轉移良率達99%,芯片批量轉移速度達10秒20萬個。2017年,韓國機械研究所提出滾輪轉印技術,實現了Micro LED在柔性基底上的巨量引擎轉移。同年4月,臺灣工業研究院與聚積科技共同簽署“超小間距LED數位顯示技術合作案”,加速開發能夠應用于VR和AR設備的Micro LED顯示屏驅動集成電路。
2017年8月,谷歌一期注資1500萬美元(總共4500萬美元)投資瑞典的Glo公司,加速應用二極管技術Micro LED產品研發。2018年1月8日,三星電子在國際消費類電子產品展覽會上推出全球首款146英寸模塊化Micro LED電視——“The Wall”。由于采用Micro LED技術,“The Wall”無需依賴彩色濾光片或背光源,便能提供卓越的觀看體驗。此外,Micro LED屏幕在發光效率、光源壽命和能耗等多個方面表現出更高的耐用性和效率,為未來的屏幕技術制定了標準。同年2月,三星電子和廈門三安建立了Micro LED戰略合作關系。2019年初,京東方與美國公司Rohinni成立Micro LED合資公司,進行Mini LED背光解決方案和Micro LED顯示器的研發。
2019年10月,康佳集團發布了采用Micro LED技術的smart Wall未來屏。該產品采用超高精度巨量引擎轉移技術,實現近1億顆微米級別的Micro LED芯片的轉移和鍵合,點對點的驅動,實現每個像素的精準控制,LED之間的點間距可微縮到P0.68mm。同年12月,重慶康佳光電技術研究院與聯建光電合資監理公司,共同推進Mini LED及Micro LED新技術在公共視訊的商業化進程。2020年3月,利亞德與臺灣晶電共同注資成立合資公司利晶微電子,雙方共同打造的全球首個運用巨量轉移技術實現最小尺寸Micro LED顯示產品大規模量產的產業基地。同年7月,利亞德全球首發全尺寸Micro LED標準化商用顯示產品,標志著Micro LED顯示商用時代的正式來臨。2021年,深康佳自主設計并生產出15*30微米級別Micro LED圖形處理器,自主開發的“混合式巨量引擎轉移技術”轉移良率達到99.9%,為進一步拓展穿戴顯示、車載顯示、沉浸式顯示等應用市場提供了產業進入與快速發展的堅實基礎。2022年4月15日,深康佳集團在接受機構調研時表示,公司正在積極推進半導體業務產業化,公司研發的Micro LED芯片已完成了小批量和中批量試產。
產品應用
Micro LED可廣泛應用于從最小到最大尺寸的任何顯示場合,并從平板顯示擴展到AR/VR/MR、空間顯示、柔性顯示、透明顯示、可穿戴顯示、智能車載顯示及光通信、光互聯、醫療探測等領域。
功能特點
優點
與LCD和OLED傳統顯示相比,Micro LED顯示具有自發光、 高效率、低功耗、高集成、高穩定性、全天候工作等優良特性,已然成為下一代主流顯示技術的重要選擇。
缺點
雖然Micro LED顯示技術具有顯著的優勢,但該技術尚不成熟,在芯片、背板、巨量引擎轉移、全彩化、接合、驅動和檢測維修等方面仍然存在一些技術瓶頸。
顯示原理
Micro LED一般采用成熟的多量子阱LED芯片技術。以典型的InGaN基LED芯片為例,Micro LED像素單元結構從下到上依次為藍寶石襯底層、25nm的GaN緩沖層、3μm的N型GaN層、包含多周期量子阱(MQW)的有源層、0.25μm的P型GaN接觸層、電流擴展層和P型電極。當像素單元加正向偏壓時,P型GaN接觸層的空穴和N型GaN層的電子均向有源層遷移,在有源層電子和空穴發生電荷復合,復合后能量以發光形式釋放。
價值意義
Micro LED顯示技術是繼藍光GaN材料和白光LED照明之后LED領域的最重要進展之一。Micro LED顯示技術是對主流顯示技術一個有效的補充,在應用上填補了主流顯示技術的短板和空白。在超大顯示上利用其可拼接性,可以滿足大尺寸顯示的需求。利用其像素級控光達到的高亮度、高色域、高對比度性能,可以滿足在戶外、半戶外及影院場景下使用的需求。超小顯示主要針對VR和AR技術的應用,利用其超小的晶粒尺寸,可以實現上千像素密度的需求。
此外,Micro LED顯示的自發光和材料穩定的特性使其在響應時間和寬溫工作及儲存上具有優勢,能滿足飛機等機載主顯示器在實時性和可靠性方面的要求。在驅動和背板領域實現技術突破后,使用透明塑料薄膜作為基板,可以將任意大小的顯示膜片貼敷于其他載體上,有望實現顯示無處不在。利用Micro LED顯示技術具有納秒級響應時間的特性,有可能實現真正的裸眼3D顯示。
發展前景
Micro LED顯示技術的發展可以分為幾個階段:第一階段著重于提升分辨率,專注于大尺寸商業顯示應用;第二階段則聚焦于小空間商業應用,以實現更高的視效體驗;第三階段則向汽車行業拓展,實現更為廣泛的應用;第四階段是用于更小的可穿戴設備。從全球視角來看,美國企業在元宇宙相關技術領域對Micro LED顯示技術進行積極布局,其中蘋果公司等公司已經處于領先地位。與此同時,韓國的三星電子和LG在Micro LED電視的產業化方面也取得了顯著進展,而日本企業則專注于Micro LED制造設備的發展。
中國企業在這一領域同樣表現不俗。根據智慧芽的數據顯示,Micro LED技術迅速發展,中國的Micro和MiniLED專利申請量呈現出與全球整體趨勢一致的增長態勢,約占全球的一成。在Micro和MiniLED全球專利申請的主要參與者中,海外的Facebook和蘋果公司分別位列前兩位,而京東方、歌爾股份和三安光電等國內企業也表現突出,分別位居第三、第五和第七的位置。
相關事件
2025年6月26日,王思聰110萬的三星電子Micro LED電視壞了,電丸科技攜三星工程師奔赴日本開展售后。該Micro LED電視由192塊模組拼接而成,維修邏輯如同“拼樂高”——哪塊模組故障,直接替換即可。
參考資料 >
《2022Mini/Micro LED顯示產業白皮書》正式發布, 助推顯示強國建設.新浪網.2025-06-27
Micro-LED顯示的發展現狀與技術挑戰.澎湃新聞.2025-06-27
三星推全球首款146英寸模塊化MicroLED電視“The Wall” .鳳凰網科技.2025-06-27
康佳:公司研發的 Micro LED 芯片已完成小批量和中批量試產.IT之家.2022-11-24
MWC 2023小米新發無線AR眼鏡,智能眼鏡制造商熱追MicroLED.第一財經.2025-06-26
王思聰的110萬元電視壞了 維修超簡單 像拼樂高 .快科技.2025-06-27