正當行業(yè)熱衷于Mini/Micro LED產(chǎn)品之際，一種名為μLED的新興介質(zhì)正在迅速崛起，因其具有高色彩、高亮度、低能耗的效果而受到人們廣泛關注，預計未來兩到三年時間內(nèi)，將會出現(xiàn)全新的顯示產(chǎn)業(yè)格局，針對于此，李熹霖老師作為LED顯示應用行業(yè)資深技術專家，長期致力于LED顯示應用行業(yè)的技術發(fā)展與進步，雖已至耄耋之年，仍孜孜關注LED顯示行業(yè)事業(yè)發(fā)展，其行可佩，其情可感！以下是李熹霖老師就μLED新興介質(zhì)的起源、技術突破以及發(fā)展前景的一些見解，特投稿本刊，希望以此啟發(fā)行業(yè)同仁思考！

μLED改變了顯示產(chǎn)業(yè)的格局

自從GaN基藍光LED問世以后，LED就成為顯示產(chǎn)品中的佼佼者，和LCD和PDP一起很快取代了CRT，使顯示器進入平板顯示的時代。而LCD、LED、PDP三足鼎立的時間也并不長，很快LCD一舉勝出，在平板顯示中雄踞龍頭位置二十余年。一度被看好的、國家也投了巨資的PDP首先被淘汰出局，LED則由于它在大屏幕高亮度方面的獨特優(yōu)勢，守住了自己的一方領地，主要被用于公眾信息的發(fā)布以及商業(yè)廣告媒體。LCD的勝出不是偶然的，是它自身固有的一些特點和眾多科學家和企業(yè)始終不懈的研究開發(fā)、不斷改善的結果。其中解決一個又一個問題，克服一個又一個技術難關，從第一代到8.5代，就是人類探索精神和艱苦努力的成果。如今LCD電視機占據(jù)了90%以上的家庭，臺式和便攜式電腦，手機的絕大部分，各種各樣設備的人機界面幾乎全部是LCD的天下。

但是現(xiàn)在這個局面正在發(fā)生變化。5G+時代，μLED，OLED等新興介質(zhì)正在迅速崛起，吸引了業(yè)界人士和企業(yè)家的重視。未來的兩三年內(nèi)，將會出現(xiàn)新時代顯示的全新格局。對于Micro LED顯示的研究從本世紀初就開始了。LED的自發(fā)光、高亮度、快速響應、全固態(tài)以及長工作壽命的優(yōu)勢，令所有追求更好的顯示器/屏的人們?yōu)橹畠A倒。

對于作為人機界面的顯示器/屏，核心的需求是能把客觀的場景和主觀構思設想的場景真實的呈現(xiàn)出來，使受眾有臨場感沉浸感舒適感和多媒體的感受。用技術指標和標準了表達就是包括如下的這些;

*分辨率4k（3840*2160），8K（7860*4320）在AR中也有提出16K的

*色域;符合ITU-R BT.709和SMPIE RP177

*刷新率120Hz以上

*灰度12位以上

*對比度足夠高，例如Sony黑彩晶可達100000：1

*亮度的表現(xiàn)和范圍大幅度擴大，更接近于現(xiàn)實的亮度表現(xiàn)。

*支持HDR。現(xiàn)有的標準包括HLG，HDR10和DolbyVision（杜比視界）

*此外，對應于不同的用途還要具有特殊的性能，例如對于AR/VR和HUD要求像素間距小到微米量級。各種便攜式和可穿戴設備會要求柔性顯示，還有支持裸眼3D顯示，等等

*降低功耗成為至關重要的要求。各類移動設備的續(xù)航時間具有決定性的意義。在這個方面μLED具有無可爭議的優(yōu)勢。

綜上所述，智能手機出現(xiàn)以后局面發(fā)生飛躍性變化，隨著5G的發(fā)展更展現(xiàn)出無窮的應用空間。新一代顯示革命潮流已經(jīng)到來。LED顯示從傳統(tǒng)大屏幕顯示擴展到小間距和甚小間距和微間距，改變?yōu)棣蘈ED顯示涵蓋傳統(tǒng)大屏幕。如今μLED應用的競爭的主戰(zhàn)場是微小型顯示，可拼接的LED顯示屏的市場容量和技術含量方面都遠不如微小型μLED顯示器。形象一點說就是，μLED把三十年歷史的LED顯示“顛倒”過來，統(tǒng)一起來了。

二、μLED主要關鍵技術的開發(fā)和研究已經(jīng)取得重大突破，技術已經(jīng)臻于成熟

（1）巨量轉移和裝配技術

巨量轉移從本世紀初提出。由于傳統(tǒng)的真空吸附法只能達到60μm無法滿足μLED的要求。因此受到各方面的關注。從2010年起開始陸續(xù)推出研發(fā)成果。經(jīng)過10年的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)臻于完善，形成五大技術路線。

1）精準抓取技術Stamp pick & place，根據(jù)其利用來抓取和轉移的力，可分為三種

電力——采用具有雙極結構的轉移頭，抓取和轉移過程中分別加正負電壓美國LuxVue公司研發(fā)，該公司于2014年被蘋果公司并購。并引起巨大的影響。

范德瓦爾力——采用高精度打印頭進行以PDMS為彈性印模的高速抓取和轉移。印模讓μLED粘附在轉移頭上，然后打印到目標襯底的預定位置上。該技術是美國X-Celeprint公司開發(fā)成功，從X-Celeprint公司拆分出來的X-Display（XDC）公司擁有X-Celeprint的全部知識產(chǎn)權，今年二月該公司獲得達科公司的巨額投資。XDC還采用了在線測試和冗余設計，據(jù)該公司總經(jīng)理鮑爾先生在第一屆世界顯示產(chǎn)業(yè)大會上介紹，在用戶平臺上良率達到99.99%，在生產(chǎn)線上可望更高。

磁力——利用磁力原理，在LED器件中混入鐵鈷鎳等材料，在抓取的時候，利用電磁力控制，達到轉移的目的。ITRI和PlayNitride在這方面做了大量工作。

2）選擇性釋放技術Selective release——圖案化激光剝離。英國Unigarta公司采用LEAP（LaserEnabledAdvancedPlacement）技術，通過激光束對源基底的快速掃描讓其直接脫離源基板集成到目標基板上。QMAT公司則利用BAR（Beam AddrecessRelease），使用準分子激光照射在生長界面上的GaN薄片下，分離出模具大小的區(qū)域，將μLED從原始基板快速大規(guī)模轉移到目標基板。幾天前日本東麗工程株式會社宣布研發(fā)成功運用激光實現(xiàn)μLED巨量轉移達到每小時3600萬顆μLED，同時保證精度和良率。

3）自組裝技術Self-assembly——利用流體的力量，讓LED落入做好的特殊結構中，達到自組裝的效果。eLux和SelfArray擁有這種方法的專利。

4）輥印轉移技術Roll to Roll，——將兩個需要鍵合的陣列轉移到目標基板上。成為有源陣列LED顯示器。該技術是韓國機械與材料研究所（KIMM）研發(fā)成功的。

5）微型機電系統(tǒng)。MEMS——與前面四類都屬于薄膜（thin film）轉移和焊接鍵合不同，SONY公司的黑彩晶轉移的是LED芯片chip bonding，并且把這些芯片與驅動電路IC焊接成顯示模組。這些模組可以無縫拼接成顯示屏，Sony黑彩晶可以拼接成為最大832吋8K的超級大屏幕。類似的還有三星公司的The Wall，我國深圳雷曼光電也是這種技術的佼佼者。

此外，還有Cooledge、Vuereal、Innovasonic、ROHINNI、Optivate、SelfArray等公司。都發(fā)布有關巨量轉移的研發(fā)成果。

（2）μLED全色化實現(xiàn)，也是備受關注的問題。

在尺寸小于10微米的子像素實現(xiàn)真全彩色，也是一個尖端的難題。經(jīng)過各方的努力，這個問題也已經(jīng)解決。全彩色化的基本方法有三種：

1）用藍光μLED激發(fā)紅色和綠色的熒光粉，發(fā)出紅光R和綠光G或用紫外光激發(fā)RGB三色光。這種方法的缺點是熒光粉要吸收部分能量，降低了效率而且在很小的尺寸上涂布熒光粉很難均勻

2）利用量子點QD，即由藍光μLED激發(fā)紅色和綠色QDLED，這種方法的RGB光的色純度和飽和度，都優(yōu)于熒光粉

3）使用真三色μLED即三個子像素使用三色μLED組成。由于藍綠管與紅色管結構的不同，即藍綠色LED的引出線在發(fā)光層的一側，而紅色LED的引出線在其兩側，不可避免的會造成一定程度的遮擋和反射，影響了出光效率。Si襯底μLED有望解決這一難題。

（3）對于μLED襯底的研究。

自從日亞化學中村修二在藍寶石襯底上實現(xiàn)了GaN基以后以藍寶石為襯底的藍綠色μLED已經(jīng)成了經(jīng)典方法，中村為解決藍寶石不導電和晶格系數(shù)失配，采取了很多辦法，中村因此獲得2012年諾貝爾物理獎（與別人分享）。日亞隨后又在其基礎上不斷改進，其光電效率有了大幅度提高。現(xiàn)在用于顯示的LED，絕大多數(shù)是藍寶石襯底的。美國Cree公司在日亞之后，推出以SiC襯底的藍綠色LED目前保持最高的電光轉換率的記錄。在半導體照明中有很大的優(yōu)勢。Cree的專利技術產(chǎn)品，尚未見到有別的廠商有SiC襯底的產(chǎn)品。第三種是以Si為襯底，我國南昌大學江風益院士團隊在這方面的研究居于世界領先地位，被譽為中國路線，隨著微小型μLED顯示器的出現(xiàn)，Si襯底μLED可以和驅動IC集成在一起的特點具有其他襯底不可比擬的優(yōu)勢。瑞典隆德大學薩謬爾森院士和Glo公司合作推出的納米線μLED，同屬這一類型。在納米線中通過調(diào)整摻入的In的不同，可以得到從紫外到紅外的全光譜顏色的μLED。Glo公司已獲得歐司朗公司的大量投資。

三、時間緊迫，我們準備好了嗎？

μLED對于新一代顯示的巨大影響已經(jīng)成為全世界科學家和有眼光的企業(yè)家的共識。其制造中的難點即巨量轉移和安裝，像素全彩色，以及與驅動電路的焊接鍵合問題都已經(jīng)突破，可以說μLED應用的大門已經(jīng)打開，盡管還有一些公司宣布推出更優(yōu)越的巨量轉移方法，如臺灣Mikro Mesa Technology（MMT）宣布能轉移尺寸小到3um的μLED，但是筆者認為，作為一個新技術革命的階段，技術供應商的階段已經(jīng)結束，現(xiàn)在開始產(chǎn)品（設備）供應商的階段了。也就是到了要花力氣去研究開發(fā)利用μLED做出產(chǎn)品提供給用戶的階段了。而這個階段留給我們的時間很少了。

筆者非常贊同一些專家提出的，2022年將是以μLED為特色的產(chǎn)品市場的爆發(fā)期，大量的以μLED為核心的產(chǎn)品百花齊放，異軍突起。令人目不暇接。這將是一片廣闊的藍海。

在人類科學發(fā)展的歷史上，這樣的事情屢見不鮮。我們經(jīng)歷的也不少。比如互聯(lián)網(wǎng)，最初，只是美國軍方的計算機互聯(lián)共享，沒有人想像不久后成了普通人生活中必不可少的一部分。而互聯(lián)網(wǎng)應用的具體產(chǎn)品，就看應用供應商的遠見卓識和創(chuàng)造性思維了。

總之一句話，從關鍵技術突破到推出一個讓人眼睛一亮的產(chǎn)品，還有一段相當長的路要走。需要有戰(zhàn)略眼光，創(chuàng)新思維，還要有腳踏實地埋頭苦干的精神，砥礪前行，厚積薄發(fā)。特別是企業(yè)的董事長總經(jīng)理，要定方向，籌資金，建隊伍，把握全局，力爭站在競爭的前列。立于不敗之地。

放眼看各國知名顯示器/屏廠商和有志于此的公司，都在積極進行布局。讓我們不免有一種緊迫感。

最先采取行動的是蘋果公司，它在2014年就出巨資收購了當時還不知名的LuxVue公司，向世界宣告將會在手機和平板電腦上使用μLED，取代現(xiàn)在的LCD和OLED，擺脫對日韓的依賴，從而引起轟動，不久前蘋果推出μLED微型手表iWatch，是首個μLED產(chǎn)品，標志著μLED開始在可穿戴設備上的應用。類似的情況發(fā)生在今年二月，達科公司向XDC公司大量投資，這個我們在市場上的最強勁的對手的動向不能不引起我們的關注。日本的Sony已經(jīng)完成μLED拼接大屏幕的市場化，最大可實現(xiàn)820“8K超高清視頻，Sony憑借其過硬的產(chǎn)品質(zhì)量和視像領域的龍頭老大地位，產(chǎn)品價格比同行高出一截。韓國三星的The Wall也已推出有特殊創(chuàng)意的μLED拼接大屏，其尺寸自由，寬高比自由，分辨率自由，從72”2K到292”8K。用戶可以用它作為家庭影院，也可以是一幅畫，或者是最適合心境的色彩的一面墻。三星還著力在效果上下功夫，新近在首爾街頭展示巨浪翻滾的場面，據(jù)說非常逼真震撼。LG則推出μLED透明屏和雙面屏。韓國公司的特點是和大學有密切的合作。此外，我國臺灣地區(qū)的廠商在工研院的指導幫助下也非常活躍。新興的MikroMesa Technology（MMT）公司和中電熊貓已經(jīng)聯(lián)手，目標是兩年后推出3um產(chǎn)品。美國Rohinni公司與京東方合作，成立Micro LED合資公司。可以肯定，他們特有的技術專利都會用作合作的重要投入……

熟悉顯示/屏的人都知道，要進行μLED顯示器/屏規(guī)模生產(chǎn)，需要做許多工作，要將三種主要的不同技術和供應鏈結合在一起：即μLED制造、背板制造、MicroLED芯片轉移和組裝。還有最后的總裝和檢測等等。與典型的顯示/屏相比，供應鏈復雜且冗長。每個流程都至關重要，有效管理每個方面都是一項挑戰(zhàn)。一句話，從關鍵技術突破到形成規(guī)模生產(chǎn)，還有很長的路要走。

然而時不我待。機會是留給有準備的人，遲疑和猶豫不決會坐失良機。在激烈的競爭前面，唯有砥礪前行，厚積薄發(fā)，勇攀高峰。這也是中國LED顯示產(chǎn)業(yè)人的傳統(tǒng)作風。

非常欣慰看到國內(nèi)業(yè)界許多有眼光有雄心的企業(yè)家和企業(yè)，已經(jīng)在這方面采取行動并且取得重大進展。

在小間距顯示屏上做出開創(chuàng)性貢獻的北京利亞德公司，與臺灣晶電聯(lián)手在無錫合作建立μLED廠，宣告利亞德將從μLED的芯片源頭開發(fā)產(chǎn)品。

深圳雷曼光電在COB取得成功之后，高歌猛進，在μLED/Mini LED顯示屏應用方面又推出許多優(yōu)秀的產(chǎn)品，并向會議和互動交流平臺方面發(fā)展。

長春希達穩(wěn)扎穩(wěn)打，在正裝COB和倒裝COB方面進行了系列性開發(fā)。目前，他們擁有的有關μLED巨量轉移和COB的專利在國內(nèi)同行中名列前茅。

深圳木林森公司與江風益院士團隊江西硅基半導體公司簽約建立戰(zhàn)略伙伴關系。

深圳洲明公司參加由中科院半導體所牽頭的“高光效長壽命半導體照明關鍵技術與產(chǎn)業(yè)化”科研項目，榮獲2019年年度國家科技進步一等獎。

希望有更多的企業(yè)，在μLED新一代顯示中取得優(yōu)異的成就。為中國LED產(chǎn)業(yè)再鑄輝煌。

同時也感覺到，在業(yè)界還有一些亟待解決的現(xiàn)象。值得我們深思。不揣冒昧，提出了與各位商討。為此提出個人思考的結果，望與行業(yè)同仁商討。

這個問題就是對于我國LED顯示應用行業(yè)協(xié)會旗下的企業(yè)關于專業(yè)化，渠道化和工程商的商榷。

Micro LED顯示器的起步和發(fā)展過程，明顯地看到，這塊廣闊的藍海正醞釀著一場激烈的競爭，領先的都是實力雄厚的知名廠商，和異軍突起的創(chuàng)業(yè)公司。可以說強者必有神器。筆者認為這是普遍的規(guī)律。很可惜的是，我國LED顯示應用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程中。大多數(shù)企業(yè)都是缺乏這種敢為人先，獨占鰲頭的精神，很多企業(yè)都想用最小的付出獲得最大的利益。都想賺快錢。結果適得其反。為什么我們的產(chǎn)品總是陷入同質(zhì)化價格競爭的境地。與這種思路有關。任正非不同意完全自主知識產(chǎn)權的提法，是有道理的。知識產(chǎn)權必須擁有，但不可能是完全自主的。也沒有必要完全自主，可以購買專利使用權并且在其基礎上深入一步，產(chǎn)生有自己特點的技術，同樣可以傲視群芳。

粗略地說，在我國LED顯示和應用產(chǎn)業(yè)發(fā)展中專業(yè)化是從靈星雨開始的，靈星雨控制器的出現(xiàn)，使得社會公眾對LED顯示屏的神秘感消除，認知度大大提高，從而LED顯示屏很快的普及和被接受了，這是功不可沒的。但是通用控制器（他的技術含量是相當高的）以后，很快發(fā)展到廠家專門生產(chǎn)模組和箱體，再進一步發(fā)展企業(yè)專做OEM和ODM，還有專業(yè)施工公司。形成頗有特色的供應鏈。這種局面的結果，人人會做人人能做，許多對LED顯示屏一無所知的人，只要有辦法拿到項目，都可以通過買硬件和軟件，做出符合用戶需要的顯示屏來。而且價格很低。手工作坊和皮包公司的價格當然是正規(guī)企業(yè)無法抗衡的。其結果就是整個行業(yè)陷于同質(zhì)化拼價格，微利的狀態(tài)中。始終沒有產(chǎn)生有特色的企業(yè)，盡管我們成為世界LED的生產(chǎn)基地。卻沒有像Sony，達科那樣的企業(yè)，更談不上像華為那樣偉大的公司。不能不說是一件遺憾的事。值得行業(yè)同仁和掌門人深思。
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