Micro-LED乘风破浪，新型显示技术加速产业化

就在最近，天马Micro-LED产线全制程顺利贯通。

作为下一代显示技术，Micro-LED被誉为显示家族的“六边形战士”，它具有高亮度、高对比度、寿命长、低功耗等优点。天马自2017年开始布局Micro-LED技术，聚焦高PPI、高亮度、高透明显示等技术方向。

如今，备受瞩目的 Micro-LED 似乎已然站在商业化的门槛前。

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显示技术的变革：从CRT到Micro-LED

1897年，德国物理学家Karl Ferdinand Braun发明了阴极射线管（CRT），这是世界上最早的电子显示器。凭借此项发明，其获得了1909年诺贝尔物理学奖。1939年，美国生产出了世界上第一台黑白电视机。随着技术成熟，CRT被广泛应用于电视机和计算机的显示器，且屏幕越来越大，显示效果越来越好，但存在笨重、尺寸受限、不能移动等缺点。

液晶的发明开辟出显示技术新领域。1888年，奥地利植物学家斐德烈·莱尼泽（Friedrich Reinitzer）发现了一种随温度变化而在固液之间转换的中间态，这种物质具有液体的流动性，同时在光学上表现出晶体的各向异性，被称为“液晶”。

1968年，任职美国RCA公司的G.H.Heilmeier发明了采用动态散射模式的液晶显示装置，主要用于手表、计算器、传呼机。1971年，德国科学家Helfrich与瑞士科学家Schadt发明了扭曲向列模式液晶显示，应用于手机、电视、电脑、平板显示。为扩大显示面积，匈牙利科学家Brody随后发明了有源矩阵（AM）薄膜晶体管（TFT）驱动LCD，开启了现代TFT液晶显示大门。TFT-LCD（薄膜晶体管液晶显示）应用广泛，是目前最成熟、产业链最完整的主流显示技术。其显示原理是利用电压控制液晶分子的排列，进而改变光的偏振性能，实现图像和文字的显示。

1987年，邓青云博士发明了OLED（有机发光二极管），被誉为“OLED之父”，从此，OLED技术正式登上舞台。这是一种具有多层有机薄膜结构的自发光器件，相比于液晶，其最大的特点在于自发光，无需背光源，该特点带来了许多优点：自发光带来的色域控制、视角控制都优于LCD；由于不需对光路进行偏振，因此发光效率也显著提高，响应时间快，色域更高，对比度高；去除了背光源，有效减薄厚度、降低质量；而且现在的技术可以将电路板涂布在柔性薄膜上，将整个OLED显示屏柔性化，这是LCD所不能做到的。这些性能的优势可以满足许多新兴的消费需求，使得OLED成为发展迅猛的新一代显示技术。

近年来，基于氮化镓（GaN）的发光二极管显示器件被广泛应用于新一代显示技术的开发。其中，尺寸在20~200μm的LED器件通常被称为迷你发光二极管（MiniLED），尺寸在50μm以下的LED器件被称为微型发光二极管（Micro-LED）。（注：现在其实对于MiniLED、Micro-LED芯片尺寸大小，各家企业表述各不相同）MiniLED显示器本质上还是LCD显示器，但采用了更小的背光灯，使得背光灯可以布置得更密集，从而实现更高的亮度和更精细的局部调光。在MiniLED背光技术加持下，液晶产品的色域更广、亮度和对比度更高。

Micro-LED由基底层、缓冲层、发光结构层、电极层和封装层构成。通过在基底外延生长缓冲层、发光结构层获得外延晶圆，通过系列微纳工艺制备正负导电电极结构和发光像元结构从而获得Micro-LED矩阵器件。封装层通常起到使电子器件隔离水氧环境的作用，还可以混合荧光粉、量子点等色转化材料，实现器件发光颜色的矫正。Micro-LED在继承了传统照明用LED的高稳定、高对比度等性能优点基础上，还具有超高分辨率、超高亮度、微小体积等优异特性，被誉为下一代显示技术的“关键核心”技术。

随着科技的进步，半导体显示技术不断升级，新型显示技术不断涌现。显示技术呈现以LCD、柔性AMOLED显示为主，MiniLED、Mirco LED等前瞻技术百花齐放的局面。近年来兴起的Micro-LED技术具有芯片尺寸小、自发光等特点，具有OLED显示的优点，在亮度、对比度、响应速度、功耗、寿命和柔性等方面表现优异，而且寿命更长，热稳定性更好。

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Micro-LED的两大路线

根据应用场景的不同，Micro-LED显示器件的制造可分为两大路线：巨量转移和单片集成。

巨量转移是将微芯片与源基板分离并批量拾取，然后单独或成组转移到显示基板对应的像素电极上，可应用于不同尺寸、不同材质显示基板的场合，由于工业化生产要求巨量转移良率不低于99.9999%，芯片转移误差不超过±1.5μm，转移效率大于50~100M/h，传统的芯片转移、封装等技术手段无法达到工业需求，巨量转移技术成为制约Micro-LED显示量产的技术瓶颈。

单片集成即通过键合的方式将源基板上的芯片一次性集成到驱动器背板上。虽然基于单片集成工艺的硅基Micro-LED完美避开了巨量转移的问题，但目前只能显示一种颜色（目前绿色LED的发光效率最高，亮度可以达到百万尼特），也只有很小尺寸（目前业界也有提出量子点着色方案以实现全彩显示，但面临“蓝背光泄露严重”和“彩色像素集成良率低”等问题）。由于尺寸较小，目前也仅限于应用在近眼显示器（电子取景器、VR/AR等）、智能手表等高分辨率微显示器领域。

针对Micro-LED芯片高精度高效率巨量转移的应用需求，目前已经发展了精准拾取转移技术、自对准滚轮转印技术、自组装转移技术、激光辅助转移技术等多种巨量转移技术，其中激光辅助转移技术利用界面区域材料吸收光束能量引起快速物理变化或化学反应产生驱动力来调控界面状态，以克服表层材料与Micro-LED的黏附力，在合适的工艺参数下可达到较高的良率、精度和转移速率，成为巨量转移Micro-LED极具潜力的技术方案之一。

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国产Micro-LED产业高歌猛进，规模商用化曙光初现

综观全球新型显示技术发展态势，中国显示产业经过多年发展，已经成为全球重要一极。在FPD（平板显示器）市场中，韩国企业已经逐渐放弃生产和研发，中国企业基本上赢得了LCD之战。如今，显示行业正在将发展重点转向新型显示技术，以实现差异化和高利润。

而过去的一年中，Micro-LED技术不断取得进展，相关终端应用以及资本投融资也在加快这一技术的商业化进程。伴随一些Micro-LED项目逐渐投量产，2025年将是Micro-LED技术商业化应用重要的一年，终端应用也将出现更大的转机。而这其中，国产企业终于不再是跟跑的角色，也参与到了领跑中，辰显光电、天马、利亚德、思坦科技等多家企业的Micro LED项目相继开工、投产、量产，涉及Micro LED中试线和量产线等。

思坦科技：2024年6月在厦门市约2万平方米的量产工厂正式投产，思坦科技搭建起从芯片设计到量产工艺的全链条布局，深圳中试线和厦门量产线的年产能超过600万套。

TCL华星：今年10月，TCL华星与三安合资的芯颖显示Micro-LED中试线已经建成，预计2025年实现小批量试产。

京东方华灿：2024年11月6日，京东方华灿6英寸Micro-LED量产线在珠海正式投产。该项目是全球首个实现规模化量产的Micro-LED生产线，也是全球首条6英寸Micro-LED生产线，全部达产后将实现年产Micro-LED晶圆2.4万片组（6英寸片）、Micro-LED像素器件45000kk颗的生产能力。

利亚德：2024年11月20日，利亚德第一期全制程自主研发的新一代高阶MIP产线（注：高阶MIP采用无衬底、芯片尺寸小于50μm的Micro-LED芯片，比原有MIP使用的芯片更小），在无锡利晶工厂正式落地投产。预计第一期高阶MIP产能可达1200KK/月（注：1200KK即120亿颗，这意味着该产线每月可以生产出120亿颗高阶MIP产品），二期产能将扩至2400KK/月。

辰显光电：2024年12月19日，辰显光电在成都投资30亿元的TFT基Micro-LED量产线点亮，包含转移工艺、背板工艺及模组工艺全制程自动化智能生产线，并发布了135英寸Micro-LED拼接屏新品，以及Micro-LED透明拼接屏和Micro-LED光场裸眼3D屏。

深天马：12月30日，“天马新型显示技术研究院Micro-LED产线”成功实现全制程贯通，计划于2025年开始小批量生产。此次全制程贯通仪式现场点亮的是天马自主研发生产的PID标准显示单元模块。该标准模块以天马LTPS基玻璃背板为基础，利用天马Micro-LED产线自研的全激光巨量转移工艺，可打破传统显示尺寸限制，像拼“乐高积木”一样将Micro-LED显示屏拼接，实现无尺寸限制的无边框拼接显示。

规模增长的同时，技术也在进步。湖北光谷实验室与华中科技大学合作研发出高性能量子点光刻胶，有望为Micro-LED 全彩显示技术带来突破；湖南大学团队联合诺视科技、晶能光电等研发出一种超高亮度Micro-LED微显示芯片，并在均匀性极高的硅衬底GaN外延片上开发了单像素亮度高达1000万尼特的绿色Micro-LED显示屏。

此外，厦门大学、南京大学、三安光电股份有限公司、利亚德光电股份有限公司代表签署战略合作协议，正式宣布成立中国Micro-LED战略联盟，以技术创新需求为核心，致力于构建产业链共享机制，整合“产-学-研-用-金”等发展要素，形成协调并进、互为支撑的产业生态体系，全面提升中国Micro-LED显示技术的研发和应用水平，加速产业化进程。