如何制造出更小單元的LED顆粒

如果你是一位“果粉”，同時還有些“屏幕控”的話，“Mini LED”這個詞應(yīng)該不會陌生。去年在蘋果推出的iPad Pro和MacBook Pro中，“Mini LED屏幕”都被劃了重點(diǎn)。其實(shí)，蘋果并非首個吃螃蟹的人，諸如三星、LG、戴爾等廠商也在2020年左右相繼推出了各自的Mini LED產(chǎn)品，涵蓋電視、顯示器、車載顯示屏和筆記本等領(lǐng)域。

究竟什么是Mini LED？它為何能成為眾多商家手中的“香餑餑”？在搞清楚這些問題前，讓我們先來簡單梳理一下顯示技術(shù)的發(fā)展歷程。

曾經(jīng)的王者們

最早的顯示技術(shù)叫做陰極射線顯像管技術(shù)（CRT），它由德國物理學(xué)家Karl Ferdinand Braun所發(fā)明，以CRT技術(shù)為基礎(chǔ)的顯像管也成為了后來黑白和彩色電視機(jī)中最重要的部件。

雖然這樣的電視已經(jīng)從家家戶戶的客廳走進(jìn)了博物館，但實(shí)際上CRT技術(shù)的生命周期很長，直到了上世紀(jì)80-90年代，才逐漸由第二代顯示技術(shù)——液晶（LCD）和等離子（PDP）所取代。

由于成像原理和制造工藝的不同，最初LCD主要用于小屏幕，而PDP則主攻40英寸及以上的大尺寸、高端顯示市場（PDP畫面表現(xiàn)好，但價格貴）。因此在很長一段時間內(nèi)，LCD和PDP這兩種技術(shù)在行業(yè)中一度勢均力敵。接下來，半導(dǎo)體技術(shù)的快速發(fā)展讓LCD技術(shù)在大尺寸屏幕中成為可能（成品率上升、成本降低），自此LCD一騎絕塵并在2007年前后成為了顯示市場的主流。而另一邊，隨著一直堅守等離子技術(shù)的松下在2014年3月底將等離子電視停產(chǎn)，PDP也正式退出了歷史舞臺。

技術(shù)領(lǐng)域的 “王者”通常都是暫時的，在LCD的黃金年代延續(xù)了大約20年后，一項(xiàng)革命性顯示技術(shù)——有機(jī)發(fā)光二極管技術(shù)（OLED）又迫不及待地上位了。

新時代的顯示技術(shù)誰領(lǐng)風(fēng)騷？

OLED看似是LED前面加了個O，但實(shí)際上完全是兩回事，它是由銦錫氧化物、電力正極和金屬陰極組成的三明治結(jié)構(gòu)狀的薄膜，并不是像LED一樣的燈珠。OLED最大的特點(diǎn)是具有自發(fā)光屬性，不像LCD需要光源，因此能耗更低。這也讓OLED在“一格電量一寸金”的智能手機(jī)領(lǐng)域大放異彩，隨著生產(chǎn)成本降至與 LCD相當(dāng)，OLED還跨入了VR等新興市場。

當(dāng)然，OLED也并非完美無缺。一方面，在大尺寸應(yīng)用中，OLED雖然在顯示視覺方面有所改進(jìn)，但降本一直未能實(shí)現(xiàn)，這也阻礙了其在市場中的進(jìn)一步拓展；另一方面，受到發(fā)光材料和調(diào)光原理的限制，OLED亮度有限，最高光度與LED仍有不小差距，因此灰度表現(xiàn)一直不太好。此外，OLED采用的是有機(jī)材料，容易發(fā)生老化，如果長時間顯示同一圖案，該區(qū)域的像素就會出現(xiàn)不可逆的光衰現(xiàn)象，也就是我們常說的“燒屏”。

面對OLED的強(qiáng)勢來襲，LCD產(chǎn)業(yè)也還以應(yīng)對之道，這就是我們開頭提到的Mini LED。

對于Mini LED直觀的解釋就是更小的LED，其尺寸通常小于100微米，它是LCD顯示與一種新的LED背光技術(shù)的結(jié)合。Mini LED使用了大規(guī)模的LED燈珠作為背光，通過對數(shù)以萬計的LED燈珠的控制，可以精確地控制顯示區(qū)域的明暗，從而提升畫面的對比度和峰值亮度，保留更多的畫面細(xì)節(jié)。不過，Mini LED終究是LCD顯示的延續(xù)，即使可以做到更精細(xì)的分區(qū)控光，但在黑暗畫面上依然會有光暈，并且目前的成本仍較高。

正當(dāng)人們對于OLED和Mini LED孰優(yōu)孰劣議論紛紛時，一個新名詞又出現(xiàn)了——Micro LED。從名稱上看，它貌似是Mini LED的升級版，但實(shí)際上更接近于OLED，這種技術(shù)可以看成是Mini LED和OLED的結(jié)合。

Micro LED是將LED背光源進(jìn)行薄膜化、小型化和陣列化后，批量轉(zhuǎn)移到電路基板上，隨后再加上保護(hù)層和電極，封裝好后制作成顯示屏。其中的每個LED單元都可作為發(fā)光顯示像素，可定址、單獨(dú)驅(qū)動，省電的同時反應(yīng)速度還快。換句話說，Micro LED的本質(zhì)就是把Mini LED上的“燈珠”做得更小、更密，然后把整塊“LED燈板”直接當(dāng)做自發(fā)光的顯示面板來用，因此它既繼承了Mini LED的燈珠陣列形式，又有OLED的自發(fā)光特性。

Micro LED的出現(xiàn)雖然令人眼前一亮，但在商用的道路上還存在諸多技術(shù)瓶頸。比如，如何制造出更小單元的LED顆粒？如何將這些微米級別的LED轉(zhuǎn)移到基板、黏接和實(shí)現(xiàn)電路驅(qū)動？如何把成本降下來？

所以，從當(dāng)前市場的角度來看，Micro LED的商業(yè)化還有一段路要走，未來幾年內(nèi)將會是Mini LED和OLED正面交鋒的狀態(tài)。

根據(jù)CINNO Research的數(shù)據(jù)預(yù)測，Mini LED背光在2020年首發(fā)以后，2021年可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，背光芯片出貨量達(dá)到89萬片晶圓，預(yù)計到2025年這一數(shù)字將增長至626萬片，Mini LED背光模組年出貨量將達(dá)到1.7億片左右。電視、顯示器市場率先起量，筆記本、平板市也有很大的潛力，而車載市場也將成為Mini LED后期的重要市場。

而OLED仍舊是智能手機(jī)顯示屏的主流，根據(jù)Omdia的數(shù)據(jù)顯示，2021年OLED顯示屏將占到智能手機(jī)顯示屏的40%，并且在大尺寸市場中，OLED出貨量也在持續(xù)增長。

結(jié)語

目前看來，關(guān)于OLED和Mini LED孰優(yōu)孰劣的話題還將繼續(xù)在市場中得到驗(yàn)證，而作為潛在競爭者的Micro LED能夠真正進(jìn)入市場，打破上述二者分庭抗禮的格局也令人期盼。畢竟作為廣大的用戶，我們真正需要的是產(chǎn)品能夠不斷推陳出新，并帶來更好的使用體驗(yàn)和性價比，時不時有新人進(jìn)來“攪局”，才會讓這個行業(yè)不至于陷入一潭死水的狀態(tài)，從而持續(xù)保持活力。