林伟瀚，杨梅慧（康佳集团股份有限公司, 广东 深圳 518053）
摘要：液晶面板LCD显现因技能老练、性价比高现在仍占显现职业主导地位。Micro-LED因为其优异显现特性现已成为现在技能的热门，Mini-LED则是其过渡产品。比照了LCD、OLED、Mini-LED和Micro-LED显现特性。Micro-LED在亮度、色彩、大尺度可变性等方面功能优异。而Mini-LED结合8K及QD技能将抵达OLED画质，而且可靠性和本钱占优势。
要害词：Mini-LED显现；Micro-LED显现；LCD；OLED
0 导言
现在LED背光的LCD在商场上依然占有主导方位。虽然有OLED新技能的发生，但液晶电视因为其细腻的解析度以及老练的出产技能和普众的价格，现在以及今后几年也依然会是干流。作为被迫式发光的显现器材，其光源运用功率及片面画质很难进步。现在手机、电视职业迅速开展的OLED面板技能现已具有许多技能优势，如省电、轻浮、可曲折等特色，可是其缺陷也是十分显着的，如烧屏、寿数短等问题。只不过因为手机的寿数较短，用户换机时刻一般在两年以内，影响较小；而电视用的大尺度OLED面板面积大、运用寿数往往达10年，影响就较为显着。一起，跟着第三代显现的需求推进和技能开展，Micro-LED因为其优异的电流饱满密度 [1] 、更高的量子功率以及高可靠性，现已成为现在技能的热门，在显现，VLC通讯 [2][3] 等方面被广泛研讨。因为Micro-LED的技能门槛高，Mini-LED显现产品应时而生，结合现有的8K及QD技能，有破壁OLED的趋势。现在跟着商场需求驱动以及技能迭代，显现技能现已由画质与内容的二代技能逐步过渡到第三代。职业界很多厂家如三星、苹果、友达等已加大对三代显现技能的研制和投入。
1 LCD\OLED\Mini-LED\Micro-LED显现比照
LED chip 从现有的mm等级，缩小到十分之一的100mm等级为Mini-LED，缩小到百分之一的10mm等级为Micro-LED。也有人用是运用SMT工艺仍是运用巨量搬运工艺作为Mini-LED与Micro-LED显现的差异。Mini-LED\Micro-LED与OLED均归于自动型自发光显现，光的运用率高。而LCD则是被迫型发光显现，面板自身不发光，需求背光源供给光源。因LCD面板透过率只要3%-8%，光源运用率低，亮度比较难做上去。面板的穿透率取决于开口率，影响要素包含像素之间的遮光罩、电极与五颜六色滤光板的穿透份额。因RGB 4K分辨率的玻璃的像素点数量是FHD面板像素点的4倍，每个像素点对应一套遮光罩和TFT及电容\CF膜，抵达4K、8K之后，每个像素点对应的开口率成倍减小，因而高解析度的LCD显现亮度更难做上去。各显现技能的功能比照如下表1.如表中显现，OLED、Mini-LED\Micro-LED在亮度、比照度等画质方面优于LCD，但OLED在残影、寿数、解析度等方面较差。Mini-LED RGB功能优异，但在尺度上受限，PPI抵达值低，观看间隔要求较高。而Mini-LED +LCD处理了上述缺陷。
2 Micro-LED显现
Micro-LED按五颜六色化技能分有RGB三色LED芯片、蓝光单色芯片加RG量子点资料混光、蓝绿光芯片加R量子点/KSF粉混光等3个方向，如图1。后边2种计划荧光粉无法做薄，存在应力，无法做到细小尺度 [4] ，而镉化物也存在安稳性和寿数问题 [5] ，故现在出来的大多数显现产品选用RGB三色LED芯片计划。此种计划的发光光谱如图2。
Micro-LED RGB三色芯片计划因为资料类别一致为半导体Ш-V族资料，呼应功能优异，为ns等级，资料功能安稳，可靠性高，发光功率好，色彩纯度高、可通明。这些优异功能在高亮高色域需求的显现产品上占尽优势，如大屏显现，AR/VR产品、昂首显现（HUD）、操控指挥中心屏幕等运用。其高呼应速率在光通信职业也得到运用。但在技能上，RGB三色芯片的电压压差发生的热量及功率耗费需求处理。现在现已研制出共阴计划的驱动芯片如聚积的5759，问题得到了较大改善。一起，Micro-LED RGB归于电流型驱动，因为RGB三种芯片的发光功率不一致，为了得到方针色温6000 K-10000 K，三种芯片的电流巨细不一样，红光R芯片要求的电流较大，电源的电流均匀性需求特别规划。为确保电流安稳性及电源规划可靠性，现在遍及运用PWM操控电流脉宽来调理各芯片均匀电流巨细的方法来完结混光。最优计划是运用CMOS的AM矩阵驱动TFT基板，现在在驱动资料方面仍在优化。现在已有2~8英寸的AM基板驱动的Micro-LED显现产品，如龙达的车载显现，Plessey的单片硅基氮化镓(GaN-on-Si)微型LED与Jasper Display Corp的eSP70硅基板技能的晶圆级键合样品等。但中大尺度还未有样品展出。
Micro-LED具有优异功能，现在枷锁其开展的主要害是巨量搬运的工艺问题。巨量搬运技能首要分类为拾取放置技能、微印章搬运技能(μTP ) [6] 、流体拼装技能、激光转印技能、滚轮转印技能等几种，不同搬运公司其开展的搬运技能会有所不同 ，最首要的原因是不同运用产品所合适的搬运技能也会有所不同。巨量搬运涉及到衬底剥离、搬运、键合，工艺精度要求高，设备需求定制，现在还未呈现能够完结批量的设备。依照核算，4K显现需求搬运24,883,200颗芯片，8K显现则需求搬运一亿颗芯片，如此巨量的数字灯板制程中的搬运速率需求几百K每小时以上。现在惯例SMT设备速率是每小时几十K，通过改善后用于Mini-LED搬运的设备速率能够抵达150K每小时左右，离真实的巨量搬运还有一段间隔。除了搬运问题，因为每台显现产品运用的LED芯片巨量数字，关于芯片的良率、均匀性也提出了很大的检测。现在惯例芯片按2.5 nm步长分bin，要做到Micro-LED显现，其芯片分bin步长要做到1 nm以内。因现在wafer端很难抵达这个等级，部分运用端也选用了软硬件纠正的方法来进步画面均匀性。
3 Mini-LED显现
因为Micro-LED巨量搬运技能还未抵达可批量水平，技能门槛相对较低的Mini-LED显现得到了较快的开展。像素pitch值在0.9 mm以上的可归类为小距离显现领域，像素pitch值在0.9 mm以下搬运用pick-up方法的归类为Mini-LED，现在能做到的最小像素距离在0.49 mm。Micro-LED需求运用光刻技能的驱动基板，而Mini-LED能够运用光刻技能的驱动基板，也能够运用BT板，乃至高精密玻纤板，因而不受面板厂的基板绑定，Mini-LED显现产品得到蓬勃开展。现在索尼、三星及国内一些厂家均展出了Mini-LED RGB显现产品，2019年开端可完结批量。
如表1所示，Mini-LED RGB显现具有与Micro-LED显现相同的优异功能，只是在尺度及PPI上面受到约束。因为PPI做不高，Mini-LED RGB只能运用在大尺度显现如指挥中心大屏、墙幕显现及大尺度电视等，如三星的The Wall。为了打破这个约束，结合现在的其他技能热门，呈现了Mini-LED背光加液晶玻璃的显现产品，如图4.康佳2019年1月CES展出的65英寸Mini-LED电视，结合量子点技能及背光巨量分区技能，其画面的色彩饱满度和动态比照度与OLED平起平坐，分辨率乃至可做到8K，本钱比OLED低但可靠性和寿数高。现在其他电视机厂现已相继展出一些相似产品。从产品立异层面看，比照度、色域、呼应时刻、功耗等一向都是屏幕立异的几个中心战场，所以高端中大尺度产品支撑WCG与高比照度为未来重要产品差异化，也是中大尺度产品下一个要害技能立异。因为OLED运用于大尺度还不老练，而Mini LED BLU为最佳处理计划。苹果近期亦放出音讯将在其MacBook、iPad和iMac 2020年的产品上运用Mini-LED背光。各厂家对此均进行了较大研制投入。Mini-LED +LCD的方法因为能够做到OLED的功能而且做到高PPI高解析度，且技能老练本钱低，有望在2019年完结批量。
4 定论
Micro-LED和Mini-LED显现产品功能优异、运用领域广、商场需求驱动旺盛。以上各要素将驱动其技能的开展及商场的热度。Micro-LED显现如下驱动要素部分需求霸占，如具有可量产工艺技能、低本钱的大规模出产、集成性强、技能、资源以及本钱的整合等。高速和高良率巨量搬运、键合及色彩均匀性问题是急需处理的难题。因而Micro-LED显现在近期还无法构成干流显现技能。但其过渡产品Mini-LED显现结合8K技能及5G通讯技能，在技能及工艺上均得以完结，产品功能优异，将会成为近两年各厂家大力比赛的方向。
参考文献
[1]Chao Tian,Shu- xu Guo,Jing- qiu Liang, et al.Effects of unit size on current density andilluminance of micro- LED- array[J].Opto-electronics Letters,2017,13(2):84-89.
[2]MOHAMED SUFYAN ISLIM,RICARDO X.FERREIRA,XIANGYU HE,etc.Towards 10 Gb/sorthogonal frequency division multiplexing-based visible light communication using a GaN violetmicro-LED[J].Photonics Research,2017,5(2):A35-A43.
[3]田朋飞,顾而丹,刘冉,等.氮化镓基Micro-LED的研讨现状[J].光源与照明,2018,1:1-4.
[4]李继军,聂晓梦,李根生,等.平板显现技能比较及研讨进展[J].我国光学,2018,11(5):706.
[5]梅芳,何锡文,李娟,等.水溶性CdSe/CdS核壳纳米粒子制备的影响要素及其对CdSe/CdS光谱特性的影响[J].化学学报,2006,64(22):2265-2270.
[6]邰建鹏，郭伟玲.Micro LED 显现技能研讨进展[J].照明工程学报,2019,30(1):18-24.
作者简介：
林伟瀚，男，(1984-)，2007年结业于华南理工大学光信息科学与技能&工商管理双专业，工学学士。
在康佳集团从事12年的平板电视及背光模组研制作业，现任康佳集团多媒体研制中心副总经理，兼任工业规划与显现规划中心总经理。 为国内第一批电视显现相关光电技能专业人才，12年来一向致力于职业新式显现技能的开发研讨作业，是康佳集团新式显现技能的领军人物。
参加的重大项目有：
1、主导完结康佳从CCFL、LCD、LED到OLED及Micro LED各代显现技能的攻关作业；
2、作为主导单位带头人完结职业《曲面液晶电视通用规范》的拟定；
3、2018年深圳市科学技能奖，作为第八完结人的项目《支撑下一代互联网的智能终端体系研制与产业化》取得深圳市科技进步二等奖；
4、作为模组技能负责人参加深圳市工业和信息化局的《根据“轻打扰，悬浮式”智能交互及个性化内容定制电视操作体系》项目；
5、作为光电技能负责人参加国家工信部的《根据人工智能技能的新式数字家庭演示项目》项目，取得国家工信部的公示确定；
6、作为模组技能负责人参加深圳市工业和信息化局的《根据AVS2.0高集成度国产TVSoC芯片的4K电视研制及产业化》项目。
个人取得荣誉有：
“康佳之翼”大奖——康佳集团技能类研制最高奖项；个人荣获我国电子视像职业“2018年度彩虹奖”（技能最高奖）
具有8项发明专利、11项实用新式专利。
杨梅慧，女，硕士，高级工程师，研讨方向：电视技能
本文来源于科技期刊《电子产品世界》2019年第7期第65页，欢迎您写论文时引证，并注明出处
