隨著LED技術(shù)進步與市場需求增多，以Mini/Micro LED為代表的新型顯示技術(shù)應運而生。自新概念提出以來，Mini/Micro LED一直處于聚光燈之下，近兩年來掀起一波又一波的浪潮。

雖然Micro LED（<100μm）是新型顯示時代的終極目標，但由于巨大的技術(shù)瓶頸問題，對于大部分廠商來說，目前還觸不可及。

而Mini LED（100μm—300μm）作為Micro LED的前哨站，技術(shù)相對較成熟。2018年下半年開始，相關(guān)廠商相繼推出新產(chǎn)品，其中，有些產(chǎn)品在送樣布局階段，也有些產(chǎn)品已小量或批量生產(chǎn)。

具體來看，Mini LED的應用分為兩種：背光和RGB顯示應用。現(xiàn)階段，由于技術(shù)難度和成本問題，Mini RGB顯示產(chǎn)品相對較少。從產(chǎn)業(yè)鏈來看，材料、設(shè)備、芯片、驅(qū)動IC、PCB設(shè)計、封裝等各個環(huán)節(jié)都面臨新的技術(shù)難題。從技術(shù)本身來看，主要是效率、良率、一致性和可靠性的問題。

從芯片端看，由于尺寸微縮化，芯片使用量大大提高，芯片的生產(chǎn)和檢測等過程都存在高難度和效率低下的問題。而且，Mini LED顯示產(chǎn)品對芯片的電流和顏色等的一致性和可靠性要求很高。另外，紅光倒裝芯片的技術(shù)難度大，芯片轉(zhuǎn)移過程的良率和可靠性仍不高。

從封裝端看，錫膏等材料的選擇和固晶機的精度等也需要不斷突破。效率、良率與成本息息相關(guān)，每一個環(huán)節(jié)都面臨技術(shù)難題。同時，顯示屏對畫質(zhì)和顯示效果要求極高，而封裝表面的處理工藝不同，像素間也存在光色差異，容易導致混光不一致，校正難度高等問題，進而影響高質(zhì)量顯示效果。

Mini LED封裝主要包括COB（Chip on Board）技術(shù)和IMD（Integrated Mounted Devices）集合封裝技術(shù)兩種方案。COB技術(shù)是將LED芯片直接封裝到模組基板上，再對每個大單元進行整體模封。而IMD技術(shù)（N合1）則是將兩組、四組或六組RGB燈珠集成封裝在一個小單元中。

采用COB方案的廠商主要有雷曼光電、希達電子和鴻利智匯。

其中，希達電子表示，Mini COB封裝技術(shù)的難題主要體現(xiàn)在光學一致性和PCB板墨色一致性兩個方面，該公司在光學一致性校正上取得成效。同時，隨著工藝技術(shù)的進步，其PCB板墨色一致性不斷提升。產(chǎn)品包括正裝芯片和全面倒裝芯片兩個系列，目前一次性生產(chǎn)良率已接近100%。

除了良率和PCB墨色一致性問題，模塊之間的縫隙也是技術(shù)難題之一。今年推出P0.7mm Mini LED產(chǎn)品的鴻利智匯就表示實現(xiàn)無縫拼接也是COB技術(shù)的一個難點，如果模塊或單元之間的間隙太大，顯示效果和整體美觀都會受影響。鴻利智匯目前從工藝的優(yōu)化以及設(shè)備的改良上均實現(xiàn)突破，產(chǎn)品一致性、良率，效率上都獲得了長足的進步，預期產(chǎn)品在今年Q3至Q4正式推出。該公司認為，相較常規(guī)產(chǎn)品，COB封裝的優(yōu)點包括功率低，散熱效果好，色彩飽和度高，分辨率更高清，屏幕尺寸無限制等。但其局限就在于良率不好會造成極高的成本。

現(xiàn)階段，相比COB技術(shù)，RGB顯示市場上采用IMD技術(shù)的廠商占多數(shù)，例如宏齊、國星光電、晶臺光電、東山精密及兆馳股份等。

在Mini LED封裝產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，晶臺光電強調(diào)像素間的混光一致性和表面一致性的問題，IMD器件對Mini LED芯片光電性能的一致性提出了更高的要求。來料芯片的差異較大，會導致顯示花屏。并且，因封裝的表面處理工藝不同，即使保證了芯片的一致性，同樣會導致出光效果差異較大。同時，由于SMT技術(shù)的局限性，P0.7mm以下間距的產(chǎn)品基本難以實現(xiàn)量產(chǎn)。此外，隨著間距微縮化，產(chǎn)品綜合成本升高。目前，晶臺光電的首款Mini LED產(chǎn)品蜂鳥MAX將貼片效率提升了一倍，通過新的表面處理技術(shù)，解決了表面一致性問題，單像素顯示效果也能夠保持一致。

近年來在小間距顯示屏和Mini LED技術(shù)不斷加大研發(fā)投入的兆馳股份認為，IMD也可以看成一個小的COB單元，所面臨的技術(shù)難題與COB封裝技術(shù)相似，但難度有所降低。目前市場上有正裝和倒裝IMD方案，相比之下，倒裝技術(shù)難度更高，但可靠性更好。該公司主要研發(fā)倒裝技術(shù)和CSP技術(shù)，現(xiàn)已通過精細化的工藝控制在Mini倒裝4合1方案上取得進步，去年就已進入量產(chǎn)階段。相比COB技術(shù)，IMD技術(shù)提升了應用端的貼裝效率，提升了芯片RGB的封裝可靠性。但該公司也指出，隨著間距不斷縮小，IMD方案存在一定的物理極限，無法無限縮小像素間距。

從應用端來看，顯示屏廠商奧拓電子表示，Mini LED IMD是在傳統(tǒng)SMD成熟工藝基礎(chǔ)上巧妙創(chuàng)新的產(chǎn)物，所以良率本身沒有問題，產(chǎn)品的魯棒性和可靠性也大大提升。一致性方面，該公司專利的溝槽設(shè)計及特別的校正技術(shù)能夠解決COB及GOB技術(shù)難以逾越的實際問題。

洲明科技則認為，對小廠而言，采用IMD方案降低了生產(chǎn)難度，良品率會有所提升，對于實力比較強的大廠而言，良率則基本一樣。但從顯示效果來看，IMD產(chǎn)品一致性微低于單顆封裝燈珠的一致性。因為IMD方案中，波長可能比以前多1-2nm左右。亮度比方面，IMD方案的比值更大（約1：1.4或1：1.5）。因此，從不同角度看，整屏的均勻性和一致性均較弱。例如，采用4合1方案的顯示屏會常出現(xiàn)以4個像素為單位（即一個封裝體）的偏色，稍微偏一點角度看就能發(fā)現(xiàn)這個問題。直觀而言，整屏顆粒感較強，一致性稍差。

┃多種技術(shù)同臺競技，誰能獨領(lǐng)風騷？

隨著小間距市場的爆發(fā)，市場對高密高清需求的提升，基于IMD技術(shù)的Mini-LED、COB(Chip On Board)、分立器件NPP (0606/0404等)三種不同技術(shù)路線的封裝形式也開始同臺競技。

當小間距產(chǎn)品進入0.X時代時，基于分立器件（NPP）的小間距產(chǎn)品劣勢開始逐漸顯露出來。由于SMD器件變得更小導致了燈板上的焊點面積急劇縮小，這不僅對LED顯示屏生產(chǎn)廠家的SMT貼片工藝要求大幅提升，同時生產(chǎn)效率也受極大影響。例如：P1.5的產(chǎn)品，每平米需要貼44萬顆燈，而到了P1.0的產(chǎn)品，每平米需要貼1,000,000顆燈，不僅貼片的數(shù)量增加了約2.3倍，同時SMT機器的貼片速度也需要要大幅的下調(diào)，整體生產(chǎn)效率會受到極大的影響。不僅如此，過小的SMD器件，也給售后服務帶來了極大困難，客戶的使用現(xiàn)場，幾乎無法完成1mm以內(nèi)的產(chǎn)品維修。

同樣，對于采用倒裝COB技術(shù)的LED顯示屏，其最主要的難點在于其制造工藝和產(chǎn)線設(shè)備布局與傳統(tǒng)分立器件的企業(yè)差異極大。它需要整合芯片、封裝、顯示全產(chǎn)業(yè)鏈的環(huán)節(jié)，除了成本投入巨大以外，在各個環(huán)節(jié)面臨的核心技術(shù)難點也需要企業(yè)去逐個進行突破。這不僅限制了企業(yè)的產(chǎn)能，同時也拉長了產(chǎn)品技術(shù)的更新周期。比如現(xiàn)階段的產(chǎn)品良率不足、墨色一致性不高、死燈后只能送原廠維修、產(chǎn)品模塊化等問題，仍舊無法得到很好的解決。可以預見的是，COB技術(shù)將會是一個小眾的細分市場，而非主流的市場。

（Mini-LED） （COB）

而基于IMD技術(shù)的Mini LED，即將對現(xiàn)有的顯示技術(shù)進行全面革新！

┃技術(shù)變革，誰將是最終的王者？

早在2017年底，艾比森通過技術(shù)預研，就聯(lián)合上游供應商提出了基于IMD集成封裝的Mini-LED概念，在和封裝企業(yè)進行連續(xù)不斷的技術(shù)交流和緊密配合后，艾比森在市場上推出了采用IMD技術(shù)（4合一）的Mini-LED產(chǎn)品：控制室專用產(chǎn)品-CR0.9，以及市場上獨有的1.5mm小間距租賃產(chǎn)品-AX1.5。

尤其值得一提的是，不同于行業(yè)某些廠家的噱頭量產(chǎn)和產(chǎn)品存在大規(guī)模死燈，亦或是顯示效果極差等問題，艾比森的Mini LED，通過與上游廠家的深度合作和工藝指導，實現(xiàn)了真正意義上的高品質(zhì)量產(chǎn)。不僅對比度極佳，而且產(chǎn)品的穩(wěn)定性和色差一致性比常規(guī)SMD產(chǎn)品更好。產(chǎn)品一經(jīng)亮相，就在2019年的ISE荷蘭展會上大獲好評！

1、基于IMD封裝的Mini-LED，突破制造瓶頸

艾比森AX1.5及CR0.9產(chǎn)品，均采用定制的IMD（四合一）Mini-LED封裝技術(shù)。包括后續(xù)推出的IMD產(chǎn)品，除了可沿用常規(guī)產(chǎn)品的貼片工藝，無需另建生產(chǎn)線以外，也大幅提高了SMT設(shè)備的貼片效率。采用IMD技術(shù)的產(chǎn)品生產(chǎn)效率較傳統(tǒng)的SMD 0606提升約3.1倍！而傳統(tǒng)0606燈珠過于脆弱，極易撞燈的問題，在此也得到了很好的解決。

（艾比森基于IMD技術(shù)的Mini LED產(chǎn)品）

IMD封裝的產(chǎn)品，將常規(guī)產(chǎn)品的1顆燈珠獨立4個焊點，革新為，單顆IMD封裝的燈珠擁有8個焊點，不僅擴大了單個焊點的著力面積，而且增加了單個封裝體的焊點數(shù)量，使得產(chǎn)品的防撞力提升了2.5倍。而且由于PCB上的整體焊點減少，PCB上的焊盤面積增大，保證了產(chǎn)品的維修也更加方便簡單。

艾比森AX1.5在維修測試中，已接近常規(guī)2.5mm間距的維修速度和修復率！

2、共陰極技術(shù)，讓黑夜更深邃

除了采用IMD技術(shù)外， 艾比森的AX1.5產(chǎn)品，是行業(yè)內(nèi)真正實行量產(chǎn)的，且采用共陰技術(shù)的Mini-LED產(chǎn)品。通過高精度的電壓控制，對RGB芯片進行獨立供電，不僅大幅降低了 RGB芯片的發(fā)熱量，延長了產(chǎn)品的使用壽命，還確保了在更低功耗下達到同類產(chǎn)品相同的亮度。且產(chǎn)品能呈現(xiàn)更好的對比度，讓黑色黑得更純粹。

艾比森AX1.5產(chǎn)品是LED行業(yè)第一款實現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)和出貨的小間距租賃產(chǎn)品，在歐洲和北美等全球高端租賃市場巡展時，每一個近距離參觀和了解的客戶，都對AX1.5的平整度，畫面顯示效果、對比度等贊嘆不已。目前AX產(chǎn)品也已在全球多個市場正式投入使用。

艾比森采用共陰技術(shù)的產(chǎn)品（中間箱體）與其他廠家的產(chǎn)品對比

3、重新定義高端Mini-LED小間距

在5G技術(shù)的浪潮推動下，安防監(jiān)控類的固裝應用市場對4K乃至8K的需求均呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長的態(tài)勢。而在租賃應用市場，品牌車展、頂級發(fā)布會等高端應用場景對超高清顯示的期待也從未減少過，但市場上一直以來都缺乏一款能讓客戶真正心動的明星產(chǎn)品。

雖然Mini LED的背光和顯示產(chǎn)品均已開始小批量出貨，但是產(chǎn)品主要集中在P0.9-0.7，P0.7以下的產(chǎn)品還處于技術(shù)開發(fā)階段，Mini LED在持續(xù)縮小間距的過程中，還面臨芯片、封裝、驅(qū)動IC、背板等諸多難題，以下是GGII對目前Mini LED技術(shù)難點的梳理：

1、芯片端

a芯片微縮化，由于Mini LED要求像素點的間距在1mm以下，這也要求Mini LED的芯片也需要變小，目前Mini LED的芯片普遍要求200um以下，這對LED芯片生產(chǎn)過程中的光刻和蝕刻提出了更高的要求，特別現(xiàn)有成熟的生產(chǎn)設(shè)備難以滿足100um以下的芯片生產(chǎn)，在小尺寸芯片情況下，焊接面的平整度、電極結(jié)構(gòu)的設(shè)計、易焊接性以及對焊接參數(shù)的適應性、封裝寬容度都是芯片設(shè)計的難點與重點。而Mini LED芯片在生產(chǎn)過程中還采用作業(yè)效率偏低的全測全分模式，對于處理高密度、高精度的大量芯片，無論是生產(chǎn)還是檢測均存在效率低下問題，這無形中也推高了Mini LED芯片的成本；

b、紅光倒裝芯片，由于倒裝芯片無需打線，適合Mini LED超小空間密布的需求，因此目前的Mini LED全部采用倒裝芯片結(jié)構(gòu)，目前藍綠光倒裝LED芯片生產(chǎn)較為成熟，但是紅光倒裝LED芯片技術(shù)難度高，由于需要進行襯底轉(zhuǎn)移，而芯片在轉(zhuǎn)移技術(shù)過程中生產(chǎn)良率和可靠性還不高。

c、一致性和可靠性，Mini LED芯片作為顯示芯片對產(chǎn)品一致性和可靠性的要求較高，一致性重點關(guān)注的指標包括小電流一致性、不通電流下一致性、高低位一致性、顏色均勻一致性、電容小且一致性等，而由于Mini LED顯示屏復雜使用環(huán)境，維修難度較高，這就對Mini LED芯片的可靠性要求較高，總的來說Mini LED芯片生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)過程中進行嚴格的生產(chǎn)控制以保障產(chǎn)品各項指標的穩(wěn)定；

2、封裝端

a、高效率固晶與貼片，由于Mini LED的芯片尺寸主要是50-200um，同時Mini LED芯片和燈珠單位面積使用量巨大且排列十分緊密，對焊接面平整度、線路精度提出更高要求，對焊接參數(shù)的適應性和封裝寬容度要求也更為嚴格。因此在高效率和高精度的Mini LED芯片固晶成為擺在Mini LED面前的一道難題。傳統(tǒng)錫膏固晶容易導致芯片焊接漂移，孔洞率增大，無法滿足Mini LED的高精度固精要求，更高精度固晶基板及固晶設(shè)備成為急需解決的問題。傳統(tǒng)貼片機在對P1.0以下Mini LED封裝器件進行貼片時，由于精度要求在25um以下，因此傳統(tǒng)貼片機必須將貼片速度降低到原有貼片速度的30-50%，這將大大降低顯示屏的生產(chǎn)制造效率，更高效的貼片機也是是未來Mini LED所面臨的一大難題；

b、薄型化封裝，Mini LED作為背光時要求產(chǎn)品越薄越好，但是當PCB厚度低于0.4mm時，在回流焊、Molding工藝中，由于樹脂基材與銅層熱膨脹系統(tǒng)不同，會誘發(fā)芯片虛焊，而Molding封裝過程中，封裝膠與PCB熱膨脹系數(shù)不同也會導致膠裂；

c、混光一致性，由于芯片或者燈珠的光色差異或者電路問題，可能導致顯示或者背光效果的差異，這將對Mini LED的顯示效果造成不良影響；

d、可靠性與良率，Mini LED顯示屏的使用環(huán)境相對比較復雜，空氣中的水汽如果透過封裝材料或者支架滲入接觸到LED芯片中電極，很容易產(chǎn)生短路等現(xiàn)象，同時由于Mini LED產(chǎn)品所大量密集排列，使用的封裝器件成倍增長，考慮到Mini LED維修難度和成本較高，這就需要Mini LED封裝器件具備相對高的可靠性。

3、驅(qū)動IC方面

a、電流控制與散熱，由于Mini LED點間距越來越小，使用的LED芯片數(shù)量也越來越多芯片尺寸越來越小，這導致驅(qū)動的電流也越來越小，使得驅(qū)動IC對電流的精準控制也越來越難，未來針對小電流的精準控制也需要新的電路設(shè)計，再加上因為使用大量驅(qū)動IC和LED芯片，使得PCB快速散熱也出現(xiàn)困難，而熱量會使驅(qū)動IC模塊產(chǎn)生偏色的問題，因此高集成和低功耗的驅(qū)動IC將是顯示屏驅(qū)動IC的發(fā)展方向。

b、區(qū)域調(diào)光，對于Mini LED的背光應用來說，目前的靜態(tài)調(diào)光技術(shù)因為需要串聯(lián)IC數(shù)量，驅(qū)動電路成本高昂，IC控制I/O數(shù)量龐大，驅(qū)動電路體積大，背光刷新頻率低且容易有閃爍感，因此已經(jīng)難以滿足新型Mini LED背光技術(shù)的需求，區(qū)域調(diào)光的驅(qū)動IC恰好可以彌補靜態(tài)調(diào)光的缺點，但是在采用區(qū)域調(diào)光的方案時，還面臨Mini LED背光分區(qū)亮度和均勻度的提升、刷新頻率的提升、背光光效的提升、高集成度、精細調(diào)光分辨率等一系列問題。

4、PCB背板

在Mini LED輕薄化的前提下，顯示和背光效果的高要求對PCB背板的厚度均勻性、平整性、對準度等加工精度都提出了新的挑戰(zhàn)，再加上PCB背板上有大量的LED芯片和驅(qū)動IC，這就需要背板的Tg點要高于220℃，而PCB背板在Mini LED加工過程中需要受到各種外力，為了保持背板的厚度均勻性、尺寸穩(wěn)定性等，還需要背板具有較高的耐撕拉強度、耐濕熱性等物理特性。

為了拓展Mini LED的應用，Mini LED產(chǎn)業(yè)上下游廠家積極在研發(fā)新技術(shù)和降低成本方面努力，目前國內(nèi)外Mini LED廠家重點在研發(fā)或拓展的新技術(shù)包括出光調(diào)節(jié)芯片、COB和IMD封裝、Mini LED巨量轉(zhuǎn)移、TFT電路背板、柔性基板等。

1、出光調(diào)節(jié)芯片

在Mini LED作為背光使用時，往往采取大量LED芯片作為直下式的背光源，在為了調(diào)節(jié)芯片的出光，使其更容易實現(xiàn)超薄設(shè)計，華燦光電在傳統(tǒng)的背光芯片上增加優(yōu)化膜層，可以提升芯片出光角度，從而使得LED芯片的出光更加均勻，有效提升顯示效果。

2、COB和SMD封裝

目前COB(板上芯片)封裝，直接將LED裸芯片封裝到模組基板上，然后進行整體模封，相對于傳統(tǒng)的SMD封裝。這種COB封裝的全彩LED模組具有制造工藝流程少、封裝成本較低、封裝集成度高、顯示屏的可靠性好和顯示效果均勻細膩等特點，有望成為未來高密度LED顯示屏模組的一種重要的封裝形式。目前由于COB的產(chǎn)業(yè)鏈還沒有建立完善起來，COB產(chǎn)品單位面積的成本比SMD高，未來隨著COB顯示封裝產(chǎn)業(yè)鏈逐漸成熟，COB顯示封裝市占率將快速提升。在Mini LED應用中，COB封裝具有更高的可靠性和穩(wěn)定性，更容易實現(xiàn)超小間距顯示，與Mini LED的技術(shù)趨勢一致，因此，COB封裝也是Mini LED的技術(shù)趨勢之一。

國星光電6月份發(fā)布的用于顯示的MiniLED，采用集成封裝技術(shù)(IntegratedMounted Devices，簡稱：IMD)，即四合一陣列化封裝，橫向和縱向分別用2顆燈珠組成的小單元，其中每顆燈珠依然是RGB三色芯片封裝而成，突破了傳統(tǒng)的設(shè)計思維，集合了SMD和COB的優(yōu)點，這將是COB封裝的前奏。

3、Mini LED巨量轉(zhuǎn)移

相對于Micro LED的巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)，Mini LED的芯片尺寸較大，因此轉(zhuǎn)移難度相對較小，結(jié)合巨量轉(zhuǎn)移和COB封裝技術(shù)，可以有效提升MiniLED的生產(chǎn)周期，目前Uniqarta的激光轉(zhuǎn)移技術(shù)，可以透過單激光束或者是多重激光束的方式做移轉(zhuǎn)，實現(xiàn)每小時轉(zhuǎn)移約1400萬顆130x160微米的LED芯片。

4、TFT背板

如果要在畫面現(xiàn)實效果上與OLED競爭，Mini LED背光+LCD必須做到頂級的HDR才行，也就是LocalDimming背光源的調(diào)光分區(qū)數(shù)(LocalDimming Zones)必須要數(shù)百區(qū)甚至數(shù)千區(qū)才足夠，但是若以傳統(tǒng)的LED背光源驅(qū)動電路架構(gòu)，這樣的想法會因組件使用過多，而犧牲成本及輕薄設(shè)計。有鑒于此，群創(chuàng)提出使用主動式矩陣TFT電路來驅(qū)動的AM MiniLED架構(gòu)。

5、柔性基板

Mini LED背光一般是采用直下式設(shè)計，通過大數(shù)量的密布，從而實現(xiàn)更小范圍內(nèi)的區(qū)域調(diào)光，由于其設(shè)計能夠搭配柔性基板，配合LCD的曲面化也能夠在保證畫質(zhì)的情況下實現(xiàn)類似OLED的曲面顯示，但是由于MiniLED數(shù)量眾多，產(chǎn)生熱量巨大，而柔性基板的耐熱性往往較差，因此研發(fā)具有高耐熱性的柔性基板也將是未來的技術(shù)趨勢之一。

總的來說，Mini LED技術(shù)難題正在不斷突破中。