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Micro LED發展現狀、技術瓶頸及市場前景分析

編輯:chinafpd 2020-03-30 14:38:12 瀏覽:5259  來源:中華顯示網

Mirco LED技術,即LED微縮化和矩陣化技術,指的是在一個芯片上集成的高密度微小尺寸的LED陣列,如LED顯示屏每一個像素可定址,單獨驅動亮點,可看成是戶外LED顯示屏的微縮版,將像素點距離從毫米級降低至微米級。

而Micro LED display,則是底層用正常的CMOS集成電路制造成LED顯示驅動電路,然后再用MCVD機在集成電路上制作LED陣列,從而實現了微型顯示屏,也就是所說的LED顯示屏的縮小版。

優勢

Micro LED有點表現得很明顯,它繼承了無機LED的高效率、高亮度、高可靠度及反應時間快等特點,并且具自發光無需背光源的特性,更具節能、機構簡易、體積小、薄型等優勢。

除此之外,Mirco LED還有一大特性就是解析度超高。因為超微小,表現的解析度特別高;據說,如若蘋果iphone 6S采用Micro LED,解析度可輕松達1500ppi以上,比原來的Retina顯示的400PPi要高出3.75倍。

而相比OLED,其色彩更容易準確的調試,有更長的發光壽命和更高的亮度以及具有較佳的材料穩定性、壽命長、無影像烙印等優點。故為OLED之后另一具輕薄及省電優勢的顯示技術,其與OLED共通性在于亦需以TFT背板驅動,所以TFT技術等級為IGZO、LTPS、Oxide。

劣勢

1、成本及大面積應用的劣勢。依賴于單品硅襯底做驅動電路,并且從此前蘋果公布的專利上來看,有著從藍寶石襯底轉移LED到硅襯底上的步驟,也就意味著制作一塊屏幕至少需要兩套襯底和互相獨立的工藝。這會導致成本的上升,尤其是較大面積應用時,會面臨良率和成本的巨大挑戰。(對于單品硅襯底,一兩吋已經是很大的面積了。參展全幅和更大的中畫幅CMOS感應器產品的價格)。當然從技術角度來說LuxVue將驅動電路襯底轉換為石英或者波力來降低大面積應用成本是可行的,但這也需要時間。相比于AMOLED成熟的LTPS+OLED方案,成本沒有優勢。

2、發光效率優勢被PHOLED威脅甚至反超。磷光OLED(Phosphorescent OLED,PHOLED)效率的提升有目共睹。UDC公司的紅綠PHOLED材料也已經在三星Galaxy S4及后維機型的面板上開始商用,面板功耗已經和高PPI的TFT-LCD打平或略有優勢。一旦藍光PHOLED材料的壽命問題解決并商用,無機LED在效率上也將占不到便宜。

3、亮度和壽命被QLED威脅。QLED研究現在很熱門,從QD Vision公司提供的數據來看,該技術無論效率和壽命都非常有前景,而從事這塊研究的大公司也很多。當然QLED也是OLED的強力競爭對手。

4、難以做成卷曲和柔性顯示。OLED和QLED的柔性顯示前景很好,也已經有不少的Prototype展示,但對于LuxVue來說做成卷曲和柔性都顯得比較困難。如果要制造iWatch之類的產品,屏幕沒有一定的曲率是比較不符合審美的。

現狀

說起Mirco LED的發展現狀,正如Nouvoyance現任CEO,也是三星OLED面板中P排列像素創始人Candice Brown-Elliott所說,在蘋果收購LuxVue之前只有很少人知道和從事該領域,而現在已經有很多人開始討論這項技術。

事實上,該技術水平還很難應用生產各種使用的屏幕面板,近期不大可能在iPhone、ipad或者iMac產品中看到這項屏幕技術。但對于較小的顯示屏,Micro LED仍是一個可行的選擇,比如Apple Watch等小型屏。

其實自LuxVue被蘋果收入之后,又看到VerLASE公司宣布獲取突破性的色彩轉換技術專利,這種技術能夠讓全彩Micro LED陣列適用于近眼顯示器,之后一直沒有相關報道。最近,Leti、德州大學(Texas Tech university)和PlayNitride暨展現自己的Micro LED研發成果。

由此可見,Micro LED技術已經有很多企業在跟進,發展速度也在加快。但就蘋果本身來看,該技術屬蘋果實驗室階段技術,且蘋果本身也押寶了許多新興產業,故未來是否導入量產仍有待觀察。

發展瓶頸

其實Micro LED的核心技術是納米級LED的轉運,而不是制作LED這個技術本身。由于品格匹配的原因,LED微器件必須先在藍寶石類的基板上通過分子束外延的生長出來。而做成顯示器,必須要把LED發光微器件轉移到玻璃基板上。由于制作LED微器件的藍寶石基板尺寸基本上就是硅晶元的尺寸,而制作顯示器則是尺寸大得多的玻璃基板,因此必然需要進行多次轉運。

對于微器件的多次轉運技術難度都是特別高,而用在追求高精度顯示器的產品上難度就更大。通過此前蘋果收購Luxvue后公布的獲取專利名單也可以看出,該公司大多都是采用電學方式完成轉運過程,所以說這才是Luxvue的關鍵核心技術。

Micro LED成功關鍵點有二:一是蘋果、三星這些品牌廠的意愿;而是晶片搬動技術,一次轉移數百萬顆超小LED晶片,有門檻要克服。

其實,Micro LED還面臨第三個問題,即全彩化、良率、發光波長一致性問題。單色Micro LED陣列通過倒裝結構封裝和驅動IC貼合就可以實現,但RGB陣列需要分次轉貼紅、藍、綠三色的晶粒,需要嵌入幾十萬顆LED晶粒,對于LED晶粒光效、波長的一致性、良率要求更高,同時成本支出也是阻礙量產的技術瓶頸。

發展前景

與LCD/OLED技術相比,Micro LED能夠獨立控制畫素,單獨發光,具有高輝度、低耗電、超高分辨率以及高色彩度等特點,如果結合納米布線,Micro LED甚至可以讓超小型的LED達到可彎曲柔性屏的效果。據奧維云網(AVC)推算,未來5年VR年復合增長率將超過50%,而AR增速則達到近200%,因此可以預見可穿戴設備需求的迅速擴大,將不斷推動Micro LED顯示市場的增長。

考慮到Micro LED在可穿戴設備、VR/AR、手機顯示屏、電視等領域的應用要求,高工產研LED研究所(GGII)認為,Micro LED將率先在顯示尺寸小和分辨率要求較低的智能手表領域得到應用,因為智能手表所需芯片尺寸最大,巨量轉移的芯片也最少,對于技術要求最低,隨著巨量轉移良率的技術水平的提高和芯片價格持續下降,Micro LED隨后將在75英寸以上的大尺寸高端電視上應用,最后才會在芯片微縮和巨量轉移難度最高的VR/AR和手機領域與OLED正面競爭。GGII預測2019年Micro LED的市場規模有望達到1億元,其中智能手表是其主要應用方向,2020-2025年Micro LED有望保持75%左右的增長,2025年Micro LED市場規模將達49億元。

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