全球MicroLED最新发展动态

光电与显示 · 2018-06-20

Micro-LED作为一种显示技术和LED技术二者结合的复合集成技术,拥有许多优点而受到大众的热捧,但同时在技术方面尚存在的诸多问题阻碍了其市场化发展。

Micro-LED是基于有源选址驱动和巨量转移技术的微米级LED发光像元,具有自发光、高效率、低功耗、高集成、高稳定性、全天候工作的优点,被认为是非常有前途的下一代新型发光和显示器件,Micro-LED显示是LED显示技术的必然趋势。

技术现状

Micro-LED发展了十几年,期间世界多个项目组发布成果并促进相关技术进一步发展。当前,在Micro-LED技术研究方面领先技术分别有美国德克萨斯理工大学H.X.Jiang教授无源寻址Micro-LED技术、香港科技大学刘纪美教授和刘召军博士有源寻址的高分辨率Micro-LED全集成技术与彩色画技术、英国斯特拉斯克莱德大学MartinDawson教授Micro-LED与生物探测相结合的技术。

相比MicroLED,Mini-LED技术难度更低,容易实现量产,且可以大量开发液晶显示背光源市场,产品经济性更佳。2017年,晶电、隆达电子、三安光电等大厂相继布局,推动MiniLED技术突飞猛进。但不少企业认为,MiniLED仅是一个过渡产品,显示的未来终会属于MicroLED。

究竟MicroLED有何魅力,让业内为之如此执着?据了解,MicroLED是将LED结构设计进行薄膜化、微小化与阵列化,体积约为目前主流LED大小的1%,每一个画素都能定址、单独发光,将画素的点距降数量级低到微米,并且具有功耗低、亮度高、具有超高的解析度与色彩饱和度、响应速度更快,使用寿命更长、效率较高等优势。但业内人士预测,真正的MicroLED产品需要到2020年才有可能实现量产。

MicroLED的应用范围非常丰富,无论是在大尺寸还是小尺寸领域都有着广阔的前景。但至少目前看来,OLED在显示领域占据着重要的地位。有业内人士预言,OLED在高端显示领域,未来五年内的市场占有率将达到30%,未来八到十年市场占有率将达到45%左右。

全球10大MicroLED企业动态

三星(韩国)

首先是三星,该公司在CES2018发布其MicroLED模组化电视「TheWall」。我们相信,这一新品会为三星带来来自不同领域和公司的合作机会,业界也会密切关注该电视何时会正式投放市场。据报导,三星将在今年底推出新一代MicroLED电视。该公司的首席设计师表示,新电视的尺寸将超过88英寸,但没有透露其他细节。

今年1月亮相的146英寸「TheWall」由许多9.37英寸的MicroLED显示模组构成,因此可以根据电影院或客厅等不同的使用地点定制成各种尺寸。关于该电视使用的MicroLED芯片,有传言说中国台湾地区科技公司参与了芯片的开发。另外,也多次有传闻说三星正与PlayNitride就购并或技术合作进行谈判。

Lumens(韩国)

与三星一样,韩国公司Lumens也在CES2018展出MicroLED显示器,包括两种尺寸的大尺寸MicroLED显示器。139英寸的数字看板显示器具有超高清晰度(UHD)和0.8mm的像素间距,而130英寸的显示器分辨率为1,920×1,080P(FHD),像素间距为1.5mm。两个看板显示器都使用来长300μm,宽100μm的MicroLED。Lumens还表示,它也将生产小尺寸(0.57英寸)MicroLED汽车抬头显示器(head-updisplays),由尺寸仅为8μm的LED芯片组成。

晶元光电(中国台湾地区)

在实现MicroLED量产的过程中,晶电决定在2018第三季首次向智能手机和游戏显示器制造商提供MiniLED,以供他们生产基于MiniLED的消费性电子产品。如果传言是真的,手机制造商华为和小米将自第二季开始与中国台湾地区公司合作,为他们的产品开发MiniLED背光。这些背光模组的规格将在6月之前确定,并于下半年投入量产。即使MiniLED认为是一种过渡技术,但看来晶电计划利用它来与OLED竞争,为MicroLED市场发展争取一些时间和空间。

群创(中国台湾地区)

中国台湾地区的面板厂群创在CES2018推出了一款10.1英寸AMMiniLED汽车显示器。该面板的AMMiniLED背光源与柔性基板结合在一起,让汽车液晶显示器的灵活性可以支持各种尺寸与形状的设计。群创预计到2018年底将此产品商业化,目前正在与一些主要汽车制造商就导入该显示器进行磋商。根据知情人士透露,该产品的量产计划落在2020年,群创将在6月公布更多商品细节。

ALLOSSemiconductors(德国)

ALLOSSemiconductors使用平坦且无裂缝的200毫米GaN-on-Si晶圆片,强调高良率和以及晶圆的均匀性,让MicroLED性价比更高。为了从晶圆到显示器的价值链上实现这些优势,ALLOS与多方合作,但并无进一步发布评论。

该公司提供200mmGaN-on-SiMicroLED晶圆技术,波长均匀性小于1nm。ALLOS表示,其2E8TDD晶体质量可使生产出的LED性能与以蓝宝石为基板生产出的一样好。对于特定尺寸的转移,大直径GaNon-Si的处理能力更便宜,基板的移除更容易,可用芯片面积更高,所以成本更低。

LEDinside向ALLOS首席CEO询问未来是否有可能达到300毫米,他回答说:当然,我们非常有信心成为第一个展示可立即投入生产的300毫米GaN-on-SiLED晶圆的公司,成本效益将是巨大的。

JBD(中国香港地区)

年轻的创业公司JBD在2017年底宣布了晶圆级单片混合材料整合技术。据JBD称,该技术能避免覆晶技术会遇到的瓶颈。JBD将MicroLED磊晶圆与IC晶圆结合,然后移除微型LED生长基板,该工艺实现了单磊晶层的转移(不包含基板),将MicroLED磊晶与相应的矽IC晶圆整合。

2018年初,JBD展示了红色、绿色和蓝色的主动驱动MicroLED微型显示器,这些微型显示器的尺寸为12.8mm长,9.6mm宽,由尺寸为2~3μm的MicroLED组成。2019年初,该公司将推出更多更精细规格的MicroLED显示器,间距尺寸将缩为2.5μm,每个像素的尺寸仅为1.5~1.7μm,而分辨率将提高到10,000ppi。

VueReal(加拿大)

VueReal今年3月宣布其1,050万美元的A轮融资。去年,该新创公司在接受LEDinside采访时透露了3项关键专利技术,包括ContinuousPixelation技术、SolidPrinting技术和VueReal自己的驱动方案,可大幅降低成本并节省生产MicroLED显示器的时间。VueReal还宣布与其他技术公司合作的计划,包括与MOCVD设备厂商VeecoInstruments合作。

PlesseySemiconductors(英国)

2018年初,PlesseySemiconductors宣布将率先推出基于GaN-on-Silicon的单片MicroLED显示器。LEDinside与PlesseySemiconductors取得联系,并了解该公司开发了一种新型单片技术,这种技术不需要转移制程,而是在150mmGaN-on-Silicon晶圆构建RGBMicroLED阵列,然后将其黏合到控制器背板。

Plessey公司将在2018年5或6月推出Quanta-Brite,这是一种用于TIDLP(DMD)的RGBMicroLED光引擎,可将光输出提高3倍,同时将外形尺寸缩小40%。2018年7月,Plessey将推出单色MicroLED显示器Quanta-Ray,像素间距为8μm。紧接着,该公司还将分别在2018年底和2019年上半年推出0.7英寸全彩色版Quanta-Ray和1.0英寸彩色版,像素间距分别为16um(960×540)和11.6μm(1,920×1,080)。

Optovate(英国)

英国公司Optovate成立于2008年,在开发Micro/MiniLED技术方面有悠久的历史。今年3月,该公司宣布在MicroLED方面取得两项突破。首先,Optovate开发了一种使用紫外线激光和可调整图案掩膜的MicroLED剥离移转技术,用于将MicroLED芯片从基板上打下并直接落在接收基板。其次,Optovate还开发了光学阵列,可以将从MicroLED芯片射出的光线利用折射和反射原理汇聚集中。这一技术可控制微米级芯片出光,达到更高效率,当用于LCD和OLED面板背光、MicroLED面板等时,又能使应用设计更薄型化。

SerenPhotonics(英国)

从英国谢菲尔德大学独立之后,SerenPhotonics在2018年2月完成了第一笔100万英镑募资。该公司表示,这笔资金将用于继续扩大模板技术的制造规模及进一步发展绿光LED磊晶结构。Seren旨在提高绿光MicroLED的效率,还开发了半极性和非极性模板技术,该技术可使基于InGaN/GaN的LED在各种工作环境下波长更稳定,使转换速率有效提升数倍,优异的电子空穴复合率也将带来提高LED效率的潜力。

此外,台湾厂商积极布局MircoLED产业:近年来台湾厂商积极抓住MicroLED未来商用热潮,包含关键零组件PCB及早投入研发与相关专利布局加速。业界观察,MicroLED终端应用不只局限于手机,更多新创智慧家庭装置与高画质显示应用的需求也相当强劲,重点在于实际降低生产成本,导入商用的速度。据了解,在苹果、三星与SONY以外,鸿海集团目前布局8K生态圈相当积极,作为提高获利的引擎,尤其是鸿海、夏普共同投资次世代显示技术MicroLED也让相关专利与技术应用充满想像空间。

MicroLED前景看好:Micro-LED可以形成两大应用方向,一个是以苹果为代表的可穿戴市场。(苹果专攻MicroLED的小尺寸应用,并于2014年5月收购LuxVue取得多项MicroLED专利技术)另一个是以Sony为代表的超大尺寸电视市场。除了我们知晓的这些国际大公司如三星苹果、索尼早已对MicroLED摩拳擦掌以外,台湾鸿海集团也与夏普共同投资次世代显示技术MicroLED,也加速专利布局。与传统显示器相比,MicroLED被看好是新一代显示技术,不仅承继了LED的特性,其优点包括低功耗、高亮度、超高分辨率与色彩饱和度、反应速度快、超省电、寿命较长、效率较高等。另外,具有较佳的材料稳定性与无影像烙印也是优势之一。所以可谓前途无量。但是就目前的发展状况而言技术还处于初级阶段,MicroLED显示的供应链复杂而冗长,每个过程至关重要,有效管理每一个方面将是具有挑战性。市场方面,在穿戴装置、VR等样机,MicroLED在1~2年内可实现,但进阶到10寸以上的大尺寸领域,恐还需要3~5年。大陆厂商比如三安光电在一年前就开始布局MicroLED,加速研发、争夺专利。大陆厂商想要在MicroLED拉开距离,未来更多的还是专利上的竞争。