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未来面板发展之争中Micro LED或异军突起
光电与显示 · 2019-06-18
未来面板发展方向是怎样的,相信有很多报道,OLED与QLED这两大阵营互相伤害、厮杀进行到白热化阶段的时候,然而另一种显示技术却以“润物细无声”的姿态逐渐进入到了大众的视野,它就是Micro LED(微光发光二极管)。苹果已经计划在可穿戴设备上采用Micro LED面板,友达也有意运用Micro LED面板对抗韩OLED市场蚕食。
未来面板发展之争中Micro LED或异军突起
Micro LED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,具备功耗低、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、效率较高等性能,比OLED更具竞争力。
Micro LED随着不同的画素尺寸与周期,可以应用于不同领域,小至手环和手表等可穿戴设备,大至商用广告牌和公共显示屏,甚至VR或者VR设备等的,应用范围非常广阔,并且表现比传统的LCD液晶面板甚至OLED面板都更好一些。
Micro LED很"心机"
未来面板发展之争中Micro LED或异军突起
Micro LED非常考验厂商的研发能力,目前以苹果、索尼为首的两大厂商都在积极研究Micro LED,并且都曾推出过采用Micro LED技术的相关产品。就连目前在AMOLED和QLED领域内玩得风生水起的三星也在前段时间被也被业内人士透露出开始关注Micro LED,并收购将以约1.5亿美元收购台湾Micro-LED技术公司PlayNitride,可见Micro LED显示技术中蕴藏的巨大商机。
台湾的面板厂商也是Micro LED显示技术的强有力推动者,我们可以看到,每当Micro LED这项技术取得什么新的突破都有台湾面板厂商的身影在其中。在这方面,台系厂商显然也有着自己的考量,在目前炙手可热的OLED和QLED领域内,韩系面板厂商显然将其他厂商远远甩在身后,其他厂商在短期内很难追赶上,而被认为是次世代显示技术的Micro LED技术则不同,一旦取得突破,台系面板厂商的地位将会迅速逆转。
在未来显示技术之争已经进入白热化的时候,OLED和量子点技术发展已经成熟,再加上Micro LED显示技术技术异军突起,最终花落谁家还很难定夺,又或者它们将分别在各自的领域内独树一帜,也不无可能。
Micro-LED这一新名词是随着苹果公布新一代iPhone将使用OLED屏幕的消息而火起来的。Micro LED技术,即LED微缩化和矩阵化技术,是在一个芯片上集成的高密度微小尺寸的LED阵列,如LED显示屏每一个像素可定址、单独驱动点亮,可看成是户外LED显示屏的微缩版,这样可以将像素点距离从毫米级降低至微米级。而Micro LED display,则是底层用正常的CMOS集成电路制造工艺制成LED显示驱动电路,然后再用MOCVD机在集成电路上制作LED阵列,从而实现了微型显示屏,也就是所说的LED显示屏的缩小版。
未来面板发展之争中Micro LED或异军突起
苹果新一代iPhone将采OLED面板,使得OLED面板俨然成为下世代面板技术新势力,然而,OLED本身的技术包袱,其实难以完全取代LCD面板,Micro LED技术在其后虎视眈眈,有望打破OLED的局限,成为完全取代LCD面板的真正杀手级应用,苹果与部分台厂新一波布局早已展开。
OLED面板改善了LCD面板厚度、需搭配背光模块调校、黑位对比不佳等问题,可达到高对比度率,然而OLED必须减少白色画面与高亮度显示,才能达到省电效果,OLED的广色域特性也与KSF或是量子点差距不大。但Micro LED为多量微型LED数组组成,除了能达高亮度、超高分辨率与色彩饱和,每个像素都能独立驱动,还有省电、反应速度快等优点。
Micro LED还未正式商用,还有本身的技术瓶颈要打破,这场微米级竞赛,除了要制备数十微米的LED,厂商还比如何将这些微小的LED转移到基板、如何黏接、电路如何驱动,最后比的更是如何让一般显示技术高出3~4倍的成本下降。
据业内人士透露,Micro-LED可望在3~5年后实现量产,光电协进会(PIDA)产业也预估,Sony试作的Micro LED采用600万颗LED芯片,进行高密度封装,若进阶到4K/8K分辨率领域,势必面临更高门坎,因此Micro LED选择先从中小尺寸着力,最快2020年实现商业化量产。
未来面板发展之争中Micro LED或异军突起
虽然目前Micro-LED距离商业化量产还有一段距离,但液晶面板厂家大都看好Micro LED。国内外面板厂商竞相押注,据统计,主要面板基地均有公司投入Micro LED开发,除了一线大厂苹果、Sony之外,据光电协进会的数据,有面板产业渊源的Mikro Mesa,也已经开始申请Micro LED相关专利。
Micro LED以LED作为发光组件除了具有极佳功能与稳定度外,近年来芯片价格急速下跌及技术开发的进步,已逐渐变得可实际应用于产品上,然而技术门坎还是相当高。
蓝光及绿光的LED芯片是将氮化镓(GaN)磊晶在蓝宝石基板上,而红光LED芯片是以砷化镓(GaAs)为基板,要将RGB芯片整合并非易事。
我们以Sony试作的CLED为例,为了达到高画质(Full HD)效果,采用个别制造LED芯片,将200万组RGB芯片,合计600万个LED芯片进行高密度封装,这是高难度制程,进阶到4K/8K,除了具备高密度封装技术外,若有单一芯片不良的情形时,可以预想到呈现效果。因此,目前Micro LED从中小尺寸面板突破是明智之举。
所以,Micro LED显示技术至少要到2020年才有机会开始商业化应用。LED面板厂多半将Micro LED的量产关键聚焦于设备,巨量转移的设备未臻成熟,检测设备也是一大问题,以40吋液晶电视尺寸为例,晶电预估需要2,400万颗LED,如何挑拣出坏点、修复,对设备商来说是一大挑战。
面对韩国企业的紧逼,台湾面板厂开始了重头戏,拿出了Micro LED技术来寻求行业出路。但什么是Micro LED?这项技术有什么优势能让台湾众企业在面板市场分一杯羹?今天咱们就来说说Micro LED。
未来面板发展之争中Micro LED或异军突起
鸿海积极布局Micro LED
鸿海集团在OLED上落后韩厂三星和LG,但是最近开始投入精力更新Micro LED,使该技术商业化。据统计,鸿海估计重砸8亿台币联合其旗下创投、群创、夏普以及荣创科技等4家公司,欲共同收购美国eLux公司的全部股份。用Micro LED技术对抗韩国领先的OLED柔性屏幕面板技术。液晶屏面板与OLED面板之争,目前还难分胜负,两边布局是万全之策。鸿海是看到了Micro LED屏幕面板的未来发展潜力,Micro LED未来5-10年的潜力可达300-400亿美元。若收购成功,鸿海子公司CyberNet Venture Capital将拥有eLux 37%的股份,夏普将拥有eLux 31.8%的股份,而群创将拥有13.64%。
Micro LED是什么,有什么优势?
Micro LED作为背光源应用于液晶面板,区别于CCFL(灯管)背光源。其在屏幕面板的优势与柔性面板OLED有点接近,自体发光,高对比度,响应时间快,厚度小。相比OLED,Micro LED具有更高效能,更高亮度,更长寿命,并且目前良品率比OLED要好,因此成本要低于OLED面板。不过Micro LED也有缺陷,OLED可以做成柔性面板,Micro LED目前还不具备这样的能力。此外,Micro LED的像素密度和色彩均匀度还不及OLED。
除鸿海积极布局Micro LED,Micro LED技术也是台面板厂友达的强项。韩厂有OLED,台湾面板企业拿Micro LED来对抗是一个不错的选择。未来面板行业的竞争都是技术的竞争,此次台湾面板企业发展强项,在OLED的夹击中求生存,Micro LED会发展得越来越好。
有消息称,鸿海大力布局Micro LED领域。旗下面板厂群创利用自身面板技术优势助攻,荣创更是关键角色,不仅担纲Micro LED技术开发,也参与重要转投资布局;而台企帆宣,则被欧洲团队主动找上门,合作开发关键的巨量移转技术。
Micro LED后市看俏,业界盛传,苹果iPhone显示器,将逐步从LCD、OLED转至Micro LED,加上三星近日也宣布,全球首款Micro LED模组化电视“The Wall”开放预购,预计第3季出货。鸿海此时表现积极,意在拿下iPhone未来面板订单之外,同时希望在大尺寸面板领域与三星抗衡。
未来面板发展之争中Micro LED或异军突起
业界人士指出,Micro LED技术涉及面板与LED两大产业,鸿海必须动用相关资源,制程设备也是一大关键。由于Micro LED面临巨量移转的难题,全球最大独立微电子研发机构爱美科(Imec)主动找上帆宣,合作开发出“晶粒布植机”实验机台,朝达成巨量移转目标迈进。
Imec被誉为台积电、三星、英特尔及辉达“背后的重要脑袋”,在半导体制程与应材合作密切。帆宣表示,已有欧洲团队找上门,委由将技术制程化,但由于保密协议,并未透露太多信息。
群创以面板技术为后盾,初期以Mini LED切入,吸引各大车厂关注。群创表示,Micro LED将是下一代主流,在技术成熟前,群创领先开发AM Mini LED车用面板,并积极开发其它中小尺寸的应用方案,2018年底前将率先商品化,再逐步转往Micro LED。
此外,鸿海集团先前已投资美Micro LED业者eLux,并陆续找夏普、群创、荣创入股eLux。统计显示,群创、荣创分别持有13.64%、9.09%股权,凸显鸿海董事长郭台铭对群创与荣创发展Micro LED高度仰赖。
业界认为,苹果与鸿海紧密合作,群创、荣创将扮演先锋。荣创是鸿海重要的LED转投资公司,与群创、夏普等面板惬意合作,最晚在2018年第3季就会推出Mini LED背光面板。荣创也正积极开发Micro LED技术,全力朝量产目标前进。
那么什么是Micro LED,Micro LED与Mini LED的差异在哪里呢?
尽管未来前景备受看好,Micro LED目前尚处于开发研究阶段,即使国内外各大面板厂积极布局,Micro LED技术仍未成熟,有很多关键技术尚待突破。在这种无法打开局面的情况下,LED企业退而求其次,因而发展出制造技术相对成熟的Mini LED,作为Micro LED发展的前哨站。
Micro LED、Mini LED概念既然如此火热,那么它们到底是什么?两者又有什么区别?为此,LEDinside为读者重新梳理了以下详细信息。
Mini LED与Micro LED区别在哪?
● 概念
从概念上看,两者所代表的物质有所不同。Micro LED是新一代显示技术,是LED微缩化和矩阵化技术,简单来说,就是将LED背光源进行薄膜化、微小化、阵列化,可以让LED单元小于100微米,与OLED一样能够实现每个图元单独定址,单独驱动发光(自发光)。
而Mini LED又名「次毫米发光二极管」,最早是由晶电所提出,意指晶粒尺寸约在100微米以上的LED。Mini LED是介于传统LED与Micro LED之间,简单来说是传统LED背光基础上的改良版本。
● 结构原理
从结构原理上看,Micro LED更简单,但是它最大的难题就是众所周知的巨量转移,如何将LED做得微小化,需要晶圆级的技术水平。比如4K级别的Micro LED荧幕,需要2488万个以上的LED高度集成。
● 制程
从制程上看,Mini LED相较于Micro LED来说,良率高,具有异型切割特性,在软性基板的搭配下,可形成高曲面背光,此外采用局部调光设计,拥有更好的演色性,能带给液晶面板更为精细的HDR分区,且厚度也趋近OLED,同时具有省电功能。
● 应用
由于晶粒尺寸存在差异,从应用上看,两者的应用领域也就有所不同。
一般的LED芯片以照明与显示器背光模块为主;至于Mini LED则以HDR、异型显示器等背光源应用为诉求。Micro LED则是一种全新的显示技术。Mini LED和Micro LED都可用于手机,车用显示器,显示屏等。Micro LED此外还可用于穿戴式的手表,扩增实境/虚拟实境等。
● 优势
从优势上看,Micro LED的优势在于继承了无机LED的高效率、高亮度、高可靠度及反应时间快等特点。由于Micro LED的自发光不需背光源这一特性,使得Micro LED面板体积更轻薄,且更节能。而Mini LED则以HDR、异型显示器等背光源应用为诉求。
● 量产
从量产上看,相比Micro LED,Mini LED技术难度更低,更容易实现量产,生产设备不必更换,可直接用现生产液晶面板的生产设备来量产。此外,Mini LED可以大量开发液晶显示背光源市场,产品经济性更佳。
据业界估算,若采用Mini LED背光设计的液晶电视面板,价格约只有OLED电视面板的7~8成,但对比度与OLED相近。同时一台65英寸的Mini LED背光液晶面板使用18000~20000颗LED,对于LED晶粒厂商产能去化将有正面助益。
▲Mini LED与Micro LED量产差距
总体来说,Micro LED的优点是画质更逼真,是新一代的革命性显示技术,但是目前技术方面依然不够成熟。而Mini LED本质上是LED背光的改良版本,在原有基础上进一步提升画面效果,成本具有很大的优势,目前看来,很有可能成为市场的主流。
未来两三年Mini LED市场前景看好,Micro LED未来将成巨星
各企业纷纷加码Mini LED,除了台湾两大面板厂皆会在今年推出相关背光产品外,多家陆企也已表示可以量产。
比如瑞丰光电表示,正与国际知名通信公司在手机Mini LED背光显示模块、柔性曲面Mini LED封装显示技术上进行合作开发,并已实现小批量生产;兆驰股份表示,公司目前持续跟踪Micro LED包括芯片、封装和巨量转移技术,同时将重心放在Mini LED,与国内知名手机厂商合作,已经可以量产......由此可见,未来两到三年,Mini LED将有机会施展拳脚。
Mini LED作为过渡性的产品,其发展周期尚难预计,这主要视产业能否突破Micro LED的技术瓶颈而定。在Micro LED技术成熟之前,将Micro LED产品量产商用目前还不具备条件。但在各大面板厂积极投入研发的情况下,Micro LED技术的突破指日可待。
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