MicroLED量产问题,他们解决了几个?

广东LED · 2021-06-04

Micro LED量产问题,他们解决了几个?

当前,各国大厂积极投入Micro LED研发,但目前Micro LED在数百万、数千万画素量级、微米尺度等级,所面临生产制程均匀度控制、转移组装良率等关键技术瓶颈尚待突破,预估尚须2到3年才有机会进入量产阶段。

最近,在推动Micro LED量产方面有哪些技术性突破?他们提出了哪些方案,解决Micro LED量产问题?

减少芯片使用数量

韩企开发一款Micro LED显示驱动IC产品

近日,韩国IC设计厂商TLi宣布,已成功开发并商业化一款Micro LED显示驱动IC产品“TL3103UD”,与竞品相比,其最大亮点在于可帮助显示屏制造商大大减少芯片使用量。

ETNews援引公司发言人表示,要实现高分辨率Micro LED显示,一般每个显示器需要6颗LED驱动IC,后者一般来自于中国供应商,而公司的上述产品只需1颗就能支持Micro LED显示。

“这将使显示器制造商能够确保驱动面板的价格的竞争优势,并优化他们的显示器设计。”此外,由于简化了电路设计,显示器制造商还可以确保PCB的可靠性。

据悉,TLi目前正在向韩国Micro LED标牌制造商和LED模组制造商,以及中国公司供应TL3103UD样品。该公司计划最早在下半年开始量产,预计明年将推出应用其驱动IC的Micro LED显示器。

大幅度降低制程和费用

韩国ETRI开发Micro LED显示

韩国电子通信研究院(ETRI) 5月25日表示,成功开发出了可大幅度降低制程和费用的Micro LED显示。

Micro LED显示屏是使用10 ~ 100微米大小的LED作为像素光源的显示技术。相比LCD和OLED显示,可以发出更鲜明的色彩,且发光效率更高,作为新一代的显示备受瞩目。

尤其Micro LED因可以单独控制RGB元件,可以精确地显示画面的亮度和色彩,且因是无机物半导体,不会存在烧屏残影等问题。

一般Micro LED显示需要先制作Micro LED后再进行到显示面板的转移和LED拼接制程。但若是8K电视则需要制作1亿个Micro LED再进行转移,耗费时间很长。而且制作面板所需的材料也全部依赖进口,价格也非常昂贵。

但研究组利用自行开发的新材料SITRAB薄膜,将转移和拼接过程合二为一。通过用强度均匀的激光向贴着Micro LED的SITRAB薄膜发射数秒,可以将转移和种拼接过程同时完成。

即使大面积激光照射,也可以选择性地加热转移并拼装Micro LED。因无需一一转移,制程时间缩短为十分之一,且通过开发出的新材料,费用也降到了百分之一。

研究组成功在100?面积内植入1225个蓝光Micro LED,成功制作出了试产品。

ETRI责任研究员Choi Gwangseong表示,如果将此次开发的技术转授给面板企业后,期待两年内可以实现智能手表和电视等相关产品商用化。

提高Micro LED生产效率

Sundiode提出堆叠结构

据国外媒体报道,近期,Sundiode提出了一种具有“堆叠”结构、不同的制造Mini/Micro LED方法。该技术是与KOPTI(韩国光子技术研究所)合作开发的,可为Micro LED提供RGB三色叠加、且不并排的像素。

据该公司介绍,这种新技术有以下几个优点。首先是更简洁的结构,该新技术每一层结构比并排的子像素更容易构建,减少了 Micro LED传统的像素传输过程。再者,新型面板的制造采用在蓝宝石玻璃基板上的外延沉积。

Sundiode 计划进一步开发,未来将在硅 CMOS 背板上使用堆叠 RGB 像素技术的Mini/Micro LED显示器。

据悉,显示器一般采用一种设计,其中每个像素由并排的子像素组成,一个颜色一个成分,通过子像素颜色成分的交替或同时照明决定了人类眼睛感知的像素颜色。

目前市场上的LCD、OLED和AMOLED显示器普遍采用这种结构,却是目前Micro LED显示器的关键点之一。由于一个Mini/Micro LED芯片控制一个像素,所以在目前的制造过程当中,Mini/Micro LED只能实现单独生产并转移到面板上。这种工艺不仅延长生产时间与成本,还增加工艺的复杂性,十分影响Mini/Micro LED芯片的产量。

研究人员目前已针对这一问题进行了大量的研究,且发布了多项相关公告,其中包括以块为单位进行的Micro LED 转移工艺。值得注意的是,该项工艺不仅提高了产量还缩短了生产时间,大大提高了Micro LED的生产效率。

据了解,实现更高的像素密度是配备虚拟和增强现实系统(VR 观看器和 AR 或 MR 眼镜)的面板的特色之一。从目前公布的数据来看,这三种颜色分量的纵横比都很窄,亮度也很好,未来有望在产品上实现高色量、大色域的三角形覆盖。

支持凹凸、扭曲、旋转等大尺度变形

柔宇科技发布首个Micro LED弹力柔性屏技术

我们生活在一个充满屏幕的世界,工作、生活都离不开四四方方的屏幕。但如果屏幕拥有弹性,不仅能卷曲,还能拉伸、凹陷和凸起,世界将会变成什么模样?日前,在全球最具影响力的显示领域专业盛会“国际显示周”(2021 Display Week)上,柔宇科技首次发布了自主研发的micro-LED可拉伸弹力柔性屏技术(micro-LED based stretchable display technology),将这一科幻场景变成了现实。该技术的领先性与突破性,使得柔宇成为今年国际显示周的焦点,令参会的各国显示技术专家感到震撼不已。

柔宇科技首次发布自主研发的micro-LED弹力柔性屏技术

有显示行业人士指出,可拉伸的弹力柔性显示屏或是柔性屏幕的终级版本。可拉伸并不是指抽拉式的卷轴设计,而是柔性屏幕本身具有一定的弹性和形变能力,在显示图像的同时可以像气球或橡皮筋一样伸缩自如,支持凹凸、扭曲、旋转等大尺度变形。这意味着未来的显示屏幕能够附着在任何不规则的、甚至是随时随地变化的物体表面,真正实现“凡表面皆屏幕”。例如,可拉伸弹力柔性屏幕能做为新型布料,未来我们的衣服上可以播放视频与图文,实现智能交互;360度可动态显示的地球仪,除了地理信息,还可以显示历史、人文等相关内容,让信息获取更加生动丰富;甚至“贴在皮肤上”的智能手机也因此成为可能。柔宇科技再次向全世界展示了其领先的创新能力和技术实力,带领全球显示行业实现了又一个里程碑式的突破。

柔宇科技创始人、董事长兼CEO刘自鸿博士表示,“Micro-LED弹力柔性屏技术的发布是柔性电子产业正在经历指数级增长的重要标志。柔宇科技持续引领柔性电子技术领域的创新,可拉伸弹力柔性屏技术意味着技术发展迈向下一个前沿,这将为增强现实(AR)和虚拟现实(VR)、可穿戴电子设备、生物医学、汽车工业设计等领域带来前所未有的创新应用和形态。”

柔宇科技发布业内首个micro-LED弹力柔性屏技术,可支持凹凸、扭曲、旋转等大尺度变形

柔宇科技的技术人员康博士在SID国际显示周的会议上介绍,柔宇推出的可拉伸弹力柔性屏技术,即弹性micro-LED显示技术。用该技术生产的柔性屏不仅具备全柔性屏的轻薄、可卷曲、可弯折等特性,还能够实现拉伸、扭曲、旋转等弹性形变,拉伸幅度可达到130%,也就是一块长度10厘米的屏幕能够拉伸至13厘米;拉伸的同时,通过采用小尺寸的LED芯片,目前像素密度(PPI)能够达到120,相当于日常笔记本电脑、车载屏幕的显示像素。屏幕表面可以实现凹凸拉伸,凹陷或凸起的顶点与平面夹角可达到40度。尤其值得一提的是,弹性micro-LED显示技术的透光率优于柔性OLED,可达到60-70%,相当于汽车贴膜的透光率,适用于汽车挡风玻璃、天窗、头盔、墨镜等非规则表面,完美贴合的同时还能满足透光需求。可拉伸弹力柔性屏可以同AR技术相结合,这意味着导航信息可以通过可拉伸弹力柔性屏,实时展示在汽车挡风玻璃或者墨镜上,无需驾驶员左顾右盼找寻路线和街道门牌,接近目的地时还可以将周围环境的数字信息进行整合,及时推送附近方便停车的环境信息。

柔宇科技发布独家可拉伸弹力柔性屏技术,拉伸幅度可达到130%

可拉伸弹力柔性屏的表面可以实现凹凸拉伸,凹陷或凸起的顶点与平面夹角可达到40度

弹性micro-LED显示技术的透光率优于柔性OLED,可达到60-70%,相当于汽车车窗贴膜的透光率

在全球显示领域,弹性显示技术是目前公认最为前沿的研究方向。此前仅有三星、荷兰霍尔斯特中心公开过技术成果。三星公布的弹性显示技术是基于OLED显示技术,在像素密度(PPI)和弹性拉伸幅度上先天受到OLED显示技术和封装要求的限制;荷兰霍尔斯特中心的弹性显示技术采用mini-LED,技术路线决定了像素颗粒更大,显示性能和器件设计方面也存在一些尚待解决的问题。

相较而言,柔宇自主研发的可拉伸弹力柔性屏技术已经突破了此前业内弹力柔性显示领域的设计、制程等难题,其130%的弹性拉伸度和120的像素密度(PPI)的优秀表现堪称当前业界之最,拉伸度和像素密度的完美平衡也为多种场景应用都提供了可行的解决方案。中科院工程热物理研究所张挺研究员指出,可拉伸弹力柔性屏是柔性电子技术发展的又一个里程碑。采用micro-LED,无需对每个发光点单独封装,制程工艺更简单,而且很好地解决了像素密度(PPI)和拉伸幅度的平衡,具有超前的创新性。

柔宇Micro-LED弹力柔性屏技术使得屏幕在显示图像的同时可以像气球或橡皮筋一样伸缩自如

据了解,相较于弹性OLED技术的大开口率、面板设计和繁琐的屏幕封装技术,柔宇的弹性显示技术采用micro-LED解决方案,因此拥有极小的开口率,红绿蓝三色LED组成独特的“岛屿”可以设计得十分小巧,同等面积下能够容纳的发光体数量就更多,像素密度(PPI)就更高。此外,精妙的面板设计也使得柔宇的可拉伸弹力柔性屏能够拥有更加丰富的线路排布,确保更灵活的伸缩性和弹力。得益于柔宇独有的“智能力学仿真模型”,弹力柔性屏的线路排布和配套制程选材也可以通过仿真模型系统进行精准的计算和筛选。例如,如果可拉伸弹力柔性屏应用于智能穿戴,通过智能力学仿真模型,就能够筛选出最为适合的柔软、亲肤材料(比如,硅胶或其它高分子材料)进行屏幕封装。

柔宇科技的弹性显示技术采用micro-LED解决方案,极小的开口率使得同等面积下容纳的岛屿数量更多、像素密度更高

由于可拉伸弹力柔性屏彻底打破了物理表面的限制,实现了一定程度的形变,显示屏幕的应用场景再一次大大扩展。例如与弹性布料、弹性仿生材料组合,可以让服装、仿生机器人保持灵活变形的同时,在表面显示图像、视频,成为交互界面。未来在仿生、医学健康、智能服饰、智能交通等领域,弹性显示技术带来的智能交互应用将不胜枚举。

可拉伸弹力柔性屏可完全贴合汽车挡风玻璃的球面表面,同AR技术相结合,未来可在挡风玻璃上直接显示导航信息

有专家指出,随着万物互联时代的到来,柔性显示已成为人机交互最重要的研究领域和发展方向。柔宇继推出全球第一个0.01毫米彩色全柔性屏、全球首条全柔性屏大规模量产线、全球首款消费级折叠屏手机之后,再次首发独家micro-LED弹力柔性屏技术,足以表明其技术积累和突破已经远远走在了世界的前列,柔性电子的快速发展与应用将带来一场深刻而广泛的产业变革。

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编辑整理:GDLED

资料来源:ETNews、msi、CINNO Research、柔宇等

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