Micro LED技術(shù)是由氮化鎵芯片的微小版本組成的屏幕,Micro LED技術(shù)的功耗比目前 OLED及LCD技術(shù)減少兩倍到三倍,且亮度要高出幾個(gè)數(shù)量級(jí)。因此,眾多企業(yè)與不少大型設(shè)備制造商都在競(jìng)相制造出第 一塊商用Micro led顯示屏幕。
在蘋果引領(lǐng)下,越來(lái)越多的玩家加入到Micro-LED領(lǐng)域當(dāng)中,Micro-LED用于顯示有其得天獨(dú)厚的一些優(yōu)勢(shì)。Micro-LED集低功耗、高亮度、超高分辨率與色彩飽和度、反應(yīng)速度快、超省電、壽命較長(zhǎng)、效率較高等優(yōu)點(diǎn)于一身,與LCD和OLED相比,Micro-LED亮度和色彩飽和度優(yōu)勢(shì)十分明顯。
Micro-LED做室內(nèi)屏幕亮度能達(dá)到1000~2000nit,液晶屏幕亮度只能達(dá)到幾百nit。此外,Micro-LED可以用三基色或者四基色等方案,色區(qū)覆蓋更廣,顯示效果更好。但Micro-LED產(chǎn)業(yè)化過程中仍面臨著眾多技術(shù)挑戰(zhàn),甚至現(xiàn)在大多數(shù)人對(duì)Micro-LED定義模糊不清,不少人將小間距LED理解成Micro-LED。
Micro-LED制造有眾多關(guān)鍵技術(shù),其中大規(guī)模轉(zhuǎn)移技術(shù)在Micro-LED制造中是最難的一部分,因?yàn)榫蘖哭D(zhuǎn)移技術(shù)需要將在襯底上生成的LED芯片轉(zhuǎn)移到TFT基底層上面,并實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的對(duì)位和連接。除了大批量轉(zhuǎn)移技術(shù)之外,Micro-LED仍會(huì)遇到其他技術(shù)難題。在固態(tài)半導(dǎo)體、TFT薄膜電晶體、界面力學(xué)、光學(xué)與色彩原理、驅(qū)動(dòng)IC、檢測(cè)設(shè)備、均勻性等技術(shù)領(lǐng)域瓶頸同樣有待突破。
第 一、倒裝LED芯片自身路還未走好
對(duì)于Micro-LED來(lái)說,更適合采用倒裝LED,因?yàn)榈寡bLED不需要金屬導(dǎo)線、可縮減LED芯片彼此間的間隙,所以更滿足Micro-LED顯示體積小,易制成微型化需求。
但是目前主流的照明顯示LED領(lǐng)域,倒裝芯片還存在著工藝、良率、成本等瓶頸問題,在傳統(tǒng)LED行業(yè)使用的比例都還處在一個(gè)市占率相對(duì)薄弱的階段。當(dāng)然倒裝LED在LED行業(yè)的使用規(guī)模增長(zhǎng)卻是越來(lái)越大,參與的企業(yè)越來(lái)越大,只是時(shí)間早晚的事,但是從倒裝LED到倒裝MicroLED還有一段距離要走。
第二、LED固晶良率控制難
以目前已成熟的LED燈條制程為例,在制作一LED燈條尚有壞點(diǎn)等失敗問題發(fā)生,何況是一片顯示器上要嵌入數(shù)百萬(wàn)顆微型LED。而LCD與OLED已采批次作業(yè),良率表現(xiàn)相對(duì)較佳。
第三、LED規(guī)模化轉(zhuǎn)移上
未來(lái)MicroLED 顯示困難處在于嵌入LED制程不易采大批量的作業(yè)方式,尤其是RGB 的3色LED較單色難度更高。但是未來(lái)隨著LED黏著、印刷等技術(shù)方法的提升,則有利于Micro LED 顯示導(dǎo)入量產(chǎn)化階段。
第四、全彩化
目前Micro-LED彩色化實(shí)現(xiàn)的方法主要是RGB三色LED法、UV/藍(lán)光LED+發(fā)光介質(zhì)法和光學(xué)透鏡合成法。
RGB-LED全彩顯示就是RGB三原色經(jīng)過一定的配比合成實(shí)現(xiàn)彩色化,這是目前LED大屏幕所普遍采用的方法,而這個(gè)最有可能就是Sony的CLEDIS的方案。而被認(rèn)為最 佳的UV/藍(lán)光LED+發(fā)光介質(zhì)法,問題更多。
首先LED上,如果采用UV LED,大家都知道目前UV LED的發(fā)光效率很低,產(chǎn)品的良率成本都是問題,所以在線君認(rèn)為這個(gè)方案實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)化周期更長(zhǎng),更不用說再加上量子點(diǎn)。
所以比較看好基于藍(lán)光的量子點(diǎn)方案,雖然目前量子點(diǎn)還處于一個(gè)初級(jí)階段,但是目前參與量子點(diǎn)的企業(yè)投資越來(lái)越多,而且藍(lán)光LED的技術(shù)已經(jīng)很成熟,現(xiàn)在需要克服的就是如何做小。第三種光學(xué)透鏡合成法,個(gè)人認(rèn)為主要是在投影上的應(yīng)用。
除此之外,還有個(gè)色彩轉(zhuǎn)換技術(shù),個(gè)人對(duì)于Micro-LED微型顯示通過對(duì)單色LED的色彩轉(zhuǎn)換方法更值得可期,因?yàn)閱紊^RGB要容易得多了。
第五、波長(zhǎng)一致性、分bin成本問題
單色Micro-LED陣列通過倒裝結(jié)構(gòu)封裝和驅(qū)動(dòng)IC貼合就可以實(shí)現(xiàn),但RGB陣列需要分次轉(zhuǎn)貼紅、藍(lán)、綠三色的晶粒,需要嵌入幾十萬(wàn)顆LED晶粒,對(duì)于波長(zhǎng)的一致性要求更高,同時(shí)分bin的成本支出也是阻礙量產(chǎn)的技術(shù)瓶頸。
第六、電流擁擠、熱堆積等問題
Micro-LED(《50微米(μm))不同于一般尺寸(》100μm)LED的特性。一般尺寸LED幾乎沒有電流擁擠、熱堆積等問題,且因晶格應(yīng)力釋放及較大出光表面而可能有較佳的效率等優(yōu)勢(shì)。但是較大表面積的Micro-LED可能因表面缺陷多而有較大的漏電路徑,微小電極提高串聯(lián)電阻值,都會(huì)影響發(fā)光效率。
第七、成本高
原因之一在于LED芯片封裝,現(xiàn)有LED顯示器一般要準(zhǔn)備RGB各色LED芯片,然后把這些芯片整合在一個(gè)封裝中,將形成的LED作為1個(gè)像素使用。因此需要分別制造RGB各色LED芯片,并將其安裝在一個(gè)封裝內(nèi),造成成本較高。
而Sony方面沒有透露這方面的詳細(xì)情況,但據(jù)其資料顯示很有可能就是這種技術(shù),成本很高,盡管新一代的產(chǎn)品降低了PPI但是仍然很高。除此之外,還有很多高成本的環(huán)節(jié),像綁定、封裝、轉(zhuǎn)移、測(cè)試及設(shè)備等等。
特別是在商業(yè)化過程中,Micro LED將直接面臨OLED和LCD的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)。Micro LED有一個(gè)致命的問題,就是分辨率提高的時(shí)候成本也會(huì)成倍增加,4K面板清晰度是FHD面板的4倍,但是成本不只增加4倍,還會(huì)更高。因?yàn)樵谥谱鬟^程中需要提升良率,不然無(wú)法量產(chǎn),而且它不是物理的問題,而是藝術(shù)的問題。
就成本而言,Micro LED在可穿戴設(shè)備領(lǐng)域很難,因?yàn)?/span>OLED已經(jīng)占據(jù)了智能手表的主導(dǎo)地位,并且面板成本非常低。如果比較智能手機(jī)的情況,你會(huì)發(fā)現(xiàn)普通的剛性OLED面板與LTPS LCD面板的價(jià)格幾乎相同。
OLED正在蓬勃發(fā)展,Micro LED顯示器在進(jìn)入市場(chǎng)時(shí)可能不得不面對(duì)這一挑戰(zhàn),Micro LED將很難與OLED的成本相匹配。要取得成功,它必須提供其他顯示技術(shù)無(wú)法提供的差異化性能或功能。
然而,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)和混合現(xiàn)實(shí)(MR)的頭戴式顯示器,Micro LED顯示器可以是一種支持技術(shù);在虛擬現(xiàn)實(shí)中,用戶佩戴完全封閉的頭戴式顯示器將其與外界視覺隔離;而AR和MR應(yīng)用則將計(jì)算機(jī)生成的圖像覆蓋到現(xiàn)實(shí)世界中。
MicroLED顯示器是通過將晶片切割成微小器件,并以并行拾取和放置技術(shù)將其轉(zhuǎn)移到晶體管底板。
Micro-LED在大尺寸顯示和VR/AR設(shè)備領(lǐng)域同樣具有應(yīng)用的可能性。LCD液晶面板在50英寸以下市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力非常強(qiáng),但是在50英寸以上市場(chǎng)不一定,因?yàn)?/span>55英寸FHD Micro-LED生產(chǎn)成本只要同規(guī)格LCD液晶面板的60%,55英寸4KMicro-LED生產(chǎn)成本只要同規(guī)格LCD的90%,而且Micro-LED尺寸越大越經(jīng)濟(jì)。
但是從Micro-LED實(shí)際進(jìn)展來(lái)看并沒有那么順利,主推大尺寸Micro-LED的索尼并沒有在消費(fèi)市場(chǎng)中推出大尺寸Micro-LED電視。LCD液晶面板成本低、良率穩(wěn)定,競(jìng)爭(zhēng)力非常強(qiáng)。就像當(dāng)年LCD和PDP一樣,LCD面板和Micro-LED未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)不單純涉及技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng),還牽扯到產(chǎn)業(yè)鏈以及生態(tài)的競(jìng)爭(zhēng)。
而Micro-LED在VR/AR設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用更加艱難。AR設(shè)備對(duì)亮度和ppi要求非常高,硅基OLED雖然分辨率不斷提升,但是亮度沒有優(yōu)勢(shì),如果提高亮度,硅基OLED的壽命就會(huì)縮短。相反,硅基Micro-LED的亮度非常高,可以滿足在陽(yáng)光下實(shí)現(xiàn)清晰顯示。
因此,Micro-LED看似美好,但是在技術(shù)上和應(yīng)用上都有其制約因素,一時(shí)很難成為市場(chǎng)的主流,最多只是顯示市場(chǎng)中的一枚還為閃亮的新星。