属鸡的今年多大自从iPhone 7发布后,iPhone 8的各种消息蜂拥而来,而关于屏幕方面大多数新闻都报道新一代iPhone将使用OLED屏,从而让OLED又火了一把,而被认为OLED显示的下一代Micro-LED似乎也不再低调,于固态照明国际研讨会上争光夺彩。相比OLED,Micro-LED技术对很多人来说还是比较陌生的,但是关注却越来越高。
MicroLED技术,即LED微缩化和矩阵化技术。指的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,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集成电制造工艺制成LED显示驱动电,然后再用MOCVD机在集成电上制作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。
Micro LED优点表现的很明显,它继承了无机LED的高效率、高亮度、高可靠度及反应时间快等特点,并且具自发光无需背光源的特性,更具节能、机构简易、体积小、薄型等优势。
除此之外,Micro LED还有一大特性就是解析度超高。因为超微小,表现的解析度特别高;据说,如若苹果iPhone 6S采用micro LED,解析度可轻松达1500ppi以上,比原来的Retina显示的400PPi要高出3.75倍
而相比OLED,其色彩更容易准确的调试,有更长的发光寿命和更高的亮度以及具有较佳的材料稳定性、寿命长、无影像烙印等优点。故为OLED之后另一具轻薄及省电优势的显示技术,其与OLED共通性在于亦需以TFT背板驱动,所以TFT技术等级为IGZO、LTPS、Oxide。
1、成本及大面积应用的劣势。依赖于单晶硅衬底做驱动电,并且从此前苹果公布的专利上来看,有着从蓝宝石衬底转移LED到硅衬底上的步骤,也就意味着制作一块屏幕至少需要两套衬底和互相的工艺。这会导致成本的上升,尤其是较大面积应用时,会面临良率和成本会有巨大的挑战。(对于单晶硅衬底,一两寸已经是很大的面积了,参照全幅和更大的中画幅CMOS器产品的价格)当然从技术角度来说LuxVue将驱动电衬底转换为石英或者玻璃来降低大面积应用成本是可行的,但这也需要时间。相比于AMOLED成熟的LTPS+OLED方案,成本没有优势。
2、发光效率优势被PHOLED甚至反超。磷光OLED(Phosphorescent OLED,PHO LED)效率的提升有目共睹,UDC公司的红绿PHOLED材料也都已经在三星GalaxyS4及后继机型的面板上开始商用,面板功耗已经和高PPI的TFT-LCD打平或略有优势。一旦蓝光PHOLED材料的寿命问题解决并商用,无机LED在效率上也将占不到便宜。
3、亮度和寿命被QLED。QLED研究现在很热,从QD Vision公司提供的数据来看无论效率和寿命都非常有前景,而从事这块研究的大公司也很多。当然QLED也是OLED的强力竞争对手。
4、难以做成卷曲和柔性显示。OLED和QLED的柔性显示前景很好,也已经有不少的Prototype展示,但对于LuxVue来说做成卷曲和柔性都显得比较困难。如果要制造iWatch之类的产品,屏幕没有一定的曲率是比较不符合审美的。
说起microLED的发展现状,正如Nouvoyance现任CEO也是三星OLED面板中P排列像素创始人Candice Brown-Elliott所说,在苹果收购LuxVue之前只有很少人知道和从事该领域,而现在已经有很多人开始讨论这项技术。
而两位Micro-LED技术的专家在去年也曾表示,该技术水平还很难应用生产各种实用的屏幕面板,近期不大可能在iPhone、iPad或者iMac产品中看到这项屏幕技术。但对于较小的显示屏,Micro-LED仍是一个可行的选择,像AppleWatch等小型屏的应用。
其实自LuxVue被苹果收入之后,有看到VerLASE公司宣布获取突破性的色彩转换技术专利,这种技术能够让全彩Micro LED阵列适用于近眼显示器,之后一直没有相关报道。最近,小编从最近固态照明研讨会得到消息,Leti、大学(Texas Tech University)和Play Nitride皆在研讨会上展现自己的micro LED研发。
而Play Nitride公布的同样以氮化镓为基础的Pixe LED TMdisplay技术,公司目前透过移转技术转移至面板,转移良率可达99%!
由此可见,Micro LED技术已经有很多企业在跟进,发展速度也在加快。但就苹果本身来看,该技术属苹果实验室阶段技术,且苹果本身也押宝了许多新兴产业,故未来是否导入量产仍有待观察。
其实Micro LED的核心技术是纳米级LED的转运,而不是制作LED这个技术本身。由于晶格匹配的原因,LED微器件必须先在蓝宝石类的基板上通过束外延的生长出来。而做成显示器,必须要把LED发光微器件转移到玻璃基板上。由于制作LED微器件的蓝宝石基板尺寸基本上就是硅晶元的尺寸,而制作显示器则是尺寸大得多的玻璃基板,因此必然需要进行多次转运。
对于微器件的多次转运技术难度都是特别高,而用在追求高精度显示器的产品上难度就更大。通过此前苹果收购Luxvue后公布的获取专利名单也以看出,大多都是采用电学方式完成转运过程,所以说这才是Luxvue的关键核心技术
錼创执行长李允立近日也表示:“Micro LED成功关键有二:一是苹果、三星这些品牌厂的意愿;二是晶片搬动技术,一次搬运数百万颗超小LED晶片,有门槛要克服。”
其实,Micro LED还面临第三个问题,即全彩化、良率、发光波长一致性问题。单色Micro LED阵列通过倒装结构封装和驱动IC贴合就可以实现,但RGB阵列需要分次转贴红、蓝、绿三色的晶粒,需要嵌入几十万颗LED晶粒,对于LED晶粒光效、波长的一致性、良率要求更高,同时分bin的成本支出也是阻碍量产的技术瓶颈。
Micro LED用于穿戴式装置的技术障碍较低,可能作为实验性产品快速推出市场,但其市场规模比起电视、手机相对较小,所以对于日亚化而言属于最后市场,目前会聚焦发展的应用依序为显示屏幕、笔电、手机等。
由于Micro LED体积很小,晶电的磊晶、晶粒制程上要配合移转设备和系统应用等厂共同开发。在磊晶和晶粒的制程,Micro LED成功几率高,至于明年能否量产出货,则还要很努力。Micro LED需要有很好的技术、专利能力,且要结合材料、设备、系统厂共同开发,进入门槛高,尤其有红色LED。晶电在杀手级应用上已具有优势。
Micro LED是一项新技术、新应用,有机会增加LED的使用量,这也是隆达布局新应用的方向之一。目前已有不少公司都在布局,进度不一。至于何时可商业化量产,他认为,投入初期良率差,更多人投入后良率提升的学习曲线,不能省略。技术总是一代又一代推陈出新,隆达做好准备。
工研院经实测后认定Micro LED比OLED更适合用于穿戴式设备,待前者技术成熟后,价格相对更具竞争力。Micro LED技术不光是能应用于显示,也以整合多样感测器为发展方向,将在穿戴式设备、智能手机等应用扮演关键要角。但由于Micro LED在IC、检测、转移技术和应用各方面,都与现有LED产业链大不相同,因此LED厂投入研发Micro LED,其实并没有较占上风。不过,Micro LED一旦开发成功,半导体、LED产业等都可望受惠,特别是可解决后者产能过剩问题。