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    從微小尺寸領域發揮Micro LED大能量

        作者:宏拓新軟件
        發布日期:2023-08-28         
    閱讀:15     
     
     

    Micro LED領域正迎來一波又一波的新品新技術、項目建設以及新一輪融資落地。據LEDinside不完全統計,2023上半年,共計約29項Micro LED新品新技術發布,包括產業上中游的晶圓、芯片、器件、背板材料、驅動芯片、生產設備、微顯示器,產業下游顯示屏、車燈,終端的消費級電視、AR眼鏡等;

    約有17項Micro LED最新研究成果發布;6項Micro LED項目進入簽約、開工、建設、開業等狀態;約有5家Micro LED相關企業獲得最新一輪的投融資資金。

    行業內的種種動態似乎都在預示,2023年可能是Micro LED走入規;慨a與商業化應用的重要轉折點。

    的確,在LED行業大量資源投入下,Micro LED技術每年都在一步一腳印地進步當中,面對巨量轉移、芯片效率與均勻性等問題,廠商提出了各類解決方案,Micro LED性能得以提升。

    但從終端產品價格,應用產品數量來看,性能、生產效率、成本的優化尚未能支撐Micro LED的大規模應用,現階段的Micro LED還難以與市場主流顯示技術進行競爭,特別是在目前Micro LED主要應用的大尺寸顯示領域,Micro LED產品的需求尚未起量。

    以電視產品為例,去年,三星在中國推出的110英寸Micro LED電視,售價達到驚人的105萬元,同尺寸下的4K液晶電視價格僅約為1萬~5萬元不等。因此,對于這款Micro LED電視產品,消費者更多是以“看熱鬧”的心態對待,市場并不買單。

    從微小尺寸領域發揮Micro LED大能量

    圖片來源:三星官網

    要讓Micro LED在現階段打開電視市場普及大門,難免不太實際,在商顯和專業顯示等主要大型顯示應用領域,近年Micro LED的需求也并未出現明顯增長趨勢。

    TrendForce集邦咨詢此前就曾指出,Micro LED大型顯示器目前尚未實現大規模量產,還需要突破像素均勻性、巨量轉移效率、玻璃背板金屬化良率等關鍵技術瓶頸。

    盡管大尺寸顯示的規;瘧眉靶枨笃鹆咳孕枰欢螘r間,但產業鏈相關廠商在新品開發等方面都取得了新進展:

    從微小尺寸領域發揮Micro LED大能量

    面對Micro LED大尺寸顯示關鍵技術問題,企業也在積極做著最新的技術部署,例如,成立僅3年時間的辰顯光電就已針對巨量轉移、驅動架構、無縫拼接、混bin技術問題,自主開發了高速巨量轉移技術、玻璃基薄膜晶體管(TFT)混合驅動方案、TFT基雙面LTPS-TFT背板工藝、混合裝配技術等…….

    在LED企業大力發展Micro LED大尺寸應用的同時,智能手表、AR眼鏡等終端產品興起帶動了對微小尺寸Micro LED的需求,這使得Micro LED另一關鍵應用逐漸浮現。

    穿戴、頭戴設備:Micro LED商業化應用關鍵之路

    年初,蘋果計劃將Micro LED導入Apple Watch中的消息傳出后,讓LED行業的關注點落在大尺寸顯示以外的微小尺寸應用中。蘋果為何在未來智能手表采用Micro LED屏幕?從其現有產品問題中即可發現緣由。

    從微小尺寸領域發揮Micro LED大能量

    圖片來源:蘋果官網

    由于應用場景復雜,且搭載功能較多,智能手表的顯示屏需兼顧高幀率、高亮度及低功耗的特點,讓消費者能夠長時間佩戴進行不同的活動。

    作為行業內率先推出智能手表的蘋果,Apple Watch目前采用LTPO OLED方案,該方案實現屏幕刷新率的自適應,降低功耗,并將產品亮度保持到最高1000~2000nits亮度。

    在續航方面,采用LTPO OLED的Apple Watch最長續航為18~36小時,但從眾多消費者的反饋來看,實際上大部分時間里Apple Watch都需要一天一充。這不僅是因為屏幕顯示增加耗能的原因,還因為Apple Watch強大的性能與功能帶來了副作用,包括:64位雙核的S8芯片、震動模塊、全天候健康監控、豐富應用軟件等都大大增加耗能。

    因此,蘋果未來除需要一塊更大容量電池外,還需要一個更能適配Apple Watch的顯示技術,而Micro LED因擁有更高分辨率與亮度,更省電等特點成為了關鍵方案之一。

    對于Micro LED行業而言,穿戴設備需求的出現,為Micro LED技術應用指出了新方向。TrendForce集邦咨詢認為,Micro LED穿戴設備的推出,是Micro LED由技術開發邁入應用量產階段的重要分水嶺。

    一般智能手表的分辨率約20萬像素,即每部裝置使用的LED數量約70~80萬顆,加上僅約2英寸左右的大小,偏小的面積搭配為數不多的LED數量,對于巨量轉移等生產技術的要求門坎相對低。

    因此,穿戴設備是驗證Micro LED作為顯示面板量產可行性上的應用首選,是接下來幾年建構Micro LED扎實需求的關鍵應用之一,可帶動更多芯片廠商加入,加快Micro LED成本壓縮速度。

    穿戴設備是未來探索Micro LED商業化發展的重要應用,而另一微小尺寸應用AR/VR頭戴設備也將是未來探索Micro LED發展的關鍵。

    從微小尺寸領域發揮Micro LED大能量

    相較穿戴設備,Micro LED在頭戴設備上的發展應用更早一些,尤其是AR設備上,李未可、Vuzix、Tooz、努比亞等企業均已發布Micro LED AR眼鏡。未來在元宇宙概念的帶動下,AR/VR設備性能將繼續提升,這無疑需要更高端顯示技術加持。

    從微小尺寸領域發揮Micro LED大能量

    部分搭載Micro LED的AR眼鏡

    Micro LED微小尺寸應用發展潛力不可小視,根據TrendForce集邦咨詢預估,在大型顯示器與穿戴裝置應用量產的帶動下,2023年Micro LED芯片的產值將達2,700萬美元,年成長92%。預計Micro LED將率先在Apple Watch應用,2026~2030年Micro LED技術應用范圍則有機會擴大至AR眼鏡、手機、車用顯示等裝置。

    LED廠商加速破解Micro LED微小尺寸應用困局

    無疑,穿戴、頭戴設備在Micro LED發展道路上扮演著重要角色,但還是需要稍許時間待技術成型,進而吸引下游企業應用。

    相較大尺寸顯示,盡管Micro LED微小尺寸產品生產難度相對較低,但同樣仍面臨著光效、散熱、壽命、全彩化顯示、巨量轉移效率等問題,所幸,國內外企業都在加速破解技術難題,努力打破Micro LED微小尺寸應用困局。

    LEDinside近期通過與上下游企業的對話中了解到,國內知名LED企業均看好未來Micro LED在AR/VR、智能手表等微小尺寸應用的發展前景,并在全力攻堅相關Micro LED難題中:

    華燦光電:華燦光電的Micro LED的外延和芯片主要面向大尺寸顯示、車用、穿戴等應用市場。

    華燦表示,公司擁有豐富的外延到芯片的制造經驗,目前正與上下游廠商聯合解決Micro LED全彩化、巨量轉移等問題,部分技術已產品化落地。在中小尺寸芯片上,華燦與合作伙伴聯手提升效率與良率中。在應用上,華燦正在與頭部頭戴、穿戴產品廠商洽談合作中。

    晶能光電:晶能光電圍繞大尺寸硅襯底LED技術展開Micro LED外延、芯片和全彩化的研究,同步推動基于CMOS背板驅動Micro LED微顯模組和基于巨量轉移的Micro LED COC芯片產業化開發。

    晶能的硅襯底GaN基Micro LED近紫外、紅、綠、藍外延片已被國內外相關企業和科研機構廣泛采用。晶能已完成5微米pitch的紅、綠、藍Micro LED顯示陣列開發,同時也在積極開始基于大尺寸硅襯底、低成本的10微米-50微米倒裝及垂直Micro LED COC技術開發。

    乾照光電:在Micro LED領域,乾照配合客戶開發手表應用方向的高光效技術,提升超小電流密度下的發光效率,GaN材料峰值效率對應的電流密度已經小于0.3A/cm2;同時,乾照已開發出垂直 Micro LED 芯片樣品可以供客戶試樣。三合一芯片產品方面,配合終端持續優化產品性能和可靠性,并爭取在年內實現產品級量產。

    上半年,乾照獲得多個Micro LED專利,涉及巨量轉移、芯片制備、顯示裝置及制作等;總投資約14億元的Mini/Micro 、高光效 LED 芯片研發及 制造項目在建設當中。

    賽富樂斯:在Micro LED領域,賽富樂斯在8月發布了0.39英寸用于VR/AR的NPQD全彩顯示屏,峰值亮度達到25萬尼特。公司同時發布了0.12英寸用于AR紅光顯示屏,通過高EQE的藍光加高效率的色彩轉換技術,解決現在困擾業界的紅光效率低,可靠性差的關鍵問題。

    在Micro LED芯片領域,除了商顯大屏外,賽富樂斯還在與手表/車載屏生產商合作,定制開發M系列Micro LED芯片產品。通過NPQD??納米孔量子點技術,賽富樂斯能夠實現芯片級原位色彩轉換及原位全彩化,顯著提高巨量轉移良率,并解決紅光熱衰減等問題。

    國星光電:在Micro LED領域,國星光電已突破巨量轉移和巨量鍵合雙重技術難題,綜合良率達99.99%。重點在Micro LED的幾種優勢應用領域進行產品與技術布局,包括超大尺寸顯示屏用MIP分立器件、AR眼鏡用硅基Micro LED微顯示屏等。

    國星表示,面對紅光LED低光效、全彩化、巨量轉移等難題,公司已開發出高一致性像素化量子點色轉換彩膜光刻制備技術,實現了<0.1mm像素間距的量子點色轉換彩膜均勻制備,有望應用在智能穿戴產品上。

    兆馳股份:兆馳半導體已具備從LED襯底到芯片的完整布局,產能規模領先,成本優勢明顯。在同工藝端,兆馳通過升外延生長中的波長均勻性,優化芯片工藝精細度,來為Micro LED的投產做準備。

    今年上半年,兆馳晶顯則表示,針對Mini/Micro LED的技術研發和工藝創新成立了專門的工程實驗中心,全力攻堅Micro LED技術,并布局AR/VR產品以及微顯示屏產品。

    此外,LEDinside注意到,截至目前,2023年,在Micro LED微小尺寸領域上,國內外眾多LED相關企業也不斷獲得最新技術突破,助力Micro LED實現量產和商業化應用:

    從微小尺寸領域發揮Micro LED大能量

    總結

    不可否認,Micro LED技術的發展將會是漫長的過程,但Micro LED技術一直在進步的路上。近年微小尺寸應用的興起,更是讓Micro LED擴大了發展空間,也為Micro LED商業化應用帶來新的希望。在眾多企業對Micro LED技術不斷優化的背景下,未來,微小尺寸與大尺寸應用將成為拉動Micro LED需求的兩架關鍵馬車。(文:LEDinside Irving)

     

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