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鸡西旅游:MicroLED商用化在即,一文了解从上游芯片到下游面板的所有玩家

虽然MWC2020由于新冠疫情的影响取消了,但2月10日至14日的视听设备与信息系统集成技术展览会(Integrated systems Europe,ISE2020)依然在荷兰阿姆斯特丹举行了。在这次展会上,代表未来显示技术的Mini/MicroLED在展会上备受关注。

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比如三星展出了其商用显示设备The Wall商业版,它是三星的MicroLED产品,外形方面做到了几乎零边框,尺寸更是达到了583英寸,分辨率达到了8K。国内厂商国星光电发布了可量产级MiniLED显示应用新品IMD-M05,可无缝拼接实现102英寸4K屏幕和204英寸8K屏幕;雷曼光电则推出了新一代基于COB技术的超高清0.6mm间距的MicroLED显示屏。

其实,在1月份的CES上,不少笔记本电脑厂商推出了搭载MiniLED技术的笔记本电脑和电竞显示器等高端新品。三星推出了面向家庭的模块化MicroLED、首尔半导体推出Micro Clean LED。康佳也宣称已研发出首款MicroLED产品、友达推出了12.1英寸全彩主动式MicroLED显示器。可以看出,MicroLED技术在接下来的几年将会取得更大的进步,也会有更多的产品推出。

MicroLED可应用在智能手表、电视、手机、平板电脑、以及AR/VR眼镜等头戴式设备中。目前,苹果、Facebook、索尼、三星、LG显示、友达光电和群创光电等企业,都已经投入到MicroLED的研发当中了。据统计,目前全球从事MicroLED开发的机构或企业已经超过140家,据Yole Développement统计,到目前为止创业公司已经筹集了8亿多美元来开发MicroLED技术,仅2019年就至少筹集了1亿美元。而苹果在MicroLED技术上已经花了15~20亿美元。国内的面板厂,比如华星光电、京东方、天马等也积极参与研发,而三安光电也将MicroLED作为了未来重点发展的方向。



鸡西旅游:MicroLED商用化在即,一文了解从上游芯片到下游面板的所有玩家

图1:Yole Développement预计的MicroLED产业未来4年的发展路线图。什么是MicroLED,什么是MiniLED?

通俗来讲,MicroLED就是LED的微缩化和矩阵化技术。将LED(发光二极管)背光源进行薄膜化、微小化、阵列化,可以让LED单元小于50微米,与OLED一样能够实现每个像素单独定制,单独驱动发光(自发光)。它既继承了无机LED的高效率、高亮度、高可靠度及反应时间快等特点,又具有自发光无需背光源的特性,体积小、轻薄,还能轻易实现节能的效果。

一个MicroLED显示产品,其基本构成是TFT基板、超微LED晶粒、驱动IC三大块。

Micro LED具有以下优势特点:

(1)高亮度:亮度可达1000nit

(2)发光效率高,节能

(3)高对比度

(4)响应快

(5)更长的使用寿命

(6)自发光,无需背光源

(7)高色域

(8)可以无缝拼接

虽然MicroLED有诸多优点,但是由于它还有不少技术问题需要解决,比如工艺、巨量转移、封装技术和高成本问题。

单拿巨量转移来说,MicroLED需要将十万、百万量级的MicroLED批量转移到TFT背板上,而由于MicroLED芯片尺寸不到100微米,要将微小芯片精准安放至基板上,形成特定序列,难度是非常大的,需要的时间也很长。

不过现在的数据显示,目前MicroLED巨量转移至少可达到99.9%以上,但并不需要真的拉升至99.999%,可以通过巨量修补,以及快速检测等方式弥补。巨量转移的速度与产品的尺寸、间距都有关,近期实验室的数据显示可以达到1秒转移1万颗的等级。

比如在上周利亚德的投资者交流会中,利亚德的董秘李楠楠就承认,MicroLED的制造难点主要集中在巨量转移、检测与修复方面,以及驱动IC的设计和工艺上。巨量转移方面,目前转移一个4K屏幕的MicroLED需要一个多月,而且转移设备的精密度也无法达到MicroLED巨量转移的精密度规格要求。而IC设计和工艺的难点在于高精度CMOS电路设计和加工,高精度共晶焊工艺控制方面。

由于这些问题的存在,MicroLED的大规模商业化一直难以推进,因此,为了避开这些问题,MiniLED就横空出世了。它最早是由台湾晶电提出来的,指的是晶粒尺寸约在100~200微米的LED,介于传统LED与MicroLED之间,是传统LED背光基础上的改良版本。

从本质上来看,MicroLED和MiniLED一样,都是基于微小的LED晶体颗粒作为像素发光点, 区别在于MicroLED是采用1~10微米的LED晶体,实现0.05毫米或更小尺寸像素颗粒的显示屏;MiniLED则是采用数十微米级的LED晶体,实现0.5~1.2毫米像素颗粒的显示屏。

而我们熟知的小间距LED,采用的是亚毫米级LED晶体,最终实现1.0~2.0毫米像素颗粒显示屏。



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图2:MiniLED与MicroLED的性能对比。

相比较而言,MiniLED在工艺上相较于MicroLED良率高,具有异型切割特性,搭配软性基板亦可达成高曲面背光的形式,厚度跟OLED类似,但是省电高达80%,适合应用于手机、电视、车用面板及电竞笔记本电脑等产品上。

MicroLED产业链内的玩家及最近动态
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