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Micro-LED前途无量,国内厂商该如何布局

半导体行业观察  · 公众号  · 半导体  · 2017-04-27 08:46

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Thin film transfer(薄膜转移)


使用物理或化学机制剥离LED基板,以一暂时基板承载LED磊晶薄膜层,再利用感应耦合等离子离子蚀刻,形成微米等级的Micro-LED磊晶薄膜结构;或者,先利用感应耦合等离子离子蚀刻,形成微米等级的Micro-LED磊晶薄膜结构,再使用物理或化学机制剥离LED基板,以一暂时基板承载LED磊晶薄膜结构。


最后,根据驱动电路基板上所需的显示划素点间距,利用具有选择性的转移治具,将Micro LED磊晶薄膜结构进行批量转移,键接于驱动电路基板上形成显示划素。


Micro-LED能否挑战LCD和OLED?


目前,Micro-LED可以形成两大应用方向,一个是以苹果为代表的可穿戴市场;苹果专攻Micro LED的小尺寸应用,看上了Micro LED显示技术公司LuxVue Technology,于2014年5月收购LuxVue,取得多项Micro LED专利技术,欲加快布局相关技术专利。当时苹果这项收购引发了市场关注,认为苹果可望在Apple Watch与iPhone上采用新一代的Micro LED技术,但因不愿过于依赖面板厂,于是转而将LuxVue收归麾下,以取得Micro LED领域的技术主导权。


一个是以Sony为代表的超大尺寸电视市场。2012年Sony发表的55寸“CrystalLEDDisplay”就是Micro LED Display技术类型,其FullHD解析度共使用约622万(1920x1080x3)颗micro LED做为高解析的显示划素,对比度可达百万比一,色饱和度可达140%NTSC,无反应时间和使用寿命问题。但是因采单颗Micro-LED嵌入方式,在商业化上,仍有不少的成本与技术瓶颈存在,以致于迄今未能量产。


今年Sony在CES展出的Micro-LED显示器──CLEDIS已在分辨率、亮度、对比都有极佳的表现,已为Micro-LED。


目前来看,Micro-LED市场集中在超小尺寸显示上。例如智能手机、智能手表、VR等。这些设备上,Micro-LED主要和OLED竞争。而后者现在已经有数千亿元的投资在路上,产能在大量形成。Micro-LED则还处于攻克最基本技术的门槛上。


更为重要的是,智能手机作为小尺寸应用的主要市场,对于Micro-LED而言依然意味着“尺寸偏大”,即成本偏高;VR作为最佳潜力股,需要极高的像素密度,OLED已经在发展1000PPI+的VR面板,这无疑加大了Micro-LED的制造难度;智能手表上显示的核心需要除了节能,并没有特别要求,但这一市场总容量会比较有限——因为它的单台显示面积很小。


所以,选择Micro-LED作为逆袭方向,首先是放弃中大尺寸显示市场;第二是核心技术“还在突破的路上”,恐怕时间不等人;第三是预期目标市场前有OLED后有QLED,“压力山大”。


Micro-LED的发展瓶颈


Micro-LED如果做成类似LED显示屏这样的显示面板,以数十英寸到上百英寸这样的面积,在技术上是可行的,但离商业化量产还要很远,就是需要更高速度的巨量转移技术,把一颗颗小型LED移到基板上,否则以现有技术与良率,要打造一台可用的显示器,费时过久,无法大规模量产。


根据LED inside统计,目前Micro-LED显示技术上带来的制造成本仍高达现有显示产品的3~4倍,因而厂商正积极透过增加产品附加价值,以及改善芯片、转移技术良率以达到成本下降目标,估计若要取代现有LCD产品还需3~5年的时间。


Micro- LED产品要求高波长均匀性,小间距用LED产品波长均一性更是要求严苛。目前量产标准下的蓝光LED波长均一性要求在±5~12nm,然而小间距显示屏波长均一性要求,甚至要低到±1-1.5 nm。如果是Micro LED,要求会更严格。


换言之,量产规模下,高精度转移制程去提升制程产率,至少须达到99.9%以上的水准,甚至是99.999%这样更好的状态。

这样一来,产业需要用到的PCB板,也要能够完成客制化的要求,透过细线宽/线距与小钻孔开发,借由这种超高密度线路,才有办法承载巨量Micro-LED画素,对消费者与用户来说,就可呈现高解析度、高画质的显示效果。







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