什么是Micro LED 技術?
Micro LED技術(shu),即LED微縮化(hua)和矩陣(zhen)(zhen)化(hua)技術(shu)。指的(de)(de)(de)(de)是在一個芯(xin)片上集(ji)成的(de)(de)(de)(de)高密度微小(xiao)尺寸(cun)的(de)(de)(de)(de)LED陣(zhen)(zhen)列,如LED顯(xian)示(shi)屏(ping)每(mei)一個像素可定址、單獨驅(qu)動點(dian)亮,可看成是戶(hu)外LED顯(xian)示(shi)屏(ping)的(de)(de)(de)(de)微縮版,將像素點(dian)距離從毫米級降低至微米級,結構是微型化(hua)LED陣(zhen)(zhen)列,也就是將LED結構設計進行(xing)薄膜化(hua)、微小(xiao)化(hua)與陣(zhen)(zhen)列化(hua),使其體(ti)積約為目前主流 LED 大小(xiao)的(de)(de)(de)(de) 1%。而Micro LED display,則是底層(ceng)用正常的(de)(de)(de)(de)CMOS集(ji)成電(dian)(dian)(dian)路制(zhi)(zhi)造(zao)工藝制(zhi)(zhi)成LED顯(xian)示(shi)驅(qu)動電(dian)(dian)(dian)路,然后再用MOCVD機(ji)在集(ji)成電(dian)(dian)(dian)路上制(zhi)(zhi)作LED陣(zhen)(zhen)列,從而實現(xian)了微型顯(xian)示(shi)屏(ping),也就是所說的(de)(de)(de)(de)LED顯(xian)示(shi)屏(ping)的(de)(de)(de)(de)縮小(xiao)版。
承繼了LED的(de)特性,Micro LED 優點包(bao)括低功耗、高(gao)亮度、超高(gao)分辨率(lv)與(yu)色(se)彩(cai)飽和度、反應速度快、超省電、壽(shou)命較(jiao)長、效(xiao)率(lv)較(jiao)高(gao)等(deng),其(qi)功率(lv)消耗量約(yue)為 LCD 的(de) 10%、OLED 的(de) 50%。
Micro LED優(you)點表(biao)現的(de)很明顯,它繼(ji)承了無(wu)機LED的(de)高(gao)效率、高(gao)亮(liang)度、高(gao)可(ke)靠度及反(fan)應時間快等(deng)特點,并(bing)且具自發光無(wu)需背光源(yuan)的(de)特性,更具節(jie)能、機構(gou)簡易、體積小(xiao)、薄(bo)型等(deng)優(you)勢。除此之(zhi)外,Micro LED還(huan)有(you)(you)一(yi)大特性就是(shi)解(jie)析度超高(gao)。因為超微小(xiao),表(biao)現的(de)解(jie)析度特別高(gao);據(ju)說(shuo),如若蘋(pin)果iPhone 6S采(cai)用micro LED,解(jie)析度可(ke)輕松(song)達1500ppi以上,比原來(lai)的(de)Retina顯示的(de)400PPi要高(gao)出(chu)3.75倍。另(ling)外,具有(you)(you)較佳(jia)的(de)材料穩定性與無(wu)影像烙(luo)印也(ye)是(shi)優(you)勢之(zhi)一(yi)。
相(xiang)比(bi)OLED,其色彩更(geng)容易(yi)準確(que)的(de)調試,有(you)更(geng)長的(de)發(fa)光壽命(ming)和更(geng)高的(de)亮度以及(ji)具有(you)較佳的(de)材料穩定(ding)性、壽命(ming)長、無影像烙印等優(you)點。故(gu)為OLED之后另一具輕薄及(ji)省電優(you)勢的(de)顯示技術,其與(yu)OLED共(gong)通(tong)性在于亦需以TFT背(bei)板驅動(dong),所以TFT技術等級為IGZO、LTPS、Oxide。
日漸大熱的Micro LED 技術優勢明顯企業爭奪激烈
隨著SONY數年(nian)(nian)前展(zhan)出Micro LED原(yuan)形(xing)機的(de)(de)(de)電視(shi)后,2016年(nian)(nian)CES展(zhan)覽又展(zhan)出了(le)(le)更(geng)新(xin)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)Micro LED電視(shi),蘋果也投入MicroLED的(de)(de)(de)巨(ju)量轉移(yi)產業(ye),并傳言未來(lai)蘋果會(hui)導(dao)入Micro LED在(zai)移(yi)動設備的(de)(de)(de)顯(xian)示面板(ban)上(shang),讓業(ye)界對Micro LED 顯(xian)示的(de)(de)(de)技(ji)術(shu)充滿了(le)(le)期待,也為(wei)LED背光和(he)液晶面板(ban)產業(ye)受到OLED面板(ban)成長的(de)(de)(de)沖擊有(you)了(le)(le)另(ling)一個可行的(de)(de)(de)方向與選項。
蘋(pin)果于2014收(shou)購美(mei)國 Micro LED 顯(xian)示(shi)技(ji)(ji)(ji)(ji)術公(gong)司(si) LuxVue Technology,將(jiang)Micro LED技(ji)(ji)(ji)(ji)術捧熱。此技(ji)(ji)(ji)(ji)術甚至被業(ye)內視(shi)為繼(ji)LCD、OLED之后一項重(zhong)要的(de)前(qian)沿技(ji)(ji)(ji)(ji)術。蘋(pin)果積極布局MicroLED次(ci)世代顯(xian)示(shi)技(ji)(ji)(ji)(ji)術,業(ye)界傳(chuan)出蘋(pin)果將(jiang)Micro LED量產技(ji)(ji)(ji)(ji)術視(shi)為重(zhong)要機密,不僅與相關廠商(shang)簽訂嚴格的(de)保密協(xie)議,并投入高達40億(yi)美(mei)元的(de)龐大金額,自設試(shi)量產線,針(zhen)對微型化(hua)LED晶粒、半導體封裝(zhuang)及驅動IC等進行量身打造,目(mu)的(de)就(jiu)是(shi)要加速(su)突破MicroLED技(ji)(ji)(ji)(ji)術障礙,全力推動Micro LED商(shang)品化(hua)。另外大舉招募千人(ren)研發團隊(dui),打造專(zhuan)有的(de)試(shi)量產線。
全球(qiu)以(yi)蘋果和索尼為(wei)首的行(xing)(xing)業巨頭都在(zai)(zai)(zai)默默研發該項技(ji)術,其他也(ye)在(zai)(zai)(zai) Micro LED 爭戰行(xing)(xing)列的國際大廠包括(kuo)日亞化學(xue)、夏普、京東方、華星(xing)光電、友達、群創等,而從(cong)英國史崔克萊大學(xue)(University of Strathclyde)拆分出來(lai)的公司 mLED、美國德州(zhou)理工大學(xue)(Texas TechUniversity)、法國原子能(neng)署(shu)電子暨資訊技(ji)術實驗室(Leti)、從(cong)伊利諾大學(xue)(University of Illinois)分拆出來(lai)的X-celeprint 也(ye)都積(ji)極研發這一款(kuan)可能(neng)顛覆未來(lai)顯示行(xing)(xing)業的MicroLED 技(ji)術,甚至是三星(xing)和LG在(zai)(zai)(zai)力推OLED的同時也(ye)不甘落后Micro LED的開(kai)發。
據Micro LED供應鏈業(ye)者透露(lu),盡管(guan)MicroLED投入量(liang)產仍有許多障礙(ai),然因Micro LED被視為未來顯示器市(shi)(shi)場(chang)的致勝(sheng)武器,且相關技術漸(jian)具(ju)雛形,全球各大知名企業(ye)紛紛進行研發,搶(qiang)占這一市(shi)(shi)場(chang)。盡管(guan)目前業(ye)界(jie)對(dui)于Micro LED技術何時能步入量(liang)產看法分(fen)歧,然部分(fen)業(ye)者預期最快約半年(nian)或1年(nian)便(bian)有機會步入商品(pin)化(hua)階(jie)段。
MicroLED顯示技術潛力待發臺企搶先一步
在(zai) Micro LED 領(ling)域爭鋒中,臺灣不少大(da)廠也已(yi)投入技術研(yan)發,包括半導體新(xin)創公司錼創(PlayNitride)、工研(yan)院、友達、群(qun)創、晶電。
蘋果(guo)于(yu)2014年收(shou)購美(mei)國Micro LED顯示技(ji)術公司LuxVue之前,臺灣(wan)科技(ji)業(ye)者包(bao)括聯發科、奇景(jing)、友達及晶電(dian)等(deng),已是LuxVue重要股東,蘋果(guo)買下LuxVue桃園龍潭(tan)廠后(hou),便作為(wei)Micro LED等(deng)先進(jin)顯示技(ji)術的(de)秘密研(yan)發基地。
供應鏈(lian)業者(zhe)指出,蘋果選擇設廠(chang)于臺(tai)灣,主要系因(yin)臺(tai)系業者(zhe)相關(guan)團隊曾加入LuxVue早期技(ji)術(shu)研發,在(zai)龍潭廠(chang)設立后(hou)亦(yi)大(da)批挖角友(you)達、群創及奇景等廠(chang)商技(ji)術(shu)人(ren)才,目前龍潭廠(chang)主要專精Micro LED顯示色差(cha)調校技(ji)術(shu),近來蘋果頻頻大(da)舉招(zhao)募相關(guan)技(ji)術(shu)人(ren)才,并將(jiang)關(guan)鍵技(ji)術(shu)保留(liu)在(zai)美國(guo)研發總部,使得業界(jie)對(dui)于蘋果Micro LED研發進度與導入規劃仍是霧里看花(hua)。
不(bu)過,由于(yu)臺系(xi)業(ye)者(zhe)早在3~4年(nian)前便開(kai)始關注此(ci)一技(ji)術(shu),部分業(ye)者(zhe)將有(you)機會打(da)入蘋果(guo)Micro LED供(gong)應鏈(lian),例如臺系(xi)LED晶粒大(da)(da)廠晶電具有(you)紅(hong)光LED產(chan)能最大(da)(da)及技(ji)術(shu)專利等優(you)勢,產(chan)品(pin)性能僅次于(yu)德國大(da)(da)廠歐司朗(Osram),若蘋果(guo)采用RGB三原(yuan)色(se)技(ji)術(shu),晶電的紅(hong)光LED極有(you)可能成(cheng)為前兩大(da)(da)供(gong)貨商,有(you)利于(yu)擴大(da)(da)產(chan)能出(chu)海口。
另外(wai),目前已有多家設備(bei)商開(kai)發(fa)MicroLED生產(chan)設備(bei),業界預(yu)期蘋果龍(long)潭(tan)廠房很可能(neng)在2017年搬入相關設備(bei),而被蘋果欽點的(de)相關供應鏈業者,亦(yi)緊(jin)鑼密鼓加速研發(fa)腳(jiao)步,力求克服(fu)技術瓶頸,配合(he)大客戶(hu)的(de)規格要(yao)求,例(li)如LED磊晶必須(xu)克服(fu)波長和顏色均勻(yun)度等問題(ti)。
近期,臺廠(chang)放出(chu)(chu)了大招,可以將MicroLED的(de)發(fa)光(guang)(guang)面積(ji)壓縮到全球(qiu)最小(xiao),進一步解決了巨量轉移問(wen)題。投入Micro LED已逾(yu)兩年(nian)半之(zhi)久(jiu)的(de)Mikro Mesa公司(si)在近期取得重大突破,其創始人陳立宜(yi)表(biao)示(shi),他們的(de)實驗室已可以做出(chu)(chu)3μm×3μm發(fa)光(guang)(guang)面積(ji)的(de)顯示(shi)器(qi)用發(fa)光(guang)(guang)像素,此為全球(qiu)最小(xiao)的(de)尺寸且(qie)解決了漏電問(wen)題。而蘋果目前也僅能(neng)做到5μm×5μm。
臺廠相(xiang)當(dang)看好Micro LED未來(lai)的發(fa)展(zhan)。韓系(xi)面(mian)板廠商(shang)(shang)在OLED面(mian)板的發(fa)展(zhan)上處于領(ling)先毋庸置疑,其地位已經很難被(bei)撼動(dong),而(er)Micro LED作為次世代(dai)顯示技術,優勢自不必說,若是哪一方廠商(shang)(shang)能夠(gou)率先取得突破,將有可能重(zhong)新洗牌(pai)目前的行業布(bu)局。
臺(tai)企在Micro LED技(ji)術搶先一步,為未(wei)來搶占市場(chang)制高(gao)點奠定了很好的優勢。
MicroLED技術瓶頸亟需克服量產需五到十年
目前,LED顯示屏(ping)(LED廣(guang)告(gao)牌,LED Display)主(zhu)要分成室內(nei)屏(ping)、室外屏(ping)與(yu)半戶(hu)外屏(ping),主(zhu)要買(mai)主(zhu)是商(shang)業(ye)空間(jian)經(jing)營者,用于(yu)公共(gong)空間(jian)廣(guang)告(gao)影片、廣(guang)告(gao)海報輪播。過(guo)去這個(ge)領(ling)域的(de)產(chan)品以低階LED產(chan)品為主(zhu),LED之(zhi)間(jian)的(de)間(jian)距(ju)比較大,同尺寸畫面內(nei)的(de)分辨率(lv)相(xiang)對比較低,使(shi)用的(de)LED也(ye)比較少。
但(dan)受惠于LED芯(xin)片與封(feng)裝技(ji)術(shu)的進步,可以縮小(xiao)呈現(xian)畫面用的LED間距,小(xiao)間距LED顯示屏能有更高(gao)的分辨率,觀(guan)眾只要親眼比較與觀(guan)賞,就能夠感受到相當明顯的畫質進步,也有越(yue)(yue)來越(yue)(yue)多高(gao)階(jie)市場買主下單。
小間(jian)距(ju)LED顯示屏相比(bi)其(qi)他顯示技(ji)(ji)術(shu),具有自發光(guang)、亮(liang)度高、色彩優異、更新(xin)頻率(lv)快(kuai)與(yu)易于維護等優勢,憑借著(zhu)(zhu)無縫拼接的特點,在拼接方面存在著(zhu)(zhu)較大的可塑(su)性(xing),在超(chao)大屏幕顯示領(ling)域,目(mu)前沒(mei)有其(qi)他技(ji)(ji)術(shu)能與(yu)之匹敵。主(zhu)要應用領(ling)域包含戰情(qing)室、會議室、控制中心(xin)、騎樓路(lu)側與(yu)專柜展臺(tai)。
目(mu)(mu)前(qian)小(xiao)(xiao)間距P1.6與P1.2的項目(mu)(mu)最(zui)(zui)多(duo)(duo),因此需(xu)求最(zui)(zui)多(duo)(duo)的是(shi)1010 LED規(gui)格與0808 LED規(gui)格。受惠于市場(chang)需(xu)求,2015-2016年(nian)廠商積極開(kai)展(zhan)小(xiao)(xiao)間距顯示屏(ping)(ping)。LEDinside 預估2015-2020 年(nian)小(xiao)(xiao)間距顯示屏(ping)(ping)主流發展(zhan)趨勢(shi)將(jiang)從 2015年(nian) Pitch 2.5 mm 到2020年(nian) Pitch 0.8 mm。#p#分頁標題(ti)#e#
Micro LED 應用(yong)于小(xiao)間(jian)距顯示屏產品(pin)優(you)勢明顯,隨著(zhu)點間(jian)距微縮,傳統 LED 封(feng)裝(zhuang)成本(ben)占整體顯示屏模塊比(bi)重將(jiang)大幅上揚(yang)。Micro-LED技術無須封(feng)裝(zhuang)支架與金屬(shu)打線(xian),可降低傳統SMD-LED 封(feng)裝(zhuang)成本(ben)。Micro- LED 產品(pin)要求高(gao)(gao)波長(chang)(chang)均勻性,小(xiao)間(jian)距用(yong)LED產品(pin)波長(chang)(chang)均一(yi)性更是要求嚴(yan)苛(ke)。目前量(liang)產標準下的藍光(guang)LED波長(chang)(chang)均一(yi)性要求在±5~12nm,然而小(xiao)間(jian)距顯示屏波長(chang)(chang)均一(yi)性要求在±1-1.5nm。大批(pi)量(liang)、高(gao)(gao)精度轉移制(zhi)(zhi)程提升制(zhi)(zhi)程產率,至少須達到(dao)99.9%。同時,PCB 也須達到(dao)客制(zhi)(zhi)化,以細線(xian)寬/線(xian)距與小(xiao)鉆(zhan)孔開發,超(chao)高(gao)(gao)密度線(xian)路承載巨量(liang)Micro-LED像(xiang)素,獲取高(gao)(gao)畫質顯示效果。
相較于手(shou)環與手(shou)表,顯示(shi)屏用的DriverIC也須高(gao)(gao)度客制(zhi)化(hua),高(gao)(gao)整(zheng)合驅(qu)動與行(xing)掃電路簡化(hua) PCB 背(bei)板(ban)設(she)(she)計(ji),提高(gao)(gao)光電轉化(hua)效率,解決因高(gao)(gao)密度像素導致(zhi)驅(qu)動 IC 空間不足(zu)擺放的窘境,加上驅(qu)動電路模塊化(hua)設(she)(she)計(ji),節省設(she)(she)計(ji)及制(zhi)造(zao)成本(ben)。
Micro LED如果做(zuo)成類(lei)似LED顯示(shi)(shi)屏這樣的(de)顯示(shi)(shi)面板,以(yi)數十英(ying)寸到上百英(ying)寸這樣的(de)面積,在技術(shu)上是可(ke)行的(de),但離(li)商業化(hua)量產(chan)還要(yao)很遠,就是需要(yao)更高速度的(de)巨量轉移(yi)技術(shu),把(ba)一顆顆小(xiao)型LED移(yi)到基(ji)板上,否(fou)則以(yi)現(xian)有技術(shu)與良率,要(yao)打(da)造一臺可(ke)用的(de)顯示(shi)(shi)器,費時過久,無法大規模量產(chan)。
隨著LED的(de)點間距微(wei)縮,傳統(tong)LED封(feng)裝(zhuang)成本(ben)其實(shi)在整體LED顯示屏模組(zu)的(de)比重(zhong),其實(shi)相對會偏(pian)高,廠商能夠一直微(wei)縮傳統(tong)LED晶片的(de)尺寸,但是加上封(feng)裝(zhuang)支架,以及打線,再怎樣(yang)也有成本(ben)和技術上無法平衡(heng)的(de)局限。未來(lai),如果(guo)透過Micro-LED來(lai)做顯示屏,就不需要封(feng)裝(zhuang)支架與(yu)金屬(shu)打線,可(ke)進一部降低傳統(tong)SMD-LED封(feng)裝(zhuang)成本(ben)。
全球的LED廠商(shang)雖相繼啟動微發(fa)光二極體(Micro LED)開發(fa)計劃,但由于仍(reng)有瓶頸亟需(xu)克(ke)服(fu),因此業(ye)界(jie)普(pu)遍認(ren)為(wei)Micro LED要(yao)進入商(shang)業(ye)化(hua)量產,可能還需(xu)要(yao)5~10年時間(jian)。外(wai)資券商(shang)發(fa)布最新報告,認(ren)為(wei)從晶電(dian)導入相關(guan)設備的情(qing)況來看,直(zhi)至2018年都還不需(xu)要(yao)考量Micro LED帶來的營(ying)收貢獻度。
根據(ju)外資券商(shang)出具(ju)的(de)(de)研(yan)究(jiu)報告(gao)指出,晶電已與(yu)美(mei)系智(zhi)能(neng)手(shou)機(ji)品(pin)牌大廠合作(zuo)開(kai)發(fa)Micro LED多(duo)年,而從設(she)(she)備(bei)供應鏈的(de)(de)開(kai)發(fa)情況來看,已有(you)多(duo)家設(she)(she)備(bei)商(shang)開(kai)發(fa)Micro LED的(de)(de)生產設(she)(she)備(bei),并(bing)預(yu)期設(she)(she)備(bei)很可(ke)能(neng)在2017年進廠(Move in)。
但報(bao)告認為,對晶電來(lai)說,Micro LED量產化應該是2018年(nian)(nian)以后的事,Micro LED有潛力(li)取代OLED應用于下一代的穿戴裝置上,但這部分營收直到2018年(nian)(nian)都恐怕還沒(mei)有貢獻。
臺(tai)(tai)系LED燈(deng)泡廠(chang)東(dong)貝也認為,Micro LED要步(bu)入量產甚至成熟,恐(kong)在(zai)5~10年以(yi)后,這(zhe)段時(shi)間(jian)(jian)LED產業(ye)經過長(chang)時(shi)間(jian)(jian)震蕩,中國臺(tai)(tai)灣地區廠(chang)商(shang)可(ke)望(wang)走出(chu)自己的(de)路,脫離(li)陸(lu)資廠(chang)的(de)價格戰,例(li)如億光(guang)的(de)高(gao)(gao)階手機閃光(guang)燈(deng)、小間(jian)(jian)距顯示屏(ping)均已(yi)經高(gao)(gao)居(ju)世界第(di)一;佰鴻的(de)紅外線(xian)LED產品出(chu)貨成長(chang)性(xing)強;東(dong)貝則轉(zhuan)往LED燈(deng)具、重(zhong)返中高(gao)(gao)階的(de)背光(guang)市(shi)場,第(di)4季到明年第(di)1季獲利有機會緩步(bu)回穩。
Micro LED即使距離量(liang)產(chan)化還有(you)段時間,但Micro LED成為產(chan)業(ye)熱點已是不爭(zheng)的(de)事(shi)實,業(ye)界認為,只要在巨量(liang)轉移(Mass Transfer)的(de)良率與精確度有(you)所克(ke)服,在小尺寸(cun)應用(yong)上指日可待。
目前全(quan)球LED業(ye)者大多未發展(zhan)出(chu)穩定量產(chan)的解決方案,業(ye)界傳出(chu)蘋(pin)果MicroLED技術已(yi)接近小尺寸顯示器商(shang)品化(hua)階段(duan),預期(qi)最快(kuai)在2017年可望(wang)推(tui)出(chu)少量產(chan)品測(ce)試市場水溫,未來在量產(chan)制程穩定后,蘋(pin)果可能進行技術授權(quan),擴大推(tui)廣至旗下(xia)供貨商(shang)。
部分業(ye)者則認為(wei),蘋(pin)果(guo)Micro LED技(ji)術量產時(shi)程仍為(wei)時(shi)尚早,且AppleWatch未必是外傳優先導(dao)(dao)入的產品,由于小尺寸顯示器的色差問題(ti)嚴重,在新技(ji)術尚未成熟之前,蘋(pin)果(guo)可(ke)能(neng)延(yan)后(hou)導(dao)(dao)入Micro LED技(ji)術的時(shi)間點(dian)。
可以(yi)看出,與傳統面板技術相比,Micro LED優勢較大,在未來的發展空間也(ye)較為(wei)廣闊。但現階段(duan),Micro LED還是有許多技術瓶頸(jing)需要突破,其中最關鍵(jian)的就是“巨量轉(zhuan)移”(Mass Transfer)技術以(yi)及發光面積的微(wei)縮。
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