Micro LED微小尺寸应用困局,LED厂商如何加速破解?

汤圆爱科技 2023-08-24
2129 字丨阅读本文需 6 分钟

作为一种新型显示技术,近几年来,Micro LED的热度和呼声一直很高。但纵观当下市场,关于这种新型显示技术的相关落地产品屈指可数,显然并没有步入商业化的进程。早前,Micro LED更多的是应用在大型显示器之上,在三星推出的高端电视上可以看到Micro LED的应用,但受制于高成本之下的高售价,三星Micro LED电视也只是如水中望月雾里看花,可望而不可即!

抛开现象聊本质。就技术层面上来讲,Micro LED是以自发光的微米量级的LED为发光像素单元,将其组装到驱动面板上形成高密度LED阵列的一种新型显示技术。区别于LED,Micro LED无需对单个显示单元进行封装,而是对整个模组进行封装,故其单个显示单元大小已经可以做到微米等级的LED阵列。

由于micro LED芯片尺寸小、集成度高和自发光等特点, 在显示方面与LCD、OLED相比在亮度、分辨率、对比度、能耗、使用寿命、响应速度和热稳定性等方面都具有着更大的优势。而也正是因为Micro LED的这种极小的像素间距,也使其可以轻松胜任从中小尺寸显示到中大尺寸显示等各个场景的应用。

Micro LED微小尺寸显示应用从手表启动后,逐步向其他微小尺寸、小尺寸应用渗透。

研发活跃度明显上升

近日,国家第三代半导体技术创新中心(苏州)、江苏第三代半导体研究院与智慧芽联合发布《2023 Micro LED产业技术洞察白皮书》(简称“白皮书”),白皮书称,全球该领域的专利申请已超过4万件,四大关键技术突破在即,产业或进入快速成长期。

白皮书介绍,在Micro LED领域,截至2022年6月,全球的专利申请已超过4万件;尤其是从2017年起,该领域技术研发活跃度明显上升。

Micro LED是在一个芯片上集成高密度微小尺寸的LED阵列。相较于LCD技术和OLED技术,Micro LED具有长寿命、高对比度、响应速度快、更广的视角、更低的功耗等显著优势,被称为“下一代微显示器技术”。

Micro LED需求被广泛看好。Omdia数据显示,受智能手表和高端电视市场需求影响,预计到2027年,全球Micro LED显示器的出货量将升至1600多万片,市场潜力巨大。

产业即将爆发的另外一个推手是,影响Micro LED可靠性的外延与芯片结构、巨量转移、全彩显示和显示驱动等四大关键技术有望突破。

随着产业化进程加快,头部主流厂商已经构建了稳定的产业链体系。比如,白皮书显示,三星Micro LED的产业链伙伴包括晶元光电、三安光电、维信诺、华星光电等厂商。

LED厂商加速破解Micro LED微小尺寸应用困局

无疑,穿戴、头戴设备在Micro LED发展道路上扮演着重要角色,但还是需要稍许时间待技术成型,进而吸引下游企业应用。

相较大尺寸显示,尽管Micro LED微小尺寸产品生产难度相对较低,但同样仍面临着光效、散热、寿命、全彩化显示、巨量转移效率等问题,所幸,国内外企业都在加速破解技术难题,努力打破Micro LED微小尺寸应用困局。

LEDinside近期通过与上下游企业的对话中了解到,国内知名LED企业均看好未来Micro LED在AR/VR、智能手表等微小尺寸应用的发展前景,并在全力攻坚相关Micro LED难题中:

华灿光电:华灿光电的Micro LED的外延和芯片主要面向大尺寸显示、车用、穿戴等应用市场。

华灿表示,公司拥有丰富的外延到芯片的制造经验,目前正与上下游厂商联合解决Micro LED全彩化、巨量转移等问题,部分技术已产品化落地。在中小尺寸芯片上,华灿与合作伙伴联手提升效率与良率中。在应用上,华灿正在与头部头戴、穿戴产品厂商洽谈合作中。

晶能光电:晶能光电围绕大尺寸硅衬底LED技术展开Micro LED外延、芯片和全彩化的研究,同步推动基于CMOS背板驱动Micro LED微显模组和基于巨量转移的Micro LED COC芯片产业化开发。

晶能的硅衬底GaN基Micro LED近紫外、红、绿、蓝外延片已被国内外相关企业和科研机构广泛采用。晶能已完成5微米pitch的红、绿、蓝Micro LED显示阵列开发,同时也在积极开始基于大尺寸硅衬底、低成本的10微米-50微米倒装及垂直Micro LED COC技术开发。

乾照光电:在Micro LED领域,乾照配合客户开发手表应用方向的高光效技术,提升超小电流密度下的发光效率,GaN材料峰值效率对应的电流密度已经小于0.3A/cm²;同时,乾照已开发出垂直 Micro LED 芯片样品可以供客户试样。三合一芯片产品方面,配合终端持续优化产品性能和可靠性,并争取在年内实现产品级量产。

上半年,乾照获得多个Micro LED专利,涉及巨量转移、芯片制备、显示装置及制作等;总投资约14亿元的Mini/Micro 、高光效LED芯片研发及 制造项目在建设当中。

赛富乐斯:在Micro LED领域,赛富乐斯在8月发布了0.39英寸用于VR/AR的NPQD全彩显示屏,峰值亮度达到25万尼特。公司同时发布了0.12英寸用于AR红光显示屏,通过高EQE的蓝光加高效率的色彩转换技术,解决现在困扰业界的红光效率低,可靠性差的关键问题。

在Micro LED芯片领域,除了商显大屏外,赛富乐斯还在与手表/车载屏生产商合作,定制开发M系列Micro LED芯片产品。通过NPQD®️纳米孔量子点技术,赛富乐斯能够实现芯片级原位色彩转换及原位全彩化,显著提高巨量转移良率,并解决红光热衰减等问题。

国星光电:在Micro LED领域,国星光电已突破巨量转移和巨量键合双重技术难题,综合良率达99.99%。重点在Micro LED的几种优势应用领域进行产品与技术布局,包括超大尺寸显示屏用MIP分立器件、AR眼镜用硅基Micro LED微显示屏等。

国星表示,面对红光LED低光效、全彩化、巨量转移等难题,公司已开发出高一致性像素化量子点色转换彩膜光刻制备技术,实现了<0.1mm像素间距的量子点色转换彩膜均匀制备,有望应用在智能穿戴产品上。

兆驰股份:兆驰半导体已具备从LED衬底到芯片的完整布局,产能规模领先,成本优势明显。在同工艺端,兆驰通过升外延生长中的波长均匀性,优化芯片工艺精细度,来为Micro LED的投产做准备。

今年上半年,兆驰晶显则表示,针对Mini/Micro LED的技术研发和工艺创新成立了专门的工程实验中心,全力攻坚Micro LED技术,并布局AR/VR产品以及微显示屏产品。

此外,LEDinside注意到,截至目前,2023年,在Micro LED微小尺寸领域上,国内外众多LED相关企业也不断获得最新技术突破,助力Micro LED实现量产和商业化应用。

值得一提的是,下游终端企业正在积极向上游领域布局。比如,继京东方入主华灿光电后,海信视像已成为乾照光电控股股东。

新兴应用市场需求增长、大规模商业化加速落地,被认为是Mini/Micro LED竞争格局生变的主因。高工产研LED研究所预计,2025年全球Micro LED市场规模将超过35亿美元,2027年有望突破100亿美元。

文章来源: LEDinside Irving,中国财富网,天极网

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