康佳巨量转移技术获重大突破,Micro LED大规模量产指日可待

微观人 2021-09-27

康佳量产液晶显示屏

1936 字丨阅读本文需 4 分钟

一直以来,Micro LED都是外界普遍认为的下一代显示技术,它不仅拥有OLED的所有优势,同时还拥有极其出色的使用寿命,不会出现烧屏的问题。但巨大的生产难度和极低的良品率使得Micro LED在现阶段很难大规模生产,价格极为昂贵。

不过,随着越来越多的企业投身到Micro LED的研发制造,这项技术正在离我们越来越近。近日,又有一家光电企业在Micro LED生产制造上取得了突破。

康佳近日在接受机构调研时表示,康佳研发的混合式巨量转移技术已在转移效率和良率方面获得大幅提升。目前,康佳的MicroLED芯片已完成小批量试产,量产时间将根据相关技术的研发进展及终端产品的开发进度确定。

康佳近年来十分看重Micro LED技术,在技术研发上投入了极大的成本,2019年就在重庆投资300亿建造了康佳光电研究院和产业园。而在去年年底,康佳还发布了全球首款Micro LED手表康佳APHAEA Watch,手表屏幕做到了0.12mm的像素间距,屏幕的芯片尺寸小于30um,是一块真正意义上的Micro LED屏幕。

不得不说,近两年Micro LED技术的发展可以说相当迅速,虽说可能距离最终的大规模量产,还有一些些距离,但按照目前的发展趋势,相信用不了几年,搭载Micro LED屏幕的电视、手机就会开始走进我们的生活。

Micro LED相比LCD的优势

以目前的技术来看,Micro LED可以说近乎完美,它也被视为显示行业的未来。Micro LED就是将LED的发光单元进行薄膜化、微小化与阵列化,阵列中的LED像素点距离在10微米量级,同时每一个像素都能实现自发光。

Micro LED的显示方式是将芯片连接到驱动基板上,从而对每个单元进行精确控制,实现图像显示。

从上图中可以清晰看出Micro LED的优势,相对于现在主流的OLED与LCD,它的优势十分明显,不仅拥有更长的寿命与反应时间,自发光的特性也确保了高对比度。

此外,Micro LED还具有低能耗和高亮度的优势。数据显示它的的功率约为LCD的10%、OLED的50%。不难看出,这对于手机行业非常有吸引力,长效续航是每个手机厂商的毕生所求。

Micro LED是未来最具潜力的新型显示技术

LEDinside定义MicroLED指无蓝宝石衬底,且芯片尺寸至少小于75μm的微型LED芯片,Micro LED阵列可以达到超高密度像素级别并具备自发光特性,相比OLED和LCD有更高的发光效率、更长的寿命、更高的亮度和更快的响应速度,同时具备轻薄、省电等优势,在小尺寸穿戴、VR/AR、手机、平板和TV等各显示领域都具有极高的应用潜力,是下一代主流显示技术的重要选择。

数十KK级别的巨量转移技术是推动Micro LED商用的关键环节,现有LED芯片转移方式无法满足,需要全新的技术实现。Micro LED显示技术在芯片制作、巨量转移、检测修复等领域尚有很多技术问题要解决,其中巨量转移技术是降低成本的最关键环节。通常巨量转移技术的转移效率要求在每小时数十KK级以上,现有的LED机械式转移效率在每小时百K级,远远无法满足Micro LED显示的转移要求,需要采用全新的技术来实现。目前业内主要有激光选择性释放、静电力吸附、流体装配、弹性印模、滚轴转印等几种技术方式,3D-Micromac、Lux Vux、eLux、XDC等厂商陆续推出相关巨量转移设备,设备若能达到大规模商用要求将加速Micro LED的商业化落地进程,打开市场空间。

Mini LED不仅仅是过渡型技术,仍具有很长的应用周期,并带来转移设备的增量市场。Mini LED通常采用动态分区的方式作为背光源和LCD相结合,将原来的单个LED背光源升级为数百上千个分区背光源。苹果发布基于Mini LED背光显示技术的12.9英寸iPad Pro,推动MiniLED背光技术的发展。从技术原理上Mini LED与传统LED背光没有本质区别,实现难度和成本远低于Micro LED显示技术,同时保留了LCD技术高亮度、长寿命的特点。根据LEDinside估算,相同对比度下采用Mini LED背光的液晶面板价格仅约为OLED面板的70-80%。随着Mini LED的应用不断深入,将为转移设备打开增量市场。

现阶段的机遇:AR/VR、透明屏、折叠屏

结构上的显著优势决定了micro LED高像素密度、高亮度、高对比度、快速响应的特点。高像素密度、高亮度和高对比度可以从结构显著感知,此前的原型产品展示中,就已经有厂商展示过上万ppi(每英寸的像素数量)像素密度的显示屏。

由于micro LED芯片小到像素级别,它可以用单像素不发光来显示真正的黑色。同时,micro LED显示器中的超小型LED,在将电转化为光子方面更为高效,micro LED比OLED、LCD更亮;基于较高的电子迁移率,micro LED的开关速度可达纳秒级别。

由于制造工艺的限制,micro LED前期仅适用于小屏,比如格外适用于AR/VR(现实增强/虚拟现实)类应用,包括娱乐的护目镜产品。

AR/VR对显示亮度、对比度、像素密度和响应的要求远高于手机类消费电子产品,LCD、OLED在技术上很难满足这类应用的需求。很多消费者反馈,现在的AR/VR应用容易致人眩晕,缺乏沉浸感,其实这很大程度是受制于LCD、OLED的技术本身。而micro LED在AR/VR领域的应用显著克服了这个问题,或许AR/VR未来发展的关键,取决于micro LED技术的突破。

另外,micro LED芯片的小型化有利于面板的柔性、透明化,錼创科技就曾展示过柔性+透明的屏幕。“柔性”“透明”“可折叠”正是屏显技术这两年来的热点,在某种程度上是实现行业突破的关键。

分析师从面板供应链上游的LED芯片制造商处获悉,micro LED前期应用会专注于可穿戴设备、AR、VR以及车载小屏产品上,从技术上看是顺理成章的事。

值得一提的是,虽然micro LED比LCD/OLED存在着不少技术优势,但是其中的一部分优势仍停留在理论阶段。比较具有代表性的是EQE(外量子效率)——它可以理解为发光效率。micro LED显示屏的屏幕结构,相比LCD去掉了液晶、色彩滤镜、偏振片,相比OLED无需复杂的封装技术,理论上micro LED显示屏的发光效率远高于后两者。

不过,micro LED极小的尺寸,致使芯片受侧壁效应的影响非常大——这是制造过程中出现的工程问题,因此micro LED的实际EQE极为低下,甚至可能还不及LCD、OLED。侧壁效应的存在也令micro LED更难量产出理想的大屏应用。所以,市面上现有的micro LED方案都远未体现micro LED本身的技术优势。

文章来源:Mr wu看财经研报,太平洋电脑网,国际电子商情,中关村在线

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