【科普】Micro-LED技術
來源:顯示世界 編輯:lsy631994092 2021-08-23 09:11:42 加入收藏
從2014年蘋果公司收購Luxvue開始,Micro-LED技術越來越受到世人的關注,各大電子巨頭公司紛紛布局,許多廠商的目光投入大量的研發(fā)資源以及開始并購具有特殊技術的新創(chuàng)公司,Micro-LED卡位戰(zhàn)業(yè)已打響。
可以預見,未來Micro-LED 以及Mini LED技術一旦成熟,將對于顯示產業(yè)供應鏈帶來巨大的改變。
1、什么是Micro-LED
Micro-LED是將LED結構進行薄膜化、微小化、陣列化,尺寸縮小到1~10μm左右,通過批量式轉移到基板上后再利用物理沉積完成保護層和電極,之后進行封裝完成Micro-LED的顯示。但是制作成顯示器,需要整個表面覆蓋LED陣列結構,必須將每一個像素點進行單獨可控、單獨驅動,利用垂直交錯的正負柵極連接每一個Micro-LED的正負極,依次通電,通過掃描方式點亮Micro-LED進行圖形顯示。
Micro-LED顯示器是由形成每個像素的微型LED數(shù)組組成。相較于OLED,Micro-LED采用傳統(tǒng)的氮化鎵(GaN)LED技術,可支持更高亮度、高動態(tài)范圍以及廣色域,以實現(xiàn)快速更新率、廣視角與更低功耗。Micro-LED的支持者宣稱其整體亮度較OLED高30倍,同時提供更高的每瓦流明效率。
Micro-LED采用的是1-10微米的LED晶體,實現(xiàn)0.05毫米或更小尺寸像素顆粒的顯示屏;MiniLED(次毫米發(fā)光二極管)則是采用數(shù)十微米級的LED晶體,實現(xiàn)0.5-1.2毫米像素顆粒的顯示屏。而小間距LED,采用的是亞毫米級LED晶體,最終實現(xiàn)1.0-2.0毫米像素顆粒顯示屏。小間距LED顯示屏是指LED點間距在P2.5(2.5毫米)及以下的LED顯示屏。
2、Micro-LED的發(fā)展簡史
Micro-LED技術是2000年由德州理工大學教授Hongxing Jiang和Jingyu Lin率先提出。之后的多年里,全球已有眾多廠商投入相關技術的研發(fā)。
3、Micro-LED技術特性
Micro-LED是新一代顯示技術,比現(xiàn)有的OLED技術亮度更高、發(fā)光效率更好、但功耗更低。比現(xiàn)有的LED、小間距LED更加應用廣泛,可實現(xiàn)更加細膩的顯示效果。
4、Micro-LED的應用
如果考慮目前現(xiàn)有技術能力,Micro-LED有兩大應用方向,一是可穿戴市場,以蘋果為代表,據(jù)傳蘋果將在未來的蘋果手表和iPhone上使用Micro-LED技術;二是超大尺寸電視市場,以Sony為代表,2016年,索尼展出Micro-LED cledis,在分辨率、亮度、對比度上都具有優(yōu)良的性能。
從短期來看Micro-LED市場集中在小型顯示器,從中長期來看,Micro-LED的應用領域非常廣泛,橫跨穿戴式設備(Smart Watches)、超大室內顯示屏幕、電視、顯示器(Monitors)、手機(Mobile Phones)、頭戴式顯示器(HMD,Head Mount Display)、抬頭顯示器(HUD,Head Up Display)、車尾燈、無線光通訊Li-Fi、AR/VR、投影機等多個領域。
5、生產工藝
對于一個Micro-LED顯示產品,它的基本構成是TFT基板、超微LED晶粒、驅動IC三部分。這三者有一個共同的特點,即大量繼承于已有的液晶和LED產業(yè),如可直接繼承于LED晶粒(如三安)、半導體顯示(如京東方)、IC設計企業(yè)(如聚積、奇景)等。因此,Micro-LED技術可以在現(xiàn)有基礎上發(fā)展。但Micro-LED的核心技術卻是納米級LED的轉移,而不是制作LED這個技術本身。
從目前Micro-LED主流技術路徑來看,Micro-LED制造過程主要包括LED外延片生長、TFT驅動背板制作、Micro-LED芯片制作、芯片巨量轉移四部分組成。
目前,Micro-LED在外延和芯片的關鍵技術上都需要取得突破。Micro-LED的外延關鍵技術包括三個:波長均勻性一致性、缺陷和Particle的控制、外延面積的有效利用。而Micro的芯片關鍵技術包括五個:Sub微米級的工藝線寬控制、芯片側面漏電保護、襯底剝離技術(批量芯片轉移)、陣列鍵合技術(陣列轉移鍵合)、巨量測試技術。
Micro-LED想要從實驗室走向工廠,其中的四個關鍵步驟尤為重要,包括:微縮制程技術、巨量轉移技術、鍵結技術(Bonding)、彩色化方案,其中又以微縮制程與轉移技術最為棘手。
具體的技術難點可以總結為兩個方面:
Micro-LED制備需將傳統(tǒng)LED陣列化、微縮化后定址巨量轉移到電路基板上,形成超小間距LED,以實現(xiàn)高分辨率。整個制程對轉移過程要求極高,良率需達99.9999%,精度需控制在正負0.5μm內,難度極高,需要更加精細化的操作技術;
一次轉移需要移動幾萬乃至幾十萬顆LED,數(shù)量級大幅提高,需要新技術滿足這一要求。以一個4K電視為例,需要轉移的晶粒就高達2400萬顆(以4000 x 2000 x RGB三色計算),即使一次轉移1萬顆,也需要重復2400次。
以一個4K UHD(3840*2160)的顯示器件為例,有8,294,400個像素單元,包含24,883,200個RGB子像素。即使生產時有99.99%的良率,仍會有2488個子像素會出現(xiàn)問題。
微縮制程技術
一片 6英寸的晶圓(Waffer)上可以制作出 1.65 億顆 10X10μm(間距10μm)的 Micro-LED 晶粒,如果是 5X5μm(間距5μm)尺寸就會有高達 6.5 億顆。
生產LED芯片經常導致一些微小的“側壁”損壞,通常是在250x250微米(um)的LED芯片上出現(xiàn)約1-2um的缺陷。但是,制造Micro-LED所需的LED芯片小至5x5um,2um的側壁缺陷已經足以導致破壞性的影響,留下的可用面積極其微小,大約僅占總芯片尺寸的4%。
微縮制程技術是指將原有的LED毫米級的長度微縮至預期目標10μm以下,即1-10μm,也叫μLED芯片技術。Micro-LED的μLED芯片與現(xiàn)有量產的LED紅藍黃芯片相比,在材質和外延工藝上通用。差別之處以及相應的技術難點在于:
(1)Micro-LED需要用到微米級別的LED制程,現(xiàn)有的LED芯片量產工藝及設備無法滿足μLED芯片加工要求。
(2)μLED芯片需要做襯底剝離,現(xiàn)有的激光剝離襯底工藝,成本高、效率低,需要開發(fā)適合于μLED芯片的襯底剝離技術。μLED芯片尺寸縮小到了10μm,但是現(xiàn)有設備的加工極限在100μm以上,需要開發(fā)更高精度的工藝和設備。
巨量轉移技術
巨量轉移必須突破的瓶頸包括設備的精密度、轉移良率、轉移時間、制程技術、檢測方式、可重工性及加工成本。
巨量轉移方面的技術難點有兩個部分:
(1)轉移的僅僅是已經點亮的LED晶體外延層,并不轉移原生基底,搬運厚度僅有3%,同時Micro-LED尺寸極小,需要更加精細化的操作技術。
(2)一次轉移需要移動幾萬乃至幾十萬顆LED,數(shù)量巨大,需要新技術滿足這一要求。
目前巨量轉移技術,主要有幾大技術流派:
精準抓取(Fine Pick/Place)派,包括:靜電吸附(Static Electrostatic),范德華力(Van Der Walls force),電磁力/磁力(Electromagnetic/Magnetic);
選擇性釋放(Selective Release)派,包括激光剝離(Laser ablation);
自組裝(Self-Assembly)派,包括流體自組裝(Fluid self assembly);
及轉印(Roll Printing)派。
還有黏附層(Adhesive layer);真空吸附(Vacuum);超聲釋放式(Ultrasound Release)等。
目前Micro-LED巨量轉移技術可謂是百花齊放,并且均有不同技術特性,因此針對不同的顯示產品可能會有相對適合的解決方案。
2018年3月,初創(chuàng)企業(yè)X-Celeprint提交了關于他們的微轉印技術(μTP技術)的論文。
μTP技術最初是由美國Illinois University的John A. Rogers等人利用犧牲層濕蝕刻和PDMS轉貼的技術,將Micro-LED轉貼至可撓式基板或玻璃基板上來制作Micro-LED陣列的技術,該技術于2006年Spin-out給Semprius公司,而2013年X-Celeprint獲得Semprius技術授權,并于2014年初開始正式運營。
用最簡單的語言來描述微轉印技術,就是使用彈性印模(stamp)結合高精度運動控制打印頭,有選擇地拾取(pick-up)微型器件的大陣列,并將其打印(放置)到替換基板上。首先,在“源”晶圓上制作微型器件(芯片),然后通過移除半導體電路下面的犧牲層獲得“釋放”。隨后,一個微結構彈性印模(與“源”晶圓匹配)被用于拾取微型器件,并將這些微型器件打印(放置)在目標基板上。
通過改變打印頭的速度,可以選擇性地調整彈性印模和被打印器件之間的黏附力,最終控制裝配工藝。當印模移動較快時,黏附力變得很大,得以“拾取”被打印元件,讓它們脫離基板;相反,當印模遠離鍵合界面且移動較慢時,黏附力變得很小,被打印元件便會“脫離”,然后“打印”在接收面上。
印模通過設計,可以實現(xiàn)單次拾取和打印操作,轉移成千上萬個分立元器件,因此這項工藝流程可以實現(xiàn)大規(guī)模并行處理。例如,240平方微米的芯片被放置在間距為250um的晶圓上,需要把芯片“打印”(放置)到間距為2mm的新表面上,印模上的末端(參考下圖轉印印模)就會被制作成2mm的間距,然后從晶圓上拾取1、8、16等芯片,一次打印完成后再回來拾取2、9、17等芯片。
該技術已經在眾多“可印刷”微型器件中得到驗證,包括激光、LED、太陽能電池和各種IC材料(硅、砷化鎵、磷化銦、氮化鎵和包括金剛石在內的介電薄膜)的集成電路。
還有超聲釋放式Micro-LED巨量轉移方法,包括如下步驟,A、轉移準備,轉移基板水平放置,轉移基板的下表面富有彈性膜,Micro-LED晶片粘附在彈性膜的表面,在平放轉移基板的上表面的位置設有超聲發(fā)生單元,在該超聲發(fā)生單元表面安裝有超聲換能器;B、選擇對齊,超聲發(fā)生單元與轉移基板上某處Micro-LED晶片對齊,通過超聲換能器實現(xiàn)直接接觸;C、形變釋放,超聲作用在某些特定位置時,該處的彈性膜產生變形,在Micro-LED晶片背面拱起,使晶片脫離轉移基板,在重力作用下落到目標襯底上;D、持續(xù)釋放,釋放轉移基板某處Micro-LED晶片后,超聲發(fā)生單元移動到下一釋放位置,與該位置上的Micro-LED晶片對齊,釋放該處Micro-LED晶片。
巨量移轉技術為目前各大廠的專利布局重點,集中在靜電吸附、范德華力轉印、流體組裝、激光剝離、電磁力/磁力、黏附層、真空吸附。磊晶與芯片、全彩化、電源驅動、背板及檢測與修復技術,仍有許多專利布局空間。
鍵結技術
Micro-LED與TFT驅動背板的連接方式,主要研究方向有芯片焊接(chip bonding)、外延焊接(wafer bonding)和薄膜連接(thin film bonding)。
Chip bonding(芯片級焊接)
將LED直接進行切割成微米等級的Micro-LED chip(含磊晶薄膜和基板),利用SMT技術或COB技術,將微米等級的Micro-LED chip一顆一顆鍵接于顯示基板上。
Wafer bonding(外延級焊接)
在LED的磊晶薄膜層上用感應耦合等離子離子蝕刻(ICP),直接形成微米等級的Micro-LED磊晶薄膜結構,此結構之固定間距即為顯示像素所需的間距,再將LED晶圓(含磊晶層和基板)直接鍵接于驅動電路基板上,最后使用物理或化學機制剝離基板,僅剩4~5μm的Micro-LED磊晶薄膜結構于驅動電路基板上形成顯示像素。
Thin film transfer(薄膜轉移)
使用物理或化學機制剝離LED基板,以一暫時基板承載LED磊晶薄膜層,再利用感應耦合等離子離子蝕刻,形成微米等級的Micro-LED磊晶薄膜結構;或者,先利用感應耦合等離子離子蝕刻,形成微米等級的Micro-LED磊晶薄膜結構,再使用物理或化學機制剝離LED基板,以一暫時基板承載LED磊晶薄膜結構。
最后,根據(jù)驅動電路基板上所需的顯示像素點間距,利用具有選擇性的轉移治具,將Micro-LED磊晶薄膜結構進行批量轉移,鍵接于驅動電路基板上形成顯示像素。
彩色化方案
Micro-LED的彩色化是一個重要的研究方向。在當今追求彩色化以及其高分辨率高對比率的嚴峻趨勢下,世界上各大公司與研究機構提出多種解決方式并在不斷拓展中。主要的幾種Micro-LED彩色化實現(xiàn)方法,包括RGB三色LED法、UV/藍光LED+發(fā)光介質法、光學透鏡合成法。
RGB三色LED法
RGB-LED全彩顯示顯示原理主要是基于三原色(紅、綠、藍)調色基本原理。眾所周知,RGB三原色經過一定的配比可以合成自然界中絕大部分色彩。同理,對紅色-、綠色-、藍色-LED,施以不同的電流即可控制其亮度值,從而實現(xiàn)三原色的組合,達到全彩色顯示的效果,這是目前LED大屏幕所普遍采用的方法。
在RGB彩色化顯示方法中,每個像素都包含三個RGB三色LED。一般采用鍵合或者倒裝的方式將三色LED的P和N電極與電路基板連接,具體布局與連接方式如下圖所示。
之后,使用專用LED全彩驅動芯片對每個LED進行脈沖寬度調制(PWM)電流驅動,PWM電流驅動方式可以通過設置電流有效周期和占空比來實現(xiàn)數(shù)字調光。例如一個8位PWM全彩LED驅動芯片,可以實現(xiàn)單色LED的2^8=256種調光效果,那么對于一個含有三色LED的像素理論上可以實現(xiàn)256*256*256=16,777,216種調光效果,即16,777,216種顏色顯示。具體的全彩化顯示的驅動原理如下圖所示。
但是事實上由于驅動芯片實際輸出電流會和理論電流有誤差,單個像素中的每個LED都有一定的半波寬(半峰寬越窄,LED的顯色性越好)和光衰現(xiàn)象,繼而產生LED像素全彩顯示的偏差問題。
UV/藍光LED+發(fā)光介質法
UV LED(紫外LED)或藍光LED+發(fā)光介質的方法可以用來實現(xiàn)全彩色化。其中若使用UV Micro-LED, 則需激發(fā)紅綠藍三色發(fā)光介質以實現(xiàn)RGB三色配比;如使用藍光Micro-LED則需要再搭配紅色和綠色發(fā)光介質即可,以此類推。該項技術在2009年由香港科技大學劉紀美教授與劉召軍教授申請專利并已獲得授權(專利號:US 13/466,660, US 14/098,103)。
發(fā)光介質一般可分為熒光粉與量子點(QD: Quantum Dots)。納米材料熒光粉可在藍光或紫外光LED的激發(fā)下發(fā)出特定波長的光,光色由熒光粉材料決定且簡單易用,這使得熒光粉涂覆方法廣泛應用于LED照明,并可作為一種傳統(tǒng)的Micro-LED彩色化方法。
熒光粉涂覆一般在Micro-LED與驅動電路集成之后,再通過旋涂或點膠的方法涂覆于樣品表面。下圖則是一種熒光粉涂覆方法的應用,其中(a)圖顯示一個像素單元中包含紅綠藍4個子像素,圖(b)則顯示了Micro-LED點亮后的彩色效果。
該方式直觀易懂卻存在不足之處,其一熒光粉涂層將會吸收部分能量,降低了轉化率;其二則是熒光粉顆粒的尺寸較大,約為1-10微米,隨著Micro-LED 像素尺寸不斷減小,熒光粉涂覆變的愈加不均勻且影響顯示質量。而這讓量子點技術有了大放異彩的機會。
量子點,又可稱為納米晶,是一種由II-VI族或III-V族元素組成的納米顆粒。量子點的粒徑一般介于1~10nm之間,可適用于更小尺寸的Micro-display。量子點也具有電致發(fā)光與光致放光的效果,受激后可以發(fā)射熒光,發(fā)光顏色由材料和尺寸決定,因此可通過調控量子點粒徑大小來改變其不同發(fā)光的波長。
當量子點粒徑越小,發(fā)光顏色越偏藍色;當量子點越大,發(fā)光顏色越偏紅色。量子點的化學成分多樣,發(fā)光顏色可以覆蓋從藍光到紅光的整個可見區(qū)。而且具有高能力的吸光-發(fā)光效率、很窄的半高寬、寬吸收頻譜等特性,因此擁有很高的色彩純度與飽和度。且結構簡單,薄型化,可卷曲,非常適用于micro-display的應用。
目前常采用旋轉涂布、霧狀噴涂技術來開發(fā)量子點技術,即使用噴霧器和氣流控制來噴涂出均勻且尺寸可控的量子點,裝置與原理示意圖如圖所示。將其涂覆在UV/藍光LED上,使其受激發(fā)出RGB三色光,再通過色彩配比實現(xiàn)全彩色化,如圖所示。
但是上述技術存在的主要問題為各顏色均勻性與各顏色之間的相互影響,所以解決紅綠藍三色分離與各色均勻性成為量子點發(fā)光二極管運用于微顯示器的重要難題之一。
光學透鏡合成法
透鏡光學合成法是指通過光學棱鏡(Trichroic Prism)將RGB三色Micro-LED合成全彩色顯示。具體方法是是將三個紅、綠、藍三色的Micro-LED陣列分別封裝在三塊封裝板上,并連接一塊控制板與一個三色棱鏡。
之后可通過驅動面板來傳輸圖片信號,調整三色Micro-LED陣列的亮度以實現(xiàn)彩色化,并加上光學投影鏡頭實現(xiàn)微投影。整個系統(tǒng)的實物圖與原理圖、顯示效果如圖所示。
6、各大企業(yè)的布局
據(jù)賽迪研究院2019年研究報告,目前全球Micro-LED的開發(fā)機構已經超過140余家。Yole Développement 專利研究報告顯示,華星光電、京東方、中科院長春光機所、歌爾股份是中國大陸Micro-LED研發(fā)較為活躍的企業(yè)和機構。此外,三安光電等企業(yè)已布局了Micro-LED產業(yè),三安光電將Micro-LED視作未來重點發(fā)展方向。
Google在2017年藉由投資瑞典制造商Glo,取得了進入Micro-LED的門票。瑞典的一家網(wǎng)站報導Glo通過直接授權Google獲得了1,500萬美元,也讓Google取得Glo約13%以上的股權。Google投資Glo之舉反映業(yè)界對于這項得以實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(VR)眼鏡、手機與平板計算機的新興顯示器技術興趣日益增加。
率先讓Micro-LED浮出臺面的是Apple于2014年收購Luxvue——這是一家為消費電子應用開發(fā)低功耗Micro-LED顯示器的新創(chuàng)公司。Apple對于Luxvue的投資造成市場開始傳聞和猜測Apple將力推Micro-LED。
Facebook的Oculus Rift VR業(yè)務部門也在2016年收購了一家名叫InfiniLED的新創(chuàng)公司,該公司在2011年從愛爾蘭廷德爾國家研究所(Tyndall National Institute)獨立出來。
一連串圍繞著Micro-LED新創(chuàng)公司展開大量投資和收購的活動,反映技術產業(yè)永無止境地追求新一代顯示技術。
在這些參與廠商中,Virey觀察到,Apple (在收購Luxvue之后)目前擁有最廣泛的Micro-LED專利組合。而LG和華為也是強大的競爭對手。
Sony同樣是Micro-LED技術的早期開發(fā)商。該公司自2008年以來致力于Micro-LED的創(chuàng)新,并曾在2012年CES展示55英寸的全高分辨率(Full HD) Micro-LED電視原型。但Virey說,Sony自那次之后的發(fā)展重心似乎轉向了大尺寸屏幕的工業(yè)/商用市場。
各主要科研企業(yè)Micro-LED技術發(fā)展情況
三星插旗Micro-LED市場
三星在CES 2018上展示一款146英寸屏幕的Micro-LED電視,稱為'The Wall'。雖然三星稱之為Micro-LED,但三星在CES的原型采用的是120μm×200μm的LED晶片。據(jù)Virey的觀察,三星的The Wall更準確地說應該算是'miniLED',因為要說它是'micro'又太大了。Yole估計,三星的146英寸The Wall電視的成本大約在20萬到25萬美元之間。
然而,三星承諾將在2019年推出基于Micro-LED的低成本版"消費型4K電視"新設計。新版本將包含30μm x 50μm的LED晶片。
在過去十年中,三星電子在韓國一共申請了24件Micro-LED專利,三星顯示器公司申請了24個專利。
雖然較晚進軍Micro-LED市場,三星仍一直“積極地尋找可收購或授權技術的公司”,比如投資了30%的臺灣公司錼創(chuàng)科技即PlayNitride所有權。該公司具備以Micro-LED芯片制作技術為首的巨量轉移技術、不良芯片檢出和維修技術。除了PlayNitride,三星2018年初還與三安光電(San’an Optoelectronics)達成項協(xié)議,計劃共同開發(fā)Micro-LED顯示器。
國星光電
2018年3月2日,國星光電隆重舉行“國星Micro&Mini LED研究中心”揭牌儀式。早在2015年,國星光電就開始布局Mini LED和Micro-LED技術,目前已取得階段性研究進展:Mini LED芯片技術積累成熟,已具備量產能力;高清Mini LED顯示產品已處于試產階段;P0.5及以下Mini LED顯示技術正在研發(fā)中;Mini LED背光方面,正和一些國際廠家合作開發(fā)。下一步,國星Micro&Mini LED研究中心將在現(xiàn)有研究成果的基礎上,依托和整合LED芯片及LED封裝技術,實現(xiàn)P0.5以下Mini LED顯示量產技術的開發(fā)、Mini LED背光顯示模組的開發(fā)、柔性曲面Mini LED封裝顯示技術的開發(fā)、Micro-LED芯片及相關技術的開發(fā)
蘋果主要動作
2014年收購LuxVue 科技公司
倚重中國臺灣地區(qū)工程師,鴻海集團更是蘋果仰賴的伙伴
建“秘密工廠”,研發(fā)Micro-LED顯示屏
至2017年12月,蘋果擁有的Micro-LED專利家族數(shù)量為62項。再就專利組成而言,蘋果在如轉移和互連(Transfer & interconnect)、畫數(shù)或顯示架構與驅動(pixel or display architecture & driving),以及顯示器中傳感器(sensors in display)等范疇,都擁有相當?shù)膶@易鍞?shù)。
其中,基于LuxVue核心的微機電系統(tǒng)(MEMS)微芯片轉移技術,而發(fā)展出來的轉移、組裝和互連等專利家族數(shù),就有40多項。此外,蘋果也擁有如提高Micro-LED芯片效率、色彩轉換∕產生、光管理、畫數(shù)或顯示架構、測試,以及傳感器整合等其它各項關鍵技術專利。
近日外媒報道稱蘋果 Apple Watch將采用Micro-LED 顯示器,最快2020年推出。目前,蘋果已與錼創(chuàng)、錸寶公司合作,組裝Micro-LED 顯示器。由錼創(chuàng)提供晶片,錸寶組裝顯示器。
LG
看到老對手三星在Micro-LED電視上的舉動后,LG也不甘示弱,加緊對Micro-LED電視的布局。在2018年的柏林國際電子消費品展覽會(IFA展)上,LG更是直接搬出了一臺175英寸“巨無霸”Micro-LED電視,比之前三星發(fā)布的146英寸“THE Wall”還要大不少,并且更輕薄。
據(jù)悉,LG集團目前由LG電子主導Micro-LED技術,2015年已完成Micro-LED全彩化顯示產品,采用RGB Micro-LED和軟性基板于約3英寸屏幕大小達成3000 ppi的產品。
“LG主要動作
·向歐盟申請三項新商標,皆與Micro-LED面板有關,分別為XμLED、SμLED與XLμLED
·在IFA展上,LG推出一臺175英寸“巨無霸”Micro-LED電視”
2018年3月LG已向歐盟申請三項新商標,皆與Micro-LED面板有關,分別為XμLED、SμLED與XLμLED,可見LG也在積極布局。
而在過去十年中,LG電子公司申請了29個Micro-LED專利,LG顯示器公司的申請數(shù)量則為35個。
Sony
作為Micro-LED技術的先驅者,Sony產品布局是以高階商用型大尺寸顯示屏幕產品為主要目標,主打高階家庭和電影院投影場景應用,以與OLED競爭。像是CES 2017展Sony展出的CLEDIS顯示器,正是以144片Micro-LED拼接而成。
“Sony主要動作
·CES2012展上,Sony就推出Crystal LED Display技術
·2016年,Sony改變策略重新推出拼接型顯示屏幕,并將該項技術命名為CLEDIS
·CES 2017展,Sony展出的CLEDIS顯示器,以144片Micro-LED拼接而成”
Sony早在CES 2012展中便已推出Crystal LED Display技術,采用622萬顆微型LED顆粒導入55英寸(1920×1080×3)電視,但造價相當昂貴,加上巨量轉移相關技術尚未成熟,以致生產良率低且耗時費工,無法實現(xiàn)量產。2016年Sony改變策略重新推出拼接型顯示屏幕,并將該項技術命名為CLEDIS,確立借由Micro-LED專攻大尺寸顯示器市場的策略。
鴻海集團
隨著Micro-LED受業(yè)界關注程度增加,鴻海集團自2017年起積極布局,已投資美國Micro-LED企業(yè)eLux,并陸續(xù)找夏普、群創(chuàng)、榮創(chuàng)入股eLux。統(tǒng)計顯示,群創(chuàng)、榮創(chuàng)分別持有13.64%、9.09%股權,凸顯鴻海董事長郭臺銘對群創(chuàng)與榮創(chuàng)發(fā)展Micro-LED高度仰賴。
2017年5月鴻海對外公告,公司通過子公司CyberNet投資約資1,000萬美元取得eLux部分股份,投資后,CyberNet預計將持股45.45%、群創(chuàng)將持股13.64%,榮創(chuàng)將持股9.09%,屆時泛鴻海集團將成為eLux最大股東。eLux是一家成立于2016年10月的美國新創(chuàng)公司,登記地址為美國德拉瓦州,而實際地點位于美國華盛頓州南邊的小鎮(zhèn)Camas。eLux與日本夏普的淵源很深,執(zhí)行長Jong-Jan Lee與技術長Paul Schuele均出自夏普美國實驗室(Sharp Laboratories of America),連地址也與夏普美國實驗室完全一樣。
(來源:臺經濟日報)
此前,鴻海旗下Micro-LED新創(chuàng)公司就透露,流體裝配與定位技術已取得專利,可實現(xiàn)最大裝配速度,是技術一大突破。
同樣瞄準Micro-LED巨量轉移,比利時微電子研發(fā)機構愛美科(Imec)傳出主動找上隸屬泛鴻海集團的帆宣,要共同合作開發(fā)“晶粒布植機”實驗機臺,讓帆宣被看好成為鴻海集團布局Micro-LED的關鍵要角。
有業(yè)界預測,蘋果與鴻海集團緊密合作,群創(chuàng)、榮創(chuàng)將扮演先鋒。榮創(chuàng)是鴻海集團重要的LED轉投資公司,配合集團資源整合,與群創(chuàng)、夏普等面板客戶合作,積極開發(fā)Mini LED背光面板。榮創(chuàng)也正積極開發(fā)Micro-LED技術,全力朝量產目標前進。
業(yè)界預期,隨著eLux取得Micro-LED重大技術突破,群創(chuàng)、榮創(chuàng)等也將扮演要角,全力助攻鴻海搶蘋果新世代面板商機。
三安光電
作為中國LED芯片巨頭,三安光電在Micro-LED領域也不甘人后,目前申請Micro-LED相關專利約27件。
除了和三星達成戰(zhàn)略合作,為三星面板提供獨家供應商外,三安光電還計劃建立首條Micro-LED外延片和芯片生產線。
有消息稱,三安已經開發(fā)出了直徑為20微米的Micro-LED產品;與此同時,三安還將生產4微米LED和10微米的LED倒裝芯片。三安計劃在2019年年底前開始生產用于智能可穿戴設備、100英寸以上大尺寸面板和汽車尾燈等小尺寸面板的Micro-LED產品。
2019年4月25日,三安光電宣布與湖北省葛店經濟技術開發(fā)區(qū)管理委員會簽訂項目投資合同,投資總額120億元。根據(jù)合同約定,三安光電將在湖北省葛店經濟技術開發(fā)區(qū)管理委員會轄區(qū)內投資興辦III-V族化合物半導體項目,主要生產經營Mini/Micro-LED外延與芯片產品及相關應用的研發(fā)、生產、銷售。據(jù)悉,該項目建成達產后,形成年產Mini LED芯片210萬片、Micro-LED芯片26萬片的研發(fā)制造能力。
京東方
2017年11月,京東方首次公開了已開展對Micro-LED技術的研究,并取得一定進展。
2019年初,京東方宣布與美國公司 Rohinni 將成立Micro-LED合資公司,主要開展Mini LED背光解決方案和Micro-LED顯示器的研發(fā)。據(jù)了解,這家合資公司將設在中國,并將由京東方控股,在初期將專注于大尺寸消費電子產品(32英寸以上的顯示器)以及工業(yè),汽車和其他市場。
華星光電
2018年,華星光電在第二十屆中國國際高新技術成果交易會上推出了全球首款基于IGZO-TFT玻璃透明基板的AM-Mini LED RGB全彩顯示屏,為開發(fā)大尺寸Micro-LED背板及顯示做了很好的突破和示范。
在2019年美國國際顯示周及SID年會展上,華星光電展示了3.5英寸IGZO TFT主動式Micro-LED顯示屏,作為全球首次將 IGZO技術應用于Micro-LED顯示的產品。
2018年3月29日,歐司朗在其官網(wǎng)披露了一則知識產權相關消息。歐司朗光電半導體最近與X-Celeprint簽署了技術和專利許可協(xié)議,且此項協(xié)議涉及X-Celeprint公司的Micro-Transfer-Printing (μTP)技術。
重慶惠科與Mikro Mesa在2017 年2月共同打造了Micro-LED面板實驗室。
7、市場前景
根據(jù)LEDinside研究報告數(shù)據(jù)顯示,Mini LED顯示將應用于電視、手機、車載顯示、數(shù)字顯示(商業(yè)廣告與顯示等),預估2025年市場規(guī)模為10.7億美元;而Miro LED顯示將應用于電視、手機、AR/VR、車載顯示、可穿戴電子、數(shù)字顯示(商業(yè)廣告與顯示等),預估2025年市場規(guī)模為28.9億美元。
而Micro-LED在諸多顯示技術中的優(yōu)越性不言而喻,國內外科技企業(yè)、LED企業(yè)、顯示企業(yè)加大對Micro-LED布局,Micro-LED市場有望迎來快速發(fā)展。GGII預計Micro-LED將在2020年迎來爆發(fā)性增長,2020年全球市場規(guī)模有望達到14.1億元。
8、鳴謝
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