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【芯视野】天价Micro LED电视成本有望减半,明年市场将大爆发?

来源:爱集微

#芯视野#

#面板#

07-12 16:27

集微网报道(记者 无剑芯)高成本一直制约Micro LED市场的发展。近期利亚德发布的Micro LED电视新品起步价88万元,让绝大多数人望而却步。但是近日有行业人士预计明年Micro LED成本将下滑50%以上,市场有可能迎来大爆发。

利亚德Micro LED电视新品系列

各类企业抢抓Micro LED新机遇

Micro LED是指LED显示屏微缩化至微米级的显示技术,具有低功耗、高亮度、高色彩饱和度、高对比度、宽视角、长寿命、自发光、高能效、无缝拼接等优势,有可能成为下一代显示技术。

Micro LED将推动VR/AR行业的发展。中国科学院院士郑有炓强调,Micro LED功耗约为LCD的10%,OLED的50%,可提升移动终端续航能力,亮度是OLED的30倍,响应速度可达到纳秒级别,支持任意尺寸、任意形状和不同分辨率的显示器,满足多元化与VR/AR等新兴应用的迫切需求,将迎来新的发展机遇。

同样,Micro LED在超大尺寸显示应用市场将有更大作为。康佳集团显示设计与工业设计中心总经理林伟瀚指出,由于OLED和LCD玻璃切割尺寸限制,Micro LED在98英寸以上尺寸市场优势将更加明显。2021年,Micro LED电视将在80英寸以上尺寸市场占据0.1%的市场份额,到2023年有望达到1.1%,到2027年将占比将提高至10%。

面对Micro LED巨大的市场前景,京东方、天马、TCL华星、维信诺、康佳等纷纷涌入。

京东方在Mini/Micro LED领域已经深耕5年以上的时间,几千名员工正在积极推进玻璃基Micro LED产品化。京东方研发出玻璃基AM Micro LED,其峰值亮度超过1500尼特,对比度可达100万:1,可实现任意尺寸拼接。

京东方科技集团副总裁、半导体技术科学家、显示与传感器件研究院院长袁广才透露,京东方将继续丰富Mini/Micro LED Display产品线,2021年计划研发出COG P0.9、COB P1.2、COG P0.6、COB P0.9、COG P0.4产品,未来还将研发COG P0.4以下的产品,以满足全应用场景的需求。

维信诺在Micro LED领域持续突破,2018年展出单色Micro LED样品,2019年开发出1.5英寸60PPI彩色Micro LED,2021年进一步研发出1.5英寸200PPI彩色RGB Micro LED,亮度达到1000nit以上。截至目前,维信诺具有LTPS驱动背板、巨量转移、检测、修复、膜组等专利500多件,并正在积极搭建Micro-LED显示器件及模组试验线和中试线。

天马7.56英寸透明AM Micro LED

天马已经展出7.56英寸柔性Micro LED、5.84英寸Micro LED和7.56英寸透明AM Micro LED。其中7.56英寸柔性Micro LED利用在玻璃基板上制作柔性PI衬底,通过特殊的柔性面板设计,搭配Micro LED芯片巨量转移制程等多道制程,实现主动式驱动柔性Micro LED显示。天马创新中心负责人秦锋表示,天马目前正与客户合作开展Micro LED量产可行性的研发。

TCL华星与三安光电成立联合实验室聚焦Micro LED技术开发,推动公司在该领域从材料、工艺、设备、产线方案到自主知识产权的生态布局,并形成Micro LED商业化规模量产的工艺流程解决方案。去年,TCL华星展出4英寸IGZO玻璃基AM Micro LED显示屏,该屏幕采用巨量转移技术,具有高亮度、高色域、高对比度,可实现双面显示。

康佳2英寸Micro LED微晶屏

康佳基于自主的HMT巨量转移技术研发出P0.375玻璃基Micro LED、2英寸Micro LED微晶屏,其中Micro LED微晶屏LED芯片仅30微米,间距仅0.12毫米,是目前全球LED芯片间距最小的Micro LED显示屏。

Micro LED存七大技术挑战

目前,厂商虽然展出了一系列Micro LED样品,但是Micro LED产业化还存在LED外延片与芯片、大面积化、巨量转移、玻璃基驱动、低温键合、检测与修复、彩色化方案等七大挑战。

LED外延片与芯片应用于玻璃基主动驱动显示装置时,LED发光器件本身存在四大主要问题:第一,在相同的电流密度情况下,LED色度效率比OLED的更低;第二,随着LED芯片尺寸缩小,外量子效率会随之下降;第三,随着温度提高,红色LED芯片效率会降低;LED发光波长(波峰)会随着电流密度的变化而变化。袁广才指出,Micro LED颜色、亮度、性能会随电流密度变化而变化,所以Micro LED不能沿用OLED通过控制电流来实现低灰阶,还需要解决很多技术问题才有机会使Micro LED达到OLED的显示效果。

目前,受晶圆尺寸的限制,Micro LED要大面积化需要依靠拼接。而要通过任意拼接实现Micro LED大尺寸化,还面临无缝拼接技术以及侧面连线工艺挑战。秦锋指出,玻璃基板不像PCB基板易于穿孔走线,需采用侧面走线结合IC背板工艺来实现无边框拼接。而且随着像素Pitch减小,为保持无边框,侧面走线区空间缩小,走线Pitch也会减小,对切割、磨边、侧面走线等相关工艺都是很大挑战。

巨量转移技术是Micro LED产业化的瓶颈。目前,巨量转移技术包括激光或光学方式转移、静电吸附方式、相变化转移方式、范德瓦耳斯力转移、流体转配方式等,但目前成熟度、良率都无法达到Micro LED量产水平,导致Micro LED修复成本十分昂贵。袁广才强调,截至目前,还没有一种适合的巨量转移技术,能够满足未来Micro LED产品化需求,巨量转移技术还需要突破芯片分选、转移良率、转移时间、制程技术、检测方式、失效芯片修复等难题。

玻璃基板相比于传统的PCB基板具有低成本、大尺寸、高精度优势,更容易实现高PPI Micro LED。目前可应用于Micro LED的玻璃基板主要有三种:LTPS TFT、IGZO TFT、LTPO TFT,其中LTPS TFT具有高迁移率优势,但是受到世代线的限制,从成本层面上考虑不适合10英寸及以上尺寸产品;IGZO TFT适合大尺寸应用,但是还需要提升迁移率、稳定性,保证低功耗;LTPO TFT具有低功耗优势,但是工艺复杂,所以目前还没有出现同时具备大电流、高稳定、低功耗、低成本的玻璃基板技术,限制了Micro LED产品化以及大规模应用。

巨量转移和背板TFT无法对应高温键合,如何通过改进材料和结构实现低温键合成为关键。袁广才指出,巨量转移技术正在不断改进,至今还没有成熟的低温键合方案,京东方与合作伙伴正在积极研究中。

由于巨量转移良率一般无法达到100%,Micro LED检测和修复显得十分重要。LED测试包括光致发光测试以及电致发光测试,其中光致发光测试可以在不接触且不损坏LED芯片的情况下对LED芯片进行测试,但是无法发现所有瑕疵,可能降低后续的生产良率;相反的,电致发光测试通过通电LED芯片来进行测试,能够找出更多缺陷,却可能因接触而造成芯片损伤。而Micro LED由于芯片体积过小,难以使用传统测试设备,提高了检测难度,目前还没有理想的检测方案。

检测伴随着修复,针对Micro LED需要开发巨量修复技术,而激光由于光斑可控且效率较高,开发以激光为手段的巨量修复技术势在必行。目前修复方案包括冗余设计和移除+修补,其中冗余设计通过走线进行冗余设计,一个像素可放多个LED,修补制程简单,可进行一对一的修补,LED成本低,但是不适用于高分辨率的显示,因为修补速度慢;移除+修补方案采用激光或其他方式移除有缺陷的LED,然后再转移一个,这种方案可去除一个阵列区域的LED,进行阵列式修补,可同步进行短路线路的修补等,但是去除LED后原有位置的绑定材料可能无法使用,修复制程复杂,成本高。

色转换LED采用B LED+R、G色转换材料,当蓝色LED芯片温度升高,B LED内量子效率大于70%,外量子效率大于40%,在显示效果上明显优于R、G、B LED的显示,而且可以实现更低的功耗和更高的良率。袁广才认为,蓝光Micro LED与QD膜结合还不成熟,因为随着温度的变化,QD的外量子效率、寿命存在挑战,同时,颜色衰减速度对显示算法提出巨大挑战。

明年Micro LED市场将大爆发?

虽然Micro LED产业化存在巨大挑战,但是随着企业、资本不断涌入,Micro LED产业链已初具规模,技术路线呈现百花齐放的状态,产业化似乎即将来临。

林伟瀚认为,蓝光Micro LED+QD技术可以规避Micro LED红光效率低的问题,蓝光Micro LED+QD可能将率先产业化。而且随着红光LED效率以及转移效率的提升,RGB Micro LED也会实现产业化,

三安光电股份有限公司副总经理、技术中心总经理徐宸科对Micro LED产业同样保持乐观的态度。徐宸科指出,从三安光电的角度来看,巨量转移速度基本上可以达到30KK以上。随着Micro LED市场的发展,成本将大幅降低,明年Micro LED将大爆发。錼创科技首席执行官李允立也表示,明年客户需求量大,Micro LED成本将快速下滑,降幅有可能超过50%。

不过,袁广才对Micro LED持保守态度,他认为,虽然目前有不少企业展出了Micro LED样品,但是离真正的Micro LED还有一段距离,至少需要三到五年Micro LED才有可能进入产品化。

对于当前Micro LED投资过于分散现象,袁广才有些担忧。他表示,Micro LED有可能因为过度炒作而变成资本运作,让Micro LED产业提前进入一个万家争鸣的时代,最后成为昙花一现的技术。他认为,现阶段应该在Micro LED装备、材料、制程上重金投入才有机会突破。(校对/李映)

责编: 慕容素娟

无剑芯

作者

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