Micro LED商业化进展如何?一文了解Micro LED各应用的最新发展进程
在超高清显示时代对画质和分辨率等规格提出更高要求的背景下,Micro-LED技术被业内誉为下一代显示技术,代表着显示技术未来的一个重要发展方向。
MicroLED是新型显示领域中技术最先进、成长前景最广阔的细分领域之一。9月5日,工业和信息化部、财政部发布《关于印发电子信息制造业2023—2024年稳增长行动方案的通知》提出,在新型显示方面,面向新型智能终端、文化、旅游、景观、商显等领域,推动AMOLED、Micro LED等扩大应用。
Micro LED在大型显示器的市场最具爆发力
Micro LED在大型显示器的市场最具爆发力,主因是技术门坎相对较低,预估2024年在Micro LED电视与大型显示器应用上,其芯片产值将达到23亿美元。
现阶段 Micro LED电视及大型显示器多半属于传统的LED显示屏架构,以RGB LED封装搭配传统被动式(PM)驱动方式,不仅成本偏高,且点间距的缩小幅度有限,目前仅能应用在商用显示器领域。近年许多面板厂与品牌厂纷纷研发更具成本竞争力的主动式驱动(AM)方案,使用TFT玻璃背板制程,达到寻址控制像素的目的,电路设计较简单且所使用的布线空间也较少,以满足Micro LED电视高分辨率的规格需求。
目前韩国三星与LG,中国台湾地区群创(INNOLUX),友达(AUO),以及中国大陆的天马、华星光电皆已展示过AM驱动的相关显示器应用。至于LED光源部分,有别于传统LED显示屏采用RGB LED封装,三星选择与台厂镎创(PlayNitride)合作,采用RGB LED芯片搭配巨量转移制程来实现全彩化的Micro LED显示器;而台湾地区面板厂商友达、群创,则同时采用蓝光LED芯片搭配量子点或荧光粉的色转化技术。
然而,Micro LED显示器的成本取决于分辨率以及芯片尺寸,由于未来的分辨率要求更高,故芯片使用量将大幅增加。因此电视、显示屏应用的Micro LED芯片用量将远比其他应用多,举例来说,以一台75吋大型显示器的4K分辨率来说,至少需要使用到2400万颗的RGB Micro LED芯片当作子像素作排列,因此从Micro LED芯片至巨量转移的制程加工及材料成本将会居高不下。
因此,TrendForce集邦咨询表示,Micro LED电视与大型显示器的技术与成本问题,将会是短期内进入市场的最大的挑战,由于未来电视将会朝大尺寸及高分辨率发展,将会增加Micro LED制程中的巨量转移、背板、驱动、芯片、检测及维修等技术的困难性,待技术克服后,未来Micro LED成本能否快速下降,才有机会进入主流显示器领域。
智慧手表是Micro LED目前最值得期待的应用
在大型显示之外,智慧手表是Micro LED目前最值得期待的应用。在今年初传出苹果的Apple Watch将会应用Micro LED技术之后,Micro LED穿戴设备应用的关注度再度提升。
在知名品牌的影响下,今年Micro LED智能手表显示屏产品频繁冒出,例如友达、錼创等厂商纷纷展出约为1.4英寸大小的Micro LED显示屏,并且大部分采用15μm x 30μm的芯片。
TrendForce集邦咨询认为,这类Micro LED产品所需芯片数量较少,对于巨量转移等生产技术的要求门坎相对低,因此产品有望在今年内实现量产。
邱宇彬则指出,Micro LED在智慧手表上的应用令人期待,但该应用对于提升Micro LED需求的影响有限,这主要有四方面的原因:
一是智慧手表市场较小,TrendForce集邦咨询预测,2023年智慧手表出货量为1.43亿台。
二是智慧手表的分辨率较低,且显示屏尺寸仅为1.4~1.9英寸,对于Micro LED芯片需求量较小(单块面板需约60~70万个)。
三是智慧手表市场集中度不高,苹果占据最大市场份额(30%),其次是三星、小米、华为等,未来真正有机会扩大Micro LED智慧手表产品规模的品牌不多。
四是Micro LED技术的导入将提升智慧手表价格,过高的售价或影响消费者对于产品的购买欲望。
智慧手表能否真正成为大规模提升Micro LED需求重要应用,仍需观望。
未来:AR眼镜、车载显示
展望未来,Micro LED重点应用落在AR眼镜、车载显示领域。
相较AR眼镜较为常用的LCD、LCOS、DLP、LBS、Micro OLED显示技术,Micro LED具有高像素、高亮度、高色纯度、低能耗的特点,此外Micro LED可将光机的体积变得更小,在不影响眼镜外观情况下,保持高显示性能。
目前在AR眼镜上,Micro LED技术面临问题较多,如5*5μm芯片尺寸下的红光效率,Micro LED全彩化显示问题等,行业正在探索解决方案中。
在全彩化显示问题上,部分企业尝试原生RGB路线,例如JBD采用红绿蓝三片芯片组成S-CUBE光机;为减小光机体积,部分企业将红蓝绿芯片放在同一片背板上;为保证红蓝绿芯片发光效率,麻省理工采用了垂直堆叠芯片的方式达成全彩显示效果。
同时,也有企业采用色转换的路线,将蓝光LED添加量子点材料转换为绿光、红光,以简化的制造流程达成全彩显示。但发光效率、量子点材料寿命、稳定性等问题尚需解决。
总的来看,在AR眼镜这类微型显示应用上,企业仍在探索有效的Micro LED技术解决方案。但随着时间推移,这些问题将被慢慢克服,未来AR眼镜仍是Micro LED关键应用之一。
车载显示作为Micro LED的另一未来应用也值得关注。邱宇彬认为,Micro LED在车载显示领域拥有更大的成本挥洒空间,是Micro LED切入市场的一个较好的捷径。
近年,錼创、友达、群创、天马等面板厂商多次向市场展示了车载Micro LED透明屏的各种可能性。
在汽车上,Micro LED可用作窗户的透明显示,向乘客和行人传达信息,也可用作HUD抬头显示。相较OLED技术,Micro LED具有高亮度、稳定度特点,且透明度可达到70%以上,可保证乘客安全的同时获取实时驾驶信息,是未来两三年Micro LED在车载显示布局的方向。
最后
Micro LED在智能手机、智能手表和车载等设备中的应用潜力很大。虽然Mini LED也被广泛认为是一种可行的技术选择,但由于其厚度较大且价格上涨,Mini LED在某些设备上并不合适。相比之下,Micro LED是更好的选择,尤其是在苹果设备的背光组件中。Micro LED在平板电脑和笔记本电脑中等其他设备中同样具备良好应用前景。
Micro LED技术在芯片制造、转移和组装方面正面临一些挑战,其中成本问题是关键之一。现阶段,技术转移和组装能够降低成本并提高生产效率。此外,多打印头工具等新兴工具能够更高效地生产,并且让芯片的尺寸更小。
Micro LED技术的商业化进展和市场前景充满光明。目前已经有一些投入生产的Micro LED工厂,未来几年还将有数以万计的Micro LED面板实现投产。
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