Micro LED难以量产 电视/手机领域应用受限

中国家电网 李慧楠 2023-02-10 17:31

  近日,随着“苹果Apple Watch将采用Micro LED”的传言四起,Micro LED技术再度受到资本的热炒。尽管Micro LED始终被认为是颠覆产业未来的新技术,但由于尚未成熟发展现状,搭载Micro LED的电子产品,尤其是在电视领域,仍未收获显著的市场份额。


  然而凭借着独特优势,包括更高亮度、刷新率、分辨率以及更低的功耗、更长的使用寿命、更宽的色域与更好稳定性等,Micro LED仍然吸引来众多科技巨头的大笔加码。此外,近年来在元宇宙概念风靡全球的影响下,AR眼镜亦成为了Micro LED又一孵化温床。


  因此,作为“兵家必争之地”,Micro LED每一次的技术革新,均被消费市场翘首以盼,然而在高成本的限制下,Micro LED能够真正完全走向市场仍是一大难题,而当未来Micro LED引领市场潮流时,又会碰撞出哪些新的火花呢?



  难以量产的背后


  资料显示,Micro LED也称为微米发光二极管,是将传统 LED(发光二极管) 结构进行矩阵化、微缩化,尺寸缩小至 1~10μm,通过巨量转移将固晶转移到基板上后,再利用物理沉积完成保护层和电极,最后封装而成。


  根据显示应用场景的不同,Micro LED芯片尺寸亦不一致。TCL电子研发中心光学系统工程师季洪雷博士团队在《液晶与显示》中指出,按照发光面积占像素面积的10%计算,在VR和AR应用时,Micro LED芯片的尺寸应为3-5μm;对于10-12英寸的平板显示器,按照300ppi的像素密度,对应的芯片尺寸为20-30μm;对于75寸大屏显示器,按照43ppi的像素密度,芯片尺寸在200μm左右。


  国海证券研报则指出,随着LED芯片尺寸的缩小,单位面积LED数量成倍增长,如何实现99.9999%的转移良率,且将每颗芯片的精准度控制在±0.5μm以内,是巨量转移技术的主要难点,使其成为制约Micro LED量产关键。


  那么何为巨量转移技术?简单来说,在Micro LED领域,是指当芯片在源基底上生长后,能够快速且精准将上百万或上千万颗微米级LED晶粒,转移至驱动电路基板上的过程。因此,高难度的转移过程也成为限制了Micro LED大规模生产障碍之一。


  此外,群智咨询(Sigmaintell)显示技术资深分析师陈学诚也告诉中国家电网记者,受成本、良率及终端价格多方面因素限制,Micro LED技术目前仍然处于发展初期,普及家用还需要较长发展周期,因此Micro LED实现量产也受到限制。


  虽然面临以上难点,但据国海证券研报指出,国产化的推进有助于降低 Micro LED 应用成本,并加速大规模商业化进程,另外,激光剥离转移技术是目前Micro LED巨量转移技术中最有潜力的技术路线,该技术不但保证转移效率,还能保障精度的技术方案,可用于任何尺寸版面板的转移,且在修复方面具有优势,可以与坏点剔除工艺相匹配,利于提高良率等。


  电视、手机领域应用受限


  受技术等因素的限制,搭载Micro LED消费电子产品,尤其是电视领域的市占率仍然很低,中国家电网记者查看发现,在京东购物平台上,一台三星110英寸Micro LED电视的价格高达上百万,在售价上,除了与LCD显示有着天壤之别外,还远高于当前风头正盛的激光电视的价格。


  另根据市场研究公司DSCC最新发布的报告显示,虽然目前市场上已经有一些Micro LED显示屏,但唯一实现商业化只有三星的Micro LED电视,且在未来五年内,Micro LED电视仍然会因为价格过高,而无法在电视领域获得较高的市场份额。


  同时,关于苹果Apple Watch或将采用Micro LED的消息,DSCC也预测,苹果将于2024年生产具备Micro LED显示屏的Apple Watch,并于2025年发布产品。但值得注意的是,搭载Micro LED显示屏的成本,或将是1.92英寸Apple Watch Ultra机型OLED显示屏的五倍,因此,过高的成本费用,也进一步说明,苹果在近年内将Micro LED应用于iPhone的希望不大。


  不过凭借独特的优势,Micro LED仍然被延申至可穿戴、AR/VR等领域,据悉,在CES消费电子展上,数款搭载Micro LED做为光引擎的智能AR眼镜均亮相。其中,TCL发布了雷鸟 AR 眼镜 Ray Neo X2,采用双目全彩Micro LED光波导显示屏,据雷鸟披露,相比于其他技术方案,Micro LED 最大优势是自发光、色域广、亮度高,同时光机足够小巧。


  三星显示总经理Kim Min woo曾表示,由于AR设备要匹配用户周围光线的亮度,把虚拟影像投射到现实世界中,需要亮度更高的显示器,因此Micro LED技术较OLED更加适合AR设备应用。此外,据Business Korea报道,三星和LG,目前均在集中力量为XR设备研发微显示器,众多分析师和研究机构也普遍预计,未来两年将有多款MR或XR设备推出。


  由此可见,尽管Micro LED技术目前仍在电视及智能手机上的应用受阻,但基于功能上的优势以及技术逐渐成熟,搭载Micro LED的产品也会逐步进入市场,彼时Micro LED还会在消费市场有哪些新期待呢?


  何时迎来增长爆发期?


  关于Micro LED何时迎来放量,陈学诚表示,由于Micro LED的技术成熟度和成本限制,普及商用还需较长时间,预计放量时间在2025年之后。另外,集邦咨询报告也预估,Micro LED显示应用芯片产值有望在2024年达5.42亿美元(约人民币38.97亿元),待2025年Micro LED技术成熟后,产值更是有望迎来爆发性增长。


  因此,在此背景下,为稳固和强化在显示产业链的布局,各大厂商如苹果、三星、索尼、LG、华星光电、京东方等公司亦加快对Micro LED的研发投入。据悉Micro LED发展至今已有三大阵营,分别包含以台厂为主的“富采(晶电、晶成、隆达)、友达与群创;陆厂主导两大阵营包括“京东方、华灿光电、BOE Pixey及京东方晶芯科技”,以及“华星光电、三安光电及芯颖显示”。


  值得关注的是,在2023年1月底,海信视像还披露公告称,因累计投资16.05亿元,公司已取得乾照光电的控制权,据悉,乾照光电主要产品为全色系 LED 外延片和芯片,而在此之前海信视像已拥有了华灿光电股份,因此,海信意图成为Micro LED技术领域新势力将更进一步。


  针对Micro LED未来几年在消费电子将诞生哪些新的期待,陈学诚告诉记者,由于AR产品需要与环境交互,要求高亮度、高PPI、轻重量、响应快速,因此可以采用单片集成结合CMOS工艺,这将成为Micro LED市场爆发的突破口之一;在车载方面,Micro LED透明、柔性显示的同时,仍可提供高亮度、高对比度,有望在车载尤其是HUD方面采用。


  此外,陈学诚还认为,Micro LED凭借性能优势,在智能手表方向也有希望得到应用。一方面,Micro LED的高亮度、低功耗可以为智能手表,提供不同于OLED的差异化优势特点,另外,不同于AR头显和TV,由于智能手表既不需要高像素密度,也无需多次巨量转移,因此也是目前最接近目前Micro LED的技术发展状态。


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