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Micro LED未來如何發展?中科院院士指明了方向

來源:投影時代 更新日期:2021-04-02 作者:飄雪

    當下Micro LED成為了各企業突破國外壟斷的技術門檻、同時也是顯示行業彎道超車的絕技。在經歷了CRT、等離子、液晶顯示、OLED顯示,Micro LED能否成為顯示產業的武林霸主?

    什么是Micro LED?

    很多人對Micro LED顯示屏的理解存在誤區,消費者肉眼看到的畫面僅僅是屏,而實際是“屏+芯”組成。芯是指以集成電路為標志的數字芯片。屏是以LED器件作為像素。隨著技術的成熟與發展,如今芯片尺寸越來越小,這是半導體技術發展的趨勢。

Micro LED未來如何發展?中科院院士指明了方向

    Micro LED是LED微縮化、矩陣化的二維像素矩陣,為什么LED微縮化是LED顯示技術發展的必然趨勢?在CMMA的論壇上,中國科學院院士鄭有炓表示,以晶體管作為數字芯片朝微縮化、集成化演變為例,早期單個晶體管芯片,經過微縮化、集成化以后變成SOC,這是翻天覆地的變化。比如華為的麒麟CPU,一個芯片里面包含150億個晶體管,這就是芯片的微縮化、集成化,能夠實現巨大的功能。正因為晶體管微縮化和高度集成,使數字技術帶來了今天5G技術的時代。所以半導體器件做的越來越小,功能則變得越來越強。

    LED微縮化之路

    LED顯示大屏為什么能夠從室外走進室內,很大程度是取決于半導體技術的進步。早期的室外LED顯示屏,一個燈搭配一顆LED晶體,將紅綠藍三種顏色的燈插在PCB上組成一個RGB的像素點,后來經過改進可以將RGB三種LED晶體封裝在一顆燈珠內,即三合一戶外全彩屏,由于點間距受制于燈珠的直徑,只能做到P6級別;如今4合1SMD可以做到P1.X,如果再往深入發展呢?就必須要微納化、集成化。當然我們并非完全否認室外屏的技術難點,在室外還需要考慮防雨、防水、防雷擊、防火等要求。

Micro LED未來如何發展?中科院院士指明了方向

    LED微縮化直接影響像素的面積和像素的間距,使得Micro LED技術前景充滿想象,相比其他顯示技術,LED優勢在于可以無限大、無限小,而且無縫拼接、可實現任意形狀。因此Micro LED應用場景非常廣闊,市場規模十分龐大,產品包括商用顯示大屏、電視、手機、車載顯示、穿戴顯示、VR顯示等,中國科學院院士歐陽鐘燦表示:“市值占比最大的TV達到68%,手機達到22%,預計2025年Micro LED市場規模為65億美元。”

    LED微縮化還帶來性能的提升,例如功耗相比是LCD的10%,可以省電90%,是OLED的50%,可以省一半;亮度比OLED要高30倍到50倍,而且具有超高的解析度和很好的色彩飽和度;LCD的響應時間在毫秒,OLED的顯示大概在微秒,Micro LED可以到納秒;對比度理論上可以無限大;Micro LED可視角很寬;壽命10萬小時以上。

    Micro LED定義標準

    由于LED芯片巨量轉移難度較大,制約了Micro LED商品化的進程,因此Mini LED與Micro LED是齊頭并進在發展,當然也有人認為Mini LED只是Micro LED的一個過渡技術。而實際上目前對Micro LED的標準定義也存在爭議,例如利亞德定義的MicroLED顯示產品的關鍵維度包括Micro LED半導體晶體、巨量轉移技術、驅動技術三個維度。其中芯片長寬任意一邊小于100μm的LED,采用巨量轉移方式和無焊線工藝實現的LED顯示產品。而康佳將芯片尺寸標準提高到50um以下稱為MicroLED。技術上有些分歧和爭論對行業發展能起到正面作用,康佳和利亞德等都已經走到了行業的前頭。

    從實用角度出發,鄭有炓院士表示,目前Mini/Micro LED芯片在250um到100um之間比較合適,他將芯片尺寸小于100um的定義為Micro LED,從成本和實用性及技術突破上是較優的選擇,在小間距市場也足夠滿足需求,同時也鼓勵產業不斷突破更低的標準,例如小于50um。但是,更小的間距技術上不能簡單采用按比例縮小的老辦法,間距越小,對LED晶體、驅動、巨量轉移的的技術要求也越高,同時功能價值上也能進一步延伸。

    LED到nano LED的大躍進

    Micro LED 技術發展的腳步從未停止,目前世界上做的最小的Micro LED芯片尺寸比小米粒還小。Micro LED微縮化是開拓了一個“微納LED世界”。例如2020年11月JBD推出了JBD4UM480P系列AMμLED微顯示產品,其產品對角線僅0.13英寸(3.3毫米),分辨率為640X480,亮度紅、綠、藍面板分別可達20萬、200萬和150萬尼特,可能是目前全球尺寸最小、亮度最高的微顯示屏。

Micro LED未來如何發展?中科院院士指明了方向

    LED的微縮化不僅僅發展了Mini/Micro LED信息顯示技術,將有可能成為創新的高地。因此LED的微縮化是半導體技術發展的必然趨勢,一步一個腳印,從LED到Mini LED,再到Micro LED、再發展到nano LED。

    Micro LED從2001年提出來到今天,20年的進程,已經進入最后的沖刺階段。投影時代蕭蕭認為,行業必須特別重視“統籌規劃”,包括標準問題、知識產權與保護問題、上下游協同攻關與投資問題、海內外市場雙循環協同競爭問題。廠商上下游攜手,團結一致做好產業的統籌規劃和發展步調,尤其是利用好十四五規劃制定的契機,推動Mini/Micro LED產業更上新臺階,是行業同仁共同的戰略責任。

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