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苹果Micro LED设备延迟推出 Micro LED怎么就这么难?

编辑:chinafpd 2019-11-07 11:03 浏览 评论 评论 0 赞    来源:  中华显示网
对于苹果来说,OLED屏虽然更适合移动设备使用,但是它缺点也太过明显,比如烧屏这个问题就办法解决,同时也是为了弱化三星的控制力。
之前产业链曾给出消息称,苹果正在兴建龙潭新厂,极有可能是因为在Micro LED技术上取得突破。这么早投入Micro LED,除了可以更早掌握技术,也能及早从设计上思考,如何运用Micro LED的特性,苹果可以用自己掌握的专利设计出完全不同的产品。而根据新工厂的进度,苹果最快可能在后年推出使用Micro LED技术的产品。
不过现在最新消息显示,苹果可能不会这么早推出基于Micro LED的设备,主要是量产过程中有遇到了新问题。
相比OLED屏来说,Micro LED有可能做出像便利贴一样,便宜、柔软、省电的“便利贴屏幕”,以几平方公里的规模生产。
Micro LED技术,即LED微缩化和矩阵化技术,指的是在一个芯片上集成的高密度微小尺寸的LED阵列,如LED显示屏每一个像素可定址、单独驱动点亮,可看成是户外LED显示屏的微缩版,将像素点距离从毫米级降低至微米级。
而Micro LED Display,则是底层用正常的CMOS集成电路制造工艺制成LED显示驱动电路,然后再用MOCVD机在集成电路上制作LED阵列,从而实现了微型显示屏,也就是所说的LED显示屏的缩小版。
 
LuxVue有源矩阵Micro LED display申请的专利
图片来源:LuxVue
 
为何Micro LED与众不同
简单来说,这是十多年来第一个正式商业化的全新显示技术,而在Micro LED之前亮相的最新一代显示技术是我们现在非常熟悉的OLED,它在2008年首次亮相于索尼的XEL-1电视上,目前在电视屏幕类型图像质量中综合画质表现最佳,并且还有绝大部分的旗舰智能手机也使用了OLED显示技术。但即使在今天,从电视到笔记本,从平板电脑到智能手机,绝大多数产品的屏幕都还在使用比较老旧的LCD技术,而并非是OLED。OLED花了十几年的时间才成为主流,因此应该可以预见的是Micro LED也会有类似的漫长的发展道路。换句话说,我们不要指望很快就能买得起Micro LED显示面板的电视产品。
三星是第一个将Micro LED技术推向市场的公司,但它并不是唯一一家。LG也在研发自己的Micro LED,并在去年的IFA柏林国际消费电子展上展出了一个演示面板。而中国家电厂商TCL在CES 2019上也展示了旗下的首款Micro LED电视。早在2012年,索尼就开始研发各种类型的LED电视,索尼和三星都在影院和其它商用大屏幕领域展示了类似的技术。
这项技术还可以应用到小尺寸屏幕上,而不仅仅是电视产品。苹果目前在高端iPhone和Apple Watch智能手表上使用的是OLED显示屏,但之前有报道称,苹果正在开发自己专门用于移动设备的Micro LED显示屏,首先很有可能使用在Apple Watch的身上。目前看来,苹果可能需要数年时间(如果有的话)才能将其推向市场,但苹果对Micro LED屏幕的兴趣进一步证明了未来Micro LED可能会有非常广阔的前景。
原因很简单。Micro LED具有堪比OLED完美的黑色等级水平,且不会有老化烧屏的危险。Micro LED还可以提供比目前任何显示技术更高的亮度,更广的色域覆盖,同时没有传统LCD面板视角和背光不均匀的困扰。
现在Micro LED技术面临的问题不是图像质量,而是制造生产能力。据了解,这种显示技术比OLED屏幕量产难度更大,以至于苹果几乎在一年前一度中断了研发。
2018年,三星的工程师在接受CNET的大卫·卡兹梅尔(David Katzmaier)采访时表示,目前三星的重点是生产一款4K分辨率、小于146英寸的Micro LED电视,一年后三星完成了自己的既定目标。Micro LED就是具有如此大的挑战性。
 
凸显的优势
Micro LED优点表现得很明显,它继承了无机LED的高效率、高亮度、高可靠度及反应时间快等特点,并且具自发光无需背光源的特性,更具节能、机构简易、体积小、薄型等优势。
除此之外,Micro LED还有一大特性就是解析度超高。因为超微小,表现的解析度特别高;据说,如若苹果iPhone 6S采用Micro LED,解析度可轻松达1500ppi以上,比原来的Retina显示的400PPi要高出3.75倍
而相比OLED,其色彩更容易准确的调试,有更长的发光寿命和更高的亮度以及具有较佳的材料稳定性、寿命长、无影像烙印等优点。故为OLED之后另一具轻薄及省电优势的显示技术,其与OLED共通性在于亦需以TFT背板驱动,所以TFT技术等级为IGZO、LTPS、Oxide。
 
存在的劣势
1.成本及大面积应用的劣势。依赖于单晶硅衬底做驱动电路,并且从此前苹果公布的专利上来看,有着从蓝宝石衬底转移LED到硅衬底上的步骤,也就意味着制作一块屏幕至少需要两套衬底和互相独立的工艺。这会导致成本的上升,尤其是较大面积应用时,会面临良率和成本的巨大挑战。(对于单晶硅衬底,一两吋已经是很大的面积了,参照全幅和更大的中画幅CMOS感应器产品的价格)。当然从技术角度来说LuxVue将驱动电路衬底转换为石英或者玻璃来降低大面积应用成本是可行的,但这也需要时间。相比于AMOLED成熟的LTPS+OLED方案,成本没有优势。
 
 
2.发光效率优势被PHOLED威胁甚至反超。磷光OLED(Phosphorescent OLED,PHOLED)效率的提升有目共睹,UDC公司的红绿PHOLED材料也已经在三星Galaxy S4及后继机型的面板上开始商用,面板功耗已经和高PPI的TFT-LCD打平或略有优势。一旦蓝光PHOLED材料的寿命问题解决并商用,无机LED在效率上也将占不到便宜。
3.亮度和寿命被QLED威胁。QLED研究现在很热,从QD Vision公司提供的数据来看,该技术无论效率和寿命都非常有前景,而从事这块研究的大公司也很多。当然QLED也是OLED的强力竞争对手。
4.难以做成卷曲和柔性显示。OLED和QLED的柔性显示前景很好,也已经有不少的Prototype展示,但对于LuxVue来说做成卷曲和柔性都显得比较困难。如果要制造iWatch之类的产品,屏幕没有一定的曲率是比较不符合审美的。
 
发展瓶颈
其实Micro LED的核心技术是纳米级LED的转运,而不是制作LED这个技术本身。由于晶格匹配的原因,LED微器件必须先在蓝宝石类的基板上通过分子束外延的生长出来。而做成显示器,必须要把LED发光微器件转移到玻璃基板上。由于制作LED微器件的蓝宝石基板尺寸基本上就是硅晶元的尺寸,而制作显示器则是尺寸大得多的玻璃基板,因此必然需要进行多次转运。
对于微器件的多次转运技术难度都是特别高,而用在追求高精度显示器的产品上难度就更大。通过此前苹果收购Luxvue后公布的获取专利名单也以看出,该公司大多都是采用电学方式完成转运过程,所以说这才是Luxvue的关键核心技术。
Micro LED成功关键点有二:一是苹果、三星这些品牌厂的意愿;二是晶片搬动技术,一次转移数百万颗超小LED晶片,有门槛要克服。 
其实,Micro LED还面临第三个问题,即全彩化、良率、发光波长一致性问题。单色Micro LED阵列通过倒装结构封装和驱动IC贴合就可以实现,但RGB阵列需要分次转贴红、蓝、绿三色的晶粒,需要嵌入几十万颗LED晶粒,对于LED晶粒光效、波长的一致性、良率要求更高,同时成本支出也是阻碍量产的技术瓶颈。
 
至少还需几年时间
与LCD/OLED技术相比,Micro LED能够独立控制画素,单独发光,具有高辉度、低耗电、超高分辨率以及高色彩度等特点,如果结合纳米布线,Micro LED甚至可以让超小型的LED达到可弯曲柔性屏的效果。
虽然现在已经可以预订The Wall,但对大多数人来说价格还是太贵了。75英寸的版本可能会更便宜,但目前还没有上市的消息,三星也没有公布具体的上市时间。也许是明年,但价格同样会非常贵。也许我们会在未来短时间内在智能手机或智能手表上看到MicroLED屏幕的运用,因为它们不需要那么多的LED光源,也不需要那么高的亮度,而且预计只能使用几年的时间就行了。
所以,MicroLED技术是属于未来的技术,这是肯定的。但公平地说,何时开始普及还不确定。硬件科技领域的大公司正在积极推进这一技术。而目前OLED的效果已经令人惊叹,但LG似乎仍是唯一能让在大尺寸OLED电视市场盈利的公司。因此作为LG的竞争对手,包括三星在内等公司,想要开发出一种新技术来与LG竞争也就合情合理了。
来源:快科技、LEDinside、数码Bear

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