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蘋果Micro LED設備延遲推出 Micro LED怎么就這么難?

編輯:chinafpd 2019-11-07 11:03 瀏覽 評論 評論 0 贊    來源:  中華顯示網
對于蘋果來說,OLED屏雖然更適合移動設備使用,但是它缺點也太過明顯,比如燒屏這個問題就辦法解決,同時也是為了弱化三星的控制力。
之前產業鏈曾給出消息稱,蘋果正在興建龍潭新廠,極有可能是因為在Micro LED技術上取得突破。這么早投入Micro LED,除了可以更早掌握技術,也能及早從設計上思考,如何運用Micro LED的特性,蘋果可以用自己掌握的專利設計出完全不同的產品。而根據新工廠的進度,蘋果最快可能在后年推出使用Micro LED技術的產品。
不過現在最新消息顯示,蘋果可能不會這么早推出基于Micro LED的設備,主要是量產過程中有遇到了新問題。
相比OLED屏來說,Micro LED有可能做出像便利貼一樣,便宜、柔軟、省電的“便利貼屏幕”,以幾平方公里的規模生產。
Micro LED技術,即LED微縮化和矩陣化技術,指的是在一個芯片上集成的高密度微小尺寸的LED陣列,如LED顯示屏每一個像素可定址、單獨驅動點亮,可看成是戶外LED顯示屏的微縮版,將像素點距離從毫米級降低至微米級。
而Micro LED Display,則是底層用正常的CMOS集成電路制造工藝制成LED顯示驅動電路,然后再用MOCVD機在集成電路上制作LED陣列,從而實現了微型顯示屏,也就是所說的LED顯示屏的縮小版。
 
LuxVue有源矩陣Micro LED display申請的專利
圖片來源:LuxVue
 
為何Micro LED與眾不同
簡單來說,這是十多年來第一個正式商業化的全新顯示技術,而在Micro LED之前亮相的最新一代顯示技術是我們現在非常熟悉的OLED,它在2008年首次亮相于索尼的XEL-1電視上,目前在電視屏幕類型圖像質量中綜合畫質表現最佳,并且還有絕大部分的旗艦智能手機也使用了OLED顯示技術。但即使在今天,從電視到筆記本,從平板電腦到智能手機,絕大多數產品的屏幕都還在使用比較老舊的LCD技術,而并非是OLED。OLED花了十幾年的時間才成為主流,因此應該可以預見的是Micro LED也會有類似的漫長的發展道路。換句話說,我們不要指望很快就能買得起Micro LED顯示面板的電視產品。
三星是第一個將Micro LED技術推向市場的公司,但它并不是唯一一家。LG也在研發自己的Micro LED,并在去年的IFA柏林國際消費電子展上展出了一個演示面板。而中國家電廠商TCL在CES 2019上也展示了旗下的首款Micro LED電視。早在2012年,索尼就開始研發各種類型的LED電視,索尼和三星都在影院和其它商用大屏幕領域展示了類似的技術。
這項技術還可以應用到小尺寸屏幕上,而不僅僅是電視產品。蘋果目前在高端iPhone和Apple Watch智能手表上使用的是OLED顯示屏,但之前有報道稱,蘋果正在開發自己專門用于移動設備的Micro LED顯示屏,首先很有可能使用在Apple Watch的身上。目前看來,蘋果可能需要數年時間(如果有的話)才能將其推向市場,但蘋果對Micro LED屏幕的興趣進一步證明了未來Micro LED可能會有非常廣闊的前景。
原因很簡單。Micro LED具有堪比OLED完美的黑色等級水平,且不會有老化燒屏的危險。Micro LED還可以提供比目前任何顯示技術更高的亮度,更廣的色域覆蓋,同時沒有傳統LCD面板視角和背光不均勻的困擾。
現在Micro LED技術面臨的問題不是圖像質量,而是制造生產能力。據了解,這種顯示技術比OLED屏幕量產難度更大,以至于蘋果幾乎在一年前一度中斷了研發。
2018年,三星的工程師在接受CNET的大衛·卡茲梅爾(David Katzmaier)采訪時表示,目前三星的重點是生產一款4K分辨率、小于146英寸的Micro LED電視,一年后三星完成了自己的既定目標。Micro LED就是具有如此大的挑戰性。
 
凸顯的優勢
Micro LED優點表現得很明顯,它繼承了無機LED的高效率、高亮度、高可靠度及反應時間快等特點,并且具自發光無需背光源的特性,更具節能、機構簡易、體積小、薄型等優勢。
除此之外,Micro LED還有一大特性就是解析度超高。因為超微小,表現的解析度特別高;據說,如若蘋果iPhone 6S采用Micro LED,解析度可輕松達1500ppi以上,比原來的Retina顯示的400PPi要高出3.75倍
而相比OLED,其色彩更容易準確的調試,有更長的發光壽命和更高的亮度以及具有較佳的材料穩定性、壽命長、無影像烙印等優點。故為OLED之后另一具輕薄及省電優勢的顯示技術,其與OLED共通性在于亦需以TFT背板驅動,所以TFT技術等級為IGZO、LTPS、Oxide。
 
存在的劣勢
1.成本及大面積應用的劣勢。依賴于單晶硅襯底做驅動電路,并且從此前蘋果公布的專利上來看,有著從藍寶石襯底轉移LED到硅襯底上的步驟,也就意味著制作一塊屏幕至少需要兩套襯底和互相獨立的工藝。這會導致成本的上升,尤其是較大面積應用時,會面臨良率和成本的巨大挑戰。(對于單晶硅襯底,一兩吋已經是很大的面積了,參照全幅和更大的中畫幅CMOS感應器產品的價格)。當然從技術角度來說LuxVue將驅動電路襯底轉換為石英或者玻璃來降低大面積應用成本是可行的,但這也需要時間。相比于AMOLED成熟的LTPS+OLED方案,成本沒有優勢。
 
 
2.發光效率優勢被PHOLED威脅甚至反超。磷光OLED(Phosphorescent OLED,PHOLED)效率的提升有目共睹,UDC公司的紅綠PHOLED材料也已經在三星Galaxy S4及后繼機型的面板上開始商用,面板功耗已經和高PPI的TFT-LCD打平或略有優勢。一旦藍光PHOLED材料的壽命問題解決并商用,無機LED在效率上也將占不到便宜。
3.亮度和壽命被QLED威脅。QLED研究現在很熱,從QD Vision公司提供的數據來看,該技術無論效率和壽命都非常有前景,而從事這塊研究的大公司也很多。當然QLED也是OLED的強力競爭對手。
4.難以做成卷曲和柔性顯示。OLED和QLED的柔性顯示前景很好,也已經有不少的Prototype展示,但對于LuxVue來說做成卷曲和柔性都顯得比較困難。如果要制造iWatch之類的產品,屏幕沒有一定的曲率是比較不符合審美的。
 
發展瓶頸
其實Micro LED的核心技術是納米級LED的轉運,而不是制作LED這個技術本身。由于晶格匹配的原因,LED微器件必須先在藍寶石類的基板上通過分子束外延的生長出來。而做成顯示器,必須要把LED發光微器件轉移到玻璃基板上。由于制作LED微器件的藍寶石基板尺寸基本上就是硅晶元的尺寸,而制作顯示器則是尺寸大得多的玻璃基板,因此必然需要進行多次轉運。
對于微器件的多次轉運技術難度都是特別高,而用在追求高精度顯示器的產品上難度就更大。通過此前蘋果收購Luxvue后公布的獲取專利名單也以看出,該公司大多都是采用電學方式完成轉運過程,所以說這才是Luxvue的關鍵核心技術。
Micro LED成功關鍵點有二:一是蘋果、三星這些品牌廠的意愿;二是晶片搬動技術,一次轉移數百萬顆超小LED晶片,有門檻要克服。 
其實,Micro LED還面臨第三個問題,即全彩化、良率、發光波長一致性問題。單色Micro LED陣列通過倒裝結構封裝和驅動IC貼合就可以實現,但RGB陣列需要分次轉貼紅、藍、綠三色的晶粒,需要嵌入幾十萬顆LED晶粒,對于LED晶粒光效、波長的一致性、良率要求更高,同時成本支出也是阻礙量產的技術瓶頸。
 
至少還需幾年時間
與LCD/OLED技術相比,Micro LED能夠獨立控制畫素,單獨發光,具有高輝度、低耗電、超高分辨率以及高色彩度等特點,如果結合納米布線,Micro LED甚至可以讓超小型的LED達到可彎曲柔性屏的效果。
雖然現在已經可以預訂The Wall,但對大多數人來說價格還是太貴了。75英寸的版本可能會更便宜,但目前還沒有上市的消息,三星也沒有公布具體的上市時間。也許是明年,但價格同樣會非常貴。也許我們會在未來短時間內在智能手機或智能手表上看到MicroLED屏幕的運用,因為它們不需要那么多的LED光源,也不需要那么高的亮度,而且預計只能使用幾年的時間就行了。
所以,MicroLED技術是屬于未來的技術,這是肯定的。但公平地說,何時開始普及還不確定。硬件科技領域的大公司正在積極推進這一技術。而目前OLED的效果已經令人驚嘆,但LG似乎仍是唯一能讓在大尺寸OLED電視市場盈利的公司。因此作為LG的競爭對手,包括三星在內等公司,想要開發出一種新技術來與LG競爭也就合情合理了。
來源:快科技、LEDinside、數碼Bear

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