【导语】10月份,首款OLED屏幕的苹果手机正是上市。但是,这并没有让未来显示的路线之争划上句号。这不,11月22日在中国南京东郊国宾馆,首届中国(国际)Micro-LED显示高峰论坛,把Micro-LED技术又一次推向科技产业的舞台中心。
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Micro-LED开大会:显示未来会大变吗

更新日期:2017-11-24 作者:萧萧
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第86期

    10月份,首款OLED屏幕的苹果手机正是上市。但是,这并没有让未来显示的路线之争划上句号。这不,11月22日在中国南京东郊国宾馆,首届中国(国际)Micro-LED显示高峰论坛,把Micro-LED技术又一次推向科技产业的舞台中心。

Micro-LED开大会:显示未来会大变吗

    什么是Micro-LED显示技术呢?

    大屏君对于现代显示技术有一个“分层”理解:第一层是驱动电路,即像素的控制部分——例如液晶、等离子PDP、OLED等采用TFT结构;也包括DLP投影光阀DMD采用的硅基驱动结构、小间距LED大屏采用的PCB板铜印刷电路结构……第二层则是像素发光和色彩结构,这方面OLED、等离子PDP、QLED、小间距LED屏、东芝曾经主导的SED等等,都是采用自发光像素点结构;液晶显示产品(包括投影机的高温多晶硅液晶和LCOS),DLP显示的DMD芯片则是“反射或者投射光阀+光源+彩色化滤片系统”的技术结构。

    即,简单看,现代显示技术,包括正在使用的、还在开发中的,以及已经死亡的,都逃不过“驱动电路板”上的“像素发光和彩色结构”这个“二层”体系。而Micro-LED技术,则是利用10微米或者更小的LED晶体颗粒作为像素发光点的“显示技术”。

    和Micro-LED对比而言,一般的LED显示屏像素颗粒的LED晶体是毫米级别的,小间距LED显示屏是亚毫米级别的;OLED显示则是用OLED材料作为发光晶体、未来的QLED显示,更是用QLED材料作为发光晶体。——当然,大屏君也知道,随着显示面板的大小变化、显示像素颗粒的大小变化,驱动电路的实现需要不同的技术,例如TFT技术(包括低温多晶硅、高温多晶硅、非晶硅、金属氧化物)、印刷电路技术(目前的主要LED显示驱动板技术)、单晶硅驱动板技术(DLP显示的DMD芯片、未来超微显示,VR等产品使用的OLED和Micro-LED显示产品的可选技术)……但是,这些区别,仅在于“如何实现一个控制每一个像素中红绿蓝三原色”的电路架构,对于显示产品而言其“功能”是基本相同的。

    对于未来显示产业的技术竞争,大屏君还注意到了两个有趣的事情:第一是,无论OLED、QLED、Micro-LED谁获胜,本质都是“某种LED”半导体自发光材料作为“像素发光和彩色结构”获胜。第二是,无论是PCB印刷电路板、TFT结构还是单晶硅驱动结构(在CPU、内存、固态硬盘、CCD、cmos上大量应用和实践的技术)都是高度成熟的技术与工艺体系。

    也就是说,未来显示的技术路线之争不仅绕不开“LED”,且基本就是围绕使用哪种LED材料、以及如何将其转移并电气连接到驱动板上而进行的。对于Micro-LED,这个技术的核心叫做“巨量转移”、OLED而言则是“真空蒸镀或者喷墨印刷”、QLED采用与OLED相似的喷墨印刷技术。同时,如果其目标产品是手机屏幕、电脑屏幕、电视屏幕,最好的驱动电路选择则是今天液晶行业广泛使用的TFT结构。

    “TFT上的各种LED”——大屏君几乎可以用这几个字概括“次世代显示竞争”的所有玩家。Micro-LED显示技术只不过是这个圈子的“其中之一”。

    Micro-LED与小间距LED有啥关系?

    提到Micro-LED显示技术,人们最敏感的反应不是电视机类的产品,而是这几年如火如荼的小间距LED大屏产品。因为后者是一个已经获得市场认可、高度发展,又能避开液晶、OLED直接竞争的应用领域。

    2017年三季度以来,一些台系Micro-LED技术厂商,也公开表示“不必直接追求Micro-LED那样微米级的LED晶体颗粒;而可以首先实现数十微米级的LED晶体颗粒,在LED显示和液晶背光源产业的应用”——对于后者,还有了一个新的名称MINI-LED。

    小间距LED、MINI-LED、Micro-LED三者关系如何呢?答案是,小间距LED一般采用亚毫米级(数百微米)的LED晶体,实现1.0-2.0毫米像素颗粒的显示屏;MINI-led采用数十微米级别的LED晶体,实现0.5-1.2毫米级别像素颗粒的显示屏(索尼已经在去年推出这类LED显示屏产品);Micro-LED则进一步缩小LED晶体尺寸到1-10微米,实现更小的、只有0.05毫米,乃至更小尺寸像素颗粒的显示屏。

    即,小间距LED、MINI-LED、Micro-LED的关系主要体现在:像素更小、LED晶体尺寸也更小。其技术上的发展也就在于“更小的LED晶体如何实现工程上的操作、以及更小的像素尺寸导致的单位显示面积更多的像素数量”。例如,6英寸的衬底晶元,如果制造10微米的LED晶体,产量高达1.65亿颗;0.5毫米间距的像素在1平米显示面积上总共需要1200万颗LED晶体实现RGB三原色像素。

    这样的数字,对于具有“高密度恐惧症”的大屏君而言,是一个非常痛苦的“现实”。对于Micro-LED研发者而言,更是一个非常艰辛的研究过程——正是因为实现如此技术标准的产品,所需要的巨量转移技术有很大的困难,所以厂商们提出先实现MINI-led——后者在LED晶体尺寸上下降一个数量级;在像素间距上下降两个甚至三个数量级;主要市场面向LED背光源和LED显示大屏;整体工艺难度只有最初广受关注的“Micro-LED VR超高分辨率显示”目标产品的“万分之一”。

    也就是说,Micro-LED的预期目标依然遥远(例如,苹果收购Micro-LED技术公司LuxVue的时候,其目标是代替OLED用作苹果手机和手表的),但是,却可以在如火如荼的LED显示屏市场率先找到“需求点”。大屏君对此的评价是,若能实现,相当于“种瓜得芝麻”——芝麻虽小,但是也很好吃的!

    因为,LED小间距显示屏的发展已经进入一个瓶颈阶段——传统表贴工艺和传统LED晶体,在1.0以下市场的可靠性与成本竞争力“糟糕的很”。而作为像素点发光系统而言,小间距LED上,不需要高亮度的LED晶体,这样采用更小尺寸的LED晶体,意味着对LED衬底材料的节省(晶体颗粒差一个数量级,按面积计算,彻底材料消耗降低到百分之一)。同时,结合巨量转移技术,而不是此前一个一个灯珠封装、然后再做表贴的工艺,LED显示屏的工艺流程更短、集成效率更高、可靠性更好、自动化工艺水平也会空前提升。——也就是说MINI-LED,具有在LED显示应用,尤其是室内超小间距市场应用的“理论技术优势”,同时也具有比较Micro-LED高得多的可实现性。这是大屏君说“这个芝麻好吃”的原因。

    Micro-LED频频营销,液晶面板厂如何看

    当然,讨论次世代显示技术竞争,就离不开和液晶技术的比较。因为,液晶技术是既有显示市场最大的实力者。对Micro-LED的讨论也是如此。

    从显示性能看,Micro-LED技术完胜液晶。事实上,大屏君几乎认为,任何自发光的技术体系,在显示性能上都好过液晶。包括等离子PDP、东芝sed、古老的CRT技术,这三个已经作古的技术,显示性能都能超过液晶。

    从工艺路线看,Micro-LED其实对液晶技术继承非常多。比如,应用于电视或者电脑显示,其驱动电路板最好的选择依然是TFT结构的常规产品——后者占液晶生产线投资的多一半。也就是说,液晶生产线可以通过改造,更换像素发光和色彩结构层,变成OLED、QLED、Micro-LED任何一种技术产品。所以大屏君不会因为Micro-LED技术的发展而担心液晶面板厂的前途。实际上台湾Micro-LED技术阵营的重要巨头之一,友达就是液晶显示巨头。Micro-LED显示阵营的领袖人物陈立宜更是以液晶技术和产业的教父身份,成为了国家千人计划的人才。

    作为Micro-LED的工艺难度降级版,mini-LED技术产品的支持者同样具有液晶背景。例如上文的中提到的友达,以及另一家液晶巨头群创。

    当然,新工艺和新产品的问世需要时间。即便是降级技术的mini-LED产品预计50微米LED晶体级别的液晶背光源和LED显示屏,也需要到2019年才能开始商品化。不过作为未雨绸缪,大屏君依然觉得小间距LED产业、液晶显示产业、OLED产业都应当对Micro-LED有所关注。

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