从良率、工艺、转移及成本分析MicroLED技术

扩展触控快讯2018-11-08 21:28:35

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据麦姆斯咨询介绍,对于大多数关键的显示性能,microLED都已经能够达到或超过OLED。然而,microLED也是一种固有的复杂技术,如果制造一块4K分辨率microLED显示屏,则意味着需要没有一点失误地组装并连接2500万个仅为大细菌尺寸的microLED芯片,且安装精度需要达到1 um或以下。

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仅这一项挑战就令人望而却步,在不久前的2017年初,还有很多其它挑战看起来也会成为潜在障碍。18个月后,一些组装技术已经能够提供接近99.99%或99.999%的良率,小尺寸芯片的组装效率已经接近或超过OLED。MOCVD(金属有机化学气相沉积)反应器供应商也给出了可靠的规划路线图,提供性能和成本满足行业要求的设备。色彩转换等其它方面也在不断发展。

MicroLED显示技术的发展


越来越多的厂商开始展示它们的原型产品。大部分为CMOS背板上的微显示屏,不过,“大尺寸”显示屏原型的数量也在增多,无论它们是采用分立微驱动器(如X-Celeprint)还是TFT背板(如AUO和Playnitride)。


许多厂商仍专注于打造它们首款原型产品,但最先进的厂商已经意识到,将该技术从功能演示推向消费级产品,可能还需要付出比预想更多的努力。其中,驱动microLED比OLED要复杂的多,使用标准低温多晶硅(LTPS)或氧化物TFT背板可能也不如预期的那样简单。

影响microLED显示屏良率的主要因素


苹果公司仍是最有能力将大批量消费级microLED推向市场的厂商


Sony(索尼)在6年前的CES 2012展会上展示的55英寸全高清microLED电视,是microLED显示屏的首秀,着实轰动了市场。2014年,自Apple(苹果)公司收购Luxvue后,Facebook(脸书)、Google(谷歌)、Samsung(三星)、LG(乐金)和Intel(英特尔)等领先厂商纷纷通过大规模内部开发、并购(例如mLED和eLux)、投资初创公司(例如glō或Aledia)进入microLED市场。

通过分析苹果公司关于microLED技术的专利申请,发现该公司在2015年左右基本上停止了该领域的专利申请。鉴于这家消费电子巨头已经组建了一支庞大的项目团队,并且每年在microLED开发上花费数亿美元,这一发现着实令人惊讶。然而,通过进一步的深入分析,找到了苹果公司可能用于继续提交专利的影子公司,并表明该公司仍在推进microLED关键技术的研发。


尽管与索尼或Sharp(夏普)等microLED先驱相比起步较晚,但苹果公司已经是技术储备最全面的厂商之一,全面覆盖了与microLED相关的所有关键技术。苹果公司的microLED技术是目前最先进的,仍将是最有能力将大批量microLED产品推向市场的厂商之一。但是,它也面临着独特的挑战:


它不能因为该技术高度差异化且完美,便引入这项技术,它需要能达到一定规模的量,这使得打造相关供应链比其它任何公司都更具挑战。

混合键合工艺案例


苹果公司在显示屏制造方面没有经验,并且,由于其保密需要,其它厂商可以选择外包的部分,苹果公司几乎全部都要进行内部开发,复制技术和基础设施。

苹果公司microLED专利组合分析(专利数据截止2017年12月)


技术发展为降成本进而实现规模制造铺平了道路,但都并非易事


关于microLED组装和像素结构开发了数十种技术。它们的成本和复杂性范围很大。但是,有一些基本因素可以锚定所有工艺流程。例如,对准决定了装配周期时间,芯片尺寸不能无限小,外延成本已经在成本降低曲线上经历了20多年。因此,成本分析可以使厂商将工艺参数优化到更经济更实际的窗口,并确定有效的降成本策略。


MicroLED厂商必须了解每种应用的成本目标,并向后选择工艺,以及每一步的开发,以使其符合成本要求。无法提供合理经济性的工艺将会被抛弃。如果没有工艺技术能够提供合适的经济性,那机遇将永远不会落地。MicroLED正在进入技术开发与工业化和商业化之间的死亡之谷。

直接转移 vs. 中介层


随着技术的进步,microLED有了可靠的成本降低途径,以在各类应用的高端市场竞争,例如电视、增强和虚拟现实(AR/VR)以及可穿戴设备。采用合适的组装方案,或能为降成本做出一定的贡献。


不过,对于智能手机应用,接近OLED成本意味着可能需要将microLED推向芯片尺寸的技术极限。要取得成功,microLED必须依靠一定程度的价格弹性。它必须能够提供其他显示技术无法提供的性能和功能,而且,需要消费者认可其性能和功能具有高度的差异性。


继智能手表之后,AR和抬头显示(HUD)微显示屏或将是其首款商业化应用。电视和智能手机应用可能还需要再等3~5年。

MicroLED显示屏技术:99.99%良率75英寸8K电视的降成本途径



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发布日期:2018年8月22日

新闻编辑:中国触控显示行业协会 秘书处

协会联系人:钟美玲(13424156561)

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