由四川省人民政府、工业和信息化部主办的2022世界显示产业大会于11月30日—12月1日在四川省成都市举行。大会同期举办了“Mini/MicroLED显示关键技术主题论坛”,该主题论坛以“加快技术突破 抢占市场先机”为主题,由国际信息显示学会中国区(SID China)承办。
成都辰显光电有限公司总经理黄秀颀认为,玻璃基Micro LED显示具有优异的性能和多变的功能,有望在商显、高端TV、车载和可穿戴等领域获得广泛应用,市场潜力巨大。其新增设备、材料将成为产业发展重要机遇,并有望重塑显示产业生态圈。Micro LED可以实现大尺寸自由拼接显示应用,模块化封装和侧壁走线等技术使得自由拼接成为可能。Micro LED也可以实现交互器件集成应用,未来的屏幕有望变成一个平台,可通过传感器实现交互等各种功能,突破“显示”概念。器件层面的革新能够带来功能层面的革命,3D显示、3D交互,再叠加5G、大数据等新兴技术,未来全息显示这一发展方向无疑令人激动。玻璃基Micro LED可覆盖大中小尺寸产品应用领域,市场规模预计从2024年起高速增长,有望构建新的上下游产业生态链。但同时,除基础工艺能力外,玻璃基Micro LED也面临着一些产业化挑战:一是显示均一性问题;二是适用于Micro LED显示的驱动架构问题;三是无缝拼接问题。辰显光电专注于玻璃基Micro LED显示的技术研发和产业化,目前已在团队、产线、技术、知识产权等方面进行了全面布局,希望与产业链合作伙伴协同创新,快速推动产业发展进程。
东丽先端工程技术(上海)有限公司董事长兼总经理董刚表示,Micro LED的量产仍面临问题。比如,业界要考虑如何提高Micro LED的生产性,这其中就包括修复。电视中有上千万LED,如果被转移到基板上,即使良率能够达到99.99%,最后需要修复的地方仍然很多,会花费很长时间。还要解决显示器亮度不均匀的问题。另外,在量产速度、良率和成本方面,Micro LED与当前已经非常成熟的液晶相比仍不具备优势。虽然业界已经在巨量转移方面做了不少工作,但Micro LED距离真正实现量产仍有一段较长的路要走。巨量转移主要有两种技术,一种是Pick & Place,另一种是激光巨量转移。在激光巨量转移方面,东丽做了很多工作,正在研发相关材料与设备。
Inziv公司CEO David Lewis指出,Micro LED独特之处在于它能产生更高的对比度,非常高的PPI(像素密度)和显著改善的可视角度。Micro LED还具有非常高的环境稳定性,微米级像素使得其成为近眼设备的最佳选择,在增强现实、智能眼镜等领域大有可为。基于自身具备的微小尺寸,Micro LED对检测提出了更多挑战。在Micro LED产业发展早期,业界更加关注Micro LED的芯片微缩化、芯片设计、效率提高和巨量转移等方面。但如今Micro LED的关键挑战在于检测、修复和亮度管理,Micro LED需要合适的设备来实现量产。当前Micro LED制造最根本的问题是极低的良率。针对导致其良率低下的结构缺陷、材料缺陷或热缺陷,业界需要开发一种快速的EL(电致发光)解决方案,以实现对Micro LED缺陷的快速检测。
三安光电股份有限公司副总经理徐宸科在谈及Micro LED显示大屏市场及技术趋势时表示,该市场具有持续增量。从LED直显显示技术来看,随着应用领域的增加,整个显示产业在向更小间距方向发展,转移速度会更快且更有效率。作为Micro LED微间距显示技术之一,finepitch技术是连接背板与芯片最好的桥梁,未来将成为显示大屏领域的主流技术。fine pitch产品在生产制造过程中同样具备优势。fine pitch产品在打件部分需要的时间更短,维修更加容易,可以在玻璃基和PCB上使用,还有助于扩展更小的点间距。产品优势方面,由于fine pitch使用先进领先的Micro LED芯片,再叠加巨量转移技术和先进封装技术,因此与Mini LED相比具备更高的对比度和超广可视角。总体而言,fine pitch技术是目前最好的解决方案,可以加速Micro LED在大屏领域的商业化进程。
在华灿光电股份有限公司副总裁王江波看来,Mini LED RGB显示技术作为小间距显示屏的自然延伸,无论在下游应用还是工艺技术方面均可实现无缝衔接,有望为LED显示屏注入新的源头活水。在P1.1以下的显示屏应用领域,Mini LED为主流芯片方案。随着LED显示屏在娱乐、零售、远程会议、教育、医疗、安防等领域市场需求的不断增加,小间距、超小间距显示屏的景气度将持续向好。根据研究,预计未来5年,LED显示屏的年化增长率约为8%,其中小间距显示屏年化增长率约为18%,微间距LED显示屏基数较小,预计年化增长率达到75%。背光应用作为Mini LED产业化的另一重要推手,可以实现超高对比度且进一步降低能耗。Mini LED背光方案还可以实现宽色域,色彩鲜艳度媲美OLED。同时,Mini LED背光方案能够减少光学混光距离(OD),降低屏幕厚度实现超薄化,在轻薄的便携式消费电子产品中应用广阔。此外,它的散热均匀是传统分立LED器件方案无法做到的,可实现高亮度(>1000nit),让HDR成为可能。随着良率的提高,Mini LED背光显示的成本将以每年15%~20%的幅度下降,有望大比例替代现有LED背光,成为大尺寸液晶背光显示方案的主流选择。预计2025年Mini LED背光芯片市场规模达到8.37亿美元,IT产品(平板、笔记本电脑、显示器)将带动Mini LED在背光上的高需求用量,同时Mini LED也将逐步导入车用显示。
康佳集团技术研发中心总经理林伟瀚在谈及显示技术趋势时表示,未来的显示应该能够解放双手,将多种功能集中到屏上,实现交互。这就要求显示必须具备高对比度、高PPI、高亮度,甚至是扩展现实。Micro LED能够满足未来显示产业的发展需求,但产业化进程仍有待提高。总体而言,Micro LED的产业化首先要实现芯片量产、性能持续优化;其次,巨量转移需要结合修复才能实现产品的批量生产;再次,在驱动微电流条件下,Micro LED的生产效率还需要进一步提高;最后,产业生态仍在建设中,硬件成本需持续下降。相比之下,Mini LED背光产业化的技术和工艺已经成熟,Mini LED背光将成为中高端液晶显示的标配。但是,Mini LED背光目前的价格很高,同时峰值亮度算法和光晕问题也亟待改善,而这需要包括算法优化在内的很多基础储备。
上海芯元基半导体科技有限公司董事长郝茂盛表示,从LED到Mini LED,芯片技术、芯片工艺本质上并无较大差别,只是芯片尺寸在发生变化。Micro LED发展本质的变化是,不能通过蓝宝石衬底的减薄划裂来完成芯片分割,而是要把GaN芯片直接从蓝宝石衬底上剥离下来。行业现有的衬底剥离技术只有激光剥离技术,这个技术本身是一个破坏性工艺,在国内不是非常成熟,这是Micro LED芯片面临的第一个问题。第二个问题是Micro LED芯片的位错密度问题,该问题对Micro LED芯片一致性的副作用非常大。最初GaN LED外延中的位错密度高达1010,尽管位错密度很高,但发光效率也很高。氮化镓LED在日本产生之后,经过三十多年发展,工艺优化已走到天花板,位错密度达到5×108。但由于现有LED技术位错密度太高,发展Micro LED可能对后续产品发展有很大制约。因此,延续现有LED芯片技术并发展Micro LED要解决两个问题。其一是进一步降低氮化镓材料位错密度,其二是找到一个比激光剥离技术更好的剥离技术。
利亚德集团副总裁兼首席技术官卢长军认为,Micro LED的应用分为几个阶段,其中第一阶段和第二阶段着重于商业应用领域,分别是更高分辨率的大尺寸商业显示和更小空间(会议室)的商业应用。第三阶段是在AR/VR、车载等需要更高分辨率和可靠性的领域,第四阶段则是在成本敏感度更高的手机、平板等消费电子领域。预计Micro LED最终将向无衬底方向发展,芯片尺寸还将进一步缩小。从技术上讲,未来大尺寸Micro LED显示将不再追求间距的缩小,毕竟p0.4左右的间距已能够满足大部分拼接屏的应用要求。而极致的画质、可靠性和稳定性将成为Micro LED发展的最大追求。比如,优秀的低灰表现、AM(有源矩阵)的无闪烁、更宽的色域及饱和度可能将成为利亚德的技术发展方向。从产品和应用端而言,Micro LED应用将不再拘泥于传统拼接墙,利亚德将针对不同需求开发多样化的产品,使技术真正服务于产品和应用。