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“终极显示”Micro LED遭遇产业化“终极难题”

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当下,被誉为“终极显示技术”的Micro LED正处于研发热潮中,成果也在纷至沓来。在近日刚刚结束的CES2022(国际消费类电子产品展览会)上,Micro LED产品成为关注的焦点。韩国两大巨头企业三星和LG均带来了大尺寸 Micro LED电视;首尔半导体展出两款车用Micro LED产品;美国智能眼镜公司Vuzix展示了配备尺寸仅1微米Micro LED投影模组的AR眼镜;中国企业TCL则发布了采用双Micro LED显示屏的第二代AR眼镜......

然而在看似热闹的背后,多位业内专家在接受《中国电子报》采访时指出,Micro LED目前还处于摸索阶段,尚未成为一项可量产的显示技术,离大规模应用还有很长一段距离。在业内专家看来,Micro LED实现产品真正落地乃至大规模商用,至少还要解决两个难题。

产品落地的最佳定位在哪里?

Micro LED被视为下一代微显示器技术,甚至被一些业内人士冠以颠覆产业的“终极显示技术”的称号。原因在于Micro LED不需要大面积的基板进行光刻或蒸发,也不需要一个复杂过程来转换颜色和防止亮度降低。与目前主流显示技术LCD和OLED相比,Micro LED具有亮度高、可视角度大、使用寿命长、响应时间短和低功耗等众多优势;同时它具有自发光无需背光源的特性,具备体积小、轻薄化的特点。作为未来显示技术的主流趋势和发展方向,Micro LED的发展前景得到了行业的普遍认可。

“Micro LED显示技术被看做是目前主流显示技术的有效补充,它可以利用自身的可拼接性满足超大尺寸需求,同时也可利用超小的晶粒尺寸实现VR和AR的应用。其自身的高亮度、高色域、高对比度性能也可满足户外、半户外的使用需求。”奥维睿沃总经理陈慧在接受《中国电子报》记者采访时表示,由于其已经表现出来的特性,相信很快会在部分特殊领域得以快速推广,另外随着Micro LED显示技术在新功能上的不断探索,未来有望实现显示无处不在。

从行业市场规模来看,Micro LED市场空间巨大,未来几年有望实现快速增长。据市场咨询机构GGII预计,2022年左右Micro LED将在手机、VR、车载显示、平板显示等领域得到应用,到2024年手机和超大电视显示将成为Micro LED应用最大的两个市场,2024年中国Micro LED市场规模将达到800亿元。

不过,多位业内人士都指出了Micro LED面临的一个窘境:虽然前景被看好,但远未实现规模化应用。群智咨询总经理李亚琴表示,如果以产品生命周期模型视角去看,Micro LED还处于一个非常早期的阶段,现在更多可产量的产品还是围绕Mini LED去展开。“Micro LED更多是一个未量产、未来性的产品。”

目前可以看到,在车载市场,Micro LED相比OLED、LCD而言,优势较为明显;此外,Micro LED在VR/AR设备中也较为普遍。对于很多相关企业而言,主要以产品和市场为导向,并期望在短期内产生经济效益。业内人士向记者说到:“国内很多企业都是拿来主义,难以静下心去开拓新技术。”对于企业而言,在加入Micro LED研发热潮的同时,更需要思考一下这个问题:到底哪类产品真正适合Micro LED?

有一个方向值得关注。对于Micro LED而言,作为元宇宙核心器件的Micro LED微显示器或是其“未来性”的真正归宿。

“元宇宙要想真正火起来,交互技术起着至关重要的作用。而在交互技术里,只有Micro LED技术可以实现所谓的空间三维显示。”国际信息显示学会中国区总裁严群告诉《中国电子报》记者,Micro LED具有发光点小和响应速度快的优势,这是LCD和OLED所不具备的。只有这两个优势才能助力实现真正的空间三维影像,基于这样的影像,人和影像的交互才会非常自然,才能实现物理世界和虚拟世界的真正交互。目前的VR/AR技术尚不能实现这种交互效果,带给人们的体验还不够自然,这就阻碍了元宇宙的爆发。

严群强调,从这个层面来讲,Micro LED是唯一有可能真正实现元宇宙里交互场景的技术,Micro LED显示技术的真正爆发点也蕴藏在这里,而非传统的显示应用。“若把Micro LED应用到传统显示中,它的性价比在一开始不会很高,除了智能穿戴、车载显示等特殊场景,很难切入到其他场景之中。”

规模化之路的最大挑战是什么?

目前,Micro LED显示技术尚不成熟,对芯片、背板、发光介质等材料有着更高的要求;同时,Micro LED产品在终端表现上也存在诸多问题。总体而言,这项所谓的“终极显示技术”离大规模落地应用还有很长一段距离要走。中国光学光电子行业协会液晶分会常务副理事长、秘书长梁新清曾经表示,当前Micro LED显示技术正处在工程化突破的阶段。

Micro LED显示的概念于2000年被提出,但直到2012年索尼才推出了55英寸的首个Micro LED显示屏“Crystal LED Display”。在此之后,Micro LED显示器进入商界视野,相关研究机构和企业开始主攻微缩制程、全彩显示、巨量转移等瓶颈技术。直到目前,虽然Micro LED的诸多优点已为行业普遍认知,但现实却是Micro LED的发展仍处在摸索阶段。

陈慧认为,Micro LED要想实现规模化应用,主要存在技术和商业化的两道门槛。

一方面是技术。除了目前最常被提到的巨量转移技术,还有芯片技术和背板技术。芯片技术包括Micro LED晶圆波长的一致性,以及芯片的发光特性和可靠性。背板技术目前主要分两种,印刷电路板和玻璃基板,前者存在膨胀收缩率较大易翘起的问题,这会影响巨量转移的效果;后者虽然稳定性好,但是对工艺要求更高。此外,全彩技术、接合技术、驱动技术目前都尚未成熟。

另一方面是商业化。目前市场上尚没有统一的应用规格和标准,虽然目前针对Micro LED的技术多种多样,但是这些技术都是摸索出来的可行方法,还没有真正形成成熟的技术路线。此外,还有上游材料的供应,产业链的构建也都不成熟。

巨量转移是被提及最广泛的一项瓶颈技术。据了解,目前行业里大多数采用的巨量转移技术分为四类:精准抓取、自组装、选择性释放、滚轮转印。以上这些巨量转移技术总的来说仍属于“量产前”的技术,目前他们所面临的瓶颈是一致的,同时这也是整个Micro LED生产所面临的瓶颈,归结起来就是精度、良率、效率、成本。“这些问题逐层递进,互为因果。当下无论哪种技术路线,只有能够解决上述四个问题,才能真正的实现Micro LED的大规模应用。”陈慧告诉《中国电子报》记者。

关于制约Micro LED规模化落地的最主要原因,严群认为功耗问题算一个。他向记者介绍,Micro LED的一个特点是发光效率可以做到很高,但最终做成器件,效率却比OLED还差。若在功耗上得不到解决,Micro LED本身是没有前景的,一定要把LED高光效率优势体现在器件上面。

除上述挑战之外,资源整合问题也是制约Micro LED产业发展的重要因素。作为最前沿的新型显示技术之一,Micro LED的产业化进程需要产业链上各环节的企业、高校、科研院所进行合作,突破关键制程技术、专利壁垒,推进产品应用,以实现产业的快速发展,赢得国际市场更大话语权。

多位业内人士向记者表示,现阶段需要一个更大的平台把资源整合到一起,通过建设这个平台进一步落实量产技术,通过尝试不同技术遴选出最合适的一项。由于研发投入比较高,未知性大,很多企业尚在观望,而单打独斗也不利于产业的快速发展。

虽然目前Micro LED的关键技术瓶颈还未取得突破,Micro LED量产还任重道远,但在产业链上下游积极共同努力下,技术在不断突破,商业化步伐正在逐步加快。据了解,在芯片方面,康佳、创维、聚灿、三安光电、兆驰等企业相继投入到芯片的研发中。在封装模组方面,晶台、欧司朗、芯瑞达、友达、瑞丰光电、日亚化学等多家企业对Micro LED进行投资建设。在显示屏与终端相关设备方面,雷曼光电、利亚德、苹果、康佳等也在积极建厂。

随着Micro LED产品面市,越来越多的终端品牌厂商参与到Micro LED产业链,相关玩家接连上市、产业链不同环节厂商加强合作的局面在显示产业链全面铺开,这场由全产业链拉动的产业合作和技术升级正在赋予显示产业一幅全新图景。

责任编辑:赵强


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