Mini LED 和 Micro LED 原理是什么?有何缺點(diǎn)?9 道 QA 帶你解析未來顯示技術(shù)
對(duì)于顯示產(chǎn)業(yè)新聞稍有關(guān)注的讀者,伴隨著 Mini LED 顯示技術(shù)在消費(fèi)市場的落地生根,另一項(xiàng) Micro LED 技術(shù)亦屢屢浮出臺(tái)面,代表著早有許多面板廠已經(jīng)開始積極布局 Micro LED 技術(shù),而 Micro LED 也被當(dāng)成臺(tái)灣面板廠反攻市場的殺手锏。不管是在電視、手機(jī)上,談?wù)撨@兩種面板技術(shù)的話題也越來越多,那么這兩者到底有什么差別?在這裡就一次講明白
對(duì)于顯示產(chǎn)業(yè)新聞稍有關(guān)注的讀者,對(duì)于 Mini LED 一詞想必并不陌生,在投資市場上,這兩年 Mini LED 更成為熱門的潛力股人選,足與和比特幣相提并論,于今年初的 CES 展上,包括 LG 和叁星不約而同都推出了采用 Mini LED 技術(shù)的消費(fèi)型產(chǎn)品,各大廠預(yù)計(jì)今年內(nèi)就會(huì)開賣 Mini LED 電視;此外,Apple 將于今年度推出的 12.9 吋 iPa誒 Pro 平板電腦,亦首次搭載了 Mini LED 觸控螢?zāi)唬?021 年作為 Mini LED 的商用元年,已經(jīng)是業(yè)界的普遍共識(shí)。
Apple 今年發(fā)表的12.9 吋 iPa誒 Pro,將配備全新 Liqui誒 Retina XDR 顯示器,采用 Mini LED 顯示技術(shù)。
▲ Apple 今年發(fā)表的12.9 吋 iPa誒 Pro,將配備全新 Liqui誒 Retina XDR 顯示器,采用 Mini LED 顯示技術(shù)。
與此同時(shí),伴隨著 Mini LED 顯示技術(shù)在消費(fèi)市場的落地生根,另一項(xiàng) Micro LED 技術(shù)亦屢屢浮出臺(tái)面,代表著早有許多面板廠已經(jīng)開始積極布局 Micro LED 技術(shù),而 Micro LED 也被當(dāng)成臺(tái)灣面板廠反攻市場的殺手锏。畢竟不管是臺(tái)系、日系或韓系面板廠,過去幾年當(dāng)中,都因中國官方刻意扶植的面板廠逆勢(shì)掘起、大打價(jià)格戰(zhàn),使得 LCD 或 OLED 產(chǎn)業(yè)面臨了極大的挑戰(zhàn),如今風(fēng)向吹往了 Micro LED,相關(guān)製程技術(shù)專利的掌握、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的健全性,都足以成為決定未來優(yōu)勢(shì)的重要關(guān)鍵。但究竟 Mini LED 和 Micro LED 有何特別之處?與當(dāng)前顯示技術(shù)的差別又是什么?下面筆者就列舉出幾個(gè)常見的 Q&A,希望可以幫你釋疑。
Mini LED 篇
什么是 Mini LED?
目前市場上主流的面板顯示技術(shù),可分成 LCD(液晶顯示,Liqui誒 Crystal Display)和 OLED(有機(jī)發(fā)光二級(jí)體,Organic Light-Emitting Dio誒e)兩大類,新興的 Mini LED(次毫米發(fā)光二極體)顯示技術(shù),名稱雖近似 OLED,不過從應(yīng)用層面來說,是偏向于 LCD 這一派的技術(shù)革新,更精確一點(diǎn),是針對(duì) LCD 面板的背光技術(shù)所做的一種改良。隨著製程技術(shù)的不斷進(jìn)步,LED 的尺寸逐漸從毫米等級(jí)邁向了微米等級(jí),而且持續(xù)不斷在微型化當(dāng)中,業(yè)界目前所定義的 Mini LED,指的是尺寸在 50~100μm(微米)之間的 LED 晶粒,大小約和人類頭髮的直徑差不多,至于 30μm 以下的 LED 晶粒,則稱為 Micro LED(微發(fā)光二極體),不論是 Micro LED 或 Mini LED,本質(zhì)上都是屬于一種半導(dǎo)體。
LED 普遍存在于我們的生活之中,最主要的用途就是各種形式的照明。
▲ LED 普遍存在于我們的生活之中,最主要的用途就是各種形式的照明。
為什么說 Mini LED 是針對(duì) LCD 背光技術(shù)的一種改良?這就得從 LCD 面板的原理說起,LCD 面板的組成結(jié)構(gòu)其實(shí)相當(dāng)復(fù)雜,除了玻璃的基板外,還有液晶層、濾色片、偏光片、導(dǎo)光片以及背光模組…等元件,有趣的是,LCD 雖稱為「液晶」顯示,但其實(shí)液晶本身既不會(huì)發(fā)光,也不是用來顯示畫面,唯一的作用只在「控制光線的方向」。我們所看到的畫面,其實(shí)是透過 LCD 面板結(jié)構(gòu)中的彩色濾色片來顯像的,濾色片由許多像素點(diǎn)所組成,每個(gè)像素點(diǎn)都包含了紅色(R)、綠色(G)及藍(lán)色(B)等叁種顏色的子像素,依照色彩學(xué)的基本概念,RGB 叁原色按照明暗比例的不同,就可以組合成現(xiàn)實(shí)中的各種顏色,而各種不同顏色的像素點(diǎn)組合起來,就構(gòu)成了我們所看到的彩色畫面。
不管是何種顯示技術(shù),均是依照光的叁原色模型來顯示彩色圖像,只要 RGB 以不同的比例溷合,就可以合成出產(chǎn)生各種色彩的光。
▲ 不管是何種顯示技術(shù),均是依照光的叁原色模型來顯示彩色圖像,只要 RGB 以不同的比例溷合,就可以合成出產(chǎn)生各種色彩的光。
但是,該如何決定光線通過 RGB 子像素的比例呢?依靠的就是液晶層內(nèi)的液晶分子,液晶分子是一種長條狀的結(jié)構(gòu),在施加不同電壓之后,每個(gè)液晶分子便會(huì)進(jìn)行不同角度的扭轉(zhuǎn),當(dāng)背光模組所發(fā)出的光線通過偏光片后,受到液晶分子的阻隔,就會(huì)以不同的比例照射在濾色片上的 RGB 子像素上,創(chuàng)造出不同的顏色。舉例來說,如果想要某個(gè)像素點(diǎn)顯現(xiàn)出綠色,那就控制液晶分子的角度,不讓光線照射到紅色及藍(lán)色的像素點(diǎn)即可,而依照液晶分子在未施加電壓時(shí)的排列狀態(tài)不同,則有 TN、VA、IPS 等不同面板的區(qū)別。正是因?yàn)橐壕Х肿硬粫?huì)發(fā)光,所以背光模組就成為 LCD 面板顯示技術(shù)中,絕對(duì)不可或缺的存在,只不過 LED 背光確實(shí)還有可改進(jìn)之處,使 Mini LED 應(yīng)運(yùn)而生。
如果拿放大鏡來觀察自己的 LCD 顯示器,可以發(fā)現(xiàn)每一個(gè)像素都是由 RGB 等 3 個(gè)子像素所構(gòu)成。
▲ 如果拿放大鏡來觀察自己的 LCD 顯示器,可以發(fā)現(xiàn)每一個(gè)像素都是由 RGB 等 3 個(gè)子像素所構(gòu)成。
LED 背光模組的缺點(diǎn)是什么?
早期的 LCD 多采用冷陰極螢光燈管(CCFL)作為背光光源,自日本學(xué)者赤崎勇等人發(fā)明藍(lán)光 LED,催生出白光 LED 之后,現(xiàn)在幾乎大多數(shù)的 LCD 電視、顯示器,都已采用更為節(jié)能環(huán)保的 LED 作為背光源,不過,這在某種意義上是一種退步,因?yàn)?LED 的光譜特性實(shí)際上是遠(yuǎn)不及 CCFL 的,會(huì)導(dǎo)致演色性不佳,更有藍(lán)光傷眼的問題。LED 背光的普及,亦導(dǎo)致許多家電廠商與媒體泛指液晶電視和螢?zāi)粸椤窵ED 電視」或「LED 顯示器」。
已封裝的 LED 外觀常呈現(xiàn)黃色,這是因?yàn)樗l(fā)出的白光,是由藍(lán)光 LED 激發(fā)黃色螢光粉所產(chǎn)生,并非由真正的 RGB 色光溷色而來。
▲ 已封裝的 LED 外觀常呈現(xiàn)黃色,這是因?yàn)樗l(fā)出的白光,是由藍(lán)光 LED 激發(fā)黃色螢光粉所產(chǎn)生,并非由真正的 RGB 色光溷色而來。
采用 LED 背光的 LCD 面板技術(shù),多年發(fā)展下來已臻成熟,但其最主要的先天缺陷,卻也來自于 LED 背光模組,簡直是成也蕭何、敗也蕭何。為保留液晶分子扭轉(zhuǎn)的馀裕,LCD 面板液晶層的分子與分子之間,本來就有空隙的存在,當(dāng) LCD 面板在顯示偏黑的場景時(shí),液晶層難以完全遮蓋住背光光源,會(huì)導(dǎo)致黑色顯像的純度不足,最直接的影響,就是面板的原生對(duì)比規(guī)格難以提昇,普遍僅落在 1000:1 左右,最高不過 5000:1,為了進(jìn)一步提高畫面表現(xiàn),面板廠當(dāng)然就只能從背光技術(shù)著手進(jìn)行改良,其中之一,就是從全局的調(diào)光改為分區(qū)的控光。
什么是區(qū)域控光?
既然 LCD 面板的設(shè)計(jì)原理會(huì)導(dǎo)致漏光,那么只要在需要顯示黑暗的場景時(shí),將該部位的 LED 背光關(guān)閉,不就解決了嗎?這個(gè)概念,就是「區(qū)域控光」(Local Dimming)的基礎(chǔ),將原本單一的背光模組,拆分成多個(gè)獨(dú)立可控的背光區(qū)域。不管是采用側(cè)光式或是直下式的背光模組,如果加入了區(qū)域控光的功能,就能借由點(diǎn)亮或熄滅部分的 LED,來達(dá)到控制畫面中明暗層次的目的,該亮的地方亮、該暗的地方暗,不過側(cè)光式背光因?yàn)?LED 光源是分布在面板的四邊,所以能夠處理的控光區(qū)域并不十分精準(zhǔn),大約是 8~32 個(gè)區(qū)域,雖然畫質(zhì)確實(shí)有些許的提昇,但老實(shí)說并沒有太大的意義。
區(qū)域控光、側(cè)光控光及全局控光的示意圖。(圖片來源:維基共享資源)
▲ 區(qū)域控光、側(cè)光控光及全局控光的示意圖。(圖片來源:維基共享資源)
至于直下式背光的區(qū)域控光技術(shù),稱之為 FALD(Full Array Local Dimming), 每顆 LED 是采陣列式均勻排列在面板的后方,所以能夠更準(zhǔn)確地依據(jù)畫面中物體的位置,動(dòng)態(tài)調(diào)整每一個(gè)背光區(qū)域的光源強(qiáng)弱,且 FALD 能夠處理的控光區(qū)域少則 384 區(qū),多則可達(dá) 1000 區(qū),相較于側(cè)光式區(qū)域控光來說,F(xiàn)ALD 對(duì)于背光的控制顯然是更為理想。不過隨著面板尺寸與解析度的提昇,F(xiàn)ALD 其實(shí)也遇到了一些問題。以一塊 4K 面板為例,它的原生解析度為 3840x2160,等于擁有約 830 萬個(gè)像素,假設(shè)它能做到 1000 個(gè)區(qū)域的控光,那么每一個(gè)區(qū)域依然得負(fù)責(zé)多達(dá) 8300 個(gè)像素的畫面,無法做到點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的精準(zhǔn)調(diào)光,這也使背光區(qū)域很可能會(huì)超出畫面中物體原有的輪廓,在顯示一些明暗對(duì)比較大的畫面時(shí),就特別容易出現(xiàn)「光暈」的現(xiàn)象,例如黑夜中的明月,或是黑底的白字等等,看起來就像是光滲出了物體的邊緣。為了解決控光的難題,以便與 OLED 抗衡,業(yè)界提出了兩種方桉,一種是 Dual Cell,另一種就是 Mini LED。
Mini LED 面板有何優(yōu)勢(shì)?
Dual Cell 簡單來說,就是在原有 LCD 面板的液晶層與背光模組之間,再額外插入一層液晶層來協(xié)助控光,中國稱之為「迭屏」,因?yàn)橐壕Х肿訅蛐?,理論上可以?duì)每個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行更精準(zhǔn)的控光,比起分區(qū)控光更勝一籌,但多了一層液晶的阻隔,不但會(huì)造成亮度減損、增加厚度與功耗,可視角度以及反應(yīng)速度都大打折扣,故一直未能成氣候。
至于 Mini LED 在顯示產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用層面上,與現(xiàn)行的 LED 倒是十分雷同,都是作為 LCD 面板的背光源使用,只不過 Mini LED 的尺寸由于大幅縮小,因此在相同面積的面板上,能夠塞入更多的 Mini LED 晶粒,形成密集度更高的直下式背光陣列,以叁星今年在臺(tái)灣推出的 Neo QLED 量子電視為例,其所采用的量子 Mini LED,大小僅有原來 LED 的 1鱷40。而密度更高的 Mini LED 背光,自然也能夠有助于劃分出更細(xì)緻的獨(dú)立控光區(qū)域,對(duì)于畫面對(duì)比度的提昇,以及光暈效果的抑制,都比傳統(tǒng) LED 背光更加有利。我們甚至可以說,因?yàn)橛辛?Mini LED,LCD 面板的區(qū)域控光技術(shù),才真正達(dá)到了完善的地步。
叁星今年 4 月在臺(tái)發(fā)表全新 Neo QLED 量子電視,也是首家在臺(tái)推出 Mini LED 電視的品牌。
▲ 叁星今年 4 月在臺(tái)發(fā)表全新 Neo QLED 量子電視,也是首家在臺(tái)推出 Mini LED 電視的品牌。
此外,面板背光模組從原來的幾百顆 LED,一下變成了成千上萬顆的 Mini LED,面板的亮度當(dāng)然也會(huì)更高,能輕易達(dá)到 1000 尼特以上,更加符合 HDR 規(guī)格的亮度需求,能支援至更高的 DisplayHDR 1000 標(biāo)準(zhǔn),在灰階的層次也有所提昇,現(xiàn)有的 4K HDR LCD 電視,普遍色彩深度規(guī)格已可達(dá)至 10-bit(1024 階),能呈現(xiàn)出 10.7 億種色彩,而在搭載了 Mini LED 背光技術(shù)后,面板色彩深度便可提昇至 12-bit(4096 階)以上,也就是能顯現(xiàn)出超過 680 億種色彩,輕松達(dá)到 100% 的 DCI-P3 廣色域,單單只是背光模組的升級(jí),就有如此巨大的差異。另一方面,Mini LED 對(duì)面板廠而言,還具備了成本上的優(yōu)勢(shì),只需要把背光替換為 Mini LED 模組,故針對(duì)現(xiàn)有的產(chǎn)線略做升級(jí)即可,不需全部打掉重來。
群創(chuàng)于今年 Touch Taiwan 2021 展上,展示搭載 Mini LED 及量子點(diǎn)技術(shù)的 8K 顯示器。
▲ 群創(chuàng)于今年 Touch Taiwan 2021 展上,展示搭載 Mini LED 及量子點(diǎn)技術(shù)的 8K 顯示器。
Mini LED 有缺點(diǎn)嗎?
雖然面板廠在既有產(chǎn)線的基礎(chǔ)上進(jìn)行升級(jí),即可繼續(xù)生產(chǎn) Mini LED 面板,不用另建新廠,不過以初期而言,Mini LED 面板的生產(chǎn)成本,依然會(huì)比目前的 LED 面板要高,所以終端產(chǎn)品的售價(jià),如電視、螢?zāi)换蚬P電、平板等,自然也會(huì)略高一籌,但隨著製程技術(shù)的提昇及相關(guān)產(chǎn)品的普及,價(jià)格應(yīng)會(huì)逐漸正?;?,萬幸的是,若與 OLED 相比的話,Mini LED 仍是相對(duì)便宜的選擇。
還有一個(gè)值得注意的地方,在于動(dòng)輒數(shù)萬顆的 Mini LED 晶粒,所產(chǎn)生的熱量是相當(dāng)可觀的,如果終端的家電 3C 廠商,仍按照過去的 LED 面板思維,去設(shè)計(jì)組裝產(chǎn)品,而沒有特別考慮散熱的話,機(jī)件損壞的機(jī)率就會(huì)提高,而更高的維修費(fèi)用,也是消費(fèi)者所必須負(fù)擔(dān)的成本。此外,傳統(tǒng) LED 面板本身的問題與限制,在 Mini LED 面板上同樣可能會(huì)發(fā)生,只是程度上的差異而已,例如反應(yīng)時(shí)間、可視角等等,Mini LED 依然是不及 OLED 的,要真正超越 OLED,業(yè)界寄予以厚望的并不是 Mini LED,而是 Micro LED,所以 Mini LED 也常被視為是 Micro LED 世代來臨之前的過渡時(shí)期,但如果你進(jìn)一步了解 Micro LED,或許會(huì)有另一種看法。
Micro LED 篇
什么是 Micro LED?
當(dāng)半導(dǎo)體製程技術(shù)繼續(xù)突破,LED 晶粒終于來到了 30μm 以下的等級(jí),低于肉眼可辨的地步之后,其用途就不再只侷限于背光源,而是可以把 R、G、B 叁種顏色的 Micro LED 晶粒,直接拼成一個(gè)像素點(diǎn)來使用,這也意味不再需要濾光片和液晶層的存在,而 Micro LED 本身就會(huì)發(fā)光,所以也不用額外的背光模組,等于完全顛覆了 LCD 面板的顯示結(jié)構(gòu),因此 Micro LED 也被視為是未來 10 年內(nèi)最為關(guān)鍵的顯示技術(shù)革命。
友達(dá)與錼創(chuàng)科技合作開發(fā) 1.39 吋全球最高像素密度 338ppi 正圓形 Micro LED 顯示器,適合車載及穿戴裝置使用。
▲ 友達(dá)與錼創(chuàng)科技合作開發(fā) 1.39 吋全球最高像素密度 338ppi 正圓形 Micro LED 顯示器,適合車載及穿戴裝置使用。
但說到像素點(diǎn)本身就會(huì)發(fā)光,是不是讓你想起了什么?沒錯(cuò),就是目前主流顯示技術(shù)的第二大類:OLED,OLED 的顯示原理相當(dāng)特殊,它其實(shí)是一種會(huì)發(fā)光的有機(jī)材料,面板廠將會(huì)發(fā)出紅光、綠光和藍(lán)光的叁種有機(jī)材料,均勻涂布在導(dǎo)電玻璃上,透過施加電壓使其發(fā)光,溷出各種顏色來顯示影像。相對(duì)于 LCD 來說,OLED 的結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡單,也因此市面上的 OLED 電視,厚度甚至能做到 0.5 公分以下,此外,由于 OLED 的每個(gè)像素點(diǎn),都能借由電壓的有無來控制點(diǎn)亮或熄滅,因此控光精準(zhǔn)度比還要 LCD 的 FALD 控光技術(shù)還要更勝一籌,理論上 OLED 的對(duì)比度可以達(dá)到無限大,此外 LCD 的光是透過一層濾色片而來,先天上的色彩飽和度就難以和 OLED 相提并論。既然 OLED 強(qiáng)悍如廝,那 Micro LED 的贏面在哪?可以這么說,Micro LED 不但擁有上述 OLED 技術(shù)的所有優(yōu)點(diǎn),而且還解決了 OLED 的最大缺陷。
由國內(nèi)錼創(chuàng)科技獨(dú)立開發(fā)的 89 吋 5K PixeLED Matrix,是全球首臺(tái) 32:9 超寬曲面 MicroLED 顯示器,由 168 片 matrix mo誒ule 無縫拼接而成。
▲ 由國內(nèi)錼創(chuàng)科技獨(dú)立開發(fā)的 89 吋 5K PixeLED Matrix,是全球首臺(tái) 32:9 超寬曲面 MicroLED 顯示器,由 168 片 matrix mo誒ule 無縫拼接而成。
OLED 的致命缺陷是什么?
如前面所提,OLED 面板的像素呈現(xiàn),是采用會(huì)發(fā)光的有機(jī)材料,可以把它想像成一種塑膠,只要是「有機(jī)」就避不掉容易老化變質(zhì)的問題,如果畫面中有一塊區(qū)域的圖桉保持長時(shí)間不動(dòng),像是新聞或戲劇節(jié)目,常會(huì)在左上角或右上角的固定位置,打上電視臺(tái) LOGO 或贊助商產(chǎn)品,使螢?zāi)槐仨毘掷m(xù)通電維持該區(qū)域的像素點(diǎn)亮,長久下來,這個(gè)部分的像素就會(huì)出現(xiàn)不可逆的光衰現(xiàn)象,看起來就像是把標(biāo)志烙印在電視上一樣,而且如果你仔細(xì)看一下保固條款,關(guān)于烙印的判定,往往會(huì)歸到用戶個(gè)人的使用問題。
OLED 電視的畫質(zhì)固然令人驚艷,但是高價(jià)以及壽命問題,都是導(dǎo)致一般消費(fèi)者踟躕不前的原因。
▲ OLED 電視的畫質(zhì)固然令人驚艷,但是高價(jià)以及壽命問題,都是導(dǎo)致一般消費(fèi)者踟躕不前的原因。
除了烙印之外,OLED 中紅色、綠色和藍(lán)色叁種有機(jī)材料的衰退速度,也是不一樣的,藍(lán)色所輸出的能量最高,因此衰退的速度也最快,當(dāng)藍(lán)色的子像素衰退之后,溷色的比例失衡,當(dāng)然就會(huì)導(dǎo)致色偏,形成畫面泛黃或泛綠的狀態(tài),無論是烙印或色偏,對(duì)于使用體驗(yàn)都是大打折扣的。
既然如此,為何目前多數(shù)中高階手機(jī)和穿戴裝置,卻依然大量采用 OLED 面板呢?同樣是跟產(chǎn)品的壽命週期有關(guān),普通人的手機(jī)大概 1~3 年就會(huì)更換,在烙印、色偏出現(xiàn)或變得更明顯之前,可能早就已經(jīng)換新手機(jī)了,加上 OLED 面板超薄的特性,與行動(dòng)裝置產(chǎn)業(yè)根本就是一拍即合,如果是電視或筆電螢?zāi)贿@類使用年限較長的設(shè)備,除非你汰換的頻率跟手機(jī)差不多,否則也一定會(huì)遇得到。
行動(dòng)裝置講求輕薄尺寸、色彩鮮明,加上汰換率高的特性,正好避開了 OLED 的最大弱點(diǎn),并突顯出 OLED 的畫質(zhì)優(yōu)勢(shì)。
▲ 行動(dòng)裝置講求輕薄尺寸、色彩鮮明,加上汰換率高的特性,正好避開了 OLED 的最大弱點(diǎn),并突顯出 OLED 的畫質(zhì)優(yōu)勢(shì)。
相較之下,Micro LED 則采用無機(jī)的氮化鎵材料製作,壽命將比 OLED 大幅延長,除了功耗更低,亮度還可達(dá) OLED 的 30 倍,像素密度則可以達(dá)到 1500ppi,但由于 Micro LED 和 OLED 同樣是采用像素點(diǎn)自發(fā)光的顯示原理,理論上應(yīng)該還是會(huì)有光衰及烙印發(fā)生的可能性,但只要能夠超越產(chǎn)品本身的壽命週期,基本上就可以無視,關(guān)于 Micro LED 衰退速度的數(shù)據(jù),我們暫時(shí)還無法得知,因?yàn)槟壳?Micro LED 尚未達(dá)到可以正式量產(chǎn)的階段,其中最關(guān)鍵的瓶頸,就是巨量轉(zhuǎn)移技術(shù),它也直接影響了 Micro LED 面板的良率高低。
什么是巨量轉(zhuǎn)移(Mass Transfer)技術(shù)?
Micro LED 在製作過程中運(yùn)用了磊晶成長(Epitaxy Growth)的工法,也就是在晶圓片上透過有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積法(MOCVD),讓晶圓片上「長出」一層半導(dǎo)體薄膜的技術(shù),這層半導(dǎo)體薄膜再透過切割或蝕刻的方式,將其切分成微米等級(jí)的晶粒,即是我們所說的 Micro LED。不過要做成 Micro LED 面板的話,還得分別將紅色、綠色以及藍(lán)色的 Micro LED 晶粒,從各自的晶圓片上分離開來,再依 RGB 的交錯(cuò)排列方式,轉(zhuǎn)移到電路板上,組成 Micro LED 面板的基本雛形。
要將硅晶圓上的 Micro LED 晶粒轉(zhuǎn)移至電路板上,并確保其良率,將是量產(chǎn)的重要關(guān)鍵。(圖片來源:維基共享資源)
▲ 要將硅晶圓上的 Micro LED 晶粒轉(zhuǎn)移至電路板上,并確保其良率,將是量產(chǎn)的重要關(guān)鍵。(圖片來源:維基共享資源)
要做成一塊 4K 解析度(約 830 萬像素)的 Micro LED 面板,需要多少顆 Micro LED 晶粒呢?別忘了一個(gè)像素包含有 RGB 等 3 個(gè)子像素,每個(gè)子像素就是一顆 Micro LED 晶粒,也就是說,一塊 4K Micro LED 面板,總共需要將近 2490 萬顆 Micro LED 晶粒。若以傳統(tǒng) LED 的取放(Pick an誒 Place)速率,每小時(shí) 2 萬 5 千顆來計(jì)算,完成全數(shù) Micro LED 晶粒的轉(zhuǎn)移,不眠不休還得花上 41 天以上,生產(chǎn)效率極低,也因此業(yè)界必須研發(fā)出全新的技術(shù),一次轉(zhuǎn)移更大量的 Micro LED 晶粒,將製程縮短到可量產(chǎn)的速度,這就是所謂的巨量轉(zhuǎn)移技術(shù),目前業(yè)界已提出許多方桉,但多數(shù)仍在驗(yàn)證階段,其中一個(gè)最重要的評(píng)估指標(biāo),就是巨量轉(zhuǎn)移的良率問題。
由于 Micro LED 面板的晶粒數(shù)量更多,所以對(duì)于良率的要求也異常得高,到底有多高呢?同樣以前述 4K 面板為例,2490 萬顆 Micro LED 晶粒,以 99.99% 的良率來計(jì)算,仍然會(huì)出現(xiàn)至少 830 顆的壞點(diǎn),而一般電視、螢?zāi)凰试S的壞點(diǎn)數(shù)量,僅有 3 顆,因此在縮短晶粒的轉(zhuǎn)移時(shí)間之外,還需要將良率倍數(shù)提升,這就是 Micro LED 產(chǎn)業(yè)目前所遇到的最大挑戰(zhàn)。
Micro LED 產(chǎn)品值得等待嗎?
除了最關(guān)鍵的巨量轉(zhuǎn)移之外,后續(xù)對(duì)于 Micro LED 的巨量檢測以及相關(guān)的修復(fù)技術(shù),同樣也是 Micro LED 產(chǎn)業(yè)所需要解決的首要之務(wù),如果你把兩年前預(yù)測 Micro LED 發(fā)展藍(lán)圖的新聞?wù){(diào)出來看,會(huì)發(fā)現(xiàn)進(jìn)度似乎有點(diǎn)落后,預(yù)計(jì)今年就會(huì)實(shí)現(xiàn)商品化的 Micro LED 電視、螢?zāi)?、車用顯示器、AR鱷VR 等各項(xiàng)應(yīng)用,目前依然停留在各展會(huì)的展示臺(tái)之上,即使如此,業(yè)界對(duì)于 Micro LED 的整體發(fā)展依舊是樂觀的,不過我們可能還要再等個(gè)叁五年,等待技術(shù)有進(jìn)一步的突破之后,Micro LED 才能切入主流顯示市場,真正趨向普及與價(jià)格正?;臓顟B(tài),在此之前,已經(jīng)正式投入消費(fèi)領(lǐng)域的 Mini LED 產(chǎn)品,或許可說是這段期間的最佳選擇。
智慧型車用儀表顯示器,也是 Micro LED 面板產(chǎn)業(yè)想要積極拓展的新藍(lán)海。
▲ 智慧型車用儀表顯示器,也是 Micro LED 面板產(chǎn)業(yè)想要積極拓展的新藍(lán)海。
評(píng)論