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TUhjnbcbe - 2023/2/9 9:08:00
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CINNOResearch产业资讯,之前大家谈Mini-LED的时候,有提到一个观点,那就是至少现阶段,Mini-LED将仍然仅用作液晶显示器的一个组成部分。尽管许多LED供应商会将Mini-LED和Micro-LED技术放在一起讨论,但实际上这两者之间仍有相当大的差异。

根据外媒ee-paper报道,一般来说,传统的LCD液晶显示器都会含有一个背光模组,有了该背光模组LCD屏幕才能显示出各种颜色。如果这种背光模组中使用的LED芯片非常小,例如今年苹果公司推出的12.9英寸iPadPro,背光单元中含有多颗LED芯片,那么这种产品多半使用了Mini-LED技术。如果LED尺寸更小,比如小于50μm——达到像素级,则这种LED称为Micro-LED。

当背光单元中的每颗LED芯片对应一个像素时,传统的液晶结构将会被颠覆。实际上,就发光原理而言,一般定义中的Micro-LED屏幕更接近OLED屏幕,其每个像素也属于“自发光”,唯一的区别是它使用的发光材料不是有机材料。另外,在面板结构方面,Micro-LED显示器的结构也更简化。基于这样的考虑,Micro-LED屏幕既不是LCD(因为它不再包含液晶层),也不是OLED(因为它不使用有机发光材料)。同时,这也是它不同于目前的Mini-LED技术的一个重要原因(虽然从LED角度来看,它只是LED芯片尺寸的减小)。

图1.LCD、OLED和Micro-LED显示器的结构对比

由于结构简单、非有机发光材料且具有像素级发光控制能力,Micro-LED显示器几乎在结合了LCD和OLED优点的同时,还避免了两者的各种缺点,例如这种屏幕亮度可以在长寿命的前提下实现非常高的亮度和对比度。这样看,该技术是个不错的解决方案,然而由于LED芯片尺寸的减小,显示屏的结构也随之发生了重大变化,这其中就伴随出现了制造工艺复杂和显示屏相关价值链的变化。

去年采访默克中国总裁兼默克中国高性能材料部执行副总裁安高博时,他提到:“半导体和显示器正在加速融合。看到很多显示器公司在介入,但他们需要了解半导体技术,同时半导体公司的发展也更加依赖显示技术的进步。Micro-LED显示器的生产过程与传统的方式不同,它更接近半导体技术。”

默克公司作为一家显示器材料供应商,目前也在讨论这一点。事实上,除了LED芯片本身尺寸的减小外,业界小尺寸Micro-LED屏幕也更倾向于使用CMOS作为背板驱动技术,这和传统液晶显示器(如非晶硅和低温多晶硅等)用TFT驱动方式不同。这应该是安高博提到的半导体和显示器加速融合的重要表现之一。实际上,这可能会导致显示行业价值链的剧烈变化,但要真正实现Micro-LED显示器的大规模生产,业界还有很长的路要走。

本文将试图从一个较为一般角度来讨论这个问题:为什么这种面向未来的显示技术如此神秘,它目前正面临哪些挑战,它相对于LCD和OLED又有什么优势?

谈论显示器的优点,无非是对比显示器的亮度、对比度、色域、寿命、响应时间和功耗等参数。BOE之前在公开演讲中总结过一个表格,如图2所示。尽管认为其中一些参数可能存在争议,但从理论上讲,Micro-LED显示器在这些方面显示出压倒性优势,其中许多参数更是目前应用中梦寐以求的,比如几个数量级的亮度提升。另外,Micro-LED技术还有一些未经认可的优点,包括视角、ppi(像素密度)等。

图2.LCD、OLED和Micro-LED显示器的性能参数对比

不够,表格中的一些参数还处于理论层面,例如EQE(ExternalQuantumEfficiency,外部量子效率)和功耗。理论上,Micro-LED在这两个参数方面也具有显著优势,但是实际情况并不是这样的。传统蓝色LED的EQE可以达到80%,但实际上,当这种蓝色LED的尺寸减小到5-10μm,即Micro-LED尺寸级别时,其EQE会小于20%;另外,由于侧壁缺陷效应的存在,在这个尺寸层面,Micro-LED的实际功耗比OLED/LCD更差一些。当然,这些方面也正是该技术目前阶段遇到的工程问题。

在讨论Micro-LED显示器的结构和原理之前,先谈谈这项技术的当前市场发展,至少要对Micro-LED显示技术离大规模生产有多远有个定性的概念。

Micro-LED发展道路上的一个代表性事件是年苹果收购LuxVue公司,这一动作直接激发了业界对Micro-LED技术的热情,尽管Micro-LED在科学研究中的出现可以追溯到年左右。年,Oculus收购了InfiniLED,并与Plessey达成协议,合作开发Micro-LEDAR显示技术。年,夏普和富士康投资了eLux公司。不久之后,谷歌投资了Micro-LED公司GloAB,而英特尔也开始投资了Aledia公司。三星和Epistar及ChitronTechnology也展开了合作,准备开发生产Micro-LED电视。实际上,中国面板和LED芯片制造商在Micro-LED技术方面也进行了大量投资,并成为了某些领域的行业领导者。

在具体产品方面,很多公司已经在一些展会上展示了自己的Micro-LED产品或技术,只是目前这还都是用来秀肌肉的。例如,年三星展示了一款英寸/英寸的电视,并声称应用了Micro-LED技术,称为TheWall。不过实际上的情况是,这款产品用到的LED芯片尺寸太大,已经不是严格意义上的Micro-LED。

另外,索尼公司早期也采用Micro-LED技术开发了CLEDIS平板电视,当时的售价超过万美元(索尼年推出的英寸4KCLEDIS电视,报价达1.2亿日元)。在过去两年的SID等展会上,一些主要面板制造商普遍都展示了自己的Micro-LED产品,这其中包括天马、BOE、维信诺、友达等。

Micro-LED技术的应用

Micro-LED的应用可能远远超出预期,就总体方向而言,Micro-LED可以取代LCD和OLED,占据AR/VR、可穿戴设备、手机、汽车、笔记本电脑和电视等几乎所有的显示应用市场。实际上,Micro-LED技术的性能优势已经决定了它会有更大的应用范围。这里不

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