Mini LED 及 Micro LED 等新興顯示技術,為低迷已久的 LED 產(chǎn)業(yè)帶來新曙光。隨著各家廠商技術提升,積極推動了上下游產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈的發(fā)展,Mini LED 及 Micro LED 的技術成果開始展現(xiàn)?,F(xiàn)在市場已可見 Mini LED 背光技術的顯示產(chǎn)品,Micro LED 的示范技術也持續(xù)突破演進。
科技業(yè)的指標性品牌蘋果,今年傳出在臺加碼投資 Micro LED 研發(fā)的消息,同時也不斷有消息指出,蘋果將在 2020、2021 年間推出使用 Mini LED 技術的 iPad、MacBook 產(chǎn)品。各界于是看好在大廠帶動下,會吸引更多品牌引進 Mini LED 顯示技術,帶動需求步步高升。
而在 Mini LED 及 Micro LED 顯示技術不斷演進,LED 芯片尺寸愈來愈精細的情況下,TrendForce 旗下 LED 研究(LEDinside)針對當前的業(yè)界規(guī)格,提出最新 Mini LED 及 Micro LED 定義標準,以及目前兩者的技術進展跟難題。
Micro LED 與 Mini LED 起源及定義
Micro LED 顯示技術將傳統(tǒng) LED 設計結構微小化到微米(micron / μm)等級,移除藍寶石襯底,并將這些微小的芯片數(shù)組化,成為可以單一驅動控制的顯示像素,達到高亮度、低能耗、高分辨率及高飽和度的顯示成果。
Micro LED 技術原型來自 Sony 在 2012 年發(fā)表的 Crystal LED Display,在 55 吋顯示器采用 622 萬顆 Micro LED 打造出高分辨率的顯示畫素。然而,當時的制作方式是以單顆 LED 嵌入方式制造,耗時費力,也突顯 Micro LED 的關鍵制造難題。
因此,臺灣 LED 廠商晶電提出 Mini LED 概念,同樣將尺寸縮小,但保留藍寶石基板,因此仍可采用現(xiàn)有的設備制作,生產(chǎn)難度及成本皆比 Micro LED 低,更能盡快進入商用市場。
過去 LEDinside 將 100 微米(micron / μm)當作 Micro LED 及 Mini LED 的尺寸分界,定義晶粒尺寸在 100 微米以上為 Mini LED,小于 100 微米則是 Micro LED。然而,由于近來相關技術持續(xù)進展,廠商已能制造出尺寸小于 100 微米但仍帶有藍寶石襯底的 Mini LED 產(chǎn)品。因此,LEDinside 重新將 Micro LED 尺寸界定為 75 微米以下,且不帶藍寶石襯底。
Micro LED 及 Mini LED 技術特色及當前技術挑戰(zhàn)
盡管一開始有人認為 Mini LED 是顯示技術朝向 Micro LED 演進的過度階段,但隨著 Mini LED 逐漸成熟,也開始走出自己的市場定位,目前主要應用在多區(qū)背光顯示器以及大型 RGB 小間距顯示器。
在背光應用方面,Mini LED 背光顯示能夠以全矩陣式的方式分區(qū)調光,像是低分辨率的黑白畫面,強化顯示畫面的高對比度度以及高分辨率,達到 HDR 效果。同時 Mini LED 芯片尺寸又持續(xù)下修,能增加控光區(qū)域,讓畫面更細致。
另一個 Mini LED 應用主力則是 RGB 小間距顯示器,以小尺寸封裝 Mini LED 打造出顯示畫素間距低于 P1.0mm 的大尺寸顯示屏幕,有機會創(chuàng)造新的顯示屏幕主流規(guī)格。
無論分區(qū)背光顯示技術還是 RGB 小間距顯示器,用到的 Mini LED 芯片數(shù)量相較傳統(tǒng)應用增加數(shù)萬倍,對于芯片的檢測分選以及后續(xù)打件轉移的要求于是大幅提升,傳統(tǒng)撿放技術 Pick & Place 雖能沿用,但良率跟速度不及新設備。今年大幅擴廠的晶電,并是以后段制程為重心,采購大量轉移打件設備,還有分選檢測的機臺,目標加速 Mini LED 放量。
而持續(xù)研發(fā)的 Micro LED 顯示技術,則可能開創(chuàng)出全新的應用領域,移除藍寶石基板且更微縮的 Micro LED,不僅更薄、更輕,還有機會整合至不同材料。目前備受注目的顯示應用包括 AR / VR 設備、車用屏幕、高分辨率穿戴產(chǎn)品等。
為了進一步實現(xiàn)夢幻的 Micro LED 顯示產(chǎn)品,現(xiàn)階段廠商的目標放在持續(xù)優(yōu)化技術并降低生產(chǎn)成本。由于 Micro LED 晶粒尺寸更微縮,發(fā)光效率需要再強化,超小尺寸也很透過既有設備處理,因此無論是 LED 制造、轉移、檢測等方面,都有賴上下游廠商結盟配合。若是能與半導體材料以及設備廠商一同拓展,則有機會事半功倍。
而蘋果在新型顯示技術上的積極開發(fā)也被視為牽動臺灣地區(qū)兩大LED芯片廠晶電與隆達整并的關鍵。在中國大陸地區(qū),最大LED芯片廠三安光電也已經(jīng)正式和面板廠華星集團TCL成立聯(lián)合實驗室,開發(fā)Micro LED顯示技術以及相關材料設備等。