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MicroLED 和 MiniLED 最新定义及技术剖析

2020/7/20 11:13:08      材料来源:LEDinside

 

MiniLED以及Micro LED等新兴显示技术,为低迷已久的LED产业带来新的曙光。随着各家厂商这两三年来猛下苦功磨练技术,并积极结盟上下游产业推动生态圈发展,MiniLEDMicro LED的技术成果开始一一展现。现在市场上已可见到搭载MiniLED背光技术的显示产品,Micro LED的示范技术也持续突破演进。

科技业的指标性品牌苹果,今年传出在台加码投资Micro LED研发的消息,同时也不断有消息指出,苹果将在20202021年间推出使用MiniLED技术的iPadMacBook产品。各界于是看好在大厂带动下,会吸引更多品牌引进MiniLED显示技术,带动需求步步高升。

而在MiniLEDMicro LED显示技术不断演进,LED芯片的尺寸愈来愈精细的情况下,TrendForce旗下LED研究(LEDinside)针对当前的业界规格,提出最新的MiniLEDMicro LED定义标准,以及目前两者的技术进展跟难题。

Micro LEDMiniLED起源及定义

Micro LED显示技术将传统的LED设计结构微小化到微米(micron/μm)等级,移除蓝宝石衬底,并将这些微小的芯片阵列化,成为可以单一驱动控制的显示像素,实现高亮度、低能耗、高分辨率及高饱和度的显示效果。

Micro LED技术原型来自于Sony2012年发表的Crystal LED Display,在55吋的显示器上采用了622万颗Micro LED打造出高分辨率的显示像素。

然而,当时的制作方式是以单颗LED嵌入方式制造,耗时费力,也凸显出Micro LED的关键制造难题。

因此,台LED厂商晶电则提出了Mini LED的概念,同样将尺寸缩小,但保留蓝宝石基板,因此仍可采用现有的设备制作,生产难度及成本皆比Micro LED低,更能尽快进入商用市场。

过去LEDinside100微米(micron/μm)作为Micro LEDMiniLED的尺寸分界,定义芯片尺寸在100微米以上的为MiniLED,小于100微米的则是Micro LED。然而,由于近来相关技术持续进展,厂商已经能够制造出尺寸小于100微米但仍带有蓝宝石衬底的MiniLED产品。因此,LEDinside重新将Micro LED的尺寸界定为75微米以下,且不带蓝宝石衬底。

 

Micro LEDMiniLED技术特色及当前技术挑战

尽管一开始有人认为MiniLED是显示技术朝向Micro LED演进的过度阶段,但随着MiniLED逐渐成熟,也开始走出自己的市场定位,目前主要应用在多区背光显示器以及大型RGB小间距显示器。

在背光应用方面,MiniLED背光显示能够以全矩阵式的方式进行分区调光,如低分辨率的黑白画面,强化显示画面的高对比度以及高分辨率,达到HDR效果。同时MiniLED的芯片尺寸又持续下修,能增加控光区域,让画面更加细致。

另一个MiniLED应用主力则是RGB小间距显示器,以小尺寸封装MiniLED打造出显示像素间距低于P1.0mm的大尺寸显示屏幕,有机会创造新的显示屏主流规格。

而无论是分区背光显示技术还是RGB小间距显示器,使用到的MiniLED芯片数量相较于传统应用增加数万倍,对于芯片的检测分选以及后续打件转移的要求于是大幅提升,传统取放技术Pick & Place虽然能沿用,但良率跟速度不及新设备。今年大幅扩厂的晶电则是以后段制程为重心,采购大量转移打件设备,还有分选检测的机台,目的是加速MiniLED放量。

而持续研发中的Micro LED显示技术则可能开创出全新的应用领域,移除蓝宝石基板且更微缩的Micro LED,不仅更薄、更轻,还有机会整合在不同材料上。目前备受关注的显示应用包括AR/VR设备、车用屏幕、高分辨率穿戴产品等。

为了进一步实现梦幻的Micro LED显示产品,现阶段厂商的目标放在持续优化技术并降低生产成本。由于Micro LED芯片尺寸更加微缩,发光效率需要再强化,超小尺寸也很难通过既有设备处理,因此无论是在LED制造、转移、检测等方面,都有赖上下游厂商结盟配合。若是能与半导体材料以及设备厂商一同拓展,则有机会事半功倍。(文:LEDinside Yining


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