CINNO Research 产业资讯,三星电子在 8 日通过北美公司首次公开了商显 Micro LED 产品 The wall Professional 的模组价格。此前的 Micro LED 皆为定制化产品,此次三星正式公开价格以备量产。但因价格原因,普及化仍需时间。

 


三星电视 (图片来源:The wall Professional)

 

三星电子公开的 806.4×453.6×72.5㎜大小的模组价格为 2.33 万美金。若要拼成三星电子此前展示过的 The wall 146 吋时需要横竖各 4 块模组,总计需要 16 块模组。三星电子为 146 吋产品提供 16 块模组和 2 块备用模组,加上装置费和手续费共计需要约 40 万美金。

 

虽然三星称之为 MicroLED,但三星在 CES 的原型采用的是 120μm×200μm 的 LED 芯片。据 Virey 的观察,三星的 The Wall 更准确地说应该算是‘miniLED’,因为要说它是‘micro’又太大了。

 


三星电视三星电子北美公开的模组价格 (图片来源:etnews)

 

三星电子此次公开 Micro LED 模组价格应是对量产有了充分自信。此前的 Micro LED 产品基本是小规模定制服务,但正式公开价格应是为更积极地拿下大量订单。实际上三星电子近日在公开场合也曾表示过 Micro LED 的量产信心。在此前进行的业绩说明会时表示:Micro LED 的核心是微细制程能力,作为半导体排名第一的企业,三星电子在细微制程上的技术是已有充分保障。同时还表示过明年起将扩大至家用产品线,上市时机将会根据市场情况决定。

 

虽然高昂的价格原因导致普及化仍需时间,但随着技术的迅速发展,结合模块化制作方式的优点后制造成本上将会有改善效果。

 

三星电子相关人士表示:Micro LED 虽然是高昂价格产品,但需求订单一直不断。The Wall Professional 产品是对标商显市场,但个人客户订单也是不少。

 

Micro LED 是一种微米(㎛)单位的超小尺寸芯片作为像素的次世代显示技术,无需背光和彩色滤光片,是以 LED 本身作为光源的自发光技术。相比传统显示面板,在亮度、明暗比、色彩表现力、黑色表现力等画质上有着出众表现。除了视角优秀以外,发光效率、寿命、功耗等耐久性和效率性能上也是十分出众。

 

三星电子在去年展示出 The Wall 产品,正式实现大尺寸 Micro LED 的商用化。在发布商显 The Wall Professional 产品后,6 月又随即发布了家用影院 The Wall Luxury 产品,后续还计划推出家用大尺寸产品线。

 

LG 电子在去年 IFA2018 上也展示过 Micro LED Display 产品,而中国厂商也是正加速进行 Micro LED 产品开发。

 

Micro LED 技术路径

Micro LED 主要通过将传统 LED 晶体薄膜用微缩制程技术进行微缩化、阵列化、薄膜化,然后通过巨量转移技术将晶体薄膜批量转移到电路板上,利用物理沉积制造保护层,最后完成封装。其中关键核心技术主要有两步:微缩制程技术和巨量转移技术 。

 


来源:CINNO Research 7 月面板月报 -Micro LED 产业的持续推进,三安湖北开工

 

微缩制程技术

微缩制程技术是指将原来 LED 晶片毫米级别的长度微缩后达到 1~10μm 等级左右。目前 LED 尺寸大多是 10~30mil,既 250~750 μm,单一晶片最小尺寸是 100μm,而通过微缩制程技术可以打破这一极限设定。业界评估,室内用途的显示器尺寸至少要做到 5μm,目前 LED 晶片大小业界水平已普遍达到 50μm,苹果实力雄厚,已经能做到 10μm 的水平,Mikro Mesa 实验室内已经可以做出 3μm 大小的尺寸,

 

微缩制程技术的实现路径主要有三种:Chip Bonding(芯片焊接)、Wafer Bonding(晶片焊接)、Thin film transfer(薄膜转移)。

 

三种技术路径各有优劣,其中,薄膜转移技术能够突破尺寸限制完成批量转移,且厂商 Mikro Mesa 已率先在实验室完成 3um 尺寸的晶元,理论成本较低,或许能成为未来主要实现路径。

 

巨量转移技术

磊晶部分结束后,需要将已点亮的 LED 晶体薄膜无需封装直接搬运到驱动背板上,这种技术叫做巨量转移。其中技术难点有两个部分:

 

1)转移的仅仅是已经点亮的 LED 晶体外延层,并不转移原生基底,搬运厚度仅有 3%,同时 MicroLED 尺寸极小,需要更加精细化的操作技术。

 

2)一次转移需要移动几万乃至几十万颗 LED,数量巨大,需要新技术满足这一要求。

 


来源:CINNO Research 7 月面板月报 -Micro LED 产业的持续推进,三安湖北开工

 

目前各大厂商在这个技术难关上各显神通,在巨量转移技术上各公司累计申请了十多项专利,预计这个技术门槛将会较快攻破。

 

驱动系统

LED 晶元通过巨量转移到电路板后,能藉由整合微透镜阵列,提高亮度及对比度。Micro LED 阵列经由垂直交错的正、负栅状电极连结每一颗 Micro LED 的正、负极,透过电极线的依序通电,透过扫描方式点亮 Micro LED 以显示影像。

 

Micro LED 技术瓶颈

Micro LED 尚有较多技术工艺问题需要解决,从实现路径到成本良率都有诸多挑战。

 

在 Micro LED 转移过程中, 纳米级 LED 的转运是核心问题之一 。在蓝宝石类基板上生长出来的 Micro LED 需要转移到玻璃基板上,由于尺寸不匹配,因此需要进行多次转运。对于微器件的多次转运技术难度都是特别高,而用在追求高精度显示器的产品上难度就更大。Luxvue 主要是采用电学方式完成转运过程。

 

晶元一致化问题也需要解决 。LED 从 wafer 切成 chip 后,每个 LED chip 并不会呈现完美一致的波长,不同波长呈现出来的色彩不同,对于传统 LED 来说,可以靠分 Bin、配 Bin 达到显示的要求。但 Micro LED 晶元数量巨大,采用传统分 Bin 方式效率低且设备投资成本过大,不利于规模化生产。这个问题有两类解决方案:一是以现有的晶元技术,将 Micro LED 应用做到小尺寸,高 PPI 的地方,比如可穿戴设备,并且小尺寸对精细度要求也相对较低。不过这种解决方案限制了 Micro LED 的市场空间。另一类解决方案就是在磊晶阶段通过改善生产工艺或者设备直接控制均匀性。

 

下一代显示技术

OLED 和 Micro LED 都是面向未来的显示技术,两者从工业实践的角度来看有不小的差距,Micro LED 在性能上优于 OLED。Micro LED 是将微米等级的 Micro LED 巨量转移到基板上,类似微缩的户外 LED 显示屏,每一个 Micro LED 都定址并且可以单独驱动点亮,相较 OLED 更加省电,反应速度更快,OLED 比 LCD 更薄、显示更清晰,但如果要省电,得降低高亮度显示和白色画面,视觉表现会受到影响。Micro LED 技术上已经突破了 OLED 的局限,亮度和饱和度相比之下都更高。此外 OLED 材料是有机发光二极管,在使用寿命上天然无法与 Micro LED 等有机发光二极管相比,在需要使用时候命的应用领域,如汽车抬头显示、大型屏幕投影等方面 Micro LED 更具竞争力。

 

多厂商加快布局 Micro LED/Mini LED

 


来源:CINNO Research 7 月面板月报 -Micro LED 产业的持续推进,三安湖北开工

 


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