Micro LED 應用量產預估時程(Source: LEDinside)

自次世代顯示技術微發光二極體(Micro LED)為產業界點亮曙光以來,相關供應鏈在品牌大廠串聯下逐漸建構成形,也加速推動產品應用發展,其中大尺寸電視有望提前實現量產。至於何時會出現商業實用化產品,現階段除須克服許多技術問題外,還講求兩大關鍵要素。

Micro LED 生產工藝改變,製程技術仍待突破

Micro LED 將傳統 LED 尺寸微縮至微米(micron,μm)等級,做到比沙子還要細小,又要能確保發光,只是以現行的製程工藝來看,還有許多技術難題待解決。調研機構 TrendForce LEDinside 研究協理儲于超,近日在 LEDforum 中表示,傳統 LED 尺寸約 100 μm 至 1,000 μm,厚度約 100 μm 至 500 μm,若要做到 Micro LED 等級,就得將尺寸縮到 100 μm 以下,厚度僅約 3 μm 至 5 μm,由於 Micro LED 體積微縮近百倍,因此目前的生產工藝需要相當大改變。

從磊晶製程、晶粒製造,到轉移、接合方式,全彩化方案與背板材料選擇,檢測、修復與備援(redundancy)機制等等,每一製程環節都有其技術限制及挑戰。儲于超提到,當 LED 尺寸微縮到微米程度,將無法依照傳統方式於晶粒製程後再進行分 bin、篩檢程序,需在上游磊晶階段加以控制 LED 晶圓的波長均勻性,期望達到無微粒(particle)、不必分 bin 的程度;至於後端製程中如何檢測與修復壞點、切換備援電路等,也都是相當重要的技術課題。

TV 量產時程有望提前,汽車和手機應用亦為發展重點

去年 LEDinside 依據市面上產品尺寸及 PPI 要求,推算出 LED 尺寸及畫素(Pixel)數量,預估 LED 尺寸愈大、畫素數量愈少的應用,實現商業化量產的速度也相對愈快。時隔一年,較快實現量產的 Micro LED 應用也稍微有了點改變,尤其電視(TV)的量產時程可能會比原先預期提前。

儲于超於會中指出,廠商在開發 Micro LED 產品初期,普遍會先從室內顯示螢幕或穿戴式裝置著手,現在有些廠商則是選擇優先開發 Micro LED TV,不免令人訝異,畢竟 TV 所需的畫素數量相當多,技術難度也更高。不過,他認為由於電視規格多樣,若 60 吋以上電視搭配 Micro LED 做到 Full HD 或 4K 解析,PPI 還在能夠達成的範圍,有望切進高端產品市場與 OLED TV 競爭匹敵。

Micro LED 在汽車領域的應用發展也備受看好。儲于超表示,Micro LED 可接合在軟性基板上與車內結構整合,做為儀表板或中控面板顯示使用以創造差異化,更可提升整體質感。另外,汽車照明採用 Micro LED 能透過單點獨立控制每一個畫素,繼而塑造不同光形以對應各種路面環境,同時避免照射對向來車駕駛而造成炫光現象。
手機螢幕方面,採用 Micro LED 做為自發光顯示螢幕會是發展方向之一,但 Micro LED 尺寸得微縮到 5 μm 至 30 μm,依解析度要求所使用的畫素數量也高達數百萬顆,以致成本不易壓低,量產時程也會因此較晚。當然 Micro LED 不只能用於顯示技術,其整合感測器的「微組裝」(Micro Assembly)技術,也適用於手機當中。儲于超指出,另一發展方向還可將 Micro LED 做為手機背光,有別於目前常見的側入式,而改採類似直下式背光電視的概念,即可支援區域調光(local dimming),亦可提升色彩顯示表現,但為了維持手機機身輕薄,縮短光學距離(Optical Distance,OD)就成了另一待解問題。
 
此外,具發展潛力的應用還包括 AR/VR 頭戴式顯示器(HMD)、數位看板(Digital Signage)等。「未來 Micro LED 產品規格會相當分散,應用類別也會分眾化,」儲于超認為電視牆(video wall)顯示應用或穿戴式裝置會相對較快實現量產,「而真正大批量出現則要等到 2020 年後」。
 
實現量產兩大關鍵:成本、附加價值
 
儘管 Micro LED 應用想像空間廣、別具發展前景,若想加速實現 Micro LED 商業化量產,還是逃不過最現實的成本考量。儲于超先以點間距 P1.25 mm 的小間距(Fine Pitch)LED 顯示螢幕,跟點間距 P3.0 mm 的傳統 LED 顯示螢幕相比較。前者因為點間距微縮的關係,LED 使用數量較後者提高了 5.76 倍,加上 LED 尺寸縮小而增加製程成本,以至於每平方公尺面積成本約 1.2 萬美元,相較於傳統 LED 顯示螢幕每平方公尺面積成本 2,000 美元來說,差距相當明顯。
 
若將 Micro LED 套用小間距 LED 顯示螢幕規格進行推算,儲于超估計 Micro LED 顯示螢幕的成本約只有小間距 LED 顯示螢幕的七成左右,主要原因是 Micro LED 晶片不需要傳統支架、封裝等,材料成本會減少許多。不過,他強調 Micro LED 成本不是貴在材料,而是貴在製程,尤其轉移、驅動方案,還有背板(backplane)訂製、新生產設備等等都是導致成本增加的原因,因此現階段 Micro LED 成本還得再估高一些。
 
從顯示螢幕售價來看,目前 110 吋 P1.25 mm 的小間距 LED 顯示螢幕,價格約 12 萬美元左右;Micro LED 顯示螢幕若以 SONY 拼接型顯示螢幕「CLEDIS」(Crystal LED Integrated Structure)為例相比,220 吋要價 1.2 億日圓,相當於 120 萬美元,110 吋則以對半價 60 萬美元比較,兩者價差超過 5 倍。儲于超認為 SONY 將自家產品重新定位,切進傳統顯示螢幕所沒有的市場當中,在某些領域也確實有需求存在,因此也有其他廠商跟隨 SONY 腳步開發 Micro LED 顯示螢幕。「未來隨著成本下降,這樣的高端利基市場也有可能成為主流,」儲于超說。
 
而實現 Micro LED 量產的關鍵除了找出突破性技術、材料、設備等進一步降低成本外,如何提高附加價值、打到消費者痛點也是關鍵之一。
儲于超建議透過整合型方案或新產品概念、功能等,為產品提高附加價值,滿足消費者需求。
未來 Micro LED 能多快商業實用化,將取決於技術成熟速度、成本與產品附加價值,相信再過一段時日,市場上將會陸續出現 Micro LED 相關產品應用。
 
文 / 科技新報 楊安琪
Source:http://www.ledinside.com.tw/
創作者介紹

S Trend 未來趨勢科技產業研究中心

S Trend 社長 發表在 痞客邦 PIXNET 留言(0) 人氣()