連蘋果都著了OLED的道，國內(nèi)卻在關(guān)注另一個非QLED卻遠勝過OLED的技術(shù)

　　什么是OLED？

　　有機發(fā)光二極管（Organic Light-EmitTIng Diode， UIV OLED）又稱為有機電激光顯示、有機發(fā)光半導體（Organic Electroluminesence Display， UIV OLED）。與液晶顯示（Liquid Crystal Display， LCD）是不同類型的發(fā)光原理。OLED由美籍華裔教授鄧青云（Ching W. Tang）1979年在實驗室中發(fā)現(xiàn)，由此展開了對OLED的研究。OLED顯示技術(shù)具有自發(fā)光、廣視角、幾乎無窮高的對比度、較低耗電、極高反應速度等優(yōu)點。但是，在價格（較大顯示面板）、壽命、分辨率暫無法與液晶顯示器匹敵。有機發(fā)光二極管依色彩可分為單色、多彩及全彩等種類，其中全彩有機發(fā)光二極管的制備最為困難；依驅(qū)動方式可分為被動式（Passive Matrix， PMOLED）與主動式（AcTIve Matrix， AMOLED）。

　　這樣來看OLED發(fā)展前景的確是一片光明，但是，半路殺出個程咬金，讓OLED的日子過得不是很舒服了。

　　今日，有消息顯示，在今年秋季推出的十年版手機中，蘋果將在公司歷史上第一次使用有機屏（OLED），由三星顯示器公司供貨。不過據(jù)外媒報道，蘋果之前也收購了擁有micro-LED顯示技術(shù)的公司，并且自身從事顯示面板的研發(fā)，這讓三星、LG等屏幕廠商產(chǎn)生了一定的擔憂。

　　據(jù)美國科技新聞網(wǎng)站Apple Insider報道，今年晚些時候，蘋果將會開始生產(chǎn)micro-LED顯示屏，初期將用于第三代蘋果手表，目前蘋果手表中使用了有機屏。

　　在顯示面板領(lǐng)域，蘋果過去沒有技術(shù)儲備。不過在2014年，蘋果收購了一家名為LuxVue的公司，獲得了該公司的micro-LED技術(shù)，而在過去幾年時間里，這種顯示面板技術(shù)開始引發(fā)了行業(yè)關(guān)注，而蘋果也在積極進行開發(fā)。

　　Micro-LED被看好成為新一代顯示技術(shù)

　　除了液晶之外，有機屏被認為是液晶面板的替代產(chǎn)品。在蘋果之前，三星電子等許多手機廠商已經(jīng)開始使用有機屏幕，這種屏幕畫質(zhì)更好、更加省電，厚度更薄，另外可以進行彎曲設(shè)計。

　　實際上，有機屏技術(shù)已經(jīng)問世了多年，但是其成本遲遲難以下降，但是過去幾年，有機屏量產(chǎn)技術(shù)獲得突破，拉低了成本。市面上已經(jīng)出現(xiàn)了大量的有機屏手機和電視機，未來相關(guān)的制造商將會更多。

　　微發(fā)光二極體顯示器（Micro LED Display）為新一代的顯示技術(shù)，結(jié)構(gòu)是微型化LED陣列，也就是將LED結(jié)構(gòu)設(shè)計進行薄膜化、微小化與陣列化，使其體積約為目前主流LED大小的1%，每一個像素都能定址、單獨驅(qū)動發(fā)光，將像素點的距離由原本的毫米級降到微米級。

　　承繼了LED的特性，Micro LED優(yōu)點包括低功耗、高亮度、超高分辨率與色彩飽和度、反應速度快、超省電、壽命較長、效率較高等，其功率消耗量約為LCD的10%、OLED的50%。而與同樣是自發(fā)光顯示的OLED相較之下，亮度比其高30倍，且分辨率可達1500PPI（像素密度），相當于Apple Watch采用OLED面板達到300PPI的5倍之多，另外，具有較佳的材料穩(wěn)定性與無影像烙印也是優(yōu)勢之一。

　　而大尺寸方面，就是成本的競爭，Micro-LED競爭優(yōu)勢并不明顯。Micro-LED在大尺寸方面的挑戰(zhàn)非常大，這么多年來，與LCD、OLED相比，LED在成本上并沒有形成優(yōu)勢，而且從Micro-LED實際投入和進展來看，Micro-LED影響力沒有想象得那么大。LCD成本低、良率穩(wěn)定，競爭力非常強。就像當年LCD和PDP一樣，LCD和Micro-LED未來的競爭不單純涉及到技術(shù)的競爭，還牽扯到產(chǎn)業(yè)鏈以及生態(tài)的競爭。

　　制程種類及技術(shù)發(fā)展

　　對于半導體與芯片的制程微縮目前已到極限，而在制造上的微縮卻還存在相當大的成長空間，對于Micro LED制程上，目前主要呈現(xiàn)分為三大種類：Chip bonding、Wafer bonding和Thin film transfer。

　　Chip bonding（芯片級焊接）

　　將LED直接進行切割成微米等級的Micro LED chip（含磊晶薄膜和基板），利用SMT技術(shù)或COB技術(shù)，將微米等級的Micro LED chip一顆一顆鍵接于顯示基板上。

　　Wafer bonding（外延級焊接）

　　在LED的磊晶薄膜層上用感應耦合等離子離子蝕刻（ICP），直接形成微米等級的Micro-LED磊晶薄膜結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)之固定間距即為顯示劃素所需的間距，再將LED晶圓（含磊晶層和基板）直接鍵接于驅(qū)動電路基板上，最后使用物理或化學機制剝離基板，僅剩4~5μm的Micro-LED磊晶薄膜結(jié)構(gòu)于驅(qū)動電路基板上形成顯示劃素。

　　Thin film transfer（薄膜轉(zhuǎn)移）

　　使用物理或化學機制剝離LED基板，以一暫時基板承載LED磊晶薄膜層，再利用感應耦合等離子離子蝕刻，形成微米等級的Micro-LED磊晶薄膜結(jié)構(gòu)；或者，先利用感應耦合等離子離子蝕刻，形成微米等級的Micro-LED磊晶薄膜結(jié)構(gòu)，再使用物理或化學機制剝離LED基板，以一暫時基板承載LED磊晶薄膜結(jié)構(gòu)。

　　最后，根據(jù)驅(qū)動電路基板上所需的顯示劃素點間距，利用具有選擇性的轉(zhuǎn)移治具，將Micro LED磊晶薄膜結(jié)構(gòu)進行批量轉(zhuǎn)移，鍵接于驅(qū)動電路基板上形成顯示劃素。

　　Micro-LED能否挑戰(zhàn)LCD和OLED？

　　目前，Micro-LED可以形成兩大應用方向，一個是以蘋果為代表的可穿戴市場；蘋果專攻Micro LED的小尺寸應用，看上了Micro LED顯示技術(shù)公司LuxVue Technology，于2014年5月收購LuxVue，取得多項Micro LED專利技術(shù)，欲加快布局相關(guān)技術(shù)專利。當時蘋果這項收購引發(fā)了市場關(guān)注，認為蘋果可望在Apple Watch與iPhone上采用新一代的Micro LED技術(shù)，但因不愿過于依賴面板廠，于是轉(zhuǎn)而將LuxVue收歸麾下，以取得Micro LED領(lǐng)域的技術(shù)主導權(quán)。

　　一個是以Sony為代表的超大尺寸電視市場。2012年Sony發(fā)表的55寸“CrystalLEDDisplay”就是Micro LED Display技術(shù)類型，其FullHD解析度共使用約622萬（1920x1080x3）顆micro LED做為高解析的顯示劃素，對比度可達百萬比一，色飽和度可達140%NTSC，無反應時間和使用壽命問題。但是因采單顆Micro-LED嵌入方式，在商業(yè)化上，仍有不少的成本與技術(shù)瓶頸存在，以致于迄今未能量產(chǎn)。

　　今年Sony在CES展出的Micro-LED顯示器──CLEDIS已在分辨率、亮度、對比都有極佳的表現(xiàn)，已為Micro-LED。

　　目前來看，Micro-LED市場集中在超小尺寸顯示上。例如智能手機、智能手表、VR等。這些設(shè)備上，Micro-LED主要和OLED競爭。而后者現(xiàn)在已經(jīng)有數(shù)千億元的投資在路上，產(chǎn)能在大量形成。Micro-LED則還處于攻克最基本技術(shù)的門檻上。

　　更為重要的是，智能手機作為小尺寸應用的主要市場，對于Micro-LED而言依然意味著“尺寸偏大”，即成本偏高；VR作為最佳潛力股，需要極高的像素密度，OLED已經(jīng)在發(fā)展1000PPI+的VR面板，這無疑加大了Micro-LED的制造難度；智能手表上顯示的核心需要除了節(jié)能，并沒有特別要求，但這一市場總?cè)萘繒容^有限——因為它的單臺顯示面積很小。

　　所以，選擇Micro-LED作為逆襲方向，首先是放棄中大尺寸顯示市場；第二是核心技術(shù)“還在突破的路上”，恐怕時間不等人；第三是預期目標市場前有OLED后有QLED，“壓力山大”。

　　Micro-LED的發(fā)展瓶頸

　　Micro-LED如果做成類似LED顯示屏這樣的顯示面板，以數(shù)十英寸到上百英寸這樣的面積，在技術(shù)上是可行的，但離商業(yè)化量產(chǎn)還要很遠，就是需要更高速度的巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)，把一顆顆小型LED移到基板上，否則以現(xiàn)有技術(shù)與良率，要打造一臺可用的顯示器，費時過久，無法大規(guī)模量產(chǎn)。

　　根據(jù)LED inside統(tǒng)計，目前Micro-LED顯示技術(shù)上帶來的制造成本仍高達現(xiàn)有顯示產(chǎn)品的3~4倍，因而廠商正積極透過增加產(chǎn)品附加價值，以及改善芯片、轉(zhuǎn)移技術(shù)良率以達到成本下降目標，估計若要取代現(xiàn)有LCD產(chǎn)品還需3~5年的時間。

　　Micro- LED產(chǎn)品要求高波長均勻性，小間距用LED產(chǎn)品波長均一性更是要求嚴苛。目前量產(chǎn)標準下的藍光LED波長均一性要求在±5~12nm，然而小間距顯示屏波長均一性要求，甚至要低到±1-1.5 nm。如果是Micro LED，要求會更嚴格。

　　換言之，量產(chǎn)規(guī)模下，高精度轉(zhuǎn)移制程去提升制程產(chǎn)率，至少須達到99.9%以上的水準，甚至是99.999%這樣更好的狀態(tài)。

　　這樣一來，產(chǎn)業(yè)需要用到的PCB板，也要能夠完成客制化的要求，透過細線寬/線距與小鉆孔開發(fā)，借由這種超高密度線路，才有辦法承載巨量Micro-LED畫素，對消費者與用戶來說，就可呈現(xiàn)高解析度、高畫質(zhì)的顯示效果。

　　此外，Micro-LED制造成本居高不下，原因在于相關(guān)技術(shù)瓶頸仍待突破，如良率的提升、「巨量轉(zhuǎn)移」（Mass Transfer）技術(shù)等，且由于涉及的產(chǎn)業(yè)橫跨LED、半導體、面板上下游供應鏈，舉凡芯片、機臺、材料、檢測設(shè)備等都與過去的規(guī)格相異，提高了技術(shù)的門坎，而異業(yè)間的溝通整合也增加了研發(fā)時程。

　　Micro-LED制造過程中關(guān)鍵的巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)可用來轉(zhuǎn)移微型LED，同時也可轉(zhuǎn)移傳感器等微小電子組件，讓Micro-LED的應用更添想象空間。未來無論在車用顯示、VR裝置，甚至是AR投影、光學感測、指紋辨識等領(lǐng)域，都有機會是Micro-LED技術(shù)大放異彩的舞臺。

　　此外，對于Micro-LED的發(fā)展，如果要實現(xiàn)大規(guī)模Micro-LED顯示的制造，必須要將包含LED制造、顯示制造和技術(shù)轉(zhuǎn)移與組裝這三個主要的不同的專業(yè)知識和供應鏈結(jié)合在一起。

　　與傳統(tǒng)顯示器相比，Micro-LED顯示的供應鏈復雜而冗長，每個過程至關(guān)重要，有效管理每一個方面將是具有挑戰(zhàn)性的。沒有一個人可以解決所有的問題，似乎不太可能實現(xiàn)完全垂直整合。

　　主要參與開發(fā)Micro-LED的企業(yè)

　　Micro-LED爭戰(zhàn)行列的國際大廠包括 索尼、樂金、日亞化學、夏普等，而從英國史崔克萊大學（University of Strathclyde）拆分出來的公司 mLED、美國德州理工大學（Texas Tech University）、法國原子能署電子暨資訊技術(shù)實驗室（LeTI）、從伊利諾大學（University of Illinois）分拆出來的X-celeprint也都積極研發(fā)Micro-LED技術(shù)。

　　臺灣不少大廠也已投入技術(shù)研發(fā)，包括半導體新創(chuàng)公司錼創(chuàng)（PlayNitride）、工研院、友達、群創(chuàng)、晶電。

　　索尼

　　索尼在2016年6月的InfoComm展和德國IFA展上，都展示了將Micro LED元件作為一個像素使用的LED顯示器技術(shù)“CLEDIS”，這項被形容為能夠挑戰(zhàn)OLED的新技術(shù)非常神秘。

　　索尼CLEDIS技術(shù)其實就是小間距LED顯示屏技術(shù)，點間距為1.2mm。這種小間距LED顯示屏是通過RGB三色LED器件的組合成為單一像素，將多個像素封裝成為屏幕元素，再降多個元素組成一個完整的顯示單元，而最終我們看到的大尺寸LED屏幕多是由該類顯示單元進行無縫拼接后形成的效果。

　　這種顯示器組件組合在一起，可以根據(jù)用途和設(shè)置場所，改變屏幕的大小及長寬比等。每個組件的屏幕邊框非常細，上下左右擺放到一起，可以構(gòu)建出幾乎看不到接縫的大屏幕。設(shè)想主要用于B2B用途，包括數(shù)字標牌、公共大屏幕、展廳用顯示器、汽車設(shè)計評審等。

　　夏普、日亞化學

　　由于Micro-LED新技術(shù)應用有機會掀起顯示器產(chǎn)業(yè)的破壞式創(chuàng)新，吸引國際大廠躍躍欲試，為突破技術(shù)關(guān)卡紛紛啟動新一波產(chǎn)業(yè)競賽，業(yè)界傳出Apple有意導入Micro-LED，促使鴻海集團決定投入Micro-LED研發(fā)行列，并已獲得董事長郭臺銘拍板定案，將串聯(lián)集團面板廠夏普及策略合作夥伴日亞化，搶攻下一世代顯示器的戰(zhàn)略地位。

　　鴻海對此指出，集團對于各項新技術(shù)應用開發(fā)，均有計劃運用資源進行相關(guān)投資，希望藉由技術(shù)掌握，奠定在市場優(yōu)勢基礎(chǔ)。

　　據(jù)日亞化學表示，公司在Micro-LED耕耘超過10年，擁有領(lǐng)先技術(shù)，未來會加速推動Micro-LED的商品化。第一階段就是推出面光源模組，不僅可以做到local dimming，而且做在軟性基板上可以實現(xiàn)可撓式顯示面板。兩年后可以推展到第二階段，最后終極目標就是實現(xiàn)Micro-LED。

　　晶電、隆達、群創(chuàng)

　　晶電發(fā)言人張世賢公開表示，由于Micro-LED體積很小，晶電的磊晶、晶粒制程上要配合移轉(zhuǎn)設(shè)備和系統(tǒng)應用等廠共同開發(fā)。在磊晶和晶粒的制程，Micro-LED成功機率高，至于2017年能否量產(chǎn)出貨，則還要很努力。

　　隆達董事長蘇峯正也表示，Micro-LED是一項新技術(shù)、新應用，有機會增加LED的使用量，這也是隆達布局新應用的方向之一。目前已有不少公司都在布局，進度不一。至于何時可商業(yè)化量產(chǎn)，其認為，投入初期良率差，更多人投入后良率提升的學習曲線，不能省略。

　　群創(chuàng)董事長暨執(zhí)行長王志超則指出，軟性顯示將是趨勢，目前看來還有其它的技術(shù)選項如Micro-LED等。

　　聚積、工研院

　　日前臺系LED驅(qū)動IC大廠聚積公告，該公司董事會已經(jīng)決議和財團法人臺灣工業(yè)技術(shù)研究院 （ITRI，下簡稱“臺工研院”）合作開發(fā)「超小間距LED數(shù)字顯示模塊」，也就是Micro-LED 的顯示模塊。

　　聚積指出，主要是因應市場發(fā)展，提升競爭力，因此和臺工研院一起合作開發(fā)。

　　另外，聚積先前在荷蘭阿姆斯特丹舉辦的ISE 2017展覽上，在一般主流尺寸的LED顯示屏幕市場也有新的產(chǎn)品。因應小間距LED顯示屏多元需求的帶動下，從小間距常見顯示問題的解決方案，至租賃、24小時不斷電應用（中控室、商場），聚積科技此次主打「簡潔、智能、優(yōu)越」，展示最新的鷹眼系列解決方案。

　　國內(nèi)廠商該如何布局Micro-LED

　　目前，國內(nèi)LED廠商已經(jīng)開始研發(fā)Micro-LED技術(shù)。據(jù)了解，去年，利亞德推出了超微P0.9毫米高清無縫拼墻，這是市面上第一款實現(xiàn)量產(chǎn)的低于1毫米間距的LED顯示屏，但主要還是應用在室內(nèi)監(jiān)控領(lǐng)域，不像蘋果和索尼主攻可穿戴和大屏電視領(lǐng)域。

　　雖然國內(nèi)LED在商用市場形成一定規(guī)模，國產(chǎn)LED 設(shè)備跟進加速了LED國產(chǎn)化的進程，但是國內(nèi)大部分LED廠商的營收規(guī)模不大，目前更加注重LED商用市場本身，對于像Micro-LED這種前瞻性技術(shù)投入比較少，國內(nèi)LED相關(guān)會議對Micro-LED探討也不多。

　　Micro-LED是從芯片角度切入，國內(nèi)小間距LED是從顯示屏的角度出發(fā)，雖然都是做小間距的LED，但是兩者的尺度不一樣。國內(nèi)LED產(chǎn)業(yè)沒有一家企業(yè)能夠垂直整合整個產(chǎn)業(yè)鏈，每一家企業(yè)都各自專注一環(huán)，做芯片的就做芯片，做封裝的只做封裝，做應用的專門做應用。而且現(xiàn)在大部分小間距LED集中在應用層，還沒有從應用層延伸到上游產(chǎn)業(yè)鏈，更沒有達到芯片層?，F(xiàn)在國內(nèi)能量產(chǎn)的小間距LED就是P1.2~1.5毫米，最小的是P0.9毫米。

　　而蘋果和索尼Micro-LED都是底層用正常的CMOS集成電路制造工藝制成LED顯示驅(qū)動電路，然后再用MOCVD機在集成電路上制作LED陣列，從而實現(xiàn)了微型顯示屏尺度更小，可能能達到100微米，國內(nèi)小間距LED與蘋果和索尼的Micro-LED差一個數(shù)量級。

　　目前上游的有機發(fā)光材料，主要掌握在日、韓、美、德等國外廠商手中，國內(nèi)暫無可替代產(chǎn)品。國內(nèi)企業(yè)主要為國際材料生產(chǎn)企業(yè)提供有機材料的中間體和單體粗品，隨著面板需求的增長，國內(nèi)中間體和單體粗品的銷售量有望大幅增長。

　　其次，當前的Micro-LED發(fā)展還處在一個初級階段，而國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)紛紛在布局，不敢說處于同一水平，但是相差也沒有面板LED當初國內(nèi)發(fā)展時的那么大。

　　最后，Micro-LED要想拉開距離，未來更多的還是專利上的競爭，這也是當前在大家基數(shù)還不夠高時，國內(nèi)企業(yè)布局Micro-LED尤其需要考慮的一點。