电子发烧友网报道(文/吴子鹏)根据外媒近日的报道,苹果公司最快会在2024年商用MicroLED显示屏,将其用在Apple Watch Ultra智能手表上,然后再陆续扩展到到iPhone、iPad和MacBook上。
如今时间临近,不过正如我们过去文章里提到的,MicroLED在量产方面还存在一些难题。好消息是由于苹果公司明显的带动效应,目前MicroLED量产攻关的速度加快。同时,国内产业链也在加速创新,在很多关键节点实现零的突破。
巨量转移设备不再需要进口
MicroLED被定义为下一代显示器,具有高解析度、低功耗、高亮度、高对比、高色彩饱和度、反应速度快、厚度薄、寿命长等特性,相较于过往任何一种显示威廉希尔官方网站
,MicroLED几乎都具备明显的优势,相信这也是苹果公司下决心自研MicroLED的主要原因。
在MicroLED规模量产的道路上,目前巨量转移和全彩显示是最大的两个拦路虎。巨量转移威廉希尔官方网站
能够提升LED晶粒转移的良率、效率和精度,可以将百万甚至数千万颗微米级的LED晶粒快速且精准地转移到基板上,并和基板上的驱动电路形成良好的电气连接和机械固定。相较于传统的Pick-place机械转移,巨量转移在精度和效率上的提升是巨大的。
不过,精度既是巨量转移威廉希尔官方网站
的优势,同时也是实现这种威廉希尔官方网站
最大的障碍。巨量转移需要99.9999%(六个九)的转移良率,且将每颗芯片的精准度控制在±0.5μm以内,传统真空吸附的设备在这里完全派不上用场。在2022年之前,国内厂商打造MicroLED试产线基本依赖进口设备。主要原因在于,巨量转移设备的威廉希尔官方网站
含量高,存在一定的威廉希尔官方网站
壁垒。
不过,到了2022年下半年,随着苹果、三星、LG、海信、康佳等消费龙头和面板大厂都选择进入MicroLED领域后,国产化设备也迎来了一波爆发。目前,在巨量转移威廉希尔官方网站
的实现上,已经不再依赖进口设备。
今年2月份,德龙激光接受机构调研时表示,“巨量转移威廉希尔官方网站
”是MicroLED产业化过程中长期待解决的关键威廉希尔官方网站
。公司在相关威廉希尔官方网站
领域有充足的威廉希尔官方网站
储备,也率先开发了相应产品。目前公司MicroLED激光巨量转移设备已获得头部客户首台订单,即将交付。据悉,德龙激光的这台设备型号为LUT-800,拥有高良率、高效率和全自动三色上下料等优势,可以实现直转或者二次转移等方式,将三色LED芯片转移到基板上。并且,这台设备能够保证MicroLED转移落点精准,并可按照需求设置转移后Micro LED芯片阵列排布。除了激光巨量转移设备LUT-800以外,德龙激光可提供的MicroLED量产设备还有Micro LED激光剥离设备以及Mini/Micro LED激光刻蚀设备等。
2022年8月,先导智能在官方平台发布消息称,公司自主研发的Micro LED激光巨量转移设备顺利出货,进入工艺验证阶段,成为国内仅有几台实现巨量转移的先进设备之一,代表了该领域科技力量的顶级水准。在先导智能官网上,没有该设备的具体型号,可以看到相关的参数信息,这台设备能够99.99%的转移良率,以及±1um以内的转移精度。除了巨量转移设备以外,先导智能还提供LLO设备和芯片去除设备等。
此外,已经宣布过巨量转移设备最新进度的公司还包括海目星激光、大族激光、利亚德激光等,设备水平基本都在良率四个九,精度±1um以内。
国产厂商冲刺红光LED
正如上面提到的,对于MicroLED量产而言,巨量转移和全彩显示是最大的两只拦路虎。而在全彩显示方面,红光LED效率低是主要的症结所在。近几年,全球很多科研单位和LED芯片企业都在攻克Micro LED光效等威廉希尔官方网站
难题,并持续取得突破,然而在红光MicroLED方面却遇到了很大挑战。
中国科学院院士、南昌大学教授江风益曾在行业峰会上表示,目前的红光材料使用GaP,效率很低,质地很脆,还属于第二代半导体材料。GaP红光在MiniLED尺寸小一点可以过得去,但进入MicroLED,目前的GaP红光就遇到了挑战。因此,红光MicroLED需要从第三代半导体等创新材料方面做突破。
不过话虽如此,目前AlGaInPLED和GaP基板融合依然有很多公司在跟进。当然,氮化镓或者其他先进材料实现高效率红光LED也是一个重要的方向,国产厂商也已经陆续取得了一些突破。
近一年来,上海显耀显示科技有限公司(简称:JBD)陆续在红光Micro LED方面取得突破,多次刷新红光Micro LED在光效和亮度方面的行业记录。JBD选择的材料是AlGaInP,这是是半导体照明行业中用于制作红光LED最成熟的半导体材料。近期,JBD宣布Micro LED激发的红光量子点微显示屏实测出高达3.7万尼特的超高亮度,是全新的行业记录。如果配合蓝色和绿色量子点,估测单片全彩方案的微显示面板亮度有望突破10万尼特。
此外,AET阿尔泰目前已经顺利完成了MiniLED氮化镓红光芯片点亮、样品制造;2022年8月,芯元基再次传出在Micro LED微显示方面取得重大研发进展,成功点亮了InGaN基红光适合微显示的pitch 8微米Micro LED芯片阵列
相对而言,国内在红光MicroLED的研发上还处于追赶者的位置。国外方面,2021年3月美国加州大学圣塔芭芭拉分校就首次展示了尺寸小于10μm的InGaN基红光Micro LED芯片;2021年5月,沙特阿卜都拉国王科技大学(KAUST)团队开发出一款新型InGaN基红光Micro LED芯片,可望助力实现基于单一半导体材料的全彩化Micro LED显示器;首尔伟傲世通过WICOP Pixel威廉希尔官方网站
,成功将Micro LED显示屏的亮度提高到4000nits;MICLEDI在CES2023上展示了以AlInGaP为原料的红光Micro LED产品,芯片能够在极窄半高全宽(FWHM)内实现653nm波长,发出与法拉利跑车颜色类似的红光。
小结
《Micro LED 巨量转移威廉希尔官方网站 的研究进展》根据IDC、海目星和国海证券三方数据测算后称,预计2023年,由于中试线的数量增加,以及面板厂商测试,MicroLED的LED需求量将会出现大幅增长,从2022年的44万亿颗提升到2023年的276万亿颗,并将在2024年达到568万亿颗。因此,MicroLED不仅是国产设备厂商的行业盛宴,对LED芯片厂商而言也是巨大的机会。
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