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超大尺寸Micro-LED技术的演进

   2020-08-25 中华液晶网中华液晶网3150
核心提示:我们还需要克服很多的困难,今天在讲超大尺寸,雷曼光电目前是专注于超大尺寸的无缝拼接的超大清Micro-LED显示屏,在讲超大尺寸Micro-LED技术之前,讲一下超小尺寸,超小尺寸大家可以看到AR、VR对眼睛的需求,这是未来超小尺寸超高清Micro-LED的重要方向,这个需要努力,这个PPI需要到2千以上并且响应速度快,视场角和分辨率要求非常高。

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李漫铁(深圳雷曼光电科技股份有限公司董事长兼总裁)

好,各位业界的朋友大家下午好,很高兴在这里有机会跟大家分享关于超大尺寸Micro-LED相关的历史现在和未来。今天Min&Micro-LED论坛将我们几个产业融合在一起我们崇敬了一个未来,Micro-LED的未来刚才我们海信的朋友已经讲了Micro-LED可能率先在超大尺寸发力,在超小尺寸目前我们还在努力,我们还需要克服很多的困难,今天在讲超大尺寸,雷曼光电目前是专注于超大尺寸的无缝拼接的超大清Micro-LED显示屏,在讲超大尺寸Micro-LED技术之前,讲一下超小尺寸,超小尺寸大家可以看到AR、VR对眼睛的需求,这是未来超小尺寸超高清Micro-LED的重要方向,这个需要努力,这个PPI需要到2千以上并且响应速度快,视场角和分辨率要求非常高。

这些市面上的几个VR、AR眼镜的一些参数,这些参数大家看到PPI还是不够,因为AR、VR眼镜视距非常小,只有1-2个厘米,高PPI才能保证双眼看到的画面极小甚至消失的颗粒感,同时Micro-LED有一个非常好的特性,为耗电量比较低,各类消费类电子续航时间更长,所以未来的VRVR眼镜呼唤Micro-LED未来产品的突破。

那么最近Mini背光是一个热门的话题,其实我们说的Mini分为背光和直显,Mini背光其实也是基于LCD的背光,提高LCD的对比度和色域,能够接近OLED的一些性能参数,但是性价比又比OLED比较好,最近这方面非常热门,那也解决了在中国LCD面板大量过剩的情况下,通过背光的通过来实现大尺寸,跟OLED的65寸以上,70多寸80多寸目前遇到瓶颈,通过背光的方式来解决这个问题。在Mini直显,目前有两种解决方式,一种是通过 IMD,一种是通过COB集成封装方式,COB技术是将LED芯片直接封装到模组基板上,再对每个大单元进行整体模封。而IMD技术(N合1)则是将两组、四组或六组RGB灯珠集成封装在一个小单元中来实现Mini直显的显示。

Micro-LED技术在率先在超大尺寸这方面的应用,我们说的其实我们指的100寸以上,跟我们现在的LCD、OLED 100寸以下进行错位的竞争地可以实现无缝拼接和高清。目前在智慧监控,在高端商场、会议室将来在家庭医院可以有效的应用,其实需求对于Micro-LED越来越孵化,快速的发展,作为一家LED显示屏的企业,目前我们的小电极微电极主要是在指挥监控市场,这个是100亿的市场,那么我们看好在未来3年会进入到一个高端会议室和高端商用的市场,这个是1千亿的市场,那我们也看好5年之后进入家庭2C,进入到万亿的消费市场,那么超大尺寸Micro-LED现在我们进入到了5G+4K、8K的时代,对于分辨率要求越来越高,大家看到这个表,110寸如果是2K,为什么说110寸,我们说超大尺寸我们定义在100寸以上,就是和LCD和OLED的尺寸不能达到的,因为即使能达到也不能入户,110寸2K的话像素间距是1.2毫米,如果做到4K要0.6毫米,如果做到8K就要0.3毫米的间距,这个间距就要求我们的技术和工艺要进一步的突破了。

还有一个价格,我们任何一个产品它首先要有技术可行性,其次还要有商业可行性,商业可行性也就是说这个产品在市场上卖多少钱,假设是一个110寸的2K的LED显示屏,假设卖10万块钱的话,那么这个市场会有比较大的一个需求。而10万块钱,大家看到了,这跟每个像素的售价和每个像素的成本。这里写了一个家庭影院,也就是说未来市场价卖9.9万的时候,家庭影院会获得一个非常大的突破,现在三星其实在进军家庭市场,但是目前这个市场还有点早,目前的价格和成本还有比较大的一个差距,那是我们的一个目标。

接着大家看到刚才说的,如果是110寸2K是要1.2毫米,如果4K要0.6毫米的间距,如果是8K要0.3毫米的间距,成本需要越来越低。如果是业内的朋友,在LED行业的朋友,对像素的成本其实是有感觉的,因为Micro-LED的显示屏它的成本是按像素来计的,基本上它的成本或者售价跟像素基本上呈线性的,所以像素越多成本越高,售价越高,每个像素多少钱很重要。上游RGB芯片,加上驱动、基板等一系列的成本,就构成了每一个像素点的成本。

在这里讲一点技术,Micro-LED芯片技术目前有三种:

1、正装的LED的技术。

2、垂直LED。

3、倒装LED。

Micro-LED是基于COB技术,就是集成封装,电子行业都是由分立往集成走,也就是COB、RGB集成封装技术的诞生,让Micro-LED从分立器件时代进入到了集成电路时代,这是正装的COB封装方式,它需要拔线。

第二个方案是混装,现在由于红光的倒装芯片比较工艺,不太成熟,良率比较低,成本比较高,所以红光还用正装,蓝绿用倒装,这是混装的常见的一种分装方式。

第三种就是倒装的方式,就是RGB全部用倒装芯片进行封装。RGB这种方式可以间距到0.3毫米,前面说的那两种只能到0.7毫米、0.6毫米。

最近也是有这种蓝色和绿色芯片的垂直芯片,垂直芯片也就是说只有一根线,一根线可以有效地节省空间,使得集成封装的间距能够做到0.6毫米,目前比较常见的是这四种COB的封装方式。

从2018年开始,COB的技术是正装技术,2019年也还是正装,今年开始有倒装和混装,在未来几年里面其实这种封装的技术,可能是多种形态并存的方式,通过多种形态的COB集成封装方式来构成了我们超大尺寸Micro-LED的一个产品的形态。

往后走,随着倒装RGB芯片的一个工艺的成熟,良率的提升,价格的下降,未来基于倒装RGB的Micro-LED将逐步成为市场的主流,但是现在倒装RGB目前由于产量比较低,良率偏低,所以成本非常高。我们预计倒装RGB成为100寸以上Micro-LED的主流封装形式可能还需要两年时间。

下面就讲一下基于COB的几个技术组成:

1、基本技术,目前比较常见的两种,一种是PCB基板,一个是玻璃基板。PCB基板的技术,我们为了降低Micro-LED的成本,我们把LED的芯片越切越小,越切越小之后两个电极的距离越来越小,两个电极越来越小,对于PCB的线宽线距要求越来越高,所以目前的PCB在这方面也遇到了瓶颈。

现在目前我们常规的PCB的间距是100微米左右,但是LED的芯片做到4×8mil、3×5mil,对于线宽线距要求就越来越苛刻,所以现在在PCB的工艺方面必须要有更有效的一个突破。

2、玻璃基板技术,也是未来一个非常有效的技术,但是玻璃基板技术目前在不拼接的情况下,它有它很强的一些优势。但是如果要做到无缝拼接,目前在工艺基础上还有比较多的一个难度。

3、驱动技术,超大尺寸Micro-LED的驱动技术,现在有PCB板加被动驱动方式,目前这种是最常见的,目前在100多寸的Micro-LED的拼接屏上面这是主流技术。未来就是玻璃基板加主动驱动技术,未来这在消费级的Micro-LED上面它会成为主流技术。大家知道,驱动技术主动、被动各有各的优缺点,基于不同的基板的材质会有不同的选择。

4、芯片转移技术,也是Micro-LED议论非常多的一个技术,就是UPH转移速度每小时的一个转移量,还有一个转移的精度、转移的成本,其实这三个也决定了未来进入Micro-LED时代决定了Micro-LED显示屏的成本。

转移技术大家看到常规是单颗转移或者多颗转移,未来进入到批量转移或者巨量转移。未来的巨量转移会进入到KK级,目前现在雷曼光电做的Micro-LED转移的UPH大概是100-200K左右。

5、芯片维修技术。在转移过程中,不管是单颗转移、多颗转移还是批量转移、巨量转移,转移的过程中间肯定会有瑕疵,芯片维修技术是必备的一个技术。这次我看也有产业链上面的芯片维修技术设备的厂家,在这边有很多的一些进展和突破。

Micro-LED它的成本取决于像素的数量,进入到Micro-LED时代,我们怎么样让更少的像素达到更高的一个分辨率,除了简单线性地将像素增加以外,雷曼光电在两周前在深圳发布了业界首创的像素引擎技术,这个技术对于LED行业来说特别有价值。在LCD、OLED的成本跟像素的关联度不是那么大,但是进入到Micro-LED时代、LED的像素的数量跟成本是线性相关的。所以,在LED时代有必要通过技术创新、软件和硬件结合的方式来使用较少的像素,达到更高的一个像素分辨率。

像素的成本和像素的数量跟Micro-LED的成本息息相关。雷曼光电通过两年的潜心的研发,基于COB平台能够实现在基板上面将红、绿、蓝芯片进行任意的一个排布,我们通过RGBG,每个像素增加一个绿色芯片的方式,将它进行一个专利的排布,通过排布之后,再通过独创的像素算法,实现像素的复用。所以,我们通过这个技术,硬件加软件的方式,在增加成本不是特别多的情况下,将可以显示的像素进行了4倍的倍增。雷曼光电进行创新将这项技术导入到Micro-LED领域,通过硬件和软件的一个创新,使得能够用较少的成本获得更高的像素。能够比较轻松地由2K变成4K,4K变成8K,进一步推进5G时代的4K和8K的一个民用化的进度。

基于这个技术,雷曼光电在两周前来已经发布了P0.63和P0.79的产品,这新产品性价比特别高,图像亮丽色彩表现更优、分辨率高、对比度高、身材更柔和。这是雷曼光电在基于COB技术的Micro、LED上面的进程,我们现在已经进到0.6的时代,我们在明年会进入0.4时代,在明年的年底我们会进入到0.3毫米的时代。

雷曼光电是一家中国第一家LED显示屏的上市企业,雷曼光电的业务覆盖了LED产业链的封装和应用,雷曼光电独特的技术优势,使得我们在6年前就开始COB技术的一个研发,我们两年前开始进行Micro-LED显示屏的量产,这两年技术迭代非常快。在这个展会,我们展出了324寸的8K Micro-LED,大家可以去看到。

所以,Micro-LED作为未来的一个新型的显示,近在眼前,超大尺寸,无缝拼接的Micro-LED,我们已经技术上能够实现,在成本上面我们再继续努力,现在目前在指挥控制室上,已经是能够满足客户的诉求,未来我们还会进一步进入到几千亿的蓝海市场,进入到会议室、民用和家庭的市场。

雷曼光电和业内的同仁一起努力,推进Micro-LED产业的发展,谢谢大家!

 


 
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