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98wwccc 2017-11-21 17:07:35

苹果更看重的Micro LED屏幕到底好在哪里?

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  业界的眼光又转移到了 Micro LED 上,关于这个屏幕技术的一举一动都引人关注。

  在最新款的旗舰机 iPhone X 上,苹果首次使用了 OLED 屏幕。OLED 屏幕比苹果之前采用的 LCD 更加轻薄,显示效果也更加细腻,但也存在老化快,显示残影(烧屏)等问题,苹果还专门在 iOS 11 系统中进行设置,避免 iPhone X 长时间以最大亮度显示静态图像。比起 iPhone,Apple Watch 更早用上了 OLED,而且再过不久,还有希望率先用上 Micro LED。

  被认为 LED 最终进化目标的 Micro LED 技术这两年一直没有落下,苹果是主导 Micro LED 布局的企业之一。苹果两年前收购 Micro LED 显示技术公司 LuxVue Technology 后加紧研发,虽然目前并没有任何消费电子产品采用该技术,但苹果仍然希望能够从中找到突破口,一举一动更加引人瞩目。

  Micro LED 又被称为 μLED 或者微型 LED。最早是由堪萨斯州立大学洪兴教授和德州理工大学 Jingyu Lin 教授在 2000 年首先发明的。

  Micro LED 和 OLED 一样,都是由发光二极管构成。这意味着两者都是“自发光”技术的屏幕。每个红色、绿色和蓝色子像素会自己发光,不像 LCD 屏幕需要专用背光。因此,Micro LED 显示器能够提供和 OLED 一样的对比度和颜色表现,在生产上也可以保持轻薄。不同的地方在于 LED 材料的构成。OLED 中的 O 代表的意思是有机的(Organic),是指在像素堆栈的发光部分中使用了有机材料。但 Micro LED 则不一样,这种技术是在发光部分中使用了无机的氮化镓(GaN)材料。


  这种材料可以比 OLED 产品提供更高的亮度,理论上多达到 30 倍。在响应速度、对比度、色彩饱和度上都比 OLED 屏幕显示的效果更好。由于是将 LED 材料缩小并放入阵列中,Micro LED 屏幕的显示密度可以进一步突破。根据理论数据,如果 iPhone 8 上采用 Micro LED,显示密度可以达到 1500ppi 以上。

  由于采用无机材料,Micro LED 也不会出现 OLED 屏幕上寿命短的问题。同时,Micro LED 还减少了对偏振和封装层的需求,可以使面板变得更薄。OLED 必须减少白色画面与高亮度显示,才能达到省电效果,Micro LED 为多量微型 LED 阵列组成,除了能达高亮度、超高解析度与色彩饱和,每个画素都能独立驱动,还有省电、反应速度快等优点。在功耗方面,可以比 LCD 低 90%,比 OLED 低 50%。

  因为 Micro LED 太“微型”,组件要小于 100 微米,生产的难点在于如何将数百万个微小的 LED 组件传输和粘贴成一整块面板,从而提高较大尺寸面板的良品率。这些微小的 LED 元件的放置精度要求在 ±1.5μm 之间,由于对焊接精度的要求很高,因此将高分辨率的 Micro LED 压缩到智能手机面板尺寸上目前是很难实现的。


  到目前为止,唯一将 Micro LED 显示器技术进展到商品化的只有索尼,索尼利用了 Micro LED 显示技术将显示器开发成大型电视墙的型态,并命名为 CLEDIS。CLEDIS 本身的尺寸较大,因此在 LED 芯片的封装间距上并没有太过紧密性的要求。如果是手机屏幕或者智能手表、智能手环以及头戴设备这样的应用,在极小的面板尺寸下,同一片晶圆材料上完成单片式 RGB LED 芯片要求更高的制程技术与材料,以及超高密度的封装技术。

  除了要在制备数十微米的 LED 上一较高下,厂商还比如何将这些微小的 LED 转移到基板、如何黏接、电路如何驱动,最后比的更是如何让一般显示技术高出 3~4 倍的成本下降。因此 Micro LED 技术的商业化应用被称作“微米级竞赛”。


  想要攻克这场微米级竞赛,仅依靠单个公司,或者单一产业是完成不了的。综观各地区企业的技术能力,到目前为止,并没有一个国家或地区的企业能够涵盖所有技术能力。

  包括 LED 芯片的供应商、半导体业者,以及显示器整体的供应链都在纷纷加入以及配合开发,如 LuxVue、eLux、VueReal、X-Celeprint、法国 CEA-Leti、索尼及冲电气工业、镎创、台工研院、Mikro Mesa 及台积电等等,已经在各自擅场的领域提升技术层次,力求让 Micro LED 屏幕进入真正量产。此前有消息预测 2018 年 Apple Watch 也许能用上 Micro LED,不过依照苹果与台积电的合作研发进展,还需要投入相当程度的资金、人力与时间。
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