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中國臺灣研發miniLED技術進展迅速,將給面板技術帶來變革。臺媒表示臺灣的miniLED技術已足夠成熟,今年就可以進入大量生產,這項技術可望在兩年內商用,這將給全球面板行業帶來重大變革,對韓國占據優勢的OLED面板技術帶來威脅。
miniLED技術優勢
目前已在智能手機行業普及、在電視行業迅速發展的OLED面板技術擁有諸多技術優勢,如省電、輕薄、可彎曲等特點,但是其弱點也是非常明顯的,那就是燒屏問題,只不過由于手機的壽命較短,用戶換機時間一般在兩年以內,影響較小;而電視用的大尺寸OLED面板面積大、使用壽命往往達十年,影響就較為明顯。
隆達電子Mini LED系列,實現動態對比廣色域技術
相比之下,microLED技術被認為更具前景,它既有OLED所擁有的一些優點,同時又沒有燒屏的問題,因此被認為將是取代OLED的面板技術。這項技術此前發展較為緩慢,影響力并不大,不過自從早幾年科技行業領導者蘋果收購研發microLED技術的LuxVue Technology之后,microLED技術開始受到業界的廣泛關注。
不過研發microLED技術難度極大,microLED技術簡單來說就是將LED(發光二極管)背光源進行薄膜化、微小化、陣列化,其LED單元需要小于100微米,然而在目前的技術下要實現這一目標相當困難,良率、成本都難以達到經濟水平。中國臺灣的企業提出先研發miniLED技術,其LED單元的尺寸在100微米以上,難度相對要小很多。
中國臺灣的面板企業考慮miniLED其實是有它的現實考量,當前韓國企業三星在中小尺寸OLED面板市場占據九成市場份額,LGD則在大尺寸OLED面板市場占據超過九成市場份額,其后又有中國大陸憑借成本優勢迅速推進OLED面板技術。中國臺灣的面板企業研發OLED面板技術難以追上韓國企業,在成本方面又不如中國大陸的面板企業,因此試圖研發miniLED面板技術實現彎道超車。
miniLED技術將給面板行業帶來變革
miniLED技術較為適合電視這類大尺寸的顯示產品,其LED單元較大導致用于手機等小尺寸的電子產品上會出現顆粒感,而大尺寸的電視等產品由于用戶觀看的距離較遠,顆粒感不會太強。
OLED電視雖然在去年高端電視市場份額超過五成,而且存在成本較高、燒屏等問題;另一個限制了OLED電視普及的原因是受制于產能,預計LGD明年在廣州的8.5代OLED面板生產線投產后其OLED面板產能將翻倍,然而2017年OLED電視占全球電視市場份額僅1%左右,即使LGD大幅增加OLED面板產能依然難以在未來數年時間取代TFT-LCD。這導致OLED電視在電視市場普及遭遇阻滯,為miniLED電視提供了機會。
正是因為這些有利因素,中國臺灣的面板企業選擇了研發miniLED技術,近幾年來它頻頻舉辦技術研討會,集中中國臺灣的企業試圖加快將這項技術商用,通過在電視市場取得競爭優勢后積累技術和資金再進一步研發microLED技術,從現實來看,這確實是一個正確的道路。
不過臺媒同時也表示,雖然miniLED技術離批量生產依然存在一定距離,中國臺灣的企業需要加快該項技術的進展已實現規模化生產,提高良率、降低成本以達到商用水平。
中國大陸的面板企業也認識到了microLED技術的優勢,如中國最大的面板企業京東方在積極推進OLED面板技術(其第一條OLED面板生產線已在去年底成功投產,近期華為推出的旗艦手機mate20 Pro就部分采用了其OLED面板,第二條OLED面板生產線也在加緊建設中)也在為microLED技術做準備,在中國臺灣研發miniLED技術的情況下,未知京東方會否跟進miniLED技術還是直接研發microLED技術。
Micro LED生產良率未達到標準,使得Micro LED生產成本過高
啟動顯示技術革命Micro LED引領產業新契機。近年來,Micro LED成為備受期待的新興顯示器技術,包括索尼、三星、友達、LG等顯示器廠商爭相發表新品,從2017年1月CES展場中,索尼現場展示Micro LED巨型顯示螢幕CLEDIS,率先為Micro LED顯示應用開創新格局。
CLEDIS由144塊40.3x45.3公分Micro LED模組無縫拼接組成,總長寬為970x270公分,解析度高達8K2K,不但顯示效果讓世人為之驚艷,還可透過拼接、自由組成尺寸更大的顯示螢幕,瞄準博物館、電影院、展演廳等高階大型商業顯示應用市場。
各顯示器品牌相互競爭
紛紛祭出秘密武器
2018年Micro LED議題持續發燒,1月三星于CES展出全球首款146吋模組化Micro LED電視,吸引全球目光焦點,并準備在今年第三季開始量產出貨,友達也于5月美國2018 SID顯示周領先業界,首度展出全球最高解析度、全彩化主動式8吋Micro LED面板,採用LTPS背板驅動技術,讓每個像素均可獨立驅動發光,實現精細、極高動態對比的顯示器表現,再次震撼全球,LG則在8月德國柏林IFA展中推出175吋Micro LED電視,成為全球最大尺寸、最薄的Micro LED電視。
從索尼、三星到LG等全球電視的領導品牌廠商,接連展示Micro LED電視技術,擺脫以往傳統LCD電視與OLED電視相互競爭的格局,亦預告了Micro LED電視將掀起新一世代的顯示技術革命,并將結合智慧感測、人工智慧引領顯示器產業邁向新里程碑。
自發光LED晶片組成
可應用領域廣泛
Micro LED為自發光顯示技術,由數千萬顆尺寸小于100微米的自發光LED晶片所組成,原理主要是將LED晶片結構進行薄膜化、微小化與陣列化,讓LED尺寸縮小至原本的1%、再將紅、綠、藍RGB三色Micro LED晶片排列成密密麻麻的陣列形狀,擺脫傳統LED只當作顯示器背光源的角色,轉化為數千萬顆微小的發光像素單元。
Micro LED顯示器省去了背光模組、液晶、彩色濾光片、偏光板等材料,結構相對簡單,因此具有高解析度、低功耗、高亮度、高對比、高色彩飽和度、反應速度快、厚度薄、壽命長等特性,功率消耗量可低至LCD的10%、OLED的50%。
此外,與同樣是自發光顯示的OLED相較,Micro LED的亮度比OLED高數倍,耐候性也大幅優于OLED。
總體而言,Micro LED相較于LCD、OLED等顯示技術,技術上具有絕對的領先優勢,Micro LED亦可因應不同應用市場,鍵結在不同種類的基板上,譬如:電視市場的玻璃基板、顯示屏市場的PCB基板、AR/VR市場的Si基板、透明顯示市場的PI基板。
因此,Micro LED可應用的領域亦相較傳統玻璃基板的電視領域更為寬廣,被譽為是下世代的主流顯示技術。
臺廠擁有產業優勢利基
發展完整供應鏈奪先機
雖然Micro LED顯示器具有各項優異的產品特性,但目前無法大量普及、導入消費應用市場,主要原因在于許多制造環節尚未標準化,加上生產良率未達到標準,使得Micro LED生產成本過高,關鍵瓶頸技術包括:巨量轉移技術、磊晶的均勻度控制、晶粒的微小化制程良率、電流驅動的控制、全彩化方案、微組裝技術、檢測與修復等,牽涉包含LED晶粒制造流層、IC驅動設計、半導體先進封測、微組裝(面板、PCB)等電子產業,而這些產業恰好正是臺灣電子產業既有的優勢利基。
此外,臺灣不僅在Micro LED掌握關鍵生產技術,對于專利布局亦居全球領導地位。
若臺廠能夠掌握此發展契機,垂直鏈結板廠、材料商、設備商等相關產業鏈,必能發展具全球競爭優勢的Micro LED產業鏈。
如此一來,不僅能擺脫中國眾多10.5代線產能釋出后的紅海市場競爭,甚至超越韓廠OLED顯示器在技術、專利、產能的重重布局,創造臺灣廠商更高附加價值的Micro LED顯示器產品。
據工研院IEK Consulting研究,2017年臺灣平面顯示器總產值達1.3兆元,為臺灣第二大產業,預估3至5年后,Micro LED產值將占到臺灣平面顯示器產業的十分之一,可創造高達1,000億元產值,不僅促進國內產業與經濟的發展,也為下世代電子產業技術奠定重要碁石。(本文作者為工研院產業科技國際策略發展所分析師林松耀)