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5年内LED显示技术或迎分水岭,Micro LED成本将进一步降低

放大字体  缩小字体 发布日期:2024-07-22 浏览次数:692

 近日,友达光电董事长彭双浪在股东常会中明确表示,当前友达在Micro LED降本方面发力,预期在5年后,Micro LED的成本将能够达到与OLED面板相同。自2023年以来,LED行业掀起去库存风潮并逐渐完成,使得当前LED供应链呈现相对健康的状态,市场对LED的需求也呈现回升态势,Micro LED成本也进一步降低。

当前LED显示技术正在逐渐向微小间距、高清化的趋势不断发展。但目前Micro LED的缺陷仍然相对较为明显:成本高、技术难度大。成本高的原因不在于其芯片本身,而是当前Micro LED的制备良率过低、工艺相对较为复杂,导致其整体成本较高。而技术难度大亦是造成当前Micro LED成本较高的原因。由此,每个Micro LED企业目前均面临着降低制造成本、提升制备良率的难题。

Micro LED使用微型LED作为像素点,能够提供比传统LCD和OLED更加优异的显示性能。然而,由于其制造过程复杂、技术难度大、成本较高等原因,目前主要应用于对价格、成本敏感度较低的商业显示领域,在消费领域中的普及度并不高。相对的是OLED技术目前已经相对成熟,并且成本相对较低,这就使得OLED目前在商业化应用领域比Micro LED更为广泛。但在未来5年的发展中,Micro LED的成本能否降低到与OLED保持一致甚至更低,需要从以下角度进行分析:

Micro LED与OLED的现状

当前,Micro LED和OLED在成本方面存在显著的差异。OLED以其卓越的显示性能和较为经济的成本,在电视和智能手机等消费电子产品中得到了广泛的应用。而Micro LED技术由于在生产过程中面临较高的难度和高成本等问题,尚未在商业领域实现大规模的普及。具体而言,Micro LED的生产成本主要包括芯片制备、巨量转移、封装和测试等步骤,尤其是巨量转移技术,它是影响成本降低的主要瓶颈,也是目前Micro LED降本的关键。

Micro LED成本降低的技术路径

1. 巨量转移技术的突破

巨量转移技术是Micro LED制造过程中的核心技术,也是降低成本的关键。很多企业都在发展Mini LED,就是因为巨量转移技术限制了Micro LED的发展,从技术迭代角度来看,Mini LED类似一种过渡,Mini LED优于OLED ,而Micro LED优于Mini LED。

近年来,随着激光转移、印章转移等技术的不断发展,巨量转移的效率得到了显著提升,成本也相应降低。未来五年,随着技术的进一步成熟和优化,巨量转移的成本有望进一步降低,从而推动Micro LED整体成本的下降。

2. 新型封装技术的应用

封装技术对于Micro LED的性能和成本同样具有重要影响。传统的封装技术存在成本高、效率低等问题,而新型封装技术如柔性封装、3D封装等则具有更好的性能和更低的成本。

Micro LED显示技术领域,MiP与COB是两种主要的封装技术路线。目前,COB与MiP两种技术路线的发展,取决于谁能够更好地实现降本提质。COB技术在短期内和长期内发展均具备较大优势,COB产品将会不断扩容产品性能和拓宽应用领域,在未来的显示市场占据较大市场份额。然而,MiP技术也具有相当的潜力,特别是在小间距和微间距上取代IMD和SMD,更适合传统产品线产品升级转型。COB和MiP并非对立关系,而是相辅相成的两种技术。未来的技术走向应该根据客户需求和实际效果来决定,完全是市场的选择。两种技术都有望在Micro LED领域发挥重要作用,具体哪种技术将成为主流,可能还需要时间来验证。随着技术的不断进步和市场需求的变化,COB和MiP都有机会成为Micro LED领域的主流技术路线。

可以确定的是,未来五年,随着新型封装技术的不断应用和优化,Micro LED的封装成本有望进一步降低。

3. 良率提升与工艺优化

在Micro LED制造过程中,良率的提升和工艺的优化同样对于降低成本具有重要意义。通过优化生产流程、提高设备精度、加强质量控制等措施,可以有效提高Micro LED的良率,降低废品率,从而降低生产成本。

市场因素推动Micro LED成本下降

1. 产业链整合与规模效应

随着Micro LED技术的持续提升,越来越多的企业投身于这一新兴市场,逐步构建起完善的产业链。通过产业链的整合和规模经济的实现,有望降低原材料成本、提升生产效率、减少运营开支等,这些因素共同作用,将有助于推动Micro LED成本的逐步降低。

2. 市场竞争与价格压力

随着Micro LED技术的不断成熟和市场竞争的日益激烈,企业将面临越来越大的价格竞争压力。为了在市场中占据更有利的地位并实现更高的盈利,企业必须持续提升产品品质、削减成本、优化定价策略。这将激励企业增加研发投入、提高生产效率、减少制造成本,进而促进Micro LED成本的降低。

Micro LED成本5年后能否与OLED相同的预测

从技术发展的角度来看,随着巨量转移技术取得关键进展、新型封装技术得到应用、以及生产良率和工艺流程的不断优化,Micro LED的生产成本预期将显著降低。特别是巨量转移技术的进步,预计将极大地减少Micro LED的制造成本,使其成本逐渐与OLED相竞争,甚至可能实现超越。

从市场角度来看,随着产业链的整合和规模经济的实现,以及市场竞争的加剧,Micro LED面临价格压力的不断增加。这将激励企业加大研发力度、提升生产效率、降低制造成本,进一步推动成本下降。同时,随着Micro LED技术的成熟和应用范围的扩大,市场需求的增长也将为成本降低提供新的市场驱动力。

尽管如此,Micro LED要想在成本上与OLED相匹敌,仍然面临一定的挑战。Micro LED的成本受多种因素影响,包括原材料、设备和人工成本等,这些因素的任何波动都可能对成本产生影响。同时,OLED技术也在不断进步,其成本同样在降低。因此,Micro LED要在成本竞争中取得优势,就必须持续推动技术创新和成本优化。

目前Micro LED商业化可见的技术难点

从产业宏观角度来看,目前Micro LED进入大规模商业化正面临着精度、良率、效率和成本等一系列挑战。为了实现高性能的Micro LED显示,需要达到前所未有的制造精度,这使得传统的制造技术变得不再适用。随着新技术的不断发展,工艺的迭代升级成为必然,但这也带来了良率和效率方面的问题,进一步增加了生产各个环节的成本,从而制约了Micro LED技术的大规模产业化。具体而言,目前最关键的三大技术难题包括巨量转移、TFT背板制造以及驱动技术。这些问题能否得到解决将直接影响到Micro LED技术的商业化和市场普及。

难点1:巨量转移

巨量转移是指将生长在外延基板上的Micro LED芯片高速精准地转移到目标基板上的一种技术,它是制约Micro LED量产的关键。因此,谁能率先掌握这项关键技术,谁就有机会快速抢占未来显示市场。

以一块4K分辨率的Micro LED显示面板为例,上面有约830万个像素点,每个像素点由三颗分别代表红、绿、蓝(RGB)三种颜色的LED芯片组成,这意味着一块4K显示面板上要有近2,500万颗 Micro LED芯片,这要求LED芯片转移设备必须同时达到高效率和高良率的标准,才能满足量产的需求。

目前较为主流的巨量转移方式为印章转移技术、激光转移技术,或者是这两种技术的结合使用。

难点2:TFT背板制造

从Micro LED的核心集成工艺及巨量转移技术角度看,采用平板显示技术的TFT背板,不仅较传统PCB电路板具备表面平整度上的优势,且能更好承接巨量转移工艺;但该技术在实际应用和生产过程中仍然面临诸多挑战和问题。

首先在制造成本上,制造TFT背板需要高精度的设备和工艺,这些设备通常包括但不限于光刻机、化学气相沉积(CVD)系统、物理气相沉积(PVD)系统、蚀刻机以及清洗和检测设备。这些先进的设备需要高昂的购置和维护费用,一定程度上导致初期投资和生产成本较高。

其次是技术的实际应用,当TFT背板用于拼接成大型显示屏时,面临的技术挑战尤为显著。尤其是侧壁走线技术和厚铜连接技术的实现,这些是确保大屏显示性能和可靠性的关键。在设计阶段和制造过程中,工程师必须巧妙地安排TFT背板上的电路布局和连接方式,同时还要确保玻璃基板的整体平整性和稳定性不受影响。为了达到这一目标,涉及一系列精密的工程技术和材料科学知识。例如,侧壁走线技术要求电路线路能够在基板边缘顺利转折,同时保持信号的完整性和低电阻。而厚铜技术则涉及到在基板上沉积较厚的铜层以提供更好的电导性和热管理,但这又可能会对基板的平整性造成影响。这些技术难题对生产良率和成本控制都提出了更高的要求。

难点3:驱动架构

由于LED芯片的发光特性与LCD和OLED不同,并不能直接采用现有的驱动架构来实现Micro LED显示。受限于目前小尺寸LED芯片的发光特性,模拟驱动方式会带来灰阶无法展开和功耗太高的问题。与之相比,数字驱动可以使用固定的大驱动电流,通过不同的显示时长来调节显示亮度的驱动方式,将二者结合才能开发出适合于Micro LED显示的驱动架构。

另外,Micro LED显示中的驱动电路需要通过占空比来调整亮度和色阶。在低灰阶下,驱动电流非常小,可能导致亮度和色度不稳定的问题。所以需要优化Micro LED的设计以提高小电流驱动精度和低灰阶下的显示一致性。

未来,Micro LED大屏若要实现成本优化,加速渗透商用及消费电子市场,上述问题亟待解决。

来源:新手入门测试

 
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