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AI时代来临时 MicroLED技术应用于AR/VR领域的技术趋

2017-11-06

工研院和巨量微组装产业推动联盟(将于11月3日在台北万豪酒店共同举办「MicroLED国际论坛」,探讨在AI时代来临时MicroLED技术应用于AR/VR领域的技术趋势及上中下游产业机会。

  LEDinside研究主管储于超表示,由于LED近年来已经成为了热门的议题,因此吸引越来越多科技大厂的关注,而拥有专利或者是特殊技术的新创公司就成为了收购的标的。因此近年来陆续有多起并购的新闻传出。

  甚至有媒体报导现在全球大约有一百多个新创团队争相开发LED的相关技术。而确实我们也观察到有越来越多的新创公司浮出水面。

  尽管各种巨量转移技术都很有创新概念,但现阶段良率与量产能力仍然是tradeoff的关系。因此各种技术最终的胜出关键仍取决于如何同步提升良率与生产能力。

  检视目前整个MicroLED的生产流程图,尽管许多生产制程都有解决方案,但是最大的问题还是面临量产性不足。包括从最前段的磊晶,到检测,巨量转移。甚至是修复机制,其实都还是存在相当多的问题有待突破。使得MicroLED产品的量产之路困难重重。

  正因为MicroLED的量产之路相当艰辛,但已经投入该领域的厂商又让系统厂商等待个三到五年以上的时间,因此许多厂商推出了MiniLED的解决方案。

  对比MicroLED,MiniLED的芯片较大(100~200μm),介于传统LED芯片与MicroLED之间,也因此对于许多LED厂商来说,现有的制程设备是可以使用的,不需要重新投入资本支出。

  然而,该技术仅是MicroLED成熟之前的过渡产品,因此预期该技术的生命周期会比较短一些。

  至于MiniLED的背光应用,可能出现在各种形式的背光产品当中。

  因此我们预估未来两年内会看到越来越多的MiniLED的产品出现。至于市场消费者能否买单,还是需要观察其创造的附加价值与成本之间的关系。

  我们都知道,目前的APPLE与SONY对MicoLED技术相对较积极,但受限于现阶段的技术瓶颈,因此这些厂商也纷纷选择了不同的技术路线来实现量产的可能性。

  除了SONY推出的MicroLEDDisplay给市场耳目一新的亮点之外,我们看到了三星也试着将LED显示屏导入了电影院,有别于一般的戏院都是用投影的模式,可能对比度不佳,戴上3D眼镜后,亮度偏暗等痛点,三星则是推出了led显示屏来解决该问题。

  但据我们了解,目前三星目前还是使用传统的小间距LED显示屏。但是未来不排除有机会试着导入MiniLED或是MicroLED解决方案。

  至于在MicroLEDTV方面,短期内实现的困难度颇高。但是我们观察到许多厂商希望将MiniLED导入电视应用当中。MiniLED背光设计的概念,如同传统的直下是背光设计,将LED放在面板正后方去做光源,但是使用的颗数增加不少,例如65吋电视可能需要将近20,000颗LED芯片,其优点除了可以增加了亮度之外,并且可以分成更多Dimmingzone,来增加对比度。

  此外,因为LED颗数的增加,并且搭配特殊的Film可以缩短OpticalDistance,打造更轻薄的电视。

  而除开与Oled显示屏直接对决的产品,仍有投影的应用。目前投影的用途应用在头戴式装置上,无论是AR或者是投影式的VR装置,对于microLED来说或许有些利基点。由于头戴式显示器离眼睛很近,因此PPI要求非常高。

  显示器的分辨率(PPI)因使用者的观测距离需求而有所不同,避免分辨率不足产生网格现象及质量不足的缺点,因此VR&AR近距离穿戴显示将需要更高的分辨率,并且需搭配轻薄及自发光的显示方式,如MicroLED或OLED。

  AR显示以现有室内或室外场景扩增为主,因此AR至少需要平均室外环境光5000~10000nits以上方可有较高的显示质量。AR&VR为穿戴式装置,其显示器的Sub-Pixel尺寸介于3-5μm,与一般非穿戴式装置微小很多,由于产品需要轻薄短小,其显示器更需要仰赖自发光的特性,因此背光显示方式将会被舍弃不用,而MicroLED或OLED将成为应用主流。

  由于自发光的特性,将与背光显示方式有相当大的差异,主要是可以除去厚重的背光模块及降低整机的重量,避免使用者久戴产生的不适感,而自发光的MicroLED或OLED将成为应用的首选。

  此外,AR运转时需要迅速与环境周围连接,因此显示器的响应时间(ResponseTime)需要更为快速,而MicroLED具有高的响应时间,符合应用规格的需求。并且MicroLED能符合装置轻薄化的高亮度显示需求。

  整体而言,在μLED的显示器应用,其实现的可能性取决于成本与附加价值的平衡点,由于现有的面板技术发展相对成熟,而且价格竞争十分激烈,因此如果LED显示无法提供更多的附加价值,盖过过高的成本的缺点,将难以实现量产。