據悉，在今年秋季推出的十年版手機中，蘋果將在公司歷史上第一次使用有機屏（OLED），由三星顯示器公司供貨。不過據外媒報道，蘋果之前也收購了擁有micro－LED顯示技術的公司，并且自身從事顯示面板的研發，這讓三星、LG等屏幕廠商產生了一定的擔憂。

 

　　據美國科技新聞網站Apple Insider報道，今年晚些時候，蘋果將會開始生產micro－LED顯示屏，初期將用于第三代蘋果手表，目前蘋果手表中使用了有機屏。

 

　　在顯示面板領域，蘋果過去沒有技術儲備。不過在2014年，蘋果收購了一家名為LuxVue的公司，獲得了該公司的micro－LED技術，而在過去幾年時間里，這種顯示面板技術開始引發了行業關注，而蘋果也在積極進行開發。

 

　　Micro－LED被看好成為新一代顯示技術

 

　　除了液晶之外，有機屏被認為是液晶面板的替代產品。在蘋果之前，三星電子等許多手機廠商已經開始使用有機屏幕，這種屏幕畫質更好、更加省電，厚度更薄，另外可以進行彎曲設計。

 

　　實際上，有機屏技術已經問世了多年，但是其成本遲遲難以下降，但是過去幾年，有機屏量產技術獲得突破，拉低了成本。市面上已經出現了大量的有機屏手機和電視機，未來相關的制造商將會更多。

 

　　微發光二極體顯示器（Micro LED Display）為新一代的顯示技術，結構是微型化LED陣列，也就是將LED結構設計進行薄膜化、微小化與陣列化，使其體積約為目前主流LED大小的1％，每一個像素都能定址、單獨驅動發光，將像素點的距離由原本的毫米級降到微米級。

　　承繼了LED的特性，Micro LED優點包括低功耗、高亮度、超高分辨率與色彩飽和度、反應速度快、超省電、壽命較長、效率較高等，其功率消耗量約為LCD的10％、OLED的50％。而與同樣是自發光顯示的OLED相較之下，亮度比其高30倍，且分辨率可達1500PPI（像素密度），相當于Apple Watch采用OLED面板達到300PPI的5倍之多，另外，具有較佳的材料穩定性與無影像烙印也是優勢之一。

 

　　而大尺寸方面，就是成本的競爭，Micro－LED競爭優勢并不明顯。Micro－LED在大尺寸方面的挑戰非常大，這么多年來，與LCD、OLED相比，LED在成本上并沒有形成優勢，而且從Micro－LED實際投入和進展來看，Micro－LED影響力沒有想象得那么大。LCD成本低、良率穩定，競爭力非常強。就像當年LCD和PDP一樣，LCD和Micro－LED未來的競爭不單純涉及到技術的競爭，還牽扯到產業鏈以及生態的競爭。

 

　　制程種類及技術發展

 

　　對于半導體與芯片的制程微縮目前已到極限，而在制造上的微縮卻還存在相當大的成長空間，對于Micro LED制程上，目前主要呈現分為三大種類：Chip bonding、Wafer bonding和Thin film transfer。

　　Chip bonding（芯片級焊接）

 

　　將LED直接進行切割成微米等級的Micro LED chip（含磊晶薄膜和基板），利用SMT技術或COB技術，將微米等級的Micro LED chip一顆一顆鍵接于顯示基板上。

 

　　Wafer bonding（外延級焊接）

 

　　在LED的磊晶薄膜層上用感應耦合等離子離子蝕刻（ICP），直接形成微米等級的Micro－LED磊晶薄膜結構，此結構之固定間距即為顯示劃素所需的間距，再將LED晶圓（含磊晶層和基板）直接鍵接于驅動電路基板上，最后使用物理或化學機制剝離基板，僅剩4～5μm的Micro－LED磊晶薄膜結構于驅動電路基板上形成顯示劃素。

 

　　Thin film transfer（薄膜轉移）

 

　　使用物理或化學機制剝離LED基板，以一暫時基板承載LED磊晶薄膜層，再利用感應耦合等離子離子蝕刻，形成微米等級的Micro－LED磊晶薄膜結構；或者，先利用感應耦合等離子離子蝕刻，形成微米等級的Micro－LED磊晶薄膜結構，再使用物理或化學機制剝離LED基板，以一暫時基板承載LED磊晶薄膜結構。

 

　　最后，根據驅動電路基板上所需的顯示劃素點間距，利用具有選擇性的轉移治具，將Micro LED磊晶薄膜結構進行批量轉移，鍵接于驅動電路基板上形成顯示劃素。

 

　　Micro－LED能否挑戰LCD和OLED？

 

　　目前，Micro－LED可以形成兩大應用方向，一個是以蘋果為代表的可穿戴市場；蘋果專攻Micro LED的小尺寸應用，看上了Micro LED顯示技術公司LuxVue Technology，于2014年5月收購LuxVue，取得多項Micro LED專利技術，欲加快布局相關技術專利。當時蘋果這項收購引發了市場關注，認為蘋果可望在Apple Watch與iPhone上采用新一代的Micro LED技術，但因不愿過于依賴面板廠，于是轉而將LuxVue收歸麾下，以取得Micro LED領域的技術主導權。

 

　　一個是以Sony為代表的超大尺寸電視市場。2012年Sony發表的55寸“CrystalLEDDisplay”就是Micro LED Display技術類型，其FullHD解析度共使用約622萬（19201080x3）顆micro LED做為高解析的顯示劃素，對比度可達百萬比一，色飽和度可達140％NTSC，無反應時間和使用壽命問題。但是因采單顆Micro－LED嵌入方式，在商業化上，仍有不少的成本與技術瓶頸存在，以致于迄今未能量產。

 

　　今年Sony在CES展出的Micro－LED顯示器──CLEDIS已在分辨率、亮度、對比都有極佳的表現，已為Micro－LED。

 

　　目前來看，Micro－LED市場集中在超小尺寸顯示上。例如智能手機、智能手表、VR等。這些設備上，Micro－LED主要和OLED競爭。而后者現在已經有數千億元的投資在路上，產能在大量形成。Micro－LED則還處于攻克最基本技術的門檻上。

 

　　更為重要的是，智能手機作為小尺寸應用的主要市場，對于Micro－LED而言依然意味著“尺寸偏大”，即成本偏高；VR作為最佳潛力股，需要極高的像素密度，OLED已經在發展1000PPI＋的VR面板，這無疑加大了Micro－LED的制造難度；智能手表上顯示的核心需要除了節能，并沒有特別要求，但這一市場總容量會比較有限——因為它的單臺顯示面積很小。

 

　　所以，選擇Micro－LED作為逆襲方向，首先是放棄中大尺寸顯示市場；第二是核心技術“還在突破的路上”，恐怕時間不等人；第三是預期目標市場前有OLED后有QLED，“壓力山大”。

 

　　Micro－LED的發展瓶頸

 

　　Micro－LED如果做成類似LED顯示屏這樣的顯示面板，以數十英寸到上百英寸這樣的面積，在技術上是可行的，但離商業化量產還要很遠，就是需要更高速度的巨量轉移技術，把一顆顆小型LED移到基板上，否則以現有技術與良率，要打造一臺可用的顯示器，費時過久，無法大規模量產。

 

　　根據LED inside統計，目前Micro－LED顯示技術上帶來的制造成本仍高達現有顯示產品的3～4倍，因而廠商正積極透過增加產品附加價值，以及改善芯片、轉移技術良率以達到成本下降目標，估計若要取代現有LCD產品還需3～5年的時間。

 

　　Micro－ LED產品要求高波長均勻性，小間距用LED產品波長均一性更是要求嚴苛。目前量產標準下的藍光LED波長均一性要求在±5～12nm，然而小間距顯示屏波長均一性要求，甚至要低到±1－1．5 nm。如果是Micro LED，要求會更嚴格。

 

　　換言之，量產規模下，高精度轉移制程去提升制程產率，至少須達到99．9％以上的水準，甚至是99．999％這樣更好的狀態。

 

　　這樣一來，產業需要用到的PCB板，也要能夠完成客制化的要求，透過細線寬／線距與小鉆孔開發，借由這種超高密度線路，才有辦法承載巨量Micro－LED畫素，對消費者與用戶來說，就可呈現高解析度、高畫質的顯示效果。

 

　　此外，Micro－LED制造成本居高不下，原因在于相關技術瓶頸仍待突破，如良率的提升、「巨量轉移」（Mass Transfer）技術等，且由于涉及的產業橫跨LED、半導體、面板上下游供應鏈，舉凡芯片、機臺、材料、檢測設備等都與過去的規格相異，提高了技術的門坎，而異業間的溝通整合也增加了研發時程。

 

　　Micro－LED制造過程中關鍵的巨量轉移技術可用來轉移微型LED，同時也可轉移傳感器等微小電子組件，讓Micro－LED的應用更添想象空間。未來無論在車用顯示、VR裝置，甚至是AR投影、光學感測、指紋辨識等領域，都有機會是Micro－LED技術大放異彩的舞臺。

 

　　此外，對于Micro－LED的發展，如果要實現大規模Micro－LED顯示的制造，必須要將包含LED制造、顯示制造和技術轉移與組裝這三個主要的不同的專業知識和供應鏈結合在一起。

 

　　與傳統顯示器相比，Micro－LED顯示的供應鏈復雜而冗長，每個過程至關重要，有效管理每一個方面將是具有挑戰性的。沒有一個人可以解決所有的問題，似乎不太可能實現完全垂直整合。