随着科技日新月异,愈来多超先进显示技术问世,且在各自领域隐隐发光,其中 Micro OLED 称为半导体技术与 OLED 技术的结合,实现更轻更薄、能耗也更低的技术,AR / VR 应用前景可期,但与先前提到的 Micro LED 又有什么不同呢?
不过在此之前,得先说明清楚 OLED 为何物,Micro OLED 又是否仅是 OLED 的微缩版。
OLED 技术发展已久,材料大多为有机材料,不须背光模组、透过各个像素发光,每个像素都可以发出独立、某种颜色的光,且可以单独打开和关闭,因此除了拥有出色且深邃的黑以及优良的对比度,耗电量也低于传统的发光二极管(LED)与液晶显示器(LCD)。
▲ 满满的 OLED。(Source:shutterstock)
目前 OLED 技术也已经应用在智能手机与电视显示器,Micro OLED 虽然只在名称前加了个“Micro”,又源于 OLED,但是生产更复杂的显示技术,也有截然不同的市场定位,应用直指 AR / VR 显示器领域。
Micro OLED 主要是在两层电极之间使用能够发光的萤光有机材料,电流通过后会发出单色光,再透过滤色器生成所需的颜色。Micro OLED 光源模组是将 OLED 蒸镀到基板上,若是主要的硅基 OLED 则是蒸镀到硅基板(半导体晶圆)上,除了带有 OLED 自发光优势,面板厚度和体积也比以前更薄、更小、耗能更低,再加上响应时间短、发光效率高等特性,更容易实现高 ppi(画素密度)。
这也正巧满足 AR / VR 等头盔显示器、显示镜等需求。AR / VR 技术虽然已经问世多年,但因为技术本身尚未完善,实际体验往往会面对晕眩、分辨率低,以及体积大又昂贵的问题,若要解决晕眩问题,面板分辨率要从现在的 500ppi 分辨率提升到 2,000ppi 才可以。
这便是 Micro OLED 的市场所在,虽说它没有那么亮,也有着 OLED 的不同程度老化问题,难进攻大尺寸领域,但是 Micro OLED 在小尺寸领域具有明显优势。随着大家对 AR / VR 显示应用从游戏、军事,慢慢推广到医疗、教育与零售业,市场扩大,连带对于画质、延迟等显示要求也攀升,具备高分辨率、辉度、对比及反应速度的新一代显示技术就可以取得发展机会,目前 Micro OLED 更已经应用在军事,工业,医疗和商业智慧眼镜。
Micro OLED 还是 Micro LED?别搞混了!
在提到 Micro OLED 的时候,往往也会提及另一个先进显示技术、名称同样有 Micro 的“Micro LED”,不过这两个虽然都是目标超高精细、高分辨率、高可靠度及反应时间快,但从制程到应用皆完全不同,Micro LED 与 Micro OLED 的市场仅有部分重叠。
Micro LED 尺寸界定为 75 微米以下,不带蓝宝石衬底,制程方面 Micro LED 也是采用不一样的磊晶技术,在芯片上整合的高密度微小尺寸的 LED 阵列,应用领域非常广阔,从穿戴式装置、头戴式显示器、AR / VR 到光疗技术都有,也因为 Micro LED 是无机材料,具有更高的亮度并且比使用有机材料的 OLED 更稳定。
目前 Micro LED 最大难题则是如何将数百万颗微小的 LED 精准转移到背板上(巨量转移)、以及后续的检测与封装技术,投资成本相当高昂。
相较之下,Micro OLED 尺寸不一定局限在 75 微米,OLED 制程就会定义每个像素大小,Micro OLED 主要是采用蒸镀技术,如何将容易受到氧气和水影响的有机材料,精准且均匀蒸镀到基板上,真空镀膜机、精密的金属遮罩(Fine Metal Mask,FMM)将是制程重点之一。
目前已有多家厂商正研发 Micro OLED,主要也是因为硅基 Micro OLED 技术是结合积体电路的设计制程 CMOS 制程和 OLED 技术,以单晶硅为有源驱动背板,好比日经亚洲(Nikkei Asia)3 月时透露,苹果(Apple)找上长期芯片供应伙伴台积电,将一同研发超先进显示器技术 Micro OLED。
除此之外,中国、韩国也一直没有忽略这块,中国京东方 2018 年以来一直与云南合资企业昆明京东方显示技术一同开发 Micro OLED,ELEC 研究指出,京东方更计划在 2021 下半年推出商用 Micro OLED 显示器,应用主打 AR / VR 领域,蒸镀设备则与韩国 Sunic Systems 合作。
韩国显示及半导体设备厂商 APS Holdings 也在 5 月透露,韩国-已找上他们负责一个 Micro OLED 显示专案,APS 将与其他开发商在 2024 年之前共同开发出 4,000ppi 的 AR 眼镜。
2020 年法国 Micro-OLED 也宣布从两家泛欧高科技投资者 Cipio Partners 和 Ventech 处获得 800 万欧元成长型投资,推动开发整合 AR 模组。
Micro OLED 的市场方向明确,在小尺寸领域有较明显优势,应用范围也没有像 OLED、Micro LED 那么广泛,也变成近年来的研究热点之一,已有不少厂商投入并增强制造能力,满足不同领域的需求,将是未来十年推动 AR / VR 和其他人机设备的重要推手,事实上 2020 年显示展会也有多款 Micro OLED 产品现身,ppi 更可达 3,000 以上。
预计到 2024 年,全球 Micro 显示器市场将达 5,000 万台,包括 AR / VR、智慧眼镜、头盔显示器和抬头显示器。
本文与Micro LEDforum 2021次世代显示技术论坛合作
由集邦科技LEDinside主办的Micro LEDforum 2021将于9月8日登场,在这场年度研讨会中将全面探讨Micro与Mini LED各供应链上的成本结构分析、机会与挑战、重点应用市场趋势,与面对OLED 来势汹汹的竞争压力下的未来展望。
(首图来源:shutterstock)