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苹果努力摆脱三星供应,自研MicroLED巨量转移技术达到全球第一?
苏格不拉底 | 2023-03-16 17:08:32    阅读:130   发布文章

被誉为“下一代显示技术”的Micro-LED正处于商业化关键节点,技术突破在即,商业应用在望。日前,The Information报道称,近十年来,苹果一直在投入巨资自主研发Micro-LED技术,以摆脱三星作为其供应商。传闻苹果计划将Micro-LED技术先引入智能手表,再引入iPhone等产品,而搭载Micro-LED技术的Apple Watch预计2024年面世。

从技术上看,Micro-LED技术应用于如三星前段时间推出的大屏幕电视上所需的技术,与应用于小屏幕的智能穿戴等产品上,所采取的技术方案并不完全相同。前者的技术挑战在于巨量转移,而后者则在于全彩显示。资料显示,当前苹果在上述两个技术领域都已经有了一定的技术储备。

《2023 Micro-LED产业技术洞察白皮书》,添加微信即可获取

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苹果巨量转移技术储备全球第一

由于Micro-LED发光层和驱动基板生长工艺差异,很难通过生长工艺将显示阵列和驱动器件集成起来,所以需要转移步骤将制作好的Micro-LED晶粒转移到驱动电路基板上。

以一个4K电视为例,需要转移的晶粒就高达2400万颗(以4000 x 2000 x RGB三色计算),即使一次转移1万颗,也需要重复2400次,转移过程中的转移效率、精度、良率问题将重点影响转移后显示性能。

根据智慧芽最新发布的《2023 Micro-LED产业技术洞察白皮书》显示,在巨量转移技术领域,该方向领头的创新主体以美国苹果和XDC为主,两者在巨量转移方向技术储备最多。

值得一提的是,白皮书中针对苹果(包括其收购的Luxvue)公司的核心专利家族进行了详细的解读,深入拆解了苹果围绕巨量转移技术开展的全面的专利保护布局。

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图:苹果/Luxvue核心专利家族解读

进一步分析上述专利可知,苹果在巨量转移技术中采用的方案多为“静电”这一技术流派,即通过向转移头的电极施加电压产生静电吸附来完成转移。

其中具有代表性的例如苹果手中一件涉及“静电转移头”的技术方案。利用智慧芽研发情报库可以看到,该方案包括基底、台面结构、电极、介电层,以及介电层上围绕台面结构的导电接地平面,可将电压施加到微型器件转移头和头阵列以从载体衬底拾取微型器件并将微型器件释放到接收衬底上。

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图:苹果技术方案展示(来源:智慧芽研发情报库)

苹果全彩显示技术早有布局

在全彩显示领域,主要有三条技术路线:RGB三色LED法、波长转换法和3D纳米线法。由于巨量转移技术限制,以RGB三色芯片来实现全彩化,对Micro-LED显示技术而言非常困难,因此应用单色紫外光LED或蓝光LED搭配色彩转换材料来达成全彩化是目前比较可行的方式之一。当前业内重点关注的是量子转换效率和光串扰问题。

白皮书显示,在通过波长转换实现全彩化的技术路线中,苹果公司此前收购的Luxvue早在2013年就有相关的技术布局。

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图:波长转换实现全彩化技术路线图

通过智慧芽研发情报库深入分析该技术方案可知,在微型LED器件上形成波长转换层波长转换层可以由玻璃、环氧树脂、硅胶、亚克力等材料形成,每个波长转换层包括分散在其中的磷光体颗粒,微型LED器件被设计为****紫外线或蓝光,在微型LED器件周围形成红色****转换层、绿色****波长转换层或蓝光****转换层。

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图:苹果技术方案展示(来源:智慧芽研发情报库)

上述两大技术领域,目前都正在加速研发攻坚中,距离大规模量产还有一定的差距。苹果试图摆脱的三星也正在Micro-LED领域中全力研发,未来或将有更大的技术突破。不过可以确定的是,Micro-LED商业化的明天离我们越来越近了。


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