micro OLED来袭?
根据 Nikkei 消息,苹果合作伙伴台积电(TSMC)正在开发先进的 micro OLED 屏幕技术,这项技术将应用在传言中的苹果 AR 眼镜 Apple Glass。目前,台积电的 micro OLED 屏幕技术处于试产阶段,这意味着适合消费级产品的大规模量产还需要几年的时间。
与传统便携式电子设备上使用的 LED 面板和 OLED 模组不同的是,micro OLED 技术可以提供更高分辨率、更好的能耗,同时尺寸更小,因此也更适合 AR 设备。
大部分面板厂商都擅长于将屏幕做的越来越大,但 AR 眼镜需要更薄、更轻的屏幕。台积电擅长开发和生产超小尺寸的技术,例如这次的 micro OLED。
Micro-OLED微显示器件采用单晶硅晶圆(Wafer)为背板,具有自发光、厚度薄、质量轻、视角大、响应时间短、发光效率高等特性,而且更容易实现高PPI(像素密度)、体积小、易于携带、功耗低等优异特性,特别适合应用于近眼显示设备。随着市场应用的持续扩大,对Micro-OLED微显示产品的关注程度日渐提升。
Micro-OLED优势
自发光,色彩效果更丰富
可实现高分辨率
采用全固态器件,工作温度范围宽
抗震性好
响应速度快
发光效率高,能耗低
集成度高
体积小,便于携带
Micro-OLED产品特性
色域高
对比度高达10,000:1
电池重量轻
耗电低,比LCD功能耗小20%。
响应速度快,像素更新所需时间小于1μs
什么是Micro LED技术?
Micro LED技术,即LED微缩化和矩阵化技术。指的是在一个芯片上集成的高密度微小尺寸的LED阵列,每个像素都能独立驱动,可看成是户外LED显示屏的微缩版,将像素点距离从毫米级降低至微米级。
Micro LED是一种全新的显示技术,具备高解析度、高亮度、高对比度、高色彩饱和度以及低功耗、反应速度快、厚度薄、寿命长等特性。
除了绝佳的显示效果,Micro LED技术运用到电视上最大的优势在于消费者可以定制电视的尺寸和形状,满足多样化的使用需求。
目前Micro LED显示技术除了发力电视产品端以外,还主要侧重于车载显示器以及穿戴、消费型电子领域。
Micro LED和OLED有什么区别?
Micro LED和今年大热的OLED都是自发光的。
不过,与OLED相比,Micro LED可以支持更高的亮度、更高的动态范围、更宽的色域,同时还能实现更快的更新速度、更宽的可视角度、更低的功耗。
此外,两者的材料是不同的。OLED是有机材料,决定了其寿命比较短,而Micro LED是无机材料、寿命较长。且Micro LED技术能让显示面板更轻薄。
硅基micro OLED的原理与应用
微显示主要发展阶段
● CRT微显示器
CRT结构原理图
缺点:电压较高(近千伏),体积大,重量大,开发成本较高。
● LCD微显示器
● TN 液晶显示电光效应原理
TN 液晶盒原理图
● OLED 微显示器
OLED微显示器结构
OLED微显示器像素微显照片
● 硅基AMOLED微显示技术介绍
以单晶硅半导体为衬底,在半导体中集成了由千万个晶体管构成CMOS驱动电路,CMOS驱动电路顶层制作OLED有机发光二极管,是同时实现高分辨率和微小尺寸的微型显示器件。
Micro-OLED微显示器件采用单晶硅晶圆(Wafer)为背板,具有自发光、厚度薄、质量轻、视角大、响应时间短、发光效率高等特性,而且更容易实现高PPI(像素密度)、体积小、易于携带、功耗低等优异特性,特别适合应用于头盔显示器、立体显示镜以及眼镜式显示器等AR/VR显示设备。
OLED微型显示器生产涉及的四项核心技术
一、基于硅基板的高密度阳极像素点制作技术
硅基顶发射OLED微型显示器的工艺制程要求不同于底发光OLED显示器件,在整个OLED微型显示器的制备过程中,阳极像素制备是基础。OLED微型显示器像素点尺寸及像素间距较小,对于显示器像素点的制作工艺有很高的要求。
OLED微型显示器的像素点制作主要以光刻为主要技术手段,根据单元显示器像素结构排布图形及结构,制备满足产品分辨率的像素图形。光刻技术直接影响到显示器的像素点结构和质量,进而影响OLED微型显示器的光电特性和寿命。
本技术采用i-线光刻技术实现高精度像素点图形制备,着重解决像素点之间漏电、串电、子像素坏死、工艺兼容性难等技术问题,将细微的阳极与阳极之间隔离并保证每个电极的图形完整性,进而提高发光亮度、色彩均匀性等光电特性及良品率水平。
二、顶发射OLED多层阳极结构设计、制备技术
阳极表面状态直接影响空穴的注入和阳极与有机薄膜层间的界面电子状态及有机材料的成膜性。如果阳极表面不平整,在不平整的细粒之间所形成的路径会提供空穴直接射向阴极的机会,会使漏电流增加。
本技术在配合低电压有机发光结构上,突破了单一阳极结构的模式,选用了高导电率、易镀及经济的材料,用PVD法在硅衬底上制作阳极电极,降低了薄膜表面的起伏,减少了空穴直接射向阴极的机会,降低了漏电流、显示器的发热和功耗,其性能更优越,从而获得具有较好电学性能、粘附性能、光反射性能的电极。
三、顶发射OLED有机发光结构设计、制备技术
硅基OLED微型显示器是采用白光+彩色过滤层的方式实现彩色化显示,如何设计和制备满足要求的白光有机发光结构是实现器件全彩色化显示的关键。
本技术基于白光实现原理,采用了三基色掺杂和有机功能层结构优化设计的方式实现低电压白光器件制备,优化了器件结构设计,开发了一种新型多层有机发光结构和制备方法,工程化强、缩短生产周期、大大降低了生产成本、提高发光效率、实现器件低功耗。
四、低缺陷高密度多层密封薄膜技术
密封工艺是影响全球 OLED量产的重大关键技术难题。OLED一旦接触潮气和空气,有机发光膜将失去发光功能,如何根据OLED材料的特性,设计高效低缺陷高密度的薄膜密封技术来对OLED微型显示器进行有效密封是制备OLED微型显示器的关键问题。
本技术采用两层金属氧化膜和一层高分子有机膜对有机发光显示器件进行密封,其中金属氧化膜能隔绝对OLED显示器伤害较大的水氧杂质,同时防止金属层的氧化,提高抗蚀性能,明显降低器件退化衰变的速率、提高有机发光显示器的寿命。
硅基 OLED 应用场景从军用逐渐转向民用。硅基 OLED 具备制造良率较高、性能稳定、寿命较长、体积小、低功耗等特性,进而促进其成为头盔显示器、立体显示镜以及眼镜式显示器等可穿戴显示的主要方案。其能够为便携式计算机、无线互联网浏览器、便携式 DVD、游戏平台及可穿戴式计算机等一共信息产品提供高画质的视频显示,在 R/AR、工业安防、医疗等高分辨率近眼显示领域都能有广泛的应用,逐渐成为新型显示行业的角力点。
预计 2023 年硅基 OLED 市场规模有望达 900 亿美元。硅基 OLED 随着下游应用的兴起将迎来需求增长,应用层面的需求将刺激上游制造行业的高景气,预计整个 OLED 行业未来会迎来高增长。赛迪智库预测,2023 年,VR/AR 头显市场将增长到 6860 万台,我们预测到 2023 年硅基 OLED 市场规模有望达 900 亿美元。
来源;AIOT大数据