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    郑有炓:Micro-LED性能优异应用场景丰富

      [  中关村在线 原创  ]   作者:杜钢   |  责编:杜钢

    12月12日,由中国光学光电子行业协会液晶分会、中国半导体照明/LED产业与应用联盟、中国电子材料行业协会、南京平板显示行业协会、台湾显示器产业联合总会五家行业协会联合主办,南京经济技术开发区管理委员会、中国半导体行业协会、中国光学光电子行业协会发光二极管显示应用分会、南京华东电子信息科技股份有限公司、国家平板显示工程技术研究中心共同协办,华夏幸福基业股份有限公司战略合作,上海舜联文化传播有限公司承办的“2019第三届中国(国际)Micro-LED显示高峰论坛”在中国南京隆重召开。

    郑有炓
    郑有炓中国科学院 院士/南京大学物理系教授

    郑有炓报告的题目是Micro-LED技术发展趋势,世界上此显示技术的发展动向。我报告主要讲三个问题,第一是Micro-LED显示的发展走向、第二个就是它的制备技术、第三个是产业前景。我的报告是比较宏观的,供大家讨论。我先谈第一个问题,完了再谈发展走向。Micro-LED应该说是一个常规LED显示屏的微缩化的一个技术,按照技术来讲是很简单的--微缩,但是要实现起来是很难的。这个技术主要要实现将像素点距离从毫米级降低至微米级,而且他要是可控的。

    第二个就是它实际上是个二维点阵技术。这样的话就是把常规LED显示屏微型化到Micro-LED。这样一个显示它发生了很大的变化。它的功耗非常低,它的亮度非常高,他的解析度也非常高,可以超过1500ppi,而且它的色彩饱和度很好,可以达到1120,非常高。我们知道LCD响应时间一般在毫秒,好一点的能够达到几百微秒。它对比度非常高,可以说是接近无限大。另外它的可视角度非常宽,它是自发光的这样一个显示,因此它的效率很高。更重要一点是使用寿命长5万小时以上。大家知道,如果我们显示屏的视频显示24小时全开,一年大概是8000小时,10年要8万小时,那么目前的技术中,没有这样一个显示技术能够达到,可以说没一个技术能够达到几万小时的,一般都是几千个小时,比如LED、LCD,这些可能要退市的。所以说Micro-LED这样优异的性能,引起的关注就很大。

    Micro-LED从上世纪末开始,2001年提出来,10年以后年2010年的时候,在国际上引起了很大的研究高潮,因为这样一些优异的显示技术性能,所以被看作是一个次世代的显示技术。最近,随着5G网络的开通,推动了物联网、云计算、人工智能性能提升,所以现是5G跟物联网、云计算、人工智能融合发展的一个新的时代,这个时代在引起一个新一轮的科技革命和产业的变革发展。比如说,如果人工智能用在显示上,将来一个终端可能就是个平板显示屏,因为他所有资料可以存在云端,终端可以做的非常小。将来可能电视机就没有有线路线。所以目前的话,对这样一个技术开通以后,就把对显示的要求提的很高。所以目前看来就说5G加8K,物联网、云计算、人工智能,这是当前信息技术发展的两个非常重要的发展,丰富我们中国下一代信息技术就得往这方面靠。那么在这样一个风口里面,我想首先带来的变化就说视频视角会带来很大的变革,有人说当代是教育的革命,是地产变革。也有人说这个世纪是5G通讯改变的社会,第一个改变可能就是视频视角的变化。5G加8K,实际上就是说这个过程是这样的一个生态链,就是说从虚拟场景把8K的场景变成了已经能够整个接近真实的环境与数据的结合的一种方法。要真正实现这样的环境。那么就需要必须5G网络提供一个信息通道,因为5G这个通道它是一个带宽非常宽,延迟非常短的技术。它后面的连接可以无数多。

    那么在8K的应用场景,要想获得信息,首先通过5G网络传输到终端,终端将数据能够打开显示在面板显示上。所以将来我们看球赛,如果是在8K的终端来看的话,效果就跟现场差不多。首先的话就是说5G加8K会带来一个生态链很大变化。所以现在要抓紧好,5G会开创新的产业,新的市场。现在在很大产业市场中,5G无人驾驶汽车,店里面无人终端买烤鱼,地铁里面也可以发挥很大的作用。所以说以前认为显示只是在娱乐游戏应用方面的时候,未来还可以产生新的应用,但是它的核心的应用,比如说最起码的体育赛事,影视直播,远程医疗、广播等等,加8K的话,就开拓了新的应用场景,未来的市场是非常重要的,比如说在如果我们现场放置高清的摄像机的话,那么在外面可以看到我们真正现场的报告,如果这是放在教室里面,那么可以让学生听老师来上课,实现无人课堂对不对?所以说第一个变革就是由8K带来的。以前我们提到VR,我就把8K在实际的VR里面,在另外的一个领域就发挥了作用,在VR里面这么大热了一声,虚拟现实是它实际上给观察者提供一个新环境平台,这个信息框他要求很高,要求其实是非常高的,要超低功耗、要超高分辨率,而且要刷频率非常快。因为你看,他是动态的,如果你数据速率慢的话,看了就头昏头晕。所以这里面就是说咱们5G加VR要求非常高,而且这里面要其分辨率高。因为你一直戴在头上的,也不能带来很高的一个头盔价格,然而应用Micro-LED,显然就可以充分发挥它的优势。增强现实,你在看现实世界里面东西的同时也是在看信息世界,而且现实与虚拟其实基本也是一样,它无缝连接起来了。那么我们戴眼镜看真实世界的是在太阳光底下,通过眼睛还能看到信息世界的形象。所以它要求头盔的的亮度非常高。在大太阳底下,我能够在眼镜片里面能看到的信息镜片显示的图片。从目前来看,现有的技术没有一个能够达到现在用光学方法来做到的。

    应该说在这样一个发光器件里面亮度最高的就是Micro-LED。所以说micro-LED被这些人认定是支撑5G+8K,5G加VR、AR,假设中央有新的要求,就说是说随着LED产业技术的发展,有望成为5G信息时代终端显示的主流技术,所以一路走来看的话,两个特点,一个特点就是终端应用驱动的发展,就跟LED应用挂钩,终端需求量也去了。终端应用需求的话就显然了能够完全标准化,要克制化。所以说micro-LED一定的技术,它的产业可能没有一个标准统一模式,没装配什么优势,而且要克制化了,这不要换代的。第二个话就是说要买到一定要充分发挥它的不可替代性的优势,刚才讲它的特点就是要聚焦在高端高阶显示,说LED技术产业的发展要在高端上先进入高端展示,是不是取代目前普通的显示,不是,是淘汰,不像普通的线是要在高端上,现有技术不能实现的。技术问题,就要要把红绿蓝这样芯片要穿戴在一个两位基层上,这里面是看来是非常复杂,因为这个机制里面信息量很大,比如一个8K的技术可能达到一个LED芯片的复杂程度,那么怎么样能够快速转移到基本过去?所以这里面就要解决它的结构复杂,精度高,而且难度比较大这几方面的问题。我们把这个技术分析来看,这个是两两部分的工作,一部分叫自备红、绿、蓝三色LED芯片,一个是芯片,第二部分就是为组长。就为组装LED两列芯片的关键。所以我想就说我们在座的好多同事可以化阻碍为可能。那么我们先谈一下关于管理RGB芯片识别问题,实际上Micro-LED提出来以后,对于LED芯片是很大的挑战,因为他不是照明用的,是想使用照明芯片的微小化考虑变化的,亮度不能高,如果亮度高了变成面光源LED,它要低两度,但是要高活跃度,显示要呈现出来。另外话在检验到变电附近那部分的开启电压变化要做到一致性,难度也非常大,因为根据材料的供应。包括边缘区域非常敏感,所以说你要做一个低度的高分辨、高刷新的控制,对芯片是个很大挑战。那么这里面最明显的变化就是,比如说发光效率要下降,发光效率降低大,大家看这个A面,我来走到左边,第2个图,看一下,如果你看他外量子效率,随着电流密度增加,电流的效率是下降的。那么他的效率会比其他的显示器件要低很多。外量子效率很低,你还有问题,安全系数很低,你里面的电子工作就变成热电效应,你的芯片就非常热,就吃不消,不能工作。所以要求他转化效率非常高。

    因为他在小电流工作情况底下,它的效率本来就不太高,那个片子做小效果还要明显,怎么样解决发光效率下降问题。这个问题我们花了很多钱,借了很多技术,包含了好多物理科学问题在里头。那么这样你下面做小以后,另外就是它侧面的发光产品的能量损失,侧面发光,你点亮的话就要叫漏电,就很胖。要解决好多科学技术问题的。但更重要下面两个问题,一个是像素的前置化事项,从大城市到小城镇,从95英寸到100微米几个微米怎么样?讲实话,这里面放了好多问题,那么怎么样解决发光?大家看一下,发光面积缩小以后,那么这里面就说怎么样缩小面积,如果按照常规横向结构的话,大家来看,如果我要将像素点缩小,所以会长很高。那么垂直结构发展它主要可以缩小的就是面光源的侧面光问题,它可以提高它的发光效率等等,这些优点很多,因为时间关系我就不说,可以说它有6个优点在里头。另外一个例子led。目前看的话就说垂直结构的Micro-LED这个技术来讲,应该是非常可取的。实际上垂直结构,对它的这本身也不是新鲜的,大功率LED发光就是要垂直结构来做的。他是做搭配大面积,我们现在做小要做到完美连接,放大缩小不一样,放大问题不是太多,缩小问题更多。那么现在最近有个报道就说,一个器件,LED发光作为它的负载去做,这个方法还是很和谐跟新鲜的。下面一个是驱动LED发光元件。这样可以在整个大画面实现它的使用,当然这里面要解决问题,就是说产权,还有这期间里面要能够坐B类型的。这里面要解决要做这个研究问题,目前这方面都有进展。所以说垂直结构目前有两条路可以走,但最快就是常规的做成垂直结构,如果做得好,直到底下去做。

    第二个特点就是说它要高效的高端产品,这点作用非常大。所以目前的话有这样5种在做,要有一个示范技术,有自组装技术,有选择性释放技术,有专业的技术,这是不错的。这里面大家看一下,我们总结一下,看一下,Micro-LED作为显示运用他的特别介绍里面。一个就是在芯片上,我想垂直结构应该是个可喜的发展,应该是发展方向,那么今年要Micro没有这个技术,我想陈董事长真的有个报告,更没有要强调前,我认为随着技术封锁,工程技术的传输优化,芯片问题变得突出,成为主要问题。所以将来产业化以后,它的瓶颈还在芯片上。好即便算,那么微组装这里面当然最好是能够自主装一下。所以今天也有,包括下面有一个报告,就是说微组装里面,就刚才讲不可能不同应用不同要求,所以不可能用一种方法来给着各种应用,不可能说随着买壳的技术的话比较复杂在这边,基本上要么科技化的发展,可视化。不能说我就换换就是万能的,我这块只能最后把它运用好,下面讲个产业的前景。

    我想那么刚刚讲的Micro-LED的话,目前性能非常好,而且寄予很大希望。究竟它产业化前景如何?各有争论,昨天我们在预备会议上也发表了很多不同意见,那么怎么样看待它的产业化前景?这里面我谈谈我自己的看法。这里面一个新生技术成一个新技术的发展,有这样一个规律,这个规律叫做新兴技术成熟度曲线。那么缺陷模型在美国硅谷公司,美国硅谷公司他们提出来模型,就是说一个新技术发展总是N字型的,必然任何一个技术对信息技术的都N字型的。从另外一开始,做纵坐标是期望值。对绩效期望的,那么横坐标是来发展阶段,几个阶段一般会说4个阶段,5个阶段。在那么这个公司里面对于目前IT技术的发展,它都这么预测过,而且都非常准确的。但到目前为止,这个公司目前还没有预测的Micro-LED能到什么地方。我们是看我们怎么样来预测的,究竟Micro-LED在哪个位置到哪个位置,我们不能乱说,我们要有根据,我想根据这些要大家看来判断,给了案例我就不展开了,很多我想根据这些情况来判断。目前的话,Micro-LED地处于什么位置?因为LED最好的2001年跟沙市大学的教育学教授提出来,2001年开始,10年形成高峰,所以我想买LED它的技术的发展路向,应该是已经跨过了高峰期了,应该,目前看来是。就是冰山刚刚快快露出了样子,这样的状态。然后往上爬。但是作为一个新技术来讲,发展不是说一天一步登天的事。它是一个慢慢发展的过程。我们任何的信息技术发展中不知不觉地成长出来的,不是现做一天就拿下来,马上就生产出来了。因此从这个角度来讲,我们说要开始爬坡,怎么爬呢?产业化稳定发展的阶段要开始爬,根据的5G发展的这样一个社会背景。需求适应背景的话会很快。所以目前看的话就买LED芯片设备在一个起步阶段,为什么?最近就有一个美国的HS公司,它是专门关注产品市场的,那么他一个预测,从2019年开始一直还看不到,到2026年也差不多8年以后,那么这个时候估计买LCD销售量可以达到1500万台,我想这预测的话,我想实际情况肯定要远远超过他。因为这个市场预测因素很多,因为人多,所以现在可能发展还是很快的。所以这里面首先上台也差不多半年时间,所以我想Micro-LED产业化,要爬8年给我慢慢发展。我说因为他我产业化发展的他是一个逐步发展过程,逐步步入上升的过程。那么怎么爬坡?我想主要是两个风口,一个说大尺寸,一个是小尺寸。

    发展从两个方面来做,大众显示的那么大尺寸显然是目前满足信息时代发展的这样一个需求的。而且从目前看的话,他最大的优势给大家,特别是那些需要长时间工作,在室外工作的,那么它能够比如说几万小时了,甚至10万小时等等,那么目前所有技术达不到的。这方面首先就糟糕,现在国内也开始订货了,后来的后做的后发展的也就开始订货了。这样大屏幕在特殊环境里下寿命高、可靠性强,如果说有奥妙的话,就要一个平台做来做战略工程,不能说三个月换个屏,十个月换个屏也还可以。目前的话我们做得非常好,而且在小视频方面,可以说有销路,因为他不是个人消费市场,国内好多国内企业已经开始订货,我们已经有了许多客户。第二个发展报告,就是说小尺寸的苇草之称,一个新技术的发展过程都在不断地进步的,包括我们手机电视机也逐渐发展起来的。所以说这里面从这个角度来讲,我们说Micro-LED要开始要迈进产业化道路上。

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    tv.zol.com.cn true //tv.zol.com.cn/734/7348526.html report 10889 12月12日,由中国光学光电子行业协会液晶分会、中国半导体照明/LED产业与应用联盟、中国电子材料行业协会、南京平板显示行业协会、台湾显示器产业联合总会五家行业协会联合主办,南京经济技术开发区管理委员会、中国半导体行业协会、中国光学光电子行业协会发光二极管显...
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