VR專(zhuān)屬：硅基OLED如何大步走來(lái)

    2017年第三季度，VR顯示迎來(lái)了一個(gè)關(guān)鍵轉(zhuǎn)折期。以硅基OLED為核心，兩條新的生產(chǎn)線落地，未來(lái)將為VR等超微顯示和近眼大屏設(shè)備提供強(qiáng)有力的上游支援。

    兩大項(xiàng)目先后“落地”

    7月份三板上市企業(yè)云南北方奧雷德光電科技股份有限公司，對(duì)外公告成將與國(guó)內(nèi)產(chǎn)能首位的顯示面板企業(yè)京東方聯(lián)合投資新一代OLED微顯示器件項(xiàng)目。

    公告稱奧雷德擬與京東方、云南省滇中產(chǎn)業(yè)發(fā)展集團(tuán)有限責(zé)任公司、高平科技(深圳)有限公司共同出資設(shè)立參股公司昆明京東方顯示技術(shù)有限公司，注冊(cè)資本10億元。其中奧雷德擬以技術(shù)和專(zhuān)利作價(jià)出資2億元，占注冊(cè)資本的20.00%，京東方以現(xiàn)金方式出資人民幣6.7億元, 占67.00%股份，滇中發(fā)展出資0.95億元,高平出資0.35億元。

    目前，京東方系統(tǒng)性的掌握有常規(guī)液晶顯示面板、低溫多晶硅、金屬氧化物、硬屏和柔性O(shè)LED制備工藝，擁有國(guó)內(nèi)最長(zhǎng)和最全面的顯示面板制造技術(shù)和產(chǎn)品。奧雷德則掌握有硅基OLED的系列專(zhuān)利技術(shù)。公開(kāi)資料表明其至少已經(jīng)擁有28項(xiàng)OLED微顯示領(lǐng)域的專(zhuān)利授權(quán)。奧雷德實(shí)際控制人為中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)公司，下游客戶主要是美國(guó)的eMagin公司、SONY公司等國(guó)際知名公司。奧雷德將以其合法持有的專(zhuān)有技術(shù)的排他性使用權(quán)出資2億元，構(gòu)成新公司的重要股東。與奧雷德的合作有助于京東方獲得單晶硅為基地的COMS等半導(dǎo)體技術(shù)，并應(yīng)用于顯示、微傳感等領(lǐng)域。

    9月1日，總投資20億元的硅基OLED微型顯示器項(xiàng)目落戶合肥新站區(qū)。合肥市政府副市長(zhǎng)、新站高新區(qū)黨工委書(shū)記、管委會(huì)主任王文松，安徽省經(jīng)信委副主任王厚亮，上海視涯信息科技有限公司董事長(zhǎng)顧鐵，集成電路材料和零部件產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書(shū)長(zhǎng)石瑛，新站高新區(qū)管委會(huì)副主任朱勝利，市產(chǎn)投集團(tuán)董事長(zhǎng)雍鳳山等領(lǐng)導(dǎo)出席，著重顯示了當(dāng)?shù)貙?duì)這一項(xiàng)目的重視。

    據(jù)悉，該項(xiàng)目由上海視涯公司主要投資，計(jì)劃今年開(kāi)工，2018年9月開(kāi)始設(shè)備搬入，2019年投產(chǎn)，設(shè)計(jì)產(chǎn)能2000萬(wàn)片微顯示器件！目前上海視涯公司已經(jīng)掌握有常規(guī)液晶顯示生產(chǎn)線、低溫多晶硅TFT液晶和蒸渡工藝OLED產(chǎn)品的制造技術(shù)。上海視涯公司董事長(zhǎng)顧鐵是國(guó)內(nèi)顯示領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物，曾規(guī)劃并籌建了中國(guó)第一條4.5代TFT-LCD生產(chǎn)線、國(guó)內(nèi)第一條OLED中試線、國(guó)內(nèi)第一條5.5代LTPS生產(chǎn)線和第一條OLED量產(chǎn)線。

    面對(duì)合肥與昆明兩個(gè)硅基OLED量產(chǎn)項(xiàng)目的運(yùn)作，業(yè)內(nèi)認(rèn)為硅基OLED已經(jīng)進(jìn)入發(fā)展的快車(chē)道。這將為OLED微顯示行業(yè)的崛起奠定基礎(chǔ)。

    VR微顯示芯片的“三高”需求

    目前，顯示產(chǎn)業(yè)已經(jīng)有充沛的產(chǎn)能制造各種尺寸的顯示器件。那么為何相關(guān)企業(yè)還要竭盡全力的建設(shè)硅基OLED項(xiàng)目呢？這還要從VR等近眼顯示設(shè)備的“特殊需求”談起。

    近眼顯示設(shè)備強(qiáng)調(diào)的是大屏沉浸感。這就需要顯示畫(huà)面非常細(xì)膩，即像素分辨率要求極高。同時(shí)，近眼顯示過(guò)程為了避免眩暈感，亦需要極高的刷新率。對(duì)此，業(yè)內(nèi)以“兩個(gè)2000”來(lái)形容。即，2000PPI的分辨率和2000HZ的刷新水平，才能提供理想的近眼顯示效果。

    然而，目前近眼顯示設(shè)備采用的低溫多晶硅OLED產(chǎn)品，只能提供最高800PPI和120HZ的技術(shù)指標(biāo)。這也是2016年頭戴顯示設(shè)備風(fēng)生水起后迅速降溫的原因——在顯示器核心芯片品質(zhì)不夠高的背景下，產(chǎn)品的體驗(yàn)感不理想、眩暈等副作用過(guò)大。

    而解決近眼顯示芯片的顯示像素密度問(wèn)題，核心是提高其背板TFT基層的結(jié)構(gòu)密度。在這方面，傳統(tǒng)玻璃基板上采用的低溫多晶硅、金屬氧化物，以及最早的非晶硅技術(shù)的潛力正在“耗盡”。且，即便投影儀芯片采用的高溫多晶硅技術(shù)也難以滿足2000PPI的像素密度需求。這時(shí)候，半導(dǎo)體工藝上，包括CPU、內(nèi)存閃存、CCD、cMOS等上面大量采用單晶或者高純度硅硅基半導(dǎo)體背板電路就成為了超高密度TFT驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的最優(yōu)選擇。且這個(gè)技術(shù)路線，還可以充分利用半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已有的成熟技術(shù)、設(shè)備、甚至半成品。

    采用硅基TFT結(jié)構(gòu)的好處，還包括另外兩個(gè)重要的層面。第一是，硅基材料是典型的“可承載高刷新率”技術(shù)的產(chǎn)品。即實(shí)現(xiàn)近眼顯示芯片2000HZ的刷新率并無(wú)太大困難。同時(shí)，雖然與半導(dǎo)體計(jì)算、存儲(chǔ)、感光產(chǎn)品不同，顯示設(shè)備是“大電流”需求的品類(lèi)（傳統(tǒng)半導(dǎo)體產(chǎn)品則是主要完成信號(hào)處理工作，其內(nèi)部電流量比較�。�，但是單晶或者高純度硅半導(dǎo)體材質(zhì)卻比非晶硅、低溫多晶硅、金屬氧化物、高溫多晶硅等技術(shù)在“電流通過(guò)量”上還具有優(yōu)勢(shì)。

    所以，從分辨率密度、刷新頻率高度、大電流承載這個(gè)“微顯示芯片的三高”需求角度看，硅基TFT幾乎是最好的選擇。當(dāng)然，沒(méi)有絕對(duì)完美的技術(shù)，硅基TFT也有其缺點(diǎn)，即工藝技術(shù)復(fù)雜、成本更高。

    對(duì)于工藝技術(shù)而言，硅基TFT可以繼承半導(dǎo)體行業(yè)的技術(shù)體系。且顯示設(shè)備的像素精密度不會(huì)像Cpu那么高，也就是說(shuō)只需要10年前，甚至更古老的半導(dǎo)體工藝就可以滿足硅基OLED的應(yīng)用需求。例如130納米工藝，這種2000年左右的技術(shù)，就可以滿足高分辨率微顯示的基本需求。

    不過(guò)，成本上，硅基OLED將主要決定于芯片最終的面積，即高純度硅的使用量�？上驳氖牵�近年來(lái)硅材料產(chǎn)業(yè)得益于太陽(yáng)能、半導(dǎo)體存儲(chǔ)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，已經(jīng)格外壯大，且成本大幅下降。

    正是以上這些不錯(cuò)的“產(chǎn)業(yè)條件”，以及近年來(lái)近眼顯示的興起，使得硅基OLED產(chǎn)業(yè)成為一個(gè)投資熱點(diǎn)。而且該產(chǎn)業(yè)國(guó)外企業(yè)并不具有時(shí)間和技術(shù)上的顯著優(yōu)勢(shì)，這有利于本土企業(yè)積極布局搶占行業(yè)高地。

    硅基OLED會(huì)和Micro LED產(chǎn)品撞車(chē)嗎

    在談?wù)摴杌鵒LED的時(shí)候，很多人都會(huì)想到另一個(gè)前沿性的顯示新技術(shù)：Micro LED。后者的主要目標(biāo)也是超高精細(xì)、超高顯示刷新率的微顯示產(chǎn)品。

    首先，從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)體系看，Micro LED與硅基OLED幾乎相似——TFT結(jié)構(gòu)上的自主發(fā)光產(chǎn)品。且從高性能基板看，采用硅基TFT（CMOS電路）是二者共同的選擇方向之一（當(dāng)然，如果Micro LED用于手機(jī)或者TV顯示，完全可以采用更為廉價(jià)的玻璃基板TFT）。這種相似性，讓二者可能處于完全重疊的市場(chǎng)需求空間之中。

    第二，從技術(shù)差異看，OLED產(chǎn)品的涂覆采用蒸渡工藝。且微顯示器件都是低世代小尺寸線制造，其蒸渡設(shè)備和工藝成熟度非常高、成本也在整個(gè)OLED工藝體系中處于最低端。其與手機(jī)和電視用OLED產(chǎn)品蒸渡技術(shù)的差異主要在于，采用更為精細(xì)的金屬蔭罩技術(shù)（超精細(xì)金屬蔭罩是一種比較成熟的技術(shù)產(chǎn)品，最早曾在CRT顯示器上大量應(yīng)用），實(shí)現(xiàn)更小的像素尺寸。

    而Micro LED用到的自主發(fā)光器件，即LED半導(dǎo)體燈珠，卻是一個(gè)正負(fù)極性明確、體積形狀固定的固體小顆粒燈珠。這導(dǎo)致大量的微小LED燈珠器件的平面化集成，即“巨量轉(zhuǎn)移”技術(shù)，不僅難度極高、而且是Micro LED產(chǎn)業(yè)獨(dú)有技術(shù)，難以從其它相關(guān)產(chǎn)業(yè)獲得巨大的技術(shù)幫助。所以，突破巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)就成了Micro LED走向產(chǎn)業(yè)化的“命門(mén)”。

    目前，Micro LED巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)依然處在實(shí)驗(yàn)室攻關(guān)階段。最新的消息稱，臺(tái)企錼創(chuàng)已經(jīng)可以基本實(shí)現(xiàn)良率已達(dá)到99%以上，且單次抓取LED顆數(shù)可達(dá)20萬(wàn)顆，耗時(shí)約10秒鐘的“巨量轉(zhuǎn)移”工藝。不過(guò)業(yè)內(nèi)專(zhuān)業(yè)人士依然認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)入真正工業(yè)化階段還需要3年的時(shí)間。

    第三，從產(chǎn)品技術(shù)的投資邏輯看。硅基OLED更受巨頭的喜愛(ài)。因?yàn)樗�與半導(dǎo)體技術(shù)和OLED顯示一脈相承。這是京東方、三星等關(guān)注這一技術(shù)的原因所在（畢竟OLED是所有顯示巨頭繞不過(guò)去的未來(lái)）。同時(shí)，硅基OLED的市場(chǎng)方向確定，應(yīng)用范疇沒(méi)有普通OLED那么廣泛，結(jié)合其產(chǎn)品多為小尺寸芯片、投資規(guī)模更小，也使得硅基OLED成為了中小顯示面板企業(yè)“差異化產(chǎn)品”的重要選擇。

    這方面，Micro LED在主流顯示面板企業(yè)眼中的地位就要差很多。一邊是Micro LED技術(shù)目前還有巨大困難要克服，需要時(shí)間磨練——而競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)，如OLED未必會(huì)給予其足夠的時(shí)間；另一邊，Micro LED面對(duì)OLED和QLED難以確立足夠強(qiáng)大的理論性能優(yōu)勢(shì)，這使得其面對(duì)已經(jīng)有巨大產(chǎn)業(yè)投資的OLED時(shí)候，顯得“愿景單薄”。所以，Micro LED事實(shí)上成為了邊緣些的顯示企業(yè)“企圖投機(jī)性超車(chē)”的工具�；蛘哒f(shuō)，Micro LED背后的企業(yè)實(shí)力略遜色于硅基OLED。

    綜上所述可以看到，硅基OLED和Micro LED比較，前者具有成熟度高、產(chǎn)業(yè)進(jìn)程快，以及至少暫時(shí)的成本優(yōu)勢(shì)。且由于整個(gè)OLED體系的技術(shù)進(jìn)步的支撐，其在市場(chǎng)聲望上也高于Micro LED。這使得，二者在市場(chǎng)目標(biāo)有高端重合度——近眼微顯示設(shè)備——的背景下，兩種技術(shù)的“撞車(chē)”，必然是當(dāng)年彩電行業(yè)等離子與液晶之爭(zhēng)的重演。當(dāng)然，從競(jìng)品技術(shù)角度看，德州儀器的DLP、3M等公司的LCOS技術(shù)，也是硅基OLED和Micro LED微顯示技術(shù)的對(duì)手產(chǎn)品。

    不過(guò)，對(duì)于微顯示相關(guān)的VR等近眼顯示虛擬現(xiàn)實(shí)、頭戴顯示消費(fèi)電子設(shè)備、瞄準(zhǔn)系統(tǒng)、監(jiān)視系統(tǒng)、模擬訓(xùn)練、工業(yè)檢測(cè)、醫(yī)療器械等相關(guān)行業(yè)和領(lǐng)域而言，多一個(gè)技術(shù)思路會(huì)是更好的消息。無(wú)論是Micro LED還是硅基OLED都能提供符合近眼顯示系統(tǒng)“三高”需求的“超級(jí)微顯示器件”。這將有助于VR虛擬現(xiàn)實(shí)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，甚至令后者成為一個(gè)巨大的消費(fèi)電子新金礦。