進入2024年以來,micro LED行業呈現“冰火兩重天”的格局。既有如蘋果、歐司朗等micro LED項目下馬,三安光電micro LED項目推出兩年量產的消息;也有micro LED顯示創新不斷、加速應用端拓展、相應產品供給型號數量指數級增長的更多好消息。
這背后體現了“理想狀態下的micro LED顯示產品的技術難度之高、之復雜”,也體現了“現有產業條件下,micro LED已經可以導入大規模實用的現實”。即通過整合既有的各種資源,有先實現一定micro LED直顯產品應用加速落地,成為推動micro LED產業持續崛起的支柱。
Mip封裝,讓micro LED加速落地
2014年,蘋果提出在未來的蘋果智能手表上實用micro LED顯示屏幕,正是打響了micro LED技術的全球競爭之戰。2024年,10年之后蘋果暫時終止了micro LED顯示智能手表產品的開發,同時造成為其配套的歐司朗馬來西亞micro LED晶圓廠終止建設。
這一以蘋果為核心的案例,可視為目前micro LED顯示面臨的“巨大工藝技術考驗”的縮影。基于智能手表應用,micro LED顯示要實現超輕薄、超小型、超高像素密度、超高集成效率的統一。可以說“集萬千寵愛于一身的同時,也集中了所有可能的技術難題”。這是其“夭折”的根源。但是,“從實用出發,鍛煉者未必就要去攀登珠穆朗瑪峰頂——有的是不同的山峰以供選擇”,業內人士指出,選擇更可行的產品目標,是micro LED現階段的主要任務。
其中,大屏micro LED直顯、micro LED透明顯示和車載應用是主要的可行方向。尤其是micro LED大屏直顯,作為一個高度成熟的應用門類,其能夠為micro LED技術提供真正的第一桶金。在這方面,行業發展了MIP封裝技術。
為什么蘋果的智能手表micro LED屏不能成功呢?因為其有眾多困難:第一,micro LED應用在高像素密度上,必須克服巨量轉移的難題;第二,micro LED在小尺寸應用上,需要嶄新的背板產品和技術,即PCB板不在滿足需求;第三,這種1-3英寸級別的應用,micro led必須做到“真正足夠小顆粒下的高性能”。
但是,在大屏直顯上,micro LED基于mip封裝后,可以直接應用高度成熟的表貼工藝進行集成;通過先期封裝,micro LED不必糾結于micro尺寸的LED晶體電氣連接點,如5-50微米晶體,與PCB板線寬極限之間的不匹配問題;在大屏直顯上,LED晶體從毫米級別到mini尺寸級別再到micro級別都可應用,不需要一上來就追求極限的LED晶體顆粒尺度,一定程度繞過了微米級別micro LED晶體電光量子效能下降的技術壁壘。
此外,LED直顯行業還發展了基于micro LED的新興彩色化方案。即將原有的三原色RGB LED三種晶體換成藍色或者紫外LED一種晶體,結合更為成熟的熒光粉或者量子點材料實現彩色化。這種技術大大簡化了micro LED直顯高密度集成技術的難度,被認為是未來micro Led直顯低成本顯示方案的候選項之一。
“從LED晶體顆粒的材料與效能、PCB背板的適應適配到充分利用表貼工藝的傳統產能,再到多樣彩色化技術……micro LED實用化的第一步就是‘化繁為簡’的盡量利用了現有的成熟的技術、工藝和市場需求,更快的將micro LED推向了大屏直顯的應用前臺”。
從COB到MIP,micro LED沒有沖突
在MIP誕生之初,有行業人士擔憂其與已經蓬勃發展十余年的COB技術產生路線沖突。這種擔憂目前看是多余的。
一方面,MIP技術通過表面覆膜、填充等工藝,可以實現與COB技術一樣的物理強度,滿足可靠性、穩定性方面的高標準需求。
另一方面,COB更簡潔的產品框架和工藝流程,在成熟度相當的工藝前提下,渴望有比MIP更低的理論成本。且COB技術對更小間距,中等顯示尺寸、透明顯示、車載顯示的友好度更高。不存在徹底被MIP替代的可能——這就如同,在P1.5間距指標以上,mip的必然技術優勢一樣。
同時,基于COB技術的積累,LED直顯企業可以進入MIP封裝器件制造領域。某種角度看,MIP封裝就像是單一像素,或者只有個位數像素數量的“超小規模COB”。通過應用COB的封裝技術,設計自主的MIP封裝結構,實現產業鏈延伸是目前掌握了COB類核心技術的LED直顯企業的“產業鏈升級方向之一”。這也讓,COB企業能夠在MIP產品上,建立更多的自主知識產權優勢。
此外,面對進一步的玻璃基板技術,特別是AM驅動的TFT玻璃基板micro LED顯示產品,COB這種封裝與像素集成一體化的方案,更具有優勢。玻璃基板不具有傳統PCB基板極限線寬,難以適配micro LED晶體5-50微米尺寸下電氣接觸點的難題;同時玻璃材料的熱和其他物理穩定性更高、表明更為光滑,對于巨量轉移的成品率也更為友好;且玻璃基板或者是樹脂基板是高等級透明顯示、柔性顯示micro LED產品的不可替代選擇。
MIP更適應現有的成熟技術、成熟工藝和成熟材料;COB類的封裝集成一體化方案則更為前瞻的適配更多新材料、新工藝、新規格的產品與應用!業內人士指出,這不是二選一的問題,而是micro LED特定發展階段,對多元化的應用可能與前景做出的多重供給選擇。
Micro LED時代必然到來
為什么要發展micro LED?蘋果手表2014年的最早投入預期是“這一技術節能、節能、超級節能”,此外顯示效果還比已有技術都好。其中,節能這一點,對于移動和穿戴設備的吸引力格外巨大。
但是,在更為成熟的LED大屏應用場景下,micro的意義不是“節能好+顯示效果好”,而是低成本。即LED晶體作為LED直顯最核心材料,2016-2026年室內小間距主流應用的尺度可能從500微米下降到50微米——理論上,一塊晶圓能夠產出此前100倍的像素點。這實現的成本節約是顯而易見的。
同時,更小尺寸的micro LED晶體,也在節能方面降低顯示設備終生使用成本;更小的晶體顆粒,也能適配更微小的間距指標,更高的PPI分辨率,進軍車載、專業顯示器等中尺寸應用市場;micro級別的微小晶體尺寸還是柔性LED直顯和高透明LED直顯的必然前提……即,有了micro LED技術,LED直顯成本更低、形態更多元、應用范圍更廣闊、符合低碳節能輕薄變形的顯示產業發展方向!
更為重要的是,LED直顯產品過去四十多年的發展,LED晶體尺寸持續縮小是最大的技術規律。這一規律在近10年進入到mini為主,micro進一步接棒的新時代。可以說,充分利用各種成熟資源、工藝和材料,推動micro LED應用落地,就是在LED直顯發展的歷史正軌上持續擁抱行業未來!