Micro LED:除了MiP还有量子点色转换

Micro LED:除了MiP还有量子点色转换

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Micro LED:除了MiP还有量子点色转换

Micro LED显示技术的落地速度依然“迟缓” 。 据业内人士表示 , 巨量转移的难度依然是行业“持续向前”的主要壁垒 。 针对于此 , 行业亦提供了多种“其它方案” 。

Micro LED落地“减速”

2024年以来 , Micro LED显示的发展主题 , 与“推迟”二字紧密相关 。

例如 , 苹果暂时放弃Micro LED手表显示等规划 , 导致欧司朗马来西亚Micro LED芯片项目夭折;三安光电湖北Mini/Micro LED芯片产业化项目量产规划推迟到2026年6月 , 推迟两年;聚灿光电宿迁Mini/Micro LED 芯片研发及制造扩建项目量产延长到2026年8月……
导致这种变化的原因主要有三个:第一是 , Micro LED目前的市场需求有限 , 而从传统LED颗粒尺寸或者Mini尺寸进入到Micro尺寸 , 现有产能按照像素量计算 , 会有数倍的提升 。 第二是 , 更多企业投入到Micro LED产能建设之中 , 导致其潜在的“同步开出”产能大幅增加 , 尤其是京东方、海信等彩电系新兴力量 , 将“后发先至”作为主要竞争抓手 。

但是 , 真正限制了Micro LED上游产能达产的因素还在于 , 终端市场的“压力” 。 即第三点 , 在巨量转移技术依然难以支撑行业低成本大量采用Micro LED方案的背景下 , 行业企业、特别是上游芯片企业 , 正在努力避免供给过剩局面的出现 。
或者说等待终端技术成熟 , 是目前Micro LED产业最主要的“变量” 。 按照三星和友达的预期 , Micro LED显示要进入规模市场需要降低9成以上的成本——至少同尺寸下 , 价格与OLED电视要有可比性、基本相当 。 即行业已经有这样一个基本共识:Micro LED只靠性能优势 , 而价格成本极具劣势 , 在更广阔的市场是难以赢得竞争的 。
对于更多的行业企业而言 , 其认为Micro LED必然要跨过的第一道成本门槛就是:成本低于Mini技术 。 2020-2023年来 , Micro LED芯片成本大约降低了7成以上 。 但是 , 对于终端产品而言 , 芯片目前只占Micro LED显示3成的成本 , 封装则占比达到4成 。 实际上 , 主打低成本的MiP技术路线 , 在P1.0间距指标的屏幕上 , 与Mini COB产品成本相当 。 如果MiP也去做COB式的封装 , 其成本可能高于现有的Mini COB产品 。
“更小芯片、更小间距、更大规模的同步操作效率、更低成本……这本应是Micro LED主要竞争优势;但是目前实现的只有更小芯片一个优势 。 ”面对这样的局面 , 行业一直在思考“更多技术路径” 。

巨量转移:最大瓶颈如何跨越

巨量转移为核心的封装环节目前至少占据Micro LED显示终端的4成以上成本 。 且 , 巨量转移亦是Micro LED显示整个供应链中成熟度最低的环节 。

对于Micro LED显示 , 理想的方案是巨量的RGB子像素 , 在巨量转移技术下 , 高效、可靠的迁移到驱动基板 , 并焊接、密封 , 成为显示模组单元 。 而单一晶圆上 , Micro LED的产出量巨大 , 这就要求最好一次性操作一张晶圆上的全部子像素颗粒 , 分三次操作RGB三原色子像素……这一过程 , 显然对“可靠性”要求特别高 。 行业普遍认为 , 三原色RGB巨量转移可用的标准 , 至少是6个9的良率以上 。
实现巨量转移高良率非常困难 。 尤其是让问题概率低于百万分之一 , 更是极其困难 。 有没有什么方案能够“没有这么苛刻”的要求呢?

MiP(Mini/Micro LED in Package)封装技术是一种将Mini/Micro LED芯片进行芯片级封装的技术通过切割成单颗器件分光混光等步骤完成显示屏的制作的方案 。 这一方案最大优势就是 , 对巨量转移的可靠性要求下降1-2个数量级 , 到十万分之一 , 乃至更低一些 。 RGB组合的芯片级分立器件 , 在后期进行整屏制作时的可迁移性、可检测性和可修复性也更佳 。 采用表贴工艺制作成终端显示屏 , 亦兼容现有的产业设施 。
MiP封装技术自2020年诞生以来 , 得到了很好的发展 。 是目前LED行业推出的量产型Micro LED显示产品的主流路线 。 从晶圆到封装再到终端 , 全球领先品牌均支持了这一技术方案 。 但是 , MiP也有自身的劣势:首先是 , 进一步支持更小的间距指标和更小Micro LED芯片的能力大打折扣;第二是 , MiP器件的集成 , 对于超微间距而言相当于第二次巨量转移 , 即随着像素间距缩小 , 其成本和难度提升迅速;第三是 , MiP器件与TFT驱动整合的友好性一般 , MiP器件终端产品做表面类COB处理后 , 成本可能持续高于现有COB技术 。
这些缺点中 , 尤其是对更小间距、更小Micro LED的支援能力不足 , 是MiP最大的软肋:即一句话 , MiP更多是针对既有LED直显产品 , 向Micro LED技术靠拢的“良好选择”之一;但是 , 如果真的要让Micro LED与LCD/OLED显示技术同台竞技 , 在TV/PC市场一较高下 , MiP无法胜任 。 ——MiP只是现在 , 不是未来!
对此 , 业内提出了第二种降低巨量转移难度的“方略”:即量子点彩色化方案 。 该技术 , 采用全蓝色LED晶体 , 并通过为蓝光搭配量子点色转换技术 , 实现全彩色化 。 这一技术不仅可以绕过现有Micro LED芯片晶体在绿色和红色上的均匀、可靠性问题 , 更是只需要一次性的蓝色LED巨量转移 , 不需要三色子像素的三次巨量转移——巨量转移难度大幅降低、流程长度缩短三分之二 。 只需要一种LED晶体的操作 , 让其在检测和电气调试等方面也更为简单 。
同时 , 量子点彩色化技术 , 是在QD-OLED上实验成功的“成熟技术” 。 具有工艺、材料和设备上的可靠性 。 该技术方案 , 只需要专注于一种蓝色LED晶体的巨量转移即可突破Micro LED显示大规模商用的难题 , 且在像素间距指标上“可满足大尺寸到IT类”需求的应用 。
近期 , 群创推187英寸无缝拼接量子点色转换Micro LED显示器 。 该产品不仅实现了大尺寸化应用 , 而且采用主动式薄膜电晶体(TFT)驱动背板 , 实现了“四边拼接” 。 这与目前部分TFT基板Micro LED只能双边拼接的局限性形成了鲜明对比 。 群创称其“无缝拼接量子点色彩转换AM-MicroLED显示器技术” , 可提供26.4英寸~220英寸定制化尺寸和多种分辨率规格 。
【Micro LED:除了MiP还有量子点色转换】对于量子点色转换技术的Micro LED , 其缺点也显而易见:即依然需要百万级别以上的巨量转移可靠性 , 只不过 , 巨量转移次数和复杂性减少三分之二 。 同时 , 通过仅采用一种更成熟的蓝色LED晶体 , 亦进一步降低了产品成本 。 另一方面 , 其更大的优势是对不同分辨率和间距指标的兼容能力大幅高于MiP这种分立器件 , 与TFT玻璃基板业更相配 。 其亦不会在既有的Micro LED巨量转移、检测和修复工艺与设备之外 , 引入增加流程复杂度的二次加工环节 。

MiP和量子点彩色化 , 谁执牛耳

MiP将现有小间距和微间距LED产品导入到Micro LED时代;而量子点彩色化则更能够将彩电、IT等显示引入Micro LED目标市场 。 二者的可作为范围显然不同 。 同时 , MiP对巨量转移的需求是5个9以下 , 量子点彩色化则是6个9以上 , 二者的难度不同 。 ——即在同时对巨量转移和成本 , 比三原色巨量转移Micro LED都更为友好的同时 , MiP和量子点彩色化的竞争既有继承也有错位 。


另一方面 , 如果量子点彩色化成为主流 , 哪怕是一阶段内的主流 , 那么红绿Micro LED芯片产能就会很为尴尬 。 所以量子点彩色化能不能行 , 规模多大 , 也影响到上游产能的布局结构 。
综上述 , Micro LED显示技术面临巨量转移一个技术难题、成本一个市场难题 , 三原色Micro LED、MiP和量子点彩色化等多重技术路线的选择 。 在这样错综复杂的格局下 , Micro LED显示技术的发展还需要“按部就班”的不断尝试 。

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