Micro LED：巨量微轉(zhuǎn)移技術(shù)依然待解

小間距LED的進(jìn)化極限是什么?也許這個(gè)問(wèn)題的答案就要出來(lái)了。近日，臺(tái)灣媒體報(bào)道，可能被三星電子收購(gòu)的臺(tái)灣初創(chuàng)公司Play Nitride，預(yù)計(jì)將在2017年下半年安裝micro LED產(chǎn)品試產(chǎn)生產(chǎn)線。而micro LED的像素間距渴望比肩目前的手機(jī)液晶顯示屏。

對(duì)此，筆者覺(jué)得“這是一個(gè)好事情”。因?yàn)長(zhǎng)ED的電光效率真的非液晶、OLED、QLED能比。如果原生RGB micro LED能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，對(duì)于全球環(huán)境保護(hù)、氣候變化是一個(gè)非常好的消息——功利子孫千秋萬(wàn)代(雖然剛剛退出巴黎氣候協(xié)定的特朗普可能認(rèn)為這是一個(gè)陰謀和騙局)。

但是，micro LED真的能夠?qū)崿F(xiàn)嗎?在這一點(diǎn)上，筆者必須說(shuō)：“micro LED”和目前市場(chǎng)上熱銷(xiāo)的“小間距LED屏”雖然只是間距上的差別，但是“量變導(dǎo)致質(zhì)變”，micro LED的實(shí)現(xiàn)難度和實(shí)現(xiàn)方法與“小間距LED”截然不同。

例如，上文中提到的Play Nitride公司的項(xiàng)目，其基板就是TFT——和液晶顯示、OLED顯示一樣的半導(dǎo)體技術(shù)，而非小間距LED顯示產(chǎn)品所使用的“印刷銅電路板”。從發(fā)光晶體的封裝看，小間距LED主要是表貼方式的，也有部分高端產(chǎn)品采用COB技術(shù)，而micro LED必然是“晶圓級(jí)”的封裝工藝。

僅僅是以上兩個(gè)差異，就已經(jīng)決定了micro LED與小間距LED屏“產(chǎn)業(yè)鏈”上，特別是在中下游，關(guān)系真的不大。甚至主要市場(chǎng)方向都不相同：小間距LED屏主要是工程大屏顯示;micro LED現(xiàn)在的目標(biāo)是智能手表、手機(jī)屏幕等小屏顯示，未來(lái)有望逐漸進(jìn)入電視機(jī)顯示等領(lǐng)域。

到了這里，讀者基本已經(jīng)明白micro LED是一個(gè)如何“嶄新”的科技。對(duì)此，大屏君需要格外指出，micro LED的獨(dú)特之處，大屏君還沒(méi)有說(shuō)呢?micro LED技術(shù)真正的難點(diǎn)、真金白銀的部分是一個(gè)叫做“巨量微轉(zhuǎn)移”(也叫巨量轉(zhuǎn)移)的工程技術(shù)。這個(gè)才是，micro LED與傳統(tǒng)LED屏最大的差別。

什么是“巨量微轉(zhuǎn)移”(巨量轉(zhuǎn)移)呢?即，在一英寸驅(qū)動(dòng)板上至少實(shí)現(xiàn)300PPI以上像素密度，數(shù)十萬(wàn)顆三原色LED晶體的安裝(一個(gè)5英寸的手機(jī)屏，需要300萬(wàn)以上的像素點(diǎn))。與傳統(tǒng)小間距LED屏幕比較，即對(duì)角線一英寸的300PPI 的micro LED顯示屏，像素顆粒數(shù)量和60英寸P1.0間距的小間距LED屏幕相當(dāng)。

“巨量微轉(zhuǎn)移”(巨量轉(zhuǎn)移)中的“巨量”就是指“亞像素顆粒數(shù)非常高”，動(dòng)輒幾十萬(wàn)、甚至幾百萬(wàn)(例如500PPI的手機(jī)屏幕需要800萬(wàn)個(gè)像素);“微”的含義則是“亞像素顆粒非常小、安裝精度非常高、像素間距更小”;“轉(zhuǎn)移”的含義則是“這些亞像素被單獨(dú)制造出來(lái)”，然后通過(guò)一些工程技術(shù)再“焊接到驅(qū)動(dòng)板的適當(dāng)部位”。

對(duì)于“巨量微轉(zhuǎn)移”(巨量轉(zhuǎn)移)的這個(gè)“微小”的概念，大屏君必須特別說(shuō)明：以 55 英寸 4K 液晶電視為例，其像素尺寸為 200 μm x 200 μm;這類(lèi)電視機(jī)的LED背光源一般采用 3030 封裝規(guī)格，即 3,000 μm x 3,000 μm——LED燈珠和液晶像素面積相差 225 倍。而在 Micro LED 顯示產(chǎn)品下，LED 微縮至 50 μm x 50 μm像素尺寸，甚至更小;三星規(guī)劃中的1500-2000PPI的VR用OLED顯示屏，像素尺寸更是只有不到5μm x5μm——比55英寸4K電視機(jī)像素尺寸相差1600倍。

經(jīng)過(guò)這樣詳細(xì)的解釋?zhuān)x者應(yīng)當(dāng)已經(jīng)知道“巨量微轉(zhuǎn)移”(巨量轉(zhuǎn)移)是一項(xiàng)多么困難的事情——這個(gè)技術(shù)對(duì)應(yīng)的是一堆百萬(wàn)級(jí)別的數(shù)字。此前業(yè)界在micro LED技術(shù)上的工程實(shí)驗(yàn)，僅僅是驗(yàn)證了彩色 RGB Micro LED，20μm間距分辨率 100 x 100，在大拇指指甲蓋大小的面積上的“工程集成可行”性。這距離制造出1-2英寸，智能手表所需要的全彩高分辨率顯示屏距離還很遠(yuǎn)。而且，作為商業(yè)化的工程技術(shù)，“巨量微轉(zhuǎn)移”不僅僅是要能實(shí)現(xiàn)，而且還需要保持很高的“成品率”、一定的經(jīng)濟(jì)性。

說(shuō)到“巨量微轉(zhuǎn)移”(巨量轉(zhuǎn)移)的難度，實(shí)現(xiàn)已經(jīng)不容易：但是筆者認(rèn)為，真正的難度還在于“實(shí)用”上，即經(jīng)濟(jì)性。

事實(shí)上，micro LED技術(shù)有兩個(gè)主要的市場(chǎng)方向：一個(gè)是電視機(jī)領(lǐng)域，制造一個(gè)60英寸的2K分辨率的電視機(jī)，可以讓LED晶體的大小、間距指標(biāo)都“不用那么吝嗇”。類(lèi)似的技術(shù)，索尼在2012年即有過(guò)展示。同時(shí)因?yàn)闆](méi)有那么“微小”，這種產(chǎn)品的成品率也容易把控。但是，和液晶顯示技術(shù)比較，這類(lèi)產(chǎn)品不具有“成本優(yōu)勢(shì)”，且面對(duì)液晶向4K和8K過(guò)渡的趨勢(shì)，其后續(xù)增加像素密度后，工程難度和成本會(huì)顯著提高。

micro LED技術(shù)的另一個(gè)市場(chǎng)方向則是“小屏幕”。例如VR和智能手表。但是，這類(lèi)產(chǎn)品并沒(méi)有因?yàn)槌叽缱冃?，而分辨率降低。如，VR產(chǎn)品上，三星已經(jīng)在開(kāi)發(fā)PPI達(dá)到1500以上的產(chǎn)品?；蛘哒f(shuō)應(yīng)用于“小屏幕”的micro LED面臨的是“數(shù)量依然巨大，間距則更為精細(xì)”的工藝實(shí)現(xiàn)難題。這將不利于成品率的提升。成品率水平則顯著影響產(chǎn)品的市場(chǎng)價(jià)格。

從Play Nitride預(yù)計(jì)的采用TFT基板的信息看，小尺寸micro LED前端工程和驅(qū)動(dòng)部分工藝與液晶、OLED沒(méi)有顯著差異。這是好消息，可以幫助控制micro LED的最終成本，但是這不意味著后者可以低成本上市。

對(duì)此，筆者有一個(gè)很好的例子來(lái)舉證：OLED手機(jī)屏為啥比液晶屏幕貴呢?二者前端工藝都是TFT，很相似。高端液晶和OLED甚至都是低溫多晶硅TFT或者金屬氧化物TFT，基本是“完全一樣”。但是，OLED后端的蒸渡工藝，成品率、穩(wěn)定性、設(shè)備采購(gòu)和維護(hù)成本、原材料損耗，都要超過(guò)液晶的“成盒——灌注”為主的工藝過(guò)程。這導(dǎo)致OLED暫時(shí)成本上依然無(wú)法比擬液晶屏幕。micro LED做為后來(lái)者，“巨量微轉(zhuǎn)移”技術(shù)高度不成熟、難度巨大，成品率控制難度更是超過(guò)成熟度很高的蒸渡工藝，其成本上的劣勢(shì)將更為明顯。

綜上所述，筆者對(duì)micro LED試產(chǎn)生產(chǎn)線要說(shuō)三句話：第一，TFT你用的是現(xiàn)成技術(shù)，這沒(méi)問(wèn)題;第二，LED晶體你用的也是現(xiàn)成技術(shù)，這也沒(méi)問(wèn)題;但是，第三，“巨量微轉(zhuǎn)移”，可是把巨大的數(shù)量、及其微小的空間距離這對(duì)矛盾集中到了一個(gè)工程點(diǎn)上，難度可想而知，后期市場(chǎng)化成本壓力不容小窺。

對(duì)此，筆者的結(jié)論是micro LED還處于工程探索階段，距離商用還有萬(wàn)丈距離。但是，作為L(zhǎng)ED顯示技術(shù)的延伸，micro LED的任何技術(shù)探索和工程工藝研究都會(huì)對(duì)整個(gè)LED顯示產(chǎn)業(yè)有幫助。也許micro LED的部分研究結(jié)果會(huì)更早的在小間距LED屏等產(chǎn)品上實(shí)現(xiàn)商用，為多姿多彩的LED顯示板塊添磚加瓦。