进入2024年以来,micro LED行业呈现“冰火两重天”的格局。既有如苹果、欧司朗等micro LED项目下马,三安光电micro LED项目推出两年量产的消息;也有micro LED显示创新不断、加速应用端拓展、相应产品供给型号数量指数级增长的更多好消息。
这背后体现了“理想状态下的micro LED显示产品的技术难度之高、之复杂”,也体现了“现有产业条件下,micro LED已经可以导入大规模实用的现实”。即通过整合既有的各种资源,有先实现一定micro LED直显产品应用加速落地,成为推动micro LED产业持续崛起的支柱。
Mip封装,让micro LED加速落地
2014年,苹果提出在未来的苹果智能手表上实用micro LED显示屏幕,正是打响了micro LED技术的全球竞争之战。2024年,10年之后苹果暂时终止了micro LED显示智能手表产品的开发,同时造成为其配套的欧司朗马来西亚micro LED晶圆厂终止建设。
这一以苹果为核心的案例,可视为目前micro LED显示面临的“巨大工艺技术考验”的缩影。基于智能手表应用,micro LED显示要实现超轻薄、超小型、超高像素密度、超高集成效率的统一。可以说“集万千宠爱于一身的同时,也集中了所有可能的技术难题”。这是其“夭折”的根源。但是,“从实用出发,锻炼者未必就要去攀登珠穆朗玛峰顶——有的是不同的山峰以供选择”,业内人士指出,选择更可行的产品目标,是micro LED现阶段的主要任务。
其中,大屏micro LED直显、micro LED透明显示和车载应用是主要的可行方向。尤其是micro LED大屏直显,作为一个高度成熟的应用门类,其能够为micro LED技术提供真正的第一桶金。在这方面,行业发展了MIP封装技术。
为什么苹果的智能手表micro LED屏不能成功呢?因为其有众多困难:第一,micro LED应用在高像素密度上,必须克服巨量转移的难题;第二,micro LED在小尺寸应用上,需要崭新的背板产品和技术,即PCB板不在满足需求;第三,这种1-3英寸级别的应用,micro led必须做到“真正足够小颗粒下的高性能”。
但是,在大屏直显上,micro LED基于mip封装后,可以直接应用高度成熟的表贴工艺进行集成;通过先期封装,micro LED不必纠结于micro尺寸的LED晶体电气连接点,如5-50微米晶体,与PCB板线宽极限之间的不匹配问题;在大屏直显上,LED晶体从毫米级别到mini尺寸级别再到micro级别都可应用,不需要一上来就追求极限的LED晶体颗粒尺度,一定程度绕过了微米级别micro LED晶体电光量子效能下降的技术壁垒。
此外,LED直显行业还发展了基于micro LED的新兴彩色化方案。即将原有的三原色RGB LED三种晶体换成蓝色或者紫外LED一种晶体,结合更为成熟的荧光粉或者量子点材料实现彩色化。这种技术大大简化了micro LED直显高密度集成技术的难度,被认为是未来micro Led直显低成本显示方案的候选项之一。
“从LED晶体颗粒的材料与效能、PCB背板的适应适配到充分利用表贴工艺的传统产能,再到多样彩色化技术……micro LED实用化的第一步就是‘化繁为简’的尽量利用了现有的成熟的技术、工艺和市场需求,更快的将micro LED推向了大屏直显的应用前台”。
从COB到MIP,micro LED没有冲突
在MIP诞生之初,有行业人士担忧其与已经蓬勃发展十余年的COB技术产生路线冲突。这种担忧目前看是多余的。
一方面,MIP技术通过表面覆膜、填充等工艺,可以实现与COB技术一样的物理强度,满足可靠性、稳定性方面的高标准需求。
另一方面,COB更简洁的产品框架和工艺流程,在成熟度相当的工艺前提下,渴望有比MIP更低的理论成本。且COB技术对更小间距,中等显示尺寸、透明显示、车载显示的友好度更高。不存在彻底被MIP替代的可能——这就如同,在P1.5间距指标以上,mip的必然技术优势一样。
同时,基于COB技术的积累,LED直显企业可以进入MIP封装器件制造领域。某种角度看,MIP封装就像是单一像素,或者只有个位数像素数量的“超小规模COB”。通过应用COB的封装技术,设计自主的MIP封装结构,实现产业链延伸是目前掌握了COB类核心技术的LED直显企业的“产业链升级方向之一”。这也让,COB企业能够在MIP产品上,建立更多的自主知识产权优势。
此外,面对进一步的玻璃基板技术,特别是AM驱动的TFT玻璃基板micro LED显示产品,COB这种封装与像素集成一体化的方案,更具有优势。玻璃基板不具有传统PCB基板极限线宽,难以适配micro LED晶体5-50微米尺寸下电气接触点的难题;同时玻璃材料的热和其他物理稳定性更高、表明更为光滑,对于巨量转移的成品率也更为友好;且玻璃基板或者是树脂基板是高等级透明显示、柔性显示micro LED产品的不可替代选择。
MIP更适应现有的成熟技术、成熟工艺和成熟材料;COB类的封装集成一体化方案则更为前瞻的适配更多新材料、新工艺、新规格的产品与应用!业内人士指出,这不是二选一的问题,而是micro LED特定发展阶段,对多元化的应用可能与前景做出的多重供给选择。
Micro LED时代必然到来
为什么要发展micro LED?苹果手表2014年的最早投入预期是“这一技术节能、节能、超级节能”,此外显示效果还比已有技术都好。其中,节能这一点,对于移动和穿戴设备的吸引力格外巨大。
但是,在更为成熟的LED大屏应用场景下,micro的意义不是“节能好+显示效果好”,而是低成本。即LED晶体作为LED直显最核心材料,2016-2026年室内小间距主流应用的尺度可能从500微米下降到50微米——理论上,一块晶圆能够产出此前100倍的像素点。这实现的成本节约是显而易见的。
同时,更小尺寸的micro LED晶体,也在节能方面降低显示设备终生使用成本;更小的晶体颗粒,也能适配更微小的间距指标,更高的PPI分辨率,进军车载、专业显示器等中尺寸应用市场;micro级别的微小晶体尺寸还是柔性LED直显和高透明LED直显的必然前提……即,有了micro LED技术,LED直显成本更低、形态更多元、应用范围更广阔、符合低碳节能轻薄变形的显示产业发展方向!
更为重要的是,LED直显产品过去四十多年的发展,LED晶体尺寸持续缩小是最大的技术规律。这一规律在近10年进入到mini为主,micro进一步接棒的新时代。可以说,充分利用各种成熟资源、工艺和材料,推动micro LED应用落地,就是在LED直显发展的历史正轨上持续拥抱行业未来!