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?也許這個問題的答案就要出來了。近日，臺灣媒體報道，可能被三星電子收購的臺灣初創(chuàng)公司Play Nitride，預(yù)計將在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。

對此，筆者覺得“這是一個好事情”。因為LED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)，對于全球環(huán)境保護(hù)、氣候變化是一個非常好的消息——功利子孫千秋萬代(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：“micro LED”和目前市場上熱銷的“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的實現(xiàn)難度和實現(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”的封裝工藝。

僅僅是以上兩個差異，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是一個如何“嶄新”的科技。對此，大屏君需要格外指出，micro LED的獨(dú)特之處，大屏君還沒有說呢?micro LED技術(shù)真正的難點(diǎn)、真金白銀的部分是一個叫做“巨量微轉(zhuǎn)移”(也叫巨量轉(zhuǎn)移)的工程技術(shù)。這個才是，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)動板上至少實現(xiàn)300PPI以上像素密度，數(shù)十萬顆三原色LED晶體的安裝(一個5英寸的手機(jī)屏，需要300萬以上的像素點(diǎn))。與傳統(tǒng)小間距LED屏幕比較，即對角線一英寸的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”，動輒幾十萬、甚至幾百萬(例如500PPI的手機(jī)屏幕需要800萬個像素);“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”，然后通過一些工程技術(shù)再“焊接到驅(qū)動板的適當(dāng)部位”。

對于“巨量微轉(zhuǎn)移”(巨量轉(zhuǎn)移)的這個“微小”的概念，大屏君必須特別說明：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)過這樣詳細(xì)的解釋，讀者應(yīng)當(dāng)已經(jīng)知道“巨量微轉(zhuǎn)移”(巨量轉(zhuǎn)移)是一項多么困難的事情——這個技術(shù)對應(yīng)的是一堆百萬級別的數(shù)字。此前業(yè)界在micro LED技術(shù)上的工程實驗，僅僅是驗證了彩色 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”不僅僅是要能實現(xiàn)，而且還需要保持很高的“成品率”、一定的經(jīng)濟(jì)性。

說到“巨量微轉(zhuǎn)移”(巨量轉(zhuǎn)移)的難度，實現(xiàn)已經(jīng)不容易：但是筆者認(rèn)為，真正的難度還在于“實用”上，即經(jīng)濟(jì)性。

事實上，micro LED技術(shù)有兩個主要的市場方向：一個是電視機(jī)領(lǐng)域，制造一個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”。類似的技術(shù)，索尼在2012年即有過展示。同時因為沒有那么“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，這類產(chǎn)品不具有“成本優(yōu)勢”，且面對液晶向4K和8K過渡的趨勢，其后續(xù)增加像素密度后，工程難度和成本會顯著提高。

micro LED技術(shù)的另一個市場方向則是“小屏幕”。例如VR和智能手表。但是，這類產(chǎn)品并沒有因為尺寸變小，而分辨率降低。如，VR產(chǎn)品上，三星已經(jīng)在開發(fā)PPI達(dá)到1500以上的產(chǎn)品?；蛘哒f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)品的市場價格。

從Play Nitride預(yù)計的采用TFT基板的信息看，小尺寸micro LED前端工程和驅(qū)動部分工藝與液晶、OLED沒有顯著差異。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。

對此，筆者有一個很好的例子來舉證：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)備采購和維護(hù)成本、原材料損耗，都要超過液晶的“成盒——灌注”為主的工藝過程。這導(dǎo)致OLED暫時成本上依然無法比擬液晶屏幕。micro LED做為后來者，“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成熟度很高的蒸渡工藝，其成本上的劣勢將更為明顯。

綜上所述，筆者對micro LED試產(chǎn)生產(chǎn)線要說三句話：第一，TFT你用的是現(xiàn)成技術(shù)，這沒問題;第二，LED晶體你用的也是現(xiàn)成技術(shù)，這也沒問題;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矛盾集中到了一個工程點(diǎn)上，難度可想而知，后期市場化成本壓力不容小窺。

對此，筆者的結(jié)論是micro LED還處于工程探索階段，距離商用還有萬丈距離。但是，作為LED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對整個LED顯示產(chǎn)業(yè)有幫助。也許micro LED的部分研究結(jié)果會更早的在小間距LED屏等產(chǎn)品上實現(xiàn)商用，為多姿多彩的LED顯示板塊添磚加瓦。