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Micro LED:巨量微转移技术依然待解

2017-06-06 05:25
孤身万里游
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小间距LED的进化极限是什么?也许这个问题的答案就要出来了。近日,台湾媒体报道,可能被三星电子收购的台湾初创公司Play Nitride,预计将在2017年下半年安装micro LED产品试产生产线。而micro LED的像素间距渴望比肩目前的手机液晶显示屏。

对此,笔者觉得“这是一个好事情”。因为LED的电光效率真的非液晶、OLED、QLED能比。如果原生RGB micro LED能够实现大规模量产,对于全球环境保护、气候变化是一个非常好的消息——功利子孙千秋万代(虽然刚刚退出巴黎气候协定的特朗普可能认为这是一个阴谋和骗局)。

但是,micro LED真的能够实现吗?在这一点上,笔者必须说:“micro LED”和目前市场上热销的“小间距LED屏”虽然只是间距上的差别,但是“量变导致质变”,micro LED的实现难度和实现方法与“小间距LED”截然不同。

例如,上文中提到的Play Nitride公司的项目,其基板就是TFT——和液晶显示、OLED显示一样的半导体技术,而非小间距LED显示产品所使用的“印刷铜电路板”。从发光晶体的封装看,小间距LED主要是表贴方式的,也有部分高端产品采用COB技术,而micro LED必然是“晶圆级”的封装工艺。

仅仅是以上两个差异,就已经决定了micro LED与小间距LED屏“产业链”上,特别是在中下游,关系真的不大。甚至主要市场方向都不相同:小间距LED屏主要是工程大屏显示;micro LED现在的目标是智能手表、手机屏幕等小屏显示,未来有望逐渐进入电视机显示等领域。

到了这里,读者基本已经明白micro LED是一个如何“崭新”的科技。对此,大屏君需要格外指出,micro LED的独特之处,大屏君还没有说呢?micro LED技术真正的难点、真金白银的部分是一个叫做“巨量微转移”(也叫巨量转移)的工程技术。这个才是,micro LED与传统LED屏最大的差别。

什么是“巨量微转移”(巨量转移)呢?即,在一英寸驱动板上至少实现300PPI以上像素密度,数十万颗三原色LED晶体的安装(一个5英寸的手机屏,需要300万以上的像素点)。与传统小间距LED屏幕比较,即对角线一英寸的300PPI 的micro LED显示屏,像素颗粒数量和60英寸P1.0间距的小间距LED屏幕相当。

“巨量微转移”(巨量转移)中的“巨量”就是指“亚像素颗粒数非常高”,动辄几十万、甚至几百万(例如500PPI的手机屏幕需要800万个像素);“微”的含义则是“亚像素颗粒非常小、安装精度非常高、像素间距更小”;“转移”的含义则是“这些亚像素被单独制造出来”,然后通过一些工程技术再“焊接到驱动板的适当部位”。

对于“巨量微转移”(巨量转移)的这个“微小”的概念,大屏君必须特别说明:以 55 英寸 4K 液晶电视为例,其像素尺寸为 200 μm x 200 μm;这类电视机的LED背光源一般采用 3030 封装规格,即 3,000 μm x 3,000 μm——LED灯珠和液晶像素面积相差 225 倍。而在 Micro LED 显示产品下,LED 微缩至 50 μm x 50 μm像素尺寸,甚至更小;三星规划中的1500-2000PPI的VR用OLED显示屏,像素尺寸更是只有不到5μm x5μm——比55英寸4K电视机像素尺寸相差1600倍。

经过这样详细的解释,读者应当已经知道“巨量微转移”(巨量转移)是一项多么困难的事情——这个技术对应的是一堆百万级别的数字。此前业界在micro LED技术上的工程实验,仅仅是验证了彩色 RGB Micro LED,20μm间距分辨率 100 x 100,在大拇指指甲盖大小的面积上的“工程集成可行”性。这距离制造出1-2英寸,智能手表所需要的全彩高分辨率显示屏距离还很远。而且,作为商业化的工程技术,“巨量微转移”不仅仅是要能实现,而且还需要保持很高的“成品率”、一定的经济性。

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