Micro LED顯示，未來(lái)定位日漸“清晰”

    根據(jù)Omdia的預(yù)測(cè)，未來(lái) Micro LED 全球市場(chǎng)將快速增長(zhǎng)，2027年將超過(guò)105億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)126%。其中，在2021年初步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化后，2022年的行業(yè)產(chǎn)值或?qū)⒁?-5倍的速度高速成長(zhǎng)，奠定2022年Micro LED顯示元年的地位。

    為什么要發(fā)展“Micro LED顯示”技術(shù)

    任何現(xiàn)代顯示屏幕都是由“一顆顆的像素構(gòu)成”：PDP等離子、液晶顯示、SED顯示、OLED顯示、LED大屏、QLED……等等，實(shí)現(xiàn)商用、或者已經(jīng)離開(kāi)市場(chǎng)，甚至只存在于實(shí)驗(yàn)室中的顯示技術(shù)都是如此。

    Micro LED的含義則是用“微小的無(wú)機(jī)半導(dǎo)體LED晶體”作為顯示像素的基本結(jié)構(gòu)（準(zhǔn)確說(shuō)是亞像素）�！�—即，在LED大屏顯示技術(shù)的像素間距越來(lái)越小、像素顆粒尺寸越來(lái)越小的過(guò)程中，LED顯示屏經(jīng)歷了從常規(guī)LED晶體顆粒尺寸，到mini LED晶體顆粒尺寸，再到Micro LED晶體顆粒尺寸的技術(shù)進(jìn)步。

    與此同時(shí)，第一，更小像素間距和像素尺寸的LED大屏，能夠提供更好的“單位顯示面積”的信息承載量和清晰度，適合于更小空間、更近距離觀看，是LED大屏技術(shù)，市場(chǎng)應(yīng)用空間不斷擴(kuò)張的主要“技術(shù)支柱”；第二，LED無(wú)機(jī)半導(dǎo)體發(fā)光技術(shù)不斷進(jìn)步，同等尺寸的LED晶體可以提供的“顯示像素亮度”越來(lái)越高，這使得一些此前需要更大尺寸LED晶體的顯示單元，如P1.5產(chǎn)品，未來(lái)可以使用更為微型的LED晶體。

    也就是，Micro LED顯示技術(shù)的發(fā)展，是LED顯示產(chǎn)業(yè)鏈“擴(kuò)大市場(chǎng)和應(yīng)用場(chǎng)景”、“充分利用最新半導(dǎo)體發(fā)光材料科技”的必然結(jié)果。這也是所有LED產(chǎn)業(yè)鏈和大屏顯示企業(yè)必然追逐的“產(chǎn)業(yè)方向”。

    Micro LED顯示已經(jīng)定義出四大核心應(yīng)用形態(tài)

    2021年以來(lái)，隨著Micro LED顯示技術(shù)的發(fā)展，其產(chǎn)品應(yīng)用形態(tài)和市場(chǎng)目標(biāo)場(chǎng)景也越來(lái)越清晰。其中至少有四大類(lèi)應(yīng)用表現(xiàn)出規(guī)�；�發(fā)展趨勢(shì)。

    第一，   芯片級(jí)的Micro LED顯示，主要應(yīng)用在XR市場(chǎng)。例如，近日谷歌收購(gòu)了Micro LED技術(shù)的初創(chuàng)企業(yè)Raxium，分析稱谷歌或?qū)⒗�用它打造新一代增�?qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和混合現(xiàn)實(shí)（MR）頭顯。在這種應(yīng)用中，Micro LED顯示的主要競(jìng)爭(zhēng)者是Micro OLED顯示，后者也叫做硅基OLED。兩者主要區(qū)別在于，Micro LED顯示的亮度更高、穩(wěn)定性更好，但是彩色高像素薄膜化制備難度較大；而硅基OLED已經(jīng)實(shí)現(xiàn)成熟的更大規(guī)模的量產(chǎn)。

    第二，   小尺寸Micro LED顯示應(yīng)用。這是2014年蘋(píng)果公司收購(gòu)一家初創(chuàng)Micro LED顯示企業(yè)的目標(biāo)。但是，時(shí)至今日，這一產(chǎn)品上沒(méi)有真正對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)形成替代性量產(chǎn)。Micro LED顯示小尺寸產(chǎn)品主要競(jìng)爭(zhēng)者依然是OLED，目標(biāo)產(chǎn)品車(chē)載、穿戴和手機(jī)產(chǎn)品。與OLED比較，Micro LED顯示在亮度、對(duì)比度、穩(wěn)定性，特別是穿戴設(shè)備的節(jié)能性上優(yōu)勢(shì)更明顯，但是巨量轉(zhuǎn)移制備依然比較困難。

    第三，   中大尺寸顯示應(yīng)用和對(duì)目前部分mini LED顯示應(yīng)用的替代性。在保持相同像素亮度的背景下，mini LED替換成Micro LED具有一定的材料節(jié)約價(jià)值；同時(shí)，一些更小的像素間距，比如P0.5以下顯示，也只有Micro LED顯示技術(shù)更能勝任。這決定了，也許未來(lái)小間距LED大屏市場(chǎng)，P1.0間距以下指標(biāo)的產(chǎn)品，都會(huì)是Micro LED顯示的目標(biāo)市場(chǎng)。這方面的代表品牌是利亞德。

    中大尺寸市場(chǎng)，Micro LED顯示的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手主要是傳統(tǒng)的LCD和OLED產(chǎn)品。這方面，Micro LED顯示的主要優(yōu)勢(shì)是依托拼接顯示技術(shù)，可以突破LCD和OLED產(chǎn)品對(duì)玻璃基板尺寸的依賴，在100-200英寸超高清大屏市場(chǎng)“獨(dú)樹(shù)一幟”，是這一領(lǐng)域目前幾乎具有壟斷性技術(shù)優(yōu)勢(shì)的解決方案。相比之下，LCD和OLED的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)則主要在100英寸以下的產(chǎn)業(yè)鏈成熟度和經(jīng)濟(jì)性上。同時(shí)，在中大尺寸應(yīng)用上，micro LED顯示未必需要大規(guī)模的巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)，這也是這一應(yīng)用市場(chǎng)率先成熟的條件。

    第四、Micro LED顯示技術(shù)的另一大可期待場(chǎng)景是“透明顯示”。透明顯示技術(shù)是一種比較特別的“顯示需求”。他即需要顯示面板，留出足夠大的開(kāi)口率比例，比如70%+，提供給透明光線穿透；也需要在剩余的面積上，制造出足夠亮、像素密度也足夠高的“顯示元件”。這方面，Micro LED顯示技術(shù)上，LED晶體個(gè)頭足夠小、發(fā)光強(qiáng)度足夠高的特點(diǎn)會(huì)被最大程度發(fā)揮出來(lái)。

    典型產(chǎn)品例如，友達(dá)光電車(chē)載透明顯示方案產(chǎn)品，17.3 英寸透明 micro LED 顯示模塊的分辨率為 1280 x 720，透明度超過(guò) 60%，峰值亮度為 2000 尼特。這種應(yīng)用的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手包括投影、LCD和OLED顯示，但是在峰值亮度上和未來(lái)可能的超高清透明顯示高透光率產(chǎn)品上，micro LED的潛力和理論優(yōu)勢(shì)巨大。當(dāng)然，透明顯示也需要micro LED巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)的突破。

    除了以上四大場(chǎng)景和產(chǎn)品之外，Micro LED顯示技術(shù)還有另一個(gè)“過(guò)渡性”顯示應(yīng)用：即中小尺寸LCD高端顯示的背光源選擇。為L(zhǎng)CD顯示設(shè)備選擇Micro LED背光源，而非mini LED背光源，可以進(jìn)一步增加小尺寸LCD顯示設(shè)備的“背光動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)靈活度”——更微小的LED晶體，意味著更多的單位背光燈珠集成量，也就意味著更多的背光分區(qū)。

    不過(guò)，考慮到OLED顯示正在中小尺寸LCD市場(chǎng)攻城略地，未來(lái)其取代LCD技術(shù)的概率很高。所以，背光市場(chǎng)不是Micro LED顯示技術(shù)的“長(zhǎng)久潛力場(chǎng)景”，而只能成為一個(gè)“短期市場(chǎng)”。

    Micro LED顯示技術(shù)發(fā)展的主要“困難”

    作為一項(xiàng)嶄新的顯示技術(shù)，Micro LED顯示的發(fā)展不會(huì)一帆風(fēng)順，其市場(chǎng)必然會(huì)遇到一定的障礙。不過(guò)，這些障礙，目前看，卻不是Micro LED材料和芯片方面的，而主要是其輔助部件和終端集成工藝上的。

    例如，在LED顯示向Micro LED發(fā)展過(guò)程中，大間距LED顯示采用的PCB板，在精度上和成本上，都不能在滿足Micro LED顯示技術(shù)的需要。采用液晶和OLED顯示常用的TFT玻璃基板是未來(lái)Micro LED顯示發(fā)展的必要核心輔助部件。且，Micro LED顯示對(duì)TFT玻璃基板的電路導(dǎo)電性、大電流需求更高。這方面主要的案例企業(yè)是京東方、友達(dá)等推出的TFT玻璃基板AM Micro LED顯示產(chǎn)品。三星也高度關(guān)注并準(zhǔn)備大量應(yīng)用這種技術(shù)。

    采用TFT玻璃基板的Micro LED顯示技術(shù)，理論上并不會(huì)導(dǎo)致“眾多新的技術(shù)困難”，因?yàn)�，TFT玻璃基板是一個(gè)比較成熟、市場(chǎng)供給規(guī)模龐大的產(chǎn)業(yè)。與玻璃基板TFT Micro LED配套的AM驅(qū)動(dòng)IC也是比較成熟的技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈。同時(shí)，采用玻璃基板后，Micro LED的巨量轉(zhuǎn)移也可以依托玻璃基板的更高光滑度，降低難度。

    此外，Micro LED顯示核心的終端工藝難題依然是“巨量轉(zhuǎn)移”：這一工藝的難點(diǎn)不僅在于“量大”，而且要求“高精度”，且由于精密性導(dǎo)致的修復(fù)困難，巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)還要求“高可靠性”。例如，即便良率達(dá)到 99.9999%，在RGB*1920*1080P的全高清顯示屏上，依然會(huì)有5個(gè)壞掉的像素點(diǎn)。這方面，液晶和OLED技術(shù)則可以做到“零壞點(diǎn)”。

    且從應(yīng)用范疇看，無(wú)論是VR級(jí)Micro LED顯示、小尺寸超高清Micro LED顯示、透明Micro LED顯示都離不開(kāi)巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)。只有中大尺寸，百英寸大屏顯示中的Micro LED應(yīng)用，可以采用折中技術(shù)方案。比如，目前流行的“多合一燈珠方案”，或者每一個(gè)CELL單元中像素點(diǎn)數(shù)量規(guī)模更小的“縮小版”巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)。同時(shí)，100+英寸以上的高清、超高清Micro LED顯示屏幕，像素間距也會(huì)更大，其可修復(fù)性也更高，很多良率問(wèn)題可以由修復(fù)階段解決。

    在巨量轉(zhuǎn)移上，行業(yè)不僅開(kāi)發(fā)了很多輔助材料、工藝設(shè)備、不同的技術(shù)路線，尋找高效可靠的“巨量轉(zhuǎn)移”方案（如：靜電力吸附轉(zhuǎn)移、流體裝配轉(zhuǎn)移技術(shù)、彈性印模轉(zhuǎn)移技術(shù)、滾軸轉(zhuǎn)印轉(zhuǎn)移技術(shù)、激光轉(zhuǎn)移技術(shù)等等……），同時(shí)也在“差異化的彩色化技術(shù)上”不斷嘗試。例如，QD Micro LED 顯示屏，用單一顏色而非三原色的Micro LED薄膜化顯示基板，結(jié)合QD材料膜，實(shí)現(xiàn)彩色化顯示，既可以降低對(duì)巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)的依賴。此外，也有Micro LED芯片企業(yè)開(kāi)發(fā)同一晶圓上的“多色Micro LED”技術(shù)，以期滿足一次性巨量轉(zhuǎn)移實(shí)現(xiàn)三原色像素分布的工藝需求。

    當(dāng)然，除了以上這些技術(shù)性的“困難”外，Micro LED顯示技術(shù)也應(yīng)為“初生”而面臨“產(chǎn)業(yè)鏈成熟度、供應(yīng)規(guī)模性”等限制下的“成本問(wèn)題”。不過(guò)，歷史上的任何新顯示技術(shù)都會(huì)經(jīng)歷成本由高到低的進(jìn)步過(guò)程，業(yè)內(nèi)對(duì)Micro LED的高成本并不過(guò)多擔(dān)心。如果工藝技術(shù)能不斷進(jìn)步和成熟，成本逐漸下降是必然的事情。

    但是，“困難”再大也擋不住Micro LED技術(shù)顯示性能優(yōu)勢(shì)的“吸引力”。特別是在芯片級(jí)的XR顯示、小尺寸穿戴顯示、中小尺寸車(chē)載顯示、透明顯示和100+英寸大屏顯示上，Micro LED的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)是其最大的競(jìng)爭(zhēng)力。行業(yè)相信，憑借無(wú)以比擬的細(xì)分市場(chǎng)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，Micro LED顯示會(huì)持續(xù)吸引更多的研發(fā)投入。

    特別是在微型芯片級(jí)顯示和中大尺寸顯示上已經(jīng)取得一定應(yīng)用突破，透明、穿戴和車(chē)載顯示正在進(jìn)入市場(chǎng)導(dǎo)入階段的背景下，Micro LED研發(fā)投資一定會(huì)得到不斷的加強(qiáng)，持續(xù)的投入也必然最終讓行業(yè)馴服“巨量轉(zhuǎn)移”為代表的一系列技術(shù)難題，進(jìn)而推動(dòng)Micro LED技術(shù)成為未來(lái)顯示產(chǎn)業(yè)中最靚的仔！