“新”背板技術(shù)將給MicroLED帶來什么？

圍繞著新一代MicroLED顯示技術(shù)的產(chǎn)業(yè)進展正在進入“新階段”。不過這次的主角不是“Micro級別的晶圓技術(shù)”，也不是困擾行業(yè)的“巨量轉(zhuǎn)移等核心工藝”，而是驅(qū)動背板。

“PCB，我們不合適！”

MicroLED的“驅(qū)動背板”，一直以來主要有兩大技術(shù)方向：印刷電路板（PCB）和硅基。傳統(tǒng)的印刷電路PCB板技術(shù)成熟、成本低、供應(yīng)充沛。然而，在LED顯示經(jīng)歷了數(shù)十年發(fā)展，進入到“更小間距”（如P0.3毫米以下）、“更小LED晶體”（如20微米的MicroLED顆粒）的超小間距LED時代之后，對于驅(qū)動背板的精度要求也越來越高。

天馬微電子MicroLED研究院負責(zé)人秦鋒在接受《中國電子報》記者采訪時表示，如果PCB板選擇向超薄、高精度發(fā)起挑戰(zhàn)，那么其成本和技術(shù)難度也將隨之大幅度提升。這就導(dǎo)致在超小間距LED時代，PCB電路板的成本與技術(shù)成熟性優(yōu)勢“逐漸喪失”。

“硅基，我用不起！”

另一個在技術(shù)上高度成熟的驅(qū)動背板技術(shù)是“硅基”，即以CPU等IC產(chǎn)品的大規(guī)模集成電路單晶硅作為背板，承載MicroLED晶體的驅(qū)動任務(wù)。秦鋒表示，硅基背板的好處是精度和電氣性能極高，在分辨率和集成度方面具有優(yōu)勢，但是不可忽略的是，其單位面積背板成本也同樣極高，且極難實現(xiàn)大尺寸化。因此，硅基MicroLED的應(yīng)用范圍相對較窄。

目前，硅基MicroLED多被用于滿足光波導(dǎo)AR等微小尺寸（芯片尺寸多在英寸之間）顯示需求；PCB背板的傳統(tǒng)LED直顯產(chǎn)品則多滿足工程顯示的大屏需要。但是在兩者之間，即從數(shù)英寸到數(shù)十英寸的顯示尺寸范圍內(nèi)，MicroLED產(chǎn)品依然需要一種“獨特的背板”滿足技術(shù)和成本上的需求。這就是LTPS（低溫多晶硅）要解決的問題。

“LTPS，還得是你！”

近兩年，在PCB和硅基之后，另一個背板技術(shù)——LTPS開始走進人們視線。相較PCB和硅基，LTPS背板技術(shù)的綜合優(yōu)勢比較明顯。辰顯光電副總經(jīng)理錢先銳向《中國電子報》記者分析稱，與硅基比較，LTPS不僅可以滿足高程度的電路集成和高分辨率需求，更重要的是其具備可大型化和高產(chǎn)能優(yōu)勢，還可以實現(xiàn)更高效、更可靠的大屏幕顯示解決方案，且單位成本又極具性價比。

而與PCB基比較，LTPS+玻璃基板工藝的方式同樣具有成本優(yōu)勢，且相比PCB背板采用的較大驅(qū)動電流和被動矩陣（PM）驅(qū)動，LTPS技術(shù)可以采用有源矩陣（AM）驅(qū)動，能夠?qū)崿F(xiàn)較低的驅(qū)動電流和適中的驅(qū)動電壓，在功耗方面也具有明顯優(yōu)勢。這種低功耗特性非常適合長時間運行的顯示設(shè)備，如廣告牌和監(jiān)控顯示屏。

此外，從技術(shù)本身的優(yōu)勢來看，LTPS背板的高可靠性和耐用性，使其能夠在各種環(huán)境下保持穩(wěn)定的性能。這對于需要在嚴(yán)苛環(huán)境中運行的顯示設(shè)備，如車載顯示屏。而且，LTPS玻璃基板可以適用于不同尺寸的顯示屏，從小型可穿戴設(shè)備到大型商用顯示屏都能支持。

行業(yè)預(yù)計，未來MicroLED直接顯示會形成（根據(jù)顯示屏尺寸區(qū)分）小尺寸顯示屏，如AR等用硅基基板；中大尺寸顯示屏，如智能穿戴設(shè)備、手機、車載、IT、高端消費電子和電視屏等，用LTPS+玻璃基板或者樹脂基板；大尺寸顯示屏，如傳統(tǒng)工程和商用顯示則以PCB基板為主，LTPS+玻璃基板或者樹脂基板為輔的“三大技術(shù)線并存”的應(yīng)用格局。

大廠青睞，LTPS加速上位

雖然LTPS MicroLED被業(yè)內(nèi)普遍看好，但多年來，其更多是被作為“技術(shù)創(chuàng)新”成果展示。經(jīng)過多年積累，LTPS MicroLED的規(guī)?；瘧?yīng)用趨勢終于進入開啟前夜。2021年，中國大陸LED廠商辰顯光電就已建成中國大陸首條從LTPS驅(qū)動背板、巨量轉(zhuǎn)移、修復(fù)到模組全覆蓋的MicroLED中試生產(chǎn)線；2022年，中國大陸顯示廠商天馬建設(shè)了一條依托LTPS TFT背板技術(shù)的全制程MicroLED生產(chǎn)線；同年，三星首次采用中國臺灣LED廠商友達的LTPS TFT玻璃基板生產(chǎn)89英寸MicroLED電視；近期，友達表示，將在其中國臺灣龍?zhí)稄S區(qū)投資首座第六代LTPS面板廠。

從LTPS MicroLED全流程試驗線到全制程MicroLED生產(chǎn)線，意味著LTPS MicroLED距離量產(chǎn)再次邁出關(guān)鍵一步?！癓TPS MicroLED正處于開啟規(guī)模商業(yè)化大幕的前夜！”秦鋒分析認(rèn)為，基于LTPS MicroLED技術(shù)的創(chuàng)新產(chǎn)品的可行性、多樣性、體驗優(yōu)勢已經(jīng)得到充分驗證，獲得行業(yè)好評。而更多具備規(guī)模投入性而非實驗室研發(fā)特征的項目陸續(xù)建設(shè)，將成為LTPS MicroLED顯示實現(xiàn)商業(yè)落地的“關(guān)鍵轉(zhuǎn)折”。

誰能先人一步？

“顯示大廠對LTPS MicroLED技術(shù)的重視和投資，不僅彰顯了這一技術(shù)的巨大潛力和前景，也為中國大陸和中國臺灣地區(qū)的MicroLED 顯示產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了重要機遇?！卞X先銳分析稱，對于中國臺灣顯示產(chǎn)業(yè)來說，這不僅能夠提升自身的技術(shù)實力和市場競爭力，還將帶動整個中國臺灣地區(qū)的MicroLED產(chǎn)業(yè)鏈進一步完善和升級。而推進LTPS MicroLED技術(shù)對于中國大陸顯示產(chǎn)業(yè)來說更是一個促進技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級的良機。

友達方面指出，增加中國臺灣地區(qū)的LTPS產(chǎn)能將有助于MicroLED 面板的一條龍生產(chǎn)制程。這不僅有望加速量產(chǎn)時程與產(chǎn)品應(yīng)用開發(fā)，還將提供客戶更多的靈活性，以滿足不同市場和產(chǎn)品的需求規(guī)劃。據(jù)悉，友達更看重車載面板供應(yīng)機遇，該第六代LTPS面板廠的建立有望幫助友達拓展高端車載面板業(yè)務(wù)。

MicroLED顯示從“創(chuàng)新競賽、技術(shù)積累為主”轉(zhuǎn)向“量產(chǎn)落地競賽”為主的新時代的趨勢已經(jīng)形成。這也是致力于在MicroLED顯示上“保持領(lǐng)先”的企業(yè)必須加大投資的關(guān)鍵時刻。CINNO Research 資深分析師劉雨實介紹稱，LTPS基板供應(yīng)鏈與LTPS TFT-LCD和OLED面板廠高度重合，中國大陸廠商,如京東方、TCL華星、深天馬等面板廠在LTPS基板上均有大量產(chǎn)能，而中國臺灣廠商如友達等也在這一領(lǐng)域深耕多年，彼此的進程相對一致。

接下來，就看誰能先人一步將“量產(chǎn)”變?yōu)楝F(xiàn)實。記者在采訪中了解到，預(yù)期未來2~3年是LTPS MicroLED產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵階段。錢先銳樂觀估計，隨著生產(chǎn)工藝的不斷優(yōu)化和成本的下降，以及市場需求的逐步增加，預(yù)計LTPS MicroLED將在未來3年逐步進入規(guī)?；瘧?yīng)用階段。

然而，也有聲音指出，LTPS MicroLED距離進入規(guī)?；瘧?yīng)用階段還要克服諸多困難。劉雨實表示，LTPS基板驅(qū)動高密度MicroLED目前還存在諸如電流有限、亮度和密度不易提高等問題，此外，大面積LTPS基板的均一性也不易保障，LTPS基板還需要在性能、良率，特別是成本方面取得進一步突破才能進入規(guī)?；瘧?yīng)用，3年內(nèi)實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)的難度還較大。

“LTPS MicroLED實現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用的核心，歸根結(jié)底還是成本是否能夠達到預(yù)期?！鼻劁h分析認(rèn)為，如果不突破生產(chǎn)效率、良率、修復(fù)這幾個主要問題，產(chǎn)品成本就很難降低，產(chǎn)業(yè)化進程自然會受到影響。這需要全產(chǎn)業(yè)鏈共同努力，從各環(huán)節(jié)提升產(chǎn)能和良率，從而有效降低成本，發(fā)揮產(chǎn)業(yè)協(xié)同優(yōu)勢。相信在全產(chǎn)業(yè)鏈上下游共同努力下，LTPS MicroLED產(chǎn)業(yè)化進程將加速推進。

作者丨谷月編輯丨邱江勇美編丨馬利亞監(jiān)制丨連曉東