新背板技術能否引領MicroLED未來？

圍繞著新一代MicroLED顯示技術的產業(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”，也不是困擾行業(yè)的“巨量轉移等核心工藝”，而是驅動背板。

“PCB，我們不合適！”

MicroLED的“驅動背板”，一直以來主要有兩大技術方向：印刷電路板（PCB）和硅基。

傳統(tǒng)的印刷電路PCB板技術成熟、成本低、供應充沛。然而，在LED顯示經歷了數(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，對于驅動背板的精度要求也越來越高。

天馬微電子MicroLED研究院負責人秦鋒在接受《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)，那么其成本和技術難度也將隨之大幅度提升。這就導致在超小間距LED時代，PCB電路板的成本與技術成熟性優(yōu)勢“逐漸喪失”。

“硅基，我用不起！”

另一個在技術上高度成熟的驅動背板技術是“硅基”，即以CPU等IC產品的大規(guī)模集成電路單晶硅作為背板，承載MicroLED晶體的驅動任務。

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的應用范圍相對較窄。

目前，硅基MicroLED多被用于滿足光波導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，MicroLED產品依然需要一種“獨特的背板”滿足技術和成本上的需求。

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，新背板技術——LTPS開始走進人們視線。相較PCB和硅基，LTPS背板技術的綜合優(yōu)勢比較明顯。

辰顯光電副總經理錢先銳向《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背板采用的較大驅動電流和被動矩陣（PM）驅動，LTPS技術可以采用有源矩陣（AM）驅動，能夠實現(xiàn)較低的驅動電流和適中的驅動電壓，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備，如廣告牌和監(jiān)控顯示屏。

此外，從技術本身的優(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。這對于需要在嚴苛環(huán)境中運行的顯示設備，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，從小型可穿戴設備到大型商用顯示屏都能支持。

行業(yè)預計，未來MicroLED直接顯示會形成（根據顯示屏尺寸區(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“三大技術線并存”的應用格局。

大廠青睞，LTPS加速上位

雖然LTPS MicroLED被業(yè)內普遍看好，但多年來，其更多是被作為“技術創(chuàng)新”成果展示。經過多年積累，LTPS MicroLED的規(guī)模化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驅動背板、巨量轉移、修復到模組全覆蓋的MicroLED中試生產線；2022年，中國大陸顯示廠商天馬建設了一條依托LTPS TFT背板技術的全制程MicroLED生產線；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生產線，意味著LTPS MicroLED距離量產再次邁出關鍵一步。

“LTPS MicroLED正處于開啟規(guī)模商業(yè)化大幕的前夜！”秦鋒分析認為，基于LTPS MicroLED技術的創(chuàng)新產品的可行性、多樣性、體驗優(yōu)勢已經得到充分驗證，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，將成為LTPS MicroLED顯示實現(xiàn)商業(yè)落地的“關鍵轉折”。

誰能先人一步？

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

友達方面指出，增加中國臺灣地區(qū)的LTPS產能將有助于MicroLED 面板的一條龍生產制程。這不僅有望加速量產時程與產品應用開發(fā)，還將提供客戶更多的靈活性，以滿足不同市場和產品的需求規(guī)劃。

據悉，友達更看重車載面板供應機遇，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。

MicroLED顯示從“創(chuàng)新競賽、技術積累為主”轉向“量產落地競賽”為主的新時代的趨勢已經形成。這也是致力于在MicroLED顯示上“保持領先”的企業(yè)必須加大投資的關鍵時刻。

CINNO Research 資深分析師劉雨實介紹稱，LTPS基板供應鏈與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基板上均有大量產能，而中國臺灣廠商如友達等也在這一領域深耕多年，彼此的進程相對一致。

接下來，就看誰能先人一步將“量產”變?yōu)楝F(xiàn)實。

記者在采訪中了解到，預期未來2~3年是LTPS MicroLED產業(yè)化的關鍵階段。

錢先銳樂觀估計，隨著生產工藝的不斷優(yōu)化和成本的下降，以及市場需求的逐步增加，預計LTPS MicroLED將在未來3年逐步進入規(guī)模化應用階段。

然而，也有聲音指出，LTPS MicroLED距離進入規(guī)模化應用階段還要克服諸多困難。

劉雨實表示，LTPS基板驅動高密度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)模化應用，3年內實現(xiàn)大規(guī)模量產的難度還較大。

“LTPS MicroLED實現(xiàn)規(guī)模化應用的核心，歸根結底還是成本是否能夠達到預期。”秦鋒分析認為，如果不突破生產效率、良率、修復這幾個主要問題，產品成本就很難降低，產業(yè)化進程自然會受到影響。這需要全產業(yè)鏈共同努力，從各環(huán)節(jié)提升產能和良率，從而有效降低成本，發(fā)揮產業(yè)協(xié)同優(yōu)勢。相信在全產業(yè)鏈上下游共同努力下，LTPS MicroLED產業(yè)化進程將加速推進。