从PCB到LTPS：MicroLED背板技术的演进与未来

　　“PCB，我们不合适!”

　　MicroLED的“驱动背板”，一直以来主要有两大技术方向：印刷电路板(PCB)和硅基。

　　传统的印刷电路PCB板技术成熟、成本低、供应充沛。然而，在LED显示经历了数十年发展，进入到“更小间距”(如P0.3毫米以下)、“更小LED晶体”，(如20微米的MicroLED颗粒)的超小间距LED时代之后，对于驱动背板的精度要求也越来越高。

　　天马微电子MicroLED研究院负责人秦锋在接受《中国电子报》记者采访时表示，如果PCB板选择向超薄、高精度发起挑战，那么其成本和技术难度也将随之大幅度提升。这就导致在超小间距LED时代，PCB电路板的成本与技术成熟性优势“逐渐丧失”。

　　“硅基，我用不起!”

　　另一个在技术上高度成熟的驱动背板技术是“硅基”，即以CPU等IC产品的大规模集成电路单晶硅作为背板，承载MicroLED晶体的驱动任务。

　　秦锋表示，硅基背板的好处是精度和电气性能极高，在分辨率和集成度方面具有优势，但是不可忽略的是，其单位面积背板成本也同样极高，且极难实现大尺寸化。因此，硅基MicroLED的应用范围相对较窄。

　　目前，硅基MicroLED多被用于满足光波导AR等微小尺寸(芯片尺寸多在英寸之间)显示需求;PCB背板的传统LED直显产品则多满足工程显示的大屏需要。但是在两者之间，即从数英寸到数十英寸的显示尺寸范围内，MicroLED产品依然需要一种“独特的背板”满足技术和成本上的需求。

　　这就是LTPS(低温多晶硅)要解决的问题。

　　“LTPS，还得是你!”

　　近两年，在PCB和硅基之后，新背板技术——LTPS开始走进人们视线。相较PCB和硅基，LTPS背板技术的综合优势比较明显。

　　辰显光电副总经理钱先锐向《中国电子报》记者分析称，与硅基比较，LTPS不仅可以满足高程度的电路集成和高分辨率需求，更重要的是其具备可大型化和高产能优势，还可以实现更高效、更可靠的大屏幕显示解决方案，且单位成本又极具性价比。

　　而与PCB基比较，LTPS+玻璃基板工艺的方式同样具有成本优势，且相比PCB背板采用的较大驱动电流和被动矩阵(PM)驱动，LTPS技术可以采用有源矩阵(AM)驱动，能够实现较低的驱动电流和适中的驱动电压，在功耗方面也具有明显优势。这种低功耗特性非常适合长时间运行的显示设备，如广告牌和监控显示屏。

　　此外，从技术本身的优势来看，LTPS背板的高可靠性和耐用性，使其能够在各种环境下保持稳定的性能。这对于需要在严苛环境中运行的显示设备，如车载显示屏。而且，LTPS玻璃基板可以适用于不同尺寸的显示屏，从小型可穿戴设备到大型商用显示屏都能支持。

　　行业预计，未来MicroLED直接显示会形成(根据显示屏尺寸区分)小尺寸显示屏，如AR等用硅基基板;中大尺寸显示屏，如智能穿戴设备、手机、车载、IT、高端消费电子和电视屏等，用LTPS+玻璃基板或者树脂基板;大尺寸显示屏，如传统工程和商用显示则以PCB基板为主，LTPS+玻璃基板或者树脂基板为辅的“三大技术线并存”的应用格局。

　　大厂青睐，LTPS加速上位

　　虽然LTPS MicroLED被业内普遍看好，但多年来，其更多是被作为“技术创新”成果展示。经过多年积累，LTPS MicroLED的规模化趋势终于进入开启前夜。

　　2021年，中国大陆LED厂商辰显光电就已建成中国大陆首条从LTPS驱动背板、巨量转移、修复到模组全覆盖的MicroLED中试生产线;2022年，中国大陆显示厂商天马建设了一条依托LTPS TFT背板技术的全制程MicroLED生产线;同年，三星首次采用中国台湾LED厂商友达的LTPS TFT玻璃基板生产89英寸MicroLED电视;近期，友达表示，将在其中国台湾龙潭厂区投资首座第六代LTPS面板厂。

　　从LTPS MicroLED全流程试验线到全制程MicroLED生产线，意味着LTPS MicroLED距离量产再次迈出关键一步。

　　“LTPS MicroLED正处于开启规模商业化大幕的前夜!”秦锋分析认为，基于LTPS MicroLED技术的创新产品的可行性、多样性、体验优势已经得到充分验证，获得行业好评。而更多具备规模投入性而非实验室研发特征的项目陆续建设，将成为LTPS MicroLED显示实现商业落地的“关键转折”。

　　谁能先人一步?

　　“显示大厂对LTPS MicroLED技术的重视和投资，不仅彰显了这一技术的巨大潜力和前景，也为中国大陆和中国台湾地区的MicroLED 显示产业发展提供了重要机遇。”钱先锐分析称，对于中国台湾显示产业来说，这不仅能够提升自身的技术实力和市场竞争力，还将带动整个中国台湾地区的MicroLED产业链进一步完善和升级。而推进LTPS MicroLED技术对于中国大陆显示产业来说更是一个促进技术创新和产业升级的良机。

　　友达方面指出，增加中国台湾地区的LTPS产能将有助于MicroLED 面板的一条龙生产制程。这不仅有望加速量产时程与产品应用开发，还将提供客户更多的灵活性，以满足不同市场和产品的需求规划。

　　据悉，友达更看重车载面板供应机遇，该第六代LTPS面板厂的建立有望帮助友达拓展高端车载面板业务。

　　MicroLED显示从“创新竞赛、技术积累为主”转向“量产落地竞赛”为主的新时代的趋势已经形成。这也是致力于在MicroLED显示上“保持领先”的企业必须加大投资的关键时刻。

　　CINNO Research 资深分析师刘雨实介绍称，LTPS基板供应链与LTPS TFT-LCD和OLED面板厂高度重合，中国大陆厂商,如京东方、TCL华星、深天马等面板厂在LTPS基板上均有大量产能，而中国台湾厂商如友达等也在这一领域深耕多年，彼此的进程相对一致。

　　接下来，就看谁能先人一步将“量产”变为现实。

　　记者在采访中了解到，预期未来2~3年是LTPS MicroLED产业化的关键阶段。

　　钱先锐乐观估计，随着生产工艺的不断优化和成本的下降，以及市场需求的逐步增加，预计LTPS MicroLED将在未来3年逐步进入规模化应用阶段。

　　然而，也有声音指出，LTPS MicroLED距离进入规模化应用阶段还要克服诸多困难。

　　刘雨实表示，LTPS基板驱动高密度MicroLED目前还存在诸如电流有限、亮度和密度不易提高等问题，此外，大面积LTPS基板的均一性也不易保障，LTPS基板还需要在性能、良率，特别是成本方面取得进一步突破才能进入规模化应用，3年内实现大规模量产的难度还较大。

　　“LTPS MicroLED实现规模化应用的核心，归根结底还是成本是否能够达到预期。”秦锋分析认为，如果不突破生产效率、良率、修复这几个主要问题，产品成本就很难降低，产业化进程自然会受到影响。这需要全产业链共同努力，从各环节提升产能和良率，从而有效降低成本，发挥产业协同优势。相信在全产业链上下游共同努力下，LTPS MicroLED产业化进程将加速推进。