從2018年提出四合一燈珠產品,首發IMD-M09T,到2019年6月首發IMD-M07,再到今年3月首發IMD-M05,國星光電獨創的IMD技術體制,成功將百英寸LED大屏從全高清時代帶入4K超高清時代。
IMD技術體系,對下游客戶的友好性,更成為目前P1.0以下小間距LED屏終端產品快速布局,實現低成本、高品質制造的關鍵支撐技術,帶來了2018年以來p1.0間距以下LED大屏市場的跨越式發展潮流。IMD技術體系已經成為市場上最成熟的mini/micro-led應用產品技術之一。
IMD技術到底好在哪里呢
國星IMD-M05采用矩陣式集成封裝(IMD)方案,1010的長寬尺寸下集成了12顆全倒裝LED,像素間距為0.5mm,采用Flip-Chip芯片薄型化全黑封裝,擁有極致對比度和超高亮度。
通過這個描述,可以看到IMD首先是一種“大尺寸燈珠”封裝技術。1010的基礎CELL尺寸,幾乎保留了終端廠商們傳統的表貼式工藝的大部分“既有產出能力和技術規范”,讓終端企業用最低的投入和技術風險,分享了mini/micro-led產品的升級紅利。——這是極大的下游友好性!
其次,IMD技術還是一種“像素集成”封裝技術。即具有COB技術那種對產品穩定性、可靠性的保護,同時不失去傳統燈珠產品,在終端屏上的可檢測與可維護性,并具有很高的墨色一致性。這種集成封裝帶來了更高的視覺效果,推動P1.0以下間距LED屏全面進入“COB”技術為代表的品質時代。
第三,IMD技術更重要的一點在于,它是真正的mini/micro-led產品。且是最大程度克服了巨量轉移、對位、封裝難度的“高度可商業化”技術路線。從四合一燈珠,到目前的12合一燈珠,IMD技術并不去直接實現巨量像素的一次性轉移成為終端產品,而是采用分兩個層次的終端產品制造思路。
這種思路,規避了“一次性巨量”帶來的“數量規模難度”;也更適合傳統LED顯示產業鏈建立的封裝-終端分層產業體制,最大程度上利用行業現有成熟技術和資源實現了mini/micro-led產品的高水平量產。
所以,IMD技術幾乎是mini/micro-led與COB、表貼三大技術優勢的“集合體”。 作為國內較早實現Mini LED批量供貨的LED企業,國星光電已推出IMD-M05、IMD-M07、IMD-M09、IMD-F12、IMD-F15等多款產品,實現了主流高端小間距LED產品應用的全覆蓋,打造起mini/micro-led市場化應用的龐大生態體系。
mini/micro-led時代LED顯示沒有標準答案
巨量轉移不是行業基本路徑嗎?IMD會不會是過渡性技術?”這是目前對于國星光電IMD技術的最大疑問,也是本文所要討論的核心問題所在!
首先,mini/micro-led顯示本不是“標準答案”:例如VR用的mini/micro-led、液晶背光用的mini/micro-led、以及100英寸LED大屏用的mini/micro-led技術顯然差異巨大!
比如,液晶背光源市場,85英寸液晶電視所采用的mini/micro-led背光必須具有更高的亮度:因為液晶層處理的是偏振光——這就讓背光亮度損失50%;液晶電視的彩色濾光膜是選擇性透射——這又讓背光源亮度進步損失三分之二。僅僅如此,背光源亮度與最終畫面亮度對比就已經有6倍以上的差異,背光亮度有效率只有不足15%。對比而言,85英寸LED顯示大屏,其亮度利用效率往往是極高的,可以視為100%!
亮度上液晶背光源對mini/micro-led技術的要求極高,但是另一個方面“LED晶體密度上”卻又截然不同:LED大屏,或者VR用的mini/micro-led顯示屏,都至少需要向2K畫質提升PPI像素密度,達到數百萬顆燈珠。但是,背光源系統,即便支持10000的HDR分區,也只需要數萬顆燈珠而已。
除此之外,對于VR顯示的mini/micro-led應用,往往要在2-5英寸尺度上實現2K分辨率、LED大屏顯示則可能是200英寸需要4K分辨率——二者的像素密度和工藝精度也完全不一樣!
由這些分析可以看到,mini/micro-led面臨的是眾多完全差異化的應用領域,這就決定了“完全一種工藝技術”基本不能滿足如此漫長和差異化產品線的需求。事實上,國星光電不是沒有開發巨量轉移技術,比如其推出的nStar系列產品,就是標準的巨量轉移透明顯示產品。而IMD技術,則主要針對100+英寸高清、超過高清LED大屏顯示系統:為差異化的終端和應用需求,提供“最優化”的技術選擇。
第二,mini/micro-led顯示面臨“雙重精細度,并不重疊”的技術問題。即,一方面LED晶體顆粒在mini/micro-led顯示時代,進入3-200微米時代,帶來了巨量轉移等應用于超精細LED顆粒封裝過程的工藝進步。另一方面,作為顯示終端,像素顆粒的精細度需求從10微米到毫米、乃至數毫米級別不等,這又涉及到另一層的“精細度實現工藝”。
特別是對于100+英寸的LED顯示屏產品,即便實現8K分辨率,最低的像素間距也高到220微米。這與LED晶體,在發光效率不斷提升下,實現同等畫質亮度所需要的LED顆粒尺寸越來越小的趨勢形成了“精細度差異”。
傳統巨量轉移技術的思路是,一次性實現大量LED晶體顆粒的轉移和對位,滿足mini/micro-led尺度的超微LED晶體顆粒“工藝精細度”和終端產品的像素尺度“工藝精細度”:這就會出現,P1.0間距LED大屏,像素間距是1000微米、LED顆粒尺度是50微米的“工藝精細度差值”。后者對于一次性巨量LED晶體顆粒的“板上漂移和對齊”造成巨大挑戰(反而是像素間距更小,例如只有100微米時,50微米LED晶體顆粒更容易實現巨量轉移操作)。
因此,國星光電提出了IMD技術體系,主要針對大尺寸小間距LED應用產品市場,用一定規模的集成封裝+傳統表貼工藝,分層技術路線,實現“技術工藝難度”的折中路線選擇:“能夠在全球實現更快速的終端產品導入,本身就說明這一IMD技術面對小間距LED顯示大屏的極高適應性和路線科學性!”行業專家如此表示。
綜上所述,IMD技術不是用來挑戰巨量轉移技術的發明,反而是用來補充在小間距LED大屏上,巨量轉移技術天生不足之處的選擇。二者不是競爭關系,也不會發展成對抗關系:更多的是國星光電同時在發展巨量轉移和IMD技術,巨量轉移技術的進步更在為IMD工藝的前進提供更多的支撐力。這種差異化的路線選擇,本質是mini/micro-led技術在不同應用終端上的差異性的體現。
從四合一到十二合一,從P0.9到P0.5,三年來國星光電IMD技術不斷進步,突破極限,為mini/micro-led顯示的成功量產商用做出了基礎性、前瞻性的支撐!”可以相信IMD技術將是一個長期的,面向100+英寸級別,乃至更大尺寸小間距LED顯示應用的技術路線;將是mini/micro-led顯示快速工程化、商用化的有力武器,并在技術不斷進步和優化下,持續開拓LED顯示大屏的新境界。