圍繞著新一代MicroLED顯示技術的產(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”,也不是困擾行業(yè)的“巨量轉移等核心工藝”,而是驅動背板。
辰顯光電 MicroLED產(chǎn)線
“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(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(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(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,MicroLED產(chǎn)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。
天馬微電子MicroLED產(chǎn)線鳥瞰圖
“LTPS,還得是你!”
近兩年,在PCB和硅基之后,另一個背板技術——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(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(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。
天馬高PPI透明異形LTPS Micro LED顯示
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(jīng)過多年積累,LTPS MicroLED的規(guī);瘧泌厔萁K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(chǎn)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(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(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,將成為LTPS MicroLED顯示實現(xiàn)商業(yè)落地的“關鍵轉折”。
辰顯光電TFT玻璃基 MicroLED全制程先導線
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(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技術對于中國大陸顯示產(chǎn)業(yè)來說更是一個促進技術創(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(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(chǎn)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(chǎn)”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(chǎn)業(yè)化的關鍵階段。
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,預計LTPS MicroLED將在未來3年逐步進入規(guī);瘧秒A段。
然而,也有聲音指出,LTPS MicroLED距離進入規(guī);瘧秒A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(chǎn)的難度還較大。
“LTPS MicroLED實現(xiàn)規(guī);瘧玫暮诵模瑲w根結底還是成本是否能夠達到預期!鼻劁h分析認為,如果不突破生產(chǎn)效率、良率、修復這幾個主要問題,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。
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