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LTPS 來了!新背板如何改變micro LED的未來

來源:投影時代 更新日期:2022-10-10 作者:那山那水

    十一黃金周前夕,圍繞著新一代micro LED顯示技術的產業新進展正在進入“一個決定性時刻”。不過這次的主角不是“micro級別的晶圓技術”,也不是困擾行業的“巨量轉移等核心工藝”,而是關鍵上游組件LTPS 驅動背板。

    大廠青睞,LTPS上位micro LED

    據韓媒TheElec報道,三星已在第三季度開始生產89英寸Micro LED電視。這將是三星首次采用LTPS TFT玻璃基板的micro LED顯示產品。按照此前的行業媒體報道,這些LTPS基板很可能來自我國臺灣地區的面板制造商友達。三星這一量產節點,較此前的規劃至少遲到了一個季度,也側面表明采用LTPS新組件的難度和必要性。

LTPS 來了!新背板如何改變micro LED的未來

    同時,三星此款89英寸Micro LED電視也很可能是LTPS TFT背板技術的LED直顯產品,首次以商業量產的方式出現在市場上:此前,更多的企業,包括我國大陸的LED顯示、面板巨頭和我國臺灣地區面板企業的相應展示,多是作為“技術創新”成果出現。

    9月29日,天馬新型顯示技術研究院揭牌儀式在福建省廈門市舉行,天馬微電子計劃在廈建設一條從巨量轉移到顯示模組的全制程Micro LED實驗線,總投資11億元。據悉,該條試驗線,將核心驗證LTPS TFT背板技術與Micro LED顯示結合的全流程“巨量轉移、巨量檢測、巨量鍵合、巨量修復、封裝模組” 等制程,并為最終商業量產線建設和新的技術開發提供經驗與平臺支撐。

    從歷史上天馬的創新產品演示看,天馬此條線的產品將更側重于穿戴和車載顯示產品,也不排除向AR和大屏拼接LED直顯產品延伸的可行性。以11億元巨資打造一條試驗線,這也預示天馬在LTPS+micro LED上,希望走的更遠、且也有更多的技術底氣去走的更遠。

    新背板,為啥會是LTPS技術

    LED直接顯示產業目前已經有兩種具有確定性的“驅動背板”技術。第一是傳統的印刷電路PCB板。這種上游組件的特點是技術成熟、成本低、供應充沛。然而,在LED顯示經歷了數十年發展,進入到“更小間距”,如P0.3毫米以下、“更小LED晶體”,如20微米的micro led顆粒等技術標準時代之后,對PCB電路板的精度要求越來越高。后者導致PCB電路在micro LED時代的價格與成熟性優勢“逐漸喪失”。

LTPS 來了!新背板如何改變micro LED的未來

    第二則是光波導AR顯示中micro LED核心顯示芯片所采用的的硅基背板技術。即以CPU等IC產品的大規模集成電路單晶硅作為背板,承載micro LED晶體的驅動任務。硅基背板的好處是精度極高、電氣性能極高、技術上也高度成熟,但是其單位面積背板成本也是極高的,且極難大尺寸化。不過,對于光波導AR顯示設備而言,硅基 micro LED卻是一個理想的技術框架(光波導 AR設備的顯示芯片往往以0.1-0.5英寸的小尺寸存在)。

    硅基 micro LED滿足AR等微小尺寸顯示需求,PCB背板的傳統LED直顯產品,滿足大多數工程顯示大屏的需要:但是在兩者之間,即從數英寸到數十英寸的顯示尺寸范圍內,micro LED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要解決的問題。目前,采用LTPS或者金屬氧化物TFT的玻璃基或者樹脂基板,被認為是從車載、手機、穿戴、IT到居家電視屏這些典型應用上,micro LED直顯產品理想的背板技術選擇。

    從產業鏈看,無論是玻璃基板還是應用于柔性OLED的樹脂基板,無論是LTPS還是金屬氧化物TFT,在平板顯示面板(OLED和液晶)上都是技術成熟的、產業鏈和生態龐大的、成本友好的選擇。同時,從micro LED的核心集成工藝,巨量轉移技術角度看,采用平板顯示技術的成熟TFT基板,比較傳統PCB電路板具有表面光滑度上的絕對優勢,對巨量轉移工藝更為友好。

    即,與PCB基板比較LTPS技術代表的平板顯示TFT基板具有在P0.3間距以下級別產品上的成本優勢、巨量轉移適配性優勢;與硅基集成電路基板比較,則具有單位面積成本優勢、可大型化和產能等優勢。

    行業預計,未來micro LED直接顯示會形成,目標產品顯示面積從小到大的:AR用硅基基板、手持,穿戴,車載,IT和TV用LTPS為代表的玻璃基板(或者柔性樹脂基板)、傳統大尺寸工程顯示的PCB基板等三大“技術線并存”的格局。

    瞄準車載與穿戴,LTPS micro LED大有可為

    與三星率先推出LTPS micro LED大尺寸彩電產品不同,業內對LTPS micro LED產品的市場設想更多集中在車載和穿戴領域上。

LTPS 來了!新背板如何改變micro LED的未來

    在這兩個應用場景中,LTPS micro LED比較傳統的OLED和液晶顯示具有顯著的性能優勢:1.峰值亮度上micro LED工程上已經實現百萬nit的水平,這對于對抗環境光對顯示畫面的干擾,形成更高的明亮照明條件下的對比度效果極其有利。尤其是車載顯示,鮮明清晰的顯示效果,事關安全駕駛。比較OLED峰值亮度難過1000nit、LCD液晶峰值亮度兩三千nit的技術特性,Micro LED峰值亮度優勢分外明顯。

    2.micro LED是一種高效能光源技術。對于穿戴設備等“能耗敏感”產品,micro LED不僅發光效率比OLED高很多;同時不需要液晶顯示那種背光源持續發光,具有動態功耗上的顯著優勢;亦不會有液晶顯示偏光片結構對亮度的極大損失。

    “雖然量產工藝上難度重重,但是獨特的技術性能優勢,依然讓行業愿意重金去突破micro LED顯示的諸多壁壘”。目前,micro LED是新興顯示技術中炙手可熱的創新中心之一。特別是隨著三星LTPS micro LED 89英寸電視機的誕生,行業發展已經從“純技術儲備”向“實用化、量產化”的門檻跨出關鍵一步。

    LTPS micro LED面臨“商用”最后的門檻

    目前,micro LED行業可謂精英薈萃:不僅有如洲明、三安、利亞德等傳統LED產業鏈企業高度參與,也包括華為申請巨量轉移技術專利、三星,海信等彩電大王發布新品、京東方,華星光電等全球面板業一哥二哥下場參戰、消費電子風向標的蘋果更是早在2014年就進入了micro LED顯示創新領域。

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    但是,無數實驗室的樣品問世,與一條量產線的建設相比,對行業影響依然不是同一數量級的:三星LTPS micro LED 89英寸顯示產品的正式量產是micro LED顯示,特別是LTPS技術與micro LED結合的重要轉折點。同時,深天馬11億元建設LTPS micro LED全流程試驗線,也意味著“車載中小尺寸LTPS micro LED”距離量產再次邁出關鍵一步。

    “LTPS micro LED正處于開啟規模商業化大幕的前夜!”行業分析認為,基于LTPS+ micro LED技術的創新產品的可行性、多樣性、體驗優勢已經得到充分驗證,獲得廣泛的一致的行業好評。以此為基礎,短期內更多的具有規模投入性色彩,而非簡單實驗室研發特征的“相關項目建設”必然會持續增加。這也將是micro LED顯示從設想到商業落地的“關鍵轉折”。Micro LED顯示從“創新競賽、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micro LED顯示上“保持領先”的企業必須加大投資的關鍵時刻。

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