当前,新一代显示技术竞相发展,而Micro-LED是新一代显示技术,比现有的OLED技术亮度更高、发光效率更好、但功耗更低。不少企业正持续加强前瞻性技术研发,提前布局Micro-LED等新型显示技术。在2022中国国际Mini/Micro-LED产业技术峰会上,成都辰显光电有限公司研发负责人曹轩以“玻璃基Micro-LED显示技术的机遇与挑战”为主题,分享了Mini/Micro-LED行业新机会的见解以及制备玻璃基Micro-LED存在的技术挑战。
成都辰显光电有限公司研发负责人曹轩
曹轩认为,Micro-LED显示技术是下一代显示技术,将重塑显示产业的生态圈,主要应用于三大领域:一是大尺寸的显示,主要应用在商显和户外大屏;二是玻璃基Mini/Micro-LED的显示;三是AR、VR的微显示技术。他表示,硅基Micro-LED作为一个高亮度、小体积的新兴显示技术,在微显示上有非常出色的优势,被认为是微显示的终极技术。
那么,LED直显有什么优势呢?曹轩介绍,“LED直显主要体现在高亮度、超长寿命和高色域,而我们更加关注的是它的功能优势,且可能催生出一些差异化的终端应用,并使得Micro-LED率先进入产品化的节奏。”他认为,对比传统的LCD和AMOLED显示技术,LED直显比较出色的功能优势是在超大尺寸的拼接上。“LCD和AMOLED做拼接显示的话不可避免的会有一个比较宽的边框和比较明显的拼缝。而Micro-LED与两者的封装方式完全不一样,使用的是单颗像素的独立封装,这样就可以将拼接产品的边框做小,拼缝做到光学上不可见。”
同时,他也认为,LED直显可以满足交互器件、交互传感的集成需求。因为LED是一个高亮度、高效率的发光器件,其发光面积很小,只占显示像素的很小一部分,留出更多的空间给其他的功能器件做集成,包括指纹、光学器件,屏幕发声等传感器。
曹轩介绍,Micro-LED的关键技术主要涉及到上游的LED芯片制造到TFT背板巨量转移,以及模组修复,到最后的终端产品。目前辰显光电主要研究包括驱动架构设计、巨量转移、修复模组的解决方案。
对比Mini-LED和Micro-LED整体的工艺流程,Micro-LED产业化有以下三个挑战:一是LED器件水平与产品需求的矛盾。这个部分在Mini LED成熟产业链中有一个明确的解决方案,是以激光切割、点测、分选,将不同品质的LED器件分并做到不同的产品中,可以克服这个问题。而在Micro-LED的工艺流中没有成熟的解决方案,包括检测。
二是LED器件由于不断变小,其转移精度和数量都大幅上升,在Mini LED成熟产业链中的单颗固晶转移的方式已经不能满足Micro-LED的需求,因此需开发高效率、高精度的巨量转移技术。
三是无缝拼接技术使得Micro-LED所需要的TFT与之前的LCD和OLED完全不一样。
曹轩表示,巨量转移技术属于“百花齐放、百家争鸣”的技术,但相对成熟的技术主要为:一是印章转移技术,转移的精度相当高,产业链相对成熟,但其转移效率不够高,主要应用于小尺寸显示;二是激光转移技术,转移效率非常高,灵活性也很强,可以兼容分并的技术开发,但精度相对较低;三是流体转移技术,这个特别适合高世代线、大尺寸面板的量产,但仍然无法实现高良率的三色转移,需开发修复技术。目前辰显光电主要选择印章式转移以及激光转移作为其巨量转移技术的开发方向。
他也指出,Micro-LED用的TFT与OLED的差异非常大。Micro-LED所用的TFT从工艺上有三个挑战:一是要做侧边走线,以做到无边框的拼接;二是背面也需要做走线,涉及到量产机台;三是侧边走线涉及到无缝拼装的光学封装方案。除此之外,包括驱动架构、TFT的像素电路的设计,甚至TFT的器件性能要求本身都与OLED有巨大的差异。
曹轩也介绍了辰显光电在Micro-LED技术上的研究进展。辰显光电孵化自维信诺,于2017年在维信诺成立的Micro-LED项目组,经过三年的基础研究,于2020年成立辰显光电,进入了中试阶段。2021年辰显光电完成了中试线的建设,并且点亮了相关样品,下一步将努力将Micro-LED更快的推向产业化。2021年7月20日成功点亮中国大陆首款视网膜级像素密度(326ppi)1.84英寸Micro-LED可穿戴产品;2021年底再次成功点亮可用于高端TV的12.7英寸Micro-LED拼接产品。
2022中国国际Mini/Micro-LED产业技术峰会录播
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