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LTPS 来了!新背板如何改变micro LED的未来

来源:投影时代 更新日期:2022-10-10 作者:那山那水

    十一黄金周前夕,围绕着新一代micro LED显示技术的产业新进展正在进入“一个决定性时刻”。不过这次的主角不是“micro级别的晶圆技术”,也不是困扰行业的“巨量转移等核心工艺”,而是关键上游组件LTPS 驱动背板。

    大厂青睐,LTPS上位micro LED

    据韩媒TheElec报道,三星已在第三季度开始生产89英寸Micro LED电视。这将是三星首次采用LTPS TFT玻璃基板的micro LED显示产品。按照此前的行业媒体报道,这些LTPS基板很可能来自我国台湾地区的面板制造商友达。三星这一量产节点,较此前的规划至少迟到了一个季度,也侧面表明采用LTPS新组件的难度和必要性。

LTPS 来了!新背板如何改变micro LED的未来

    同时,三星此款89英寸Micro LED电视也很可能是LTPS TFT背板技术的LED直显产品,首次以商业量产的方式出现在市场上:此前,更多的企业,包括我国大陆的LED显示、面板巨头和我国台湾地区面板企业的相应展示,多是作为“技术创新”成果出现。

    9月29日,天马新型显示技术研究院揭牌仪式在福建省厦门市举行,天马微电子计划在厦建设一条从巨量转移到显示模组的全制程Micro LED实验线,总投资11亿元。据悉,该条试验线,将核心验证LTPS TFT背板技术与Micro LED显示结合的全流程“巨量转移、巨量检测、巨量键合、巨量修复、封装模组” 等制程,并为最终商业量产线建设和新的技术开发提供经验与平台支撑。

    从历史上天马的创新产品演示看,天马此条线的产品将更侧重于穿戴和车载显示产品,也不排除向AR和大屏拼接LED直显产品延伸的可行性。以11亿元巨资打造一条试验线,这也预示天马在LTPS+micro LED上,希望走的更远、且也有更多的技术底气去走的更远。

    新背板,为啥会是LTPS技术

    LED直接显示产业目前已经有两种具有确定性的“驱动背板”技术。第一是传统的印刷电路PCB板。这种上游组件的特点是技术成熟、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micro led颗粒等技术标准时代之后,对PCB电路板的精度要求越来越高。后者导致PCB电路在micro LED时代的价格与成熟性优势“逐渐丧失”。

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    第二则是光波导AR显示中micro LED核心显示芯片所采用的的硅基背板技术。即以CPU等IC产品的大规模集成电路单晶硅作为背板,承载micro LED晶体的驱动任务。硅基背板的好处是精度极高、电气性能极高、技术上也高度成熟,但是其单位面积背板成本也是极高的,且极难大尺寸化。不过,对于光波导AR显示设备而言,硅基 micro LED却是一个理想的技术框架(光波导 AR设备的显示芯片往往以0.1-0.5英寸的小尺寸存在)。

    硅基 micro LED满足AR等微小尺寸显示需求,PCB背板的传统LED直显产品,满足大多数工程显示大屏的需要: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,micro LED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要解决的问题。目前,采用LTPS或者金属氧化物TFT的玻璃基或者树脂基板,被认为是从车载、手机、穿戴、IT到居家电视屏这些典型应用上,micro LED直显产品理想的背板技术选择。

    从产业链看,无论是玻璃基板还是应用于柔性OLED的树脂基板,无论是LTPS还是金属氧化物TFT,在平板显示面板(OLED和液晶)上都是技术成熟的、产业链和生态庞大的、成本友好的选择。同时,从micro LED的核心集成工艺,巨量转移技术角度看,采用平板显示技术的成熟TFT基板,比较传统PCB电路板具有表面光滑度上的绝对优势,对巨量转移工艺更为友好。

    即,与PCB基板比较LTPS技术代表的平板显示TFT基板具有在P0.3间距以下级别产品上的成本优势、巨量转移适配性优势;与硅基集成电路基板比较,则具有单位面积成本优势、可大型化和产能等优势。

    行业预计,未来micro LED直接显示会形成,目标产品显示面积从小到大的:AR用硅基基板、手持,穿戴,车载,IT和TV用LTPS为代表的玻璃基板(或者柔性树脂基板)、传统大尺寸工程显示的PCB基板等三大“技术线并存”的格局。

    瞄准车载与穿戴,LTPS micro LED大有可为

    与三星率先推出LTPS micro LED大尺寸彩电产品不同,业内对LTPS micro LED产品的市场设想更多集中在车载和穿戴领域上。

LTPS 来了!新背板如何改变micro LED的未来

    在这两个应用场景中,LTPS micro LED比较传统的OLED和液晶显示具有显著的性能优势:1.峰值亮度上micro LED工程上已经实现百万nit的水平,这对于对抗环境光对显示画面的干扰,形成更高的明亮照明条件下的对比度效果极其有利。尤其是车载显示,鲜明清晰的显示效果,事关安全驾驶。比较OLED峰值亮度难过1000nit、LCD液晶峰值亮度两三千nit的技术特性,Micro LED峰值亮度优势分外明显。

    2.micro LED是一种高效能光源技术。对于穿戴设备等“能耗敏感”产品,micro LED不仅发光效率比OLED高很多;同时不需要液晶显示那种背光源持续发光,具有动态功耗上的显著优势;亦不会有液晶显示偏光片结构对亮度的极大损失。

    “虽然量产工艺上难度重重,但是独特的技术性能优势,依然让行业愿意重金去突破micro LED显示的诸多壁垒”。目前,micro LED是新兴显示技术中炙手可热的创新中心之一。特别是随着三星LTPS micro LED 89英寸电视机的诞生,行业发展已经从“纯技术储备”向“实用化、量产化”的门槛跨出关键一步。

    LTPS micro LED面临“商用”最后的门槛

    目前,micro LED行业可谓精英荟萃:不仅有如洲明、三安、利亚德等传统LED产业链企业高度参与,也包括华为申请巨量转移技术专利、三星,海信等彩电大王发布新品、京东方,华星光电等全球面板业一哥二哥下场参战、消费电子风向标的苹果更是早在2014年就进入了micro LED显示创新领域。

LTPS 来了!新背板如何改变micro LED的未来

    但是,无数实验室的样品问世,与一条量产线的建设相比,对行业影响依然不是同一数量级的:三星LTPS micro LED 89英寸显示产品的正式量产是micro LED显示,特别是LTPS技术与micro LED结合的重要转折点。同时,深天马11亿元建设LTPS micro LED全流程试验线,也意味着“车载中小尺寸LTPS micro LED”距离量产再次迈出关键一步。

    “LTPS micro LED正处于开启规模商业化大幕的前夜!”行业分析认为,基于LTPS+ micro LED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,获得广泛的一致的行业好评。以此为基础,短期内更多的具有规模投入性色彩,而非简单实验室研发特征的“相关项目建设”必然会持续增加。这也将是micro LED显示从设想到商业落地的“关键转折”。Micro LED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micro LED显示上“保持领先”的企业必须加大投资的关键时刻。

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