推動Micro-LED商業化四項核心技術

　　4月17日，辰顯光電(dian)在InfoComm China 2024重磅發(fa)布多(duo)款(kuan)TFT基Micro-LED拼接產(chan)品。僅僅兩年時間，公司就實現了從Micro-LED頻頻上新到產(chan)線(xian)拉通的跨越(yue)，這一迅(xun)猛的發(fa)展速度引起了業界的廣泛關(guan)注。

　　讓(rang)我們將觀察視角深入(ru)辰(chen)顯光電，看(kan)看(kan)其聚(ju)焦和攻(gong)克了哪些核心(xin)技術(shu)，從而實現(xian)了Micro-LED加速度(du)。

InfoComm上新 辰顯再引產業關注

　　InfoComm China 2024，辰(chen)顯光電(dian)在國內重磅發(fa)布首款(kuan)14.5英寸 P0.5 TFT基(ji)Micro-LED拼接箱(xiang)體、27英寸TFT基(ji)P0.7 Micro-LED拼接箱(xiang)體，以及全球首款(kuan)108 英寸 P0.7 TFT基(ji)Micro-LED等多款(kuan)產品。

　　這(zhe)些新品(pin)，其點(dian)間距小(xiao)(xiao)至0.5和0.7mm，主要采用(yong)25微(wei)米(mi)LED芯(xin)片、搭載國內首款Micro-LED專用(yong)驅動IC，實現10 bit、拼縫小(xiao)(xiao)于20微(wei)米(mi)等;而這(zhe)些特(te)點(dian)與巨量轉移、TFT背板、驅動IC技術息(xi)息(xi)相(xiang)關。

Micro-LED商業化存在的難題

　　我們(men)先來(lai)看看，目(mu)前Micro-LED商業(ye)化可見的技(ji)術(shu)難(nan)點。

　　從產業(ye)宏(hong)觀角度(du)來(lai)看，目前Micro-LED進入大規(gui)模商業(ye)化正面臨著精度(du)、良率、效率和成本等一系列挑戰。

　　為(wei)了(le)實(shi)現(xian)高性能的(de)(de)(de)(de)(de)Micro-LED顯示(shi)，需(xu)要達到(dao)前所未(wei)有的(de)(de)(de)(de)(de)制造精度，這使得傳(chuan)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)制造技(ji)術(shu)變得不再適用。隨著新(xin)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)不斷發展(zhan)，工藝的(de)(de)(de)(de)(de)迭(die)代升(sheng)級成(cheng)為(wei)必然，但這也(ye)帶來了(le)良率(lv)(lv)和效率(lv)(lv)方面的(de)(de)(de)(de)(de)問題，進一步增(zeng)加了(le)生產(chan)各個環節(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)本，從而制約了(le)Micro-LED技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)大規模產(chan)業化。

　　具體而(er)言，目前最(zui)關鍵的(de)三大技(ji)術難題(ti)包括巨量轉(zhuan)移、TFT背板制造以及驅動技(ji)術。這些問(wen)題(ti)能否(fou)得(de)到(dao)解決將(jiang)直接影響到(dao)Micro-LED技(ji)術的(de)商業化(hua)和市(shi)場普及。

　　難點1：巨量轉移

　　巨量(liang)轉移是(shi)指將生長在外延基板(ban)上的(de)Micro-LED芯片高(gao)速精(jing)準地(di)轉移到目標基板(ban)上的(de)一種(zhong)技(ji)術，它(ta)是(shi)制約Micro-LED量(liang)產的(de)關(guan)鍵(jian)。因(yin)此(ci)，誰能率先(xian)掌握這項關(guan)鍵(jian)技(ji)術，誰就有機(ji)會(hui)快速搶占未(wei)來(lai)顯示市場。

　　以一(yi)塊4K分(fen)辨(bian)率的Micro-LED顯示面(mian)(mian)板為例，上(shang)面(mian)(mian)有(you)約830萬個像素點(dian)，每個像素點(dian)由三(san)顆分(fen)別代表(biao)紅、綠、藍(RGB)三(san)種顏(yan)色的LED芯(xin)片組成，這(zhe)意味(wei)著一(yi)塊4K顯示面(mian)(mian)板上(shang)要(yao)有(you)近2,500萬顆 Micro-LED芯(xin)片，這(zhe)要(yao)求LED芯(xin)片轉移設備必須同時(shi)達(da)到(dao)高效率和高良(liang)率的標準，才能滿足量(liang)產的需求。

　　目前較(jiao)為主流的巨量轉(zhuan)移方式為印章(zhang)轉(zhuan)移技術(shu)(shu)、激(ji)光(guang)轉(zhuan)移技術(shu)(shu)，或者是(shi)這兩種技術(shu)(shu)的結合使(shi)用。

　　難點2：TFT背板制造

　　從Micro-LED的(de)核心(xin)集(ji)成工藝及巨量(liang)轉移技術(shu)角度(du)看，采用(yong)平(ping)板顯示技術(shu)的(de)TFT背板，不僅較傳統PCB電路板具備(bei)表面平(ping)整度(du)上的(de)優勢，且能更好承(cheng)接巨量(liang)轉移工藝;但(dan)該技術(shu)在實際應(ying)用(yong)和(he)生產(chan)過程(cheng)中仍然面臨諸多挑戰和(he)問題。

　　首(shou)先(xian)在制造成(cheng)本上，制造TFT背板需(xu)要高精(jing)度的(de)(de)設(she)備和(he)工藝，這些(xie)設(she)備通(tong)常包括但不限(xian)于光刻機、化(hua)學氣(qi)相沉(chen)積(CVD)系統、物理氣(qi)相沉(chen)積(PVD)系統、蝕(shi)刻機以及清洗和(he)檢測設(she)備。這些(xie)先(xian)進的(de)(de)設(she)備需(xu)要高昂的(de)(de)購(gou)置(zhi)和(he)維護費用，一定程度上導致初(chu)期投資和(he)生產(chan)成(cheng)本較高。

　　其次是技(ji)術(shu)(shu)的(de)實(shi)際應用，當(dang)TFT背板(ban)(ban)用于拼接(jie)(jie)成大(da)型時，面臨的(de)技(ji)術(shu)(shu)挑(tiao)戰尤為顯著(zhu)。尤其是側(ce)(ce)壁走線技(ji)術(shu)(shu)和(he)(he)(he)(he)(he)厚銅(tong)連接(jie)(jie)技(ji)術(shu)(shu)的(de)實(shi)現，這(zhe)些是確(que)保性(xing)(xing)能和(he)(he)(he)(he)(he)可靠(kao)性(xing)(xing)的(de)關鍵。在設計階段和(he)(he)(he)(he)(he)制造過(guo)程(cheng)中，工(gong)程(cheng)師必(bi)須巧妙地安排TFT背板(ban)(ban)上的(de)電(dian)路布局和(he)(he)(he)(he)(he)連接(jie)(jie)方式，同時還要(yao)確(que)保玻璃基板(ban)(ban)的(de)整體平整性(xing)(xing)和(he)(he)(he)(he)(he)穩定性(xing)(xing)不受影響。為了(le)達(da)到(dao)這(zhe)一目標，涉及一系列(lie)精密的(de)工(gong)程(cheng)技(ji)術(shu)(shu)和(he)(he)(he)(he)(he)材料科學知識。例如，側(ce)(ce)壁走線技(ji)術(shu)(shu)要(yao)求電(dian)路線路能夠在基板(ban)(ban)邊緣順利(li)轉(zhuan)折，同時保持信(xin)號的(de)完整性(xing)(xing)和(he)(he)(he)(he)(he)低電(dian)阻(zu)。而厚銅(tong)技(ji)術(shu)(shu)則涉及到(dao)在基板(ban)(ban)上沉積較厚的(de)銅(tong)層(ceng)以提供(gong)更好的(de)電(dian)導(dao)性(xing)(xing)和(he)(he)(he)(he)(he)熱管理，但這(zhe)又可能會對(dui)基板(ban)(ban)的(de)平整性(xing)(xing)造成影響。這(zhe)些技(ji)術(shu)(shu)難題對(dui)生產良(liang)率和(he)(he)(he)(he)(he)成本(ben)控制都提出了(le)更高的(de)要(yao)求。

　　難點3：驅動架構

　　由于LED芯片的(de)(de)發(fa)光特性(xing)與(yu)LCD和OLED不(bu)同(tong)，并不(bu)能(neng)直接采用(yong)現有的(de)(de)驅(qu)(qu)(qu)動架構來實現Micro-LED顯(xian)示(shi)(shi)。受限于目前小尺(chi)寸LED芯片的(de)(de)發(fa)光特性(xing)，模擬驅(qu)(qu)(qu)動方式會(hui)帶來灰階(jie)無法展開和功耗太高的(de)(de)問題。與(yu)之相比，數字(zi)驅(qu)(qu)(qu)動可(ke)以使用(yong)固定的(de)(de)大驅(qu)(qu)(qu)動電流，通過不(bu)同(tong)的(de)(de)顯(xian)示(shi)(shi)時長來調節顯(xian)示(shi)(shi)亮度的(de)(de)驅(qu)(qu)(qu)動方式，將二(er)者結合才(cai)能(neng)開發(fa)出適(shi)合于Micro-LED顯(xian)示(shi)(shi)的(de)(de)驅(qu)(qu)(qu)動架構。

　　另(ling)外(wai)，Micro-LED顯(xian)(xian)示(shi)(shi)中的驅動電(dian)路(lu)需要通過占空比來調整(zheng)亮度(du)和色(se)階。在低灰階下，驅動電(dian)流非常小，可能導致(zhi)亮度(du)和色(se)度(du)不穩定的問題。所以需要優化Micro-LED的設計(ji)以提(ti)高小電(dian)流驅動精度(du)和低灰階下的顯(xian)(xian)示(shi)(shi)一致(zhi)性。

　　未(wei)來，Micro-LED大屏若要實現成本優化，加(jia)速滲透商(shang)用及消費電(dian)子(zi)市場，上述問題亟(ji)待解決(jue)。

推動Micro-LED商業化
辰顯聚焦四項核心技術

　　可見，Micro-LED在各個(ge)環節(jie)所面臨的技術瓶頸(jing)是共性的，且(qie)精度、良率、效(xiao)率、成本的問題(ti)逐層遞進。

　　據(ju)悉，辰顯光電孵化自中國大陸首家(jia)OLED產品供(gong)應商維信諾，早(zao)在(zai)2016年(nian)就展開了下一(yi)代顯示(shi)技(ji)術的(de)(de)布局;公(gong)司(si)的(de)(de)核心(xin)團隊均是來自于顯示(shi)行業(ye)深耕多(duo)年(nian)的(de)(de)從業(ye)者(zhe)，尤其是公(gong)司(si)核心(xin)研發(fa)部門由擁有超10年(nian)Micro-LED研發(fa)經驗，師承行業(ye)泰斗(dou)John A. Rogers院士的(de)(de)曹軒博(bo)士領銜(xian)。

　　所(suo)以，針對這(zhe)(zhe)三大關鍵(jian)問題，辰顯(xian)光電布局三大核心(xin)技(ji)術(shu)+一項戰略(lve)資源，直(zhi)擊痛點。這(zhe)(zhe)些舉(ju)措(cuo)體現了公司對于技(ji)術(shu)創新的(de)承諾，以及對推(tui)動(dong)Micro-LED技(ji)術(shu)商業化(hua)的(de)堅定決心(xin)。隨著(zhu)這(zhe)(zhe)些技(ji)術(shu)的(de)不斷成(cheng)熟和優化(hua)，辰顯(xian)光電有望在(zai)Micro-LED領域取(qu)得突破(po)性進展，從而引領顯(xian)示技(ji)術(shu)的(de)未來趨(qu)勢。

　　巨量轉移良率達99.995%

　　如前文所(suo)述，兩種轉(zhuan)移(yi)方(fang)式(shi)都有各(ge)自優缺點。行業正在(zai)追求高速(su)且精準的(de)轉(zhuan)移(yi)方(fang)式(shi)，在(zai)效率、良率之間取得更多平衡，正思考(kao)如何(he)以取長(chang)補短的(de)方(fang)式(shi)創造新的(de)轉(zhuan)移(yi)技(ji)術(shu)。如辰(chen)顯(xian)光電主要選(xuan)擇(ze)“印章式(shi)轉(zhuan)移(yi)+激光轉(zhuan)移(yi)”作(zuo)為其(qi)巨(ju)量轉(zhuan)移(yi)技(ji)術(shu)的(de)開發方(fang)向(xiang)。

　　經過6年的努力，辰(chen)顯光電(dian)在巨量轉移方面(mian)效(xiao)率(lv)和良(liang)(liang)率(lv)均實現突破。當前，辰(chen)顯光電(dian)Micro-LED產品(pin)主(zhu)要采用25微米芯片， 通過專利技術一次轉移良(liang)(liang)率(lv)已達到了(le)99.995%，修復(fu)后(hou)可達100%，未來還將不斷優化提升(sheng)轉移良(liang)(liang)率(lv)和效(xiao)率(lv)。

　　據曹軒博(bo)士介紹，以4K TV為(wei)例，辰(chen)顯光電(dian)可(ke)實(shi)現1000萬LED/h，4小時可(ke)完成一臺(tai)。

　　這意味(wei)著辰顯光電在(zai)保持(chi)較高良(liang)率的基(ji)礎(chu)上可以在(zai)短時間內完成大尺寸(cun)顯示(shi)屏(ping)的生產，有利于優化成本，從(cong)而擊中巨量(liang)轉移的痛點。

　　率先開發Micro-LED驅動IC

　　有(you)著維信諾技(ji)術(shu)傳承(cheng)及多年(nian)研(yan)發(fa)實(shi)力的(de)辰顯光(guang)電，深知驅(qu)動架構對Micro-LED發(fa)展的(de)重要(yao)性。辰顯光(guang)電將數字驅(qu)動、模擬(ni)驅(qu)動二者結(jie)合(he)，已與合(he)作伙伴共同開(kai)發(fa)出國內首款TFT基Micro-LED專用混合(he)驅(qu)動IC，可(ke)實(shi)現10.7億色、10 bit顯示畫(hua)質，600 nits的(de)亮度;掃描的(de)發(fa)光(guang)時長(chang)較原有(you)的(de)PM驅(qu)動提升到(dao)64倍;不僅可(ke)避免灰階跳變，還可(ke)降(jiang)低瞬(shun)間發(fa)光(guang)亮度，實(shi)現健康護眼。

　　拼縫間距≤20μm

　　Micro-LED無縫拼接(jie)顯示技(ji)術成(cheng)為兼顧大尺寸顯示和畫質需(xu)(xu)求的(de)理想選擇之(zhi)一(yi)(yi)，但(dan)Micro-LED所用(yong)的(de)TFT背(bei)板從工藝上有(you)三個(ge)挑戰：一(yi)(yi)是要做(zuo)(zuo)(zuo)側邊(bian)走線(xian)，以做(zuo)(zuo)(zuo)到(dao)無邊(bian)框的(de)拼接(jie);二(er)是背(bei)面也需(xu)(xu)要做(zuo)(zuo)(zuo)走線(xian)，涉(she)及到(dao)現有(you)量產機臺如何實現;三是側邊(bian)走線(xian)涉(she)及到(dao)無縫拼裝的(de)光學(xue)封(feng)裝方(fang)案(an)。

　　當(dang)前，辰(chen)顯(xian)光電通過自主研發的雙面(mian)布線(xian)技術、側邊走(zou)線(xian)技術，使得(de)屏(ping)體間(jian)(jian)拼(pin)縫間(jian)(jian)距≤20μm，可(ke)(ke)做到(dao)視(shi)覺上拼(pin)縫不(bu)可(ke)(ke)見(jian)，拼(pin)接效果與整機顯(xian)示(shi)無差異(yi)，可(ke)(ke)實現自由拼(pin)接。

總結

　　辰(chen)顯(xian)(xian)光電(dian)(dian)展(zhan)現出的(de)創新(xin)能力和技術實(shi)力，不僅彰顯(xian)(xian)了(le)其(qi)在(zai)(zai)新(xin)型顯(xian)(xian)示技術領(ling)域(yu)的(de)新(xin)質(zhi)生產力，更標(biao)志著(zhu)辰(chen)顯(xian)(xian)光電(dian)(dian)在(zai)(zai)Micro-LED技術領(ling)域(yu)踏出了(le)堅實(shi)的(de)一步。隨著(zhu)辰(chen)顯(xian)(xian)光電(dian)(dian)TFT基Micro-LED產線在(zai)(zai)今年(nian)年(nian)底實(shi)現量產出貨(huo)，這一里程碑將有望成為Micro-LED大尺寸(cun)商顯(xian)(xian)破局的(de)關鍵性進展(zhan)。

　　我們期待這(zhe)樣一(yi)家對技術和產品精益求精的(de)企業，能夠(gou)不斷推動(dong)顯(xian)示技術的(de)邊界(jie)，讓(rang)人類持續(xu)享受到更加卓越的(de)視覺(jue)體驗。隨(sui)著Micro-LED技術的(de)不斷進步(bu)和普及，未來的(de)顯(xian)示世界(jie)將(jiang)更加絢麗多(duo)彩。