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显示器件根基:应用于Micro LED的LTPS背板技术|天马新型显示技术研究院(厦门)有限公司副院长钟健升如是说

显示器件根基:应用于Micro LED的LTPS背板技术|天马新型显示技术研究院(厦门)有限公司副院长钟健升如是说 MicroLEDDisplay
2022-07-18
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导读:2022第三届全球Mini/Micro LED显示技术周成功举办!


由中国电子视像行业协会Mini/Micro LED显示产业分会(CMMA)指导,SciLinks Group主办的“2022第三届全球Mini/Micro LED显示技术周(Global Mini/Micro LED TechDays)”于 2022年7月13-14日在深圳机场凯悦酒店隆重举办。本次活动围绕“大显示时代的商业创新”为主题,分别从宏观政策、大显示市场和技术战略、Mini LED背光应用、Mini LED背光配套和画质提升、Micro LED中小尺寸应用、Micro LED大尺寸应用、Micro LED技术攻坚、Micro LED材料器件八大方面,全面展示2022 Mini/Micro LED最新成绩。

全球Mini/Micro LED显示技术周(Global Mini/Micro LED TechDays) 一直以来携手全球显示产业链上下游企业高层,共同为大家奉献一场行业盛宴。迄今为止已连续举办三届,共计6场高端会议,近百位全球Mini/Micro LED领域顶级大咖上台分享观点,系列活动与会人数超5000人次。本届论坛两天会议共计千余人参加,共同探讨Mini/Micro LED的机遇与挑战。



“2022第三届全球Mini/Micro LED显示技术周(Global Mini/Micro LED TechDays)”于 2022年7月13-14日在深圳隆重开幕。会上天马新型显示技术研究院副院长钟健升就《显示器件根基:应用于Micro LED的LTPS背板技术》做了详细解读。


相关背景介绍:

天马微电子股份有限公司成立于1983年,是专业生产、经营液晶显示器(LCD)及液晶显示模块(LCM)的高科技企业。专注显示领域40余年,现已发展成为一家集液晶显示器的研发、设计、生产、销售和服务为一体的大型公众上市公司。投资设立的企业包括深圳天马、上海天马、成都天马、武汉天马、欧洲天马、美国天马、韩国天马等,目前已拥有STN-LCD、CSTN-LCD、TFT-LCD及CF生产线及模块工厂。公司于2017年开始布局Micro LED,在团队及产线等各方面都投入了大量的精力,同时也与上下游企业及客户保持紧密的合作,近年来Micro LED这方面也取得一些成绩。

该报告分三个部分:Micro LED技术前景跟背板的需求,Micro LED在LTPS背板的技术,及天马在Micro LED的布局情况。





一.Micro LED技术前景跟背板的需求




(一)首先是技术特点

Micro LED相比于LCD和OLED,颜色、对比度、功耗、寿命,等等都有很大的优势。但目前较大的问题是成本方面非常高,成熟度方面也有待提高。综合来看,Micro LED集成了现有所有显示技术的主流特点,此外它还有高透明率,可拼接,可柔性等多方面颠覆性特点,能更好地满足更多应用市场场景。

高透过率: OLED(20%-40%) VS  Micro-LED (>60%)


超窄边框——基本实现无边框


综上所述,结合技术特性从应用场景来看,Micro LED在TV、PC/Tablet、手机等ppi要求较高的领域,由于其价格敏感度高,应用难度高,在成本上不具优势;但在车载、透明屏、拼接屏方面将有非常大的优势,有很大的应用空间。

(二)Micro LED在LTPS背板的技术

Micro LED的背板对显示特性、可量产性、可靠性均有较高的要求。其中,显示特性方面,需要实现高驱动能力高,精细化无边框;可量产性方面,需要实现大面积、低成本、高成熟度;可靠性方面,由于场景的多样性,需要实现耐光照性,耐温性,耐高温高湿等等特性。Micro LED主流的背板技术有如下几种:第一种是PCB基的,第二种是Si基的,第三种是TFT基的。这三种基板都有各自的优势:


TFT玻璃基板在小picth、集成度高、成本低、透明与柔性方面均具有较大的优势;采用TFT基板的LED屏相比于传统PCB基板的PM驱动的LED屏,在成本和性能上均有显著优势;Si基板可以实现超高PPI,但成本高昂适用于AR/VR等特殊的应用领域, 不适合中大尺寸显示,适合应用于VR、AR等特殊应用领域;PCB基板的相对优势是产业链比较完整,LED工作的效率高;
综合来看,TFT基在光学性能平整度、柔性、透明均有较大优势;同时,由于TFT基板来源于半导体加工工艺,更易于大面积微结构加工,集成化驱动;在未来氧化半导体和非晶硅更加成熟的前提下,TFT基板随着应用的深化,成本上也更具优势。在未来,随着应用场景的拓展,我们还会开发其他的基板的技术。




二 Micro LED在LTPS背板的技术





目前,天马就Micro LED在面向车载为主的行驶领域开发了六大技术:第一个是高光效,降低LTPS背板功耗;第二个是光学结构,开发了集光结构和降反结构,大大提高了光学效率;第三点是通过高稳定的TFT与抗水氧性,提高技术的可靠性;第四点是通过精细背板制造与精简像素电路,实现高透明性;第五点是通过双面走线、GOA in aa以及铜工艺,实现高ppi的拼接;第六点是通过电流脉宽调光,实现高驱动效率;



(一)  高光效LTPS背板:适用串联LED芯片的背板显著提升光效,结构设计上需与转移及修复工艺相匹配;串联芯片相较于单芯片提升了60%的光效。

(二)  光学结构:LTPS背板和转移工艺协同优化,以期在背板制程中制备光学结构。通过TFT背板制程中制备光学结构或者巨量转移后自备光学结构,大幅提高发光效率;

(三)  TFT背板可靠性:为了应对Micro LED的低阻水氧封装叠构,我们重点提升了TFT背板的抗水氧性能,实现了背板的高可靠性;

(四)  透明Micro LED 背板:车载高PPI下透明度显著下降,LTPS背板像素结构和LED晶片的空间尺寸是限制透明度的关键瓶颈;天马开发的多层精确堆叠,同时增加了布线宽度和透过区面积,透过率可以提升12%以上;

(五)  无边框拼接LTPS背板:利用LTPS背板的优势,开发了双面走线和铜工艺,实现了无边框拼接的Micro LED;

(六)  LTPS背板驱动:通过像素内较复杂的TFT电路实现恒流驱动,实现PID拼接在低ppi的应用场景;二相调光驱动技术——通过调整驱动时序,实现电流强度和脉宽的调整,能更好地适用于车载等相对较高PPI的应用场景;


通过以上各项技术及其它相关的技术,目前天马的Micro LED样品已经实现了114 ppi下70%透明度。同时,样品也已实现了边距低至0.22毫米的拼接产品,基本实现了中尺寸下肉眼不可识别的边框的产品技术,随着未来技术成熟度的提升,我们很快能够实现0.15毫米甚至更低尺寸的边框。





三.天马在Micro LED的布局





天马在Micro LED的技术布局始于2017年,依托于长江新型显示创新平台以及天马成熟的各类技术量产线,我们持续在开发Micro LED的玻璃基背板技术;2021年12月,天马发起成立Micro LED生态联盟,邀请近百家行业终端客户、科研院所、方案公司、供应链企业等单位,大家一起合力,携手推动Micro LED商业化应用。

2022年6月,天马发起成立新型显示技术研究院,将建设一条从巨量转移到显示模组的全制程Micro LED试验线,核心攻关巨量转移、巨量检测修补、封装模组、拼接模组等工艺技术,形成自主知识产权,储备量产技术,加速实现Micro LED量产应用;形成自主知识产权,储备量产技术。

天马新型显示技术研究院将作为Micro LED生态联盟的开发平台载体,对所有的上下游伙伴企业、高校、科研院所保持着合作、开放和共赢的态度,旨在联合多方面的力量共同推进Micro LED的发展。





总结:期冀与展望


Micro LED是现在全球最前沿最热点的显示技术,过往的STN、CSTN,包括AMOLED技术国人都未跻身第一梯队。而Micro LED是中国第一次走在全球显示的最前沿,目前我们已经拥有很好的客户和合作伙伴以及上游企业,国内的高校院所及国家也一直在大力的推进产学研融合,国家发改委、工信部、科技部等国家部委对此也投入来极大的关注。

大力发展Micro LED是所有人共同的战略预判,当务之急我们急需与一批终端客户企业、供应链伙伴企业、高校院所等建立战略合作关系,在战略互信和共同的战略预判下,共同推进Micro LED发展。我们真诚的希望能与各界相关方一起,共创共赢,开创出一条共赢的Micro LED产业化之路。



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横跨LCD、LED和半导体三大领域,覆盖Mini/Micro LED显示终端应用、面板、封装、芯片/驱动IC、材料、装备等上中下游。提供显示行业新闻与技术趋势、分析报告、企业数据等,快速呈现显示行业动态与趋势!
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