導讀：從束之高閣的黑科技，到成為國際巨頭三星、索尼，以及絕大部分LED顯示企業(yè)等看家技術之一，Micro-LED的發(fā)展已實現(xiàn)質的飛躍。為何在眾廠齊推的背景下，Micro-LED的商業(yè)化進程卻并未實現(xiàn)大規(guī)模的爆發(fā)?這背后究竟面臨著哪些棘手而重要的發(fā)展問題?解決方案進展如何?
4月17日，辰顯光電在InfoComm China 2024重磅發(fā)布多款TFT基Micro-LED拼接產(chǎn)品。僅僅兩年時間，公司就實現(xiàn)了從Micro-LED頻頻上新到產(chǎn)線拉通的跨越，這一迅猛的發(fā)展速度引起了業(yè)界的廣泛關注。讓我們將觀察視角深入辰顯光電，看看其聚焦和攻克了哪些核心技術，從而實現(xiàn)了Micro-LED加速度。
InfoComm上新
辰顯再引產(chǎn)業(yè)關注
InfoComm China 2024，辰顯光電在國內重磅發(fā)布首款14.5英寸 P0.5 TFT基Micro-LED拼接箱體、27英寸TFT基P0.7 Micro-LED拼接箱體，以及全球首款108 英寸 P0.7 TFT基Micro-LED拼接屏等多款產(chǎn)品。
這些新品，其點間距小至0.5和0.7mm，主要采用25微米LED芯片、搭載國內首款Micro-LED專用驅動IC，實現(xiàn)10 bit、拼縫小于20微米等;而這些特點與巨量轉移、TFT背板、驅動IC技術息息相關。
Micro-LED商業(yè)化存在的難題
我們先來看看，目前Micro-LED商業(yè)化可見的技術難點。
從產(chǎn)業(yè)宏觀角度來看，目前Micro-LED進入大規(guī)模商業(yè)化正面臨著精度、良率、效率和成本等一系列挑戰(zhàn)。
為了實現(xiàn)高性能的Micro-LED顯示，需要達到前所未有的制造精度，這使得傳統(tǒng)的制造技術變得不再適用。隨著新技術的不斷發(fā)展，工藝的迭代升級成為必然，但這也帶來了良率和效率方面的問題，進一步增加了生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)的成本，從而制約了Micro-LED技術的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。
具體而言，目前最關鍵的三大技術難題包括巨量轉移、TFT背板制造以及驅動技術。這些問題能否得到解決將直接影響到Micro-LED技術的商業(yè)化和市場普及。
難點1：巨量轉移
巨量轉移是指將生長在外延基板上的Micro-LED芯片高速精準地轉移到目標基板上的一種技術，它是制約Micro-LED量產(chǎn)的關鍵。因此，誰能率先掌握這項關鍵技術，誰就有機會快速搶占未來顯示市場。
以一塊4K分辨率的Micro-LED顯示面板為例，上面有約830萬個像素點，每個像素點由三顆分別代表紅、綠、藍(RGB)三種顏色的LED芯片組成，這意味著一塊4K顯示面板上要有近2,500萬顆 Micro-LED芯片，這要求LED芯片轉移設備必須同時達到高效率和高良率的標準，才能滿足量產(chǎn)的需求。
目前較為主流的巨量轉移方式為印章轉移技術、激光轉移技術，或者是這兩種技術的結合使用。
難點2：TFT背板制造
從Micro-LED的核心集成工藝及巨量轉移技術角度看，采用平板顯示技術的TFT背板，不僅較傳統(tǒng)PCB電路板具備表面平整度上的優(yōu)勢，且能更好承接巨量轉移工藝;但該技術在實際應用和生產(chǎn)過程中仍然面臨諸多挑戰(zhàn)和問題。
首先在制造成本上，制造TFT背板需要高精度的設備和工藝，這些設備通常包括但不限于光刻機、化學氣相沉積(CVD)系統(tǒng)、物理氣相沉積(PVD)系統(tǒng)、蝕刻機以及清洗和檢測設備。這些先進的設備需要高昂的購置和維護費用，一定程度上導致初期投資和生產(chǎn)成本較高。
其次是技術的實際應用，當TFT背板用于拼接成大型顯示屏時，面臨的技術挑戰(zhàn)尤為顯著。尤其是側壁走線技術和厚銅連接技術的實現(xiàn)，這些是確保大屏顯示性能和可靠性的關鍵。在設計階段和制造過程中，工程師必須巧妙地安排TFT背板上的電路布局和連接方式，同時還要確保玻璃基板的整體平整性和穩(wěn)定性不受影響。為了達到這一目標，涉及一系列精密的工程技術和材料科學知識。例如，側壁走線技術要求電路線路能夠在基板邊緣順利轉折，同時保持信號的完整性和低電阻。而厚銅技術則涉及到在基板上沉積較厚的銅層以提供更好的電導性和熱管理，但這又可能會對基板的平整性造成影響。這些技術難題對生產(chǎn)良率和成本控制都提出了更高的要求。
難點3：驅動架構
由于LED芯片的發(fā)光特性與LCD和OLED不同，并不能直接采用現(xiàn)有的驅動架構來實現(xiàn)Micro-LED顯示。受限于目前小尺寸LED芯片的發(fā)光特性，模擬驅動方式會帶來灰階無法展開和功耗太高的問題。與之相比，數(shù)字驅動可以使用固定的大驅動電流，通過不同的顯示時長來調節(jié)顯示亮度的驅動方式，將二者結合才能開發(fā)出適合于Micro-LED顯示的驅動架構。
另外，Micro-LED顯示中的驅動電路需要通過占空比來調整亮度和色階。在低灰階下，驅動電流非常小，可能導致亮度和色度不穩(wěn)定的問題。所以需要優(yōu)化Micro-LED的設計以提高小電流驅動精度和低灰階下的顯示一致性。
未來，Micro-LED大屏若要實現(xiàn)成本優(yōu)化，加速滲透商用及消費電子市場，上述問題亟待解決。
推動Micro-LED商業(yè)化
辰顯聚焦四項核心技術
可見，Micro-LED在各個環(huán)節(jié)所面臨的技術瓶頸是共性的，且精度、良率、效率、成本的問題逐層遞進。
據(jù)悉，辰顯光電孵化自中國大陸首家OLED產(chǎn)品供應商維信諾，早在2016年就展開了下一代顯示技術的布局;公司的核心團隊均是來自于顯示行業(yè)深耕多年的從業(yè)者，尤其是公司核心研發(fā)部門由擁有超10年Micro-LED研發(fā)經(jīng)驗，師承行業(yè)泰斗John A. Rogers院士的曹軒博士領銜。
所以，針對這三大關鍵問題，辰顯光電布局三大核心技術+一項戰(zhàn)略資源，直擊痛點。這些舉措體現(xiàn)了公司對于技術創(chuàng)新的承諾，以及對推動Micro-LED技術商業(yè)化的堅定決心。隨著這些技術的不斷成熟和優(yōu)化，辰顯光電有望在Micro-LED領域取得突破性進展，從而引領顯示技術的未來趨勢。
巨量轉移良率達99.995%
如前文所述，兩種轉移方式都有各自優(yōu)缺點。行業(yè)正在追求高速且精準的轉移方式，在效率、良率之間取得更多平衡，正思考如何以取長補短的方式創(chuàng)造新的轉移技術。如辰顯光電主要選擇“印章式轉移+激光轉移”作為其巨量轉移技術的開發(fā)方向。
經(jīng)過6年的努力，辰顯光電在巨量轉移方面效率和良率均實現(xiàn)突破。當前，辰顯光電Micro-LED產(chǎn)品主要采用25微米芯片， 通過專利技術一次轉移良率已達到了99.995%，修復后可達100%，未來還將不斷優(yōu)化提升轉移良率和效率。
據(jù)曹軒博士介紹，以4K TV為例，辰顯光電可實現(xiàn)1000萬LED/h，4小時可完成一臺。
這意味著辰顯光電在保持較高良率的基礎上可以在短時間內完成大尺寸顯示屏的生產(chǎn)，有利于優(yōu)化成本，從而擊中巨量轉移的痛點。
率先開發(fā)Micro-LED驅動IC
有著維信諾技術傳承及多年研發(fā)實力的辰顯光電，深知驅動架構對Micro-LED發(fā)展的重要性。辰顯光電將數(shù)字驅動、模擬驅動二者結合，已與合作伙伴共同開發(fā)出國內首款TFT基Micro-LED專用混合驅動IC，可實現(xiàn)10.7億色、10 bit顯示畫質，600 nits的亮度;掃描的發(fā)光時長較原有的PM驅動提升到64倍;不僅可避免灰階跳變，還可降低瞬間發(fā)光亮度，實現(xiàn)健康護眼。
拼縫間距≤20μm
Micro-LED無縫拼接顯示技術成為兼顧大尺寸顯示和畫質需求的理想選擇之一，但Micro-LED所用的TFT背板從工藝上有三個挑戰(zhàn)：一是要做側邊走線，以做到無邊框的拼接;二是背面也需要做走線，涉及到現(xiàn)有量產(chǎn)機臺如何實現(xiàn);三是側邊走線涉及到無縫拼裝的光學封裝方案。
當前，辰顯光電通過自主研發(fā)的雙面布線技術、側邊走線技術，使得屏體間拼縫間距≤20μm，可做到視覺上拼縫不可見，拼接效果與整機顯示無差異，可實現(xiàn)自由拼接。
總結
辰顯光電展現(xiàn)出的創(chuàng)新能力和技術實力，不僅彰顯了其在新型顯示技術領域的新質生產(chǎn)力，更標志著辰顯光電在Micro-LED技術領域踏出了堅實的一步。隨著辰顯光電TFT基Micro-LED產(chǎn)線在今年年底實現(xiàn)量產(chǎn)出貨，這一里程碑將有望成為Micro-LED大尺寸商顯破局的關鍵性進展。
我們期待這樣一家對技術和產(chǎn)品精益求精的企業(yè)，能夠不斷推動顯示技術的邊界，讓人類持續(xù)享受到更加卓越的視覺體驗。隨著Micro-LED技術的不斷進步和普及，未來的顯示世界將更加絢麗多彩。
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