Micro-LED商业化存在的难题
来源:辰显光电 编辑:ZZZ 2024-06-06 11:34:23 加入收藏
从产业宏观角度来看,目前Micro-LED进入大规模商业化正面临着精度、良率、效率和成本等一系列挑战。
为了实现高性能的Micro-LED显示,需要达到前所未有的制造精度,这使得传统的制造技术变得不再适用。随着新技术的不断发展,工艺的迭代升级成为必然,但这也带来了良率和效率方面的问题,进一步增加了生产各个环节的成本,从而制约了Micro-LED技术的大规模产业化。
具体而言,目前最关键的三大技术难题包括巨量转移、TFT背板制造以及驱动技术。这些问题能否得到解决将直接影响到Micro-LED技术的商业化和市场普及。
难点1:巨量转移
巨量转移是指将生长在外延基板上的Micro-LED芯片高速精准地转移到目标基板上的一种技术,它是制约Micro-LED量产的关键。因此,谁能率先掌握这项关键技术,谁就有机会快速抢占未来显示市场。
以一块4K分辨率的Micro-LED显示面板为例,上面有约830万个像素点,每个像素点由三颗分别代表红、绿、蓝(RGB)三种颜色的LED芯片组成,这意味着一块4K显示面板上要有近2,500万颗 Micro-LED芯片,这要求LED芯片转移设备必须同时达到高效率和高良率的标准,才能满足量产的需求。
目前较为主流的巨量转移方式为印章转移技术、激光转移技术,或者是这两种技术的结合使用。
难点2:TFT背板制造
从Micro-LED的核心集成工艺及巨量转移技术角度看,采用平板显示技术的TFT背板,不仅较传统PCB电路板具备表面平整度上的优势,且能更好承接巨量转移工艺;但该技术在实际应用和生产过程中仍然面临诸多挑战和问题。
首先在制造成本上,制造TFT背板需要高精度的设备和工艺,这些设备通常包括但不限于光刻机、化学气相沉积(CVD)系统、物理气相沉积(PVD)系统、蚀刻机以及清洗和检测设备。这些先进的设备需要高昂的购置和维护费用,一定程度上导致初期投资和生产成本较高。
其次是技术的实际应用,当TFT背板用于拼接成大型显示屏时,面临的技术挑战尤为显著。尤其是侧壁走线技术和厚铜连接技术的实现,这些是确保大屏显示性能和可靠性的关键。在设计阶段和制造过程中,工程师必须巧妙地安排TFT背板上的电路布局和连接方式,同时还要确保玻璃基板的整体平整性和稳定性不受影响。为了达到这一目标,涉及一系列精密的工程技术和材料科学知识。例如,侧壁走线技术要求电路线路能够在基板边缘顺利转折,同时保持信号的完整性和低电阻。而厚铜技术则涉及到在基板上沉积较厚的铜层以提供更好的电导性和热管理,但这又可能会对基板的平整性造成影响。这些技术难题对生产良率和成本控制都提出了更高的要求。
难点3:驱动架构
由于LED芯片的发光特性与LCD和OLED不同,并不能直接采用现有的驱动架构来实现Micro-LED显示。受限于目前小尺寸LED芯片的发光特性,模拟驱动方式会带来灰阶无法展开和功耗太高的问题。与之相比,数字驱动可以使用固定的大驱动电流,通过不同的显示时长来调节显示亮度的驱动方式,将二者结合才能开发出适合于Micro-LED显示的驱动架构。
另外,Micro-LED显示中的驱动电路需要通过占空比来调整亮度和色阶。在低灰阶下,驱动电流非常小,可能导致亮度和色度不稳定的问题。所以需要优化Micro-LED的设计以提高小电流驱动精度和低灰阶下的显示一致性。
未来,Micro-LED大屏若要实现成本优化,加速渗透商用及消费电子市场,上述问题亟待解决。
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