盖板玻璃展:玻璃基板,Mini/Micro LED的进击之路?

 

  盖板玻璃展了解到,今年上半年LED显示屏行业,除了小间距显示屏市场比较活跃之外,显示屏新一代显示技术以及企业利润增长点——Mini/Micro LED的讨论热度也甚嚣尘上,成为LED显示屏上中下游各企业上半年争相布局的领域。由于多家企业的共同试验实行,行业发现将灯珠转移至玻璃基板上,便可实现巨量转移,为Mini/Micro LED的发展迈出历史性的一步。

  

  玻璃基板在LED显示屏的应用新方向

  

  对于玻璃基板,大部分人对它的认知还停留在液晶显示面板的应用之上,与LED显示屏灯珠所采用的基板联系不起来,但是随着Mini LED显示技术的进一步提升,以及液晶大尺寸显示屏痛点的进一步凸显,LED与LCD之间的界限逐渐有了重合的地方。目前市面上,对于Mini LED的应用很多是液晶背光源的需求,无论是笔记本和PC屏幕的4K化,还是TV产品的8K化,或者5G时代虚拟现实和特种显示应用的超高清商用显示需求,都需要很高的显示PPI。而很高的PPI对应较低的LCD开口率和很高效的背光亮度要求,较精细的细节展示和较精细的背光调节需求,以及高端产品自身的轻薄性需求。对于液晶这种需要背光系统支持的显示产品,传统液晶显示无法做到,但是Mini LED的技术恰好符合该要求。

  

  Mini LED可以提供单位面积上很多的LED发光晶体焊接数量,在亮度、可调控精细度上可以进行持续升级,较为符合4K/8K超高清和HDR效果的需求。而在Mini LED背光进一步升级的设计中,将带来“很高的热量密集度”,由此对产品散热需求很高。而传统的LED显示和背光采用PCB基板,在散热性能上存在极限,且不能无限超薄化,尤其是面对大尺寸的LED单屏或者液晶背光显示时,PCB超薄化的热变形与LED晶体自身,及其集成工艺的微型化“形成了空前的矛盾”。

  

  因此,为Mini LED寻找新的“驱动背板”,散热、稳定性、超薄集成、高密度集成控制等方面成为其优化进一步技术要求。而玻璃基板的核心材质与LED晶体都属于无机半导体结晶,两者在热效应变形系数上较为接近,玻璃自身的超薄化强度和散热能力也比PCB板很强。由此可以证明,玻璃基板的各种特点较有利于像素灯珠的巨量。因此,在Mini LED和Micro LED上实现“玻璃基板”应用,就成了一个“新方向”。

  

  Mini/Micro LED采有玻璃基板成大趋势

  

  LED显示屏采用玻璃基板不仅是一个先进的理论,在今年上半年大部分企业已经开始研发并推出了采用玻璃基板的Mini/Micro LED,令行业侧目。在UDE&iLife 2020国际显示博览会上,TCL展出全球首款 a-Si TFT Mini-LED BLU TV 75" 8K 星曜屏,其将Mini-LED从传统的PCB背板(印制电路板)转移到较低成本的玻璃基板上,降低了整体成本;天马的透明Micro-LED显示采用AM LTPS背板,通过巨量转移技术将Micro-LED RGB芯片转移到玻璃TFT基板上,亮度可达到600nits,色域高于116%NTSC,在特殊的面板设计下,透过率可达到60%,PPI高达114,分辨率为720x480;国星Mini COG作为一种以玻璃为基板的技术方案,已经是“第二代”产品,基于新型芯片转移贴片和封装技术在保持玻璃基板散热性好、成本优、亮度高等优点同时,较具有效率高,一致性好的无损工艺优势;京东方今年将正式推出玻璃基板的Mini LED背光产品,并且预计Mini LED技术将会在未来两三年爆发,此时加速布局有利于加强未来显示领域的竞争力;三星显示也已经开始开发量子点纳米棒LED(QNED)技术,将纳米棒状LED应用到氧化物TFT玻璃基板上。此外,不仅是LED显示屏行业的企业,还有电视、手机端等多个终端显示领域企业,也有望在不久的将来推出采用玻璃基板的Mini/Micro LED显示器或设备,而日益增长的Mini/Micro LED显示技术的使用,将推动显示器制造商从当前的LCD、OLED以及LED显示技术向前推进。2020年“玻璃基板LED”技术已经不再是一种“可行的技术路线研究”,而是进入“产品化的阶段”,距离真正走向“市场化”只有一步之遥。

  

  盖板玻璃展从技术角度看,未来的像素间距是在P1以下,甚至是P0.5以下,而Micro LED晶体颗粒的大小也将会会从100微米向10微米推进。在这样的趋势下,精细的大面积PCB产品制造工艺越来越困难,而成本也会随之越来越高。

  

  虽然,PCB板在精细度上,可以达到电脑CPU或者内存条等产品的使用“极高水平”,但是对于独立LED大屏和LED背光源而言,其较大的特点却是“使用超精细且很大面积”的PCB板,进行亮灯显示。而历史上的超精细PCB都是高价格产品小板块,Mini/Micro LED等需要的则是具有成本优势的大面积基板。这种需求差异,决定了PCB板在未来Mini/Micro LED等技术不断进步下的技术限制。

  

  反观玻璃基板工艺,采用半导体、光刻和先进铜工艺,可在大面积上取得超精细的TFT驱动结构。例如,成熟的液晶10.5代线玻璃基板尺寸为3370mm×2940mm,即使在大基板上,依然可以一次性成型像素间距小于0.3毫米的TFT驱动结构,如此成熟的、大规模量产的技术,满足Mini/Micro LED应用的基板需求绰绰有余。

  

  另外,经历数十年的发展,TFT玻璃基板的设备、工艺以及生产线等早已经成熟,甚至随着OLED的兴起,二手玻璃基板产品线也在市场上流动,而其市场供给能力和规模也远超过超精细PCB板,较甚的是15年前已经成熟的第6代TFT玻璃基板,就已经能够满足Mini/Micro LED拼接大屏的结构单元应用尺寸需求。

  

  通过两者对比,玻璃基板LED虽然是崭新工艺路线,但是却是一个“上游高度成熟”的产品,至少比PCB板在超精细、超大板卡上较为成熟,较具有规模成本与工艺成本优势。况且,如果Mini/Micro LED应用巨量转移技术,玻璃基板的友好性也比PCB板的很高,PCB板的平整度对于50微米以下的Micro LED转移,将是一个比较大的瓶颈,玻璃基板则没有这个问题。由此可见,玻璃基板LED是很好性能与较低成本的兼得,并且可以比PCB板较早地实现量化,因此在Mini/Micro LED显示技术领域,玻璃基板LED比PCB板较具有前景。

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  来源:慧聪LED屏网