MicroLED顯示技術作為下一代顯示技術,因其高亮度、高分辨率、低功耗和長壽命等優點,正受到越來越多的關注和應用。然而,背板技術的選擇對MicroLED顯示效果和成本具有關鍵影響。目前,MicroLED 背板技術主要包括玻璃基板、硅基板、PCB 基板和 LTPS(低溫多晶硅)基板。
玻璃基板:玻璃基板是目前最為成熟的背板技術之一。其制造工藝已經非常完善,生產設備和工藝流程相對穩定。玻璃基板具有高透明度,適用于高透過率的顯示應用,并且在大尺寸顯示屏的生產中成本相對可控。然而,玻璃基板的脆性高,易碎,增加了生產和運輸中的風險。同時,其熱膨脹系數較大,在高溫處理過程中容易引發應力問題,影響可靠性。盡管如此,玻璃基板仍然是大尺寸顯示應用的重要選擇。
目前,主要采用玻璃基板的LED顯示企業有雷曼光電、三安、京東方等企業。其中、雷曼光電推出的PM驅動+玻璃基板創新方案突破了巨量通孔技術、厚銅技術、通孔填銅技術等關鍵核心技術難題,解決了玻璃基板容易碎裂、難以后續維修的缺陷。雷曼相關負責人向投影時代網記者表示,目前已實現PM驅動玻璃基Micro LED顯示面板小批量試產,預計今年將通過建設中試基地繼續探索和升級玻璃基技術,未來將拓展應用于各種專用顯示場景,圍繞智慧會議交互顯示系統、智慧教育交互顯示系統和超高清家庭巨幕墻等系列超大尺寸Micro LED顯示產品及解決方案進行全方位的產品升級。
硅基板:硅基板因其高電子遷移率和高熱導率,成為小尺寸高分辨率顯示器的理想選擇,特別是在AR/VR設備中表現尤為突出。硅材料的高電子遷移率有助于實現高速驅動,而高熱導率則有利于散熱管理。然而,硅基板的成本較高,加工難度大,工藝復雜,需要高精度的設備,這些因素都增加了生產的整體成本和難度。盡管如此,硅基板在高端應用中的潛力巨大,隨著技術的進步和成本的降低,硅基板有望在更多的應用場景中發揮作用。
目前,采用硅基板的LED顯示企業包括賽富樂斯、晶能光電、晶和科技、易美芯光、凱迅光電等企業。其中,賽富樂斯是全國首家首先大尺寸硅基Micro-LED微顯示屏產線的企業。通過對技術的創新,賽富樂斯成功將傳統4寸藍寶石基制程升級為8寸兼容6寸的硅基制程,增大晶圓的有效使用面積、減少邊緣芯片損失,使Micro-LED工藝與大尺寸CMOS更好地結合,大幅降低了生產成本,從而帶動眼鏡整體成本的降低,將為AR眼鏡產品的市場普及提供價格優勢。
PCB 基板:PCB基板以其低成本和易于加工的特點,成為大規模生產的理想選擇。PCB基板的加工工藝相對簡單,適用于大面積顯示屏的生產。然而,PCB基板的熱導率較低,散熱性能一般,需要額外的散熱設計。此外,在溫度變化較大的環境下,PCB基板的尺寸穩定性較差,可能影響顯示效果。盡管存在這些問題,PCB基板仍然因其成本優勢在某些大規模生產中占據一席之地。
目前,采用PCB基板的LED顯示企業包括洲明科技、兆馳股份、科翔股份等企業,在采用PCB基板的LED顯示企業中,有幾家知名企業在該領域取得了顯著進展。例如:洲明科技所應用的柔性FPC基板易于成型,具高靈活性、輕量化、耐彎曲、防振性能、適用于惡劣環境、適合各種廣告造型、異形場景的需求。
LTPS 基板:LTPS(低溫多晶硅)基板技術以其高電子遷移率和適用于高分辨率顯示的特點,成為高性能顯示器的優選。LTPS技術可以實現高亮度和高分辨率的顯示效果,適用于手機和VR/AR設備。此外,LTPS背板的薄膜晶體管(TFT)技術相對成熟,工藝穩定。然而,LTPS工藝復雜,生產成本較高,生產良率相對較低,這些因素影響了其大規模應用。盡管如此,LTPS基板在高性能顯示器中的表現都無可挑剔,隨著技術的進步,LTPS基板有望在未來將獲得更廣泛的應用。
目前,采用LTPS 基板的LED顯示屏企業主要有天馬微電子、辰顯光電、友達光電、華星光電等企業。其中天馬已建成樂第5.5代與第6代共2條低溫多晶硅(LTPS)產線,并在CES 2023上展示了采用基于玻璃基的LTPS AM RGB Mini-LED顯示技術的12.8" Mini-LED顯示屏,具有超過115%超高色域,能夠真實還原顯示畫面細節和色彩。此外、辰顯光電也早在2021年建成了中國大陸首條從LTPS驅動背板、巨量轉移、修復到模組全覆蓋的MicroLED中試生產線,并在2024年infocomm china展會上進行了LTPS+玻璃基板工藝的成品展示。
點評:每種背板技術都有其獨特的優劣勢,選擇適合的背板技術需要根據具體的應用場景和需求來決定。玻璃基板適合大尺寸顯示,硅基板適合小尺寸高分辨率應用,PCB 基板成本低,適合大規模生產,而 LTPS 基板則在高性能顯示器中表現優異。未來,隨著技術的進步和成本的降低,不同背板技術可能會出現不同的發展進程,但更多的還是在于自身在應用場景中的應用,對于方案或項目而言,沒有最好的產品、只有最合適的產品。