4月10日,2025中國國際Mini/Micro-LED產(chǎn)業(yè)技術(shù)峰會在深圳成功舉辦。天馬新型顯示技術(shù)研究院(廈門)有限公司天馬Micro LED研究院研發(fā)總監(jiān)霍思濤出席峰會并發(fā)表《天馬Micro-LED車載顯示技術(shù)探索與布局》主題演講,就Micro-LED車載應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)進行了深入分享。
汽車駕駛艙的發(fā)展趨勢正朝著高度集成化、智能化、數(shù)字化和個性化的方向演進。車載顯示,特別是智駕顯示發(fā)展速度很快,針對不同等級的智能車形態(tài),對顯示的要求差異很大,Micro-LED正好可以匹配這種未來個性化需求。
Micro-LED的高透過率、高亮、超寬溫等技術(shù)優(yōu)勢適應(yīng)智駕的發(fā)展趨勢。例如,對于透明顯示來說,透過率瞄準(zhǔn)70%,不能低于70%的透過率。車載屬于戶外應(yīng)用,對亮度要求較高,高亮顯示對于HUD而言,像源要達到5萬nits甚至更高的亮度。對于技術(shù)優(yōu)化方向,特別是針對高亮度、高透過率、低反射率、均勻性、Mura、高良點率等,對Micro-LED來說比較核心的是巨量轉(zhuǎn)移和封裝工藝,還有針對Micro-LED補償?shù)乃惴ǎ羞@些點都可以讓Micro-LED的特性能更加突出,更適合未來車載的應(yīng)用場景。
Micro-LED車載關(guān)鍵技術(shù)重點攻關(guān)方向主要包括LED芯片、巨量轉(zhuǎn)移、光學(xué)封裝結(jié)構(gòu)、LTPS背板驅(qū)動四。芯片現(xiàn)在受困于效率和均勻性,整個顯示品質(zhì)有待提升,成本較高,分別從均勻性、良率、光效、光形、冷熱比等方面做提升,確保整個顯示的功耗、亮度、成本的改善。巨量轉(zhuǎn)移是創(chuàng)新性比較強的一段,主要涉及排片,特別是激光排片,還有激光件和修補修復(fù),以及電測,這些更多保證了良率和顯示特性,主要是Mura和均勻性方面的改善。光學(xué)封裝更多的是解決顯示特性,包括正視角的亮度和色度,包括大視角的亮度和色度,這里還涉及到可靠性的問題,封裝對面板的可靠性影響非常大,包括對背板的影響。所以光學(xué)封裝也有很多創(chuàng)新的設(shè)計和材料。背板驅(qū)動更多的涉及電路和算法,通過各種算法實現(xiàn)色度和效率的最佳匹配。
具體來看車載光學(xué)封裝結(jié)構(gòu)。對于增強光效的光學(xué)封裝來說,有MLP、MLA、集成式反射杯、貼合式反射杯技術(shù)方案,不同結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的特性略有差異,但是面臨的挑戰(zhàn)不一樣。MLP對反射率影響低,工藝實現(xiàn)難度低,但是LED偏移2μm以上增效降低明顯;MLA對反射率影響低,聚光效果明顯,但是材料和工藝的難度高;集成式反射杯聚光效果明顯,但影響反射率、影響PPI、工藝較難;貼合式反射杯光效最優(yōu),但是影響反射率、影響PPI、工藝復(fù)雜。除了封裝結(jié)構(gòu)以外,還需著重改善高溫色偏。LED有一個很大的問題是效率,隨著電流和溫度的變化發(fā)生變化。為了解決這個問題,可以采用色轉(zhuǎn)換的思路,用藍光來驅(qū)動色轉(zhuǎn)換層實現(xiàn)彩色顯示。這又分為兩種實現(xiàn)路徑,一種是LED轉(zhuǎn)移到基板上以后再做色轉(zhuǎn)換層。另外一種是提前把色轉(zhuǎn)換集成在芯片上,芯片跟色轉(zhuǎn)換一起轉(zhuǎn)移到巨量轉(zhuǎn)移的色板上。另外,對于車載來說,外部環(huán)境光高了后對于屏的反射率要求極高,對于這塊也做了很多的嘗試和改進,通過中間特殊的結(jié)構(gòu),增加吸光層等實現(xiàn)比較低的反射率,以滿足車載市場的需求。
天馬較早開啟Micro-LED研發(fā)。去年12月,天馬Micro-LED產(chǎn)線在廈門成功實現(xiàn)全制程貫通。天馬依托自主核心的工藝,實現(xiàn)了國內(nèi)首創(chuàng)3.5代定制化全自動巨量轉(zhuǎn)移及鍵合設(shè)備,這個過程中有很多設(shè)備和材料都是跟合作伙伴一起創(chuàng)新性開發(fā)。
從技術(shù)布局來看,天馬有五大核心工藝、五大背板技術(shù)(高性能背板技術(shù)、高性能封裝技術(shù)、混合調(diào)光技術(shù)、像素擴展技術(shù)、智能校準(zhǔn)技術(shù))、四大顯示方案(朗晶透明技術(shù)、玄暉高亮技術(shù)、熹微低反技術(shù)、無界晶連技術(shù))支撐Micro-LED快速導(dǎo)入汽車應(yīng)用場景,以及要求比較苛刻的應(yīng)用平臺。
核心工藝技術(shù)方面,第一個是三維一體濺射成膜技術(shù)TDS,行業(yè)首臺全自動旋轉(zhuǎn)式三維一體鍍膜設(shè)備,利用圖形化掩膜技術(shù),正面、側(cè)面、背面的連接走線三維一體成型,無需背面走線光刻制程。可實現(xiàn)線寬/線距30μm/30μm,成本也能大幅降低。第二個是全自動高熔點金屬蒸鍍技術(shù)HME,國內(nèi)首臺G3.5全自動金屬蒸鍍設(shè)備,可對應(yīng)小芯片高PPI產(chǎn)品,可靠性更高,沒有廢排的問題,更綠色環(huán)保,另外光刻定義圖案化,精度更高。第三個是激光巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)LMT,主要是激光作用于釋放層材料, 使其發(fā)生燒蝕, 產(chǎn)生的蒸汽壓力將Micro-LED轉(zhuǎn)移至目標(biāo)基板的技術(shù),特點是業(yè)界最大的準(zhǔn)分子激光,光斑面積可以達到2*16mm,效率更高。均勻性也更好,轉(zhuǎn)移精度在1um以內(nèi)。上載板可以兼容不同尺寸,例如4/6/8寸,下載板≥250*250mm,對于來料的兼容性更高,轉(zhuǎn)移效率也會更高。第四個是激光精密鍵合技術(shù)LPB,通過高精密對位壓合,搭配高勻化IR激光實現(xiàn)Micro-LED與TFT基板的電性連接。技術(shù)特點是,COC2一次鍵合面積可超過200*200mm,較傳統(tǒng)效率提升30多倍。首臺國產(chǎn)G3.5鍵合平臺,設(shè)備結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計,保證了生產(chǎn)品質(zhì)和良率。還有可分區(qū)控溫、可變功率的IR激光系統(tǒng),可實現(xiàn)更高均勻性。第五個是激光原位修復(fù)技術(shù)LOR,主要是使用激光對缺陷點位移除后、在原位回補芯片的技術(shù)。修補對于Micro-LED非常重要,LOR技術(shù)可以實現(xiàn)修復(fù)良率超過99.9%,可靠性非常高。另外可以實現(xiàn)智能圖案化回補,可以支持很多缺陷一次性完成回補修復(fù)。同時實現(xiàn)全套激光解決方案,在工藝上更穩(wěn)定,更高效。
天馬Micro-LED產(chǎn)品重點布局車載領(lǐng)域,目標(biāo)是希望2028-2030年能夠落地,能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn);大屏也是重點量產(chǎn)方向,期待在2025-2027年有規(guī)模化產(chǎn)品推向市場;小尺寸領(lǐng)域,比如手表、筆記本電腦,在技術(shù)成熟、成本可控后也會計劃推向市場。
天馬對于Micro-LED技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了技術(shù)預(yù)研、技術(shù)首發(fā)、性能提升,目前也已經(jīng)進入應(yīng)用拓展、產(chǎn)業(yè)化推進階段。目前產(chǎn)線已經(jīng)搭建起來,相信產(chǎn)品推出和技術(shù)發(fā)展會比以前更迅速更快。同時,天馬也將在Micro-LED知識產(chǎn)權(quán)布局方面繼續(xù)努力,實現(xiàn)更多技術(shù)創(chuàng)新。
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