當前,盡管 Micro-LED 技術產業化應用還存在諸多技術挑戰,但各大面板廠商已重點布局和研發相關產品和技術應用。作為全球領先的中小尺寸面板廠商,天馬微電子也加快了這一技術研發,特別是基于 Micro-LED 技術在車載顯示上的應用。在本屆中國國際 Mini/Micro-LED 產業技術峰會上,天馬微電子股份有限公司研發中心總經理、Micro-LED 研究院院長秦鋒以“Micro-LED 應用挑戰與天馬布局”為主題,分享了 Micro-LED 方面的挑戰以及天馬微電子在這一技術上的布局情況。
秦鋒表示,Micro-LED 顯示行業全球產業鏈投資規模自 2018 年激增,目前行業已進入上行周期。而天馬微電子于 2017 年正式啟動 Micro-LED 相關研發工作。
秦鋒表示,鑒于 Micro-LED 卓越的顯示特性,在克服現有的技術瓶頸后,將實現大規模商業化。從市場規模預測來看,Micro-LED 市場空間巨大,預計到 2025 年開始快速增長,2028 年市場營收將近 100 億美元。
同時,他也表示,Micro-LED 理論上具有壽命長,亮度高,透過率高,無邊框等優點,結合不同應用對解析度的要求以及對價格的敏感度的考量,未來車載顯示、透明和拼接顯示對 Micro-LED 是比較好的突破口。
那么,Micro-LED 在車載顯示中有什么特殊優勢呢?首先是高透明度,由于 μLED 發光芯片體積小至微米量級,相比 LCD 和 OLED 甚至縮小了幾十倍,這讓它可以有超大的空間實現透明區。實現高透明度。其次,Micro-LED 理論上還可以做到無邊框,這將有利于拼接顯示。這是因為LED 尺寸極小,占用較小像素空間,且不需要占用邊框區域做封裝設計。此外,Micro-LED 由無機發光材料組成,無機材料不易受到水氧的侵蝕,因此其可靠性更高,壽命更長。
秦鋒也介紹,盡管對性能要求高、成本敏感度低的高端車載顯示是 Micro-LED 應用很好的突破口,但 Micro LED 在車載顯示應用上仍然存在一些技術難題。
目前,整個 Micro-LED 技術還未成熟,Micro-LED 在車載透明顯示中也正面臨著許多挑戰。首先是高 PPI 下透明度提高困難。透明屏顯示面板可分為透明區和非透明區,非透明區主要包括 LED 芯片、封裝材料、像素電路等,這些非透明結構的增加會減小透明區的面積。因此,隨著PPI 的提高,透明度提升困難。改善方法可通過去除透明區的無機膜層,減少透明區的膜層數量,來提升透明區的透射率;另外還可以通過堆疊結構,降低非透明區的占據面積,提升透明區的面積占比。
其次是濾光片的加入導致透明度降低的問題。目前,基于安全性的考量,業界對車載顯示屏的應用是有一系列要求的,對反射率來說,常規顯示屏的要求一般是不能超過 1%,對車載透明屏的要求現在業界還沒有標準。但對車載應用來說,還是希望越低越好。車載透明顯示屏的反射率主要來源于:1. 玻璃內部全反射;2. 透明區內全反射;3.LED 芯片的反射;4. 金屬線路的反射等。常用的降低反射率的方法是在顯示屏上增加濾光片。但濾光片的加入會導致透明屏的透明度也明顯下降。因此,如何在降低反射率的同時不影響透明度也是一個關鍵。目前,除了濾光片外,大家也想出了一些改善方案,比如貼 AR 膜、引入降反結構,通過黑色材料吸收芯片和金屬的反射光減少反射等。
此外,驅動也是 Micro-LED 在車載透明顯示中的一大挑戰。恒流驅動和調幅驅動的組合,也是就 PAM+PWM 驅動,它結合了兩個驅動方法的優點,并具有更好的整體性能。秦鋒認為,這是一種更適合汽車 uLED 顯示器的驅動方法。
另外,秦鋒指出,Micro-LED 在 PID 顯示中最大的挑戰是無邊框拼接。玻璃基 Micro LED 顯示不像 PCB 基板易于穿孔走線,需采用側面走線結合 IC 背綁工藝來實現無邊框拼接。而且隨著像素 Pitch 減小,為保持無邊框,側面走線區空間縮小,走線 Pitch 也會減小,這對相關工藝如切割、磨邊、側面走線等都是很大挑戰。
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