总投资30亿!全球首条TFT基Micro-LED产线明年量产

WitDisplay 2023-12-08 16:58

一个洁净车间内布局了数十台新型显示领域的生产装置,身着防静电工作服的研发人员紧盯设备上实时显示的技术参数,以观察设备运行情况,车间内的设备会保持24小时运转,这是新型显示产品中的模组制造场景。

一个LED模组的制造过程有上百道工序,这些标准化模组会被用于拼接出不同形状和大小的显示屏,最终成为一个Micro-LED显示屏产品……

这是成都辰显光电有限公司(以下简称“辰显光电”)的Micro-LED中试生产线生产运行现状。

上个世纪50年代以来,全球新型显示产业走过了从CRT(阴极射线管)、液晶显示(LCD)到有机电致发光显示(OLED)等技术历程。在如今的新型显示产业领域,Micro-LED这一新型显示技术凭借高亮度、长寿命、高可靠性、自由拼接等特征,被业界誉为“下一代显示技术”。

在这一前沿技术领域“吃螃蟹”的企业仍是少数,目前全球仅有韩国三星推出少量量产产品试水,而来自成都的辰显光电也在这条赛道冲刺。今年9月,辰显光电打造的全球首条TFT基Micro-LED显示屏生产线举行奠基仪式。

近日,红星新闻记者从辰显光电获悉,这条TFT基Micro-LED显示屏生产线正在进行基建作业,预计明年下半年实现量产。届时,全球TFT基Micro-LED市场将迎来“成都造”产品。

▲辰显光电突破Micro-LED技术难题

全新赛道

补齐成都空白 布局一条中试线

辰显光电从事的Micro-LED技术在显示领域属于全新赛道。

“全球的显示技术出现过几次明显的迭代,最早是CRT显示器,比如,上世纪中期人们所使用的黑白电视机;然后出现LCD显示屏,而发明于1987年的OLED技术直到近十年才得到大规模应用。随着显示技术创新步伐提速,近年来出现了Micro-LED技术。”在接受红星新闻记者采访时,辰显光电总经理黄秀颀博士谈到,相较过去的显示技术,TFT基Micro-LED有望成为未来显示的平台技术,而这一技术赛道过去一直被海外企业垄断。

“Micro-LED的技术优势在于高亮度、广色域、高可靠性等,并易于实现柔性、透明、自由拼接、传感集成,同时由于可以在从微显示到消费类电子再到巨屏显示的各个领域都能够获得广泛应用,这些因素决定其具备成为未来显示的平台技术条件。”黄秀颀解释称。

这一“未来”的意义究竟在哪里?从技术原理看,Micro-LED利用自发光的微米量级的LED为发光像素单元,这些LED的尺寸通常在10微米至50微米之间,Micro-LED屏幕便由这些微米量级的LED发光像素单元构成,这个技术尤其对间距有较高的要求。

“我们现在推出的样品像素间距为50微米,比人的一根头发丝直径还要小很多。而当发光单元之间的间距缩小后,显示出来的画面会更加细腻,在画质和亮度方面将呈现更好的效果,从而给人们带来更好的视觉体验。”黄秀颀说。

全球显示技术领域,谁在“试水”TFT基Micro-LED显示技术?在海外,苹果、三星等企业正在抢滩,国内的京东方、TCL等企业也在冲刺这一赛道。

在成都,2020年的年中,成都电子信息产业虽然在“芯屏端软智网储”等重点领域“开花结果”,产业奔向万亿规模,但是在Micro-LED显示技术仍旧存在空白。

在此背景下,行业的“空白”被补齐。“公司创业团队先后考察了多个城市之后,最终选择落地成都。”黄秀颀说,成都政策方面给予的支持力度最大。2020年8月,辰显光电落地成都,Micro-LED中试线的建设不到十个月,就于2021年7月实现了流片点亮。

这一落地成都的新型显示项目也获得成都本地投资机构——四川弘芯股权投资基金管理有限公司的加持。“宏观来说,辰显光电所在的行业是新型显示领域的最前沿,目前全球的科技巨头都在积极布局,非常有发展前景。微观来说,辰显光电的技术团队脱胎于上市公司维信诺,技术源自清华大学,在国际上处于领先水平。这是自CRT显像管、液晶显示、OLED等显示技术发展以来,中国第一次达到国际领先水平的显示技术,具有重大投资价值。”四川弘芯股权投资基金管理有限公司投资部投资经理樊凡说。

打破壁垒

破解三大难题 掌握关键技术

Micro-LED拥有更多性能优势和功能特点,然而,实现这些功能并非易事。“公司一直以来都秉持突破关键技术、掌握自主知识产权、提升产品竞争力的技术创新理念。”黄秀颀谈到,虽然在Micro-LED技术赛道的“尝鲜者”增多,但仅三星企业推出了量产产品。

巨量转移、驱动架构、无缝拼接三大技术难题犹如“三座大山”压在不少企业身上。

▲辰显光电

辰显光电的研发团队中,不少核心成员拥有海外新型显示产业巨头企业的从业经历,积累了一定的技术经验,一直围绕三大技术难题开展攻坚。自2020年落地成都以来,企业的专利申请数量已近千件,截至目前,已有400余件获得授权。

制约行业痛点的巨量转移技术难点何在?“Micro-LED显示屏生产过程中,一个原材料是LED芯片,从生产工艺上看,需要首先将晶圆上巨量且微小的LED芯片精确地转移和贴合到玻璃基板上,而晶圆上的芯片人体肉眼无法查看,这种高精度的操作工艺需要借助特制的设备进行自动化操作。”黄秀颀说,为了高效地将数以百万颗的LED芯片转移到TFT背板上,公司和国内电子信息领域部分同行开展技术合作,定制化开发了一套硬件和软件开展芯片巨量转移,目前的转移效率已可实现600万颗/每小时。

“一次转移良率”是衡量巨量转移技术的标尺。据公开信息显示,业内有同行做到了99.99%的转移良率。通过搭建中试线不停试水后,辰显光电的这一指标目前已经达到99.995%。

转移良率环节实现技术闯关后,驱动架构和无缝拼接的难题也是“拦路虎”。

“简单而言,屏幕被点亮是第一步,还需要通过结合时间和电流大小,对屏幕的亮度进行精准控制,去提供一个高品质的成像效果,这需要驱动架构技术。”黄秀颀介绍,公司已开发出国内首款TFT基Micro-LED专用混合驱动IC。

而在拼接技术环节,辰显光电的Micro-LED无缝拼接技术可以适应各种形状和大小的显示屏拼接需求。“之前的显示屏幕都有一定大小的限制。这时就需要多块显示屏组合以满足大面积的显示需求。然而,受材料和工艺水平影响,会出现边框挤压和变现,而TFT基Micro-LED可实现无缝拼接,不存在边框问题。”黄秀颀说。

走向市场

“成都造”Micro-LED新产线明年量产

翻过压在Micro-LED技术研发领域的“三座大山”后,辰显光电中试线上的新品点亮周期进一步缩短。今年8月下旬,辰显光电点亮国内首款P0.5 TFT基无边框58英寸Micro-LED拼接屏。一个多月后,辰显光电成功发布全球首款102英寸P0.5(像素间距0.5mm)TFT基Micro-LED拼接屏。

“中试线建成当年,我们便点亮了一款Micro-LED显示屏,当时为了快速验证产线能力,并围绕消费电子市场需求进行技术测试,我们采用视网膜级的高规格小尺寸显示屏进行开发。其后,我们点亮的屏幕尺寸越来越大,原因就是我们始终围绕客户的大尺寸商显产品需求进行开发。” 黄秀颀介绍,为了能够加快产品研发的步伐,中试线始终保持24小时生产状态。

▲辰显光电

随着新品持续点亮和未来量产需求,目前的一条中试线已经不能满足企业研发和生产,新产线布局迫在眉睫。“进入标准化量产阶段后,对场地面积、技术人员的需求会增大。” 黄秀颀说,企业的需求得到了成都市的支持。

在成都的系列产业规划中,Micro-LED成“关键词”。这一前沿显示技术被《成都市“十四五”制造业高质量发展规划》确定为重点布局的产业。《成都市关于进一步促进新型显示产业高质量发展的若干政策》则提出,加强前瞻领域技术储备,支持Micro-LED产业发展。

“成都拥有有机硅材料和显示屏制造等配套企业,在一些核心零部件方面,成都具有产业链上游的优势;在终端应用场景上,成都是我国时尚前沿的消费中心,形成了以VR、XR等新一代显示技术应用场景,发展Micro-LED产业具有一定的市场爆点。”在接受红星新闻记者采访时,中国电子视像行业协会副秘书长董敏也曾建议成都发展Micro-LED显示产业。

城市产业发展的“顶层设计”为市场主体发展带来利好。“最终,我们在现有厂区附近拿到一块50余亩的地块,将打造全球首条TFT基Micro-LED显示屏生产线。项目在今年9月已开始施工,预计明年2月实现主体结构封顶,明年下半年实现量产。”黄秀颀说。

▲今年9月,辰显光电打造的全球首条TFT基Micro-LED显示屏生产线举行奠基仪式 资料图

“在大尺寸商显产品领域市场端,Micro-LED产品是以平方米为单位,新产线规划每年达到1.8万平方米的产能。”黄秀颀谈到企业的“生意经”,“三星去年推出的一款89英寸Micro-LED的屏幕市场售价约75万元人民币,虽然价格会随市场波动,但凭借技术领先性,这一产业具有高附加值的特征,前景可期。”

有公开分析数据显示,预计2025年Micro-LED市场规模将达到65亿美元。“市场蛋糕”谁来买单?这涉及应用场景。

“例如,一些会议培训中心、城市指挥调度中心对屏幕画质、分辨率和刷新率等有较高需求,会催生市场空间。此外,随着人们对生活消费品质需求的提升,在娱乐影音方面也存在市场需求。Micro-LED凭借透明、长寿命、高亮度、高可靠性的特征也会在车载和穿戴设备中得到应用。”黄秀颀透露,正在和各大高等院校和业内企业合作,期待推动校企合作和行业交流,整合更多上下游产业链企业参与Micro-LED产业生态圈打造,做强成都新型显示产业链。

来源:红星新闻



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