• 发文
  • 评论
  • 微博
  • 空间
  • 微信

光电显示技术发展新方向

低温烧结纳米导电银浆 2022-06-13 09:25 发文

显示技术发展方向:柔性化、薄膜化、微小化、阵列化

万物皆显示已成为可以预见的未来,柔性显示将是未来显示技术的重要发展方向之一。国内应积极抓住本征柔性显示+高分子材料+印刷技术战略机遇。通常所说的柔性显示,是指由柔软材料制成的可变形、可弯曲的显示装置,被广泛应用于手机、电视、可穿戴设备、车载显示器、VR等领域。善仁新材认为:实现柔性有几种不同的方法,包括物理柔性(将物体做得很薄、很细)、结构柔性(芯片本身是刚性的,芯片之间的连线采用弹簧机构)。现在市场上的柔性技术是物理柔性与结构柔性的结合,这种柔性的长期稳定性是一个问题,即折叠多次以后就会出现裂痕。目前,柔性显示的主流技术是柔性OLED,柔性液晶显示(LCD)也在同步发展中。推荐善仁新材的AS7128柔性可拉伸导电银浆和低温烧结银浆AS9150。

“十三五”期间,我国在OLED显示领域的投入大于1.4万亿元,建设新型显示生产线20条,但材料、设备、技术本土化率很低,如果其中部分显示屏是本征柔性屏的话,将带来巨大的市场。2022年被业界视为Mini LED技术的商用元年,苹果推出重量级Mini LED相关产品,三星、TCL、创维、海信、康佳等电视品牌对于Mini LED的卡位战日趋激烈,华为、小米也已加入战团,在多家科技巨头开路下,Mini LED赛道变得热闹非凡。善仁新材预计2026年中国Mini LED行业市场规模有望突破400亿元,2022年-2026年复合年均增长率将达50%。

Mini LED背光技术逐步成熟,行业驶入快车道。Mini-LED采用COB封装对电路板的平整性要求极高,阻焊及表面处理是核心的工艺壁垒,供应厂商推出HDI及多层PCB方案,该行预计2022年Mini LED背光PCB的市场规模将达到159.8亿元。

一 MiniLED PCB基板情况

从全球范围内看,当前已经研发出Mini-LED PCB基板的厂商较多,包括台湾企业欣兴、泰鼎、同泰,韩国永丰。

国内Mini-LED 产业链配套也相对成熟,从芯片端到封装、显示端,国内基本实现完整的Mini-LED产业链,这给国内PCB厂商的发展带了机会。

中国大陆PCB/FPC企业在该领域也纷纷加码布局,其中较为突出的企业有鹏鼎控股、奥士康、中京电子、胜宏科技,善仁新材等,快速的市场响应能力、大规模量产能力以及产品良率就成了各厂商的核心竞争力。

PCB大厂Mini LED领域的发展情况

AS9120低温烧结银浆

1 鹏鼎控股

鹏鼎控股为全球最大的PCB生产厂商,具备一站式服务能力,客户包括苹果、微软、google等全球领先电子品牌;公司FPC的生产技术和生产产能处于业界领先水平,SLP类载板量产经验。

鹏鼎控股具备快速投产 Mini-LED PCB 基板的能力,淮安超薄线路板(miniledi背光板)从去年二季度开始量产,产能规划为9.3万平方米/月。2022年会多产生一个季度的营收贡献。

据悉,在2020年时,苹果为鹏鼎带来的营收占比高达68%,从目前状况来看,苹果打算逐步将旗下产品从LCD面板转为Mini LED。为了满足2022年新设备需求,苹果正加强Mini LED显示屏幕的订单量和供应力度。鹏鼎控股作为全球少数掌握mini LED背光技术的厂商,未来的发展空间一定会更广阔。

2 中京电子

公司在新型显示等细分市场领域拥有较强的竞争优势和客户认可度。公司中高阶HDI产品批量应用于MiniLED产品,并积累了如中麒光电、希达电子、雷曼光电、鸿利智汇、强力巨彩、LG、三星、京东方等一批业内优质品牌客户,是业界较早开展微小间距LED和MiniLED应用的产品开发企业,主要优势体现在COB封装工艺MiniLED的直显应用。

公司较早实现了MiniLED应用高阶HDI+COB(ChipOnBoard)高集成封装工艺的批量生产,具备先发技术优势。随着MiniLED集显与背光技术的成熟及大规模商用,预计未来MiniLED对高端PCB的产品需求将逐步放量。公司RPC-HDI产品与FPC产品分别批量应用于MiniLED/微小间距LED显示和OLED显示。

3 东山精密

目前,东山精密已经可以出货P0.4的倒装器件产品。公司在Mini LED车载领域积极布局,目前东山精密集团已经进入了特斯拉、蔚来、小鹏、理想等主要电动车玩家的供应链。东山精密与重点电车厂的联动,对产业带来的效益是双向的:一方面,特斯拉、蔚来、小鹏、理想等车厂的产品主打高科技概念,推Mini LED背光技术导入积极,有助于推动Mini LED背光的需求,另一方面,东山精密作为封装龙头,以背光技术起家,拥有深厚的技术积淀与基因底蕴,未来东山精密将以丰富的产品方案、产业领先的产能,以及对行业的深刻洞察,借助集团进入头部电车厂供应链的优势,在为车厂客户提供高科技解决方案的同时,进一步推动Mini LED背光行业的发展。

7 广东骏亚

公司FPC事业部目前产品有柔性电路板(FPC)、刚柔结合板(RFPC),主要应用于锂电池、无线充、TWS耳机等下游领域,已布局应用于MiniLED、OLED、智能穿戴等领域产品,销售额逐年提升。主要拥有伟创力、搜路研、TCL、比亚迪、光宝科技、Hansol、华为、小米、蓝微电子、欣旺达、中兴、大华股份、卓翼、共进股份、北斗星通等知名企业客户。

4  木林森

木林森led封装和led照明为主业。led封装国内国模第一。公司Mini LED已经切入到显示屏领域,直显业务主要面向户外大尺寸显示屏,背光领域已在业务对接中。

据悉,木林森从2019年开始布局MiniLED显示,目前重点布局MiniLED直显。为了解决目前MiniLED COB规模化生产良率和显示效果的问题,公司将研发的方向放在了全新的MiniLED COB封装材料、工艺以及设备上,现已开发成功了全新的MiniLED RGB显示模组制造技术,其中包括MiniLED的电极技术、各向异性导电焊胶技术、热压回流工艺技术及相关的配套设备,并积累了多项与之匹配的发明技术。

5  超声电子

为苹果HDI手机板及SLP类载板的供应商。公司印制板业务有生产Mini LED板。

6光莆股份

邳州5G高频新型柔性覆铜材料及应用的研发及产业化项目一期项目引进国内外行业最先进的AS9150纳米银浆 500mm Roll To Roll的全制程自动化设备,是由公司技术团队与设备商共同打造的全智能化工厂,可生产用于OLED、MINI LED、COF等产品上的载板。公司6月2日在互动平台表示,公司有布局Mini LED柔性载板,目前产品已经过中试,有送样给客户。

7  善仁新材

善仁公司推出AS9100系列低温烧结银浆,用于MiniLED的邦定,已经和头部企业密切配合小批量出货。

AS9150低温烧结银浆

二、Mini LED潜在应用市场广阔

2.1.1 苹果:iPad Pro 及 MacBook

苹果发布首次搭载 Mini LED 背光的 iPad Pro,显示效果大幅提升。2021 春季发布会上,苹果发布的新款 12.9 吋 iPad Pro 首次搭载 Mini LED 背光显示屏幕,采用 10384 颗 Mini LED 芯片(尺寸约为 8mil*8mil),2594 个分区,4 颗灯珠一组分区。这款 iPad Pro 拥有极致动态范围,对比度高达 1000000:1,全屏亮度 1000 尼特,峰值亮度高达 1600 尼特,搭配 PM 驱动多分区调控技术,大幅提升对比度,使画质更细致。背光模组由中国台湾厂商富采控股(晶元光电与隆达合资成立)供应,成本高达 90 美金,显示模组由韩国厂商 LG 供应,成本超过 100 美金,屏幕合计占据整机成本的 40%左右。苹果 Mini LED 终端出货将迅速提升,非苹果厂商将积极跟随。预计下半年苹果将推出 Mini LED 背光的 MacBook,并在 2022 年大规模推广 Mini LED 的 iPad 及 MacBook。

2.1.2 TCL 电子

京东方、华星光电等TCL 电子逐步完成各个档位布局,目标 2024 年实现 Mini LED 年产能 1000 万台。作为全球排名第二的 TV 厂商,TCL 电子在 Mini LED 布局方面非常积极,并于 2019 年推出了全球第一台 Min iLED 电视,2020 年 TCL 销售了接近市场上 90%的 Mini LED TV,销量近 30 万台(中国+北美),整体销售额超过了 10 个亿。TCL X12 8K Mini LED 领曜智屏是全球首款 OD Zero Mini LED 电视,具有 1920 个分区,搭载了多达 96000 颗微米级 Mini LED 芯片,是目前搭载 Mini LED 芯片最多的 Mini LED 电视,峰值亮度达到 3000 尼特,预估售 价接近十万。另外 TCL 电子也发布了普及型 Mini LED 产品 C12 系列,搭载 3840 颗灯珠,亮度为 1000 尼特,分区数百个,75 英寸售价 18999 元。TCL 目前已经逐步完成各个价格档位 Mini LED 电视的布局,2022 年我们 预计 TCL 电子 Mini LED 电视出货量也将达到 100 万左右量级。TCL 电子预计还将在全球范围内,投资至少 20 亿建立 10 条整机产线,实现 2024 年目标 Mini LED 智屏年产能 1000 万台。

京东方、华星光电等面板厂主要推广玻璃基 Mini LED 方案,并布局 Micro LED 技术。2019 年,华星光电 发布 75 英寸 4K 的 Mini-LED“星曜屏”,拥有 5000 个分区,采用玻璃基板方案,将灯珠和驱动芯片光刻在玻 璃基板上,实现了分区级的驱动,但玻璃基的缺点是峰值亮度较低。2021 年 ICDT(国际显示大会)上,京东 方推出 P0.9 玻璃基 Mini LED 显示产品,基于玻璃基显示工艺和微米级封装工艺,采用主动式驱动方式,可 实现 1000 尼特的高亮度、百万级超高对比度和 115% NTSC 超高色域,具有无屏闪、低功耗等特点,还可实 现纯黑无缝拼接。我们认为,当前面板厂商单纯出货 Mini LED 单片玻璃基或规模获取利润的意义并不大,面 板厂商布局 Mini LED 的最终目的是布局下一代显示技术 Micro LED 的技术,Mini LED 是通往 Micro LED 显示 的必经之路。

2.2 市场应用: Mini/Micro LED 将从不同领域切入并逐步替代传统显示

在市场应用方面,Mini LED 和 Micro LED 由于不同的性价比和成本特点,将以不同领域切入对 LCD 和 OLED 进行逐步替代。LCD 液晶屏、OLED 以及 LED 直显是目前主流的显示方案。其中 LCD 结构复杂,包括偏光片-玻璃基板滤光片-液晶分子层-玻璃基板-偏光片-背光模组,一般用于平板、笔电、TV 等中大尺寸消费级显示;OLED 结 构在 LCD 基础上简化,因为采用了有机发光层(自发光),省略了背光模组,一般用于手机、手表、高端大屏 TV 等应用;LED 直显采用 LED 自发光,省略了背光模组、偏光板等,更加轻薄且可拼接,一般用于超大屏商 用显示,Micro LED 和 Mini LED 直显均为此种结构。Mini LED 由于芯片尺寸和间距介于传统 LED 和 Micro LED 之间,因此既可以用于 LCD 背光,也可以用于直显。根据 Mini LED 性价比特点,Mini LED 有望在中大尺寸高端显示领域率先放量。随着相关技术逐渐克服瓶 颈,产业链逐步成熟,Mini LED 的整体成本逐步降低。且由于 OLED 尺寸扩大,成本指数级增加,且良率下降,在中大尺寸市场 Mini LED 性价比更加突出。在苹果、三星等厂商的引领下,Mini LED 背光的渗透率将迅速提 升,成为高端电视、电竞 NB、创作平板等应用场景的重要选择。同时 Mini 直显有望在高端大屏显示市场率先 放量。

三、产业链各环节技术逐步成熟,量产能力形成

3.1 产业链各环节技术逐步成熟,Mini LED 已具备大规模量产条件

3.1.1 基板键合:PCB &玻璃基板并行发展

Mini/Micro LED 的封装基材也分为 PCB 基板(COB)和玻璃基板(COG)方案,两种技术在基板和驱动 方案都有较大区别。另外还有更高阶的硅基,以及适用于曲面屏的柔性电路板(FPC)基板等。PCB 产能增加,小线宽技术量产成熟,未来成本将大幅下降。目前 PCB 基板应用较为成熟,包括三星、苹果、华为等主流厂商的 Mini LED 方案均采用 PCB 基板方案。PCB 基板的主要难度在于 Mini LED 要求更小 的线宽线距,以及更高的耐热性、平整性等要求。此前行业的难点在于,PCB 目前的工艺无法匹配 LED 芯片的 极致微缩化趋势,另外供应链供货厂商数量较少。目前,PCB 厂商的配合意愿正在逐步提升,供应链厂家明显 增多,同时 70 微米线宽的 PCB 技术量产成熟。未来随着下游需求放量,PCB 将不再是行业的瓶颈,成本也将 大幅降低。随着 TFT-LCD 产业成熟,玻璃基板(COG)成为可选方案。相较于 PCB 基板,该方案更容易实现巨量转 移,不仅有望大幅降低成本,同时更适用于对线宽、间距要求较高的工艺,因此在间距 0.5mm(P0.5)以下,玻璃基板具有优势。但玻璃基板也存在需要解决的问题,例如亮度问题,由于玻璃基板是电压驱动而非 PCB 基 板的电流驱动,目前峰值亮度尚处于较低水平,例如拼接技术常规玻璃基板为侧面走线,大尺寸 Micro LED 无 法拼接,以及线路过孔(在玻璃基板上面打孔)、多层板技术等。

目前来看,PCB 适合 Mini LED,而玻璃基和 硅基适合 Micro LED,目前 PCB 基板和玻璃基板均有产品上市。推荐低温烧结纳米银浆AS9150用于精细线路的印刷。

3.1.2 转移技术:Pick &Place、刺针法、激光转移

Micro LED 目前面临的最大难点是巨量转移,目前技术尚未成熟。巨量转移指将 Micro LED 芯片转移到由 电流驱动的 TFT 基板上,并在微米级水平组装成为二维周期阵列的过程。Micro LED 转移的像素颗粒数量极多 (500PPI 的 5 英寸手机屏幕需要 800 万个像素颗粒)、尺寸极小(要求微米级安装精度),每个像素包括 RGB 三个小灯珠,转移像素三倍的小灯珠的同时保证精度是非常困难的。Micro LED 的巨量转移主要有物理转移和化学转移两种方法。其中,物理转移方法主要包括以 LuxVue(2014 年被苹果收购)为代表的静电吸附转移技术;而化学转移方法主要包括以 X-Celeprint 为代表的微转移打印技术。目前来看,巨量转移技术尚未成熟,目前已有的转移技术为改良多颗转移,2019 年导入,每小时产量(UPH,单位:颗/小时)约为传统单颗转移的 2-5 倍,而巨量转移 UPH 要求为传统单颗转移的 33-50 倍。目前开发和采 用巨量转移主要考虑 UPH、转移精度和成本三个因素,其中成本包括专用设备折旧、生产效率、后续检测修复 产生的成本。Mini LED 的固晶转移方案目前主要为 Pick &Place 和刺针法。Mini LED 的芯片尺寸较大,因此相对于 Micro LED 的巨量转移技术,转移难度相对较小。固晶设备转移方案目前包括拾取放置方案(Pick &Place)、刺晶方案和激光转移方案。其中 Pick &Place 为目前主流应用技术,通过类似圆弧型的路径吸头把芯片吸起来 放到背板上,成熟度和性价比较高。刺晶方案(刺针法或者刺针式技术)对位和放的动作拿一根针把芯片往 下顶。推荐AS6680低温导电银胶固晶加CC685围堰低温胶是一种可量产的方案。

由于对微米尺寸且数量庞大的 LED 灯珠进行有效检测并修复坏点难度很大,目前设备厂商的返修功能 包括自动获取不良坐标和不良类型、自动剔除不良件 )超声波或激光)和清理焊盘、自动重置焊锡或善仁新材的低温银胶AS6680、二次固晶和烧结银AS9330焊接等。随着对成本影响较大的自动返修技术成熟,Mini LED 的成本也将大幅降低。国内 AOI 检测设备厂商崛起,打破海外巨头垄断局面。海外的 AOI 公司都历经十余年的发展,在相关领 域的解决方案上以及产品供应更加成熟,如 ASMPT、惠特、标谱、由田新技、致茂电子等。国内厂商也在逐步 崛起,出现了如矩子科技(供货京东方)、凌云光、盟拓智能、天准科技等优秀厂商,逐步打破国外巨头垄断局面。

AS7128可拉伸导电银浆

声明:本文为OFweek维科号作者发布,不代表OFweek维科号立场。如有侵权或其他问题,请及时联系我们举报。
2
评论

评论

    相关阅读

    暂无数据

    举报文章问题

    ×
    • 营销广告
    • 重复、旧闻
    • 格式问题
    • 低俗
    • 标题夸张
    • 与事实不符
    • 疑似抄袭
    • 我有话要说
    确定 取消

    举报评论问题

    ×
    • 淫秽色情
    • 营销广告
    • 恶意攻击谩骂
    • 我要吐槽
    确定 取消

    用户登录×

    请输入用户名/手机/邮箱

    请输入密码