Mini/Micro LED 玻璃基板核心涂层

Mini/Micro LED玻璃基板表面涂覆的核心涂层包括:导电线路层、绝缘/钝化层、光学功能层,以及辅助工艺层。这些涂层协同赋予玻璃基板以导电性、绝缘性、光学优化与工艺适配,从而支撑高分辨率、高对比度、高可靠性的显示效果。

一、核心涂层结构与材料

1. 导电线路系统(多层复合结构)
打底层/粘附层
– 材料:钼(Mo)、钛(Ti)、氧化钛(TiO₂)、镍铬合金(NiCr)、氮化硅(Si₃N₄)
– 厚度:80-200nm
– 作用:解决玻璃表面惰性与光滑导致的附着力难题,确保后续金属层牢固结合
应力释放层(Mini LED常用)
– 材料:锡铅合金(Sn-Pb,锡含量60-95%)、镍铜合金
– 厚度:120-300nm
– 作用:缓冲厚铜膜热应力,减少玻璃基板翘曲与开裂,提高结构稳定性
主导电层
– 材料:铜(Cu,最常用)、银(Ag)、金(Au)、铝(Al)
– 厚度:Mini LED:1-10μm(常为6-7μm);Micro LED:0.1-2μm
– 作用:形成精细电路,实现芯片与外部电路的导电互联,同时承担散热功能
顶层导电/接触层
– 材料:银(Ag)、金(Au)、铜锡合金
– 厚度:0.1-5μm
– 作用:提供低接触电阻的键合界面,增强抗氧化与耐磨性,保障长期可靠性

2. 绝缘/钝化保护系统
绝缘隔离层
– 材料:氮化硅(Si₃N₄)、二氧化硅(SiO₂)、聚酰亚胺(PI)、SU-8
– 厚度:0.1-5μm
– 作用:实现线路间绝缘,防止短路;优化介电性能,降低高频信号损耗;为精密线路提供物理保护
钝化保护层(芯片级)
– 材料:氧化铝(Al₂O₃,ALD沉积)、氮化硅(Si₃N₄)、有机钝化胶
– 厚度:Micro LED:50-500nm;Mini LED:1-3μm
– 作用:保护LED芯片侧壁与表面,阻挡水氧侵蚀;降低表面缺陷密度,提高发光效率(可提升14-20%)
– 工艺特点:ALD(原子层沉积) 可在复杂微结构表面形成均匀、保形的钝化层

3. 光学功能涂层
高反射层(Mini LED背光常用)
– 材料:白色阻焊油墨(高反射率>90%)、银/铝金属反射层、二氧化钛(TiO₂)高反涂层
– 厚度:5-30μm(白油);0.1-1μm(金属)
– 作用:提高背光效率(可提升20-30%),减少光能损失,增强LCD显示对比度
– 黑矩阵(BM,Micro LED直显常用)
– 材料:黑色光刻胶、铬(Cr)金属层
– 厚度:3-10μm
– 作用:分隔像素、抑制光串扰,提升对比度(可达20,000:1),增强显示锐度
量子点色转换层(QCCL,全彩实现方案)
– 材料:红色/绿色量子点(PMMA/硅胶基质)、钙钛矿量子点复合物
– 厚度:2-5μm
– 作用:将蓝色LED光转换为红/绿光,实现全彩显示;色纯度高,色域覆盖可达115% NTSC
– 工艺:喷墨打印(精度±1.5μm)、微流控填充、光刻图案化

4. 特殊工艺辅助涂层
临时键合/释放层(Micro LED巨量转移)
– 材料:DRL(动态释放层)、光敏胶、热可逆胶
– 作用:在巨量转移中实现临时固定与精确释放,转移良率可达99.9%
平坦化/填充层
– 材料:光敏树脂、绝缘胶(OC)
– 作用:填补线路凹凸,形成平整表面,为芯片贴装与光学层提供均匀基础
光学匹配层(出光优化)
– 材料:高折射率透明胶(n=1.7-2.1)、OCA光学胶
– 作用:优化光提取效率(可提升30%),减少全反射,降低光损失

二、涂层的核心功能与价值

1. 电性能实现
– 绝缘-导电协同:玻璃基板本身绝缘,多层导电/绝缘复合结构构建高密度、高精度的三维电路网络(线宽/线距可至微米级)
– 信号传输优化:低电阻金属(铜为主)确保高频、高速信号低损耗传输,满足5G/6G与AI显示需求

2. 机械与热稳定性增强
– 应力管理:多层复合设计有效缓解CTE(热膨胀系数)不匹配导致的翘曲与开裂
– 散热增强:金属导电层充当热沉,将芯片热量快速导出(热阻降低40-60%),提升高温环境下的稳定性

3. 光学性能提升(显示品质的关键)
– 对比度跃升:黑矩阵+高反射层组合使对比度从普通LCD的1000:1提升至1,000,000:1(Micro LED)
– 色域扩展:量子点涂层将色域从72% NTSC扩展至115%+ NTSC,色彩表现超越OLED
– 光效优化:通过钝化层/反射层/光学匹配层的协同,光提取效率提升50-80%

4. 环境适应性与可靠性
– 三防保护:致密钝化层有效阻挡水、氧、酸碱侵蚀,使寿命从1000小时提升至50,000小时+
– 耐高温:可承受250℃+回流焊与长期85℃/85%RH湿热环境,性能稳定

三、应用场景与涂层选择策略

– Mini LED背光:重点关注高反射层+厚铜导电层,提升背光效率与散热能力
– Micro LED直显:强调超薄多层导电+精密绝缘+ALD钝化+黑矩阵,实现高分辨率与高可靠性
– 车载/户外:选用高耐候性钝化层+热稳定光学层,适应极端温度与严苛环境
– AR/VR微显示:优化光学匹配层+超薄涂层结构,提升光效与佩戴舒适度

总结

Mini/Micro LED玻璃基板的涂层系统是一个高度协同的功能整体:导电线路层赋予绝缘玻璃以电路功能;绝缘/钝化层保障可靠性与稳定性;光学功能层决定色彩与对比度等核心显示指标;工艺辅助层支撑巨量转移等关键制造环节。正是这一完整涂层体系,使玻璃基板成为Mini/Micro LED显示的理想载体,推动显示技术向更高分辨率、更高亮度、更广色域、更低功耗演进。

Mini/Micro LED 玻璃基板核心涂层 - 超声喷涂Micro LED玻璃基板

超声喷涂是 Mini/Micro LED 玻璃基板核心涂层的关键制备工艺,凭借高精度雾化与均匀涂覆优势,适配导电层、绝缘层、光学功能层等核心涂层需求。其可精准涂覆金属浆料(铜、银)形成微米级精细导电线路,保障低阻互联与高效散热;均匀沉积氮化硅、聚酰亚胺等绝缘 / 钝化材料,实现线路隔离与水氧防护;还能适配量子点色转换层、高反白油等光学涂层,优化光效与色域。该工艺涂层厚度偏差<±5%,孔隙率低、附着力强,且低温制程不损伤玻璃基板,适配 Mini/Micro LED 高分辨率、高可靠性要求,为显示面板的对比度提升、寿命延长提供核心工艺支撑。

关于驰飞

驰飞的解决方案是环保、高效和高度可靠的,可大幅减少过量喷涂,节省原材料,并提高均一性、转移效率、均匀性和减少排放。为企业提供围绕功能涂层的全套解决方案及长期技术支持,保证客户涂层稳定量产;针对特殊器械涂层需求,提供涂层定制研发服务;提供各类涂层代工服务。

杭州驰飞是超声镀膜系统开发商和制造商,产品主要应用于燃料电池质子交换膜喷涂、薄膜太阳能电池、钙钛矿、微电子、半导体、 纳米新材料、玻璃镀膜、 生物医疗、纺织品等领域。

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