يضيء مصباح LED صغير شاشة عرض شفافة

سيؤدي الجمع بين العرض والشفافية حتماً إلى سيناريوهات تطبيق غير مسبوقة. ولكن ما هي تقنية العرض الأنسب لـ شاشة شفافةالمحاولات المستمرة لشاشات LCD و OLED لـتقنية Micro LEDلقد وجدنا "الإجابة الصحيحة"!

مصابيح LED صغيرة تفوز تقنية العرض في معركة مسار العرض الشفاف

في معرض WAIC 2024، كشفت لينوفو عن أول حاسوب محمول في العالم بشاشة شفافة، يستخدم شاشة Micro LED شفافة بالكامل مقاس 17 بوصة. وقدمت شركة AU أكبر شاشة ثلاثية الأبعاد ثنائية الطبقات بتقنية Micro LED بدون نظارات في العالم، مقاس 30 بوصة، في معرض Touch Taiwan 2024. وكانت AU قد عرضت سابقًا شاشة Micro LED شفافة مقاس 60 بوصة لمجموعة متنوعة من الاستخدامات في معرض ISE 2024. وفي معرض CES 2024، عرضت سامسونج أول شاشة Micro LED شفافة لها. وفي معرض CITE 2024، استعرضت شركة Tianma Microelectronics شاشة Micro LED شفافة عالية الدقة مقاس 8.07 بوصة، بكثافة بكسل تصل إلى 167 بكسل لكل بوصة، ونفاذية تصل إلى 55%، وسطوع شاشة كامل يزيد عن 1500 شمعة/م².

ليست إحصائيات كاملة، فمنذ عام 2023 وحتى الآن، أظهرت أكثر من 15 شركة في العالم مجموعة متنوعة من شاشة عرض شفافة بتقنية Micro LEDتغطي منتجات الشركة مجموعة متنوعة من المجالات، مثل المركبات، وشاشات العرض التجارية، وتكنولوجيا المعلومات، والاستهلاك، وتقنية العرض ثلاثي الأبعاد، بالإضافة إلى الأجهزة الشفافة المتكاملة، وشاشات العرض الشفافة صغيرة الحجم، ووحدات العرض الهندسية التي تلبي احتياجات توصيل الشاشات الكبيرة بنظام 1*N. ويمكن القول إن الابتكار والإبداع في شركة مايكرو ليد شفاف تدخل الأسواق مرحلة الازدهار الكامل.

إذن، لماذا تستطيع تقنية Micro LED جذب المزيد من "قوة الابتكار في مجال الشاشات الشفافة" في مختلف تقنيات العرض؟ الجواب هو أن كلاً من تقنيتي LCD وOLED لهما عيوبهما الخاصة التي تجعلهما غير مناسبتين للشفافية.

أولاً، تحتاج شاشات LCD إلى إضاءة خلفية لتوفير السطوع. يجب أن تكون الإضاءة الخلفية في شاشات LCD الشفافة جانبية. تتميز الإضاءة الخلفية الجانبية ذات الشريط الضيق بصغر حجمها وشكلها الخاص وأدائها المحدود للغاية. خاصةً في الشاشات الشفافة كبيرة الحجم، غالبًا ما يكون سطوعها غير كافٍ، مما يقلل بشكل كبير من جودة العرض.

بالإضافة إلى ذلك، يؤثر نظام الإضاءة الخلفية لشاشة LCD على المناطق الشفافة غير البكسلية في الشاشة. وهذا يُصعّب تحقيق تباين عالٍ بين بكسلات الشاشة الشفافة والأجزاء غير الشفافة، مما يؤثر سلبًا على جودة الصورة.

ثانيًا، تتوفر الشاشة الشفافة بتقنية OLED حاليًا في العديد من المنتجات، مع تغطية قصوى تصل إلى 77 بوصة، ويمكن تصميمها لدعم تطبيقات التوصيل. ومع ذلك، أنتلطالما عانت تقنية العرض من ضعف في أداء السطوع. فعلى سبيل المثال، يُستخدم هيكل OLED ثنائي الطبقات في شاشات تكنولوجيا المعلومات لتحسين مستوى السطوع. أما الشاشات الشفافة، فتعتمد على مساحة شاشة كبيرة كهيكل شفاف، بدلاً من هيكل OLED للتصوير، مما يُصعّب تحقيق التوازن بين السطوع والشفافية. فإذا لم يكن السطوع كافياً، يتراجع أداء العرض في بيئات الإضاءة العالية.

يمكن القول إنّ أكبر عقبة أمام تطبيقات الشفافية في شاشات LCD وOLED هي "كيفية تحسين السطوع". وفي هذا الصدد، تتمتع تقنية Micro LED بميزة طبيعية. فباستخدامها في الشاشات الشفافة، يمكنها بسهولة تحقيق سطوع يتجاوز 1000 شمعة/م². ويعود ذلك إلى كفاءة الإضاءة العالية والمتطورة باستمرار لتقنية LED. ويقول خبراء الصناعة: "من بين تقنيات العرض الحالية، تُعدّ تقنية Micro LED الأسهل لتحقيق سطوع عالٍ مع انتشار واسع".

شاشة عرض شفافة بتقنية Micro LED، خفيفة وشفافة بما يكفي

بالنسبة لمزايا شاشة Micro LED على مبدأ الشفافية، يعتقد القطاع الصناعي أنه بالإضافة إلى كفاءة الإضاءة العالية والسطوع العالي لـ LED نفسه، فإن الحجم الصغير لبلورة Micro LED يمثل أيضًا ميزة رئيسية.

بمعنى آخر، يتطلب الحفاظ على "سطوع كافٍ" في بنية البكسل لشاشات LCD وOLED الشفافة، أن تشغل هذه البنية مساحة معينة. في الوقت الحالي، تشغل البكسلات والبنى المعتمة الأخرى في شاشات OLED الشفافة السائدة ما يقارب نصف مساحة اللوحة الإجمالية، وهو ما يحدّ من إمكانية تحسين نفاذية الضوء بشكل كبير.

على النقيض من ذلك، تتميز بلورات Micro LED بإضاءة نقطية حقيقية تقريبًا. وبحجمها الذي يقل عن 50 ميكرونًا، يمكن تقليل نسبة مساحتها على الشاشة إلى أقل من 95%، مما يوفر مساحة كافية لتوصيلات البكسل والهيكل الشفاف. في الوقت نفسه، يتركز ضوء LED عالي السطوع في نقطة ضوئية، مما يُسهم في تكوين تباين أعلى بين نقطة البكسل والجزء الشفاف، وبالتالي تحسين تشبع الألوان والبعد الثلاثي للصورة الشفافة.

بل وحتى الاستفادة من جزيئات البكسل الأصغر حجماً شاشة عرض بتقنية Micro LEDطورت شركة AU منتج عرض ثلاثي الأبعاد يُرى بالعين المجردة، مزودًا بتصميم بكسلات Micro LED مزدوجة الطبقات. ويعتقد خبراء الصناعة أن المستقبل قد يشهد استخدام بكسلات Micro LED أصغر حجمًا لتصنيع شاشات شفافة متعددة الطبقات، ما يُتيح الحصول على عروض ثلاثية الأبعاد أفضل تُرى بالعين المجردة، بل وحتى عروض ثلاثية الأبعاد مجسمة.

إضافةً إلى حلّ التناقض بين السطوع والنفاذية، يُسهم صغر حجم مصابيح Micro LED وكفاءتها الضوئية العالية للغاية في هذا الحل. كما تتميز مصابيح Micro LED بمزايا عديدة في تحسين شفافية وتباين الشاشات الشفافة. فمقارنةً بشاشات الكريستال السائل وOLED، لا تُظهر مصابيح Micro LED سطوعًا أعلى فحسب، بل يسهل أيضًا الحفاظ على تشبّع الألوان ودقتها ضمن نطاق أوسع لضبط السطوع، مما يُتيح مجالًا أوسع لتصميم الشاشات الشفافة لضبط سطوع مصابيح Micro LED وفقًا للإضاءة المحيطة.

بطبيعة الحال، لا يمكن لتقنية Micro LED، باعتبارها تقنية باعثة للضوء، أن تُصبح شاشةً بمفردها، فهي تحتاج إلى ركيزة. وفي هذا الصدد، تتمتع تقنية Micro LED بميزة إضافية. فمن جهة، يُمكنها استخدام تقنية ركائز الزجاج AM TFT المُستخدمة في شاشات LCD وOLED؛ ومن جهة أخرى، يُمكنها استخدام منتجات ركائز الزجاج PM المُصممة خصيصًا لتطبيقات شاشات Micro LED. وهذا الأخير يُسهم في خفض تكلفة منتجات شاشات Micro LED ذات الأحجام الكبيرة.

ومع ذلك، على الرغم من أن تقنية Micro LED تتمتع بأفضل "الخصائص التقنية" النظرية للشاشة الشفافة، إلا أن الصناعة لا تزال تقول إن شاشة Micro LED الشفافة بحاجة إلى تحسين من حيث النضج التقني والموثوقية والتكلفة إذا أرادت أن تصبح منتجًا عالميًا.

عملية متكاملة لسد القيود النهائية لشاشة العرض الشفافة بتقنية Micro LED

أي منتج يدخل السوق يجب أن يخضع أولاً لاختبار القدرة التنافسية من حيث التكلفة. في الوقت الحالي، لا تزال شاشة العرض الشفافة بتقنية Micro LED غير مرضية في هذا الصدد. والسبب الرئيسي هو أن عملية النقل واسعة النطاق ليست ناضجة ومستقرة.

شاشة Micro LED عبارة عن جسيمات بلورية من نوع Micro LED مدمجة وملحومة بلوحة التشغيل. بالنسبة لشاشات العرض بدقة 2K، يلزم نقل أكثر من 6.22 مليون جسيم بلوري، وتحديد مواقعها، ودمجها، وتثبيتها. في الوقت نفسه، من الضروري تحقيق كفاءة عالية وإنتاجية عالية للتحكم الفعال في تكلفة تصنيع المنتج. من الواضح أن هذه العملية لن تكون سهلة. في الوقت الحالي، يعتقد معظم العاملين في هذا المجال أن نقل تقنية التكامل المباشر على نطاق واسع يتطلب إنتاجية تتراوح بين 6 و9 أضعاف لتحقيق الإنتاج الضخم الفعلي.

للحصول على عرض شفاف، تقنية Micro LEDيواجه دمج البلورات مشكلة جديدة: لتحقيق مزج أفضل للضوء بين وحدات البكسل RGB، يجب تقريب وحدات البكسل الفرعية من بعضها؛ أي لم يعد التوزيع المنتظم هو المطلوب، بل التمييز بين المنطقة المضيئة من البكسل والمنطقة الشفافة غير المضيئة. وإذا صُممت بهذه الطريقة، ستزداد صعوبة نقل كميات كبيرة من المنتجات.

مع ذلك، فقد طوّرت الصناعة حاليًا تقنية تغليف MIP، حيث يتم تغليف كل بكسل على حدة أولًا، ثم دمجه بكميات كبيرة. هذا يقلل من الحاجة إلى نقل كميات كبيرة من المنتج بمقدار يتراوح بين عشرة ومئة ضعف، ويجعل اكتشاف العيوب وإصلاحها أسهل بكثير. وتعتقد الصناعة أن التصميم الخاص لهيكل تغليف MIP الشفاف ونظام الشاشة الشفاف المتكامل، بالإضافة إلى استخدام محرك زجاجي PM، من شأنه أن يقلل بشكل كبير من صعوبة وتكلفة عملية الإنتاج في ظل الظروف التقنية الحالية.

باختصار، تتطلب تقنية شاشات Micro LED الشفافة جهودًا متواصلة في عملية نقلها على نطاق واسع، وتقدمًا مستمرًا في خفض التكاليف، والأهم من ذلك، استكشاف أفكار تصميم منتجاتها الفريدة وأسواق تطبيقاتها. ومن ثم، بناء تفاعل إيجابي بين ابتكار التطبيقات وابتكار الإنتاج. من منظور نمو الصناعة، لا يُشترط أن تستهدف شاشات Micro LED الشفافة في مراحلها الأولى مجالات حساسة للتكلفة مثل الإعلانات الشفافة على النوافذ، بل يمكن إعطاؤها الأولوية في أسواق التطبيقات الأكثر تطورًا وإبداعًا، أي الأسواق ذات التكلفة المعقولة.

أشارت الصناعة إلى أن السنوات الثلاث إلى الخمس القادمة تُعدّ فترة حاسمة لتسريع تطوير وانتشار شاشات Micro LED، كما أنها فترة حاسمة لتحويل شاشات Micro LED الشفافة من نماذج تقنية أولية إلى تطبيقات عملية. ومن المتوقع أن يزداد الطلب على شاشات Micro LED الشفافة والمنتجات الإبداعية في هذا القطاع. على المدى القريب، تقنية Micro LEDستشكل الشاشات الشفافة منافسةً مع شاشات OLED الشفافة، وعلى المدى البعيد، تتمتع شاشات Micro LED الشفافة بإمكانية توحيد سوق الشاشات الشفافة. وتُعدّ شاشات Micro LED الشفافة فرصةً مهمةً للمنتجات المتميزة التي يجب على صناعة شاشات LED المباشرة إيلاءها اهتمامًا بالغًا.