Přečtěte si o nové generaci mainstreamové technologie displejů – Micro-LED

V současné době se zobrazovací technologie stala klíčovým způsobem výměny informací a zahrnuje chytré telefony, zařízení VR/AR, nositelnou elektroniku, displeje v automobilech, tablety/počítače a laserovou projekci.

 

Mikro LEDTechnologie je známá jako „technologie displejů nové generace“, její vývoj a industrializace se zrychlují a tržní příležitosti se zvyšují.

Rozložení předních domácích podniků

 

Společnost Tianma Microelectronics investuje do technologie Micro-LED od roku 2017 se zaměřením na vysoký PPI, vysoký jas a vysokou průhledné displejeSpolečnost uvedla na trh řadu předních produktů Micro-LED.

 

V roce 2022 investovala společnost Tianma do výstavby kompletní výrobní linky Micro-LED, která zahrnuje od masivního přenosu až po zobrazovací modul. Linie využívá laserový proces a zakázkové vybavení, což je v době, kdy na světě neexistuje žádná běžně dostupná technologie, umožňuje plně automatickou výrobu. Linka úspěšně spustila svou první výrobu 26. června 2024 a během ní bylo ve spolupráci s dodavatelskými společnostmi vyvinuto více než 30 výrobních zařízení a materiálů.

31. ledna společnost BOE Huacan Optoelectronics Zhuhai Mikro LED Projekt testovací základny pro výrobu a balení oplatek je uzavřen a pokrývá plochu přibližně 217 akrů, investice činí přibližně 2 miliardy juanů. První produkt bude uveden na trh v září 2024 a sériová výroba se plánuje na prosinec letošního roku. V budoucnu dosáhne roční produkce 58 800 kusů.Mikro LEDoplatky.

Podle údajů dosahuje velikost trhu s mikro LED čipy v roce 2023 přibližně 32 milionů amerických dolarů a očekává se, že globální velikost trhu s mikro LED v roce 2025 přesáhne 3,5 miliardy amerických dolarů a v roce 2027 by měla dále překonat hranici 10 miliard amerických dolarů.

 

Micro-LED – nová generace mainstreamové zobrazovací technologie

 

Mikro-LED, známá také jako mLED nebo μLED, je zařízení složené z elektroluminiscenčních jednotek v mikronovém měřítku. Pomocí technologie přenosu hmoty lze tyto jednotky přenést na tvrdý nebo flexibilní substrát a poté je zabalit do ochranných vrstev a elektrod.

Princip mikro-LED displeje

 

Jádrem technologie MicroLED je její pixelová struktura. Každý pixel se skládá z primárních červených, zelených a modrých subpixelů. Každý subpixel lze nezávisle ovládat pro přesné nastavení jasu, barvy a kontrastu displeje. V systému MicroLED je světlo vyzařované každou LED diodou zpracováváno čočkou a zrcadlem a nakonec se na obrazovce vytvářejí pixely, které jsou upraveny barevným filtrem pro zobrazení požadovaného barevného výkonu. Výhodou této technologie je její schopnost poskytovat extrémně vysoký jas, kontrast a přesnost barev.

 

Dále, Micro LEDPole je připojeno ke kladnému a zápornému pólu každé mikro LED diody pomocí vertikálně křížově uspořádaných kladných a záporných mřížkových elektrod. Toto spojení umožňuje rozsvícení mikro LED diody skenováním aktivací elektrodových linií v určitém pořadí, čímž se dosáhne zobrazení obrazu.

Proces mikro-LED

 

Mikro-LED je LED struktura, která je zpracovávána pomocí tenkých vrstev, miniaturizace a pole, a její velikost je přibližně 1–100 μm. Tato technika zahrnuje přenos mikro-LED diod v dávkách na desky plošných spojů, které mohou být tvrdé nebo měkké, průhledné nebo neprůhledné. Následně se fyzikálním depozičním procesem přidá ochranná vrstva a horní elektroda a nakonec se horní substrát zabalí do mikro-LED displeje.

Mikro LED displeje se zásadně liší od tradičních LED displejů, pokud jde o zrnění, pouzdro, integrační proces, základní desku a pohon.

 

Výrobní proces mikro-LED zahrnuje především:

 

Za prvé, LED krystal je tenkovrstvý, miniaturizovaný a sestavený pomocí technologie mikrofabrikačního procesu

V současné době se miniaturizace polovodičů a čipů blíží svému limitu, ale proces Micro-LED má stále velký prostor pro růst. Používají se tři hlavní metody: svařování na úrovni čipu, epitaxní svařování na úrovni a přenos filmu.

 

Lepení čipů (lepení na úrovni čipů)

 

Svařování na úrovni čipu zahrnuje rozdělení LED diody na mikronové mikročipy Micro LED a jejich spojení s deskou displeje pomocí technologie SMT nebo COB. Tato metoda umožňuje upravit rozteč přenosu, ale nelze ji přenášet v dávkách.

 

SMT se široce používá v oblasti elektronické montáže, kde se čipové součástky montují na desky plošných spojů nebo jiné povrchy substrátů pomocí reflow svařování nebo ponorného svařování, jako je například svařovací montáž. Mezi kroky patří kontrola materiálu, nanesení pasty na síto, záplatování, sušení, reflow pájení, čištění, zapojení, vlnové pájení, opětovné čištění, kontrola a oprava.

 

COB je technologie displejů s malou roztečí, která přímo zapouzdřuje LED destičky na desce plošných spojů a kombinuje je do jednotek CELL. Ve srovnání s technologií SMD má technologie balení COB své jedinečné výhody.

Epitaxní svařování (lepení destiček)

 

Epitaxní svařování na úrovni povrchu je metoda přímého vytváření mikrometrové epitaxní tenkovrstvé struktury Micro-LED na vrstvě epitaxní tenkovrstvé vrstvy LED pomocí technologie indukčně vázaného plazmatu a iontového leptání (ICP). Fixní rozteč této struktury představuje požadovanou rozteč pixelů displeje.

 

Poté je LED destička obsahující epitaxní vrstvu a substrát přímo připojena k desce plošných spojů budiče a substrát je fyzikálním nebo chemickým mechanismem odizolován, takže na desce plošných spojů budiče zůstane pouze 4 až 5 μm silná epitaxní filmová struktura mikro-LED, která tvoří zobrazovací pixel. Výhodou této metody je možnost dávkového přenosu, ale nevýhodou je nemožnost nastavení intervalu přenosu.

Přenos tenkých vrstev Přenos tenkých vrstev

 

LED substrát se odstraňuje fyzikálními nebo chemickými prostředky, přičemž se na něj nanese dočasný substrát, který drží vrstvu filmu Micro-LED. Poté se pomocí indukčně vázaného plazmatu vytvoří mikronová struktura. Další metodou je nejprve leptání a poté odlupování LED substrátu. V závislosti na požadavcích na rozteč zobrazovacích bodů budicího obvodu se film Micro-LED v dávkách přesouvá na desku budiče pomocí nástroje pro selektivní přenos, čímž se dokončí sestavení zobrazovacích bodů. Tento proces je nízkonákladový, není omezen velikostí desky displeje a lze jej přenášet ve velkém měřítku.

 

Za druhé, dávkový přenos na desku plošných spojů - technologie masivního přenosu

 

Klíčem k technologii Micro-LED je hustá integrace velmi malých svítidel na čipu, což vyžaduje speciální proces – technologii velkých mikrotransferů (nazývaných také large transfer).

Tato technika zahrnuje přesné pájení stovek až tisíců primárních LED zrn na malou TFT desku plošných spojů, což vyžaduje extrémně vysokou poruchovost. Přestože existují různé technologie, které se snaží tohoto cíle dosáhnout, přenos hmoty je stále technologií, která se teprve bude vyrábět hromadně.

Techniky přenosu hmoty spadají do čtyř kategorií: přesné uchopení, samosestavení, selektivní uvolňování a přenos.

 

Vzhledem k rostoucí poptávce na trhu po obrazovkách s vysokým barevným a vysokým rozlišením se kolorizace pomocí mikro-LED stala předmětem výzkumu. V současné době mezi hlavní implementační metody patříMetoda RGB tříbarevných LED, metoda UV/modrých LED světelných emisních médií a metoda syntézy optických čoček.

S růstem trhu AR/VR roste poptávka po vysoce výkonných panelech, které tradiční LCD a OLED displeje již nedokážou uspokojit. Trh naléhavě potřebuje nové zobrazovací technologie, které by zlepšily výkon a splnily budoucí standardy vývoje. Technologie mikro-LED jakožto nově vznikající řešení a její vlastnosti z ní činí silného kandidáta na uspokojení těchto potřeb.