Læs om den næste generation af mainstream displayteknologi - Micro-LED

I den nuværende æra er displayteknologi blevet en vigtig måde at udveksle information på, herunder smartphones, VR/AR-enheder, bærbare produkter, displays i bilen, tablets/computere og laserprojektion.

 

Mikro-LEDTeknologi er kendt som "næste generations mainstream displayteknologi", dens udvikling og industrialisering accelererer, og markedsmulighederne stiger.

Layout af indenlandske førende virksomheder

 

Tianma Microelectronics har investeret i Micro-LED-teknologi siden 2017 med fokus på høj PPI, høj lysstyrke og høj gennemsigtighedsskærmeVirksomheden har lanceret en række brancheførende Micro-LED-produkter.

 

I 2022 investerede Tianma i opførelsen af ​​en fuldautomatisk Micro-LED-produktionslinje, lige fra den massive overførsel til displaymodulet, ved hjælp af laserprocessen og specialfremstillet udstyr, i tilfælde af at der ikke findes nogen standardteknologi i verden, for at opnå fuldautomatisk produktion. Linjen startede sin første produktion med succes den 26. juni 2024, hvor mere end 30 produktionsudstyr og materialer blev udviklet i samarbejde med forsyningskædevirksomheder.

Den 31. januar, BOE Huacan Optoelectronics Zhuhai Mikro-LED Testbaseprojektet for waferproduktion og emballage er afsluttet. Projektet dækker et område på omkring 217 hektar, en investering på omkring 2 milliarder yuan, og det første produkt vil blive tændt i september 2024, og det er planlagt til masseproduktion i december i år, og fremtiden vil opnå en årlig produktion på 58.800Mikro-LEDvafler.

Ifølge data er markedsstørrelsen for Micro LED-chips i 2023 omkring 32 millioner amerikanske dollars, og det forventes, at det globale Micro LED-marked i 2025 vil overstige 3,5 milliarder amerikanske dollars i 2025, og det forventes, at det yderligere vil bryde 10 milliarder amerikanske dollars-mærket i 2027.

 

Micro-LED - den næste generation af mainstream displayteknologi

 

Mikro-LED, også kendt som mLED eller μLED, er en enhed bestående af elektroluminescensenheder på mikronniveau. Ved hjælp af masseoverføringsteknologi kan disse enheder overføres til et hårdt eller fleksibelt substrat og derefter pakkes med beskyttende lag og elektroder.

Micro-LED-displayprincippet

 

Kernen i MicroLED-teknologien ligger i dens pixelstruktur, hvor hver pixel er sammensat af røde, grønne og blå primærfarveunderpixels. Hver underpixel kan styres uafhængigt for præcist at justere lysstyrken, farven og kontrasten på skærmen. I MicroLED-displaysystemet behandles lyset, der udsendes af hver LED, af en linse og et spejl og danner til sidst pixels på skærmen. De justeres derefter af et farvefilter for at vise den ønskede farvegengivelse. Fordelen ved denne teknologi er dens evne til at give ekstremt høj lysstyrke, kontrast og farvenøjagtighed.

 

Yderligere, Micro LEDArrayet er forbundet til de positive og negative poler på hver Micro LED via vertikalt krydsarrangerede positive og negative gitterelektroder. Denne forbindelse gør det muligt for Micro LED'en at blive tændt ved scanning ved at aktivere elektrodelinjerne i en bestemt rækkefølge, hvilket opnår billedvisning.

Micro-LED-proces

 

Mikro-LED er en LED-struktur, der behandles med tyndfilm, miniaturisering og array, og dens størrelse er omkring 1-100 μm. Denne teknik involverer overførsel af mikro-LED'er i batcher til printkort, som kan være hårde eller bløde, transparente eller uigennemsigtige. Derefter anvendes en fysisk aflejringsproces til at tilføje et beskyttende lag og en øvre elektrode, og til sidst pakkes det øvre substrat for at danne et mikro-LED-display.

Mikro-LED-skærme er fundamentalt forskellige fra traditionelle LED-skærme med hensyn til kornstørrelse, pakke, integrationsproces, backplane og drev.

 

Fremstillingsprocessen for mikro-LED omfatter hovedsageligt:

 

For det første er LED-krystallen tyndfilmet, miniaturiseret og arrayet gennem mikrofabrikationsprocesteknologi.

I øjeblikket nærmer procesminiaturiseringen af ​​halvledere og chips sig sin grænse, men Micro-LED-processen har stadig stor plads til vækst. Der anvendes tre hovedmetoder: chipniveausvejsning, epitaksiniveausvejsning og filmoverføring.

 

Spånbinding (spånbinding)

 

Chip-svejsning involverer opdeling af LED'en i mikronskala Micro LED-chips og binding af dem til displaykortet ved hjælp af SMT- eller COB-teknologi. Denne metode kan justere overførselsafstanden, men kan ikke overføres i batcher.

 

SMT anvendes i vid udstrækning inden for elektronisk samling, ved at montere chipkomponenter på printkort eller andre substratoverflader, ved hjælp af reflow-svejsning eller dyppesvejsningsmetoder såsom svejsesamling. Trinene omfatter materialeinspektion, screening, patching, tørring, reflow-lodning, rengøring, plug-in, bølgelodning, genrensning, inspektion og reparation.

 

COB er en small-pitch displayteknologi, der direkte indkapsler LED-wafere på printkortet og kombinerer dem til CELL-enheder. Sammenlignet med SMD-teknologi har COB-pakningsteknologi sine unikke fordele.

Waferbinding (epitaksial svejsning)

 

Epitaksial niveausvejsning er en metode til direkte at danne en mikrometerniveau mikro-LED epitaksial tyndfilmstruktur på et LED epitaksial tyndfilmlag ved hjælp af induktivt koblet plasma-ionætsningsteknologi (ICP). Den faste afstand mellem denne struktur er den nødvendige afstand mellem displaypixelerne.

 

Derefter forbindes LED-waferen, der indeholder det epitaksiale lag og substratet, direkte til drevprintkortet, og substratet strippes ved hjælp af en fysisk eller kemisk mekanisme, hvilket kun efterlader en 4 til 5 μm mikro-LED epitaksial filmstruktur til dannelse af en displaypixel på drevprintkortet. Fordelen ved denne metode er, at batchoverførsel kan realiseres, men ulempen er, at overførselsintervallet ikke kan justeres.

Tyndfilmsoverførsel Tyndfilmsoverførsel

 

LED-substratet fjernes ved hjælp af fysiske eller kemiske midler ved hjælp af et midlertidigt substrat til at holde Micro-LED-filmlaget. Derefter dannes mikronstrukturen ved induktivt koblet plasmaætsning. En anden metode er at ætse først og derefter pille LED-substratet af. I henhold til kravene til displaypunktafstanden på drivkredsløbet flyttes Micro-LED-filmen til driverkortet i batcher med det selektive overførselsværktøj for at fuldføre displaypunktsamlingen. Denne proces er billig, er ikke begrænset af displaykortets størrelse og kan overføres i stor skala.

 

For det andet, batchoverførsel til printkort - massiv overførselsteknologi

 

Nøglen til Micro-LED-teknologi er den tætte integration af meget små armaturer på chippen, hvilket kræver en særlig proces - stor mikrotransfer-teknologi (også kaldet stor transfer).

Teknikken involverer præcis lodning af hundredvis til tusindvis af primære LED-korn på et lille TFT-kredsløbskort, hvilket kræver en ekstremt høj fejlrate. Selvom der findes forskellige teknologier, der forsøger at opnå dette mål, er masseoverførsel stadig en teknologi, der skal masseproduceres.

Masseoverføringsteknikker falder i fire kategorier: præcisionsgreb, selvsamling, selektiv frigivelse og overførsel.

 

I lyset af den stigende markedsefterspørgsel efter skærme med høj farve og høj opløsning er Micro-LED-farvning blevet et forskningsfokus. I øjeblikket omfatter de vigtigste implementeringsmetoderRGB trefarvet LED-metode, UV/blå LED-lysudstrålende mediummetode og optisk linsesyntesemetode.

I takt med at AR/VR-markedet fortsætter med at vokse, er der en stigende efterspørgsel efter højtydende paneler, som traditionelle LCD- og OLED-skærme ikke længere kan imødekomme. Markedet har et presserende behov for nye displayteknologier for at forbedre ydeevnen og opfylde fremtidige udviklingsstandarder. Micro-LED-teknologi som en fremadstormende løsning gør dens egenskaber til en stærk kandidat til at imødekomme disse behov.