میکرو ال‌ای‌دی، نمایشگر شفاف را روشن می‌کند

ترکیب نمایشگر و شفافیت ناگزیر به سناریوهای کاربردی بی‌سابقه‌تری منجر خواهد شد. اما کدام فناوری نمایشگر برای آن مناسب‌تر است؟ نمایشگر شفافتلاش‌های مداوم LCD و OLED برایمیکرو ال‌ای‌دی«جواب درست» را پیدا کرده‌اند!

میکرو ال ای دی فناوری نمایشگر در نبرد مسیر نمایشگر شفاف پیروز می‌شود

در WAIC 2024، لنوو اولین لپ‌تاپ با نمایشگر شفاف جهان را به نمایش می‌گذارد که از یک صفحه نمایش Micro LED کاملاً شفاف ۱۷ اینچی استفاده می‌کند. Au بزرگترین صفحه نمایش دو لایه Micro LED سه‌بعدی بدون نیاز به عینک ۳۰ اینچی جهان را در Touch Taiwan 2024 ارائه می‌دهد. پیش از این، AU یک صفحه نمایش Micro LED شفاف ۶۰ اینچی را برای سناریوهای مختلف در ISE 2024 به نمایش گذاشته بود. در CES 2024، سامسونگ اولین صفحه نمایش Micro LED شفاف خود را به نمایش گذاشت. در CITE 2024، Tianma Microelectronics صفحه نمایش Micro LED شفاف ۸.۰۷ اینچی با PPI بالا، PPI تا ۱۶۷، میزان عبور نور تا ۵۵٪، روشنایی تمام صفحه > ۱۵۰۰ نیت را به نمایش می‌گذارد...

آمار کامل نیست، از سال ۲۰۲۳ تا به امروز، بیش از ۱۵ شرکت در جهان انواع مختلفی از ... را به نمایش گذاشته‌اند. نمایشگر شفاف میکرو ال‌ای‌دیمحصولات، بازار صحنه‌های متنوعی مانند خودرو، نمایشگر تجاری، فناوری اطلاعات و مصرف، سه‌بعدی، دستگاه‌های همه‌کاره شفاف، نمایشگرهای شفاف کوچک و محصولات واحد نمایشگر مهندسی را پوشش می‌دهد که نیازهای صفحه نمایش‌های بزرگ با اتصال 1*N را برآورده می‌کنند. می‌توان گفت که نوآوری و خلاقیت میکرو چراغ شفاف بازار در حال ورود به مرحله شکوفایی کامل است.

بنابراین، در فناوری‌های مختلف نمایشگر، چرا میکرو ال‌ای‌دی می‌تواند «قدرت نوآوری نمایشگر شفاف» بیشتری را به خود جلب کند؟ پاسخ این است که هر دو فناوری نمایشگر ال‌سی‌دی و اولد کاستی‌های خاص خود را دارند که برای شفافیت مناسب نیستند.

اول از همه، دستگاه نمایشگر فناوری LCD برای تأمین روشنایی به نور پس زمینه نیاز دارد. نمایشگر LCD شفاف باید از نوع نور پس زمینه کناری باشد. نور پس زمینه کناری باریک، اندازه کوچک، شکل خاص و عملکرد بسیار محدودی دارد. به خصوص برای نمایشگرهای شفاف با اندازه بزرگ، روشنایی آن اغلب به اندازه کافی بالا نیست و باعث می‌شود جلوه صفحه نمایش تا حد زیادی کاهش یابد.

علاوه بر این، سیستم روشنایی نور پس زمینه LCD نیز بر موقعیت شفاف غیر پیکسل‌ها روی صفحه نمایش شفاف LCD تأثیر می‌گذارد. این امر باعث می‌شود که کنتراست بین پیکسل‌های صفحه نمایش شفاف LCD و قسمت غیر شفاف صفحه نمایش "بسیار بزرگ" باشد و این امر بر کیفیت تصویر تأثیر بیشتری می‌گذارد.

دوم، صفحه نمایش شفاف فناوری OLED در حال حاضر در بسیاری از محصولات با حداکثر پوشش ۷۷ اینچ موجود است و می‌تواند برای پشتیبانی از کاربردهای اتصال طراحی شود. با این حال، تو هستیفناوری نمایشگرها همیشه از نظر عملکرد روشنایی ضعیف بوده‌اند. به عنوان مثال، ساختار OLED سری دولایه که در صفحه نمایش IT استفاده می‌شود، برای بهبود سطح روشنایی است. و نمایشگرهای شفاف، به دلیل اینکه از یک صفحه نمایش بزرگ به عنوان ساختار شفاف استفاده می‌شود، نه ساختار تصویربرداری OLED، تعادل بین روشنایی و شفافیت نیز با مشکلاتی روبرو است. هنگامی که روشنایی کافی نباشد، جلوه نمایشگر در محیط‌های با روشنایی بالا کاهش می‌یابد.

می‌توان گفت که بزرگترین مانع برای کاربردهای شفاف LCD و OLED، «چگونگی بهبود روشنایی» است. در این زمینه، Micro LED یک مزیت طبیعی دارد. Micro LED که در صفحه نمایش‌های شفاف اعمال می‌شود، می‌تواند به راحتی روشنایی بیش از 1000 نیت را به دست آورد. این به دلیل سطح بالای بهره‌وری نوری و بهبود مداوم فناوری LED است. کارشناسان صنعت می‌گویند: «در میان فناوری‌های نمایشگر موجود، Micro LED آسان‌ترین فناوری برای دستیابی به روشنایی بالا در زیر نفوذ بالا است.»

نمایشگر شفاف میکرو ال‌ای‌دی، سبک و به اندازه کافی شفاف

برای مزایای نمایشگرهای میکرو ال‌ای‌دی بر اساس اصل شفافیت، صنعت معتقد است که علاوه بر راندمان بالای نور و روشنایی بالای خود ال‌ای‌دی، اندازه کوچک کریستال میکرو ال‌ای‌دی نیز یک مزیت عمده است.

یعنی ساختار پیکسلی صفحه نمایش‌های شفاف LCD و OLED، برای حفظ "روشنایی کافی"، ساختار پیکسل باید مساحت مشخصی را پوشش دهد. در حال حاضر، صفحه نمایش شفاف OLED رایج، پیکسل و سایر ساختارهای مات اساساً نیمی از مساحت کلی پنل را اشغال می‌کنند که کلید اصلی عدم بهبود قابل توجه میزان عبور نور از آنهاست.

در مقابل، کریستال‌های میکرو ال‌ای‌دی تقریباً لومینسانس نقطه‌ای واقعی هستند. با اندازه کمتر از 50 میکرون، نسبت مساحت آن در صفحه نمایش می‌تواند به کمتر از 95٪ کاهش یابد - یعنی، مساحت کافی برای ایجاد فضای سیم‌کشی پیکسل و ساختار شفاف آزاد است. در عین حال، ال‌ای‌دی با روشنایی بالا به صورت نور نقطه‌ای متمرکز می‌شود که برای ایجاد کنتراست بالاتر بین نقطه پیکسل و قسمت شفاف مفیدتر است و اشباع رنگ و حس سه‌بعدی تصویربرداری شفاف بهتر است.

حتی، با بهره‌گیری از ذرات پیکسل کوچک‌ترِ نمایشگر میکرو ال‌ای‌دیشرکت AU یک محصول نمایشگر سه‌بعدی با قابلیت مشاهده مستقیم روی چشم غیرمسلح با چیدمان پیکسل‌های Micro LED دولایه توسعه داده است. این صنعت معتقد است که در آینده حتی ممکن است از پیکسل‌های Micro LED کوچک‌تر برای ساخت صفحه نمایش‌های پیکسلی Micro LED شفاف چندلایه استفاده شود تا به محصولات نمایشگر هولوگرافیک سه‌بعدی و حتی استریوسکوپیک بهتری دست یابیم.

علاوه بر حل تضاد بین روشنایی و نفوذپذیری، اندازه کوچک و بازده نوری بسیار بالای میکرو ال‌ای‌دی می‌تواند به حل این مشکل کمک کند. میکرو ال‌ای‌دی همچنین مزایای خاصی در بهبود شفافیت و کنتراست نمایشگرهای شفاف دارد. زیرا در مقایسه با کریستال مایع و OLED، میکرو ال‌ای‌دی نه تنها روشنایی بالاتری را نشان می‌دهد؛ بلکه به راحتی می‌توان اشباع رنگ و دقت را در محدوده وسیع‌تری از روشنایی قابل تنظیم حفظ کرد که می‌تواند فضای وسیع‌تری را برای طراحی صفحه نمایش شفاف فراهم کند تا روشنایی میکرو ال‌ای‌دی را با توجه به روشنایی محیط تنظیم کند.

البته، به عنوان یک فناوری ساطع کننده نور، میکرو LED نمی‌تواند به خودی خود به یک صفحه نمایش تبدیل شود - به یک زیرلایه نیاز دارد. در این زمینه، میکرو LED نیز یک مزیت دارد. از یک طرف، میکرو LED می‌تواند از فناوری زیرلایه شیشه‌ای AM TFT بالغ روی LCD و OLED استفاده کند؛ از طرف دیگر، می‌تواند از محصولات زیرلایه شیشه‌ای PM که به طور خاص برای کاربردهای نمایشگر میکرو LED توسعه یافته‌اند نیز استفاده کند. مورد دوم به کاهش هزینه محصولات نمایشگر میکرو LED در نمایشگرهای بزرگ کمک می‌کند.

با این حال، اگرچه میکرو ال‌ای‌دی از نظر تئوری بهترین «مشخصات فنی» را برای صفحه نمایش شفاف دارد، اما صنعت هنوز می‌گوید که اگر می‌خواهد صفحه نمایش شفاف میکرو ال‌ای‌دی به یک محصول جهانی تبدیل شود، باید از نظر بلوغ فنی، قابلیت اطمینان و هزینه بهبود یابد.

فرآیند یکپارچه برای مسدود کردن قید و بندهای نهایی نمایشگر شفاف میکرو ال‌ای‌دی

هر محصولی که وارد بازار می‌شود، ابتدا باید از نظر رقابت‌پذیری هزینه مورد آزمایش قرار گیرد. در حال حاضر، نمایشگر شفاف میکرو ال‌ای‌دی هنوز از این نظر رضایت‌بخش نیست. دلیل اصلی این است که فرآیند انتقال گسترده به بلوغ و پایداری نرسیده است.

نمایشگر میکرو ال‌ای‌دی، یک ذره کریستالی میکرو ال‌ای‌دی است که به برد درایو متصل و جوش داده شده است. برای محصولات نمایشگر رنگی 2K، بیش از 6.22 میلیون ذره کریستالی باید منتقل، جایگذاری، یکپارچه و ثابت شوند. در عین حال، برای کنترل موثر هزینه تولید محصول، دستیابی به راندمان و بازده بالا ضروری است. واضح است که این فرآیند آسان نخواهد بود. در حال حاضر، صنعت به طور کلی معتقد است که انتقال در مقیاس بزرگ فناوری ادغام مستقیم، برای تولید انبوه واقعی، به 6 بازده از 9 نیاز دارد.

برای نمایش شفاف، میکرو ال‌ای‌دیادغام کریستالی با مشکل جدیدی مواجه شده است: برای دستیابی به ترکیب نوری بهتر در پیکسل‌های RGB، زیرپیکسل‌ها باید به هم نزدیک‌تر باشند؛ یعنی دیگر جایگذاری یکنواختی وجود ندارد، بلکه برای تمایز بین ناحیه درخشان پیکسل و ناحیه شفاف غیر درخشان است. اگر به این شکل طراحی شود، دشواری انتقال مقادیر زیاد محصولات بیشتر هم خواهد شد.

با این حال، در حال حاضر، صنعت، فناوری بسته‌بندی MIP را توسعه داده است، یعنی ابتدا به صورت یک پیکسل مستقل بسته‌بندی می‌شود و سپس مقدار زیادی از آن ادغام می‌شود. این امر تقاضا برای بازده انتقال فله را ۱ تا ۲ برابر کاهش می‌دهد و تشخیص و تعمیر نقص را به طور قابل توجهی آسان‌تر می‌کند. صنعت معتقد است که طراحی ویژه ساختار بسته‌بندی شفاف MIP و سیستم یکپارچه صفحه نمایش شفاف، استفاده از درایو شیشه‌ای PM، باید بتواند دشواری و هزینه فرآیند محصول را تحت شرایط فناوری موجود تا حد زیادی کاهش دهد.

به طور خلاصه، فناوری میکرو ال‌ای‌دی صفحه نمایش شفاف نیازمند تلاش‌های مداوم در فرآیند انتقال گسترده، پیشرفت مداوم در هزینه و مهم‌تر از آن، بررسی ایده‌های منحصر به فرد طراحی محصول و بازارهای کاربرد محصول است. و سپس تعامل مثبتی بین نوآوری در کاربرد و نوآوری در تولید ایجاد کند. از منظر رشد صنعت، صفحه نمایش شفاف میکرو ال‌ای‌دی اولیه لزوماً نباید به طور کامل به حوزه‌های حساس به هزینه مانند تبلیغات شفاف پنجره حمله کند و می‌تواند در بازارهای کاربردی سطح بالا و خلاقانه‌تر، یعنی حوزه‌های بازار با هزینه مقرون به صرفه‌تر، در اولویت قرار گیرد.

این صنعت خاطرنشان کرد که سه تا پنج سال آینده دوره‌ای حیاتی برای توسعه و گسترش سریع نمایشگرهای میکرو ال‌ای‌دی است و همچنین دوره‌ای حیاتی برای تبدیل نمایشگرهای میکرو ال‌ای‌دی شفاف از نمونه‌های اولیه فنی به کاربردهای فرود است. نمایشگرهای میکرو ال‌ای‌دی شفاف و محصولات خلاقانه همچنان در این صنعت در حال ظهور هستند و الگوی آنها قطعاً دوباره رو به افزایش است. در کوتاه‌مدت، میکرو ال‌ای‌دینمایشگر شفاف با نمایشگر شفاف OLED رقابتی ایجاد خواهد کرد و در درازمدت، نمایشگر شفاف میکرو LED امکان ایجاد بازار یکپارچه نمایشگر شفاف را دارد. نمایشگر شفاف میکرو LED یک فرصت مهم و متمایز برای محصولات است که صنعت نمایشگر مستقیم LED باید به آن توجه زیادی داشته باشد.