Scopri di più sulla prossima generazione di tecnologia di visualizzazione tradizionale: Micro-LED
Nell'era attuale, la tecnologia di visualizzazione è diventata un mezzo fondamentale per lo scambio di informazioni, e comprende smartphone, dispositivi VR/AR, prodotti indossabili, display per auto, tablet/computer e proiezione laser.
Micro LEDLa tecnologia è nota come "tecnologia di visualizzazione mainstream di prossima generazione", il suo sviluppo e la sua industrializzazione stanno accelerando e le opportunità di mercato sono in aumento.
Disposizione delle principali imprese nazionali
Tianma Microelectronics investe nella tecnologia Micro-LED dal 2017, concentrandosi su PPI elevato, elevata luminosità e alta display trasparentiL'azienda ha lanciato una serie di prodotti Micro-LED leader del settore.
Nel 2022, Tianma ha investito nella costruzione di una linea di produzione completa di Micro-LED, dal trasferimento di massa al modulo display, utilizzando il processo laser e attrezzature personalizzate, in assenza di tecnologie disponibili sul mercato al mondo, per ottenere una produzione completamente automatica. La linea ha avviato con successo la sua prima produzione il 26 giugno 2024, durante la quale sono stati sviluppati oltre 30 materiali e attrezzature di produzione in collaborazione con le aziende della supply chain.
Il 31 gennaio, BOE Huacan Optoelectronics Zhuhai Micro Led Il progetto di base di prova per la produzione e il confezionamento di wafer è stato completato, il progetto copre un'area di circa 217 acri, un investimento di circa 2 miliardi di yuan, il primo prodotto verrà lanciato a settembre 2024, la produzione in serie è prevista per dicembre di quest'anno, il futuro raggiungerà una produzione annua di 58.800Micro LEDcialde.
Secondo i dati, nel 2023 il mercato dei chip Micro LED varrà circa 32 milioni di dollari USA e si prevede che nel 2025 il mercato globale dei Micro LED supererà i 3,5 miliardi di dollari USA, per poi superare ulteriormente la soglia dei 10 miliardi di dollari USA nel 2027.
Micro-LED: la prossima generazione della tecnologia di visualizzazione tradizionale
Il micro-LED, noto anche come mLED o μLED, è un dispositivo composto da unità elettroluminescenti di dimensioni micrometriche. Attraverso la tecnologia di trasferimento di massa, queste unità possono essere trasferite su un substrato rigido o flessibile e quindi confezionate con strati protettivi ed elettrodi.
Principio del display Micro-LED
Il cuore della tecnologia MicroLED risiede nella struttura dei pixel: ogni pixel è composto da sub-pixel di colore primario rosso, verde e blu. Ogni sub-pixel può essere controllato in modo indipendente per regolare con precisione luminosità, colore e contrasto del display. Nel sistema di visualizzazione MicroLED, la luce emessa da ciascun LED viene elaborata da una lente e uno specchio, formando infine i pixel sullo schermo e regolata da un filtro colorato per mostrare la resa cromatica desiderata. Il vantaggio di questa tecnologia è la sua capacità di fornire luminosità, contrasto e precisione cromatica estremamente elevati.
Inoltre, il Micro GUIDATOL'array è collegato ai poli positivo e negativo di ciascun Micro LED tramite elettrodi a griglia, positivi e negativi, disposti verticalmente a croce. Questa connessione consente di illuminare il Micro LED tramite scansione, attivando le linee degli elettrodi in una sequenza specifica, ottenendo così la visualizzazione dell'immagine.
Processo Micro-LED
Il Micro-LED è una struttura LED elaborata tramite film sottile, miniaturizzazione e array, con dimensioni comprese tra 1 e 100 μm. Questa tecnica prevede il trasferimento di micro-LED in lotti su circuiti stampati, che possono essere rigidi o morbidi, trasparenti o opachi. Successivamente, viene utilizzato un processo di deposizione fisica per aggiungere uno strato protettivo e un elettrodo superiore, e infine il substrato superiore viene confezionato per formare un display Micro-LED.
I display micro-LED sono fondamentalmente diversi dai display LED tradizionali in termini di grana, package, processo di integrazione, backplane e unità.
Il processo di produzione dei micro-LED comprende principalmente:
In primo luogo, il cristallo LED è a film sottile, miniaturizzato e array attraverso la tecnologia del processo di microfabbricazione
Attualmente, il processo di miniaturizzazione di semiconduttori e chip sta raggiungendo il suo limite, ma il processo Micro-LED ha ancora ampi margini di crescita. I metodi principali utilizzati sono tre: saldatura a livello di chip, saldatura a livello epitassiale e trasferimento di film.
Saldatura a livello di chip (saldatura a livello di chip)
La saldatura a livello di chip prevede la suddivisione del LED in microchip di dimensioni micrometriche e il loro incollaggio alla scheda del display tramite tecnologia SMT o COB. Questo metodo consente di regolare la spaziatura di trasferimento, ma non può essere trasferito in lotti.
La tecnologia SMT è ampiamente utilizzata nel campo dell'assemblaggio elettronico, per il montaggio di componenti a chip su PCB o altre superfici di substrato, utilizzando metodi di saldatura a riflusso o a immersione come l'assemblaggio per saldatura. Le fasi includono l'ispezione del materiale, l'applicazione della pasta per serigrafia, la patch, l'asciugatura, la saldatura a riflusso, la pulizia, l'inserimento, la saldatura a onda, la ripulitura, l'ispezione e la riparazione.
COB è una tecnologia di visualizzazione a passo ridotto che incapsula direttamente i wafer LED sul PCB e li combina in unità CELL. Rispetto alla tecnologia SMD, la tecnologia di packaging COB presenta vantaggi unici.
Saldatura epitassiale (wafer bonding)
La saldatura a livello epitassiale è un metodo per formare direttamente una struttura a film sottile epitassiale Micro-LED di livello micrometrico su uno strato di film sottile epitassiale LED mediante tecnologia di incisione ionica al plasma accoppiato induttivamente (ICP). La spaziatura fissa di questa struttura corrisponde alla spaziatura richiesta per i pixel del display.
Successivamente, il wafer LED contenente lo strato epitassiale e il substrato viene collegato direttamente alla scheda di controllo, e il substrato viene rimosso mediante un meccanismo fisico o chimico, lasciando solo una struttura di film epitassiale Micro-LED da 4 a 5 μm per formare un pixel del display sulla scheda di controllo. Il vantaggio di questo metodo è che è possibile realizzare il trasferimento in batch, ma lo svantaggio è che l'intervallo di trasferimento non può essere regolato.
Trasferimento di film sottile Trasferimento di film sottile
Il substrato LED viene rimosso con mezzi fisici o chimici, utilizzando un substrato temporaneo per trattenere lo strato di pellicola Micro-LED. Quindi, la struttura micrometrica viene formata mediante incisione al plasma accoppiata induttivamente. Un altro metodo consiste nell'incidere prima e poi staccare il substrato LED. In base alla spaziatura dei punti di visualizzazione del circuito di pilotaggio, la pellicola Micro-LED viene trasferita alla scheda driver in lotti con l'apposito strumento di trasferimento selettivo per completare l'assemblaggio dei punti di visualizzazione. Questo processo è economico, non è limitato dalle dimensioni della scheda display e può essere trasferito su larga scala.
In secondo luogo, trasferimento batch su circuito stampato: tecnologia di trasferimento massivo
La chiave della tecnologia Micro-LED è l'integrazione densa di apparecchi di illuminazione molto piccoli sul chip, che richiede un processo speciale: la tecnologia del micro-trasferimento di grandi dimensioni (detta anche tecnologia di trasferimento di grandi dimensioni).
La tecnica prevede la saldatura precisa di centinaia o migliaia di grani LED primari su un piccolo circuito stampato TFT, il che comporta un tasso di errore estremamente elevato. Sebbene esistano diverse tecnologie che tentano di raggiungere questo obiettivo, il trasferimento di massa è ancora una tecnologia destinata alla produzione in serie.
Le tecniche di trasferimento di massa rientrano in quattro categorie: presa di precisione, autoassemblaggio, rilascio selettivo e trasferimento.
Di fronte alla crescente domanda del mercato di schermi ad alta risoluzione e ad alta risoluzione, la colorazione dei Micro-LED è diventata un obiettivo di ricerca. Attualmente, i principali metodi di implementazione includonoMetodo LED RGB a tre colori, metodo del mezzo di emissione luminosa LED UV/blu e metodo di sintesi delle lenti ottiche.
Con la continua crescita del mercato AR/VR, aumenta la domanda di pannelli ad alte prestazioni che i tradizionali display LCD e OLED non sono più in grado di soddisfare. Il mercato necessita urgentemente di nuove tecnologie di visualizzazione per migliorare le prestazioni e soddisfare gli standard di sviluppo futuri. La tecnologia Micro-LED è una soluzione emergente e le sue caratteristiche la rendono un valido candidato per soddisfare queste esigenze.
