Les om neste generasjon av vanlig skjermteknologi – Micro-LED

I dagens æra har skjermteknologi blitt en viktig måte å utveksle informasjon på, og dekker smarttelefoner, VR/AR-enheter, bærbare produkter, skjermer i biler, nettbrett/datamaskiner og laserprojeksjon.

 

Mikro-LEDTeknologien er kjent som «neste generasjons mainstream-skjermteknologi», utviklingen og industrialiseringen akselererer, og markedsmulighetene øker.

Oppsett av innenlandske ledende bedrifter

 

Tianma Microelectronics har investert i Micro-LED-teknologi siden 2017, med fokus på høy PPI, høy lysstyrke og høy gjennomsiktighetsskjermerSelskapet har lansert en rekke bransjeledende Micro-LED-produkter.

 

I 2022 investerte Tianma i byggingen av en fullprosess Micro-LED-produksjonslinje fra den massive overføringen til displaymodulen, ved bruk av laserprosessen og tilpasset utstyr, i tilfelle det ikke finnes noen standardteknologi i verden, for å oppnå helautomatisk produksjon. Linjen startet sin første produksjon med hell 26. juni 2024, hvor mer enn 30 produksjonsutstyr og materialer ble utviklet i samarbeid med forsyningskjedeselskaper.

31. januar, BOE Huacan Optoelectronics Zhuhai Mikro-LED Prosjektet for testbase for waferproduksjon og emballasje er avsluttet. Prosjektet dekker et område på rundt 217 dekar, en investering på rundt 2 milliarder yuan, og det første produktet vil bli tent i september 2024, og det er planlagt masseprodusert i desember i år. I fremtiden vil det oppnås en årlig produksjon på 58 800.Mikro-LEDvafler.

Ifølge data er markedsstørrelsen for Micro LED-brikker i 2023 omtrent 32 millioner amerikanske dollar, og det forventes at det globale Micro LED-markedet i 2025 vil overstige 3,5 milliarder amerikanske dollar innen 2025, og det forventes at det vil bryte ytterligere 10 milliarder amerikanske dollar i 2027.

 

Micro-LED – neste generasjon av mainstream-skjermteknologi

 

Mikro-LED, også kjent som mLED eller μLED, er en enhet som består av elektroluminescensenheter på mikronnivå. Gjennom masseoverføringsteknologi kan disse enhetene overføres til et hardt eller fleksibelt substrat og deretter pakkes med beskyttende lag og elektroder.

Prinsipp for mikro-LED-skjerm

 

Kjernen i MicroLED-teknologien ligger i pikselstrukturen, der hver piksel består av underpiksler i røde, grønne og blå primærfarger. Hver underpiksel kan kontrolleres uavhengig for å justere lysstyrken, fargen og kontrasten på skjermen nøyaktig. I MicroLED-skjermsystemet behandles lyset som sendes ut av hver LED av en linse og et speil, og danner til slutt piksler på skjermen, og justeres av et fargefilter for å vise ønsket fargegjengivelse. Fordelen med denne teknologien er dens evne til å gi ekstremt høy lysstyrke, kontrast og fargenøyaktighet.

 

Videre, Micro LED-lampeArrayet er koblet til de positive og negative polene til hver Micro LED med vertikalt kryssarrangerte positive og negative gitterelektroder. Denne tilkoblingen gjør at Micro LED kan tennes ved skanning ved å aktivere elektrodelinjene i en bestemt rekkefølge, og dermed oppnå bildevisning.

Mikro-LED-prosess

 

Mikro-LED er en LED-struktur som behandles med tynn film, miniatyrisering og array, og størrelsen er omtrent 1–100 μm. Denne teknikken innebærer å overføre mikro-LED-er i omganger til kretskort, som kan være harde eller myke, gjennomsiktige eller ugjennomsiktige. Deretter brukes en fysisk avsetningsprosess for å legge til et beskyttende lag og en øvre elektrode, og til slutt pakkes det øvre substratet for å danne en mikro-LED-skjerm.

Mikro-LED-skjermer er fundamentalt forskjellige fra tradisjonelle LED-skjermer når det gjelder kornstørrelse, pakke, integrasjonsprosess, bakplan og drivenhet.

 

Produksjonsprosessen for mikro-LED inkluderer hovedsakelig:

 

For det første er LED-krystallen tynnfilmet, miniatyrisert og arrayet gjennom mikrofabrikasjonsprosessteknologi.

For tiden nærmer prosessminiatyriseringen av halvledere og brikker seg grensen, men Micro-LED-prosessen har fortsatt mye rom for vekst. Det er tre hovedmetoder som brukes: sveising på brikkenivå, epitaksialnivåsveising og filmoverføring.

 

Sponbinding (sponnivåbinding)

 

Sveising på chipnivå innebærer å dele LED-en i mikronskala Micro LED-brikker og feste dem til skjermkortet ved hjelp av SMT- eller COB-teknologi. Denne metoden kan justere overføringsavstanden, men kan ikke overføres i batcher.

 

SMT er mye brukt innen elektronisk montering, ved å montere chipkomponenter på PCB eller andre substratoverflater, ved hjelp av reflow-sveising eller dyppesveisingsmetoder som sveisemontering. Trinnene inkluderer materialinspeksjon, skjermlim, patching, tørking, reflow-lodding, rengjøring, plug-in, bølgelodding, rengjøring, inspeksjon og reparasjon.

 

COB er en liten-pitch-skjermteknologi som innkapsler LED-wafere direkte på PCB-en og kombinerer dem til CELL-enheter. Sammenlignet med SMD-teknologi har COB-pakketeknologi sine unike fordeler.

Waferbinding (epitaksial sveising)

 

Epitaksial nivåsveising er en metode for å danne mikrometernivå Micro-LED epitaksial tynnfilmstruktur direkte på LED epitaksial tynnfilmlag ved hjelp av induktivt koblet plasma-ionetsningsteknologi (ICP). Den faste avstanden mellom denne strukturen er den nødvendige avstanden mellom skjermpiksler.

 

Deretter kobles LED-skiven som inneholder det epitaksiale laget og substratet direkte til drivkretskortet, og substratet strippes ved hjelp av en fysisk eller kjemisk mekanisme, slik at det bare blir igjen en 4 til 5 μm mikro-LED epitaksial filmstruktur for å danne en skjermpiksel på drivkretskortet. Fordelen med denne metoden er at batchoverføring kan realiseres, men ulempen er at overføringsintervallet ikke kan justeres.

Tynnfilmoverføring Tynnfilmoverføring

 

LED-substratet fjernes ved hjelp av fysiske eller kjemiske metoder, ved bruk av et midlertidig substrat for å holde Micro-LED-filmlaget. Deretter dannes mikronstrukturen ved induktivt koblet plasmaetsing. En annen metode er å etse først og deretter fjerne LED-substratet. I henhold til kravene til avstanden mellom displaypunktene på drivkretsen, flyttes Micro-LED-filmen til driverkortet i omganger med det selektive overføringsverktøyet for å fullføre monteringen av displaypunktene. Denne prosessen er rimelig, er ikke begrenset av størrelsen på displaykortet og kan overføres i stor skala.

 

For det andre, batchoverføring til kretskort - massiv overføringsteknologi

 

Nøkkelen til Micro-LED-teknologi er den tette integreringen av svært små armaturer på brikken, noe som krever en spesiell prosess – stor mikrooverføringsteknologi (også kalt stor overføringsteknologi).

Teknikken innebærer presis lodding av hundrevis til tusenvis av primære LED-korn på et lite TFT-kretskort, noe som krever en ekstremt høy feilrate. Selv om det finnes forskjellige teknologier som prøver å oppnå dette målet, er masseoverføring fortsatt en teknologi som skal masseproduseres.

Masseoverføringsteknikker faller inn i fire kategorier: presisjonsgrep, selvmontering, selektiv frigjøring og overføring.

 

I møte med økende markedsetterspørsel etter skjermer med høy farge og høy oppløsning, har mikro-LED-farging blitt et forskningsfokus. For tiden inkluderer de viktigste implementeringsmetodeneRGB trefargers LED-metode, UV/blå LED-lysmediummetode og optisk linsesyntesemetode.

Etter hvert som AR/VR-markedet fortsetter å vokse, er det en økende etterspørsel etter høyytelsespaneler som tradisjonelle LCD- og OLED-skjermer ikke lenger kan møte. Markedet har et presserende behov for nye skjermteknologier for å forbedre ytelsen og møte fremtidige utviklingsstandarder. Mikro-LED-teknologi som en fremvoksende løsning, og dens egenskaper gjør den til en sterk kandidat til å møte disse behovene.