Przeczytaj o nowej generacji popularnej technologii wyświetlania – Micro-LED
W dzisiejszych czasach technologia wyświetlania stała się kluczowym sposobem wymiany informacji, obejmującym smartfony, urządzenia VR/AR, produkty noszone, wyświetlacze samochodowe, tablety/komputery i projekcje laserowe.
Mikro dioda LEDTechnologia ta jest znana jako „technologia wyświetlania nowej generacji”, jej rozwój i industrializacja przyspieszają, a możliwości rynkowe rosną.
Układ wiodących przedsiębiorstw krajowych
Firma Tianma Microelectronics inwestuje w technologię mikrodiod LED od 2017 r., koncentrując się na wysokim PPI, wysokiej jasności i wysokiej wyświetlacze przezroczystościFirma wprowadziła na rynek szereg wiodących w branży produktów Micro-LED.
W 2022 roku firma Tianma zainwestowała w budowę linii produkcyjnej Micro-LED, obejmującej cały proces – od masowego transferu do modułu wyświetlacza – wykorzystującej proces laserowy i dostosowany sprzęt, w przypadku braku gotowej technologii na świecie, aby osiągnąć w pełni zautomatyzowaną produkcję. Linia z powodzeniem uruchomiła swoją pierwszą produkcję 26 czerwca 2024 roku, w trakcie której opracowano ponad 30 urządzeń i materiałów produkcyjnych we współpracy z firmami z łańcucha dostaw.
31 stycznia BOE Huacan Optoelectronics Zhuhai Mikro dioda LED projekt bazy testowej do produkcji i pakowania płytek został ukończony, projekt obejmuje obszar około 217 akrów, inwestycja wynosi około 2 miliardów juanów, pierwszy produkt zostanie uruchomiony we wrześniu 2024 r., a masowa produkcja planowana jest na grudzień tego roku, w przyszłości roczna produkcja wyniesie 58 800Mikro dioda LEDopłatki.
Według danych, wartość rynku mikroprocesorów LED w 2023 r. wyniesie około 32 milionów dolarów amerykańskich. Oczekuje się, że globalny rynek mikroprocesorów LED w 2025 r. przekroczy 3,5 miliarda dolarów amerykańskich, a do 2027 r. przekroczy granicę 10 miliardów dolarów amerykańskich.
Micro-LED – następna generacja popularnej technologii wyświetlania
Mikrodiody LED, znane również jako mLED lub μLED, to urządzenie składające się z mikronowych jednostek elektroluminescencyjnych. Dzięki technologii transferu masy, jednostki te można przenieść na twarde lub elastyczne podłoże, a następnie umieścić w obudowie z warstwami ochronnymi i elektrodami.
Zasada działania wyświetlacza Micro-LED
Podstawą technologii MicroLED jest struktura pikseli – każdy piksel składa się z czerwonych, zielonych i niebieskich subpikseli. Każdy subpiksel może być niezależnie sterowany, co pozwala na precyzyjną regulację jasności, koloru i kontrastu wyświetlacza. W systemie MicroLED światło emitowane przez każdą diodę LED jest przetwarzane przez soczewkę i lustro, a następnie formowane w piksele na ekranie wyświetlacza. Następnie filtr kolorów dostosowuje je do pożądanej jakości kolorów. Zaletą tej technologii jest jej zdolność do zapewnienia wyjątkowo wysokiej jasności, kontrastu i dokładności odwzorowania kolorów.
Ponadto mikro PROWADZONYUkład jest połączony z dodatnim i ujemnym biegunem każdej diody Micro LED za pomocą pionowo ułożonych, dodatnich i ujemnych elektrod siatkowych. To połączenie umożliwia zapalanie diody Micro LED poprzez skanowanie poprzez aktywację linii elektrod w określonej kolejności, co pozwala na wyświetlanie obrazu.
Proces mikro-LED
Micro-LED to struktura diod LED wytwarzana metodą cienkowarstwową, miniaturyzacyjną i matrycową, o rozmiarze około 1-100 μm. Technika ta polega na przenoszeniu mikro-diod LED partiami na płytki drukowane, które mogą być twarde lub miękkie, przezroczyste lub nieprzezroczyste. Następnie, w procesie fizycznego osadzania, dodawana jest warstwa ochronna i górna elektroda, a na koniec górne podłoże jest pakowane w celu utworzenia wyświetlacza Micro-LED.
Wyświetlacze Micro-LED różnią się zasadniczo od tradycyjnych wyświetlaczy LED pod względem struktury ziarnistości, obudowy, procesu integracji, płyty montażowej i sterowania.
Proces produkcyjny mikro-diod LED obejmuje głównie:
Po pierwsze, kryształ LED jest cienkowarstwowy, miniaturyzowany i układany w matrycę za pomocą technologii mikroobróbki
Obecnie miniaturyzacja procesów półprzewodników i układów scalonych zbliża się do granic możliwości, ale proces produkcji mikrodiod LED wciąż ma duże możliwości rozwoju. Stosowane są trzy główne metody: spawanie na poziomie układu scalonego, spawanie epitaksjalne i transfer warstw.
Łączenie chipów (łączenie na poziomie chipów)
Spawanie na poziomie chipa polega na podzieleniu diody LED na mikronowe chipy Micro LED i połączeniu ich z płytką wyświetlacza za pomocą technologii SMT lub COB. Metoda ta pozwala na regulację odstępu transferu, ale nie umożliwia transferu partiami.
Montaż SMT jest szeroko stosowany w branży montażu elektronicznego, gdzie elementy układów scalonych montuje się na płytkach PCB lub innych podłożach, wykorzystując metody spawania rozpływowego lub zanurzeniowego, takie jak spawanie. Etapy montażu obejmują kontrolę materiału, nakładanie pasty sitowej, nakładanie warstwy, suszenie, lutowanie rozpływowe, czyszczenie, podłączanie, lutowanie falowe, ponowne czyszczenie, inspekcję i naprawę.
COB to technologia wyświetlaczy o małym rozstawie pikseli, która polega na bezpośrednim osadzaniu płytek LED na płytce PCB i łączeniu ich w moduły CELL. W porównaniu z technologią SMD, technologia COB ma swoje unikalne zalety.
Spawanie płytek (spawanie epitaksjalne)
Spawanie epitaksjalne to metoda bezpośredniego formowania mikrometrowej struktury epitaksjalnej mikrodiod LED na cienkiej warstwie epitaksjalnej diod LED, wykorzystująca technologię trawienia jonowego z plazmą sprzężoną indukcyjnie (ICP). Stały odstęp między pikselami w tej strukturze odpowiada wymaganemu odstępowi między pikselami wyświetlacza.
Następnie płytka LED zawierająca warstwę epitaksjalną i podłoże jest bezpośrednio podłączana do płytki sterującej, a podłoże jest usuwane metodą fizyczną lub chemiczną, pozostawiając jedynie strukturę epitaksjalną mikrodiody LED o grubości 4–5 μm, która tworzy piksel wyświetlacza na płytce sterującej. Zaletą tej metody jest możliwość realizacji transferu wsadowego, ale wadą – brak możliwości regulacji interwału transferu.
Transfer cienkich warstw Transfer cienkich warstw
Podłoże diody LED jest usuwane metodami fizycznymi lub chemicznymi, przy użyciu tymczasowego podłoża do podtrzymywania warstwy folii Micro-LED. Następnie struktura mikronowa jest formowana metodą trawienia plazmowego z sprzężeniem indukcyjnym. Inną metodą jest najpierw wytrawienie, a następnie odklejenie podłoża diody LED. Zgodnie z wymaganiami dotyczącymi odstępu między punktami wyświetlacza w układzie sterowania, folia Micro-LED jest przenoszona na płytkę sterownika partiami za pomocą selektywnego narzędzia transferowego, aby dokończyć montaż punktów wyświetlacza. Proces ten jest tani, nie jest ograniczony rozmiarem płytki wyświetlacza i może być przenoszony na dużą skalę.
Po drugie, transfer wsadowy na płytkę drukowaną – technologia transferu masowego
Kluczem do technologii Micro-LED jest gęsta integracja bardzo małych opraw oświetleniowych na chipie, co wymaga specjalnego procesu — technologii dużych mikrotransferów (nazywanej również dużym transferem).
Technika ta polega na precyzyjnym lutowaniu setek, a nawet tysięcy głównych ziaren diod LED na małej płytce drukowanej TFT, co wiąże się z niezwykle wysokim wskaźnikiem awaryjności. Chociaż istnieją różne technologie mające na celu osiągnięcie tego celu, transfer masy wciąż jest technologią, która ma szansę na masową produkcję.
Techniki transferu masy można podzielić na cztery kategorie: precyzyjne chwytanie, samoorganizacja, selektywne uwalnianie i transfer.
W obliczu rosnącego zapotrzebowania rynku na ekrany o wysokiej rozdzielczości i wysokiej kolorystyce, koloryzacja Micro-LED stała się przedmiotem badań. Obecnie główne metody wdrażania obejmują:Metoda trójkolorowej diody LED RGB, metoda ośrodka emitującego światło UV/niebieskie diody LED i metoda syntezy soczewki optycznej.
Wraz z ciągłym rozwojem rynku AR/VR, rośnie zapotrzebowanie na panele o wysokiej wydajności, których tradycyjne wyświetlacze LCD i OLED nie są już w stanie spełnić. Rynek pilnie potrzebuje nowych technologii wyświetlania, aby poprawić wydajność i sprostać przyszłym standardom rozwoju. Technologia mikro-LED, jako nowe rozwiązanie, ze swoimi właściwościami sprawia, że jest silnym kandydatem do zaspokojenia tych potrzeb.
