Saiba mais sobre a próxima geração da tecnologia de telas convencionais: Micro-LED.
Na era atual, a tecnologia de displays tornou-se uma forma fundamental de troca de informações, abrangendo smartphones, dispositivos de realidade virtual/aumentada, produtos vestíveis, displays automotivos, tablets/computadores e projeção a laser.
Micro LEDEssa tecnologia é conhecida como a "tecnologia de exibição convencional da próxima geração", seu desenvolvimento e industrialização estão se acelerando e as oportunidades de mercado estão aumentando.
Panorama das principais empresas nacionais
A Tianma Microelectronics investe em tecnologia Micro-LED desde 2017, com foco em alta densidade de pixels (PPI), alto brilho e alta eficiência. displays de transparênciaA empresa lançou diversos produtos Micro-LED líderes do setor.
Em 2022, a Tianma investiu na construção de uma linha de produção Micro-LED completa, desde a transferência em massa até o módulo de exibição, utilizando o processo a laser e equipamentos personalizados, uma tecnologia inédita no mundo, para alcançar a produção totalmente automatizada. A linha iniciou sua primeira produção em 26 de junho de 2024, durante a qual mais de 30 equipamentos e materiais de produção foram desenvolvidos em parceria com empresas da cadeia de suprimentos.
Em 31 de janeiro, a BOE Huacan Optoelectronics Zhuhai Micro LED O projeto da base de testes para fabricação e embalagem de wafers foi concluído. Abrangendo uma área de aproximadamente 217 acres e com um investimento de cerca de 2 bilhões de yuans, a primeira produção está prevista para setembro de 2024, com início da produção em massa em dezembro deste ano e uma capacidade de produção anual de 58.800 unidades.Micro LEDwafers.
Segundo dados, o tamanho do mercado de chips Micro LED em 2023 foi de aproximadamente 32 milhões de dólares americanos, e espera-se que o tamanho do mercado global de Micro LED ultrapasse 3,5 bilhões de dólares americanos em 2025, podendo chegar a 10 bilhões de dólares americanos em 2027.
Micro-LED - a próxima geração da tecnologia de displays convencionais
O micro-LED, também conhecido como mLED ou μLED, é um dispositivo composto por unidades de eletroluminescência em escala micrométrica. Através da tecnologia de transferência de massa, essas unidades podem ser transferidas para um substrato rígido ou flexível e, em seguida, encapsuladas com camadas protetoras e eletrodos.
Princípio do display Micro-LED
O núcleo da tecnologia MicroLED reside na sua estrutura de pixels, onde cada pixel é composto por subpixels nas cores primárias vermelho, verde e azul. Cada subpixel pode ser controlado independentemente para ajustar com precisão o brilho, a cor e o contraste da tela. No sistema de tela MicroLED, a luz emitida por cada LED é processada por uma lente e um espelho, formando finalmente pixels na tela, e ajustada por um filtro de cor para exibir a reprodução de cores desejada. A vantagem dessa tecnologia é a sua capacidade de proporcionar brilho, contraste e precisão de cores extremamente elevados.
Além disso, o Micro LIDERADOA matriz é conectada aos polos positivo e negativo de cada Micro LED por eletrodos de grade positivos e negativos dispostos verticalmente em cruz. Essa conexão permite que o Micro LED seja aceso por varredura, ativando as linhas de eletrodos em uma sequência específica, possibilitando assim a exibição da imagem.
Processo Micro-LED
O micro-LED é uma estrutura de LED processada por meio de filme fino, miniaturização e arranjo, com tamanho entre 1 e 100 μm. Essa técnica envolve a transferência de micro-LEDs em lotes para placas de circuito impresso, que podem ser rígidas ou flexíveis, transparentes ou opacas. Em seguida, um processo de deposição física é utilizado para adicionar uma camada protetora e um eletrodo superior, e finalmente o substrato superior é encapsulado para formar um display de micro-LED.
Os displays micro-LED são fundamentalmente diferentes dos displays LED tradicionais em termos de granularidade, encapsulamento, processo de integração, placa de circuito impresso e acionamento.
O processo de fabricação de micro-LEDs inclui principalmente:
Primeiramente, o cristal LED é de película fina, miniaturizado e disposto em matrizes através da tecnologia de processo de microfabricação.
Atualmente, a miniaturização de semicondutores e chips está se aproximando de seu limite, mas o processo de micro-LED ainda tem muito espaço para crescimento. Existem três métodos principais utilizados: soldagem em nível de chip, soldagem em nível epitaxial e transferência de filme.
Colagem de chips (colagem em nível de chip)
A soldagem em nível de chip envolve a divisão do LED em chips Micro LED de escala micrométrica e sua colagem à placa de exibição usando a tecnologia SMT ou COB. Esse método permite ajustar o espaçamento de transferência, mas não pode ser aplicado em lotes.
A tecnologia SMT é amplamente utilizada na área de montagem eletrônica, consistindo na fixação de componentes de chip em placas de circuito impresso (PCBs) ou outras superfícies de substrato, utilizando métodos de soldagem por refluxo ou por imersão. As etapas incluem inspeção de materiais, aplicação de pasta de solda, aplicação de pasta de solda, secagem, soldagem por refluxo, limpeza, encaixe, soldagem por onda, nova limpeza, inspeção e reparo.
COB é uma tecnologia de display de passo pequeno que encapsula diretamente wafers de LED na placa de circuito impresso (PCB) e os combina em unidades CELL. Comparada à tecnologia SMD, a tecnologia de encapsulamento COB possui vantagens exclusivas.
Colagem de wafers (soldagem epitaxial)
A soldagem em nível epitaxial é um método para formar diretamente uma estrutura de filme fino epitaxial de micro-LED em nível micrométrico sobre uma camada de filme fino epitaxial de LED por meio da tecnologia de gravação iônica por plasma acoplado indutivamente (ICP). O espaçamento fixo dessa estrutura corresponde ao espaçamento necessário entre os pixels do display.
Em seguida, o wafer de LED contendo a camada epitaxial e o substrato é conectado diretamente à placa de circuito de acionamento, e o substrato é removido por meio de um mecanismo físico ou químico, deixando apenas uma estrutura de filme epitaxial de micro-LED de 4 a 5 μm para formar um pixel de exibição na placa de circuito de acionamento. A vantagem desse método é a possibilidade de transferência em lote, mas a desvantagem é a impossibilidade de ajustar o intervalo de transferência.
Transferência de película fina Transferência de película fina
O substrato do LED é removido por meios físicos ou químicos, utilizando um substrato temporário para suportar a camada de filme Micro-LED. Em seguida, a microestrutura é formada por gravação a plasma acoplado indutivamente. Outro método consiste em gravar primeiro e depois remover o substrato do LED. De acordo com a necessidade de espaçamento entre os pontos de exibição do circuito de acionamento, o filme Micro-LED é transferido para a placa de acionamento em lotes com a ferramenta de transferência seletiva para completar a montagem dos pontos de exibição. Este processo é de baixo custo, não é limitado pelo tamanho da placa de exibição e pode ser realizado em larga escala.
Em segundo lugar, a transferência em lote para a placa de circuito impresso - tecnologia de transferência em massa.
A chave da tecnologia Micro-LED é a integração densa de luminárias muito pequenas no chip, o que requer um processo especial - a tecnologia de microtransferência em larga escala (também chamada de transferência em larga escala).
A técnica envolve a soldagem precisa de centenas a milhares de LEDs primários em uma pequena placa de circuito TFT, o que resulta em uma taxa de falha extremamente alta. Embora existam diferentes tecnologias que tentam atingir esse objetivo, a transferência em massa ainda é uma tecnologia que precisa ser produzida em larga escala.
As técnicas de transferência de massa se dividem em quatro categorias: captura de precisão, automontagem, liberação seletiva e transferência.
Diante da crescente demanda do mercado por telas de alta resolução e cores vibrantes, a colorização por Micro-LED tornou-se um foco de pesquisa. Atualmente, os principais métodos de implementação incluem:Método de LED tricolor RGB, método de meio emissor de luz UV/azul LED e método de síntese de lente óptica.
Com o crescimento contínuo do mercado de AR/VR, aumenta a demanda por painéis de alto desempenho que os displays LCD e OLED tradicionais já não conseguem atender. O mercado necessita urgentemente de novas tecnologias de display para melhorar o desempenho e atender aos padrões de desenvolvimento futuros. A tecnologia Micro-LED, como solução emergente, apresenta características que a tornam uma forte candidata para suprir essas necessidades.
