Prečítajte si o novej generácii mainstreamovej zobrazovacej technológie – Micro-LED
V súčasnej dobe sa technológia displejov stala kľúčovým spôsobom výmeny informácií a zahŕňa smartfóny, zariadenia VR/AR, nositeľné produkty, displeje v automobiloch, tablety/počítače a laserovú projekciu.
Mikro LED diódaTáto technológia je známa ako „mainstreamová zobrazovacia technológia novej generácie“, jej vývoj a industrializácia sa zrýchľujú a trhové príležitosti sa zvyšujú.
Rozloženie popredných domácich podnikov
Spoločnosť Tianma Microelectronics investuje do technológie Micro-LED od roku 2017 so zameraním na vysoký PPI, vysoký jas a vysokú... priehľadné displejeSpoločnosť uviedla na trh množstvo špičkových produktov Micro-LED.
V roku 2022 spoločnosť Tianma investovala do výstavby kompletnej výrobnej linky Micro-LED, ktorá zahŕňa celý proces od masívneho prenosu až po zobrazovací modul. V tomto procese sa využíva laserový proces a prispôsobené zariadenia, pričom v prípade, že na svete neexistuje žiadna bežne dostupná technológia, sa dosiahla plne automatická výroba. Linka úspešne spustila svoju prvú výrobu 26. júna 2024, počas ktorej bolo v spolupráci so spoločnosťami dodávateľského reťazca vyvinutých viac ako 30 výrobných zariadení a materiálov.
31. januára spoločnosť BOE Huacan Optoelectronics Zhuhai Mikro LED Projekt testovacej základne na výrobu a balenie oblátok je obmedzený a pokrýva plochu približne 217 akrov, investícia predstavuje približne 2 miliardy juanov. Prvý produkt bude spustený v septembri 2024 a plánovaná hromadná výroba je v decembri tohto roku. V budúcnosti sa dosiahne ročná produkcia 58 800 kusov.Mikro LED diódaoblátky.
Podľa údajov je veľkosť trhu s mikro LED čipmi v roku 2023 približne 32 miliónov amerických dolárov a očakáva sa, že globálna veľkosť trhu s mikro LED v roku 2025 prekročí 3,5 miliardy amerických dolárov do roku 2025 a v roku 2027 by mala ďalej prekročiť hranicu 10 miliárd amerických dolárov.
Micro-LED – ďalšia generácia mainstreamovej zobrazovacej technológie
Mikro-LED, tiež známa ako mLED alebo μLED, je zariadenie zložené z elektroluminiscenčných jednotiek v mikrónovom meradle. Pomocou technológie prenosu hmoty je možné tieto jednotky preniesť na tvrdý alebo flexibilný substrát a potom ich zabaliť do ochranných vrstiev a elektród.
Princíp mikro-LED displeja
Jadro technológie MicroLED spočíva v jej pixelovej štruktúre, pričom každý pixel sa skladá zo subpixelov primárnej červenej, zelenej a modrej farby. Každý subpixel je možné nezávisle ovládať, aby sa presne nastavil jas, farba a kontrast displeja. V zobrazovacom systéme MicroLED je svetlo vyžarované každou LED diódou spracované šošovkou a zrkadlom a nakoniec sa na obrazovke vytvoria pixely, ktoré sa upravia farebným filtrom, aby sa dosiahol požadovaný farebný výkon. Výhodou tejto technológie je jej schopnosť poskytovať extrémne vysoký jas, kontrast a presnosť farieb.
Ďalej, Micro LED diódaPole je pripojené ku kladnému a zápornému pólu každej mikro LED diódy vertikálne krížovo usporiadanými kladnými a zápornými mriežkovými elektródami. Toto pripojenie umožňuje rozsvietenie mikro LED diódy skenovaním aktiváciou elektródových čiar v špecifickom poradí, čím sa dosiahne zobrazenie obrazu.
Proces mikro-LED
Mikro-LED je LED štruktúra, ktorá sa spracováva pomocou tenkých vrstiev, miniaturizácie a poľa a jej veľkosť je približne 1 – 100 μm. Táto technika zahŕňa prenos mikro-LED diód v dávkach na dosky plošných spojov, ktoré môžu byť tvrdé alebo mäkké, priehľadné alebo nepriehľadné. Následne sa fyzikálnym nanášaním pridá ochranná vrstva a horná elektróda a nakoniec sa vrchný substrát zabalí do mikro-LED displeja.
Mikro LED displeje sa zásadne líšia od tradičných LED displejov, čo sa týka zrnitosti, puzdra, integračného procesu, základnej dosky a pohonu.
Výrobný proces mikro-LED zahŕňa najmä:
Po prvé, LED kryštál je tenkovrstvový, miniaturizovaný a zostavený pomocou technológie mikrofabrikácie
V súčasnosti sa miniaturizácia polovodičov a čipov blíži k svojmu limitu, ale proces Micro-LED má stále veľký priestor pre rast. Používajú sa tri hlavné metódy: zváranie na úrovni čipu, epitaxné zváranie na úrovni a prenos filmu.
Lepenie čipov (lepenie na úrovni čipu)
Zváranie na úrovni čipov zahŕňa rozdelenie LED diódy na mikronové mikročipy LED a ich spojenie s doskou displeja pomocou technológie SMT alebo COB. Táto metóda umožňuje upraviť rozstup prenosu, ale nie je možné ju prenášať v dávkach.
SMT sa široko používa v oblasti elektronickej montáže, kde sa čipové komponenty montujú na dosku plošných spojov alebo iné povrchy substrátov pomocou metód reflow zvárania alebo ponorného zvárania, ako je napríklad zváranie. Kroky zahŕňajú kontrolu materiálu, nanášanie pasty na sito, opravu, sušenie, reflow spájkovanie, čistenie, zapojenie, vlnové spájkovanie, opätovné čistenie, kontrolu a opravu.
COB je technológia displejov s malým rozstupom, ktorá priamo zapuzdruje LED doštičky na doske plošných spojov a spája ich do jednotiek CELL. V porovnaní s technológiou SMD má technológia balenia COB svoje jedinečné výhody.
Spájanie doštičiek (epitaxné zváranie)
Epitaxné zváranie na úrovni mikrometrov je metóda priameho vytvárania mikro-LED epitaxnej tenkovrstvovej štruktúry na vrstve LED epitaxnej tenkovrstvovej vrstvy pomocou technológie indukčne viazaného plazmového iónového leptania (ICP). Fixná rozostupová vzdialenosť tejto štruktúry predstavuje požadovanú rozostupovú vzdialenosť pixelov displeja.
Potom sa LED doštička obsahujúca epitaxnú vrstvu a substrát priamo pripojí k doske plošných spojov budiča a substrát sa odstráni fyzikálnym alebo chemickým mechanizmom, pričom na doske plošných spojov budiča zostane iba 4 až 5 μm epitaxná filmová štruktúra Micro-LED, ktorá vytvorí zobrazovací pixel. Výhodou tejto metódy je, že je možné realizovať dávkový prenos, ale nevýhodou je, že interval prenosu nie je možné upraviť.
Prenos tenkých vrstiev Prenos tenkých vrstiev
LED substrát sa odstraňuje fyzikálnymi alebo chemickými prostriedkami, pričom sa na jeho uchytenie použije dočasný substrát, ktorý drží vrstvu filmu Micro-LED. Následne sa pomocou indukčne viazanej plazmy vytvorí mikrónová štruktúra. Ďalšou metódou je najprv leptanie a potom odlupovanie LED substrátu. Podľa požiadaviek na rozostup zobrazovacích bodov v budiacom obvode sa film Micro-LED v dávkach presúva na budiacu dosku pomocou nástroja na selektívny prenos, čím sa dokončí zostavenie zobrazovacích bodov. Tento proces je nízkonákladový, nie je obmedzený veľkosťou zobrazovacej dosky a možno ho prenášať vo veľkom meradle.
Po druhé, dávkový prenos na dosku plošných spojov – technológia masívneho prenosu
Kľúčom k technológii Micro-LED je hustá integrácia veľmi malých svietidiel na čipe, čo si vyžaduje špeciálny proces – technológiu veľkých mikrotransferov (nazývaných aj large transfer).
Táto technika zahŕňa presné spájkovanie stoviek až tisícok primárnych LED zŕn na malú dosku plošných spojov TFT, čo vyžaduje extrémne vysokú mieru poruchovosti. Hoci existujú rôzne technológie, ktoré sa snažia dosiahnuť tento cieľ, prenos hmoty je stále technológiou, ktorá sa má hromadne vyrábať.
Techniky prenosu hmoty sa delia do štyroch kategórií: presné uchopenie, samoskladanie, selektívne uvoľňovanie a prenos.
Vzhľadom na rastúci dopyt na trhu po obrazovkách s vysokým farebným a vysokým rozlíšením sa kolorizácia Micro-LED stala predmetom výskumu. V súčasnosti medzi hlavné metódy implementácie patriaMetóda trojfarebných RGB LED, metóda UV/modrého LED média vyžarujúceho svetlo a metóda syntézy optických šošoviek.
S rastúcim trhom AR/VR rastie dopyt po vysokovýkonných paneloch, ktoré tradičné LCD a OLED displeje už nedokážu uspokojiť. Trh naliehavo potrebuje nové zobrazovacie technológie na zlepšenie výkonu a splnenie budúcich vývojových štandardov. Technológia mikro-LED ako nové riešenie a jej vlastnosti z nej robia silného kandidáta na uspokojenie týchto potrieb.
