Читайте про наступне покоління технології масового відображення – Micro-LED

У сучасну епоху технологія відображення стала ключовим способом обміну інформацією, охоплюючи смартфони, пристрої віртуальної/доповненої реальності (VR/AR), портативні пристрої, дисплеї в автомобілях, планшети/комп'ютери та лазерну проекцію.

 

Мікро-світлодіодТехнологія відома як «технологія дисплеїв наступного покоління», її розвиток та індустріалізація прискорюються, а ринкові можливості зростають.

Схема розташування провідних вітчизняних підприємств

 

Компанія Tianma Microelectronics інвестує в технологію Micro-LED з 2017 року, зосереджуючись на високому PPI, високій яскравості та високій... прозорі дисплеїКомпанія випустила низку провідних у галузі продуктів Micro-LED.

 

У 2022 році компанія Tianma інвестувала в будівництво повнотехнологічної виробничої лінії Micro-LED, починаючи від масової передачі до модуля дисплея, використовуючи лазерний процес та спеціалізоване обладнання, що дозволяє досягти повністю автоматизованого виробництва, оскільки у світі немає готової технології. Лінія успішно запустила свою першу партію 26 червня 2024 року, під час якої у партнерстві з компаніями ланцюга поставок було розроблено понад 30 одиниць виробничого обладнання та матеріалів.

31 січня, BOE Huacan Optoelectronics Zhuhai Мікро-світлодіод Проект випробувальної бази з виробництва та упаковки пластин обмежений, проект охоплює площу близько 217 акрів, інвестиції становлять близько 2 мільярдів юанів, перший продукт буде випущено у вересні 2024 року, масове виробництво планується розпочати у грудні цього року, а в майбутньому річний обсяг виробництва становитиме 58 800 одиниць.Мікро-світлодіодвафлі.

Згідно з даними, обсяг ринку мікросвітлодіодних чіпів у 2023 році становить близько 32 мільйонів доларів США, і очікується, що обсяг світового ринку мікросвітлодіодів у 2025 році перевищить 3,5 мільярда доларів США до 2025 року, а також очікується, що він ще більше подолає позначку в 10 мільярдів доларів США у 2027 році.

 

Micro-LED — наступне покоління технології масового відображення

 

Мікро-світлодіод, також відомий як mLED або μLED, – це пристрій, що складається з мікронних електролюмінесцентних блоків. За допомогою технології масопереносу ці блоки можна перенести на тверду або гнучку підкладку, а потім упаковати в захисні шари та електроди.

Принцип мікро-світлодіодного дисплея

 

Суть технології MicroLED полягає в її піксельній структурі, кожен піксель складається з червоних, зелених та синіх основних кольорових субпікселів. Кожен субпіксель можна незалежно керувати для точного налаштування яскравості, кольору та контрастності дисплея. У системі дисплеїв MicroLED світло, що випромінюється кожним світлодіодом, обробляється лінзою та дзеркалом, і, зрештою, формує пікселі на екрані дисплея, які регулюються кольоровим фільтром для відображення бажаної кольорової характеристики. Перевагою цієї технології є її здатність забезпечувати надзвичайно високу яскравість, контрастність та точність кольору.

 

Крім того, мікро СвітлодіоднийМасив з'єднаний з позитивним та негативним полюсами кожного мікросвітлодіода вертикально розташованими позитивними та негативними сітчастими електродами. Таке з'єднання дозволяє мікросвітлодіоду вмикатися шляхом сканування, активуючи лінії електродів у певній послідовності, таким чином забезпечуючи відображення зображення.

Процес мікро-світлодіодів

 

Мікро-світлодіод – це світлодіодна структура, яка обробляється за допомогою тонкої плівки, мініатюризації та масиву, а її розмір становить приблизно 1-100 мкм. Ця технологія передбачає перенесення мікросвітлодіодів партіями на друковані плати, які можуть бути твердими або м’якими, прозорими або непрозорими. Далі використовується процес фізичного осадження для додавання захисного шару та верхнього електрода, і, нарешті, верхня підкладка упаковується для формування мікро-світлодіодного дисплея.

Мікро-світлодіодні дисплеї принципово відрізняються від традиційних світлодіодних дисплеїв за зернистістю, корпусом, процесом інтеграції, об'єднувальною платою та приводом.

 

Процес виробництва мікросвітлодіодів в основному включає:

 

По-перше, світлодіодний кристал має тонку плівку, мініатюризацію та масив за допомогою технології мікрофабрикації.

Наразі мініатюризація напівпровідників та мікросхем наближається до своєї межі, але процес мікросвітлодіодів все ще має великий потенціал для розвитку. Використовуються три основні методи: зварювання на рівні мікросхем, епітаксіальне зварювання на рівні та перенесення плівки.

 

З'єднання чіпів (з'єднання на рівні чіпа)

 

Зварювання на рівні чіпів передбачає розділення світлодіода на мікронні світлодіодні чіпи мікронного розміру та їх приєднання до плати дисплея за допомогою технології SMT або COB. Цей метод дозволяє регулювати відстань перенесення, але не може переноситися партіями.

 

SMT широко використовується в галузі електронного складання шляхом монтажу мікросхем на друкованій платі або інших поверхнях підкладки за допомогою методів зварювання оплавленням або занурення, таких як зварювальне складання. Етапи включають перевірку матеріалу, нанесення пасти на екран, наклеювання, сушіння, паяння оплавленням, очищення, підключення, паяння хвилею, повторне очищення, перевірку та ремонт.

 

COB — це технологія дисплеїв з малим кроком, яка безпосередньо інкапсулює світлодіодні пластини на друкованій платі та об'єднує їх у блоки CELL. Порівняно з технологією SMD, технологія упаковки COB має свої унікальні переваги.

Зварювання пластин (епітаксіальне зварювання)

 

Епітаксіальне зварювання на рівні шару – це метод безпосереднього формування мікроскопічної епітаксіальної тонкоплівкової структури мікро-світлодіодів на шарі епітаксіальної тонкоплівки світлодіодів за допомогою технології індуктивно зв'язаного плазмового іонного травлення (ICP). Фіксована відстань між цією структурою є необхідною відстанню між пікселями дисплея.

 

Потім світлодіодна пластина, що містить епітаксіальний шар та підкладку, безпосередньо з'єднується з платою приводу, і підкладка зачищається за допомогою фізичного або хімічного механізму, залишаючи лише епітаксіальну плівкову структуру мікро-світлодіодів товщиною 4-5 мкм для формування пікселя дисплея на платі приводу. Перевагою цього методу є можливість пакетного перенесення, але недоліком є ​​те, що інтервал перенесення не можна регулювати.

Перенесення тонкої плівки Перенесення тонкої плівки

 

Світлодіодну підкладку видаляють фізичними або хімічними засобами, використовуючи тимчасову підкладку для утримання шару мікро-світлодіодної плівки. Потім мікронна структура формується за допомогою індуктивно-зв'язаного плазмового травлення. Інший метод полягає в тому, щоб спочатку протравити, а потім зняти світлодіодну підкладку. Залежно від вимог щодо відстані між точками відображення схеми керування, мікро-світлодіодна плівка переміщується на плату драйвера партіями за допомогою інструмента вибіркового перенесення для завершення складання точок відображення. Цей процес є недорогим, не обмежується розміром плати дисплея та може переноситися у великих масштабах.

 

По-друге, пакетне перенесення на друковану плату – технологія масового перенесення

 

Ключем до технології Micro-LED є щільна інтеграція дуже малих світильників на кристалі, що вимагає спеціального процесу – технології великого мікропереносу (також званого технологією великого переносу).

Ця технологія передбачає точне паяння сотень і тисяч первинних світлодіодних зерен на невеликій платі TFT, що вимагає надзвичайно високого рівня відмов. Хоча існують різні технології, що намагаються досягти цієї мети, масопередача все ще є технологією, яка потребує масового виробництва.

Методи масопереносу поділяються на чотири категорії: точне захоплення, самоскладання, вибіркове вивільнення та перенесення.

 

З огляду на зростання ринкового попиту на екрани з високою роздільною здатністю та високою передачею кольорів, розфарбовування мікро-світлодіодами стало предметом досліджень. Наразі основні методи впровадження включаютьМетод триколірного світлодіода RGB, метод світлодіодного випромінювання ультрафіолетового/синього світла та метод синтезу оптичних лінз.

Оскільки ринок AR/VR продовжує зростати, зростає попит на високопродуктивні панелі, які традиційні РК- та OLED-дисплеї більше не можуть задовольнити. Ринок терміново потребує нових технологій відображення для покращення продуктивності та відповідності майбутнім стандартам розвитку. Технологія Micro-LED, як нове рішення, завдяки своїм характеристикам робить її сильним претендентом на задоволення цих потреб.