اقرأ عن الجيل التالي من تكنولوجيا العرض السائدة - Micro-LED

في العصر الحالي، أصبحت تكنولوجيا العرض وسيلة رئيسية لتبادل المعلومات، حيث تغطي الهواتف الذكية وأجهزة الواقع الافتراضي/الواقع المعزز والمنتجات القابلة للارتداء وشاشات العرض داخل السيارة والأجهزة اللوحية/أجهزة الكمبيوتر وعروض الليزر.

 

مايكرو LEDتُعرف التكنولوجيا باسم "الجيل القادم من تكنولوجيا العرض السائدة"، ويتسارع تطويرها وتصنيعها، وتتزايد فرص السوق.

تخطيط الشركات الرائدة المحلية

 

تستثمر شركة Tianma Microelectronics في تقنية Micro-LED منذ عام 2017، مع التركيز على ارتفاع مؤشر أسعار المنتجين والسطوع العالي والجودة العالية.يعرض الشفافية. أطلقت الشركة عددًا من منتجات Micro-LED الرائدة في الصناعة.

 

في عام 2022، استثمرت Tianma في بناء خط إنتاج Micro-LED كامل العملية بدءًا من النقل الضخم إلى وحدة العرض، باستخدام عملية الليزر والمعدات المخصصة، في حالة عدم وجود تكنولوجيا جاهزة في العالم، لتحقيق الإنتاج التلقائي بالكامل. أشعل الخط إنتاجه الأول بنجاح في 26 يونيو 2024، حيث تم خلاله تطوير أكثر من 30 من معدات ومواد الإنتاج بالشراكة مع شركات سلسلة التوريد.

في 31 يناير، تم الانتهاء من مشروع قاعدة اختبار تصنيع وتغليف رقائق BOE Huacan Optoelectronics Zhuhai Micro LED، ويغطي المشروع مساحة تبلغ حوالي 217 فدانًا، باستثمار حوالي 2 مليار يوان، وسيضيء المنتج الأول في سبتمبر 2024، ومن المقرر أن يكون ضخمًا تم إنتاجه في ديسمبر من هذا العام، وسيحقق المستقبل إنتاجًا سنويًا يبلغ 58800مايكرو LEDرقائق.

وفقًا للبيانات، يبلغ حجم سوق شرائح Micro LED في عام 2023 حوالي 32 مليون دولار أمريكي، ومن المتوقع أن يتجاوز حجم سوق Micro LED العالمي في عام 2025 3.5 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2025، ومن المتوقع أن يؤدي ذلك إلى مزيد من الكسر 10 مليار دولار أمريكي في عام 2027.

 

Micro-LED - الجيل القادم من تكنولوجيا العرض السائدة

 

Micro-LED، المعروف أيضًا باسم mLED أو μLED، هو جهاز يتكون من وحدات تألق كهربائي بمقياس ميكرون. ومن خلال تقنية النقل الجماعي، يمكن نقل هذه الوحدات إلى ركيزة صلبة أو مرنة ومن ثم تعبئتها بطبقات وأقطاب كهربائية واقية.

مبدأ عرض Micro-LED

 

يكمن جوهر تقنية MicroLED في بنية البكسل الخاصة بها، حيث يتكون كل بكسل من وحدات بكسل فرعية ذات ألوان أساسية باللون الأحمر والأخضر والأزرق. يمكن التحكم في كل بكسل فرعي بشكل مستقل لضبط سطوع الشاشة ولونها وتباينها بدقة. في نظام العرض MicroLED، تتم معالجة الضوء المنبعث من كل LED بواسطة عدسة ومرآة، ويشكل أخيرًا وحدات بكسل على شاشة العرض، ويتم ضبطه بواسطة مرشح الألوان لإظهار أداء اللون المطلوب. وتتمثل ميزة هذه التقنية في قدرتها على توفير سطوع وتباين ودقة ألوان عالية للغاية.

 

وعلاوة على ذلك، مايكروقاديتم توصيل المصفوفة بالأقطاب الموجبة والسالبة لكل Micro LED عن طريق أقطاب الشبكة الموجبة والسالبة المرتبة رأسياً. يمكّن هذا الاتصال من إضاءة Micro LED عن طريق المسح عن طريق تنشيط خطوط القطب الكهربائي في تسلسل محدد، وبالتالي تحقيق عرض الصورة.

عملية مايكرو LED

 

Micro-LED عبارة عن هيكل LED تتم معالجته بواسطة الأغشية الرقيقة والتصغير والمصفوفة، ويبلغ حجمه حوالي 1-100 ميكرومتر. تتضمن هذه التقنية نقل المصابيح الصغيرة على دفعات إلى لوحات الدوائر، والتي يمكن أن تكون صلبة أو ناعمة، شفافة أو معتمة. بعد ذلك، يتم استخدام عملية الترسيب الفيزيائي لإضافة طبقة واقية وقطب كهربائي علوي، وأخيرًا يتم تعبئة الركيزة العلوية لتشكيل شاشة Micro-LED.

تختلف شاشات Micro-LED اختلافًا جوهريًا عن شاشات LED التقليدية من حيث الحبوب، والحزمة، وعملية التكامل، واللوحة الإلكترونية المعززة، والقيادة.

 

تتضمن عملية تصنيع Micro-LED بشكل أساسي ما يلي:

 

أولاً، تكون كريستالات LED عبارة عن أغشية رقيقة ومصغرة ومصفوفة من خلال تقنية عملية التصنيع الدقيق

في الوقت الحاضر، تقترب عملية تصغير أشباه الموصلات والرقائق من الحد الأقصى، لكن عملية Micro-LED لا تزال لديها مجال كبير للنمو. هناك ثلاث طرق رئيسية مستخدمة: اللحام على مستوى الرقاقة، واللحام على المستوى الفوقي، ونقل الفيلم.

 

ربط الرقاقة (ربط مستوى الرقاقة)

 

يتضمن اللحام على مستوى الشريحة تقسيم LED إلى شرائح Micro LED بمقياس ميكرون وربطها بلوحة العرض باستخدام تقنية SMT أو COB. يمكن لهذه الطريقة ضبط تباعد النقل، لكن لا يمكن نقلها على دفعات.

 

يتم استخدام SMT على نطاق واسع في مجال التجميع الإلكتروني، عن طريق تركيب مكونات الرقاقة على PCB أو أسطح الركيزة الأخرى، باستخدام طرق اللحام بإعادة التدفق أو اللحام بالغمس مثل تجميع اللحام. تشمل الخطوات فحص المواد، ولصق الشاشة، والتصحيح، والتجفيف، واللحام بإعادة التدفق، والتنظيف، والتوصيل، واللحام الموجي، وإعادة التنظيف، والفحص والإصلاح.

 

COB عبارة عن تقنية عرض ذات مسافة صغيرة تقوم بتغليف رقائق LED مباشرة على PCB ودمجها في وحدات CELL. بالمقارنة مع تقنية SMD، تتمتع تقنية التعبئة والتغليف COB بمزاياها الفريدة.

ربط الرقاقة (اللحام الفوقي)

 

اللحام على المستوى الفوقي هو طريقة لتشكيل هيكل الأغشية الرقيقة الفوقي Micro-LED على مستوى الميكرومتر مباشرة على طبقة الأغشية الرقيقة الفوقية LED عن طريق تقنية حفر أيونات البلازما المقترنة حثيًا (ICP). التباعد الثابت لهذا الهيكل هو التباعد المطلوب بين وحدات بكسل العرض.

 

بعد ذلك، يتم توصيل رقاقة LED التي تحتوي على الطبقة الفوقية والركيزة مباشرة بلوحة دائرة المحرك، ويتم تجريد الركيزة باستخدام آلية فيزيائية أو كيميائية، مما يترك فقط هيكل غشاء فوقي LED صغير من 4 إلى 5 ميكرومتر لتشكيل بكسل العرض على لوحة دائرة محرك الأقراص. وتتمثل ميزة هذه الطريقة في إمكانية تحقيق نقل الدُفعات، ولكن العيب هو أنه لا يمكن تعديل الفاصل الزمني للنقل.

نقل الأغشية الرقيقة نقل الأغشية الرقيقة

 

تتم إزالة ركيزة LED بالوسائل الفيزيائية أو الكيميائية، وذلك باستخدام ركيزة مؤقتة لتثبيت طبقة فيلم Micro-LED. بعد ذلك، يتم تشكيل بنية الميكرون عن طريق حفر البلازما المقترنة حثيًا. هناك طريقة أخرى تتمثل في الحفر أولاً ثم تقشير ركيزة LED. وفقًا لمتطلبات تباعد نقاط العرض لدائرة القيادة، يتم نقل فيلم Micro-LED إلى لوحة التشغيل على دفعات باستخدام أداة النقل الانتقائية لإكمال تجميع نقطة العرض. هذه العملية منخفضة التكلفة، ولا تقتصر على حجم لوحة العرض، ويمكن نقلها على نطاق واسع.

 

ثانيًا، نقل الدفعة إلى لوحة الدائرة - تكنولوجيا النقل الضخمة

 

إن مفتاح تقنية Micro-LED هو التكامل الكثيف لوحدات الإنارة الصغيرة جدًا على الشريحة، الأمر الذي يتطلب عملية خاصة - تقنية النقل الدقيق الكبيرة (وتسمى أيضًا النقل الكبير).

تتضمن هذه التقنية لحام مئات إلى آلاف حبيبات LED الأولية بدقة على لوحة دوائر TFT صغيرة، الأمر الذي يتطلب معدل فشل مرتفع للغاية. وعلى الرغم من وجود تقنيات مختلفة تحاول تحقيق هذا الهدف، إلا أن النقل الجماعي لا يزال تقنية يتم إنتاجها بكميات كبيرة.

تنقسم تقنيات النقل الجماعي إلى أربع فئات: الاستيلاء الدقيق، والتجميع الذاتي، والإصدار الانتقائي، والنقل.

 

في مواجهة الطلب المتزايد في السوق على الشاشات عالية الألوان وعالية الدقة، أصبح تلوين Micro-LED محورًا للبحث. في الوقت الحاضر، وتشمل أساليب التنفيذ الرئيسيةطريقة LED ثلاثية الألوان RGB، طريقة متوسطة باعثة للضوء LED للأشعة فوق البنفسجية/الزرقاء وطريقة تركيب العدسات البصرية.

مع استمرار نمو سوق AR/VR، هناك طلب متزايد على اللوحات عالية الأداء التي لم تعد شاشات LCD وOLED التقليدية قادرة على تلبيتها. السوق في حاجة ماسة إلى تقنيات العرض الجديدة لتحسين الأداء وتلبية معايير التطوير المستقبلية. تعتبر تقنية Micro-LED حلاً ناشئًا، وخصائصها تجعلها منافسًا قويًا لتلبية هذه الاحتياجات.