Scopri la prossima generazione della tecnologia di visualizzazione tradizionale: Micro-LED
Nell'era attuale, la tecnologia dei display è diventata un mezzo fondamentale per lo scambio di informazioni, coprendo smartphone, dispositivi VR/AR, prodotti indossabili, display per auto, tablet/computer e proiezione laser.
MicroLEDLa tecnologia è conosciuta come la "tecnologia di visualizzazione mainstream di nuova generazione", il suo sviluppo e la sua industrializzazione stanno accelerando e le opportunità di mercato sono in aumento.
Layout delle principali imprese nazionali
Tianma Microelectronics investe nella tecnologia Micro-LED dal 2017, concentrandosi su PPI elevati, alta luminosità e altavisualizzazioni di trasparenza. L'azienda ha lanciato una serie di prodotti Micro-LED leader del settore.
Nel 2022, Tianma ha investito nella costruzione di una linea di produzione Micro-LED a processo completo, dal trasferimento massiccio al modulo display, utilizzando il processo laser e apparecchiature personalizzate, nel caso in cui non esista una tecnologia standard al mondo, per ottenere una produzione completamente automatica. La linea ha avviato con successo la sua prima produzione il 26 giugno 2024, durante la quale sono stati sviluppati più di 30 attrezzature e materiali di produzione in collaborazione con le aziende della catena di fornitura.
Il 31 gennaio, il progetto di base per test di produzione e confezionamento di wafer Micro LED di BOE Huacan Optoelectronics Zhuhai è stato concluso, il progetto copre un'area di circa 217 acri, un investimento di circa 2 miliardi di yuan, illuminerà il primo prodotto nel settembre 2024, previsto per essere di massa prodotto nel dicembre di quest'anno, il futuro raggiungerà una produzione annua di 58.800MicroLEDwafer.
Secondo i dati, la dimensione del mercato dei chip Micro LED nel 2023 è di circa 32 milioni di dollari USA e si prevede che la dimensione del mercato globale dei Micro LED nel 2025 supererà i 3,5 miliardi di dollari USA entro il 2025 e si prevede che supererà ulteriormente il limite 10 miliardi di dollari USA nel 2027.
Micro-LED: la prossima generazione della tecnologia di visualizzazione tradizionale
Il micro-LED, noto anche come mLED o μLED, è un dispositivo composto da unità di elettroluminescenza su scala micron. Attraverso la tecnologia di trasferimento di massa, queste unità possono essere trasferite su un substrato duro o flessibile e quindi confezionate con strati protettivi ed elettrodi.
Principio del display micro-LED
Il nucleo della tecnologia MicroLED risiede nella sua struttura pixel, ogni pixel è composto da sottopixel dei colori primari rosso, verde e blu. Ogni sub-pixel può essere controllato in modo indipendente per regolare con precisione la luminosità, il colore e il contrasto del display. Nel sistema di visualizzazione MicroLED, la luce emessa da ciascun LED viene elaborata da una lente e da uno specchio, forma infine dei pixel sullo schermo del display e viene regolata da un filtro colorato per mostrare la resa cromatica desiderata. Il vantaggio di questa tecnologia è la sua capacità di fornire luminosità, contrasto e precisione del colore estremamente elevati.
Inoltre, il MicroGUIDATOl'array è collegato ai poli positivo e negativo di ciascun Micro LED tramite elettrodi a griglia positivi e negativi disposti verticalmente a croce. Questa connessione consente l'accensione del Micro LED tramite scansione attivando le linee degli elettrodi in una sequenza specifica, ottenendo così la visualizzazione dell'immagine.
Processo micro-LED
Il micro-LED è una struttura LED che viene elaborata mediante film sottile, miniaturizzazione e array e la sua dimensione è di circa 1-100μm. Questa tecnica prevede il trasferimento di micro-led in lotti su circuiti stampati, che possono essere duri o morbidi, trasparenti o opachi. Successivamente, viene utilizzato un processo di deposizione fisica per aggiungere uno strato protettivo e un elettrodo superiore, e infine il substrato superiore viene confezionato per formare un display Micro-LED.
I display micro-LED sono fondamentalmente diversi dai display LED tradizionali in termini di grana, pacchetto, processo di integrazione, backplane e unità.
Il processo di produzione dei micro-LED comprende principalmente:
Innanzitutto, il cristallo LED è a film sottile, miniaturizzato e allineato attraverso la tecnologia del processo di microfabbricazione
Attualmente la miniaturizzazione dei processi di semiconduttori e chip si sta avvicinando al limite, ma il processo Micro-LED ha ancora molto spazio di crescita. I metodi principali utilizzati sono tre: saldatura a livello di truciolo, saldatura a livello epitassiale e trasferimento di film.
Incollaggio del truciolo (incollaggio a livello del truciolo)
La saldatura a livello di chip prevede la suddivisione del LED in chip Micro LED su scala micron e il loro collegamento al tabellone utilizzando la tecnologia SMT o COB. Questo metodo può regolare la spaziatura di trasferimento, ma non può essere trasferito in batch.
L'SMT è ampiamente utilizzato nel campo dell'assemblaggio elettronico, montando componenti di chip su PCB o altre superfici di substrato, utilizzando metodi di saldatura a riflusso o saldatura per immersione come l'assemblaggio di saldatura. Le fasi includono l'ispezione del materiale, la pasta per schermi, il cerotto, l'asciugatura, la saldatura a riflusso, la pulizia, il plug-in, la saldatura ad onda, la nuova pulizia, l'ispezione e la riparazione.
COB è una tecnologia di visualizzazione a passo ridotto che incapsula direttamente i wafer LED sul PCB e li combina in unità CELL. Rispetto alla tecnologia SMD, la tecnologia di confezionamento COB presenta vantaggi unici.
Incollaggio wafer (saldatura epitassiale)
La saldatura a livello epitassiale è un metodo per formare direttamente la struttura a film sottile epitassiale Micro-LED a livello micrometrico sullo strato di film sottile epitassiale del LED mediante la tecnologia ICP (plasma ion etching) accoppiata induttivamente. La spaziatura fissa di questa struttura è la spaziatura richiesta dei pixel del display.
Quindi, il wafer LED contenente lo strato epitassiale e il substrato viene collegato direttamente alla scheda del circuito di comando e il substrato viene rimosso utilizzando un meccanismo fisico o chimico, lasciando solo una struttura di pellicola epitassiale Micro-LED da 4 a 5 μm per formare un pixel del display sul circuito stampato dell'azionamento. Il vantaggio di questo metodo è che è possibile realizzare il trasferimento batch, ma lo svantaggio è che l'intervallo di trasferimento non può essere modificato.
Trasferimento di film sottile Trasferimento di film sottile
Il substrato del LED viene rimosso con mezzi fisici o chimici, utilizzando un substrato temporaneo per trattenere lo strato di pellicola Micro-LED. Quindi, la struttura micron viene formata mediante attacco al plasma accoppiato induttivamente. Un altro metodo consiste nell'incidere prima e poi staccare il substrato del LED. In base alla richiesta di spaziatura dei punti di visualizzazione del circuito di comando, la pellicola Micro-LED viene spostata sulla scheda driver in lotti con lo strumento di trasferimento selettivo per completare l'assemblaggio del punto di visualizzazione. Questo processo è a basso costo, non è limitato dalle dimensioni del tabellone e può essere trasferito su larga scala.
In secondo luogo, il trasferimento batch al circuito stampato: tecnologia di trasferimento di massa
La chiave della tecnologia Micro-LED è la densa integrazione di apparecchi di illuminazione molto piccoli sul chip, che richiede un processo speciale: la tecnologia di micro-trasferimento di grandi dimensioni (detta anche trasferimento di grandi dimensioni).
La tecnica prevede la saldatura precisa di centinaia o migliaia di grani LED primari su un piccolo circuito stampato TFT, il che richiede un tasso di guasto estremamente elevato. Sebbene esistano diverse tecnologie che tentano di raggiungere questo obiettivo, il trasferimento di massa è ancora una tecnologia da produrre in serie.
Le tecniche di trasferimento di massa rientrano in quattro categorie: presa di precisione, autoassemblaggio, rilascio selettivo e trasferimento.
Di fronte alla crescente domanda del mercato di schermi a colori e ad alta risoluzione, la colorazione micro-LED è diventata un obiettivo di ricerca. Allo stato attuale, i principali metodi di implementazione includonoMetodo LED a tre colori RGB, metodo del mezzo di emissione di luce LED UV/blu e metodo di sintesi delle lenti ottiche.
Poiché il mercato AR/VR continua a crescere, vi è una crescente domanda di pannelli ad alte prestazioni che i tradizionali display LCD e OLED non sono più in grado di soddisfare. Il mercato ha urgente bisogno di nuove tecnologie di visualizzazione per migliorare le prestazioni e soddisfare gli standard di sviluppo futuri. La tecnologia micro-LED come soluzione emergente, le sue caratteristiche la rendono un forte contendente per soddisfare queste esigenze.