Lees meer over de volgende generatie mainstream displaytechnologie: Micro-LED

In het huidige tijdperk is displaytechnologie een belangrijke manier van informatie-uitwisseling geworden, waaronder smartphones, VR/AR-apparaten, draagbare producten, displays in auto's, tablets/computers en laserprojectie.

 

Micro-LEDtechnologie staat bekend als de "volgende generatie mainstream displaytechnologie", de ontwikkeling en industrialisatie ervan versnellen en de marktkansen nemen toe.

Lay-out van binnenlandse toonaangevende ondernemingen

 

Tianma Microelectronics investeert sinds 2017 in Micro-LED-technologie, waarbij de nadruk ligt op hoge PPI, hoge helderheid en hogetransparantie wordt weergegeven. Het bedrijf heeft een aantal toonaangevende Micro-LED-producten op de markt gebracht.

 

In 2022 investeerde Tianma in de bouw van een volledige Micro-LED-productielijn, van de massale overdracht naar de displaymodule, met behulp van het laserproces en aangepaste apparatuur, in het geval dat er geen kant-en-klare technologie ter wereld is. om een ​​volledig automatische productie te realiseren. De lijn startte met succes zijn eerste productie op 26 juni 2024, waarbij meer dan 30 productieapparatuur en materialen werden ontwikkeld in samenwerking met supply chain-bedrijven.

Op 31 januari werd het testbasisproject voor de productie en verpakking van BOE Huacan Optoelectronics Zhuhai Micro LED-wafers afgesloten. Het project beslaat een oppervlakte van ongeveer 217 hectare, een investering van ongeveer 2 miljard yuan, en zal het eerste product in september 2024 aansteken, gepland voor massale productie. geproduceerd in december van dit jaar, zal de toekomst een jaarlijkse productie van 58.800 bereikenMicro-LEDwafeltjes.

Volgens gegevens bedraagt ​​de marktomvang van Micro LED-chips in 2023 ongeveer 32 miljoen dollar, en wordt verwacht dat de mondiale marktomvang voor Micro LED in 2025 in 2025 de 3,5 miljard dollar zal overschrijden. 10 miljard dollar in 2027.

 

Micro-LED: de volgende generatie mainstream displaytechnologie

 

Micro-LED, ook bekend als mLED of μLED, is een apparaat dat bestaat uit elektroluminescentie-eenheden op micronschaal. Door middel van massaoverdrachtstechnologie kunnen deze eenheden worden overgebracht naar een hard of flexibel substraat en vervolgens worden verpakt met beschermende lagen en elektroden.

Micro-LED-weergaveprincipe

 

De kern van MicroLED-technologie ligt in de pixelstructuur, elke pixel is samengesteld uit rode, groene en blauwe subpixels in de primaire kleur. Elke subpixel kan onafhankelijk worden geregeld om de helderheid, kleur en contrast van het scherm nauwkeurig aan te passen. In het MicroLED-weergavesysteem wordt het door elke LED uitgezonden licht verwerkt door een lens en een spiegel, en vormt uiteindelijk pixels op het beeldscherm, en wordt aangepast door een kleurenfilter om de gewenste kleurprestaties weer te geven. Het voordeel van deze technologie is het vermogen om extreem hoge helderheid, contrast en kleurnauwkeurigheid te bieden.

 

Verder de MicroLEDDe array is verbonden met de positieve en negatieve polen van elke Micro-LED door verticaal geplaatste positieve en negatieve roosterelektroden. Dankzij deze verbinding kan de Micro-LED worden verlicht door te scannen door de elektrodelijnen in een specifieke volgorde te activeren, waardoor beeldweergave wordt bereikt.

Micro-LED-proces

 

Micro-LED is een LED-structuur die wordt verwerkt door dunne film, miniaturisatie en array, en de grootte is ongeveer 1-100 μm. Deze techniek omvat het in batches overbrengen van micro-leds naar printplaten, die hard of zacht, transparant of ondoorzichtig kunnen zijn. Vervolgens wordt een fysiek depositieproces gebruikt om een ​​beschermende laag en een bovenste elektrode toe te voegen, en uiteindelijk wordt het bovenste substraat verpakt om een ​​micro-LED-display te vormen.

Micro-LED-displays verschillen fundamenteel van traditionele LED-displays wat betreft korrel, pakket, integratieproces, backplane en aandrijving.

 

Het productieproces van micro-LED's omvat hoofdzakelijk:

 

Ten eerste is het LED-kristal dunne film, miniaturisatie en array via de microfabricageprocestechnologie

Momenteel nadert de procesminiaturisering van halfgeleiders en chips zijn limiet, maar het Micro-LED-proces heeft nog veel ruimte voor groei. Er worden drie hoofdmethoden gebruikt: lassen op chipniveau, lassen op epitaxiaal niveau en filmoverdracht.

 

Spaanbinding (chipniveau-binding)

 

Bij lassen op chipniveau wordt de LED in micro-LED-chips op micronschaal gesplitst en met behulp van SMT- of COB-technologie aan het displaybord verbonden. Deze methode kan de overdrachtsafstand aanpassen, maar kan niet in batches worden overgedragen.

 

SMT wordt veel gebruikt op het gebied van elektronische assemblage, door chipcomponenten op PCB's of andere substraatoppervlakken te monteren, met behulp van reflow-lassen of dompellasmethoden zoals lasassemblage. De stappen omvatten materiaalinspectie, schermpasta, patch, drogen, reflow-solderen, reinigen, plug-in, golfsolderen, opnieuw reinigen, inspectie en reparatie.

 

COB is een displaytechnologie met een kleine pitch die LED-wafels rechtstreeks op de PCB inkapselt en deze combineert tot CELL-eenheden. Vergeleken met SMD-technologie heeft COB-verpakkingstechnologie zijn unieke voordelen.

Waferverlijming (epitaxiaal lassen)

 

Epitaxiaal niveaulassen is een methode om direct een Micro-LED epitaxiale dunne filmstructuur op micrometerniveau te vormen op een LED epitaxiale dunne filmlaag door middel van inductief gekoppelde plasma-ionenetstechnologie (ICP). De vaste afstand van deze structuur is de vereiste afstand van de weergavepixels.

 

Vervolgens wordt de LED-wafel met de epitaxiale laag en het substraat rechtstreeks verbonden met de aandrijfprintplaat en wordt het substraat gestript met behulp van een fysisch of chemisch mechanisme, waardoor er slechts een Micro-LED epitaxiale filmstructuur van 4 tot 5 μm overblijft om een ​​weergavepixel te vormen. op de printplaat van de aandrijving. Het voordeel van deze werkwijze is dat batchoverdracht gerealiseerd kan worden, maar het nadeel is dat het overdrachtsinterval niet aangepast kan worden.

Dunne-filmoverdracht Dunne-filmoverdracht

 

Het LED-substraat wordt op fysische of chemische wijze verwijderd, waarbij een tijdelijk substraat wordt gebruikt om de Micro-LED-filmlaag vast te houden. Vervolgens wordt de micronstructuur gevormd door inductief gekoppeld plasma-etsen. Een andere methode is om eerst het LED-substraat te etsen en vervolgens af te pellen. Afhankelijk van de vraag naar de weergavepuntafstand van het aandrijfcircuit, wordt de Micro-LED-film in batches naar het driverbord verplaatst met het selectieve overdrachtsgereedschap om de weergavepuntassemblage te voltooien. Dit proces is goedkoop, wordt niet beperkt door de grootte van het displaybord en kan op grote schaal worden overgedragen.

 

Ten tweede, batchoverdracht naar printplaat - enorme overdrachtstechnologie

 

De sleutel tot Micro-LED-technologie is de dichte integratie van zeer kleine armaturen op de chip, waarvoor een speciaal proces vereist is: grote micro-overdrachtstechnologie (ook wel grote overdrachtstechnologie genoemd).

De techniek omvat het nauwkeurig solderen van honderden tot duizenden primaire LED-korrels op een kleine TFT-printplaat, wat een extreem hoog uitvalpercentage vereist. Hoewel er verschillende technologieën zijn die dit doel proberen te bereiken, is massaoverdracht nog steeds een technologie die in massa geproduceerd moet worden.

Massaoverdrachtstechnieken vallen in vier categorieën: precisiegrijpen, zelfmontage, selectieve vrijgave en overdracht.

 

In het licht van de toenemende marktvraag naar schermen met hoge kleuren en hoge resolutie is micro-LED-inkleuring een onderzoeksfocus geworden. Momenteel omvatten de belangrijkste implementatiemethoden:RGB driekleurige LED-methode, UV/blauwe LED-lichtemitterende mediummethode en optische lenssynthesemethode.

Naarmate de AR/VR-markt blijft groeien, is er een groeiende vraag naar hoogwaardige panelen waaraan traditionele LCD- en OLED-schermen niet langer kunnen voldoen. De markt heeft dringend behoefte aan nieuwe displaytechnologieën om de prestaties te verbeteren en aan toekomstige ontwikkelingsnormen te voldoen. Micro-LED-technologie is een opkomende oplossing en de kenmerken ervan maken het een sterke kandidaat om aan deze behoeften te voldoen.