Đọc về thế hệ tiếp theo của công nghệ màn hình phổ thông - Micro-LED

Trong thời đại hiện nay, công nghệ hiển thị đã trở thành một phương thức trao đổi thông tin quan trọng, bao gồm điện thoại thông minh, thiết bị VR/AR, sản phẩm đeo được, màn hình trong ô tô, máy tính bảng/máy tính và máy chiếu laser.

 

Đèn LED siêu nhỏCông nghệ được gọi là "công nghệ màn hình chính thế hệ tiếp theo", sự phát triển và công nghiệp hóa của nó đang tăng tốc và cơ hội thị trường ngày càng tăng.

Bố trí doanh nghiệp hàng đầu trong nước

 

Tianma Microelectronics đã đầu tư vào công nghệ Micro-LED từ năm 2017, tập trung vào PPI cao, độ sáng cao và độ sáng caomàn hình trong suốt. Công ty đã cho ra mắt một số sản phẩm Micro-LED dẫn đầu ngành.

 

Vào năm 2022, Tianma đã đầu tư xây dựng dây chuyền sản xuất Micro-LED toàn quy trình từ chuyển giao lớn sang mô-đun hiển thị, sử dụng quy trình laser và thiết bị tùy chỉnh, trong trường hợp không có công nghệ sẵn có trên thế giới, để đạt được sản xuất hoàn toàn tự động. Dây chuyền đã thắp sáng thành công sản phẩm đầu tiên vào ngày 26 tháng 6 năm 2024, trong đó hơn 30 thiết bị và vật liệu sản xuất đã được phát triển với sự hợp tác của các công ty trong chuỗi cung ứng.

Vào ngày 31 tháng 1, dự án cơ sở thử nghiệm đóng gói và sản xuất wafer Micro LED của BOE Huacan Optoelectronics Zhuhai đã kết thúc, dự án có diện tích khoảng 217 mẫu Anh, vốn đầu tư khoảng 2 tỷ nhân dân tệ, sẽ ra mắt sản phẩm đầu tiên vào tháng 9 năm 2024, dự kiến ​​sẽ được sản xuất hàng loạt. được sản xuất vào tháng 12 năm nay, tương lai sẽ đạt sản lượng hàng năm là 58.800Đèn LED siêu nhỏbánh xốp.

Theo dữ liệu, quy mô thị trường của chip Micro LED vào năm 2023 là khoảng 32 triệu đô la Mỹ và dự kiến ​​quy mô thị trường Micro LED toàn cầu vào năm 2025 sẽ vượt 3,5 tỷ đô la Mỹ vào năm 2025 và dự kiến ​​sẽ tiếp tục phá vỡ kỷ lục này. mốc 10 tỷ USD vào năm 2027.

 

Micro-LED- thế hệ tiếp theo của công nghệ màn hình phổ thông

 

Micro-LED, còn được gọi là mLED hoặc μLED, là một thiết bị bao gồm các đơn vị điện phát quang có kích thước micron. Thông qua công nghệ truyền khối, các thiết bị này có thể được chuyển sang chất nền cứng hoặc dẻo, sau đó được đóng gói bằng các lớp và điện cực bảo vệ.

Nguyên lý hiển thị Micro-LED

 

Cốt lõi của công nghệ MicroLED nằm ở cấu trúc pixel, mỗi pixel bao gồm các pixel phụ màu chính đỏ, lục và lam. Mỗi pixel phụ có thể được điều khiển độc lập để điều chỉnh chính xác độ sáng, màu sắc và độ tương phản của màn hình. Trong hệ thống hiển thị MicroLED, ánh sáng phát ra từ mỗi đèn LED được xử lý bằng thấu kính và gương, cuối cùng tạo thành các pixel trên màn hình hiển thị và được điều chỉnh bằng bộ lọc màu để hiển thị hiệu suất màu mong muốn. Ưu điểm của công nghệ này là khả năng cung cấp độ sáng, độ tương phản và độ chính xác màu sắc cực cao.

 

Hơn nữa, MicroDẪN ĐẾNmảng được kết nối với các cực dương và cực âm của mỗi Micro LED bằng các điện cực lưới dương và âm được sắp xếp chéo theo chiều dọc. Kết nối này cho phép Micro LED được thắp sáng bằng cách quét bằng cách kích hoạt các đường điện cực theo một trình tự cụ thể, nhờ đó hiển thị hình ảnh.

Quá trình micro-LED

 

Micro-LED là cấu trúc LED được xử lý bằng màng mỏng, thu nhỏ và mảng, kích thước khoảng 1-100μm. Kỹ thuật này liên quan đến việc chuyển các micro led theo lô sang các bảng mạch, có thể cứng hoặc mềm, trong suốt hoặc mờ đục. Tiếp theo, quy trình lắng đọng vật lý được sử dụng để thêm lớp bảo vệ và điện cực phía trên, cuối cùng lớp nền phía trên được đóng gói để tạo thành màn hình Micro-LED.

Màn hình Micro-LED về cơ bản khác với màn hình LED truyền thống về mặt hạt, gói, quy trình tích hợp, bảng nối đa năng và ổ đĩa.

 

Quy trình sản xuất Micro-LED chủ yếu bao gồm:

 

Đầu tiên, tinh thể LED là màng mỏng, thu nhỏ và phân mảng thông qua công nghệ xử lý vi chế tạo

Hiện tại, quy trình thu nhỏ chất bán dẫn và chip đang tiến đến giới hạn, nhưng quy trình Micro-LED vẫn còn nhiều dư địa để phát triển. Có ba phương pháp chính được sử dụng: hàn cấp độ chip, hàn cấp độ epiticular và chuyển màng.

 

Liên kết chip (Liên kết cấp độ chip)

 

Hàn cấp độ chip bao gồm việc tách đèn LED thành các chip Micro LED có kích thước micron và liên kết chúng với bảng hiển thị bằng công nghệ SMT hoặc COB. Phương pháp này có thể điều chỉnh khoảng cách chuyển nhưng không thể chuyển theo đợt.

 

SMT được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực lắp ráp điện tử, bằng cách gắn các linh kiện chip lên PCB hoặc các bề mặt nền khác, sử dụng các phương pháp hàn nóng chảy lại hoặc hàn nhúng như hàn lắp ráp. Các bước bao gồm kiểm tra vật liệu, dán màn hình, vá, sấy khô, hàn nóng chảy lại, làm sạch, cắm, hàn sóng, làm sạch lại, kiểm tra và sửa chữa.

 

COB là công nghệ hiển thị bước nhỏ, đóng gói trực tiếp các tấm LED trên PCB và kết hợp chúng thành các đơn vị CELL. So với công nghệ SMD, công nghệ đóng gói COB có những ưu điểm riêng.

Liên kết wafer (hàn epiticular)

 

Hàn cấp độ epiticular là phương pháp hình thành trực tiếp cấu trúc màng mỏng epiticular Micro-LED ở cấp độ micromet trên lớp màng mỏng epiticular LED bằng công nghệ khắc ion plasma kết hợp cảm ứng (ICP). Khoảng cách cố định của cấu trúc này là khoảng cách bắt buộc của các pixel hiển thị.

 

Sau đó, tấm wafer LED chứa lớp epiticular và chất nền được kết nối trực tiếp với bảng mạch truyền động và chất nền được tước bỏ bằng cơ chế vật lý hoặc hóa học, chỉ để lại cấu trúc màng epiticular Micro-LED 4 đến 5μm để tạo thành pixel hiển thị trên bo mạch điều khiển. Ưu điểm của phương pháp này là có thể thực hiện chuyển hàng loạt, nhưng nhược điểm là không thể điều chỉnh khoảng thời gian chuyển.

Chuyển màng mỏng Chuyển màng mỏng

 

Chất nền LED được loại bỏ bằng phương pháp vật lý hoặc hóa học, sử dụng chất nền tạm thời để giữ lớp màng Micro-LED. Sau đó, cấu trúc micron được hình thành bằng phương pháp khắc plasma kết hợp cảm ứng. Một phương pháp khác là khắc trước rồi bóc lớp nền LED. Theo nhu cầu về khoảng cách điểm hiển thị của mạch điều khiển, phim Micro-LED được chuyển đến bảng điều khiển theo đợt bằng công cụ chuyển có chọn lọc để hoàn thành việc lắp ráp điểm hiển thị. Quá trình này có chi phí thấp, không bị giới hạn bởi kích thước của bảng hiển thị và có thể được chuyển giao trên quy mô lớn.

 

Thứ hai, chuyển hàng loạt sang bảng mạch - công nghệ chuyển giao lớn

 

Chìa khóa của công nghệ Micro-LED là sự tích hợp dày đặc của các bộ đèn rất nhỏ trên chip, đòi hỏi một quy trình đặc biệt - công nghệ truyền vi mô lớn (còn gọi là truyền lớn).

Kỹ thuật này liên quan đến việc hàn chính xác hàng trăm đến hàng nghìn hạt LED sơ cấp trên một bảng mạch TFT nhỏ, đòi hỏi tỷ lệ hỏng hóc cực cao. Mặc dù có nhiều công nghệ khác nhau đang cố gắng đạt được mục tiêu này nhưng chuyển giao hàng loạt vẫn là công nghệ được sản xuất hàng loạt.

Kỹ thuật truyền khối được chia thành bốn loại: lấy chính xác, tự lắp ráp, phát hành có chọn lọc và chuyển giao.

 

Trước nhu cầu ngày càng tăng của thị trường về màn hình màu sắc và độ phân giải cao, việc tạo màu cho Micro-LED đã trở thành trọng tâm nghiên cứu. Hiện nay, các phương pháp thực hiện chính bao gồmPhương pháp LED ba màu RGB, phương pháp môi trường phát sáng LED UV/xanh và phương pháp tổng hợp thấu kính quang học.

Khi thị trường AR/VR tiếp tục phát triển, nhu cầu về tấm nền hiệu suất cao ngày càng tăng mà màn hình LCD và OLED truyền thống không còn có thể đáp ứng được. Thị trường đang rất cần những công nghệ màn hình mới để cải thiện hiệu suất và đáp ứng các tiêu chuẩn phát triển trong tương lai. Công nghệ Micro-LED là một giải pháp mới nổi, các đặc điểm của nó khiến nó trở thành một ứng cử viên nặng ký để đáp ứng những nhu cầu này.