Zaawansowane udogodnienia Wydajna produkcjaChociaż technologię Micro LED można zastosować w małych urządzeniach do noszenia reprezentowanych przez AR, VR i smartwatche, obecnie istnieje niewiele praktycznych zastosowań. Weźmy na przykład okulary AR. Według niepełnych statystyk w 2022 roku na rynku pojawią się tylko 3 okulary Micro LED, a mianowicie Meta Lens Li Weike, Shield Vuzix i inteligentne okulary ESSNZ Berlin firmy Tooz.
Chociaż ma ona bardziej oczywiste zalety w porównaniu z technologią Micro OLED, zastosowanie mikrowyświetlacza Micro LED nie jest płynne. Ostatecznie problem polega na tym, że rozwój technologii Micro LED jest powolny, proces produkcyjny nie jest dojrzały, nadal istnieją problemy z kosztem produktu, jakością i wydajnością chipów emitujących czerwone światło, efekt wyświetlania w pełnym kolorze i wysokiej rozdzielczości w pobliżu oczu jest trudne do osiągnięcia, dlatego też Micro LED nie może być stosowany w dziedzinie mikrowyświetlaczy na dużą skalę.
Mimo to przedsiębiorstwa i środowiska akademickie zajmujące się technologią LED nigdy nie zaprzestały badań i rozwoju technologii Micro LED. Eksplorując różne rozwiązania techniczne, stopniowo udoskonalają technologię Micro LED oraz przyspieszają i skracają proces stosowania Micro LED w dziedzinie mikrowyświetlaczy.
Niedawno zespół badawczy LED przy Massachusetts Institute of Technology (MIT) dokonał przełomu w badaniach nad diodą Stacked RGB Micro LED. W przyszłości rozwiązanie to może stać się kluczowym czynnikiem wpływającym na rozwój zastosowań mikrowyświetlaczy Micro LED.
Zespół badawczy opracował pełnokolorową, laminowaną pionowo diodę Micro LED o rozdzielczości do 5100 ppi i rozmiarze zaledwie 4 μm, co zapewnia największą znaną dotychczas gęstość matrycy i najmniejszy rozmiar. Cechy wysokiej rozdzielczości i małych rozmiarów produktu odpowiadają wymaganiom zastosowań sprzętu elektronicznego z mikrowyświetlaczami do okolic oczu.
Wyniki badań dodatkowo sprzyjają rozwojowi i zastosowaniu laminowanej struktury Micro LED, a także zwracają uwagę branży LED na to rozwiązanie techniczne.
W szczególności szczególną cechą tego schematu jest to, że w porównaniu z pojedynczym pikselem utworzonym przez tradycyjną strukturę równoległego układu chipów RGB Micro LED, zastosowanie schematu ułożenia stosów może zmniejszyć rozmiar modułu wyświetlacza, poprawiając jednocześnie jakość obrazu i produkcję wydajność wyświetlacza Micro LED.
W szczególności laminowana struktura pozwala pojedynczemu pikselowi zajmować mniej miejsca, osiągając w ten sposób większą gęstość pikseli na jednostkę powierzchni, spełniając w ten sposób wymagania aplikacyjne urządzeń mikrowyświetlających dla małych modułów wyświetlaczy o wysokiej rozdzielczości.
Od strony produkcyjnej, dzięki zastosowaniu laminowanej struktury, trójkolorowe chipy RGB są zintegrowane w jeden chip, co skraca czas transferu chipa Micro LED na podłoże oraz poprawia dokładność umieszczenia, optymalizując w ten sposób wydajność produkcji i koszt wyświetlacza Micro LED.
Dzięki zmianie konstrukcji, produkcja i zastosowanie Micro LED zyskały większe możliwości. Dlatego w ostatnich latach krajowe i zagraniczne przedsiębiorstwa, uczelnie i instytucje naukowo-badawcze sukcesywnie uczestniczą w badaniach nad Micro LED o laminowanej strukturze, promując ciągły postęp technologii.
Zwrócono uwagę na badania nad laminowanymi Micro LED, a krajowe i zagraniczne badania i rozwój poczyniły ogromne wysiłki
Według niepełnych statystyk LEDinside, w badaniach nad laminowanymi Micro LED brały udział firmy LED w kraju i za granicą, takie jak Seoul Weiaosi, Lumens, Sundiode, Nov Technology, a także krajowe zespoły badawcze Uniwersytetu Tsinghua:
Wielka duma Seulu
W 2022 roku firma Weimaxo Seoul zaprezentowała technologię jednoukładowego, pełnokolorowego wyświetlacza WICOP Pixel, która charakteryzuje się bezołowiową, hermetyczną strukturą soczewkową z czerwonymi, zielonymi i niebieskimi (R/G/B) chipami Micro LED umieszczonymi w pionowym stosie .
Zastosowanie technologii WICOP Pixel redukuje proces produkcji wyświetlaczy Micro LED do jednej trzeciej, poprawia wydajność Micro LED, zmniejsza koszty produkcji i zmniejsza powierzchnię świetlną Micro LED do jednej trzeciej istniejących produktów o płaskiej strukturze, uzyskując głębokie czarny kolor i wyraźny obraz.
W lutym tego roku firma Weimax Seoul zaprezentowała wyświetlacz Micro LED oparty na technologii WICOP Pixel o jasności 4000 nitów, rozszerzając zastosowanie Micro LED na obszary metaverse, w tym AR i VR.
lumenów
Na początku tego roku firma Lumens, koreański producent diod LED, ogłosiła, że opracowała płytki epitaksjalne RGB do produkcji mikroLED. Poszczególne płytki epitaksjalne są monolityczne i składają się z ułożonych w stos płytek epitaksjalnych RGB o trzech jasnych kolorach. W przypadku czerwonych materiałów LED firma Lumens wykorzystuje azotek indu i galu, taki sam jak światło niebieskie i zielone, które jest łatwiejsze w obróbce i produkcji laminowanych chipów.
Dioda słoneczna
W kwietniu 2021 r. firma Sundiode, amerykańska firma produkująca mikrowyświetlacze Micro LED, ogłosiła zastrzeżoną technologię stosowych pikseli RGB Micro LED, która łączy laminowane macierze pikseli RGB Micro LED na pojedynczej płytce bezpośrednio z krzemową płytą montażową CMOS.
W listopadzie tego roku firma Sundiode pokazała laminowane pełnokolorowe wyświetlacze RGB Micro LED, wykorzystujące technologię CMOS na bazie aktywnej matrycy opartej na krzemionce, z chipami Micro LED o wielkości 100 μm, rozmiarami wyświetlacza 15,4 mm x 8,6 mm i rozdzielczością 200 PPI.
Na początku 2023 roku firma Sundiode nawiązała współpracę z Soft-Epi, twórcą technologii GaN, aby umożliwić nam wyhodowanie pojedynczego elementu pełnej struktury LED InGaN RGB na pojedynczej płytce szafirowej.
Technologia listopadowa
Pod koniec 2022 roku krajowy twórca technologii Micro LED, Nuovision Technology, z powodzeniem zapalił mikrowyświetlacz Micro LED o przekątnej 0,39 cala, a jego produkty zostały opracowane przy użyciu technologii WLVSP (Pionowo ułożone piksele na poziomie wafla, piksele na poziomie wafla pionowo ułożone) rozwiązanie.
Uniwersytet Tsinghua
W maju 2021 r. zespół badawczy Wydziału Fabryki Elektroniki Uniwersytetu Tsinghua opracował projekt matrycy urządzeń Micro LED oparty na wielowarstwowości czerwonej, zielonej i niebieskiej (RGB).
Za pomocą epitaksji i druku transferowego cienkowarstwowa Micro LED oparta na różnych nieorganicznych strukturach półprzewodnikowych monokrystalicznych grupy III-V, w tym diodach LED o czerwonym świetle InGaP, diodach LED o świetle zielonym i niebieskim InGaN (rozmiar ~100μm², grubość ~5μm) heterogeniczna integracja , tworząc pionową strukturę stosu. Jednocześnie folia optyczna z selektywną transmisją długości fali została zaprojektowana jako warstwa pośrednia pomiędzy Micro LED, co poprawia wydajność świetlną i wydajność promieniowania urządzenia.
W porównaniu z tradycyjną strukturą urządzeń RGB side-by-side, rozdzielczość wyświetlacza można poprawić trzykrotnie w porównaniu ze strukturą side-by-side przy tym samym rozmiarze urządzenia, co nie tylko poprawia wydajność luminescencji urządzenia, ale także zmniejsza wymagania dotyczące dokładności obróbki w procesie przygotowania.
Youngwoo DSP
W 2021 r. Youngwoo DSP, południowokoreański producent sprzętu półprzewodnikowego, otrzymał projekt rządowy mający na celu opracowanie nowej technologii produkcji Micro LED w oparciu o ultramałe ułożone warstwy RGB do końca 2024 r. Według DSP Youngwoo technologia ta pomaga ulepszyć dokładność wyrównania i gęstość pikseli w przypadku transferów dużych ilości, przy jednoczesnej oszczędności czasu produkcji i obniżeniu kosztów. Produkty można zastosować w inteligentnych zegarkach, samochodach i urządzeniach AR.
KAIST
W 2020 roku zespół badawczy w Koreańskim Zaawansowanym Instytucie Nauki i Technologii (KAIST) opracował sposób produkcji wyświetlaczy Micro LED o wysokiej rozdzielczości. Zespół ułożył aktywne warstwy czerwonych, zielonych i niebieskich diod LED w przestrzeni 3D, korzystając z procesu modelowania półprzewodników i folii izolacyjnej o właściwościach filtra, aby wyeliminować zakłócenia kolorów czerwonego i niebieskiego. Ostatecznie wyświetlacz ma wysoką rozdzielczość przekraczającą 60,000 pikseli na cal.
podsumować
Można zauważyć, że w ostatnich latach poprzez badanie struktury warstwowej przedsiębiorstwa i uniwersytety poprawiły jasność i rozdzielczość mikrowyświetlaczy Micro LED oraz promowały rozwój pełnokolorowych mikrowyświetlaczy Micro LED o wysokiej rozdzielczości.
W obliczu istniejących kluczowych problemów technicznych Micro LED, laminowana struktura zapewnia wykonalne rozwiązanie i otwiera nową ścieżkę techniczną dla rozszerzenia zastosowania technologii Micro LED w dziedzinie mikrowyświetlaczy, takich jak AR/VR.
Jednak rozwiązując istniejące problemy tradycyjnej konstrukcji, laminowane rozwiązanie Micro LED stwarza również nowe problemy techniczne.
Według dostawcy technologii Micro LED, firmy Porotech, laminowana struktura oznacza, że na wyświetlaczu emitowane są trzy kolory światła z różnych wysokości, co komplikuje konstrukcję optyczną i wymaga większej precyzji w rozstawie diod LED i ułożeniu różnych warstw w strukturze.
Ponadto przy stosowaniu tego schematu problemy, z którymi należy się zmierzyć, to nałożone na siebie zakłócenia kolorów diod LED RGB, niska skuteczność świetlna małych pikseli oraz zgodność i wydajność materiałów emitujących światło czerwone.
Analitycy TrendForce Consulting stwierdzili, że technologia laminowanych chipów Micro LED jest obecnie w fazie rozwoju, ze względu na brak możliwości technologii masowej produkcji, nie była stosowana w wyświetlaczach do noszenia.
Chociaż produkty z mikrowyświetlaczami nie mają faktycznego zastosowania, powyższe przedsiębiorstwa i uniwersytety optymistycznie odnoszą się do technologii laminowanej i uważają, że rozwiązanie to może przyspieszyć rozwój Micro LED w AR/VR i innych dziedzinach.
Dlatego uważa się, że badania nad technologią laminowanych Micro LED nie ustaną w przyszłości. Ponieważ Apple, Samsung i inne wiodące przedsiębiorstwa terminali stale zwiększają rozmieszczenie technologii Micro LED, badania nad technologią Micro LED, w tym strukturą laminowaną, mogą zostać szybko promowane, stając się ważnym ogniwem w eksploracji komercjalizacji Micro LED.