A Micro LED a kijelző technológia új generációja, amely fényesebb és fényesebb, mint a meglévő OLED technológia, de kevesebb energiát fogyaszt. 2017 májusában az Apple megkezdte a kijelzőtechnológia új generációjának fejlesztését. 2018 februárjában a Samsung bemutatta a Micro LED TV-ket a 2018-as CES-en.
Micro LED funkciók
A mikro LED-ek fényesebbek és hatékonyabbak, mint a meglévő OLED technológiák, de kevesebb energiát fogyasztanak. A MicroLED kiváló tulajdonságai tv-ken, iPhone-on és iPadeken is elérhetővé teszik.
Mikro LED előzmények
A Micro LED-ről beszélve a kijelző TFT-LCD háttérvilágítás moduljának alkalmazásával kell kezdenünk. Amikor a TFT-LCD az 1990-es években virágzott, egyes gyártók LED-eket használtak háttérvilágításként a magas színtelítettség, az energiatakarékosság és a vékonyság miatt. Az olyan tényezők miatt azonban, mint a magas költségek, a rossz hőelvezetés és az alacsony fotoelektromos hatékonyság, nem használták széles körben a TFT-LCD termékekben.
2000-ig a kék fény LED chipekkel ellátott fehér LED-technológia folyamata, hatékonysága és költsége stimulálta a foszforokat, elkezdett éretté válni; 2008-ba való belépéskor a fehér LED háttérvilágítási modulok robbanásszerű növekedést mutattak, és néhány év alatt szinte teljesen felváltották a CCFL-t. Az alkalmazásmező a mobiltelefonoktól, táblagépektől, asztali monitoroktól a tv-kig és így tovább terjed.
A TFT-LCD nem önfényes kijelző elve miatt azonban a nyitott cellaátvitel körülbelül 7% vagy annál kevesebb, ami a TFT-LCD alacsony fotoelektromos hatékonyságát eredményezi; és a fehér LED által biztosított színtelítettség még mindig nem olyan jó, mint a három elsődleges LED-é. , A legtöbb TFT-LCD termék csak körülbelül 72% NTSC; ezenkívül kültéri környezetben a TFT-LCD fényereje nem növelhető 1000 nitnél nagyobbra, ami alacsony kép- és színfelismerést eredményez, ami jelentős alkalmazási hiba. Ezért a LED-kijelző vagy a Micro LED kijelző egy másik technológiája is fejlesztés alatt áll, amely közvetlenül három elsődleges színes LED-et használ önfényes kijelzőpontos képpontként.
A micro LED technológia alapelve
A Micro LED kijelző alapelve az, hogy a LED-es szerkezet kialakítása vékony, miniatürizált és tömbözött legyen, mérete pedig csak körülbelül 1 ~ 10 μm; ezután a Micro LED-et tételekben továbbítják az áramköri szubsztrátumra, és a szubsztrátum merev, puha lehet Átlátszó és átlátszatlan szubsztrátum, jó tulajdonságokkal; ezután a fizikai lerakódási folyamatot használják a védőréteg és a felső elektróda befejezéséhez, majd a felső szubsztrátumot csomagolni lehet, hogy egy MicroLED kijelzőt egyszerű szerkezettel töltsenek ki.
A kijelző elkészítéséhez az ostya felületét tömbszerkezetté kell alakítani, mint egy LED-kijelző, és minden pont pixelnek címezhetőnek és vezérelhetőnek kell lennie, és egyedileg kell meghajtani a világításhoz. Ha egy kiegészítő fémoxid félvezető áramkör hajtja, akkor ez egy aktív címzési vezetési struktúra, és a csomagolási technológia átadható a Micro LED tömbchip és a CMOS között.
A beillesztés befejezése után a Micro LED javíthatja a fényerőt és a kontrasztot a mikrolencse-tömb integrálásával. A Micro LED tömb függőlegesen lépcsőzetes pozitív és negatív hálózati elektródákon keresztül csatlakozik az egyes Micro LED-ek pozitív és negatív elektródáihoz. Az elektródák sorrendben feszültség alatt vannak, és a Micro LED-eket szkenneléssel világítják meg a képek megjelenítéséhez.
A Micro LED tipikus szerkezete - PN csatlakozó dióda, amely közvetlen energiarés félvezető anyagból áll. Amikor a Mikro LED felső és alsó elektródáira előre torzítást alkalmaznak, ami az áram áthaladását okozza, az elektronok és lyukak rekombinálódnak az aktív régióban, egyetlen fényszínt bocsátva ki. A Micro LED spektrum domináns hullámhosszának FWHM-je körülbelül 20 nm, ami rendkívül magas színtelítettséget biztosít, általában eléri a 120% NTSC-t.
És 2008 óta a LED fotoelektromos átalakítás hatékonysága jelentősen javult, és több mint 100lm / W tömeggyártási szabványsá vált. Ezért a Micro LED kijelző alkalmazásához önfényes kijelzőjellemzőinek köszönhetően, egyszerű szerkezettel, szinte fényfogyasztó alkatrészek nélkül, alacsony energiafogyasztású vagy nagy fényerősségű kijelző kialakítása könnyen megvalósítható.
Ez megoldhatja a jelenlegi megjelenítő alkalmazások két fő problémáját. Az egyik az, hogy a viselhető eszközök, mobiltelefonok, táblagépek és egyéb eszközök energiafogyasztásának több mint 80% -a a kijelzőn van, és az alacsony fogyasztású kijelző technológia hosszabb akkumulátor-élettartamot biztosít; A második a környezeti fény. A probléma az, hogy a kijelzőn lévő kép fehéredik, a felismerés gyenge, és a nagy fényerős kijelző technológia szélesebbé teheti alkalmazási tartományát.
Micro LED előnyei
Nagy fényerő, alacsony energiafogyasztás, ultra-nagy felbontás és színtelítettség. A Micro LED legnagyobb előnye a legnagyobb funkció, a mikronszintű hangmagasság, minden pixel kezelhető, vezérelhető és vezérelhető, és egyetlen ponton fényt bocsáthat ki. Más LED-ekkel összehasonlítva a fényhatékonyság szempontjából a Micro LED jelenleg a legmagasabb, és még mindig van lehetőség jelentős javulásra; a fényenergia-sűrűséget tekintve a Micro LED is a legmagasabb, és még mindig van mit javítani. Az előbbi elősegíti a kijelzőeszközök energiamegtakarítását, energiafogyasztása az LCD körülbelül 10% -a és az OLED 50% -a; ez utóbbi megmentheti a kijelzőeszközök korlátozott felületét, és több érzékelőt telepíthet. A jelenlegi elméleti eredmény az, hogy a Micro LED-ekhez képest az OLED-hez képest ugyanazon kijelző fényerejének eléréséhez az utóbbi bevonati területének csak körülbelül 10% -ára van szükség. Az OLED-hez képest, amely szintén önfényes kijelző, a fényerő 30-szor nagyobb, és a felbontás elérheti az 1500PPI-t (pixelsűrűség), ami az Apple Watch által használt 300PPI 5-szörösének felel meg.
hosszú élet. Mivel a Micro LED szervetlen anyagokat használ, és egyszerű szerkezetű, szinte nincs fényfogyasztása, és élettartama nagyon hosszú. Ez a pont összehasonlíthatatlan az OLED-hez. Szerves anyagként és szerves anyagként az OLED-nek megvannak a maga belső hibái, nevezetesen az élettartam és a stabilitás, és nehéz összehasonlítani a szervetlen anyagok QLED-jével és MICROLED-jével.
Sok lehetőség van a költségcsökkentésre. Jelenleg a mikrovetítési technológia elsősorban három technológián alapul: digitális fényfeldolgozás (DLP), fényvisszaverő folyadékkristályos kijelző szilícium szubsztráton (LiquidCrystalonSilicon, LCoS) és MEMS szkennelés (MEMS szkennelés), de ennek a három technológiának külsőt kell használnia A fényforrás megnehezíti a modul térfogatának további csökkentését, és a költségek is magasak. Ezzel szemben az önvilágító Micro LED mikrodisplaynek nincs szüksége külső fényforrásra, és az optikai rendszer egyszerűbb, így előnyei vannak a modul térfogatának miniatürizálásában és a költségcsökkentésben.
Alkalmazások széles választéka. A Micro LED számos fontos problémát megold. Az egyik az, hogy a fogyasztói táblagépek energiafogyasztásának 80% -a, beleértve az okostelefonokat és a viselhető eszközöket is, a kijelzőn van. Az alacsony energiafogyasztású Micro LED kijelzők jelentősen meghosszabbítják az akkumulátor élettartamát. A Micro LED kijelző alkalmazásához az önfényes kijelző jellemzőinek köszönhetően, egyszerű szerkezettel kombinálva, szinte fényfogyasztó alkatrészek nélkül, könnyen megvalósíthatja az alacsony teljesítményű vagy nagy fényerősségű kijelző kialakítását. Másodszor, az erős környezeti fény miatt a kijelzőn lévő kép fehéredik, és a felismerés mértéke romlik. A Micro LED nagy fényerejű kijelző technológiája könnyen megoldhatja ezt a problémát, és szélesebbé teheti alkalmazási körét.
Milyen a micro LED ipari lánc
A Micro LED kijelző termék alapvető összetevői a TFT szubsztrátum, az ultra-mikro LED lapka és a vezető IC. A háromnak közös jellemzője van, azaz nagyszámú örökség a meglévő LCD- és LED-iparágakból. Ezért a Tajvani Ipari Kutatóintézet úgy véli, hogy a teljes ipari lánc előnye van.
Az azonos ipari bázissal rendelkező régiók közé tartozik Azonban Dél-Korea, a szárazföldi Kína és Japán is. Közülük Japán vezető szerepe és tökéletessége az upstream anyagokban és berendezésekben messze meghaladja Tajvanét Kínában. A japán kollégák érdeklődése azonban a Micro LED iránt nem olyan magas, mint a tajvani ipar.
Miért kevésbé lelkesednek más hasonló vagy jobb ipari bázissal rendelkező régiók a Micro LED iránt, mint Tajvan? A válasz két szintre oszlik: az első az, hogy a szárazföldi Kínában, Dél-Koreában és Japánban jelenleg a legforgalmasabb dolog az OLED. Másodszor, a Micro LED-nek nehéz folyamata van, amelyet más elektronikai iparágak ritkán használnak - tömeges mikrotranszfer (más néven tömegátvitel). A tajvani Mikro LED-ipar egyik legnagyobb lépése egy "hatalmas mikrotranszfer" iparági szövetség létrehozása 2016 decemberében, amelynek vezető egysége a Tajvani Ipari Technológiai Kutatóintézet.
Milyen technológia a "tömeges átvitel"? Egyszerűen fogalmazva, a TFT áramköri szubsztrátumon a köröm mérete, az optika és az elektromosság szükséges specifikációi szerint három-ötszáz vagy még több piros, zöld és kék elsődleges színes LED mikrochip egyenletesen hegesztett, és a megengedett folyamathibák aránya csak százezres. egy részet.
A Micro LED folyamatához sokan úgy vélik, hogy a tapasztalat a hagyományos LED-képernyőkből tanulható. A Micro LED azonban nagyon különbözik a hagyományos LED-es kijelzőktől. A hagyományos LED-kijelzőhöz képest a Micro LED fő különbségei a következők: 1. A pontosság mértéke több tucatszorosára javul; 2. Az integrációs folyamat a közvetlen behelyezésről, a felületre szerelhető, a COB-csomagolásról stb. a "tömeges mikrotranszferre" változott; 3. A hiba javíthatósága szinte nulla; 4. A hátséma nyomtatott áramköri lapról folyadékkristályos és OLED kijelzőkben használt TFT szubsztrátumra, vagy a CPU-ban és a memóriában használt egyetlen kristályos szilícium szubsztrátumra változott.
Ez azt jelenti, hogy a hagyományos LED-kijelzőkkel összehasonlítva a Micro LED-ek minden szempontból eltérőek, például a szerszám, a csomagolás, az integrációs folyamat, a backplane és a vezető. Ezért látható, hogy a Micro LED termékek népszerűsége nem szerzett hagyományos LED nagy képernyőt. gyártói nyilatkozat.
Valójában az olyan "elemkomponensek" mellett, mint a die, a TFT backplane és az IC, amelyek a LED-es lapkókból (például Sanan), a félvezető kijelzőből (például BOE) és az IC tervező cégekből (például akkumuláció, Qijing) stb. származnak, a Micro LED valódi magja az, hogy "hogyan lehet integrálni ezeket az összetevőket", azaz a "tömegátviteli" technológia. Ez utóbbi az egész iparág éltető eleme. Ha van olyan vállalat, amely Micro LED termékeket akar vezetni, a legfontosabb dolog az, hogy innen induljon.
Ebben a tekintetben a pontosabb hír az, hogy idén februárban a Mikro Mesa és a Chongqing Huike közösen építette meg az első Micro LED panel laboratóriumot a Tajvani-szoros mindkét oldalán. A labor a tervek szerint ez év végére készül el, színes Micro LED-mintákat gyártanak 2018-ban. A Mikro Mesa jelenleg vezető K +F technológiával rendelkezik a LED mikro-die-ben, és azt pletykálják, hogy 3UM-ot érhet el. A Huike épített egy A-SILCD gyártósort, és olyan műszaki erőforrásokkal rendelkezik, mint a TFT backplane. A kettő közötti együttműködés célja, hogy a rendelkezésre álló erőforrásokat a lehető legkönnyebben felhasználják a "tömeges átadási" technológia áttörésére.
Azonban még egy ilyen viszonylag mélyreható projekt esetében sem optimisták a Mikro LED-es iparági menetrendre vonatkozó várakozásai: a színes minták 2018-as megvalósítása még mindig nehéz megmondani, hogy milyen messze van a valódi kereskedelmi alkalmazástól. Az OLED-et példaként véve több mint 20 évbe telt, mire elérte a teljes színeket és a jelenlegi nagyszabású elismerést a mobiltelefon-iparban. Ráadásul Huike és Mikro Mesa is újoncok a bemutatókörben. A Micro LED-re fordított figyelmük elég kísérlet arra, hogy megelőzzék a sarkokat.
Összefoglalva, az alkatrészek szempontjából a Micro LED nem nehéz a TFT, IC és LED lapkákban; a technológia és az ipari folyamat szempontjából azonban a hatalmas transzfer a Micro LED víziója és valósága között rejlik, és rövid távon nehéz teljesen átadni. átível.
A Micro LED széles körű alkalmazási kilátásokkal rendelkezik
Jelenleg, ha figyelembe vesszük a meglévő műszaki képességeket, a Micro LED-nek két fő alkalmazási iránya van. Az egyik a viselhető piac, amelyet az Apple képvisel. A pletykák szerint az Apple a Micro LED technológiát fogja használni az Apple Watch és az iPhone új generációján, és várhatóan 2018-ban micro LED technológiát fog használni. Megjelent a Micro LED viselhető eszközök. A második a szuperméretű TV-piac, amelyet a Sony képvisel. A Sony által az idei CES-en bemutatott Micro LED cledis kiváló teljesítményt nyújt felbontás, fényerő és kontraszt tekintetében.
Rövid távon a Micro LED piac az ultra-kis kijelzőkre koncentrálódik. Közép- és hosszú távon a Micro LED sokféle alkalmazással rendelkezik, viselhető eszközökkel, nagy beltéri kijelzőkkel, fejre szerelt kijelzőkkel (HUD-k), head-up kijelzőkkel (HUD-k), hátsó lámpákkal, vezeték nélküli optikai kommunikációval Li-Fi, AR / VR, projektorok stb.
