ניתוח קצר על ההתקדמות של מיקרו LED למינציה

למרות שניתן ליישם את טכנולוגיית Micro LED בתחום של מכשירים לבישים קטנים המיוצגים על ידי AR, VR ושעונים חכמים, ישנם מעט יישומים מעשיים כיום. קח משקפי AR כדוגמה. לפי סטטיסטיקה חלקית, יהיו רק 3 משקפי Micro LED בשנת 2022, כלומר Meta Lens של Li Weike, Shield של Vuzix והמשקפיים החכמים של ESSNZ Berlin של Tooz.

למרות שיש לו יתרונות ברורים יותר על פני טכנולוגיית Micro OLED, היישום של Micro LED micro display אינו חלק. בסופו של דבר, הבעיה היא שהפיתוח של טכנולוגיית Micro LED הוא איטי, תהליך הייצור אינו בשל, עלות המוצר, איכות ובעיות יעילות שבב האור האדום עדיין קיימות, צבע מלא, אפקט תצוגה ברזולוציה גבוהה לעין קרובה הוא קשה להשגה, ולכן לא ניתן ליישם Micro LED בתחום התצוגה המיקרו בקנה מידה גדול.

למרות זאת, עבור המחקר והפיתוח של טכנולוגיית Micro LED, מפעלי LED והאקדמיה מעולם לא עצרו. על ידי בחינת פתרונות טכניים שונים, הם משפרים בהדרגה את טכנולוגיית ה-Micro LED ומאיצים ומקצרים את תהליך היישום של Micro LED בתחום המיקרו-תצוגה.

לאחרונה, צוות מחקר LED של המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT) עשה פריצת דרך במחקר של Stacked RGB Micro LED. בעתיד, פתרון זה עשוי להפוך לגורם מפתח המשפיע על פיתוח יישומי Micro LED Micro Display.

צוות המחקר פיתח מיקרו LED בצבע מלא עם למינציה אנכית ברזולוציה של עד 5,100 ppi וגודל של 4 מיקרומטר בלבד, בטענה שיש לה את צפיפות המערך הגבוהה ביותר והגודל הקטן ביותר הידוע עד כה. המאפיינים של רזולוציה גבוהה וגודל קטן של המוצר מתאימות לדרישות היישום של ציוד אלקטרוני לתצוגה בעין קרובה.

תוצאות המחקר מקדמות עוד יותר את הפיתוח והיישום של מבנה מיקרו LED למינציה, וגם מעוררות את תשומת הלב של תעשיית ה-LED לפתרון טכני זה.

באופן ספציפי, התכונה המיוחדת של סכימה זו היא שבהשוואה לפיקסל הבודד שנוצר על ידי מבנה הסידור המקביל המסורתי של שבבי RGB Micro LED, היישום של ערכת סידור הערימה יכול להקטין את גודל מודול התצוגה תוך שיפור איכות התמונה והייצור יעילות של תצוגת Micro LED.

בפרט, המבנה הלמינציה מאפשר לפיקסל בודד לתפוס פחות מקום, ובכך להשיג צפיפות פיקסלים גבוהה יותר ליחידת שטח, ובכך לעמוד בדרישות היישום של התקני מיקרו-תצוגה עבור מודולי תצוגה בגודל קטן בחדות גבוהה.

מבחינת ייצור, בגלל היישום של המבנה הלמינציה, שבבי RGB בשלושה צבעים משולבים בשבב בודד, מה שמקצר את זמן ההעברה של שבב ה-Micro LED למצע ומשפר את דיוק המיקום ובכך מייעל את יעילות הייצור. ועלות תצוגת Micro LED.

עקב שינוי המבנה, הייצור והיישום של Micro LED צברו אפשרויות רבות יותר. לכן, בשנים האחרונות, ארגונים מקומיים וזרים, אוניברסיטאות ומוסדות מחקר מדעיים השתתפו ברציפות במחקר של Micro LED עם מבנה למינציה, המקדמים את ההתקדמות המתמשכת של הטכנולוגיה.

המחקר של מיקרו LED למינציה קיבל תשומת לב, ומחקר ופיתוח מקומיים וזרים עשו מאמצים רבים

על פי סטטיסטיקה חלקית של LEDinside, חברות LED מבית ומחוץ, כגון Seoul Weiaosi, Lumens, Sundiode, Nov Technology, כמו גם צוותי מחקר מקומיים של אוניברסיטת Tsinghua היו מעורבים במחקר של Micro LED למינציה בשנים האחרונות:

סיאול גאווה גדולה

בשנת 2022, Weimaxo Seoul הציגה את טכנולוגיית התצוגה שלה עם שבב אחד בצבע מלא WICOP Pixel, הכוללת מבנה נטול עופרת, מכוסה ועדשה עם שבבי מיקרו LED באדום, ירוק וכחול (R/G/B) המוצבים בערימה אנכית. .

היישום של טכנולוגיית WICOP Pixel מפחית את תהליך הייצור של תצוגת Micro LED לשליש, משפר את התפוקה של Micro LED, מפחית את עלות הייצור ומפחית את השטח הזוהר של Micro LED לשליש ממוצרי המבנה השטוח הקיימים, תוך קבלת עומק. צבע שחור ותמונה ברורה.

בפברואר השנה, Weimax Seoul הציגה תצוגת Micro LED המבוססת על טכנולוגיית WICOP Pixel עם בהירות של 4000nits, והרחיבה את היישום של Micro LED לאזורים מטא-וורסיים כולל AR ו-VR.

לומן

בתחילת השנה, Lumens, מפתחת LED קוריאנית, הודיעה שפיתחה פרוסות אפיטקסיאליות RGB לייצור Micro LED, הפרוסים האפיטקסיאליים הבודדים הם מונוליתיים, המורכבים מפרוסות אפיטקסיאליות RGB בשלושה אורות. עבור חומר LED אדום, Lumens משתמשת בחומר אינדיום גליום ניטריד זהה לאור כחול ואור ירוק, שקל יותר לעבד ולהפיק שבבים למינציה.

סאנדיוד

באפריל 2021, הודיעה Sundiode, חברת Micro LED microdisplays אמריקאית, את טכנולוגיית ה-Stacked RGB Micro LED pixel הקניינית שלה, המחברת את מערכי הפיקסלים למינציה RGB Micro LED על רקיק יחיד ישירות למישור אחורי מבוסס סיליקון.

בנובמבר אותה שנה, Sundiode הראתה תצוגות RGB Micro LED בצבע מלא למינציה תוך שימוש בטכנולוגיה מונעת CMOS backplane מבוסס מטריקס אקטיבית עם גדלי שבבי Micro LED של 100 מיקרומטר, גדלי תצוגה של 15.4 מ"מ x 8.6 מ"מ ורזולוציה של 200PPI.

בתחילת 2023, Sundiode עבדה עם Soft-Epi, מפתחת טכנולוגיית GaN, כדי לאפשר לנו להצמיח חתיכה אחת של מבנה InGaN RGB LED מלא על רקיקת ספיר אחת.

נוב טכנולוגיה

בסוף 2022, מפתחת טכנולוגיית ה-Micro LED המקומית Nuovision Technology הדליקה בהצלחה צג מיקרו LED בגודל 0.39 אינץ', והמוצרים שלה פותחו באמצעות טכנולוגיית WLVSP (Wafer Level Vertically Stacked Pixels, פיקסלים מוערמים ברמת רקיק) פִּתָרוֹן.

אוניברסיטת צינג - הואה

במאי 2021, צוות המחקר של מחלקת מפעלי האלקטרוניקה של אוניברסיטת Tsinghua פיתח עיצוב מערך מכשירי Micro LED המבוסס על רב השכבות האדום, הירוק והכחול (RGB).

באמצעות הפשטת אפיטקסיה והדפסת העברה, סרט דק Micro LED המבוסס על מבנים שונים של מוליכים למחצה גבישיים בודדים מקבוצה III-V, כולל InGaP אור אדום LED, InGaN אור ירוק ו-LED אור כחול (גודל ~100μm², עובי ~5μm) אינטגרציה הטרוגנית , יוצרים מבנה מחסנית אנכית. במקביל, הסרט האופטי עם שידור סלקטיבי באורך גל מתוכנן כשכבת הממשק בין Micro LED, מה שמשפר את יעילות האור וביצועי הקרינה של המכשיר.

בהשוואה למבנה התקן RGB זה לצד זה המסורתי, ניתן לשפר את רזולוציית התצוגה פי שלושה בהשוואה למבנה זה לצד זה באותו גודל המכשיר, מה שלא רק משפר את ביצועי הארה של המכשיר, אלא גם מפחית את הדרישה לדיוק עיבוד בתהליך ההכנה.

Youngwoo DSP

בשנת 2021 זכתה Youngwoo DSP, חברת ציוד מוליכים למחצה דרום קוריאנית, בפרויקט ממשלתי לפיתוח טכנולוגיית ייצור Micro LED חדשה המבוססת על שכבות מוערמות RGB קטנות במיוחד עד סוף 2024. על פי DSP Youngwoo, הטכנולוגיה עוזרת לשפר דיוק היישור וצפיפות הפיקסלים להעברות נפח גדול, תוך חיסכון בזמן ייצור והפחתת עלויות. ניתן ליישם את המוצרים על שעונים חכמים, מכוניות ומכשירי AR.

KAIST

בשנת 2020, צוות מחקר במכון המתקדם למדע וטכנולוגיה של קוריאה (KAIST) פיתח דרך לייצר תצוגות מיקרו LED ברזולוציה גבוהה. הצוות ערם שכבות פעילות של לדים אדומים, ירוקים וכחולים בחלל תלת-ממדי תוך שימוש בתהליך דפוס מוליכים למחצה וסרט מבודד עם מאפייני פילטר לביטול הפרעות צבע אדום וכחול. בסופו של דבר, לתצוגה יש רזולוציה גבוהה של יותר מ-60,000 פיקסלים לאינץ'.

לְסַכֵּם

ניתן לראות שבשנים האחרונות, באמצעות מחקר של מבנה השכבות, ארגונים ואוניברסיטאות שיפרו את הבהירות והרזולוציה של מסכי מיקרו LED וקידמו את הפיתוח של מסכי מיקרו LED בצבע מלא בהבחנה גבוהה.

מול הבעיות הטכניות המרכזיות הקיימות של Micro LED, המבנה הלמינציה מספק פתרון בר ביצוע, ופותח נתיב טכני חדש להרחבת היישום של טכנולוגיית Micro LED בתחום המיקרו-תצוגה כגון AR/VR.

עם זאת, תוך פתרון הבעיות הקיימות של המבנה המסורתי, פתרון ה-Micro LED למינציה מביא גם לבעיות טכניות חדשות.

לפי ספקית טכנולוגיית ה-Micro LED Porotech, המשמעות של המבנה הלמינציה הוא ששלושה צבעי אור נפלטים מגבהים שונים על הצג, מה שמקשה על העיצוב האופטי ודורש דיוק רב יותר במרווח בין הלדים ויישור השכבות השונות במבנה.

בנוסף, הפרעות צבע RGB LED מוערמות, יעילות זוהרת נמוכה של פיקסלים זעירים ותאימות וחומרי אור אדום ויעילות הן כל הבעיות שיש להתמודד עם היישום של הסכימה.

אנליסטים של TrendForce Consulting אמרו כי טכנולוגיית שבב ה-Micro LED למינציה נמצאת כעת בשלב הפיתוח, עקב היעדר יכולת טכנולוגיית ייצור המוני, לא נעשה שימוש בתצוגות לבישות.

למרות שאין יישום ממשי של מוצרי תצוגה של Micro, הארגונים והאוניברסיטאות הנ"ל אופטימיים לגבי טכנולוגיית הלמינציה, ומאמינים שהפתרון יכול להאיץ את הפיתוח של Micro LED ב-AR/VR ובתחומים נוספים.

לכן, מאמינים שהמחקר על טכנולוגיית Micro LED למינציה לא ייפסק בעתיד. ככל שאפל, סמסונג וחברות מסוף מובילות אחרות ממשיכות להגדיל את הפריסה של טכנולוגיית ה-Micro LED, המחקר של טכנולוגיית ה-Micro LED כולל מבנה למינציה עשוי להתקדם במהירות, ולהיות חוליה חשובה בחקירת מסחור ה-Micro LED.