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    解開Micro LED神秘面紗

    字體變大  字體變小 發布日期:2021-03-15  來源:騰訊網  瀏覽次數:795
    核心提示:MicroLED是一種發光二極管(LED),尺寸通常小于100微米( m),常見尺寸小于50 m,有些甚至僅有3-15 m。就比例而言,microLED的尺寸約為傳統LED的1/100,約為人類頭發寬度的1/10。在microLED顯示器中,每個像素(每個二極管)都經過單獨尋址和驅動以發射光線,無需背光(類似于OLED顯示器),它們是由無機材料制成的,可提供較長的使用壽命(類似于LED)。

    么是MicroLED?


    MicroLED是一種發光二極管(LED),尺寸通常小于100微米( m),常見尺寸小于50 m,有些甚至僅有3-15 m。就比例而言,microLED的尺寸約為傳統LED的1/100,約為人類頭發寬度的1/10。在microLED顯示器中,每個像素(每個二極管)都經過單獨尋址和驅動以發射光線,無需背光(類似于OLED顯示器),它們是由無機材料制成的,可提供較長的使用壽命(類似于LED)。


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    MicroLED的每英寸最大像素數量(PPI)為5,000,亮度為105尼特,而OLED的每英寸最大像素數量(PPI)為3500,亮度為≤2 x 103尼特。1并且跟OLED一樣,MicroLED優勢


    高亮度、低功耗、超高解析度與色彩飽和度。MicrolED最大的優勢都來自于它最大的特點,微米等級的間距,每一點畫素(pixel)都能定址控制及單點驅動發光。比起其他LED,發光效率上,目前MicroLED居高位,且還在大幅提升空間;發光能量密度上,MicroLED居高位,且還有提升空間。——前者,有利于顯示設備的節能,其功率消耗量約為LCD的10%、OLED的50%;后者則可以節約顯示設備有限的表面積,并部署更多的傳感器,目前的理論結果是,MICROLED和OLEDD比較,達到同等顯示器亮度,只需要后者10%左右的涂覆面積。與同樣是自發光顯示的OLED相較之下,亮度比其高30倍,且分辨率可達1500PPI(像素密度),相當于AppleWatch采用OLED面板達到300PPI的5倍之多。


    壽命長。由于Micro-LED使用無機材料,且結構簡易,幾乎無光耗,它的使用壽命非常長。這一點是OLED無法相比的,OLED作為有機材料、有機物質,有其固有缺陷——即壽命和穩定性,難以媲美無機材料的QLED和MICROLED。


    能夠適應各種尺寸。microLED可以沉積在玻璃、塑料和金屬等不同的基材上,以實現柔性、可彎曲和可折疊的顯示器。


    成本降低空間大。目前微投影技術以數位光線處理(DigitalLightProcessing,DLP)、反射式硅基板液晶顯示(LiquidCrystalonSilicon,LCoS)、微機電系統掃描(MEMSScanning)叁種技術為主,但這叁種技術都須使用外加光源,使得模組體積不易進一步縮小,成本也較高。相較之下,採用自發光的MicroLED微顯示器,不須外加光源,光學系統較簡單,因此在模組體積的微型化及成本降低上具優勢


    Micro LED應用市場


    從短期來看Micro-LED市場集中在超小型顯示器,從中長期來看,Micro-LED的應用領域非常廣泛,橫跨穿戴式設備、超大室內顯示屏幕外,頭戴式顯示器(HUD)、抬頭顯示器(HUD)、車尾燈、無線光通訊Li-Fi、AR/VR、投影機等多個領域。


    Micro LED技術原理


    MicroLEDDisplay的顯示原理,是將LED結構設計進行薄膜化、微小化、陣列化,其尺寸僅在1~10μm等級左右;后將MicroLED批量式轉移至電路基板上,其基板可為硬性、軟性之透明、不透明基板上;再利用物理沉積制程完成保護層與上電極,即可進行上基板的封裝,完成一結構簡單的MicroLED顯示。


    而要制成顯示器,其晶片表面必須制作成如同LED顯示器般之陣列結構,且每一個點畫素必須可定址控制、單獨驅動點亮。若透過互補式金屬氧化物半導體電路驅動則為主動定址驅動架構,MicroLED陣列晶片與CMOS間可透過封裝技術。


    黏貼完成后MicroLED能藉由整合微透鏡陣列,提高亮度及對比度。MicroLED陣列經由垂直交錯的正、負柵狀電極連結每一顆MicroLED的正、負極,透過電極線的依序通電,透過掃描方式點亮MicroLED以顯示影像。


    Micro LED作為產業鏈的新興環節,有一個其他電子行業幾乎不會用到的高難度工藝——巨量微轉移(也叫巨量轉移)。巨量轉移被視為影響良率以及產能釋放的核心因素,也是各大廠商聚焦攻堅的地區。目前在技術路線上也已經有了不同的方向,分別為激光轉移、自組裝技術以及轉印技術。


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    “巨量轉移”是一個什么技術呢?簡單說就是在指甲蓋大小的TFT電路基板上,按照光學和電氣學的必要規范,均勻焊接三五百,甚至更多個紅綠藍三原色LED微小晶粒,且允許的工藝失敗率是有幾十萬分之一。——只有達到這樣工藝的產品,才能真正應用到AppleWatch3等產品上。


    對于MicroLED的工藝問題,很多人認為,可以從傳統LED屏中攝取經驗。但是,MicroLED與傳統led顯示產品差別巨大。與傳統LED顯示屏比較,MicroLED的差別主要在于:1.精密程度數十倍的提升;2.集成工藝從直插、表貼、COB封裝等變成了“巨量微轉移”;3.缺陷可修復性幾乎為零;4.背板從印刷電路板,變成了液晶和OLED顯示所使用的TFT基板,或者CPU與內存所采用的單晶硅基板。


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    即與傳統LED顯示屏比較,MicroLED在晶粒、封裝、集成工藝、背板、驅動等每一個方面都不一樣——所以,可以看到2021年MicroLED概念產品的火熱LED大屏廠商紛紛表態。


    晶圓接合(WaferBonding)的方式

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    Micro LED UTP彈印生產技術

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    μTP技術實際應用中的工藝流程

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    表面貼裝技術目前已在MINI LED實現巨量轉移技術生產,但在MicroLED生產中需要實戰驗證。


    盡管MicroLED顯示屏與傳統LCDOLED面板相比價格非常高,但在亮度和能效方面具有優勢,使其在超小型和超大型應用中成為一個具有吸引力的替代品。隨著時間的推移,MicroLED的制造工藝將使供應商能夠降低生產成本。一旦這一工藝進入成熟期,MicroLED的銷售將開始向上升。


    讓來舉例說明這一趨勢,到2026年,用于智能手表的1.5英寸microLED顯示屏制造成本預計將降至當前成本的十分之一。與此同時,75英寸電視機顯示屏的制造成本將在同一時間段內降至當前成本的五分之一。


    預計制造水平將在2024年達到成熟度閾值。雖然接受度有所增長,但microLED在2026年的出貨量仍將僅占全球平板顯示器市場0.4%。然而,由于這年出貨量接近1600萬片,它將會進入大眾市場領域,為未來幾年更廣泛的應用奠定基礎。


    那么近兩年Mini Led產業將迅速的替代傳統的顯示技術,2021年向車載顯示,家電顯示,會議顯示,安防顯示等電子顯示產業發起總攻持續到Micro LED批量生產技術穩定以后。

     
     
    關鍵詞: Micro LED
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