إنتاج فعال للمرافق المتقدمةعلى الرغم من أنه يمكن تطبيق تقنية Micro LED في مجال الأجهزة الصغيرة القابلة للارتداء المتمثلة في الواقع المعزز والواقع الافتراضي والساعات الذكية، إلا أن هناك القليل من التطبيقات العملية في الوقت الحاضر. خذ نظارات AR كمثال. وفقًا لإحصائيات غير كاملة، سيكون هناك 3 نظارات Micro LED فقط في عام 2022، وهي نظارات Meta Lens من Li Weike، وVuzix Shield، والنظارات الذكية من Tooz ESSNZ Berlin.
على الرغم من أنها تتمتع بمزايا أكثر وضوحًا مقارنة بتقنية Micro OLED، إلا أن تطبيق شاشة Micro LED الصغيرة ليس سلسًا. في التحليل النهائي، المشكلة هي أن تطوير تقنية Micro LED بطيء، وعملية التصنيع ليست ناضجة، ولا تزال تكلفة المنتج والجودة وكفاءة رقاقة الضوء الأحمر موجودة، وتأثير العرض عالي الدقة بالألوان الكاملة بالقرب من العين من الصعب تحقيقه، لذلك لا يمكن تطبيق Micro LED في مجال العرض الصغير على نطاق واسع.
على الرغم من ذلك، لم تتوقف مؤسسات LED والأوساط الأكاديمية أبدًا عن البحث والتطوير في تقنية Micro LED. من خلال استكشاف الحلول التقنية المختلفة، قاموا تدريجيًا بتحسين تقنية Micro LED وتسريع وتقصير عملية تطبيق Micro LED في مجال شاشات العرض الدقيقة.
في الآونة الأخيرة، حقق فريق بحث بقيادة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) تقدمًا كبيرًا في أبحاث Stacked RGB Micro LED. في المستقبل، قد يصبح هذا الحل عاملاً رئيسياً يؤثر على تطوير تطبيقات شاشات العرض الصغيرة Micro LED.
قام فريق البحث بتطوير Micro LED كامل الألوان ومصفح عموديًا بدقة تصل إلى 5100 نقطة في البوصة وحجم 4 ميكرومتر فقط، مدعيًا أنه يتمتع بأعلى كثافة مصفوفة وأصغر حجم معروف حتى الآن. تتناسب ميزات الدقة العالية والحجم الصغير للمنتج مع متطلبات تطبيق المعدات الإلكترونية ذات العرض الصغير القريبة من العين.
تعمل نتائج البحث على تعزيز تطوير وتطبيق هيكل Micro LED المصفح، وتثير أيضًا اهتمام صناعة LED بهذا الحل التقني.
على وجه التحديد، الميزة الخاصة لهذا المخطط هي أنه بالمقارنة مع البكسل المفرد الذي يتكون من هيكل الترتيب المتوازي التقليدي لرقائق RGB Micro LED، فإن تطبيق نظام ترتيب التراص يمكن أن يقلل حجم وحدة العرض مع تحسين جودة الصورة والإنتاج كفاءة شاشة Micro LED.
على وجه الخصوص، يسمح الهيكل الرقائقي لبكسل واحد باحتلال مساحة أقل، وبالتالي تحقيق كثافة بكسل أعلى لكل وحدة مساحة، وبالتالي تلبية متطلبات التطبيق لأجهزة العرض الصغيرة لوحدات العرض الصغيرة الحجم وعالية الوضوح.
فيما يتعلق بالإنتاج، وبسبب تطبيق الهيكل الرقائقي، تم دمج شرائح RGB ثلاثية الألوان في شريحة واحدة، مما يقلل من وقت نقل شريحة Micro LED إلى الركيزة ويحسن دقة الموضع، وبالتالي تحسين كفاءة الإنتاج وتكلفة شاشة Micro LED.
نظرًا للتغيير في الهيكل، فقد اكتسب إنتاج وتطبيق Micro LED المزيد من الإمكانيات. لذلك، في السنوات الأخيرة، شاركت الشركات المحلية والأجنبية والجامعات ومؤسسات البحث العلمي على التوالي في أبحاث Micro LED ذات الهيكل الرقائقي، مما عزز التقدم المستمر للتكنولوجيا.
لقد تم الاهتمام بأبحاث Micro LED المغلفة، وبذل البحث والتطوير المحلي والأجنبي جهودًا كبيرة
وفقًا لإحصائيات LEDinside غير الكاملة، شاركت شركات LED في الداخل والخارج، مثل سيئول Weiaosi وLumens وSundiode وNov Technology، بالإضافة إلى فرق البحث المحلية بجامعة Tsinghua في أبحاث Micro LED المغلفة في السنوات الأخيرة:
سيول الكبرى الكبرياء
في عام 2022، عرضت Weimaxo سيول تقنية العرض أحادية الشريحة WICOP Pixel بالألوان الكاملة، والتي تتميز بهيكل عدسي ومغلف وخالي من الرصاص مع شرائح Micro LED باللون الأحمر والأخضر والأزرق (R/G/B) الموضوعة في كومة رأسية. .
يؤدي تطبيق تقنية WICOP Pixel إلى تقليل عملية إنتاج شاشة Micro LED إلى الثلث، وتحسين إنتاجية Micro LED، وتقليل تكلفة التصنيع، وتقليل المساحة المضيئة لـ Micro LED إلى ثلث منتجات الهيكل المسطح الموجودة، والحصول على عمق اللون الأسود وصورة واضحة.
في فبراير من هذا العام، عرضت Weimax سيئول شاشة Micro LED تعتمد على تقنية WICOP Pixel مع سطوع 4000nits، مما أدى إلى توسيع نطاق تطبيق Micro LED ليشمل المناطق المتعددة بما في ذلك AR وVR.
شمعة
في وقت مبكر من هذا العام، أعلنت Lumens، وهي شركة تطوير LED كورية، أنها قامت بتطوير رقائق RGB الفوقي لإنتاج Micro LED، والرقائق الفوقي الفردية متجانسة، والتي تتكون من رقائق RGB الفوقي ثلاثية الألوان مكدسة. بالنسبة لمواد LED الحمراء، يستخدم Lumens مادة نيتريد الغاليوم الإنديوم مثل الضوء الأزرق والضوء الأخضر، وهو أسهل في المعالجة وإنتاج رقائق مغلفة.
صوديود
في أبريل 2021، أعلنت شركة Sundiode، وهي شركة أمريكية للشاشات الصغيرة Micro LED، عن تقنية بكسل RGB Micro LED المكدسة الخاصة بها، والتي تربط مصفوفات بكسل RGB Micro LED المغلفة على رقاقة واحدة مباشرة بلوحة الكترونية معززة CMOS قائمة على السيليكون.
في نوفمبر من ذلك العام، عرضت Sundiode شاشات RGB Micro LED كاملة الألوان باستخدام تقنية لوحة الكترونية معززة CMOS قائمة على السيليكا النشطة مع أحجام شرائح Micro LED تبلغ 100 ميكرومتر، وأحجام عرض تبلغ 15.4 مم × 8.6 مم ودقة تبلغ 200 نقطة في البوصة.
في أوائل عام 2023، عملت Sundiode مع Soft-Epi، مطور تكنولوجيا GaN، لتمكيننا من تنمية قطعة واحدة من هيكل InGaN RGB LED الكامل على رقاقة واحدة من الياقوت.
تكنولوجيا نوفمبر
بحلول نهاية عام 2022، نجح مطور تكنولوجيا Micro LED المحلي Nuovision Technology في إضاءة شاشة Micro LED صغيرة مقاس 0.39 بوصة، وتم تطوير منتجاته باستخدام تقنية WLVSP (وحدات البكسل المكدسة رأسيًا على مستوى الرقاقة، والبكسلات المكدسة رأسيًا على مستوى الرقاقة) حل.
جامعة تسنغوا
في مايو 2021، طور فريق البحث التابع لقسم مصنع الإلكترونيات بجامعة تسينغهوا تصميمًا لمصفوفة أجهزة Micro LED استنادًا إلى الطبقات المتعددة باللون الأحمر والأخضر والأزرق (RGB).
عن طريق تجريد الفوقية ونقل الطباعة، يعتمد Micro LED للأغشية الرقيقة على هياكل أشباه الموصلات البلورية الفردية المختلفة من المجموعة غير العضوية III-V، بما في ذلك الضوء الأحمر InGaP LED والضوء الأخضر InGaN والضوء الأزرق LED (الحجم ~ 100 ميكرومتر مربع، السمك ~ 5 ميكرومتر) تكامل غير متجانس ، وتشكيل هيكل مكدس عمودي. وفي الوقت نفسه، تم تصميم الفيلم البصري مع النقل الانتقائي للطول الموجي كطبقة واجهة بين Micro LED، مما يحسن كفاءة الإضاءة والأداء الإشعاعي للجهاز.
بالمقارنة مع هيكل جهاز RGB التقليدي جنبًا إلى جنب، يمكن تحسين دقة العرض ثلاث مرات مقارنة بالهيكل جنبًا إلى جنب بنفس حجم الجهاز، مما لا يحسن أداء تألق الجهاز فحسب، بل أيضًا يقلل من متطلبات دقة المعالجة في عملية التحضير.
يونجوو دي إس بي
في عام 2021، حصلت شركة Youngwoo DSP، وهي شركة معدات أشباه الموصلات الكورية الجنوبية، على مشروع حكومي لتطوير تقنية تصنيع Micro LED جديدة تعتمد على طبقات RGB مكدسة صغيرة جدًا حتى نهاية عام 2024. وفقًا لـ DSP Youngwoo، تساعد التكنولوجيا على التحسين دقة المحاذاة وكثافة البكسل لعمليات النقل ذات الحجم الكبير، مع توفير وقت التصنيع وخفض التكاليف. ويمكن تطبيق المنتجات على الساعات الذكية والسيارات وأجهزة الواقع المعزز.
كايست
في عام 2020، طور فريق بحث في المعهد الكوري المتقدم للعلوم والتكنولوجيا (KAIST) طريقة لإنتاج شاشات Micro LED عالية الدقة. قام الفريق بتكديس طبقات نشطة من المصابيح الحمراء والخضراء والزرقاء في مساحة ثلاثية الأبعاد باستخدام عملية نقش أشباه الموصلات وفيلم عازل بخصائص مرشح للقضاء على تداخل اللون الأحمر والأزرق. في النهاية، تتمتع الشاشة بدقة عالية تزيد عن 60 000 بكسل لكل بوصة.
لخص
يمكن ملاحظة أنه في السنوات الأخيرة، من خلال دراسة الهيكل متعدد الطبقات، قامت الشركات والجامعات بتحسين سطوع ودقة شاشات Micro LED الصغيرة، وشجعت على تطوير شاشات Micro LED الصغيرة كاملة الألوان وعالية الوضوح.
في مواجهة المشكلات التقنية الرئيسية الحالية لـ Micro LED، يوفر الهيكل الرقائقي حلاً ممكنًا، ويفتح مسارًا تقنيًا جديدًا لتوسيع تطبيق تقنية Micro LED في مجال شاشات العرض الدقيقة مثل AR/VR.
ومع ذلك، أثناء حل المشكلات الحالية للهيكل التقليدي، فإن حل Micro LED الرقائقي يجلب أيضًا مشكلات تقنية جديدة.
وفقًا لمورد تقنية Micro LED Porotech، فإن الهيكل الرقائقي يعني أن ثلاثة ألوان من الضوء تنبعث من ارتفاعات مختلفة على الشاشة، مما يعقد التصميم البصري ويتطلب دقة أكبر في التباعد بين مصابيح LED ومحاذاة الطبقات المختلفة في الهيكل.
بالإضافة إلى ذلك، فإن تداخل ألوان RGB LED المكدسة، وكفاءة الإضاءة المنخفضة لوحدات البكسل الصغيرة، وتوافق وكفاءة مواد الضوء الأحمر كلها مشكلات يجب مواجهتها في تطبيق المخطط.
وقال محللو TrendForce Consulting أن تكنولوجيا شرائح Micro LED المغلفة هي حاليًا في مرحلة التطوير، نظرًا لعدم وجود قدرة تكنولوجيا الإنتاج الضخم، ولم يتم استخدامها في شاشات العرض القابلة للارتداء.
على الرغم من عدم وجود تطبيق فعلي لمنتجات العرض Micro، إلا أن الشركات والجامعات المذكورة أعلاه متفائلة بشأن التكنولوجيا الرقائقية، وتعتقد أن الحل يمكن أن يسرع تطوير Micro LED في AR/VR والمجالات الأخرى.
ولذلك، فمن المعتقد أن البحث في تكنولوجيا Micro LED الرقائقية لن يتوقف في المستقبل. مع استمرار Apple وSamsung وغيرها من الشركات الطرفية الرائدة في زيادة تخطيط تقنية Micro LED، يمكن الترويج بسرعة لأبحاث تقنية Micro LED بما في ذلك الهيكل الرقائقي، لتصبح حلقة وصل مهمة في استكشاف تسويق Micro LED تجاريًا.