Sebbene la tecnologia Micro LED possa essere applicata nel campo dei piccoli dispositivi indossabili rappresentati da AR, VR e smartwatch, al momento esistono poche applicazioni pratiche. Prendiamo ad esempio gli occhiali AR. Secondo statistiche incomplete, nel 2022 ci saranno solo 3 occhiali Micro LED, ovvero Meta Lens di Li Weike, Shield di Vuzix e gli occhiali intelligenti ESSNZ Berlin di Tooz.
Sebbene presenti vantaggi più evidenti rispetto alla tecnologia Micro OLED, l'applicazione del micro display Micro LED non è fluida. In ultima analisi, il problema è che lo sviluppo della tecnologia Micro LED è lento, il processo di produzione non è maturo, esistono ancora problemi di costo del prodotto, qualità ed efficienza del chip a luce rossa, l'effetto di visualizzazione ad alta risoluzione a colori e vicino all'occhio è difficile da ottenere, quindi il Micro LED non può essere applicato nel campo dei micro display su larga scala.
Nonostante ciò, nella ricerca e nello sviluppo della tecnologia Micro LED, le imprese LED e il mondo accademico non si sono mai fermati. Esplorando diverse soluzioni tecniche, migliorano gradualmente la tecnologia Micro LED e accelerano e accorciano il processo di applicazione dei Micro LED nel campo dei micro display.
Recentemente, un gruppo di ricerca LED del Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha fatto un passo avanti nella ricerca sui micro LED RGB impilati. In futuro, questa soluzione potrebbe diventare un fattore chiave che influenzerà lo sviluppo di applicazioni di micro display Micro LED.
Il team di ricerca ha sviluppato un Micro LED a colori laminato verticalmente con una risoluzione fino a 5.100 ppi e una dimensione di soli 4μm, sostenendo di avere la più alta densità di array e le dimensioni più piccole finora conosciute. Le caratteristiche di alta risoluzione e dimensioni ridotte del prodotto soddisfano i requisiti applicativi delle apparecchiature elettroniche con micro display per vicino.
I risultati della ricerca promuovono ulteriormente lo sviluppo e l'applicazione della struttura laminata Micro LED e suscitano anche l'attenzione dell'industria dei LED su questa soluzione tecnica.
Nello specifico, la particolarità di questo schema è che rispetto al singolo pixel formato dalla tradizionale struttura di disposizione parallela dei chip Micro LED RGB, l'applicazione dello schema di disposizione di impilamento può ridurre le dimensioni del modulo display migliorando al tempo stesso la qualità e la produzione dell'immagine. efficienza del display Micro LED.
In particolare, la struttura laminata consente ad un singolo pixel di occupare meno spazio, ottenendo così una maggiore densità di pixel per unità di area, soddisfacendo così i requisiti applicativi dei dispositivi microdisplay per moduli display di piccole dimensioni e ad alta definizione.
In termini di produzione, grazie all'applicazione della struttura laminata, i chip RGB a tre colori sono integrati in un unico chip, il che riduce il tempo di trasferimento del chip Micro LED al substrato e migliora la precisione di posizionamento, ottimizzando così l'efficienza produttiva e costo del display Micro LED.
A causa del cambiamento di struttura, la produzione e l'applicazione dei Micro LED hanno acquisito maggiori possibilità. Pertanto, negli ultimi anni, imprese nazionali ed estere, università e istituti di ricerca scientifica hanno successivamente partecipato alla ricerca sui Micro LED con struttura laminata, promuovendo il continuo progresso della tecnologia.
È stata prestata attenzione alla ricerca sui micro LED laminati e la ricerca e lo sviluppo nazionali ed esteri hanno compiuto grandi sforzi
Secondo le statistiche incomplete di LEDinside, le aziende LED in patria e all'estero, come Seoul Weiaosi, Lumens, Sundiode, Nov Technology, nonché i team di ricerca nazionali dell'Università di Tsinghua sono stati coinvolti nella ricerca sui Micro LED laminati negli ultimi anni:
Gran Pride di Seul
Nel 2022, Weimaxo Seoul ha presentato la sua tecnologia di visualizzazione a chip singolo a colori WICOP Pixel, che presenta una struttura lenticolare, incapsulata e senza piombo con chip Micro LED rossi, verdi e blu (R/G/B) posizionati in una pila verticale .
L'applicazione della tecnologia WICOP Pixel riduce il processo di produzione dei display Micro LED a un terzo, migliora la resa dei Micro LED, riduce i costi di produzione e riduce l'area luminosa dei Micro LED a un terzo rispetto ai prodotti a struttura piatta esistenti, ottenendo profondità colore nero e immagine chiara.
Nel febbraio di quest'anno, Weimax Seoul ha presentato un display Micro LED basato sulla tecnologia WICOP Pixel con una luminosità di 4000 nit, espandendo l'applicazione del Micro LED alle aree del metaverso tra cui AR e VR.
Lumen
All'inizio di quest'anno, Lumens, uno sviluppatore coreano di LED, ha annunciato di aver sviluppato wafer epitassiali RGB per la produzione di micro LED. I singoli wafer epitassiali sono monolitici, ovvero composti da wafer epitassiali RGB a tre colori impilati. Per il materiale LED rosso, Lumens utilizza materiale in nitruro di indio e gallio uguale alla luce blu e alla luce verde, che è più facile da elaborare e produrre chip laminati.
Diodo solare
Nell'aprile 2021, Sundiode, una società americana di microdisplay Micro LED, ha annunciato la sua tecnologia proprietaria di pixel Micro LED RGB impilati, che collega gli array di pixel Micro LED RGB laminati su un singolo wafer direttamente a un backplane CMOS a base di silicio.
Nel novembre dello stesso anno, Sundiode ha mostrato display laminati Micro LED RGB a colori utilizzando la tecnologia CMOS a matrice attiva basata su backplane CMOS con dimensioni del chip Micro LED di 100 μm, dimensioni del display di 15,4 mm x 8,6 mm e risoluzione di 200 PPI.
All'inizio del 2023, Sundiode ha collaborato con Soft-Epi, uno sviluppatore di tecnologia GaN, per permetterci di far crescere un singolo pezzo di struttura LED RGB InGaN completa su un singolo wafer di zaffiro.
Tecnologia di novembre
Entro la fine del 2022, Nuovision Technology, sviluppatore nazionale di tecnologia Micro LED, ha illuminato con successo un micro display Micro LED da 0,39 pollici e i suoi prodotti sono stati sviluppati utilizzando la tecnologia WLVSP (Wafer Level Vertically Stacked Pixels, pixel impilati verticalmente a livello di wafer). soluzione.
Università di Tsinghua
Nel maggio 2021, il gruppo di ricerca del Dipartimento della fabbrica di elettronica dell'Università di Tsinghua ha sviluppato un design di array di dispositivi Micro LED basato sul multistrato rosso, verde e blu (RGB).
Mediante stripping epitassia e stampa transfer, micro LED a film sottile basati su diverse strutture semiconduttrici monocristalline del gruppo inorganico III-V, tra cui LED a luce rossa InGaP, LED a luce verde InGaN e LED a luce blu (dimensione ~100μm², spessore ~5μm) integrazione eterogenea , formando una struttura a pila verticale. Allo stesso tempo, la pellicola ottica con trasmissione selettiva della lunghezza d'onda è progettata come strato di interfaccia tra Micro LED, che migliora l'efficienza luminosa e le prestazioni di radiazione del dispositivo.
Rispetto alla tradizionale struttura del dispositivo RGB affiancato, la risoluzione del display può essere migliorata di tre volte rispetto alla struttura affiancata con le stesse dimensioni del dispositivo, il che non solo migliora le prestazioni di luminescenza del dispositivo, ma anche riduce i requisiti di precisione della lavorazione nel processo di preparazione.
Youngwoo DSP
Nel 2021, Youngwoo DSP, un'azienda sudcoreana di apparecchiature per semiconduttori, si è aggiudicata un progetto governativo per sviluppare una nuova tecnologia di produzione di micro LED basata su strati impilati RGB ultra piccoli fino alla fine del 2024. Secondo DSP Youngwoo, la tecnologia aiuta a migliorare precisione di allineamento e densità di pixel per trasferimenti di grandi volumi, risparmiando tempo di produzione e riducendo i costi. I prodotti possono essere applicati a orologi intelligenti, automobili e dispositivi AR.
KAIST
Nel 2020, un gruppo di ricerca del Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) ha sviluppato un modo per produrre display Micro LED ad alta risoluzione. Il team ha impilato strati attivi di LED rossi, verdi e blu in uno spazio 3D utilizzando un processo di modellazione dei semiconduttori e una pellicola isolante con caratteristiche di filtro per eliminare le interferenze di colore rosso e blu. In definitiva, il display ha un'alta risoluzione di oltre 60,000 pixel per pollice.
riassumere
Si può vedere che negli ultimi anni, attraverso lo studio della struttura a strati, le imprese e le università hanno migliorato la luminosità e la risoluzione dei microdisplay Micro LED e hanno promosso lo sviluppo di microdisplay Micro LED ad alta definizione a colori.
Di fronte ai principali problemi tecnici esistenti dei Micro LED, la struttura laminata fornisce una soluzione fattibile e apre un nuovo percorso tecnico per espandere l'applicazione della tecnologia Micro LED nel campo dei micro display come AR/VR.
Tuttavia, oltre a risolvere i problemi esistenti della struttura tradizionale, la soluzione laminata Micro LED comporta anche nuovi problemi tecnici.
Secondo Porotech, fornitore di tecnologia Micro LED, la struttura laminata fa sì che tre colori di luce vengano emessi da diverse altezze sul display, complicando il design ottico e richiedendo una maggiore precisione nella spaziatura tra i LED e nell'allineamento dei diversi strati nella struttura.
Inoltre, l'interferenza cromatica dei LED RGB impilati, la bassa efficienza luminosa di minuscoli pixel e la compatibilità e l'efficienza dei materiali a luce rossa sono tutti problemi da affrontare nell'applicazione dello schema.
Gli analisti di TrendForce Consulting hanno affermato che la tecnologia dei chip micro LED laminati è attualmente in fase di sviluppo, a causa della mancanza di capacità tecnologica di produzione di massa e non è stata utilizzata nei display indossabili.
Sebbene non esista un'applicazione effettiva dei prodotti Micro display, le imprese e le università di cui sopra sono ottimiste riguardo alla tecnologia laminata e ritengono che la soluzione possa accelerare lo sviluppo dei Micro LED in AR/VR e in altri campi.
Si ritiene pertanto che la ricerca sulla tecnologia Micro LED laminata non si fermerà in futuro. Poiché Apple, Samsung e altre aziende leader nel settore dei terminali continuano ad aumentare il layout della tecnologia Micro LED, la ricerca sulla tecnologia Micro LED, inclusa la struttura laminata, potrebbe essere promossa rapidamente, diventando un anello importante nell'esplorazione della commercializzazione dei Micro LED.