マイクロLEDの謎に迫る

MicroLED は発光ダイオード (LED) の一種で、通常は 100μm 未満のサイズです。一般的なサイズは 50 μm 未満で、3 ~ 15 μm ほどの小さいものもあります。MicroLEDは、従来のLEDの約1/100、髪の毛の約1/10程度の大きさです。MicroLED ディスプレイでは、バックライトを必要とせずに、各ピクセルが個別にアドレス指定され、発光するように駆動されます。それらは長寿命を提供する無機材料でできています。

MicroLEDのPPIは5,000、明るさは105nit。OLED の PPI は 3500 で、輝度は ≤2 x 103nit です。OLED と同様に、MicroLED の利点は、高輝度、低消費電力、超高解像度、および彩度です。MicroLEDの最大の利点は、その最大の特徴であるミクロンレベルのピッチにあります。各ピクセルは、光を放出するための制御とシングルポイント駆動に対応できます。他の LED と比較して、MicroLED は現在、発光効率と発光エネルギー密度の点で上位にランクされており、まだ改善の余地があります。それは良いです柔軟な LED ディスプレイ.現在の理論上の結果では、MicroLED と OLED を比較すると、同じディスプレイの明るさを実現するには、後者のコーティング面積の約 10% しか必要ありません。自発光ディスプレイでもあるOLEDと比較すると、輝度は30倍高く、解像度は1500PPIに達し、Apple Watchで使用されている300PPIの5倍に相当します。

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MicroLEDは無機材料を使用したシンプルな構造のため、光消費量がほとんどありません。その耐用年数は非常に長いです。これはOLEDとは比較になりません。有機材料である OLED には固有の欠陥、つまり寿命と安定性があり、無機材料の QLED や MicroLED と比較するのは困難です。様々なサイズに対応できます。MicroLED は、ガラス、プラスチック、金属などのさまざまな基板に蒸着できるため、柔軟で曲げ可能なディスプレイが可能になります。

コスト削減の余地は大いにあります。現在、マイクロプロジェクション技術は外部光源を使用する必要があるため、モジュールのサイズをさらに小さくすることは困難であり、コストも高くなります。対照的に、自己照明 MicroLED マイクロディスプレイは外部光源を必要とせず、光学システムはより単純です。そのため、モジュール体積の小型化やコストダウンに有利です。

短期的には、マイクロ LED 市場は超小型ディスプレイに焦点を当てています。中長期的には、マイクロ LED の応用分野は非常に広いです。ウェアラブルデバイス、屋内大型ディスプレイスクリーン、ヘッドマウントディスプレイ(HUD)、テールライト、無線光通信Li-Fi、AR/VR、プロジェクターなどの分野を横断。

MicroLED の表示原理は、LED 構造設計を薄く、小型化し、配列することです。そのサイズはわずか1~10μm程度。その後、MicroLED はバッチで回路基板に転写されます。回路基板は、剛性または柔軟な透明または不透明な基板にすることができます。透明LEDディスプレイ次に、保護層と上部電極が物理的堆積プロセスによって完成し、その後、上部基板をパッケージ化して、単純な構造の MicroLED ディスプレイを完成させることができます。

ディスプレイを作るためには、チップの表面をLEDディスプレイのようなアレイ構造にする必要があり、各ドットピクセルはアドレス可能で制御可能で、個別に駆動して点灯させる必要があります。相補型金属酸化膜半導体回路によって駆動される場合、それはアクティブ アドレス指定駆動構造であり、パッケージング テクノロジは MicroLED アレイ チップと CMOS の間を通過できます。

貼り付けが完了した後、MicroLED は、マイクロレンズ アレイを統合することにより、輝度とコントラストを向上させることができます。MicroLED アレイは、上下にずらした正負のグリッド電極を介して各 MicroLED の正負の電極に接続され、電極に順次通電され、スキャンによって MicroLED が点灯し、画像が表示されます。

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業界チェーンの新たなリンクとして、マイクロ LED には、他のエレクトロニクス業界ではめったに使用されない難しいプロセス、つまり物質移動があります。物質移動は、歩留まり率と容量解放に影響を与える主要な要因と見なされており、大手メーカーが困難な問題への取り組みに注力している分野でもあります。現在、技術ルートにはさまざまな方向性があります。つまり、レーザー転写、自己組織化技術、転写技術です。

「物質移動」とはどのような技術ですか?簡単に言えば、指の爪ほどの大きさのTFT回路基板上に、光学系や電気系の要求仕様に合わせて、赤・緑・青のLEDマイクロチップを3個から500個、それ以上も均等に溶接しています。

プロセスの許容失敗率は 100,000 分の 1 です。このようなプロセスを実現した製品だけが、Apple Watch 3 などの製品に真に適用できます。表面実装技術は、MINI LED ではマストランスファー技術の生産を達成しましたが、MicroLED の生産では実用的な検証が必要です。

それでもMicroLED ディスプレイ従来の LCD および OLED パネルに比べて非常に高価ですが、輝度とエネルギー効率の点で優れているため、超小型および非常に大型のアプリケーションで魅力的な代替品となっています。時間が経つにつれて、MicroLED 製造プロセスにより、サプライヤーは製造コストを削減できるようになります。プロセスが成熟すると、MicroLED の販売が増加し始めます。この傾向を説明するために、2026 年までに、スマートウォッチ用の 1.5 インチ microLED ディスプレイの製造コストは、現在のコストの 10 分の 1 にまで下がると予想されています。同時に、75 インチ TV ディスプレイの製造コストは、同じ期間に現在のコストの 5 分の 1 に低下します。

過去 2 年間で、ミニ Led 業界は従来のディスプレイ技術に急速に取って代わります。2021年、車載ディスプレイ、家電ディスプレイ、会議用ディスプレイ、セキュリティディスプレイなどの電子ディスプレイ業界は総攻撃を開始し、マイクロLED量産技術が安定するまで継続する。


投稿時間: 2022 年 10 月 21 日

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