マイクロLEDディスプレイ量産、チップが一番の難関

マイクロ LED は「究極のディスプレイ」ソリューションと見なされており、そのアプリケーションの見通しとそれが生み出す価値は非常に魅力的です。商用ディスプレイ、ハイエンド TV、車両、ウェアラブル デバイスなどの新しいアプリケーションの機会は引き続き活発に開発されており、関連する上流および下流産業はディスプレイ エコシステムを再形成しています。

ガラス系マイクロ LED ディスプレイ優れた性能と多彩な機能を備えており、商用ディスプレイ、ハイエンド TV、車両、ウェアラブルで広く使用されることが期待されており、大きな市場の可能性を秘めています。新しい設備と材料を追加することは、産業発展の重要な機会となり、ディスプレイ産業のエコシステムを再構築することが期待されています。マイクロ LED は大型の自由接続ディスプレイ アプリケーションを実現でき、モジュラー パッケージングや側壁配線などの技術により自由接続が可能になります。マイクロ LED は、インタラクティブなデバイス統合のアプリケーションを実現することもできます。未来のスクリーンは、センサーによるインタラクションなどのさまざまな機能を実現し、「ディスプレイ」の概念を打ち破るプラットフォームになると期待されています。

デバイスレベルでのイノベーションは、機能レベルでの革命をもたらすことができます。3D ディスプレイ、3D インタラクション、および 5G やビッグデータなどの新興技術により、将来のホログラフィック ディスプレイの開発方向は間違いなく刺激的です。ガラスベースのマイクロ LED は、大型、中型、小型の製品のアプリケーション分野をカバーできます。市場規模は 2024 年から急速に拡大すると予想され、新たな上流と下流の産業生態チェーンを構築することが期待されています。

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長年の研究開発を経て、マイクロLED大型ディスプレイは今年正式に大量生産のマイルストーンに達し、関連するコンポーネント、機器、および製造プロセスの開発における強力な原動力となっています。より多くのメーカーの追加と小型化の継続的な開発傾向により、マイクロLED業界新たな技術ブレークスルーを次々と生み出し、市場規模も拡大を続けています。

大型ディスプレイに加え、柔軟で貫通可能なバックプレーンを使用できる優れた特性を備えた Micro LED。車載用ディスプレイやウェアラブル ディスプレイに登場する可能性があり、現在のディスプレイ技術とは異なる新しいアプリケーションの機会を生み出します。より多くのメーカーの参入と継続的な小型化の開発トレンドが、チップのコストを継続的に削減するための鍵となります。

適用範囲が広い LED スクリーン、湾曲したビデオ ウォール、展覧会の湾曲したスクリーン

将来のディスプレイでは、両手が自由になり、複数の機能を画面に集中させてインタラクションを実現できるはずです。これには、ディスプレイが高コントラスト、高 PPI、高輝度、さらに拡張現実を備えている必要があります。現在、マイクロ LED は将来のディスプレイ産業の開発ニーズを満たすことができますが、産業化プロセスはまだ加速する必要があります。一般的に言えば、マイクロ LED の工業化は、まずチップの大量生産と継続的な性能の最適化を実現する必要があります。第二に、製品の大量生産を達成するには、物質移動を修理と組み合わせる必要があります。第三に、マイクロ電流を駆動する条件下では、マイクロ LED の生産効率をさらに向上させる必要があります。最後に、産業エコロジーはまだ建設中であり、ハードウェアのコストは引き続き低下する必要があります。

業界は、修理を含むマイクロ LED の生産性を向上させる方法を検討する必要があります。テレビには数千万個の LED が使われています。基板に移すと、歩留まりが99.99%に達したとしても、最終的には修正箇所が多く、時間がかかります。また、ディスプレイの輝度ムラの問題もあります。さらに、量産速度、歩留まり率、およびコストの点で、現在の非常に成熟した液晶と比較して、マイクロ LED にはまだ利点がありません。業界は物質移動に関して多くの作業を行ってきましたが、マイクロ LED が大量生産を達成するにはまだ長い道のりがあります。物質移動には主に 2 つの技術があり、1 つは Pick&Place で、もう 1 つはレーザー物質移動です。

液晶ディスプレイに続いて、マイクロ LED は新世代のディスプレイ反復技術の強力な競争相手であり、マイクロ LED チップは間違いなく重要なリンクです。マイクロ LED のサイズは、元の主流の LED チップのわずか 1% であり、数十ミクロンのオーダーに達することがわかっています。

LED からミニ LED まで、本質的にチップ技術とチップ プロセスに大きな違いはありませんが、チップ サイズは変化しています。Micro LEDの開発における本質的な変化は、サファイア基板を薄くしてスクライブするだけではチップの分割が完了せず、サファイア基板から直接GaNチップを剥がさなければならないことです。既存の技術はレーザーリフトオフ技術のみであり、それ自体が破壊的なプロセスであり、中国ではあまり成熟していません。これは、チップが直面する最初の問題です。

2 つ目の問題は、マイクロ LED チップの転位密度です。これは、マイクロ LED チップの一貫性に非常に大きな影響を与えます。当初、GaN LEDエピタキシーの転位密度は1010と高かった。転位密度は高いが、発光効率も高かった。窒化ガリウム LED が日本で生産されてから 30 年以上の開発期間を経て、プロセスの最適化は限界に達し、転位密度は 5×108 に達しました。ただし、既存の LED 技術は転位密度が高いため、マイクロ LED の開発は後続の製品の開発を大きく制限する可能性があります。したがって、既存の LED チップ技術を継続し、マイクロ LED を開発するには、2 つの問題を解決する必要があります。1つは窒化ガリウム材料の転位密度をさらに低減することであり、もう1つはレーザーリフトオフ技術よりも優れたリフトオフ技術を見つけることです。


投稿時間: Dec-30-2022

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