Micro LED技術はAR、VR、スマートウォッチに代表される小型ウェアラブルデバイスの分野で応用が可能ですが、実用化された例は少ないのが現状です。 ARグラスを例に挙げてみましょう。 不完全な統計によると、2022年に登場するマイクロLEDグラスは、Li WeikeのMeta Lens、VuzixのShield、ToozのESSNZ Berlinスマートグラスの3つだけです。
Micro OLED技術に比べて明らかな利点がありますが、Micro LEDマイクロディスプレイの適用はスムーズではありません。 最終的な分析では、問題は、マイクロ LED 技術の開発が遅く、製造プロセスが未熟で、製品コスト、品質、赤色光チップの効率の問題が依然として存在し、フルカラー、ニアアイ高解像度ディスプレイ効果が低いことです。したがって、マイクロLEDをマイクロディスプレイの分野に大規模に適用することはできません。
それにもかかわらず、マイクロ LED 技術の研究開発のために、LED 企業と学術界は決して立ち止まることはありません。 さまざまな技術ソリューションを模索することで、彼らはマイクロ LED 技術を徐々に改善し、マイクロ ディスプレイ分野におけるマイクロ LED の応用プロセスを加速および短縮します。
最近、マサチューセッツ工科大学 (MIT) 率いる研究チームは、スタック型 RGB マイクロ LED の研究で画期的な進歩を遂げました。 将来的には、このソリューションは Micro LED マイクロ ディスプレイ アプリケーションの開発に影響を与える重要な要素になる可能性があります。
研究チームは、最大 5,100 ppi の解像度とわずか 4μm のサイズを備えたフルカラーの垂直積層マイクロ LED を開発し、これまで知られている中で最高のアレイ密度と最小のサイズを備えていると主張しています。 製品の高解像度と小型という特徴は、ニアアイマイクロディスプレイ電子機器のアプリケーション要件に適合します。
研究結果は、積層型マイクロ LED 構造の開発と応用をさらに促進し、この技術ソリューションに対する LED 業界の注目を呼び起こします。
具体的には、この方式の特徴は、従来のRGB Micro LEDチップの並列配置構造によって形成される単一ピクセルと比較して、積層配置方式を適用することで、画質と生産性を向上させながら表示モジュールのサイズを縮小できることです。マイクロ LED ディスプレイの効率。
特に、積層構造により、単一のピクセルが占めるスペースが小さくなり、単位面積あたりのピクセル密度が向上し、小型、高解像度のディスプレイモジュール用のマイクロディスプレイデバイスのアプリケーション要件を満たします。
生産面では、積層構造の採用によりRGB 3色チップを1チップ化することで、マイクロLEDチップの基板への転写時間を短縮し、配置精度を向上させ、生産効率を最適化します。マイクロ LED ディスプレイのコスト。
構造の変化により、マイクロLEDの製造と応用はより多くの可能性を獲得しました。 そのため、近年、国内外の企業、大学、科学研究機関が相次いで積層構造マイクロLEDの研究に参加し、技術の継続的な進歩を促進しています。
積層型マイクロLEDの研究が注目され、国内外で研究開発が盛んに行われています。
LEDinsideの不完全な統計によると、ソウル・ウェイアオシ、ルーメンズ、サンダイオード、ノヴ・テクノロジーなどの国内外のLED企業と国内の清華大学研究チームが近年、積層型マイクロLEDの研究に参加している。
ソウルグランドプライド
2022 年、Weimaxo ソウルは、赤、緑、青 (R/G/B) のマイクロ LED チップを垂直スタックに配置した鉛フリーのカプセル化レンチキュラー構造を特徴とする WICOP Pixel フルカラー シングルチップ ディスプレイ技術を展示しました。 。
WICOP Pixel 技術の適用により、マイクロ LED ディスプレイの製造プロセスが 3 分の 1 に短縮され、マイクロ LED の歩留まりが向上し、製造コストが削減され、マイクロ LED の発光面積が既存のフラット構造製品の 3 分の 1 に縮小され、奥行きが得られます。黒い色と鮮明な画像。
今年 2 月、Weimax ソウルは、WICOP ピクセル テクノロジーに基づく輝度 4000 ニットのマイクロ LED ディスプレイを展示し、マイクロ LED のアプリケーションを AR や VR を含むメタバース領域に拡大しました。
ルーメン
今年初め、韓国の LED 開発会社である Lumens は、マイクロ LED 製造用の RGB エピタキシャル ウェーハを開発したと発表しました。個々のエピタキシャル ウェーハはモノリシックであり、積層された RGB 3 光色のエピタキシャル ウェーハで構成されています。 赤色LEDの材料には、ルーメンは青色光や緑色光と同じ窒化インジウムガリウム材料を使用しています。これは、加工と積層チップの製造が容易です。
サンダイオード
2021年4月、アメリカのマイクロLEDマイクロディスプレイ企業であるSundiodeは、単一ウェーハ上の積層RGBマイクロLEDピクセルアレイをシリコンベースのCMOSバックプレーンに直接接続する、独自のスタック型RGBマイクロLEDピクセル技術を発表した。
同年11月、Sundiodeは、アクティブマトリックスシリカベースのCMOSバックプレーン駆動技術を使用し、マイクロLEDチップサイズ100μm、ディスプレイサイズ15.4mm x 8.6mm、解像度200PPIの積層型RGBマイクロLEDフルカラーディスプレイを発表した。
2023 年の初めに、Sundiode は GaN 技術開発者である Soft-Epi と協力して、単一のサファイア ウェーハ上に単一の完全 InGaN RGB LED 構造を成長できるようにしました。
11月のテクノロジー
2022 年末までに、国内のマイクロ LED 技術開発者 Nuovision Technology は、0.39 インチのマイクロ LED マイクロ ディスプレイの点灯に成功し、その製品は WLVSP (ウェーハ レベル垂直スタック ピクセル、ウェーハ レベルの垂直スタック ピクセル) テクノロジーを使用して開発されました。解決。
清華大学
2021年5月、清華大学電子工場学部の研究チームは、赤、緑、青（RGB）多層に基づくマイクロLEDデバイスアレイ設計を開発した。
エピタキシーストリッピングと転写印刷により、InGaP赤色光LED、InGaN緑色光、青色光LEDを含むさまざまな無機III-V族単結晶半導体構造に基づく薄膜マイクロLED（サイズ約100μm²、厚さ約5μm）のヘテロジニアス集積化、垂直スタック構造を形成します。 同時に、波長選択透過性の光学フィルムをMicro LED間の界面層として設計し、デバイスの発光効率と放射性能を向上させます。
従来のサイドバイサイドRGBデバイス構造と比較して、同じデバイスサイズのサイドバイサイド構造と比較して表示解像度を3倍向上させることができ、これによりデバイスの発光性能が向上するだけでなく、準備プロセスにおける加工精度の要件が軽減されます。
ヨンウ DSP
2021 年、韓国の半導体装置会社である Youngwoo DSP は、2024 年末までの超小型 RGB 積層層に基づく新しいマイクロ LED 製造技術を開発する政府プロジェクトを受注しました。DSP Youngwoo によると、この技術は改善に役立つとのことです。製造時間を節約し、コストを削減しながら、大量の転送に対応する位置合わせ精度とピクセル密度を実現します。 同製品はスマートウォッチや自動車、ARデバイスなどへの応用が可能だ。
カイスト
2020年、韓国科学技術院（KAIST）の研究チームは、高解像度のマイクロLEDディスプレイを製造する方法を開発した。 研究チームは、半導体パターニングプロセスと、赤と青の色の干渉を除去するフィルター特性を持つ絶縁膜を使用して、赤、緑、青のLEDの活性層を3D空間に積層した。 最終的に、ディスプレイは 1 インチあたり 60,000 ピクセルを超える高解像度を実現します。
要約する
近年、層構造の研究を通じて、企業や大学がマイクロLEDマイクロディスプレイの輝度と解像度を向上させ、フルカラー高精細マイクロLEDマイクロディスプレイの開発を推進していることがわかります。
マイクロLEDの既存の主要な技術的問題に直面し、積層構造は実現可能な解決策を提供し、AR/VRなどのマイクロディスプレイ分野でマイクロLED技術の応用を拡大するための新たな技術的道を切り開きます。
ただし、積層マイクロ LED ソリューションは従来の構造の既存の問題を解決する一方で、新たな技術的問題ももたらします。
マイクロ LED 技術ベンダーのポロテックによると、積層構造は 3 色の光がディスプレイ上の異なる高さから放射されることを意味し、光学設計が複雑になり、LED 間の間隔や構造内のさまざまな層の位置合わせに高い精度が必要になります。
さらに、積層された RGB LED の色の干渉、小さなピクセルの低い発光効率、赤色光材料の適合性と効率はすべて、この方式の適用において直面する問題です。
TrendForce Consultingのアナリストは、積層型マイクロLEDチップ技術は現在開発段階にあり、量産技術能力が不足しているためウェアラブルディスプレイには使用されていないと述べた。
マイクロディスプレイ製品の実際の応用例はありませんが、上記の企業や大学は積層技術に楽観的であり、このソリューションがAR/VRおよびその他の分野でのマイクロLEDの開発を加速できると信じています。
したがって、積層マイクロLED技術の研究は今後も止まることはないと考えられます。 Apple、Samsung、その他の大手端末企業がマイクロ LED 技術のレイアウトを増やし続けるにつれて、積層構造を含むマイクロ LED 技術の研究が急速に促進され、マイクロ LED の商品化の探求における重要なリンクとなる可能性があります。