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光學與光子學技術在顯示器應用領域正迅速發展。雖然 OLED 電視目前擁有最龐大的商業市場,但倍受矚目的 MicroLED 被公認為下一代 LED 顯示器技術,原因在於反應時間更快、功耗更低、能效更佳且解析度更高。
MicroLED (μLED) 是微米級尺寸的元件,由三五族化合物 (即元素週期表中第三與第五欄的元素) 製成,例如氮化銦鎵 (InGaN) 與磷化鋁銦鎵 (AlGaInP)。MicroLED 是小巧平坦的方形光源,可建構成對比度極高的陣列。MicroLED 顯示器內部的每顆 LED,都扮演著類似像素的角色 (紅、綠或藍),可應用於 MicroLED 電視及其他需要先進顯示器技術的設備。
平坦的方形 LED
MicroLED 的運作方式不同於 LCD 顯示器。傳統 LCD 系統使用 LED 背光與液晶層,透過遮蔽特定部分的光線產生影像。相對之下,MicroLED 與 OLED 顯示器不依賴液晶技術,所以結構簡單許多。它們是由每個像素的 LED 自行發光以形成影像。
取置轉移製程
儘管在量產上仍面臨挑戰,LG、Sony 與 Samsung 正在研發大型高階 MicroLED 電視。不過,在這些產品能普及至一般消費者之前,仍要克服許多設計與規模方面的難題。由於取置製程耗時且成本昂貴,目前這些電視的造價非常昂貴。
MicroLED 技術尚未成熟,設計人員可採用多種不同的半導體製程方式進行製造。在 MicroLED 設計中,開發人員需要考量的重點有:
近年來,OLED 顯示器與 OLED 技術已成為業界標準,但它們如何與 MicroLED 相比呢?用來衡量 OLED、MicroLED、LCD 與 mini-LED 效能的指標有非常多種。整體而言,MicroLED 技術結構更簡單、對比度更高且反應速度更快,可產生畫質更出色的影像。MicroLED 顯示器類似 OLED 顯示器,同樣能製作成柔性顯示器。
MicroLED 相較於其他 LED 技術的優勢包括:
雖然尚未完全商業化,但 MicroLED 相較於其他 LED 技術,在亮度、可撓式、畫質與使用壽命等方面的效能提升,得以用於多種先進顯示器技術。MicroLED 的主要應用實例如下:
工程師可透過模擬方法,親眼檢視 LED 或顯示器的行為,以克服 MicroLED 設計所面臨的多項挑戰。Ansys 提供多種工具,可在實際製造前模擬 MicroLED 的效能:
Ansys Lumerical STACK 求解器:模擬 MicroLED 內部的不同材料層,顯示光線在其中的反射、折射與傳遞行為。STACK 求解器亦可計算 LED 發光功率與功率密度。
Ansys Lumerical FDTD 求解器:模擬 LED 的遠場發光圖樣與光取出效率。FDTD 求解器也能計算共軛光學座標下的光譜強度,以供 Ansys Speos 設計工具使用。
Ansys Lumerical CHARGE 與 Ansys Lumerical MQW 求解器:模擬 LED 的電流-電壓 (I-V) 曲線、自發發光功率光譜與內部量子效率。
Ansys Lumerical 求解器工作流程概覽
Ansys Speos 軟體:使用 Lumerical 求解器提供的光譜強度資料,進行系統層級的模擬,並作為虛擬光度實驗室。它可協助工程師檢視完整色域並進行光度測試。
歡迎聯絡我們的技術團隊,瞭解如何在進入複雜製程之前,先解決 MicroLED 技術的設計挑戰。
如果您面臨工程挑戰,我們的團隊將隨時為您提供協助。憑藉豐富的經驗和對創新的承諾,我們邀請您與我們聯絡。讓我們共同合作,將您的工程障礙轉化為成長和成功的機會。立即與我們聯絡,開始對話。