میکرو ال ای دی چیست؟ معرفی فناوری Micro LED در تلویزیون و کاربرد آن؟

میکرو ال ای دی چیست؟ معرفی فناوری Micro LED در تلویزیون و کاربرد آن؟

قبل از تعریف میکرو ال ای دی و معرفی فناوری Micro LED در تلویزیون و کاربرد آن بهتر است مروری بر تکنولوژی های قبلی داشته باشیم تا درک راحت تری نسبت به این فناوری پیشرفته داشته باشیم. همانطور که می دانید نحوه تولید نور و رنگ در هر کدام از پنل های LCD، LED، OLED و … با هم فرق می‌کند. مثلاً در پنل های LCD تولید نور و رنگ توسط لامپ های فلوئورسنت، در نمایشگرهای LED توسط لامپ های ال ای دی و در OLED خود پیکسل‌ها منبع تولید کننده نور و رنگ هستند. حال نوبت به نمایشگر های میکرو ال ای دی (Micro LED) می‌رسد که در مورد نحوه انتشار نور و رنگ‌شان صحبت کنیم و سپس به مزایا و معایب آن بپردازیم. در مورد تصویر نیز لازم است که بگویم پیکسل ها کوچکترین جزء سازنده هر تصویر به حساب می‌آیند که خود از تعدادی (سه یا چهار) ساب پیکسل یا زیر پیکسل (لامپ‌های ال ای دی به رنگ آبی، قرمز، سبز و سفید) تشکیل شده‌اند. با کنار هم قرار گرفتن این پیکسل‌های حاوی لامپ های ال ای دی نمایش تصاویر بر روی نمایشگرها صورت می‌گیرد.

میکرو ال ای دی چیست و ساختار آن چگونه است؟

تکنولوژی Micro LED نسل جدیدتر تکنولوژی OLED است که با عنوان‌های μLED ، mLED و ILED خطاب می‌‌شود. شرکت های معروفی همچون اپل، سامسونگ و Facebook Oculus در راه توسعه فناوری میکرو ال ای دی قدم برداشته‌اند تا از این تکنولوژی در ساخت نمایشگرهای گوشی‌ها، ساعت های هوشمند، تلویزیون و سایر گجت ها و دستگاه های الکترونیکی به عنوان « بهترین تکنولوژی ساخت نمایشگر» استفاده کنند.

همانطور که از نامش پیداست، MicroLED را در واقع مجموعه از LED ها در مقیاس کوچکتر (میکرو)  تشکیل می‌دهند که اندازه ال ای دی های به کار رفته در آن  به نسبت ال ای دی های معمولی کوچکتر است. با چیدن تک تک این ال ای دی های کوچک در کنار هم بر روی نمایشگری مخصوص، پنل‌های میکرو LED به وجود می آیند که به نسبت ستاره میدان کنونی یعنی OLED برتری هایی دارد و به خلق تصاویر خیره کننده می پردازد. در مقاله‌های قبلی در مورد تکنولوژی OLED به صورت مفصل صحبت شد و گفتیم که در این پنل ها هر پیکسل دارای سه یا چهار زیر پیکسل (sub-pixels) به رنگ های قرمز، سبز، آبی و سفید می باشد که با ساطع کردن نور از خود به خلق تصاویر زنده می پردازند. و یا به زبان ساده تر می‌توان گفت که هر کدام از این زیر پیکسل ها بدون نیاز به منبع نور پس زمینه، به صورت مستقل خاموش و روشن می‌شوند. MicroLED نیز ساختاری مشابه به OLED دارند و بسیاری از مزایای آن را نیز به ارث برده و یک سری از معایب موجود در OLED را برطرف ساخته است.

تاریخچه‌ی MicroLED

اگر بخواهیم به تاریخچه پیدایش تکنولوژی میکرو ال ای دی بپردازیم باید بگویم که این تکنولوژی برای اولین بار در سال 2000 توسط گروه تحقیقاتی پروفسور Hongxing Jiang و پروفسور Jingyu Lin از دانشگاه فنی تگزاس (در زمانی که در دانشگاه ایالتی کانزاس بودند) اختراع شد. بعد از معرفی این تکنولوژی، سونی در سال 2012 اولین نمایشگر FULL HD مجهز به فناوری Micro LED را در اندازه 55 اینچ با نام Crystal-LED معرفی کرد. این تلویزیون 55 اینچ کریستال ال ای دی اگر چه هرگز راهی بازار نشد؛ اما در سال 2016 این شرکت ژاپنی بزرگترین صفحه نمایش میکرو ال ای دی را با نام Canvas Display یا CLEDIS به نمایش عموم گذاشت.‌ اگر چه ظاهر نمایشگر MicroLED به ال ای دی بسیار شبیه است؛ اما در عین حال میکرو ال ای دی یک تکنولوژی گران قیمت و بسیار پیشرفته است که ساختار ال ای دی های آن به صورت دقیق تر صورت گرفته اند.

اقدامات سامسونگ در زمینه توسعه فناوری MicroLED

سامسونگ برای جبران اشتباهات موجود در نمایشگرهای QLED تصمیم گرفت که راه توسعه نمایشگرهای Micro LED را در پیش گیرد. به همین دلیل جزء دنبال کنندگان این فناوری شد و در نمایشگاه CES 2018 با سروصدای زیاد تلویزیون میکرو ال ای دی 146 اینچی را با عنوان The Wall (دیوار) معرفی کرد. قابلیت ماژولار یکی از مهمترین ویژگی هایی است که سامسونگ برای این غول کره‌ای قرار داده بود. این قابلیت امکان تغییر اندازه نمایشگر در اندازه‌ی دلخواه را ممکن می کند.  این اقدام سامسونگ در حالی اتفاق افتاد که اپل همچنان در راه توسعه این فناوری قدم بر می دارد. این شرکت ها قصد دارند توسعه تکنولوژی میکرو led را تا زمانی ادامه دهند که این فناوری به راحتی بتواند پنل های OLED رقابت کند و آنها را به چالش فراخواند.

اقدامات اپل در زمینه توسعه فناوری میکرو ال ای دی

اگر تاریخچه‌ی توسعه فناوری میکرو ال ای دی توسط کمپانی اپل را مرور کنیم، به خرید شرکت LuxVue توسط اپل در سال 2014 برمی خوریم. با واگذاری این شرکت به اپل (که یکی از شرکت های فعال در زمینه تولید پنل های MicroLED بود)، تاکنون تحقیقات گسترده ای در این زمینه از سوی متخصصین اپل به صورت بی سر و صدا انجام شد که امیدواریم در آینده ای نزدیک شاهد ثمرات پر باری از سال ها تحقیق و پژوهش در این زمینه باشیم. طبق معمول اپل با عملکرد بی سر و صدایش در راه توسعه‌ی این فناوری قصد دارد تا از این تکنولوژی در ساخت صفحه نمایش های کوچک استفاده کند؛ اما سامسونگ با ساخت نمایشگر غول پیکر THE WALL اعلام کرد که استفاده از این فناوری در ساخت نمایشگرهای بزرگ نیز منطقی است. در حال حاضر اپل برای گوشی های آیفون و ساعت‌های هوشمندش از نمایشگر OLED استفاده می‌کند؛ اما طبق گزارشات ارائه شده این کمپانی سعی دارد تا قبل از به کار بردن این تکنولوژی در گوشی های هوشمند ابتدا آن را در ساعت هایش استفاده کند. در مورد تاریخ عرضه‌ی نمایشگرهای اپل به بازار جزئیات کمی ارائه شده اما امید است در چند سال آینده شاهد انواع گجت‌ها و دستگاه های هوشمند مجهز به نمایشگرهای میکرو ال ای دی باشیم.

بر طبق گزارشات ارائه شده اپل خیلی وقت بود که قصد ارتقاء صفحه نمایش های دستگاه های کوچکش را داشت و بر این موضوع تمرکز کرده بود. پس از تصاحب شرکت LuxVue اپل با گرد اوری تیم متخصصین شایعاتی در مورد اینکه قرار است از نمایشگرهای میکرو ال ای دی در ساخت آیپدها و اپل واچ ها استفاده کند پخش شد. از آن زمان به بعد هیچ خبری در مورد استراتژی های این کمپانی معروف در دسترس نیست و هیچ کس نمی داند که دلیل این سکوت و خموشی اپل چیست؟ اما با توجه به سابقه درخشان این شرکت در زمینه تولید لوازم الکترونیکی می‌توان حدس زد که در آینده ای نزدیک شاهد دستاوردهای خارق‌العاده ای مجهز به فناوری میکرو ال ای دی خواهیم شد.

مزایا و معایب فناوری های MicroLED و OLED

بنا به دلایلی مانند افزایش ضخامت نمایشگرها، نحوه‌ی نمایش رنگ‌ها، نور پس زمینه و مشکلات روشنایی کم کم دوران اوج و سلطنت نمایشگرهای ال‌سی‌دی دارد به پایان می رسد. با آمدن نمایشگرهای OLED اگر چه برخی مشکلات LED مانند نور پس زمینه، افزایش حجم، کنتراست و نمایش رنگ برطرف شد؛ اما باز هم به دلایلی مانند استفاده از مواد ارگانیک، با عمر کوتاه این نمایشگرها روبرو هستیم.

نمایشگرهای میکرو ال ای اگرچه مزیت‌هایی مانند عدم نیاز به نور پس‌زمینه، نمایش عمیق رنگ مشکی، کنتراست بالا و طیف رنگی گسترده را از OLED‌ها به ارث برده‌اند، برخی از معایب OLED را نیز برطرف ساخته‌اند. مثلاً مشکلی که در اثر استفاده از مواد ارگانیک در OLED ها به وجود آمد اکنون در میکرو ال ای دی ها به دلیل استفاده از مواد غیر ارگانیک گالیوم نیترید برطرف شد. تلویزیون‌های OLED ها در طی گذر زمان با مشکل کم نور شدن پیکسل ها و سوختگی تصویر روبرو بودند. بنابراین در نمایش های طولانی تصاویر ثابت، شبحی از تصویر بر روی نمایشگر بر جای می ماند. میکرو ال ای دی ها علی رغم تولید نور و روشنایی بیشتر به نسبت OLED ها از مصرف پایین تر و همچنین طول عمر بالا بهره می‌برند. کوچک کردن اندازه ال ای دی های به کار برده شده در نمایشگرهای میکرو ال ای دی، سبب باریک تر شدن پنل های جدید میکرو ال ای دی گردید و به لطف آن دست طراحان و سازندگان این گونه نمایشگرها همواره در ساخت لوازم الکترونیکی باز است. بنابراین میکرو ال ای دی ها با هزینه ساخت کمتر، زاویه دید بیشتر، ضخامت بسیار کمتر و روشنایی بیشتر به نسبت OLED در جایگاه بالاتری قرار گرفته‌اند و به عنوان نسل بعدی OLED شناخته شده‌اند.

در نمایشگرهای OLED و LED که هر پیکسل از چند ساب پیکسل به رنگ های آبی، قرمز، سبز تشکیل می‌شود به دلیل تراکم بالا ساخت این پنل‌ها سخت‌‌ و هزینه بردار می‌باشد. برای مثال در ساخت نمایشگرهای OLED 4K که از ۳۸۴۰×۲۱۶۰ پیکسل استفاده شده، حدود 25 میلیون ساب پیکسل وجود دارد. در حالی که برای ساخت یک نمایشگر میکرو ال ای دی تنها لازم است که هر کدام از ال ای دی های کوچک به صورت جداگانه ساخته شده و در پنل جاسازی شوند. بنابراین با چنین تراکم پیکسلی بالا ساخت یک پنل 4K اولد هزینه بردارتر از یک پنل MICRO LED خواهد بود.

همانطور که در بالا گفتیم ال ای دی های بسیار کوچک که ساختار نمایشگرهای میکرو ال ای دی را شکل می‌دهند، بر روی پنل‌های مخصوص در کنار هم قرار می‌گیرند تا یک نمایشگر MicroLED به وجود آید. مشکل بودن فرآیند ساخت نیز علاوه بر OLED در میکرو ال ای دی هم مشاهده می‌شود. مثلاً برای ساخت نمایشگرهای بزرگ  4Kمیکرو ال ای دی باید هر کدام از ریز پیکسل ها به صورت جداگانه ساخته شوند و سپس جاسازی آن‌ها در کنار هم به صورت دقیق انجام شود. این ساخت اگر چه در نمایشگرهای کوچک زیاد جدی نیست، اما در اندازه‌های بزرگ به عنوان مسئله ای جدی به حساب می‌آید که توسعه دهندگان را به پیدا کردن راه حل وا می‌دارد. مشکل دیگری که ذهن توسعه دهندگان فناوری میکرو ال ای دی را درگیر کرده، به قابلیت تنظیم نور تمامی ال ای دی های به کار برده شده در پنل می‌باشد، که بایستی راه حلی برای آن پیدا شود.

از دیگر مزایای فناوری میکرو ال ای دی به نسبت OLED که در عمر باتری گوشی‌ها و ساعت‌های هوشمند بسیار کاربردی دارد به مصرف پایین انرژی مربوط می‌شود. میکرو ال ای دی ها با توجه به اینکه نسبت روشنایی بالاتری دارند از مصرف انرژی پایین تری نیز برخوردارند. بنابراین این مزیت چشمگیری است که سازندگان را به توسعه پنل‌های میکرو ال ای دی و استفاده از آن در ساخت گوشی ها و گجت ها تشویق می‌کند.

و در آخر

با بر روی کاغذ آوردن مزایا و معایب هر کدام از فناوری های ساخت نمایشگر به این نکته پی می بریم که هنوز مانده تا فناوری micro LED به تکامل برسد. تا زمانی که مشکل ساخت نمایشگرهای میکرو ال ای دی و قابلیت تنظیم ال ای دی ها کاملاً برطرف نشود نمی‌توان گفت که این فناوری به فناوری OLED برتری دارد. پس با این وجود تا زمانی که نمایشگرهای میکرو ال ای دی به مرحله تولید انبوه نرسیده‌اند، نمایشگرهای OLED بر روی تخت سلطنت می نشینند و به عنوان ستاره میدان می درخشند.