MicroLED 新一代顯示屏制造精密定位與控制解決方案

　　更輕量化、更靈活的設計、更低的能耗、更高的分辨 率以及更鮮明的對比度和亮度：這是未來顯示技術應該具 備的特性，以滿足對功能、操作和使用壽命的不同要求。 例如，顯示技術是為了進一步提高增強與虛擬現實應用中 平視顯示器的近距和獨立視角，從而使智能手表等可穿戴 設備更加緊湊、耐用和節(jié)能，同時也是為了提高大尺寸屏 幕和顯示面板的色度和亮度。

　　1 顯示技術對比

　　LCD – LED – OLED – MicroLED

　　目前，液晶顯示屏(LCD)在市場上占據主導地位。 使用這項技術，每個像素由RGB顏色(紅、綠、藍)的三 個子像素生成。發(fā)光二極管(LED)在這里只作為背景顏 色的白光變體使用。盡管也可以制造彩色LED，但由于其 尺寸限制，它們僅適用于大型屏幕。

　　MicroLED顯示屏由微小的紅、綠、藍LED陣列組 成，每個LED對應顯示屏上的一個像素。這些像素自發(fā) 光、可調光，并且可以完全關閉，這與OLE D 和等離子 顯示屏相似，因此無需任何背景照明。與OLE D 相比， MicroLED基于氮化鎵技術，其整體亮度高30倍，勒克斯 /瓦效率更高，因此電流消耗更低。MicroLED的根本優(yōu)勢 還包括更高的色彩飽和度和更低的氧氣和水分敏感性，因 此無需進行封裝。

　　2 大規(guī)模生產的挑戰(zhàn)

　　MicroLED顯示屏由數百萬微小的像素所組成。為了 挖掘MicroLED技術的潛力并使經濟上可行的大規(guī)模生產 成為可能，制造商必須克服因組件的極小尺寸、功能和數量所帶來的諸多挑戰(zhàn)。為了制造顯示屏，必須首先通過外 延生長來生產MicroLED晶圓。在專門的拾放工藝中，數 以千計的幾微米大小的LED芯片(陣列)被拾取并輸送至 基板或背板。這需要快速、精密、可靠的輸送工藝，這也 是MicroLED制造面臨的主要挑戰(zhàn)之一。放置能夠以±1 . 5 微米精度定位的單個陣列時，需要使用設備，這意味著制 造商必須開發(fā)在達到大規(guī)模生產速度的同時，提供具有微 觀精度的高質量工藝。

　　圖 1 MicroLED 顯示屏工藝流程

　　圖 2 用于 MicroLED 頂部和底部檢驗、交付前質量傳遞和裝配后的精心設計的系統

　　另一個關鍵點是像素良率。死像素可能出現在制造 過程的不同階段，因此檢驗和修復不僅應在工藝結束時進 行，還應在整個制造過程中進行，以確保均勻的輝度(亮 度)和波長(顏色)。為了在全分辨率(1920 x 1080像素)下實現每臺RGB彩色顯示屏低于5個死像素的比率， 需要達到99 . 9999%的良率。檢驗時，成像系統可以檢測 和分析MicroLED芯片的亮度。此外，挑戰(zhàn)還在于所需的 精度和速度。目前，修復MicroLED的解決方案是紫外線 輻射或選擇性激光技術等技術。

　　3 優(yōu)化產量和精度

　　為了滿足對精度和速度的高要求，PI通過運動控制和 軟件解決方案為全球的研究團隊和制造商提供支持。憑借 多年的精密定位經驗、廣泛的技術和高度的垂直整合，PI 能夠選擇較合適的方法來解決客戶所面臨的挑戰(zhàn)。六足位 移臺等并聯運動解決方案可實現LED與基板之間的精密對 準?？諝廨S承運動平臺在晶圓之間提供苛刻的連續(xù)XY精 度，而為了達到最終速度同時保持數微米的性能，龍門系 統提供了最佳性能。

　　PI的系統工程師正在協助客戶進行設計和生產規(guī)劃階 段的工作。PI團隊隨時準備為客戶配置特定的解決方案， 進一步優(yōu)化生產工藝，從而推動新一代顯示屏的商業(yè)化， 即使需求和產量不斷變化，遍布全球的生產和服務地點依 然可確保交付和性能的可靠性和質量。

　　4 PI運動和控制解決方案應用價值

　　如今，最大限度地提高定位精度是許多應用領域取得 成功的關鍵。無論是光子學、半導體制造、顯微鏡、測量 技術、生命科學還是自動化技術：在所有這些市場中，均 需要具有從微米、納米到皮米級分辨率和重復精度的定位 系統。此外，動態(tài)性、短響應時間、真空兼容設計及適用 溫度范圍廣也是多個重要考量因素?；讵毺氐膹V泛技術 組合，PI能夠提供多種用于定位任務的標準化產品，并能 夠與客戶合作開發(fā)特定于應用的解決方案。在MicroLED 新一代顯示屏領域，PI提供的高精密運動和控制解決方 案能夠被應用于磊晶圓制作、MicroLED單片集成、采用 激光燒蝕和隱形劃片技術、在晶圓級對MicroLED進行切 割、質量傳遞(彈性體沖壓、激光剝離、流體裝配、靜 電、卷到卷)等多種生產場景中，并且得益于遍布全球的 服務中心和單獨的服務協議，PI可確?？蛻魬弥械慕M件 和系統長時間正常運行。