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通過快速、精確的運動控制解決方案解決 MicroLED 制造中的挑戰(zhàn)

更輕巧、更靈活的設(shè)計、更少的能耗、更高的分辨率以及更高的對比度和亮度：這是未來顯示技術(shù)應(yīng)該提供的，以滿足對功能、處理和壽命的要求。例如，它是關(guān)于進(jìn)一步提高增強和虛擬現(xiàn)實應(yīng)用平視顯示器的離眼距離和獨立視角，使智能手表等可穿戴設(shè)備更加緊湊、堅固和節(jié)能，但它也是關(guān)于增加大面積屏幕和顯示面板的色彩強度和亮度。

比較顯示技術(shù)：LCD – LED – OLED – MicroLED

目前，液晶顯示器（LCD）在市場上占主導(dǎo)地位。使用這項技術(shù)，每個像素由 RGB 顏色的三個子像素生成，紅色、綠色和藍(lán)色。作為發(fā)光二極管的 LED 在這里僅用作白光變體作為背景顏色。也可以制造彩色 LED，但是，由于它們的尺寸，它們僅適用于大型屏幕。

MicroLED 顯示器由微小的紅色、綠色和藍(lán)色 LED 陣列組成，其中每個 LED 對應(yīng)于顯示器上的一個像素。像素是自發(fā)光的、可調(diào)光的，并且可以完全關(guān)閉，類似于 OLED 和等離子顯示器，因此不需要任何背景照明。與 OLED 相比，MicroLED 基于氮化鎵技術(shù)，與 OLED 相比，該技術(shù)提供了 30 倍的整體亮度和更高的 Lux/W 效率，因此電流消耗更低。MicroLED 的基本優(yōu)勢還在于更高的色彩飽和度和對氧氣和水分的較低敏感性，因此不需要封裝。

量產(chǎn)的挑戰(zhàn)

MicroLED 顯示器由數(shù)百萬個微小像素組成。為了開發(fā) MicroLED 技術(shù)的潛力并使經(jīng)濟(jì)上可行的大規(guī)模生產(chǎn)成為可能，制造商必須克服由極小尺寸、功能和數(shù)量的組件帶來的許多挑戰(zhàn)。

要制造顯示器，必須首先通過外延生長生成 MicroLED 晶圓。在特殊的取放工藝中，成千上萬個幾微米大小的 LED 芯片（陣列）被拾取并轉(zhuǎn)移到基板或背板上。這需要快速、精確和可靠的傳輸過程——這是 MicroLED 制造的主要挑戰(zhàn)之一。放置單個陣列所需的設(shè)備可以以±1.5 μm 的精度定位。這意味著制造商必須開發(fā)出能夠以微觀精度提供高質(zhì)量的工藝，同時達(dá)到大規(guī)模生產(chǎn)的速度。

另一個關(guān)鍵點是像素良率。壞點可能出現(xiàn)在制造過程的不同階段，因此檢查和修復(fù)不僅應(yīng)在過程結(jié)束時進(jìn)行，而且應(yīng)在整個制造過程中進(jìn)行，以確保均勻的亮度（亮度）和波長（顏色）。為了在具有全分辨率（1920 x 1080 像素）的 RGB 彩色顯示器上實現(xiàn)少于五個壞點的比率，需要 99.9999 % 的良率。

對于檢查，成像系統(tǒng)可以檢測和分析 MicroLED 芯片的亮度。同樣，挑戰(zhàn)在于所需的精度和速度。目前修復(fù) MicroLED 的解決方案是紫外線輻射或選擇性激光技術(shù)等技術(shù)。

優(yōu)化吞吐量和精度

為了滿足對精度和速度的高要求，PI 為全球的研究小組和制造商提供運動、控制和軟件解決方案。憑借多年的精準(zhǔn)定位經(jīng)驗、廣泛的技術(shù)和高水平的垂直整合，PI能夠選擇最合適的方法來解決客戶面臨的挑戰(zhàn)。

平行運動學(xué)解決方案（例如六足位移臺）提供 LED 和基板之間的精確對準(zhǔn)。空氣軸承運動平臺在晶圓之間提供了苛刻的連續(xù) XY 精度，并且為了在保持個位數(shù)微米性能的同時實現(xiàn)終極速度，龍門系統(tǒng)提供了最佳性能。

PI 的系統(tǒng)工程師正在協(xié)助客戶進(jìn)行設(shè)計和生產(chǎn)規(guī)劃階段。PI 團(tuán)隊已準(zhǔn)備好配置客戶特定的解決方案，進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)流程，推動新一代顯示器的商業(yè)化。遍布全球的生產(chǎn)和服務(wù)地點確保了交付和性能的可靠性和質(zhì)量——即使需求和產(chǎn)量不斷變化。