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更轻巧、更灵活的设计、更少的能耗、更高的分辨率以及更高的对比度和亮度:这是未来显示技术应该提供的,以满足对功能、处理和寿命的要求。例如,它是关于进一步提高增强和虚拟现实应用平视显示器的离眼距离和独立视角,使智能手表等可穿戴设备更加紧凑、坚固和节能,但它也是关于增加大面积屏幕和显示面板的色彩强度和亮度。
目前,液晶显示器(LCD)在市场上占主导地位。使用这项技术,每个像素由 RGB 颜色的三个子像素生成,红色、绿色和蓝色。作为发光二极管的 LED 在这里仅用作白光变体作为背景颜色。也可以制造彩色 LED,但是,由于它们的尺寸,它们仅适用于大型屏幕。
MicroLED 显示器由微小的红色、绿色和蓝色 LED 阵列组成,其中每个 LED 对应于显示器上的一个像素。像素是自发光的、可调光的,并且可以完全关闭,类似于 OLED 和等离子显示器,因此不需要任何背景照明。与 OLED 相比,MicroLED 基于氮化镓技术,与 OLED 相比,该技术提供了 30 倍的整体亮度和更高的 Lux/W 效率,因此电流消耗更低。MicroLED 的基本优势还在于更高的色彩饱和度和对氧气和水分的较低敏感性,因此不需要封装。
MicroLED 显示器由数百万个微小像素组成。为了开发 MicroLED 技术的潜力并使经济上可行的大规模生产成为可能,制造商必须克服由极小尺寸、功能和数量的组件带来的许多挑战。
要制造显示器,必须首先通过外延生长生成 MicroLED 晶圆。在特殊的取放工艺中,成千上万个几微米大小的 LED 芯片(阵列)被拾取并转移到基板或背板上。这需要快速、精确和可靠的传输过程——这是 MicroLED 制造的主要挑战之一。放置单个阵列所需的设备可以以±1.5 µm 的精度定位。这意味着制造商必须开发出能够以微观精度提供高质量的工艺,同时达到大规模生产的速度。
另一个关键点是像素良率。坏点可能出现在制造过程的不同阶段,因此检查和修复不仅应在过程结束时进行,而且应在整个制造过程中进行,以确保均匀的亮度(亮度)和波长(颜色)。为了在具有全分辨率(1920 x 1080 像素)的 RGB 彩色显示器上实现少于五个坏点的比率,需要 99.9999 % 的良率。
对于检查,成像系统可以检测和分析 MicroLED 芯片的亮度。同样,挑战在于所需的精度和速度。目前修复 MicroLED 的解决方案是紫外线辐射或选择性激光技术等技术。
为了满足对精度和速度的高要求,PI 为全球的研究小组和制造商提供运动、控制和软件解决方案。凭借多年的精准定位经验、广泛的技术和高水平的垂直整合,PI能够选择最合适的方法来解决客户面临的挑战。
平行运动学解决方案(例如六足位移台)提供 LED 和基板之间的精确对准。空气轴承运动平台在晶圆之间提供了苛刻的连续 XY 精度,并且为了在保持个位数微米性能的同时实现终极速度,龙门系统提供了最佳性能。
PI 的系统工程师正在协助客户进行设计和生产规划阶段。PI 团队已准备好配置客户特定的解决方案,进一步优化生产流程,推动新一代显示器的商业化。遍布全球的生产和服务地点确保了交付和性能的可靠性和质量——即使需求和产量不断变化。