高速で精密なモーションコントロールソリューションでマイクロLED製造の課題を解決
より軽量で柔軟なデザイン、省エネ、高分解能、そしてさらに優れたコントラストと輝度: 次世代ディスプレイテクノロジーが機能、操作性、耐久性の要件を満たすために提供すべきものです。例えば、ARやVR 向けのヘッドアップディスプレイの視認性や独立した視野角をさらに向上させ、スマートウォッチのようなウェアラブルデバイスをよりコンパクトで頑丈に、そして省エネにするだけでなく、大画面やディスプレイパネルの色の濃さや輝きを高めることも目的としています。
ディスプレイテクノロジーの比較: LCD – LED – OLED – マイクロLED
今日では、液晶ディスプレイ (LCD) が市場を独占しています。この技術では、各ピクセルはRGBカラー、赤、緑、青の3つのサブピクセルによって生成されます。発光ダイオードであるLEDは、ここでは背景色として白色光バリアントとしてのみ使用されます。また、カラーLEDも製造可能ですが、その大きさから大型スクリーンにしか適していません。
マイクロLEDディスプレイは、各LEDがディスプレイ上の1つのピクセルに対応する、極めて小さな赤、緑、および青のLEDのアレイで構成されています。ピクセルが自己発光し、調光可能であり、OLEDやプラズマディスプレイと同様に完全にスイッチを切ることができるので、バックグラウンド照明を必要としません。OLEDとは対照的に、マイクロLEDは窒化ガリウム技術に基づいており、全体の輝度が30倍高くLux/Wの効率が高いため、OLEDよりも消費電流が低くなります。マイクロLEDの本質的な利点は、色飽和度が高く、酸素や湿気に対する感度が低いため、封止が不要である点にもあります。
大量生産の課題
マイクロLEDディスプレイは、何百万という小さなピクセルで構成されています。マイクロLED技術の可能性を活かし、経済的に実行可能な大量生産を可能にするには、製造者は構成部品の極めて小さなサイズ、機能、そして数量がもたらす多くの課題を克服しなければなりません。
ディスプレイを製造するには、まず、エピタキシャル成長によってマイクロLEDウエハを生成しなければなりません。特殊なピックアンドプレース工程では、数マイクロメートルサイズの何千ものLEDチップ (アレイ) がピックアップされ、基板またはバックプレーンに転送されます。これには、高速で精密、かつ信頼性の高い転送方法が必要です – マイクロLED製造の主な課題の1つとなっています。個々のアレイを±1.5 µmの精度で位置決めできる装置が必要です。これは、大量生産のスピードを実現しながら、微細な精度で高品質な加工を開発しなければならないことを意味します。
もう一つの重要なポイントはピクセルの収率です。デッドピクセルは、製造プロセスの様々な段階で発生する可能性があるため、均一な明るさ (輝度) および波長 (色) を確保するために、検査および修理は、プロセスの最後だけでなく、製造プロセス全体でも行われなければなりません。フル分解能 (1920 X 1080ピクセル) のRGBカラーディスプレイでデッドピクセル数を5未満にするには、99.9999%の収率が必要です。
検査用イメージングシステムは、マイクロLEDチップの輝度を検出して解析することができます。ここでも課題は必要とされる精度とスピードです。マイクロLEDを修復するために今ある解決策は、紫外線放射または選択的レーザ法のような技術です。
PIは、精度とスピードに対する高度な要求に応えるため、世界中の研究グループやメーカをモーション、コントロール、ソフトウェアソリューションでサポートしています。長年にわたる精密位置決め、幅広い技術、高度な垂直統合の経験により、PIはお客様が直面している課題を解決するために最適なアプローチを選択することができます。
ヘキサポッドのようなパラレルキネマティックソリューションは、LEDと基板の精密なアライメントを実現します。エアベアリングのモーションプラットフォームは、ウエハ間の高度で連続的なXY精度を、そしてガントリシステムは、1桁ミクロンの性能を維持しながら、究極の速度の実現に最適な性能を提供します。
PIのシステムエンジニアは、設計と生産計画の両方のフェーズでお客様をサポートします。PIチームは、新世代ディスプレイの商品化を推進する生産プロセスをさらに最適化するために、お客様に合ったソリューションの構築に取り組んでいます。世界中の生産およびサービス拠点によって、納品と性能の信頼性と質が保証されます - 要件や生産量の変化にも対応可能。
