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印刷如何影响MicroLED,AMOLED,AMQLED和AR/VR 等(二)

MicroLED.cn 技术文章 2021-06-13 06:45:41 23232 0 | 文章出自:MicroLED MicroLED

这是显示器制造中使用印刷技术发展总结的第二部分,将在 7 月的“显示器和照明创新与市场趋势”虚拟活动中进行更深入的探讨。

MicroLED:从晶圆开始,在工艺的每一步都进行印刷

microled 仍然是业界非常感兴趣的话题。我想在这里展示打印和 R2R 如何提供价值。

MicroLED 制造的主要挑战之一是开发高产量 (>>99.99%) 和高通量的转移工艺。已经尝试了许多方法。一些有趣的技术涉及某种形式的印刷(印章转移、R2R 等)。在这里,我只强调两种有趣的方法。

第一个来自 VueReal,它正在开发一种基于墨盒的方法。该过程如下所示。在此,包含微芯片的供体基板与受体基板接触。然后在转移发生之前对齐两个基板。需要应用一些力机制来克服保持微芯片附着在供体基板上的力。目前尚不清楚这是机械粘合剂、热粘合剂(基于添加到接收基板的材料)还是它们的组合。

Vuereal_8.jpg


VueReal 基于墨盒的印刷 microLED 方法所涉及的工艺步骤示意图。

另一个有趣的早期开发是由施乐公司 Parc 开发的。这个想法是基于静电印刷。在这里,诸如 GaN microLED 之类的微型芯片悬浮在溶液中。然后将它们浇铸到控制二维电极阵列的有源矩阵基板上,这些电极阵列产生静电力以在相机的注视下空间移动单个芯片。然后使用滚筒将组装好的微芯片转移到最终的目标基板上。

2021 年的演示器仍然是小尺寸 (2.5 x 2.5 cm) 的 50μm LED,没有产量数据。组装过程是使用寻址光开关阵列的投影仪实现的。组装过程 - 从液体的大量无序沉积到最终对齐 - 如下所示。目前它太慢了,但是一个数量级的改进可以使它具有竞争力。

该工艺不需要任何特殊的微芯片结构,因此具有有趣的发展潜力。对齐和定位也是由软件控制的,因此允许任意和复杂的形状。


Parc_Printing_9.jpg近年来,转移步骤受到了广泛关注。MicroLED 生产中还有许多其他关键步骤。我提到这一点是因为印刷和导电油墨也可以在其中一些步骤中发挥重要作用。

下图由应用材料公司提供,展示了各种示例。丝网印刷可用于印刷导电膏以填充通孔。它可用于在前板和背板之间印刷细线电极。此外,它还可以打印环绕电极,将 microLED 与驱动器 IC 连接起来。最后,它可以打印各种粘合剂(焊料、ECA 等),用于微型 LED 的放置和粘合。

Applied_materials_10.jpg

以上图片来自应用材料公司。他们展示了先进的细线丝网印刷如何在 microLED 制造中发挥作用。丝网印刷无需基于真空的 PVD 工艺和蚀刻,即可印刷细线电极和互连、创建环绕式电子设备、填充通孔,甚至放置连接材料。

microLED 领域有许多令人难以置信的创新。我们希望强调的另一个方法是创建一种方法,通过卷带式方法组装大面积 microLED 显示器。

这如下所示。在这里,microLED 首先被转移到更大的面板中,然后被切割成更小的瓷砖。瓷砖经过检查步骤,并添加黑色填充材料以增强对比度。然后将标题添加到卷轴上,创建卷轴方法,从而能够使用类似 SMT 的工艺构建大型 microLED 显示器!这是 PlayNitride 在该领域的一项非常有趣的创新。

PlayNitride_11.jpg


这些图像显示了创建大面积 microLED 显示器的卷轴方法所需的步骤。这项创新是由 PlayNitride 完成的。

用于 AR/VR 显示器的波导

印刷或 R2R/R2P 在显示行业还有许多其他用途。另一个用例是 R2P(卷到板)纳米压印,用于为 AV/VR 眼镜创建输入和输出耦合功能。这种输入或输出耦合可以在 300mm 晶圆上进行,但吞吐量较低。通过 R2P 纳米压印,吞吐量可以大大扩展。

Morphotonics 提出了一个有趣的方法。在这里,他们将他们的纳米压印印章拼凑在一起,以创建第 5 代 R2P 纳米压印线,能够实现亚微米特征和每个压印周期 480 个目镜。R2P 纳米压印工艺需要具有高折射率的无溶剂树脂。例如,Pixelligent 的氧化锆和二氧化钛配方可产生折射率为 1.857 的树脂。

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平铺方法可以产生具有集成紫外线固化功能的 Gen5 R2P 纳米压印工具,以实现具有复制保真度的纳米或亚微米特征。以上图片来自 Morphotonics。要了解更多信息,请参见此处

纳米压印在显示器中也有很多用例,也超出了 AR/VR。一个例子是开发高透明和高导电金属网透明导电薄膜。一个例子来自 Meta (Metamaterials) Inc。他们有一个滚动光刻系统。

在这里,紫外线被包裹在柔软的卷起面具中。滚动纳米光刻技术用于在涂有光刻胶的金属基板上产生亚微米曝光。然后蚀刻光刻胶,形成极高分辨率的金属网。

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左下角的示意图显示了 Meta (Metamaterials) Inc. 的滚动 UV 纳米光刻的想法。左上角的图像显示了超精细特征金属网。基准图表显示,该工艺可以制造出超透明和高导电性的薄膜。目前卷材宽度为 300 毫米,但可以缩放到 1-1.2 米。要了解更多信息,请参见此处

完全印刷的 R2R 低成本显示器

印刷在简单(即分段)低成本大容量显示器中也发挥着作用,并在智能包装及其他应用中发挥作用。

一个例子是 R2R 印刷电致变色显示器。这里的主要参与者是 Ynvisible。下方左侧设置的图像显示了完整 R2R 线(打印机和转换)的快照。这种水平的自动化 R2R 生产是该领域的真正进步。

右侧图像上的图像显示了一些应用示例。在智能包装、物联网传感器、低成本泛在指示器等方面有许多应用。

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