一篇关于无边框拼接MicroLED屏的文章

看到PlayNitride在SID 2021发表的一篇文章，内容是关于无边框拼接MicroLED的一种方案，他们称之为PixeLED Matrix Display。

今天根据文章中的一些信息，来猜测一下相关的实现过程，基本上出于个人兴趣的了解，请大家仔细加以鉴别。

首先按照文章中的说法，这是一种基于PCBA的MicroLED制造技术，他们先制造4x4的microLED矩阵单元，然后在通过SMT转移到PCBA板上，让后通过PCBA板拼接成大尺寸的MicroLED显示屏。

如下图所示为文章中关于PlayNitride的PixeLED Matrix技术的主要工序示意图。

图中橙色部分为可以从市场渠道获得的技术及服务，包括背板的制造和显示屏拼接，这两部分应该不是PlayNitride所着力开发的技术点。

蓝色部分是PlayNitride所着力开发的技术，包括外延生长（Wafer Epitaxy），器件制作（PixeLED），巨量技术（Mass-Technology）和一种被称为PixeLED Matrix的工序，在之前的MicroLED中，并没有出现这一道工序，随后我们将对此进一步说明。

外延生长和器件制造的细节在这篇文章中并没有涉及，常规性的猜测是外延需要提升面内的均一性，并且结构需要与器件结构相匹配。MicroLED器件的结构虽然没有提及，但根据后续的工艺步骤，猜测大概率是倒装MicroLED。

需要注意的是，对于涉及到巨量操作相关的技术，PlayNitride采用了一种统一的称谓：巨量技术（Mass-Technology）。其中包括了我们比较熟悉的巨量转移技术（Mass Transfer），巨量检查技术（Mass Inspection），巨量测试技术（Mass Testing）和巨量维修技术（Mass Repair）。

一个可能的解决方案是通过stamp加上激光的方法，stamp负责巨量转移，而激光使选择性成为可能。

采用这种方案的话，需要首先测试记录下所有缺陷的坐标信息，然后分区域进行巨量维修。因为不良在位置上往往有一些随机的性质，因此如果可能的话，对整个大面积内的缺陷的坐标进行一些管理，通过合适的算法也许可以进一步提升修复的效率。

当然这也只是猜测，巨量维修他们称之为“SMAR·Tech”，至于具体是什么方案，可能就只有少数人能够知道了。

幸好能够查到他们的专利US20220246792A1，说到了一种巨量维修的方法。大致看了一下，重新画了一下简单的示意图如下。

大致的思想是在像素单元内预留一些位置，专门作为修补区。而不像常规的那样，需要在MicroLED器件的原位进行修补。预留修补区的好处是不需要将坏的器件去除，而且修补区的位置是固定的，便于修补时候器件的转移。在巨量检测过程中，记录下坏的器件的位置和颜色，然后采用stamp加激光，将对应位置需要修补的那种颜色的器件转移上去，就可以完成巨量修补了。

此外，从该专利看来，这个方法可以和器件冗余的方法结合使用，当然采用冗余的方法比较浪费MicroLED器件，不是特别推荐。

在完成巨量维修后，中间转移基板被切割成4x4的小矩阵。这些小矩阵如果有不良的器件，可以直接去除掉或再次维修。

最后将这些4x4的矩阵转移到驱动PCB板上，因为这个4x4矩阵的尺寸会相对比较大，可以采用常规成熟的SMT工艺完成，得到一块显示的小屏幕。这些小块的显示屏可以通过拼接的方式做成大屏。

这里的好处是很明显的，就是采用巨量转移的方式，可以实现MicroLED必需的转移效率。而采用巨量检测和巨量维修可以尽可能提高维修的效率。同时采用切割成4x4的矩阵，相当于绕开极其苛刻的转移良率（因为即使前面的工序提升了效率，苛刻的良率可能也难以达到），直接选取好的矩阵进行最终显示屏的转移。而且这种方法也可以混bin，进一步提升显示的质量。

看完PlayNitride的这篇文章，大家是不是觉得和目前比较火的MIP概念有点相同？在这里不禁要赞扬一句，显示行业的工程师真个个都是人才，说话的声音又好听，MicroLED显示的脚步看起来越来越近了。

最近比较忙，草草冒个泡，有什么原则性的问题，请大家指出。

原文始发于微信公众号（显示工程师）：一篇关于无边框拼接MicroLED屏的文章