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MicroLED的潛力與挑戰

MicroLED（μLED）被期待為具有創(chuàng )造未來(lái)顯示器巨大潛力的新興設備。這些設備通常是基本的。

氮化鎵(GaN)目前大小在20~50μm范圍內，預計將縮小到10μm 以下。藍寶石晶片生長(cháng)器

板可以使用現有的GaN制造技術(shù)生產(chǎn)幾微米間隔的高密度μLED。

微米尺寸、高亮度、高制造密度的結合使LED大大擴大了目前使用的顯示市場(chǎng)

OLED和液晶屏技術(shù)。例如，μLED可以為AR/VR應用程序創(chuàng )建小型(例如，小于1’)高清顯示器。同時(shí)，它

也可用于室內和室外大型顯示器。

μLED允許隨著(zhù)芯片大小的縮小，在給定大小的芯片上生長(cháng)的芯片數量以性?xún)r(jià)比生產(chǎn)大型顯示器

量將大幅增加。因此，對于像素間距遠遠大于芯片大小的大型顯示器，影響顯示成本的主要因素將發(fā)生變化。

像素總數。相反，對于OLED和其他技術(shù)，影響顯示成本的主要因素是顯示面積。

                                   圖1:直視MicroLED顯示屏

但是在LED廣泛部署之前，還有一些技術(shù)挑戰需要克服。一，從外延片中分離粒子，二，微米為單位的片劑

度和可靠性將粒子傳遞到基板。此外，為了解決不可避免的缺陷決策，這些工序必須與維修/更換程序兼容

問(wèn)題。另外，LED行業(yè)的目標是將當前的總成本減少20%，因此必須與自動(dòng)化兼容，并確保高產(chǎn)量。

船。LED順應小型化趨勢，為了減少大小，不需要消耗很多成本改善工具。

激光工藝背景

具有納秒脈沖持續時(shí)間的高能紫外激光在激光加工中具有多種獨特優(yōu)勢，可應對LED加工過(guò)程。

挑戰。短波長(cháng)紫外線(xiàn)可以直接去除界面及表面的材料薄層，而無(wú)需進(jìn)入材料。窄脈寬耦合

，該冷光去除工藝可防止熱沖擊和基本材料損傷。高脈沖能量具有獨特的多用途工藝優(yōu)勢。

，光束可用于投射光口罩，因此每個(gè)脈沖可以處理數百或數千個(gè)粒子。因此，顯示行業(yè)

將這種類(lèi)型的激光用作批量生產(chǎn)工具，生產(chǎn)用于OLED和高性能液晶屏的TFT硅背板3354毫升。

毫無(wú)疑問(wèn)，新一代LED顯示器也將繼續采用該技術(shù)。

目前激光工藝為L(cháng)ED顯示器生產(chǎn)提供的優(yōu)勢如下：

1.激光剝離技術(shù)(LLO)將完成的LED粒子從藍寶石外延薄膜中剝離。

2.光傳輸(LIFT)將LED粒子從載體/基板移動(dòng)到最終顯示基板。

3.μLED的激光恢復功能可以解決產(chǎn)量問(wèn)題，降低缺陷率。

4.準分子激光退火(ELA)用于制造LTPS-TFT背板。

5.根據不同的聚合程度進(jìn)行激光切割。

以下是其中一些領(lǐng)域的最新重要發(fā)展。

LLO最新發(fā)展

激光剝離技術(shù)(LLO)可以從前面LED激光工藝中介紹的藍寶石外延片上剝離完成的LED粒子。

過(guò)了這一點(diǎn)因此，在此，我們簡(jiǎn)要地回顧一下LLO對藍色和綠色芯片的主要優(yōu)點(diǎn)，包括最新的自動(dòng)對。

準功能，該功能現在已成為開(kāi)發(fā)工具的一部分。

一般以藍寶石為最佳生長(cháng)基板，大量制造GaN  LED。但是接下來(lái)要把薄的LED和藍寶石分開(kāi)。

為垂直結構LED創(chuàng )建第二個(gè)接觸點(diǎn)。此外，下游加工過(guò)程中藍寶石體積太大，厚度太大。

LED芯片的50~100倍。為此，需要在藍寶石基板上向上移動(dòng)高密度LED，將其移動(dòng)到臨時(shí)托架。

             圖2:用于從藍寶石晶體外延片上剝離GaN膜的LLO工藝示意圖

為了μLED的LLO，相關(guān)公司開(kāi)發(fā)了UVtransfer工藝。LLO工藝在后表面工作(通過(guò)透明藍寶石)。

調查芯片。這將擊中GaN的小層，制造少量膨脹的氮，釋放芯片。UVtransfer過(guò)程的波長(cháng)

(248nm)還可以加工基于其他材料(包括AlN)的μLED。

在UVtransfer過(guò)程中，紫外線(xiàn)激光束在通過(guò)光學(xué)口罩投射到藍寶石晶體上之前，會(huì )變成“扁平”的形狀。

“頂部”的矩形梁。這種均勻強度可確保對加工區域內的每個(gè)點(diǎn)應用相同的力。光學(xué)設備已配置

允許各高能脈沖剝離大面積芯片。UVtransfer工藝將高能紫外線(xiàn)準分子激光脈應用于LLO。

因此，它提供了獨特的多用途優(yōu)勢，可以在降低批量生產(chǎn)成本方面起到重要作用。相關(guān)公司的另一個(gè)

類(lèi)似的系統UVblade現在被靈活的OLED的LLO廣泛使用。

    圖3: UVtransfer工藝中的“芯片加工”功能可確保激光場(chǎng)的邊緣始終與通道的中間相匹配

基于準分子的LLO系統已經(jīng)在多個(gè)LED實(shí)驗線(xiàn)上運行。剛開(kāi)始，晶體對投影(遮擋)光束的運動(dòng)翻譯表的編碼器控件?！熬_排序，一次掃描”是最近的技術(shù)發(fā)展，也是UVtransfer過(guò)程的核心。進(jìn)一步提高校準精度，實(shí)現更小的芯片和窄的通道。

“精確對位，一次掃描”也消除了激光線(xiàn)邊緣的芯片被部分照亮的可能性。在這種情況下，仍然通過(guò)。

轉換表中的編碼器監視近似對齊。但是，復雜的對齊是使用使用芯片的閉環(huán)的智能視覺(jué)系統完成的。

板圖案將晶片相對于梁對齊。這樣，激光場(chǎng)的邊緣總是與通道的中間相匹配，并且永遠不會(huì )橫穿芯片。

大量移轉LIFT

UVtransfer工藝利用激光誘導傳輸(LIFT)的原理，也適用于大量傳輸和放置選定的芯片。這里的主要

挑戰是間隔差異很大。晶粒在晶圓和移動(dòng)載體上排列得非常緊密，目前間隔約為1000dpi。但是大小和

根據分辨率的不同，顯示器的間隔可能只有50~100dpi。另外，芯片必須混合放置，每個(gè)像素位置都要放置

逐一安裝一片紅、藍、綠芯片。

               圖4: UV Transfer對掩膜使用步進(jìn)掃描工藝，在顯示器上創(chuàng )建正確的間距

傳統的非激光傳輸方法無(wú)法在所需的分辨率下達到所需的產(chǎn)量。例如，機器放置方法的速度和放置精度

有局限性，跟不上現在的技術(shù)趨勢。另一方面，翻轉安裝器可以制作精度高的補丁(例如，精度高的補丁)。

1.5pm)但是一次只能處理一個(gè)芯片。相反，UVtransfer既提供高精度(1.5pm)，又提供

達到高產(chǎn)量后，一次激光調查就能移動(dòng)數千個(gè)芯片。

圖4顯示了該方法的操作過(guò)程。LLO通過(guò)動(dòng)態(tài)發(fā)射層將粒子附著(zhù)到臨時(shí)載體上。這是可以大量吸收的。

紫外線(xiàn)的溫和粘合劑臨時(shí)載體和粒子位于接近最終載體的位置，最終載體通常用TFT背板繪制和覆蓋。

有粘合層或焊接盤(pán)的玻璃或柔性面板。紫外線(xiàn)從載體的背面照射進(jìn)來(lái)。幾乎所有激光能量都是動(dòng)態(tài)釋放的

層被吸收，動(dòng)態(tài)釋放層蒸發(fā)。蒸汽膨脹壓力引起的沖擊力將粒子從載體推入最終基板。

理想情況下，結晶中不會(huì )有任何殘留。

LLO過(guò)程同時(shí)處理整個(gè)區域內的所有相鄰粒子，而傳輸過(guò)程在原始芯片上保持粒子間距。

更改為密集間距，最終顯示屏的像素間距。為此，必須使用光口罩。例如，每5個(gè)粒子或每10個(gè)粒子使用一次

照亮一次的圖案。然后，如果顯示器的下一個(gè)區域轉換到原位，等待粒子填滿(mǎn)，口罩就會(huì )被涂掉。為了傳輸新的粒子熱，移動(dòng)以臨時(shí)載體為基準的單位的晶粒間距。

       圖5:高度均勻的“平頂”波束波形對精確放置很重要，但對處理大小沒(méi)有太大影響

LLO和之前的另一個(gè)區別是，后者參與粘合劑的去除，所需的激光光速比III-V族半導體低5~20倍。

這種高效率意味著(zhù)用小激光功率可以達到高產(chǎn)量。

UVtransfer工藝還有另外幾個(gè)特點(diǎn)，對其運行非常重要。例如，即使附著(zhù)在托架上的粒子和TFT基板之間。

的間距接近0，成功轉移每個(gè)模具的同時(shí)，要管理和控制沖擊，以確保布局正確且不損壞。具體地說(shuō)

也就是說(shuō)，要在整個(gè)顯示器上優(yōu)化力的大小和方向，并保持一致性，以確保傳輸過(guò)程的質(zhì)量。

要想在加工區域非常均勻一致地移動(dòng)粒子，需要高度均勻的激光調查。這就是相關(guān)公司的核心競爭。

力量。這樣就形成了高度均勻的2D場(chǎng)，并被光學(xué)地改造成方形或長(cháng)寬高的矩形，以適應應用程序

需要。例如，對于6’晶粒轉移，晶粒上可用的面積約為100mm100mm。如圖4所示，本地(單個(gè)

晶粒)區域強度均勻時(shí)，可以在整個(gè)區域均勻地推開(kāi)晶粒。因此，力總是垂直的，不是梁波形造成的

高斯分布或斜率導致橫向偏移。在更大的(單位寬度)范圍內具有均勻的光束強度也很重要。因為

這樣可以使每個(gè)粒子以相同大小的力推進(jìn)。

重要的是，UVtransfer工藝可以輕松支持小于當前原型的晶粒(小于5μm)和更窄的間隙。事實(shí)上，

紫外線(xiàn)波長(cháng)比較短，今后可以實(shí)現微米級分辨率。小晶粒需要的只是另一個(gè)投影面膜。

μLED顯示器要想在市場(chǎng)上取得成功，不僅要大幅降低生產(chǎn)成本，還要不遺余力地實(shí)現100%的良品率。如果

否則，生產(chǎn)數億像素的顯示器將無(wú)法實(shí)現。但是，問(wèn)題的決定是不可避免的，因此制造商只能使用和維修。

請更換與程序兼容的生產(chǎn)技術(shù)平臺。用于LLO和遷移的UVtransfer與當前研究的恢復概念兼容。

這個(gè)過(guò)程的第一步是在晶圓中找到并去除缺陷粒子。但是這樣做的話(huà)，由于原來(lái)的缺陷決定，臨時(shí)載體上會(huì )留下空缺。

粒子占據的地方)。因此，必須在最終底板重新填補這些空缺。

將此過(guò)程僅應用于選定的區域，或僅應用于單個(gè)粒子，可以在LLO之前從決策者中刪除有缺陷的粒子。還有，梅

從修訂源中去除的顆粒形成一幅地圖，進(jìn)一步形成基板上缺少的顆粒的地圖。(威廉莎士比亞、模板、決定者、決定者、決定者、決定者、決定者)批量遷移后可以通過(guò)班級。相似的前向UVtransfer工藝將插入每個(gè)缺失的粒子，但使用指定的單個(gè)紫外線(xiàn)光束除外。激光功率

激光燃燒的是III-V族材料還是蒸發(fā)粘合劑？

摘要

MicroLED是一項有趣的開(kāi)發(fā)技術(shù)，可以擴大微顯示器和大型顯示器的性能和應用范圍。毫無(wú)疑問(wèn)，是真的。

目前，量產(chǎn)前還有很多障礙需要克服。但是，使用紫外激光束的兩個(gè)多用途工藝已經(jīng)在試驗線(xiàn)上得到證明

強大的功能。更重要的是，UVtransfer完全可擴展，可以應對越來(lái)越小的Micro  LED芯片的趨勢。

不需要昂貴的再投資或過(guò)程更換。如果客戶(hù)工藝被開(kāi)發(fā)出來(lái)，由于高能紫外線(xiàn)激光器的可擴展性，

，該實(shí)際驗證的解決方案可以輕松遷移到生產(chǎn)線(xiàn)，滿(mǎn)足當前和未來(lái)的精度要求。博聯(lián)特科技一貫秉承“追求卓越，服務(wù)客戶(hù)”的理念。始終堅持以市場(chǎng)為導向、技術(shù)創(chuàng )新為動(dòng)力、服務(wù)客戶(hù)為宗旨，認真、創(chuàng )新、追求卓越的企業(yè)精神，將國外先進(jìn)的產(chǎn)品技術(shù)和國內高效的生產(chǎn)管理相結合，為國內外客戶(hù)提供全新的各類(lèi)激光解決方案，幫助企業(yè)提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品附加值，實(shí)現產(chǎn)品升級換代，將為客戶(hù)提供全方位、一站式的設備應用解決方案。歡迎廣大客戶(hù)前來(lái)咨詢(xún)！