01
pengenalan
Teknologi LED mikro, sebagai medan-termaju teknologi paparan generasi-akan datang, menerima perhatian dan penyelidikan yang meluas. Berbanding dengan paparan kristal cecair tradisional dan diod pemancar cahaya{3}}organik (OLED), LED Mikro menawarkan kecerahan yang lebih tinggi, kontras yang lebih tinggi dan gamut warna yang lebih luas, di samping menggunakan kuasa yang lebih sedikit dan mempunyai jangka hayat yang lebih lama. Ini memberikan LED Mikro potensi yang ketara dalam televisyen, telefon pintar, peranti kecil boleh pakai, dalam-skrin kenderaan dan aplikasi AR/VR. Perbandingan parameter antara LED Mikro, LCD dan OLED.
Pemindahan jisim ialah langkah utama dalam memindahkan cip LED Mikro daripada substrat pertumbuhan ke substrat sasaran. Disebabkan oleh ketumpatan tinggi dan saiz cip LED Mikro yang kecil, kaedah pemindahan tradisional bergelut untuk memenuhi keperluan untuk-pemindahan ketepatan tinggi. Mencapai tatasusunan paparan yang menggabungkan LED Mikro dengan pemacu litar memerlukan pelbagai pemindahan jisim cip LED Mikro (sekurang-kurangnya dari substrat nilam → substrat sementara → substrat baharu), dengan sejumlah besar cip dipindahkan setiap kali, menuntut kestabilan dan ketepatan yang tinggi bagi proses pemindahan. Pemindahan jisim laser ialah teknik untuk memindahkan cip LED Mikro daripada substrat nilam asli ke substrat sasaran. Pertama, cip diasingkan daripada substrat nilam asli melalui angkat laser-mati; kemudian, ablasi dilakukan pada substrat sasaran untuk membolehkan cip dipindahkan ke substrat dengan bahan pelekat (seperti polydimethylsiloxane). Akhir sekali, menggunakan daya ikatan logam pada satah belakang TFT, cip dipindahkan dari substrat PDM ke satah belakang TFT.
02
Teknologi Laser Lift{0}}Off
Langkah pertama pemindahan jisim laser ialah angkat laser-mati (LLO). Hasil daya angkat laser-mati secara langsung menentukan hasil akhir keseluruhan proses pemindahan laser. LED mikro biasanya menggunakan substrat seperti Si dan nilam untuk mengembangkan lapisan epitaxial GaN untuk fabrikasi. Terdapat ketidakpadanan kekisi yang ketara dan perbezaan pekali pengembangan terma antara Si dan GaN, jadi substrat nilam lebih biasa digunakan dalam penyediaan cip LED Mikro.
Celah jalur nilam ialah 9.9eV, GaN ialah 3.39eV, dan AlN ialah 6.2eV. Prinsip angkat laser-dimatikan ialah menggunakan laser-panjang gelombang pendek dengan tenaga foton lebih besar daripada celah jalur GaN tetapi kurang daripada celah jalur nilam dan AlN, yang menyinari dari sisi nilam. Laser melalui nilam dan AlN dan diserap oleh lapisan permukaan GaN. Semasa proses ini, permukaan GaN mengalami penguraian terma. Oleh kerana takat lebur Ga adalah kira-kira 30 darjah, N2 dan cecair Ga dihasilkan, dan N2 terlepas, dengan itu secara mekanikal memisahkan lapisan epitaxial GaN daripada substrat nilam. Tindak balas penguraian yang berlaku pada antara muka boleh diwakili sebagai:
Menurut formula tenaga foton, panjang gelombang laser optimum yang memenuhi syarat di atas hendaklah dalam julat berikut: 125 nm < 209 nm Kurang daripada atau sama dengan λ Kurang daripada atau sama dengan 365 nm. Penyelidikan menunjukkan bahawa lebar nadi laser, panjang gelombang laser, dan ketumpatan tenaga laser adalah faktor utama dalam mencapai proses ablasi laser.
Untuk mencapai-pelepasan warna penuh dengan LED Mikro, adalah perlu untuk menyusun dan menyepadukan cip LED Mikro merah, hijau dan biru dengan tepat pada substrat yang sama untuk mencipta piksel paparan warna-yang kecil dan tinggi. Walau bagaimanapun, LLO tidak sesuai untuk penyepaduan terpilih peranti LED Mikro merah, hijau dan biru yang tidak seragam. Selain itu, secara terpilih membaiki sebilangan kecil cip LED Mikro yang rosak adalah penting untuk meningkatkan hasil produk paparan. Oleh itu, teknologi Laser Selective Lift-Off (SLLO) telah muncul. Teknologi ini sesuai untuk penyepaduan heterogen dan pembaikan terpilih, tanpa memerlukan proses kelompok yang kompleks. Ia juga boleh secara terpilih memindahkan beberapa-LED yang telah ditetapkan dan membaiki LED yang rosak.
SLLO dicapai dengan menggunakan laser untuk memisahkan antara muka secara selektif antara cip LED Mikro dan substrat. Cahaya ultraviolet biasanya digunakan sebagai sumber cahaya. Cahaya-panjang gelombang pendek berinteraksi dengan lebih kuat dengan bahan, membolehkan proses angkat-mati yang lebih tepat. Selain itu, haba yang dijana oleh cahaya ultraungu semasa proses angkat-mati adalah agak rendah, mengurangkan risiko kerosakan haba.
Uniqarta telah mencadangkan satu-kaedah pengelupasan laser selari berskala besar, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4. Dengan menambahkan pengimbas laser X-Y berdasarkan satu-laser nadi, pancaran laser tunggal dibiaskan kepada berbilang pancaran, membolehkan pengelupasan cip berskala besar-. Skim ini meningkatkan dengan ketara bilangan cip yang dikelupas dalam satu larian, mencapai kadar pengelupasan 100 M/j, ketepatan pemindahan ±34 μm, dan keupayaan pengesanan kecacatan yang baik, sesuai untuk pemindahan pelbagai saiz dan bahan semasa.
03
Teknologi Pemindahan Laser
Langkah kedua pemindahan besar-besaran laser ialah pemindahan laser, yang memindahkan cip terdelamina dari substrat sementara ke satah belakang. Teknologi laser-pindah hadapan teraruh (LIFT) yang dicadangkan oleh Coherent ialah teknik yang boleh meletakkan pelbagai bahan dan struktur berfungsi dalam-corak yang ditentukan pengguna, membolehkan-peletakan struktur atau peranti berskala besar dengan saiz ciri yang kecil. Pada masa ini, teknologi LIFT telah berjaya mencapai pemindahan pelbagai komponen elektronik, dengan saiz antara 0.1 hingga lebih 6mm2. Rajah 5 menunjukkan proses LIFT biasa. Dalam proses LIFT, laser melalui substrat lutsinar dan diserap oleh lapisan pelepasan dinamik. Melalui ablasi atau pengewapan laser, tekanan tinggi yang dihasilkan oleh lapisan pelepas dinamik meningkat dengan cepat, dengan itu memindahkan cip daripada setem ke substrat penerima.
Selepas penambahbaikan, Uniqarta membangunkan teknologi pemindahan ke hadapan teraruh-laser-berasaskan lepuh (BB-LIFT). Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 6, perbezaannya terletak pada semasa penyinaran laser, hanya sebahagian kecil DRL yang dihilangkan untuk menjana gas untuk memberikan tenaga hentaman. DRL boleh membungkus gelombang kejutan di dalam dengan mencipta lepuh yang mengembang, menolak cip dengan lebih perlahan ke arah substrat penerima, yang boleh meningkatkan ketepatan pemindahan dan mengurangkan kerosakan.
Ketidakbolehgunaan semula setem ialah faktor penting yang mengehadkan penggunaan BB-LIFT. Untuk meningkatkan keberkesanan-kos, penyelidik telah membangunkan teknik BB-LIFT boleh guna semula berdasarkan reka bentuk acuan boleh guna semula, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 7. Setem terdiri daripada rongga mikro dengan lapisan logam, dengan dinding rongga dan acuan pelekat elastik berstruktur mikro yang digunakan untuk membungkus rongga mikro. Di bawah pencahayaan oleh laser 808 nm, lapisan logam menyerap laser dan menghasilkan haba, menyebabkan udara di dalam rongga mengembang dengan cepat, mengubah bentuk setem dan mengurangkan lekatannya dengan banyak. Pada ketika ini, impak yang dihasilkan oleh pembentukan gelembung memudahkan detasmen cip daripada setem.
Dalam-pemindahan berskala besar, lekatan yang kuat diperlukan semasa pengambilan-untuk memastikan pemerolehan yang boleh dipercayai, manakala lekatan perlu serendah mungkin semasa peletakan untuk mencapai pemindahan. Oleh itu, teknologi utama terletak pada meningkatkan nisbah pensuisan lekatan. Penyelidik telah membenamkan mikrosfera yang boleh dikembangkan dalam lapisan pelekat dan menggunakan sistem pemanasan laser untuk menjana rangsangan haba luaran. Semasa proses pengambilan-, mikrosfera boleh kembang tertanam bersaiz kecil-memastikan kerataan permukaan lapisan pelekat, manakala kesan pada lekatan kuat lapisan pelekat boleh diabaikan. Semasa proses pemindahan, rangsangan haba luaran 90 darjah yang dihasilkan oleh sistem pemanasan laser dipindahkan dengan pantas ke lapisan pelekat, menyebabkan mikrosfera dalaman mengembang dengan cepat, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 8. Ini menghasilkan struktur angkat-mikro pada permukaan, mengurangkan lekatan permukaan dengan ketara dan mencapai pelepasan yang boleh dipercayai.
Untuk mencapai-pemindahan skala besar, penyelidik mendapati bahawa pemindahan bergantung pada variasi dalam lekatan antara TRT dan peranti berfungsi, dan dikawal oleh parameter suhu, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 9. Apabila suhu berada di bawah suhu kritikal Tr, kadar pelepasan tenaga TRT/peranti berfungsi melebihi kadar pelepasan tenaga kritikal peranti berfungsi/substrat sumber/fungsi penyangga, menyebabkan antara muka TRT berfungsi, menyebabkan antara muka TRT berfungsi, menyebabkan antara muka pemungut TRT berfungsi, menyebabkan peranti pemungut fungsi Tr menjadi retak peranti. Semasa proses pemindahan, pemanasan laser menaikkan suhu melebihi suhu kritikal Tr, menjadikan kadar pelepasan tenaga TRT/peranti berfungsi lebih rendah daripada kadar pelepasan tenaga kritikal peranti berfungsi/substrat sasaran, dengan itu berjaya memindahkan peranti berfungsi ke substrat sasaran.
