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当激光工艺应用于MicroLED显示屏生产时
文章来源:本站编辑 发布时间:2021-06-16 15:44:49 浏览次数:

MicroLED的潜力与挑战

MicroLED(μLED)被期待为具有创造未来显示器巨大潜力的新兴设备。这些设备通常是基本的。

氮化镓(GaN)目前大小在20~50µm范围内,预计将缩小到10µm 以下。蓝宝石晶片生长器

板可以使用现有的GaN制造技术生产几微米间隔的高密度μLED。


微米尺寸、高亮度、高制造密度的结合使LED大大扩大了目前使用的显示市场

OLED和液晶屏技术。例如,μLED可以为AR/VR应用程序创建小型(例如,小于1’)高清显示器。同时,它

也可用于室内和室外大型显示器。


μLED允许随着芯片大小的缩小,在给定大小的芯片上生长的芯片数量以性价比生产大型显示器

量将大幅增加。因此,对于像素间距远远大于芯片大小的大型显示器,影响显示成本的主要因素将发生变化。

像素总数。相反,对于OLED和其他技术,影响显示成本的主要因素是显示面积。

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                                   图1:直视MicroLED显示屏

但是在LED广泛部署之前,还有一些技术挑战需要克服。一,从外延片中分离粒子,二,微米为单位的片剂

度和可靠性将粒子传递到基板。此外,为了解决不可避免的缺陷决策,这些工序必须与维修/更换程序兼容

问题。另外,LED行业的目标是将当前的总成本减少20%,因此必须与自动化兼容,并确保高产量。

船。LED顺应小型化趋势,为了减少大小,不需要消耗很多成本改善工具。


激光工艺背景

具有纳秒脉冲持续时间的高能紫外激光在激光加工中具有多种独特优势,可应对LED加工过程。

挑战。短波长紫外线可以直接去除界面及表面的材料薄层,而无需进入材料。窄脉宽耦合

,该冷光去除工艺可防止热冲击和基本材料损伤。高脉冲能量具有独特的多用途工艺优势。

,光束可用于投射光口罩,因此每个脉冲可以处理数百或数千个粒子。因此,显示行业

将这种类型的激光用作批量生产工具,生产用于OLED和高性能液晶屏的TFT硅背板3354毫升。

毫无疑问,新一代LED显示器也将继续采用该技术。


目前激光工艺为LED显示器生产提供的优势如下:

1.激光剥离技术(LLO)将完成的LED粒子从蓝宝石外延薄膜中剥离。

2.光传输(LIFT)将LED粒子从载体/基板移动到最终显示基板。

3.μLED的激光恢复功能可以解决产量问题,降低缺陷率。

4.准分子激光退火(ELA)用于制造LTPS-TFT背板。

5.根据不同的聚合程度进行激光切割。


以下是其中一些领域的最新重要发展。


LLO最新发展

激光剥离技术(LLO)可以从前面LED激光工艺中介绍的蓝宝石外延片上剥离完成的LED粒子。

过了这一点因此,在此,我们简要地回顾一下LLO对蓝色和绿色芯片的主要优点,包括最新的自动对。

准功能,该功能现在已成为开发工具的一部分。


一般以蓝宝石为最佳生长基板,大量制造GaN  LED。但是接下来要把薄的LED和蓝宝石分开。

为垂直结构LED创建第二个接触点。此外,下游加工过程中蓝宝石体积太大,厚度太大。

LED芯片的50~100倍。为此,需要在蓝宝石基板上向上移动高密度LED,将其移动到临时托架。

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             图2:用于从蓝宝石晶体外延片上剥离GaN膜的LLO工艺示意图

为了μLED的LLO,相关公司开发了UVtransfer工艺。LLO工艺在后表面工作(通过透明蓝宝石)。

调查芯片。这将击中GaN的小层,制造少量膨胀的氮,释放芯片。UVtransfer过程的波长

(248nm)还可以加工基于其他材料(包括AlN)的μLED。


在UVtransfer过程中,紫外线激光束在通过光学口罩投射到蓝宝石晶体上之前,会变成“扁平”的形状。

“顶部”的矩形梁。这种均匀强度可确保对加工区域内的每个点应用相同的力。光学设备已配置

允许各高能脉冲剥离大面积芯片。UVtransfer工艺将高能紫外线准分子激光脉应用于LLO。

因此,它提供了独特的多用途优势,可以在降低批量生产成本方面起到重要作用。相关公司的另一个

类似的系统UVblade现在被灵活的OLED的LLO广泛使用。

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    图3: UVtransfer工艺中的“芯片加工”功能可确保激光场的边缘始终与通道的中间相匹配


基于准分子的LLO系统已经在多个LED实验线上运行。刚开始,晶体对投影(遮挡)光束的运动翻译表的编码器控件。“精确排序,一次扫描”是最近的技术发展,也是UVtransfer过程的核心。进一步提高校准精度,实现更小的芯片和窄的通道。


“精确对位,一次扫描”也消除了激光线边缘的芯片被部分照亮的可能性。在这种情况下,仍然通过。

转换表中的编码器监视近似对齐。但是,复杂的对齐是使用使用芯片的闭环的智能视觉系统完成的。

板图案将晶片相对于梁对齐。这样,激光场的边缘总是与通道的中间相匹配,并且永远不会横穿芯片。


大量移转LIFT

UVtransfer工艺利用激光诱导传输(LIFT)的原理,也适用于大量传输和放置选定的芯片。这里的主要

挑战是间隔差异很大。晶粒在晶圆和移动载体上排列得非常紧密,目前间隔约为1000dpi。但是大小和

根据分辨率的不同,显示器的间隔可能只有50~100dpi。另外,芯片必须混合放置,每个像素位置都要放置

逐一安装一片红、蓝、绿芯片。

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               图4: UV Transfer对掩膜使用步进扫描工艺,在显示器上创建正确的间距


传统的非激光传输方法无法在所需的分辨率下达到所需的产量。例如,机器放置方法的速度和放置精度

有局限性,跟不上现在的技术趋势。另一方面,翻转安装器可以制作精度高的补丁(例如,精度高的补丁)。

1.5pm)但是一次只能处理一个芯片。相反,UVtransfer既提供高精度(1.5pm),又提供

达到高产量后,一次激光调查就能移动数千个芯片。


图4显示了该方法的操作过程。LLO通过动态发射层将粒子附着到临时载体上。这是可以大量吸收的。

紫外线的温和粘合剂临时载体和粒子位于接近最终载体的位置,最终载体通常用TFT背板绘制和覆盖。

有粘合层或焊接盘的玻璃或柔性面板。紫外线从载体的背面照射进来。几乎所有激光能量都是动态释放的

层被吸收,动态释放层蒸发。蒸汽膨胀压力引起的冲击力将粒子从载体推入最终基板。

理想情况下,结晶中不会有任何残留。

LLO过程同时处理整个区域内的所有相邻粒子,而传输过程在原始芯片上保持粒子间距。

更改为密集间距,最终显示屏的像素间距。为此,必须使用光口罩。例如,每5个粒子或每10个粒子使用一次

照亮一次的图案。然后,如果显示器的下一个区域转换到原位,等待粒子填满,口罩就会被涂掉。为了传输新的粒子热,移动以临时载体为基准的单位的晶粒间距。

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       图5:高度均匀的“平顶”波束波形对精确放置很重要,但对处理大小没有太大影响


LLO和之前的另一个区别是,后者参与粘合剂的去除,所需的激光光速比III-V族半导体低5~20倍。

这种高效率意味着用小激光功率可以达到高产量。


UVtransfer工艺还有另外几个特点,对其运行非常重要。例如,即使附着在托架上的粒子和TFT基板之间。

的间距接近0,成功转移每个模具的同时,要管理和控制冲击,以确保布局正确且不损坏。具体地说

也就是说,要在整个显示器上优化力的大小和方向,并保持一致性,以确保传输过程的质量。


要想在加工区域非常均匀一致地移动粒子,需要高度均匀的激光调查。这就是相关公司的核心竞争。

力量。这样就形成了高度均匀的2D场,并被光学地改造成方形或长宽高的矩形,以适应应用程序

需要。例如,对于6’晶粒转移,晶粒上可用的面积约为100mm100mm。如图4所示,本地(单个

晶粒)区域强度均匀时,可以在整个区域均匀地推开晶粒。因此,力总是垂直的,不是梁波形造成的

高斯分布或斜率导致横向偏移。在更大的(单位宽度)范围内具有均匀的光束强度也很重要。因为

这样可以使每个粒子以相同大小的力推进。


重要的是,UVtransfer工艺可以轻松支持小于当前原型的晶粒(小于5μm)和更窄的间隙。事实上,

紫外线波长比较短,今后可以实现微米级分辨率。小晶粒需要的只是另一个投影面膜。


μLED显示器要想在市场上取得成功,不仅要大幅降低生产成本,还要不遗余力地实现100%的良品率。如果

否则,生产数亿像素的显示器将无法实现。但是,问题的决定是不可避免的,因此制造商只能使用和维修。

请更换与程序兼容的生产技术平台。用于LLO和迁移的UVtransfer与当前研究的恢复概念兼容。


这个过程的第一步是在晶圆中找到并去除缺陷粒子。但是这样做的话,由于原来的缺陷决定,临时载体上会留下空缺。

粒子占据的地方)。因此,必须在最终底板重新填补这些空缺。


将此过程仅应用于选定的区域,或仅应用于单个粒子,可以在LLO之前从决策者中删除有缺陷的粒子。还有,梅

从修订源中去除的颗粒形成一幅地图,进一步形成基板上缺少的颗粒的地图。(威廉莎士比亚、模板、决定者、决定者、决定者、决定者、决定者)批量迁移后可以通过班级。相似的前向UVtransfer工艺将插入每个缺失的粒子,但使用指定的单个紫外线光束除外。激光功率

激光燃烧的是III-V族材料还是蒸发粘合剂?


摘要

MicroLED是一项有趣的开发技术,可以扩大微显示器和大型显示器的性能和应用范围。毫无疑问,是真的。

目前,量产前还有很多障碍需要克服。但是,使用紫外激光束的两个多用途工艺已经在试验线上得到证明

强大的功能。更重要的是,UVtransfer完全可扩展,可以应对越来越小的Micro  LED芯片的趋势。

不需要昂贵的再投资或过程更换。如果客户工艺被开发出来,由于高能紫外线激光器的可扩展性,

,该实际验证的解决方案可以轻松迁移到生产线,满足当前和未来的精度要求。博联特科技一贯秉承“追求卓越,服务客户”的理念。始终坚持以市场为导向、技术创新为动力、服务客户为宗旨,认真、创新、追求卓越的企业精神,将国外先进的产品技术和国内高效的生产管理相结合,为国内外客户提供全新的各类激光解决方案,帮助企业提高生产效率和产品附加值,实现产品升级换代,将为客户提供全方位、一站式的设备应用解决方案。欢迎广大客户前来咨询!


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