1.Micro LED tækni, sem landamæri í næstu-kynslóð skjátækni, fær víðtæka athygli og rannsóknir. Í samanburði við hefðbundna fljótandi kristalskjái og lífræna -ljósdíóða (OLED), býður Micro LED hærri birtustig, meiri birtuskil og breiðari litasvið, en hefur einnig minni orkunotkun og lengri líftíma. Þetta gefur Micro LED gríðarlega möguleika á sviðum eins og sjónvörpum, snjallsímum, litlum-snjallfötum, í-bílaskjáum og AR/VR. Samanburður milli Micro LED, LCD og OLED er sýndur á mynd 1.
Massaflutningur er lykilskref í því að flytja Micro LED flís frá vaxtarhvarfefninu yfir á markundirlagið. Vegna mikils þéttleika og lítillar stærðar Micro LED flísar, eiga hefðbundnar flutningsaðferðir í erfiðleikum með að uppfylla kröfur um mikla nákvæmni. Til að ná fram skjáfylki sem sameinar Micro LED með rafrásardrifum þarf margfalda fjöldaflutninga á Micro LED flögum (að minnsta kosti frá safír undirlagi yfir í tímabundið undirlag yfir í nýtt undirlag), með miklum fjölda flísa flutt í hvert sinn, sem gerir miklar kröfur til stöðugleika og nákvæmni flutningsferlisins. Laser massaflutningur er tækni til að flytja Micro LED flís frá innfæddu safírundirlaginu yfir á markundirlagið. Í fyrsta lagi eru flögurnar aðskildar frá innfæddu safírundirlaginu með laserflögnun; síðan er fjarlægingarmeðferð framkvæmd á markundirlaginu til að flytja flögurnar á undirlag með klístruðu efni (eins og pólýdímetýlsíloxan). Að lokum eru flögurnar fluttar frá PDM undirlaginu yfir á TFT bakplanið með því að nota málmtengikraftinn á TFT bakplaninu.
02Laser flögnunartækni
Fyrsta skrefið í leysimagnsflutningi er leysiflögnun (LLO). Afrakstur leysiflögnunar ákvarðar beint endanlega ávöxtun alls leysiflutningsferlisins. Ör LED nota venjulega hvarfefni eins og Si og safír til að rækta GaN epitaxial lög til undirbúnings. Það eru mikilvæg atriði eins og mikið grindarmisræmi og munur á varmaþenslustuðlum milli Si efna og GaN; Þess vegna eru safírhvarfefni oftar notaðar við undirbúning Micro LED flísar. Hringbilið á safír er 9,9 eV, GaN er 3,39 eV og AlN er 6,2 eV. Meginreglan um leysiflögnun felur í sér að nota stutta-bylgjulengdar leysigeisla með ljóseindaorku sem er meiri en GaN orkubandsbilið en minna en bandbilið á safír og AlN, sem geislar frá safírhliðinni. Laserinn fer í gegnum safír og AlN og frásogast síðan af GaN yfirborðinu. Á meðan á þessu ferli stendur fer GaN yfir varma niðurbrot, og þar sem bræðslumark Ga er um 30 gráður myndast N2 og fljótandi Ga, þar sem N2 sleppur í kjölfarið, og nær þannig aðskilnað GaN epitaxial lagsins frá safír undirlaginu með vélrænni krafti. Niðurbrotsviðbrögðin sem eiga sér stað við viðmótið má tákna sem:
Samkvæmt formúlunni fyrir ljóseindaorku ætti ákjósanleg leysibylgjulengd sem uppfyllir ofangreind skilyrði að falla innan eftirfarandi bils: 125 nm < 209 nm Minna en eða jafnt og λ Minna en eða jafnt og 365 nm. Rannsóknir sýna að leysir púlsbreidd, leysibylgjulengd og leysiorkuþéttleiki eru lykilþættir til að ná fram leysireyðingarferlinu.
Til að gera sér grein fyrir full-lita Micro LED lýsingu er nauðsynlegt að raða og samþætta Micro LED flís nákvæmlega í rauðu, grænu og bláu á sama undirlaginu til að búa til lítinn litaskjápixla með-upplausn. Laser Lift-Off (LLO) aðferðin hentar ekki fyrir sértæka samþættingu ó-jafnra rauðra, grænna og bláa Micro LED tækja. Þar að auki er sértæk viðgerð á fáeinum skemmdum Micro LED flísum mikilvægt til að bæta afrakstur skjávara. Þess vegna hefur tæknin Selective Laser Lift-Off (SLLO) komið fram. Þessi tækni á við um misleita samþættingu og sértæka viðgerð, án þess að þörf sé á flóknu lotuvinnsluferli. Það getur einnig valið að flytja tiltekna- fyrirfram tilgreinda LED og gera við skemmd LED. SLLO virkar með því að nota leysigeislun til að fjarlægja Micro LED flísar af viðmótinu við undirlagið. Útfjólublátt ljós er venjulega notað sem ljósgjafi. Styttri bylgjulengdarljósið hefur sterkari samskipti við efnin, sem gerir nákvæmara flögnunarferli kleift. Að auki er hitinn sem myndast við flögnunarferlið með útfjólubláu ljósi tiltölulega lítill, sem dregur úr hættu á hitaskemmdum.
Uniqarta hefur lagt til stóra-samhliða leysiflögnunaraðferð, eins og sýnt er á mynd 4. Með því að bæta X-Y leysiskanni við einn púls leysirinn, er stakur leysigeisli dreifður í marga leysigeisla, sem gerir kleift að flögnun flísa í stórum- mælikvarða. Þetta kerfi eykur verulega fjölda flísa sem skrældar eru í einni aðgerð, nær flögnunarhraða upp á 100 M/klst, með flutningsnákvæmni upp á ±34 μm, og hefur góða gallagreiningargetu, sem gerir það hentugt fyrir flutning á ýmsum stærðum og efnum eins og er.
3Laser Transfer Tækni
Annað skref leysigeislaflutnings er leysirflutningur, sem felur í sér að flytja flísar sem eru fjarlægðar úr tímabundnu undirlaginu yfir á bakplanið. Laser-framleidd framflutningstækni (LIFT) sem Coherent leggur til er aðferð sem getur sett ýmis hagnýt efni og mannvirki í notenda-skilgreint mynstur, sem gerir kleift að staðsetja smærri byggingar eða tæki í stórum- mælikvarða. Eins og er hefur LIFT tæknin náð góðum árangri í flutningi ýmissa rafeindaíhluta, með stærðum á bilinu 0,1 til yfir 6 mm². Mynd 5 sýnir dæmigert LIFT ferli. Í LIFT ferlinu fer leysirinn í gegnum gegnsætt undirlagið og frásogast af kraftmiklu losunarlaginu. Vegna afnáms- eða uppgufunaráhrifa leysisins eykst háþrýstingurinn sem myndast af kraftmiklu losunarlaginu hratt og flytur þannig flísinn frá stimplinum yfir á móttökuundirlagið.
Eftir endurbætur þróaði Uniqarta leysir-framleiðandi flutningstækni byggða á blöðrum (BB-LIFT). Eins og sést á mynd 6 er munurinn sá að við leysigeislun er aðeins lítill hluti af DRL fjarlægður og framleiðir gas til að veita höggorku. DRL getur hjúpað höggbylgjuna í stækkandi þynnu, ýtt flísinni varlega í átt að móttökuundirlaginu, sem getur bætt flutningsnákvæmni og dregið úr skemmdum.
Ó-endurnýtanleiki stimpilsins er mikilvægur þáttur sem takmarkar beitingu BB-LIFT. Til að bæta kostnaðar-hagkvæmni þróuðu vísindamenn endurnýtanlega BB-LIFT tækni sem byggir á hönnun endurnýtanlegra stimpla, eins og sýnt er á mynd 7. Stimpillinn samanstendur af örholum með málmlagi, með holrúmsveggjum og teygjanlegu límmóti með örbyggingum sem notuð eru til að hjúpa örholurnar og tengja saman örflögurnar. Þegar það er geislað með 808 nm leysi, gleypir málmlagið leysirinn og myndar hita, sem veldur því að loftið inni í holrúminu stækkar hratt, sem leiðir til aflögunar á stimplinum og dregur verulega úr viðloðun hans. Á þessum tímapunkti veldur áfallinu sem myndast við loftbólur að flísin losnar frá stimplinum.
Í stórum-flutningi þarf sterka viðloðun við tínslu til að tryggja áreiðanlega töku; við uppsetningu þarf viðloðunin að vera eins lítil og hægt er til að ná yfirfærslu og því liggur kjarninn í tækninni í að bæta viðloðunkraftsskiptahlutfallið. Vísindamenn settu stækkanlegar örkúlur inn í límlagið og notuðu laserhitakerfi til að mynda utanaðkomandi hitaáreiti. Meðan á tínsluferlinu stendur tryggja litlu -stærðar, innfelldu stækkanlegu örkúlurnar flatleika yfirborðs límlagsins, á meðan hægt er að vanrækja áhrifin á sterka viðloðun límlagsins. Hins vegar, meðan á flutningsferlinu stendur, flytur ytri hitauppstreymi 90 gráður sem myndast af leysihitakerfinu fljótt yfir á límlagið, sem veldur því að innri örkúlurnar stækka hratt, eins og sýnt er á mynd 8. Þetta leiðir til lagskiptrar ör-grófrar uppbyggingar á yfirborðinu, sem dregur verulega úr yfirborðsviðloðuninni og nær áreiðanlegri losun.
Til að ná stórum-flutningi komust vísindamenn að því að flutningurinn er háður breytingu á viðloðun milli TRT og virka tækisins og er stjórnað af hitastigsbreytum, eins og sýnt er á mynd 9. Þegar hitastigið er undir mikilvægu hitastigi Tr, er orkulosunarhraði TRT/virka tækisins meiri en mikilvægi orkulosunarhraði virka tækisins/uppsprettu undirlagsins, sem veldur því að TRT virkar við virkan viðmót, þannig að hægt er að taka upp virka tækið. Meðan á flutningsferlinu stendur er hitastigið hækkað yfir mikilvæga hitastigið Tr með leysirhitun og orkulosunarhraði TRT/virka tækisins er minna en mikilvæga orkulosunarhraði virka tækisins/markundirlagsins, sem gerir kleift að flytja hagnýta tækið með góðum árangri yfir á markundirlagið.
