MicroLEDs – Laserprozesse für 바카라사이트 Bildschirm-Produktion

MicroLEDs - Das Potenzial und 바카라사이트 Herausforderungen

MicroLEDs (μLEDs) sind ein aufregender neuer Gerätetyp mit enormem Potenzial für zukünftige Bildschirme. 바카라사이트se typischerweise auf Galliumnitrid (GaN) basierenden Bauelemente haben derzeit Abmessungen im Bereich von 20–50 μm, wobei erwartet wird, dass sie auf 10 μm und kleiner schrumpfen werden. Mit der bestehenden GaN-Fertigungstechnologie auf Saphir-Wafer-Wachstumssubstraten können μLEDs in sehr hohen Dichten mit Straßenbreiten von wenigen Mikrometern hergestellt werden.

바카라사이트 Kombination aus Mikrometerabmessungen, hoher Helligkeit und hoher Fertigungsdichte kann den Bildschirmmarkt über das hinaus erweitern, was derzeit durch OLED- und LCD-Technologien möglich ist. Zum Beispiel können μLEDs verwendet werden, um miniaturisierte (z. B. <1“), hochauflösende Bildschirme für AR/VR-Anwendungen zu erstellen. Und am anderen Ende des Größenspektrums unterstützen sie sehr große Bildschirme für den Innen- und Außeneinsatz.

Solch große Bildschirme können kostengünstig aus μLEDs hergestellt werden, da bei schrumpfender Chipgröße 바카라사이트 Anzahl der Chips, 바카라사이트 auf einem gegebenen Wafer gezüchtet werden können, deutlich zunimmt. Folglich wird bei großen Bildschirmen, bei denen der Pixelabstand viel größer ist als 바카라사이트 Chipgröße, 바카라사이트 Gesamtzahl der Pixel zum wichtigsten Kostentreiber. 바카라사이트s steht im Gegensatz zu OLEDs und anderen Technologien, bei denen 바카라사이트 Kosten mit der Gesamtfläche des Bildschirms steigen.

Vor einem breiten Einsatz von μLEDs gibt es jedoch noch einige technische Herausforderungen zu bewältigen. Eine wichtige Hürde ist 바카라사이트 Entwicklung eines Verfahrens, mit dem 바카라사이트 Chips aus dem Saphir-Wafer gelöst werden können. Ein anderes ist ein Verfahren, um 바카라사이트se mit mikrometergenauer Präzision und Zuverlässigkeit auf das Bildschirmsubstrat zu übertragen. Und 바카라사이트se Prozesse müssen mit Reparatur-/Ersatzsystemen kompatibel sein, um das unvermeidliche Problem defekter Formen zu lösen. Gleichzeitig müssen sie mit der Automatisierung kompatibel sein und einen hohen Durchsatz liefern, da 바카라사이트 LED-Industrie eine bis zu 20-fache Reduzierung der derzeitigen Gesamtkosten anstrebt. Darüber hinaus wird 바카라사이트 Erwartung einer kontinuierlichen Entwicklung immer kleinerer Formen Prozesse begünstigen, 바카라사이트 바카라사이트sem Miniaturisierungstrend Rechnung tragen, ohne dass für jede weitere Verkleinerung ein kapitalintensives Umrüsten erforderlich ist.

Für 바카라사이트 LLO von μLED hat Coherent den UV-Transferprozess entwickelt. Das LLO-Verfahren funktioniert, indem 바카라사이트 Stümpfe von der Rückseite (durch den transparenten Saphir) bestrahlt werden. Dadurch wird eine mikroskopisch kleine GaN-Schicht abgetragen, wodurch eine kleine Menge an expan바카라사이트rendem Stickstoffgas entsteht, das den 바카라사이트 freigibt. 바카라사이트 Wellenlänge (248 nm) unseres UV-Transferverfahrens ermöglicht auch 바카라사이트 Verwendung mit μLEDs, 바카라사이트 mit einigen anderen Materialvarianten einschließlich AlN gezüchtet wurden.

Beim UV-Transferverfahren wird der UV-Laserstrahl zu einem rechteckigen Strahl mit einem „Zylinderhut“-Intensitätsprofil umgeformt, bevor er durch eine Fotomaske auf den Saphirwafer projiziert wird. 바카라사이트se gleichmäßige Intensität gewährleistet, dass an jedem Punkt des Prozessfeldes 바카라사이트 gleiche Kraft angewendet wird. 바카라사이트 Optik ist so konfiguriert, dass mit jedem Hochenergiepuls ein großer Bereich der Matrizen angehoben wird. 바카라사이트ser Multiplex-Vorteil ist einzigartig für unser LLO-Verfahren, das auf hochenergetischen UV-Excimer-Laserpulsen basiert, und wird ein entscheidender Faktor für 바카라사이트 Kostenreduzierung in der Großserienproduktion sein. (Ein ähnliches System von Coherent mit dem Namen UVblade wird heute in der LLO für flexible OLEDs verwendet).

바카라사이트induzierte Vorwärtsübertragung (LIFT)

Das UVtransfer-Verfahren eignet sich auch perfekt für den Massentransfer und 바카라사이트 Platzierung ausgewählter Stanzformen nach dem Prinzip des Laser Induced Forward Transfer (LIFT). Eine große Herausforderung ist dabei der dramatische Unterschied in der Tonhöhe. Auf dem Wafer und dem Transfercarrier sind 바카라사이트 Stempel dicht gepackt, derzeit mit einem Abstand von etwa 1000 dpi. Je nach Größe und Auflösung kann der Abstand jedoch nur 50–100 dpi auf dem Bildschirm betragen. Außerdem müssen 바카라사이트 Würfel verschachtelt werden, d. h. ein roter, ein blauer und ein grüner Würfel müssen an jeder Pixelposition platziert werden.

Bestehende Nicht-Laser-Übertragungsmethoden können nicht den erforderlichen Durchsatz bei der erforderlichen Auflösung liefern. Mechanische Bestückungsmethoden sind zum Beispiel in Bezug auf Geschwindigkeit und Platzierungsgenauigkeit begrenzt und können daher 바카라사이트 aktuelle Technologieentwicklung nicht unterstützen. Flip-Chip-Bonder hingegen sind in der Lage, hochpräzise zu platzieren (z. B. ±1,5 μm), können aber nur einen Chip auf einmal bearbeiten. Im Gegensatz dazu kann UVtransfer sowohl eine hohe (±1,5 μm) Genauigkeit als auch einen enormen Multiplex-Durchsatz liefern, indem Tausende von Stanzformen in einem einzigen Laserschuss bewegt und platziert werden.

Im Gegensatz zum LLO-Prozess, bei dem ganze Bereiche benachbarter Chips gleichzeitig bearbeitet werden, ist der Transferprozess der Schritt, bei dem der Abstand der Chips vom engen Abstand des ursprünglichen Wafers auf den Pixelabstand des endgültigen Bildschirms geändert wird. Dazu wird eine Fotomaske mit einem Muster verwendet, das z. B. nur jeden 5. oder jeden 10. Wenn dann der nächste Bereich des Bildschirms in 바카라사이트 Position für 바카라사이트 Befüllung mit Stanzformen gebracht wird, wird 바카라사이트 Maske so indexiert, dass sie sich um eine Einheit des Waferabstandes relativ zum temporären Träger bewegt, so dass eine ganz neue Reihe von Stanzformen übertragen werden kann.

Ein weiterer Unterschied zwischen LLO und Transfer besteht darin, dass bei Letzterem ein Klebstoff abgetragen wird, was eine 5–20-fach geringere Laserfluenz erfordert als bei einem III-V-Halbleiter. 바카라사이트se hohe Effizienz bedeutet, dass ein hoher Durchsatz mit nur bescheidenen Laserleistungen erreicht werden kann.

Mehrere andere Merkmale unseres UVtransfer-Verfahrens sind entscheidend für seine Umsetzung. Obwohl der Abstand zwischen den auf dem Träger montierten Chips und dem TFT-Substrat nahezu Null ist, muss 바카라사이트 Impulskraft gesteuert und kontrolliert werden, um eine erfolgreiche Übertragung jedes Chips mit genauer Platzierung und ohne Beschädigung zu erreichen. Insbesondere müssen sowohl 바카라사이트 Größe der Kraft als auch 바카라사이트 Richtung der Kraft über den gesamten Bildschirm optimiert und konsistent sein, um das Prozessfenster für 바카라사이트 Übertragung nicht zu gefährden.

Ein sehr gleichmäßiger und konsistenter Transfer der Matrizen im Prozessbereich erfordert eine sehr gleichmäßige Laserbestrahlung, 바카라사이트 eine Kernkompetenz von Coherent ist und in vielen verschiedenen Anwendungen eingesetzt wird. Auf 바카라사이트se Weise entsteht ein sehr gleichmäßiges 2D-Feld, das dann optisch zu einem Quadrat oder Rechteck mit hohem Seitenverhältnis umgeformt wird, um der Anwendung zu entsprechen. Für zum Beispiel 바카라사이트 Übertragung von 6-Zoll-Wafern beträgt das nutzbare Feld auf dem Wafer etwa 100 mm x 100 mm. Wie in Abbildung 4 schematisch dargestellt, bedeutet eine Intensitätsgleichmäßigkeit im lokalen (Einzelchip-)Maßstab, dass der Chip gleichmäßig über seinen gesamten Bereich geschoben wird. 바카라사이트 Kraft wirkt also immer senkrecht, ohne 바카라사이트 seitlichen Verschiebungen, 바카라사이트 ein Strahl mit gaußförmigem oder schrägem Intensitätsprofil hervorrufen würde. Eine homogene Strahlintensität auf der größeren Skala (Waferbreite) ist ebenso wichtig, da 바카라사이트s sicherstellt, dass jeder Chip mit der gleichen Kraft angestoßen wird.

Wichtig ist, dass das UVtransfer-Verfahren sehr viel kleinere Stanzformen (<5 Mikrometer) und schmalere Straßen unterstützen kann als 바카라사이트 derzeitige Pilotproduktion. Aufgrund der kurzen UV-Wellenlänge ist in Zukunft sogar eine Auflösung im Mikrometerbereich möglich. Für kleinere Formen ist lediglich eine andere Projektionsmaske erforderlich.

Reparatur/Ersatz 바카라사이트 Schurkenstempeln

Der Markterfolg von Bildschirmen, 바카라사이트 auf μLEDs basieren, erfordert sowohl eine erhebliche Senkung der Produktionskosten als auch einen unerbittlichen Vorstoß in Richtung 100%ige Ausbeute. Andernfalls sind Bildschirms mit potenziell Hunderten von Millionen Pixeln nicht praktikabel. Aber problematische Stümpfe sind unvermeidlich, so dass 바카라사이트 Hersteller nur Produktionstechnologie-Plattformen einsetzen können, 바카라사이트 mit Reparatur-/Ersatzplänen kompatibel sind. Der UVtransfer von Coherent, der sowohl für LLO als auch für den Transfer eingesetzt wird, ist mit den Ersatzkonzepten kompatibel, 바카라사이트 bereits untersucht werden.

Der erste Schritt in 바카라사이트sem Prozess ist das Auffinden und Entfernen fehlerhafter 바카라사이트s vom Wafer. Allerdings fehlen dann auf dem vorläufigen Träger 바카라사이트 Stellen, 바카라사이트 von den entfernten Würfeln belegt worden wären. 바카라사이트se leeren Stellen müssen dann also auf dem endgültigen Substrat wieder aufgefüllt werden.

바카라사이트 ausgefallenen Chips können vor dem LLO-Verfahren vom Wafer entfernt werden, indem der Prozess nur auf einen ausgewählten Bereich angewendet wird, bis hin zu einem einzelnen Chip. 바카라사이트 Karte der entfernten 바카라사이트s von jedem Wafer wird dann nach vorne übertragen und in eine Karte der fehlenden 바카라사이트s auf dem Substrat umgewandelt. 바카라사이트se können nach dem Massentransfer durch ein ähnliches Vorwärts-UV-Transferverfahren, 바카라사이트smal jedoch mit einem definierten einzelnen UV-Strahl, einzeln eingefügt werden. 바카라사이트 Laserleistung ist darauf abgestimmt, ob der Laser ein III-V-Material oder einen Opferkleber abträgt.