1.Micro LED texnologiyasi keyingi{1}}avlod displey texnologiyasining chegara sohasi sifatida keng e'tibor va izlanishlarga sazovor bo'lmoqda. Anʼanaviy suyuq kristall displeylar va organik yorugʻlik chiqaradigan diodlar (OLED)- bilan solishtirganda, Micro LED yuqori yorqinlik, yuqori kontrast va kengroq rang gamutini taklif etadi, shu bilan birga kamroq energiya sarflaydi va uzoq umr koʻradi. Bu Micro LED-ga televizorlar, smartfonlar, kichik{5}}oʻlchamdagi aqlli taqiladigan qurilmalar,{6}}avtomobil ekranlari va AR/VR kabi sohalarda ulkan salohiyat beradi. Micro LED, LCD va OLED o'rtasidagi parametrlarni taqqoslash 1-rasmda ko'rsatilgan.
Ommaviy uzatish Micro LED chiplarini o'sish substratidan maqsadli substratga o'tkazishning asosiy bosqichidir. Micro LED chiplarining yuqori zichligi va kichik o'lchamlari tufayli an'anaviy uzatish usullari yuqori aniqlik talablarini qondirish uchun kurashadi. Micro LED-larni elektron drayverlar bilan birlashtiradigan displey qatoriga erishish uchun Micro LED chiplarini bir nechta ommaviy uzatish (hech bo'lmaganda safir substratdan vaqtinchalik substratga yangi substratga) talab qilinadi, har safar ko'p miqdordagi chiplar uzatiladi, bu esa uzatish jarayonining barqarorligi va aniqligiga yuqori talablarni qo'yadi. Lazerli massa uzatish - bu Micro LED chiplarini mahalliy sapfir substratidan maqsadli substratga o'tkazish texnologiyasi. Birinchidan, chiplar lazerli peeling orqali mahalliy safir substratidan ajratiladi; keyin, chiplarni yopishqoq material (masalan, polidimetilsiloksan) bilan substratga o'tkazish uchun maqsadli substratda ablasyon bilan ishlov berish amalga oshiriladi. Nihoyat, chiplar TFT orqa panelidagi metall biriktiruvchi kuch yordamida PDM substratidan TFT orqa paneliga o'tkaziladi.
02Lazerli peeling texnologiyasi
Lazerni ommaviy uzatishning birinchi bosqichi lazerli peelingdir (LLO). Lazerli peelingning rentabelligi to'g'ridan-to'g'ri butun lazer o'tkazish jarayonining yakuniy rentabelligini aniqlaydi. Mikro LEDlar odatda tayyorlash uchun GaN epitaksial qatlamlarini etishtirish uchun Si va safir kabi substratlardan foydalanadi. Katta panjara mos kelmasligi va Si materiallari va GaN o'rtasidagi termal kengayish koeffitsientlaridagi farqlar kabi muhim muammolar mavjud; shuning uchun sapfir substratlari Micro LED chiplarini tayyorlashda ko'proq qo'llaniladi. Safirning tarmoqli oralig'i 9,9 eV, GaN 3,39 eV va AlN 6,2 eV. Lazerli peeling printsipi foton energiyasi GaN energiya diapazonidan kattaroq, lekin sapfir tomondan nurlantiruvchi sapfir va AlN diapazonlaridan kamroq bo'lgan qisqa{8}}to'lqin uzunlikdagi lazerlardan foydalanishni o'z ichiga oladi. Lazer safir va AlN dan o'tadi, so'ngra GaN yuzasi tomonidan so'riladi. Ushbu jarayon davomida GaN yuzasi termal parchalanishga uchraydi va Ga ning erish nuqtasi taxminan 30 daraja bo'lganligi sababli, N2 va suyuq Ga hosil bo'ladi, keyinchalik N2 chiqib ketadi va shu bilan GaN epitaksial qatlamini sapfir substratidan mexanik kuch bilan ajratishga erishiladi. Interfeysda sodir bo'ladigan parchalanish reaktsiyasi quyidagicha ifodalanishi mumkin:
Foton energiyasi formulasiga ko'ra, yuqoridagi shartlarga javob beradigan optimal lazer to'lqin uzunligi quyidagi diapazonga to'g'ri kelishi kerak: 125 nm < 209 nm l dan kam yoki unga teng 365 nm dan kam yoki teng. Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, lazer pulsining kengligi, lazer to'lqin uzunligi va lazer energiya zichligi lazer ablasyon jarayoniga erishishda asosiy omillardir.
Toʻliq{0}}rangli Micro LED yoritilishini amalga oshirish uchun qizil, yashil va koʻk rangdagi Micro LED chiplarini aniq tartibga solish va bir xil substratda birlashtirib, kichik, yuqori aniqlikdagi rangli displey pikselini yaratish kerak. Laser Lift-Off (LLO) usuli bir xil boʻlmagan-qizil, yashil va koʻk Micro LED qurilmalarini tanlab integratsiyalash uchun mos emas. Bundan tashqari, oz sonli shikastlangan Micro LED chiplarini tanlab ta'mirlash displey mahsulotlarining hosildorligini oshirish uchun juda muhimdir. Shuning uchun Selektiv Lazerli Lift-Off (SLLO) texnologiyasi paydo bo'ldi. Ushbu texnologiya turli xil integratsiya va selektiv ta'mirlash uchun qo'llaniladi, bu murakkab partiyalarni qayta ishlash jarayoniga muhtoj emas. Shuningdek, u oldindan belgilangan LEDlarni tanlab oʻtkazishi va shikastlangan LEDlarni tuzatishi mumkin. SLLO substrat bilan interfeysdan Micro LED chiplarini tanlab tozalash uchun lazer nurlanishi yordamida ishlaydi. Ultraviyole nurlar odatda yorug'lik manbai sifatida ishlatiladi. Qisqa to'lqin uzunligidagi yorug'lik materiallar bilan kuchliroq o'zaro ta'sir qiladi, bu esa aniqroq peeling jarayonini ta'minlaydi. Bundan tashqari, ultrabinafsha nurlar bilan peeling jarayonida hosil bo'ladigan issiqlik nisbatan past bo'lib, termal shikastlanish xavfini kamaytiradi.
Uniqarta 4-rasmda ko'rsatilganidek, keng miqyosda parallel lazerli peeling usulini taklif qildi. Yagona pulsli lazerga X-Y lazer skanerini qo'shish orqali bitta lazer nuri bir nechta lazer nurlariga tarqalib, chiplarni katta-miqyosda tozalash imkonini beradi. Ushbu sxema bitta operatsiyada tozalangan chiplar sonini sezilarli darajada oshiradi, ± 34 mikron uzatish aniqligi bilan 100 M/soat peeling tezligiga erishadi va yaxshi nuqsonlarni aniqlash qobiliyatiga ega bo'lib, hozirgi vaqtda turli o'lchamdagi va materiallarni uzatish uchun mos keladi.
3Lazerli uzatish texnologiyasi
Lazerli massiv uzatishning ikkinchi bosqichi lazerli uzatish bo'lib, u tozalangan chiplarni vaqtinchalik substratdan orqa panelga o'tkazishni o'z ichiga oladi. Coherent tomonidan taklif qilingan lazer{1}}induktsiyali oldinga uzatish (LIFT) texnologiyasi turli funktsional materiallar va tuzilmalarni foydalanuvchi tomonidan belgilab qo'yilgan-modellarda joylashtirishi mumkin bo'lgan usul bo'lib, kichik funksiya o'lchamli tuzilmalar yoki qurilmalarni-keng miqyosda joylashtirish imkonini beradi. Hozirgi vaqtda LIFT texnologiyasi o'lchamlari 0,1 dan 6 mm² gacha bo'lgan turli xil elektron komponentlarni uzatishga muvaffaqiyatli erishdi. 5-rasmda odatiy LIFT jarayoni ko'rsatilgan. LIFT jarayonida lazer shaffof substratdan o'tadi va dinamik bo'shatish qatlami tomonidan so'riladi. Lazerning ablativ yoki bug'lanish ta'siri tufayli dinamik bo'shatish qatlami tomonidan yaratilgan yuqori bosim tez o'sib boradi va shu bilan chipni shtampdan qabul qiluvchi substratga o'tkazadi.
Yaxshilashlardan so'ng Uniqarta pufakchalar (BB-LIFT) asosidagi lazer{0}}induktsiyali oldinga uzatish texnologiyasini ishlab chiqdi. 6-rasmda ko'rsatilganidek, farq shundaki, lazer nurlanishi paytida DRL ning faqat kichik bir qismi olib tashlanadi va zarba energiyasini ta'minlash uchun gaz hosil qiladi. DRL kengayuvchi blister ichida zarba to'lqinini qamrab olishi mumkin, bu esa chipni qabul qiluvchi substrat tomon muloyimlik bilan itaradi, bu esa uzatish aniqligini oshirishi va zararni kamaytirishi mumkin.
Markaning qayta ishlatilmasligi BB-LIFT qo‘llanilishini cheklovchi muhim omil hisoblanadi. Xarajat{3}}samaradorligini oshirish uchun tadqiqotchilar 7-rasmda ko'rsatilganidek, qayta foydalanish mumkin bo'lgan shtamplar dizayni asosida qayta foydalanish mumkin BB{4}}LIFT texnologiyasini ishlab chiqdilar. Marka metall qatlamli mikro bo'shliqlar, bo'shliq devorlari va mikrokonstruktsiyalarga ega bo'lgan elastik yopishtiruvchi qolipdan iborat bo'lib, mikrosxemalarni o'rash va bo'laklarni o'rash uchun ishlatiladi. 808 nm lazer bilan nurlantirilganda, metall qatlam lazerni o'zlashtiradi va issiqlik hosil qiladi, bu bo'shliq ichidagi havoning tez kengayishiga olib keladi, bu esa shtampning deformatsiyasiga olib keladi va uning yopishishini sezilarli darajada kamaytiradi. Ushbu nuqtada, qabariq natijasida hosil bo'lgan zarba chipning shtampdan ajralib chiqishiga olib keladi.
Katta{0}}oʻtkazishda ishonchli qoʻlga olishni taʼminlash uchun terish vaqtida kuchli yopishish talab qilinadi; joylashtirish vaqtida, o'tkazishga erishish uchun yopishqoqlik imkon qadar minimal bo'lishi kerak, shuning uchun texnologiyaning yadrosi yopishqoqlik kuchini almashtirish nisbatini yaxshilashdan iborat. Tadqiqotchilar yopishtiruvchi qatlamga kengaytiriladigan mikrosferalarni joylashtirdilar va tashqi termal stimullarni yaratish uchun lazerli isitish tizimidan foydalanishdi. Yig'ish jarayonida kichik{3}}o'lchamdagi ko'milgan kengaytiriladigan mikrosferalar yopishqoq qatlam yuzasining tekisligini ta'minlaydi, shu bilan birga yopishqoq qatlamning kuchli yopishishiga ta'sirini e'tiborsiz qoldirish mumkin. Shu bilan birga, uzatish jarayonida lazerli isitish tizimi tomonidan yaratilgan 90 graduslik tashqi termal stimul tezda yopishqoq qatlamga o'tadi, bu 8-rasmda ko'rsatilganidek, ichki mikrosferalarning tez kengayishiga olib keladi. Buning natijasida sirtda qatlamli mikro{7}}qo'pol struktura hosil bo'ladi, bu sirt yopishishini sezilarli darajada kamaytiradi va ishonchli bo'shatishga erishadi.
Keng miqyosda uzatishga erishish uchun tadqiqotchilar 9-rasmda ko'rsatilganidek, uzatish TRT va funktsional qurilma o'rtasidagi yopishishning o'zgarishiga bog'liqligini va harorat parametrlari bilan boshqarilishini aniqladilar. Harorat kritik harorat Tr dan past bo'lsa, TRT/funktsional qurilmaning energiya chiqarish tezligi funktsional qurilma/manba/funktsional qurilmaning kritik energiya chiqarish tezligidan kattaroq bo'ladi, bu esa TRT interfeysining profunksiyasiga sabab bo'ladi. funktsional qurilmani olish imkonini beradi. O'tkazish jarayonida harorat lazerli isitish orqali kritik harorat Tr dan yuqoriga ko'tariladi va TRT / funktsional qurilmaning energiya chiqarish tezligi funktsional qurilma / maqsadli substratning kritik energiya chiqarish tezligidan kamroq bo'lib, funktsional qurilmani maqsadli substratga muvaffaqiyatli o'tkazish imkonini beradi.
