माइक्रो एलईडी की लेजर मास ट्रांसफर तकनीक का परिचय

1.माइक्रो एलईडी तकनीक, अगली पीढ़ी की डिस्प्ले तकनीक में अग्रणी क्षेत्र के रूप में, व्यापक ध्यान और अनुसंधान प्राप्त कर रही है। पारंपरिक लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले और ऑर्गेनिक लाइट उत्सर्जक डायोड (ओएलईडी) की तुलना में, माइक्रो एलईडी उच्च चमक, उच्च कंट्रास्ट और व्यापक रंग सरगम ​​प्रदान करता है, साथ ही इसमें कम ऊर्जा खपत और लंबा जीवनकाल भी होता है। यह टेलीविजन, स्मार्टफोन, छोटे आकार के स्मार्ट वियरेबल्स, कार स्क्रीन और एआर/वीआर जैसे क्षेत्रों में माइक्रो एलईडी को भारी संभावनाएं देता है। माइक्रो एलईडी, एलसीडी और ओएलईडी के बीच पैरामीटर तुलना चित्र 1 में दिखाई गई है।

माइक्रो एलईडी चिप्स को ग्रोथ सब्सट्रेट से लक्ष्य सब्सट्रेट तक स्थानांतरित करने में बड़े पैमाने पर स्थानांतरण एक महत्वपूर्ण कदम है। माइक्रो एलईडी चिप्स के उच्च घनत्व और छोटे आकार के कारण, पारंपरिक स्थानांतरण विधियां उच्च परिशुद्धता आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए संघर्ष करती हैं। सर्किट ड्राइवरों के साथ माइक्रो एलईडी को संयोजित करने वाले डिस्प्ले ऐरे को प्राप्त करने के लिए माइक्रो एलईडी चिप्स (कम से कम नीलमणि सब्सट्रेट से अस्थायी सब्सट्रेट से नए सब्सट्रेट) के कई बड़े पैमाने पर स्थानांतरण की आवश्यकता होती है, जिसमें हर बार बड़ी संख्या में चिप्स स्थानांतरित होते हैं, जिससे स्थानांतरण प्रक्रिया की स्थिरता और सटीकता पर उच्च मांग होती है। लेजर मास ट्रांसफर माइक्रो एलईडी चिप्स को देशी नीलमणि सब्सट्रेट से लक्ष्य सब्सट्रेट तक स्थानांतरित करने की एक तकनीक है। सबसे पहले, चिप्स को लेजर छीलने के माध्यम से देशी नीलमणि सब्सट्रेट से अलग किया जाता है; फिर, चिपचिपी सामग्री (जैसे पॉलीडिमिथाइलसिलोक्सेन) के साथ चिप्स को सब्सट्रेट पर स्थानांतरित करने के लिए लक्ष्य सब्सट्रेट पर एक एब्लेशन उपचार किया जाता है। अंत में, टीएफटी बैकप्लेन पर मेटल बॉन्डिंग बल का उपयोग करके चिप्स को पीडीएम सब्सट्रेट से टीएफटी बैकप्लेन में स्थानांतरित किया जाता है।

02लेजर पीलिंग तकनीक

लेज़र बल्क ट्रांसफ़र का पहला चरण लेज़र पीलिंग (एलएलओ) है। लेजर छीलने की उपज सीधे संपूर्ण लेजर स्थानांतरण प्रक्रिया की अंतिम उपज निर्धारित करती है। माइक्रो एलईडी आमतौर पर तैयारी के लिए GaN एपिटैक्सियल परतों को विकसित करने के लिए सी और नीलमणि जैसे सब्सट्रेट्स का उपयोग करते हैं। बड़े जाली बेमेल और Si सामग्री और GaN के बीच थर्मल विस्तार गुणांक में अंतर जैसे महत्वपूर्ण मुद्दे हैं; इसलिए, माइक्रो एलईडी चिप्स तैयार करते समय नीलमणि सबस्ट्रेट्स का अधिक उपयोग किया जाता है। नीलमणि का बैंडगैप 9.9 eV है, GaN 3.39 eV है, और AlN 6.2 eV है। लेज़र पीलिंग के सिद्धांत में छोटे तरंग दैर्ध्य लेज़रों का उपयोग करना शामिल है जिनकी फोटॉन ऊर्जा GaN ऊर्जा बैंडगैप से अधिक है लेकिन नीलम और AlN के बैंडगैप से कम है, जो नीलम की ओर से विकिरणित होती है। लेज़र नीलमणि और AlN से होकर गुजरता है, फिर सतह GaN द्वारा अवशोषित हो जाता है। इस प्रक्रिया के दौरान, सतह GaN थर्मल अपघटन से गुजरती है, और चूंकि Ga का पिघलने बिंदु लगभग 30 डिग्री है, N2 और तरल Ga उत्पन्न होते हैं, N2 बाद में निकल जाता है, जिससे यांत्रिक बल के माध्यम से नीलमणि सब्सट्रेट से GaN एपिटैक्सियल परत को अलग किया जाता है। इंटरफ़ेस पर होने वाली अपघटन प्रतिक्रिया को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है:

फोटॉन ऊर्जा के सूत्र के अनुसार, उपरोक्त शर्तों को पूरा करने वाली इष्टतम लेजर तरंग दैर्ध्य निम्नलिखित सीमा के भीतर आनी चाहिए: 125 एनएम <209 एनएम λ से कम या उसके बराबर 365 एनएम से कम या उसके बराबर। अनुसंधान से पता चलता है कि लेज़र पल्स चौड़ाई, लेज़र तरंग दैर्ध्य, और लेज़र ऊर्जा घनत्व लेज़र एब्लेशन प्रक्रिया को प्राप्त करने में प्रमुख कारक हैं।

पूरी तरह से रंगीन माइक्रो एलईडी प्रकाश व्यवस्था का एहसास करने के लिए, एक छोटे, उच्च रिज़ॉल्यूशन वाले रंग डिस्प्ले पिक्सेल बनाने के लिए एक ही सब्सट्रेट पर लाल, हरे और नीले रंग में माइक्रो एलईडी चिप्स को सटीक रूप से व्यवस्थित और एकीकृत करना आवश्यक है। लेज़र लिफ्ट{{3}ऑफ़ (एलएलओ) विधि गैर-समान लाल, हरे और नीले माइक्रो एलईडी उपकरणों के चयनात्मक एकीकरण के लिए उपयुक्त नहीं है। इसके अलावा, प्रदर्शन उत्पादों की उपज में सुधार के लिए क्षतिग्रस्त माइक्रो एलईडी चिप्स की थोड़ी संख्या की चुनिंदा मरम्मत करना महत्वपूर्ण है। इसलिए, सेलेक्टिव लेजर लिफ्ट{{7}ऑफ़ (एसएलएलओ) की तकनीक सामने आई है। यह तकनीक जटिल बैच प्रसंस्करण प्रक्रिया की आवश्यकता के बिना, विषम एकीकरण और चयनात्मक मरम्मत पर लागू होती है। यह विशिष्ट पूर्व नामित एलईडी को चुनिंदा रूप से स्थानांतरित कर सकता है और क्षतिग्रस्त एलईडी की मरम्मत कर सकता है। एसएलएलओ सब्सट्रेट के साथ इंटरफेस से माइक्रो एलईडी चिप्स को चुनिंदा रूप से छीलने के लिए लेजर विकिरण का उपयोग करके काम करता है। पराबैंगनी प्रकाश का उपयोग आमतौर पर प्रकाश स्रोत के रूप में किया जाता है। छोटी तरंग दैर्ध्य वाली रोशनी सामग्रियों के साथ अधिक मजबूती से संपर्क करती है, जिससे अधिक सटीक छीलने की प्रक्रिया सक्षम हो जाती है। इसके अतिरिक्त, पराबैंगनी प्रकाश के साथ छीलने की प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न गर्मी अपेक्षाकृत कम होती है, जिससे थर्मल क्षति का खतरा कम हो जाता है।

यूनीकार्टा ने एक बड़े पैमाने पर समानांतर लेजर छीलने की विधि का प्रस्ताव दिया है, जैसा कि चित्र 4 में दिखाया गया है। एकल पल्स लेजर में एक X{2}}Y लेजर स्कैनर जोड़कर, एक एकल लेजर बीम को कई लेजर बीम में विवर्तित किया जाता है, जिससे चिप्स को बड़े पैमाने पर छीलने में मदद मिलती है। यह योजना एक एकल ऑपरेशन में छीलने वाले चिप्स की संख्या में उल्लेखनीय रूप से वृद्धि करती है, जिससे ±34 μm की स्थानांतरण सटीकता के साथ 100 एम/एच की छीलने की दर प्राप्त होती है, और इसमें अच्छी दोष पहचान क्षमताएं होती हैं, जो इसे वर्तमान में विभिन्न आकारों और सामग्रियों के हस्तांतरण के लिए उपयुक्त बनाती है।