激光器 显示器制造激光器 应用：MicroLED 剥离、转移与修复
高意 系统在 MicroLED显示 的生产过程中执行三个关键步骤显示 显示 惊人分辨率和亮度的可扩展显示 。
2022年10月4日 作者： 高意
在本系列关于平板显示制造第六篇文章中，我们将展望未来，探讨激光器 如何激光器 基于MicroLED的 显示自动化量产。
AMOLED技术如今显示 智能手机和电视带来了超薄显示 ，其色彩和分辨率都极为出色。但显示器制造商们已经开始着手量产显示领域的下一个“重磅产品”：MicroLED显示。
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Based on small (<50 micron) inorganic LEDs this fast-emerging technology promises several advantages. First, it is immune to premature aging which can sometimes affect OLED emitters. In addition, it can deliver higher brightness with higher contrast. In addition, it is a scalable technology with the potential for producing large TVs and public displays at a more economical price point as well as ultra-compact displays for VR/AR applications.
MicroLED显示 其实显示 问世有一段时间了，只是产量有限；但如今，显示器制造商正在探索如何将其投入全面量产。事实证明，激光器 几个关键作用。让我们来看看
晶圆级经济性
无机（半导体）LED支持 ——其在高亮度汽车前大灯中的应用便是明证。这使得 MicroLED 既能做到非常小巧，又能保持极高的亮度。目前最先进的尺寸约为 50 × 50 微米，预计最终将接近 10 × 10 微米。
这类有源发光器件分为三种：红光、绿光和蓝光。每种类型均通过外延生长技术在高密度图案化的sapphire 进行量产。因此，一枚直径6英寸的晶圆上可图案化数百万个独立的MicroLED，从而实现规模经济。
这些元件最终会被安装在一块较大且相对廉价的玻璃板上，并配备必要的电路，从而形成一块薄型显示屏。 在由多个独立模块组成的大型显示屏中，总显示面积可能达到两米宽，像素间距可能为一毫米或更大。即使每个像素位置都配备了三个微型发光器，显示屏的大部分区域仍是无效太空。对于大尺寸扩展而言，这意味着主要成本驱动因素是像素数量，因此未来有望实现成本降低。
虽然这个概念很简单，但实际操作起来可就没那么容易了！
成功升空
实际上，要让这一切顺利运作，面临着一个巨大的核心挑战。数百万颗MicroLED（芯片）必须从制造它们的sapphire 移出，并精确地放置在大型显示屏面板上。信不信由你，在一些早期原型机中，单个芯片是通过机械方式（例如真空机器人）拾取并放置的。但这对于最终量产来说速度实在太慢了。 而且随着芯片尺寸不断缩小，要在保证速度的同时避免在搬运过程中损坏部分芯片变得愈发困难。由于产量极其庞大，良率必须非常高——以一款8K显示屏为例，其像素数量超过3000万，即近1亿个芯片。
解决方案是在与本系列早期文档中所述的一些久经考验的技术相关的自动化多路激光器 使用激光器 。
实际上，该过程涉及三个独立的步骤：剥离、转移和修复。首先，利用一种名为激光剥离（LLO）的传统激光技术，将MicroLED从其生长的sapphire 上分离出来，并转移到一个临时载体上以便于操作。该载体涂有粘合剂，联系 芯片顶部联系 。准分子 发出的紫外光从sapphire 背面照射，使晶圆在形成芯片前沉积的薄牺牲层蒸发。这样，MicroLED便保留在临时载体上，其间距与生长晶圆上的间距一样紧密。
LIFT – 改变音高
接下来是激光诱导正向转移（LIFT）技术。在此过程中，紫外线（准分子）激光脉冲从透明的载体背面射入。激光穿过载体和粘合剂，与GaN的剩余缓冲层发生相互作用。如果使用短波长紫外线，这种转移方式几乎不会产生残留物，也不会对MicroLED的客户可见表面造成影响！ 这种方法通过物理冲击将芯片吹离基板并推向最终的显示面板。该面板与基板紧密联系 两者之间需保留一定间隙，该间隙必须大于MicroLED的厚度，以避免碰撞。最终玻璃面板上的粘合剂将MicroLED固定到位。
在LIFT工艺中，大面积激光束 光掩模激光束 从而仅将特定的芯片释放并推送到显示基板上。均匀的、所谓的“平顶”光束对于实现完美的定位至关重要。（图示非按比例绘制）。
现在到了关键的“魔法”环节，即像素间距（芯片间距）的改变。矩形激光束 带有孔洞的掩模。随后，光束被缩小2.5倍或5倍，使得投射出的孔洞图案之间的间距与最终显示屏中像素之间的间距相同。 通过这种方式，每个特定激光脉冲只会将EpiWafer上LED间距的每第5个、甚至每第10个，或是任何其他整数倍的LED，推过几微米宽的微小间隙投射到显示屏上。随后，相对于固定的光束和掩模，微LED载体会轻微移动一点，以覆盖相邻的一组微LED。显示屏面板则移动更远距离，整个过程循环往复。 如果这个“步进与重复”的过程听起来有些令人困惑，请不必担心；我们有一段精彩的视频，能让您轻松理解其中原理。
另一些制造商则采用略有不同的工艺流程：在晶圆从外延晶圆上剥离时改变晶格间距。这种方法被称为选择性LLO工艺。但最终效果是相同的。
高通量与修复
LIFT技术能够以经济高效的方式在相对较小的sapphire 制造大量MicroLED，随后以更大的间距（间距）将它们排列组合，从而形成一块大型面板。LIFT技术的另一大优势在于其速度极快，每次脉冲即可移动数千个MicroLED。
在当前研发目标的实施中，准分子 的脉冲频率可达20脉冲/秒（20 Hz），这意味着仅需一秒钟即可在640平方毫米的区域内覆盖MicroLED！ 但正如退火应用中所示，这种准分子 激光技术 极强的功率可扩展性激光技术 该应用采用了高脉冲能量（超过1焦耳）和高重复频率。在LIFT技术中，利用更高的脉冲能量可以实现更大的掩模和场尺寸。
目前制造无机MicroLED等相对简单的半导体器件的良率极高。但每块显示屏上都布满数百万个此类器件，因此存在微小但可测的概率：某个像素因缺陷或操作失误导致RGB器件发光异常。这种情况可通过自动化激光工艺轻松修复——使用带单孔掩模或扫描系统添加替换芯片即可。
高意 已为MicroLED显示屏生产高意 名为UVtransfer的设备，该设备实际上高意 完成这三项工艺——激光剥离（LLO）、激光诱导正向转移（LIFT）以及对缺陷像素的修复/修整。这款三合一设备将使大型MicroLED显示 的生产显示 经济高效。
