全色 Micro LED技術綜述學習筆記——微縮生長、芯片轉移、彩色化技術


文章來自:Growth, transfer printing and colour conversion techniques towards full-colour micro-LED display

這篇綜述重點分析總結了MIcro LED在生長、轉移和色彩轉換三方面的技術進展,此處摘出重要信息點作為學習。

一、概述

不同應用領域對應的Micro LED的芯片、面板尺寸及PPI等參數

二、轉移技術

1.各轉移流派的技術對比

  包括使用的關鍵材料、作用力、每小時傳輸單元數目、可轉移的芯片尺寸

 

 2.各流派技術概述

(1)PDMS印章轉移技術

  ·范德華力——動力學控制粘附力實現轉移

  印章粘合強度與速率有關,通過控制速率來改變范德華力在拾取/放置的作用力大小實現轉移,本質是印章與芯片、芯片與接收基板界面競爭問題。

  關鍵:尋找臨界速度

  · 非接觸式(激光驅動分層技術)——PDMS與微芯片的熱機械響應差異

  激光照射PDMS,由於PDMS對激光透明,激光照射在硅上引起溫度上升,由於PDMS與硅之間的熱膨脹差異,從而實現分離。

  關鍵:控制激光功率,尋找臨界溫度

  · 卷對卷(曲面)轉移——控制輥與基板間的力

  通過優化基板和輥之間的夾持力,可以精確地轉移微型LED

  關鍵:輥的壓力均勻問題、輥與平台運動同步問題

 

  

 (2)激光選擇性釋放

  激光分離源襯底,將芯片轉移到透明過渡襯底;隨后沉積圖案化電極,然后將過渡襯底去除。

  關鍵:可實現大量選擇性的轉移,但需要精確控制激光功率和分辨率

 

 (3)靜電拾取

  利用靜電吸引力或排斥力拾取釋放

  可轉移大量LED,但轉移數量取決於轉移頭尺寸及芯片間距

  關鍵:調節輸入電壓控制拾取力,避免芯片破裂; 需要接收基板一定的平整度

 

 (4)電磁力拾取

  可編程磁力模塊調節電磁力實現轉移

  拾取時,施加的電磁力大於芯片與源基板的連接力和粘合力,實現拾取;然后放置在接收基板上進行加熱,最后釋放

  關鍵:芯片中摻入的磁性材料的均質性會影響吸附力的准確性和一致性; 電器設計的可編程磁力模塊很復雜

(5)流體轉移技術

  兩個挑戰:如何實現捕獲芯片的最大速度化、如何實現高速陣列的最小分布速度

  ·流體自組裝技術

  通過液體擾動將MIcro LED倒入接收基板的“井”中,由於井中覆蓋有焊料,倒置的LED的附着力小於液體擾動力,將會從井中卷出並移動向下一個井,從而實現自組裝

  關鍵:芯片的捕獲速度

  ·流體分散技術

  與自組裝不同的地方在於通過磁力或者其他控制力使得芯片與接收基板對齊,而后再組裝

  

  對流體轉移整體而言,關鍵:流體的選擇性和修復技術;此外封裝工藝需等流體蒸發后才能進行

3.轉移技術評述

(1)全彩化LED轉移的主要障礙是成本高,包括轉移和維修成本等

(2)良率是工藝技術的重要指標

(3)拾取放置中,速率和准確性是關鍵因素

(4)商業化的關鍵在於高產量大批量生產

(5)目前最常用的是印章轉移和激光釋放

 


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