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Micro LED显示拥有优越的性能，但是在技术层面还有待突破，其中一项关键技术是外延衬底的剥离。基于GaN发光材料的Micro LED芯片，由于GaN与蓝宝石晶格失配度较低且价格低廉，所以蓝宝石衬底成为外延生长GaN材料的主流衬底。但是，蓝宝石衬底的不导电性、差导热性影响着Micro LED器件的发光效率；同时，脆性材料蓝宝石不利于Micro LED在柔性显示方向的运用，基于以上原因及Micro LED 显示本身分辨率高、亮度高、对比度高等优势特点，激光剥离蓝宝石是必要且关键的环节，且激光剥离技术更能凸显Micro LED 的优势。
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选择性激光剥离技术
与目前广泛应用于柔性显示的OLED相比，新一代显示技术Micro-LED具有更宽的色域、更高的亮度、更低的功耗和更好的环境稳定性，技术优势和提升空间不言而喻。传统激光剥离技术的光斑形状主要为线形光束或矩形光束，无法对微米级Micro-LED颗粒进行定向转移或剥离。选择性激光剥离（SLLO）技术更注重器件剥离的精准，由所剥离器件单元或区域的大小确定光斑尺寸大小。
严格控制激光能量的输入及添加合适的牺牲层是推动SLLO技术发展的关键。虽然该技术尚处研发初期阶段，但其在微小器件单元及阵列转移上所体现出的精准可控优势，使其在大规模集成电路与芯片制造领域具有极大的推广可能性。
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激光诱导前向转移技术
激光诱导前向转移（LIFT）技术通过激光脉冲辐照透明基底表面的薄膜吸收层，控制吸收层熔融液化，以烧蚀液滴射流动力推动功能层的转移。
传统LLO技术为实现器件剥离，会避免使用高粘性材料，但LIFT技术却恰好利用了烧蚀膜层的熔融液相动力，因此在转移高粘性材料方面具有独特的优势。相比传统LLO技术，LIFT技术具有更精准的转移选择性，非常有利于实现高分子聚合物小尺寸图形和微结构的转移。另外，LIFT技术所需的激光能量强度大致只有常规LLO技术的二十分之一到五分之一，对材料的剥离损伤远小于LLO技术。
03
超快激光剥离技术
目前主流的激光剥离技术采用准分子纳秒脉冲激光，其主要剥离机制是热作用，会引发剥离损伤，涉及激光束能量分布不均及扫描不稳定造成的损伤、激光辐照热应力的释放损伤、膜层应力分布不均或残余应力损伤等。研究人员针对这些热损伤问题，提出采用脉宽小于10-11 s具有“冷”加工特性的超快激光源来改善纳秒脉宽激光源的热损伤。
北京工业大学季凌飞研究员课题组凭借在超快激光非线性效应及材料激光高精制造方面的多年研究积累，探索超快激光应用于LLO技术的机理与可行性。该课题组在研究中发现，由于脉冲的累计作用，超快激光作用的热效应仍然存在，但适当的热效应可以提高剥离效率，这是因为适当的热效应可以促进烧蚀材料气化，加快高密度等离子体的形成。高密度等离子体对激光的吸收系数远大于介质的吸收系数，可以防止功能层对激光能量的冗余吸收，将激光能量集约在几纳米的空间尺度上。
基于超快激光的剥离技术具有高效、零损伤、高度选择性等优势，有望成为柔性电子器件和Micro-LED巨量转移与组装技术瓶颈的关键突破点。
来源：慧聪LED屏网
2024-11-20
2024-11-20
2024-11-20
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