microLED 디스플레이의 연속 롤 생산...

Strathclyde 대학교 연구원들이 개발한 방법은 대규모 광학 부품 배열을 만드는 길을 열었으며 AR 및 VR 스마트 안경용 마이크로LED 디스플레이를 신속하게 제조하는 데 사용될 수 있습니다. 더 큰 microLED 디스플레이의 경우 수백만 개의 장치를 기판에 통합하는 과제는 엄청납니다.

Strathclyde 대학의 연구팀장인 Eleni Margariti는 "마이크로미터 규모의 반도체 장치를 기본 기판에서 다양한 수신 플랫폼으로 이전하는 것은 학술 연구 그룹과 산업 모두에서 국제적으로 해결해야 할 과제입니다."라고 말했습니다. "우리의 롤러 기반 인쇄 공정은 이 응용 분야에 필요한 까다로운 정확도를 충족하면서 확장 가능한 방식으로 이를 달성할 수 있는 방법을 제공합니다."

롤러 기술은 설계된 장치 레이아웃을 1미크론 미만의 정확도로 일치시킬 수 있으며 자원이 제한된 위치에 구축할 수 있을 만큼 저렴하고 간단합니다.

새로운 인쇄 공정을 개발한 Margariti는 "이 인쇄 공정은 트랜지스터, 센서, 유연하고 착용 가능한 전자 장치용 안테나, 스마트 패키징 및 무선 주파수 식별 태그와 같은 실리콘 및 인쇄 전자 장치를 포함한 다른 유형의 장치에도 사용될 수 있습니다."라고 말했습니다. . "또한 광전지 제조 및 약물 전달 시스템, 바이오 센서 및 조직 공학과 같은 생물 의학 응용 분야에도 유용할 수 있습니다."

“우리는 빛을 조작하는 다양한 재료를 결합하는 것이 목표인 디스플레이 및 온칩 포토닉스와 같은 응용 분야에 사용되는 전자 시스템의 성능과 크기를 개선하기 위해 한 기판에서 다른 기판으로의 다수의 반도체 장치 전송을 개선하고 싶었습니다. 아주 작은 규모로요.”라고 덧붙였습니다. "대규모 제조에 사용하려면 이러한 장치를 효율적이고 정확하며 오류를 최소화할 수 있는 방법을 사용하는 것이 중요합니다."

새로운 접근 방식은 성장 기판에 느슨하게 연결된 작은 장치 배열로 시작됩니다. 그런 다음 약간 끈적이는 실리콘 폴리머 필름이 포함된 원통의 표면을 매달린 장치 배열 위로 굴려 실리콘과 반도체 사이의 접착력이 장치를 성장 기판에서 분리하고 실린더 드럼에 배열하도록 합니다. 인쇄 프로세스가 연속적이기 때문에 여러 장치를 동시에 인쇄하는 데 사용할 수 있어 대규모 생산에 매우 효율적입니다.

"실리콘의 특성과 수용 기판 표면, 롤링 프로세스의 속도 및 메커니즘을 신중하게 선택함으로써 장치는 원래 기판에 있었던 공간적으로 배열된 형식을 유지하면서 리시버 기판에 성공적으로 롤오버되어 릴리스될 수 있습니다." 그녀가 말했다. "우리는 또한 인쇄된 샘플의 결함을 스캔하고 단 몇 분 만에 인쇄 수율과 위치 정확도를 제공하는 맞춤형 분석 방법을 개발했습니다."

연구원들은 마이크로 LED 디스플레이에 사용되는 실리콘 구조에 질화갈륨(GaN)을 사용하는 새로운 접근 방식을 테스트했으며, 실리콘 기판을 사용하면 장치를 롤러에 의해 픽업될 수 있는 매달린 구조로 준비하는 것이 쉬워졌습니다. 그들은 큰 회전 오류 없이 마이크론 미만의 공간 정밀도로 76,000개 이상의 개별 요소 배열로 장치의 99% 이상을 전송할 수 있었습니다.

팀은 인쇄 프로세스의 정확성을 더욱 향상시키는 동시에 동시에 전송할 수 있는 장치 수를 늘리기 위해 노력하고 있습니다. 또한 그들은 다양한 유형의 장치를 동일한 수신 플랫폼에 결합하는 방법의 기능을 테스트하고 수신 플랫폼의 특정 위치에 인쇄하는 데 사용할 수 있는지 결정할 계획입니다.

논문: E. Margariti, G. Quinn, D. Jevtics, B. Guilhabert, MD Dawson, MJ Strain, "한 번에 75,000개 이상의 microLED 픽셀을 연속 롤러 전사 인쇄 및 자동 계측"

doi.org/10.1364/OME.483657; www.strathclyde.ac.uk