Lasertechnik zur Herstellung von µLEDs
Bei der Herstellung von Displays auf Basis von MicroLEDs sind einige technische Herausforderungen zu bewältigen, beispielsweise beim Lösen der Chips vom Wachstumswafer sowie bei der präzisen Übertragung der Chips auf das Displaysubstrat. Möglich wird dies mittels Laser Lift-Off (LLO) und Laser-Induced Forward Transfer (LIFT).
Bild 1. Bildschirme und Displays auf Basis der µLED-Technologie punkten mit deutlich höherer Helligkeit, Auflösung und höherem Kontrast, beispielsweise das Modell ›The Wall‹ von Samsung (Bildquelle: Samsung)
MicroLED, auch mLED oder µLED genannt, ist eine neue Bildschirmtechnologie auf Basis von Leuchtdioden (LEDs). Wie der Name bereits erkennen lässt, setzt die Technologie auf Leuchtdioden mit Abmessungen im Mikrometerbereich. Hersteller wie PlayNitride und Sony definieren MicroLED-Bildschirme über Leuchtdioden mit Abmessungen kleiner als 50 µm oder eine Leuchtfläche kleiner als 0,003 mm².
MicroLEDs sind selbstleuchtend, dimmbar sowie komplett abschaltbar und haben ein enormes Potenzial für zukünftige Displaytechnologien. Sie punkten insbesondere durch ihre Helligkeit und höhere Kontraste sowie eine hohe Fertigungsdichte, sind aber aktuell nur sehr kostenintensiv in Massenproduktion herzustellen. Einsatzmöglichkeiten liegen zum einen in sehr großen Displays für den Innen- und Außenbereich – man denke hier nur an das MicroLED-Display ›The Wall‹, welches Samsung eindrucksvoll auf der CES 2018 vorgestellt hat (Bild 1). Aber auch in hochauflösenden Anzeigen für AR(Augmented Reality)- und VR(Virtual Reality)-Anwendungen können die Displays überzeugen (Bild 2).
Typischerweise basieren MicroLEDs auf Galliumnitrid (GaN) und haben derzeit Abmessungen im Bereich von 20 bis 50 µm. Für zukünftige Displaygenerationen werden jedoch noch einmal deutlich kleinere Abmessungen unter 10 µm erwartet. Unter Verwendung der vorhandenen GaN-Herstellungstechnologie auf Saphirwafer-Wachstumssubstraten können MicroLEDs aufgrund ihrer geringen Größe in sehr hoher Anzahl und mit Straßenbreiten von wenigen Mikrometern erzeugt werden. Vor dem Einsatz von MicroLEDs im Massenmarkt sind jedoch einige technische Herausforderungen im Herstellungsprozess zu bewältigen. Eine davon ist das Lösen der Chips vom Wachstumswafer. Eine weitere Hürde liegt in der Entwicklung eines geeigneten Verfahrens, um die Chips präzise auf das Displaysubstrat zu übertragen. Mit dem Laser Lift-Off (LLO) und dem Laser-Induced Forward Transfer (LIFT) stehen zwei laserbasierte Verfahren zur Verfügung, um genau diese Herausforderungen zu adressieren. [...]
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