Polar LightとFinetech、提携し、次世代microLED技術を開発

October, 24, 2024, Berlin/ Linköping--microLED開発のリーダーPolar Light Technologiesは、サブミクロンおよび高精度のダイボンディングソリューションで世界的に認められたサプライヤFinetechとのパートナーシップを発表した。

Polar Light Technologiesは、シリコンチップ上のインジウムパッドに直接結合された新しいGaNピラミッド型microLEDsを作成することにより、ディスプレイ技術に大きなブレークスルーをもたらした。この新しい方法では、LEDがボトムアップで構築されるため、従来のトップダウン方式で見られる表面の損傷が回避され、光学性能が大幅に向上する。

これらのLEDの特殊なピラミッド形状により、エネルギー損失を減らし、エネルギー効率を高めることにより、より明るく効率的に発光する非常に小さなLEDを作成できる。

これらのピラミッド型microLEDsをシリコン基板に接続するために、Polar Light TechnologiesはFinetechと協力して、電子機器との正確な位置合わせを保証するコールドボンディング技術を開発した。初期の試験では、この方法は85%という驚異的な成功率を示し、大規模な製造の可能性を証明した。

より小さく、より明るく、より効率的な発光体を可能にするピラミッド型microLED
Polar Lightのディスプレイフロントパネル製造へのアプローチには、原子層の再成長を使用したボトムアップ製造方法が含まれる。同社は、SiC(炭化ケイ素)基板上にピラミッドの形をしたGaN(窒化ガリウム)microLEDsを成長させる。この方法では、従来のトップダウン方式による損傷を受けずに、300nmの小型microLEDsを製造できる。その結果、デバイスはほぼ完璧な表面を持つ、これは光学特性にとって重要である。

これらのMicroLEDディスプレイは、フルTVスクリーンの解像度を5mm²未満の領域に収めることができ、約1,000 x 1,000の接続ポイントがわずか5µm間隔で配置されている。また、Polar Lightの設計により、エネルギー使用量が大幅に削減されるため、これらのmicroLEDsは次世代のマイクロディスプレイに非常に効率的である。

通常のLEDsと比較して、ピラミッド型microLEDsは、内部および外部の量子効率が向上し、光利用が強化されたため、ARシステムの効率が50〜200倍向上する。これらのmicroLEDsは、内部電界干渉を最小限に抑え、量子井戸内の電荷キャリア間の相互作用を最適化することで、よりシャープで狭い放射でより多くの光を生成する。これにより、拡張現実(AR)やマイクロプロジェクタなど、正確な光制御が重要なアプリケーションに最適である。

Finetech、ピラミッド型microLEDsの冷間圧縮接合プロセスを開発
完全なmicroLEDディスプレイは、フロントパネル(実際のディスプレイ)、バックパネル(すべての電子機器を含む)、および2つの間の接続の3つの主要部分で構成されている。シリコン製の背面パネルにフロントパネルを接続するプロセスには、修正されたフリップチップボンディング法が使用された。このプロセスでは、金属化されたGaNピラミッドが正確に位置合わせされ、シリコンバックパネルのインジウムパッドに接着される。

炭化ケイ素とシリコンは熱で膨張する性質が異なるため、ボンディングプロセスでは熱を使用できなかった。FinetechとPolar Light Technologiesは、自動FINEPLACER femto 2サブミクロンダイボンダを使用して、MicroLEDアレイを整列および接合するための冷間圧縮ボンディング法を開発した。この機械は、高性能ディスプレイのファインピッチインジウムバンプを接続するために重要な平坦度、アライメント、およびボンディング力において高精度で優れたプロセス制御を保証する。

FINEPLACERダイボンダは、その精度に加えて、生産を拡大し、新しいMicroLED技術に適応するのに十分な柔軟性を備えている。Finetechは、材料の取り扱いや、損傷や汚染を防ぐための化学プラズマ、大気圧プラズマによる洗浄のためのソリューションも提供している。このシステムにより、ピンセットなしで繊細なインジウムバンプアレイを簡単に反転させることができ、接着前に材料が処理されることを確認して全体的な品質を向上させることができる。