Laser Lift Off Prozesse
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Laser-Lift-Off Prozesse
Die
Einführung von leichten, flexiblen oder gekrümmten Bildschirmen in
Verbraucherprodukten macht die Anwendung von so genannten Lift-Off-Verfahren
nötig. Laser-Lift-Off (LLO) bzw. UV Laser Peeling (ULP) mit
Festkörper-UV-Lasern und optischen Systemen VOLCANO UV von INNOVAVENT
ermöglichen den Bau von zuverlässigen und kosteneffizienten Produktionsanlagen.
Laser-Lift-Off-Verfahren werden
seit mehr als 10 Jahren entwickelt. Ein typisches Beispiel der industriellen Anwendung kann man in der LED –
Industrie finden, wo Licht emittierende Filme wie GaN von Saphirsubstraten
separiert werden, wo sie mittels Abscheidung aus der Dampfphase gebildet worden
sind.
Mit
wachsendem Interesse an Verbraucherprodukten mit hoher Leistung wie Smartphones,
E-Books, Smart Watches und Fernsehgeräten mit Auflösung besser als HD
(„4k") und mit 3D – Fähigkeit wuchs auch das Interesse an nichtflachen
Bildschirmen. Sie können gekrümmt sein wie für großformatige Fernsehgeräte oder
mobile Geräte oder flexibel für E-Books.
In
allen diesen Fällen steht die herstellende Industrie vor der Aufgabe, Displays
auf flexiblen oder nichtplanen Substraten herzustellen. Die derzeitigen
Produktionsanlagen, mit denen Flachbildschirme auf Substraten bis zur Größe Gen
8 hergestellt werden (2500mm x 2200mm), sind dazu nicht geeignet.
Einen
Ausweg bieten Laser-Lift-Off-Verfahren. Die wesentliche Idee dabei ist, einen
funktionalen Bildschirm-Film auf einem festen Träger wie einem Flachbildschirm-Glassubstrat
herzustellen. Danach wird der funktionale Film vom Glassubstrat separiert. Das
Verfahren der Wahl hierfür ist das Laser-Lift-Off-Verfahren, da es die
Separation großflächiger Filme mit der nötigen Reproduzierbarkeit und Schonung
des Films erlaubt. Das 343nm oder 355nm Laserlicht durchdringt das Glassubstrat
ohne Abschwächung und wird von dem funktionalen Film oder von einer
Opferschicht (z. B. 50-60nm a-Si) absorbiert. Der gepulste Energieeintrag führt
zum Ablösen des Films.
VOLCANO
UV Laser Optik erzeugt ein Laserlinie von 100mm bis 750mm Länge und 20-30µm
FWHM Breite. Die Linie wird bei Energiedichten von 150….500mJ/cm2
mit einem Vorschub von 10-20µm pro Puls durch das Glas auf das aufgeklebte
Kunststoffsubstrat (Polyimid) fokussiert. Die verwendeten TruMicro 7370 UV Festkörperlaser
emittieren 15ns Pulse bei 10 kHz Repetitionsrate und erlauben bei sehr
niedrigen Energiedichten (ab 150mJ/cm2) ein sicheres und sehr
effizientes Verfahren. Bei Verwendung einer a-Si Opferschicht werden höhere
Energiedichten benötigt bis zu 500mJ/cm2.
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