Buitenlandse media melden dat een onderzoeksteam van de Hong Kong University of Science and Technology (Guangzhou) onlangs een nieuw micro-LED-transferproces heeft ontwikkeld. Dit proces is gebaseerd op een dynamisch programmeerbare transferkop die gebruikmaakt van lokale verwarming om de viscositeit van het polymeer te regelen.
Onderzoekers gaven aan dat deze nieuwe tool apparaten met verschillende geometrieën selectief kan verwerken, waarmee een belangrijk probleem bij de constructie van complexe microsystemen wordt opgelost. Het onderzoeksteam demonstreerde dat het transfersysteem normaal functionerende micro-LED's van 45 × 25 micrometer selectief kan sorteren en overbrengen, en ze in aangepaste lay-outs kan rangschikken zonder dat hun prestaties achteruitgaan.
Tijdens het onderzoek slaagden de onderzoekers erin halfgeleiderchips, 90 nanometer dikke koperfilms en sferische polystyreenmicrobolletjes met een diameter van 50 micrometer over te brengen. De plaatsingsnauwkeurigheid van deze componenten was extreem hoog, met een positionele afwijking van minder dan 0,7 micrometer en een rotatiefout van minder dan 0,04 radialen.
Om dit overdrachtssysteem te construeren, formuleerde het onderzoeksteam een speciaal polymeer dat bij 44 graden Celsius een snelle fysieke transformatie ondergaat, waarbij het van een stijve plastic toestand verandert in een rubberachtige toestand. Het onderzoeksteam bracht dit polymeer aan op een reeks onafhankelijk regelbare microverwarmers.
Tijdens het overdrachtsproces drukte het team een stempel op de elementenarray, waardoor specifieke verwarmingselementen werden geactiveerd die een doelgebied van 50 micrometer op het polymeer binnen ongeveer 60 milliseconden smolten, waardoor het aan de geselecteerde chip kon hechten. Het polymeer koelde vervolgens vanzelf af en hardde binnen ongeveer 40 milliseconden uit, waardoor de chip fysiek op zijn plaats werd vergrendeld. Wanneer het element naar een nieuwe locatie moest worden verplaatst, werden de verwarmingselementen opnieuw geactiveerd om het polymeer te verzachten en de chip los te laten. Dit temperatuurgestuurde mechanisme zorgt voor een hechtsterkteverhouding van meer dan 190:1 bij het oppakken en loslaten van het element.
Het onderzoeksteam onderzoekt momenteel hoe de microheater-array opgeschaald kan worden. Dit brengt een uitdaging met zich mee: dicht opeengepakte verwarmingselementen kunnen leiden tot thermische overspraak, waarbij warmte weglekt naar aangrenzende pixels. Om dit te verhelpen, zijn de onderzoekers van plan dunnere polymeerlagen te gebruiken en actieve matrix-aansturingscircuits te introduceren, vergelijkbaar met de architectuur die in commerciële platte televisies wordt gebruikt, om grootschalige arrays aan te sturen zonder al te complexe bedrading.
Het onderzoeksteam onderzoekt momenteel hoe de microheater-array opgeschaald kan worden. Dit brengt een uitdaging met zich mee: dicht opeengepakte verwarmingselementen kunnen leiden tot thermische overspraak, waarbij warmte weglekt naar aangrenzende pixels. Om dit te verhelpen, zijn de onderzoekers van plan dunnere polymeerlagen te gebruiken en actieve matrix-aansturingscircuits te introduceren, vergelijkbaar met de architectuur die in commerciële platte televisies wordt gebruikt, om grootschalige arrays aan te sturen zonder al te complexe bedrading.
