东方时讯网微型发光二极管(μLED)可能具有许多有价值的技术应用。例如，它们可用于为智能手机、平板电脑和虚拟现实显示器创建高效显示器，从而提高它们的图像质量和分辨率。
然而，制造基于μLED的显示器绝非易事，因为它需要在晶圆级有效对准和集成数百万个微型LED设备。由于这些挑战，这些显示器仍处于非常早期的开发阶段。
三星高级技术研究所(SAIT)、忠北国立大学和崇实大学的研究人员最近设计了FAST，这是一种在芯片上可靠且快速地对准μLED的策略。这一策略在NatureElectronics上发表的一篇论文中有所概述，它有可能实现大规模制造用于电子设备的新型μLED显示器。
“我们一直致力于开发用于高分辨率显示器的μLED，这些显示器正在成为下一代显示器，”SAIT研究员兼该研究的通讯作者之一KyungWookHwang告诉TechXplore。“由于各种技术问题，包括创建可以将μLED转移到显示基板上的转移技术，开发甚至商业化这些显示器一直存在困难。”
Hwang及其同事最近工作的主要目标是设计一种传质策略，使他们能够比现有方法更快、更可靠地将LED转移到晶圆上。他们提出的策略依赖于控制芯片和插入器(即在插座或连接之间布线的中间电气接口)之间的范德华力。
“我们之前对转移技术本身一无所知，也没有可用于实践的microLED芯片，但我认为这在寻找差异化新创意‘FAST’方面发挥了重要作用，”Hwang说。“我们的FAST技术简单，因此转移时间更短，而且还可以做大面积显示，被认为适用于各种应用。这些特性也将有助于加快技术的广泛采用。”
FAST是研究人员提出的策略，需要对μLED芯片的上表面和下表面进行工程设计，以获得不同的范德华力。这些力允许芯片通过流体和干燥过程选择性地结合到基板上。
“我认为我们研究中最显着的成就是无偏见地接受了一种新现象，在这种现象中，电极在基板的向上方向上对齐，”Hwang说。“大多数研究微芯片流体排列的小组都认为芯片电极在基板底部方向排列是正确的结果。但我们已经克服了对先前研究结果的偏见。如果我们没有挑战传统智慧，我们就无法得出新的结论。”
使用FAST，Hwang和他的同事能够在40次试验中以100%的准确度和99.992%的转移率不可逆地对齐259,200个μLED芯片。此外，他们通过将装有μLED的中介层键合到基于低温多晶硅薄膜晶体管的背板上，创建了一系列基于μLED的无源和有源矩阵显示器。
该研究团队设计的策略是朝着基于μLED的高性能显示器的大规模制造和商业化的持续旅程迈出的重要一步。将来，它可用于为不同的设备制造显示器，也可能激发其他可靠的μLED集成方法的发展。
“我们现在计划通过我们的‘FAST’方法为Si和更多III-V族器件创造新的机会，”Hwang补充道。“我们的方法可以加速下一代μLED的开发，并可用于所有设备的大面积转移，包括III-V和2D材料。”