외신 보도에 따르면 홍콩과학기술대학교(광저우) 연구팀이 최근 새로운 마이크로 LED 전사 공정을 개발했습니다. 이 공정은 국부적인 가열을 통해 고분자의 점도를 제어하는 동적 프로그래밍 가능 전사 헤드를 기반으로 합니다.
연구진은 이 새로운 도구가 다양한 형상의 소자를 선택적으로 처리할 수 있어 복잡한 마이크로시스템 구축의 핵심 문제를 해결할 수 있다고 밝혔습니다. 연구팀은 이 전송 시스템이 정상적으로 작동하는 45 × 25 마이크로미터 크기의 마이크로 LED를 선택적으로 분류 및 전송하여 성능 저하 없이 맞춤형 레이아웃으로 배열할 수 있음을 시연했습니다.
연구 과정에서 연구진은 반도체 칩, 90나노미터 두께의 구리 박막, 그리고 50마이크로미터 직경의 구형 폴리스티렌 미세구체를 성공적으로 전사했습니다. 이 구성 요소들의 배치 정확도는 매우 높았으며, 위치 오차는 0.7마이크로미터 미만, 회전 오차는 0.04라디안 미만이었습니다.
이 전달 시스템을 구축하기 위해 연구팀은 섭씨 44도에서 급격한 물리적 변형을 일으켜 단단한 플라스틱 상태에서 고무 상태로 변하는 특수 고분자를 개발했습니다. 그리고 이 고분자를 독립적으로 제어 가능한 마이크로 히터 어레이에 코팅했습니다.
이송 과정에서 연구팀은 소자 배열에 스탬프를 눌러 특정 히터를 작동시켰습니다. 이 히터는 약 60밀리초 내에 폴리머 표면의 50마이크로미터 크기의 목표 영역을 녹여 선택된 칩에 접착되도록 했습니다. 그런 다음 폴리머는 약 40밀리초 내에 자연 냉각되어 경화되면서 칩을 물리적으로 고정했습니다. 소자를 새로운 위치로 이동해야 할 때는 히터를 다시 작동시켜 폴리머를 연화시키고 칩을 분리했습니다. 이러한 온도 기반 메커니즘은 190:1을 초과하는 높은 픽앤릴리즈 접착 강도 비율을 제공합니다.
현재 연구팀은 마이크로 히터 어레이의 규모 확장에 대해 연구하고 있습니다. 하지만 이는 어려운 과제입니다. 히터를 촘촘하게 배치하면 열이 인접한 픽셀로 새어나가는 열 간섭 현상이 발생할 수 있기 때문입니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 연구팀은 더 얇은 고분자 층을 사용하고, 상용 평면 TV에 사용되는 것과 유사한 능동형 매트릭스 구동 회로를 도입하여 복잡한 배선 없이 대규모 어레이를 제어할 계획입니다.
현재 연구팀은 마이크로 히터 어레이의 규모 확장에 대해 연구하고 있습니다. 하지만 이는 어려운 과제입니다. 히터를 촘촘하게 배치하면 열이 인접한 픽셀로 새어나가는 열 간섭 현상이 발생할 수 있기 때문입니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 연구팀은 더 얇은 고분자 층을 사용하고, 상용 평면 TV에 사용되는 것과 유사한 능동형 매트릭스 구동 회로를 도입하여 복잡한 배선 없이 대규모 어레이를 제어할 계획입니다.
