基于数据分组与经验关系的无残留聚合物超高良率Micro-LED像素激光转移技术研究

针对Micro-LED巨量转移中存在的芯片损伤、残留聚合物及良率低等问题，研究人员创新性结合激光转移方案与数据分组、经验关系分析，实现了1200-1500mJ/cm2能量密度下最高芯片保留率，并在30 μm×38 μm激光光斑下达成100%二次转移良率，为Micro-LED量产关键技术突破提供重要参考。

　　

在元宇宙概念推动显示技术热潮的背景下，Micro-LED（微米级发光二极管）因其高对比度、低功耗等优势成为AR/VR显示的新宠。然而，将数千万颗小于50 μm的芯片从蓝宝石衬底高效转移至驱动基板，始终是产业化的核心瓶颈。传统静电吸附、微印章转移技术面临芯片损伤、精度不足等难题，而新兴激光转移技术虽能精准释放芯片，却受限于蓝宝石翘曲、粘接台不平整导致的聚合物残留和转移偏移。

针对这一挑战，来自国内研究机构（根据致谢信息推测为福建科学技术创新实验室等联合团队）的研究人员提出了一种基于数据分组与经验关系的无残留聚合物激光转移方法。通过系统分析激光剥离(LLO)能量、光斑尺寸与芯片沉降深度的交互影响，团队发现：当激光剥离能量密度控制在1200-1500mJ/cm²时，芯片保留率最高；二次转移阶段，若激光能量密度与芯片沉降深度符合经验关系且光斑为30 μm×38 μm，良率可达100%。该成果发表于《Optics》期刊，为Micro-LED量产提供了可重复性极高的工艺方案。

研究采用三项关键技术：1）热压键合制备芯片载板（COW至PTS）；2）激光剥离（LLO）优化u-GaN降解参数；3）动态响应层（DRL）激光触发转移机制。通过分组实验建立芯片沉降深度与最佳转移能量的数学关系，结合概率统计验证模型准确性。

【总体实验流程】
通过三阶段工艺（键合-剥离-转移）实现芯片从蓝宝石到薄膜晶体管（TFT）基板的逐级转移，关键控制点为激光焦点位置（距DRL层2 μm）和LTM粘合剂厚度（15 μm）。

【LLO能量对芯片良率影响】
实验表明，能量超过1500mJ/cm²会导致u-GaN层过度烧蚀，而低于1200mJ/cm²则剥离不彻底，最优区间内芯片形态完整率达98.7%。

【结论】
该研究通过数据驱动方法解决了Micro-LED转移中的随机误差问题，建立的工艺窗口可适应蓝宝石翘曲等现实变量。特别是30 μm×38 μm光斑下100%的转移良率，显著优于传统技术（静电转移良率约85%）。作者Xin Lin等强调，该方法无需改造现有设备即可实现，对推动Micro-LED在苹果Vision Pro等高端设备中的应用具有直接价值。

讨论部分指出，未来可通过扩大样本量优化经验关系的普适性，并探索DRL材料热分解动力学的精准调控。国家重点研发计划（2023YFB3608703）等项目的支持，彰显该技术在显示领域“卡脖子”问题攻关中的战略地位。