1.靜電力轉移技術
靜電力轉移技術是由LuxVue[1]於2013年提出，通過對轉移頭通電產生的靜電引力或斥力作為拾取和放置微器件的方法。轉移裝置如圖1a所示，單個轉移頭由帶有可獨立通電的單電極或雙電極凸台構成，並在基板上形成與μLED節距成整數倍相匹配的陣列，μLED陣列從源基板上通過剝離方式釋放並固定在帶有粘合層的基板上，其實現轉移的過程如圖1b所示，首先將轉移頭陣列移動至μLED陣列上方，對准后與μLED上表面接觸；然后選擇性地施加電壓在轉移頭地電極上，對相應位置的μLED產生抓取力，同時轉移頭在電壓作用下自身加熱至高於粘合層液相線的溫度，μLED與基板間的粘附力被減弱，轉移頭拾取μLED及粘附層的一部分移動至接收基板的目標位置上方，對准后斷開電壓，粘結層與接收基板冷卻固結后移走轉移頭實現放置。
基於靜電力的轉移技術在操作過程中，拾取力受芯片大小、拾取速度、通電電壓、介電層厚度等多種因素的影響，影響關系分別如圖1c所示，拾取力與電介質厚度的平方成反比，與通電電壓成正比，與拾取速度成正比，與芯片尺寸成反比。當LED芯片很小的時候，LED與基板的粘結層的作用力受表面張力和粘性作用的共同作用，拾取力在克服粘性力的同時還需要克服表面張力，通過調整拾取間隙可用於降低表面張力的影響，如圖1d所示。但是在轉移頭和要拾取的微型器件完全接觸時，可以利用較低的電壓。然而，當存在氣隙時，這呈現出串聯電容，其中，空氣電容可與介電層電容競爭。為了補償在要拾取的相應微型設備陣列上的微型設備傳輸頭陣列中的任何一個之間的空氣電容的可能性，需要更高的工作電壓，由於靜電力轉移技術屬於接觸式轉移，在某些未接觸的表面，經建模仿真，如圖1e所示，在約1nm（0.001μm）的氣隙尺寸下，在某些條件下達10nm（0.01μm）的氣隙尺寸下，沒有觀察到對握持壓力的明顯影響。
圖1靜電力轉移技術原理圖
基於靜電力的轉移技術通過調節靜電力實現了LED芯片的拾取放置工作，但是對平整度提出了特殊要求。 另外，過多的靜電可能會損壞LED管芯，從而導致發光像素失效。
2 范德華力轉移技術
范德華力拾取轉移技術，又稱微轉移印刷（μTP）技術，最早由Rogers提出[2]，其技術的關鍵是采用高聚物印章的力學特性來完成巨量轉移中界面的粘性力調控挑戰，如圖2，其流程可分為拾取放置兩個過程：拾取過程主要依靠彈性圖章與待轉移器件之間的范德華力從施主基體上剝離； 放置過程是利用印章將Micro-LED功能器件(或無機薄膜)印制到受主基體上。在這兩個過程中，解決界面粘附主要涉及印章/Micro LED和Micro LED/基體兩個界面之間的斷裂形成“競爭斷裂”機制。在拾取過程中，印章/Micro-LED界面的黏附作用應該大於元件/贈體基底界面的黏附作用，從而實現將元件薄膜從贈底基底上剝離，放置過程中，Micro-LED元件/印章界面的黏附應該小於Micro-LED/柔性受體界面的黏附，實現將Micro-LED器件轉移到柔性受體。然而，從源基板上依靠范德華力直接拾取Micro LED很難突破生長層的束縛的，通常需要對源基板做處理[3]，用氫氧化鉀（KOH）或氫氧化四甲銨的濕法化學蝕刻去除Si（110）與Si（111）的平面，將每個器件連接到這些區域中的硅從而在不腐蝕硅晶片深度的情況下對器件進行了底切，硅的浮雕結構保留在器件之間的正交方向上，此時Micro LED結構中的GaN形成了小支撐結構（即錨），整個μLED通過兩個錨結構懸浮連接在基板上，此時可以使用圖章轉印方式以非破壞性，高速和並行操作將其移離源基板。
圖2 范德華力轉移技術原理圖
為實現界面粘附力的調控，使用剝離速率來控制界面附着力，臨界能量釋放率與速度的關系式[4]為：，在高剝離速率下，因為印模芯片的能量釋放速率較低，所以芯片-供體基板界面先達到斷裂並將芯片從供體/臨時基板上移走（即拾取），在放置過程中，將印模緩慢剝離，以使芯片-基板界面處的臨界能量釋放率很高，從而實現放置。為了進一步解決極端界面粘附狀態和選擇性，由原先最早的運動控制轉印圖章[5]原理逐漸發展為主動式金字塔微結構控制印章[6]。圖X帶有金字塔形微尖端的微結構化彈性體表面的彩色SEM圖像，其狀態為“粘附力打開”（上圖）和“粘附力關閉”（下圖），接觸面積的極大差異在OFF和ON狀態之間提供了高水平的粘合力切換，剝離力隨速率變化曲線如圖X所示，當完全接觸時，高速拾取微器件，由於圖章的粘彈性，圖章具有很強的速率依賴性，微器件被拾取；當釋放時，微器件僅在尖端接觸，粘合力會降至最低，從而脫離印章實現轉移。
基於范德華力的微圖章轉移技術界面粘合力調控的可重復性是主要問題，盡管可以通過調控速度來提高印章的附着力，但通過改變牽引速度來精確地調節粘附力是困難的；其次，由於外部壓力或高溫引起的彈性印模的膨脹和變形也會導致微型LED位置在轉印后發生較大位移,這些缺點會導致隨后的Micro LED與驅動器背板配准和鍵合產生不良影響。
3 磁場力轉移技術
磁場力轉移技術[7]是在微轉移印刷（μTP）工藝的基礎上，基於生物材料工程技術制造印章使用微結構控制材料表面的特征，使用磁流變彈性體，根據磁場控制機械性能實現轉移工作。具體轉移流程如圖3所示，為了將Micro LED與生長基板分離，Micro LED與彈性印章之間的接觸界面處的粘合力（SDF）必須大於在基板與Micro LED之間的接觸界面處的粘合力（MDF）；要將從源基板上拾取的Micro LED轉移到目標基板，粘合力（SDF）必須大於在Micro LED和印章之間的接觸界面處產生的粘合力（TDF），這一流程與前述微轉移印刷技術一致，但不同點在於這項研究提出了一種磁流變彈性體（MRE），是用光刻工藝制備表面仿生微結構並添加羰基鐵（CI）粉末的一種彈性印章，彈性印章引入柱形微結構以調節界面粘性力，而脫附力則隨着外加磁場和CI顆粒含量的不同而變化，施加的磁場強度越大，CI粒子之間的間隙越小，由於當CI顆粒分散在硅基質中時兩種材料之間的界面結合強度降低，因此機械性能降低。此外CI粒徑越小，MR效應越小，這是因為顆粒之間的拉力弱。當CI顆粒的含量降低時，相互吸引的顆粒數量減少，這導致MR效應降低和硬度降低。通過調節CI粒子的比列和外加磁場的大小，粘附力變化如圖3c所示。
圖3 磁場力轉移技術原理圖
磁場力轉移技術可以有效轉移的Micro-LED，並通過調整CI結構材料的比例便可以實現界面的黏附力的調控工作，有望成為一種可規模化和高效的制造方式。但磁流變彈性體制備復雜，需要通過外加磁場調控CI粒子含量，且轉移過程粘附力還受印章的剛度、摩擦力等的影響，這增加了轉印的技術復雜度。
4 自對准滾輪轉印技術
韓國機械與材料研究所( KIMM)提出了自對准滾印轉移技術[8]，該技術使用彎曲的PDMS壓模實現轉移，並通過計算機界面控制的卷轉移系統進行系統帶有PDMS印章的滾輪與待轉移器件接觸，並提供實時反饋，Micro LED可以通過兩個安裝的顯微鏡與接收器基板精確對准，然后轉移到接收器基板。具體轉移過程如圖4所示，帶有PDMS壓模的輥在供體基板上的Micro LED上移動。通過優化施主基板和輥之間的夾緊力，可以將微型LED准確地轉移到PDMS壓模上。之后，滾軸系統將微型LED轉移到接收器基板上TFT的相應位置，通過使用安裝在卷對卷轉移機上的兩個顯微鏡，可以將TFT和微型LED精確對准。因此，微型LED中放入接收器襯底上。在滾輪轉印過程中，壓模與切屑之間的界面粘附力不僅取決於壓模的速度，還取決於壓模的半徑。為了進一步擴大滾輪轉印附着力控制，引入了成角度的立柱以通過縮回方向控制轉移，但是必須嚴格控制模具與水平輸送板之間的壓力以防止損壞μLED。此外，由於這種技術的大規模轉移，通常有必要設計一種具有微柱結構的陣列壓模[9]，以適應不同的接收基板。由於范德華力，相鄰的微柱會彼此自接觸，這有一定的局限性。
圖4自對准滾輪轉印技術
滾輪轉印技術的關鍵點在於保證卷的輥隙壓力均勻和同步卷的角運動和樣品安裝平台的平移運動，總體來說滾輪轉印技術實現容易且轉移速率較高，但是選擇性差，后期檢修環節不容易實現，導致良率保障低。
5 自組裝轉移技術
精准拾取技術雖然選擇性相對好且產率高，但由於轉移頭的尺寸限制，傳遞速度大大降低。相比而言，自組裝技術可以提供很高的轉移速率，該技術是以elux公司提出的流體自組裝為代表，其轉移原理是將大量微LED元件放置於轉移系統中，以流體力[10]或磁力[11]轉移作用力使得芯片以一定的速度快速移動，以動態注入速率穿過接收器基板，然后懸浮液將微LED捕獲在孔中，自行完成與基板相應組裝位置的對位組裝方式，然后在退火后將其電連接到相應孔的電接口[12]。
圖5 自組裝轉移技術
流體組裝技術兩個挑戰分別是如何實現最大的micro-LED捕獲速度以及如何實現最小的高速陣列組件分配速度。該技術被認為是微型LED組裝的經濟高效且快速的解決方案。然而，該技術選擇性差，后續缺陷修復會很困難。
6 激光轉移技術
激光無接觸轉移技術是以激光為驅動實現無接觸選擇性加工，並以圖案化方式實現Micro Led陣列化和批量化的轉移。Uniqarta的激光使能高級放置（LEAP）[13]是一種非接觸式方法，通過這種方法，激光可以將芯片從載體轉移到基板上，並具有高精度和高產量。多個模具通過單個掃描激光同時傳送，從而最大限度地減少了對機械運動的需求。這使每小時的貼裝速度超過1億個單位，比任何其他裸片貼裝技術都要高幾個數量級。
QMAT開發的巨量轉移技術是束尋址釋放（BAR）[14]，利用激光束將大量Micro LED從源基板快速轉移到目標基板。原理圖如圖6b所示,激光透過透明基板作用在激光釋放層，通過光熱作用使的芯片與原基板分離達到轉移的目的，在進行轉移前，由用戶電腦將前一步所檢測得到的芯片好壞文件進行處理並記憶，在進行轉移時遇到壞點激光則繞過，可以避免將壞點轉移到基板上，提高了良率。
Optovate公司的選擇性激光剝離（p-LLO）工藝[15]使用准分子激光器在藍寶石晶片的生長界面處照亮稀疏分離的裸片大小的氮化鎵區域。紫外線照射會產生鎵金屬和氮氣，這些氣體可控制地將微型LED燒蝕到接收器工具或基板上。這種選擇性陣列轉移工藝使micro-LED制造商能夠應對GaN晶圓上的變化，包括生長缺陷，顏色和正向電壓。此外，p-LLO的選擇性光學尋址功能使晶圓上的預轉移特性數據能夠編碼為micro-LED提取圖案，並用於播種和回填micro-LED背板，從而優化了總產量。
圖6 激光轉移技術