[發明專利]一種MicroLED的巨量轉移和色彩變換的方法

有效

• 申請號: 201910072285.2
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109920885B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 徐從康;顧而丹;王江涌
• 申請（專利權）人: 汕頭大學
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L21/67;H05K13/04
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 曹江;周增元

本發明涉及一種MicroLED的巨量轉移和色彩變換的方法，主要包括：（1）在藍寶石襯底上制作陣列化圖形的基于GaN的綠光、藍光倒裝芯片，再退火處理；（2）用激光分解GaN緩沖層，從而將藍寶石剝離掉；（3）將陣列化圖形的綠光、藍光倒裝芯片分別一次性平移到驅動基板的上，用ICP刻蝕掉薄膜，分開相互連接的芯片；（4）通過SMT倒裝回流焊接芯片到驅動基板上；（5）涂布量子點到目標芯片的上端表面通過藍光或綠光激發出紅光。本發明將綠光和藍光微型芯片一次性批量轉移到驅動基板上，芯片轉移量大、簡單、方便、快捷，降低了轉移的次數和時間，同時最少使用量子點獲得RGB色彩轉換，極大地提高了顯示質量，降低了Micro?LED的生產成本，推動了產業化進程。

技術領域

本發明涉及半導體及顯示電子技術領域，尤其是一種微型發光二極管（Micro-LED）巨量轉移和色彩變換。

背景技術

新一代顯示技術微型發光二極管（Micro-LED）與現有的OLED技術相比不僅具有發光效率高、亮度高、功耗更低的特點，而且不易受水蒸汽、氧氣或高溫的影響，因而其在穩定性、使用壽命、工作溫度等方面具有明顯的優勢。與TFT-LCD的圖像反應速度毫秒、OLED的微秒相比，Micro-LED的圖像反應速度只有納秒，其次，作為穿戴式電子設備的顯示屏占比80%的耗電量；Micro-LED的低耗電量和快速響應速度等特點最適合于VR/AR設備、車載顯示和智能手機等，對于提升用戶使用體驗有著明顯的優勢。因此，從目前來看，Micro-LED市場最先可能集中在超小尺寸顯示上，例如：車載顯示器、智能手機、智能手表和VR/AR等。可見，Micro-LED是發展下一代顯示技術和設備的核心器件，已經成為當前國際上半導體光電器件研發和產業化的重點。當前，Micro-LED核心技術在顯示領域的應用正面臨重大突破。但其產業化仍然有許多問題亟待解決如：微縮化與陣列化，芯片巨量轉移和色彩變換，檢測和修復等，其中巨量轉移和色彩變換是最先需要突破的關鍵技術。

發明內容

本發明的目的在于提供一種MicroLED的巨量轉移和色彩變換的方法，以解決現有技術存在的問題。

一種MicroLED的巨量轉移和色彩變換的方法，主要包括以下步驟：

步驟1、在含磊晶層的藍寶石襯底LED晶圓上通過光刻蝕或ICP刻蝕分別制作陣列化圖形的基于GaN的綠光倒裝芯片、藍光倒裝芯片；對制作的綠光倒裝芯片、藍光倒裝芯片分別在真空爐中做退火處理，對芯片的性能進行修復；

步驟2、用激光分解綠光倒裝芯片和藍光倒裝芯片上的GaN緩沖層，從而將藍寶石剝離掉；襯底處理能夠得到薄膜支撐的圖案形芯片，實現一次性批量平行轉移；

步驟3、將薄膜支撐的圖案形綠光倒裝芯片和藍光倒裝芯片分別一次性平移到驅動基板的上，綠光倒裝芯片和藍光倒裝芯片按規律穿插排列；用ICP刻蝕掉薄膜，分開相互連接的芯片；

步驟4、通過表面組裝技術（SMT）倒裝回流焊接芯片到驅動基板上；

步驟5、涂布量子點到目標芯片的上端表面通過藍光或綠光激發出紅光。

芯片結構為倒裝結構，有利于芯片的散熱和提高亮度。

本發明藍光和綠光的圖案化結構可以互換，即可以通過綠光或藍光激發量子點產生紅光，實現紅光、綠光和藍光三基色光。

進一步的，所述綠光倒裝芯片為一陣列綠光倒裝芯片，所述藍光倒裝芯片為二陣列藍光倒裝芯片；所述目標芯片為二陣列藍光倒裝芯片中的一陣列。

進一步的，所述綠光倒裝芯片為二陣列綠光倒裝芯片，所述藍光倒裝芯片為一陣列藍光倒裝芯片；所述目標芯片為二陣列綠光倒裝芯片中的一陣列。

進一步的，所述綠光倒裝芯片和藍光倒裝芯片的尺寸為4-10微米，有利于提高像素密度。