[發(fā)明專利]一種柔性可拉伸的Micro-LED巨量轉(zhuǎn)移裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010485732.X
• 申請(qǐng)日: 2020-06-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111599912B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳云;丁樹(shù)權(quán);陳新;高健;劉強(qiáng);賀云波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L33/48
• 分類號(hào): H01L33/48;H01L33/62;H01L27/15;H01L21/67
• 代理公司: 佛山市禾才知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44379
• 代理人: 羅凱欣;單蘊(yùn)倩

一種柔性可拉伸的Micro?LED巨量轉(zhuǎn)移裝置，包括轉(zhuǎn)移基板和承接單元；所述轉(zhuǎn)移基板包括柔性單元、熱敏感膠、晶片和晶片焊盤(pán)，所述柔性單元設(shè)置有電熱單元，所述電熱單元的表面粘結(jié)有所述熱敏感膠，所述熱敏感膠的表面粘結(jié)有多個(gè)所述晶片，所述晶片附帶有多個(gè)所述晶片焊盤(pán)；所述承接單元包括接受基板及分布于所述接受基板的金屬凸點(diǎn)；所述金屬凸點(diǎn)與所述晶片焊盤(pán)一一對(duì)應(yīng)。本發(fā)明解決現(xiàn)有Micro?LED巨量轉(zhuǎn)移效率低、可控性差和工藝流程復(fù)雜等問(wèn)題，在保證精準(zhǔn)度和良率之外，在選擇性釋放的同時(shí)實(shí)現(xiàn)可控分散晶片間隔距離的要求，進(jìn)一步滿足了低成本、易操作、高效率、高柔性并簡(jiǎn)化工藝等需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體光電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種柔性可拉伸的Micro-LED巨量轉(zhuǎn)移裝置和方法。

背景技術(shù)

在本世紀(jì)初來(lái)自德州理工大學(xué)的研究者提出Micro-LED的概念之后，研究機(jī)構(gòu)和廠商相繼加大了對(duì)該技術(shù)開(kāi)發(fā)的研究。Micro-LED及其衍生的技術(shù)指將傳統(tǒng)的LED進(jìn)行微小化、薄膜化、陣列化，從而得以將密排的小尺寸集成在尺寸在1μm～10μm的各個(gè)芯片上，再分批次選擇并轉(zhuǎn)移到顯示基板上，通過(guò)物理沉積制作出電極和保護(hù)層，再進(jìn)行封裝。與傳統(tǒng)LED、OLED顯示技術(shù)相比，其具有高發(fā)光效率、高對(duì)比度、高色彩飽和度、長(zhǎng)壽命等優(yōu)勢(shì)，可用于解決原有顯示設(shè)備產(chǎn)生的眩暈、穿戴不適等市場(chǎng)痛點(diǎn)。然而，在量產(chǎn)化過(guò)程中，其面臨著巨量(規(guī)模化)轉(zhuǎn)移、全彩化、微濃縮技術(shù)等技術(shù)阻礙。巨量轉(zhuǎn)移作為一大關(guān)鍵工藝，要求在平方厘米級(jí)大小的晶體管面板上，均勻焊接固定成千上萬(wàn)個(gè)RGB三色晶片陣列，以實(shí)現(xiàn)全彩顯示，且在轉(zhuǎn)移過(guò)程中要求裝備能夠根據(jù)目標(biāo)基板的顯示需求，將同一轉(zhuǎn)移批次的晶片間隔進(jìn)行均勻分散后選擇性釋放。如此大批量的精細(xì)轉(zhuǎn)移，要求開(kāi)發(fā)更為高效、高精準(zhǔn)度的工藝技術(shù)。

現(xiàn)有工藝鏈上的巨量轉(zhuǎn)移方法，主要是(1)激光、超聲波剝離技術(shù)，其具體過(guò)程是：用附著有彈性膜的轉(zhuǎn)移基板粘結(jié)晶片，之后用圖案化激光/超聲換能器定點(diǎn)使薄膜凸起，在重力的作用下選擇性地釋放晶片，并且同時(shí)起到擴(kuò)大晶片間隔距離的作用，如美國(guó)專利US8056222B2和US9161448B2等，然而該技術(shù)需要用到的圖案化激光或者超聲技術(shù)成本較高，且激光剝離容易造成晶片的損傷。(2)流體自組裝技術(shù)，利用流體如氣體、液體的干預(yù)，讓Micro-LED落入預(yù)制的特殊結(jié)構(gòu)中，達(dá)到自組裝效果，但因?yàn)榱黧w可控性不強(qiáng)而導(dǎo)致精準(zhǔn)度難以把握。

柔性材料，例如水凝膠，可通過(guò)調(diào)控其組分，達(dá)到高韌性、可拉伸性的優(yōu)異性能，可在上述選擇性釋放技術(shù)和晶片距離的可控均勻分散過(guò)程中發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。然而在選擇性釋放過(guò)程中，已有的技術(shù)中沒(méi)有將柔性材料應(yīng)用在該工藝過(guò)程中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)背景技術(shù)中的缺陷，提出一種柔性可拉伸的Micro-LED巨量轉(zhuǎn)移裝置和方法，以解決現(xiàn)有Micro-LED巨量轉(zhuǎn)移效率低、可控性差和工藝流程復(fù)雜等問(wèn)題，在保證精準(zhǔn)度和良率之外，在選擇性釋放的同時(shí)實(shí)現(xiàn)可控分散晶片間隔距離的要求，進(jìn)一步滿足了低成本、易操作、高效率、高柔性并簡(jiǎn)化工藝等需求。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種柔性可拉伸的Micro-LED巨量轉(zhuǎn)移裝置，包括轉(zhuǎn)移基板和承接單元；

所述轉(zhuǎn)移基板包括柔性單元、熱敏感膠、晶片和晶片焊盤(pán)，所述柔性單元設(shè)置有電熱單元，所述電熱單元的表面粘結(jié)有所述熱敏感膠，所述熱敏感膠的表面粘結(jié)有多個(gè)所述晶片，所述晶片附帶有多個(gè)所述晶片焊盤(pán)；

所述承接單元包括接受基板及分布于所述接受基板的金屬凸點(diǎn)；

所述金屬凸點(diǎn)與所述晶片焊盤(pán)一一對(duì)應(yīng)。

優(yōu)選的，所述柔性單元包括上下兩層水凝膠層及以三明治層壓式于所述水凝膠層之間的彈性層；

所述柔性單元上還設(shè)置有屈曲結(jié)構(gòu)的導(dǎo)線；

所述電熱單元與所述水凝膠層穩(wěn)固接觸，且其兩端連接所述導(dǎo)線。