[發(fā)明專(zhuān)利]界面限位組裝制備LED顯示器的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010720714.5
• 申請(qǐng)日: 2020-07-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111933775B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張小齊;劉政;呂小霞;莊世強(qiáng);于佳琳
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳市隆利科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L33/48
• 分類(lèi)號(hào): H01L33/48;H01L33/62;H01L27/15
• 代理公司: 廣州三環(huán)專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 肖宇揚(yáng);付靜

本發(fā)明公開(kāi)了一種界面限位組裝制備LED顯示器的方法。該方法包括提供第一襯底，第一襯底的頂表面上設(shè)置有多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極和限位機(jī)構(gòu)，限位機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述驅(qū)動(dòng)電極的周?chē)惶峁腋∮蠰ED芯片的LED芯片液體懸浮液，LED芯片與所述限位機(jī)構(gòu)的形狀相契合；使所述LED芯片液體懸浮液流過(guò)第一襯底的頂表面；通過(guò)限位機(jī)構(gòu)的界面限位，捕獲LED芯片于多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極上；對(duì)第一襯底進(jìn)行退火，以使得每個(gè)LED芯片和與其對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電極電性連接。本發(fā)明其可以簡(jiǎn)潔快速且精準(zhǔn)地轉(zhuǎn)移巨量的微型發(fā)光二極管，并具有高良率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件制造和光學(xué)系統(tǒng)，尤其涉及一種界面限位組裝制備LED顯示器的方法。

背景技術(shù)

微型發(fā)光二極管(Micro-LED)就是“微”LED(發(fā)光二極管)，微型發(fā)光二極管陣列顯示作為一種新顯示技術(shù)，與其它顯示技術(shù)，比如液晶顯示(Liquid Crystal Display，LCD)、有機(jī)電激光顯示(Organic Light-Emitting Diode，OLED)等離子顯示(Plasma DisplayPanel，PDP)等相比，其核心的不同之處在于其采用無(wú)機(jī)LED作為發(fā)光像素。

制作好的微小的LED需要轉(zhuǎn)移到做好驅(qū)動(dòng)電路103的基底上。無(wú)論是電視還是手機(jī)屏，其像素的數(shù)量都是相當(dāng)巨大的，以一個(gè)55寸4K電視為例，需要轉(zhuǎn)移的晶粒就高達(dá)2400萬(wàn)顆(以4000x 2000x RGB三色計(jì)算)，即使一次轉(zhuǎn)移1萬(wàn)顆，也需要重復(fù)2400次，這種技術(shù)叫做巨量轉(zhuǎn)移。巨量轉(zhuǎn)印設(shè)備是實(shí)現(xiàn)三基色Micro-LED芯片集成制造的關(guān)鍵。而4K或8K顯示像素的尺寸較小，并且顯示產(chǎn)品對(duì)于像素錯(cuò)誤的容忍度也很低，一塊有“亮點(diǎn)”或“暗點(diǎn)”的顯示屏無(wú)法滿(mǎn)足用戶(hù)需求，所以將這些小像素可靠地轉(zhuǎn)移到做好驅(qū)動(dòng)電路103的襯底上并實(shí)現(xiàn)電路連接是十分困難、復(fù)雜的技術(shù)。實(shí)際上，“巨量轉(zhuǎn)移”確實(shí)是目前Micro-LED商業(yè)化上的一大瓶頸技術(shù)。其轉(zhuǎn)移的效率，成功率都決定著商業(yè)化的成功與否。如何提高巨量轉(zhuǎn)移后Micro-LED器件的良品率是值得研究的問(wèn)題。將LED晶體薄膜無(wú)需封裝直接搬運(yùn)到驅(qū)動(dòng)背板上，在Micro-LED的生產(chǎn)上，要把數(shù)百萬(wàn)甚至數(shù)千萬(wàn)顆微米級(jí)的LED晶粒正確且有效率的移動(dòng)到電路基板上。

美國(guó)專(zhuān)利US20170133550A1首次提出用于制造發(fā)光顯示器的流體組裝方法，其技術(shù)是在Micro LED組裝期間藉由流體懸浮液體當(dāng)介質(zhì)，該Micro LED懸浮液流過(guò)頂表面設(shè)置有多個(gè)井的發(fā)光基板從而Micro LED被捕獲在井中，并利用熔融焊料在井的毛細(xì)管的界面對(duì)Micro LED電極進(jìn)行機(jī)械和電性連接，將Micro LED捕獲及對(duì)準(zhǔn)至焊點(diǎn)上。由于此方法中毛細(xì)管作用力過(guò)大且不可控，一方面極易造成Micro LED損傷和失效，另一方面容易誘導(dǎo)Micro LED錯(cuò)位組裝和堆疊，因此難以確保轉(zhuǎn)移精度和良率，無(wú)法滿(mǎn)足橫向精度要求高的巨量轉(zhuǎn)移，而且修復(fù)工藝繁雜耗時(shí)，難以滿(mǎn)足大規(guī)模生產(chǎn)的要求。美國(guó)專(zhuān)利US20180261570A1提出一種定向自組裝的方式則是通過(guò)反磁漂浮的辦法處理巨量轉(zhuǎn)移Micro LED，該方法包括將振動(dòng)力施加到磁性臺(tái)，磁性臺(tái)包括多個(gè)磁體和以陣列布置的間隔物；將多個(gè)鐵磁性的LED芯片(每個(gè)鐵磁性的LED芯片都具有鐵磁條)沉積到磁性平臺(tái)上，振動(dòng)力將多個(gè)鐵磁性的LED芯片基本均勻地分布在磁性平臺(tái)的表面上，并且其中振動(dòng)力使多個(gè)鐵磁性的LED芯片對(duì)準(zhǔn)具有最大磁場(chǎng)強(qiáng)度的節(jié)點(diǎn)；通過(guò)磁場(chǎng)的物理反轉(zhuǎn)去除一組不在最大磁場(chǎng)強(qiáng)度節(jié)點(diǎn)中的鐵磁性的LED芯片。然而制備鐵磁性的LED芯片是復(fù)雜的，因而反磁漂浮流體組裝的技術(shù)是昂貴的、緩慢的，并且可能缺少靈活性和諸如LED芯片的脆弱的結(jié)構(gòu)和兼容性，這導(dǎo)致LED芯片分辨率的缺失和不均勻的LED芯片密度，這阻礙了復(fù)用、小型化和信號(hào)定量。另外，美國(guó)專(zhuān)利US20180053742A1提出將電子器件粘附于暫時(shí)性固定層，通過(guò)擴(kuò)張?jiān)摃簳r(shí)性固定層來(lái)改變LED間距從而轉(zhuǎn)移到承載基板上。由于此方法中暫時(shí)性固定層在橫向和縱向均會(huì)擴(kuò)張，難以確保橫向轉(zhuǎn)移精度，無(wú)法滿(mǎn)足橫向精度要求高的巨量轉(zhuǎn)移，且暫時(shí)性固定層擴(kuò)張倍數(shù)有限，無(wú)法滿(mǎn)足大橫向間距。這些技術(shù)遇到的問(wèn)題是：1)轉(zhuǎn)移的Micro-LED芯片尺寸極小(3μm-200μm)，需要極高精度的操作技術(shù)；2)一次轉(zhuǎn)移需要移動(dòng)幾萬(wàn)乃至幾十萬(wàn)顆Micro-LED芯片，數(shù)量巨大；3)如何提升轉(zhuǎn)移良率到99.99％，甚至更高。