微发光二极管（LED）元件和显示器制造技术

本发明专利技术公开了微发光二极管（LED）元件和显示器。描述了微发光二极管（LED）显示器和组装设备。在示例中，用于微发光二极管（LED）显示面板的像素元件包括第一颜色纳米线LED、第二颜色纳米线LED以及一对第三颜色纳米线LED，其中，第二颜色与第一颜色不同，第三颜色与第一颜色和第二颜色不同。连续的绝缘材料层在横向上围绕第一颜色纳米线LED、第二颜色纳米线LED和一对第三颜色纳米线LED。

Micro Light Emitting Diode (LED) Components and Displays

The invention discloses a micro-light-emitting diode (LED) element and a display. The micro-light-emitting diode (LED) display and assembly equipment are described. In the example, the pixel elements for the display panel of a micro-light-emitting diode (LED) include the first color nanowire LED, the second color nanowire LED and a pair of third color nanowire LED, where the second color is different from the first color and the third color is different from the first color and the second color. The continuous insulating layer surrounds the first color nanowire LED, the second color nanowire LED and a pair of third color nanowire LED horizontally.

【技术实现步骤摘要】
微发光二极管（LED）元件和显示器
本公开的实施例属于微LED显示器的领域。
技术介绍
具有微尺度发光二极管（LED）的显示器被称为微LED、mLED和μLED。顾名思义，微LED显示器具有形成各个像素元件的微LED的阵列。像素可以是显示屏上的微小照明区域，即构成图像的许多个之一。换句话说，像素可以是一起构成如显示器上的图像的小的分立元件。这些主要正方形或矩形形状的单元可以是图像中最小的信息项。像素通常以二维（2D）网格排列，并且使用点、正方形或矩形来表示。像素可以是显示器或数字图像的基本构建块并且具有几何坐标。附图说明图1图示了根据本公开的实施例的显示器接合器设备的示意图的横截面视图。图2A-2C、图2D（1）、图2D（2）和图2E图示了根据本公开的实施例的将像素元件或RGB芯片从载体板转移到显示器背板的方法的横截面视图。图3图示了根据本公开的另一实施例的另一显示器接合器设备的示意图的横截面视图。图4A-4D图示了根据本公开的实施例的将像素元件或RGB芯片从硅晶片转移到显示器背板的方法的横截面视图。图5图示了根据本公开的实施例的说明如何在载体板晶片或硅晶片之上移动显示器背板以转移RGB像素（芯片）和相应像素区域的平面视图。图6是根据本公开的实施例的示出在各种条件下的计算的每个晶片的显示器数量的表。图7图示了根据本公开的实施例的具有三个纳米线LED的RGB芯片的横截面视图。图8A图示了根据本公开的实施例的基于GaN纳米线的LED的横截面视图，其突出了LED的某些层。图8B图示了根据本公开的实施例的基于InGaN纳米线的LED的横截面视图，其突出了LED的某些层。图8C图示了根据本公开的实施例的基于GaN纳米椎体的LED的横截面视图，其突出了LED的某些层。图8D图示了根据本公开的实施例的基于GaN轴向纳米线的LED的横截面视图，其突出了LED的某些层。图9是根据本公开的实施例的图示了RGB显示器生产过程的流程图。图10图示了根据本公开的实施例的LED像素在背板中的射流自组装的示意图。图11图示了根据本公开的实施例的具有处于不同着陆定向的LED像素的图10的背板。图12图示了根据本公开的实施例的用于微LED的射流自组装设备的示意性视图。图13图示了根据本公开的实施例的（a）非功能LED的标识和（b）功能LED在流体中的悬浮。图14图示了根据本公开的实施例的其中具有微槽1402的载体1400的成角度视图。图15图示了根据本公开的实施例的、在已经使用射流自组装将微LED芯片捕获到临时载体板上的微槽中之后将临时载体板中的微LED芯片接合到显示器背板的微凸块的过程的横截面视图。图16图示了根据本公开的实施例的将微LED芯片直接组装在背板的微槽中的过程的横截面视图。图17图示了根据本公开的实施例的涉及电泳的组装方法中的各种操作的横截面视图。图18是根据本公开的实施例的显示器架构的示意性图示。图19是根据本公开的实施例的具有显示器的电子装置。具体实施方式描述了微发光二极管（LED）显示器和组装设备。在以下描述中，阐述了许多具体细节，诸如具体材料和结构状况，以便提供对本公开的实施例的透彻理解。对于本领域技术人员而言将明显的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本公开的实施例。在其他情况下，没有详细描述公知特征，诸如单镶嵌或双镶嵌处理，以免不必要地使本公开的实施例模糊。此外，要理解的是，图中示出的各种实施例是说明性表示，并且不一定按比例绘制。在一些情况下，各种操作将以最有助于理解本公开的方式被依次描述为多个分立操作，然而，描述的次序不应该被解释为暗示这些操作必然是次序相关的。特别地，这些操作不需要按呈现次序来执行。某些术语也可能在以下描述中使用以仅用于参考目的，并且因此不旨在是限制性的。例如，诸如“上”、“下”、“上方”、“下方”、“底部”和“顶部”的术语指代所参考的绘图中的方向。诸如“前”、“背”、“后”和“侧”的术语描述了在一致但任意的参考框架内组件的部分的定向和/或位置，其通过参考描述正在讨论的组件的文本和相关联绘图而是清楚的。这样的术语可以包括上面具体提到的词、其衍生词和类似意义的词。本文描述的一个或多个实施例涉及例如用于整合式移动性计算装置的低功率微LED显示器的制造。在实施例中，与有机LED（OLED）显示器相比，本文所描述的微LED显示器消耗的功率低两倍。这样的功耗降低可以提供附加的近似8小时的电池寿命。这样的平台甚至可以胜过基于低功耗中央处理单元（CPU）的平台。本文描述的实施例可以与一个或多个优点相关联，诸如但不限于高制造产量、高制造吞吐量（每小时的显示器）、以及针对具有在2英寸至11英寸的范围内的对角线尺寸的显示器的适用性。为了提供背景，制造微LED显示器的一种现有技术方法涉及从源到目标的直接转移。微LED器件被制造在源晶片上，然后被直接转移到目标基板，在目标基板中，微LED器件与驱动电子器件组装以提供显示器。然而，该方法缺乏顺应性，并且相关联的形貌对于与三种颜色或更多种的转移相关联的多次传递可能是有问题的。另一种现有技术方法涉及用模具转移。例如，模具从源晶片拾取并且转移到目标基板，在目标基板中，微LED器件与驱动电子器件组装以提供显示器。然而，该方法要求对拾取、接合和释放机构的需要。该方法典型地是缓慢且昂贵的，并且要求独特的工具。为了提供进一步的背景，基于无机微LED（μLED）的显示器对于新兴便携式电子设备和可穿戴计算机（诸如头戴式显示器和腕表）中的应用已经引起了越来越多的关注。微LED典型地首先被制造在（例如）蓝宝石或硅晶片上，然后被转移到显示器背板玻璃基板上，在那里在显示器背板玻璃基板上已经制造了有源矩阵薄膜晶体管。在这样的转移之后的可接受缺陷密度近似为1ppm。这种低缺陷密度要求可以通过针对每种颜色（红色、绿色和蓝色）转移两个微LED来实现，即所谓的“冗余策略”。然而，为了冗余而转移更多的微LED导致更高的制造成本。根据本公开的实施例，解决成本和缺陷性要求两者，在晶片上制造单片红色、绿色和蓝色像素，然后作为整个像素转移，与转移具有不同颜色的单独的微LED相反。如本文所描述的，制造其上具有单独的红绿蓝（RGB）像素（芯片）的源晶片。然后实施晶片到晶片接合设备和工艺技术，以直接或通过中间载体板将微LED从源晶片转移到目标显示器背板基板。在第一示例中，图1图示了根据本公开的实施例的显示器接合器设备的示意图的横截面视图。参考图1，显示器接合器设备100包括用于将显示器背板基板104保持在第一位置106的第一支撑件102。第二支撑件108用于将载体板110保持在第二位置112。位置112在第一位置106之上。在一个实施例中，活塞114耦合到第二支撑件108。活塞114用于将载体板108从第二位置112朝向第一位置106移动。在另外的实施例中，活塞114将力116施加到载体板108，以将发光二极管（LED）像素元件118从载体板108转移并且接合到显示器背板基板104上的金属凸块120。在实施例中，载体板108使用接合层（例如，压敏粘合剂）将微LED118保持在RGB微LED芯片所附接的地方。使接合层与具有金属凸块120的显示器背板基板104接触，使得微LED金属接触和背板金属凸块1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于微发光二极管（LED）显示面板的像素元件，所述像素元件包括：第一颜色纳米线LED；第二颜色纳米线LED，所述第二颜色与所述第一颜色不同；一对第三颜色纳米线LED，所述第三颜色与所述第一颜色和所述第二颜色不同；以及连续的绝缘材料层，其在横向上围绕所述第一颜色纳米线LED、所述第二颜色纳米线LED和所述一对第三颜色纳米线LED。

【技术特征摘要】
2017.08.18 US 15/6812471.一种用于微发光二极管（LED）显示面板的像素元件，所述像素元件包括：第一颜色纳米线LED；第二颜色纳米线LED，所述第二颜色与所述第一颜色不同；一对第三颜色纳米线LED，所述第三颜色与所述第一颜色和所述第二颜色不同；以及连续的绝缘材料层，其在横向上围绕所述第一颜色纳米线LED、所述第二颜色纳米线LED和所述一对第三颜色纳米线LED。2.根据权利要求1所述的像素元件，其中，所述第一颜色是红色，所述第二颜色是绿色，并且所述第三颜色是蓝色。3.根据权利要求1所述的像素元件，其中，所述第一颜色是红色，所述第二颜色是蓝色，并且所述第三颜色是绿色。4.根据权利要求1所述的像素元件，其中，所述第一颜色是蓝色，所述第二颜色是绿色，并且所述第三颜色是红色。5.根据权利要求1所述的像素元件，其中，从平面视图的角度看，所述第一颜色纳米线LED、所述第二颜色纳米线LED和所述一对第三颜色纳米线LED具有2×2布置。6.根据权利要求1所述的像素元件，其中，所述第一颜色纳米线LED、所述第二颜色纳米线LED和所述一对第三颜色纳米线LED包括氮化镓（GaN）芯。7.根据权利要求6所述的像素元件，其中，所述第一颜色纳米线LED、所述第二颜色纳米线LED和所述一对第三颜色纳米线LED包括铟镓氮（InGaN）壳。8.根据权利要求1所述的像素元件，其中，所述连续的绝缘材料层包括氧化硅或碳掺杂的二氧化硅。9.一种红色发光二极管结构，包括：基板上方的GaN纳米线；所述GaN纳米线上的In...

【专利技术属性】
技术研发人员：K艾哈迈德，A潘科利，A卡基菲鲁茨，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US