微发光组件、微发光二极管及微发光二极管转印方法技术

技术编号:23866033 阅读:50 留言:0更新日期:2020-04-18 17:03
一种微发光组件,包含:基架,包括柱状结构(310);至少一个微发光二极管(100),微发光二极管(100)通过柱状结构(310)与基架连接,微发光二极管(100)由柱状结构(310)提供支撑;柱状结构(310)与微发光二极管(100)连接的一端位于微发光二极管(100)表面的凹槽(101)内,该微发光组件在转移过程中,减少或者消除微发光二极管(100)上柱状结构(310)断裂残留,避免工艺残留物过高影响后续微发光二极管(100)共晶到电路板。

Microlight emitting module, microlight emitting diode and transfer method of microlight emitting diode

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微发光组件、微发光二极管及微发光二极管转印方法
本专利技术是有关于一种半导体制造领域,特别是指一种微发光组件、微发光二极管,及微发光二极管转印方法。
技术介绍
微型发光二极管(MicroLED)是目前热门研究的下一代显示器的光源。微型发光二极管显示器具有低功率消耗、高亮度、超高分辨率、超高色彩饱和度、响应速度快、能耗低,及寿命长等优点。此外,微型发光二极管显示器的功率消耗量约为液晶显示器(LCD)的10%或有机发光二极管显示器(OLED)的50%。而与同样是自发光的OLED相比较,亮度高了30倍,且分辨率可以达到1500PPI(像素密度,PixelsPerInch)。微型发光二极管显示器的的这些明显的优势,使得它有望取代现在的OLED和LCD,成为下一代的显示器。微型发光二极管目前还无法量产,是因为目前还有许多技术难题需要克服,其中一个重要的技术难题就是如何提高转印良率。例如天津三安光电有限公司的专利申请(公开号:CN107681034A)中提及的微发光制作技术,利用热固性材料制作支撑柱支撑芯粒,使器件置于待拾取状态,而在该案提供的器件基础上通过压模压印方式巨量转移芯粒。参看图1和图2,虽然该案工艺制作的器件可以用来对倒装型微发光二极管100进行巨量转移,但利用压模压印200对该器件进行压印的过程中,由于热固性材料制作的支撑柱310对微发光二极管100的粘附力大于支撑柱310内部本身的断裂强度,支撑柱310在粘附力的外加载荷作用下,应力达到支撑柱310材料的断裂强度而产生断裂。该断裂位置难以掌控,残余的支撑柱311附着在微发光二极管100表面,在一些情况下,该残余的支撑柱311高度高于微发光二极管100电极的高度,残留高度太高就无法完成后续微发光二极管100的固晶工艺,严重影响了固晶工艺的良率。
技术实现思路
本专利技术就是针对
技术介绍
的问题提出一种可行的解决方案,通过此方案可以大幅减少在微发光二极管表面的支撑柱残留。本专利技术提供了一种微发光组件,包含:基架,包括柱状结构;至少一个微发光二极管,在一些情况下可以由一系列微发光二极管组成阵列排布,微发光二极管通过柱状结构与基架连接,微发光二极管由柱状结构提供支撑;柱状结构与微发光二极管连接的一端位于微发光二极管表面的凹槽内,柱状结构的材料为高分子聚合物。根据本专利技术,优选的,柱状结构与凹槽的底部和侧壁接触。根据本专利技术,优选的,柱状结构为圆柱结构或者柱径上端小、下端大的凸台结构。根据本专利技术,优选的,柱状结构的柱径是变化的,柱状结构具有一小面积截面,该截面与其附近的截面相比具有更小的横截面积。根据本专利技术,优选的,小面积截面与柱状结构的其他区域相比,具有更小的横截面积。根据本专利技术,优选的,柱状结构远离微发光二极管一端的柱径大于靠近微发光二极管一端的柱径。根据本专利技术,优选的,柱状结构具有应力集中区域,或者存在应力缺陷的区域。根据本专利技术,优选的,柱状结构与微发光二极管之间具有第一中间层。根据本专利技术,优选的,第一中间层对柱状结构的粘合力大于柱状结构对微发光二极管的粘合力,以氮化镓基为例,第一中间层对柱状结构的粘合力大于柱状结构对氮化镓的粘合力。根据本专利技术,优选的,柱状结构与微发光二极管之间具有第二中间层。根据本专利技术,优选的,第二中间层对柱状结构的粘附力,小于柱状结构内的分子间作用力。根据本专利技术,优选的,第二中间层的表面具有孔洞结构。根据本专利技术,优选的,第二中间层具有第一表面和第二表面,其中第一表面位于靠近微发光二极管的一侧,第二表面位于靠近柱状结构的一侧,孔洞结构位于第一表面和/或第二表面。根据本专利技术,优选的,第二中间层包括跟第一中间层粘附性较好的材料,以第一中间层为二氧化硅制作的PV保护层为例,第二中间层选择铬或者钛。根据本专利技术,优选的,第二中间层为牺牲层。根据本专利技术,优选的,牺牲层材料为光敏胶例如光阻或者紫外UV胶,也可以是二氧化硅等易于移除的材料。根据本专利技术,优选的,凹槽的深度为1000埃至2500埃。根据本专利技术,优选的,凹槽的深度不宜太深,不能太深,太深则粘附力过强,容易导致柱状结构断裂,为1800埃至2000埃。上述微发光组件为待拾取状态下的器件,对该器件进行压模压印拾取转移微发光组件内的微发光二极管,该微发光二极管包含:发光外延层,具有N侧层、P侧层和两者之间的发光层;N电极与N侧层连接;P电极与P侧层连接;微发光二极管具有相对应的第一表面和第二表面,第一表面具有凹槽,凹槽用于与上述柱状结构配合,一方面向微发光二极管传递支撑力,一方面提供与柱状结构的粘附力,凹槽为第一中间层构成。第一中间层对高分子聚合物的粘合力大于高分子聚合物对发光外延层的粘合力。根据本专利技术,优选的,第一中间层包括二氧化硅、氧化铝或者氮化硅,高分子聚合物为硅胶或者UV胶。根据本专利技术,优选的,凹槽的深度为1000埃至2500埃。根据本专利技术,优选的,凹槽的表面具有第二中间层。根据本专利技术,优选的,第二中间层对柱状结构的粘附力,小于柱状结构内的分子间作用力。根据本专利技术,优选的,第二中间层的表面具有孔洞结构。根据本专利技术,优选的,第二中间层具有第一表面和第二表面,其中第一表面位于靠近微发光二极管的一侧,第二表面位于远离微发光二极管的一侧,孔洞结构位于第一表面和/或第二表面。根据本专利技术,优选的,第二中间层包括铬Cr或者钛Ti。根据本专利技术,优选的,第二中间层为牺牲层。根据本专利技术,优选的,牺牲层材料为光敏胶或者二氧化硅。根据本专利技术,优选的,凹槽位于微发光二极管的非发光面一侧或者直接位于非发光面上。凹槽与P电极、N电极位于微发光二极管同侧,凹槽内残留有高分子聚合物,高分子聚合物的高度低于P电极和N电极。除了上述微发光组件和微发光二极管,本专利技术还公开了用于巨量转移微发光二极管的工艺方法,包括以下步骤:步骤1,提供衬底,衬底上阵列式间隔排布有复数颗微发光二极管,在微发光二极管的表面及其之间裸露的衬底表面制作第一中间层;步骤2,在微发光二极管表面先沉积上牺牲材料,然后在牺牲材料和第一中间层上制作凹槽;步骤3,在牺牲材料上和第一中间层中的凹槽内制作第二中间层;步骤4,在第二中间层上制作支撑层;步骤5,提供一键合基架;步骤6,将键合基架和支撑层键合;步骤7,剥离衬底,裸露出微发光二极管和第一中间层;步骤8,依次去除裸露的第一中间层和牺牲材料。根据本专利技术,优选的,步骤8之后包括步骤9,利用压印印章对微发光二极管远离胶层的一面进行压印,将微发光二极管与胶层分离。本专利技术的有益效果,至少包括:在转移过程中,减少或者消除微发光二极管上柱状结构断裂残留,避免工艺残留物过高影响后续微发光二极管共晶到电路板。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种微发光组件,包含:/n基架,包括柱状结构;/n至少一个微发光二极管,微发光二极管通过柱状结构与基架连接,微发光二极管由柱状结构提供支撑;/n其特征在于,柱状结构与微发光二极管连接的一端位于微发光二极管表面的凹槽内。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种微发光组件,包含:
基架,包括柱状结构;
至少一个微发光二极管,微发光二极管通过柱状结构与基架连接,微发光二极管由柱状结构提供支撑;
其特征在于,柱状结构与微发光二极管连接的一端位于微发光二极管表面的凹槽内。


2.根据权利要求1所述的一种微发光组件,其特征在于,柱状结构与凹槽的底部和侧壁接触。


3.根据权利要求1所述的一种微发光组件,其特征在于,柱状结构为圆柱结构或者凸台结构。


4.根据权利要求1所述的一种微发光组件,其特征在于,柱状结构的柱径是变化的,柱状结构具有一小面积截面,该截面与其附近的截面相比具有更小的横截面积。


5.根据权利要求4所述的一种微发光组件,其特征在于,小面积截面与柱状结构的其他区域相比,具有更小的横截面积。


6.根据权利要求1所述的一种微发光组件,其特征在于,柱状结构远离微发光二极管一端的柱径大于靠近微发光二极管一端的柱径。


7.根据权利要求1所述的一种微发光组件,其特征在于,柱状结构具有应力集中区域或者具有应力缺陷区域。


8.根据权利要求1所述的一种微发光组件,其特征在于,柱状结构与微发光二极管之间具有第一中间层。


9.根据权利要求8所述的一种微发光组件,其特征在于,第一中间层对柱状结构的粘合力大于柱状结构对微发光二极管的粘合力。


10.根据权利要求8所述的一种微发光组件,其特征在于,柱状结构与微发光二极管之间具有第二中间层。


11.根据权利要求10所述的一种微发光组件,其特征在于,第二中间层对柱状结构的粘附力,小于柱状结构内的分子间作用力。


12.根据权利要求10所述的一种微发光组件,其特征在于,第二中间层的表面具有孔洞结构。


13.根据权利要求12所述的一种微发光组件,其特征在于,第二中间层具有第一表面和第二表面,其中第一表面位于靠近微发光二极管的一侧,第二表面位于靠近柱状结构的一侧,孔洞结构位于第一表面和/或第二表面。


14.根据权利要求10所述的一种微发光组件,其特征在于,第二中间层包括铬或者钛。


15.根据权利要求10所述的一种微发光组件,其特征在于,第二中间层包括牺牲层。


16.根据权利要求15所述的一种微发光组件,其特征在于,牺牲层材料包括光敏胶或者二氧化硅。


17.根据权利要求1所述的一种微发光组件,其特征在于,凹槽的深度为1000埃至2500埃。


18.根据权利要求1所述的一种微发光组件,其特征在于,凹槽的深度为1800埃至2000埃。


19.根据权利要求1所述的一种微发光组件,其特征在于,柱状结构的材料为高分子聚合物。


20.一种微发光二极管,包含...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴政詹伯祺李佳恩徐宸科
申请(专利权)人:厦门市三安光电科技有限公司
类型:发明
国别省市:福建;35

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