用于将microLED组装到基底上的方法和系统技术方案

本公开涉及用于将microLED组装到基底上的方法和系统。将microLED芯片从外延晶片转移到第一试样块基底。该第一试样块基底具有暂时保持microLED芯片的第一软粘合剂层。使用第一转移基底，将microLED芯片的子集从第一试样块基底转移到具有第二软粘合剂层的第二试样块基底。经由第二转移基底，将microLED芯片的图案从另一个基底转移到第二试样块基底，以填充microLED芯片的子集中的空位。转移基底可操作以保持和释放多个微对象。以保持和释放多个微对象。以保持和释放多个微对象。

【技术实现步骤摘要】
用于将microLED组装到基底上的方法和系统

技术实现思路

[0001]本公开涉及用于将microLED组装到基底上的方法和系统。在一个实施方案中，将microLED芯片从外延晶片转移到第一试样块基底。第一试样块基底具有暂时保持microLED芯片的第一软粘合剂层。经由第一转移基底，将microLED芯片的子集从第一试样块基底转移到第二试样块基底，该第二试样块基底具有暂时保持microLED芯片的子集的第二软粘合剂层。经由第二转移基底，将microLED芯片的图案从另一个基底转移到第二试样块基底，以填充microLED芯片的子集中的空位。第一转移基底和第二转移基底可操作以同时保持和释放多个微对象。
[0002]根据以下详细论述和附图，可以了解各种实施方案的这些和其他特征和方面。
附图说明
[0003]下面的论述参考以下附图，其中同一附图标记可用于识别多个附图中的类似/相同部件。图未必按比例绘制。
[0004]图1和图2为示出根据一个示例性实施方案的组装过程的框图
[0005]图3为根据一个示例性实施方案的设备和系统的框图；
[0006]图4为示出根据一个示例性实施方案的高级组装过程的框图；
[0007]图5、图6和图7为示出如图4所示的过程的详细处理步骤的框图；
[0008]图8和图9为示出根据示例性实施方案的方法的流程图。
具体实施方式
[0009]本公开涉及一种系统和方法，该系统和方法用于将大量微对象(例如，颗粒、小芯片、mini
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LED或microLED管芯)从供体基底并行转移到另一个基底，同时保持各个微对象的高位置配准。该方法和系统允许从转移基底选择性转移微对象，并且将微对象选择性放置到目的地或目标基底。该方法和系统可用于组装microLED显示器和类似器件。
[0010]由于microLED有可能成为更薄、更亮、更轻和低功率的显示器，因此其正在兴起成为下一代显示技术。microLED显示器由各自形成像素的微观LED阵列制成。与常规LCD系统相比，OLED显示器和microLED显示器两者均大幅降低能耗需求。与OLED不同，microLED基于常规GaN LED技术，该技术提供的总亮度比OLED产生的更高，以及每单位功率发射的光效率更高。它也不受到OLED寿命较短的影响。
[0011]利用microLED的单个4K电视机具有然后需要组装的约2500万个小LED子像素。小芯片的质量转移是可用于microLED制造的一种技术。依赖于质量转移技术的显示器组装过程为microLED制造过程中的瓶颈之一。显示器通常需要非常高的像素产率，这高于单个外延晶片可实现的像素产率。因此，组装技术应提供避免将非功能性LED转移到显示器基底的方式。例如，在质量转移过程中，可以有效的方式消除晶片和供体载体上有缺陷的microLED并用良好的microLED替换，从而以低制造成本提高总体产率。
[0012]在本公开中，描述了一种质量转移方法和系统，该方法和系统可利用这种选择性
转移头来以有效的方式组装高像素产率的microLED显示器。该系统和方法在质量转移过程中支持已知良好管芯(KGD)芯片转移和并行像素修复。
[0013]能够以任意图案按需选择性转移小芯片对于促进microLED显示器制造的有效转移过程、像素修复、孔/位再填充是有用的，这将导致高过程产率。弹性体压模已用于确定性地转移用于这类应用的微型LED芯片。然而，弹性体压模具有固定的图案，并且不能转移小芯片的任意图案。不可避免地，小芯片的一些子集将是有缺陷的，因此使用此类压模替换其中一小部分变得困难。
[0014]在图1和图2中，框图示出了可使用根据示例实施方案的器件、系统和方法实现的组装过程的示例。在图1中，示出了供体晶片/基底100包括可能已生长或放置在基底100上的小芯片101的阵列。阵列101中的阴影小芯片已被识别为有缺陷的，并且当小芯片被转移到目标基底102时，仅转移小芯片阵列的子集101a，即没有阴影的良好小芯片。这可以用如图2所示的转移基底202来实现，这些转移基底一旦被识别，就可以选择性从供体基底100只拾取子集101a。如图2所示，转移基底202随后拾取小芯片的第二组200(例如，从不同的供体基底拾取)。小芯片在组200内的位置对应于有缺陷的小芯片在第一供体基底100上的位置。转移基底202将这个组200移动到目标基底102，从而导致操作小芯片的完整组201位于目标基底102上。
[0015]具有转移元件(例如，转移像素)组的转移基底可选择性保持微对象的子集。因此，即使当所有转移元件与大于子集的微对象阵列接触时，也只有子集将被粘附和转移，并且子集外部的对象将被留下或以其他方式不受影响。类似地，转移基底可能够选择性释放当前附接到基底的微对象子集，以使得即使所有转移元件当前都保持微对象，也只有子集被转移到目标。这个过程是可重复并且可逆的，以使得不需要永久性粘结来影响对象的选择性保持或释放。
[0016]在图3中，侧视图示出了根据示例实施方案的设备300的细节。设备包括具有两个或更多个转移元件304的转移基底302。转移元件304可选择性制成改变刚度，刚度可被表示为制成元件的材料的杨氏模量。杨氏模量是处于线性弹性状态的材料中的应力(每单位面积的力)除以应变(成比例的变形)的量度。一般来讲，具有较高杨氏模量(针对应力σ存在较低应变)的材料比具有较低杨氏模量(针对相同σ存在较高应变)的材料更硬。也可使用其他度量来表示材料的刚度，诸如储能模量，其也是材料动态性能的考虑因素。一些度量可用于表示部件的刚度，诸如弹簧常数，其在功能上可等同于限定部件的性能。然而，刚度被限定，转移元件304具有响应于可用于如下所述的器件转移的温度的刚度变化。
[0017]每个转移元件304包括在较低温度下具有>6MPa的较高杨氏模量并且在较高温度下具有<1MPa的较低杨氏模量的粘附元件306。每个转移元件304还包括热元件308，该热元件308可操作以响应于输入(例如，经由输入310)而改变粘附元件306的温度。耦接控制器312以向热元件308提供输入310，从而致使转移元件304的子集可选择地拾取和保持对象314在转移基底302上并且(可选地)从转移基底302释放对象314。具体地，对象314将不在较低温度下粘着到转移元件304，而将在较高温度下粘着。为了增加粘附的可靠性，可在尝试将对象314拉离转移基底302之前冷却转移元件。需注意，温度的变化可影响粘附元件306的可有助于对象314的选择性粘附和释放的其他属性，诸如粘着性、粘性、孔隙度、流体含量、密度等。
[0018]设备300可以为微转移系统319的一部分，该微转移系统为用于将微对象(例如，1μm至1mm)从转移基底302转移到目标基底316的系统。粘附元件306可由包含丙烯酸硬脂基酯基(SA)的多聚合物形成。在这种情况下，较高温度和较低温度之间的差异可小于20℃(或在其他情况下小于50℃)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种方法，所述方法包括：将microLED芯片从外延晶片转移到第一试样块基底，所述第一试样块基底具有暂时保持所述microLED芯片的第一软粘合剂层；经由一个或多个转移基底，将所述microLED芯片的子集从所述第一试样块基底转移到第二试样块基底，所述第二试样块基底具有暂时保持所述microLED芯片的子集的第二软粘合剂层；以及经由所述一个或多个转移基底，将microLED芯片的图案从另一个基底转移到所述第二试样块基底，以填充所述microLED芯片的子集中的空位，所述第一转移基底和所述第二转移基底能够操作以同时保持和释放多个微对象。2.根据权利要求1所述的方法，其中与所述第一试样块基底上的所述microLED芯片的节距相比，从所述第一试样块基底到所述第二试样块的所述microLED芯片的所述子集在所述第二试样块基底上具有增加的节距。3.根据权利要求1所述的方法，还包括检测所述第一试样块基底上的有缺陷的microLED，其中选择所述microLED的所述子集以排除所述有缺陷的microLED。4.根据权利要求3所述的方法，其中检测所述有缺陷的microLED包括光致发光检测、电致发光检测和使用显微镜的视觉检测中的一者或多者。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一转移基底和所述第二转移基底具有多个转移元件，单独致动所述多个转移元件以同时保持和释放相应的多个所述microLED芯片。6.根据权利要求5所述的方法，其中每个转移元件经由相应的加热器元件激活，所述加热器元件改变所述转移元件的粘附力和杨氏模量中的至少一者。7.根据权利要求5所述的方法，其中第一软粘附层和第二软粘附层施加粘附力，所述粘附力小于所述转移元件的保持力并且大于所述转移元件的释放力。8.根据权利要求1所述的方法，其中由于未能将一个或多个microLED芯片从所述第一试样块基底转移到所述第二试样块基底而引起所述空位。9.根据权利要求1所述的方法，其中由于有意地不将有缺陷的microLED芯片从所述第一试样块基底转移到所述第二试样块基底而引起所述空位。10.根据权利要求1所述的方法，还包括从所述第二试样块基底选择性移除一个或多个有缺陷的microLED芯片，从而在所述第二试样块基底上产生所述空位。11.根据权利要求10所述的方法，其中重复所述选择性移除所述有缺陷的microLED芯片和所述填充所述空位，直到所述试样块基底上的所有microLED芯片满足产率阈值。12.根据权利要求1所述的方法，其中所述将所述microLED芯片从所述外延晶片转移到所述第一试样块基底包括：将粘合剂涂覆在载体基底上；移动所述外延晶片以接触所述载体基底，使得所述microLED芯片粘结到所述粘合剂；从所述microLED芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：王蕴达，吕正平，Q，
申请(专利权)人：帕洛阿尔托研究中心公司，
类型：发明
国别省市：