剔除坏点及自对准喷印的μLED全彩显示制造方法与设备技术

本发明专利技术属于半导体相关技术领域，其公开了一种剔除坏点及自对准喷印的μLED全彩显示制造方法与设备，该方法包括以下步骤：(1)将微型发光二极管(即μLED)阵列巨量转移到目标基板上且坏点未被转移；(2)电流体喷印头与单个微型发光二极管之间形成电场，并向对应的微型发光二极管喷印对应颜色的量子点溶液，进而实现微型发光二极管的全彩显示。本发明专利技术通过接通驱动电路使得UV

【技术实现步骤摘要】
剔除坏点及自对准喷印的
μ
LED全彩显示制造方法与设备


[0001]本专利技术属于半导体相关
，更具体地，涉及一种剔除坏点及自对准喷印的μLED全彩显示制造方法与设备。

技术介绍

[0002]基于GaN的微型发光二极管(MicroLED，也可以写作μLED)是将传统发光二极管的像素点从毫米级微缩至微米级，并在一个芯片上高度集成的新一代无机自发光显示技术，具有亮度高、功耗低、寿命长、响应快速和高可靠性等独特优势，在高分辨率显示、可穿戴/可植入光电设备、光通信、生物医学检测等许多领域具有广泛的应用价值。μLED通常在蓝宝石衬底上制作，为减少生长晶圆尺寸的限制，需要从源基板上批量拾取数百万个μLED芯片并以高精度高速率操作方式转移至目标基板上，这种技术称为巨量转移。由于存在源基板晶体生长缺陷、μLED转移良率要求较高等问题，通常还需要对μLED进行缺陷检测和剔除。为实现全彩化，传统显示方式需要将红、蓝、绿三色的晶粒分别转移至目标基板上，由于三色μLED无法在同一衬底上实现图形化集成，需要对三种颜色的μLED分别做巨量转移，其难度比只转移一种颜色的μLED要高得多，而且控制电路也需要根据三种不同μLED的特性分别进行优化设计，比起只针对一种μLED进行电路设计要更复杂。这增加了巨量转移和全彩化的复杂程度，对转移精度、良率、光学一致性等要求更高。
[0003]针对这一全彩显示问题，专利CN111477618A公开了一种量子点全彩μLED/Mini LED显示结构，采用蓝光μLED作为背光源激发红绿量子点单元实现全彩显示，这种激发方法只需从同一衬底上将单色的蓝光μLED转移至目标基板中，相比三色μLED显示方式，巨量转移难度会降低，电流和电压也可以得到统一。但蓝光μLED是自发光产生的，而红光和绿光μLED是激发产生的，则红光和绿光的响应时间会明显慢于蓝光(通过荧光粉或量子点色彩转换层发光的响应时间比μLED本身发光的响应时间慢)，导致三种颜色的响应时间不一致，存在反应速度的时间滞后的问题。此外，由于蓝光激发导致红光μLED和绿光μLED的亮度较低，因此颜色再现性较差。专利US20110176328A1公开了一种UV
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μLED作为背光源的量子点彩色化方法，将UV
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μLED作为背光激发源，然后再在其上喷涂红、蓝、绿三色量子点，用紫外光激发量子点颜色层发出不同颜色的可见光形成彩色像素。这种方式与蓝色μLED激发源相比，RGB三种颜色都由紫光激发产生，其对调制信号的响应时间会比较一致(都取决于荧光粉或者量子点的响应时间)，可以有效避免转换时间滞后及颜色再现性差的问题。但也存在光子能量的损失大和色彩层发热大、封装材料(如硅胶等)在紫外光的照射下容易老化使得寿命缩短、近紫外激发的RGB荧光粉光转换效率不高、存在紫外线泄漏的安全隐患等问题。总体而言，两种μLED的背光激发方式都存在利弊，是当前色彩转换实现全彩显示的常用背光激发源，其中，Blue
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μLED通过激发红光和绿光量子点像素实现全彩化；UV
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μLED通过激发红、绿、蓝三色量子点像素实现全彩化。
[0004]为了制备色彩转换层，量子点像素通常采用旋涂或涂布方式来实现，如专利CN106356386B公开了一种μLED阵列背光源的喷墨打印量子点显示装置，采用喷墨打印技术
对量子点进行成膜。由于传统的喷墨打印受喷头尺寸限制，因此存在喷印分辨率低的问题，这会造成低于50微米的像素点无法通过传统的喷墨打印方式喷涂，制约了全彩化的应用场合。
[0005]电流体喷印则提供了一种用于高分辨率像素化μLED全彩方案，它利用喷嘴和基材之间的高压将极化溶液拉出，从而将弯月面变形为圆锥面，并从其顶点喷射出细小的射流。与传统的喷墨打印相比，电场力具有更大的驱动液滴的能力，具有高分辨率(50nμ)打印并与宽范围的油墨粘度兼容的优点。但是基于UV
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μLED/Blue
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μLED背光阵列结合电流体喷印双色或三色量子点实现全彩显示的方法也存在一定的缺陷，例如UV
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μLED或Blue
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μLED的尺寸微缩至微米级别时，电流体喷头与μLED的对准精度要求很高，如何实现高精度的对准成为电流体喷印实现高分辨率全彩显示的关键。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种剔除坏点及自对准喷印的μLED全彩显示制造方法与设备，所述方法在巨量转移工序中可使用涂覆UV光敏胶层作为中间基板与驱动电路键合，通过接通驱动电路使得UV
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μLED充当释放胶层的作用源从而实现转移，而未接通的坏点由于未产生紫外光而将存留在胶层上，实现自剔除坏点功能；同时，电流体喷印设备的喷头与单个芯片电极之间形成电场以实现自对准，解决了现有技术中巨量转移工艺复杂及全彩化像素分辨率限制、像素对准困难的问题。
[0007]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种剔除坏点及自对准喷印的μLED全彩显示制造方法，所述方法包括以下步骤：
[0008](1)将微型发光二极管阵列巨量转移到目标基板上且坏点未被转移；
[0009](2)电流体喷印头与单个微型发光二极管之间形成电场，并向对应的微型发光二极管喷印对应颜色的量子点溶液，进而实现微型发光二极管的全彩显示。
[0010]进一步地，步骤(1)中，当微型发光二极管阵列为UV
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μLED阵列时，将UV
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μLED作为激发源来进行转移。
[0011]进一步地，首先，将UV
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μLED阵列转移至涂覆有UV光敏胶层的中间基板上，UV
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μLED的引脚背向中间基板；接着，将中间基板键合到制备有驱动电路的目标基板上，并使UV
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μLED的引脚与驱动电路的电极对准连接；之后，接通驱动电路以使特定位置的UV
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μLED被接通，正常工作的UV
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μLED将发出紫外光并作用在UV光敏胶层上使得对应的光敏胶粘性失效，从而释放对应的UV
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μLED并转移至目标基板上，而被接通的UV
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μLED未能正常工作或者未能接通的UV
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μLED，则其对应的UV光敏胶层区域无法被紫外光照射而依照保持粘性，将继续残留在所述中间基板上，如此实现了选择性巨量转移微型发光二极管的同时自动剔除了坏点。
[0012]进一步地，步骤(2)中，待喷印量子点像素的微型发光二极管的单个电极接地或者接负电压，电流体喷印头接通高压电源，以在所述电流喷印头与对应的微型发光二极管之间形成电场，量子点溶液在电场力作用下从电流体喷印头处由弯月面变成圆锥面并被拉出，进而自对准喷印到对应的微型发光二极管上。
[0013]进一步地，当微型发光二极管为UV
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μLED时，UV
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μLED本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种剔除坏点及自对准喷印的μLED全彩显示制造方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将微型发光二极管阵列巨量转移到目标基板上且坏点未被转移；(2)电流体喷印头与单个微型发光二极管之间形成电场，并向对应的微型发光二极管喷印对应颜色的量子点溶液，进而实现微型发光二极管的全彩显示。2.如权利要求1所述的剔除坏点及自对准喷印的μLED全彩显示制造方法，其特征在于：步骤(1)中，当微型发光二极管阵列为UV
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μLED阵列时，将UV
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μLED作为激发源来进行转移。3.如权利要求2所述的剔除坏点及自对准喷印的μLED全彩显示制造方法，其特征在于：首先，将UV
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μLED阵列转移至涂覆有UV光敏胶层的中间基板上，UV
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μLED的引脚背向中间基板；接着，将中间基板键合到制备有驱动电路的目标基板上，并使UV
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μLED的引脚与驱动电路的电极对准连接；之后，接通驱动电路以使特定位置的UV
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μLED被接通，正常工作的UV
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μLED将发出紫外光并作用在UV光敏胶层上使得对应的光敏胶粘性失效，从而释放对应的UV
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μLED并转移至目标基板上，而被接通的UV
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μLED未能正常工作或者未能接通的UV
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μLED，则其对应的UV光敏胶层区域无法被紫外光照射而依照保持粘性，将继续残留在所述中间基板上，如此实现了选择性巨量转移微型发光二极管的同时自动剔除了坏点。4.如权利要求1所述的剔除坏点及自对准喷印的μLED全彩显示制造方法，其特征在于：步骤(2)中，待喷印量子点像素的微型发光二极管的单个电极接地或者接负电压，电流体喷印头接通高压电源，以在所述电流喷印头与对应的微型发光二极管之间形成电场，量子点溶液在电场力作用下从电流体喷印头处由弯月面变成圆锥面并被拉出，进而自对准喷印到对应的微型发光二极管上。5.如权利要求4所述的剔除坏点及自对准喷印的μLED全彩显示制造方法，其特征在于：当微型发光二极管为UV
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μLED时，UV
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μLED以连续的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄永安，孙宁宁，段永青，尹周平，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：