发光元件的转移方法以及发光元件阵列技术

一种发光元件的转移方法，其包括：在第一衬底上形成多个阵列排列的发光元件，各发光元件包括元件层以及牺牲图案，且牺牲图案位于元件层与第一衬底之间；在第一衬底上形成保护层以选择性地覆盖部分的发光元件，其中部分的发光元件未被保护层所覆盖；令未被保护层所覆盖的元件层与第二衬底接合；以及移除未被保护层所覆盖的牺牲图案，以使部分的元件层与第一衬底分离而转移至第二衬底上。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术是有关于一种发光元件阵列的制造方法，且特别是有关于一种发光元件的转移方法。
技术介绍
无机发光二极管显示器具备主动发光、高亮度等特点，因此已经广泛地被应用于照明、显示器等
中。但单片微显示器(monolithic micro-displays) 一直以来都面临彩色化的技术瓶颈。现有技术提出利用外延技术在单一发光二极管芯片中制作出多层能够发出不同色光的发光层，以使单一发光二极管芯片即可提供不同色光。但由于能够发出不同色光的发光层的晶格常数不同，因此不容易成长在同一个衬底上。此外，其他现有技术提出了利用发光二极管芯片搭配不同色转换材料的彩色化技术，但是此技术仍面临色转换材料的转换效率过低以及涂布均匀性等问题。 从而，发光二极管的转贴技术比较有机会使单片微显示器的亮度以及显示质量提升。然而，如何快速且有效率地将发光二极管转贴至单片微显示器的线路衬底上，实为目前业界关注的议题之一。
技术实现思路
本专利技术的一实施例提供了一种发光元件的转移方法以及发光元件阵列。本专利技术的一实施例提供一种发光兀件的转移方法，其包括在第一衬底上形成多个阵列排列的发光元件，各发光元件包括元件层以及牺牲图案，且牺牲图案位于元件层与第一衬底之间；在第一衬底上形成保护层以选择性地覆盖部分的发光元件，其中部分的发光元件未被保护层所覆盖；令未被保护层所覆盖的元件层与第二衬底接合；以及移除未被保护层所覆盖的牺牲图案，以使部分的元件层与第一衬底分离而转移至第二衬底上。本专利技术的一实施例提供一种发光元件阵列，其包括线路衬底以及多个能够发出不同色光的元件层，其中线路衬底具有多个接垫以及多个位于接垫上的导电凸块，而多个能够发出不同色光的元件层通过导电凸块以及接垫而与线路衬底电性连接。能够发出不同色光的元件层具有不同的厚度，而与能够发出不同色光的元件层接合的导电凸块具有不同的高度，以使能够发出不同色光的元件层的顶表面位于同一水平高度上。本专利技术的另一实施例提供一种发光元件阵列，其包括线路衬底以及多个能够发出不同色光的元件层，其中线路衬底具有多个接垫以及多个位于接垫上的导电凸块，而多个能够发出不同色光的元件层通过导电凸块以及接垫而与线路衬底电性连接。能够发出不同色光的元件层具有不同的厚度，而与能够发出不同色光的元件层接合的导电凸块具有不同的高度，以使能够发出不同色光的元件层的顶表面位于不同的水平高度上。本专利技术的一实施例可以快速且有效率地将发光元件由一衬底转移至另一衬底上，有助于发光元件在微显示器领域中的应用。为让本专利技术的上述特征能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。附图说明图IA至图IK为本专利技术第一实施例的发光元件的转移方法的流程示意图。图2、图3以及图4为发光元件与第二衬底的接合顺序。图5A至图5C为一种牺牲图案的制造方法。 图6A至图6C为另一种牺牲图案的制造方法。图7A至图7K为本专利技术第二实施例的发光元件的转移方法的流程示意图。图8A至图8K为本专利技术第三实施例的发光元件的转移方法的流程示意图。主要元件符号说明100、100'、100:发光元件；100R :红色发光元件；100G :绿色发光元件；100B :蓝色发光元件；110、110'、110:元件层;IlOa :半导体外延层；120、120'、120、120b :牺牲图案；120a :牺牲层；210a,310a :第一型掺杂半导体层；210b、310b :发光层；210c,310c :第二型掺杂半导体层；210、210'、210、310、310'、310:元件层;210a'、310a':第一型半导体图案；210b'、310b':发光图案；210c'、310c':第二型半导体图案；210d、310d :电极；PV、PV :保护层；B、B':导电凸块；IN :绝缘层；COM:共通电极；PLN :平坦层；PLN':绝缘平坦层；BM:黑矩阵；AP:开口；MLA :微透镜阵列；ML :微透镜；SUB :成长衬底；SUBUSUBli、SUB1:第一衬底；SUB2 :第二衬底；SUB3 :线路衬底；PAD :接垫。具体实施例方式第一实施例图IA至图IK为本专利技术一实施例的发光元件的转移方法的流程示意图。请参照图1A，在第一衬底SUBl上形成多个阵列排列的发光元件100，各个发光元件100包括元件层110以及牺牲图案120，且牺牲图案120位于元件层110与第一衬底SUBl之间。在本实施例中，位于同一个第一衬底SUBl上的元件层110适于发出相同颜色的光线。举例而言，第一衬底SUBl上的兀件层110例如同为红光发光二极管、绿光发光二极管或者蓝光发光二极管。此外,每个元件层110都已包含电极(未绘示)。 接着请参照图1B，在第一衬底SUBl上形成保护层PV以选择性地覆盖部分的发光元件100，其中部分的发光元件100未被保护层PV所覆盖。在本实施例中，保护层PV例如为光刻胶材料或其他介电材料，以在后续的牺牲图案120的移除过程中，确保被保护层PV所覆盖的发光元件100不会与第一衬底SUBl分离。举例而言，保护层PV的材质可以是聚乙酰胺(Polyimide)或其他高分子材质,保护层PV的材质也可以是氧化娃(SiOx)、氮化娃(SiNx)或其他无机介电材质。接着请参照图IC与图1D，令未被保护层PV所覆盖的元件层110与第二衬底SUB2接合，并且移除未被保护层PV所覆盖的牺牲图案120 (如图IC所示)，以使部分的元件层110与第一衬底SUBl分离而转移至第二衬底SUB2上(如图ID所示)。在本实施例中，第二衬底SUB2例如为单片微显示器(monolithic micro-displays)中的线路衬底(如具有多个接垫PAD的互补金氧半导体芯片)，而未被保护层PV所覆盖的元件层110例如是通过导电凸块B与第二衬底SUB2上的接垫PAD接合。举例而言，导电凸块B例如是金凸块(goldbump)或是其他合金凸块，而导电凸块B与第二衬底SUB2上的接垫PAD的接合(电性连接)例如是通过回焊(reflow)或是其他焊接工艺达成。如图IC所示，在导电凸块B与接垫PAD接合的过程中，保护层PV可以有效且直接地控制第一衬底SUBl与第二衬底SUB2之间的距离，避免过度压合的现象产生。换句话说，保护层PV提供了接合终止(bonding stop)的功能,使得工艺控制更为容易。在本实施例中，移除牺牲图案的方法例如为湿法刻蚀(wet etch)。所选用的刻蚀剂(etchant)与保护层PV的材质相关，具体而言，所选用的刻蚀剂对牺牲图案120的刻蚀速率需远高对保护层PV的刻蚀速率，以确保被保护层PV所覆盖的元件层110以及牺牲图案120不会受到刻蚀剂的损害。图IA至图ID已经概略叙述了将发光元件100从第一衬底SUBl转移至第二衬底SUB2上的方法，为了将适于发出不同色光的元件层转移至同一第二衬底SUB2上，本实施例可选择性地进行图IE至图IK中所绘示的工艺步骤。接着请参照图1E，在另一第一衬底SUBl'上形成多个阵列排列的发光元件IOOi，各个发光元件10(V包括元件层11(V以及牺牲图案12(V，且牺牲图案12(V位于元件层110'与第一衬底SUBl'之间。在本实施例中，位于同一个第一衬底SUBl'上的元件层1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光元件的转移方法，包括：在第一衬底上形成多个阵列排列的发光元件，各发光元件包括元件层以及牺牲图案，且该牺牲图案位于该元件层与该第一衬底之间；在该第一衬底上形成保护层以选择性地覆盖部分的发光元件，其中部分的发光元件未被该保护层所覆盖；令未被该保护层所覆盖的元件层与第二衬底接合；以及移除未被该保护层所覆盖的牺牲图案，以使部分的元件层与该第一衬底分离而转移至该第二衬底上。

【技术特征摘要】
2012.05.25 TW 101118745;2011.07.25 US 61/511,1371.一种发光兀件的转移方法，包括 在第一衬底上形成多个阵列排列的发光元件，各发光元件包括元件层以及牺牲图案，且该牺牲图案位于该元件层与该第一衬底之间； 在该第一衬底上形成保护层以选择性地覆盖部分的发光元件，其中部分的发光元件未被该保护层所覆盖； 令未被该保护层所覆盖的元件层与第二衬底接合；以及 移除未被该保护层所覆盖的牺牲图案，以使部分的元件层与该第一衬底分离而转移至该第二衬底上。2.根据权利要求I所述的发光兀件的转移方法，其中在该第一衬底上形成该些发光兀件的方法包括 在成长衬底上依次形成第一型掺杂半导体层、发光层以及第二型掺杂半导体层； 在该第一衬底上形成牺牲层； 令该第二型掺杂半导体层与该牺牲层接合； 令该第一型掺杂半导体层与该成长衬底分离； 图案化该第一型掺杂半导体层、该发光层、该第二型半导体层以及该牺牲层，以形成多个第一型掺杂半导体图案、多个发光图案、多个第二型掺杂半导体图案以及该牺牲图案；以及 在该些第一型掺杂半导体图案上形成多个电极。3.根据权利要求2所述的发光元件的转移方法，其中该牺牲层包括栅状牺牲层。4.根据权利要求I所述的发光元件的转移方法，其中该第二衬底包括线路衬底，该线路衬底具有多个接垫以及多个位于该些接垫上的导电凸块，而未被该保护层所覆盖的元件层通过部分的导电凸块而与接垫接合，且当未被该保护层所覆盖的牺牲图案被移除时，部分的元件层被转移至该线路衬底上。5.根据权利要求4所述的发光元件的转移方法，还包括至少重复一次下述方法 在第一衬底上形成多个阵列排列的发光元件，各发光元件包括元件层以及牺牲图案，且该牺牲图案位于该元件层与该第一衬底之间； 在该第一衬底上形成保护层以选择性地覆盖部分的发光元件，其中部分的发光元件未被该保护层所覆盖； 令未被该保护层所覆盖的元件层与第二衬底接合；以及 移除未被该保护层所覆盖的牺牲图案，以使部分的元件层与该第一衬底分离而转移至该第二衬底上，以将能够发出不同色光的元件层转移至该线路衬底上。6.根据权利要求5所述的发光元件的转移方法，其中能够发出不同色光的元件层具有不同的厚度，而与能够发出不同色光的元件层接合的导电凸块具有不同的高度，以使能够发出不同色光的元件层的顶表面位于同一的水平高度上。7.根据权利要求I所述的发光元件的转移方法，还包括 在该第二衬底上的该些元件层上形成共通电极。8.根据权利要求7所述的发光元件的转移方法，还包括 在该共通电极上形成黑矩阵，该黑矩阵具有多个开口，且各该开口分别位于至少其中一个兀件层上方。9.根据权利要求I所述的发光元件的转移方法，还包括 形成微透镜阵列，该微透镜阵列包括多个阵列排列的微透镜，且各该微透镜分别位于至少其中一个元件层上方。10.根据权利要求I所述的发光兀件的转移方法，其中在...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶文勇，赵嘉信，吴明宪，戴光佑，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：