发光二极管驱动装置和检测装置的制作方法

1.本技术涉及半导体技术领域，更具体地，涉及一种发光二极管驱动装置和检测装置。


背景技术：

2.随着科技的飞速发展，发光二极管(light emitting diode，led)已广泛应用于手机、平板电脑等电子设备的显示屏幕上。巨量(如百万个)发光二极管可以集成于同一个晶圆上，在巨量转移之前，需要对发光二极管进行巨量检测。
3.相关技术通常用探针与发光二极管的电极(即正极和负极)接触，并通过电源提供直流电以实现发光二极管的驱动与检测。但是，通过探针的接触方式驱动与检测往往效率非常低，且一旦探针损伤，不仅会影响驱动与检测精度，也会损坏发光二极管的焊盘或表面。
4.因此，需要一种能够提高效率和精度，且不会对发光二极管的焊盘或表面造成损坏的技术方案。


技术实现要素：

5.本技术提供了一种发光二极管驱动装置和检测装置，集成有发光二极管的晶圆放置于第二极板，且与第一极板之间具有预设的距离(即晶圆与第一极板不接触)，通过非接触方式实现晶圆上巨量发光二极管的驱动与检测，不仅提高了驱动与检测的效率和精度，且避免对发光二极管的焊盘或表面造成损坏。
6.第一方面，本技术提供了一种发光二极管驱动装置，发光二极管可以集成于晶圆上，驱动装置可以包括电源、第一极板和第二极板。
7.其中，电源的第一端(可以为正极端)可以连接第一极板，电源的第二端(可以为负极端)可以连接第二极板，第一极板和第二极板可以平行设置，第一极板与晶圆之间可以具有预设的距离(即第一极板与晶圆不接触)，第二极板与晶圆可以接触，第二极板用于放置晶圆。
8.可以想到的是，电源可以通过正极端和负极端提供高压(如20kv)直流电(可以为高压脉冲等)。加在第一极板和第二极板上的直流电可以使第一极板和第二极板之间可以形成电离场，被电离场激发的电子可以注入到晶圆上每个发光二极管的有源发光层，使晶圆上的每个发光二极管发光(即点亮每个发光二极管)，也就是实现了每个发光二极管的驱动。
9.可以看出，本技术提供的驱动装置通过加在两个极板上的直流电形成电离场，并激发电致发光(electro luminescent，el)，最终实现发光二极管的驱动。
10.本技术提供的技术方案中，第二极板与晶圆接触，且第一极板与晶圆不接触，通过非接触方式实现晶圆上巨量发光二极管的驱动，不仅提高了驱动效率和驱动精度(即提高了巨量发光二极管的可靠驱动)，且非接触方式驱动避免对发光二极管的焊盘或表面造成
损坏，保护了发光二极管。
11.在一种可能的实现方式中，第一极板可以为呈回字形的中空扁平结构。
12.可选地，第一极板的中空部分可以位于第一极板的中心位置。中空部分可以使第一极板整体可以呈回字形开窗结构。
13.示例性的，第一极板在与第二极板平行方向上的截面可以为长方形、正方形等，本技术不做限定。
14.进一步地，第一极板的多个边缘中相邻两个边缘的连接处设有倒角。可以想到的是，倒角可以防止第一极板产生尖端放电，提高了驱动装置的安全性。
15.在一种可能的实现方式中，第二极板的形状可以与晶圆的形状相同。
16.可选地，第二极板和晶圆可以都为圆形。当然，第二极板和晶圆可以分别为除圆形以外的其他形状，本技术不做限定。
17.进一步地，为了实现晶圆上所有发光二级管的可靠驱动，第二极板的尺寸可以大于晶圆的尺寸。
18.可以理解的，第二极板的形状与晶圆的形状可以不是绝对的相同。
19.例如，第二极板和晶圆可以都为正方形等，只要第二极板的尺寸大于晶圆的尺寸即可。
20.还例如，第二极板可以为正方形，晶圆可以为圆形，只要第二极板的边长大于晶圆的直径即可。
21.在一种可能的实现方式中，第二极板的第一表面(用于指示第二极板接触晶圆的表面)电镀有金属层(可以采用铜、金、银等金属材质)。
22.可选地，为了增加电子的逸出数量，也就是使更多的电子逸出，金属层可以覆盖第一表面的全部区域。
23.进一步地，金属层覆盖有绝缘层，且绝缘层覆盖金属层的全部区域。
24.可以理解的，绝缘层可以降低电子的逸出速度，避免空气击穿导致空气拉弧，提高了安全性，且增加第二极板上表面的绝缘性，防止第二极板的尖端放电。
25.可以看出，通过在第二极板的上表面设置金属层和绝缘层，不仅能保证电子的逸出数量，实现电子的可靠逸出，且提高第一极板与第二极板之间电离场的稳定性和均匀性。
26.更进一步地，第二极板的第二表面(指示第二极板背离晶圆的表面)可以与电源的第二端连接，实现第二极板的背面出线。背面出线可以提高第二极板的绝缘性，并增加电离场的均匀性。
27.在一种可能的实现方式中，第一极板和第二极板可以分别采用金属材质(如铜、铝等)。当然，第一极板和第二极板还可以采用除铜和铝以外的其他金属材质，本技术不做限定。
28.需要说明的是，第一极板和第二极板所采用的金属材质可以相同，也可以不同。
29.在一种可能的实现方式中，本技术提供的驱动装置还可以包括第一固定件，第一固定件可以用于固定第一极板。
30.需要说明的是，为了保证第一极板和极板第二之间形成稳定且均匀的电离场，第一固定件固定第一极板的一侧需要靠近第二极板，第一固定件的另一侧可以背离第二极板。
31.在另一种可能的实现方式中，本技术提供的驱动装置还可以包括第二固定件，第二固定件可以用于固定第二极板。
32.可选地，第一固定件和第二固定件可以分别采用绝缘材质(如玻璃纤维或者赛钢等)。
33.在一种可能的实现方式中，电源可以为脉冲发生器。脉冲发生器可以控制高压脉冲的上升沿，以避免空气因击穿而产生拉弧，提高了驱动装置的可靠性。
34.第二方面，本技术提供了一种发光二极管检测装置，可以包括检测平台、捕获设备和上述第一方面及其可能的实现方式提供的驱动装置。捕获设备和检测装置可以分别与检测平台连接。
35.可选地，检测平台可以用于：固定捕获设备和驱动装置。
36.可以理解的，检测平台是通过固定第一固定件和第二固定件实现对驱动装置的整体固定。
37.驱动装置可以用于：驱动晶圆上的每个发光二极管。
38.捕获设备可以用于：获取发光二极管的信息。
39.本技术提供的检测装置可以通过驱动装置实现晶圆上每个发光二极管的可靠驱动，提高了检测效率和检测精度，且非接触方式驱动和检测可以避免对发光二极管的焊盘或表面造成损坏，保护了发光二极管。
40.可选地，发光二极管的信息包括位置信息(可以用坐标信息指示)、亮度信息和光谱信息(可以包括波长和半峰宽等)中的至少一项。
41.可以想到的是，在晶圆上的每个发光二极管完成驱动的场景下，可以根据每个发光二极管亮度信息和波长判断发光二极管是否已损坏。
42.进一步地，可以在亮度信息和波长的基础上，结合坐标信息确定已损坏的发光二极管的位置，实现发光二极管的高精度检测。
43.示例性的，捕获设备可以采用推扫式光谱相机(如推扫式光谱线阵相机或者推扫式光谱面阵相机等)。
44.应当理解的是，本技术的第二方面与本技术的第一方面的技术方案一致，各方面及对应的可行实施方式所取得的有益效果相似，不再赘述。
附图说明
45.为了更清楚地说明本技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图进行简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
46.图1为本技术实施例中发光二极管的示意性结构图；
47.图2为本技术实施例中驱动装置的示意性结构图；
48.图3为本技术实施例中第一极板的示意性结构图；
49.图4为本技术实施例中第一极板与第一固定件的示意性结构图；
50.图5为本技术实施例中第二极板与第二固定件的示意性结构图；
51.图6为本技术实施例中检测装置的示意性结构图。
具体实施方式
52.下面将结合附图，对本技术中的技术方案进行描述。
53.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术中的附图，对本技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
54.本技术的说明书实施例和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元。方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
55.应当理解，在本技术中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：只存在a，只存在b以及同时存在a和b三种情况，其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0056]“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
[0057]
随着科技的飞速发展，发光二极管已广泛应用于手机、平板电脑等电子设备的显示屏幕上。按照尺寸的不同，发光二极管往往可以包括微米尺度的发光二极管(即micro led)和纳米尺度的发光二极管(即nano led)。micro led和nano led都可以称为微型发光二极管(下文简称为发光二极管)。
[0058]
由于发光二极管的尺寸小巧，可以在同样大小的显示屏幕上作出更多的像素点(能够使显示屏幕的显示效果更加细腻)。于是，为了对发光二极管精准地巨量检测，并满足超高的单位小时产出(unit per hour，uph)，通常可以将巨量(如百万个)发光二极管集成于同一个晶圆上，如图1所示。图1以晶圆w(wafer)集成led1和led2共2个led为例进行说明。
[0059]
参考图1，led1和led2分别通过胶层27附着与晶圆w上。led1和led2分别可以包括n型掺杂沉底(如gan等)21、n型电极(即led的阴极，可以采用铜或金等金属材质)22、p型电极(即led的阳极，可以采用铜或金等金属材质)23、p型掺杂衬底(如gan等)24、有源发光层25和绝缘层(如二氧化硅等)26。
[0060]
其中，n型电极22位于n型掺杂层21的上表面。有源发光层25位于n型掺杂层21的上表面，p型掺杂衬底24位于有源发光层25的上表面，p型电极13位于p型掺杂衬底24的上表面。绝缘层26可以实现n型掺杂沉底21、p型掺杂衬底24和有源发光层25与外部的绝缘。
[0061]
可选地，n型电极22与n型掺杂层21之间可以形成欧姆接触。类似地，p型电极23与p型掺杂衬底24之间可以形成欧姆接触。
[0062]
示例性的，有源发光层25可以采用gan等不同的材质。可以想到的是，有源发光层25采用的材质可以决定发光二极管的颜色。
[0063]
可以想到的是，由于有源发光层25位于n型掺杂层21和p型掺杂衬底24之间，所以有源发光层25可以形成np沟道。电子在np沟道受到激发，与空穴复合，进而发光二极管的发
光，实现发光二极管的驱动(也可以说发光二极管被点亮)。
[0064]
如果发光二极管在巨量转移之前已损坏，就会导致发光二极管巨量转移之后显示模组(用于加工成电子产品的显示屏幕)出现瑕疵(可以称为点线类缺陷)。因此，在发光二极管进行巨量转移之前，需要对发光二极管进行巨量检测。
[0065]
相关技术通常用探针与发光二极管的电极(即正极和负极)接触，并通过电源提供直流电以实现发光二极管的驱动与检测。但是，通过探针的接触方式往往效率非常低，且一旦探针损伤，不仅会影响驱动与检测的精度，也会损坏发光二极管的焊盘或表面。
[0066]
为了提高发光二极管的驱动与检测的效率和精度，且避免对发光二极管的焊盘或表面造成损坏，可以通过驱动装置快速且可靠地驱动发光二极管，进而实现发光二极管的巨量检测。
[0067]
本技术实施例提供了一种驱动装置，如图2所示。驱动装置10可以包括电源(power supply，ps)、极板(即第一极板)11和极板(即第二极板)12。
[0068]
参考图2，电源ps的第一端(可以正极端dc+)可以连接极板11，电源ps的第二端(可以为负极端dc-)连接极板12，极板11和极板12可以平行设置，极板11与晶圆w之间具有预设的距离(也就是极板11与晶圆w之间不接触)，极板12与晶圆w接触，晶圆w可以放置于极板12上。
[0069]
可以想到的是，电源ps可以通过正极端dc+和负极端dc-提供高压(如20kv)直流电(可以为高压脉冲等)。加在极板11和极板12上的直流电可以使极板11和极板12之间可以形成电离场，被电离场激发的电子可以注入到晶圆上每个发光二极管的有源发光层，使晶圆上的每个发光二极管发光(即点亮每个发光二极管)，也就是实现了每个发光二极管的驱动。
[0070]
可以看出，本技术实施例提供的驱动装置通过加在两个极板上的直流电形成电离场，并激发电致发光，最终实现发光二极管的驱动。
[0071]
本技术实施例中的极板22与晶圆接触，且极板21与晶圆不接触，通过非接触方式实现晶圆上巨量发光二极管的驱动，不仅提高了驱动效率和驱动精度(即提高了巨量发光二极管的可靠驱动)，且非接触方式驱动避免对发光二极管的焊盘或表面造成损坏，保护了发光二极管。
[0072]
在一种可能的实现方式中，如图3所示，极板11可以为呈回字形的中空扁平结构。图3中，极板11的中空部分110可以位于极板11的中心位置。中空部分110可以使极板11整体可以呈回字形开窗结构。
[0073]
可以想到的是，极板11的厚度较薄(如1mm或2mm等)，所以极板11为扁平结构。
[0074]
示例性的，极板11在与极板12平行方向上的截面可以为长方形、正方形等，本技术实施例不做限定。
[0075]
进一步地，极板11的多个边缘中相邻两个边缘的连接处设有倒角。可以想到的是，倒角可以防止极板11产生尖端放电，提高了驱动装置的安全性。
[0076]
可选地，极板11可以采用铜、铝等金属材质。由于金属材质不容易氧化，那么，金属材质的极板11不仅可以增加电子的逸出数量，减少空气电离，且可靠性高。当然，极板11还可以采用除铜和铝以外的其他金属材质，本技术实施例不做限定。
[0077]
可以想到的是，若极板11采用透明的掺锡氧化铟(indium tin oxide，ito)玻璃，
虽然也可以实现发光二极管的驱动，但是由于ito玻璃比较容易氧化，导致ito玻璃变色(变色严重会导致ito玻璃不具有透光性)且导电性受损。而且，ito玻璃的导电性能与透光性成反比，进而随着ito玻璃的氧化程度加剧，容易导致发光二极管无法检测。因此，与ito玻璃相比，本技术实施例采用金属材质的极板11不仅保证了极板11的导电性，且回字形结构为发光二极管完成驱动后的进一步检测提供条件。
[0078]
在一示例中，本技术实施例提供的驱动装置10还可以包括固定件(即第一固定件)13，固定件13可以用于固定极板11，如图4所示。
[0079]
可选地，参考图4，固定件13上可以设置多个通孔130。固定件13可以通过通孔130(和绝缘螺丝(如塑料螺丝、赛钢螺丝)等)安装于发光二极管的检测装置(参考下文介绍)上。
[0080]
需要说明的是，本技术实施例仅提供了固定件13的一种可能的结构，固定件13还可以采用其他可以固定极板11的固定件，本技术实施例对固定件13的结构不做限定。
[0081]
还需要说明的是，为了保证极板11和极板12之间形成稳定且均匀的电离场，固定件13固定极板11的一侧需要靠近极板12，固定件13的另一侧可以背离极板12。
[0082]
示例性的，固定件13可以采用玻璃纤维或者赛钢。当然，固定件13还可以采用除玻璃纤维以外的其他绝缘材质，本技术实施例不做限定。
[0083]
在一种可能的实现方式中，极板12的形状可以与晶圆w的形状相同，例如，可以都为图5所示的圆形。当然，极板12和晶圆w可以分别为除圆形以外的其他形状，本技术实施例不做限定。
[0084]
进一步地，为了实现晶圆w上所有发光二级管的可靠驱动，极板12的尺寸可以大于晶圆w的尺寸。
[0085]
可以理解的，极板12的形状与晶圆w的形状可以不是绝对的相同。
[0086]
例如，极板12和晶圆w可以都为正方形等，只要极板12的尺寸大于晶圆w的尺寸即可。
[0087]
还例如，极板12可以为正方形，晶圆w可以为圆形，只要极板12的边长大于晶圆w的直径即可。
[0088]
进一步地，极板12的第一表面(用于指示极板12接触晶圆w的表面，也就是图5中极板12的上表面)可以电镀有金属层(图5中未示出)。
[0089]
为了增加电子的逸出数量，也就是使更多的电子逸出，金属层可以覆盖极板12的上表面的全部区域。
[0090]
示例性的，金属层可以采用铜、金、银等金属材质，本技术实施例不做限定。
[0091]
进一步地，如图5所示，金属层的上表面(即金属层背离极板12的表面)可以覆盖有绝缘层121，绝缘层121可以覆盖金属层的全部区域。绝缘层121可以降低电子的逸出速度，避免空气击穿导致空气拉弧，提高了安全性，且增加极板12上表面的绝缘性，防止极板12的尖端放电。
[0092]
可以看出，通过在极板12的上表面设置金属层和绝缘层121，不仅能保证电子的逸出数量，实现电子的可靠逸出，且提高极板11与极板12之间电离场的稳定性和均匀性。
[0093]
与极板11类似，极板12也可以采用铜、铝等金属材质。当然，极板12还可以采用除铜和铝以外的其他金属材质，本技术实施例不做限定。
[0094]
需要说明的是，极板12所采用的金属材质与极板11所采用的金属材质可以相同，
[0095]
也可以不同，本技术实施例不做限定。
[0096]
在一示例中，本技术实施例提供的驱动装置10还可以包括固定件(即第二固定件)14，固定件14可以用于固定极板12，如图5所示。
[0097]
示例性的，固定件14可以包括位于层叠设置的固定件141和固定件142。其中，固定件141的上表面与极板12的下表面接触，固定件141的下表面与固定件142的上表面接触，极板12的下表面(可以为极板12的第二表面(用于指示极板12背离晶圆w的表面)的中心位置)可以通过固定件141和固定件142与电源ps的负极端连接，实现极板12的背面出线，出线处143如图5所示。背面出线可以提高极板12的绝缘性，并增加电离场的均匀性。
[0098]
可选地，固定件141和固定件142分别可以采用玻璃纤维，两者也可以分别采用赛钢等其他绝缘材质，本技术实施例不做限定。
[0099]
与固定件13类似，固定件14上可以设置多个通孔140，如图5所示。固定件14可以通过通孔140(和绝缘螺丝(如塑料螺丝、赛钢螺丝)等)安装于发光二极管的检测装置(参考下文介绍)上。
[0100]
需要说明的是，本技术实施例仅提供了固定件14的一种可能的结构，固定件14还可以采用其他可以固定极板12的固定件，本技术实施例对固定件14的结构不做限定。
[0101]
在一种可能的实现方式中，上述电源ps可以为脉冲发生器。脉冲发生器可以控制高压脉冲的上升沿，以避免空气因击穿而产生拉弧，提高了驱动装置的可靠性。当然，电源ps还可以采用其他能够提供直流电的电源，本技术实施例不做限定。
[0102]
本技术实施例还提供一种发光二极管检测装置，如图6所示。需要说明的是，图6未体现驱动装置10的电源ps。同时，图6中标出了驱动装置10中的固定件13、固定件14和极板12。极板11被固定件13遮挡，所以极板11未标出。
[0103]
参考图6，检测装置20可以包括检测平台21、捕获设备22和驱动装置10。捕获设备22和检测装置10可以分别与检测平台21连接。
[0104]
可选地，检测平台21可以用于：固定捕获设备22和驱动装置10。
[0105]
可以理解的，检测平台是通过固定固定件13和固定件14实现对驱动装置10的整体固定。
[0106]
驱动装置10可以用于：驱动晶圆w上的每个发光二极管。
[0107]
捕获设备22可以用于：获取发光二极管的信息。
[0108]
本技术实施例提供的检测装置可以通过驱动装置实现晶圆上每个发光二极管的可靠驱动，提高了检测效率和检测精度，且非接触方式驱动和检测可以避免对发光二极管的焊盘或表面造成损坏，保护了发光二极管。
[0109]
进一步地，参考图6，检测平台21可以包括机架部分a和位移部分b。
[0110]
其中，机架部分a可以用于固定捕获设备22和驱动装置10中的固定件13。位移部分b用于固定固定件14，还用于调整极板12的位置，便于捕获设备22穿过极板11的中空部分获取晶圆w上每个发光二极管的图像信息。
[0111]
可选地，发光二极管的信息包括位置信息(可以用坐标信息指示)、亮度信息和光谱信息(可以包括波长和半峰宽等)中的至少一项。本技术实施例以获取每个发光二极管的坐标信息、亮度信息和波长为例进行说明。
[0112]
可以想到的是，在晶圆上的每个发光二极管完成驱动的场景下，可以根据每个发光二极管亮度信息和波长判断发光二极管是否已损坏。
[0113]
在一示例中，若发光二极管的亮度低于预设的亮度阈值(包括无亮度的情况)，则可以表明该发光二极管为已损坏。
[0114]
在另一示例中，可以将捕获设备22获取的发光二极管的波长与预设的发光二极管的颜色对应的波长进行对比，可以判断发光二极管是否已损坏。
[0115]
例如，被检测的发光二极管为红色发光二极管，那么预设的发光二极管的颜色对应的波长为650nm-700nm。捕获设备22获取的发光二极管的波长位于650nm-700nm范围之内，则可以表明该红色发光二极管未损坏，否则，表明该红色发光二极管已损坏。
[0116]
进一步地，可以在亮度信息和波长的基础上，结合坐标信息确定已损坏的发光二极管的位置，实现发光二极管的高精度检测。
[0117]
可选地，捕获设备22可以采用推扫式光谱相机(如推扫式光谱线阵相机或者推扫式光谱面阵相机等)。当然，捕获设备22还可以为其他可以获取每个发光二极管的信息的设备，本技术实施例不做限定。
[0118]
可以想到的是，捕获设备22可以通过极板11的中空部分110获取晶圆上每个发光二极管的图像信息。进而，捕获设备22对图像信息进行处理，即可得到每个发光二极管的波长和亮度等信息。
[0119]
进一步地，由于发光二极管存在同色异谱的现象，因此，可以通过捕获设备22获取每个发光二极管的波长，并将波长相近的发光二极管布置在同一区域，进而提高巨量转移后显示模组的良率，降低显示模组的制造成本。
[0120]
以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。