发射型LED显示装置制造方法与流程

文档序号:15811029发布日期:2018-11-02 22:12阅读:124来源:国知局
发射型LED显示装置制造方法与流程

本申请涉及形成包括发光二极管(led)的发射型图像显示装置,例如用于电视机、计算机、智能电话、平板电脑等的显示屏。

背景技术

于2015年11月26日提交的法国专利申请fr3044467(提交号1561421)中已经提供了一种制造图像显示装置的方法,该图像显示装置包括在同一传送基板(transfersubstrate)上以阵列布置的多个基本电子微芯片。根据这种方法,微芯片和传送基板被分开制造。每个微芯片包括led的堆叠和用于控制led的电路的堆叠。控制电路包括与led相对的连接表面,该连接表面包括旨在被连接到传送基板以用于微芯片控制的多个电连接区域。传送基板包括连接表面,该连接表面针对每个微芯片包括旨在被分别连接到微芯片的电连接区域的多个电连接区域。然后将芯片放置在传送基板上,其中其连接表面面向传送基板的连接表面,并且被固定到传送基板以将每个微芯片的电连接区域连接到传送基板的对应电连接区域。

能够至少部分地改进这种方法的某些方面将是可取的。

特别地,由于微芯片的尺寸相对较小,并且假定每个微芯片包括多个分离的电连接区域,所以微芯片的电连接区域与传送基板的对应电连接区域的对准相对难以实现。期望的是使这种对准的实施容易和/或改善所获得的对准精度。



技术实现要素:

因此,实施例提供了一种制造发射型led显示装置的方法,包括以下步骤:

a)形成多个芯片,其中每个芯片包括至少一个led,并且在芯片的连接表面上包括多个亲水性电连接区域和疏水性区域,芯片的每个电连接区域被疏水性区域包围并且通过疏水性区域与芯片的其他电连接区域分离;

b)形成传送基板,所述传送基板针对每个芯片包括疏水性区域和多个亲水性电连接区域,所述多个亲水性电连接区域旨在分别被连接到芯片的电连接区域,所述传送基板的每个电连接区域被所述疏水性区域包围并且通过所述疏水性区域而与所述传送基板的其他电连接区域分离;

c)在所述传送基板的每个电连接区域上和/或每个芯片的每个电连接区域上布置液体的液滴;并且

d)通过使用液滴的毛细回复力使芯片的电连接区域与传送基板的对应电连接区域对准,以由直接结合将芯片贴附到传送基板而将每个芯片的电连接区域电连接到传送基板的对应电连接区域。

根据实施例,芯片的电连接区域和传送基板的电连接区域由金属制成,并且芯片的疏水性区域和传送基板的疏水性区域由疏水性聚合物制成。

根据实施例,芯片的电连接区域由与液体形成小于10°的液滴接触角的材料制成,并且疏水性区域由与液体形成大于20°的液滴接触角的材料制成。

根据实施例:

在每个芯片中,芯片的连接面是平面的,即芯片的电连接区域与疏水性区域的外表面齐平;和/或

传送基板的连接表面是平面的,即传送基板的电连接区域与疏水性区域的外表面齐平。

根据实施例:

在每个芯片中,芯片的电连接区域形成从芯片的连接表面凸出的凸起区域;和/或

传送基板的电连接区域形成从传送基板的连接表面突出的凸起区域。

根据实施例:

在步骤a)的结尾处,芯片以比最终显示装置的芯片之间的节距(pitch)更小的芯片之间的节距被布置在支撑基板上;并且

在步骤d)处,多个芯片以最终显示装置的节距而与支撑基板选择性地分离并且以此相同的节距被贴附到传送基板。

根据实施例,借由从与芯片相对的支撑基板的表面投射的局部激光束来形成芯片的选择性分离。

根据实施例,支撑基板包括与每个芯片相对的一个或多个通孔(throughopening),经由开口进行芯片的选择性分离。

根据实施例:

在步骤a)的结尾处,在没有粘合的情况下芯片仅被放置在支撑基板上;并且

在步骤d)处,传送基板被带到芯片上方,其中其连接表面面向芯片的连接表面,并且被放置在芯片上从而以最终显示装置的节距同时对多个芯片进行采样。

根据实施例,支撑基板包括在其中布置有芯片的空腔,使得芯片由空腔壁横向地保持。

根据实施例,支撑基板的每个空腔的底部是非平面的。

根据实施例,每个芯片包括led的堆叠和用于控制led的有源电路的堆叠。

另一个实施例提供了一种通过如上所述的方法形成的发射型led显示装置。

在以下结合附图对特定实施例的非限制性描述中将详细讨论前述和其他特征和优点。

附图说明

图1是示意性且部分地示出根据制造发射型led显示装置的方法的示例的将微芯片传送到传送基板上的步骤的横截面图;

图2是示意性且部分地示出根据制造发射型led显示装置的方法的实施例的示例的将微芯片传送到传送基板上的步骤的截面图;

图3是示意性且部分地示出根据制造发射型led显示装置的方法的另一实施例的将微芯片传送到传送基板上的步骤的横截面图;

图4a、图4b和图4c是示出制造发射型led显示装置的方法的实施例的步骤的横截面图;

图5是示出图4a至图4c的方法的可替选的实施例的横截面图;

图6a、图6b、图6c和图6d是示出制造发射型led显示装置的方法的另一实施例的步骤的横截面图;

图7a、图7b、图7c和图7d是示出制造发射型led显示装置的方法的另一实施例的步骤的横截面图;并且

图8是示出图7a至图7d的方法的可替选的实施例的横截面图。

具体实施方式

在各个附图中相同的元件已经用相同的附图标记来指定,并且进一步地各个附图不是按比例绘制的。为了清楚起见,仅示出并详细描述了对理解所描述的实施例有用的那些步骤和元件。特别地,所描述的显示装置的基本微芯片的制造和传送基板的制造尚未详细描述,基于本说明书的教导,这些元件的制造在本领域技术人员的能力范围内。作为示例,基本微芯片和传送基板可以根据与上述法国专利申请fr3044467中描述的那些相同或相似的方法来制造,所述法国专利申请fr3044467通过法律授权以引用的方式并入本文。在以下描述中,当提及术语限定的绝对位置(诸如术语“前”、“后”、“顶部”、“底部”、“左”、“右”等)或相对位置(诸如术语“上方”、“下方”、“上部”、“下部”等)或术语限定的方向(诸如术语“水平”、“垂直”等)时,将参考附图的取向,应理解的是,实际上,所描述的装置可以不同地被定向。术语“大致(approximately)”、“基本上(substantially)”和“大约(intheorderof)”在本文中被用于指定所讨论的值的正或负10%的容差、优选正或负5%的容差。

图1是示意性且部分地示出根据制造发射型led显示装置的方法的示例的将微芯片100传送到传送基板150上的步骤的横截面图。

图1更具体地示出了在将微芯片贴附(affix)到传送基板上的实际步骤之前的微芯片100和传送基板150。

特别地,显示装置可以包括以行和列的阵列组装在同一传送基板上的多个相同或相似的基本芯片100,所述芯片被连接到基板的电连接的元件以用于其控制,并且每个微芯片例如对应于显示装置的像素。

微芯片100包括上部中的无机半导体led110以及在与上部形成一体的下部中的基于单晶硅的有源控制电路120,该有源控制电路120能够控制由led进行的光发射。

led110包括至少一个同质结或一个异质结、例如由上部n型半导体层112的堆叠和下部p型半导体层114的堆叠形成的pn结以及两个电触点116和118(在示出的示例中分别与层112和层114接触)以通过堆叠注入电流,以便生成光。作为示例,led110是氮化镓led或基于能够形成led的任何其他iii-v半导体。

控制电路120在单晶硅块121的内部和顶部上形成,并且包括电子部件,并且特别是用于保持偏置信号的一个或多个晶体管和至少一个电容元件,用于独立控制led110。控制电路120的上表面与led110机械地和电气地接触。限定微芯片的连接表面的电路120的下表面包括多个电连接区域,所述多个电连接区域旨在被连接到传送基板150的对应连接区域以用于微芯片的控制。在示出的示例中,电路120的下表面包括四个电连接区域125、126、127和128。区域125和126旨在分别接收微芯片的低电源电位(例如地)vn和高电源电位(即高于低电源电位)vp。区域127和128旨在接收微芯片控制信号。更具体地,区域127旨在接收微芯片选择信号vsel,并且区域128旨在接收用于调整微芯片的光度水平的信号vdata。连接区域125、126、127和128例如由金属制成,例如由铜制成。在该示例中,控制电路120包括两个mos晶体管122和123以及一个电容元件124、例如电容器。晶体管122(例如p沟道晶体管)具有被连接到微芯片的连接区域126(vp)的第一导电节点(源极或漏极)、被连接到led110的阳极接触端子118的第二导电节点(源极或漏极)以及被连接到电路120的中间节点a1的控制节点(栅极)。电容元件124具有被连接到节点a1的第一电极和被连接到微芯片连接区域126(vp)的第二电极。晶体管123(例如n沟道晶体管)具有被连接到微芯片的连接区域128(vdata)的第一导电节点、被连接到节点a1的第二导电节点以及被连接到微芯片的连接区域127(vsel)的控制节点。微芯片100还包括将微芯片的电连接区域125(vn)连接至led110的阴极接触端子116的绝缘导电通道(via)129。

基本微芯片100在更新像素的光度水平的阶段期间如下操作。通过将调整的控制信号施加到端子127(vsel),晶体管123接通(导通)。电容性元件124然后充电到作为被施加到微芯片的端子126(vdata)的调节信号的函数的电压电平。调节信号vdata的电平设置节点a1的电位,并且相应地设置由晶体管122注入到led中的电流的强度,并且因此设置由led发出的光强度。晶体管123然后可以被回至关断。节点a1然后保持在基本上等于电位vdata的电位。因此,被注入到led中的电流在晶体管123回至关断之后基本上保持恒定,并且这一点直到节点a1的电位的下一次更新为止。

传送基板150例如包括由绝缘材料制成的支撑板或片151,其上布置有电连接元件,例如导电迹线和区域。传送基板150例如是无源基板,即其仅包括用于传达微芯片控制和电源信号的电连接元件。传送基板150包括连接表面,在示出的示例中其上表面旨在接收微芯片100。针对显示装置的每个微芯片,传送基板150在其连接表面上包括多个电连接区域(每个微芯片的电连接区域一个),所述多个电连接区域旨在分别被连接到微芯片的电连接区域。因此,在该示例中,针对显示装置的每个微芯片100,传送基板150包括四个电连接区域155、156、157和158,所述四个电连接区域155、156、157和158旨在分别被连接到微芯片100的电连接区域125、126、127和128,以传达微芯片的控制信号vn、vp、vsel和vdata。传送基板的电连接区域155、156、157和158例如由与微芯片的电连接区域125、126、127和128相同的导电材料(例如铜)制成。

在将微芯片100传送到传送基板150上期间,微芯片的连接表面被放置成与传送基板的连接表面接触,以分别将微芯片的电连接区域125、126、127和128电连接到传送基板的对应电连接区域155、156、157和158。通过直接结合(bonding),即在微芯片和基板之间的接口处没有添加粘合剂或焊接材料的情况下、例如在环境温度和压力下,来进行将微芯片100到传送基板上的贴附。为了实现这一点,微芯片的电连接区域和传送基板的电连接区域可以预先准备好以获得足够的均匀性,例如低于1nm的粗糙度,以实现区域125、相应地126、相应地127、相应地128直接结合在区域155、相应地156、相应地157、相应地158上。退火可以可选地在结合之后被提供,例如在从150至250℃的范围内的温度下,以提高结合强度。

如上文指出的,这种方法的难点在于微芯片的电连接区域与传送基板的对应电连接区域的对准,以获得微芯片与传送基板之间的良好电连接。

事实上,例如,微芯片在俯视图中具有小于或等于100μm的最大尺寸,例如小于或等于50μm,例如大约10μm。每个微芯片包括多个电连接区域(在图1的示例中为四个),微芯片的对准应该是非常精确的,例如,具有比在1μm内更好的精度。

图2是示意性地且部分地示出根据制造发射型led显示装置的方法的实施例的示例的将微芯片200传送到传送基板250上的步骤的横截面图。图2更具体地示出了在将微芯片贴附到传送基板上的实际步骤之前的微芯片200和传送基板250。

图2的微芯片200和传送基板250包括与图1的微芯片100和传送基板150共同的元件。此后,将仅详细描述图2的实施例和图1的示例之间的差异。

图2的微芯片200与图1的微芯片100的不同之处主要在于,它在其连接表面的侧面上包括由电绝缘材料制成的疏水性层202,该疏水性层202横向包围微芯片的电连接区域125、126、127和128。在示出的示例中,疏水性层202在未被电连接区域125、126、127和128占据的微芯片的基本上整个下表面上延伸。作为示例,在正视图中,微芯片的电连接区域125、126、127和128中的每个被疏水性层202完全包围并且通过疏水性层202而与其他电连接区域分离。电连接区域125、126、127和128被设置为亲水性的。

因此,在图2的示例中,微芯片的连接表面包括与电连接区域125、126、127和128对应的多个亲水性区域,每个亲水性区域被疏水性区域(层202)横向地包围并且通过该疏水性区域与其他亲水性区域分离。

在图2的示例中,微芯片200的下表面或连接表面是基本上平面的,即微芯片的电连接区域125、126、127和128与疏水性层202的下表面齐平。作为示例,电连接区域125、126、127和128根据镶嵌类型(damascene-type)方法形成,包括:在微芯片的整个下表面上沉积疏水性层的步骤、随后蚀刻旨在在微芯片的下表面侧上容纳电连接区域125、126、127和128的空腔的步骤、随后用导电材料填充空腔以形成电连接区域的步骤、随后化学机械抛光以使芯片的下表面平面化以将电连接区域125、126、127和128的下表面放置在与疏水性层202的下表面相同的水平上的步骤。

这里术语疏水性(hydrophobic)和亲水性(hydrophilic)意指层202的材料具有相对低的可湿性(wettability),并且电连接区域的材料具有相对高的可湿性。

通常,材料的可湿性可以通过在大气压下材料的水平表面上的液滴的接触角来表征,即液滴的切线与材料处于固体/液体/气体三重接触点处的表面之间的角。接触角越小,材料的可湿性越高。

这里期望获得微芯片连接表面的疏水性区域和亲水性区域之间的高可湿性差异,以允许在微芯片的每个电连接区域上限制液滴,以使微芯片的电连接区域与传送基板的对应电连接区域的对准容易,如将在下文中进一步详细描述的那样。

作为示例,亲水性意指电连接区域125、126、127和128的材料上的水滴的接触角小于10°,并且优选地小于5°,并且疏水性意指层202的材料上的水滴的接触角大于20°,优选地大于60°,优选地大于90°。在图2的示例中,亲水性材料和疏水性材料之间的液滴接触角差优选大于90°,优选地大于110°。

疏水性层202例如由疏水性材料制成,例如聚合物boschc4f8、聚四氟乙烯(teflon)、由daikin以商品名optooldsx销售的类型的抗粘附聚合物、或者由任何其他适合的疏水性材料。

类似地,图2的传送基板250与图1的传送基板150的不同之处主要在于,其在其连接表面侧上包括由电绝缘材料制成的疏水性层252,所述疏水性层252横向地包围基板的电连接区域155、156、157和158。在示出的示例中,疏水性层252在未被电连接区域155、156、157和158占据的传送基板的基本上整个上表面上延伸。作为示例,在正视图中,电连接区域155、156、157和158中的每个被疏水性层252完全包围并且通过疏水性层252与其他电连接区域分离。电连接区域155、156、157和158被设置为亲水性的。

在图2的示例中,传送基板250的上表面或连接表面是基本上平面的,即传送基板的电连接区域155、156、157和158与疏水性层252的上表面齐平。作为示例,在将疏水性层沉积在传送基板的整个上表面上之后,根据镶嵌类型方法形成电连接区域155、156、157和158。

就微芯片而言,在此期望的是在微芯片连接表面的疏水性区域和亲水性区域之间获得高的可湿性差异,以允许限制微芯片的每个电连接区域上的液滴,以使微芯片的电连接区域与传送基板的对应电连接区域的对准容易。

作为示例,电连接区域155、156、157和158的材料上的水滴的接触角小于10°并且优选地小于5°,并且水滴在层252的材料上的接触角大于20°,优选地大于60°,优选地大于90°。电连接区域155、156、157和158的材料与层252的材料之间的液滴接触角差优选地大于90°,例如大于110°。

作为示例,传送基板250的电连接区域155、156、157和158由与微芯片200的电连接区域125、126、127和128相同的材料制成,并且传送基板250的疏水性层252由与微芯片200的疏水性层202相同的材料制成。

在图2的示例中,在将微芯片200实际传送到传送基板250上之前,提供了在传送基板的每个电连接区域上和/或在微芯片的每个电连接区域上放置液滴260,例如水滴。

在示出的示例中,液滴仅被放置在传送基板的电连接区域上。为此目的,传送基板的上表面例如被投入(plunged)液体260的浴(bath)中。作为变型,可以将液体260喷洒在传送基板的上表面上。由于基板的电连接区域155、156、157和158和疏水性层252之间的亲水性/疏水性对比,所以液滴260仅被限制在传送基板的电连接区域155、156、157和158上,即在图2的示例中每个微芯片有四个液滴。

然后将微芯片200放置在基板250上,其中其连接表面面向基板250的连接表面。更具体地,将微芯片的电连接区域125、126、127和128放置于在传送基板的对应的电连接区域155、156、157和158顶部上的液滴260上。

在该步骤期间,由液滴260施加在亲水性表面上、即电连接区域上的毛细回复力(capillaryrestoringforce)使能微芯片的电连接区域与传送基板的对应电连接区域精确地对准。

应该指出,由每个微滴施加的毛细回复力与液滴的外围长度或微滴的空气/固体/液体三重接触线的长度成比例。因此,相比如果为微芯片的对准提供单个液滴而言,为微芯片的每个电连接区域提供一个液滴的事实使能受益于更高的对准恢复力。

一旦在液滴260的帮助下已经进行了微芯片200与传送基板的对准,则微芯片200通过将微芯片的电连接区域125、126、127和128直接结合到传送基板的对应电连接区域155、156、157和158上而被贴附到传送基板250。为此目的,例如可以向微芯片200施加压力以排出液滴260,或者液体260可以被蒸发,以使微芯片的连接表面放置成与传送基板的连接表面接触,并且因此获得微芯片的电连接区域125、126、127和128与传送基板的电连接区域155、156、157和158的直接结合。微芯片的电连接区域和传送基板的电连接区域可以预先制备好以获得足够的均匀性以执行直接结合。可能在结合之后提供退火,例如在从150至250℃的范围内的温度下以提高结合能量。

图3是示意性地且部分地示出根据制造发射型led显示装置的方法的实施例的示例的将微芯片300传送到传送基板350上的步骤的截面图。

图3更具体地示出了在将微芯片贴附到传送基板上的实际步骤之前的微芯片300和传送基板350。

图3的微芯片300包括与图2的微芯片200共同的元件,并且图3的传送基板350包括与图2的传送基板250共同的元件。

此后,将仅详细描述图3的实施例与图2的实施例之间的差异。

图3的微芯片300与图2的微芯片200的不同之处主要在于,在微芯片300中,电连接区域125、126、127和128形成从芯片的下表面突出的凸起区域。因此,与具有基本上平面的连接表面的微芯片200相反,微芯片300具有结构化的连接表面。更具体地,由微芯片的电连接区域形成的凸起区域具有台面或台形,每个凸起区域的上表面与凸起区域的侧面形成尖锐边缘。

类似地,图3的传送基板350与图2的传送基板250的不同之处主要在于,在传送基板350中,电连接区域155、156、157和158形成从基板的上表面突出的凸起区域。因此,与具有基本上平面的连接表面的传送基板250相反,传送基板350具有结构化的连接表面。更具体地,由传送基板的电连接区域形成的凸起区域具有台面或台形,每个凸起区域的上表面与凸起区域的侧面形成尖锐边缘。

图3的变型的优点在于,除了电连接区域和包围电连接区域的疏水性区域之间的可湿性差异之外,它还能够受益于将液滴260锚定到每个凸起区域的顶部的效果,以保持在电连接区域上限制的液滴。

作为变型,仅传送基板的电连接区域形成凸起区域,每个微芯片的连接表面基本上是平面的,诸如图2的示例中描述的。在另一变型中,仅微芯片的电连接区域形成凸起区域,传送基板的连接表面基本上是平面的,如图2的示例中描述的。

图4a、图4b和图4c是示出制造发射型led显示装置的方法的实施例的步骤的横截面图。

图4a示出了以下步骤,在该步骤期间,在已经分开形成传送基板250和支撑基板401上的微芯片200之后,并且在将液滴260布置在传送基板250的电连接区域上之后,微芯片200大致与基板250的对应传送区域相对定位,其中在使用支撑基板401作为手柄的同时,微芯片的连接表面面向基板250的连接表面。

作为示例,制造微芯片200的方法是上述法国专利申请fr3044467中描述的类型的方法,包括:

在硅基板的内部和顶部上形成相同或相似的基本控制电路120的阵列;

在例如由蓝宝石制成的适应的生长基板上分开形成相同或相似的基本led110的对应阵列;

将控制电路120的阵列和led阵列110传送到彼此上,这两个阵列例如通过直接异质结合彼此牢固附接;

移除led的生长基板并且用对应于图4a的基板401的支撑基板替换它,通过所谓的暂时结合贴附,其具有比微芯片和led生长基板之间的初始结合更低的结合能量,以使后续的微芯片采样步骤容易;并且

如图4a中示出的,通过在其周围蚀刻从微芯片的连接表面一直垂直延伸到基板401的沟槽来使每个微芯片200个性化,以获得通过它们的led贴附到支撑基板401的个性化微芯片的阵列。

作为变型,可以省略用不同的支撑基板替换led生长基板的步骤,在这种情况下,图4a的基板401是led生长基板。在这种情况下,基板401和led110之间的结合可能借由从基板401的背侧(即,其与微芯片200相对的表面)穿过基板401投射的激光束而被削弱。

在另一个变型中,形成led的半导体层的堆叠可以在基本led110的个性化之前被放置在基本控制电路120的阵列上。然后移除led生长基板以允许led110的个性化,在此之后支撑基板401可以被结合到与控制电路120相对的led110的表面。

为了简化,每个微芯片的单个电连接区域已经在图4a至图4c中示出。实际上,如前面指出的,每个微芯片在其连接表面上包括多个电连接区域。此外,仍然为了简化附图,图4a至图4c以及以下未详细描述微芯片200。仅示出了疏水性层202和单个电连接区域(如阴影区域示出的,而没有参考)。类似地,在图4a至图4c以及以下未详细描述传送基板250。仅示出了疏水性层252,并且针对每个微芯片示出了电连接区域(如阴影区域示出的,而没有参考)。

通过它们的led附接到支撑基板401的微芯片200被带到与传送基板250的对应接收区域相对,其中其连接表面面向基板250的连接表面,并且被放置于在传送基板的电连接区域顶部上的液滴260上。

在该步骤期间,由液滴260施加在亲水性电连接区域上的毛细回复力使能每个微芯片的电连接区域与传送基板的对应电连接区域精确地对准。

应该注意的是,相比如果放置单个芯片而言,同时将多个微芯片200放置在基板250上的事实使能受益于更高的毛细回复力,这是因为与不同传送的微芯片相关联的液滴所施加的毛细回复力相互添加。

然后通过将微芯片的电连接区域直接结合到传送基板的对应电连接区域上,将微芯片200贴附到传送基板250。为此目的,例如可以向微芯片200施加压力以排出液滴260,或者液体260可以被蒸发,以获得微芯片与传送基板之间的直接结合。

然后将微芯片200与支撑基板401分离,并将后者移除。

实际上,例如在从10至50μm的范围内的基板401上的微芯片的节距p401可以小于在传送到基板250上之后的最终装置的节距p250(例如在从15μm到1mm的范围内,例如在从100至500μm的范围内)。

在关于图4a至图4c描述的示例中以及在下面的附图的示例中,传送基板250上的微芯片200的节距p250是支撑基板401上的微芯片的节距p401的倍数。因此,被设置为仅以传送基板250的节距(即,n个中的一个芯片,其中n=p250/p401)将基板401的微芯片200的一部分放置在基板250上,并且然后,如果需要的话,使用剩余的微芯片移位基板401以将基板401的微芯片200的另一部分放置在基板250上,等等,直到显示装置的所有微芯片已经被贴附到传送基板250为止。

针对每次迭代,一旦微芯片200与传送基板的对准已经在液滴260的帮助下进行(图4b),则微芯片200与支撑基板401选择性地分离。然后,如图4c中示出的移除支撑基板401和剩余的微芯片200。

为了选择性地将微芯片200从支撑基板401分离,可以提供支撑基板401与微芯片200之间的光结合,使得在由液滴260施加的毛细作用力的作用下或者在微芯片和传送基板之间的直接粘合力的作用下,在移除支撑基板401期间仅撕掉与传送基板250的对应连接区域对准的微芯片200。作为示例,微芯片200借由c4f8、teflon或optooldsx型聚合物或通过提供小于微芯片200和传送基板250之间的结合能量的微芯片200和支撑基板401之间的结合能量的任何其他粘合剂而被结合到支撑基板401。

作为变型,在支撑基板401是透明的情况下,微芯片200与支撑基板401的结合可以通过能够被紫外线辐射降解的树脂、例如brewer305型的树脂来实现。然后可以通过基板401进行树脂的局部激光照射,以选择性地分离微芯片200的部分。

在支撑基板401是led110的生长基板的情况下,后者可以对微芯片200具有相对强的粘附性。在这种情况下,可以使用借由通过基板401投射的局部激光束进行选择性分离的方法,例如专利申请us6071795中描述的类型的方法。例如,在蓝宝石生长基板401和氮化镓led的情况下,可以使用458-nm激光,其中光功率在从10mw/mm2到10w/mm2的范围内,并且对于要被分离的每个芯片,曝光时间在从1秒到1分钟的范围内。在暴露于激光之后,液体镓存在于led和蓝宝石之间的接口处。然后微芯片通过毛细管被保持在基板401上,直到它被传送到基板250上为止。

应该注意的是,为了增加微芯片200和传送基板250之间的结合力,并且因此使与支撑基板401的分离简单,可以在移除基板401之前进行旨在增加微芯片和传送基板之间的结合能量的退火,例如在从150至250℃的范围内的温度下(图4c)。

图5是示出图4a至图4c的方法的可替选的实施例的横截面图。

图5的方法与图4a到图4c的方法的不同之处主要在于,在图5的方法中,图4a到图4c的支撑基板401被支撑基板501替换,该支撑基板501包括与每个微芯片200相对的至少一个通孔503。提供通孔503使能在将微芯片200传送到基板250上时使微芯片200的选择性地分离简单。作为示例,微芯片200通过粘合剂与基板501保持结合,并且将压缩空气流局部注入位于要被脱离的微芯片相对的开口503中,以获得它们的分离。作为变型,可以使用微针来选择性地推动微芯片通过对应的开口503被脱离。作为变型,微芯片通过开口503的吸力而与基板501保持结合,在此之后,相对于要被脱离的微芯片局部中断吸力,以获得它们的分离。

图6a至图6d是示出发射型led显示装置制造方法的另一实施例的步骤的截面图。

图6a示出了以下步骤,在该步骤期间,与先前关于图4a所描述的内容相同或相似地在微芯片200已经在第一支撑基板401上形成之后,将微芯片200从基板401传送到第二支撑基板601上,其中没有节距变化。为此目的,使用基板401作为手柄,将微芯片200布置在基板601上。将微芯片200通过它们的连接表面、即它们与led110相对的表面放置成与基板601的表面接触。可以在微芯片的连接表面和基板601之间提供借由粘合层的暂时结合。作为变型,微芯片601简单地被放置在基板601的上表面上。然后移除初始支撑基板401。

图6b示出了在移除初始支撑基板401之后的步骤,在该步骤期间,将微芯片200从第二支撑基板601传送到第三支撑基板603的上表面,仍保持初始节距。在通过粘合剂层将微芯片200结合到临时支撑基板601的情况下,可以使用基板601作为手柄将微芯片放置在基板603的上表面上。在将微芯片200简单地放置在临时支撑基板601的上表面上的情况下,基板603可以被放置在微芯片200的上表面上,即在led110的一侧上,之后将包括基板601、微芯片200和基板603的组件翻转,使得微芯片200在基板603的上表面上。然后移除临时支撑基板601。

图6c示出了移除基板601之后的步骤。在此阶段,微芯片200简单地被放置(并且未结合)在支撑基板603的上表面上,微芯片的连接表面朝上,即与基板603相对。

然后将具有期望被贴附在其上的微芯片200的传送基板250定位在基板603和微芯片200上方,其中其连接表面面向微芯片的连接表面。先前,液滴260已经被放置在传送基板250的电连接区域上。放置在支撑基板603上的微芯片200被带到传送基板250的对应接收区域的对面,之后,微芯片200的电连接区域被放置成与被布置在传送基板的对应电连接区域上的液滴260接触。

由液滴260施加在亲水性电连接区域上的毛细回复力吸引微芯片200(由于微芯片和基板之间缺乏结合,所以微芯片200相对于基板603自由移动)并且导致每个微芯片的连接区域与传送基板的对应电连接区域精确地自对准。

然后通过直接结合将微芯片200贴附到传送基板250。为此目的,例如可以向微芯片200施加压力以排出液滴260,或者液体260可以被蒸发,以获得微芯片与传送基板之间的直接结合。

如图6d中示出的,可以移除传送基板603和剩余的微芯片200。

图7a至图7d是示出制造发射型led显示装置的方法的另一实施例的步骤的截面图。

图7a至图7d的方法类似于图6a至图6d的方法,并且与图6a至图6d的方法的不同之处主要在于,在图7a至图7d的方法中,图6a至图6d的方法的支撑基板601和603分别被基板701和703替换。基板701和703与基板601和603的不同之处在于它们每个在其旨在接收微芯片200的表面侧上包括旨在接收微芯片200的空腔702(针对基板701)、相应地704(针对基板703)。

更具体地,当微芯片200从初始支撑基板401被传送到基板701上时(图7a),每个微芯片200被布置在基板701的空腔702中,并且通过空腔702的侧壁与被传送到基板701上的其他微芯片200分离。换句话说,基板701的空腔702的节距与基板401上的微芯片200的节距基本上相同。类似于关于图6a至图6d所描述的,可以将微芯片200通过粘合层贴附到临时支撑基板701,或者可以简单地被放置在基板701上。然后移除初始支撑基板401。

此外,当微芯片200从临时支持基板701传送到支撑基板703上时(图7b),每个微芯片200被布置在基板703的空腔704中,并且通过空腔704的侧壁与其他微芯片200分离。换句话说,基板703的空腔704的节距与初始基板401上的微芯片200的节距基本上相同。类似于关于图6a至图6d所描述的,微芯片200简单地被放置在支撑基板703上。

该方法的其他步骤与之前关于图6a至图6d所描述的相同或类似。

图7a至7d的变型的优点在于,由于通过提供空腔702、704而获得的微芯片的横向保持,所以一旦支撑基板701和/或703已经装载有微芯片200,则便于处理支撑基板701和/或703。

图8是示出图7a至图7d的方法的可替选实施例的横截面图。

图8更具体地示出了对应于图7d的步骤的方法的最终步骤。

在图8的变型中,图7a至图7d的方法的支撑基板703被支撑基板803替换。基板803包括用于保持微芯片200的空腔804,所述空腔804以基本上等于初始支撑基板401上的微芯片的节距的节距被布置。图8的方法的基板803与图7a至图7d的方法的基板703的不同之处主要在于基板803的每个空腔804的底部是非平面的。换句话说,与基板703(其中微芯片200与微芯片的连接表面相对的整个表面与基板的空腔704的底部接触)相反,在图8的示例中,针对每个微芯片200,微芯片与其连接表面相对的表面的仅一部分与其中布置有微芯片的空腔804的底部接触。这使能防止微芯片200到基板803的空腔的底部的不希望的结合,并且因此使得在自组装步骤期间易于通过传送基板250对微芯片进行采样。

作为示例,基板803的每个空腔804的底部可以具有中空形状,例如具有三角形横截面的凹槽部分的形状。更一般地,可以使用能够获得所期抗结合效果的任何其他非平面形状,例如凸起形状。

已经描述了具体的实施例。本领域技术人员将会想到各种改变、修改和改进。特别地,所描述的实施例不限于说明书中提及的尺寸和材料的具体示例。

应该进一步理解,图4a至图4c、图6a至图6d、图7a至图7d和图8的方法可以用微芯片300和/或用关于图3描述的类型的传送基板350来实现。

此外,尽管仅描述了被传送到传送基板上的微芯片每个包括led和用于控制led的电路的实施方式的示例,但是所描述的实施例不限于该特定情况。作为变型,每个微芯片可以包括多个led和用于控制该多个led的有源电路。此外,在另一变型中,每个微芯片可以仅包括一个或多个led,而不具有控制电路,微芯片的一个或多个led然后由微芯片外部、例如被布置在传送基板的外围处的电路控制。

此外,所描述的实施例不限于其中每个微芯片包括四个电连接区域的示出示例。

这样的改变、修改和改进旨在成为本公开的一部分,并且旨在落入本发明的精神和范围内。相应地,前面的描述仅仅是借由示例,而并非旨在限制。本发明仅由以下权利要求及其等同物限定。

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