一种用于LED芯片的巨量转移方法与流程

一种用于led芯片的巨量转移方法
技术领域
1.本发明涉及led芯片转移技术领域，尤其涉及的是一种用于led芯片的巨量转移方法。


背景技术：

2.led是新一代显示技术，比现有的oled亮度更高、发光效率更好，功耗更低，需求量越来越多。
3.led技术，即led微缩化和矩阵化技术。指的是在一个芯片上集成的高密度微小尺寸的led阵列，如led显示屏每一个像素可定址、单独驱动点亮，可看成是户外led显示屏的微缩版，将像素点距离从毫米级降低至微米级。
4.led的优异性能众所周知，但其也存在一个卡脖子的难题，那就是led的核心技术是纳米级led的转运，即巨量转移。因为led微器件必须先在蓝宝石类的基板上通过分子束外延的生长出来，通过半导体制程做成芯片。但若使led芯片做成显示器，必须要led芯片转移到驱动基板上。
5.目前有两大方向转移方式：第一种是使用半导体制程整合技术,将led芯片直接键结于基板上,即wafer(外延片)与wafer之间的bonding(键合)技术，此种方式需要两套半导体衬底,成本高昂,且只适用于4英寸及以下的小尺寸基板；第二大方向是使用pick
‑
and
‑
place(拾取放置转移)技术，将led阵列上的像素分别转移到极板上，如静电法，印章法，滚轮法等，技术均还不成熟，良率低。
6.如何使led芯片拥有特殊的结构和工艺，来提高巨量转移的良率和效率，是目前大家在钻研攻克的问题点。因此，现有技术还有待于改进和发展。


技术实现要素：

7.鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于led芯片的巨量转移方法，解决了现有技术中提高led微结构巨量转移的良率低和效率低的问题。
8.本发明的技术方案如下：
9.一种用于led芯片的巨量转移方法，包括：
10.提供第一衬底，在所述第一衬底上设置led芯片，使所述led芯片的电极背离所述第一衬底设置；
11.在所述第一衬底背向所述led芯片的一面刻蚀形成led微结构；
12.提供一驱动基板，将蚀刻完成的所述led芯片与所述驱动基板对位，所述led芯片的电极朝向所述驱动基板；
13.将所述led微结构断裂；
14.所述led芯片转移至所述驱动基板。
15.进一步，所述在所述第一衬底背向所述led芯片的一面刻蚀形成led微结构的步骤中，所述led微结构包括：
16.在所述第一衬底背离所述led芯片的表面上刻蚀出的蚀刻槽，所述刻蚀槽的侧壁上凸出形成支撑部，所述支撑部背离所述刻蚀槽的侧壁的一端连接所述led芯片。
17.进一步，所述支撑部上连接所述led芯片的一端蚀刻形成圆弧面，所述圆弧面的圆心位于所述圆弧面朝向所述蚀刻槽中心的一侧。
18.进一步，所述支撑部包括：
19.支撑桥部，所述支撑桥部凸出于所述蚀刻槽的侧壁并朝向所述蚀刻槽的中心延伸，所述支撑桥部连接于所述led芯片的边缘；
20.支撑岛部，所述支撑岛部在第一衬底上环绕于多个所述蚀刻槽，并连接于多个所述支撑桥部。
21.进一步，所述提供一驱动基板的步骤之前，还包括：
22.提供第二临时衬底，使所述led微结构设置在所述第二临时衬底上；
23.所述将所述led微结构断裂的步骤为：
24.所述led微结构断裂，所述led芯片脱离所述第二临时衬底。
25.进一步，所述led微结构设置在所述第二临时衬底上的步骤具体为：
26.所述第二临时衬底朝向所述led微结构的一侧设置第二贴合胶，使所述led微结构粘接在所述第二临时衬底上。
27.进一步，所述提供第一衬底的步骤之后，还包括步骤：
28.提供第一临时衬底，使所述led微结构的所述电极设置在所述第一临时衬底上；
29.所述提供一驱动基板的步骤之前，还包括步骤：
30.将所述第一临时衬底剥离所述led芯片。
31.进一步，所述led微结构的所述电极设置在所述第一临时衬底上的步骤具体为：
32.所述第一临时衬底朝向所述led芯片电极的一侧设置第一贴合胶，使所述led芯片电极粘接在所述第一临时衬底上。
33.进一步，所述led芯片转移至所述驱动基板的步骤中，所述led芯片通过激光法转移至所述驱动基板上。
34.进一步，所述所述led芯片转移至所述驱动基板的步骤中，所述led芯片通过stamp法转移至所述驱动基板上。
35.本方案的有益效果：本发明通过将第一衬底刻蚀形成led微结构，再与驱动基板对接进行led芯片巨量转移，led微结构断裂使led芯片固定在驱动基板的预设位置上，这样定位精确，减少芯片损伤，提高了转移过程中的良品率，实现高效转移。解决了现有技术中led微结构巨量转移的良率低和效率低的问题。
附图说明
36.图1是本发明一种用于led芯片的巨量转移方法的主要步骤流程图；
37.图2是本发明一种用于led芯片的巨量转移方法的主要步骤中的各部件工作原理示意图；
38.图3是本发明一种用于led芯片的巨量转移方法的led
‑
芯片在第一衬底上蚀刻的led微结构示意图；
39.图4是本发明一种用于led芯片的巨量转移方法第一衬底上的led微结构示意图；
40.图5是本发明一种用于led芯片的巨量转移方法实施例的主要步骤流程图；
41.图6
‑
7是本发明用于led芯片的巨量转移方法实施例的主要步骤的各部件工作原理示意图。
42.图中各标号：100、led芯片；110、电极；200、第一衬底；210、蚀刻槽；220、支撑部；221、圆弧面；222、支撑岛部；223、支撑桥部；300、led微结构；400、驱动基板；410、共晶金属；500、第二临时衬底；510、第二贴合胶；600、第一临时衬底；610、第一贴合胶。
具体实施方式
43.本发明提供了一种用于led芯片的巨量转移方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
44.需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者间接连接至该另一个部件上。
45.还需说明的是，本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
46.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
47.如图1
‑
图2所示，本实施例提供一种用于led芯片的巨量转移方法，所述巨量转移方法包括：
48.步骤s100，提供第一衬底，在所述第一衬底上设置led芯片，使所述led芯片的电极背离所述第一衬底设置。
49.如图2中(a)所示，具体实施方式中：需要转移的led芯片100设置有多个，多个led芯片100形成led芯片阵列，所述第一衬底200设置在所述led芯片100阵列的非电极110面，通过半导体制程，在所述第一衬底200上完成了所述led芯片100的半导体制作，即完成chip on wafer(cow)工艺。本实施例中的第一衬底200为蓝宝石基底，蓝宝石基底器件质量好，透明度好，稳定性较好，能够运用在高温生长过程中，机械强度高，且易于处理和清洗。
50.另一种实施方式中，所述第一衬底200还可以使用砷化镓衬底。
51.所述提供第一衬底200，在所述第一衬底200上设置led芯片100，使所述led芯片100的电极110背离所述第一衬底200设置的步骤之后包括步骤：
52.步骤s110，对所述第一衬底背离所述led芯片的一侧减薄。
53.如图2中(b)、图3所示,具体实施方式中，对所述第一衬底200背离所述led芯片100电极110的一侧减薄,所述第一衬底200减薄后方便后面工序对所述第一衬底200进行光刻，
还能够缩短刻蚀的时间，提高生产效率，有利于后面工序所述led微结构300的断裂。
54.步骤s200，在所述第一衬底背向所述led芯片的一面刻蚀形成led微结构。
55.如图2中(c)、图3所示,具体实施方式中，在所述第一衬底200背离所述led芯片100的一侧进行光刻，经过光刻、曝光、显影、刻蚀等工艺，形成所述led微结构300。
56.如图2、图3所示，在本实施例具体的结构中，所述led微结构300位于所述第一衬底200上，所述led微结构包括：在所述第一衬底背离所述led芯片的表面上刻蚀出蚀刻槽，以及所述蚀刻槽的侧壁上凸出形成支撑部，所述支撑部背离所述刻蚀槽的侧壁的一端连接所述led芯片。所述蚀刻槽210位于所述第一衬底200背离所述led芯片100的表面上；所述支撑部220位于所述第一衬底200上，并凸出于所述蚀刻槽210内，所述支撑部220背离所述蚀刻槽210的一端连接所述led芯片100。所述led微结构300在所述led芯片100巨量转移时用以支撑所述led芯片100，所述led微结构300在整个生产过程中起承载的作用，且其结构简单，操作工艺简单，所述led芯片100损耗少，成本低，有利于提升所述led芯片100显示的生产效率和良率。
57.具体的，如图2、图3所示，本实施例中的所述支撑部220上连接所述led芯片100的一端蚀刻形成圆弧面221，所述圆弧面221的圆心位于所述圆弧面221朝向所述蚀刻槽210中心的一侧。所述圆弧面221在所述led芯片100转移时，使得所述led微结构300更容易断裂，便于所述led芯片100转移。
58.具体的，如图2
‑
4所示，本实施例中的所述支撑部220包括：支撑岛部222和支撑桥部223。所述支撑桥部223凸出于所述蚀刻槽210的侧壁并朝向所述蚀刻槽210的中心延伸，所述支撑桥部223连接于所述led芯片100的边缘。所述支撑桥部223呈四边立方体，所述支撑桥部223一侧面连接于所述支撑岛部222，所述支撑桥部223的另外三侧面连接于所述蚀刻槽210，连接于所述蚀刻槽210的三侧面均为所述圆弧面221，所述支撑桥部223连接于所述led芯片100非电极面的边缘，支撑所述led芯片100。所述圆弧面221使得后面工序中所述支撑桥部223更容易断裂，精准度高，所述led芯片100损伤少，便于后面工序所述led芯片100转移。所述支撑岛部222在第一衬底200上环绕于多个所述蚀刻槽210，并连接于多个所述支撑桥部223。所述支撑岛部222连接于所述支撑桥部223，并与所述蚀刻槽210形成一个整体，构成所述led微结构300，支撑所述led芯片100，在led芯片巨量转移的过程中，增加结构的稳定性。在具体的实施例中，每个所述led芯片100背离电极110面的所述第一衬底200上设有所述支撑桥部223数量为4个，4个所述支撑桥部223设置在所述led芯片100的四边。
59.步骤s300，提供一驱动基板，将蚀刻完成的所述led芯片与所述驱动基板对位，所述led芯片的电极朝向所述驱动基板。
60.如图2中(d)所示,具体实施方式中，所述驱动基板400上设置有与所述led芯片100阵列对应的共晶金属410，所述共晶金属410朝向所述电极110面，将所述led芯片100阵列与所述共晶金属410对准接合并进行共晶处理，所述电极110面落到所述共晶金属410上。具体地，所述共晶金属410包含agsncu、in及bisn合金所组成的群组中的一种，所述共晶处理的温度不高于300℃，所述共晶处理的时间不大于1min，以在所述共晶处理的过程中保持所述支撑部220的稳定性。
61.步骤s400，将所述led微结构断裂。
62.如图2中(d)、图3所示,具体实施方式中，加工好的所述led微结构300与所述驱动
基板400对位后，使所述led芯片100上的所述支撑桥部223断裂，所述led芯片100从所述第一衬底200上脱落，所述led芯片100落到所述驱动基板400上。
63.步骤s500，所述led芯片转移至所述驱动基板。
64.如图2中(d)、图3所示,具体实施方式中，当所述led芯片100阵列从所述第一衬底200上脱落后，所述led芯片100阵列与所述共晶金属410阵列对位，所述led芯片100巨量转移到所述驱动基板400上。
65.在上述方案的led芯片100巨量转移方法制定，通过在所述第一衬底200上设置led芯片100，使所述led芯片100的电极110背离所述第一衬底200设置；再在所述第一衬底200背向所述led芯片100的一面刻蚀形成led微结构300；然后提供一驱动基板400，将蚀刻完成的所述led芯片100与所述驱动基板400对位，所述led芯片100的电极110朝向所述驱动基板400；再将所述led微结构300断裂；最后所述led芯片100转移至所述驱动基板400。本方案通过将第一衬底刻蚀形成led微结构，再与驱动基本对接进行led芯片巨量转移，led微结构断裂使led芯片固定在驱动基板的预设位置上，这样定位精确，减少芯片损伤，提高了转移过程中的良品率，实现高效转移。解决了现有技术中提高led微结构巨量转移的良率低和效率低的问题。
66.本方案在步骤s100～s500的基础上，还包括两种实施例。
67.实施例一
68.如图5
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7所示，在上述方案基础上，在所述提供第一衬底，在所述第一衬底上设置led芯片，使所述led芯片的电极背离所述第一衬底设置的步骤之后，所述对所述第一衬底背离所述led芯片的一侧减薄的步骤之前，还包括步骤：
69.s101、提供第一临时衬底，使所述led微结构的所述电极设置在所述第一临时衬底上。
70.如图6中(b)、图3所示,具体实施方式中，所述第一临时衬底600平行设置于所述led芯片100电极110面一侧，所述第一临时衬底600可在所述第一衬底200被减薄的过程中，或者光刻形成所述led微结构300的过程中，起到承载和保护所述led芯片100的作用。
71.本实施例中所述led微结构的所述电极设置在所述第一临时衬底上的步骤具体为：所述第一临时衬底600朝向所述led芯片100电极110的一侧设置第一贴合胶610，使所述led芯片100电极110粘接在所述第一临时衬底600上。所述第一贴合胶610涂在所述led芯片100电极110与所述第一临时衬底600之间，将所述所述第一临时衬底600粘贴在所述led芯片100的所述电极110上，保护所述led芯片100。
72.如图1
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4所示，所述所述led芯片100转移至所述驱动基板400的步骤中，还包括：所述led芯片100通过stamp法转移至所述驱动基板400上。stamp法具体为：使用弹性印模，结合高精度运动控制打印头，用压印头在led上施压，利用凡德瓦力，通过改变打印头的速度，让led附着在压印头上后，再从来源基板上将其拾取，移至驱动基板400上的预定位置上后，压印头连同led压向驱动基板400，使led上的连接柱插入背板接触垫后完成led转移。
73.实施例二
74.如图5
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7所示，在实施例一的基础上，在所述提供一驱动基板，将蚀刻完成的所述led芯片与所述驱动基板对位，所述led芯片的电极朝向所述驱动基板的步骤之前，还包括：
75.步骤s201、提供第二临时衬底，使所述led微结构设置在所述第二临时衬底上。
76.如图7中(e)、图3所示，具体实施方式中，所述第二临时衬底500平行设置于所述led微结构300，所述第二临时衬底500连接在所述第一衬底200和所述支撑部220上，所述第二临时衬底500用于承载和保护所述led微结构300。
77.如图3、图5所示，本实施例中所述led微结构设置在所述第二临时衬底上的步骤具体为：所述第二临时衬底500朝向所述led微结构300的一侧设置第二贴合胶510，使所述led微结构粘接在所述第二临时衬底500上。所述第二贴合胶510涂在所述led微结构300与所述第二临时衬底500之间，将所述第二临时衬底500粘贴在所述led微结构300阵列上，便于所述led芯片100阵列转移。
78.所述提供一驱动基板的步骤之前，还包括步骤：
79.步骤s202、将所述第一临时衬底剥离所述led芯片。
80.如图7中(f)所示，具体实施方式中，在所述led芯片100转移到所述驱动基板400之前，为了便于所述驱动基板400的所述共晶金属410与所述led芯片100的所述电极110对位，将所述第一临时衬底600剥离所述led芯片100。将所述第一临时衬底600剥离所述led芯片100的方法可用激光法或者加热法。所述激光法具体为：用激光聚焦于第一贴合胶610于所述led芯片100电极100贴合处，激光在聚焦处产生热量，所述led芯片100电极100处贴合的第一贴合胶610被逐渐分解，所述第一临时衬底600剥离所述led芯片100。所述加热法具体为：在第一贴合胶610于所述led芯片100电极100贴合处进行加热，随着热量增大，所述led芯片100电极100处贴合的第一贴合胶610被逐渐分解，所述第一临时衬底600剥离所述led芯片100。
81.所述将所述led微结构断裂的步骤的具体过程为：
82.所述led微结构断裂，所述led芯片脱离所述第二临时衬底。
83.如图7中(g)、图3所示，具体实施方式中，在所述led微结构300中，所述支撑部220中的所述支撑桥部223断裂，所述支撑岛部222与所述第一衬底200连接在所述第二临时衬底500上脱离所述led芯片100，以保证所述第一衬底200与所述led芯片100完全脱离。
84.本实施例中所述led芯片100转移至所述驱动基板400的步骤中，所述led芯片100通过激光法转移至所述驱动基板400上。所述激光法具体为：用激光对所述led微结构300进行扫描，所述支撑桥部223在激光的作用下断裂，将所述led芯片100从所述第一衬底200上剥离，所述led芯片100转移至所述驱动基板400。
85.易于想到，所述用于巨量转移的led微结构300也可用于所有微型led，不仅限于mini
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led芯片100或micro
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led芯片100。
86.综上所述，本发明提出的一种用于led芯片100的巨量转移方法，通过在所述第一衬底200上设置led芯片100，使所述led芯片100的电极110背离所述第一衬底200设置；在所述第一衬底200背向所述led芯片100的一面刻蚀形成led微结构300；提供一驱动基板400，将蚀刻完成的所述led芯片100与所述驱动基板400对位，所述led芯片100的电极110朝向所述驱动基板400；将所述led微结构300断裂；所述led芯片100转移至所述驱动基板400。本方案通过将第一衬底刻蚀形成led微结构，再与驱动基本对接进行led芯片巨量转移，led微结构断裂使led芯片固定在驱动基板的预设位置上，这样定位精确，减少芯片损伤，提高了转移过程中的良品率，实现高效转移。解决了现有技术中led微结构巨量转移的良率低和效率低的问题。
87.应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

技术特征：
1.一种用于led芯片的巨量转移方法，其特征在于，包括：提供第一衬底，在所述第一衬底上设置led芯片，使所述led芯片的电极背离所述第一衬底设置；在所述第一衬底背向所述led芯片的一面刻蚀形成led微结构；提供一驱动基板，将蚀刻完成的所述led芯片与所述驱动基板对位，所述led芯片的电极朝向所述驱动基板；将所述led微结构断裂；所述led芯片转移至所述驱动基板。2.根据权利要求1所述的用于led芯片的巨量转移方法，其特征在于，所述在所述第一衬底背向所述led芯片的一面刻蚀形成led微结构的步骤中，所述led微结构包括：在所述第一衬底背离所述led芯片的表面上刻蚀出蚀刻槽，所述蚀刻槽的侧壁上凸出形成支撑部，所述支撑部背离所述刻蚀槽的侧壁的一端连接所述led芯片。3.根据权利要求2所述的用于led芯片的巨量转移方法，其特征在于，所述支撑部上连接所述led芯片的一端蚀刻形成圆弧面，所述圆弧面的圆心位于所述圆弧面朝向所述蚀刻槽中心的一侧。4.根据权利要求3所述的用于led芯片的巨量转移方法，其特征在于，所述支撑部包括：支撑桥部，所述支撑桥部凸出于所述蚀刻槽的侧壁并朝向所述蚀刻槽的中心延伸，所述支撑桥部连接于所述led芯片的边缘；支撑岛部，所述支撑岛部在第一衬底上环绕于多个所述蚀刻槽，并连接于多个所述支撑桥部。5.根据权利要求4所述的用于led芯片的巨量转移方法，其特征在于，所述提供一驱动基板的步骤之前，还包括：提供第二临时衬底，使所述led微结构设置在所述第二临时衬底上；所述将所述led微结构断裂的步骤为：所述led微结构断裂，所述led芯片脱离所述第二临时衬底。6.根据权利要求5所述的用于led芯片的巨量转移方法，其特征在于，所述led微结构设置在所述第二临时衬底上的步骤具体为：所述第二临时衬底朝向所述led微结构的一侧设置第二贴合胶，使所述led微结构粘接在所述第二临时衬底上。7.根据权利要求1所述的用于led芯片的巨量转移方法，其特征在于，所述提供第一衬底的步骤之后，还包括步骤：提供第一临时衬底，使所述led微结构的所述电极设置在所述第一临时衬底上；所述提供一驱动基板的步骤之前，还包括步骤：将所述第一临时衬底剥离所述led芯片。8.根据权利要求7所述的用于led芯片的巨量转移方法，其特征在于，所述led微结构的所述电极设置在所述第一临时衬底上的步骤具体为：所述第一临时衬底朝向所述led芯片电极的一侧设置第一贴合胶，使所述led芯片电极粘接在所述第一临时衬底上。9.根据权利要求8所述的用于led芯片的巨量转移方法，其特征在于，所述led芯片转移
至所述驱动基板的步骤中，所述led芯片通过激光法转移至所述驱动基板上。10.根据权利要求4所述的用于led芯片的巨量转移方法，其特征在于，所述所述led芯片转移至所述驱动基板的步骤中，所述led芯片通过stamp法转移至所述驱动基板上。
技术总结
本发明公开了一种用于LED芯片的巨量转移方法，包括：提供第一衬底，在所述第一衬底上设置LED芯片，使所述LED芯片的电极背离所述第一衬底设置；在所述第一衬底背向所述LED芯片的一面刻蚀形成LED微结构；提供一驱动基板，将蚀刻完成的所述LED芯片与所述驱动基板对位，所述LED芯片的电极朝向所述驱动基板；将所述LED微结构断裂；所述LED芯片转移至所述驱动基板。解决了现有技术中LED微结构巨量转移的良率低和效率低的问题。和效率低的问题。和效率低的问题。


技术研发人员：杨梅慧 钟文馗 林伟瀚
受保护的技术使用者：康佳集团股份有限公司
技术研发日：2021.03.01
技术公布日：2021/6/29