[发明专利]一种超声释放式Micro-LED巨量转移方法

说明书

一种超声释放式Micro‑LED巨量转移方法包括如下步骤，A、转移准备，转移基板水平放置，转移基板的下表面富有弹性膜，晶片粘附在弹性膜的表面，在平放转移基板的上表面的位置设有超声发生单元，在该超声发生单元表面安装有超声换能器；B、选择对齐，超声发生单元与转移基板上某处晶片对齐，通过超声换能器实现直接接触；C、形变释放，超声作用在某些特定位置时，该处的弹性膜产生变形，在晶片背面拱起，使晶片脱离转移基板，在重力作用下落到目标衬底上；该方法可实现激光透明与非透明转移基板上的晶片的有效释放，避免常规激光剥离/激光加热剥离等方法对晶片和转移基板不利的热影响。

技术领域

本发明涉及半导体光电技术领域，特别是一种Micro-LED巨量转移方法。

背景技术

LED(发光二极管)是一种能发光的半导体电子元件，具有能量转换效率高，反应时间短，使用寿命长等优点；Micro-LED(微发光二极管)是将传统的LED结构进行薄膜化、微小化、阵列化所得，尺寸仅在1～10μm。由于LED显示技术的优点，Micro-LED越来越多地被用到显示的场合，如：微型投影(虚拟现实设备)、小屏显示(智能可穿戴设备)、中大屏显示(电视)、超大屏显示(户外显示屏)等。但是，超高分辨率的Micro-LED显示屏制造工艺难题仍制约着Micro-LED应用到上述用途。相比OLED(有机发光二极管)可以采用印刷等廉价的生产方法轻易制造出大面积的发光面，制成一块大尺寸、高分辨率的Micro-LED显示屏需要对百万或千万片微米级尺寸的Micro-LED晶片排列组装(巨量转移)，因此带来巨大的制造成本消耗。巨量转移要求把微米级大小的Micro-LED晶片从施主晶圆上精准抓取，扩大阵列距离，妥善安放固定到目标衬底(如显示器背板)上，以现有的主流LED固晶速度，往往需要花费数十天时间对一块电视屏幕进行贴装，远远不能满足产业化的要求，因此，亟需提出新方法来提高抓取速度、抓取精度，扩大晶片阵列距离，准确安放晶片，以加快Micro-LED显示技术的产业化步伐。

针对从施主晶圆上精确剥离并转移晶片这一工艺过程，目前主流方案包括：一、激光剥离技术。加工完成的Micro-LED晶片使用光敏胶水粘附在激光透明的转移基板上，应用激光照射某一特定位置上的晶片，光敏胶水吸收激光能量，胶水失去粘性，晶片在重力作用下落到目标衬底的对应位置上。这一方法采用激光照射的方案，可以选择地性剥离指定距离间的两个晶片，在剥离的同时实现了扩大晶片阵列距离的目的。但是，该方案要求转移基板必须为激光透明材料，且经过一次激光剥离后的转移基板常常受到损伤，无法重复利用。二、激光加热释放技术。在激光透明的转移基板和加工完成的Micro-LED晶片中间，夹着一层弹性层；当激光束通过激光透明的转移基板照射到弹性层时，通过激光热效应使薄膜突起，将Micro-LED晶片顶起并使其离开转移基板；Micro-LED晶片在重力作用下，落在目标衬底的对应位置上。这一方案减少了光敏胶水可能对Micro-LED晶片产生的不利影响，但是，由于该方案利用了激光的热效应，因此，无法避免对晶片不利的热影响。

因此，亟需提出一种新方法，能使激光透明和不透明的转移基板上的Micro-LED晶片均可实现释放，且可避免损伤转移基板，实现转移基板的重复使用，并能够克服激光热效应对Micro-LED产生的不利影响。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的在于提出一种Micro-LED巨量转移方法，该方法可实现激光透明与非透明转移基板上的Micro-LED晶片的有效释放，避免常规激光剥离/激光加热剥离等方法对Micro-LED晶片和Micro-LED转移基板不利的热影响，同时Micro-LED转移基板可以重复利用。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种超声释放式Micro-LED巨量转移方法，包括如下步骤，

A、转移准备，转移基板水平放置，转移基板的下表面富有弹性膜，Micro-LED晶片粘附在弹性膜的表面，在平放转移基板的上表面的位置设有超声发生单元，在该超声发生单元表面安装有超声换能器；