[发明专利]一种电泳组装制备LED显示器的方法

说明书

本发明公开了一种电泳组装制备LED显示器的方法。该方法包括贴合一电泳基板于LED液体悬浮液上，对驱动电极和/或电极层施加电压，以捕获所述LED芯片于所述驱动电极通道中，对第一衬底进行退火以及通过退火使每个LED芯片和与其对应的驱动电极通道的驱动电极电性连接。本发明其可以简洁快速且精准地转移巨量的发光二极管，并具有高良率。

技术领域

本发明涉及半导体器件制造和光学系统，尤其涉及一种电泳组装制备LED 显示器的方法。

背景技术

微型发光二极管(Micro-LED)就是“微”LED(发光二极管)，微型发光二极管阵 列显示作为一种新显示技术，与其它显示技术，比如液晶显示(Liquid Crystal Display，LCD)、有机电激光显示(OrganicLight-Emitting Diode，OLED)等离子显 示(PlasmaDisplayPanel，PDP)等相比，其核心的不同之处在于其采用无机LED 作为发光像素。

制作好的微小的LED需要转移到做好驱动电路的基底上。无论是电视还是 手机屏，其像素的数量都是相当巨大的，以一个55寸4K电视为例，需要转移 的晶粒就高达2400万颗(以4000x 2000x RGB三色计算)，即使一次转移1 万颗，也需要重复2400次，这种技术叫做巨量转移。巨量转印设备是实现三基 色Micro-LED芯片集成制造的关键。而4K或8K显示像素的尺寸较小，并且显 示产品对于像素错误的容忍度也很低，一块有“亮点”或“暗点”的显示屏无法满足 用户需求，所以将这些小像素可靠地转移到做好驱动电路的衬底上并实现电路 连接是十分困难、复杂的技术。实际上，“巨量转移”确实是目前Micro-LED商 业化上面的一大瓶颈技术。其转移的效率，成功率都决定着商业化的成功与否。 如何提高巨量转移后Micro-LED器件的良品率是值得研究的问题。将LED晶体 薄膜无需封装直接搬运到驱动背板上，在Micro-LED的生产上，要把数百万甚 至数千万颗微米级的LED晶粒正确且有效率的移动到电路基板上。

美国专利US20170133550A1首次提出用于制造发光显示器的流体组装方法， 其技术是在Micro LED组装期间藉由流体悬浮液体当介质，该Micro LED悬浮 液流过顶表面设置有多个井的发光基板从而Micro LED被捕获在井中，并利用 熔融焊料在井的毛细管的界面对Micro LED电极进行机械和电性连接，将Micro LED捕获及对准至焊点上。由于此方法中毛细管作用力过大且不可控，一反面 极易造成Micro LED损伤和失效，另一方面容易诱导Micro LED错位组装和堆 叠，因此难以确保转移精度和良率，无法满足横向精度要求高的巨量转移，而 且修复工艺繁杂耗时，难以满足大规模生产的要求。美国专利US20180261570A1 提出一种定向自组装的方式则是通过反磁漂浮的办法处理巨量转移Micro LED， 该方法包括将振动力施加到磁性台，磁性台包括多个磁体和以阵列布置的间隔 物；将多个铁磁性的LED芯片(每个铁磁性的LED芯片都具有铁磁条)沉积到 磁性平台上，振动力将多个铁磁性的LED芯片基本上均匀地分布在磁性平台的 表面上，并且其中振动力使多个铁磁性的LED芯片对准具有磁场最大磁场强度 节点；通过磁场的物理反转去除一组不在最大磁场强度节点中的铁磁性的LED 芯片。然而制备铁磁性的LED芯片是复杂的，因而反磁漂浮流体组装的技术是 昂贵的、缓慢的，并且可能缺少灵活性和与诸如LED芯片的脆弱的结构和兼容 性，这导致LED芯片分辨率的缺失和不均匀的LED芯片密度，这阻碍了复用、 小型化和信号定量。美国专利US20180053742A1提出将电子器件粘附于暂时性 固定层，通过扩张该暂时性固定层来改变LED间距从而转移到承载基板上。由 于此方法中暂时性固定层在横向和纵向均会扩张，难以确保横向转移精度，无 法满足横向精度要求高的巨量转移，且暂时性固定层扩张倍数有限，无法满足 大横向间距。这些技术遇到的问题是：1)转移的Micro-LED芯片尺寸极小 (3μm-200μm)，需要极高精度的操作技术；2)一次转移需要移动几万乃至几 十万颗Micro-LED芯片，数量巨大；3)如何提升转移良率到99.99％，甚至更 高。

发明内容