CN108682370A - 显示器及用于制造显示器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种显示器及用于制造显示器的方法。该方法包括：在所述显示器的基板的薄膜晶体管层上沉积不导电底部填充物；将第一发光二极管放置在所述不导电底部填充物上；在第一温度下加热所述不导电底部填充物以将所述第一发光二极管粘附到所述薄膜晶体管层；在将所述第一发光二极管粘附到所述薄膜晶体管层之后，将第二发光二极管放置在所述不导电底部填充物上；以及在第二温度下加热所述不导电底部填充物，以将所述第一发光二极管的触点和所述第二发光二极管的触点粘合到所述薄膜晶体管层，所述第二温度高于所述第一温度。

Description

显示器及用于制造显示器的方法
本申请是PCT申请号为PCT/GB2016/052722、申请日为2016年9月2日、发明名称为“半导体器件的组装”的PCT申请的中国国家阶段申请201680064111.6的分案申请，该中国国家阶段申请进入国家阶段日为2018年4月28日。
技术领域
本发明涉及用于组装半导体器件的方法和设备，用于显示技术的LED管芯，显示器和用于显示器的制造方法。具体而言，本发明涉及但不需限于无机发光二极管(ILED)、用于显示技术的微LED(μLED)管芯、μLED显示器和/或μLED显示器的制造方法。本发明可涉及通过接触印刷来组装半导体器件的方法和设备。
背景技术
显示器无处不在，并且是可穿戴设备、智能手机、平板计算机、笔记本计算机、台式机、电视机和显示系统的核心组件。目前常见的显示技术从液晶显示器(LCD)到更近的有机发光二极管(OLED)显示器和有源矩阵有机发光二极管显示器(AMOLED)。
显示器架构包括无源和有源矩阵显示器，取决于每个像素是否被单独驱动。有源驱动电路使用薄膜晶体管(TFT)技术，其中基于非晶硅(A-Si)、低温多晶硅(LTPS)和非晶铟镓氧化锌(IGZO)技术的晶体管在玻璃面板上制造，玻璃面板可具有从大约30cm×40cm的第一代显示器到大约2.88m×3.15m的最新的第十代显示器(被称为GEN 10)的玻璃基板尺寸。
在大多数便携式装置(即电池供电装置)中，显示器使用大部分的可用电池电力。此外，便携式装置最常见的用户抱怨是显示亮度不足。为了延长电池寿命并提高亮度水平，有必要开发新的显示技术来降低功耗并产生更高亮度的光源发射。
无机LED(ILED)正在成为基于优异的电池性能和增强的亮度的第三代平板显示图像生成器。ILED显示器是OLED(有机LED)显示器的基本级别变体。OLED的概念是基于电流通过夹在两个玻璃平面之间的有机或聚合物材料来产生光。所提出的ILED显示器概念实际上在显示器的每个像素(每个像素由用于彩色显示器的三个单独的红色、绿色和蓝色LED组成)中用分立的标准LED(其由无机材料制成)代替有机LED材料。
标准(即无机)LED器件已经存在多年，并且其性能(效率、亮度、可靠性和使用寿命)已经过多年优化，因为LED行业已经追求了许多商业机会——特别是开发LED技术的挑战使其能够取代标准白炽灯泡用于一般光源应用，即无机LED比新型和欠发达的OLED材料显著地更加有效、明亮和可靠。
显示器中每个像素的单独可切换标准LED(R、G和B)的概念是众所周知的。这种方法广泛用于大型信息显示器。然而，迄今为止，还不可能将这种方法缩小到更小的显示器，因为标准LED通常是对光方向控制无效的平面芯片。此外，使用传统的组装制造技术，在这种尺度下，膝上型计算机或智能手机显示器所需的数百万像素的组装是不可行的。
ILED显示器制造目前面临的挑战是显著的，并且克服晶圆产率的损失的组装技术需要考虑到ILED显示器对于今天的产率和未来更高的预期产率的制造策略。选择性拾取工具(PUT)是克服产率问题的一个解决方案，其中在源头识别和替换有缺陷的管芯。取决于产率，更换已知的不良芯片或仅将KGD从晶圆转移到临时载体以拾取到TFT基板可能是不实际或经济的。两种方法都需要晶圆级测试来确定晶圆上的KGD或有缺陷的芯片，这是复杂的。
具有操纵和处理小管芯的解决方案的智能组装过程提高玻璃面板上的ILED组装。因此需要一种具有高生产量的组装过程，其能够以大约±3μm或更小的精度从本地LED晶圆向玻璃TFT基板大量并行地拾取和转移一侧尺寸小于10μm的ILED管芯。
智能组装方法正在ILED显示器的行业中得到发展，其范围从“非选择性”弹性体保形印模、激光辅助转印、直接自组装方法、流体组装和选择性基于MEM的印刷头。所有的技术都需要制备组装就绪的芯片，其中大块基板被去除或外延层从基板上释放。为了使ILED显示器成为商业现实，上述许多或全部挑战都需要解决。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种用于制造包括多个像素的显示元件的方法，每个像素包括多个子像素，每个子像素被配置为提供给定波长的光，该方法包括：使用拾取工具PUT进行第一放置循环，第一放置循环包括拾取多个第一未测试的LED管芯并将第一LED管芯放置在显示器基板上的与显示器的多个像素对应的位置处，每个第一LED管芯包括至少一个第一LED发射器，第一LED发射器被配置成提供显示器的多个子像素中的一个；测试显示器基板上的第一LED发射器以确定不起作用的第一LED发射器的一个或多个位置；基于测试的结果，从多个第二已测试的LED管芯中选择一个或多个第二LED管芯，每个第二已测试的LED管芯包括至少一个第二LED发射器，第二LED发射器被配置为提供显示器的多个子像素中的一个；配置所选的一个或多个第二LED管芯以使能够进行它们在显示器基板上的拾取和放置；以及使用PUT进行第二放置循环，第二放置循环包括拾取所选的一个或多个第二LED管芯并且将所选的一个或多个第二LED管芯放置在显示器基板上的所确定的不起作用的第一LED发射器的位置处。
未测试的LED管芯包括在制造期间或之后尚未在晶圆上进行测试的LED管芯。除了关于晶圆产率、晶圆材料质量和/或类似信息之外，未测试的LED管芯可能没有任何与其关联并给出其可操作性的指示的测试数据。已测试的LED管芯包括已经过测试确定其可操作性的管芯。已测试的LED管芯可以是在制造之后(也许在晶圆上)已被测试并且已被确定为可操作的那些管芯。这些LED管芯也可以被称为已知良好管芯KGD。
值得注意的是，不是所有的LED管芯都可以在无需进行进一步的显示器制造步骤的情况下，在显示器基板上进行测试。例如，在其两个相对的表面上具有电极的垂直LED器件在其能够被完全测试(例如，针对短路)之前还需要显示器制造工艺的金属化步骤。如果不是不可能的话，这使得第二个放置循环更加复杂。
还要注意的是，在示例性方法中，不起作用的第一LED管芯不通过第二放置循环替换。而是，在示例性方法中，除了不起作用的第一LED管芯之外，第二LED管芯也被放置在像素位置处。
可选地，配置所选的一个或多个LED管芯的步骤包括在一个或多个所选的第二LED管芯上沉积可变形材料。
可选地，可变形材料被配置为在第二放置循环期间引起一个或多个所选的第二LED管芯与PUT之间的粘附。由于可变形材料的可变形性(或保形性)，粘附力可包括范德华力。
可选地，在一个或多个所选的第二LED管芯上沉积可变形材料的步骤包括将可变形材料施加到模具或载体元件，并且使模具或载体与多个第二LED管芯中的一个或多个的表面啮合，以使可变形材料与多个第二LED管芯中的一个或多个的表面接触。
可选地，在一个或多个所选的第二LED管芯上沉积可变形材料包括修改可变形材料与一个或多个所选的第二LED管芯之间的粘附水平，使得可变形材料粘附到一个或多个所选的LED管芯。
可选地，修改可变形材料与一个或多个所选的第二LED管芯之间的粘附水平的步骤包括用光照射模具或载体元件的与一个或多个所选的第二LED管芯的位置对应的一个或多个部分。可选地，该光包括紫外光。
可选地，在将可变形层沉积在一个或多个所选的第二LED管芯上之前，该方法包括将所选的第二LED管芯放置在处理层上。可选地，所选的第二LED管芯粘附到处理层。
可选地，第二放置循环包括修改所选的第二LED管芯中的一个或多个与处理层之间的粘附水平，使得粘附水平小于由PUT施加的力。
可选地，该方法包括在进行第一放置循环之前在多个第一LED管芯上沉积可变形材料。
可选地，可变形材料被配置为在第一放置循环期间引起多个第一LED管芯与PUT之间的粘附。
可选地，该方法进一步包括在第二放置循环之后进行对第一LED发射器和/或第二LED发射器的进一步测试，以确定一个或多个不起作用的第一和/或第二LED发射器的位置。
可选地，该方法进一步包括基于进一步测试的结果，在进行进一步测试之后选择一个或多个第三已测试的LED管芯。
可选地，测试和/或进一步测试包括向第一和/或第二LED发射器施加反向偏压和/或向第一和/或第二LED发射器施加正向偏压并且使用一个或多个滤波器分析来自第一和/或第二LED发射器的发射。
可选地，该方法进一步包括基于测试和/或进一步测试的结果，进行组装的显示器的一个或多个校准循环。
可选地，一个或多个校准循环包括将一个或多个不起作用的第一和/或第二LED发射器与显示器基板上的驱动电路断开。
可选地，该方法进一步包括在第一和/或第二放置循环之前，在显示器的基板上沉积底部填充物或不导电膜。
可选地，该方法进一步包括修改底部填充物或者不导电膜的黏度，以使能够将第一LED管芯和所选的一个或多个第二LED管芯预粘合或粘合到显示器基板。
可选地，第一和/或第二LED管芯包括布置成允许第一和/或第二LED管芯到显示器基板的互连的粘合元件。
可选地，粘合元件被配置为与显示器基板的电触点形成临时接触，从而允许测试第一和/或第二LED管芯。
可选地，该方法包括使用粘合头将第一LED管芯和/或所选的一个或多个第二LED管芯粘合到显示器基板。
可选地，粘合头包括鼓，该鼓配置为跨显示器的显示器基板移动并且向定位在显示器基板上的第一LED管芯和/或所选的一个或多个第二LED管芯施加力。
可选地，PUT是非选择性PUT。
可选地，第一和第二LED管芯包括包含一个或多个相应的μLED发射器的μLED管芯。
可选地，每个μLED发射器包括被配置成允许电流穿过μLED发射器的第一和第二电极，并且其中，第一和第二电极位于μLED管芯的相同表面上。
可选地，第一和第二电极位于μLED管芯的与发射表面相对的表面上。
可选地，μLED管芯包括多个μLED发射器，每个μLED发射器配置为发射基本上相同波长的光。
可选地，第一和第二电极中的一个对于多个μLED发射器中的每一个是公共的。
可选地，该方法可进一步包括一个或多个另外的放置循环，另外的放置循环包括拾取诸如无源电子设备和/或驱动电子设备的多个显示元件，并将显示元件放置在用于显示器制造的适当位置处。
根据本发明的一个方面，提供了一种包括指令的计算机程序，该指令在至少一个处理器上执行时使至少一个处理器执行上述任何一种方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种包含上述计算机程序的载体，其中，载体是电子信号、光学信号、无线电信号或非暂时性计算机可读存储介质中的一种。
如本文所使用的，术语LED被认为包含ILED。进一步，术语LED被认为包含μLED，其也可以是ILED。
注意，本文公开的方法和设备涉及LED和显示器制造，尽管它们也可涉及光电检测器的制造。在这样的方法中，术语“LED”可用“光电传感器”代替。进一步地，与显示器和/或检测器制造有关的其他元件，诸如无源电子设备和/或驱动电子设备也可被放置在另外的放置循环中。
本文公开的示例性方法可包括用于在非本地的基板的顶部上组装LED以形成LED显示器的方法。LED显示器可包括ILED，其可以是μLED。本文所公开的方法可根据由工业从晶圆产率损失和组装内损失两者所了解的已知产率约束来定制。
本文公开的示例性方法可包括使用非保形和/或非选择性拾取工具的非选择性和选择性组装方法的组合。
如本文所使用的，术语拾取工具(PUT)包含包含单个拾取头或多个拾取头的工具。每个头可被设计为从处理层(也被称为处理载体基板)中拾取至少一个LED管芯(例如，μLED或ILED)，并将LED管芯放置在最终基板(例如显示器基板，诸如TFT)上。这可能要求LED管芯以组装就绪的形式制造。这可能需要从LED管芯去除大块基板。用于去除大块基板的示例性方法可包括用于蓝宝石基板的激光剥离(LLO)和/或用于GaAs基板的蚀刻停止层(ESL)干/湿蚀刻方法。
选择性PUT可以是包含单个拾取头或多个拾取头的工具。每个头是独立可控的，使得其可被启用或禁用以从处理载体基板选择性地拾取至少一个LED管芯。也就是说，由选择性PUT施加的粘附量可被改变，由此如果拾取头被启用，则LED管芯被拾取，并且如果拾取头被禁用，则LED管芯不被拾取。选择性PUT然后可被配置为将拾取的LED管芯放置在诸如TFT的最终基板上。因此，选择性PUT可被认为是可根据拾取要求而编程的，并且被认为是有源PUT。
非选择性PUT可以是包含单个拾取头或多个拾取头的工具。非选择性PUT可被配置为对任何给定的LED管芯施加固定水平的粘附。粘附的水平可能不会改变。非选择性PUT可被设计成根据预定的模式或顺序进行拾取。因此，非选择性PUT的每个头不能被单独地启用或禁用来从处理载体基板拾取单个LED管芯并将LED管芯放置在诸如TFT的最终基板上。因此，非选择性PUT可以被认为是不可编程的，并被认为是无源PUT。
ILED显示器制造方法包括两个特征：
1)来自高产率晶圆的已知良好管芯(KGD)的跨晶圆(或处理载体基板)的空间图，KGD需要在组装之前进行晶圆级测试；和
2)选择性PUT来拾取和放置KGD。
本发明人已经意识到，对于LED(具体而言是ILED)显示器制造方法，在晶圆来源处与选择性PUT耦接的KGD测试的组合是重大挑战并且不容易实现。晶圆测试可能使这种方法在经济上不切实际。期望有替代策略。
示例性的组装或微组装方法可通过将转移器件直接附接到PUT头来执行。转移器件可使能够以必要的选择性拾取KGD以用于微组装。
PUT和转移器件的组合可以接触LED管芯以用于将LED管芯拾取并放置在TFT基板上。转移器件的实例可包括保形转移器件和/或静电转移器件。在这两种情况下，转移器件在放置后都从元件去除。
本文公开的示例性方法可具有精细的分辨率来操纵和处理小的管芯并且可实现高的生产量。这可使能够例如以大约±2μm或更小的精度从本地LED晶圆向玻璃TFT基板大量并行地拾取和转移一侧尺寸＜10μm的ILED管芯。
在本文公开的示例性方法中，(形成中间层的)可变形材料可沉积在一个或多个ILED管芯的表面上，并且非保形拾取工具(PUT)的头可用于接触沉积的可变形材料。中间层的上表面接触PUT，并且可能导致ILED管芯通过中间层粘附到PUT头。具有粘附到其头部的多个ILED管芯的PUT可将芯片引导到玻璃或塑料薄膜晶体管面板基板上的期望位置。然后，中间层的上表面可从PUT头释放，使得中间层和ILED管芯适当地保留位于接收基板上。PUT可以是不可保形的。中间层可以是可变形的，使得它能够与ILED管芯保形接触。ILED管芯上的中间层可使得能够选择特定的ILED管芯，诸如在有缺陷的ILED管芯与KGD之间进行选择。
本文公开了LED(具体而言是ILED)显示器制造的方法。基于考虑现实的LED晶圆起始产率的LED发射器冗余方案，该方法可以导致产率的提高。该方法可以包括用于拾取和放置组装循环的非选择性和/或选择性过程的组合。
对于本文件的其余部分，μLED管芯和ILED的示例性布置用于描述用于显示器制造的方法和设备。然而，注意到，本发明的原理可应用于其他类型的LED。
本文所公开的方法可包括与每个显示器像素的每个颜色的多个μLED管芯组合的多个组装循环(例如，拾取、放置和测试)。每个μLED管芯可包含多个μLED发射器，以获得与高器件产率的起始晶圆材料相同的效果，从而提供更高的显示器产率。值得注意的是，晶圆的器件产率与晶圆可以产生的起作用的器件的数量有关，并可能受到许多因素(诸如晶圆质量和制造方法)的影响。
显示器产率包含显示器中起作用的LED发射器或μLED发射器的数量的度量。
在示例性方法中，单个组装站或可替代的多个组装子站可以如下进行第一组装循环(循环A)(例如，拾取、放置和测试)：
●可部署来自包含未测试μLED管芯(管芯类型A)的晶圆的μLED管芯；
●来自包含未测试的μLED管芯的晶圆的μLED管芯可被后处理为微组装准备就绪状态并且可被安装在用于拾取和放置的临时处理层上；
●当安装在临时处理层上时，一个或多个μLED管芯可具有施加到其上的可变形材料，可变形材料可形成中间转移层，；
●转移印刷非选择性和非保形的PUT可从处理层拾取μLED管芯阵列。μLED管芯阵列可例如从一个角落开始放置在显示器基板上，并且每个管芯对应于显示器的像素位置；
●通过把处理层上的拾取位置顺序地移动到下一个(例如，相邻的)μLED管芯阵列并且将放置位置移动到基板上的下一个(例如，相邻的)对应的一组像素位置——以类比方式是“棋盘图案”中的下一个正方形，其中，每个“正方形”包括一个μLED管芯阵列，可重复该序列；
●每个阵列中的每个μLED管芯包括至少一个μLED发射器以提供显示器的像素的子像素；
●对于一个子像素类型(即发射颜色-RGB)，一旦序列已经移动通过了棋盘图案中的所有正方形，则对于另外两个子像素类型重复相同的过程；
●一旦所有子像素类型完成，则可进行测试序列(例如，所有μLED管芯被接通并进行功能测试，并且确定在哪个像素位置的哪个μLED管芯和/或发射器不工作)；
●测试序列可使用滤波器对管芯进行筛选，以标记和识别在显示器参数性能接受限制之外的一个或多个管芯。
●可将缺陷图记录并编程到显示器存储器中以用于在校准循环(循环C)期间进行校准。
在示例性方法中，单个组装站或可替代地多个组装子站可如下进行第二组装循环(循环B1)(例如拾取、放置和测试)：
●可部署来自包含未测试的μLED管芯或已测试的μLED管芯的晶圆的μLED管芯，诸如KGD(管芯类型B)；
●来自包含未测试的μLED管芯或已测试的μLED管芯的晶圆的μLED管芯可被后处理至微组装准备就绪状态，并且可被安装在用于拾取和放置的临时处理层上；
●在安装在临时处理层上时，μLED管芯可具有被施加到一个或多个未测试或已测试的μLED管芯的可变形材料，可变形材料可形成中间转移层；
●根据在第一组装循环的测试期间识别的缺陷图，可变形材料可选择性地被施加到未测试或已测试的μLED管芯的晶圆；
●转移印刷非可选和非保形的PUT可从包含未测试或已测试的LED管芯的处理层中拾取μLED管芯阵列。μLED管芯阵列可对应于在第一放置循环之后不起作用的μLED管芯所位于的像素位置。可将μLED管芯阵列例如从一个角落开始放置在显示器基板上；
●只有包括中间层的μLED管芯可以被PUT拾取；
●通过把处理层上的拾取位置顺序地移动到下一个(例如，相邻的)μLED管芯阵列并且将放置位置移动到基板上的下一(例如，相邻的)组位置——以类比方式是“棋盘图案”中的下一个正方形，重复该序列；
●一旦序列已经对于一个子像素类型移动通过了棋盘图案中的所有正方形，则可以对于另外两个子像素类型重复相同的过程；
●一旦所有子像素类型完成，则可进行测试序列(即，所有μLED管芯被接通并进行功能测试，并且确定在哪个像素位置的哪个μLED管芯和/或发射器不工作)；
●测试序列可使用滤波器对管芯进行筛选，以标记和识别在显示器参数性能接受限制之外的管芯。
●可将缺陷图记录并编程到显示存储器中以用于在校准循环(循环C)期间进行校准。
在示例性方法中，单个组装站或替代的组装站可进行第三组装循环(循环B2)，除了用于μLED拾取的选择图可以从第二组装循环(循环B1)期间确定的缺陷图中生成之外，第三组装循环可与第二组装循环(循环B1)相同。可根据需要进行许多后续循环以实现期望的显示器产率。
示例性方法可基于冗余模型而不是基于任何物理晶圆修复策略。可替代地，冗余策略可包括邻近有缺陷的子像素的姐妹μLED子像素的放置。可部署激光微调功能来打开或者熔化熔丝，以将第一μLED与驱动电路断开。当LED晶圆产率<99％时，这种在有吸引力的情况下校正有缺陷的子像素的物理方法在规模上可能不经济。例如，90％的晶圆产率将在第一组装循环之后产生～31K激光微调功能，这可能是不经济的。另外，除非第二放置循环的组装产率保证为100％，否则单独的第二子像素可能不足以进行校正。
示例性方法可包括基于在组装序列(循环A、B1和可选的B2)期间生成的缺陷图的最终显示器的校准循环(循环C)。校准循环可包括激光微调功能，以将在放置循环中识别的有缺陷的子像素与驱动电路隔离，留下在放置循环期间所放置的工作的μLED子像素仍然连接到驱动电路。可使用电修复策略将在第一放置循环之后识别的有缺陷的μLED管芯与驱动电路隔离。
示例性方法可包括以下特征中的一个或多个：
●可知道μLED晶圆产率的总体目标
●每个显示器像素的每个颜色的多个μLED管芯可来自相同晶圆的不同位置或来自不同晶圆
●拾取、放置和测试的序列可重复，直到全部或几乎全部(例如99％或更多)或全部显示器像素位置中存在每种颜色(R、G和B)的工作的μLED管芯。
●μLED管芯可在同一侧上具有所有触点，并且触点可被放置在玻璃上，使得能够在放置之后立即从玻璃基板向每个μLED管芯的μLED发射器供电。
●可使用这种方法，其中μLED晶圆先前未经过测试，并且每个像素的每个颜色放置限定数量的μLED(单发射器或多发射器LED)管芯。
当μLED管芯包括多个发射器而不是单个发射器时，建模表明这样的多发射器管芯可显著减少每个像素所需的循环/管芯的数量以获得可接受的显示器产率。这会对所使用的晶圆材料(所需的管芯数量)和组装时间(组装循环数量)产生显著影响。
测试序列的示例性方法可包括以下特征中的一个或多个：
●一旦完成所有子像素类型或者在每个子像素类型放置序列之间，μLED管芯可预粘合或最终粘合，以便在循环之间执行线内面板测试。预粘合状态可以是μLED管芯的触点与显示器的基板上的接触焊盘之间的临时金属到金属接触。这可能不是永久的粘合，但可以足以使发生测试。最终的粘合可以是μLED管芯的触点经历例如回流(例如共晶)或金属相互扩散(例如，固体液体互扩散(SLID))以产生永久接触。这可以涉及激发源，如热力、压缩力或超声波力，以确保可靠的永久粘合。
●为了有助于拾取和放置循环以及互连的质量，预施加的底部填充物或后施加的底部填充物可被施加以确保良好质量的可靠粘合界面。在放置期间，预施加的底部填充物可帮助从中间层和/或μLED管芯的触点释放PUT。
在第一组装循环(循环A)中使用的用于将可变形材料沉积到μLED的示例性方法可包括以下中的一个或多个：旋涂和光刻、喷涂、微接触印刷、层压和微模塑。
在第二或第三组装循环(循环B1或B2)中使用的用于将可变形材料沉积到μLED的示例性方法可包括以下中的一个或多个：喷墨处理和微模塑。
在第一组装循环(循环A)中使用的用于将底部填充物施加到μLED的示例性方法可包括以下中的一个或多个：旋涂和光刻、微模塑和微印刷。
在示例性方法中，可在粘合期间施加底部填充物。底部填充物可包括预施加的B阶环氧树脂。
在示例性方法中，可使用热压粘合过程，例如，C2。粘合过程可使用CuSn至Cu或Cu至Cu的超细间距微凸技术。
示例性方法可包括混合组装方法，其可克服当前技术的约束和挑战。示例性方法可包括组装循环的序列。组装循环的序列可包括非选择性和/或选择性组装循环。组装循环的序列可包括晶圆测试和/或线内面板测试。这种方法可由本文公开的LED管芯实现，LED管芯可允许在组装期间进行线内测试。
方法可包括第一放置循环(循环A)。第一放置循环可以是非选择性组装循环的一部分，和/或可使用未在晶圆级别进行测试(例如，单独测试)的LED管芯。
方法可包括第二和/或第三放置循环(循环B1、B2)。第二和/或第三放置循环可以是选择性组装循环的一部分，和/或可使用已测试(例如，单独测试)的LED管芯。
在第一组装循环(循环A)之前可能没有LED晶圆测试。第一组装循环可仅包括拾取和放置μLED。在第二和/或第三组装循环(循环B1和/或B2)之前可能有LED晶圆测试。
在示例性方法中，在所有放置循环之间，当放置在面板上时可以存在线内LED管芯测试。在每个像素的限定数量的μLED管芯的三个放置循环之后，每个显示器像素工作的概率是足够高的，因此现在可获得可部署制造线修复策略的每个显示器产品具有足够低数量的缺陷的工作的产品(显示器)，即显示器产率足够高，以至于被认为是“可制造”的过程。这种方法将使小显示器的每个显示器产品的缺陷数量为零，即由于每像素的多个管芯产生的成本增加对于诸如可穿戴技术的小像素数量的显示器是不重要的。这种方法可扩展到大型显示器。
后续的μLED管芯(在第一放置之后)可以是单发射器μLED管芯。这将减小所使用的μLED管芯的尺寸并降低成本。
在每个拾取和放置循环之间的测试可用于识别由于管芯制造或组装产率而导致的缺陷、非最优执行的μLED管芯或丢失的管芯，并将其替换为位于有缺陷的μLED管芯旁边的冗余位置处的工作的管芯。工作的管芯取自指定用于修复工作的KGD的晶圆库。
可选地，使用激光来切割用于放置在管芯内但是有缺陷的任何发射器和/或用于过量发射器的轨道。并行工作的每个像素的多个但不同数量的LED发射器可能会产生图像伪影，这可能是不可接受的。
在将晶圆提交给上述组装过程之前，可选择的PUT也可用于修复LED晶圆或处理层以获得100％的“虚拟”晶圆产率。可选择的PUT可用于“修复”LED晶圆或处理层上的缺陷，以产生具有～100％虚拟产率的LED晶圆或处理层。
除了用于检查诸如μLED的LED的AOI方法(功能、光学功率、光束分布)之外，可使用另外的方法，诸如对LED反向偏压并将光照射到其上，即，使其充当光电二极管，并使用光电二极管模式下的LED的行为来预测和表征LED参数性能。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于移动半导体芯片的方法，方法包括：使拾取工具PUT头在第一位置与半导体芯片的表面接触，其中，半导体芯片的表面包括被配置为在接触时粘附到PUT的可变形材料；将PUT移动到第二位置并释放半导体。
可选地，可变形材料包括有弹性的材料。
可选地，有弹性的材料包括弹性体材料。
可选地，可变形材料包含用于接触PUT头并且被配置为促进半导体芯片的粘附和/或释放的结构化表面。
可选地，结构化表面包含从表面延伸的细长柱。
可选地，PUT头和可变形材料之间的接触导致其间基本上没有空隙。
可选地，该方法进一步包括将可变形材料沉积在半导体芯片的表面上。
可选地，该方法进一步包括从半导体芯片的表面去除可变形材料。
可选地，通过蚀刻工艺去除可变形材料。可选地，可变形材料的去除是通过溶解可变形材料或使用溶液洗掉可变形材料中的一项。
可选地，可变形材料沉积在牺牲层的顶部上，牺牲层沉积在半导体芯片的表面上，并且其中，蚀刻工艺蚀刻掉牺牲层。
可选地，PUT头是基本上刚性的和/或基本上平坦的。
可选地，该方法进一步包括将PUT头选择性地粘附到多个半导体芯片中的一个或多个。
可选地，存在多个半导体芯片，方法进一步包括在半导体芯片与PUT头接触之前从一个或多个半导体芯片选择性地去除可变形材料，使得PUT头不粘附到那些半导体芯片。
可选地，该方法进一步包括将PUT头粘附到多个半导体芯片。
可选地，半导体芯片包括ILED和/或μLED芯片。
可选地，第二位置是半导体器件的基板。
可选地，基板包括玻璃或塑料薄膜晶体管面板。
可选地，该方法进一步包括在基板上布置多个ILED和/或μLED芯片以形成显示器的图像生成器。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于形成LED显示器的图像生成器的方法，方法包括：在多个ILED和/或μLED芯片的表面上沉积可变形材料；使拾取工具PUT头与沉积在多个ILED和/或μLED芯片中的一个或多个上的可变形材料接触，使得多个ILED和/或μLED芯片中的一个或多个粘附到PUT头；移动PUT头使得一个或多个ILED芯片和/或μLED芯片被定位成使得一个或多个ILED芯片和/或μLED芯片的触点与玻璃的薄膜晶体管或塑料薄膜晶体管面板的焊盘电连通；以及从PUT头释放一个或多个ILED和/或μLED芯片。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于LED显示器的图像生成器，包括：布置在玻璃或塑料薄膜晶体管面板上的多个ILED和μLED芯片，其中，一个或多个ILED和/或μLED芯片已经通过以下方式布置在玻璃或塑料薄膜晶体管面板上：在多个ILED和/或μLED芯片的表面上沉积可变形材料；使拾取工具PUT头与沉积在多个ILED和/或μLED芯片中的一个或多个上的可变形材料接触，使得多个ILED和/或μLED芯片中的一个或多个粘附到PUT头；移动PUT头使得一个或多个ILED芯片和/或μLED芯片被定位成使得一个或多个ILED芯片和/或μLED芯片的触点与玻璃的薄膜晶体管或塑料薄膜晶体管面板的焊盘电连通；以及从PUT头释放一个或多个ILED和/或μLED芯片。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于移动半导体芯片的方法，该方法包括：使拾取工具PUT头在第一位置与半导体芯片的表面接触，其中半导体芯片的表面芯片包括中间层，该中间层是保形的并且导致中间层的表面与PUT头之间的保形表面接触。
附图说明
图1是μLED的示意性截面；
图2是示例性μLED管芯的示意图；
图3是示例性μLED管芯的示意图；
图4是示例性显示器的截面；
图5是示例性显示器制造方法的示意图；
图6是示例性μLED管芯设计的示意图；
图7是示例性μLED的示意性截面；
图8(a)是示例性μLED的示意性截面；
图8(b)是在去除基板之后的示例性μLED的示意性截面；
图9是示例性基板去除过程的示意图；
图10是示例性基板去除过程的示意图；
图11是示例性非选择性可变形层沉积过程的示意图；
图12是示例性选择性可变形层沉积过程的示意图；
图13是示例性选择性可变形层沉积过程的示意图；
图14(a)是示例性非选择性拾取过程的示意图；
图14(b)是示例性选择性拾取过程的示意图；
图15(a)是示例性非选择性拾取过程的示意图；
图15(b)是示例性选择性拾取过程的示意图；
图16(a)至图16(d)是示例性显示器的一部分的示意图；
图17是示例性μLED管芯的示意图；
图18是示例性显示器产率的表格；
图19是流程图；
图20是流程图；
图21是流程图；
图22是通过示例性TFT层的截面；
图23是示例性粘合过程的示意图；
图24是示例性粘合过程的示意图；
图25示出了从商用平面LED器件和从μLED器件输出的光束分布；
图26示出了示例性的组装过程流程；
图27示出了示例性的组装过程流程；以及
图28示出了示例性的组装过程流程。
具体实施方式
发明人已经认识到，ILED显示器可以提供未来几代的提供优异的电池性能和增强的亮度的平面显示器图像生成器。ILED显示器是OLED显示器在基本级别的变体。OLED概念基于通过夹在两个玻璃平面之间的有机或聚合物材料的电流来产生光。
ILED显示器制造是指将半导体无机发光二极管(ILED)或其他微LED器件组装到柔性基板或诸如TFT玻璃基板之类的基板上。例如，当考虑线内组装到非本地基板上期间的晶圆和组件产率损失以及测试策略时，组装数百万个小μLED芯片以创建ILED显示器可能产生独特的挑战。
如下所述，发明人已经进一步认识到ILED显示器制造中的一些挑战。
由于显示器行业对显示器中的像素缺陷采取零容忍方法，因此大于或等于99.99％的高LED晶圆产率是ILED显示器制造的理想选择。最先进的LED晶圆制造产率在很大程度上取决于产品而在行业中是不同的。晶圆产率>99.9％被认为是不切实际的并且是ILED显示器制造的主要障碍之一，考虑到显示器的像素数量从可穿戴显示器的数千个到大面积高分辨率显示器的数百万个。需要考虑现有晶圆产率情况的替代策略。
与用于传统灯具/照明应用的标准LED管芯相比，ILED显示器所需的LED管芯的尺寸在规模上要小得多。这意味着传统的组装方法与这些芯片尺寸不兼容，并且因此需要更好的放置分辨率。具体而言，具有操纵和处理小管芯的分辨率的智能组装过程改进了玻璃面板上的LED组装。因此需要具有高生产量的组装过程，该过程使能够以大约低于±2μm或更小的精度从本地LED晶圆向玻璃TFT基板大量平行地拾取和转移一侧尺寸小于10μm的ILED管芯。
组装策略包括晶圆修复，其中在晶圆上用KGD管芯替换已知的坏管芯，或者仅将KGD从晶圆转移至临时载体以便拾取至TFT基板。两种方法都需要复杂的晶圆探针卡测试来确定KGD以在晶圆上生成缺陷图。这些被本文公开的方法认为是不经济和冗余的。取决于晶圆产率，替换已知的坏管芯或仅将KGD从晶圆转移到临时载体以拾取到TFT基板也可能是不实际或不经济的。
智能组装方法正在ILED显示器行业得到发展，并且其范围从“非选择性”弹性体保形印模、激光辅助转印、直接自组装方法、流体组装和选择性基于MEMS的印刷头。所有的技术都需要制备组装就绪的芯片，其中大块基板被去除或外延层从基板上释放。
非选择性拾取和放置组装方法可能仅适用于小尺寸显示器，并且在显示器上的第一次拾取和放置后管芯和组件的产率大于99.99％。举例来说，可穿戴的320×320像素的显示器格式由红色、绿色的每个原色的307，200个子像素和102，400个子像素组成。产率>99.99％会导致308个有缺陷的像素需要替换和修复。这些数量的替换和修复策略可能是耗时的，并且对于可穿戴的商品的成本而言并不经济。需要替代的更低成本的方法。
在PUT仅选择已知的良好管芯(KGD)进行组装时，选择性拾取和放置组装可能是克服产率问题的优选解决方案。这需要识别出有缺陷的管芯并建立有缺陷的晶圆图的全晶圆测试能力。
发明人已经意识到，为了使ILED显示器成为商业现实，所有上述挑战都可能需要解决。本文公开了一种制造方法，其可以解决ILED显示器行业的特定需求，并且可以克服现有技术中的一个或多个缺陷，诸如低晶圆产率、复杂的晶圆测试方法和/或选择性PUT工具设计。本文公开的示例性方法和设备可以包括冗余方案。本文公开的示例性方法和设备可以使用微LED(μLED)用于显示器中的实现，该显示器可以包括在从可穿戴显示器到更大的膝上型计算机显示器的范围内的显示器。
一般而言，本文公开的是用于制造显示器的方法。示例性显示器可用在显示器应用(诸如包含μLED的可穿戴式显示器)中。
如本文所使用的，“μLED”技术包含微米尺寸的ILED器件，其使光输出定向并最大化用户观察到的亮度水平。μLED在US7518149中被公开，并且它是专门为传输定向光而开发的下一代ILED技术。如本文所使用的，“定向光”包含准直和准准直光。例如，定向光可以是从ILED的光生成区域发射的光，并且所发射的光的至少一部分被引导到具有半角的光束中。这可以增加ILED在光束方向上的亮度。
μLED可具有圆形截面，在这种情况下，μLED的直径通常小于20μm。在晶圆处理步骤期间，μLED可具有直接蚀刻在ILED管芯上的抛物线结构。抛物线结构可包括μLED的发光区域，并且将所生成的光的一部分反射以形成从芯片出现的准准直光束。
图1示出了示例性的μLED 100。图中所示的μLED 100与WO2004/097947(也公开为US 7，518，149)中提出的相同或相似，其由于抛物线的形状而具有高提取效率并输出准准直光。基板102具有位于其上的半导体外延层104。外延层104被成形为台面106。有源(或发光)层108被包围在台面结构106中。台面106在与μLED 100的光透射面或发光面110相对的一侧具有截顶。台面106也具有近抛物线形状，以形成用于μLED 100内生成的光的反射罩。箭头112示出了从有源层108发射的光如何以使其足以逃离μLED器件100的角度(即在全内反射的角度内)被反射离开台面106的内壁朝向光出射表面110。
与未成形或标准LED相比，μLED 100的抛物线形结构导致μLED 100到低照明角度的提取效率显著提高。
图2示出了示例性μLED管芯200。管芯200包括单个发射器202，发射器202具有形成在管芯200的与台面208相同的一侧上的“p”电极204和“n”电极206。光从μLED管芯200的相对侧上的发光表面210输出到电极。光通过μLED管芯200的外延层发射。
图3示出了包括多个发射器302a、302b的μLED管芯300的透视图。图3的单个管芯300包括两个μLED。如本文所用，术语“单个管芯”包括单个和离散的基板部分，例如，在其上制造半导体器件的半导体基板。管芯300包括用于每个μLED发射器302a、302b的n电极304和p电极306a、306b。
随着μLED发射器的数量增加，μLED管芯300的尺寸大于图3中所示的管芯200。然而，在需要多个发射器并且n和p电极形成在芯片的同一侧上的情况下，由管芯300使用的基板面(real estate)减少了。例如，如果需要两个发射器，则与包括单个发射器的两个管芯200相比，管芯300代表节省超过25％的基板面。
本文公开的设备的优点是管芯的互连配置(即，在发光侧的相对侧上的p和n电极)。这种配置允许紧接在组装到玻璃(或其他透明材料)面板上之后并且在完成最终的显示器堆叠组装之前对管芯300的集成测试。制造测试策略因此被简化，并且测试可被集成到组装过程中。应该理解的是，互连配置还可以允许可以被集成到组装过程中的简化的管芯修复或替换策略。
图4是显示器400的一部分的截面。显示器400包括安装在玻璃顶层404上的多个μLED管芯402，使得光的发射进入并穿过玻璃顶层404。图4的示例性配置中，p和n电极406、408都安装在每个管芯402的相同侧上并且在管芯402的与输出面相反的面上。图4示出了μLED管芯402可以如何安装在显示器400的TFT层410上。
使用合适的粘合层，p和n电极406、408位于管芯402的下表面上、面朝下并与TFT层410中的显示器有源电路直接接触。进一步地，显示器不包括图案化库结构，在其他显示器中图案化库结构对于形成导电轨道和反射层来向上朝向顶部玻璃层404定向光线是必需的。显示器400包括多个固有定向光输出的μLED管芯402，所以反射库层是没有必要的。在其他布置中，可以在管芯的相对侧上形成μLED管芯402的触点。这限制了最终测试，直到完成顶层钝化和完全电连接。在本文公开的示例性方法和设备中，两个触点406、408面向下朝向TFT层410，这使得能够在显示器最后组装中的任何最终钝化之前进行测试。
作为实例，图5示出了用于制造图4所示的显示器400的过程流程。该过程中的初始步骤(A)是μLED器件502的制造。在μLED制造之后，器件502从其外延基板504上去除。将机械层施加到器件502的顶表面，机械层用作后续处理步骤的处理层506。在将器件502转移到处理层506上之后，保形中间层508被沉积在器件502的顶表面上，并且器件502被部分地分离，如图5的步骤B所示。PUT的转移头510是平坦的非弹性体头，其在施加到中间层时导致中间层508与PUT的转移头510之间的保形接触(步骤D)。这使得能够拾取器件502并将其转移到显示器基板512(或TFT层)(步骤E)。转移头510可由塑料、玻璃或硅制成，具有突出以用于拾取每个芯片502的凹坑。一旦器件502被放置在TFT层512上，可以从中间层508去除PUT的转移头510。在将器件502放置在TFT层上之后，中间层508可被去除并且器件可粘合到TFT层(步骤F)。应该理解，本文公开的方法不限于上面描述和/或图5中示出的过程流程。
下面将更详细地描述图5的示例性过程流程的步骤。
图6示出了μLED器件602的示例性结构。如图6中可见，蓝色(例如λ＝470nm)和绿色(例如λ＝530nm)发光的μLED器件基于蓝宝石上的GaN 604物质体系。示例性的蓝色和绿色器件602可包括多量子阱结构(MQW)作为其有源层。在这个实例中，有源层设置在p型和n型GaN层之间。应该理解，器件602可包括一个或多个应力消除层。
用于红色(例如λ＝640nm)发光的示例性μLED器件可包括在GaAs基板604上的基于磷化物或砷的外延层。用于红色器件的有源层还可包括MQW，其在这个实例中基于含有磷化物的异质结构。应该理解，在其他实例中，MQW可包括一个或多个基于砷的异质结构。红色器件可包括可沉积在GaAs基板604中的一个或多个蚀刻停止层(ESL)。应当理解，本文公开的方法不限于这些材料或该器件结构或图6中所示的那些。
图7示出了基板704上的示例性μLED器件702(或者ILED管芯)的截面，基板704可以是用于绿色和蓝色发光器件的蓝宝石基板以及用于红色发光器件的GaAs基板。图7中所示的示例性器件702与图1、图2和图3中所示的示例性器件类似。图7的器件702包括以凸块或微凸块714的形式设置的粘合元件，用于器件702到TFT层的互连。凸块714布置在器件702的顶表面上并且在接触焊盘上方。接触焊盘包括器件的p触点和n触点，该触点布置在器件的与芯片702发射侧相对的单个侧上并具有约5μm的直径。凸块714可以具有约3至6μm的高度并且包括例如CuSn或Cu的金属，以允许互连到TFT层上的对应的金属焊盘，例如，Cu焊盘。一旦器件702已经被转移到TFT层上，器件702上的凸块714处于临时的金属到金属接触，这允许测试器件702。为了测试器件702，器件702可以不永久地粘合到TFT层。凸块714与TFT层上的金属焊盘之间的临时金属到金属接触可允许以预粘合状态(即临时粘合状态)来测试器件702。器件702上的凸块714可允许高生产量的多器件进行面板互连和粘合。已知的C4(可控塌陷芯片连接)倒装芯片技术由于粘合期间凸块塌陷而无法缩小到目标互连节距。凸块的塌陷可能引起凸块之间的桥接，桥接可以是10μm节距或更小。
图8(a)中所示的示例性μLED器件802类似于图7中所示的器件。器件802可具有低于20μm的长度、低于10μm的宽度和大约3至8μm的厚度。发射表面816可具有小于200nm的粗糙度。器件802的这些特性/尺寸对于TFT层上的器件802的组装可以是有益的。然而，应该理解，本文公开的方法和设备不限于具有这些特性/尺寸的μLED器件。
图8(b)示出了与图7和图8(a)中所示的器件类似的两个示例性μLED器件802。在图8(b)中，器件802已经从基板804去除。一旦基板804与器件802分离，器件802被翻转并且可以被进一步处理。
下面将参考图9更详细地描述从器件902去除基板904。
图9示出了示例性的基板去除过程。用于去除基板的示例性方法可包括化学蚀刻和基板904的减薄。在基板904被去除之前，处理层906被施加到器件902的顶表面。一个或多个带，诸如一个或多个UV带(未示出)，可用来将器件902附接到处理层906。通过用UV光照射UV带，可改变器件902与处理层906的粘附强度。可用来代替UV带的带的其他实例包括热释放带，其粘附强度可通过将带暴露于热量来改变。
一旦施加处理层906，就可将激光剥离(LLO)过程应用于包括蓝宝石基板的器件902。激光剥离过程使用激光束(诸如UV激光束)去除蓝宝石基板。激光束被引导通过蓝宝石基板到达器件902的GaN层，并且在GaN层与蓝宝石基板之间的界面处产生冲击波，从而使GaN与蓝宝石分离。该过程可形成厚度小于10μm的自立式GaN层。该技术对于在蓝宝石基板上生长的高功率LED芯片或氮化物半导体(诸如InGaN或GaN)的制造中的高生产量和优异的质量是感兴趣的。
图10示出了从红色μLED器件1002去除GaAs基板的示例性过程。如上所述，红色器件可包括一个或多个蚀刻停止层(ESL)，其被沉积在GaAs基板1004上并将GaAs基板1004与器件1002的外延层1018分离。举例来说，ESL可由单个高Al成分的AlGaAs层或InGaP层形成。在一些实例中，可使用两个ESL来减小表面粗糙度。根据应用，可通过选择性的干法和/或湿法蚀刻来保持或去除ESL。在一些示例性过程中，在对基板1004进行选择性湿法/干法蚀刻之前，GaAs基板1004被减薄。这可以加速基板1004的去除。在示例性过程中，通过使用基于有机酸(例如柠檬酸)的或基于NH4OH的湿法蚀刻剂来选择性地去除GaAs基板1004，而ESL可通过基于HCI的或基于HF的湿法蚀刻剂而被选择性地去除。
参考图11的顶部，在一些实例中，在从器件去除基板以去除任何残留物之后可能需要清洁步骤。该清洁步骤可在蓝宝石或GaAs基板去除过程之后应用。
在清洁步骤之后，可将可变形材料沉积在器件1102上以形成中间层1108(eLayer)。该中间层1108可沉积在处理层1106上的所有器件1102上(非选择性沉积)或沉积在处理层1106上的所选管芯1102上(选择性沉积)。下面将更详细地解释中间层1108的沉积。
用于形成中间层1108的示例性可变形材料包括在可见光波长范围内透明的弹性体，其具有例如高达300℃的热稳定性、高化学和物理稳定性。可变形材料可具有肖氏硬度计A55或杨氏模量约3MPa的硬度，并且可以通过用UV光照射可变形材料而可固化或在低温(诸如低于125℃的温度)下可固化。
可变形材料的实例包括基于硅氧烷的弹性体，如聚二甲基硅氧烷(PDMS)。PDMS是无毒的、具有生物相容性、并且可用于形成具有纳米范围尺寸的特征。PDMS的应用是多种多样的，并且作为实例包括其用作生物材料来匹配软组织的弹性模量以研究肌肉和神经中的细胞机械生物学的用途。
图11示出了用于非选择性沉积可变形材料以形成中间层1108的示例性过程。用于非选择性沉积的示例性技术可包括喷涂、旋涂和光刻中的一种或多种。其他示例性技术可包括可变形材料在每个管芯的顶表面上的模制预成型或在每个器件的表面上的微接触印刷，其中可变形材料用作墨水。
在形成中间层1108之后，在相邻器件1102之间的间隙中去除中间层1108，并且器件1102被分离，如图11的底部所示。用于这样做的示例性方法包括在中间层1108的图案化之后，使用金属硬掩模进行干法蚀刻步骤。用于图案化中间层1108的干法蚀刻可包括SF6和O2，而用于器件1102的分离的干法蚀刻可包括基于氯的蚀刻。在其他实例中，可使用例如喷涂、模制和模版过程将中间层1108沉积在单个器件上。使用喷涂和模版过程可能不需要对中间层1108进行任何图案化。
图12示出了用于选择性沉积可变形材料以形成中间层1208的示例性过程。该过程类似于图11中所示并且上面所述的过程。然而，在该实例中，可变形材料的选择性沉积是通过在所选器件1202上对可变形材料进行喷墨或超级喷墨印刷来实现的。这些技术包括精确放置可变形材料的小体积(诸如皮升体积)，在这个实例中可变形材料在所选器件1202的表面上具有低黏度。在可变形材料已经沉积在所选器件1202上之后，使用上述干法蚀刻过程将器件1202分离。
在图13中示出了用于选择性地沉积可变形材料的替代过程。在该示例性过程中，将可变形材料施加到模具1320，并且模具1320与器件1302的表面啮合，使得可变形材料与第二LED管芯的表面接触。模具是透明的，以允许可变形材料被光照射。如本文所使用的，术语光包含包括可见光和不可见光的任何波长的光。在图13所示的示例性过程中，使用UV光。用UV光选择性地照射模具1320的部分1320a。模具1320的部分1320a的位置对应于所选器件1302a的位置。用UV光照射模具1320的部分1320a将可变形材料固化到所选器件1302a。这增加了可变形材料与所选器件1320a之间的粘附水平。当模具1320从器件1320的表面去除时，可变形材料粘附所选器件1302a，由此在所选器件1302a上形成中间层1308。未固化的可变形材料用模具1320从剩余器件中去除。将意识到，该过程可用于使用如本文所公开的选择性或非选择性方法将可变形材料沉积到多个所选器件。
图14(a)和图14(b)中示出了器件1402的拾取。PUT的转移头1410接触中间层1408的上表面，这使得器件1402通过中间层1408粘附到转移头1410。然后可将器件转移并放置在TFT层(未示出)上。一旦被放置，可使用合适的释放机构(诸如转移头1510上的粘附表面)将转移头1410从保形器件去除，该释放机构可通过施加外部参数(例如UV光、温度和/或压力)而切换。可替代地或另外地，中间层上的微结构可用于控制转移头与中间层之间的粘附力。图14(a)中所示的拾取过程被称为非选择性拾取，因为每个器件1402具有施加到其上的中间层1408。如图14(a)所示，PUT是非选择性PUT并且在拾取过程期间拾取由转移头1410接触的每个器件1402。
在图14(b)的实例中，形成中间层1408的可变形材料已经被施加到所选器件1402a。PUT的转移头1410仅接触所选器件1402a上的中间层1408。这导致只有所选器件1402a被PUT的转移头1410拾取，如图14(b)所示。通过在所选器件上施加可变形材料而例如通过非选择性PUT选择性地拾取这些器件可以是允许的。这可以否定使用选择性PUT。
如参考图9所描述的，可使用一个或多个UV带将器件附接到处理层。图15(a)和图15(b)分别示出了示例性非选择性和选择性拾取过程，其中器件1502到处理层1506的粘附强度可通过用UV光照射UV带来修改。照射处理层1506上的带导致器件1502、1502a与处理层1506之间的粘附水平小于由PUT的转移头1510施加的力，并从而使能够通过PUT的转移头1510从处理层1506进行非选择性地拾取和/或选择性地拾取器件1502、1502a(例如，如上面关于图14(a)和图14(b)所述)。
图16(a)至图16(d)示出了ILED或μLED显示器1600或其部分的示意图。显示器1600包括1×3矩阵的显示器像素位置1622a。每个像素位置1622a包括3×3矩阵的子像素位置1624a，这导致每个像素具有两个冗余的子像素位置1624a。每个子像素可填充有ILED或μLED器件。该器件可包括单个μLED发射器或多个μLED发射器。μLED发射器的颜色可以是红色、绿色或蓝色之一，并因此可用于形成显示器像素1622b的子像素1624b。
下面将更详细地描述示例性显示组装过程流程。该过程可能涉及进行多个放置循环的单个组装站。在其他实例中，第一放置循环可由第一组装站进行，并且替代的组装站可进行该放置循环或每个后续放置循环。
在图16(a)中，没有子像素位置1624a被相应的μLED器件填充。
在第一放置循环A中，如上所述，PUT从处理层拾取μLED器件的阵列。阵列中的每个μLED器件被配置为提供显示器1600的子像素1624b。μLED器件的阵列被放置在TFT层上并且可形成显示器1600上对应的像素位置的μLED器件的矩阵。该放置可从将变成显示器的一个角落开始。然后重复拾取和放置的过程，直到显示器1600的所有像素1622b都具有形成像素1622b的子像素1624b的μLED管芯。当重复拾取时，PUT可将处理层上的拾取位置顺序地移动到下一个μLED器件，并将放置位置移动到显示器的下一个像素矩阵，该矩阵可与棋盘图案中的第一像素矩阵相邻。一旦显示器1600的所有像素包括一种颜色(红色、绿色或蓝色)的子像素1624b，则针对剩余的两种颜色重复拾取和放置过程。其结果是包括多个像素的显示器，每个像素包括红色、蓝色和绿色中的每一个的μLED器件，如图16(b)所示。在第一放置循环A中使用的μLED器件包括未测试的μLED器件，例如，没有经过晶圆测试和/或被推断为良好管芯(例如，盲建)的μLED器件。
在第一放置循环A之后，测试μLED器件以确定在图16(b)中划掉的一个或多个不起作用或有缺陷的μLED发射器的像素位置。测试可包括具有以反向偏压和/或正向偏压向其施加电流的所有器件。这可针对每个像素的所有子像素完成。然后确定任何μLED器件是否有缺陷(即不包含起作用的μLED发射器(例如使用光电探测器，诸如照相机)或者具有从二极管特性(例如，使用滤波器)检测到的参数缺陷)以及该μLED器件在哪个像素位置。然后记录一个或多个不起作用或有缺陷的μLED发射器的像素位置并将其存储在循环A的缺陷图中，缺陷图随后可用于显示器1600的校准。
基于测试的结果(例如缺陷图)，可选择一个或多个已测试的μLED器件或可位于另一处理层上或与未测试的μLED器件相同的处理层上但在不同的位置处的已知良好管芯(KGD)，并将其配置为使其能够在第二放置循环B1中通过PUT进行拾取和放置。所选μLED器件被配置为提供与不起作用的LED发射器相同的显示器的子像素。如上所述，配置已测试的μLED器件的步骤可包括在所选μLED器件上选择性沉积可变形层。
在第二放置循环B1中，PUT拾取一个或多个所选的μLED器件，并将所选的μLED器件放置在显示器1600的TFT上的与不起作用的LED发射器的像素位置对应的位置处，如图16(c)所示。通过在TFT层上的第二放置循环B1中拾取并放置已测试的管芯或KGD，可减少放置在TFT层上的冗余μLED管芯的数量和放置循环的数量，这可以导致成本和时间降低。
然后重复拾取和放置的第二过程，直到不起作用的μLED发射器的所有像素位置都具有形成子像素1624b的所选μLED器件。当重复拾取时，PUT可将处理层上的安装所选μLED器件的拾取位置顺序地移动到下一个所选μLED器件，并将该放置位置移动到具有不起作用的μLED发射器的下一个像素位置。一旦不起作用的μLED发射器的所有像素位置都包括一种颜色(红色、绿色或蓝色)的子像素1624b，则针对剩余的两种颜色重复拾取和放置过程，如图16(c)所示。第二放置循环可由单个组装站进行。
在第二放置循环B1之后，如上文关于第一放置循环A所述，测试μLED器件以确定一个或多个不起作用或有缺陷的μLED发射器的像素位置，该位置在图16(c)中被划掉。然后记录一个或多个不起作用或有缺陷的μLED发射器的像素位置并将其存储在循环B1的缺陷图中，缺陷图随后可用于显示器1600的校准。
图16(c)示出了三个像素中的一个包括用于红色的不起作用的μLED发射器。基于第二放置循环之后的测试结果，例如循环B1的缺陷图，重复选择已测试的μLED管芯或KGD。然后将第二放置循环B1重复为放置循环B2，如图16(d)所示。
可重复测试、选择和放置循环B1(或B2)，直到在显示器的几乎全部(例如，99％或更多)像素位置中都存在用于每种颜色(红色、绿色或蓝色)的起作用的μLED发射器。
示例性的μLED器件使其电触点全部在与发光表面相对的一侧上，这使得能够在放置后立即从TFT层对μLED器件供电以进行测试。
可在第一和第二或任何后续放置循环中使用的示例性μLED管芯可具有相同的性能参数。如上所述，可在第一放置循环中使用的μLED器件尚未在晶圆级进行测试，并且在图17中显示为类型A。类型A μLED器件的晶圆产率可从晶圆到晶圆以及批次到批次已知，并在制造过程中进行控制。图17示出了示例性3×2矩阵的类型A μLED器件和示例性2×2矩阵的类型BμLED器件。类型BμLED器件可用于第二放置循环或任何后续放置循环。例如，类型BμLED器件是KGD，已经例如使用探针卡例如在晶圆级进行了测试。
类型A管芯可以以比类型B管芯更高的密度来制造，并且在器件的一侧上具有单个n触点和p触点。
放置回合 晶圆产率 失败的像素
1：循环A(未测试的管芯) 90％ ～30，900
2：循环B1(KGD) 100％ ～30
3：循环B2(KGD) 100％ 0
表1示出了依赖于放置循环数量的失败的像素的数量的实例。用于计算表1中失败的像素数量的显示器是320×320像素彩色显示器。针对所有颜色(红色、绿色或蓝色)需要在TFT层上放置的子像素总数为307，200。在表1所示的实例中，未测试的μLED发射器的晶圆产率为90％，并且组装产率为99.99％。这导致约31，000个不起作用的μLED发射器在第一放置循环之后被识别。
如上所述，在第二放置循环期间，可使用已测试的μLED发射器或KGDμLED发射器。尽管已经测试了该μLED发射器，但仍可能有一些μLED发射器是不起作用的(例如在如上所述的拾取和放置过程期间或者任何先前的处理步骤可能已经损坏了μLED发射器)。表1中的实例示出了0.001％或10个不起作用的μLED发射器的产率损失。通过重复第二放置循环，不起作用的μLED发射器的数量可减少到零，如表1所示。已测试的μLED的增加的晶圆产率可导致放置循环的数量减少，这又可能导致制造显示器所需的时间和成本降低。
图18显示包括单个发射器的μLED器件和包括多个发射器(例如两个发射器)的μLED器件的显示器产率的比较。当μLED器件包括多个发射器而不是每个LED管芯的单个发射器时，图18示出了这样的多个发射器器件可减少每个像素所需的放置循环和/或μLED器件的数量以获得可接受的显示器产率。包括多个发射器的μLED器件的使用可减少组装显示器所需的时间和/或成本。
图19和图20示出了示例性制造方法的过程流程。
图19示出了上面讨论的示例性组装循环A的流程。上面已经结合图5至图12描述了组装循环A的过程流程的左手侧。如在循环A的过程流程中的左手侧所示，在一些实例中可对制造的μLED管芯进行测试来评估晶圆产率质量。关于图16(a)至图16(d)详细描述了组装循环A的过程流程的右手侧。循环A的过程流程的右手侧包括粘合步骤，其将在下面描述。
第一μLED管芯被制造1900并且可包括一个或多个第一μLED发射器。可选地，可在第一μLED管芯的样本上进行晶圆测试1902以确定晶圆产率。第一μLED管芯被配置1904以拾取和放置到可以是TFT基板的显示器基板上。该配置可包括使用例如LLO将第一μLED管芯放置在处理层上。该配置还可包括将可变形层沉积到第一μLED管芯上以允许粘附到PUT。该配置还可包括第一μLED管芯的分离。在配置之后，第一μLED管芯组装就绪1906并且可在第一放置循环1908中被放置在显示器基板上，这可包括以棋盘图案放置一个子像素类型的阵列，直到显示器的所有像素包括对应于该子像素类型的第一μLED管芯中的一个，并然后针对其他两个子像素类型重复。然后可能发生TCB 1910。如上所述，测试1912第一μLED管芯以确定1914不起作用的的第一LED发射器的一个或多个位置，例如，第一μLED管芯上的一个或多个第一发射器可能由于LED制造过程产率而不起作用或由于组装故障而损坏/缺失。
图20示出了示例性组装循环B的流程。组装循环B包括粘合和微调的步骤，这将在下面进行描述。上面已经关于图5至图10、图12、图13和图16(a)至图16(d)描述了图20中所示的其余步骤。可进行确定KGD 2000的过程以在整合来自第一放置循环(图19)的测试结果2002之前制备多个第二μLED管芯。测试结果可用于确定第一放置循环之后的不起作用的μLED管芯的图2004。基于测试结果，从多个第二μLED中选择一个或多个第二μLED。例如，第二μLED管芯的子像素类型和/或位置可以对应于不起作用的的第一μLED管芯的子像素类型和/或位置。所选的一个或多个第二μLED管芯被配置2006以用于由PUT拾取。这可以是选择性拾取过程(诸如上面描述的那些过程)，并且可包括在所选的第二μLED管芯上沉积可变形层。以与上面讨论的第一放置循环类似的方式进行后续放置循环2008，尽管进一步的测试是可选的并且可取决于存在进一步的后续放置循环2010。
图21示出了示例性组装循环C的流程，该流程可以是本文描述的示例性制造方法的一部分。组装循环C的步骤2100-2104示出显示器组装的最后步骤。
组装循环C的子步骤2106-2112示出组装的显示器的示例性校准循环。该校准循环可基于在第一放置循环A和第二放置循环B1(或任何后续放置循环B2)之后生成的缺陷图。
校准循环可包括断开放置在TFT层上的μLED器件的一个或多个不起作用或有缺陷的μLED发射器的步骤。例如，可使用激光微调过程将不起作用或有缺陷的μLED发射器与TFT层上的驱动电路隔离，该激光微调过程打开或熔化有缺陷的μLED发射器的连接以使μLED发射器与驱动电路断开。
校准循环可以包括激光微调功能，以将有缺陷的子像素(例如，有缺陷的μLED发射器)与驱动电路断开，该有缺陷的子像素从在第三组装循环(循环B2)期间放置的工作的μLED发射器在第一和/或第二组装循环(循环A和/或循环B1)中识别。电修复策略可用于将在第一组装循环(循环A)之后识别的有缺陷的μLED发射器与在第二组装(循环B1)期间放置并测试的工作的μLED器件隔离。
尽管断开有缺陷的μLED发射器的步骤被描述为是校准循环的一部分，但是将会理解，在其他实例中，可在每个放置循环(例如，A、B1或B2)之后执行断开步骤。
尽管已经关于第二和/或第三放置循环(或任何后续循环)描述了使用已测试的μLED器件，但是应当理解，本文公开的方法和设备不限于在第二和/或第三(或任何后续)选择放置循环中使用已测试的KGD。在一些实例中，可在第二和/或第三(或任何后续)选择放置循环中使用包括单个μLED发射器或多个μLED发射器的未测试(或盲建)的μLED器件。然后可以重复第二(或第三)放置循环直到已实现预定的显示器产率。
上述组装循环A和B包括将在第一、第二或任何后续放置循环(例如，A、B1或B2)期间放置的μLED器件粘合到TFT层的步骤。粘合步骤可包括μLED器件到TFT层的临时粘合(或预粘合)或者μLED器件到TFT层的永久粘合。
将参考图22描述用于将μLED器件临时粘合到TFT层的示例性过程。如上所述，μLED器件与TFT层上的接触焊盘之间的临时粘合对应于μLED器件的凸块与TFT层上的接触焊盘之间的金属到金属接触。这种金属到金属接触可以是允许测试μLED器件的临时粘合。
图22示出了TFT层2212的实例。在图22的底部，在TFT层2212上已经沉积了底部填充物或不导电层2226。底部填充物或不导电膜可在每个放置循环之间被图案化到TFT层2212上。底部填充物的实例包括B阶无流动底部填充物(BNUF)，诸如B阶环氧树脂。B阶环氧树脂是环氧树脂体系的描述性术语，其可作为施加到基板或表面之后的初始阶段实际上固化或“预干燥”。在稍后阶段，它可在热和压力下完全固化。B阶环氧树脂的黏度作为温度的函数是复杂的。B阶环氧树脂的优点是可避免制造瓶颈并且增加产率，因为最终的粘合不必紧跟环氧粘合剂的施加。B阶环氧树脂的施加包括密封封装、倒装芯片加工和玻璃的光学垫片密封。底部填充物在低温(通常<100℃)下沉积在TFT层上，并且然后可将μLED器件放置在TFT层上。在升高的温度(通常为100-200℃)下，B阶环氧树脂的黏度是低的，以允许过量材料从μLED器件与TFT层之间的界面挤出并流动，从而使能够发生金属到金属接触。在此温度暴露期间，B阶环氧树脂可具有并发通量能力以去除Cu上的本征氧化物。这允许在每次放置之后测试μLED器件。在更高的温度(通常200-300℃)下，μLED器件可以例如通过热压粘合永久地粘合到TFT层，这将在下面进行描述。在将μLED器件永久粘合到TFT之后，可进行测试。如上所述，使用底部填充剂可避免热压粘合的制造瓶颈，因为永久粘合步骤不必在底部填充物沉以及TFT层上的器件的每个放置循环之后立即发生。底部填充物的使用可防止可能包括铜的μLED器件和TFT层的金属触点的氧化。
B阶环氧树脂可辅助μLED器件与TFT层之间的粘合，从而促进在放置之后将μLED器件从PUT释放。
图23示出了本文公开的示例性制造方法的最终步骤。可使用示例性热压粘合(TCB)过程将μLED器件2302永久地粘合到TFT层2312。使用具有大约40μm的节距和30μm的柱高度的精细节距Cu柱互连，TCB可以使能够实现精细节距2.5D和3D组装技术。放置精度处于±2μm的量级。例如用于存储器产品的TCB正在推动该技术的商业体量。图23示出了示例性的粘合头，其可以是热压粘合头。粘合头2330接触TFT层2312上的μLED器件2302，并且例如通过产生μLED器件(例如共晶)的凸块的回流或金属互扩散(例如，固体液体互扩散(SLID))而在μLED器件2302与TFT层2312之间创建永久粘合。SLID涉及激发源，诸如热力、压缩力或超声波力以产生永久粘合。在图23所示的实例中，粘合头2330与TFT基板2312具有相同的尺寸。这可导致高的生产量和降低的成本。在粘合期间，μLED器件2302的热膨胀系数(TCE)需要与TFT层的热膨胀系数匹配，以减小经组装的显示器中的热机械应力并实现跨TFT层的粘合。预施加的底部填充物可用于在器件与TFT层之间分布热膨胀失配和/或减小在μLED器件2302与TFT层2312之间的粘合中的任何应力，从而提高冶金粘合的质量。
图24示出了可用于将μLED器件2402粘合到TFT层2412的替代示例性粘合头2430，诸如TCB头。TCB 2430头以鼓的形式提供，其被配置为跨TFT层2412移动(例如旋转或滚动)并向μLED器件施加力。鼓沿着TFT层2412上的μLED管芯2402施加线性压力。这可以消除TCB粘合头与TFT层之间的内建应力和TCE失配和/或可允许控制必要的压缩力。在用于显示器制造的示例性方法中，可将一个或多个LED管芯放置在显示器基板上。可根据本文公开的任何方法将一个或多个LED管芯放置在显示器基板上。LED管芯可包括粘合元件，诸如凸块或微凸块。鼓形式的TCB头可用于提供压缩力和热传递，该压缩力和热传递被配置为激活LED管芯的粘合元件。鼓可以滚过多个LED管芯以将它们粘合到显示器基板。
公开了处理半导体芯片的组装以形成用于显示器产品的ILED图像生成器的制造过程。
所公开的方法和设备的目的是提供一种使用多个ILED芯片的图像生成器和相关联的制造方法，这些芯片被特别设计成使它们能够接触并符合用于在TFT玻璃面板上处理和操纵的PUT工具。
公开了使用新颖的微LED设计和微型转移组装方法的一种无机发光二极管(ILED)图像生成器。ILED图像生成器包括基板和多个μLED芯片和中间层。在示例性的方法和设备中，术语ILED包含μLED。中间层布置在μLED芯片的至少一个表面上并覆盖μLED表面。中间层是可变形的并且可符合PUT的表面。中间层可以是连续层或者可用微结构图案化，微结构促进使用非保形拾取工具(PUT)转移头来拾取、转移和释放μLED芯片的粘附。在组装之后，可使用释放层或通过化学降解来去除中间层。
所公开的方法促进了在预定位置组装μLED芯片以制造ILED图像生成器。
公开了一种制造用于显示器的无机发光二极管(ILED)图像生成器的组装方法。ILED显示器是新一代的显示技术，特别适用于但不仅仅是能源敏感/电池供电的显示器应用，诸如可穿戴装置、可穿戴设备、智能手机、平板计算机、膝上型计算机等。
在示例性方法和设备中，公开了一种制造用于ILED显示器的图像生成器的组装方法。具体地说，使用在ILED芯片上(并且可被结构化)并且在组装期间使ILED芯片与印刷头之间“中间化”的中间层来公开一种用于拾取和放置(或移动)ILED芯片的方法。中间层的使用导致拾取工具(PUT)的接触表面与中间层的保形(或可变形)表面之间的保形接触，从而导致基本没有空隙的紧密接触——这对于ILED芯片到PUT的接触表面上的最优静摩擦力是必要的。芯片(无论是单独还是集体)形成显示器像素的子像素，并且使用该技术将该芯片以预定义的节距组装到玻璃薄晶体管(TFT)面板上以创建ILED图像生成器。
本文使用的术语“μLED技术”包括微米尺寸的LED器件制造，其使光输出定向并使用户观察到的亮度水平最大化。如US7518149中所公开的μLED是专门为输送定向光(即仅到需要它的地方)而开发的下一代LED技术。在晶圆处理步骤期间，μLED通常直径小于20μm、具有直接蚀刻在LED管芯上的抛物线结构，以形成从芯片出射的准准直光束(图25)。微型ILED发射器示出与WO 2004/097947(US 7，518，149)中提出的微型ILED结构类似的微型ILED结构，其具有高的提取效率并且由于其形状而输出准准直光。图1显示了这种微型ILED 300。
与未成形或标准LED芯片相比时，这种成形结构导致到低照明角度的效率显著提高，参见图25。μLED的提高的效率和准直的输出使得其可以仅用纳安级的驱动电流产生对人眼可见的光。
保形μLED包括具有中间层的μLED芯片。中间层布置在μLED芯片的至少一个表面上并且覆盖μLED表面(即图1的发射表面110)。中间层是保形的，使得该层能够与另一个接触表面(诸如PUT的基本上刚性的表面)形成保形接触。
举例来说，图26、图27和图28中公开了基于蓝宝石材料体系上的GaN的用于发射蓝光和绿光的μLED的过程流程。应该理解，本发明不限于该材料体系或本公开中提出的过程流程的顺序。
该过程从具有外延层和/或模板加基板的蓝宝石晶圆上的GaN开始，该基板专为ILED芯片制造和组装准备而量身定制。
该过程的首要步骤是制造μLED器件并与p和n接触焊盘一起使用。在μLED制造之后，通过光刻的组合在晶圆上部分地分离芯片以限定硬掩模和干蚀刻方法(例如DRIE或ICP蚀刻工具)，该方法在相邻器件之间的GaN外延层/模板中蚀刻典型的2μm宽、3-5μm深的沟槽。例如，使用深UV抗蚀剂和光刻工具沉积并图案化SiOx硬掩模，以使用CF4/CHF3ICP蚀刻化学剂将限定的图案转移到SiOx中。接着是第二氯基蚀刻化学剂以蚀刻GaN。硬掩模留在器件上用于隔离目的。
在部分分离之后，将机械层施加到顶部表面，该顶部表面充当用于后续处理步骤的处理层。一旦施加了处理层，就应用激光剥离过程，其使用激光束去除蓝宝石基板。激光剥离处理是使用准分子激光光子将蓝宝石基板从GaN外延层分离的技术。这项技术关注于HB-LED(高亮度)和柔性显示器的制造中的高生产量和高质量。
一旦蓝宝石基板分离后，结构就会倒置并呈现用于进一步的薄膜处理。具体地，根据本发明，将中间层施加到μLED芯片的发射表面；即图1中的表面110。LLO过程之后的芯片现在被完全分离，其中基板被去除并安装到处理层。
中间层可由两层结构构成，包括第一牺牲层，诸如抗蚀剂，沉积在发射表面上。然后将第二保形(或可变形)层，诸如弹性体，施加在牺牲层的顶部上。中间层可在相邻器件之间的沟槽中去除，以确保器件保持分离。用于这样做的方法包括光刻步骤以限定硬掩模，然后进行干法蚀刻步骤。
中间层被称为介于ILED芯片和用于拾取和放置管芯(半导体芯片)的转移头之间的中间位置。
中间层是保形的并且是跨具有基本上均匀厚度的μLED芯片表面上的连续层。可替代地，中间层可用微结构图案化，微结构利用非保形转移头来促进拾取、传送和/或释放。中间层被图案化，使得中间层直接在ILED芯片上图案化，使得器件保持分离。
转移头或拾取工具(PUT)转移头是一个扁平的非弹性体头，当其被施加到μLED器件上的保形中间层时，导致使芯片能够被拾取的保形接触。拾取头可能由塑料、玻璃或硅制成，具有突出用于要拾取的每个ILED芯片的凹坑。
拾取的管芯直接转移并粘合到玻璃面板的TFT焊盘上。一旦放置和/或粘合，拾取头可使用合适的释放机构从保形LED芯片上去除。从中间层释放PUT转移头的机构包括：1)拉动以产生足够分离的剥离强度；2)PUT转移头上的可切换的粘合剂表面，通过施加外部参数(示例包括UV辐射、温度和压力)来切换粘合剂；3)中间层上的微结构，可控制转移头和中间层之间的粘附力。
在组装之后，可通过蚀刻或去除作为释放层的牺牲层来去除中间层，释放层有效地从ILED芯片剥离弹性体层。
在本发明的其它实施方式中，将弹性体层留在芯片上是可接受的或期望的。在这种情况下，中间层只需要是没有底层牺牲层的单层。
弹性体层与ILED芯片的集成为显示器制造提供了显著的益处。选择性地拾取ILED器件的能力是一个重大的挑战。目前的方法着重于PUT的选择性处理。在所公开的示例性方法和设备中，实现拾取的材料(即粘合剂层)在单独的芯片上。因为这样的层可被选择性地修改以停止不起作用的器件的拾取。这可通过一些技术来实现。在示例性实施方式中，可使用数字显微镜装置(DMD)来扫描穿过ILED晶圆的表面的激光束。该激光束用于选择性地损坏不起作用的ILED的弹性体层。这将防止器件绑定到PUT和被拾取。提供其中不起作用的器件不能被拾取的晶圆的能力导致组装过程的极大简化。
该方法有利于在预定位置组装μLED芯片以制造ILED图像生成器，参见图28，图28是穿过ILED显示器的示例性截面。管芯被称为显示器子像素，并且每芯片包括单个发射器，其中p和n电极形成在与台面相同的一侧。光输出在相反的方向上并通过ILED器件的外延层。图28是ILED显示的简单概念图。R、G和B ILED组装在TFT玻璃面板基板上。电气轨道连接到μLED，其中电极通常连接到μLED的p触点并且分离的电极或地面连接到n触点，如图所示，这有利于两个触点向下接近。用于ILED图像生成器的完整堆叠的关键元件的进一步组装不包括在本公开中，而是假设用于ILED显示器产品。这些包括触摸屏传感器、偏振器、玻璃盖等。
计算机程序可被配置为提供上述方法中的任何一种。该计算机程序可被提供在计算机可读介质上。该计算机程序可以是计算机程序产品。该产品可包括非暂时性计算机可用存储介质。计算机程序产品可具有体现在被配置为执行该方法的介质中的计算机可读程序代码。计算机程序产品可被配置为使至少一个处理器执行一些或全部的方法。
本文参照计算机实现的方法、设备(系统和/或装置)和/或计算机程序产品的框图或流程图来描述各种方法和设备。应理解的是，框图和/或流程图示出的框以及框图和/或流程图中示出的框的组合可通过由一个或多个计算机电路执行的计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可被提供给通用计算机电路、专用计算机电路和/或其他可编程数据处理电路的处理器电路以产生机器，使得经由计算机和/或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令变换和控制晶体管、存储在存储器位置中的值以及此类电路内的其他硬件组件，以实现在框图和/或流程图框中指定的功能/动作，从而创建用于实现框图和/或流程图框中指定的功能/动作的装置(功能)和/或结构。
计算机程序指令还可被存储在计算机可读介质中，该计算机可读介质可指导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式运行，使得存储在计算机可读介质中的指令产生包括实现框图和/或流程图框中指定的功能/动作的制造品。
有形的非暂时性计算机可读介质可包括电子、磁、光学、电磁或半导体数据存储系统、设备或装置。计算机可读介质的更具体的实例将包括：便携式计算机磁盘、随机存取存储器(RAM)电路、只读存储器(ROM)电路、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)电路、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)以及便携式数字视频光盘只读存储器(DVD/Blu-ray)。
计算机程序指令还可被加载到计算机和/或其他可编程数据处理设备上，以使在计算机和/或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的过程，使得在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现框图和/或流程图框或框中指定的功能/动作的步骤。
因此，本发明可体现为在处理器上运行的硬件和/或软件(包括固件、常驻软件、微代码等)，其可统称为“电路”、“模块”或其变体。
还应该注意的是，在一些替代实施方式中，框中记录的功能/动作可不按照流程图中指出的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/动作，连续示出的两个框实际上可基本上同时执行，或者框有时可以以相反的顺序执行。此外，流程图和/或框图的给定框的功能可被分成多个框，和/或流程图和/或框图的两个或更多个框的功能可至少部分地被整合。最后，可在所示的框之间添加/插入其他框。
本领域技术人员在不偏离所附权利要求的范围的情况下将能够设想到其他实施方式。

Claims (20)

1.一种用于制造显示器的方法，包括：
在所述显示器的基板的薄膜晶体管层上沉积不导电底部填充物；
将第一发光二极管放置在所述不导电底部填充物上；
在第一温度下加热所述不导电底部填充物以将所述第一发光二极管粘附到所述薄膜晶体管层；
在将所述第一发光二极管粘附到所述薄膜晶体管层之后，将第二发光二极管放置在所述不导电底部填充物上；以及
在第二温度下加热所述不导电底部填充物，以将所述第一发光二极管的触点和所述第二发光二极管的触点粘合到所述薄膜晶体管层，所述第二温度高于所述第一温度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述不导电底部填充物是具有作为温度的函数的复杂黏度的B阶环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述不导电底部填充物在低于100℃下在所述薄膜晶体管层上沉积，所述第一温度在100℃与200℃之间，并且所述第二温度高于300℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第一温度下加热所述不导电底部填充物将多余的底部填充材料从所述第一发光二极管与所述薄膜晶体管层之间的界面挤出，使得所述第一发光二极管的触点与所述薄膜晶体管层的触点接触。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第一温度下加热所述不导电底部填充物去除了所述薄膜晶体管层或所述第一发光二极管的铜触点上的本征氧化物。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第二温度下加热所述不导电底部填充物包括执行使得所述第一发光二极管的触点和所述第二发光二极管的触点的回流的热压粘合处理。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，执行所述热压粘合处理包括用可旋转热压粘合头在所述第一发光二极管和所述第二发光二极管上施加压力。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述不导电底部填充物在所述第二温度下被加热以将所述第一发光二极管的触点和所述第二发光二极管的触点粘合到所述薄膜晶体管层时，所述不导电底部填充物在所述第一发光二极管与所述薄膜晶体管层之间以及所述第二发光二极管与所述薄膜晶体管层之间分布热膨胀失配。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述不导电底部填充物在所述第二温度下被加热以将所述第一发光二极管的触点和所述第二发光二极管的触点粘合到所述薄膜晶体管层时，所述不导电底部填充物减小所述第一发光二极管的触点和所述第二发光二极管的触点与所述薄膜晶体管层之间的粘合中的应力。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述第一发光二极管放置在所述不导电底部填充物上包括：
将所述第一发光二极管附接到拾取工具；以及
用所述拾取工具将所述第一发光二极管放置在所述不导电底部填充物上，其中，在所述第一温度下加热所述不导电底部填充物以将所述第一发光二极管粘附到所述薄膜晶体管层，促进从所述拾取工具释放所述第一发光二极管。
11.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在将所述第一发光二极管粘附到所述薄膜晶体管层之后并且在将第二发光二极管放置在所述不导电底部填充物上之前，测试所述第一发光二极管。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一发光二极管和所述第二发光二极管粘合到所述薄膜晶体管层以提供所述显示器的子像素。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第一温度下加热所述不导电底部填充物部分地固化所述不导电底部填充物，并且在所述第二温度下加热所述不导电底部填充物完全地固化所述不导电底部填充物。
14.一种显示器，包括：
包括薄膜晶体管层的基板；
多个发光二极管，具有粘合到所述薄膜晶体管层的触点；以及所述薄膜晶体管层与所述发光二极管之间的不导电底部填充物，用于促进所述发光二极管粘附到所述基板。
15.根据权利要求14所述的显示器，其中，所述不导电底部填充物是具有作为温度的函数的复杂黏度的B阶环氧树脂。
16.根据权利要求14所述的显示器，其中，所述不导电底部填充物在多个所述发光二极管与所述薄膜晶体管层之间分布热膨胀失配。
17.根据权利要求14所述的显示器，其中，多个所述发光二极管包括提供所述显示器的子像素的第一发光二极管和第二发光二极管。
18.一种显示器，通过以下处理制造：
在所述显示器的基板的薄膜晶体管层上沉积不导电底部填充物；
将第一发光二极管放置在所述不导电底部填充物上；
在第一温度下加热所述不导电底部填充物以将所述第一发光二极管粘附到所述薄膜晶体管层；
在将所述第一发光二极管粘附到所述薄膜晶体管层之后，将第二发光二极管放置在所述不导电底部填充物上；以及
在第二温度下加热所述不导电底部填充物，以将所述第一发光二极管的触点和所述第二发光二极管的触点粘合到所述薄膜晶体管层，所述第二温度高于所述第一温度。
19.根据权利要求18所述的显示器，其中，所述不导电底部填充物是具有作为温度的函数的复杂黏度的B阶环氧树脂。
20.根据权利要求18所述的显示器，其中，当所述不导电底部填充物在所述第二温度下被加热以将所述第一发光二极管的触点和所述第二发光二极管的触点粘合到所述薄膜晶体管层时，所述不导电底部填充物在所述第一发光二极管与所述薄膜晶体管层之间以及所述第二发光二极管与所述薄膜晶体管层之间分布热膨胀失配。
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