CN110610893A - 发光二极管的承载结构及其制造方法 - Google Patents

发光二极管的承载结构及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种发光二极管的承载结构及其制造方法，其包括承载基板、黏附层以及牺牲结构。黏附层设置于承载基板上。牺牲结构设置于黏附层上，并包括支撑柱以及截断层，截断层设置于支撑柱上。其中，牺牲结构的结构强度足以承载发光二极管，且当外力施加于发光二极管或承载基板时，截断层为最先被破坏的层，而使发光二极管与承载基板分离。

Description

发光二极管的承载结构及其制造方法
技术领域
本发明关于一种发光二极管的承载结构及其制造方法，特别是适用于微发光二极管，而利用牺牲结构作为牺牲层，使微发光二极管能够安全地与承载基板脱离的发光二极管承载结构及其制造方法。
背景技术
近来显示技术的进步突飞猛进，对显示器的画质要求也越来越高，而目前的显示器为以发光二极管(light-emitting diode,LED)显示器和有机发光二极管显示器(organic light-emitting diode,OLED)为主，有机发光二极管显示器的像素虽高，但有机发光二极管的寿命不长；发光二极管显示器像素虽低于有机发光二极管显示器的像素，但发光二极管的寿命较高。因此，近来厂商想将发光二极管的尺寸缩小为微发光二极管(micro light-emitting diode,micro-LED)，并将微发光二极管应用于显示器，但是，由于微发光二极管的尺寸为微米等级，势必需要牺牲结构的辅助来进行巨量转移(masstransfer)，以将微发光二极管顺利地转移至显示器的电路板，但利用微发光二极管制造的显示器良率始终无法改善。
美国专利公告号US9153548B2的专利利用支撑柱状结构(stabilization post)将微发光二极管转移至承载基板，进而将其转移至显示器的电路板上，但支撑柱状结构为直接接触微发光二极管的导电接点，微发光二极管在转移的过程会对导电接点造成损害，造成微发光二极管无法顺利发亮。
综上所述，本发明的发明者思索并设计一种发光二极管承载结构及其制造方法，以期针对公知技术的缺失加以改善，进而增进产业上的实施利用。
发明内容
有鉴于上述公知的问题，本发明的目的在于提供一种发光二极管的承载结构及其制造方法，用以解决公知技术中所面临的问题。
基于上述目的，本发明提供一种发光二极管的承载结构，其包括承载基板、黏附层以及牺牲结构。黏附层设置于承载基板上；牺牲结构设置于黏附层上并包括支撑柱以及截断层，截断层设置于支撑柱上。其中，牺牲结构的结构强度足以承载发光二极管，且当外力施加于发光二极管或承载基板时，截断层为最先被破坏的层，而使发光二极管与承载基板分离。本发明的发光二极管承载结构，透过截断层的设置，使发光二极管和承载基板脱离，而能将脱离后的发光二极管顺利转置于显示器的电路板。
优选地，牺牲结构设置于发光二极管的电极和黏附层之间。
优选地，牺牲结构设置于发光二极管的绝缘区和黏附层之间。
优选地，牺牲结构设置于发光二极管的周侧和黏附层之间。
优选地，截断层的截面积小于或等于支撑柱之截面积。
优选地，截断层的支撑力小于支撑柱的支撑力。
优选地，截断层的接口接合力小于支撑柱的接口接合力。
基于上述目的，本发明提供一种发光二极管的承载结构的制造方法，其包括：(1)依序沉积截断层及支撑层于发光二极管上。(2)部分蚀刻截断层和支撑层，进而形成支撑柱，支撑柱和截断层形成牺牲结构。(3)沉积黏附层于支撑柱上，使承载基板黏附于黏附层上，以形成叠层组件。(4)移除发光二极管的原生基板，并翻转叠层组件而以牺牲结构支撑发光二极管。其中，牺牲结构的结构强度足以承载发光二极管，且当外力施加于发光二极管或承载基板时，截断层为最先被破坏的层，而使发光二极管与承载基板分离。透过前述的制造方法，成功地将发光二极管从原生基板转置于承载基板。
优选地，于沉积黏附层于支撑柱之前，沉积涂布层以覆盖牺牲结构，并部份蚀刻涂布层以暴露支撑柱
优选地，牺牲结构设置于发光二极管的电极和黏附层之间。
优选地，牺牲结构设置于发光二极管的绝缘区和黏附层之间。
优选地，牺牲结构设置于发光二极管的周侧和黏附层之间。
优选地，截断层的截面积小于或等于支撑柱的截面积。
优选地，截断层的支撑力小于支撑柱的支撑力。
优选地，截断层的接口接合力小于支撑柱的接口接合力。
承上所述，本发明的发光二极管的承载结构，透过截断层的设置，使发光二极管和承载基板脱离，且未损坏发光二极管的电极，而能将脱离后的发光二极管顺利转置于显示器的电路板。
承上所述，本发明的发光二极管的承载结构的制造方法，成功地将发光二极管从原生基板转置于承载基板，而未损害发光二极管的膜层。
附图说明
图1为本发明的发光二极管的承载结构的发光二极管结构图。
图2为本发明的发光二极管的承载结构的制造方法的第一实施例的流程图。
图3为本发明的发光二极管的承载结构的制造方法的第二实施例的流程图。
图4为本发明的发光二极管的承载结构的制造方法的第三实施例的流程图。
图5为对应本发明的发光二极管的承载结构的制造方法的第一实施例至第三实施例的结构图。
图6为本发明的发光二极管的承载结构的制造方法的另一实施例的部分隔离和全隔离的流程图。
图7为本发明的发光二极管的承载结构的制造方法的另一实施例的在无涂布制程的部分隔离和全隔离的流程图。
符号说明：
10：原生基板
20：缓冲层
30：发光结构
31：第一型重掺杂层
32：第一型掺杂层
33：发光层
34：第二型掺杂层
35：第二型重掺杂层
40：绝缘区
50：第一型接触区
60：第二型接触区
70：截断层
80：支撑层
81：支撑柱
90：涂布层
100：黏附层
110：承载基板
S11～S19、S21～S29、S31～S39、S41～S46、S51～S56、S61～S65、S71～S75：步骤
具体实施方式
本发明的优点、特征以及达到的技术方法将参照示例性实施例及所附图式进行更详细地描述而更容易理解，且本发明可以不同形式来实现，故不应被理解仅限于此处所陈述的实施例，相反地，对所属技术领域具有通常知识者而言，所提供的实施例将使本揭露更加透彻与全面且完整地传达本发明的范畴，且本发明将仅为所附加的权利要求书所定义。
应当理解的是，尽管术语“第一”、“第二”等在本发明中可用于描述各种组件、部件、区域、层及/或部分，但是这些组件、部件、区域、层及/或部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个组件、部件、区域、层及/或部分与另一个组件、部件、区域、层及/或部分区分开。因此，下文讨论的“第一组件”、“第一部件”、“第一区域”、“第一层”及/或“第一部分”可以被称为“第二组件”、“第二部件”、“第二区域”、“第二层”及/或“第二部分”，而不悖离本发明的精神和教示。
另外，术语“包括”及/或“包含”指所述特征、区域、整体、步骤、操作、组件及/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、区域、整体、步骤、操作、组件、部件及/或其组合的存在或添加。
除非另有定义，本发明所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。将进一步理解的是，诸如在通常使用的字典中定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术和本发明的上下文中的含义一致的定义，并且将不被解释为理想化或过度正式的意义，除非本文中明确地这样定义。
请参阅图1，其为本发明的发光二极管的承载结构的发光二极管结构图。如图1所示，发光二极管包括原生基板10、缓冲层20、发光结构30、绝缘区40、第一型接触区50以及第二型接触区60。缓冲层20设置于原生基板10上。发光结构30设置于缓冲层20上，并包括第一型重掺杂层31、第一型掺杂层32、发光层33、第二型掺杂层34以及第二型重掺杂层35，第一型掺杂层32设置于第一型重掺杂层31上，发光层33设置于第一型掺杂层32上，第二型掺杂层34设置于发光层33上，第二型重掺杂层35设置于第二型掺杂层34上，其中，第一型重掺杂层31、第一型掺杂层32、第二型掺杂层34以及第二型重掺杂层35提供电子和空穴至发光层33，发光层33为多重量子井结构，电子空穴在发光层33复合发光。第一型接触区50设置于第一型重掺杂层31上，第二型接触区60设置于第二型重掺杂层31上，第一型接触区50和第二型接触区60为发光二极管的电极。绝缘区40围绕第一型接触区50和第二型接触区60以局限发光二极管的电流方向，绝缘区40由例如硅氧化物(SiOx)和硅氮化物(SiNx)的绝缘材料组成。在一实施例中，第一型为n型，第二型为p型；在另一实施例中，第一型为p型，第二型为n型。
于此，说明一下本发明的发光二极管的承载结构的发光二极管制造流程如下：(1)从基板10依序沉积缓冲层20、第一型重掺杂层31、第一型掺杂层32、发光层33、第二型掺杂层34以及第二型重掺杂层35。(2)对发光结构30曝光显影，以暴露第一型重掺杂层31；亦即，发光结构30的部份暴露第一型重掺杂层31，发光结构30的部份未暴露第一型重掺杂层31。(3)沉积第一型接触区50于第一型重掺杂层31上，并沉积第二型接触区60设置于第二型重掺杂层31上。(4)沉积绝缘区40且使其围绕第一型接触区50和第二型接触区60，从而形成如图1所示的发光二极管。
续言之，基板10可选自于硅基板、砷化镓(GaAs)基板、玻璃基板、石英基板、磷化镓(GaP)基板、磷砷化镓(GaAsP)基板、砷化铝镓(AlGaAs)基板、氧化锌(ZnO)基板、蓝宝石基板、磷化铟(InP)基板以及碳化硅(SiC)基板的其中一种；缓冲层20、第一型重掺杂层31、第一型掺杂层32、发光层33、第二型掺杂层34以及第二型重掺杂层35可包括砷化镓(GaAs)、砷化铟镓(InGaAs)、磷砷化铟镓(InGaAsP)、砷化铝(AlAs)、砷化铝镓铟(AlGaInAs)、磷化铝镓铟(AlGaInP)、砷化铝镓(AlGaAs)、砷氮化铟镓(InGaNAs)、锑砷化镓(GaAsSb)、锑化镓(GaSb)、磷化铟(InP)、砷化铟(InAs)、磷化镓(GaP)、磷化铝(AlP)、氮化镓(GaN)、氮化铝镓(AlGaN)、氮化铟镓(InGaN)以及氮化铝铟镓(AlInGaN)的所组成材料群组中至少一种，缓冲层20、第一型重掺杂层31、第一型掺杂层32、发光层33、第二型掺杂层34以及第二型重掺杂层35的材料和基板10的材料搭配设计，以提升晶格匹配率，进而降低晶格错位的发生；各第二型接触区60和各第一型接触区50的材料包括铟(In)、锡(Sn)、铝(Al)、金(Au)、铂(Pt)、锌(Zn)、锗(Ge)、银(Ag)、铅(Pb)、钯(Pd)、铜(Cu)、铍化金(AuBe)、铍化锗(BeGe)、镍(Ni)、锡化铅(PbSn)、铬(Cr)、锌化金(AuZn)、钛(Ti)、钨(W)以及钨化钛(TiW)等所组成材料中至少一种。
请参阅图2，其为本发明的发光二极管的承载结构的制造方法的第一实施例的流程图。如图2所示，并详细说明本发明的发光二极管的制造方法的第一实施例的流程如下：(1)S11步骤：提供如图1所示的发光二极管，发光二极管的尺寸为微米等级。(2)S12步骤：依序沉积截断层70和支撑层80于发光二极管上，支撑层80的材料包括有机绝缘材料和无机绝缘材料，有机绝缘材料包括苯环丁烯(benzocyclobutene)、聚亚酰胺、聚酰胺、丙烯酸树脂或酚醛树脂及其组合物，无机绝缘材料包括硅氧化物(SiOx)和硅氮化物(SiNx)。(3)S13步骤：部分蚀刻截断层70和支撑层80，进而形成支撑柱81，支撑柱81和截断层70形成两个牺牲结构，两个牺牲结构分别位于第一接触区50和第二接触区60；需提及的是，牺牲结构的数目可根据发光二极管的需求而调整，而未局限于本发明所列举的范围。(4)S14步骤：沉积涂布层90以覆盖蚀刻后支撑柱81和截断层70，涂布层90为由光阻材料组成。(5)S15步骤：部份蚀刻涂布层90，以暴露支撑柱81。(6)S16步骤：沉积黏附层100于涂布层90上，而黏附层100的材料包括钛(Ti)、铝(Al)、铬(Cr)、镍(Ni)以及其合金等所组成材料中至少一种，使承载基板110黏附于黏附层100上，以形成叠层组件，其中，承载基板110可选自金属基板、硅基板、蓝宝石基板或玻璃基板的其中一种，其中，金属基板可由例如铜(Cu)、铝(Al)、钼(Mo)、镍(Ni)、钨(W)等金属材料或其合金所组成。(7)S17步骤：翻转叠层组件，使承载基板110和原生基板10的位置对调；亦即，原生基板10位于承载基板110的上方。(6)S18步骤：透过雷射剥离法(laser lift-off)或牺牲层剥离法移除原生基板10和缓冲层20。(7)S19步骤：透过曝光及化学显影液的搭配，移除涂布层90而以两个牺牲结构支撑发光二极管。其中，两个牺牲结构的结构强度足以承载发光二极管，且当外力施加于发光二极管或承载基板110时，各截断层70为最先被破坏的层，而使发光二极管与承载基板110分离。透过前述的制造方法，成功地将发光二极管从原生基板10转置于承载基板110，并制造出牺牲结构来支撑发光二极管。
请参阅图3，其为本发明的发光二极管的承载结构的制造方法的第二实施例的流程图。如图3所示，并详细说明本发明的发光二极管的制造方法的第二实施例的流程如下：(1)S21步骤：提供如图1所示的发光二极管，发光二极管的尺寸为微米等级。(2)S22步骤：依序沉积截断层70和支撑层80于发光二极管上，支撑层80的材料包括有机绝缘材料和无机绝缘材料，有机绝缘材料包括苯环丁烯(benzocyclobutene)、聚亚酰胺、聚酰胺、丙烯酸树脂或酚醛树脂及其组合物，无机绝缘材料包括硅氧化物(SiOx)和硅氮化物(SiNx)。(3)S23步骤：部分蚀刻截断层70和支撑层80，进而形成支撑柱81，支撑柱81和截断层70形成牺牲结构，牺牲结构分别位于绝缘区40；需提及的是，牺牲结构的数目可根据发光二极管的需求而调整，而未局限于本发明所列举的范围。(4)S24步骤：沉积涂布层90以覆盖蚀刻后支撑柱81和截断层70，涂布层90为由光阻材料组成。(5)S25步骤：部份蚀刻涂布层90，以暴露支撑柱81。(6)S26步骤：沉积黏附层100于涂布层90上，而黏附层100的材料包括钛(Ti)、铝(Al)、铬(Cr)、镍(Ni)以及其合金等所组成材料中至少一种，使承载基板110黏附于黏附层100上，以形成叠层组件，其中，承载基板110可选自金属基板、硅基板、蓝宝石基板或玻璃基板的其中一种，其中，金属基板可由例如铜(Cu)、铝(Al)、钼(Mo)、镍(Ni)、钨(W)等金属材料或其合金所组成。(7)S27步骤：翻转叠层组件，使承载基板110和原生基板10的位置对调；亦即，原生基板10位于承载基板110的上方。(6)S28步骤：透过雷射剥离法(laser lift-off)或牺牲层剥离法移除原生基板10和缓冲层20。(7)S29步骤：透过曝光及化学显影液的搭配，移除涂布层90而以牺牲结构支撑发光二极管。其中，牺牲结构的结构强度足以承载发光二极管，且当外力施加于发光二极管或承载基板110时，各截断层70为最先被破坏的层，而使发光二极管与承载基板110分离。透过前述的制造方法，成功地将发光二极管从原生基板10转置于承载基板110，并制造出牺牲结构来支撑发光二极管。
请参阅图4，其为本发明的发光二极管的承载结构的制造方法的第三实施例的流程图。如图4所示，并详细说明本发明的发光二极管的制造方法的第二实施例的流程如下：(1)S31步骤：提供如图1所示的发光二极管，发光二极管的尺寸为微米等级。(2)S32步骤：依序沉积截断层70和支撑层80于发光二极管上，支撑层80的材料包括有机绝缘材料和无机绝缘材料，有机绝缘材料包括苯环丁烯(benzocyclobutene)、聚亚酰胺、聚酰胺、丙烯酸树脂或酚醛树脂及其组合物，无机绝缘材料包括硅氧化物(SiOx)和硅氮化物(SiNx)。(3)S33步骤：部分蚀刻截断层70和支撑层80，进而形成支撑柱81，支撑柱81和截断层70形成两个牺牲结构，各牺牲结构分别位于发光二极管的周侧；需提及的是，牺牲结构的数目可根据发光二极管的需求而调整，而未局限于本发明所列举的范围。(4)S34步骤：沉积涂布层90以覆盖蚀刻后支撑柱81和截断层70，涂布层90为由光阻材料组成。(5)S35步骤：部份蚀刻涂布层90，以暴露支撑柱81。(6)S36步骤：沉积黏附层100于涂布层90上，而黏附层100的材料包括钛(Ti)、铝(Al)、铬(Cr)、镍(Ni)以及其合金等所组成材料中至少一种，使承载基板110黏附于黏附层100上，以形成叠层组件，其中，承载基板110可选自金属基板、硅基板、蓝宝石基板或玻璃基板的其中一种，其中，金属基板可由例如铜(Cu)、铝(Al)、钼(Mo)、镍(Ni)、钨(W)等金属材料或其合金所组成。(7)S37步骤：翻转叠层组件，使承载基板110和原生基板10的位置对调；亦即，原生基板10位于承载基板110的上方。(6)S38步骤：透过雷射剥离法(laserlift-off)或牺牲层剥离法移除原生基板10和缓冲层20。(7)S39步骤：透过曝光及化学显影液的搭配，移除涂布层90而以两个牺牲结构支撑发光二极管。其中，两个牺牲结构的结构强度足以承载发光二极管，且当外力施加于发光二极管或承载基板110时，各截断层70为最先被破坏的层，而使发光二极管与承载基板110分离。透过前述的制造方法，成功地将发光二极管从原生基板10转置于承载基板110，并制造出牺牲结构来支撑发光二极管。
请参阅图5，其为对应本发明的发光二极管的承载结构的制造方法的第一实施例至第三实施例的结构图。如图5所示，本发明的发光二极管的承载结构，其包括承载基板110、黏附层100以及牺牲结构。黏附层100设置于承载基板110上；牺牲结构设置于黏附层100上，并包括支撑柱81以及截断层70，截断层70设置于支撑柱81上。
根据本发明的发光二极管的制造方法的第一实施例，如图5的(a)部份所示，多个牺牲结构位于发光二极管的电极和黏附层100之间；亦即，多个牺牲结构分别位于第一接触区50和第二接触区60。根据本发明的发光二极管的制造方法的第二实施例，如图5的(b)部份所示，牺牲结构位于发光二极管的绝缘区40和黏附层100之间，因此，承载基板110和发光二极管成功地脱离，而未损坏发光二极管的电极。根据本发明的发光二极管的制造方法的第三实施例，如图5的(c)部份所示，牺牲结构位于发光二极管的周侧和黏附层100之间。
不论牺牲结构的位置，牺牲结构的结构强度足以承载发光二极管，且当外力施加于发光二极管或承载基板110时，各截断层70为最先被破坏的层，而使发光二极管与承载基板110分离。本发明的发光二极管承载结构，透过截断层70的设置，使发光二极管和承载基板110脱离，而能将脱离后的各发光二极管顺利转置于显示器的电路板。
为了使发光二极管和承载基板110的脱离更为容易，设计截断层70的结构特性如下：截断层70的截面积小于或等于柱状结构的截面积，截断层70的支撑力小于支撑柱81的支撑力，截断层70的接口接合力小于支撑柱81的接口接合力，也可加入疏水表面材料降低截断层70和发光二极管之间的附着力，截断层70的材料包括光阻、有机材料及例如铟(In)和锡(Sn)的低熔点金属材料；优选地，截断层70为本发明的发光二极管的承载结构中支撑力最小的层，截断层70为本发明的发光二极管的承载结构中材料强度最小的层，截断层70为本发明的发光二极管的承载结构中接口接合力最小的层。
另外，若设定承载基板110为玻璃基板，需考虑到发光二极管的第一型接触区50和各第二型接触区60和玻璃基板的金属导线间的共金温度(eutectic bondingtemperature)，并考虑玻璃基板的转态温度(transition temperature)，截断层70的材料优选为金锡合金(AuSn)及其透过低温化学气相沉积法(chemical vapor deposition)、低温溅镀(sputtering)或低温涂布(coating)制造，以利于各发光二极管顺利转置于显示器的电路板。
请参阅图6，为本发明的发光二极管的承载结构的制造方法的另一实施例的部分隔离和全隔离的流程图。如图6所示，本发明的发光二极管的承载结构的制造方法的另一实施例的部分隔离和全隔离和本发明的发光二极管的承载结构的制造方法的第一实施例几乎一致，亦即，图6的步骤S41～S46和S51～S56为几乎对应图2的S11～S19，但其差异在于多添加一个发光二极管。全隔离为绝缘区40形成一沟槽以电性隔离各发光二极管；部分隔离为两个发光二极管互相连接。不论本发明的发光二极管的承载结构的部分隔离或全隔离制造方法，发光二极管皆成功地转移至承载基板110。
请参阅图7，其为本发明的发光二极管的承载结构的制造方法的另一实施例的在无涂布制程的部分隔离和全隔离的流程图。如图7所示，本发明的发光二极管的承载结构的制造方法的另一实施例的在无涂布制程的部分隔离和全隔离和本发明的发光二极管的承载结构的部分隔离或全隔离制造方法几乎一致，亦即，图7的步骤S61～S65和S71～S75为几乎对应图6的步骤S41～S46和S51～S56，但其差异在于并无涂布制程。不论有无涂布制程，发光二极管皆成功地转移至承载基板110。
综上所述，本发明的发光二极管的承载结构，透过设置牺牲结构于黏附层100上，并搭配牺牲结构的截断层70为于发光二极管和承载基板110在脱离时为最先破坏的层的设定，使发光二极管和承载基板110在脱离时而未损坏发光二极管的膜层，将脱离后的发光二极管顺利转置于显示器的电路板。观前所述，本发明的发光二极管的承载结构，具有如上述的优点，使发光二极管顺利转置于显示器的电路板。
以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于权利要求书中。

Claims (15)

1.一种发光二极管的承载结构，其特征在于，包括：
承载基板；
黏附层，设置于所述的承载基板上；以及
牺牲结构，设置于所述的黏附层上，并包括支撑柱以及截断层，所述的截断层设置于所述的支撑柱上；
其中，所述的牺牲结构的结构强度足以承载发光二极管，且当外力施加于所述的发光二极管或所述的承载基板时，所述的截断层为最先被破坏的层，而使所述的发光二极管与所述的承载基板分离。
2.如权利要求1所述的发光二极管的承载结构，其特征在于，所述的牺牲结构设置于所述的发光二极管的电极和所述的黏附层之间。
3.如权利要求1所述的发光二极管的承载结构，其特征在于，所述的牺牲结构设置于所述的发光二极管的绝缘区和所述的黏附层之间。
4.如权利要求1所述的发光二极管的承载结构，其特征在于，所述的牺牲结构设置于所述的发光二极管的周侧和所述的黏附层之间。
5.如权利要求1所述的发光二极管的承载结构，其特征在于，所述的截断层的截面积小于或等于所述的支撑柱的截面积。
6.如权利要求1所述的发光二极管的承载结构，其特征在于，所述的截断层的支撑力小于所述的支撑柱的支撑力。
7.如权利要求1所述的发光二极管的承载结构，其特征在于，所述的截断层的接口接合力小于所述的支撑柱的接口接合力。
8.一种发光二极管的承载结构的制造方法，其特征在于，包括：
依序沉积截断层及支撑层于发光二极管上；
部分蚀刻所述的截断层和所述的支撑层，进而形成支撑柱，所述的支撑柱和所述的截断层形成牺牲结构；
沉积黏附层于所述的支撑柱上，使承载基板黏附于所述的黏附层上，以形成叠层组件；以及
移除所述的发光二极管的原生基板，并翻转所述的叠层组件而以所述的牺牲结构支撑所述的发光二极管；
其中，所述的牺牲结构的结构强度足以承载所述的发光二极管，且当外力施加于所述的发光二极管或所述的承载基板时，所述的截断层为最先被破坏的层，而使所述的发光二极管与所述的承载基板分离。
9.如权利要求8所述的发光二极管的承载结构的制造方法，其特征在于，于沉积所述的黏附层于所述的支撑柱之前，沉积涂布层以覆盖所述的牺牲结构，并部份蚀刻所述的涂布层以暴露所述的支撑柱。
10.如权利要求8所述的发光二极管的承载结构的制造方法，其特征在于，所述的牺牲结构设置于所述的发光二极管的电极和所述的黏附层之间。
11.如权利要求8所述的发光二极管的承载结构的制造方法，其特征在于，所述的牺牲结构设置于所述的发光二极管的绝缘区和所述的黏附层之间。
12.如权利要求8所述的发光二极管的承载结构的制造方法，其特征在于，所述的牺牲结构设置于所述的发光二极管的周侧和所述的黏附层之间。
13.如权利要求8所述的发光二极管的承载结构的制造方法，其特征在于，所述的截断层的截面积小于或等于所述的支撑柱的截面积。
14.如权利要求8所述的发光二极管的承载结构的制造方法，其特征在于，所述的截断层的支撑力小于所述的支撑柱的支撑力。
15.如权利要求8所述的发光二极管的承载结构的制造方法，其特征在于，所述的截断层的接口接合力小于所述的支撑柱的接口接合力。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112018145A (zh) * 2020-08-31 2020-12-01 錼创显示科技股份有限公司 微型发光二极管显示组件与其制造方法
US12062642B2 (en) 2019-12-31 2024-08-13 Chongqing Konka Photoelectric Technology Research Institute Co., Ltd. Mass transfer device, manufacturing method thereof and display apparatus
US12087612B2 (en) 2021-05-11 2024-09-10 Industrial Technology Research Institute Micro device structure and display apparatus

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11152540B2 (en) * 2019-07-29 2021-10-19 Lextar Electronics Corporation Light emitting diode structure and method of manufacturing thereof
US11038088B2 (en) 2019-10-14 2021-06-15 Lextar Electronics Corporation Light emitting diode package
TWI814434B (zh) * 2022-04-01 2023-09-01 友達光電股份有限公司 發光二極體陣列基板

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6142358A (en) * 1997-05-31 2000-11-07 The Regents Of The University Of California Wafer-to-wafer transfer of microstructures using break-away tethers
CN101180705A (zh) * 2005-05-20 2008-05-14 株式会社半导体能源研究所 半导体装置的制造方法
US7498240B2 (en) * 2005-08-31 2009-03-03 Micron Technology, Inc. Microfeature workpieces, carriers, and associated methods
CN106716611A (zh) * 2014-10-17 2017-05-24 英特尔公司 微拾取和键合组装
CN106716641A (zh) * 2014-10-17 2017-05-24 英特尔公司 微型led显示器和组装

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9153548B2 (en) 2013-09-16 2015-10-06 Lux Vue Technology Corporation Adhesive wafer bonding with sacrificial spacers for controlled thickness variation
US9640715B2 (en) * 2015-05-15 2017-05-02 X-Celeprint Limited Printable inorganic semiconductor structures
WO2018091459A1 (en) * 2016-11-15 2018-05-24 X-Celeprint Limited Micro-transfer-printable flip-chip structures and methods

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6142358A (en) * 1997-05-31 2000-11-07 The Regents Of The University Of California Wafer-to-wafer transfer of microstructures using break-away tethers
CN101180705A (zh) * 2005-05-20 2008-05-14 株式会社半导体能源研究所 半导体装置的制造方法
US7498240B2 (en) * 2005-08-31 2009-03-03 Micron Technology, Inc. Microfeature workpieces, carriers, and associated methods
CN106716611A (zh) * 2014-10-17 2017-05-24 英特尔公司 微拾取和键合组装
CN106716641A (zh) * 2014-10-17 2017-05-24 英特尔公司 微型led显示器和组装

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12062642B2 (en) 2019-12-31 2024-08-13 Chongqing Konka Photoelectric Technology Research Institute Co., Ltd. Mass transfer device, manufacturing method thereof and display apparatus
CN112018145A (zh) * 2020-08-31 2020-12-01 錼创显示科技股份有限公司 微型发光二极管显示组件与其制造方法
US12087612B2 (en) 2021-05-11 2024-09-10 Industrial Technology Research Institute Micro device structure and display apparatus

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