CN116130473A - 一种Micro-LED元件的转移方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种Micro‑LED元件的转移方法，涉及微发光二极管显示制造领域。在将具有外延单元的生长衬底与第二转移基板接合之前，先对所述生长衬底的第二表面进行第一刻蚀处理，以在所述生长衬底的第二表面形成多个环形凹槽，然后再将所述第二转移基板贴设在所述生长衬底的第二表面上，对所述第二转移基板进行热处理，使得所述第二转移基板的一部分软化流动而填充所述多个环形凹槽，接着冷却所述第二转移基板，以固定所述生长衬底，通过上述设置方式，一方面可以增加所述生长衬底与所述第二转移基板的接合稳固性，另一方面则是可以确保相邻外延单元之间的间距不会因为与所述第二转移基板接合而发生变化，进而不会导致转移良率降低。

Description

一种Micro-LED元件的转移方法
技术领域
本发明涉及微发光二极管显示制造领域，具体涉及一种Micro-LED元件的转移方法。
背景技术
在现有的微发光二极管显示器的制造过程中，在微发光二极管芯片制作完成后，需要通过巨量转移技术将微发光二极管芯片转移到驱动电路背板上。目前微发光二极管芯片的巨量转移技术主要有拾取释放法、激光转移技术、流体自组装技术和滚轮转印技术。而在现有的利用可加热软化的树脂材料作为转移基板时，在将微发光二极管芯片设置在树脂转移基板上时，在通过加热处理固定微发光二极管芯片时容易造成相邻微发光二极管芯片的间距不同，进而在后续转移至驱动基板过程过程中，容易导致转移良率降低。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种Micro-LED元件的转移方法。
为实现上述目的，本发明提出的一种Micro-LED元件的转移方法，包括：
提供一生长衬底，所述生长衬底包括第一表面和第二表面，在所述生长衬底的第一表面上外延生长一外延层。
对所述外延层进行图案化处理，以形成多个呈阵列排布的外延单元。
提供第一转移基板，将所述生长衬底设置在所述第一转移基板上，使得所述外延单元朝向所述第一转移基板。
对所述生长衬底的第二表面进行第一刻蚀处理，以在所述生长衬底的第二表面形成多个环形凹槽，每个所述外延单元在所述生长衬底上的垂直投影位于相应的一个环形凹槽所围绕的区域内。
提供第二转移基板，将所述第二转移基板贴设在所述生长衬底的第二表面上，对所述第二转移基板进行热处理，使得所述第二转移基板的一部分软化流动而填充所述多个环形凹槽，接着冷却所述第二转移基板，接着去除所述第一转移基板。
对所述生长衬底的第一表面进行第二刻蚀处理，以形成多个分离设置的Micro-LED单元。
提供一驱动基板，接着将多个分离设置的Micro-LED单元转移至所述驱动基板。
去除所述第二转移基板，形成一封装层，所述封装层包裹每个所述Micro-LED单元。
形成与每个所述Micro-LED单元均电连接的公共电极。
作为优选的技术方案，所述外延层包括依次生长的N型半导体层、量子阱层、P型半导体层以及透明导电层。
作为优选的技术方案，将所述生长衬底设置在所述第一转移基板上之前，在所述第一转移基板上设置缓冲粘结层，进而将所述生长衬底设置在所述第一转移基板上时，使得所述外延单元的一部分嵌入到所述缓冲粘结层中。
作为优选的技术方案，所述第一刻蚀处理为湿法刻蚀或干法刻蚀，所述环形凹槽的深度与所述生长衬底的厚度的比值为0.5-0.7。
作为优选的技术方案，所述第二刻蚀处理为激光刻蚀。
作为优选的技术方案，对所述生长衬底的第一表面进行第二刻蚀处理之前，在每个所述外延单元上形成一第一金属电极。
作为优选的技术方案，形成所述封装层之后，在每个所述Micro-LED单元的生长衬底中形成暴露相应外延单元的通孔。
作为优选的技术方案，形成所述公共电极之前，在每个所述通孔中填充导电材料以形成导电柱，进而使得所述公共电极通过所述导电柱与所述Micro-LED单元电连接。
本发明的有益效果在于：
在本发明的Micro-LED元件的转移方法中，在将具有外延单元的生长衬底与第二转移基板接合之前，先对所述生长衬底的第二表面进行第一刻蚀处理，以在所述生长衬底的第二表面形成多个环形凹槽，并优化所述环形凹槽的深度与所述生长衬底的厚度的比值为0.5-0.7，然后再将所述第二转移基板贴设在所述生长衬底的第二表面上，对所述第二转移基板进行热处理，使得所述第二转移基板的一部分软化流动而填充所述多个环形凹槽，接着冷却所述第二转移基板，以固定所述生长衬底，通过上述设置方式，一方面可以增加所述生长衬底与所述第二转移基板的接合稳固性，另一方面则是可以确保相邻外延单元之间的间距不会因为与所述第二转移基板接合而发生变化，进而不会导致转移良率降低。
附图说明
图1显示为本发明实施例中在生长衬底上形成多个呈阵列排布的外延单元的结构示意图。
图2显示为本发明实施例中将生长衬底设置在第一转移基板上的结构示意图。
图3显示为本发明实施例中在生长衬底的第二表面形成多个环形凹槽的结构示意图。
图4显示为本发明实施例中在生长衬底的第二表面设置第二转移基板的结构示意图。
图5显示为本发明实施例中形成多个分离设置的Micro-LED单元的结构示意图。
图6显示为本发明实施例中将多个分离设置的Micro-LED单元转移至驱动基板的结构示意图。
图7显示为本发明实施例中在驱动基板上形成封装层和公共电极的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。
如图1～图7所示，本实施例提供Micro-LED元件的转移方法，包括：
如图1所示，提供一生长衬底100，所述生长衬底包括第一表面101和第二表面102，在所述生长衬底100的第一表面101上外延生长一外延层。
在具体的实施例中，所述外延层包括依次生长的N型半导体层201、量子阱层202、P型半导体层203以及透明导电层204。
在具体的实施例中，所述生长衬底100可以具体为Si基板、SiC基板、蓝宝石基板以及GaN基板中的一种。在外延生长外延层之前，可选择的，首先在所述生长衬底100的第一表面101生长缓冲层（未图示），然后再生长外延层，提高晶格匹配度，进而提高外延层的质量，在更具体的实施例中，所述N型半导体层201和所述P型半导体层203可以具体为氮化镓、氮化铝镓、砷化镓、砷化铝镓、磷化镓中的一种，所述透明导电层204可以具体为ITO层。
如图1所示，对所述外延层进行图案化处理，以形成多个呈阵列排布的外延单元200。
在具体的实施例中，通过湿法刻蚀工艺或激光刻蚀工艺进行所述图案化处理，在更具体的实施例中，通过上述图案化处理以便于调整相邻外延单元200的间距，以便于将多个呈阵列排布的外延单元200直接转移至驱动基板，而无需再调整相邻外延单元200的间距，进而简化制备工艺。
如图2所示，提供第一转移基板300，将所述生长衬底100设置在所述第一转移基板300上，使得所述外延单元200朝向所述第一转移基板300。
在具体的实施例中，将所述生长衬底100设置在所述第一转移基板300上之前，在所述第一转移基板300上设置缓冲粘结层301，进而将所述生长衬底100设置在所述第一转移基板300上时，使得所述外延单元200的一部分嵌入到所述缓冲粘结层301中。
在具体的实施例中，所述第一转移基板300具体可以为金属基板、陶瓷基板、树脂基板以及玻璃基板中的一种，更具体的，可以为铜基板、铝基板、不锈钢基板、氧化铝陶瓷基板、氮化铝陶瓷基板、PET基板、PC基板、PEN基板、PMMA基板以及钢化玻璃基板中的一种，进而在第一转移基板300上设置厚度合适的缓冲粘结层301，所述缓冲粘结层301可以为临时粘结层，进而使得每个所述外延单元200中的嵌入部分的高度与相应外延单元200的高度的比值为0.3-0.6，进而可以提高每个所述外延单元200的嵌设稳固性。
如图3所示，接着对所述生长衬底100的第二表面102进行第一刻蚀处理，以在所述生长衬底100的第二表面102形成多个环形凹槽1021，每个所述外延单元200在所述生长衬底100上的垂直投影位于相应的一个环形凹槽1021所围绕的区域内。
在具体的实施例中，所述第一刻蚀处理为湿法刻蚀或干法刻蚀，所述环形凹槽1021的深度与所述生长衬底100的厚度的比值为0.5-0.7。在更具体的实施例中，湿法刻蚀具体为化学溶液湿法刻蚀，干法刻蚀具体为反应离子刻蚀。
如图4所示，提供第二转移基板400，将所述第二转移基板400贴设在所述生长衬底100的第二表面102上，对所述第二转移基板400进行热处理，使得所述第二转移基板400的一部分软化流动而填充所述多个环形凹槽1021，接着冷却所述第二转移基板400，接着去除所述第一转移基板300。
在具体的实施例中，所述第二转移基板400的材质是热塑性树脂材料，即在加热状态下可以软化流动，进而可以通过热处理的方式使得第二转移基板400的部分材料软化流动而填满每个环形凹槽1021。在更优选的实施例中，在热处理的同时对所述第二转移基板400施加压力，以便于软化的树脂材料快速流动，进而节约时间成本，提高生产效率。
如图5所示，对所述生长衬底100的第一表面101进行第二刻蚀处理，以形成多个分离设置的Micro-LED单元。
在具体的实施例中，所述第二刻蚀处理为激光刻蚀，与湿法刻蚀相比，由于激光刻蚀处理精度高，即激光仅施加至所述生长衬底100的第一表面101，而不会照射所述外延单元200，进而可以有效避免外延单元200的侧壁受到损伤。
在具体的实施例中，对所述生长衬底100的第一表面101进行第二刻蚀处理之前，在每个所述外延单元200上形成一第一金属电极205，例如，通过电镀铜工艺形成所述第一金属电极205。
如图6所示，提供一驱动基板500，接着将多个分离设置的Micro-LED单元转移至所述驱动基板500。
在具体的实施例中，将Micro-LED单元转移至所述驱动基板500的过程中，使得每个所述Micro-LED单元的所述第一金属电极205与驱动基板500电连接。
如图7所示，去除所述第二转移基板400，形成一封装层600，所述封装层600包裹每个所述Micro-LED单元。
在具体的实施例中，去除所述第二转移基板400的具体方式为：利用有机溶剂溶解所述第二转移基板400，或者是通过化学机械研磨的方式去除所述第二转移基板400的同时去除所述生长衬底100的一部分，或者是通过加热的方式剥离所述第二转移基板400。
在具体的实施例中，形成所述封装层600之后，在每个所述Micro-LED单元的生长衬底100中形成暴露相应外延单元200的通孔，具体的，通过激光刻蚀工艺形成所述通孔。
在具体的实施例中，形成与每个所述Micro-LED单元均电连接的公共电极700，更具体的，形成所述公共电极700之前，在每个所述通孔中填充导电材料以形成导电柱701，进而使得所述公共电极700通过所述导电柱701与所述Micro-LED单元电连接。
在具体的实施例中，通过电镀铜工艺同时形成所述导电柱701和所述公共电极700，在其他的实施例中，通过磁控溅射沉积透明导电层（例如ITO、AZO等）作为所述导电柱701和所述公共电极700。
在其他优选的技术方案中，本发明提出的一种Micro-LED元件的转移方法，包括：
提供一生长衬底，所述生长衬底包括第一表面和第二表面，在所述生长衬底的第一表面上外延生长一外延层。
对所述外延层进行图案化处理，以形成多个呈阵列排布的外延单元。
提供第一转移基板，将所述生长衬底设置在所述第一转移基板上，使得所述外延单元朝向所述第一转移基板。
对所述生长衬底的第二表面进行第一刻蚀处理，以在所述生长衬底的第二表面形成多个环形凹槽，每个所述外延单元在所述生长衬底上的垂直投影位于相应的一个环形凹槽所围绕的区域内。
提供第二转移基板，将所述第二转移基板贴设在所述生长衬底的第二表面上，对所述第二转移基板进行热处理，使得所述第二转移基板的一部分软化流动而填充所述多个环形凹槽，接着冷却所述第二转移基板，接着去除所述第一转移基板。
对所述生长衬底的第一表面进行第二刻蚀处理，以形成多个分离设置的Micro-LED单元。
提供一驱动基板，接着将多个分离设置的Micro-LED单元转移至所述驱动基板。
去除所述第二转移基板，形成一封装层，所述封装层包裹每个所述Micro-LED单元。
形成与每个所述Micro-LED单元均电连接的公共电极。
进一步的，所述外延层包括依次生长的N型半导体层、量子阱层、P型半导体层以及透明导电层。
进一步的，将所述生长衬底设置在所述第一转移基板上之前，在所述第一转移基板上设置缓冲粘结层，进而将所述生长衬底设置在所述第一转移基板上时，使得所述外延单元的一部分嵌入到所述缓冲粘结层中。
进一步的，所述第一刻蚀处理为湿法刻蚀或干法刻蚀，所述环形凹槽的深度与所述生长衬底的厚度的比值为0.5-0.7。
进一步的，所述第二刻蚀处理为激光刻蚀。
进一步的，对所述生长衬底的第一表面进行第二刻蚀处理之前，在每个所述外延单元上形成一第一金属电极。
进一步的，形成所述封装层之后，在每个所述Micro-LED单元的生长衬底中形成暴露相应外延单元的通孔。
进一步的，形成所述公共电极之前，在每个所述通孔中填充导电材料以形成导电柱，进而使得所述公共电极通过所述导电柱与所述Micro-LED单元电连接。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种Micro-LED元件的转移方法，其特征在于：包括：
提供一生长衬底，所述生长衬底包括第一表面和第二表面，在所述生长衬底的第一表面上外延生长一外延层；
对所述外延层进行图案化处理，以形成多个呈阵列排布的外延单元；
提供第一转移基板，将所述生长衬底设置在所述第一转移基板上，使得所述外延单元朝向所述第一转移基板；
对所述生长衬底的第二表面进行第一刻蚀处理，以在所述生长衬底的第二表面形成多个环形凹槽，每个所述外延单元在所述生长衬底上的垂直投影位于相应的一个环形凹槽所围绕的区域内；
提供第二转移基板，将所述第二转移基板贴设在所述生长衬底的第二表面上，对所述第二转移基板进行热处理，使得所述第二转移基板的一部分软化流动而填充所述多个环形凹槽，接着冷却所述第二转移基板，接着去除所述第一转移基板；
对所述生长衬底的第一表面进行第二刻蚀处理，以形成多个分离设置的Micro-LED单元；
提供一驱动基板，接着将多个分离设置的Micro-LED单元转移至所述驱动基板；
去除所述第二转移基板，形成一封装层，所述封装层包裹每个所述Micro-LED单元；
形成与每个所述Micro-LED单元均电连接的公共电极。
2.根据权利要求1所述的Micro-LED元件的转移方法，其特征在于：所述外延层包括依次生长的N型半导体层、量子阱层、P型半导体层以及透明导电层。
3.根据权利要求1所述的Micro-LED元件的转移方法，其特征在于：将所述生长衬底设置在所述第一转移基板上之前，在所述第一转移基板上设置缓冲粘结层，进而将所述生长衬底设置在所述第一转移基板上时，使得所述外延单元的一部分嵌入到所述缓冲粘结层中。
4.根据权利要求1所述的Micro-LED元件的转移方法，其特征在于：所述第一刻蚀处理为湿法刻蚀或干法刻蚀，所述环形凹槽的深度与所述生长衬底的厚度的比值为0.5-0.7。
5.根据权利要求1所述的Micro-LED元件的转移方法，其特征在于：所述第二刻蚀处理为激光刻蚀。
6.根据权利要求5所述的Micro-LED元件的转移方法，其特征在于：对所述生长衬底的第一表面进行第二刻蚀处理之前，在每个所述外延单元上形成一第一金属电极。
7.根据权利要求1所述的Micro-LED元件的转移方法，其特征在于：形成所述封装层之后，在每个所述Micro-LED单元的生长衬底中形成暴露相应外延单元的通孔。
8.根据权利要求7所述的Micro-LED元件的转移方法，其特征在于：形成所述公共电极之前，在每个所述通孔中填充导电材料以形成导电柱，进而使得所述公共电极通过所述导电柱与所述Micro-LED单元电连接。
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CN117038804A (zh) * 2023-10-08 2023-11-10 罗化芯显示科技开发(江苏)有限公司 一种微型发光二极管芯片的转移方法
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