一种Micro LED显示制造技术方案
2020-05-20 02:11 [编辑: jameswen]

一、引言

昂贵的造价阻挡Micro显示技术实际应用,昂贵来自巨量转移良品问题。巨量转移问题关键,不是转移,而是尺寸微小(微米级)的LED的两电极与驱动电路精准键合,巨量的情况下保证良品率。

本技术方案:同规格的RGB三种晶圆,分别与芯片基板对位贴合,LED膜片与芯片基板上的TFT驱动电路精准键合,剥离分开;LED膜片三次晶圆级规模转移,得到RGB芯片基板,解决了精准及效率问题。裁切下的RGB模组芯片(比如4×4mm),筛选剔除废品,SMT至PCB板上,就构成Micro RGB显示屏,可实现工厂显示屏良品率100%。所涉及的工艺技术都是现有的。

二、晶圆级规模LED膜片转移

① R LED膜片晶圆级规模转移

芯片基板采用玻璃,便于其上制造薄膜晶体管TFT。

芯片基板上的焊盘位置与LED膜片在其生长晶圆的位置一一相对应,生长晶圆直接与芯片基板对位贴合,LED膜片精准对着芯片基板上的焊盘,只有需要转移的LED膜片上设置有键合料(焊料),LED膜片键合(焊接)至芯片基板上,采用激光剥离工艺,得到R芯片基板。

三分之一的R LED膜片从其生长晶圆上精准键合转移到芯片基板上,精准对位和规模转移效率问题解决了。

同一片芯片基板上的R LED膜片全部取自于同一片生长晶圆,其膜片转移称为晶圆级规模转移,即一次晶圆级规模转移中,有三分之一的生长晶圆上的LED膜片,转移到芯片基板上。

每种生长晶圆上的LED膜片完成全部转移,要经过三次晶圆级规模转移。

② G LED膜片晶圆级规模转移

完成R LED膜片转移的芯片基板,再与G生长晶圆对位贴合,进行G LED膜片的晶圆级规模转移,得到RG芯片基板。

③ B LED膜片晶圆级规模转移

完成R LED膜片以及G LED膜片转移得到的RG芯片基板,再与B生长晶圆对位贴合,进行B LED膜片的晶圆级规模转移,得到RGB芯片基板。

R、G、B三种生长晶圆的规格相同,RGB芯片基板需要经过三次(R、G、B)晶圆级规模LED膜片转移。

每种生长晶圆上的LED膜片完成全部转移,要经过三次晶圆级规模转移。

三、RGB模组芯片

RGB芯片基板完成后续的工序(外侧绝缘护层、外侧电极以及引线、等等)后,就可分裁得到RGB模组芯片:

外侧电极通过侧壁引线与贴片焊盘导通,外侧电极共一贴片焊盘,薄膜晶体管(TFT)驱动电路通过过孔与贴片焊盘导通。

LED膜片两电极内外两侧设置,降低了LED膜片键合难度;内外电极相互错位分开,有利于微小电流下光电效率。

左下图是一种LED显示驱动原理图。采用该驱动方式,RGB模组芯片至少要有5个焊盘。右下图是一4×4mm的RGB模组芯片的管脚面视图,有5个贴片焊盘,0.7mm的间距,贴片精度要求不高,常规的贴片工艺。

四、RGB LED全彩屏



裁切下的RGB模组芯片(比如4×4mm),经筛选剔除废品,SMT 至PCB板上,就构成Micro RGB显示屏。

筛选剔除废品,就可确保模组芯片的良品率100%,4×4mm为常规贴片,100%的良率常规,就可实现工厂显示屏良品率100%。

像素间距为0.1mm(P 0.1),4×4mm模组芯片共有1600个像素点,即RGB芯片基板的素点的失效率不高于万分之五,就可确保模组芯片的良品率100%,显示屏良品率100%。

显示屏像素点的允许失效率为百万分之一,而本技术方案素点的失效率降低到不高于万分之五,要求下降了100倍,避开了巨量之下良品率带来的造价高起。

本技术方案所涉及的工艺技术都是现有的,Micro RGB显示屏量产实用不用等五年,将是眼前之事(作者:深圳市秦博核芯科技开发有限公司 秦彪博士)

作者声明:以上所述的技术方案已申请了专利保护。

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