一种 Micro LED显示制造技术方案
秦彪
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2020-05-20
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4x4mm），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
（一）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。
（二）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。
（三）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。右下图是一4x4mm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4x4mm），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%，4x4mm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），4x4mm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。
声明：以上所述的技术方案已申请了专利保护。
