發光元件的轉移方法以及發光元件陣列技術

一種發光元件的轉移方法，其包括：在第一襯底上形成多個陣列排列的發光元件，各發光元件包括元件層以及犧牲圖案，且犧牲圖案位于元件層與第一襯底之間；在第一襯底上形成保護層以選擇性地覆蓋部分的發光元件，其中部分的發光元件未被保護層所覆蓋；令未被保護層所覆蓋的元件層與第二襯底接合；以及移除未被保護層所覆蓋的犧牲圖案，以使部分的元件層與第一襯底分離而轉移至第二襯底上。

【技術實現步驟摘要】
本專利技術是有關于一種發光元件陣列的制造方法，且特別是有關于一種發光元件的轉移方法。
技術介紹
無機發光二極管顯示器具備主動發光、高亮度等特點，因此已經廣泛地被應用于照明、顯示器等
中。但單片微顯示器(monolithic micro-displays) 一直以來都面臨彩色化的技術瓶頸。現有技術提出利用外延技術在單一發光二極管芯片中制作出多層能夠發出不同色光的發光層，以使單一發光二極管芯片即可提供不同色光。但由于能夠發出不同色光的發光層的晶格常數不同，因此不容易成長在同一個襯底上。此外，其他現有技術提出了利用發光二極管芯片搭配不同色轉換材料的彩色化技術，但是此技術仍面臨色轉換材料的轉換效率過低以及涂布均勻性等問題。 從而，發光二極管的轉貼技術比較有機會使單片微顯示器的亮度以及顯示質量提升。然而，如何快速且有效率地將發光二極管轉貼至單片微顯示器的線路襯底上，實為目前業界關注的議題之一。
技術實現思路
本專利技術的一實施例提供了一種發光元件的轉移方法以及發光元件陣列。本專利技術的一實施例提供一種發光兀件的轉移方法，其包括在第一襯底上形成多個陣列排列的發光元件，各發光元件包括元件層以及犧牲圖案，且犧牲圖案位于元件層與第一襯底之間；在第一襯底上形成保護層以選擇性地覆蓋部分的發光元件，其中部分的發光元件未被保護層所覆蓋；令未被保護層所覆蓋的元件層與第二襯底接合；以及移除未被保護層所覆蓋的犧牲圖案，以使部分的元件層與第一襯底分離而轉移至第二襯底上。本專利技術的一實施例提供一種發光元件陣列，其包括線路襯底以及多個能夠發出不同色光的元件層，其中線路襯底具有多個接墊以及多個位于接墊上的導電凸塊，而多個能夠發出不同色光的元件層通過導電凸塊以及接墊而與線路襯底電性連接。能夠發出不同色光的元件層具有不同的厚度，而與能夠發出不同色光的元件層接合的導電凸塊具有不同的高度，以使能夠發出不同色光的元件層的頂表面位于同一水平高度上。本專利技術的另一實施例提供一種發光元件陣列，其包括線路襯底以及多個能夠發出不同色光的元件層，其中線路襯底具有多個接墊以及多個位于接墊上的導電凸塊，而多個能夠發出不同色光的元件層通過導電凸塊以及接墊而與線路襯底電性連接。能夠發出不同色光的元件層具有不同的厚度，而與能夠發出不同色光的元件層接合的導電凸塊具有不同的高度，以使能夠發出不同色光的元件層的頂表面位于不同的水平高度上。本專利技術的一實施例可以快速且有效率地將發光元件由一襯底轉移至另一襯底上，有助于發光元件在微顯示器領域中的應用。為讓本專利技術的上述特征能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附附圖作詳細說明如下。附圖說明圖IA至圖IK為本專利技術第一實施例的發光元件的轉移方法的流程示意圖。圖2、圖3以及圖4為發光元件與第二襯底的接合順序。圖5A至圖5C為一種犧牲圖案的制造方法。 圖6A至圖6C為另一種犧牲圖案的制造方法。圖7A至圖7K為本專利技術第二實施例的發光元件的轉移方法的流程示意圖。圖8A至圖8K為本專利技術第三實施例的發光元件的轉移方法的流程示意圖。主要元件符號說明100、100'、100:發光元件；100R :紅色發光元件；100G :綠色發光元件；100B :藍色發光元件；110、110'、110:元件層;IlOa :半導體外延層；120、120'、120、120b :犧牲圖案；120a :犧牲層；210a,310a :第一型摻雜半導體層；210b、310b :發光層；210c,310c :第二型摻雜半導體層；210、210'、210、310、310'、310:元件層;210a'、310a':第一型半導體圖案；210b'、310b':發光圖案；210c'、310c':第二型半導體圖案；210d、310d :電極；PV、PV :保護層；B、B':導電凸塊；IN :絕緣層；COM:共通電極；PLN :平坦層；PLN':絕緣平坦層；BM:黑矩陣；AP:開口；MLA :微透鏡陣列；ML :微透鏡；SUB :成長襯底；SUBUSUBli、SUB1:第一襯底；SUB2 :第二襯底；SUB3 :線路襯底；PAD :接墊。具體實施例方式第一實施例圖IA至圖IK為本專利技術一實施例的發光元件的轉移方法的流程示意圖。請參照圖1A，在第一襯底SUBl上形成多個陣列排列的發光元件100，各個發光元件100包括元件層110以及犧牲圖案120，且犧牲圖案120位于元件層110與第一襯底SUBl之間。在本實施例中，位于同一個第一襯底SUBl上的元件層110適于發出相同顏色的光線。舉例而言，第一襯底SUBl上的兀件層110例如同為紅光發光二極管、綠光發光二極管或者藍光發光二極管。此外,每個元件層110都已包含電極(未繪示)。 接著請參照圖1B，在第一襯底SUBl上形成保護層PV以選擇性地覆蓋部分的發光元件100，其中部分的發光元件100未被保護層PV所覆蓋。在本實施例中，保護層PV例如為光刻膠材料或其他介電材料，以在后續的犧牲圖案120的移除過程中，確保被保護層PV所覆蓋的發光元件100不會與第一襯底SUBl分離。舉例而言，保護層PV的材質可以是聚乙酰胺(Polyimide)或其他高分子材質,保護層PV的材質也可以是氧化娃(SiOx)、氮化娃(SiNx)或其他無機介電材質。接著請參照圖IC與圖1D，令未被保護層PV所覆蓋的元件層110與第二襯底SUB2接合，并且移除未被保護層PV所覆蓋的犧牲圖案120 (如圖IC所示)，以使部分的元件層110與第一襯底SUBl分離而轉移至第二襯底SUB2上(如圖ID所示)。在本實施例中，第二襯底SUB2例如為單片微顯示器(monolithic micro-displays)中的線路襯底(如具有多個接墊PAD的互補金氧半導體芯片)，而未被保護層PV所覆蓋的元件層110例如是通過導電凸塊B與第二襯底SUB2上的接墊PAD接合。舉例而言，導電凸塊B例如是金凸塊(goldbump)或是其他合金凸塊，而導電凸塊B與第二襯底SUB2上的接墊PAD的接合(電性連接)例如是通過回焊(reflow)或是其他焊接工藝達成。如圖IC所示，在導電凸塊B與接墊PAD接合的過程中，保護層PV可以有效且直接地控制第一襯底SUBl與第二襯底SUB2之間的距離，避免過度壓合的現象產生。換句話說，保護層PV提供了接合終止(bonding stop)的功能,使得工藝控制更為容易。在本實施例中，移除犧牲圖案的方法例如為濕法刻蝕(wet etch)。所選用的刻蝕劑(etchant)與保護層PV的材質相關，具體而言，所選用的刻蝕劑對犧牲圖案120的刻蝕速率需遠高對保護層PV的刻蝕速率，以確保被保護層PV所覆蓋的元件層110以及犧牲圖案120不會受到刻蝕劑的損害。圖IA至圖ID已經概略敘述了將發光元件100從第一襯底SUBl轉移至第二襯底SUB2上的方法，為了將適于發出不同色光的元件層轉移至同一第二襯底SUB2上，本實施例可選擇性地進行圖IE至圖IK中所繪示的工藝步驟。接著請參照圖1E，在另一第一襯底SUBl'上形成多個陣列排列的發光元件IOOi，各個發光元件10(V包括元件層11(V以及犧牲圖案12(V，且犧牲圖案12(V位于元件層110'與第一襯底SUBl'之間。在本實施例中，位于同一個第一襯底SUBl'上的元件層1本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種發光元件的轉移方法，包括：在第一襯底上形成多個陣列排列的發光元件，各發光元件包括元件層以及犧牲圖案，且該犧牲圖案位于該元件層與該第一襯底之間；在該第一襯底上形成保護層以選擇性地覆蓋部分的發光元件，其中部分的發光元件未被該保護層所覆蓋；令未被該保護層所覆蓋的元件層與第二襯底接合；以及移除未被該保護層所覆蓋的犧牲圖案，以使部分的元件層與該第一襯底分離而轉移至該第二襯底上。

【技術特征摘要】
2012.05.25 TW 101118745;2011.07.25 US 61/511,1371.一種發光兀件的轉移方法，包括 在第一襯底上形成多個陣列排列的發光元件，各發光元件包括元件層以及犧牲圖案，且該犧牲圖案位于該元件層與該第一襯底之間； 在該第一襯底上形成保護層以選擇性地覆蓋部分的發光元件，其中部分的發光元件未被該保護層所覆蓋； 令未被該保護層所覆蓋的元件層與第二襯底接合；以及 移除未被該保護層所覆蓋的犧牲圖案，以使部分的元件層與該第一襯底分離而轉移至該第二襯底上。2.根據權利要求I所述的發光兀件的轉移方法，其中在該第一襯底上形成該些發光兀件的方法包括 在成長襯底上依次形成第一型摻雜半導體層、發光層以及第二型摻雜半導體層； 在該第一襯底上形成犧牲層； 令該第二型摻雜半導體層與該犧牲層接合； 令該第一型摻雜半導體層與該成長襯底分離； 圖案化該第一型摻雜半導體層、該發光層、該第二型半導體層以及該犧牲層，以形成多個第一型摻雜半導體圖案、多個發光圖案、多個第二型摻雜半導體圖案以及該犧牲圖案；以及 在該些第一型摻雜半導體圖案上形成多個電極。3.根據權利要求2所述的發光元件的轉移方法，其中該犧牲層包括柵狀犧牲層。4.根據權利要求I所述的發光元件的轉移方法，其中該第二襯底包括線路襯底，該線路襯底具有多個接墊以及多個位于該些接墊上的導電凸塊，而未被該保護層所覆蓋的元件層通過部分的導電凸塊而與接墊接合，且當未被該保護層所覆蓋的犧牲圖案被移除時，部分的元件層被轉移至該線路襯底上。5.根據權利要求4所述的發光元件的轉移方法，還包括至少重復一次下述方法 在第一襯底上形成多個陣列排列的發光元件，各發光元件包括元件層以及犧牲圖案，且該犧牲圖案位于該元件層與該第一襯底之間； 在該第一襯底上形成保護層以選擇性地覆蓋部分的發光元件，其中部分的發光元件未被該保護層所覆蓋； 令未被該保護層所覆蓋的元件層與第二襯底接合；以及 移除未被該保護層所覆蓋的犧牲圖案，以使部分的元件層與該第一襯底分離而轉移至該第二襯底上，以將能夠發出不同色光的元件層轉移至該線路襯底上。6.根據權利要求5所述的發光元件的轉移方法，其中能夠發出不同色光的元件層具有不同的厚度，而與能夠發出不同色光的元件層接合的導電凸塊具有不同的高度，以使能夠發出不同色光的元件層的頂表面位于同一的水平高度上。7.根據權利要求I所述的發光元件的轉移方法，還包括 在該第二襯底上的該些元件層上形成共通電極。8.根據權利要求7所述的發光元件的轉移方法，還包括 在該共通電極上形成黑矩陣，該黑矩陣具有多個開口，且各該開口分別位于至少其中一個兀件層上方。9.根據權利要求I所述的發光元件的轉移方法，還包括 形成微透鏡陣列，該微透鏡陣列包括多個陣列排列的微透鏡，且各該微透鏡分別位于至少其中一個元件層上方。10.根據權利要求I所述的發光兀件的轉移方法，其中在...

【專利技術屬性】
技術研發人員：葉文勇，趙嘉信，吳明憲，戴光佑，
申請(專利權)人：財團法人工業技術研究院，
類型：發明
國別省市：