一种高分辨率Micro-LED微显示器件的高容差铟柱及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高分辨率Micro

【技术实现步骤摘要】
一种高分辨率Micro
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LED微显示器件的高容差铟柱及其制备方法


[0001]本专利技术是一种高分辨率Micro
‑
LED微显示器件的高容差铟柱及其制备方法，属于显示


技术介绍

[0002]Micro
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LED新型显示器件由于具有亮度高、发光效率高、对比度高、响应快、使用寿命长、色域高、自发光以及可以无缝拼接等特点，其性能远高于现有的LCD和OLED显示器件，因此，在微投影、透明显示器以及抬头显示器等领域有广泛的应用前景。
[0003]在现有技术中，Micro
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LED微显示器件一般采用的是顶发射模式，LED芯片和电路驱动芯片均是分别研制，然后像素单元之间一对一电气互联。该技术的优势在于制备工艺相对简单，灵活性好，但同时也带来了复杂的互联问题。目前，在Micro
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LED微显示器件的研制中通常采用铟柱倒装互联工艺，在LED芯片和电路驱动芯片表面按照像素要求布置点阵形状铟柱，LED直接倒装在驱动芯片上，通过上述铟柱与电路驱动芯片上的铟柱实现高密度的电气互联。
[0004]随着应用端对Micro
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LED微显示器件分辨率要求的不断提高，像素中心间距不断缩小，采用传统的厚胶剥离工艺制备高度符合要求的铟柱愈加困难。而铟柱高度的降低会导致芯片互联调平容差降低，互联时微小的调平偏差就会使得LED芯片一侧的部分区域互联失败。此外，铟柱高度的降低也会对两侧芯片不平整度补偿能力变差，恶化了LED与驱动芯片的联通率。因此，对于高分辨率Micro
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LED微显示器件而言，如何制备出高密度且高容差的铟柱以降低器件的瑕疵点率是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出的是一种高分辨率Micro
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LED微显示器件的高容差铟柱及其制备方法，其目的在于针对现有技术中存在的技术问题，提供一种难度较低的工艺方法，制备出的铟柱尺寸能够满足器件的像素要求，而且对两侧芯片的不平整度容差较高，完全能够满足倒装互联工艺一致性要求。
[0006]本专利技术的技术解决方案：一种高分辨率Micro
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LED微显示器件的高容差铟柱及其制备方法，包括以下步骤：（1）芯片涂胶：将待制备铟柱的芯片表面清洗干净，并去除其表面残留的水分，而后在芯片表面旋涂一层光刻胶；（2）光刻：基于驱动芯片和LED芯片上的像素尺寸，设计铟柱大小和间距，并制备好掩膜版，而后将掩膜版放在步骤（1）涂好胶的芯片上，进行第一次曝光，然后烘烤、显影、定影；（3）沉积凸点金属层：采用真空镀膜的方法在经步骤（2）处理后的芯片表面沉积凸点金属，而后清洗掉光刻胶，剥离多余的金属；
（4）再次涂胶：在经步骤（3）处理过的芯片表面再次旋涂光刻胶；（5）再次光刻：将所述步骤（2）中的掩膜版掩盖在步骤（4）涂好胶的芯片上，进行第二次光刻曝光、烘烤、显影和定影工艺；（6）蒸镀铟层：采用真空蒸镀的工艺方法在经步骤（5）处理过的芯片表面沉积铟层。
[0007]（7）减薄：采用机械减薄的方式，将步骤（6）得到的带有铟层的芯片减薄至一定厚度，使得光刻胶上无铟层，且光刻胶表面与边上的铟层表面处于同一水平面。
[0008]（8）去胶：对步骤（7）得到的芯片进行清洗，去除光刻胶，制得铟柱成品，从而得到带有铟柱面阵的芯片。
[0009]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0010]进一步，所述步骤（1）中，所述芯片的清洗依次采用丙酮和异丙醇超声清洗5
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10分钟，循环两次后，再用去离子水冲洗干净，并用氮气吹干。
[0011]进一步，所述步骤（1）中，采用匀胶机在所述芯片表面旋涂SUN
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lift1300型负性光刻胶，调节转速和旋涂时间，使光刻胶的厚度在2
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5微米，涂胶后将所述芯片放置在110℃的热板上烘烤2
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3分钟。所述步骤（4）中，所述芯片表面旋涂SUN
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lift1300型负性光刻胶，采用匀胶机旋涂，调节转速和旋涂时间，使光刻胶的厚度在10
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15微米，涂胶后将所述芯片放置在110℃的热板上烘烤2
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3分钟。
[0012]进一步，所述步骤（2）中，掩膜版上用于制备铟柱的光刻孔尺寸为边长2
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15微米的正方形，所述光刻孔间距2
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15微米。
[0013]优选的，所述步骤（2）中，曝光时间设置为9
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11秒，曝光后的芯片放置于110℃的热板上烘烤2
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3分钟，冷却后放入浓度2.38%四甲基氢氧化铵显影液中显影2分钟，然后纯水定影1
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3分钟；所述步骤（5）中，曝光时间设置为11
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12秒，曝光后的芯片放置于110℃的热板上烘烤2
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3分钟，冷却后放入浓度2.38%四甲基氢氧化铵显影液中显影3分钟，然后纯水定影1
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3分钟。
[0014]优选的，所述步骤（3）中，采用电子束蒸发设备，用真空镀膜的方式沉积凸点金属层，沉积速率控制在10
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30纳米每分钟；所述步骤（3）中，所述凸点金属层包括依次沉积的50
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100纳米钛黏附层和100
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200纳米金浸润层。
[0015]进一步，所述步骤（3）中，多余金属的剥离需要将所述芯片放置在丙酮中浸泡1
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2小时，去除光刻胶，再用异丙醇清洗；所述步骤（8）中，光刻胶的清洗需先在丙酮中浸泡5
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10分钟，再用异丙醇清洗。
[0016]进一步，所述步骤（6）中，铟膜采用真空蒸发的方法制备，沉积厚度5
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15微米。
[0017]进一步，所述步骤（7）中，所述步骤（7）中，采用机械减薄的方式对沉积好铟膜的芯片进行减薄，使得没有光刻胶的区域铟层降至3
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13微米，此时，光刻胶表面的铟膜全部去除，且光刻胶的高度降至旁边铟层的同一水平面。
[0018]进一步，采用点胶机向所述铟柱之间的间隙内填入胶水，并固化，防止铟柱氧化影响Micro
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LED微显示器件中的芯片互联效果。
[0019]本专利技术的有益效果：随着铟柱面阵密度的不断增大，使用传统的厚胶剥离工艺生长铟柱变得愈发困难。本专利技术可以突破铟柱密度的限制，进行超高密度铟柱面阵的高质量生长。对于高密度铟柱面阵的制备，与厚胶剥离的方法相比，本专利技术虽然增加了一些工艺步
骤，但是整体工艺难度大幅下降，工艺过程中的可控性大幅提升。此外，本专利技术的铟柱制备方法可以使得铟柱更好地对芯片表面的不平整度进行补偿，具有很高的芯片互联调平容差，完全能够满足高分辨率Micro
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LED微显示器件倒装互联工艺的一致性要求。
附图说明...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高分辨率Micro
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LED微显示器件的高容差铟柱的制备方法，其特征是包括如下步骤：（1）芯片涂胶：将待制备铟柱的芯片表面清洗干净，并去除其表面残留的水分，而后在芯片表面旋涂一层光刻胶；（2）光刻：基于驱动芯片和LED芯片上的像素尺寸，设计铟柱大小和间距，并制备掩膜版，掩膜版放在步骤（1）涂好胶的芯片上，进行第一次曝光，然后烘烤、显影、定影；（3）沉积凸点金属层：采用真空镀膜的方法在经步骤（2）处理后的芯片表面沉积凸点金属，而后清洗掉光刻胶，剥离多余的金属；（4）再次涂胶：在经步骤（3）处理过的芯片表面再次旋涂光刻胶；（5）再次光刻：将所述步骤（2）中的掩膜版掩盖在步骤（4）涂好胶的芯片上，进行第二次光刻曝光、烘烤、显影和定影工艺；（6）蒸镀铟层：采用真空蒸镀的工艺方法在经步骤（5）处理过的芯片表面沉积铟层；（7）减薄：采用机械减薄的方式，将步骤（6）得到的带有铟层的芯片减薄，使得光刻胶上无铟层，且光刻胶表面与边上的铟层表面处于同一水平面；（8）去胶：对步骤（7）得到的芯片进行清洗，去除光刻胶，制得铟柱成品，从而得到带有铟柱面阵的芯片。2.根据权利要求1所述的一种高分辨率Micro
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LED微显示器件的高容差铟柱的制备方法，其特征是所述步骤（1）中，所述芯片的清洗依次采用丙酮和异丙醇超声清洗5
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10分钟，循环两次后，再用去离子水冲洗干净，并用氮气吹干。3.根据权利要求1所述的一种高分辨率Micro
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LED微显示器件的高容差铟柱的制备方法，其特征是所述步骤（1）中，采用匀胶机在芯片表面旋涂SUN
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lift1300型负性光刻胶，光刻胶厚度为2
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5微米，涂胶后将所述芯片放置在110℃的热板上烘烤2
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3分钟；所述步骤（4）中，所述芯片表面旋涂SUN
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lift1300型负性光刻胶，采用匀胶机旋涂，光刻胶的厚度为10
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15微米，涂胶后将所述芯片放置在110℃的热板上烘烤2
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3分钟。4.根据权利要求1所述的一种高分辨率Micro
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LED微显示器件的高容差铟柱的制备方法，其特征是所述步骤（2）中，掩膜版上用于制备铟柱的光刻孔尺寸为边长2
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15微米的正方形，光刻孔间距2
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15微米。5.根据权利要求1所述的一种高分辨率Micro

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓剑，杨洪宝，王璐，陈建军，樊卫华，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十五研究所，
类型：发明
国别省市：