[发明专利]半导体器件的组装

说明书

一种制造显示元件的方法，该显示元件包括多个像素，每个像素包括多个子像素。该方法包括使用拾取工具进行第一放置循环(1908)，该第一放置循环包括拾取多个第一未测试的LED管芯并将它们放置在显示器基板上的与多个像素对应的位置处，测试(1912)显示器基板上的第一LED发射器以确定不起作用的第一LED发射器的一个或多个位置，基于测试结果选择一个或多个第二已测试的LED管芯，配置所选的一个或多个第二LED管芯以使能够进行它们在显示器基板上的拾取和放置，以及使用PUT来进行第二放置循环(2008)，该第二放置循环包括拾取所选的一个或多个第二LED管芯并且将它们放置在显示器基板上的不起作用的第一LED发射器的所确定位置处。

技术领域

本发明涉及用于组装半导体器件的方法和设备，用于显示技术的LED管芯，显示器和用于显示器的制造方法。具体而言，本发明涉及但不需限于无机发光二极管(ILED)、用于显示技术的微LED(μLED)管芯、μLED显示器和/或μLED显示器的制造方法。本发明可涉及通过接触印刷来组装半导体器件的方法和设备。

背景技术

显示器无处不在，并且是可穿戴设备、智能手机、平板计算机、笔记本计算机、台式机、电视机和显示系统的核心组件。目前常见的显示技术从液晶显示器(LCD)到更近的有机发光二极管(OLED)显示器和有源矩阵有机发光二极管显示器(AMOLED)。

显示器架构包括无源和有源矩阵显示器，取决于每个像素是否被单独驱动。有源驱动电路使用薄膜晶体管(TFT)技术，其中基于非晶硅(A-Si)、低温多晶硅(LTPS)和非晶铟镓氧化锌(IGZO)技术的晶体管在玻璃面板上制造，玻璃面板可具有从大约30cm×40cm的第一代显示器到大约2.88m×3.15m的最新的第十代显示器(被称为GEN 10)的玻璃基板尺寸。

在大多数便携式装置(即电池供电装置)中，显示器使用大部分的可用电池电力。此外，便携式装置最常见的用户抱怨是显示亮度不足。为了延长电池寿命并提高亮度水平，有必要开发新的显示技术来降低功耗并产生更高亮度的光源发射。

无机LED(ILED)正在成为基于优异的电池性能和增强的亮度的第三代平板显示图像生成器。ILED显示器是OLED(有机LED)显示器的基本级别变体。OLED的概念是基于电流通过夹在两个玻璃平面之间的有机或聚合物材料来产生光。所提出的ILED显示器概念实际上在显示器的每个像素(每个像素由用于彩色显示器的三个单独的红色、绿色和蓝色LED组成)中用分立的标准LED(其由无机材料制成)代替有机LED材料。

标准(即无机)LED器件已经存在多年，并且其性能(效率、亮度、可靠性和使用寿命)已经过多年优化，因为LED行业已经追求了许多商业机会——特别是开发LED技术的挑战使其能够取代标准白炽灯泡用于一般光源应用，即无机LED比新型和欠发达的OLED材料显著地更加有效、明亮和可靠。

显示器中每个像素的单独可切换标准LED(R、G和B)的概念是众所周知的。这种方法广泛用于大型信息显示器。然而，迄今为止，还不可能将这种方法缩小到更小的显示器，因为标准LED通常是对光方向控制无效的平面芯片。此外，使用传统的组装制造技术，在这种尺度下，膝上型计算机或智能手机显示器所需的数百万像素的组装是不可行的。

ILED显示器制造目前面临的挑战是显著的，并且克服晶圆产率的损失的组装技术需要考虑到ILED显示器对于今天的产率和未来更高的预期产率的制造策略。选择性拾取工具(PUT)是克服产率问题的一个解决方案，其中在源头识别和替换有缺陷的管芯。取决于产率，更换已知的不良芯片或仅将KGD从晶圆转移到临时载体以拾取到TFT基板可能是不实际或经济的。两种方法都需要晶圆级测试来确定晶圆上的KGD或有缺陷的芯片，这是复杂的。

具有操纵和处理小管芯的解决方案的智能组装过程提高玻璃面板上的ILED组装。因此需要一种具有高生产量的组装过程，其能够以大约±3μm或更小的精度从本地LED晶圆向玻璃TFT基板大量并行地拾取和转移一侧尺寸小于10μm的ILED管芯。