CN109449102A - 驱动基板的制作方法、驱动基板、显示面板及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本公开实施例提供一种驱动基板的制作方法、驱动基板、显示面板及显示装置。该驱动基板的制作方法包括：提供位于晶圆衬底上的第一芯片阵列，所述第一芯片阵列包括以第一间距阵列排布的芯片；提供设置于可伸缩衬底上的转移头阵列，所述转移头阵列包括以第二间距阵列排布的转移头；利用伸缩前的所述转移头阵列从所述晶圆衬底上拾取第二芯片阵列，所述第二芯片阵列中的芯片以第三间距阵列排布；伸缩所述可伸缩衬底，以使所述第二芯片阵列中的芯片以第四间距阵列排布；通过伸缩后的所述转移头阵列，将所述第二芯片阵列中的目标芯片释放至驱动基板的芯片键合位置。
Description
技术领域
本公开涉及显示技术领域，具体而言，涉及一种驱动基板的制作方法、驱动基板、显示面板及显示装置。
背景技术
相关技术中，微LED(micro-LED)显示面板的制作采用转印技术，若显示面板的像素密度或者像素间距发生变化，则需要更换相应间隔的转移头阵列，这样成本较高，且操作复杂。
此外，由于晶圆衬底上的LED阵列的间距通常小于待制作的显示面板的像素间距，因此，需要多次转印才能制作一块显示面板，转印效率较低。
因此，相关技术中的技术方案还存在有待改进之处。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的相关技术的信息。
发明内容
本公开的目的在于提供一种驱动基板的制作方法、驱动基板、显示面板及显示装置，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。
本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得清晰，或者部分地通过本公开的实践而习得。
根据本公开的一个方面，提供一种用于驱动基板的制作方法，包括：提供位于晶圆衬底上的第一芯片阵列，所述第一芯片阵列包括以第一间距阵列排布的芯片；提供设置于可伸缩衬底上的转移头阵列，所述转移头阵列包括以第二间距阵列排布的转移头；利用伸缩前的所述转移头阵列从所述晶圆衬底上拾取第二芯片阵列，所述第二芯片阵列中的芯片以第三间距阵列排布；伸缩所述可伸缩衬底，以使所述第二芯片阵列中的芯片以第四间距阵列排布；通过伸缩后的所述转移头阵列，将所述第二芯片阵列中的目标芯片释放至驱动基板的芯片键合位置。
在本公开的一种示例性实施例中，所述第四间距大于所述第三间距。
在本公开的一种示例性实施例中，所述第二间距小于等于所述第一间距。
在本公开的一种示例性实施例中，所述第三间距大于等于所述第一间距。
在本公开的一种示例性实施例中，所述驱动基板上包括以第五间距阵列排布的芯片键合位置；其中，所述第五间距大于等于所述第四间距。
在本公开的一种示例性实施例中，所述第一间距等于所述第二间距，所述第二间距等于所述第三间距，所述第四间距等于所述第五间距。
在本公开的一种示例性实施例中，所述芯片为LED芯片，所述第一芯片阵列为第一LED阵列；其中，提供位于晶圆衬底上的第一芯片阵列，包括：在所述晶圆衬底上制作LED磊晶；刻蚀所述晶圆衬底上的LED磊晶获得所述第一LED阵列。
在本公开的一种示例性实施例中，提供设置于可伸缩衬底上的转移头阵列，包括：在所述可伸缩衬底上设置阵列排布的固定结构；在所述固定结构上生成所述转移头，所述转移头呈阵列排布形成所述转移头阵列。
在本公开的一种示例性实施例中，所述固定结构周围填充弹性材料。
在本公开的一种示例性实施例中，所述转移头包括静电转移头或者PMDS转移头。
在本公开的一种示例性实施例中，利用伸缩前的所述转移头阵列从所述衬底上拾取第二芯片阵列，包括：将伸缩前的所述转移头阵列扣到所述衬底上的所述第一芯片阵列上，以使转移头与相应的芯片进行对位；加载电流使所述转移头阵列产生静电吸附力全部或者选择性地从所述衬底上拾取所需芯片；移除所述衬底形成所述第二芯片阵列。
根据本公开的一个方面，提供一种驱动基板，采用如上述任一实施例所述的方法制作。
根据本公开的一个方面，提供一种显示面板，包括如上述实施例所述的驱动基板。
根据本公开的一个方面，提供一种显示装置，包括如上述任一实施例所述的显示面板。
本公开的某些实施例的驱动基板的制作方法、驱动基板、显示面板及显示装置中，通过可伸缩的转移头阵列，在拾取晶圆衬底上的第二芯片阵列之后，将其伸缩至设定的第四间距，然后将拾取的芯片中的目标芯片转移到驱动基板上，从而可以实现目标芯片与待制作的驱动基板的电连接以用于实现显示面板的像素寻址驱动。一方面，本公开实施例提供的技术方案可以在不更换转移头阵列的前提下，能够自适应不同像素密度或者像素间隔的显示面板的制作。
在另一些实施例中，通过伸缩所述转移头阵列，以实现将晶圆衬底上的芯片一次性转移至驱动基板上，可以较大地提高芯片的转印效率，可以将其应用于微显示面板的制作。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出本公开示例性实施例中一种驱动基板的制作方法的流程图。
图2示出图1实施例中的步骤S110的一示例性实施例的流程图。
图3和4示出图1实施例中的步骤S110的一示例性实施例的示意图。
图5示出图1实施例中的步骤S120的一示例性实施例的流程图。
图6示出图1实施例中的步骤S120的一示例性实施例的示意图。
图7示出本公开示例性实施例中一种拾取晶圆衬底上的LED芯片后且拉伸前的转移头阵列的示意图。
图8示出本公开示例性实施例中一种拉伸后的转移头阵列的示意图。
图9示出本公开示例性实施例中一种驱动基板的示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。
需要指出的是，在附图中，为了图示的清晰可能会夸大层和区域的尺寸。而且可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“上”时，它可以直接在其他元件上，或者可以存在中间的层。另外，可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“下”时，它可以直接在其他元件下，或者可以存在一个以上的中间的层或元件。另外，还可以理解，当层或元件被称为在两层或两个元件“之间”时，它可以为两层或两个元件之间唯一的层，或还可以存在一个以上的中间层或元件。通篇相似的参考标记指示相似的元件。
图1示出本公开示例性实施例中一种驱动基板的制作方法的流程图。
如图1所示，本公开实施方式提供的驱动基板的制作方法可以包括以下步骤。
在步骤S110中，提供位于晶圆衬底(wafer)上的第一芯片阵列，所述第一芯片阵列包括以第一间距阵列排布的芯片。
本公开实施例中，所述芯片可以是LED芯片，但本公开并不限定于此，其可以是任意类型的芯片。
其中，晶圆衬底(wafer)是生产集成电路所用的载体，多指单晶硅圆片。单晶硅圆片由普通硅砂提炼，经过溶解、提纯、蒸馏一系列措施制得多晶硅，多晶硅再经熔融、单晶晶核提拉制成具有一定晶体学取向的单晶硅棒，单晶硅棒经过抛光、切片之后，就成为了wafer。wafer是最常用的半导体材料，按其直径可以分为4英寸、5英寸、6英寸、8英寸等。wafer越大，同一圆片上可生产的芯片(Integrated Circuit，IC)就越多，可降低成本，但对材料技术和生产技术的要求更高。
在步骤S120中，提供设置于可伸缩衬底上的转移头阵列，所述转移头阵列包括以第二间距阵列排布的转移头。
本公开实施例中，所述第二间距可以小于等于所述第一间距。
例如，当伸缩前的所述转移头阵列上的转移头之间的第二间距等于所述晶圆衬底上的芯片之间的第一间距时，可以通过所述转移头阵列上的全部转移头一次性将所述晶圆衬底上的所有芯片全部拾取。
再例如，第一间距是第二间距的整数倍，例如假设第一间距是2μm，第二间距为1μm，相当于每间隔一个转移头拾取一个芯片，就可以一次性将所有芯片全部拾取。
需要说明的是，在其他实施例中，所述第二间距也可以大于所述第一间距，此时可以通过所述可伸缩衬底上的转移头阵列部分拾取所述晶圆衬底上的所需芯片。
在步骤S130中，利用伸缩前的所述转移头阵列从所述晶圆衬底上拾取第二芯片阵列，所述第二芯片阵列中的芯片以第三间距阵列排布。
本公开实施例中，所述第三间距可以大于等于所述第一间距。
例如，当伸缩前的所述转移头阵列一次性将所述晶圆衬底上的所有芯片全部拾取时，伸缩前的所述转移头阵列上的第二芯片阵列的第三间距等于所述晶圆衬底上的第一芯片阵列的第一间距。
再例如，当伸缩前的所述转移头阵列一次拾取所述晶圆衬底上的部分芯片时，伸缩前的所述转移头阵列上的第二芯片阵列的第三间距大于所述晶圆衬底上的第一芯片阵列的第一间距。
需要说明的是，本公开实施例中，所述转移头阵列可以一次性将所述晶圆衬底上的所有芯片全部拾取，也可以一次拾取所述晶圆衬底上的部分芯片，本公开对此不作限定。
在步骤S140中，伸缩所述可伸缩衬底，以使所述第二芯片阵列中的芯片以第四间距阵列排布。
本公开实施例中，可以对所述可伸缩衬底进行双向伸缩，例如同时朝水平方向和垂直方向伸缩，以使得伸缩后的所述第二芯片阵列中的芯片之间的间距达到设定的所述第四间距。但本公开并不限定于此，也可以仅对水平方向进行伸缩，或者仅对垂直方向进行伸缩，或者先对其中一个方向伸缩，然后再对另一个方向进行伸缩，只要能够满足伸缩后的间距满足设定需求即可。
在示例性实施例中，所述第四间距可以大于所述第三间距。这是因为一般的，wafer上的芯片例如LED间距小于待制作的显示面板的像素间距，这样对降低待制作的显示面板的成本是有利的。相关技术中，由于wafer上的LED阵列与待制作的显示面板的像素间距不同，通常像素间距要大于wafer上的LED阵列的间距，例如一般wafer尺寸为8英寸，而中尺寸的笔记本有15寸，而电视机、台式机等的尺寸更大，所以相关技术中必然需要多次转移，才能将wafer上的全部LED转移到待制作的显示面板或者显示装置的驱动基板上。因此，在下面的实施例中，以拉伸所述可伸缩衬底为例进行举例说明，但本公开并不限定于此，压缩所述可伸缩衬底的情形可以参照拉伸所述可伸缩衬底的实施例。
而本公开实施例中，以制作微显示面板为例，所述微显示面板包括驱动基板，则wafer上的LED间距一般为2um，拉伸所述可伸缩衬底使得所述第二芯片阵列中的芯片之间的间距变大，以使转移头阵列上的所述第二芯片阵列中的芯片以第四间距(例如可以为10μm)阵列排布，这样就可以实现一次性将wafer上的所有LED转移至驱动基板上，提高了芯片的转移效率。
需要说明的是，所述第四间距可以根据待制作的显示面板或者显示装置的像素密度或者像素间距来设置，并不限于上述例举的数值。
需要说明的是，虽然上述举例中，以所述第四间距大于所述第三间距为例进行说明，但本公开并不限定于此，在其他实施例中，所述第四间距也可以小于等于所述第三间距，此时可以适应的场景是，晶圆衬底上芯片之间的第一间距大于等于所述待制作的显示面板或者显示装置的像素密度或者像素间距，此时可以通过压缩所述可伸缩衬底，以适应显示面板的像素密度或者像素间距。
在步骤S150中，通过伸缩后的所述转移头阵列，将所述第二芯片阵列中的目标芯片释放至驱动基板的芯片键合位置。
在一些实施例中，所述转移头阵列可以一次性全部拾取wafer上的全部芯片，然后将拾取的部分芯片释放至所述驱动基板上的芯片键合位置。在另一些实施例中，所述转移头阵列也可以一次性全部拾取wafer上的全部芯片，然后将拾取的全部芯片释放至所述驱动基板上的芯片键合位置。在又一些实施例中，所述转移头阵列还可以一次拾取wafer上的部分芯片，然后将拾取的全部芯片释放至所述驱动基板上的芯片键合位置。在其他实施例中，所述转移头阵列还可以一次拾取wafer上的部分芯片，然后将拾取的部分芯片释放至所述驱动基板上的芯片键合位置。本公开对此不作限定。
由于每个显示面板设计对应不同的像素间距，相关技术需要重新设计转移头阵列，而本公开实施例提供的方法采用伸缩方案，可以实现转移头阵列的一机多用，可以多次重复使用，不需要根据待制作的显示面板的像素间距的不同重新设计转移头阵列，也不需要更换转移头阵列。此外，还可以根据像素间距的不同，采用所述转移头阵列中不同行列的转移头吸取wafer上的部分LED，或者一次性全部吸取然后再选择性释放拾取的部分LED至驱动基板上，制作过程灵活。
在示例性实施例中，所述驱动基板上可以包括以第五间距阵列排布的芯片键合位置；其中，所述第五间距大于等于所述第四间距。
本公开实施例中，所述第五间距对应待制作的显示面板的像素密度(Pixels PerInch，PPI)或者像素间距。不同的PPI对应驱动基板上不同间距的芯片键合位置阵列，一般地，PPI越大，驱动基板的所述第五间距越小，则伸缩后的所述第四间距相应的越小。
在下面的实施例中，以所述第一间距等于所述第二间距，所述第二间距等于所述第三间距，所述第四间距等于所述第五间距为例进行举例说明，但本公开并不限定于此。当所述第一间距等于所述第二间距、且所述第二间距等于所述第三间距时，利用所述转移头阵列上的全部转移头一次性将wafer上的全部芯片拾取；当所述第四间距等于所述第五间距时，将拾取wafer上芯片的转移头阵列之间的间距伸缩至所述第四间距即待制作的显示面板的像素间距，这样，可以大幅度提高转移效率，可以一次转移即可制作驱动基板或者显示面板。
本公开实施方式提高的驱动基板的制作方法，可以应用于利用转移技术转移芯片制作显示面板的流程中，通过具有可伸缩衬底的转移头阵列，在拾取wafer上的芯片之后伸缩至设定的间距，然后将拾取的芯片转移到驱动基板上以实现与显示面板的驱动电路的电连接，从而实现像素寻址驱动。一方面，本公开实施例提供的具有可伸缩衬底的转移头阵列可以一机多用，并可以多次重复使用，可以应用于不同像素间隔或像素密度的显示面板的制作，例如可以应用于小、中、大尺寸各PPI的显示面板的制作。另一方面，本公开实施例提供的具有可伸缩衬底的转移头阵列可以根据像素间距不一样采用不同行列的转移头吸取wafer上的芯片，或者全部吸取选择性释放芯片，过程灵活。在一些实施例中，应用该方法可以实现一次性转移，效率大幅提高。
图2示出图1实施例中的步骤S110的一示例性实施例的流程图。
在本公开实施例中，以所述芯片为LED芯片，所述第一芯片阵列为第一LED阵列为例进行举例说明。
如图2所示，步骤S110可以进一步包括以下步骤。
在步骤S111中，在所述晶圆衬底上制作LED磊晶。
在步骤S112中，刻蚀所述晶圆衬底上的LED磊晶获得所述第一LED阵列。
与相关技术相比，本公开实施例中，在制作wafer上的第一LED阵列时，可以直接在晶圆衬底上形成所述第一LED阵列即可，省去了载体衬底、牺牲层等的制作工序。
图3和4示出图1实施例中的步骤S110的一示例性实施例的示意图。
如图3所示，在晶圆衬底(wafer)(例如，蓝宝石)制作LED磊晶，例如，在wafer依次放置GaN、p-掺杂(p-doped)、QW(quantum well，量子阱)、n-掺杂(n-doped)以及金属层(metal layer)。
其中，LED磊晶就是所谓的LED半导体晶片，半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一部分是N型半导体，在这里边主要是电子。
其中，磊晶方式可以分为三种：液相磊晶(Liquid Phase Epitaxy，LPE)、有机金属气相磊晶(Metal-organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD)、分子束磊晶(MolecularBeam Epitaxy，MBE)。其中，MOCVD是LED业界主流机台，其优点是磊晶的速度快，量产能力佳，应用领域广。要在单晶基板上沿特定方向成长为单晶晶体，并控制其厚度及掺质浓度。其中掺入P型(N型)材料改变磊晶层中主要导电载子电洞浓度。
如图4所示，将晶圆衬底401上的LED磊晶刻蚀得到第一LED阵列402。
图5示出图1实施例中的步骤S120的一示例性实施例的流程图。
如图5所示，所述步骤S120可以进一步包括以下步骤。
在步骤S121中，在所述可伸缩衬底上设置阵列排布的固定结构。
在示例性实施例中，所述固定结构周围填充弹性材料。
例如所述可伸缩衬底可以为岛结构，岛固定不可伸缩，周围填充可伸缩的弹性材料。其制作流程可以包括：对聚丙烯酸酯衬底光照固化形成岛图案。
其中，所述弹性材料可以为聚氨酯、橡胶等有机材料。
在步骤S122中，在所述固定结构上生成所述转移头，所述转移头呈阵列排布形成所述转移头阵列。
本公开实施例中，在岛上利用array工艺制作转移头阵列，可以使得所述转移头阵列的间距与wafer上的第一LED阵列的间距一致。
其中，所述转移头阵列上的转移头可以为静电转移头、PDMS(Polydimethylsiloxane，聚二甲基硅烷)转移头等，本公开对此不作限定。
本公开实施例中，可伸缩衬底上的岛结构是固定不定的，将转移头制作于固定不动的岛结构上，可以在伸缩所述可伸缩衬底的同时，保证转移头的稳定性。
图6示出图1实施例中的步骤S120的一示例性实施例的示意图。
如图6所示，在可伸缩衬底601上设置固定岛602。然后，在固定岛602上生成转移头603，转移头603呈阵列排布形成转移头阵列。
然后，把转移头阵列扣在wafer上的第一LED阵列上，对位后加载电流产生静电吸附力(全部或选择性)拾取所需LED芯片，最后移除晶圆衬底(例如，利用刻蚀或激光方法)。
图7示出本公开示例性实施例中一种拾取晶圆衬底上的LED芯片后且拉伸前的转移头阵列的示意图。
拉伸前的可伸缩衬底601上的LED 701如图7所示。
图8示出本公开示例性实施例中一种拉伸后的转移头阵列的示意图。
拉伸后的可伸缩衬底601上的LED 701如图8所示。
本公开实施例中，待制作的驱动背板上有用于LED芯片键合的位置，并且成阵列形式排布。将拾取LED芯片的转移头阵列所在的可伸缩衬底进行双向拉伸至设定的间隔，保证拉伸后的LED芯片之间的间距与驱动基板上的键合位置之间的间距保持一致。
图9示出本公开示例性实施例中一种驱动基板的示意图。
本公开实施例中，将拉伸后的拾取LED芯片的转移头阵列与驱动基板对位，然后加载电流信号，控制释放LED芯片，让LED芯片与驱动基板对接，然后键合连接到显示面板的驱动电路上。
其中，所述驱动基板可以为印刷电路板、TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)基板、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)基板等中的任意一种，可以用于驱动LED芯片发光显示。
如图9所示，以驱动基板为阵列基板(TFT Array)801为例，其上的芯片键合位置设置有LED 802。
进一步的，本公开实施方式还提供了一种显示面板，可以包括上述任一实施例所述的驱动基板。
本公开实施例中，所述显示面板可以为微显示面板。
进一步的，本公开实施方式还提供了一种显示装置，可以包括上述实施例所述的显示面板。
尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
Claims (14)
1.一种驱动基板的制作方法，其特征在于，包括：
提供位于晶圆衬底上的第一芯片阵列，所述第一芯片阵列包括以第一间距阵列排布的芯片；
提供设置于可伸缩衬底上的转移头阵列，所述转移头阵列包括以第二间距阵列排布的转移头；
利用伸缩前的所述转移头阵列从所述晶圆衬底上拾取第二芯片阵列，所述第二芯片阵列中的芯片以第三间距阵列排布；
伸缩所述可伸缩衬底，以使所述第二芯片阵列中的芯片以第四间距阵列排布；
通过伸缩后的所述转移头阵列，将所述第二芯片阵列中的目标芯片释放至驱动基板的芯片键合位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第四间距大于所述第三间距。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二间距小于等于所述第一间距。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三间距大于等于所述第一间距。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述驱动基板上包括以第五间距阵列排布的芯片键合位置；
其中，所述第五间距大于等于所述第四间距。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一间距等于所述第二间距，所述第二间距等于所述第三间距，所述第四间距等于所述第五间距。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述芯片为LED芯片，所述第一芯片阵列为第一LED阵列；其中，提供位于晶圆衬底上的第一芯片阵列，包括：
在所述晶圆衬底上制作LED磊晶；
刻蚀所述晶圆衬底上的LED磊晶获得所述第一LED阵列。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，提供设置于可伸缩衬底上的转移头阵列，包括：
在所述可伸缩衬底上设置阵列排布的固定结构；
在所述固定结构上生成所述转移头，所述转移头呈阵列排布形成所述转移头阵列。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述固定结构周围填充弹性材料。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转移头包括静电转移头或者PMDS转移头。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用伸缩前的所述转移头阵列从所述晶圆衬底上拾取第二芯片阵列，包括：
将伸缩前的所述转移头阵列扣到所述衬底上的所述第一芯片阵列上，以使转移头与相应的芯片进行对位；
加载电流使所述转移头阵列产生静电吸附力全部或者选择性地从所述晶圆衬底上拾取所需芯片；
移除所述晶圆衬底形成所述第二芯片阵列。
12.一种驱动基板，其特征在于，采用如权利要求1至11任一项所述的方法制作。
13.一种显示面板，其特征在于，包括如权利要求12所述的驱动基板。
14.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求13所述的显示面板。
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