CN110408334B - 粘合薄膜 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于LED或者Micro LED显示或者照明生产过程中的LED或者Micro LED芯片转写时，所使用的一种粘合薄膜(粘合薄膜)。转移过程前，粘合薄膜具有高粘着力用于贴合LED芯片或Micro LED芯片，并且具有良好的拉伸性能，按照指定倍率拉伸后，经过UV照射可以固化粘合薄膜中的胶粘剂层，使LED芯片或Micro LED芯片可以轻易剥离，达到准确，高效转写的目的。

Description

粘合薄膜
技术领域
本发明涉及发光二极管照明元件或发光二极管显示元件(light emittingdiode，以下合并简称LED)制造过程中使用的LED芯片转写用途粘合薄膜。
背景技术
目前，在手机与平板电脑等中小型显示器领域里，液晶显示技术最为成熟，产能和成本优势明显，但是受限于液晶显示技术需要背光模组的特点，无法达到轻薄化以及高对比度的技术要求。近几年，由三星等韩系厂商主导的OLED(Organic Light-EmittingDiode)技术在手机显示用途大放异彩，OLED显示技术凭借高色域，高亮度，高对比度，无需背光，超轻薄等特点，大量用于三星的Galaxy系列，iPhone X以及国内高端机种。
虽然中国国内厂商对于OLED技术大力投入研发并试生产，但目前仍存在良率低下的问题。短时间内OLED技术仍然被韩系厂商把持并持续领先。作为OLED技术的竞争技术，Micro LED(微型发光二极管)应运而生，该技术具有比OLED更高的发光效率，发光亮度更高等特点。Micro LED作为自发光显示技术，其每一个画素都可作为单点驱动发光，尺寸为目前主流LED的1％左右，透过微小化LED结构排列，将像素点的距离由原本毫米级降到微米级，分辨率可轻易达到1,500ppi以上，高于现有Retina显示的400ppi达3.5倍。
但是Micro LED的一个重要技术瓶颈是巨量转移(Mass Transfer)，在衬底上制作好的LED芯片需要精准，高效的转移到指定的电路基板上，该问题成为了困扰业界的一个重大难题。
发明内容
考虑到现有技术没有适合的巨量转移方法，本发明提供了一种用于LED芯片特别是Micro LED芯片在制造过程中，在LED芯片或Micro LED芯片从衬底转移到电路基板时需要使用的一种转写用途粘合薄膜。
为了解决现有技术的缺陷，本发明提供一种粘合薄膜，其含有一层或多层基膜以及一层或多层的胶粘剂层；所述胶粘剂层的初期粘着力为200gf/25mm以上，并且在经过400mj/cm2的UV照射后，粘着力下降到50gf/25mm以下。
其中胶粘剂部分为UV硬化型胶粘剂；
由于转写工艺中，前期需要贴合抓取LED或Micro LED芯片，所以需要高粘着力保证芯片不会在转写时掉落。优选胶粘剂层的初期粘着力为300gf/25mm以上；
由于转写工艺中，在UV照射后需要剥离LED或Micro LED芯片，要求UV照射后下降到较低的粘着力，以保证芯片可以顺利脱落。优选粘着力下降到20gf/25mm以下，为了保证脱落速度和成功率，更进一步优选为10gf/25mm以下。
为了使得粘合薄膜具有良好的拉伸性能，以较低的拉伸力，并且拉伸到一定倍率后也不会破裂，本发明使用具有弹性的无色透明基膜，优选在MD方向和在TD方向上，其拉伸强度在100MPa以下，为了更加容易的拉伸扩大薄膜，进一步优选在80MPa以下，并且同时满足断裂伸长率在200％以上，为了适应更大的拉伸倍率需求，进一步优选为断裂伸长率在250％以上。
现有技术中贴合有LED芯片的粘合薄膜在拉伸时，胶粘剂层也一并被拉伸，粘着力会有所下降，导致贴合的LED芯片脱落。因此，本发明中所述的胶粘剂层使用具有拉伸追从性的胶粘剂，优选在所述粘合粘合薄膜被以拉伸倍率100％拉伸时，拉伸前的粘着力F1与100％拉伸后的粘着力F2满足以下式1-式3:
|F1|≧200  式1；
|F2|≧200  式2；
0≦|F1-F2|≦20  式3；
为了保证在粘合薄膜拉伸过程中，芯片不会从粘合薄膜上意外脱落，优选以下式4：
0≦|F1-F2|≦15  式4。
为了保证剥离的对位准确性，粘合薄膜在被拉伸后需要保持透明的状态，放置对位错误的效果，优选所述粘合薄膜被以拉伸倍率100％拉伸时，拉伸前后的雾度变化在5％以下，为了提供芯片对位的准确性，进一步优选雾度变化在3％以下。
为了使得UV光透过粘合薄膜的基膜照射到粘合薄膜的胶粘剂层上来实现固化和粘着力下降，优选发明中使用的基膜在355nm波长UV光下的透过率在80％以上，为了保证UV光可以顺利通过基膜照射到胶粘剂层以保证UV照射效果，进一步优选在90％以上。并且为了达到贴合与剥离时的对位精度准确，粘合薄膜的基膜的全光线透过率优选在89％以上。
LED芯片转写过程需要洁净环境，不可以有微小异物附着在薄膜上，否则会导致部分LED芯片损坏。并且粘合薄膜在与离型膜剥离与贴合时，需要带有防静电的性能，否则会因为静电导致被转移的LED芯片损坏。
为了使得本发明中使用的粘合薄膜基膜与胶粘剂层通过添加抗静电成分，赋予抗静电性能，为了保证粘合薄膜在使用过程中，避免由于静电导致粘合薄膜吸附环境中的灰尘等异物，优选本发明中的粘合薄膜中所含基膜的表面比电阻值为1.0E12Ω/□以下。
附图说明
图1为衬底上制作的LED芯片或者Micro LED芯片与待贴合的粘合薄膜示意图；
图2为贴合有LED芯片或者Micro LED芯片的粘合薄膜与待贴合的耐热膜；
图3为LED芯片或者Micro LED芯片的一般制造流程图；
图中，1衬底，2LED芯片，2-1LED发光面，2-2LED非发光面，3粘合薄膜，3-1粘合薄膜粘着剂层，3-2粘合薄膜基膜，4耐热膜，4-1耐热膜粘着剂层，4-2耐热膜基膜。
具体实施方式
为使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，下面结合附图、表对本发明实施方式作进一步的详细描述。
实施例以及对比例中使用的基膜样品和胶粘剂样品如下(具体物性参加表1)：
<基膜>
A：PU(聚氨酯)，厚度100um，断裂强度7～9MPa，断裂伸长率280％，表面电阻值1.00E+12Ω/□。
A-1:PU(聚氨酯)，厚度100um，断裂强度7～9MPa，断裂伸长率280％，表面电阻值1.00E+15Ω/□。
B:日本东丽公司“露米勒”U48型号PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜，厚度100um，断裂强度230～250MPa，断裂伸长率120～180％，表面电阻值1.00E+15Ω/□。
C:日本东丽公司“东丽特克”PE(聚乙烯)薄膜R400E，厚度60um，断裂强度250～650MPa，断裂伸长率120～180％，表面电阻值1.00E+15Ω/□。
<胶粘剂>
I：聚甲基丙烯酸甲酯，初期粘着力210gf/25mm，100％拉伸后粘着力下降为200gf/25mm。再经400mj/cm2的UV照射后粘着力下降到20gf/25mm。
II：聚甲基丙烯酸甲酯，初期粘着力210gf/25mm，100％拉伸后粘着力下降为80gf/25mm。400mj/cm2的UV照射后粘着力下降到80gf/25mm。
制作LED或者Micro LED显示器的断面图以及一般流程分别如图1，2和图3所示：
A.在衬底1上制作好LED芯片2(见图3中A)；
B.使用本发明的粘合薄膜3与LED芯片的非发光面2-2贴合，此时粘合薄膜3具有较高的初期粘着力。对衬底上的LED芯片进行激光剥离，使LED芯片全部脱落,LED芯片的非发光面贴合在粘合薄膜3上，LED芯片发光面2-1向外(见图3中B)；
C.对粘合薄膜3在互相垂直的第一方向与第二方向上拉伸，拉伸倍率与目标电路基板上的LED芯片目标凹槽对应(见图3中C)；
D.使用耐热粘合薄膜4(以下简称耐热膜)贴合到LED的发光面上(见图3中D)；
E.使用UV光对粘合薄膜3进行UV照射剥离，受UV照射后，粘合薄膜3的粘着力会下降，此时LED芯片可以容易的从粘合薄膜3上脱落，并全部转移到耐热膜4上，此时非发光面向外(见图3中E)；
F.最后，把贴合有LED芯片的耐热膜4对准电路基板上的目标凹槽，并加热挤压贴合，除去耐热膜4，LED芯片被完整的转移到电路基板上(见图3中F)；
LED芯片受电路基板驱动发光，实现显示效果。
如上述生产过程B(见图3中B)，在使用粘合薄膜3时需要高初期粘着力，以保证贴合后在搬运转移过程中不会脱落。在剥离过程B(图3)中，胶粘剂层经过UV照射固化后，粘着力下降，LED芯片可以轻易的剥离。
表1和表2分别展示实施例和对比例所使用的基膜与胶粘剂。本发明涉及到LED或Micro LED显示器制造中的LED芯片或Micro LED芯片的转写过程(图3中B，C，D)，所以实施例和比较例以转写过程为主进行说明。表3为实施例与对比例的结果。UV照射后的LED芯片的剥离率70％以上则为试验成功。
使用下述实施例与对比例中制作的粘合薄膜进行测试。在衬底上制作好LED芯片或Micro LED芯片。把粘合薄膜贴合到LED芯片表面，再用激光分离基底与LED芯片。在第一方向和第二方向上拉伸贴合有LED芯片的粘合薄膜，扩张到指定的倍率后，LED芯片的排列被按比例扩大。把扩大后的粘合薄膜的芯片侧再次与耐热膜贴合。使用400mj/cm2强度的UV光对粘合薄膜侧进行照射，使粘合薄膜的胶粘剂层固化，粘着力降低。撕去粘合薄膜，此时所有的LED芯片被全部转移到耐热膜上，待与电路基板对位连接。
实施例1
使用逗号辊涂布机，在基膜A(厚度100um)的一个表面上涂布胶粘剂I(固含量30％)，湿厚约67um。经120℃，1分30秒干燥后，所得胶粘剂层厚20um。将该粘合薄膜与离型膜复合，并在烘箱中50℃熟化48小时以制得粘合薄膜样品。将离型膜剥离后进行各项测试。
实施例2
使用逗号辊涂布机，在基膜A-1(厚度100um)的一个表面上涂布胶粘剂I(固含量30％)，湿厚约67um。经120℃，1分30秒干燥后，所得胶粘剂层厚20um。将该粘合薄膜与离型膜复合，并在烘箱中50℃熟化48小时以制得粘合薄膜样品。将离型膜剥离后进行各项测试。
实施例3
使用逗号辊涂布机，在基膜B(厚度100um)的一个表面上涂布胶粘剂I(固含量30％)，湿厚约67um。经120℃，1分30秒干燥后，所得胶粘剂层厚20um。将该粘合薄膜与离型膜复合，并在烘箱中50℃熟化48小时以制得粘合薄膜样品。将离型膜剥离后进行各项测试。
实施例4
使用逗号辊涂布机，在基膜C(厚度60um)的一个表面上涂布胶粘剂I(固含量30％)，湿厚约67um。经120℃，1分30秒干燥后，所得胶粘剂层厚20um。将该粘合薄膜与离型膜复合，并在烘箱中50℃熟化48小时以制得粘合薄膜样品。将离型膜剥离后进行各项测试。
对比例1
使用逗号辊涂布机，在基膜A(厚度100um)的一个表面上涂布胶粘剂II(固含量30％)，湿厚约67um。经120℃，1分30秒干燥后，所得胶粘剂层厚20um。将该粘合薄膜与离型膜复合，并在烘箱中50℃熟化48小时以制得粘合薄膜样品。将离型膜剥离后进行各项测试。
对比例2
使用逗号辊涂布机，在基膜C(厚度60um)的一个表面上涂布胶粘剂II(固含量30％)，湿厚约67um。经120℃，1分30秒干燥后，所得胶粘剂层厚20um。将该粘合薄膜与离型膜复合，并在烘箱中50℃熟化48小时以制得粘合薄膜样品。将离型膜剥离后进行各项测试。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改，等同替换，改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
表1基膜样品与基本物性
Figure BDA0001643066560000081
Figure BDA0001643066560000091
表2胶粘剂与基本物性
Figure BDA0001643066560000092
表3实施例与对比例结果对比
Figure BDA0001643066560000093

Claims (5)

1.一种粘合薄膜，其特征在于：含有一层或多层基膜以及一层或多层的胶粘剂层，所述基膜为聚氨酯膜；所述胶粘剂层的初期粘着力为200gf/25mm以上，并且在经过400mj/cm2的UV照射后，粘着力下降到50gf/25mm以下，
在所述粘合薄膜被以拉伸倍率100％拉伸时，拉伸前的粘着力F1与100％拉伸后的粘着力F2满足以下式1-式3：
|F1|≧200  式1；
|F2|≧200  式2；
0≦|F1-F2|≦20  式3。
2.根据权利要求1所述的粘合薄膜，其特征在于：在MD方向和在TD方向上，其拉伸强度都在100MPa以下，并且断裂伸长率都在200％以上。
3.根据权利要求1所述的粘合薄膜，其特征在于：当所述粘合薄膜被以拉伸倍率100％拉伸时，拉伸前后的雾度变化在5％以下。
4.根据权利要求1所述的粘合薄膜，其特征在于：所述粘合薄膜的355nm波长UV的透过率在80％以上，并且全光线透过率在89％以上。
5.根据权利要求1所述的粘合薄膜，其特征在于：所述粘合薄膜中所含基膜的表面比电阻值为1.0E12Ω/□以下。
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