CN111128820B - Led单元和led显示器的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种LED单元，该LED单元包括发光主体；至少一个勾取部，设置于发光主体上，勾取部与发光主体之间形成勾取孔，以使得转移装置通过勾取孔对LED单元的勾取和转移。本申请还公开了一种LED显示器的制造方法。通过上述方式，能够便于转移装置对LED单元的转移。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种LED单元和LED显示器的制造方法。
背景技术
近年来半导体照明技术日趋成熟，成本不断下降，产业规模趋于饱和，这为LED显示技术的发展提供了较好的光源。
Micro-LED(MicroLight Emitting Diode，微型发光二极体)显示技术具有高亮度、高响应速度、低功耗、长寿命等优点，成为人们追求新一代显示技术的研究热点。由于目前Micro-LED难以在玻璃基板上直接生长出来，而需要依靠巨量转移技术转移到玻璃基板上，因此，Micro-LED微小的尺寸和巨大的转移数量会给巨量转移带来了很大的挑战。如何将大量的LED转移至驱动基板是目前困扰量产的主要问题之一。
发明内容
本申请主要解决的问题是提供一种LED单元和LED显示器的制造方法，能够便于对LED单元的转移。
为解决上述技术问题，本申请采用的一技术方案是：提供一种LED单元，LED单元包括：发光主体；至少一个勾取部，设置于发光主体上，勾取部与发光主体之间形成勾取孔，以使得转移装置通过勾取孔对LED单元的勾取和转移。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一技术方案是：提供一种LED显示器的制造方法，所述制造方法包括：在制作基板上制作阵列排布的LED单元，其中所述LED单元包括发光主体和设置于所述发光主体上的至少一个勾取部，所述勾取部与所述发光主体之间形成勾取孔；利用转移装置通过所述勾取孔勾取所述LED单元；利用所述转移装置将勾取的所述LED单元转移至驱动基板上；去除所述勾取部。
本申请通过设置LED单元包括：发光主体；至少一个勾取部，设置于发光主体上，勾取部与发光主体之间形成勾取孔，以使得转移装置通过勾取孔对LED单元的勾取和转移，通过上述方式，能够使得转移装置的挂钩进入勾取孔，对LED单元进行勾取并转移，在转移到目标位置后，转移装置退出勾取孔，便于转移装置对LED单元的转移。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。其中：
图1是本申请实施例LED单元的立体结构示意图；
图2是本申请实施例发光主体的一种层叠结构示意图；
图3是本申请实施例转移装置的结构示意图；
图4是本申请实施例挂钩的立体结构示意图；
图5是本申请实施例挂钩旋入勾取孔的原理示意图；
图6是本申请第一实施例LED显示器的制造方法的流程示意图；
图7是本申请第二实施例LED显示器的制造方法的流程示意图；
图8是图7中步骤S21制程原理示意图；
图9是图7中步骤22至步骤30的制程原理示意图；
图10是本申请实施例一种在阵列基板上制作LED单元的具体流程示意图；
图11是一种在阵列基板上制作LED单元的具体制程原理示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参阅图1和图2，图1是本申请实施例LED单元的立体结构示意图。图2是本申请实施例发光主体的一种层叠结构示意图。在本实施例中，LED单元包括发光主体11和至少一个勾取部12。
至少一个勾取部12设置于发光主体11上，每一勾取部12与发光主体11之间形成勾取孔H，以使得转移装置通过勾取孔H对LED单元的勾取和转移。
优选地，在一种实施方式中，勾取部12数量为两个，且间隔设置于发光主体11的出光面上的相对两个边缘位置。
由于LED单元的尺寸较小，通过在发光主体11的出光面上的相对两个边缘位置分别设置两个勾取部12，能够使得两个勾取部12之间的间距最大化，增大转移装置勾取LED单元时的操作空间；例如，转移装置的挂钩部需要伸入到两个勾取部12之间进而旋入勾取孔，由于勾取部12之间的间距最大化设计，使得挂钩部能够设计为相对较大的尺寸，便于挂钩部的制作。
由于发光主体11与勾取部12相对的表面用于与驱动基板进行连接，而发光主体11的出光方向远离驱动基板，因此将勾取部12设置于发光主体11的出光面M上，在LED单元转移至驱动基板后，发光主体11出光面方向正常出光。
应理解，在其他实施例中，LED单元可以仅设置一个勾取部12或者可以设置两个以上的勾取部12，勾取部12设置的位置也可以在出光面M的非边缘位置。例如，发光主体11的出光面上的中间区域。只要是通过在发光主体11上设置勾取部12便于转移装置进行勾取和转移LED单元的类似结构设计均在本申请的保护范围内。
优选地，每一勾取部12均包括第一段121、第二段122以及第三段123，第一段121的一端和第二段122的一端均连接于发光主体11的出光面上，第三段123连接于第一段121的另一端和第二段122的另一端之间。其中，第一段121、第二段122、第三段123均为长条状。第一段121、第二段122、第三段123的划分是人为的划分的三段，实际可以为一体成型。
在其他实施例中，勾取部可以为其他的形状，只要能够与发光主体11共同形成勾取孔即可，例如勾取部可以为弧形或者称为弓形，弓形的连接部两端均连接于发光主体11的出光面上。再例如，勾取部还可以为两段结构，两段结构包括第一段和第二段，第一段和第二段的第一端均连接于出光面上，第一段的第二端和第二段的第二端连接，从而在勾取部和发光主体之间形成三角形的勾取孔。
通过设置长条状的三段结构能够便于勾取部12的沉积蚀刻成型或者便于喷涂打印成型，便于勾取部12的制作。勾取部12的材质优选为金属、有机高分子或者弹性胶体。
可选地，第一段121和第二段122相对于表面朝向第三段123倾斜设置。换言之，勾取部12与发光主体11之间形成的勾取孔H的形状为梯形，该勾取孔H的尺寸沿远离发光主体11的方向逐渐减小。
在一种形成勾取部的方式中，由于在形成勾取部12之前要先形成支撑层作为勾取部12形成的载体，然后再将支撑层去除，如果支撑层的截面为矩形，那么截面为矩形的支撑层侧壁上无法沉积勾取部12，通过设置梯形的勾取孔H可以便于在截面为梯形的支撑层上沉积蚀刻形成勾取部12，然后将支撑层去除形成勾取孔H。另一方面，通过设置梯形的勾取孔H，勾取孔H在靠近发光主体11的位置尺寸大，便于挂钩的进入，转移过程中承载LED单元重量时，挂钩限位于相对较窄的勾取孔H远离发光主体11的位置，避免发生LED单元的晃动。
请参阅图2，图2是本申请实施例发光主体的一种层叠结构示意图。发光主体11为LED单元的主体结构，其包括LED单元的各个功能层。例如，发光主体11至少包括依次层叠设置的第一电极层111、第一半导体层112、第一发光层113、第二半导体层114以及第二电极层115。第电极层111和第二电极层115其中一者为P电极层，另一者为N电极层。第一半导体层112和第二半导体层114其中一者为P型半导体层，另一者为N型半导体层。
发光主体11整体呈长方体型。在其他实施例中发光主体可以采用其他的层叠结构，其整体也可以采用其他的形状，本申请实施例对此不做限定。
发光主体11可以为Micro LED。可选地，发光主体11的沿垂直于出光方向的尺寸(例如图中的横向尺寸)在1微米-100微米之间，沿出光方向的尺寸(例如图中的纵向尺寸)在0.5微米-10微米之间。
请参阅图3和图4，图3是本申请实施例转移装置的结构示意图，图4是本申请实施例挂钩的立体结构示意图。
在本实施例中，转移装置包括转移基板21和多个挂钩22。
多个挂钩22呈阵列设置于转移基板21上。每一挂钩22用于通过对应的一个LED单元上的勾取孔H对LED单元进行勾取，在转移装置将勾取到的LED单元转移至驱动基板后，挂钩22从勾取孔H移出或者旋出以将LED单元从挂钩22上卸载。
具体而言，勾取的方式不限于通过旋转挂钩22的方式将挂钩22旋入勾取孔H、通过平移挂钩22的方式将挂钩22插入勾取孔或者其他的勾取方式。对应的将LED单元从挂钩22上卸载的方式不限于通过旋转挂钩22的方式将挂钩22旋出勾取孔H、通过平移挂钩22的方式将挂钩22抽出勾取孔H。
优选地，本实施例采用旋转的方式将挂钩22旋入勾取孔H，通过旋入的方式能够便于对位，在旋转过程中挂钩22的旋转轴心位置不会改变，从而便于实现精确的转移控制；另外，旋入的方式比直接插入的方式更容易实现勾取配合，对配合关系的要求更低。
例如，优选地，在一种通过旋转的方式旋入勾取孔H的实施方式中，每一挂钩22均为可旋转地设置于转移基板21上。
进一步优选地，每一挂钩22均包括可旋转地设置于转移基板21上的转动连接部221、分别设置于转动连接部221的相对两侧的第一挂钩部222和第二挂钩部223。
可选地，挂钩22相对于转移基板21的旋转，可以采用微机电系统(MEMS,Micro-Electro-Mechanical System)实现。例如，在一种实施方式中，在转移基板21上制作微型马达，利用微型马达驱动对应的挂钩22相对于转移基板21旋转。
可选地，第一挂钩部222包括第一承载部222a和第一挡止部222b。第二挂钩部223包括第一承载部223a和第二挡止部223b。承载部在勾取时穿设于对应勾取孔H中，用于承载LED单元的重量，挡止部用于挡止，避免挂钩22滑出勾取孔H。
下面结合图1和图4对挂钩和LED单元的尺寸关系进行说明。
挂钩22的旋转具体是相对转移基板21绕轴向S延伸的轴线旋转。挂钩22沿其第一径向A的尺寸小于两个勾取部12之间的间距，挂钩22沿其第二径向B的尺寸大于两个勾取部12之间的间距，第二径向B为第一挂钩部222与第二挂钩部223间隔的方向。
发光主体11可以呈长方体型。出光面M呈矩形，挂钩22沿其第二径向B的尺寸小于矩形的出光面M的对角线长度。
在需要挂钩22勾取LED单元时，转移装置控制挂钩22旋转使其第一径向A与LED单元的两个勾取部12的间隔方向C平行(卸载状态)。然后将挂钩22放入两个勾取部12之间的间隔处，由于挂钩22沿其第一径向A的尺寸小于两个勾取部12之间的间距，使得挂钩22能够顺利的放入该间隔处。随后控制挂钩22旋转使其第二径向B与LED单元的两个勾取部12的间隔方向C平行(勾取状态)，以使得第一挂钩部222和第二挂钩部223分别旋入两个勾取部12的勾取孔H内，实现转移装置对LED单元的勾取。由于挂钩22沿其第二径向B的尺寸大于两个勾取部12之间的间距，使得挂钩22能够勾在勾取部12上。
如图5所示，图5是本申请实施例挂钩旋入勾取孔的原理示意图。由于挂钩22沿其第二径向B的尺寸小于矩形的出光面M的对角线D的长度。在从卸载状态旋转至勾取状态的旋转过程中，第一挂钩部222和第二挂钩部223不会被对应的勾取部12阻挡。
请参阅图6，图6是本申请第一实施例LED显示器的制造方法的流程示意图。
在本实施例中，LED显示器的制造方法可以包括以下步骤：
步骤S11：在制作基板上制作阵列排布的LED单元，其中LED单元包括发光主体和设置于发光主体上的至少一个勾取部，勾取部与发光主体之间形成勾取孔。
其中，勾取部12的数量可以为一个、两个或者两个以上，本申请实施例对此不做限定。具体可以参见上文实施例关于勾取部12的描述。
步骤S12：利用转移装置通过勾取孔勾取LED单元。
其中，转移装置可以包括转移基板21和设置在转移基板21上的多个阵列排布的挂钩22。利用转移装置通过勾取孔H勾取LED单元的具体实现方式可以有多种。例如，在勾取孔H的数量为一个或者两个时，通过旋转挂钩22的方式将挂钩22部分旋入勾取孔H。通过平移挂钩22的方式将挂钩22部分插入勾取孔中。具体可以参见上文实施例的描述。
步骤S13：利用转移装置将勾取的LED单元转移至驱动基板上。
其中，将转移基板21、挂钩22和挂钩22上勾取到的LED单元一并转移至驱动基板，然后将LED单元从挂钩22上卸载下来。卸载的方式与勾取的方式对应。例如，与旋转挂钩22的方式对应的卸载方式为：通过旋转挂钩22将挂钩22旋出勾取孔H。再例如，与插入挂钩22的方式对应的卸载方式为：通过平移挂钩22使挂钩22从勾取孔H中抽出。
卸载LED单元后将转移基板21和设置于其上的挂钩22一并移走。
步骤S14：去除勾取部。
其中，具体去除勾取部的方式可以是采用湿法剥离的方式或者刻蚀剥离的方式。例如，采用化学试剂将勾取部蚀刻去除或者采用光刻方式刻蚀去除。
在去除勾取部之后可以在驱动基板和LED单元上制作封装膜层，以对LED单元进行封装，形成LED显示器。
应理解，在本实施例中，勾取部12的数量、转移装置的挂钩22以及挂钩22相对于转移基板21的运动方式，可以根据勾取和卸载LED单元的方式的不同进行其他设计，此处不一一列举，只要是通过勾取部12和勾取孔H进行勾取和卸载的LED单元转移的方式，从而实现LED显示器的制作，均在本申请的保护范围内。
请结合参阅图7至图9，图7是本申请第二实施例LED显示器的制造方法的流程示意图；图8是图7中步骤S21制程原理示意图。图9是图7中步骤22至步骤30的制程原理示意图。
在本实施例中，在本实施例中，LED显示器的制造方法可以包括以下步骤：
步骤S21：在制作基板上制作阵列排布的LED单元，其中LED单元包括发光主体和设置于发光主体上的两个勾取部，勾取部与发光主体之间形成勾取孔。
如图8所示，在制作基板30上制作以阵列方式排布的LED单元，每个LED单元包括发光主体11和设置于发光主体11上的两个勾取部12。LED单元的具体结构可以参见上文的描述，此处不再赘述。
步骤S22：将转移基板与制作基板对位，以使挂钩和LED单元的位置一一对应。
如图9所示，转移装置包括转移基板21和多个挂钩22。多个挂钩22呈阵列设置于转移基板21上。将转移基板21与制作基板30对位，使挂钩22和LED单元的位置一一对应。
步骤S23：控制挂钩旋转使其第一径向与LED单元的两个勾取部的间隔方向平行。
步骤S24：将挂钩放入两个勾取部之间。
结合图1和图4参阅图9，转移装置控制挂钩22旋转使其第一径向A与LED单元的两个勾取部12的间隔方向C平行(卸载状态)。然后将挂钩22放入两个勾取部12之间的间隔处，由于挂钩22沿其第一径向A的尺寸小于两个勾取部12之间的间距，使得挂钩22能够顺利的放入该间隔处。
步骤S25：控制挂钩旋转使其第二径向与LED单元的两个勾取部的间隔方向平行，以使得第一挂钩部和第二挂钩部分别旋入两个勾取部的勾取孔内。
承前所述，请继续结合图1和图4参阅图9，控制挂钩22旋转使其第二径向B与LED单元的两个勾取部12的间隔方向C平行(勾取状态)，以使得第一挂钩部222和第二挂钩部223分别旋入两个勾取部12的勾取孔H内，实现转移装置对LED单元的勾取。由于挂钩22沿其第二径向B的尺寸大于两个勾取部12之间的间距，使得挂钩22能够勾在勾取部12上。
步骤S26：将转移装置和勾取的LED单元一并移动至驱动基板。
如图9所示，将转移装置和转移装置的挂钩22勾取到的LED单元一并转移至驱动基板。
步骤S27：将转移基板与驱动基板对位。
如图9所示，驱动基板40上设置有阵列排布的驱动元件(例如，薄膜晶体管)。具体可以是将转移基板21与驱动基板40对位，使得转移装置勾取到的LED单元与驱动元件的位置一一对应。
步骤S28：控制挂钩旋转使其第一径向与LED单元的两个勾取部的间隔方向平行，以使得第一挂钩部和第二挂钩部分别从两个勾取部的勾取孔旋出。
结合图1和图4参阅图9，转移装置控制挂钩22旋转使其第一径向A与LED单元的两个勾取部12的间隔方向C平行(卸载状态)。挂钩22与勾取部12的状态从勾取状态切换至卸载状态。挂钩22与勾取部12分离。
步骤S29：移走转移装置。
步骤S30：将勾取部去除。
其中，具体去除勾取部12的方式可以是采用湿法剥离的方式或者刻蚀剥离的方式。例如，采用化学试剂将勾取部12蚀刻去除或者采用光刻方式刻蚀去除。
在去除勾取部12之后可以在驱动基板40和LED单元上制作封装膜层，以对LED单元进行封装，形成LED显示器。
请参阅图10和图11，图10是本申请实施例一种在阵列基板上制作LED单元的具体流程示意图；图11是一种在阵列基板上制作LED单元的具体制程原理示意图。
在本实施例中，在制作基板上制作阵列排布的多个LED单元的步骤可以包括：
步骤S211：在制作基板上制作发光主体。
其中，发光主体11至少包括依次层叠设置的第一电极层111、第一半导体层112、第一发光层113、第二半导体层114以及第二电极层115。第电极层111和第二电极层115其中一者为P电极层，另一者为N电极层。第一半导体层112和第二半导体层114其中一者为P型半导体层，另一者为N型半导体层。
在制作基板30上制作发光主体11具体可以是在制作基板30上依次形成层叠设置的第一电极层111、第一半导体层112、第一发光层113、第二半导体层114以及第二电极层115。
步骤S212：在发光主体上制作支撑层。
其中，具体可以是在发光主体11的出光面M上制作支撑层50。
步骤S213：在支撑层上制作勾取部。
其中，可以通过喷涂打印的方式形成勾取部12，或者，也可以通过沉积的方式形成一整层勾取部材料，然后对一整层勾取部材料进行蚀刻处理，形成勾取部12。勾取部12的材质可以为金属、有机高分子或者弹性胶体。勾取部12的形成方式还可以是丝网印刷或者蒸镀，本申请实施例对此不做限定。
步骤S214：去除支撑层。
其中，支撑层50为可升华材质，例如，支撑层50的材料为三羟甲基乙烷等，升华温度在100℃左右。通过对支撑层50进行加热，以使支撑层50升华。
本申请通过设置LED单元包括：发光主体；至少一个勾取部，设置于发光主体上，勾取部与发光主体之间形成勾取孔，以使得转移装置通过勾取孔对LED单元的勾取和转移，通过上述方式，能够使得转移装置的挂钩进入勾取孔，对LED单元进行勾取并转移，在转移到目标位置后，转移装置退出勾取孔，便于转移装置对LED单元的转移。
以上仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (11)
1.一种LED单元，其特征在于，所述LED单元包括：
发光主体；
至少一个勾取部，设置于所述发光主体上，所述勾取部与所述发光主体之间形成勾取孔，以使得转移装置通过所述勾取孔对所述LED单元的勾取和转移；
其中，至少一个所述勾取部为两段结构、三段结构、弧形、弓形中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的LED单元，其特征在于，所述勾取部数量为两个，且间隔设置于所述发光主体的出光面上，两个所述勾取部分别设置于所述出光面的相对两个边缘位置或者设置于所述出光面的非边缘位置。
3.根据权利要求2所述的LED单元，其特征在于，两个所述勾取部分别设置于所述出光面的相对两个边缘位置。
4.根据权利要求1或2所述的LED单元，其特征在于，当所述勾取部为三段结构时，所述勾取部包括第一段、第二段以及第三段，所述第一段的一端和所述第二段的一端均连接于所述发光主体的出光面上，所述第三段连接于所述第一段的另一端和所述第二段的另一端之间。
5.根据权利要求4所述的LED单元，其特征在于，所述第一段和所述第二段相对于所述出光面朝向所述第三段倾斜设置。
6.一种LED显示器的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：
在制作基板上制作阵列排布的多个LED单元，其中所述LED单元包括发光主体和设置于所述发光主体上的至少一个勾取部，所述勾取部与所述发光主体之间形成勾取孔；
利用转移装置通过所述勾取孔勾取所述LED单元；
利用所述转移装置将勾取的所述LED单元转移至驱动基板上；
去除所述勾取部；
其中，至少一个所述勾取部为两段结构、三段结构、弧形、弓形中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述在制作基板上制作阵列排布的多个LED单元的步骤包括：
在所述制作基板上制作所述发光主体；
在所述发光主体上制作支撑层；
在支撑层上制作勾取部；
去除所述支撑层。
8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述支撑层为可升华材料，所述去除所述支撑层的步骤包括：
对所述支撑层进行加热，以使所述支撑层升华。
9.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述转移装置包括转移基板和多个呈阵列设置于所述转移基板的挂钩，所述挂钩可旋转地设置于所述转移基板上，所述勾取部数量为两个；
所述利用转移装置通过所述勾取孔勾取所述LED单元的步骤包括：
将所述转移基板与所述制作基板对位，以使所述挂钩和所述LED单元的位置对应；
控制所述挂钩旋转使其第一径向与所述LED单元的两个所述勾取部的间隔方向平行；
将所述挂钩放入两个所述勾取部之间；
控制所述挂钩旋转使其分别旋入两个所述勾取部的勾取孔内。
10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，
所述利用所述转移装置将勾取的所述LED单元转移至驱动基板上的步骤包括：
将所述转移装置和勾取的所述LED单元一并移动至驱动基板；
将所述转移基板与所述驱动基板对位；
控制所述挂钩旋转使其第一径向与所述LED单元的两个所述勾取部的间隔方向平行，以使得所述挂钩分别从两个所述勾取部的勾取孔旋出；
移走所述转移装置。
11.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述发光主体的出光面呈矩形，所述挂钩沿其第二径向的尺寸小于所述矩形的对角线长度。
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