CN111725123A - 微型发光二极管显示装置的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微型发光二极管显示装置的制造方法。该方法包括将多个微型发光二极管悬浮于液体模板上；通过电场牵引所述多个微型发光二极管形成有序阵列；将第一衬底靠近所述微型发光二极管阵列，以使得所述微型发光二极管阵列与第一衬底结合；移除液体模板；通过所述第一衬底，将所述微型发光二极管阵列与目标基板结合，完成巨量转移。本发明其可以简洁快速且精准地转移巨量的微型发光二极管，并具有高良率。
Description
技术领域
本发明涉及显示装置制造，尤其涉及一种微型发光二极管显示装置的制造方法。
背景技术
微型发光二极管(Micro-LED)就是“微”LED(发光二极管)，微型发光二极管阵列显示作为一种新显示技术，与其它显示技术，比如液晶显示(Liquid Crystal Display，LCD)、有机电激光显示(OrganicLight-Emitting Diode，OLED)等离子显示(PlasmaDisplayPanel，PDP)等相比，其核心的不同之处在于其采用无机LED作为发光像素。
制作好的微小的LED需要转移到做好驱动电路的基底上。无论是电视还是手机屏，其像素的数量都是相当巨大的，以一个55寸4K电视为例，需要转移的晶粒就高达2400万颗(以4000x 2000x RGB三色计算)，即使一次转移1万颗，也需要重复2400次，这种技术叫做巨量转移。巨量转印设备是实现三基色Micro-LED芯片集成制造的关键。而4K或8K显示像素的尺寸较小，并且显示产品对于像素错误的容忍度也很低，一块有“亮点”或“暗点”的显示屏无法满足用户需求，所以将这些小像素可靠地转移到做好驱动电路的衬底上并实现电路连接是十分困难、复杂的技术。实际上，“巨量转移”确实是目前Micro-LED商业化上面的一大瓶颈技术。其转移的效率，成功率都决定着商业化的成功与否。如何提高巨量转移后Micro-LED器件的良品率是值得研究的问题。将LED晶体薄膜无需封装直接搬运到驱动背板上，在Micro-LED的生产上，要把数百万甚至数千万颗微米级的LED晶粒正确且有效率的移动到电路基板上，
美国专利US20180053742A1提出将电子器件粘附于暂时性固定层，通过扩张该暂时性固定层来改变LED间距从而转移到承载基板上。由于此方法中暂时性固定层在横向和纵向均会扩张，难以确保横向转移精度，无法满足横向精度要求高的巨量转移，且暂时性固定层扩张倍数有限，无法满足大横向间距。中国专利CN201711162098所提出的Micro-LED的巨量转移方法，仅仅对具有上下沿非对称的LED进行转移，且使用预先设计的模具，无法满足电子元件间距。这些技术遇到的问题是：1)转移的Micro-LED芯片尺寸极小(3μm-10μm)，需要极高精度的操作技术；2)一次转移需要移动几万乃至几十万颗Micro-LED芯片，数量巨大；3)如何提升转移良率到99.99％，甚至更高。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种微型发光二极管显示装置的制造方法，其可以简洁快速且精准地转移巨量的微型发光二极管，并具有高良率。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种微型发光二极管显示装置的制造方法，其包括：
S1、将多个微型发光二极管悬浮于液体模板上；
S2、通过电场牵引所述多个微型发光二极管形成有序阵列；
S3、将第一衬底靠近所述微型发光二极管阵列，以使得所述微型发光二极管阵列与第一衬底结合；
S4、移除液体模板；
S5、通过所述第一衬底，将所述微型发光二极管阵列与目标基板结合，完成巨量转移。
本发明通过液体模板的使用将巨量的微型发光二极管高度有序地、可控地转移至目标基板上，因此本发明实施例中的巨量转移微型发光二极管的方法可以快速且精准地将巨量的微型发光二极管转移至目标基板上，因此本发明的实施例的巨量转移微型发光二极管所制作的微型发光二极管显示装置的制造成本低且良率高。液体模板至少包括链烷烃、烯烃、醇、醛、胺、酯、醚、酮、芳香烃、氢化烃、萜烯烃、卤代烃、杂环化物、含氮化合物及含硫化合物中的一种。
在一个优选实施例中，在步骤S3，将第一衬底靠近所述微型发光二极管阵列，以使得所述微型发光二极管阵列与第一衬底结合的过程中，所述第一衬底通过库伦力、约翰森-拉别克效应或其组合抓取所述微型发光二极管。
在一个优选实施例中，所述第一衬底包括柔韧介电层；设置于所述柔韧介电层上的抓取组件；所述抓取组件具有电极。
在一个优选实施例中，所述液体模板和/或所述柔韧介电层为可膨胀扩展材料。
在一个优选实施例中，在步骤S5中，通过膨胀扩展所述柔韧介电层将所述微型发光二极管的电极与目标基板的电极校准匹配。
在一个优选实施例中，通过激光切割法、光化学反应法或光物理反应法以在所述第一衬底上形成多个痕迹，用以分区所述微型发光二极管阵列。
在一个优选实施例中，所述抓取组件的电极透过一热压合法分别接合于该目标基板的多个接合电极对。
在一个优选实施例中，扩张该柔韧介电层，以使在该柔韧介电层上的该微型发光二极管随着该柔韧介电层扩张而彼此分离。
在一个优选实施例中，在步骤S1中，所述微型发光二极管固定在一第一固体模板上；所述微型发光二极管显示装置制造方法还包括对第一固体模板的移除。
在一个优选实施例中，在步骤S4中，所述移除液体模板的方法包括热蒸发，UV光蒸发或者化学清洗。
附图说明
本发明及其优点将通过研究以非限制性实施例的方式给出，并通过所附附图所示的特定实施方式的详细描述而更好的理解，其中：
图1是本发明实施例1的微型发光二极管显示装置的制造方法的流程图。
图2是本发明实施例1的微型发光二极管显示装置的制造方法的步骤S3示意图。
图3是本发明实施例1的微型发光二极管显示装置的制造方法的步骤S5示意图。
图4是本发明实施例2的微型发光二极管显示装置的制造方法的步骤S3示意图。
图5是本发明实施例3的微型发光二极管显示装置的制造方法的步骤S3示意图。
具体实施方式
请参照附图中的图式，其中相同的组件符号代表相同的组件，本发明的原理是以实施在一适当的环境中来举例说明。以下的说明是基于所示例的本发明的具体实施例，其不应被视为限制本发明未在此详述的其它具体实施例。
本说明书所使用的词语“实施例”意指用作实例、示例或例证。此外，本说明书和所附权利要求中所使用的冠词“一”一般地可以被解释为意指“一个或多个”，除非另外指定或从上下文清楚导向单数形式。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
实施例1
首先，通过图1-3，就本发明的实施例1的微型发光二极管显示装置的制造方法进行说明。本实施例采用的一个技术方案是提供一种微型发光二极管显示装置的制造方法，其包括：
S1、将多个微型发光二极管101悬浮于液体模板102上，该液体模板102乙二醇的密度大于微型发光二极管101的密度，并且可膨胀。多个微型发光二极管101的电势控制其相互间的平衡距离。
S2、通过电场牵引所述多个微型发光二极管101形成有序阵列。
S3、将第一衬底103靠近所述微型发光二极管101阵列，以使得所述微型发光二极管101阵列与第一衬底103结合；
在步骤S3中，所述第一衬底103通过库伦力和约翰森-拉别克效应组合抓取所述微型发光二极管101；
所述第一衬底103包括柔韧介电层1031；设置于所述柔韧介电层1031上的抓取组件1032；所述抓取组件1032具有电极；
所述抓取组件1032的电极透过一热压合法分别接合于该目标基板的多个接合电极对；
所述柔韧介电层1031为可膨胀扩展材料，扩张该柔韧介电层1031，以使在该柔韧介电层1031上的该微型发光二极管101随着该柔韧介电层1031扩张而彼此分离。
S4、移除液体模板102，所述移除液体模板102的方法为热蒸发。
S5、通过所述第一衬底103，将所述微型发光二极管101阵列与目标基板201结合，完成巨量转移。在步骤S5中，通过膨胀扩展所述柔韧介电层1031将所述微型发光二极管101的电极与目标基板的电极校准匹配。
本实施例通过液体模板102的使用将巨量的微型发光二极管101高度有序地、可控地转移至目标基板上，因此本实施例中的巨量转移微型发光二极管101的方法可以快速且精准地将巨量的微型发光二极管101转移至目标基板上，因此本发明的实施例的巨量转移微型发光二极管101所制作的微型发光二极管101显示装置的制造成本低且良率高。这种微型发光二极管101显示装置的制造方法在不对目标基板和液体模板102有损害的情况下，有力地保护了整个二极管阵列。
在步骤S1之前或者步骤S5之后，通过激光切割法在所述第一衬底103上形成多个痕迹，用以分区所述微型发光二极管101阵列。
实施例2
请参照图4，是本发明的实施例2的的微型发光二极管101显示装置的制造方法的步骤S3示意图。以下仅就实施例2与实施例1的相异之处进行说明，关于相似之处在此不再赘述。
该液体模板102为二甲基亚砜，其密度等于微型发光二极管101的密度。
在步骤S1之前，将所述微型发光二极管101固定在一第一固体模板上。所述微型发光二极管101显示装置制造方法还包括对第一固体模板的移除。
在步骤S4中，所述移除液体模板102的方法为UV光蒸发。
实施例3
请参照图5，是本发明的实施例3的的微型发光二极管101显示装置的制造方法的步骤S3示意图。以下仅就实施例3与实施例1的相异之处进行说明，关于相似之处在此不再赘述。
该液体模板102为四氢呋喃，其密度小于微型发光二极管101的密度。
虽然在上文中已经参考一些实施例对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的各个实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (10)
1.一种微型发光二极管显示装置的制造方法，其特征在于，包括：
S1、将多个微型发光二极管悬浮于液体模板上；
S2、通过电场牵引所述多个微型发光二极管形成有序阵列；
S3、将第一衬底靠近所述微型发光二极管阵列，以使得所述微型发光二极管阵列与第一衬底结合；
S4、移除液体模板；
S5、通过所述第一衬底，将所述微型发光二极管阵列与目标基板结合，完成巨量转移。
2.根据权利要求1所述的微型发光二极管显示装置的制造方法，其特征在于，在步骤S3，将第一衬底靠近所述微型发光二极管阵列，以使得所述微型发光二极管阵列与第一衬底结合的过程中，
所述第一衬底通过库伦力、约翰森-拉别克效应或其组合抓取所述微型发光二极管。
3.根据权利要求2所述的微型发光二极管显示装置的制造方法，其特征在于，所述第一衬底包括柔韧介电层；
设置于所述柔韧介电层上的抓取组件；
所述抓取组件具有电极。
4.根据权利要求3所述的微型发光二极管显示装置的制造方法，其特征在于，
所述液体模板和/或所述柔韧介电层为可膨胀扩展材料。
5.根据权利要求4所述的微型发光二极管显示装置的制造方法，其特征在于，在步骤S5中，通过膨胀扩展所述柔韧介电层将所述微型发光二极管的电极与目标基板的电极校准匹配。
6.根据权利要求1所述的微型发光二极管显示装置的制造方法，其特征在于，通过激光切割法、光化学反应法或光物理反应法以在所述第一衬底上形成多个痕迹，用以分区所述微型发光二极管阵列。
7.根据权利要求3所述的微型发光二极管显示装置的制造方法，其特征在于，所述抓取组件的电极透过一热压合法分别接合于该目标基板的多个接合电极对。
8.根据权利要求3所述的微型发光二极管显示装置的制造方法，其特征在于，扩张该柔韧介电层，以使在该柔韧介电层上的该微型发光二极管随着该柔韧介电层扩张而彼此分离。
9.根据权利要求1所述的微型发光二极管显示装置的制造方法，其特征在于，在步骤S1中，所述微型发光二极管固定在一第一固体模板上；所述微型发光二极管显示装置制造方法还包括对第一固体模板的移除。
10.根据权利要求1所述的微型发光二极管显示装置的制造方法，其特征在于，在步骤S4中，所述移除液体模板的方法包括热蒸发，UV光蒸发或者化学清洗。
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