CN112635355A - 一种转移装置、显示背板、Micro LED器件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种转移装置、显示背板、Micro LED器件及其制造方法，转移装置包括转移基板、位于转移基板上且阵列设置的转移勾臂基座以及固定在转移勾臂基座上且与转移基板平行设置的转移勾臂。本发明转移装置不需要重新加工，可以重复使用；在转移过程中不存在残胶风险，且转移装置受Micro LED器件的金属键合层和缓冲层的附着力的影响较小，转移成功率高。

Description

一种转移装置、显示背板、Micro LED器件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种Micro LED的技术领域，尤其涉及一种转移装置、显示背板、Micro LED器件及其制造方法。
背景技术
随着显示行业的蓬勃发展，Micro LED作为新一代显示技术已经登上时代舞台，比现有的OLED以及LCD技术亮度更高、功耗更低、发光效率更好、寿命更长，但目前Micro LED依然存在很多待解决的难题，不论是制程技术、检查标准，或者是生产制造成本，都与量产和商业应用有着很大的距离。其中，在巨量转移工艺过程中就会面临各种各样的难题，包括转移的效率、转移的精度以及转移的成功率等，就转移效率以及转移成功率而言。
图1和图2所示为现有Micro LED转移过程的示意图，转移装置包括吸头衬底10、位于吸头衬底10上的多个微型玻璃柱11以及位于每个微型玻璃柱11上的胶黏附性吸头12。在对Micro LED100进行转移至显示背板30的过程中，由于胶黏附性吸头12一次性只能转移一组固定间距的Micro LED100阵列，在LED 转移至显示背板30上后Micro LED100顶部可能还残留胶残，并且胶黏附性吸头 12不可以重复使用，需要重新加工后再上胶才可以使用，效率很低，另外，此类转移装置转移成功率受LED与暂态基板20上缓冲层21之间附着力的影响，若附着较紧密，转移成功率会较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种转移成功率高的转移装置、显示背板、Micro LED 器件及其制造方法。
本发明提供一种转移装置，其包括转移基板，还包括位于转移基板上且阵列设置的转移勾臂基座以及固定在转移勾臂基座上且与转移基板平行设置的转移勾臂。
本发明还提供一种Micro LED器件，其包括暂态基板以及位于暂态基板上的缓冲层，还包括位于缓冲层上且阵列设置的相对的两个金属键合层、位于缓冲层上且位于两个金属键合层之间的第一沟道以及位于第一沟道上方且位于相对两个金属键合层上方的Micro LED结构。
本发明还提供一种显示背板，其包括显示基板，还包括位于显示基板上且阵列设置的相对的两个键合电极以及位于相对的两个键合电极之间的第二沟道。
本发明还提供一种Micro LED器件的转移方法，包括如下步骤：
S1：分别制造转移装置、Micro LED器件和显示背板，其中转移装置包括转移基板、位于转移基板上且阵列设置的转移勾臂基座以及固定在转移勾臂基座上且与转移基板平行设置的转移勾臂；Micro LED器件包括暂态基板、位于暂态基板上的缓冲层、位于缓冲层上且阵列设置的相对的两个金属键合层、位于缓冲层上且位于两个金属键合层之间的第一沟道以及位于第一沟道上方且位于相对两个金属键合层上方的Micro LED结构；显示背板包括显示基板、位于显示基板上且阵列设置的相对的两个键合电极以及位于相对的两个键合电极之间的第二沟道；
S2：转移装置的转移勾臂插入Micro LED器件的第一沟道中；
S3：提起转移勾臂使得Micro LED器件的缓冲层和Micro LED结构分离， MicroLED器件的金属键合层也同时与缓冲层分离；
S4：转移勾臂将拾取的Micro LED结构和金属键合层放入显示基板的第二沟槽中，并使得金属键合层放置在对应的键合电极上；
S5：移走转移装置；
S6：加热键合金属键合层和对应的键合电极。
本发明还提供一种Micro LED器件的制造方法，包括如下步骤：
S11：首先在外延基板上沉积依序沉积外延层和第一金属层；接着沉积第一光阻并对第一光阻进行刻蚀形成阵列设置的第一光阻层；接着通过黄光和刻蚀工艺对金属层刻蚀形成位于第一光阻层下的牺牲金属层；接着沉积第二金属层并形成位于第一光阻层上的暂存金属键合层和位于外延层上的金属键合层；最后通过剥离工艺去除第一光阻层和位于第一光阻层上的暂存金属键合层，外延基板上剩余位于外延层101上且间隔排列的牺牲金属层和金属键合层；
S12：首先，暂态基板的缓冲层与外延基板的牺牲金属层和金属键合层进行贴合；接着去除外延基板；接着沉积第二光阻并对第二光阻进行刻蚀并形成阵列设置的且位于牺牲金属层上的第二光阻层；接着通过黄光和刻蚀工艺形成图案化且阵列设置的Micro LED结构；最后利用牺牲金属层与金属键合层的刻蚀差异通过刻蚀技术去除图案化的牺牲金属层并形成Micro LED结构底部的金属键合层和位于金属键合层之间的第一沟道。
本发明还提供一种转移装置的制造方法，包括如下步骤：
S21：在转移基板上沉积一层第一转移勾臂金属层；
S22：沉积第一光阻并对第一光阻进行图案化形成第一光阻层；
S23：对转移勾臂金属层进行刻蚀形成位于第一光阻层下方的转移勾臂基座；
S24：沉积金属层并形成位于第一光阻层上的第一牺牲金属层和位于转移基板上的第二牺牲金属层；
S25：去除第一光阻层和位于第一光阻层上的第一牺牲金属层；
S26：沉积第二转移勾臂金属层；
S27：沉积第二光阻并对第二光阻进行图案化并形成位于转移勾臂基座上方的第二光阻层，第二光阻层的面积大于转移勾臂基座的面积；
S28：对第二转移勾臂金属层进行刻蚀形成位于第二光阻层下方的转移勾臂；
S29：刻蚀去除第二光阻层和第二牺牲金属层。
本发明转移装置不需要重新加工，可以重复使用；在转移过程中不存在残胶风险，且转移装置受Micro LED器件的金属键合层和缓冲层的附着力的影响较小，转移成功率高。
附图说明
图1和图2所示为现有Micro LED转移过程的示意图；
图3所示为本发明转移装置和Micro LED器件的结构示意图；
图4为图3所示局部示意图；
图5和图6所示为本发明显示背板的结构示意图；
图7(a)至图7(g)所示本发明Micro LED器件转移过程的示意图；
图8(a)至图9(f)所示为本发明Micro LED器件制造过程示意图；
图10(a)至图10(i)所示为本发明转移装置制造过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
本发明揭示一种转移装置，如图3所示，其包括转移基板200、位于转移基板200上且阵列设置的转移勾臂基座203以及固定在转移勾臂基座203上且与转移基板200平行设置的转移勾臂207。
本发明还揭示一种Micro LED器件，如图3和图4所示，其包括暂态基板 107、位于暂态基板107上的缓冲层106、位于缓冲层106上的阵列设置的相对的两个金属键合层1052、位于缓冲层106上且位于两个金属键合层1052之间的第一沟道1011以及位于第一沟道1011上方且位于相对两个金属键合层1052上方的Micro LED结构109。
其中转移勾臂基座203的高度大于Micro LED结构109的高度和金属键合层1052的厚度之和，转移勾臂207的厚度小于金属键合层1052的厚度，转移勾臂207的长度大于金属键合层1052的直径。
本发明还揭示一种显示背板，如图5和图6所示，其包括显示基板400、位于显示基板400上且阵列设置的相对的两个键合电极401以及位于相对的两个键合电极401之间的第二沟道402。
其中第二沟道402的宽度大于转移勾臂207的宽度，键合电极401的厚度大于转移勾臂207的厚度。
本发明还揭示一种Micro LED器件的转移方法，包括如下步骤：
S1：如图3至图6所示，分别制造转移装置、Micro LED器件和显示背板，其中转移装置包括转移基板200、位于转移基板200上且阵列设置的转移勾臂基座203以及固定在转移勾臂基座203上且与转移基板200平行设置的转移勾臂 207；Micro LED器件包括暂态基板107、位于暂态基板107上的缓冲层106、位于缓冲层106上且阵列设置的相对的两个金属键合层1052、位于缓冲层106上且位于两个金属键合层1052之间的第一沟道1011以及位于第一沟道1011上方且位于相对两个金属键合层1052上方的Micro LED结构109；显示背板包括显示基板400、位于显示基板400上且阵列设置的相对的两个键合电极401以及位于相对的两个键合电极401之间的第二沟道402；
S2：如图7(a)和图7(b)所示，转移装置的转移勾臂207插入Micro LED 器件的第一沟道1011中；
S3：如图7(c)所示，提起转移勾臂207使得Micro LED器件的缓冲层106 和MicroLED结构109分离，Micro LED器件的金属键合层1052也同时与缓冲层106分离；
S4：如图7(d)和图7(e)所示，转移勾臂207将拾取的Micro LED结构 109和金属键合层1052放入显示基板400的第二沟槽402中，如图7(f)所示，并使得金属键合层1052放置在对应的键合电极401上；
S5：如图7(g)所示，移走转移装置；
S6：如图7(g)所示，加热键合金属键合层1052和对应的键合电极401。
通过上述方法完成Micro LED器件的转移。
本发明揭示一种Micro LED器件的制造方法，如图8(a)至图9(f)所示，包括如下步骤：
S11：如图8(a)所示，首先在外延基板100上沉积依序沉积外延层101和第一金属层102；如图8(b)所示，接着沉积第一光阻并对第一光阻进行刻蚀形成阵列设置的第一光阻层103；如图8(c)所示接着通过黄光和刻蚀工艺对金属层102刻蚀形成位于第一光阻层103下的牺牲金属层104；如图8(d)所示，接着沉积第二金属层并形成位于第一光阻层103上的暂存金属键合层1051和位于外延层101上的金属键合层1052；如图8(e)所示，最后通过剥离工艺去除第一光阻层103和位于第一光阻层103上的暂存金属键合层1051，外延基板100 上剩余位于外延层101上且间隔排列的牺牲金属层104和金属键合层1052；
其中第一金属层102的材料为Sn、Al等金属。
S12：如图9(a)和图9(b)所示，首先，暂态基板107的缓冲层106与外延基板100的牺牲金属层104和金属键合层1052进行贴合；如图9(c)所示，接着去除外延基板100；如图9(d)所示，接着沉积第二光阻并对第二光阻进行刻蚀并形成阵列设置的且位于牺牲金属层104上的第二光阻层108；如图9(e) 所示，接着通过黄光和刻蚀工艺形成图案化且阵列设置的Micro LED结构109；如图9(f)所示，最后利用牺牲金属层104与金属键合层1052的刻蚀差异通过刻蚀技术去除图案化的牺牲金属层104并形成Micro LED结构109底部的金属键合层1052和位于金属键合层1052之间的第一沟道1011。
其中当牺牲金属层104为金属Sn，第二金属键合层1052为Ti和Cu的组合结构，则可以利用稀盐酸进行湿法刻蚀从而去除牺牲金属层104。
通过上述步骤形成Micro LED器件。
本发明揭示一种转移装置的制造方法，包括如下步骤：
S21：如图10(a)所示，在转移基板200上沉积一层第一转移勾臂金属层 201；
S22：如图10(b)所示，沉积第一光阻并对第一光阻进行图案化形成第一光阻层202；
S23：如图10(c)所示，对转移勾臂金属层201进行刻蚀形成位于第一光阻层202下方的转移勾臂基座203；
S24：如图10(d)所示，沉积金属层并形成位于第一光阻层202上的第一牺牲金属层2041和位于转移基板200上的第二牺牲金属层2042；
S25：如图10(e)所示，去除第一光阻层202和位于第一光阻层202上的第一牺牲金属层2041；
S26：如图10(f)所示，沉积第二转移勾臂金属层205；
S27：如图10(g)所示，沉积第二光阻并对第二光阻进行图案化并形成位于转移勾臂基座203上方的第二光阻层206，第二光阻层206的面积大于转移勾臂基座203的面积；
S28：如图10(h)所示，对第二转移勾臂金属层205进行刻蚀形成位于第二光阻层206下方的转移勾臂207；
S29：如图10(i)所示，刻蚀去除第二光阻层206和第二牺牲金属层2042。
通过上述步骤形成转移装置。
本发明转移装置不需要重新加工，可以重复使用；在转移过程中不存在残胶风险，且转移装置受Micro LED器件的金属键合层和缓冲层的附着力的影响较小，转移成功率高。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换(如数量、形状、位置等)，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种转移装置，其包括转移基板，其特征在于，还包括位于转移基板上且阵列设置的转移勾臂基座以及固定在转移勾臂基座上且与转移基板平行设置的转移勾臂。
2.一种Micro LED器件，其包括暂态基板以及位于暂态基板上的缓冲层，其特征在于，还包括位于缓冲层上且阵列设置的相对的两个金属键合层、位于缓冲层上且位于两个金属键合层之间的第一沟道以及位于第一沟道上方且位于相对两个金属键合层上方的MicroLED结构。
3.一种显示背板，其包括显示基板，其特征在于，还包括位于显示基板上且阵列设置的相对的两个键合电极以及位于相对的两个键合电极之间的第二沟道。
4.一种Micro LED器件的转移方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：分别制造转移装置、Micro LED器件和显示背板，其中转移装置包括转移基板、位于转移基板上且阵列设置的转移勾臂基座以及固定在转移勾臂基座上且与转移基板平行设置的转移勾臂；Micro LED器件包括暂态基板、位于暂态基板上的缓冲层、位于缓冲层上且阵列设置的相对的两个金属键合层、位于缓冲层上且位于两个金属键合层之间的第一沟道以及位于第一沟道上方且位于相对两个金属键合层上方的Micro LED结构；显示背板包括显示基板、位于显示基板上且阵列设置的相对的两个键合电极以及位于相对的两个键合电极之间的第二沟道；
S2：转移装置的转移勾臂插入Micro LED器件的第一沟道中；
S3：提起转移勾臂使得Micro LED器件的缓冲层和Micro LED结构分离，Micro LED器件的金属键合层也同时与缓冲层分离；
S4：转移勾臂将拾取的Micro LED结构和金属键合层放入显示基板的第二沟槽中，并使得金属键合层放置在对应的键合电极上；
S5：移走转移装置；
S6：加热键合金属键合层和对应的键合电极。
5.根据权利要求4所述的Micro LED器件的转移方法，其特征在于，转移勾臂基座的高度大于Micro LED结构的高度和金属键合层的厚度之和；转移勾臂的厚度小于金属键合层的厚度，转移勾臂的长度大于金属键合层的直径。
6.根据权利要求4所述的Micro LED器件的转移方法，其特征在于，第二沟道的宽度大于转移勾臂的宽度，键合电极的厚度大于转移勾臂的厚度。
7.一种Micro LED器件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
S11：首先在外延基板上沉积依序沉积外延层和第一金属层；接着沉积第一光阻并对第一光阻进行刻蚀形成阵列设置的第一光阻层；接着通过黄光和刻蚀工艺对金属层刻蚀形成位于第一光阻层下的牺牲金属层；接着沉积第二金属层并形成位于第一光阻层上的暂存金属键合层和位于外延层上的金属键合层；最后通过剥离工艺去除第一光阻层和位于第一光阻层上的暂存金属键合层，外延基板上剩余位于外延层101上且间隔排列的牺牲金属层和金属键合层；
S12：首先，暂态基板的缓冲层与外延基板的牺牲金属层和金属键合层进行贴合；接着去除外延基板；接着沉积第二光阻并对第二光阻进行刻蚀并形成阵列设置的且位于牺牲金属层上的第二光阻层；接着通过黄光和刻蚀工艺形成图案化且阵列设置的Micro LED结构；最后利用牺牲金属层与金属键合层的刻蚀差异通过刻蚀技术去除图案化的牺牲金属层并形成Micro LED结构底部的金属键合层和位于金属键合层之间的第一沟道。
8.根据权利要求7所述的Micro LED器件的制造方法，其特征在于，第一金属层的材料为Sn或Al。
9.一种转移装置的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
S21：在转移基板上沉积一层第一转移勾臂金属层；
S22：沉积第一光阻并对第一光阻进行图案化形成第一光阻层；
S23：对转移勾臂金属层进行刻蚀形成位于第一光阻层下方的转移勾臂基座；
S24：沉积金属层并形成位于第一光阻层上的第一牺牲金属层和位于转移基板上的第二牺牲金属层；
S25：去除第一光阻层和位于第一光阻层上的第一牺牲金属层；
S26：沉积第二转移勾臂金属层；
S27：沉积第二光阻并对第二光阻进行图案化并形成位于转移勾臂基座上方的第二光阻层，第二光阻层的面积大于转移勾臂基座的面积；
S28：对第二转移勾臂金属层进行刻蚀形成位于第二光阻层下方的转移勾臂；
S29：刻蚀去除第二光阻层和第二牺牲金属层。
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