CN112786514B - 一种微元件的临时转移基板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及显示面板技术领域，特别是涉及一种微元件的临时转移基板及其制备方法，所述临时转移基板的至少一面为临时转移面，所述基板的所述临时转移面一侧具有微孔结构，所述微孔结构用于分散微元件剥离时所受的冲击力。本发明实施例提供的微元件的临时转移基板，有效缓冲激光剥离等外力对微元件的冲击，减少微元件的碎裂，提高微元件的良率。

Description

一种微元件的临时转移基板及其制备方法
技术领域
本发明涉及显示面板技术领域，特别是涉及一种微元件的转移基板及其制备方法。
背景技术
Micro LED(微型发光二极管)显示屏综合了TFT-LCD和LED显示屏的技术特点，有着极高的发光效率和寿命，有希望成为下一代显示技术，其显示原理是将LED结构设计进行薄膜化、微小化、阵列化，之后将Micro LED从最初的生长基板上转移到驱动背板上，目前Micro LED技术发展的难点之一就在于Micro LED的转移过程。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种微元件的临时转移基板及其制备方法，能够提高微元件的转移的良率。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种微元件的临时转移基板，临时转移基板的至少一面为临时转移面，临时转移基板的临时转移面一侧具有多个微孔结构，微孔结构用于分散微元件剥离时所受的冲击力。
进一步地，临时转移基板的材料为有机高分子材料，且有机高分子材料具有粘性，或有机高分子材料可与微元件通过范德华力结合。
进一步地，临时转移基板的材料包括聚二甲基硅氧烷。
具体地，微孔结构为通孔或盲孔。
进一步地，微孔结构沿临时转移基板厚度方向的纵截面的形状为矩形或倒梯形或三角形。
进一步地，微孔结构周期性分布于基板上。
进一步地，微孔结构的孔面积小于微元件的横截面面积。
进一步地，微孔结构的孔直径为1～4微米，相邻微孔结构之间的间距为1～6微米。
为解决上述技术问题，本发明采用的又一个技术方案是：提供一种微元件的临时转移基板的制备方法，方法包括：
在衬底上旋涂一层临时转移材料；
采用硬质印章对临时转移材料层进行压印，硬质印章的一侧主表面上设置有间隔排布的若干凸起；
将临时转移材料进行固化，并剥离硬质印章，获得微元件的临时转移基板。
进一步地，临时转移材料为具有粘性的有机高分子材料，或可与微元件通过范德华力结合的有机高分子材料。
进一步地，临时转移材料包括聚二甲基硅氧烷。
本发明的有益效果是：区别于现有技术，本发明实施例提供的微元件的临时转移基板，通过在转移面一侧设置微孔结构，临时转移基板与微元件结合，当采用外力将微元件从蓝宝石等生长基板上剥离，外力对微元件施加作用力，使得微元件受到朝向临时转移基板方向的作用力，而此时与微元件结合的临时转移基板具有微孔结构，能够起到缓冲作用，降低激光剥离等外力对微元件的冲击效果，减少微元件的碎裂情况的发生，提高微元件的良率。
附图说明
图1是本发明微元件的临时转移基板及衬底实施例的剖面结构示意图；
图2是本发明微元件的临时转移基板的扫描电子显微镜图；
图3是本发明微元件的临时转移基板及衬底实施例的另一剖面结构示意图；
图4是本发明临时转移材料旋涂于衬底上的实施例的剖面结构示意图；
图5是本发明硬质印章对所述临时转移材料层进行压印实施例的过程示意图；
图6是本发明微元件的临时转移基板及衬底与微元件结合实施例的剖面结构示意图；
图7是本发明微元件的临时转移基板与微元件结合实施例的扫描电子显微镜图；
图8是对比例临时转移基板及衬底与微元件结合的剖面结构示意图；
图9是对比例的临时转移基板与微元件结合实施例的扫描电子显微镜图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
Micro LED显示器是一种以在一个基板上集成的高密度微小尺寸的LED阵列作为显示像素实现图像显示的显示器，每一个像素可定址、单独驱动点亮，将像素点距离从毫米级降低至微米级，Micro LED显示器和有机发光二极管显示器一样属于自发光显示器。
微转移技术是目前制备Micro LED显示器的主流方法，其具体制备过程为：首先在蓝宝石基板生长出Micro LED，然后将Micro LED从蓝宝石基板上剥离下来，随后将MicroLED转移到驱动背板上，即完成将Micro LED转移到驱动背板上的工作，故而制得Micro LED显示器。
微转移方法包括直接转移法和间接转移法，间接转移法包含两次接合剥离的步骤，先将含有蓝宝石基板的MicroLED与临时转移基板做临时键合，然后采用激光剥离技术(LLO)将Micro LED从蓝宝石基板剥离到临时转移基板上；之后再通过转印头将临时转移基板上的Micro LED拾取起，然后再将Micro LED阵列接合至驱动背板上，接着再把转印头移除，即完成将Micro LED转移到驱动背板上的工作。其中采用激光剥离技术将Micro LED从蓝宝石基板剥离至临时转移基板上，激光剥离过程中会给予Micro LED冲击力，使得MicroLED出现破损或损坏的现象，影响Micro LED阵列的良率。
如图1所示，本发明实施例提供一种微元件的临时转移基板110，临时转移基板110的至少一面为临时转移面，临时转移基板110的临时转移面一侧具有多个微孔结构111，微孔结构111用于分散微元件140剥离时所受的冲击力。微元件140可以为Micro LED微元件。
本发明实施例提供的微元件的临时转移基板110，通过在临时转移基板110的临时转移面一侧设置多个微孔结构111，临时转移基板110与微元件140(见图6)结合，当采用外力如激光剥离技术所施加的力将微元件140从蓝宝石等生长基板上剥离，使得微元件140受到朝向临时转移基板140方向的作用力，该作用力使得微元件140向临时转移基板110一侧移动，而此时与微元件140结合的临时转移基板110具有微孔结构111，能够起到缓冲作用，降低激光剥离等外力对微元件140的冲击效果，减少微元件140的碎裂情况的发生，提高微元件140的良率。
在一实施例中，本发明实施例中的临时转移基板110的材料包括有机高分子材料，且该有机高分子材料具有粘性，使得临时转移基板110与微元件140通过粘附力结合，通过激光剥离技术将微元件140从蓝宝石基板上剥离，并转移至临时转移基板110上。
在另一实施例中，本发明实施例中的临时转移基板110的材料包括有机高分子材料，且该有机高分子材料可与微元件140通过范德华力结合。临时转移基板110以范德华力与微元件140临时键合，当采用激光剥离技术(LLO)将微元件140从蓝宝石基板剥离到临时转移基板110上之后，转印头将微元件140从临时转移基板110上拾取时，微元件140易于与临时转移基板110解键合，且可有效避免临时键合胶残留问题，提高Micro LED显示器的显示效果，减少清除残胶的工序，提高效率。更为具体地，本发明实施例中可与微元件140通过范德华力结合的有机高分子材料为聚二甲基硅氧烷。需要说明的是，在其他实施例中，与微元件140通过范德华力结合的有机高分子材料也可以为其他材料。
进一步地，本实施例中，临时转移基板110的微孔结构111通过纳米压印获得，微孔结构111周期性分布于临时转移基板110上，微孔结构111为盲孔，开口端朝向转移面与微元件140结合一侧。作为本实施例的一优选方案，微孔结构111为圆柱体，微孔结构111的直径为2.5微米，相邻孔之间的间距为4微米。如图2所示为本发明实施例聚二甲基硅氧烷临时转移基板110的扫描电子显微镜图，从图中可以看出，聚二甲基硅氧烷临时转移基板110具有微孔结构，且微孔结构呈周期性分布，分布均匀，微孔结构大小均匀。
本发明优选实施例的微孔结构111通过纳米压印制备而得，使得微孔结构111能够保持在微米级别，且微孔结构111一致性好；微孔结构111周期性分布在临时转移基板110上。当临时转移基板110与微元件140结合，采用外力如激光剥离技术所施加的力将微元件140从蓝宝石等生长基板上剥离时，临时转移基板110能够给予微元件140均匀的缓冲力，使得海量的微元件140受到激光剥离的冲击力得到均匀缓释。在其他实施例中，微孔结构111也可以通过其他方式制得。
本发明优选实施例中的微孔结构111的直径为2.5微米，相邻微孔结构111之间的间距为4微米，使得临时转移基板110的微孔结构111能够给予较好的缓冲力，同时，临时转移基板110相邻之间的微孔结构111之间的基板能够给予微元件140均匀的支撑力，使得激光剥离时微元件140的缓冲效果达到较佳状态。
作为变形，微孔结构111的孔直径可以为1～4微米中的任意值，相邻孔之间的间距为1～6微米之间的任意值，例如，微孔结构111的孔直径为1微米、2微米、3微米或4微米等；相邻微孔结构111之间的间距在1-6微米，例如相邻微孔结构111之间的间距为1微米、2微米、3微米、4微米、5微米或6微米中的任意值，微孔结构111的孔直径在1～4微米，相邻微孔结构111之间的间距为1～6微米时，使得临时转移基板110在与微元件140进行键合时，临时转移基板110与微元件140的结合力较佳，且含有微孔结构111的临时转移基板110能起到缓冲激光剥离时的冲击力。需要说明的是，在另一实施例中，临时转移基板110中微孔结构111的孔面积小于微元件140的横截面面积(即平行于临时转移基板110所在平面方向上的截面面积)，例如，微孔结构为圆柱体，微元件的横截面为圆形时，当微元件140的孔直径在50微米～100微米时，微孔结构111的孔直径要小于50微米。
本发明实施例中的微孔结构111为盲孔，作为变形，在其他实施例中，如图3所示，微孔结构111也可以为通孔，通孔垂直贯穿于临时转移基板110，其同样可以使得临时转移基板110能够缓冲微元件140剥离时受的冲击力。
本发明实施例中，微孔结构111为圆柱状，微孔结构111沿临时转移基板110厚度方向的纵截面的形状为矩形；作为变形，微孔结构111也可以为倒锥形，微孔结构111沿临时转移基板110厚度方向的纵截面的形状为三角形；微孔结构111也可以为棱柱，例如三棱柱、四棱柱、五棱柱或六棱柱等多边形棱柱，微孔结构111沿临时转移基板110厚度方向的纵截面的形状为矩形；或微孔结构111沿临时转移基板110厚度方向的纵截面的形状为倒梯形。
进一步地，如图1和3所示，本发明实施例的微元件的临时转移基板110可以附着于衬底120上，与衬底120相结合，临时转移基板110远离衬底120的一面为临时转移面，本实施例中衬底120为玻璃衬底，在其他实施例中，衬底120也可以为硅衬底。
本发明实施例还包括第二种技术方案，一种微元件的临时转移基板110的制备方法，如图1、4、5所示，包括以下步骤：
第一步，如图4所示，在衬底120上旋涂一层临时转移材料，形成临时转移材料层150。
作为优选方案，本实施例中，临时转移材料为有机高分子材料，且有机高分子材料具有粘性，或有机高分子材料可与微元件140通过范德华力结合；衬底120为玻璃衬底，在其他实施例中可以为硅衬底。
作为本发明一优选实施方案，第一步包括在玻璃衬底120上旋涂一层聚二甲基硅氧烷，形成聚二甲基硅氧烷层，该聚二甲基硅氧烷层可以与微元件140通过范德华力结合。
第二步，如图5所示，采用硬质印章130对临时转移材料层150进行压印，硬质印章130的一侧主表面上设置有间隔排布的若干凸起131，具体地，如图3所示，硬质印章130沿第一方向D1向临时转移材料层150方向移动，并压合于临时转移材料层150上，使得凸起131镶嵌于临时转移材料层150中。
本实施例中硬质印章130的材料为硅，在其他实施例中，硬质印章130的材料也可以为玻璃或石英。
优选地，凸起131的高度小于第一步中旋涂的聚二甲基硅氧烷层的厚度，作为本发明一优选实施例，相邻两凸起131之间的距离为4微米，凸起131的直径为2.5微米，凸起131为圆柱体。作为变形，硅硬质印章130的凸起131的直径在1～4微米，相邻凸起131之间的间距为1～6微米，使得形成的临时转移基板110的微孔结构111的孔直径在1～4微米，相邻微孔结构111之间的间距为1～6微米。
第三步，将临时转移材料进行固化，并剥离硬质印章130，获得如图1所示的微元件的临时转移基板110，其中微元件的临时转移基板110位于衬底120上。
具体地，本申请实施例通过UV固化方式将聚二甲基硅氧烷固化，在其他实施例中也可以采用热固化方式将聚二甲基硅氧烷固化；剥离硅硬质印章130，在玻璃衬底120上形成一层微元件的临时转移基板110，临时转移基板110为含多个微孔结构111的聚二甲基硅氧烷，且临时转移基板110远离玻璃衬底120的一面为临时转移面，微孔结构111的孔直径为2.5微米，相邻微孔结构111之间的间距为4微米，微孔结构111呈周期性排布，且微孔结构111为盲孔，形成的微元件的临时转移基板110的转移面可以与微元件140通过范德华力进行键合。
作为变形，第二步中，硅硬质印章130的凸起131的高度也可以与第一步的聚二甲基硅氧烷层厚度相同，或大于第一步的聚二甲基硅氧烷层的厚度，使得通过压印形成的微孔结构111如图3所示的通孔，通孔贯穿于聚二甲硅氧烷层。
对比例
与上述实施例不同之处在于，如图8所示，本对比例中微元件的临时转移基板210的临时转移面一侧不设置微孔结构，本对比例的微元件的临时转移基板210其他参数与上述实施例相同。
具体地，本对比例中，在玻璃衬底220上旋涂一层聚二甲基硅氧烷，聚二甲基硅氧烷层的厚度与上述实施例的聚二甲基硅氧烷层的厚度相同；通过UV固化的方式将聚二甲基硅氧烷固化，在玻璃衬底220上形成一层聚二甲基硅氧烷临时转移基板210。
将本对比例中位于玻璃衬底220上的聚二甲基硅氧烷临时转移板210的一面与蓝宝石基板上的Micro LED微元件240通过范德华力键合，采用激光剥离技术将Micro LED微元件240从蓝宝石基板上剥离，此时，Micro LED微元件240通过范德华力键合于聚二甲基硅氧烷临时转移基板210上，如图9所示，为采用激光剥离后，本对比例的聚二甲基硅氧烷临时转移基板及Micro LED微元件的扫描电子显微镜图(SEM图)，从图中可以看出，大量的MicroLED微元件碎裂，损坏，Micro LED微元件与临时转移基板结合不平整、呈现散乱分布现象，未碎裂的Micro LED微元件与临时转移基板结合也不平整，影响转印头将Micro LED微元件转移至驱动电路板上的排布情况，且Micro LED微元件的良率极低。采用本对比例的不含微孔结构的聚二甲基硅氧烷临时转移基板210与Micro LED微元件240通过范德华力键合时，通过激光将Micro LED微元件240剥离蓝宝石基板上后，位于聚二甲基硅氧烷临时转移基板210上的Micro LED微元件240由于受到激光剥离给予的冲击力，使得Micro LED微元件240碎裂，损坏，未碎裂的Micro LED微元件240与临时转移基板210结合出现未完全贴合等现象。
以临时转移基板110采用聚二甲基硅氧烷为例，如图6所示，微元件140通过范德华力键合于临时转移基板110上，如图7所示，为采用激光剥离后，临时转移基板与Micro LED微元件结合的扫描电子显微镜图(SEM图)。如图6所示，附着于衬底120上的临时转移基板110临时转移面与蓝宝石基板上的微元件140通过范德华力键合，其中，临时转移基板110具有微孔结构111；再采用激光剥离技术将微元件140从蓝宝石基板上剥离。图7中的插图为单个Micro LED微元件与临时转移基板的扫描电子显微镜图，从图7的插图中可以看出聚二甲基硅氧烷临时转移基板具有周期性分布的微孔结构，微元件位于聚二甲基硅氧烷临时转移基板的上方。此外，从图7中可以看出，经过激光剥离后，微元件140呈阵列分布于临时转移基板110上，微元件140有极少量破损，微元件140的良率较高。
本发明实施例的临时转移基板110与对比例的临时转移基板210与Micro LED微元件通过范德华力键合，采用激光剥离技术将Micro LED微元件与蓝宝石基板剥离；通过如图7和9所示的扫描电子显微镜测试结果可以看出，本发明实施例的临时转移基板110的临时转移面具有周期性微孔结构111，可以有效的缓冲激光剥离对Micro LED微元件的冲击力，减少Micro LED微元件的碎裂情况的发生，可以显著提高Micro LED微元件的良率，且MicroLED微元件与临时转移基板110以范德华力结合，Micro LED微元件平整度高，且Micro LED微元件阵列排布均匀。
以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明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，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种微元件的临时转移基板，其特征在于，所述临时转移基板的至少一面为临时转移面，所述临时转移基板的所述临时转移面一侧具有多个微孔结构，所述微孔结构用于分散微元件剥离时所受的冲击力，其中，所述微孔结构为通孔或盲孔。
2.根据权利要求1所述的临时转移基板，其特征在于，所述临时转移基板的材料为有机高分子材料，且所述有机高分子材料具有粘性，或所述有机高分子材料可与所述微元件通过范德华力结合。
3.根据权利要求2所述的临时转移基板，其特征在于，所述临时转移基板的材料包括聚二甲基硅氧烷。
4.根据权利要求1所述的临时转移基板，其特征在于，所述微孔结构沿所述临时转移基板厚度方向的纵截面的形状为矩形、倒梯形或三角形，所述微孔结构周期性分布于所述基板上。
5.根据权利要求1所述的临时转移基板，其特征在于，所述微孔结构的孔面积小于微元件的横截面面积。
6.根据权利要求1-5任一项所述的临时转移基板，其特征在于，所述微孔结构的孔直径为1～4微米，相邻微孔结构之间的间距为1～6微米。
7.一种微元件的临时转移基板的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
在衬底上旋涂一层临时转移材料，形成临时转移材料层；
采用硬质印章对所述临时转移材料层进行压印，所述硬质印章的一侧主表面上设置有间隔排布的若干凸起；
将临时转移材料进行固化，并剥离所述硬质印章，获得微元件的临时转移基板。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述临时转移材料为具有粘性的有机高分子材料，或可与微元件通过范德华力结合的有机高分子材料。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述临时转移材料包括聚二甲基硅氧烷。
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