CN112820752B - 微发光二极管阵列基板及微发光二极管的转移方法 - Google Patents

微发光二极管阵列基板及微发光二极管的转移方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种微发光二极管阵列基板及微发光二极管的转移方法，微发光二极管阵列基板具体包括：衬底基板及位于衬底基板上阵列排布的若干微发光二极管；其中，相邻微发光二极管之间藉由金属块而隔开，且金属块在垂直于衬底基板方向的高度大于微发光二极管的高度。以此在转移过程中，去除金属块后在临时键合胶上留下凹槽，通过在凹槽中通入清洗剂，去除临时键合胶，以实现在常温下聚二甲基硅氧烷转移装置对微发光二极管的拾取，提高微发光二极管的转移良率。

Description

微发光二极管阵列基板及微发光二极管的转移方法
技术领域
本发明涉及微发光二极管的转移，特别是涉及一种微发光二极管阵列基板及微发光二极管的转移方法。
背景技术
随着显示行业的快速发展，显示技术的不断更新迭代，微发光二极管(MicroLight-emitting Diodes，Micro-LED)显示技术有望成为下一代主流显示技术。Micro-LED显示技术比目前的OLED显示技术拥有更高的亮度、更好的发光效率以及更低的功耗，具有明显的技术优势。
微发光二极管是指微米尺寸的发光二极管(Light-emitting Diodes，LED)。批量转移工艺是Micro-LED技术中最重要的一环，包括临时键合、激光剥离、拾取和绑定，其中，用于拾取工艺的转移头有许多种，按照工作原理可分为：静电力转移头、电磁力转移头、聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)转移头、真空转移头。而PDMS转移头结构最为简单，加工难度低，且在转移光电器件方面多有报道，被视为非常有前景的工艺路线。但PDMS材料在高温下会出现粘附力下降、膨胀等问题，不利于Micro-LED的转移良率，因此需要开发基于PDMS转移头的常温转移方法。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种微发光二极管的阵列基板及微发光二极管的转移方法，以提高微发光二极管的转移良率。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种微发光二极管阵列基板，包括：衬底基板及位于所述衬底基板上阵列排布的若干微发光二极管；其中，相邻微发光二极管之间藉由金属块而隔开，且所述金属块在垂直于所述衬底基板方向的高度大于所述微发光二极管的高度。
其中，所述金属块与所述微发光二极管不接触。
其中，所述金属块为方块状、圆柱状、棱柱状中的一种或组合。
其中，所述金属块包括行金属块和列金属块，其中，所述行金属块用于将相邻两行的所述微发光二极管隔开，所述列金属块用于将相邻两列的所述微发光二极管隔开。
其中，所述金属块与所述衬底基板一体成型。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种微发光二极管的转移方法，包括：将微发光二极管阵列基板与临时键合基板进行临时键合；其中，所述微发光二极管阵列基板包括衬底基板及位于所述衬底基板上阵列排布的若干微发光二极管；相邻微发光二极管之间藉由金属块而隔开，且所述金属块在垂直于所述衬底基板方向的高度大于所述微发光二极管的高度；所述临时键合基板上涂覆有临时键合胶以临时键合所述微发光二极管阵列基板中的所述微发光二极管；去除所述衬底基板及所述金属块，其中，所述微发光二极管粘贴在所述临时键合胶上，而在所述临时键合胶对应所述金属块的位置上形成相应的凹槽；使所述转移装置贴附所述临时键合基板上粘贴的所述微发光二极管；在所述凹槽中通入清洗剂，以去除所述临时键合胶从而将临时键合基板剥离，以将所述微发光二极管转移至所述转移装置。
其中，所述“去除所述衬底基板及所述金属块”的步骤，包括：激光照射以剥离所述衬底基板和所述金属块。
其中，所述在所述凹槽中通入清洗剂以去除所述临时键合胶从而将临时键合基板剥离的步骤，包括：在所述临时键合基板至少一侧的所述凹槽的开口处通入清洗剂，而在所述临时键合基板其它侧的所述凹槽的开口处提供真空吸力，以利用所述真空吸力而使所述清洗剂进入所述凹槽中，从而利用所述清洗剂去除所述临时键合胶。
其中，所述凹槽在垂直于所述临时键合基板方向上的深度大于所述转移装置在垂直所述转移基板方向上的形变量与所述清洗剂渗入所需的最小通道的高度之和。
其中，所述转移装置为聚二甲基硅氧烷转移头。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的微发光二极管阵列基板包括衬底基板及位于衬底基板上阵列排布的若干微发光二极管；其中，相邻微发光二极管之间藉由金属块而隔开，且金属块在垂直于衬底基板方向的高度大于微发光二极管的高度。通过在微发光二极管阵列基板上设置金属块，通过金属块在转移过程中形成凹槽，有效去除键合胶，进而将微发光二极管与聚二甲基硅氧烷转移头粘合，提高微发光二极管的转移良率。
附图说明
图1是本发明微发光二极管阵列基板的结构示意图的俯视图；
图2是本发明微发光二极管阵列基板的结构示意图的主视图；
图3是本发明微发光二极管转移方法的一实施例的流程示意图；
图4-图7是本发明微发光二极管转移方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
在聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)转移头批量转移微发光二极管的转移工艺中，需要使用PDMS转移头从临时键合胶表面拾取微发光二极管，常用的临时键合胶材料按照材料性质可分为热塑型、紫外光敏型等。对于热塑型临时键合基板，通过加热，可以将胶从固态变为液态，从而实现PDMS转移头对微发光二极管的拾取，但一般工艺温度都在150℃以上，会影响PDMS转移头的性质。其中一种代替方式是，完成PDMS转移头和临时键合基板的贴合后，浸泡在临时键合胶的清洗溶液中，待临时键合胶溶解后，微发光二极管会留在PDMS转移头上。但PDMS与临时键合基板贴合效果好，清洗剂不能渗入，工艺时间持续30分钟依然不能将临时键合胶溶解。
基于上述问题，本申请提出一种新型的微发光二极管阵列基板，在相邻的微发光二极管之间设置金属块，在将微发光二极管与临时键合基板键合后，去除金属块，金属块会在临时键合基板上的临时键合胶上留下凹槽，在凹槽中通入清洗剂，去除临时键合胶，将微发光二极管与临时键合基板分离，实现PDMS转移头在常温下对微发光二极管的拾取，进而提高微发光二极管的转移良率。
本发明提供的微发光二极管阵列基板包括衬底基板，在衬底基板上阵列排布的若干微发光二极管，相邻的微发光二极管之间具有金属块，金属块将相邻的微发光二极管隔离开，且为了保证金属块不会损坏微发光二极管，金属块与微发光二极管不接触。为了保证金属块在临时键合胶上留下的凹槽能够保证清洗剂充分通入，进而将临时键合胶去除，金属块的高度需要在设定范围内。
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。
请参见图1，为本申请微发光二极管阵列基板的结构示意图的俯视图。包括衬底基板11及位于衬底基板11上阵列排布的若干微发光二极管12。相邻微发光二极管12之间藉由金属块13而隔开，具体地，金属块13包括行金属块131和列金属块132。行金属块131用于将相邻两行的微发光二极管12隔开，列金属块132用于将相邻两列的微发光二极管12隔开。
具体地，衬底基板11为制作微发光二极管12的生长衬底，对于制作微发光二极管12而言，衬底材料的选择是非常重要的，应该采用哪种合适的材料作为衬底基板11，需要根据设备和微发光二极管12器件的要求进行选择。市面上一般有三种材料可作为衬底，包括蓝宝石衬底(Al2O3)、硅(Si)、碳化硅(SiC)。
为了清楚说明上述结构，请进一步参见图2，图2为本申请微发光二极管阵列基板的结构示意图的主视图。具体地，金属块13在垂直于衬底基板11方向的高度大于微发光二极管12的高度。在一具体实施例中，微发光二极管12与金属块13不接触。在另一实施例中，只要能够保证金属块13不会因接触而损坏微发光二极管12，金属块13可以与微发光二极管12接触。金属块13可以为铁块、铜块、铝块等，具体不做限定。
在本实施例中，金属块13为方块状，在其他实施例中，金属块13还可以为圆柱状、棱柱状中的一种或组合，具体不做限定，当然，金属块13的形状也可以为除上述形状外的任意形状，例如不规则形状等，在此也不做具体限定。。
本申请提供的微发光二极管12在进行转移时，先将微发光二极管阵列基板通过临时键合胶与临时键合基板键合，使用激光照射的方式去除衬底基板11。剥离衬底基板11的过程中会去除金属块13，去除金属块13后临时键合胶上形成凹槽。具体地，当微发光二极管12转移至临时键合基板后，衬底基板11和金属块13被去除。在本发明的具体应用中，金属块13被去除后，会留下凹槽，通过在凹槽中通入清洗剂，进而使转移装置拾取微发光二极管12，为了保证清洗剂能够进入凹槽中，需要对凹槽的深度进行限定。在一具体实施例中，凹槽的深度等于金属块13的高度，为满足需求，金属块13的高度大于转移装置在垂直方向的形变量及清洗剂渗入所需的通道的高度之和。
在本实施例中，通过在相邻的微发光二极管之间设置金属块13，在进行转移时，去除金属块13，在金属块13形成的凹槽中滴入清洗剂，进而将微发光二极管12与临时键合基板剥离，使转移装置能够在常温状态下拾取微发光二极管12，以此提高微发光二极管12的转移良率。
请参见图3，为本发明微发光二极管的转移方法的流程示意图。包括：
步骤S31：将微发光二极管阵列基板与临时键合基板进行临时键合，临时键合基板上涂覆有临时键合胶以临时键合微发光二极管阵列基板中的微发光二极管。
具体地，请参见图4，将微发光二极管阵列基板与临时键合基板14键合，临时键合基板14上涂覆有临时键合胶15。
其中，微发光二极管阵列基板包括衬底基板11及位于衬底基板11上阵列排布的若干微发光二极管12；相邻微发光二极管12之间藉由金属块13而隔开，且金属块13在垂直于衬底基板11方向的高度大于微发光二极管12的高度。
在将微发光二极管阵列基板与临时键合基板14进行键合时，微发光二极管12朝向临时键合基板14，微发光二极管12及金属块13与临时键合胶15咬合。
具体地，在临时键合基板14上涂覆临时键合胶15时，使临时键合胶15远离临时键合基板14的一表面平齐，以便于键合微发光二极管阵列基板。
步骤S32：去除衬底基板及金属块，其中，微发光二极管粘贴在临时键合胶上，而在临时键合胶对应金属块的位置上形成相应的凹槽。
具体地，请参见图5，将衬底基板11及金属块13去除，使微发光二极管12留在临时键合胶15上。去除金属块13后，金属块13会在临时键合胶15上留下凹槽。
在一具体实施例中，激光照射衬底基板11及金属块13，以将衬底基板11及金属块13剥离。其中衬底基板11与金属块13可以为一整体，也可以为分开的两个部件，在此不做限定。衬底基板11与金属块13为一整体，激光照射衬底基板11即可将衬底基板11及金属块13从临时键合胶15上剥离。
步骤S33：使转移装置贴附临时键合基板上粘贴的微发光二极管。
请继续参见图5，在将衬底基板11及金属块13去除后，微发光二极管12粘贴在临时键合胶15上，此时将转移装置16放置在微发光二极管12远离临时键合基板14的一侧，使转移装置16与微发光二极管12贴合。
步骤S34：在凹槽中通入清洗剂，以去除临时键合胶从而将临时键合基板剥离，以将微发光二极管转移至转移装置。
具体地，在临时键合基板14至少一侧的凹槽的开口处通入清洗剂，在临时键合基板14其它侧的凹槽的开口处提供真空吸力，以利用真空吸力将清洗剂吸入到凹槽中，从而利用清洗剂去除临时键合胶15。
具体地，请参见图6，在一具体实施例中，为了保证临时键合胶15被全部去除，在不通入清洗剂的凹槽的开口处设置真空吸头17，以通过真空吸头17提供真空吸力。例如图6所示的实施例中，在临时键合基板14的一侧通入清洗剂，其余侧设置真空吸头17，在清洗剂进入凹槽中，真空吸头17提供吸力，使清洗剂在凹槽中流动。在另一实施例中，还可以如图7所示，在临时键合基板14的相邻两侧通入清洗剂，另外相邻的两侧设置真空吸头17，通过真空吸头17提供吸力，使清洗剂在凹槽中流动。以彻底清除临时键合胶15，进而将临时键合基板14与微发光二极管12分离开，使转移装置16拾取微发光二极管12。
在一实施例中，为了保证清洗剂能够流入凹槽，凹槽在垂直于临时键合基板14方向上的深度大于转移装置16在垂直临时键合基板14方向上的形变量与清洗剂渗入所需的最小通道的高度之和。以此使清洗剂充分流入凹槽中，进而去除临时键合胶15。
在本申请提供的实施例中，转移装置16为聚二甲基硅氧烷转移头。根据本发明提供的微发光二极管阵列基板及微发光二极管的转移方法，能够在常温下使转移装置拾取微发光二极管，不影响转移装置(聚二甲基硅氧烷转移头)的吸力，提高了微发光二极管的转移良率。
在本实施例中，所述微发光二极管阵列基板只描述了部分相关结构及功能，其他结构及功能与现有技术中的微发光二极管阵列基板的结构及功能相同，在此不再赘述。
以上所述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 (10)

1.一种微发光二极管阵列基板，其特征在于，包括：
衬底基板及位于所述衬底基板上阵列排布的若干微发光二极管；
其中，相邻微发光二极管之间藉由金属块而隔开，且所述金属块在垂直于所述衬底基板方向的高度大于所述微发光二极管的高度；
其中，所述衬底基板及所述金属块用于在所述微发光二极管的转移过程中被去除。
2.根据权利要求1所述的微发光二极管阵列基板，其特征在于，
所述金属块与所述微发光二极管不接触。
3.根据权利要求1所述的微发光二极管阵列基板，其特征在于，所述金属块为方块状、圆柱状、棱柱状中的一种或组合。
4.根据权利要求1所述的微发光二极管阵列基板，其特征在于，所述金属块包括行金属块和列金属块，其中，所述行金属块用于将相邻两行的所述微发光二极管隔开，所述列金属块用于将相邻两列的所述微发光二极管隔开。
5.根据权利要求1所述的微发光二极管阵列基板，其特征在于，所述金属块与所述衬底基板一体成型。
6.一种微发光二极管的转移方法，其特征在于，包括：
将微发光二极管阵列基板与临时键合基板进行临时键合；其中，所述微发光二极管阵列基板包括衬底基板及位于所述衬底基板上阵列排布的若干微发光二极管；相邻微发光二极管之间藉由金属块而隔开，且所述金属块在垂直于所述衬底基板方向的高度大于所述微发光二极管的高度；所述临时键合基板上涂覆有临时键合胶以临时键合所述微发光二极管阵列基板中的所述微发光二极管；
去除所述衬底基板及所述金属块，其中，所述微发光二极管粘贴在所述临时键合胶上，而在所述临时键合胶对应所述金属块的位置上形成相应的凹槽；
使转移装置贴附所述临时键合基板上粘贴的所述微发光二极管；
在所述凹槽中通入清洗剂，以去除所述临时键合胶从而将临时键合基板剥离，以将所述微发光二极管转移至所述转移装置。
7.根据权利要求6所述的转移方法，其特征在于，所述“去除所述衬底基板及所述金属块”的步骤包括：
激光照射以剥离所述衬底基板和所述金属块。
8.根据权利要求6所述的转移方法，其特征在于，所述在所述凹槽中通入清洗剂以去除所述临时键合胶从而将临时键合基板剥离的步骤，包括：
在所述临时键合基板至少一侧的所述凹槽的开口处通入清洗剂，而在所述临时键合基板其它侧的所述凹槽的开口处提供真空吸力，以利用所述真空吸力而使所述清洗剂进入所述凹槽中，从而利用所述清洗剂去除所述临时键合胶。
9.根据权利要求6所述的转移方法，其特征在于，所述凹槽在垂直于所述临时键合基板方向上的深度大于所述转移装置在垂直所述临时键合基板方向上的形变量与所述清洗剂渗入所需的最小通道的高度之和。
10.根据权利要求6所述的转移方法，其特征在于，所述转移装置为聚二甲基硅氧烷转移头。
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