CN112993090B - 一种微型发光二极体转移方法及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明所提供的一种微型发光二极体转移方法及显示装置,包括:提供聚合物溶液,将所述聚合物溶液涂抹至在生长基板上生长的多个微型发光二极体上,其中,所述聚合物溶液在加热到预设温度时固化;固化多个所述微型发光二极体上的所述聚合物溶液,形成聚合物薄膜层;剥离所述生长基板;提供一紫外线膜,将所述紫外线膜贴合在多个所述微型发光二极体的生长面,所述生长面与所述聚合物薄膜层所在面相对设置;提供一目的基板,将所述微型发光二极体上有所述聚合物薄膜层的一侧贴合至所述目的基板上;将所述聚合物薄膜层和所述紫外线膜剥离。本发明实现了微型发光二极体从生长基板到目的基板的转移,操作简单方便,成本低。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域,尤其涉及的是一种微型发光二极体转移方法及显示装置。
背景技术
微型发光二极体(Micro LED)作为新一代显示技术或者最终显示技术,相比传统的液晶显示技术(Liquid Crystal Display,LCD)、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)来说,微型发光二极体具有更高的亮度、发光效率,更好的色彩还原力,更低的功耗等优势,因此被业界所青睐。
微型发光二极体的优势来源于更小的间距,伴随着尺寸的缩小同时也来带技术上的难题,传统的LED封装主要采用真空吸附的方式进行转移,但由于真空管在物理极限下只能做到80μm,微型发光二极体的尺寸基本小于50μm,所以真空吸附的方式不再适用于微型发光二极体的转移。因此,目前还没有一种操作简单、成本低的技术适用于微型发光二极体转移。
因此,现有技术存在缺陷,有待改进与发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述缺陷,提供一种微型发光二极体转移方法及显示装置,旨在解决现有技术中还没有一种操作简单、成本低的技术适用于微型发光二极体转移的问题。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下:
一种微型发光二极体转移方法,其中,包括:
提供聚合物溶液,将所述聚合物溶液涂抹至在生长基板上生长的多个微型发光二极体上,其中,所述聚合物溶液在加热到预设温度时固化;
固化多个所述微型发光二极体上的所述聚合物溶液,形成聚合物薄膜层;
剥离所述生长基板;
提供一紫外线膜,将所述紫外线膜贴合在多个所述微型发光二极体的生长面,所述生长面与所述聚合物薄膜层所在面相对设置;
提供一目的基板,将所述微型发光二极体上有所述聚合物薄膜层的一侧贴合至所述目的基板上;
将所述聚合物薄膜层和所述紫外线膜剥离。
进一步地,所述聚合物溶液由10-45WT%聚乙烯醇,10-20WT%聚乙烯吡咯烷酮,15-25WT%聚乙二醇,乙醇与水组成。
进一步地,所述聚合物薄膜层的厚度大于5微米且小于或等于20微米。
进一步地,所述聚合物薄膜层的厚度为15微米。
进一步地,在所述将所述紫外线膜贴合在多个所述微型发光二极体的生长面之后,所述方法还包括:
利用所述紫外线膜对多个所述微型发光二极体进行扩晶操作,以使多个所述微型发光二极体之间的点间距达到预设阈值。
进一步地,所述将所述聚合物薄膜层和所述紫外线膜剥离,包括:
提供一溶解液,将所述目的基板放入所述溶解液中,以溶解所述微型发光二极体与所述目的基板之间的所述聚合物薄膜层;
利用紫外线照射所述紫外线膜,以剥离所述微型发光二极体上的所述紫外线膜。
进一步地,所述溶解液为乙醇或水,其中,所述溶解液具有溶解温度,所述溶解温度大于所述预设温度。
进一步地,所述固化多个所述微型发光二极体上的所述聚合物溶液,形成聚合物薄膜层,包括:
提供一加热装置,利用所述加热装置将多个所述微型发光二极体上的所述聚合物溶液加热到所述预设温度,形成聚合物薄膜层。
本发明还提供一种显示装置,其中,包括目的基板和微型发光二极体,所述微型发光二极体绑定在所述目的基板上。
进一步地,所述目的基板上设有凹槽,所述凹槽内设有电接触垫,所述微型发光二极体与所述电接触垫电连接。
本发明所提供的一种微型发光二极体转移方法及显示装置,包括:提供聚合物溶液,将所述聚合物溶液涂抹至在生长基板上生长的多个微型发光二极体上,其中,所述聚合物溶液在加热到预设温度时固化;固化多个所述微型发光二极体上的所述聚合物溶液,形成聚合物薄膜层;剥离所述生长基板;提供一紫外线膜,将所述紫外线膜贴合在多个所述微型发光二极体的生长面,所述生长面与所述聚合物薄膜层所在面相对设置;提供一目的基板,将所述微型发光二极体上有所述聚合物薄膜层的一侧贴合至所述目的基板上;将所述聚合物薄膜层和所述紫外线膜剥离。本发明通过在微型发光二极体上涂抹聚合物溶液并固化,将生长基板剥离,然后贴合紫外线膜,将微型发光二极体顺利的转移至目的基板上,最后将聚合物薄膜层溶解,将紫外线膜剥离,完成微型发光二极体与目的基板的贴合,实现了微型发光二极体从生长基板到目的基板的巨量转移,操作简单方便,并且本申请还可以重复利用聚合物溶液,进而降低转移成本。
附图说明
图1是本发明中微型发光二极体转移方法较佳实施例的流程图。
图2是本发明中微型发光二极体转移方法较佳实施例中聚合物溶液固化后的结构示意图。
图3是本发明中微型发光二极体转移方法较佳实施例中剥离生长基板后的结构示意图。
图4是本发明中微型发光二极体转移方法较佳实施例中贴合紫外线膜后的结构示意图。
图5是本发明中微型发光二极体转移方法较佳实施例中贴合目的基板后的结构示意图。
图6是本发明中微型发光二极体转移方法较佳实施例中聚合物薄膜层溶解后的结构示意图。
图7是本发明中微型发光二极体转移方法较佳实施例中剥离紫外线膜后的结构示意图。
图8是本发明中显示装置较佳实施例的微型发光二极体的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
微型发光二极体发展至今,巨量转移这一关键技术有静电吸附技术,流体装配技术,滚轮压印技术,凡得瓦力转印技术,镭射转移技术等,但是上述各项技术操作复杂且成本昂贵,并且技术相对不够成熟。本发明则提供了一种操作简单、成本低的微型发光二极体巨量转移技术。
请参见图1,图1是本发明中微型发光二极体转移方法的流程图。如图1所示,本发明实施例所述的微型发光二极体转移方法包括以下步骤:
S100、提供聚合物溶液,将所述聚合物溶液涂抹至在生长基板上生长的多个微型发光二极体上,其中,所述聚合物溶液在加热到预设温度时固化。
如图2-图7所示,本发明的微型发光二极体转移方法是将制作在生长基板10上的微型发光二极体20转移到目的基板50上。所述聚合物溶液具体为可溶解性聚合物溶液。放置时,如图2所示,将微型发光二极体20朝上,生长基板10朝下,此时,微型发光二极体20的正面(即发光面,也可以说是不与生长基板10接触的正对面)是朝上的,在微型发光二极体20的正面涂抹聚合物溶液。
在一种实现方式中,所述聚合物溶液由10-45WT%聚乙烯醇,10-20WT%聚乙烯吡咯烷酮,15-25WT%聚乙二醇,乙醇与水组成。也就是说,所述聚合物溶液的化学组分包括:10-45WT%聚乙烯醇,10-20WT%聚乙烯吡咯烷酮,15-25WT%聚乙二醇,乙醇与水。其中“WT%”是指质量百分比。当然的,也可以使用其他可溶解性聚合物溶液。由于聚合物溶液是一种粘稠性溶液,通过加热,乙醇、水分子蒸发后固化成聚合物薄膜层30。例如,将聚合物溶液加热至60℃-70℃时,可以使得该聚合物溶液固化,以形成聚合物薄膜层30。
进一步地,所述聚合物薄膜层30的厚度大于5微米且小于或等于20微米。在一种实现方式中,所述聚合物薄膜层30的厚度为15微米。具体的,所述聚合物溶液的涂抹厚度为5-20微米(μm)。在进行涂抹时,可使用工业成熟的旋转法、喷涂法、浸泡法。例如,设定一旋转速度为4000-5500R/Min,设定一旋转时间1-2min,实现聚合物涂抹厚度为5-20μm。具体实施时,因溶液比例,粘稠度有所差异,可适应性改变旋转速度和旋转时间。
所述步骤S100之后为:S200、固化多个所述微型发光二极体上的所述聚合物溶液,形成聚合物薄膜层。
在一种实现方式中,所述步骤S200具体为:提供一加热装置,利用所述加热装置将多个所述微型发光二极体上的所述聚合物溶液加热到所述预设温度,形成聚合物薄膜层。其中,所述预设温度为60℃-70℃。例如,将涂抹有聚合物溶液的微型发光二极体20连同生长基板10一起放入无尘烤箱中,在60℃-70℃温度下烘烤1-2分钟,使聚合物溶液固化,与微型发光二极体20紧密粘合。
可选地,预设温度可以是65℃。
当然,在实际使用中,该预设温度可以根据实际需求从60℃-70℃中进行选取。在此,不作具体限定。
所述步骤S200之后为:S300、剥离所述生长基板,例如通过激光照射所述生长基板10,以将生长基板10与微型发光二极体20进行分离。具体的,对生长基板10进行剥离的原理如下。外延层材料与生长基板10(蓝宝石衬底,硅衬底)对于紫外激光具有不同的吸收率。生长基板10中的蓝宝石具有较高的带隙能量(9.9eV),氮化镓带隙能量(约3.3eV),248nm的氟化氪(KrF)准分子激光辐射能量(5.0eV),所以蓝宝石对于248nm的氟化氪(KrF)准分子激光是透明不吸收能量的,而氮化镓会吸收248nm激光能量,激光穿过蓝宝石达到氮化镓缓冲层以进行激光剥离。
当然,在实际使用中,也可以通过其他方式剥离生长基板10,例如利用范德瓦力进行剥离。在此,不作具体限定。
所述步骤S300之后为:S400、提供一紫外线膜,将所述紫外线膜贴合在多个所述微型发光二极体的生长面,所述生长面与所述聚合物薄膜层所在面相对设置。
举例来说,如图3所示,将聚合物薄膜层30朝下,微型发光二极体20朝上,此时,微型发光二极体20的生长面朝上,如图4所示,在微型发光二极体20上贴合紫外线膜40。
进一步地,所述“将所述紫外线膜贴合在多个所述微型发光二极体的生长面”之后,所述方法还包括:利用所述紫外线膜40对多个所述微型发光二极体20进行扩晶操作,以使多个所述微型发光二极体20之间的点间距达到预设阈值。
也就是说,在生长面上贴合紫外线膜40后,先通过紫外线膜40对多个所述微型发光二极体20进行扩晶,使其扩膜以达到目标的点间距(例如,点间距为100微米或者是10微米等),以便于与目的基板50上的电接触垫实现对位贴合。设置紫外线膜40是因为没有进行激光剥离前,微型发光二极体20与生长基板10在一起无法扩膜。紫外线膜40具有紫外线(UV)照射前粘性高,贴附性强,紫外线照射后失去粘性,剥离简单,无污染,无残胶等优点。
所述步骤S400之后为:S500、提供一目的基板,将所述微型发光二极体上有所述聚合物薄膜层的一侧贴合至所述目的基板上。如图5所示,将聚合物薄膜层30与目的基板50贴合。
所述步骤S500之后为:S600、将所述聚合物薄膜层和所述紫外线膜剥离。
在一种实现方式中,所述步骤S600包括:
S610、提供一溶解液,将所述目的基板放入所述溶解液中,以溶解所述微型发光二极体与所述目的基板之间的所述聚合物薄膜层。
进一步地,所述溶解液为乙醇或水,其中,所述溶解液具有溶解温度,所述溶解温度大于所述预设温度。具体的,溶解温度可设置为70℃-90℃,例如,溶解温度可以是85℃,将聚合物薄膜层30连同微型发光二极体20、目的基板50一起放入溶解液中,浸泡5-10min(例如,5分钟、8分钟或者是10分钟等)。聚合物薄膜层30溶解后,如图6所示,微型发光二极体20与目的基板50贴合。此时,溶解后的聚合物薄膜层30会重新变成聚合物溶液混合在所述溶解液中,用户可以根据溶解液与聚合物溶液的性质将该聚合物溶液从溶解液中提取出来,以进行重复使用,节约在转移微型发光二极体20时的材料,大幅度的节约了成本。
S620、利用紫外线照射所述紫外线膜,以剥离所述微型发光二极体上的所述紫外线膜。
作为一种实施方式,微型发光二极体20与目的基板50贴合后,对微型发光二极体20上的紫外线膜40进行紫外照射,紫外线膜40失去粘性,与微型发光二极体20分离,如图7所示。这样,就实现了微型发光二极体20从生长基板10到目的基板50的巨量转移。
在上述实现过程中,由于本发明的微型发光二极体转移方法没有化学反应,可以没有废气废液的排放,从而可以节约对废气废液处理的成本,另外还避免了微型发光二极体20的损伤偏移,以及可以使得转移介质可重复利用,因此,本申请的转移操作相对现有技术更加简单方便,且能够有效降低转移微型发光二极体20过程的材料成本。
下面列举一具体实施例进行说明。
步骤A1、利用旋转法在生长基板10上具有微型发光二极体20的一面(发光面)涂抹一层可溶解性聚合物溶液,条件设置为:旋转速度4000-5500R/Min,旋转时间1-2min;涂抹厚度为5-20μm;放入无尘烤箱中,将无尘烤箱的工作条件设置为:温度60℃-70℃,时间1-2分钟,将可溶解性聚合物溶液固化为聚合物薄膜层30。
步骤A2、利用激光剥离生长基板10。
步骤A3、在微型发光二极体20的生长面(远离聚合物薄膜层30的一面)贴合紫外线膜40。
步骤A4、在聚合物薄膜层30背离微型发光二极体20的一面与目的基板50贴合,即在面向微型发光二极体20发光面的一面贴合目的基板50。
步骤A5、将聚合物薄膜层30浸入温度为70℃-90℃的乙醇或水中5-10min,聚合物薄膜层30溶解。
步骤A6、利用紫外照射剥离紫外线膜40。
本发明还提供了一种显示装置,请参阅图8,包括目的基板50和微型发光二极体20,所述微型发光二极体20绑定在所述目的基板50上。
进一步地,所述目的基板50上设有凹槽,所述凹槽内设有电接触垫60,所述微型发光二极体20与所述电接触垫60电连接。
在上述实现过程中,通过设置凹槽,并且在凹槽内设置电接触垫60,从而更加方便在溶解掉聚合物薄膜层30后该微型发光二极体20落入凹槽内,进而便于将微型发光二极体20进行固定。
在一可能的实施例中,所述目的基板50上可以不用设置凹槽,直接设置电接触垫60,在溶解掉聚合物薄膜层30后,微型发光二极体20可以通过重力作用自动与电接触垫60键合。
综上所述,本发明公开的一种微型发光二极体转移方法及显示装置,包括:提供聚合物溶液,将所述聚合物溶液涂抹至在生长基板上生长的多个微型发光二极体上,其中,所述聚合物溶液在加热到预设温度时固化;固化多个所述微型发光二极体上的所述聚合物溶液,形成聚合物薄膜层;剥离所述生长基板;提供一紫外线膜,将所述紫外线膜贴合在多个所述微型发光二极体的生长面,所述生长面与所述聚合物薄膜层所在面相对设置;提供一目的基板,将所述微型发光二极体上有所述聚合物薄膜层的一侧贴合至所述目的基板上;将所述聚合物薄膜层和所述紫外线膜剥离。本发明通过在微型发光二极体上涂抹聚合物溶液并固化,将生长基板剥离,然后贴合紫外线膜,将微型发光二极体顺利的转移至目的基板上,最后将聚合物薄膜层溶解,将紫外线膜剥离,完成微型发光二极体与目的基板的贴合,实现了微型发光二极体从生长基板到目的基板的巨量转移,操作简单方便,成本低。
应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种微型发光二极体转移方法,其特征在于,包括:
提供聚合物溶液,将所述聚合物溶液涂抹至在生长基板上生长的多个微型发光二极体上,其中,所述聚合物溶液在加热到预设温度时固化;
固化多个所述微型发光二极体上的所述聚合物溶液,形成聚合物薄膜层;
剥离所述生长基板;
提供一紫外线膜,将所述紫外线膜贴合在多个所述微型发光二极体的生长面,所述生长面与所述聚合物薄膜层所在面相对设置;
提供一目的基板,将所述微型发光二极体上有所述聚合物薄膜层的一侧贴合至所述目的基板上;
将所述聚合物薄膜层和所述紫外线膜剥离,使所述微型发光二极体与所述目的基板贴合;
所述聚合物薄膜层剥离包括:提供一溶解液,将所述目的基板放入所述溶解液中,以溶解所述微型发光二极体与所述目的基板之间的所述聚合物薄膜层。
2.根据权利要求1所述的微型发光二极体转移方法,其特征在于,所述聚合物溶液由10-45WT%聚乙烯醇,10-20WT%聚乙烯吡咯烷酮,15-25WT%聚乙二醇,乙醇与水组成。
3.根据权利要求1所述的微型发光二极体转移方法,其特征在于,所述聚合物薄膜层的厚度大于5微米且小于或等于20微米。
4.根据权利要求3所述的微型发光二极体转移方法,其特征在于,所述聚合物薄膜层的厚度为15微米。
5.根据权利要求3所述的微型发光二极体转移方法,其特征在于,在所述将所述紫外线膜贴合在多个所述微型发光二极体的生长面之后,所述方法还包括:
利用所述紫外线膜对多个所述微型发光二极体进行扩晶操作,以使多个所述微型发光二极体之间的点间距达到预设阈值。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的微型发光二极体转移方法,其特征在于,将所述紫外线膜剥离,包括:
利用紫外线照射所述紫外线膜,以剥离所述微型发光二极体上的所述紫外线膜。
7.根据权利要求6所述的微型发光二极体转移方法,其特征在于,所述溶解液为乙醇或水,其中,所述溶解液具有溶解温度,所述溶解温度大于所述预设温度。
8.根据权利要求1所述的微型发光二极体转移方法,其特征在于,所述固化多个所述微型发光二极体上的所述聚合物溶液,形成聚合物薄膜层,包括:
提供一加热装置,利用所述加热装置将多个所述微型发光二极体上的所述聚合物溶液加热到所述预设温度,形成聚合物薄膜层。
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