CN113035765A - 芯片转移方法及装置、显示基板及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本公开实施例提供一种芯片转移方法及装置、显示基板及显示装置，该芯片转移方法包括：将芯片晶圆中的多个发光二极管LED芯片转移到过渡基板上；其中，所述过渡基板包括：基底和位于基底的一侧的多个粘附结构，所述粘附结构包括：内壁向中间倾斜的凹槽，被配置为粘取LED芯片，并使粘附于内壁上的LED芯片呈倾斜状态；所述LED芯片包括：位于同一侧的第一电极和第二电极，第一电极和第二电极包括磁性材料；在磁吸单元提供的磁力的作用下，控制LED芯片垂直翻转，以使第一电极和第二电极朝向背离所述过渡基板的方向；将所述过渡基板上的翻转后的多个LED芯片转移到目标基板中对应的多个待设置LED芯片的位置上。

Description

芯片转移方法及装置、显示基板及显示装置
技术领域
本公开实施例涉及但不限于显示技术领域，尤其涉及一种芯片转移方法及装置、显示基板及显示装置。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode，LED)的制作尺寸具有越来越小型化的趋势，例如，微型发光二极管(Micro Light Emitting Diode，Micro LED) 或次毫米发光二极管(Mini Light Emitting Diode，Mini LED)，因其体积小、耗电量小、产品寿命长等优点，越来越受到关注。其中，如何实现将大量的发光二极管芯片转移到目标基板上成为重要的技术难点。
发明内容
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
第一方面，本公开实施例提供了一种芯片转移方法，包括：将芯片晶圆中的多个发光二极管LED芯片转移到过渡基板上；其中，所述过渡基板包括：基底和位于基底的一侧的多个粘附结构，所述粘附结构包括：内壁向中间倾斜的凹槽，被配置为粘取LED芯片，并使粘附于内壁上的LED芯片呈倾斜状态；所述LED芯片包括：位于同一侧的第一电极和第二电极，第一电极和第二电极包括磁性材料；在磁吸单元提供的磁力的作用下，控制LED芯片垂直翻转，以使第一电极和第二电极朝向背离所述过渡基板的方向；将所述过渡基板上的翻转后的多个LED芯片转移到目标基板中对应的多个待设置LED芯片的位置上。
第二方面，本公开实施例提供了一种芯片转移装置，应用于转移多个LED 芯片，所述LED芯片包括：位于同一侧的第一电极和第二电极，第一电极和第二电极包括磁性材料；
所述芯片转移装置包括：过渡基板和磁吸单元，其中，
所述过渡基板包括：基底和位于基底的一侧的多个粘附结构，所述粘附结构包括：内壁向中间倾斜的凹槽，被配置为粘取LED芯片，并使粘附于内壁上的LED芯片呈倾斜状态；
所述磁吸单元，被配置为提供磁力，并在提供的磁力的作用下控制LED 芯片垂直翻转，以使第一电极和第二电极朝向背离过渡基板的方向。
第三方面，本公开实施例提供了一种显示基板，采用上述实施例中的芯片转移方法制作而成。
第四方面，本公开实施例提供了一种显示装置，包括上述实施例中的显示基板。
本公开实施例提供的芯片转移方法及装置、显示基板及显示装置，显示面板，在将芯片晶圆中的多个LED芯片转移到过渡基板上时，利用过渡基板的粘附结构所包括的内壁向中间倾斜的凹槽，可以将LED芯片放置为倾斜状态，此时，LED芯片的第一电极和第二电极可以朝向靠近过渡基板的方向(即朝向靠近粘附结构的方向)；接下来，由于LED芯片的第一电极和第二电极包括磁性材料，那么，通过磁吸单元所提供的磁力的作用下，磁吸单元可以在过渡基板上将倾斜放置的LED芯片进行垂直翻转，使得第一电极和第二电极朝向背离过渡基板的方向(即朝向远离粘附结构的方向)，这样，可以省去一次转移工序，然后，由于翻转后的多个LED芯片的第一电极和第二电极朝向背离过渡基板的方向，那么，可以将过渡基板上的翻转后的多个LED芯片直接转移到目标基板中对应的多个待设置LED芯片的位置上。如此，通过两道转移工序即可将芯片晶圆上的LED芯片转移至目标基板上，从而，能够实现提高转移效率，降低工艺复杂度，降低成本。
本公开的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本公开而了解。本公开的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。
在阅读并理解了附图和详细描述后，可以明白其他方面。
附图说明
附图用来提供对本公开技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本公开的实施例一起用于解释本公开的技术方案，并不构成对本公开技术方案的限制。附图中各部件的形状和大小不反映真实比例，目的只是示意说明本公开内容。
图1为本公开实施例提供的芯片转移方法的流程示意图；
图2A为本公开实施例提供的芯片晶圆的一种结构示意图；
图2B为本公开实施例提供的LED芯片的结构示意图；
图3为本公开实施例提供的过渡基板的结构示意图；
图4为本公开实施例提供的LED芯片转移到过渡基板的示意图；
图5为本公开实施例提供的芯片晶圆的另一种结构示意图；
图6为本公开实施例提供的磁吸单元产生磁力控制LED芯片翻转的示意图；
图7为本公开实施例提供的磁吸单元控制LED芯片垂直翻转后的示意图；
图8为本公开实施例提供的过渡基板置于悬浮液中，磁吸单元产生磁力控制LED芯片翻转的示意图；
图9为本公开实施例提供的过渡基板置于悬浮液中，磁吸单元控制LED 芯片垂直翻转后的示意图；
图10为本公开实施例提供的在LED芯片垂直翻转后过渡基板置于显影液中去除粘附结构的示意图；
图11为本公开实施例提供的粘附结构去除后的示意图；
图12为本公开实施例提供的显影液去除后的示意图；
图13为本公开实施例提供的目标基板与过渡基板的对合过程的示意图；
图14为本公开实施例提供的LED芯片转移到目标基板的示意图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本公开的实施例进行详细说明。注意，实施方式可以以多个不同形式来实施。所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实，就是方式和内容可以在不脱离本公开的宗旨及其范围的条件下被变换为各种各样的形式。因此，本公开不应该被解释为仅限定在下面的实施方式所记载的内容中。在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在附图中，有时为了明确起见，夸大表示了各构成要素的大小、层的厚度或区域。因此，本公开的一个方式并不一定限定于该尺寸，附图中各部件的形状和大小不反映真实比例。此外，附图示意性地示出了理想的例子，本公开的一个方式不局限于附图所示的形状或数值等。
本说明书中的“第一”、“第二”、“第三”等序数词是为了避免构成要素的混同而设置，而不是为了在数量方面上进行限定的。
在本说明书中，为了方便起见，使用“中部”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的词句以参照附图说明构成要素的位置关系，仅是为了便于描述本说明书和简化描述，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公开的限制。构成要素的位置关系根据描述各构成要素的方向适当地改变。因此，不局限于在说明书中说明的词句，根据情况可以适当地更换。
在本说明书中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，或可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或通过中间件间接相连，或两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
在本说明书中，“电连接”包括构成要素通过具有某种电作用的元件连接在一起的情况。“具有某种电作用的元件”只要可以进行连接的构成要素间的电信号的授受，就对其没有特别的限制。“具有某种电作用的元件”的例子不仅包括电极和布线，而且还包括晶体管等开关元件、电阻器、电感器、电容器、其它具有各种功能的元件等。
LED芯片的制作尺寸具有越来越小型化的趋势，例如，Micro LED或Mini LED是将传统的LED结构通过微缩制程技术进行微小化、阵列化和薄膜化，然后将Micro LED或MiniLED无需封装直接批量转移至目标基板(如驱动基板)上，再利用物理沉积技术制造保护层完成封装的结构。然而，在LED工艺制程中，LED磊晶工艺部分结束后，通常面临把数百万甚至数千万颗的LED 晶粒正确且有效率的移动到目标基板(如驱动基板)上，例如，在MicroLED 的生产中，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，转移良率需达到99.9999％，以一个4K电视的显示面板为例，需要转移的LED晶粒就高达2400万颗(以4000×2000×RGB三色计算)，这样，即使一次转移1万颗LED晶粒，也需要重复2400次。为此，巨量转移(Mass Transfer)技术应运而生，其中，巨量转移技术是将形成在晶圆衬底上的LED芯片，如Micro LED芯片或Mini LED芯片，批量式转移到目标基板上的技术，而如何实现工艺复杂度较低、成本较低且转移效率较高的巨量转移的技术方案是目前的主要技术难点。
在本公开实施例中，对于芯片晶圆来说，第一方向(Z方向)可以为在垂直于芯片晶圆的平面上芯片晶圆的厚度方向，第二方向(X方向)可以为在垂直于芯片晶圆的平面上与第一方向垂直的方向，第三方向(Y方向)可以为在平行于芯片晶圆的平面上与第二方向垂直的方向。类似地，对于过渡基板来说，第一方向(Z方向)可以为在垂直于过渡基板的平面上过渡基板的厚度方向，第二方向(X方向)可以为在垂直于过渡基板的平面上与第一方向垂直的方向，第三方向(Y方向)可以为在平行于过渡基板的平面上与第二方向垂直的方向。对于目标基板来说，第一方向(Z方向)可以为在垂直于目标基板的平面上目标基板的厚度方向，第二方向(X方向)可以为在垂直于目标基板的平面上与第一方向垂直的方向，第三方向(Y方向)可以为在平行于目标基板的平面上与第二方向垂直的方向。
本公开实施例提供了一种芯片转移方法，可应用于批量式转移LED芯片的场合，能够提高转移效率，降低工艺复杂度，降低成本，实现工艺复杂度较低、成本较低且转移效率较高的巨量转移的技术方案。
在一种示例性实施例中，LED芯片可以为Micro LED芯片或者Mini LED 芯片。
图1为本公开实施例提供的芯片转移方法的流程示意图，如图1所示，该芯片转移方法可以包括：
步骤101：将芯片晶圆中的多个发光二极管LED芯片转移到过渡基板上；其中，过渡基板包括：基底和位于基底的一侧的多个粘附结构，粘附结构包括：内壁向中间倾斜的凹槽，被配置为粘取LED芯片，并使粘附于内壁上的 LED芯片呈倾斜状态；LED芯片包括：位于同一侧的第一电极和第二电极，第一电极和第二电极包括磁性材料；
这里，多个粘附结构可以呈阵列排布，一个粘附结构可以粘取一个对应的LED芯片。如此，通过过渡基板中的多个粘附结构，该过渡基板可以同时拾取多个LED芯片。
步骤102：在磁吸单元提供的磁力的作用下，控制LED芯片垂直翻转，以使第一电极和第二电极朝向背离过渡基板的方向；
步骤103：将过渡基板上的翻转后的多个LED芯片转移到目标基板中对应的多个待设置LED芯片的位置上。
这里，多个待设置LED芯片的位置可以呈阵列排布。
如此，在将芯片晶圆中的多个LED芯片转移到过渡基板上时，利用过渡基板的粘附结构所包括的内壁向中间倾斜的凹槽，可以将LED芯片放置为倾斜状态，此时，LED芯片的第一电极和第二电极可以朝向靠近过渡基板的方向(即朝向靠近粘附结构的方向)；接下来，由于LED芯片的第一电极和第二电极包括磁性材料，那么，通过磁吸单元所提供的磁力的作用下，磁吸单元可以在过渡基板上将倾斜放置的LED芯片进行垂直翻转，使得第一电极和第二电极朝向背离过渡基板的方向(即朝向远离粘附结构的方向)，这样，可以省去一次转移工序，然后，由于翻转后的多个LED芯片的第一电极和第二电极朝向背离过渡基板的方向，那么，可以将过渡基板上的翻转后的多个 LED芯片直接转移到目标基板中对应的多个待设置LED芯片的位置上。如此，通过两道转移工序即可将芯片晶圆上的LED芯片转移至目标基板上，从而，能够实现提高转移效率，降低工艺复杂度，降低成本。
图2A为本公开实施例提供的芯片晶圆的一种结构示意图，如图2A所示，芯片晶圆(Chip On Wafer，COW)可以包括：晶圆衬底10以及设置在晶圆衬底10的一侧的多个LED芯片20，多个LED芯片20可以呈阵列排布。
其中，晶圆(Wafer)衬底为制造半导体器件，如LED芯片的衬底基材。例如，晶圆衬底的材料可以包括蓝宝石(主要成分是氧化铝(Al2O3)、碳化硅(SiC)、单晶硅(Si)、氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)、氮化铝(AlN) 和氧化锌(ZnO)中的一种或多种材料。当然，除了前述列出的材料之外，晶圆衬底的材料可以为如磷化镓(GaP)等其它材料，以能在晶圆衬底上生长 LED芯片中的第一半导体层、发光层和第二半导体层为准，这里，本公开实施例对此不做限定。
图2B为本公开实施例提供的芯片晶圆中的LED芯片的结构示意图。如图2B所示，LED芯片20可以包括：依次层叠设置在晶圆衬底10上的第二半导体层203、发光层202和第一半导体层201；LED芯片20还可以包括：位于同一侧的第一电极204和第二电极205，第一电极204与第一半导体层201 接触，第二电极205与第二半导体层203接触，第一电极204和第二电极205 可以包括：磁性材料。
在一种示例性实施例中，如图2B所示，第一电极204位于第一半导体层 201的远离晶圆衬底10的一侧，第二电极205位于第二半导体层203的远离晶圆衬底10的一侧。如此，第一电极204和第二电极205可均位于LED芯片20的远离晶圆衬底10的一侧。
在一种示例性实施例中，第一电极和第二电极可以由具有导电性的磁性材料(例如铁(Fe)、镍(Ni)或者相关合金等)制备得到。
在一种示例性实施例中，第一半导体层可以为P型半导体层，第二半导体层可以为N型半导体层。在另一种示例性实施例中，第一半导体层可以为 N型半导体层，第二半导体层可以为P型半导体层。
例如，N型半导体层和P型半导体层的材料可以均为氮化镓(GaN)材料。当然，N型半导体层和P型半导体层的材料还可以为其它材料，这里，本公开实施例对此不做限定。
在一种示例性实施例中，发光层可以为量子阱层，例如，多量子阱 (MultipleQuantum Well，MQW)层。
例如，发光层的材料可以为氮化镓(GaN)。这里，本公开实施例对此不做限定。
例如，以发光层为多量子阱层为例，LED芯片可以包括：多量子阱层以及分别位于多量子阱层两侧的N型半导体层和P型半导体层，LED芯片还可以包括：第一电极和第二电极，其中，第一电极和第二电极中与P型半导体层接触的电极为P电极，第一电极和第二电极中与N型半导体层接触的电极为N电极。
在一种示例性实施例中，在平行于芯片晶圆的平面上，相邻两个LED芯片的第一间距(在第二方向上的间距)可以约为10μm(微米)，相邻两个 LED芯片的第二间距(在第三方向上的间距)可以约为8μm(微米)。
在一种示例性实施例中，基底可以为透明基板。例如，基底可以为玻璃基板或者贴覆在玻璃基板上的柔性透明基板。例如，基底可以采用聚酰亚胺 (PI)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或经表面处理的聚合物软膜等材料。这里，本公开实施例对此不作限定。
在一种示例性实施例中，粘附结构的材料可以为光敏性粘性材料。例如，粘附结构的材料可以为光刻胶材料或者光解胶材料等。例如，光刻胶材料可以包括丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)等能通过显影去除掉的材料。例如，光解胶材料可以为热塑性弹性体材料(如乙烯、丁二烯、苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯、异戊二烯或苯乙烯嵌段共聚物等)和增粘树脂材料(如聚合类、松香类、萜烯类或综合类树脂材料等)调配得到的可在光照条件下发生相变去除掉的材料。
例如，光刻胶可以分为正性光刻胶和负性光刻胶。其中，照到光的正性光刻胶(即被曝光的正性光刻胶)可溶于光刻胶显影液中，而没有照到光的正性光刻胶(即未曝光的正性光刻胶)不可溶于光刻胶显影液或溶解地非常缓慢；相应的，照到光的负性光刻胶(即被曝光的负性光刻胶)不可溶于光刻胶显影液中或溶解地非常缓慢，而没有照到光的负性光刻胶(即未曝光的负性光刻胶)可溶于光刻胶显影液。
在一种示例性实施例中，可以采用紫外光对光刻胶层进行曝光，那么，在进行显影处理时，曝光区域的正性光刻胶，因受紫外光照射可被显影液溶解。
在一种示例性实施例中，在平行于过渡基板的平面上，相邻两个粘附结构的第一间距(在第二方向上的间距)可以约为100μm(微米)，相邻两个粘附结构的第二间距(在第三方向上的间距)可以约为80μm(微米)。
在一种示例性实施例中，相邻两个粘附结构的第一间距(在第二方向上的间距)为相邻两个LED芯片的第一间距(在第二方向上的间距)的整数倍，相邻两个粘附结构的第二间距(在第三方向上的间距)为相邻两个LED芯片的第二间距(在第三方向上的间距)的整数倍。即，过渡基板中的粘附结构阵列的行间距为芯片晶圆中LED芯片阵列的行间距的整数倍，过渡基板中的粘附结构阵列的列间距为芯片晶圆中LED芯片阵列的列间距的整数倍。
在一种示例性实施例中，凹槽的内壁可以为两个相交叉的平面，即凹槽的内壁可以包括：相交叉的第一倾斜面和第二倾斜面，其中，在垂直于过渡基板的平面中，在第二方向上，第一倾斜面朝向靠近第二倾斜面的方向倾斜，第二倾斜面朝向靠近第一倾斜面的方向倾斜。如此，可以在粘附LED芯片时可以实现LED芯片的倾斜放置，便于后续更好地实现LED芯片的垂直翻转。
在一种示例性实施例中，第一倾斜面和第二倾斜面中的一面被配置为粘附LED芯片，第一倾斜面和第二倾斜面中的另一面被配置为控制LED芯片垂直翻转后在过渡基板上的位置保持不变。
例如，第一倾斜面和第二倾斜面之间的夹角可以为120°至150°。
例如，第一倾斜面与基底之间的倾斜角可以为15°至30°。
例如，第一倾斜面与基底之间的倾斜角可以为15°至30°。
在一种示例性实施例中，在垂直于过渡基板的平面上，凹槽的截面形状可以为三角形。例如，凹槽的截面形状可以为等腰三角形。当然，凹槽的截面形状不限于等腰三角形，还可以为其它形状，如其它三角形或梯形等。
在一种示例性实施例中，在垂直于过渡基板的平面上，凹槽在第一方向上(远离基底的方向)的深度可以约为1μm(微米)以上。例如，凹槽的深度可以约为1μm至2.5μm之间的任意数值。
在一种示例性实施例中，在垂直于过渡基板的平面上，粘附结构在第一方向上(远离基底的方向)可以约为1μm(微米)以上。例如，粘附结构的厚度可以约为1μm至2.5μm之间的任意数值。
在一种示例性实施例中，磁吸单元可以由磁吸材料制成，可对其它金属部件(如第一电极和第二电极)产生具有吸附作用的磁力。
在一种示例性实施例中，磁吸单元可以包括电磁体，如此，给磁吸单元通电就可以产生磁力。从而，通过调节流过磁吸单元的电流的大小，可以调整磁吸单元产生的磁力的大小，进而，在磁吸单元产生的磁力的作用下，磁吸单元可精确地实现：仅控制LED芯片翻转，但不会将LED芯片吸附住。
在一种示例性实施例中，目标基板可以为驱动基板。
在一种示例性实施例中，步骤101可以包括：将芯片晶圆与过渡基板对接，以使芯片晶圆中的对应的多个LED芯片与多个粘附结构的凹槽的内壁粘结；剥离芯片晶圆中的晶圆衬底，将芯片晶圆中的多个LED芯片转移到过渡基板上。
在一种示例性实施例中，以磁吸单元包括电磁体为例，步骤102可以包括：将磁吸单元置于粘附结构的远离基底的一侧；给磁吸单元通电，以使磁吸单元产生磁力；在磁吸单元提供的磁力的作用下，磁吸单元控制LED芯片的第一电极和第二电极朝向远离内壁的方向移动，直至LED芯片垂直翻转。
在一种示例性实施例中，步骤102可以包括：将过渡基板放置于悬浮液中；将磁吸单元置于粘附结构的远离基底的一侧，并不与悬浮液接触；给磁吸单元通电，以使磁吸单元产生磁力；在重力、悬浮液产生的浮力和磁吸单元提供的磁力的作用下，磁吸单元控制LED芯片的第一电极和第二电极朝向远离内壁的方向移动，直至LED芯片垂直翻转。如此，LED芯片在悬浮液中悬浮，并垂直翻转，能够节省一道转移工艺；而且，通过设置悬浮液还可以避免磁吸单元吸附LED芯片并能通过控制磁场来选择性转移LED芯片。
这里，在悬浮液中LED芯片的重力与悬浮液产生的浮力平衡。
在一种示例性实施例中，磁吸单元不与悬浮液接触，防止磁吸单元中的磁性材料将LED芯片吸附住。这里，悬浮液为可悬浮LED芯片(如Micro LED 芯片或者Mini LED芯片)的液体。
在一种示例性实施例中，悬浮液可以为甲醇溶液，例如，悬浮液可以为浓度为5wt％(质量百分比)至30wt％的甲醇溶液。
例如，可以是将过渡基板置于浓度为5wt％(质量百分比)至30wt％的甲醇流床中，通过外置在过渡基板上方的磁吸单元提供相应的磁力，从而，产生对包括有磁性材料的LED芯片的第一侧(即LED芯片的电极)的吸引，进而，控制LED芯片的第一侧(即LED芯片的电极)朝向靠近磁吸单元的方向移动，LED芯片的第二侧朝向靠近过渡基板的粘附结构的方向移动，实现 LED芯片的垂直翻转，使得LED芯片的第一侧(即LED芯片的电极)朝向远离粘附结构的方向，LED芯片的第二侧与粘附结构粘结。
在一种示例性实施例中，步骤103可以包括：去除粘附结构，以使翻转后的多个LED芯片相对于过渡基板从倾斜状态变为垂直状态；通过将目标基板与过渡基板对合(即对位压合)，将翻转后的多个LED芯片转移到目标基板中对应的多个待设置LED芯片的位置上。
在一种示例性实施例中，以粘附结构为光刻胶材料为例，可采用显影液去除粘附结构。或者，以粘附结构光解胶材料为例，可采用激光去除。这里，本公开实施例对此不做限定。
例如，以粘附结构的材料为光刻胶材料为例，采用显影液对翻转后的过渡基板进行处理，以去除翻转后的过渡基板中的多个粘附结构；在多个粘附结构消失之后，通过蒸发方式去除过渡基板的表面上的显影液。或者，以粘附结构的材料的光解胶材料为例，采用激光对翻转后的过渡基板进行处理，以去除翻转后的过渡基板中的多个粘附结构。或者，以粘附结构的材料的光解胶材料为例，采用紫外光线UV对翻转后的过渡基板进行处理，以去除翻转后的过渡基板中的多个粘附结构。
以下结合附图对图1所示的芯片转移方法进行说明。本公开实施例所说的“构图工艺”包括沉积膜层、涂覆光刻胶、掩模曝光、显影、刻蚀和剥离光刻胶处理。沉积可以采用溅射、蒸镀和化学气相沉积中的任意一种或多种，涂覆可以采用喷涂和旋涂中的任意一种或多种，刻蚀可以采用干刻和湿刻中的任意一种或多种。“薄膜”是指将某一种材料在基底上利用沉积或涂覆工艺制作出的一层薄膜。若在整个制作过程中该“薄膜”无需构图工艺，则该“薄膜”还可以称为“层”。若在整个制作过程中该“薄膜”需构图工艺，则在构图工艺前称为“薄膜”，构图工艺后称为“层”。经过构图工艺后的“层”中包含至少一个“图案”。在本文中，“膜”和“层”可以相互调换。例如，有时可以将“半导体层”换成为“半导体膜”。
该芯片转移方法可以包括：步骤S1至步骤S6。
步骤S1：如图2A所示，制备芯片晶圆(Chip On Wafer，COW)；其中，芯片晶圆可以包括：晶圆衬底10以及设置在晶圆衬底10的一侧的多个LED 芯片20，多个LED芯片20可以呈阵列排布。
步骤S1可以包括：步骤S11：如图2A所示，在晶圆衬底10的一侧上形成呈阵列排布的多个LED芯片20。
该步骤S11可以包括：通过一次构图工艺，在晶圆衬底上形成第二半导体层、发光层和第一半导体层；通过一次构图工艺，形成第一电极204和第二电极。如此，在晶圆衬底上形成多个LED芯片。
步骤S2：如图3所示，制备过渡基板30，过渡基板30包括：基底301 和位于基底301的一侧的多个粘附结构302，多个粘附结构302呈阵列排布，每个粘附结构302的远离基底301一侧包括内壁向中间倾斜的凹槽303，可使得LED芯片呈倾斜状态粘附在粘附结构302的凹槽303内壁上，多个粘附结构302的位置与芯片晶圆中多个LED芯片的位置一一对应。
步骤S2可以包括：步骤S21：如图3所示，在基底301上形成多个粘附结构302，并在每个粘附结构302的远离基底301一侧形成内壁向中间倾斜的凹槽303。
步骤S21可以包括：步骤S211：在基底上涂覆一层光刻胶，形成光刻胶层；步骤S212：采用构图工艺(如刻蚀工艺)，对光刻胶层进行图案化处理，形成多个粘附结构，并在每个粘附结构的远离基底一侧形成内壁向中间倾斜的凹槽。
步骤S212可以包括：采用半透光掩膜版(Half-Tone Mask，HTM)对光刻胶层进行曝光并显影，在基底上形成多个粘附结构，并在每个粘附结构的远离基底一侧形成内壁向中间倾斜的凹槽。
这里，半透光掩膜版可以包括透光区(完全透光区域)、遮光区(完全不透光区域)以及半透光区(部分透光区域)。其中，当曝光照射光线照射到透光区时，曝光照射光线不受任何阻挡，全部穿过半透光掩膜版到达光刻胶层，使得该对应区域内的光刻胶层完全变性可溶于显影液中；当曝光照射光线照射到遮光区时，曝光照射光线全部被半透光掩膜版阻挡，曝光照射光线无法穿透半透光掩膜版，无法到达光刻胶层，使得该对应区域内的光刻胶层几乎不变性，不可溶液显影液；当曝光照射光线照射到遮光区时，曝光照射光线部分被半透光掩膜版阻挡，部分穿透半透光掩膜版，部分到达光刻胶层，使得该对应区域内的光刻胶层未完全变性，有部分光刻胶不可溶液显影液，有部分光刻胶可溶于显影液中。如此，通过控制曝光条件(能量、时间)，半透光掩膜板中的半透光区的透光率可以设置成从两侧向中间逐渐减小，从而，通过控制半透光掩膜板中的半透光区的透光率，可以控制粘附结构中的凹槽的形状。
步骤S3：如图4所示，通过过渡基板30从芯片晶圆中拾取多个LED芯片20，其中，过渡基板30包括：基底31和设置在基底301的一侧的粘附结构阵列，粘附结构阵列包括：阵列排布的多个粘附结构302，多个粘附结构 302的远离基底的一侧与多个LED芯片20的第一侧(第一电极和第二电极所在的一侧)粘结，多个粘附结构302被配置为粘附多个LED芯片20，且使得多个LED芯片20相对于过渡基板呈倾斜状态。每个粘附结构可以粘结一个 LED芯片。如此，该过渡基板可以同时拾取多个LED芯片。
一般来说，过渡基板中粘附结构阵列的排布周期(即过渡基板的拾取的 LED芯片阵列的排布周期)与芯片晶圆中生长在晶圆衬底上的LED芯片的位置成比例关系.那么，在S3步骤中，如图5所示，剩余的LED芯片20会保留在晶圆衬底10上，故可以用下一个新的过渡基板进行转移剩下的LED芯片，过渡基板平移一个芯片的间距即可。此工序在制程(Process)中是一个连续的过程：第一次转移→新的过渡基板平移一个LED芯片的长度→第二次转移。此工序中的“转移”代表将晶圆衬底上的LED芯片转移到过渡基板上。其中，在图5中虚线芯片表示用过渡基板在第一次转移走的LED芯片，实线芯片表示第一次转移剩余的LED芯片，实线芯片可用下一个新的过渡基板转移走。
如图4所示，步骤S3可以包括：步骤S31：将过渡基板30与芯片晶圆对接，使得多个粘附结构302粘取芯片晶圆中对应的多个LED芯片20；步骤 S32：剥离晶圆衬底，将与粘附结构302阵列对应的多个LED芯片20转移到过渡基板30上。
在一种示例性实施例中，以晶圆衬底为蓝宝石(sapphire)衬底为例，可采用激光剥离(laser lift off，LLO)技术进行晶圆衬底剥离。或者，以晶圆衬底为Si衬底或者GaN衬底为例，可采用化学刻蚀法进行晶圆衬底剥离。如此，在晶圆衬底剥离后，LED芯片就转移到过渡基板上。
步骤S4：如图6至图7所示，在磁吸单元40产生的磁力的作用下，控制多个LED芯片20垂直翻转，以使多个LED芯片20的第一侧(即设置有磁性材料的第一电极和第二电极的一侧)朝向背离多个粘附结构302的方向，多个LED芯片20的第二侧(与第一侧相背离的一侧)朝向靠近多个粘附结构 302并与多个粘附结构302粘结在一起。如此，将倾斜放置在过渡基板上的 LED芯片，通过磁力的作用实现垂直翻转，从而，可以省去一次转移工序；而且，通过控制磁吸单元产生的磁力大小可以实现选择性转移。
例如，磁吸单元所产生的磁力的极性可以与LED芯片的第一侧所包括的磁性材料的极性不同，磁吸单元产生对LED芯片的第一侧(包括有磁性材料) 的吸引，如此，在磁力的作用下，控制LED芯片的第一侧朝向靠近磁吸单元的方向移动，LED芯片的第二侧朝向靠近过渡基板的粘附结构的方向移动，从而，实现LED芯片的垂直翻转，进而，使得LED芯片的第一侧(即LED 芯片的电极)朝向背离粘附结构的方向，LED芯片的第二侧与粘附结构粘结。
如此，由于粘附结构具有相交叉的第一倾斜面和第二倾斜面，且在第二方向上，第一倾斜面朝向靠近第二倾斜面的方向倾斜，第二倾斜面朝向靠近第一倾斜面的方向倾斜，那么，当第一倾斜面和第二倾斜面中的一面被配置为粘附LED芯片时，第一倾斜面和第二倾斜面中的另一面可以被配置为控制 LED芯片垂直翻转后在过渡基板上的位置保持不变。例如，当LED芯片与第一倾斜面粘结时，由于第二倾斜面朝向靠近第一倾斜面的方向倾斜，故在翻转LED芯片的过程中，第二倾斜面会一直有挡墙的作用，使得芯片在第二方向上不会发生移动；或者，当LED芯片与第二倾斜面粘结时，由于第一倾斜面朝向靠近第二倾斜面的方向倾斜，故在翻转LED芯片的过程中，第一倾斜面会一直有挡墙的作用，使得芯片在第二方向上不会发生移动。因此，在翻转LED芯片后，LED芯片在第二方向上不会发生移动，即LED芯片垂直翻转后在过渡基板上的位置保持不变。从而，LED芯片不会出现错位问题，能够便于后续准确地转移。
步骤S4可以包括：如图6至图7所示，在过渡基板30的粘结有LED芯片的一侧放置磁吸单元40，在磁吸单元40产生的磁力的作用下，控制多个 LED芯片20进行翻转，即以使多个LED芯片20的第二侧(与设置有磁性材料的第一侧相背离的一侧)与多个粘附结构302粘结。其中，LED芯片的第二侧与LED芯片的第一侧(包括磁性材料的一侧)相背离。如此，将倾斜放置的LED芯片，通过磁力的作用实现垂直翻转，从而，可以省去一次转移工序；并能通过控制磁场来选择性转移。
步骤S4可以包括：如图8至图9所示，将过渡基板30放置于悬浮液中，并在过渡基板30的LED芯片的一侧放置磁吸单元40，在重力、浮力和磁吸单元产生的磁力作用下(重力与浮力平衡)，将多个LED芯片20进行翻转，以使多个LED芯片20的第二侧(与设置有磁性材料的第一侧相背离的一侧) 与多个粘附结构302粘结；去除过渡基板30表面的悬浮液。如此，将倾斜放置的LED芯片，在悬浮液中悬浮，并通过磁力的作用实现垂直翻转，从而，可以省去一次转移工序；并能通过控制磁场来选择性转移。
例如，以悬浮液为甲醇溶液为例，在将LED芯片翻转后，可以将该过渡基板加温至120℃，在蒸干过渡基板表面的甲醇溶液的同时，使得可图案化的粘性胶固化，实现了对LED芯片的固定，从而实现了对LED芯片的高效转移。
步骤S5：如图10至图12所示，去除翻转后的过渡基板30中的多个粘附结构302，以使多个LED芯片20相对于过渡基板30从倾斜状态变为垂直状态。
在一种示例性实施例中，以粘附结构为光刻胶材料为例，可采用显影液去除粘附结构。或者，以粘附结构光解胶材料为例，可采用激光去除。这里，本公开实施例对此不做限定。
在一种示例性实施例中，显影液可以包含低浓度的无机碱，如氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠或碳酸氢钾等，或者，可以包含低浓度有机碱，如胺类化合物(如四甲基氢氧化铵、甲醇钠、乙醇钾等)、碱金属盐类或烷基金属锂化合物等。举例来说，对粘附结构进行显影处理时，显影液可以采用浓度为2.38％的四甲基氢氧化铵(Tetra Methyl AmmoniumHydroxide，TMAH)水溶液，这里，本公开实施例对此不作限定。
此处，去除过渡基板上的粘附结构的操作步骤可以根据粘附结构所采用胶层的种类进行差异化选择。并且，胶层的种类选择是与过渡基板的种类以及吸附转移方式相关的。
步骤S5可以包括：步骤S51：以粘附结构的材料为光刻胶材料为例，采用显影液对翻转后的过渡基板进行处理，以去除翻转后的过渡基板中的多个粘附结构；在多个粘附结构消失之后，通过蒸发方式去除过渡基板的表面上的显影液。或者，步骤S52：以粘附结构的材料的光解胶材料为例，采用激光对翻转后的过渡基板进行处理，以去除翻转后的过渡基板中的多个粘附结构。或者，步骤S53：以粘附结构的材料的光解胶材料为例，采用紫外光线UV对翻转后的过渡基板进行处理，以去除翻转后的过渡基板中的多个粘附结构。
例如，对于步骤S52或步骤S53来说，基底可以为透明基底，在该透明基底的远离粘附结构的一侧，利用紫外光线UV对翻转后的过渡基板中粘附结构进行照射，使得粘附结构消失，多个LED芯片的第二侧与基底相接触，此时，在粘附结构消失后，多个LED芯片相对于基底可以呈垂直状态。
如此，由于粘附结构具有相交叉的第一倾斜面和第二倾斜面，且在第二方向上，第一倾斜面朝向靠近第二倾斜面的方向倾斜，第二倾斜面朝向靠近第一倾斜面的方向倾斜。那么，当LED芯片与第一倾斜面粘结时，由于LED 芯片下方的第一倾斜面的远离第二倾斜面的一端较厚，所以消失速度较慢，故在粘附结构去除过程(如显影过程)中，第一倾斜面的远离第二倾斜面的一端会一直有挡墙的作用，使得芯片在第二方向上不会发生移动；或者，当LED芯片与第二倾斜面粘结时，由于LED芯片下方的第二倾斜面的远离第一倾斜面的一端较厚，所以消失速度较慢，故在粘附结构去除过程(如显影过程)中，第二倾斜面的远离第一倾斜面的一端会一直有挡墙的作用，使得LED 芯片在第二方向上不会发生移动。因此，在粘附结构去除过程(如显影过程) 中，LED芯片在第二方向上不会发生移动。
步骤S6：如图13至图14所示，将目标基板50与过渡基板30对合，以将翻转后的多个LED芯片20移动到到目标基板50对应位置的焊盘上。如此， LED芯片就转移到目标基板上。其中，由于该过渡基板可以将粘附的多个LED 芯片一次性向目标基板转移，并且省去了一次转移工序，能够提高转移效率，降低工艺复杂度，降低成本。
在步骤S6之后，该方法还可以包括：采用预设工艺，将LED芯片固定在目标基板上。其中，预设工艺可以为键合工艺、焊接工艺以及导电胶压合工艺中的任一种。
由于芯片晶圆上LED芯片排布阵列的周期与目标基板上待设置LED芯片的位置成比例关系，所以可平移过渡基板，将芯片晶圆上剩余的LED芯片可通过相同的方式逐渐转移到其他的目标基板上。例如，芯片晶圆上LED芯片排布阵列中LED芯片横向间距可以为10um，目标基板待设置LED芯片的位置横向间距可以为100um，过渡基板上粘附结构(如三角形结构的凹槽)横向间距可以为100um，则过渡基板上粘附结构(如三角形结构的凹槽)与芯片晶圆上LED芯片相对应后，过渡基板横向每平移10um，所有的粘附结构 (如三角形结构的凹槽)仍可以与芯片晶圆上剩余的LED芯片中的多个LED 芯片相对应。例如，芯片晶圆上LED芯片排布阵列中LED芯片纵向间距为可以8um，目标基板待设置LED芯片的位置纵向间距可以为80um，过渡基板上粘附结构(如三角形结构的凹槽)纵向间距可以为80um，则过渡基板上粘附结构(如三角形结构的凹槽)与芯片晶圆上LED芯片相对应后，过渡基板纵向每平移8um，所有的粘附结构(如三角形结构的凹槽)仍可以与芯片晶圆上剩余的LED芯片中的多个LED芯片相对应。
此外，其它颜色的LED芯片也可按照上述方式进行转移，过渡基板上的粘附结构在步骤S5中被洗掉，但是，基底可以重复利用，由于只需一道光刻工艺就可以制造粘附结构(例如，包括三角形凹槽的粘附结构)，成本较低。
本公开实施例还提供一种芯片转移装置，应用于转移多个LED芯片，LED 芯片包括：位于同一侧的第一电极和第二电极，第一电极和第二电极包括磁性材料；
转移装置可以包括：过渡基板和磁吸单元，其中，过渡基板可以包括：基底和位于基底的一侧的多个粘附结构，粘附结构包括：内壁向中间倾斜的凹槽，被配置为粘取LED芯片，并使粘附于内壁上的LED芯片呈倾斜状态；
磁吸单元，被配置为提供磁力，并在提供的磁力的作用下控制LED芯片垂直翻转，以使第一电极和第二电极朝向背离过渡基板的方向。
在一种示例性实施例中，凹槽的内壁可以包括：相交叉的第一倾斜面和第二倾斜面，其中，第一倾斜面和第二倾斜面中的一面被配置为粘附LED芯片，第一倾斜面和第二倾斜面中的另一面被配置为控制LED芯片垂直翻转后在过渡基板上的位置保持不变。
在一种示例性实施例中，在垂直于过渡基板的平面上，凹槽的截面形状可以为三角形。例如，等腰三角形。
在一种示例性实施例中，第一倾斜面和第二倾斜面之间的夹角可以为120°至150°。
在一种示例性实施例中，粘附结构的材料可以为光刻胶材料或光解胶材料。
在一种示例性实施例中，磁吸单元可以包括电磁体，电磁体被配置为通电时产生磁力。
在一种示例性实施例中，LED芯片可以为Micro LED芯片或者Mini LED 芯片。
本公开实施例还提供一种显示基板，可以采用上述一个或多个实施例中的芯片转移方法制作而成。
本公开实施例还提供一种显示装置，可以包括：上述一个或多个实施例中的显示基板。
在一种示例性实施例中，该显示装置可以为：Micro LED显示面板、Mini LED显示面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。本公开实施例对显示装置的类型不做限定。
虽然本公开所揭露的实施方式如上，但上述的内容仅为便于理解本公开而采用的实施方式，并非用以限定本公开。任何本公开所属领域内的技术人员，在不脱离本公开所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本公开的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (14)

1.一种芯片转移方法，其特征在于，包括：
将芯片晶圆中的多个发光二极管LED芯片转移到过渡基板上；其中，所述过渡基板包括：基底和位于基底的一侧的多个粘附结构，所述粘附结构包括：内壁向中间倾斜的凹槽，被配置为粘取LED芯片，并使粘附于内壁上的LED芯片呈倾斜状态；所述LED芯片包括：位于同一侧的第一电极和第二电极，第一电极和第二电极包括磁性材料；
在磁吸单元提供的磁力的作用下，控制LED芯片垂直翻转，以使第一电极和第二电极朝向背离所述过渡基板的方向；
将所述过渡基板上的翻转后的多个LED芯片转移到目标基板中对应的多个待设置LED芯片的位置上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述过渡基板上的翻转后的多个LED芯片转移到目标基板中对应的多个待设置LED芯片的位置上，包括：
去除所述粘附结构，以使翻转后的多个LED芯片相对于所述过渡基板从倾斜状态变为垂直状态；
通过将所述目标基板与所述过渡基板对合，将翻转后的多个LED芯片转移到目标基板中对应的多个待设置LED芯片的位置上。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将芯片晶圆中的多个发光二极管LED芯片转移到过渡基板上，包括：
将所述芯片晶圆与所述过渡基板对接，以使芯片晶圆中的对应的多个LED芯片与多个粘附结构的凹槽的内壁粘结；
剥离芯片晶圆中的晶圆衬底，将芯片晶圆中的多个LED芯片转移到过渡基板上。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磁吸单元包括电磁体；
所述在磁吸单元提供的磁力的作用下，控制LED芯片垂直翻转，包括：
将所述磁吸单元置于所述粘附结构远离所述基底的一侧；
给磁吸单元通电，以使磁吸单元产生磁力；
在磁吸单元提供的磁力的作用下，磁吸单元控制所述LED芯片的第一电极和第二电极朝向远离所述内壁的方向移动，直至LED芯片垂直翻转。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在磁吸单元提供的磁力的作用下，控制LED芯片垂直翻转，包括：
将所述过渡基板放置于悬浮液中；
将所述磁吸单元置于所述粘附结构远离所述基底的一侧，并不与所述悬浮液接触；
给磁吸单元通电，以使所述磁吸单元产生磁力；
在重力、所述悬浮液产生的浮力和所述磁吸单元提供的磁力的作用下，所述磁吸单元控制所述LED芯片的第一电极和第二电极朝向远离所述内壁的方向移动，直至LED芯片垂直翻转。
6.一种芯片转移装置，其特征在于，应用于转移多个LED芯片，所述LED芯片包括：位于同一侧的第一电极和第二电极，第一电极和第二电极包括磁性材料；
所述芯片转移装置包括：过渡基板和磁吸单元，其中，
所述过渡基板包括：基底和位于基底的一侧的多个粘附结构，所述粘附结构包括：内壁向中间倾斜的凹槽，被配置为粘取LED芯片，并使粘附于内壁上的LED芯片呈倾斜状态；
所述磁吸单元，被配置为提供磁力，并在提供的磁力的作用下控制LED芯片垂直翻转，以使第一电极和第二电极朝向背离过渡基板的方向。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述凹槽的内壁包括：相交叉的第一倾斜面和第二倾斜面，其中，所述第一倾斜面和所述第二倾斜面中的一面被配置为粘附LED芯片，所述第一倾斜面和所述第二倾斜面中的另一面被配置为控制LED芯片垂直翻转后在所述过渡基板上的位置保持不变。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，在垂直于所述过渡基板的平面上，所述凹槽的截面形状为三角形。
9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，第一倾斜面和第二倾斜面之间的夹角为120°至150°。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述粘附结构的材料为光刻胶材料或光解胶材料。
11.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述磁吸单元包括电磁体，所述电磁体被配置为通电时产生磁力。
12.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述LED芯片为Micro LED芯片或者MiniLED芯片。
13.一种显示基板，其特征在于，采用如权利要求1至5中任一项所述的芯片转移方法制作而成。
14.一种显示装置，其特征在于，包括：如权利要求13所述的显示基板。
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