CN113707786B - 一种转移方法及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种转移方法及显示设备，其中，所述转移方法包括：提供一第一基板，所述第一基板上设置微型发光元件，且所述微型发光元件的形状为柱状；提供一显示基板，在所述显示基板上设置平坦化层，并在所述平坦化层内制作凹槽，在所述显示基板的平坦化层上设置光刻胶层，对光刻胶层进行图形化处理制作所述凹槽两侧的挡板；将所述第一基板和所述显示基板对位，剥离所述第一基板上的所述微型发光元件，以使所述微型发光元件从所述第一基板上脱离并落入所述挡板之间；提供一气源，控制所述气源泵入气流，通过所述气流驱动所述挡板之间的所述微型发光元件滚动以落入所述凹槽内，完成与显示基板之间的组装，微型发光元件的转移过程简单，操作方便。

Description

一种转移方法及显示装置
技术领域
本发明涉及半导体显示技术领域，尤其涉及一种转移方法及显示装置。
背景技术
Micro LED(Micro Light Emitting Diode，微型发光二极管)技术指的是在一个芯片上集成的高密度微小尺寸的LED阵列。Micro LED的耗电量远小于液晶显示器(LiquidCrystal Display，LCD)，且与有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)一样属于自发光，能够将像素之间的距离从毫米等级降至微米等级，理想的Micro LED显示器具有高像素、高对比、自发光、低能耗及寿命长等各种优势，所以把Micro LED视为下一代的显示技术。
然而，当前的Micro LED仍面临许多困难需要克服，其中困扰研究人员的便是LED芯片的转移技术，如何将红、蓝、绿三种颜色的LED芯片快速且精确地转移至显示面板的驱动电路上，需要克服LED芯片材料特性不同的挑战，特别是红光Micro-LED还存在易碎等问题，现有的转移装置能够实现Micro-LED的转移，但是还存在着转移过程复杂，对位不便的缺陷。
因此，现有技术还有待改进。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种转移方法及显示装置，旨在解决现有的转移方法转移过程复杂，对位不便的技术问题。
第一方面，本发明提供了一种转移方法，包括：
提供一第一基板，所述第一基板上设置微型发光元件，且所述微型发光元件的形状为柱状；
提供一显示基板，在所述显示基板上设置平坦化层，并在所述平坦化层内制作凹槽，在所述显示基板的所述平坦化层上设置光刻胶层，对所述光刻胶层进行图形化处理制作所述凹槽两侧的挡板；
将所述第一基板和所述显示基板对位，剥离所述第一基板上的所述微型发光元件，以使所述微型发光元件从所述第一基板上脱离并落入所述挡板之间；
提供一气源，控制所述气源泵入气流，通过所述气流驱动所述挡板之间的所述微型发光元件滚动以落入所述凹槽内。
在上述实现过程中，由于在显示基板上制作有用于容纳所述微型发光元件的凹槽以及在所述凹槽的两侧设置有挡板，且第一基板上的微型发光元件为柱状，这样从第一基板上脱离的微型发光元件可以在挡板的引导下滚动落入凹槽内，完成与显示基板的组装，显示基板上挡板和凹槽的设置解决了微型发光元件转移过程中对位精度的问题，且转移过程简单。
可选的，所述提供显示基板，所述显示基板上制作有用于容纳所述微型发光元件的凹槽以及在所述凹槽的两侧设置挡板，包括：
提供一显示基板，在所述显示基板上设置平坦化层，并在所述平坦化层内制作所述凹槽；
在所述显示基板的所述平坦化层上设置光刻胶层，对所述光刻胶层进行图形化处理制作所述凹槽两侧的所述挡板。
在上述实现过程中，凹槽设置在平坦化层上，避免了凹槽对显示基板结构的影响，挡板由设置在平坦化层上的光刻胶层制作，在光刻胶层通过图形化转移技术可以容易制作出挡板的形状，且制作过程简单。
可选的，所述微型发光元件为垂直型发光元件，所述凹槽的底部对应设置有分别与所述微型发光元件的第一电极连接的第一焊盘以及和所述微型发光元件的第二电极连接的第二焊盘，所述第一焊盘和所述第二焊盘上均设置有焊料。
在上述实现过程中，由于在微型发光元件为垂直型发光元件，一方面，发光效率高，另一方面，垂直型发光元件的第一电极和第二电极设置在两端，这样只需要在凹槽的侧壁对应设置有第一焊盘和第二焊盘以及第一焊盘和第二焊盘上设置有焊料，微型发光元件滚入凹槽后通过熔化焊料可以直接与第一焊盘和第二焊盘完成焊接连接，连接过程简单。
可选的，所述的转移方法还包括：
提供一腔室，将所述第一基板和所述显示基板设置在所述腔室内；
提供一加热设备，对所述腔室的内部的进行加热，使所述腔室内部的温度高于所述焊料的熔点。
在上述实现过程中，第一焊盘和第二焊盘上的焊料是通过加热设备对腔室的内部的进行加热提高腔室内部的温度来实现熔化的，这样微型发光元件与第一焊盘和第二焊盘之间的连接更加方便。
可选的，所述凹槽的端面的底边长度大于或等于所述微型发光元件的端面的宽度，所述凹槽的端面的深度大于或等于所述微型发光元件的端面的高度。
在上述实现过程中，微型发光元件滚入凹槽后，可以与凹槽底部完全接触，从而便于微型发光元件的第一电极和第二电极与凹槽底部的第一焊盘和第二焊盘之间的连接。
可选的，所述控制所述挡板之间的所述微型发光元件滚动以落入所述凹槽内，包括：
提供一气源，控制所述气源泵入气流，通过所述气流驱动所述挡板之间的所述微型发光元件滚动以落入所述凹槽内。
在上述实现过程中，通过气源泵入气流来推动微型发光元件滚动，气源无需与微型发光元件发生接触，可以避免对微型发光元件造成损伤。
可选的，所述第一基板上设置有光解胶层，所述微型发光元件通过所述光解胶层粘接在所述第一基板上。
在上述实现过程中，微型发光元件与第一基板之间通过光解胶粘接连接，这样微型发光元件与第一基板之间的脱离更加方便。
可选的，所述使所述微型发光元件从所述第一基板上脱离并落入所述挡板之间包括：
提供一解胶光源，通过解胶光源照射所述光解胶层使所述微型发光元件从所述第一基板上脱离。
在上述实现过程中，通过设置解胶光源的方式使微型发光器件从滚筒上脱离，解胶操作方便。
可选的，在控制所述挡板之间的所述微型发光元件滚动以落入所述凹槽内之后，所述方法包括：
剥离所述显示基板上的所述挡板。
在上述实现过程中，由于挡板的作用是引导微型发光元件的滚动方向，所以在微型发光元件滚入到凹槽之后，需要对挡板进行去除，这样，显示基板的表面更加平整。
第二方面，基于同样的发明构思，本发明还提供了一种显示装置，包括上述任意一项所述的显示基板。
上述的显示装置由于采用了设置有凹槽和挡板的显示基板，这样微型发光元件与显示基板之间可以通过滚动的方式进行组装，微型发光元件的组装过程简单，对位更加精准。
附图说明
图1为本发明一实施例的转移方法的流程图；
图2为本发明一实施例的转移装置的结构示意图；
图3为本发明一实施例的显示基板的立体结构示意图；
图4为本发明一实施例的微型发光元件的结构示意图；
图5为本发明一实施例的显示基板的剖面结构示意图；
附图标记说明：
10-容器；20-移动机构；30-第一基板；40-微型发光元件；50-解胶光源；60-显示基板；70-凹槽；80-挡板；90-吹气设备；100-基板；110-驱动阵列层；120-平坦化层；130-光刻胶层；140-第一电极；150-第二电极；160-第一焊盘；170-第二焊盘；180-加热设备。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
参见图1，本发明提供的一种转移方法，包括：
S100、提供一第一基板，所述第一基板上设置微型发光元件，且所述微型发光元件的形状为柱状；
S200、提供一显示基板，所述显示基板上制作有用于容纳所述微型发光元件的凹槽以及在所述凹槽的两侧设置有挡板；
S300、将所述第一基板和所述显示基板对位，剥离所述第一基板上的所述微型发光元件，以使所述微型发光元件从所述第一基板上脱离并落入所述挡板之间；
S400、控制所述挡板之间的所述微型发光元件滚动以落入所述凹槽内。
本发明的转移方法，由于在显示基板上制作有用于容纳所述微型发光元件的凹槽以及在所述凹槽的两侧设置有挡板，且第一基板上的微型发光元件为柱状，这样从第一基板上脱离的微型发光元件可以在挡板的引导下滚动落入凹槽内，完成与显示基板的组装，显示基板上挡板和凹槽的设置解决了微型发光元件转移过程中对位精度的问题，且转移过程简单。
在某些实施方式中，所述提供显示基板，所述显示基板上制作有用于容纳所述微型发光元件的凹槽以及在所述凹槽的两侧设置挡板，包括：
S210、提供一显示基板，在所述显示基板上设置平坦化层，并在所述平坦化层内制作所述凹槽；
S220、在所述显示基板的所述平坦化层上设置光刻胶层，对所述光刻胶层进行图形化处理制作所述凹槽两侧的所述挡板。
凹槽设置在显示基板表面的平坦化层上，避免了凹槽对显示基板结构的影响，挡板由设置在平坦化层上的光刻胶层制作，在光刻胶层通过图形化转移技术可以容易制作出挡板的形状，且制作过程简单。
在某些实施方式中，所述微型发光元件为垂直型发光元件，所述凹槽的侧壁对应设置有分别与所述微型发光元件的第一电极连接的第一焊盘以及和所述微型发光元件的第二电极连接的第二焊盘，所述第一焊盘和所述第二焊盘上均设置有焊料。
由于在微型发光元件为垂直型发光元件，一方面，发光效率高，另一方面，垂直型发光元件的第一电极和第二电极设置在两端，这样只需要在凹槽的侧壁对应设置有第一焊盘和第二焊盘以及第一焊盘和第二焊盘上设置有焊料，微型发光元件滚入凹槽后通过熔化焊料可以直接与第一焊盘和第二焊盘完成焊接连接，连接过程简单。
在某些实施方式中，所述的转移方法还包括：
S500、提供一腔室，将所述第一基板和所述显示基板设置在所述腔室内；
S600、提供一加热设备，对所述腔室的内部的进行加热，使所述腔室内部的温度高于所述焊料的熔点。
第一焊盘和第二焊盘上的焊料是通过加热设备对腔室的内部的进行加热提高腔室内部的温度来实现熔化的，这样微型发光元件与第一焊盘和第二焊盘之间的连接更加方便。
在某些实施方式中，所述凹槽的端面的底边长度大于或等于所述微型发光元件的端面的宽度，所述凹槽的端面的深度大于或等于所述微型发光元件的端面的高度。
这样微型发光元件滚入凹槽后，可以与凹槽底部完全接触，从而便于微型发光元件的第一电极和第二电极与凹槽底部的第一焊盘和第二焊盘之间的连接。
在某些实施方式中，所述凹槽的底边长度大于或等于所述微型发光元件的第一直径，所述凹槽的深度大于或等于所述微型发光元件的第二直径，所述第二直径小于所述第一直径。
在某些实施方式中，所述控制所述挡板之间的所述微型发光元件滚动以落入所述凹槽内，包括：
S410、提供一气源，控制所述气源泵入气流，通过所述气流驱动所述挡板之间的所述微型发光元件滚动以落入所述凹槽内。通过气源泵入气流来推动微型发光元件滚动，气源无需与微型发光元件发生接触，可以避免对微型发光元件造成损伤。
在某些实施方式中，所述第一基板上设置有光解胶层，所述微型发光元件通过所述光解胶层粘接在所述第一基板上。微型发光元件与第一基板之间通过光解胶粘接连接，这样微型发光元件与第一基板之间的脱离更加方便。
在某些实施方式中，所述使所述微型发光元件从所述第一基板上脱离并落入所述挡板之间包括：
S310、提供一解胶光源，通过解胶光源照射所述光解胶层使所述微型发光元件从所述第一基板上脱离。通过设置解胶光源的方式使微型发光器件从滚筒上脱离，解胶操作方便。
在某些实施方式中，在控制所述挡板之间的所述微型发光元件滚动以落入所述凹槽内之后，所述方法包括：
S700、剥离所述显示基板上的所述挡板。
由于挡板的作用是引导微型发光元件的滚动方向，所以在微型发光元件滚入到凹槽之后，需要对挡板进行去除，这样，显示基板的表面更加平整。
此外，基于同样的发明构思，本发明还提供了一种显示装置，包括上述任意一项所述的显示基板。
上述的显示装置由于采用了设置有凹槽和挡板的显示基板，这样微型发光元件与显示基板之间可以通过滚动的方式进行组装，微型发光元件的组装过程简单，对位更加精准。
为了进一步说明本发明的转移方法，在某些实施方式中，实现本发明转移方法的一种转移装置具体包括：
容器10；
移动机构20，设置在所述容器10的顶部；
第一基板30，设置在所述移动机构10上，所述第一基板30上设置有待转移的微型发光元件40，所述微型发光元件40的形状为圆柱状；
解胶光源50，设置在所述第一基板30的上方且设置在所述容器10的外部，用于将所述微型发光元件40从所述第一基板30上剥离；
显示基板60，设置在所述容器10的底部，所述显示基板60上设置有用于容纳所述微型发光元件40的凹槽70，所述凹槽70的两侧设置有用于引导所述微型发光元件40滚入所述凹槽70的挡板80；
吹气设备90，设置在所述容器10的侧壁上，用于对剥离后的所述微型发光元件40进行吹气使所述微型发光元件40滚动进入到所述凹槽70内。
在某些实施方式中，所述容器10包括透明容器，比如玻璃容器或亚克力容器，如此，操作人员可以观察到容器内部运行情况，更有利于操作人员快速发现异常，便于后期的日常维护。
在某些实施方式中，所述移动机构20包括XYZ运动平台以及设置在XYZ运动平台上的升降机构，XYZ运动平台用于控制第一基板30与显示基板60进行对位，升降机构用于对位完成后控制第一基板30下降，在某些实施方式中，所述移动机构20还包括有视觉采集装置，从而方便第一基板30和显示基板60之间精确对位。
在某些实施方式中，所述第一基板30包括蓝宝石基板或玻璃基板，并且在第一基板30的表面涂覆涂覆有光解胶层，微型发光元件40与第一基板30之间粘接连接，在某些实施方式中，光解胶层包括紫外失粘胶，对应的解胶光源50可以发出紫外光线对光解胶层的进行解胶。
在某些实施方式中，解胶光源50也可以设置在容器的内部，解胶光源50可以是点光源、线光源或面光源，当解胶光源50为点光源时包括激光发射器，当解胶光源50为线光源时包括解胶光条，当解胶光源50为面光源时包括背光板。在某些实施方式中，解胶光源50上的发光单元均可单独控制，从而可以实现对第一基板30上的微发光元件40进行选择性的解胶，使需要的微发光元件40落入到挡板80之间。
参见图4，在某些实施方式中，所述显示面板60包括基板100以及设置在所述基板100上的驱动阵列层110，所述驱动阵列层110上设置有平坦化层120，所述凹槽70设置在所述平坦化层120内。在平坦化层120上制作凹槽70的方法包括化学蚀刻或激光蚀刻，本发明在此不做限定。
参见图4，在某些实施方式中，所述平坦化层120之上设置有用于制作所述挡板80的光刻胶层130。所述挡板80由光刻胶层130制作，光刻胶130的成分具体可以包括：环氧树脂、成膜树脂、光敏剂、溶剂与添加剂，所述成膜树脂为热塑性树脂，所述光敏剂为芳香族酮类衍生物或安息香醚类衍生物。在平坦化层上设置光刻胶层之后，再通过图形化处理(比如黄光工艺)来制作所述挡板。
参见图4，在某些实施方式中，所述显示基板10上的凹槽设置有多排，每一排均包括若干相同颜色的微型发光单元，不同排之间的微型发光单元颜色可以不同或相同，在每一排凹槽的两侧均设置有挡板，且相邻两排凹槽之间可以共用一块挡板，一节省材料和降低制作难度，在某些实施方式中，所述挡板包括不透明挡板，这样挡板还可以有效的防止相邻两排凹槽内的微型发光单元之间串色，从而提高显示面板的显示效果。
在某些实施方式中，所述显示面板的基板包括玻璃基板或柔性基板，所述驱动阵列层包括薄膜晶体管阵列，并且平坦化层上设置有的引出电极与薄膜晶体管阵列的源极和漏极相连。
在某些实施方式中，参见图5，所述微型发光元件40的两端分别设置有第一电极140和第二电极150，参见图2，所述凹槽70的底部对应设置有分别与所述第一电极140和所述第二电极150相连的第一焊盘160和第二焊盘170，且所述第一焊盘和所述第二焊盘上均预先设置有焊料。第一电极、第二电极、第一焊盘和第二焊盘均可以由半导体材料或者金属材料等导电材料制成，第一焊盘和第二焊盘与薄膜晶体管阵列的源极和漏极的引出电极相连，在某些实施方式中，焊料可以采用铅锡膏等熔点较低的焊料，相应的显示基板各层材料的熔点均要高于焊料的熔点，这样就可以通过提高容器内部的温度使焊料融化来完成微型发光元件与焊盘之间的焊接键合。
参见图2，在某些实施方式中，所述转移装置还包括加热设备180，所述加热设备设置在所述容器的内部，比如，容器的内壁上，所述加热设备用于控制所述容器内部的温度使所述焊盘上的焊料熔化。
在某些实施方式中，所述微型发光元件包括Micro-LED或者mini LED，本发明在此不做限定，本发明技术方案是将微型发光元件40做成了圆柱形，在另一些实施例中，微型发光元件40也可以制作成椭圆柱形或棱柱形，微型发光元件40的形状只需要是可以滚动的形状即可，本发明技术方案中的微型发光元件40内还可以添加有量子点或量子阱材料，这样制作成的显示基板具有更好的显示效果。
在某些实施方式中，所述吹气设备90包括气嘴以及与所述气嘴相连的气体发射装置，气嘴的喷气方向正对微型发光元件40，这样便于吹气设备90吹动微型发光元件40在显示基板60上滚动。
在某些实施方式中，所述凹槽70的底边长度大于或等于所述微型发光元件40的直径，所述凹槽70的深度大于或等于所述微型发光元件40的直径。比如，在一种具体的实施方式中，所述凹槽70的底边长度等于所述微型发光元件40的直径，所述凹槽70的深度等于所述微型发光元件40的直径，这样微型发光元件40可以正好容置在凹槽70内。
在某些实施方式中，所述凹槽70的截面形状包括倒梯形或者V型。本发明在此不做限定，凹槽70的截面形状设置为倒梯形，好处在于滚动落入凹槽70前有一定的长度空间，落入凹槽70后刚好镶嵌凹槽70内不会有偏移，并且在倒梯形的底部容易制作驱动阵列的焊盘。
在某些实施方式中，对应的本发明转移装置的运行方法，包括：
通过移动机构20将第一基板30和显示基板60对位；
对位完成后通过解胶光源50使微型发光元件40从第一基板30上剥离并落入到挡板80之间；
开启吹气设备90对微型发光元件40进行吹气，使微型发光元件40滚入显示基板60的凹槽70内；
开启加热设备提高容器10内的温度，使凹槽70底部的第一焊盘160和第二焊盘170上的焊料熔化，完成微型发光元件40和显示基板60之间的键合。
将第一基板30与显示基板60实施对位，由于各排平行，第一基板30与显示基板60只需对位其中一排即可，另外的各排也会自动对齐，对位时，由于挡板80的存在，微型发光单元40可以无需对准凹槽，只需要微型发光单元40剥离后可以落入凹槽70两侧的挡板80之间即可，从而降低了对位的难度。
微型发光元件40和显示基板60之间键合时，由于微型发光单元40两侧的第一电极140和第二电极150分别与凹槽70内的第一焊盘160和第二焊盘170上的焊料接触，所以只需要通过提高容器10内的温度高于焊料的熔点，焊料熔化从而实现第一电极140和第二电极150与凹槽70内的第一焊盘160和第二焊盘170的焊接，这种焊接方式可以的解决了电极焊接短路，断路的问题。
在某些实施方式中，所述步骤通过移动机构20将第一基板30和显示基板60对位之前包括：
在显示基板60上设置平坦化层120，并在平坦化层120内制作凹槽；
在显示基板60的平坦化层20上设置光刻胶层130，并图形化处理制作出凹槽70两侧的挡板80。
在某些实施方式中，所述步骤开启加热设备180提高容器10内的温度，使第一焊盘160和第二焊盘170上的焊料熔化，完成微型发光元件40和显示基板60之间的键合之后包括：
对凹槽70两侧的挡板80进行去除，并在微型发光元件40和平坦化层120的表面设置封装层。所述封装层包括树脂材料层。
综上所述，本发明提供了一种转移方法及显示设备，其中，所述转移方法包括：提供一第一基板，所述第一基板上设置微型发光元件，且所述微型发光元件的形状为柱状；提供一显示基板，所述显示基板上制作有用于容纳所述微型发光元件的凹槽以及在所述凹槽的两侧设置有挡板，本发明的转移方法由于将微型发光元件制作成了柱状，并且在显示基板上设置有容纳微型发光元件的凹槽以及在凹槽的两侧设置有挡板，这样在第一基板和显示基板对位后，第一基板上剥离的微型发光元件可以落入挡板之间；之后再控制挡板之间的微型发光元件滚动以落入凹槽内，完成与显示基板之间的组装，微型发光元件的转移过程简单，操作方便。
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 (7)

1.一种转移方法，其特征在于，包括：
提供一第一基板，所述第一基板上设置微型发光元件，且所述微型发光元件的形状为柱状；
提供一显示基板，在所述显示基板上设置平坦化层，并在所述平坦化层内制作凹槽，在所述显示基板的所述平坦化层上设置光刻胶层，对所述光刻胶层进行图形化处理制作所述凹槽两侧的挡板；
将所述第一基板和所述显示基板对位，剥离所述第一基板上的所述微型发光元件，以使所述微型发光元件从所述第一基板上脱离并落入所述挡板之间；
提供一气源，控制所述气源泵入气流，通过所述气流驱动所述挡板之间的所述微型发光元件滚动以落入所述凹槽内。
2.根据权利要求1所述的转移方法，其特征在于，所述微型发光元件为垂直型发光元件，所述凹槽的底部对应设置有分别与所述微型发光元件的第一电极连接的第一焊盘以及和所述微型发光元件的第二电极连接的第二焊盘，所述第一焊盘和所述第二焊盘上均设置有焊料。
3.根据权利要求2所述的转移方法，其特征在于，还包括：
提供一腔室，将所述第一基板和所述显示基板设置在所述腔室内；
提供一加热设备，对所述腔室的内部的进行加热，使所述腔室内部的温度高于所述焊料的熔点。
4.根据权利要求1所述的转移方法，其特征在于，所述凹槽的端面的底边长度大于或等于所述微型发光元件的端面的宽度，所述凹槽的端面的深度大于或等于所述微型发光元件的端面的高度。
5.根据权利要求1所述的转移方法，其特征在于，所述第一基板上设置有光解胶层，所述微型发光元件通过所述光解胶层粘接在所述第一基板上。
6.根据权利要求5所述的转移方法，其特征在于，所述使所述微型发光元件从所述第一基板上脱离并落入所述挡板之间包括：
提供一解胶光源，通过解胶光源照射所述光解胶层使所述微型发光元件从所述第一基板上脱离。
7.根据权利要求1所述的转移方法，其特征在于，在控制所述挡板之间的所述微型发光元件滚动以落入所述凹槽内之后，所述方法包括：
剥离所述显示基板上的所述挡板。
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