CN113782480A - 一种基板及微发光二极管的转移方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种基板及微发光二极管的转移方法。其中基板包括：衬底；形变层，位于衬底上，形变层包括多个开口，开口的远离衬底一侧的尺寸小于开口的靠近所述衬底一侧的尺寸；形变层的弹性模量小于衬底的弹性模量。本发明实施例的技术方案，通过在形变层设置多个开口，开口的远离衬底一侧的尺寸小于开口的靠近衬底一侧的尺寸形变层的弹性模量小于衬底的弹性模量，且在形变层被拉伸时开口侧壁的斜率发生变化，使开口远离衬底一侧的尺寸张开至大于微发光二极管的尺寸，以使微发光二极管可以放入或取出；在形变层恢复时开口夹持微发光二极管，避免采用胶粘出现粘附力不一致的问题，有利于微发光二极管的批量转移。

Description

一种基板及微发光二极管的转移方法
技术领域
本发明实施例涉及显示技术，尤其涉及一种基板及微发光二极管的转移方法。
背景技术
微发光二极管(Micro LED)显示器是一种在基板上集成高密度微小尺寸的LED阵列来实现图像显示的显示器；其因具有高品质、机身薄、能耗低等优点，被视为下一代显示器，逐步成为显示装置中的主流。
在微发光二极管显示器制作过程中，一般先在原始基板(如蓝宝石基板)上生长出多个微发光二极管阵列；然后，再通过激光剥离技术将微发光二极管从原始基板上剥离，使用转移基板将微发光二极管转移至接收基板上的预定位置，并与接收基板绑定。
在微发光二极管批量转移工艺中，转移基板一般需要转移多个微发光二极管，然而，现有转移基板一般通过胶粘的方式固定微发光二极管，若粘合太紧，转移时不易取下，取下时也容易对二极管造成损伤；若粘合太松，原始基板取走时可能会带走微发光二极管，导致转移效率较低。
发明内容
本发明实施例提供一种基板及微发光二极管的转移方法，该基板具有包括多个开口的形变层，形变层在拉伸时开口侧壁的斜率发生变化以夹持微发光二极管，从而有利于微发光二极管的批量转移。
第一方面，本发明实施例提供一种基板，包括：
衬底；
形变层，位于所述衬底上，所述形变层包括多个开口，所述开口的远离所述衬底一侧的尺寸小于所述开口的靠近所述衬底一侧的尺寸；
所述形变层的弹性模量小于所述衬底的弹性模量。
第二方面，本发明实施例还提供一种微发光二极管的转移方法，利用上述的基板对设置在原始基板上的微发光二极管进行转移，所述微发光二极管的转移方法包括：
将形变层拉伸至拉伸状态，使开口的远离衬底一侧的尺寸大于所述微发光二极管的尺寸，且所述微发光二极管与所述开口正对设置；
压合所述原始基板与衬底，使所述微发光二极管卡合入所述开口；
将所述形变层恢复未拉伸状态，剥离所述原始基板，使所述原始基板与所述微发光二极管分离。
本发明实施例提供的基板，包括衬底和位于衬底上的形变层，通过在形变层设置多个开口，开口的远离衬底一侧的尺寸小于开口的靠近衬底一侧的尺寸形变层的弹性模量小于衬底的弹性模量，且在形变层被拉伸时开口侧壁的斜率发生变化，使开口远离衬底一侧的尺寸张开至大于微发光二极管的尺寸，以使微发光二极管可以放入或取出；在形变层恢复时开口夹持微发光二极管，避免采用胶粘出现粘附力不一致的问题，有利于微发光二极管的批量转移。
附图说明
图1为相关技术中一种生成有微发光二极管的原始基板的结构示意图；
图2为相关技术中一种微发光二极管的转移基板的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种基板的俯视结构示意图；
图4为沿图3中剖线A1A2的一种剖面结构示意图；
图5为图4中基板处于拉伸状态下的结构示意图；
图6和图7分别为沿图3中剖线A1A2的另一种剖面结构示意图；
图8为沿图3中剖线A1A2的又一种剖面结构示意图；
图9为沿图3中剖线A1A2的又一种剖面结构示意图；
图10为本发明实施例提供的另一种基板的俯视结构示意图；
图11为沿图10中剖线B1B2的一种剖面结构示意图；
图12为沿图10中剖线C1C2的一种剖面结构示意图；
图13为本发明实施例提供的又一种基板的俯视结构示意图；
图14为本发明实施例提供的又一种基板的俯视结构示意图；
图15为沿图14中剖线D1D2的一种剖面结构示意图；
图16为本发明实施例提供的一种微发光二极管的转移方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。需要注意的是，本发明实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本发明实施例的限定。此外在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件被形成在另一个元件“上”或“下”时，其不仅能够直接形成在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接形成在另一元件“上”或者“下”。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
微发光二极管(Micro LED)是将LED结构进行薄膜化、微小化、阵列化，其尺寸仅在微米量级。由于尺寸的减小，Micro LED的转移效率较低一直限制Micro LED显示器的发展。图1为相关技术中一种生成有微发光二极管的原始基板的结构示意图，参考图1，原始基板1上通过外延生长的方式形成多个Micro LED2，并且多个Micro LED2可以形成Micro-LED阵列。具体的，Micro-LED2可以包括层叠设置的衬底、n型层、有源层以及p型层，n型层和p型层分别设置有n型电极和p型电极，图1中未示出Micro-LED的具体结构。其中原始基板1可以选用蓝宝石基板、硅基板、碳化硅基板或者氮化镓基板，为便于将制作好的多个Micro LED2转移至接收基板，可将多个Micro LED2分割或划分成多个区域，便于灵活转移。
图2为相关技术中一种微发光二极管的转移基板的结构示意图。参考图2，该转移基板包括衬底3和位于衬底3一侧的粘结层4，其中衬底3为硬质衬底，可以采用玻璃衬底制作，粘结层4可以在玻璃衬底上设置丙烯酸酯类键合胶层；例如，聚甲基丙烯酸甲酯树酯作为临时键合胶设置在玻璃衬底的表面上。在进行Micro LED的转移时，将衬底3和原始基板1相对设置，且粘结层4位于朝向原始基板1一侧，以粘结Micro LED2。在转移Micro LED2时，通常采用激光取下的方式使原始基板1和Micro LED2脱离，由于粘结层4对Micro LED2的粘合力不可控，若粘合力太大，在转移时难以从转移基板取下；若粘合力太小，在取走原始基板时可能会将Micro LED带走，影响转移效率。
有鉴于此，本发明实施例提供一种基板，用于实现对Micro LED的转移，提高转移良率。图3为本发明实施例提供的一种基板的俯视结构示意图，图4为沿图3中剖线A1A2的一种剖面结构示意图。参考图3和图4，本实施例提供的基板包括衬底10；形变层20，位于衬底10上，形变层20包括多个开口201，开口201的远离衬底10一侧的尺寸小于开口201的靠近衬底10一侧的尺寸；形变层20的弹性模量小于衬底10的弹性模量。
其中，本实施例中，衬底10为可拉伸衬底，可拉伸衬底采用柔性材料形成，具有一定的伸缩性，在受到拉力时可以发生伸展变形，在拉力撤去之后可以恢复原状，具体实施时，衬底10可以采用柔性有机材料形成，例如可以通过聚酰亚胺PI、聚二甲基硅氧烷PDMS等材料形成，具体实施时可以根据实际情况选择。形变层20位于衬底10的一侧，也可以采用柔性有机材料形成，且形变层20的弹性模量小于衬底10的弹性模量，从而使基板受到相同的拉伸力时形变层20发生的形变较大，有利于开口201的张开。形变层20可以通过光刻胶PR、PI、PDMS等材料形成，具体的，当形变层和衬底采用相同材料时，可以通过控制不同工艺或者掺杂不同浓度的材料实现弹性模量的调节。
图3中示意性以开口201的俯视轮廓形状为矩形为例，参考图4，开口201在垂直于衬底所在平面的第一剖面的截面形状为梯形，开口201远离衬底10一侧(顶部)的宽度d1小于开口靠近衬底10一侧(底部)的宽度d2。图4中还示意性示出与开口201对应的MicroLED30，其中Micro LED30的尺寸为微米量级，例如可以在100μm～10μm之间，或者20μm～30μm之间。开口201的作用是用来固定Micro LED30。可以理解的是，图4示出的是未拉伸状态下的基板的结构示意图，此时开口201的远离衬底10一侧的宽度d1小于Micro LED30的宽度d3，且开口201的靠近衬底10一侧的宽度d2大于或者等于Micro LED30的宽度d3，即d1<d3≤d2，这样可以在开口20拉伸时使Micro LED30放入，恢复时将Micro LED30固定。
示例性的，图5为图4中基板处于拉伸状态下的结构示意图，当基板处于拉伸状态时，开口201侧壁的倾斜率发生变化，使d3<d1<d2，从而使Micro LED30放入开口201内。
需要说明的是，图4中示出的开口201的截面形状为梯形仅是示意性的，在其他实施例中，开口201的截面可以为其他形状，示例性的，图6和图7分别为沿图3中剖线A1A2的另一种剖面结构示意图，参考图6和图7，开口201的形状可以为弧形，具体实施时可以根据实际情况选择，只要实现开口201顶端尺寸小于底端尺寸，可以固定Micro LED即可。
本发明实施例提供的基板，包括衬底和位于衬底上的形变层，通过在形变层设置多个开口，开口的远离衬底一侧的尺寸小于开口的靠近衬底一侧的尺寸形变层的弹性模量小于衬底的弹性模量，且在形变层被拉伸时开口侧壁的斜率发生变化，使开口远离衬底一侧的尺寸张开至大于微发光二极管的尺寸，以使微发光二极管可以放入或取出；在形变层恢复时开口夹持微发光二极管，避免采用胶粘出现粘附力不一致的问题，有利于微发光二极管的批量转移。
在上述实施例的基础上，可选的，形变层包括第一形变层和第二形变层，第二形变层位于第一形变层和衬底之间，开口至少设置于第一形变层；其中，第一形变层的弹性模量小于第二形变层的弹性模量。
示例性的，图8为沿图3中剖线A1A2的又一种剖面结构示意图。参考图8，形变层20在衬底10一侧包括层叠设置的第二形变层22和第一形变层21，本实施例中，开口201设置于第一形变层21和第二形变层22的部分区域，通过设置第一形变层21的弹性模量小于第二形变层22的弹性模量，即膜层自上而下的弹性模量逐渐增大，从而使基板拉伸时上方容易张开，下方不容易张开，有利于固定Micro LED。继续参考图8，在第一形变层21的厚度方向上，开口201贯穿第一形变层21。在其他实施例中，开口也可以不贯穿第一形变层，或者同时贯穿第一形变层和第二形变层，具体实施时可以根据实际情况设计。
在另一实施例中，第一形变层还可以包括多个层叠设置的子膜层，示例性的，图9为沿图3中剖线A1A2的又一种剖面结构示意图，该实施例中，第一形变层21包括第一子形变层211、第二子形变层212和第三子形变层213，其中第一子形变层211、第二子形变层212和第三子形变层213的弹性模量依次变大，从而有利于固定Micro LED。
在Micro LED制备过程中，可能由于工艺缺陷等原因，造成某些Micro LED不能发光，或者亮度不够等缺陷，或者在Micro LED与原始基板剥离时，可能由于器件破损等原因导致器件损坏。为了避免有缺陷的Micro LED被转移至显示器内，一般还需要转移MicroLED所用的基板具有检测功能。在本发明的另一个实施例中，可选的，本发明实施例提供的基板还包括检测电极，开口暴露检测电极。通过在基板上设置检测电极，当Micro LED被转移到基板上时，检测电极与Micro LED的电极连接，从而实现Micro LED的亮度检测，筛选出合格的Micro LED。
示例性的，图10为本发明实施例提供的另一种基板的俯视结构示意图，图11为沿图10中剖线B1B2的一种剖面结构示意图，参考图10和图11，可选的，该基板还包括检测电极40，检测电极40包括位于开口201底部的第一检测电极41和第二检测电极42；Micro LED30固定于开口201时，第一检测电极41和第二检测电极42分别与Micro LED30的第一电极31和第二电极32连接。
其中，第一电极31可以为p电极，第二电极32可以为n电极，或者第一电极31可以为n电极，第二电极32可以为p电极，具体实施时可以根据实际情况设计。当Micro LED30固定于开口201时，第一检测电极41和第一电极31对应接触电连接，第二检测电极42和第二电极32对应电连接，通电时可以实现Micro LED30的亮度检测。
图12为沿图10中剖线C1C2的一种剖面结构示意图，参考图10和图12，该基板还包括多条第一检测电极线51和第二检测电极线52，第一检测电极线51与第一检测电极41电连接，第二检测电极线52与第二检测电极42电连接；所有第一检测电极线51连接至第一测试端61，所有第二检测电极线52连接至第二测试端62。
示例性的，以第一电极31为p电极，第二电极32为n电极为例，第一测试端61提供正极电压，通过第一检测电极线51传输到第一检测电极41，第二测试端62提供负极电压，将Micro LED30接入回路中实现亮度检测。
需要说明的是，图10中示出的基板的俯视图仅是示意性的，图10中所有的第一检测电极线51均连接到一个第一测试端61，第二检测电极线52均连接到一个第二测试端62，在其他实施例中，为了减少检测电极线的电阻引起的压降影响，可以设置多个测试端。另外，在其他实施例中，为了保证基板的拉伸性能，避免拉伸时检测电极线出现断裂等问题，可选的，第一检测电极线和第二电极线为曲线形状。本发明实施例对具体的曲线形状不作限定，例如可以为折线形、波浪线等形状，具体实施时可以根据实际情况设计。
在设置有检测电极的基板中，检测电极的位置固定，不会随着基板的拉伸而变化，因此可以把检测电极设置在几乎不发生变形的岛状结构上。示例性的，继续参考图12，该基板包括多个岛状结构70，第一检测电极41和第二检测电极42均位于岛状结构70上。
示例性的，图12还示出了岛状结构70的具体膜层示意图，该岛状结构包括层叠设置的第一无机层71、第一导电层72、第二无机层73和第二导电层74，其中第一导电层72形成第一检测电极线51或第二检测电极线52，第二导电层74形成第一检测电极41(图12中示出的为第一检测电极线51和第一检测电极41的剖面)，第二导电层74通过设置在第二无机层73上的过孔与第一无机层71连接，其中无机层可以为氧化硅、氮化硅等材料，无机层的弹性模量大，可以在基板拉伸时不发生变形或者变形较小。
可选的，微发光二极管包括多种不同发光颜色的微发光二极管，同种发光颜色的微发光二极管对应的第一检测电极线连接至同一测试端，同种发光颜色的微发光二极管对应的第二检测电极线连接至同一测试端。
其中，显示面板在实现彩色显示时，一般需要不同发光颜色的Micro LED，例如红色Micro LED、绿色Micro LED和蓝色Micro LED，对于不同发光颜色Micro LED，其测试电压不同，因此可以按不同颜色的Micro LED设置对应的测试电极。示例性的，图13为本发明实施例提供的又一种基板的俯视结构示意图。参考图13，Micro LED包括红色Micro LED、绿色Micro LED和蓝色Micro LED，与红色Micro LED对应的检测电极线51R连接至测试端61R，红色Micro LED对应的检测电极线52R连接至测试端62R，绿色Micro LED对应的检测电极线51G连接至测试端61G，绿色Micro LED对应的检测电极线52G连接至测试端62G，蓝色MicroLED对应的检测电极线51B连接至测试端61B，蓝色Micro LED对应的检测电极线52B连接至测试端62B，以满足不同发光颜色Micro LED的测试需求。
上述实施例中，Micro LED的两个电极位于同一侧，在另一实施例中，Micro LED的两个电极可以设置于不同侧，例如p电极设置在远离原始基板一侧，测试时与基板的检测电极连接，n电极设置在靠近原始基板一侧且电连接在一起，示例性的，图14为本发明实施例提供的又一种基板的俯视结构示意图，图15为沿图14中剖线D1D2的一种剖面结构示意图，参考图14和图15，本实施例中，检测电极40包括位于开口201底部的第三检测电极43；MicroLED30固定于开口201时，第三检测电极43与Micro LED30的第一电极31连接。在测试时，可以利用原始基板或者设计可以连接第二电极的盖板，实现Micro LED30的测试。
图16为本发明实施例提供的一种微发光二极管的转移方法的流程示意图，本实施例提供的转移方法利用上述实施例提供的任意一种基板对设置在原始基板上的微发光二极管进行转移，参考图16，本实施例提供的微发光二极管的转移方法包括：
步骤S110、将形变层拉伸至拉伸状态，使开口的远离衬底一侧的尺寸大于微发光二极管的尺寸，且微发光二极管与开口正对设置。
其中，在默认状态下，开口顶端的尺寸小于微发光二极管的尺寸，开口底端的尺寸大于或等于微发光二极管的尺寸，在拉伸时，开口顶端和底端的尺寸均大于微发光二极管的尺寸，以利于夹持微发光二极管。
步骤S120、压合原始基板与衬底，使微发光二极管卡合入开口。
步骤S130、将形变层恢复未拉伸状态，剥离原始基板，使原始基板与微发光二极管分离。
其中，可以采用激光剥离技术剥离原始基板和微发光二极管。
本发明实施例的技术方案，通过将形变层拉伸至拉伸状态，且在形变层被拉伸时开口侧壁的斜率发生变化，使开口远离衬底一侧的尺寸张开至大于微发光二极管的尺寸，以使微发光二极管可以放入或取出；在形变层恢复时开口夹持微发光二极管，避免采用胶粘出现粘附力不一致的问题，有利于微发光二极管的批量转移。
可选的，在另一实施例中，基板还包括检测电极，当微发光二极管卡合入开口时，微发光二极管的电极与检测电极连接；微发光二极管的转移方法还包括：
对检测电极施加检测电压，并观察微发光二极管的发光亮度。
通过设置检测电极，可以实现微发光二极管的亮度检测，去除不合格的微发光二极管。进一步的，本实施例提供的转移方法还包括：
在对检测电极施加检测电压进行检测的过程中，筛选合格的微发光二极管；
对合格的微发光二极管进行转移。避免制备的显示面板发生缺陷。
可选的，基板包括多个岛状结构，衬底在不同拉伸力的作用下改变两个岛状结构的间距。这样可以匹配设置不同间距的微发光二极管的转移，提高基板的通用性。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (17)

1.一种基板，其特征在于，包括：
衬底；
形变层，位于所述衬底上，所述形变层包括多个开口，所述开口的远离所述衬底一侧的尺寸小于所述开口的靠近所述衬底一侧的尺寸；
所述形变层的弹性模量小于所述衬底的弹性模量。
2.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，
所述衬底为可拉伸衬底。
3.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，
所述开口在第一剖面的截面形状为梯形，所述第一剖面垂直于所述衬底所在平面。
4.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，
所述开口用于固定微发光二极管；
所述开口的远离所述衬底一侧的尺寸小于所述微发光二极管的尺寸，且所述开口的靠近所述衬底一侧的尺寸大于或者等于所述微发光二极管的尺寸。
5.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，
所述形变层包括第一形变层和第二形变层，所述第二形变层位于所述第一形变层和所述衬底之间，所述开口至少设置于所述第一形变层；
其中，所述第一形变层的弹性模量小于所述第二形变层的弹性模量。
6.根据权利要求5所述的基板，其特征于，
在所述第一形变层的厚度方向上，所述开口贯穿所述第一形变层。
7.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，还包括检测电极，所述开口暴露所述检测电极。
8.根据权利要求7所述的基板，其特征在于，所述检测电极包括位于所述开口底部的第一检测电极和第二检测电极；
微发光二极管固定于所述开口时，所述第一检测电极和所述第二检测电极分别与所述微发光二极管的第一电极和第二电极连接。
9.根据权利要求8所述的基板，其特征在于，还包括多条第一检测电极线和第二检测电极线，所述第一检测电极线与所述第一检测电极电连接，所述第二检测电极线与所述第二检测电极电连接；
所有所述第一检测电极线连接至第一测试端，所有所述第二检测电极线连接至第二测试端。
10.根据权利要求8所述的基板，其特征在于，所述微发光二极管包括多种不同发光颜色的微发光二极管，同种发光颜色的所述微发光二极管对应的所述第一检测电极线连接至同一测试端，同种发光颜色的所述微发光二极管对应的所述第二检测电极线连接至同一测试端。
11.根据权利要求9或10所述的基板，其特征在于，所述第一检测电极线和所述第二电极线为曲线形状。
12.根据权利要求7所述的基板，其特征在于，所述检测电极包括位于所述开口底部的第三检测电极；
微发光二极管固定于所述开口时，所述第三检测电极与所述微发光二极管的第一电极连接。
13.根据权利要求7所述的基板，其特征在于，所述基板包括多个岛状结构，所述检测电极位于所述岛状结构上。
14.一种微发光二极管的转移方法，其特征在于，利用权利要求1～13任一所述的基板对设置在原始基板上的微发光二极管进行转移，所述微发光二极管的转移方法包括：
将形变层拉伸至拉伸状态，使开口的远离衬底一侧的尺寸大于所述微发光二极管的尺寸，且所述微发光二极管与所述开口正对设置；
压合所述原始基板与衬底，使所述微发光二极管卡合入所述开口；
将所述形变层恢复未拉伸状态，剥离所述原始基板，使所述原始基板与所述微发光二极管分离。
15.根据权利要求14所述的微发光二极管的转移方法，其特征在于，所述基板还包括检测电极，当所述微发光二极管卡合入所述开口时，所述微发光二极管的电极与所述检测电极连接；所述微发光二极管的转移方法还包括：
对所述检测电极施加检测电压，并观察所述微发光二极管的发光亮度。
16.根据权利要求15所述的微发光二极管的转移方法，其特征在于，还包括：
在对所述检测电极施加检测电压进行检测的过程中，筛选合格的微发光二极管；
对合格的所述微发光二极管进行转移。
17.根据权利要求14所述的微发光二极管的转移方法，其特征在于，所述基板包括多个岛状结构，衬底在不同拉伸力的作用下改变两个所述岛状结构的间距。
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