CN115621377A - 微型led芯片的转移方法、显示模组和显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种微型LED芯片的转移方法、显示模组和显示装置，属于微型LED领域。本发明转移方法包括以下过程：提供第一板层，第一板层包括第二带胶临时基板、微型LED芯片以及设置在第二带胶临时基板和微型LED芯片之间的反应层，提供电路板，将第一板层放置于电路板上，并使得微型LED芯片与电路板相对应设置，提供光线照射反应层，反应层产生气体，气体推动微型LED芯片从第二带胶临时基板上脱落至电路板上的预设位置，将微型LED芯片与电路板键合。
Description
技术领域
本发明涉及微型LED领域，具体涉及一种微型LED芯片的转移方法、显示模组和显示装置。
背景技术
微型LED通常的制造流程是首先将LED芯片结构微小化、阵列化，然后将微型LED芯片选择性、批量性的转移至显示电路板上，最后进行封装。其中，如何实现选择性批量式转移，即巨量转移技术(Mass Transfer)则是此流程的关键难点。
目前，微型LED芯片巨量转移工序中，所需微型LED芯片难以精确地掉落到所需位置。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种微型LED芯片的转移方法、显示模组和显示装置，解决了微型LED芯片难以精确地掉落到所需位置的问题。
第一方面，本发明提供了一种微型LED芯片的转移方法，包括以下过程：
提供第一板层，所述第一板层包括第二带胶临时基板、微型LED芯片以及设置在所述第二带胶临时基板和所述微型LED芯片之间的反应层；
提供电路板，将所述第一板层放置于所述电路板上，并使得所述微型LED芯片与所述电路板相对应设置；
提供光线照射所述反应层，所述反应层产生气体，所述气体推动所述微型LED芯片从所述第二带胶临时基板上脱落，将所述微型LED芯片与所述电路板键合。
第二方面，本发明还提供了一种显示模组，所述显示模组包括由上述任一实施例的微型LED芯片的转移方法所制备的电路板。
第三方面，本发明还提供了一种显示装置，所述显示装置包括上述任一实施例所述的显示模组。
实施本发明实施例，将具有如下有益效果：
通过在微型LED芯片上设置反应层，使用光线照射反应层使反应层产生气体，产生的气体对微型LED芯片产生推力，进而，气体能使微型LED芯片从第二带胶临时基板脱落，一方面，通过气体的推动可以增加微型LED芯片的脱离速度，从而提升微型LED芯片的转移效率；另一方面，由于气体的推动，可以提升预设微型LED芯片的脱落准确率，从而使预设的微型LED芯片能精确地掉落到所需位置。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
其中：
图1为本发明一具体实施例的阵列基板的侧视结构示意图。
图2为本发明一具体实施例的第一带胶临时基板的侧视结构示意图。
图3为本发明一具体实施例的第一带胶临时基板与阵列基板贴合后的侧视结构示意图。
图4为图3所述结构去除衬底的侧视结构示意图。
图5为图4所述结构生长完a-Si:H层的侧视结构示意图。
图6为本发明中具体实施例的第二带胶临时基板的侧视结构示意图。
图7为第二带胶临时基板与图5所述结构贴合后的侧视结构示意图。
图8为图7所述结构去除第一带胶临时基板的侧视结构示意图。
图9为图8所述结构与电路板贴合后的侧视结构示意图。
图10为图9所述结构上方设置遮光片的侧视结构示意图。
图11为本发明中具体实施的微型LED芯片转移到电路板的侧视结构示意图。
图中，10、阵列基板；11、微型LED芯片；111、电极层；112、半导体外延层；113、反应层；12、衬底；20、第一带胶临时基板；21、第一胶层；22、第一临时基板；30、第二带胶临时基板；31、第二胶层；32、第二临时基板；40、电路板；50、遮光片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
微型LED(Micro light emitting diode，Micro-LED)通常是指在传统LED倒装芯片结构基础上，将LED芯片尺寸规格缩小到100微米甚至50微米以内的尺寸，即得到微型LED芯片。将RGB(红、绿、蓝)三色微型LED芯片按照一定规则排列在TFT板或CMOS板上，使每个微型LED芯片可定址控制并单独驱动发光，从而实现全彩显示的微器件。微型LED和目前的LCD和OLED显示器件相比，具有反应快、高色域、高PPI，低能耗等优势，其功耗约为LCD的10％、OLED的50％。
巨量转移技术是指将生长在原生基板上的微型LED芯片选择性批量式转移到电路板上的技术，每个微型LED芯片对应电路板上的一个亚像素，由于微型LED尺寸小，定位精度要求高，一个电路板上往往需要数以十万，百万计的微型LED芯片。
本发明的发明人发现，微型LED芯片巨量转移工序中，在最后选择性剥离所需微型LED芯片的时候，常规是靠解胶时胶水的弹力和微型LED芯片本身的重力作用，使微型LED芯片掉落到电路板上，但是这个方法遇到的问题是胶水弹力不够、微型LED芯片本身重量轻，所需微型LED芯片难以精确地掉落到所需位置。
本发明公开了一种微型LED芯片的转移方法，包括以下过程：
步骤1：参考图9，提供第一板层，第一板层包括第二带胶临时基板30、微型LED芯片11以及设置在第二带胶临时基板30和微型LED芯片11之间的反应层113。
步骤2：提供电路板40，将第一板层放置于电路板40上，并使得微型LED芯片11与电路板40相对应设置。
这里，将微型LED芯片11对位设置在电路板40上，微型LED芯片11和电路板40可以直接接触，也可以不直接接触。
步骤3：参考图10和图11，提供光线照射反应层113，反应层113产生气体，气体推动微型LED芯片11从第二带胶临时基板30上脱落，将微型LED芯片11与电路板40键合。
提供光线照射反应层113，反应层113产生气体，气体的推力使微型LED芯片11从第二带胶临时基板30脱落。反应层113设置在微型LED芯片11的靠近第二带胶临时基板30的一侧，这样，产生气体时使微型LED芯片11更容易远离第二带胶临时基板30，并与电路板40键合，一方面，通过气体的推动可以增加了微型LED芯片11的脱离速度，从而提升微型LED芯片的转移效率；另一方面，由于气体的推动，可以提升预设微型LED芯片11的脱落准确率，在一些情况下甚至能够使第二带胶临时基板30上全部的预设微型LED芯片11脱落。
本实施例中，光线照射反应层113所产生的反应可以是任意能够产生气体的反应，气体可以是氢气、二氧化碳等。光线可以是任意能够使反应层113产生气体的光，可以为可见光也可以为不可见光，可以为单色光也可以为复合光。
在一个具体实施例中，反应层113为a-Si:H层，a-Si:H也可写为氢化非晶硅。合适的光照射a-Si:H层能发生氢爆反应，a-Si:H层中Si:H的分子式为SiHx，照射后SiHx→Si+H2↑，氢爆反应使微型LED芯片11更容易脱落。a-Si:H层是通过等离子体增强化学的气相沉积法形成。等离子体增强化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapor deposition，简称PECVD)的主要优点是沉积温度低，对基体的结构和物理性质影响小。膜的厚度及成分均匀性好。膜组织致密、针孔少。膜层的附着力强，应用范围广，可制备各种金属膜、无机膜和有机膜。
在一个具体实施例中，光线为紫外镭射激光，紫外镭射激光的光束质量好，精度高，聚焦光斑小，热影响区域极小，不会产生热效应，不会产生材料烧焦问题。参数为波长190nm～355nm，功率大于或等于0.2W。此参数的紫外镭射激光使a-Si:H层更容易发生氢爆反应，而且，在此参数下的紫外镭射激光不会损坏其他的部件。
在一个具体实施例中，参考图9，第二带胶临时基板30包括第二临时基板32和覆盖在第二临时基板32上的第二胶层31，第二胶层31用于与反应层113粘合，并使反应层113全部没入第二胶层31，以通过反应层113将微型LED芯片11固定在第二带胶临时基板30上。
本步骤中的微型LED芯片11部分插入或者说嵌入到第二胶层31内，粘合的连接方式，可使微型LED芯片11在气体的推动下更容易脱落，而且，通过粘合的连接方式，能够更好地确定微型LED芯片11之间的相对位置，方便后续操作。优选地，微型LED芯片11部分插入或者说嵌入到第二胶层31内，这样的方式适合大量微型LED芯片11的转移，提升微型LED芯片11转移过程中的可靠性。
在一个具体实施例中，第二胶层31的材质为改性的聚酰亚胺材料。使用这个材质，在紫外镭射激光引发氢爆反应的同时，也能引发解胶反应，进一步加快微型LED芯片11的脱落速度，提升转移效率。另外，通过紫外镭射激光解胶的方式，也不会影响微型LED芯片11之间的相对位置，提升转移的准确性。
在一个具体实施例中，第二带胶临时基板30上设有多个微型LED芯片11，多个微型LED芯片11相对第二带胶临时基板30阵列分布，反应层113设置有多个，并与微型LED芯片11一一对应设置。
在一个具体实施例中，第二带胶临时基板30为透光基板，透光基板优选为玻璃、透明树脂等材质。这样可以使光线容易穿透第二带胶临时基板30，进而，容易引发氢爆反应。在第二带胶临时基板30与光线的光源之间设置有遮光片50，遮光片50上设置有预设轨迹的过孔，光线通过过孔照射各反应层113。预设位置是根据实际的需要，在遮光片50上设置过孔，有过孔的位置是为了让微型LED芯片11脱落在电路板40的位置。通过设置过孔的位置，可以选择性的使光照射在a-Si:H层上，使a-Si:H层中的a-Si:H发生氢爆反应。进而，选择性的将微型LED芯片11从第二带胶临时基板30上脱落。
在一个具体实施例中，微型LED芯片11还包括半导体外延层112和电极层111，反应层113和电极层111分别设置在半导体外延层112的两端，电极层111用于与电路板40键合。设置电极层111是提升与电路板40连接的导电性，也是防止键合的过程对在半导体外延层112造成损坏。进一步地，半导体外延层112的材料为第III主族氮化物，例如GaN和AlGaN等。
在一个具体实施例中，步骤1中第一板层的制备方法包括：
步骤11：参考图1，提供阵列基板10，阵列基板10包括衬底12和设置在衬底12上的微型LED芯片11。
步骤12：参考图2和图3，提供第一带胶临时基板20，将阵列基板10贴设于第一带胶临时基板20，并使微型LED芯片11贴设于第一带胶临时基板20。
步骤13：参考图4，将衬底12自微型LED芯片11上拆除。
步骤14：参考图5，在微型LED芯片11上生长反应层113，反应层113设于远离第一带胶临时基板20一侧。
步骤15：参考图6和图7，提供第二带胶临时基板30，将第一带胶临时基板20贴设于第二带胶临时基板30，并使反应层113贴设于第二带胶临时基板30。
步骤16：参考图8，将第一带胶临时基板20自微型LED芯片11上拆除。
在一个具体实施例中，步骤12中，通过激光剥离的方法去掉衬底12。优选为LLO激光剥离的方法。激光剥离可以使衬底12和微型LED芯片11的接触面产生局部的爆炸冲击波，剥离效果好，同时，激光剥离可以防止剥离的时候微型LED芯片11破裂，为后续生长a-Si:H层作良好的铺垫。
进一步地，在一个具体实施例中，第一带胶临时基板20包括第一临时基板22和覆盖在第一临时基板22上的第一胶层21，第一胶层21能提供粘力，使微型LED芯片11贴合在第一胶层21上。同理，此处的贴合也包括表面粘合在第一胶层21表面和插入或嵌入在第一胶层21内部。
第一胶层21也为改性的聚酰亚胺材料。第一临时基板22也为玻璃、透明树脂等材质。
在一具体实施例中，半导体外延层112包括依次沉积于衬底12的N型层、有源层和P型层，N型层的材料可以为n-GaN，有源层的材料可以为InGaN/GaN，P型层的材料可以为p-GaN。
衬底12的材质选自硅、碳化硅、氧化铝、蓝宝石、氮化稼和氮化铝中的一种。
请参阅图1至图11，一实施例的显示模组包括由上述任一实施例的微型LED芯片11的转移方法所制备的电路板40。
请参阅图1至图11，一实施例的显示装置包括上述任一实施例的显示模组。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种微型LED芯片的转移方法，其特征在于，包括以下过程：
提供第一板层，所述第一板层包括第二带胶临时基板、微型LED芯片以及设置在所述第二带胶临时基板和所述微型LED芯片之间的反应层；
提供电路板，将所述第一板层放置于所述电路板上，并使得所述微型LED芯片与所述电路板相对应设置；
提供光线照射所述反应层，所述反应层产生气体，所述气体推动所述微型LED芯片从所述第二带胶临时基板上脱落至所述电路板上的预设位置；
将所述微型LED芯片与所述电路板键合。
2.根据权利要求1所述的微型LED芯片的转移方法，其特征在于，所述反应层为a-Si:H层，所述光线照射所述反应层，以使所述反应层产生氢气。
3.根据权利要求2所述的微型LED芯片的转移方法，其特征在于，所述光线为紫外激光，参数为波长190nm～355nm，功率大于或等于0.2W。
4.根据权利要求1所述的微型LED芯片的转移方法，其特征在于，所述第二带胶临时基板包括第二临时基板和覆盖在所述第二临时基板上的第二胶层，所述第二胶层用于与所述反应层粘合，并将至少部分所述反应层嵌入所述第二胶层内，以通过所述反应层将所述微型LED芯片固定在所述第二带胶临时基板上。
5.根据权利要求1所述的微型LED芯片的转移方法，其特征在于，所述第二带胶临时基板上设有多个所述微型LED芯片，多个所述微型LED芯片相对所述第二带胶临时基板阵列分布，所述反应层设置有多个，并与所述微型LED芯片一一对应设置。
6.根据权利要求5所述的微型LED芯片的转移方法，其特征在于，所述第二带胶临时基板为透光基板，在所述第二带胶临时基板与所述光线的光源之间设置有遮光片，所述遮光片上设置有预设轨迹的过孔，所述光线通过所述过孔照射各所述反应层。
7.根据权利要求1至6任一项所述的微型LED芯片的转移方法，其特征在于，所述第一板层的制备方法包括：
提供阵列基板，所述阵列基板包括衬底和设置在所述衬底上的微型LED芯片；
提供第一带胶临时基板，将所述阵列基板贴设于所述第一带胶临时基板，并使所述微型LED芯片贴设于所述第一带胶临时基板；
将所述衬底自所述微型LED芯片上拆除；
在所述微型LED芯片上生长反应层，所述反应层设于远离所述第一带胶临时基板一侧；
提供第二带胶临时基板，将所述第一带胶临时基板贴设于所述第二带胶临时基板，并使所述反应层贴设于所述第二带胶临时基板；
将所述第一带胶临时基板自所述微型LED芯片上拆除。
8.根据权利要求7所述的微型LED芯片的转移方法，其特征在于，通过激光剥离的方法拆除所述衬底。
9.一种显示模组，其特征在于，包括由权利要求1至8任一项所述的微型LED芯片的转移方法所制备的电路板。
10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求9所述的显示模组。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117317079A (zh) * | 2023-11-29 | 2023-12-29 | 昆山麦沄显示技术有限公司 | 一种芯片巨量转移排列的制备工艺 |
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- 2022-10-20 CN CN202211284783.1A patent/CN115621377A/zh active Pending
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| CN117317079A (zh) * | 2023-11-29 | 2023-12-29 | 昆山麦沄显示技术有限公司 | 一种芯片巨量转移排列的制备工艺 |
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