CN117219718A - 一种micro-led芯板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种micro‑led芯板及其制备方法，其中，micro‑led芯板的制备方法包括：在载板的封装区域涂覆过滤层；在载板中内嵌白色光源；经过白色光源照射的过滤层形成micro‑led芯片。本发明提供的一种micro‑led芯板及其制备方法，通过过滤层和白色光源的设置，实现不micro‑led芯片的效果，本申请制备方法简单，设备成本低，能够有效降低micro‑led芯片的封装成本，扩大micro‑led显示技术的应用范围。

Description

一种micro-led芯板及其制备方法

技术领域

本发明涉及半导体载板领域，尤其涉及一种micro-led背光芯板及其制备方法。

背景技术

micro-led显示技术是指以自发光的微米量级的LED为发光像素单元，将其组装到驱动面板上形成高密度LED阵列的显示技术。由于micro-led芯片尺寸小、集成度高和自发光等特点，在显示方面与LCD、OLED相比在亮度、分辨率、对比度、能耗、使用寿命、响应速度和热稳定性等方面具有更大的优势。

为了提升micro-led生产效率及产品良率，现有技术中采用巨量转移(Masstransfer)方法将器件芯片转移至载板中。巨量转移指的是通过特定的高精度设备将大量micro-led晶粒、芯片或器件转移到目标载板或者电路上。巨量转移主要包括物理转移、化学转移和激光转移技术。其中，物理转移方法主要为静电吸附转移技术；化学转移方法主要为微转移打印技术(μTP技术)；激光转移方法采用激光剥离技术(LLO)将成品μLED与蓝宝石生长晶圆分离；再通过巨量转移(LIFT)将μLED从供体移至基板。

现有技术中的巨量转移需要特定的高精度设备，成本较高，且操作难度较大，导致封装成本较高。为了推进micro-led显示技术的广泛使用，需要寻找能够替代巨量转移的封装方法。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的问题之一。为此，本发明的目的在于提供一种micro-led芯板及其制备方法，通过过滤层和白色光源的设置，实现不micro-led芯片的效果，本申请制备方法简单，设备成本低，能够有效降低micro-led芯片的封装成本，扩大micro-led显示技术的应用范围。

为了实现上述目的，本申请采用如下技术方案：一种micro-led芯板的制备方法，包括：在载板的封装区域涂覆过滤层；在载板中内嵌白色光源；经过白色光源照射的过滤层形成micro-led芯片。

进一步的，在载板中不同种类的封装区域分别涂覆不同种类的过滤层，经过白色光源照射的不同过滤层形成不同种类的micro-led芯片。

进一步的，所述过滤层的形成方法包括：在保护膜上涂覆热熔胶，在热熔胶中形成与封装区域一一对应的通孔；在通孔中填充过滤层；将保护膜中的过滤层图形转移至载板的封装区域。

进一步的，在热熔胶中形成通孔的方法包括：采用镭射工艺形成通孔，或者采用曝光显影方式形成通孔，或者采用激光刻蚀工艺形成通孔。

进一步的，所述通孔的深度为0.1微米-0.2微米之间的任意数值。

进一步的，所述封装区域包括第一封装区域、第二封装区域和第三封装区域，所述过滤层包括第一过滤层、第二过滤层和第三过滤层；所述第一封装区域涂覆第一过滤层，所述第二封装区域涂覆第二过滤层，所述第三封装区域涂覆第三过滤层。

进一步的，所述第一过滤层为红色过滤层，第二过滤层为蓝色过滤层，第三过滤层为绿色过滤层；白色光源经过红色过滤层之后显示红色，形成红色micro-led芯片；白色光源经过蓝色过滤层之后显示蓝色，形成蓝色micro-led芯片；白色光源经过绿色过滤层之后显示绿色；形成绿色micro-led芯片。

进一步的，当施加在过滤层上的电压或者电流不同时，所述过滤层显示出的颜色亮度不同。

进一步的，当过滤层的温度不同时，所述过滤层显示出的颜色亮度不同。

本申请还提供了一种micro-led芯板，基于如上所述的一种micro-led芯板的制备方法制备而成。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本申请在载板的封装区域涂覆过滤层，在白色光源照射下，过滤层使得特定颜色的光通过，实现micro-led芯片的效果。现有技术中需要采用巨量转移方式将不同的micro-led芯片放置在对应的封装区域内，本申请不再对micro-led芯片进行放置，而是在封装区域内涂覆过滤层，并在载板中内嵌白色光源，当白色光源照射到过滤层的时候，仅有特定颜色的光能够透过过滤层。例如封装区域需要红色micro-led芯片，本申请通过白色光源照射红色过滤层透出红光；此时白色光源和红色过滤层共同配合，实现了红色micro-led芯片的效果。同样的，当封装区域需要其他颜色的micro-led芯片时，本申请只需要改变过滤层，即可结合白色光源形成应颜色的micro-led芯片。相比现有技术中巨量转移的方案，本申请方法更加简单，且操作难度较低，所需成本也较低，有效降低了micro-led芯片的封装成本，扩大了micro-led显示技术的应用范围。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图中：

图1为实施例3中过滤层形成的流程图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的机构或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。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。

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、机构、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

实施例1

本申请提供的一种micro-led芯板的制备方法，包括：在载板的封装区域涂覆过滤层；在载板中内嵌白色光源；经过白色光源照射的过滤层形成micro-led芯片。

本申请中micro-led芯片不再是传统意义上micro-led芯片，而是通过白色光源照射在过滤层中，且过滤层仅能使得特定颜色的光线通过，以实现micro-led芯片的功效。

对应的，现有技术中需要将micro-led芯片一一对应放置在封装区域中，本申请只需要在封装区域形成过滤层，并配合内嵌在载板中的白色光源共同作用，即可实现micro-led芯片的功效。

本申请中封装区域指的是需要放置micro-led芯片的位置，根据需要放置的micro-led芯片的种类来确定过滤层的种类，比如，需要放置的micro-led芯片为绿色micro-led芯片，则该位置对应的过滤层在白色光源照射下需要透出绿光。同样的道理，当需要放置的micro-led芯片为其他颜色芯片时，该位置对应的过滤层在白色光源照射下需要透出对应的颜色。

本申请中白色光源内置于载板内部，其与过滤层共同作用，实现了现有技术中micro-led芯片的功能。具体的，本申请中多个封装区域可以对应同一个白色光源，也可以一一对应一个白色光源。

本申请载板中封装区域的种类可以相同或者不相同，当载板中所有封装区域所涂覆的过滤层均相同，形成具有单一micro-led芯片的micro-led芯板产品。当载板中封装区域分为多个种类时，每个种类对应的过滤层不同，形成具有多个micro-led芯片的micro-led芯板产品，且不同种类的micro-led芯片按照一定的规则排列在载板中。

相比现有技术中巨量转移的方案，本申请形成micro-led芯片的方法更加简单，且操作难度较低，所需成本也较低，有效降低了micro-led芯片的封装成本，扩大了micro-led显示技术的应用范围。

实施例2

本申请提供的一种micro-led芯板的制备方法，包括：在载板的封装区域涂覆过滤层；在载板中内嵌白色光源；经过白色光源照射的过滤层形成micro-led芯片。

本申请中封装区域指的是需要放置micro-led芯片的位置，本实施例中载板中封装区域分为多个种类，每个种类对应的过滤层不同，形成具有多个micro-led芯片的micro-led芯板产品，且不同种类的micro-led芯片按照一定的规则排列在载板中。

其中，不同种类的过滤层能够使得白色光源中不同的光线通过，进而经过白色光源照射的不同过滤层形成不同种类的micro-led芯片。不同过滤层的材质不同，每种过滤层仅使得一种单一颜色的光线通过。

本申请具体根据需要放置的micro-led芯片的种类来确定过滤层的种类，比如，需要放置的micro-led芯片为绿色micro-led芯片，则该位置对应的过滤层在白色光源照射下需要透出绿光。同样的道理，当需要放置的micro-led芯片为其他颜色芯片时，盖位置对应的过滤层在白色光源照射下需要透出对应的颜色。

具体的，所述封装区域包括第一封装区域、第二封装区域和第三封装区域，所述过滤层包括第一过滤层、第二过滤层和第三过滤层；所述第一封装区域涂覆第一过滤层，所述第二封装区域涂覆第二过滤层，所述第三封装区域涂覆第三过滤层。其中，第一过滤层、第二过滤层和第三过滤层在白色光源照射下投射出来的光不同。同样的，封装区域可以为上述的三种，也可以为四种、五种等等，具体根据载板中不同种类封装区域的排列规则来确定。

本申请中封装区域为多种类型，且多种类型的封装区域呈一定的规律间隔分布，若是直接在封装区域上涂覆过滤层，需要针对封装区域一一进行涂覆，涂覆效率较低。为了提供过滤层的涂覆效率，本申请在载板外侧形成过滤层图形，再将过滤层图形转移至载板中。

具体的，过滤层的形成方法包括：

S1：在保护膜上涂覆热熔胶，在热熔胶中形成与封装区域一一对应的通孔。其中，形成通孔的具体方式可以采用如下任意一种：第一种，采用镭射工艺形成通孔。即在涂覆的热熔胶固化之后，采用镭射工艺在热熔胶中形成通孔。

第二种，采用曝光显影方式形成通孔。采用干膜覆盖热熔胶，通过曝光显影的方式使得封装区域对应的位置裸露出来，其他区域被干膜覆盖，针对裸露的部分进行刻蚀之后即可形成通孔。

第三种，采用激光刻蚀的方法在固化之后的热熔胶上刻蚀出通孔。

注意：本步骤中所形成的通孔与载板中的封装区域在尺寸、数量和位置上均是一一对应的关系。

S2：在通孔中填充过滤层，形成位于保护膜上的过滤层图形；

S3：将保护膜中的过滤层图形转移至载板的封装区域。

需要说明的是，当载板中封装区域包含多个种类的时候，可以先在载板中形成所有封装区域对应的通孔；当需要填充其中一种封装区域对应的通孔时，对其他通孔进行掩膜，使得只有一种封装区域暴露出来，进行过滤层的填充；再对第二种封装区域对应的通孔进行填充的时候，对其他通孔进行掩膜，使得只有第二种封装区域暴露出来，进行过滤层的填充；依次类推，直至完成所有种类通孔的填充。

或者，当载板中封装区域包含多个种类的时候，可以通过曝光显影的方法在固化之后的热熔胶中形成第一种封装区域对应的通孔；针对形成的通孔进行过滤层填充。再去除热熔胶中第二种封装区域对应的通孔位置处的干膜，刻蚀形成第二种封装区域对应的通孔，针对形成的通孔进行过滤层填充。依次类推，通过一次曝光显影，多次去除干膜的方式分多次形成通孔，并在每次形成通孔时填充对应的过滤层。

本申请中所形成通孔的深度为0.1微米-0.2微米之间的任意数值，对应的，形成的过滤层的厚度也为0.1微米-0.2微米之间的任意数值。

相比现有技术中巨量转移的方案，本申请形成micro-led芯片的方法更加简单，在载板外部形成过滤层图形，再将过滤层图形转移至载板中对应的封装区域，即可形成载板中micro-led芯片的组装。本申请操作难度较低，所需成本也较低，有效降低了micro-led芯片的封装成本，扩大了micro-led显示技术的应用范围。

实施例3

本实施例提供的一种micro-led芯板的制备方法，其中，micro-led芯板产品中包括三种micro-led芯片，相对应的，过滤层和封装区域也为三种。具体的，第一过滤层为红色过滤层，第二过滤层为蓝色过滤层，第三过滤层为绿色过滤层；白色光源经过红色过滤层之后显示红色，形成红色micro-led芯片；白色光源经过蓝色过滤层之后显示蓝色，形成蓝色micro-led芯片；白色光源经过绿色过滤层之后显示绿色；形成绿色micro-led芯片。红色micro-led芯片、蓝色micro-led芯片和绿色micro-led芯片呈拜耳矩阵等规律在载板中分布。

具体制备方法包括：

S1：在载板中定义出红色封装区域，蓝色封装区域和绿色封装区域。其中，封装区域可以为相对凹陷的结构，便于过滤层涂覆在凹陷结构中。在封装区域的底部，即封装区域靠近载板中心位置的一侧内嵌白色光源。白色光源可以为钨金属等通电之后发出的白色光源，也可以是特定的芯片或者宝石通电之后形成的白色光源。需要注意：白色光源可以设置一个或多个，且需要覆盖所有的封装区域。

S2：在保护膜上涂覆热熔胶，在热熔胶中形成与红色封装区域，蓝色封装区域和绿色封装区域在尺寸、数量和位置上均是一一对应的通孔，在通孔中对应填充红色过滤层，蓝色过滤层和绿色过滤层。

如图1所示，过滤层的形成方法具体包括：

S21：在保护膜上涂覆热熔胶并进行固化处理；

S22：采用曝光显影方式定义出红色通孔所对应的区域，此时，需要形成红色通孔的位置被暴露出来，其他区域被干膜保护。针对红色通孔所对应的区域进行刻蚀，形成红色通孔。红色通孔在尺寸、数量和位置上均与载板中红色封装区域一一对应。红色通孔的深度为0.1微米至0.2微米。

S23：在红色通孔中填充红色过滤层，形成位于保护膜上的红色过滤层图形。

S24：去除热熔胶中蓝色通孔对应区域的干膜，此时，需要形成蓝色通孔的位置被暴露出来，其他区域继续被干膜保护。针对蓝色通孔所对应的区域进行刻蚀，形成蓝色通孔。蓝色通孔在尺寸、数量和位置上均与载板中蓝色封装区域一一对应。蓝色通孔的深度为0.1微米至0.2微米。

S25：在蓝色通孔中填充蓝色过滤层，形成位于保护膜上的蓝色过滤层图形。

S26：去除热熔胶中绿色通孔对应区域的干膜，此时，需要形成绿色通孔的位置被暴露出来，其他区域继续被干膜保护。针对绿色通孔所对应的区域进行刻蚀，形成绿色通孔。绿色通孔在尺寸、数量和位置上均与载板中绿色封装区域一一对应。绿色通孔的深度为0.1微米至0.2微米。

S27：在绿色通孔中填充绿色过滤层，形成位于保护膜上的绿色过滤层图形。

S28：将保护膜中的过滤层图形转移至载板的封装区域，使得载板中封装区域上对应覆盖保护层。

具体的，本步骤中位于保护膜和热熔胶中的过滤层图形呈规则状排列，过滤层图形中红色过滤层、蓝色过滤层和绿色过滤层的排布方式与载板中红色封装区域、蓝色封装区域和绿色封装区域的排布方式相同，尺寸和位置也相同。直接将过滤层矩阵嵌入至载板中封装区域即可。

本申请中红色过滤层包含红色感光性树脂组合物，红色感光性树脂组合物包含红色着色剂、碱可溶性树脂、可光聚合化合物、光引发剂和溶剂等。红色感光性树脂组合物填充在红色通孔之后，进行加热干燥除去挥发性组分，获得平滑的涂膜。后续蓝色过滤层和绿色过滤层的组分只需要将红色着色剂替换为蓝色着色剂和绿色着色剂即可。

本申请中红色过滤层、蓝色过滤层和绿色过滤层可以通过引线或者互联结构引出至电气控制端。电气控制端用于控制各个过滤层的通断电情况，以及控制施加在各个过滤层上的电压或者电流大小。当过滤层通电时，施加在过滤层上的电压或电流不同时，过滤层所显示出来的颜色亮度不同，比如施加在红色过滤层上的电压或电流不同时，红色过滤层在白色光源照射下所透出的红色亮度不同。通过控制施加在过滤层上的电压或电流的大小，可以控制最终形成的micro-led芯板产品所呈现的色彩度。

与此同时，本申请还可以控制白色光源的发光强度来控制最终形成的micro-led芯板产品所呈现的色彩度。当施加在过滤层中的电压或电流恒定时，白色光源的发光强度不同，也会导致过滤层所显示出来的颜色亮度不同。

因此，本申请可以通过控制白色光源的发光强度和/或控制施加在过滤层上的电压或电流强度，使得对应的micro-led芯片具有不同的亮度，进而控制最终形成的micro-led芯板产品所呈现的色彩度。

当施加在过滤层上的电压或电流不同时，不会影响过滤层对白色光源中光线的过滤效果，但是会影响到白色光源中透过过滤层光线的强度，进而使得micro-led芯片具有不同的亮度。

当施加在过滤层上的电压或电流恒定时，还可以通过控制过滤层的温度，使得白色光源透过过滤层所显示出来的颜色亮度不同。温度控制可以通过对载板整体的温度控制来实现。

现有技术中需要采用巨量转移方式将不同的micro-led芯片放置在对应的封装区域内，本申请不再对micro-led芯片进行放置，而是在封装区域内涂覆过滤层，并在载板中内嵌白色光源，当白色光源照射到过滤层的时候，仅有特定颜色的光能够透过过滤层。也就是说，本申请中白色光源内置于载板内部，其与过滤层共同作用，实现了现有技术中micro-led芯片的功能。

相比现有技术中巨量转移的方案，本申请形成micro-led芯片的方法更加简单，在载板外部形成过滤层图形，再将过滤层图形转移至载板中对应的封装区域，即可形成载板中micro-led芯片的组装。本申请操作难度较低，所需成本也较低，有效降低了micro-led芯片的封装成本，扩大了micro-led显示技术的应用范围。

本申请还提供了一种micro-led芯板，采用实施例1-3中所述的一种micro-led芯板的制备方法制备而成。最终形成的micro-led芯板产品包含过滤层及白色光源，且白色光源透过过滤层之后，过滤层具有与现有技术中micro-led芯片相同的结构。

可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种micro-led芯板的制备方法，其特征在于，包括：在载板的封装区域涂覆过滤层；在载板中内嵌白色光源；经过白色光源照射的过滤层形成micro-led芯片。

2.根据权利要求1所述的一种micro-led芯板的制备方法，其特征在于，在载板中不同种类的封装区域分别涂覆不同种类的过滤层，经过白色光源照射的不同过滤层形成不同种类的micro-led芯片。

3.根据权利要求1所述的一种micro-led芯板的制备方法，其特征在于，所述过滤层的形成方法包括：在保护膜上涂覆热熔胶，在热熔胶中形成与封装区域一一对应的通孔；在通孔中填充过滤层；将保护膜中的过滤层图形转移至载板的封装区域。

4.根据权利要求3所述的一种micro-led芯板的制备方法，其特征在于，在热熔胶中形成通孔的方法包括：采用镭射工艺形成通孔，或者采用曝光显影方式形成通孔，或者采用激光刻蚀工艺形成通孔。

5.根据权利要求3所述的一种micro-led芯板的制备方法，其特征在于，所述通孔的深度为0.1微米-0.2微米之间的任意数值。

6.根据权利要求1所述的一种micro-led芯板的制备方法，其特征在于，所述封装区域包括第一封装区域、第二封装区域和第三封装区域，所述过滤层包括第一过滤层、第二过滤层和第三过滤层；所述第一封装区域涂覆第一过滤层，所述第二封装区域涂覆第二过滤层，所述第三封装区域涂覆第三过滤层。

7.根据权利要求6所述的一种micro-led芯板的制备方法，其特征在于，所述第一过滤层为红色过滤层，第二过滤层为蓝色过滤层，第三过滤层为绿色过滤层；白色光源经过红色过滤层之后显示红色，形成红色micro-led芯片；白色光源经过蓝色过滤层之后显示蓝色，形成蓝色micro-led芯片；白色光源经过绿色过滤层之后显示绿色；形成绿色micro-led芯片。

8.根据权利要求1所述的一种micro-led芯板的制备方法，其特征在于，当施加在过滤层上的电压或者电流不同时，所述过滤层显示出的颜色亮度不同。

9.根据权利要求1所述的一种micro-led芯板的制备方法，其特征在于，当过滤层的温度不同时，所述过滤层显示出的颜色亮度不同。

10.一种micro-led芯板，其特征在于，基于权利要求1-9任意一项所述的一种micro-led芯板的制备方法制备而成。