[发明专利]一种具有分布式梯度的巨量转移用晶膜

说明书

本发明公开了一种具有分布式梯度的巨量转移用晶膜主要由真空吸盘、通孔基板、第一粘结层、弹性层、第二粘结层、激光器、气动器、芯片、锡膏/导电胶和接收基板组成。本发明利用具有粘性可调控的第一粘结层粘附通孔基板，采用粘性较弱的第二粘结层粘附芯片，使用低能量激光降低第一粘结层的粘性，气体驱动弹性层发生物理鼓泡，完成LED芯片转移。芯片转移过程中，作用力温和可控，无强能量激光参与，不产生热作用，不产生多余物，对芯片无损伤。分布式梯度限制了气泡直径扩张，减小了转移芯片时对相邻非工作位芯片的影响，增大了气泡高径比，提高了转移间距和转移率，可应对更为复杂的工况。

技术领域

本发明涉及一种微发光二极管巨量转移技术，尤其涉及一种具有分布式梯度的巨量转移用晶膜。

背景技术

视觉是人类获取信息的主要渠道，研究表明近2/3的有效信息通过显示技术高效高质量地传递。电子显示屏的作为显示技术的实现载体，支撑着现代信息社会的发展。电子显示屏经历了阴极射线管显示屏(Cathode ray tube，CRT)、液晶显示屏(Liquid crystaldisplay，LCD)、有机发光二极管屏(Organic LED，OLED)、Mini/Micro LED屏，目前仍在不断地进步革新。CRT显示器开创了显示技术的先河，其意义更多地是使显示器件进入大众视野，但其功耗高，辐射大和体积大等缺陷，难以满足显示需求，逐渐被市场淘汰。LCD显示器因其轻薄化，成本低和分辨率高等优点，一经推出，迅速占领市场，历经50年的发展依然是主流的显示屏之一。相较于LCD显示屏，OLED显示屏因其自发光的特性，响应速度，对比度进一步得到提升，但受材料特性影响，随着工作时间的累积，其发光效率降低、颜色不纯正，甚至会出现“烧屏”现象。Mini/Micro LED显示屏通过微米级尺寸芯片高密度阵列排布于电路基板，实现远超人眼分辨极限的更高像素密度，在稳定性、发光效率、对比度、功耗和响应速度等方面，具有LCD、OLED无可比拟的优势，被誉为显示技术的终极目标，是下一代主流显示技术的发展方向。

Mini/Micro LED显示屏制作过程需要将数万乃至数千万颗芯片从源基板转移至目标基板，这个过程称为巨量转移。巨量转移的效率和精度决定了显示屏的制造成本和显示效果，为此，业内进行了大量探索。目前，主流巨量转移方法主要有弹性印章、流体自组装、精准拾取释放和激光释放。弹力印章转移技术通过控制印章与芯片之间的粘力，完成芯片拾取和释放动作，该方案要求精准控制各个阶段粘力大小，且印章必须表面极为平坦，控制难度较高。流体自组装技术需要对芯片和目标基板的结构进行特殊处理，将基板与芯片置于溶液中，利用流体力和芯片重力将芯片转移至目标基板的捕获井中。该过程初始空位状态的捕获井数量多，转移速度快，但随着转移过程的进行，初始空位状态的捕获井数量减少，转移速度慢，且芯片在溶液中相互碰撞，造成良品率降低。精准拾取释放根据作用力的不同分为静电力、电磁力、摆臂式和针刺式。其中静电力和电磁力转移方式利用转移头带上静电或磁性抓取芯片，到达指定位置后撤去静电或磁性，完成芯片释放，这两种方法都需要对芯片进行特殊处理，增加了芯片损伤风险。摆臂式和针刺式是当前成熟的转移方式，前者采用顶针和吸嘴抓取芯片，通过摆臂将芯片放置到目标位置，其转移速度慢，精度低，容易损伤芯片，且吸嘴直径存在物理极限，难以转移更小尺寸芯片，后者则取消摆臂，通过顶针将芯片直接刺向目标基板，提高了转移速度，但未解决芯片损伤和物理极限等问题。激光释放技术跳过拾取和释放的环节，通过激光照射剥离层，并在剥离层表面发生化学反应，使芯片剥落至接收基板上。该过程依靠剥离层发生强而剧烈的爆炸，其作用力控制难度大，存在损伤芯片的风险，且常伴随着多余物的产生。

授权专利202010828204.X所述的LED芯片转移方法和光源板，采用激光烧蚀剥离层，降低剥离层与粘结层的粘性，使LED芯片剥落接收基板上。该方案单纯依靠激光能量转移芯片，容易造成芯片损伤，且粘结层也会在激光的照射下融化形成多余物，影响显示效果。