一种MicroLED芯片转印方法及装置与流程

本发明涉及芯片转印方法，尤其是涉及一种MicroLED芯片转印方法及装置。

背景技术：

MicroLED显示技术具有低功耗、高亮度、超高解析度与色彩饱和度、反应速度快、超省电、寿命较长、效率较高等优点，被认为是最具竞争力的下一代显示技术。其耗电量约为LCD的10％、OLED的50％。与同样是自发光显示的OLED相较，亮度比其高30倍，且分辨率可达1500PPI(像素密度)以上，分辨率比OLED高5倍。MicroLED不仅可降低量产成本，更可提升整体分辨率，可望取代OLED、LCD等现行显示技术。

MicroLED技术，简单来讲，就是采用尺寸在几微米至几十微米之间的半导体LED发光芯片，一颗一颗紧密排列成阵列作为显示屏，每颗LED发光芯片作为显示屏的一个像素点，每颗LED发光芯片都能独立驱动发光。LED发光芯片尺寸在微米级，因此又被称为μLED芯片，其体积约为目前量产LED芯片大小的1％。MicroLED技术有几大优势：(1)低耗电：由于MicroLED的每颗LED发光芯片均可以单独驱动点亮，因此MicroLED属于自发光显示，光电转换效率高，属于超低耗电的显示技术。例如，LCD显示器的背光源光线须通过偏光片、液晶、彩色滤光片等层层转换，以致仅有7％左右能够穿透液晶面板被有效利用，电能利用极低。而MicroLED属于自发光显示，电能利用率可以达到接近100％，可以大幅降低显示能耗，低耗电性能超越了现有的所有显示技术。(2)高分辨：MicroLED采用尺寸在十微米至几十微米之间的LED发光芯片，像素尺寸小，分辨率高，分辨率超越了现有的所有显示技术。(3)高可靠性：LCD显示和OLED显示技术的核心光电材料都是有机物，有机物本身耐候性低的特性决定了这些显示器寿命较短，Micro-LED采用全无机半导体材质的LED芯片，可靠性超越了现有的所有显示技术。MicroLED显示技术包含四大关键技术，分别为芯片加工技术、microled芯片转印技术、器件集成技术、彩色化技术。其中MicroLED芯片转印技术是MicroLED显示技术大规模量产良率的瓶颈所在。

MicroLED芯片转印技术有范德华力转印、静电吸附转印等多种技术路线。其中，范德华力转印是MicroLED芯片转印的最常用方法，转印头借助其与MicroLED芯片之间的范德华力将芯片粘取在其下表面并进行搬运。但是目前MicroLED芯片被搬运至目标基板完成对位后会被加热进行焊接，此时转印头会受热变软进而对MicroLED芯片的粘结力增强，导致MicroLED芯片无法释放至目标基板，此问题已经成为行业难题。鉴于此，有必要提供一种有效的方法，解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种MicroLED芯片转印方法。

本发明的另一目的在于提供一种MicroLED芯片转印装置。

所述MicroLED芯片转印方法包括以下步骤：

1个步骤，转印头粘取热塑性硅胶块至转印头的突出部下表面；

1个步骤，转印头粘取MicroLED芯片在热塑性硅胶块下表面；

1个步骤，转印头将MicroLED芯片搬运至驱动基板的目标位置；

1个步骤，加热驱动基板至第一温度，将MicroLED芯片与驱动基板进行焊接；

1个步骤，继续加热驱动基板至第二温度，将热塑性硅胶块熔融并在重力作用下与转印头分离；

1个步骤，转印头垂直向上位移，驱动基板降温，完成MicroLED芯片转印。

所述热塑性硅胶块的长度和宽度分别与MicroLED芯片的长度和宽度相等；所述热塑性硅胶块在第一基板上排布成阵列。

所述转印头下压将转印头下表面压紧待粘接的热塑性硅胶块上表面，转印头快速垂直上升，将热塑性硅胶块粘着在转印头下表面离开第一基板；所述转印头与热塑性硅胶块之间可通过范德华力粘结。所述转印头进一步粘取MicroLED芯片在塑性硅胶块的下表面，还包括：所述待转印MicroLED芯片在第二基板上排布成阵列，其阵列排布的间距与热塑性硅胶块阵列排布的间距相等；所述转印头下压，使得粘取在其下方的热塑性硅胶块下表面压紧待转印MicroLED芯片的上表面，转印头快速垂直上升，将待转印MicroLED芯片粘着在热塑性硅胶块下表面离开第二基板。

所述热塑性硅胶块与MicroLED芯片之间通过范德华力粘结。

所述转印头将MicroLED芯片搬运至驱动基板的目标位置。

所述转印头携带粘取在其下方的热塑性硅胶块，以及粘着在热塑性硅胶块下表面的MicroLED芯片，移动至驱动基板的目标位置上方；所述转印头向下位移，使得MicroLED芯片的焊盘与驱动基板上的焊接材料接触。

所述加热驱动基板至第一温度，焊接材料熔融，MicroLED芯片与驱动基板进行焊接，所述第一温度为焊接材料的焊接温度；所述继续加热驱动基板至第二温度，同时对转印头进行降温；热塑性硅胶块熔融，熔融的热塑性硅胶在重力作用下向下蠕动，热塑性硅胶上表面与转印头下表面分离；所述第二温度为热塑性硅胶的熔融温度；所述热塑性硅胶块熔融，熔融的热塑性硅胶在重力作用下向下蠕动，熔融的热塑性硅胶在MicroLED芯片上表面形成椭形透镜。

所述驱动基板的目标位置设有凹形腔，加热驱动基板至第二温度，热塑性硅胶块熔融，熔融的热塑性硅胶填充在凹形腔内。

所述热塑性硅胶在可见光波段的透光率大于90％。

所述MicroLED芯片转印装置，用于所述MicroLED芯片转印方法，包括夹持装置、运动装置、转印头和降温装置，所述降温装置安装于夹持装置上，所述转印头设置于降温装置的下表面，所述降温装置内部为空心腔体，所述空心腔体内设有降温介质，所述空心腔体设有降温介质入口和降温介质出口，所述降温介质可以流动。

所述降温装置外壳可采用透明材质。

本发明的突出优点在于：

本发明应用于MicroLED显示器的生产，通过采用热塑性硅胶作为MicroLED芯片与转印头之间的连接单元，在加热过程中热塑性硅胶受热熔融，在重力作用下自动与转印头分离，从而实现MicroLED芯片与转印治具的分离，有效克服MicroLED芯片受热后与转印头难以分离的问题。

附图说明

图1为本发明实施例1的MicroLED芯片转印方法示意图。

图2为本发明实施例2的MicroLED芯片转印方法示意图。

图3为本发明实施例3的MicroLED芯片转印方法示意图。

图4为本发明实施例MicroLED芯片转印装置示意图。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。

实施例1

参见图1和4，一种MicroLED芯片转印方法，应用于MicroLED显示器的生产，包含以下步骤：

转印头10设置有突出部11，转印头10粘取热塑性硅胶块30至突出部11的下表面；

转印头10粘取MicroLED芯片40在热塑性硅胶块30的下表面；

转印头10将MicroLED芯片40搬运至驱动基板22的目标位置；

加热驱动基板22至第一温度，MicroLED芯片40与驱动基板22进行焊接；

继续加热驱动基板22至第二温度，热塑性硅胶块30熔融并在重力作用下与转印头10分离；

转印头10垂直向上位移，驱动基板22降温，完成MicroLED芯片40转印。

转印头10粘取热塑性硅胶块30至突出部11的下表面，还包括，

所述热塑性硅胶块30的长度和宽度分别与MicroLED芯片40的长度和宽度相等；

热塑性硅胶块30在第一基板20上排布成阵列；

转印头10下压，突出部11下表面压紧待粘接的热塑性硅胶块30上表面，转印头10快速垂直上升，将热塑性硅胶块30粘着在突出部11下表面离开第一基板20；

所述突出部11与热塑性硅胶块30之间通过范德华力粘结。

所述转印头10粘取MicroLED芯片40在塑性硅胶块30的下表面，还包括，

所述待转印MicroLED芯片40在第二基板上21排布成阵列，其阵列排布的间距与热塑性硅胶块30阵列排布的间距相等；

所述转印头10下压，使得粘取在其下方的热塑性硅胶块30下表面压紧待转印MicroLED芯片40的上表面，转印头10快速垂直上升，将待转印MicroLED芯片40粘着在热塑性硅胶块30下表面离开第二基板21；

所述热塑性硅胶块30与MicroLED芯片40之间通过范德华力粘结。

所述转印头10将MicroLED芯片40搬运至驱动基板22的目标位置，还包括，

所述转印头10携带粘取在其下方的热塑性硅胶块30，以及粘着在热塑性硅胶块30下表面的MicroLED芯片40，移动至驱动基板22的目标位置上方；

所述转印头10向下位移，使得MicroLED芯片40的焊盘与驱动基板22上的焊接材料50接触。

所述加热驱动基板22至第一温度，MicroLED芯片40与驱动基板22进行焊接，还包括，

所述第一温度为焊接材料50的焊接温度；

加热驱动基板22至第一温度，焊接材料50熔融。

所述继续加热驱动基板22至第二温度，热塑性硅胶块30熔融并在重力作用下与转印头10分离，还包括，

所述第二温度为热塑性硅胶的熔融温度；

加热驱动基板22至第二温度，同时对转印头10进行降温；

热塑性硅胶块30熔融，熔融的热塑性硅胶31在重力作用下向下蠕动，热塑性硅胶31上表面与转印头10突出部11下表面分离。

所述热塑性硅胶块30熔融，熔融的热塑性硅胶31在重力作用下向下蠕动，还包括，熔融的热塑性硅胶31在MicroLED芯片40上表面形成椭形透镜。

所述热塑性硅胶在可见光波段的透光率大于90％。

一种MicroLED芯片转印装置，用于所述MicroLED芯片转印，包含夹持装置16、运动装置15、转印头10、降温装置12，所述降温装置12安装于所述夹持装置16上，所述转印头10设置于降温装置12的下表面，所述降温装置12外壳为透明材质，所述降温装置12内部为空心腔体17，所属空心腔体17内设置有降温介质，所述空心腔体17设置有降温介质入口13和降温介质出口14，所述降温介质可以流动。

实施例2

参见图2和4，一种MicroLED芯片转印方法，应用于MicroLED显示器的生产，包含以下步骤：

转印头10粘取热塑性硅胶块30至下表面；

转印头10进一步粘取MicroLED芯片40在热塑性硅胶块30的下表面；

转印头10将MicroLED芯片40搬运至驱动基板22的目标位置；

加热驱动基板22至第一温度，MicroLED芯片40与驱动基板22进行焊接；

继续加热驱动基板22至第二温度，热塑性硅胶块30熔融并在重力作用下与转印头10分离；

转印头10垂直向上位移，驱动基板22降温，完成MicroLED芯片40转印。

转印头10粘取热塑性硅胶块30至下表面，还包括，

所述热塑性硅胶块30的长度和宽度分别与MicroLED芯片40的长度和宽度相等；

热塑性硅胶块30在第一基板20上排布成阵列；

转印头10下压，下表面压紧待粘接的热塑性硅胶块30上表面，转印头10快速垂直上升，将热塑性硅胶块30粘着在下表面离开第一基板20；

所述转印头10与热塑性硅胶块30之间通过范德华力粘结。

所述转印头10粘取MicroLED芯片40在塑性硅胶块30的下表面，还包括，

所述待转印MicroLED芯片40在第二基板上21排布成阵列，其阵列排布的间距与热塑性硅胶块30阵列排布的间距相等；

所述转印头10下压，使得粘取在其下方的热塑性硅胶块30下表面压紧待转印MicroLED芯片40的上表面，转印头10快速垂直上升，将待转印MicroLED芯片40粘着在热塑性硅胶块30下表面离开第二基板21；

所述热塑性硅胶块30与MicroLED芯片40之间通过范德华力粘结。

所述转印头10将MicroLED芯片40搬运至驱动基板22的目标位置，还包括，

所述转印头10携带粘取在其下方的热塑性硅胶块30，以及粘着在热塑性硅胶块30下表面的MicroLED芯片40，移动至驱动基板22的目标位置上方；

所述转印头10向下位移，使得MicroLED芯片40的焊盘与驱动基板22上的焊接材料50接触。

所述加热驱动基板22至第一温度，MicroLED芯片40与驱动基板22进行焊接，还包括，

所述第一温度为焊接材料50的焊接温度；

加热驱动基板22至第一温度，焊接材料50熔融。

所述继续加热驱动基板22至第二温度，热塑性硅胶块30熔融并在重力作用下与转印头10分离，还包括，

所述第二温度为热塑性硅胶的熔融温度；

加热驱动基板22至第二温度，同时对转印头10进行降温；

热塑性硅胶块30熔融，熔融的热塑性硅胶31在重力作用下向下蠕动，热塑性硅胶31上表面与转印头10下表面分离。

所述热塑性硅胶块30熔融，熔融的热塑性硅胶31在重力作用下向下蠕动，还包括，熔融的热塑性硅胶31在MicroLED芯片40上表面形成椭形透镜。

所述热塑性硅胶在可见光波段的透光率大于90％。

一种MicroLED芯片转印装置，用于所述MicroLED芯片转印，包含夹持装置16、运动装置15、转印头10、降温装置12，所述降温装置12安装于所述夹持装置16上，所述转印头10设置于降温装置12的下表面，所述降温装置12外壳为透明材质，所述降温装置12内部为空心腔体17，所属空心腔体17内设置有降温介质，所述空心腔体17设置有降温介质入口13和降温介质出口14，所述降温介质可以流动。

实施例3

参见图3和4，一种MicroLED芯片转印方法，应用于MicroLED显示器的生产，包含以下步骤：

转印头10设置有突出部11，转印头10粘取热塑性硅胶块30至突出部11的下表面；

转印头10粘取MicroLED芯片40在热塑性硅胶块30的下表面；

转印头10将MicroLED芯片40搬运至驱动基板22的目标位置；

加热驱动基板22至第一温度，MicroLED芯片40与驱动基板22进行焊接；

继续加热驱动基板22至第二温度，热塑性硅胶块30熔融并在重力作用下与转印头10分离；

转印头10垂直向上位移，驱动基板22降温，完成MicroLED芯片40转印。

转印头10粘取热塑性硅胶块30至突出部11的下表面，还包括，

所述热塑性硅胶块30的长度和宽度分别与MicroLED芯片40的长度和宽度相等；

热塑性硅胶块30在第一基板20上排布成阵列；

转印头10下压，突出部11下表面压紧待粘接的热塑性硅胶块30上表面，转印头10快速垂直上升，将热塑性硅胶块30粘着在突出部11下表面离开第一基板20；

所述突出部11与热塑性硅胶块30之间通过范德华力粘结。

所述转印头10粘取MicroLED芯片40在塑性硅胶块30的下表面，还包括，

所述待转印MicroLED芯片40在第二基板上21排布成阵列，其阵列排布的间距与热塑性硅胶块30阵列排布的间距相等；

所述转印头10下压，使得粘取在其下方的热塑性硅胶块30下表面压紧待转印MicroLED芯片40的上表面，转印头10快速垂直上升，将待转印MicroLED芯片40粘着在热塑性硅胶块30下表面离开第二基板21；

所述热塑性硅胶块30与MicroLED芯片40之间通过范德华力粘结。

所述转印头10将MicroLED芯片40搬运至驱动基板22的目标位置，还包括，

所述转印头10携带粘取在其下方的热塑性硅胶块30，以及粘着在热塑性硅胶块30下表面的MicroLED芯片40，移动至驱动基板22的目标位置上方；

所述转印头10向下位移，使得MicroLED芯片40的焊盘与驱动基板22上的焊接材料50接触。

所述加热驱动基板22至第一温度，MicroLED芯片40与驱动基板22进行焊接，还包括，

所述第一温度为焊接材料50的焊接温度；

加热驱动基板22至第一温度，焊接材料50熔融。

所述继续加热驱动基板22至第二温度，热塑性硅胶块30熔融并在重力作用下与转印头10分离，还包括，

所述第二温度为热塑性硅胶的熔融温度；

加热驱动基板22至第二温度，同时对转印头10进行降温；

热塑性硅胶块30熔融，熔融的热塑性硅胶31在重力作用下向下蠕动，热塑性硅胶31上表面与转印头10突出部11下表面分离。

所述驱动基板22的目标位置设置有由光刻层23围成的凹形腔24，加热驱动基板22至第二温度，热塑性硅胶块30熔融，熔融的热塑性硅胶31填充在凹形腔24内。

所述热塑性硅胶在可见光波段的透光率大于90％。

一种MicroLED芯片转印装置，用于所述MicroLED芯片转印，包含夹持装置16、运动装置15、转印头10、降温装置12，所述降温装置12安装于所述夹持装置16上，所述转印头10设置于降温装置12的下表面，所述降温装置12外壳为透明材质，所述降温装置12内部为空心腔体17，所属空心腔体17内设置有降温介质，所述空心腔体17设置有降温介质入口13和降温介质出口14，所述降温介质可以流动。