一种显示基板、制备方法及其相关转移方法与流程

本发明涉及半导体显示器件制造技术领域，尤其涉及的是一种显示基板、制备方法及其相关转移方法。

背景技术：

随着显示技术的不断发展，micro-led技术，即led微缩化和矩阵化技术，是新一代显示技术，指的是在一个芯片上集成的高密度微小尺寸的led阵列，如led显示屏每一个像素可定址、单独驱动点亮，可看成是户外led显示屏的微缩版，将像素点距离从毫米级降低至微米级；其中，由于封装过程中极高效率、99.9999％良品率和正负0.5μm以内转移精度的需要，而micro-led元器件尺寸基本小于50μm且数目是几万到几百万个，因此在micro-led产业化过程中仍需要克服的一个核心技术难题就是micro-led元器件的巨量转移(masstransfer)技术。对于现代超精密加工技术来说，从晶圆上巨量转移几万到几十万个micro-led到基板，本身已是一个巨大的挑战，加工效率、良品率和转移精度更加无法保证。

目前现有的led芯片的结构基本上都是不规则形状，在进行巨量转移时，将led芯片的结构转移到基板时并不能准确的定位，因此，造成转移的精度过低。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种显示基板、制备方法及其相关转移方法，旨在解决现有的半导体芯片在巨量转移中与基板定位不精准而造成转移的精度过低的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种显示基板的制备方法，其中，包括：

提供一种球状半导体芯片；

提供一种基板，所述基板上设置有与所述球状半导体芯片形状相匹配的装载槽；

将若干个所述球状半导体芯片通过滚动的方式滚动到所述装载槽内；

在所述球状半导体芯片上设置第一电极和第二电极，并将所述第一电极和第二电极分别与所述基板连接。

进一步的，所述的显示基板的制备方法，其中，所述在所述球状半导体芯片上设置第一电极和第二电极，并将所述第一电极和第二电极分别与所述基板电连接具体包括：

将所述基板上的球状半导体芯片露出所述装载槽的部分去除，露出所述若干个球状半导体芯片的横截面；

在所述球状半导体芯片的横截面上分别设置第一电极和第二电极，并将所述第一电极和所述第二电极分别连接至所述基板。

进一步的，所述的显示基板的制备方法，其中，还包括：

在所述第一电极和所述第二电极之间设置钝化层。

进一步的，所述的显示基板的制备方法，其中，所述球状半导体芯片包括第一半导体层、包裹在所述第一半导体层外的多量子阱层以及包裹在所述多量子阱层外的第二半导体层。

进一步的，所述的显示基板的制备方法，其中，所述球状半导体芯片的横截面上分别设置第一电极和第二电极，包括：

将所述第一电极设于所述第一半导体层上，以与所述第一半导体层电连接，以及将所述第二电极设于所述第二半导体层上，以与所述第二半导体层电连接。

一种显示基板，其中，包括：

基板；设置在所述基板上的半球状半导体芯片；所述基板上设置有与所述半球状半导体芯片形状相匹配的装载槽，所述半球状半导体芯片的圆弧外表面设置在所述装载槽内；

所述半球状半导体芯片的横截面上设置有第一电极和第二电极，所述第一电极和第二电极分别与所述基板连接。

进一步的，所述的显示基板，其中，所述半球状半导体芯片包括第一半导体层、包裹在所述第一半导体层外的多量子阱层以及包裹在所述多量子阱层外的第二半导体层。

进一步的，所述的显示基板，其中，所述装载槽为半圆形凹槽，所述装载槽的槽深大于所述第一半导体层和多量子阱层的厚度之和，且小于所述第一半导体层、多量子阱层和第二半导体厚度之和。

进一步的，所述的显示基板，其中，所述第一半导体层与所述第一电极电连接，所述第二半导体层与所述第二电极电连接。

一种用于转移球状半导体芯片的转移方法，其中，包括：

提供一基板，所述基板上被制造有与待转移的所述球状半导体芯片匹配的凹槽；

将多个待转移的所述球状半导体芯片通过滚动的方式滚动到所述基板上，以使多个待转移的所述球状半导体芯片分别滚动至所述凹槽内。

进一步的，所述的转移方法，其中，所述方法还包括：

将所述基板上的所述球状半导体芯片露出所述凹槽的部分去除，露出所述若干个球状半导体芯片的横截面；

在所述球状半导体芯片的横截面上分别设置第一电极和第二电极。

有益效果：本发明提供一种显示基板、制备方法及其相关转移方法；通过在基板上设置有与所述球状半导体芯片形状相匹配的装载槽，再将若干个所述球状半导体芯片通过滚动的方式滚动到装载槽内；当有球状半导体芯片未落入到装载槽内时通过使所述基板倾斜或震动，进而确保待转移的球状半导体芯片均落入至所述装载槽内，之后去除球状半导体芯片露出基板多余的部分，最后再通过在所述球状半导体芯片的横截面上设置第一电极、第二电极和钝化层，并将所述第一电极和第二电极分别与所述基板连接，最后完成显示基板制备，本发明提供的显示基板的制备方法，无需要求在显示基板上进行精准对位，即可实现快速精准将半导体转移到显示基板上，从而降低了技术复杂度，节约了技术成本。

附图说明

图1是本发明中一种显示基板的制备方法的较佳实施例的流程图；

图2是本发明中球状半导体芯片的内部结构示意图；

图3是本发明中一种显示基板的制备方法中的基板的结构示意图；

图4是本发明中球状半导体芯片转移到基板后的结构示意图；

图5是本发明中显示基板的结构示意图；

图6是本发明中中继基板转移球状半导体芯片到目标基板的工作过程示意图；

图7是本发明中一种用于转移球状半导体芯片的转移方法的较佳实施例的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在实施方式和申请专利范围中，除非文中对于冠词有特别限定，否则“一”与“所述”可泛指单一个或复数个。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

实施例一：

请参阅图1，图1为本发明中一种显示基板的制备方法的较佳实施例的流程图；所述制备方法包括以下步骤：

s100、提供一种球状半导体芯片；

s200、提供一种基板，所述基板上设置有与所述球状半导体芯片形状相匹配的装载槽；

s300、将若干个所述球状半导体芯片通过滚动的方式滚动到所述装载槽内；

s400、在所述球状半导体芯片上设置第一电极和第二电极，并将所述第一电极和第二电极分别与所述基板连接。

在具体实施例中，请参阅图2，本发明提供的球状半导体芯片30在外形上为球形，可以想到的是其内部每一层也都相应为球形状，所述球状半导体芯片包括第一半导体层31、包裹在所述第一半导体层外的多量子阱层32以及包裹在所述多量子阱层外的第二半导体层33；其中，所述球状半导体芯片中的第一半导体层31为最中心的一层，在所述第一半导体层的外侧面包裹了一层多量子阱层32，在所述多量子阱层的外侧面包裹了第二半导体层33；当然可以想到的是，所述球状半导体芯片30中还包括其他层，例如电流扩散层、反射层和保护层等，对于球状半导体芯片30中包括哪些层本发明不做限定，只要满足半导体芯片为球状即可。另外，对于球状半导体芯片的材质，所述第一半导体层31可以为n型半导体层，所述第二半导体层33可以为p型半导体层；同样，所述第一半导体层31也可以为p型半导体层，所述第二半导体层33也可以为n型半导体层；所述的第一半导体层31可以在纯半导体材料中，如氮化镓(gan)中掺杂五价元素，如磷，形成上述第一半导体层31。在第一半导体层中，自由电子为多子，空穴为少子，主要靠自由电子导电。多子(自由电子)的浓度越高，第一半导体层31的导电性能越强；同理，所述第二半导体层33可以在纯半导体材料中，如氮化镓(gan)中掺杂三价元素，如硼，形成第二半导体层33，在第二半导体层中，空穴为多子，自由电子为少子，主要靠空穴导电，多子(空穴)的浓度越高，第二半导体层33的导电性越强；应当理解的是，球状半导体芯片30的每层结构都可以是透明的，便于透光，当然也可以是不透明，本发明对此不作具体限定。

更具体的，请参阅图3和图4，本发明还提供一种基板40，所述基板40的材质可以是玻璃、蓝宝石或晶圆中的一种；所述基板40经由各种工艺(例如，薄膜、黄光、干蚀刻或湿蚀刻或激光方式)加工成型；随后在所述基板40上加工形成用于装载所述球状半导体芯片的装载槽41，其中，所述装载槽41为半圆形凹槽，所述装载槽41内的圆弧与所述球状半导体芯片的外圆弧相吻合；进一步地，所述装载槽41的槽深大于所述球状半导体芯片30中第一半导体层31和多量子阱层32的厚度之和，且小于所述第一半导体层31、多量子阱层32和第二半导体33厚度之和，以便于球状半导体芯片30在放置进去后的稳定性，需要说明的是，所述基板40上的装载槽41的分布位置及分布的密度本发明不做具体限定，在实际使用时可以视需求设置装载槽41的位置。

进一步地，所述将若干个所述球状半导体芯片30通过滚动的方式滚动到所述基板40上的装载槽41内，由于所述球状半导体芯片30均为球状，因为在放置时一次性倾倒至所述基板40上即可，随后各个球状半导体芯片均在惯性的运动下滚入装载槽41内；举例说明，将装有若干个球状半导体芯片30的载物台通过机械手抓取载物台，使载物台倾斜，之后使若干个球状半导体芯片30均滚入到所述基板40的装载槽41内。

进一步地，在步骤s300之后还可以包括：

步骤s310、使所述基板40倾斜或震动，以使若干个所述球状半导体芯片30分别滚动至所述装载槽41内；其中，当若干个球状半导体芯片30均滚入到所述基板40上后，会存在部分球状半导体芯片30未能准确落入到装载槽41内，此时的球状半导体芯片30会停留在基板40上，需要再次使球状半导体芯片30运动起来；例如，可以通过预先将基板40放置在一个震动装置上，当有球状半导体芯片30未落入所述装载槽41内时，可以通过震动装置使基板产生震动，从而使得基板40上的球状半导体芯片30运动而落入装载槽41内，当然可以想到的是还可以通过倾斜所述基板40来使基板上的球状半导体芯片30运动，进一步地，还可以通过外加吹风装置，以使球状半导体芯片产生运动，能够更快地在基板上进行滑动，以快速滑动到装载槽41内，进而可以无需精准的对位即可实现将大批量的球状半导体芯片30转移到基板40上；当然上述对于使基板震动或外加吹风装置仅仅只是举例，并不用于限定本发明，对于使球状半导体运动还可以采用其他方式均可。

值得一提的是，在所述装载槽41内还设置有一层连接材料，例如，胶水，或者是低熔点的金属，将连接材料均匀的涂覆在装载槽41的底部，借由温度的上升或下降使落入装载槽41内的球状半导体芯片30与基板40相接合；因此在倾斜或者震动基板的时候已经落入装载槽41内的球状半导体芯片30不会因为基板40的运动而再次从装载槽41内运动出来，只会使基板40上未落入装载槽41的球状半导体芯片30落入装载槽内。

进一步地，所述步骤s400具体包括：

s410、将所述基板上的球状半导体芯片露出所述装载槽的部分去除，露出所述若干个球状半导体芯片的横截面；

待所有的球状半导体芯片30全部都转移到基板40上的装载槽41内后，使用激光或干蚀刻或湿蚀刻或化学机械研磨方式等，将球状半导体芯片30露出基板的部份去除掉，将球状半导体芯片30的横截面露出，横截面内包括第一半导体层31、多量子阱层32及第二半导体层33。

s420、在所述球状半导体芯片的横截面上分别设置第一电极和第二电极，并将所述第一电极和所述第二电极分别连接至所述基板；

进一步地，请参阅图5，在所述球状半导体芯片的横截面上分别设置第一电极42和第二电极43，所述第一电极42和第二电极43分别设置在对应的半导体层上，即第一电极42对应设置在第一半导体层31上，第二电极43设置在第二半导体层33上，例如第一半导体层31为p型半导体层，则第一电极42为p电极，第二半导体层33为n半导体层，则第二电极43为n电极，即电极的种类的与半导体层的类型一致；其中，在第一电极42和第二电极43还与基板40上与之对应的电路连接，以达成显示效果；更进一步地，所述第一电极42或第二电极43的形状为点状或环状，具体的，当第一半导体层31为球状半导体芯片最里面的一层时，设置在上面的第一电极42为点状，则设置在外围的第二电极43为圆环状；其中，第一电极42和第二电极43可通过光刻工艺、金属蒸镀工艺或剥离工艺形成在所述球状半导体芯片的横截面上。

更进一步地，所述步骤s420之前还包括：

在所述第一电极和所述第二电极之间设置钝化层44，在更具体的实施方式中，请继续参阅图5，在球状半导体芯片30的横截面上制作第一电极42和第二电极43之后需要制作钝化层44，所述钝化层设置在第一电极42和所述第二电极43之间；因为已经去掉球状半导体芯片30露出基板多余的部分，因此横截面处已暴露在空气中，为了防止氧化，在球状半导体芯片30的横截面上设置钝化层44可以有效防止半导体与外界的环境接触，起到保护作用；其中，所述钝化层44可以通过镀膜工艺、光刻工艺、干蚀刻工艺或湿蚀刻工艺等工艺形成在所述球状半导体芯片30的横截面上，当然上述加工工艺仅为举例说明，并不用于限定本发明。

通过在基板上设置有与所述球状半导体芯片形状相匹配的装载槽，再将若干个所述球状半导体芯片通过滚动的方式滚动到所述基板上并使所述基板倾斜或震动，进而使若干个所述球状半导体芯片分别滚动至所述装载槽内，之后去除球状半导体芯片露出基板多余的部分，最后再通过在所述球状半导体芯片的横截面上设置第一电极、第二电极和钝化层，并将所述第一电极和第二电极分别与所述基板连接，最后完成显示基板制备，本发明提供的显示基板的制备方法，无需在转移半导体芯片时在显示基板上进行精准对位，即可实现快速精准的将半导体转移到显示基板上，从而降低了技术复杂度，节约了技术成本，方便快捷，提高转移效率的同时也易于实现，从而提高了转移良品率，对于显示基板加工的效率得到有效提高。

实施例二：

基于上述的显示基板的制备方法，本发明还提供了一种显示基板，请继续参阅图3和图5，所述显示基板包括：

基板40；设置在所述基板上的半球状半导体芯片；所述基板40上设置有与所述半球状半导体芯片形状相匹配的装载槽41，所述半球状半导体芯片的圆弧外表面设置在所述装载槽41内；

所述半球状半导体芯片的横截面上设置有第一电极42和第二电极43，所述第一电极42和第二电极43分别与所述基板40连接。

在本实施例中，所述基板40的材质可以是玻璃、蓝宝石或晶圆中的一种，在基板40上加工有用于装载所述球状半导体芯片的装载槽；所述装载槽为半圆形凹槽，所述装载槽41内的圆弧与所述球状半导体芯片的外圆弧相吻合；所述半球状半导体芯片包括第一半导体层31、包裹在所述第一半导体层外的多量子阱层32以及包裹在所述多量子阱层外的第二半导体层33，进一步地，所述装载槽41的槽深大于所述第一半导体层31和多量子阱层32的厚度之和，且小于所述第一半导体层31、多量子阱层32和第二半导体层33厚度之和。

作为进一步的方案，所述半球状半导体的横截面上设置有钝化层44；所述第一半导体层31与所述第一电极42电连接，所述第二半导体层33与所述第二电极43电连接，具体的，为了有效防止半导体层与外界的环境接触，起到保护作用，因此在半导体芯片的横截面上形成有钝化层44，之后将第一电极42对应设置在第一半导体层31上，第二电极43设置在第二半导体层33上；另外，对于半球状半导体芯片的材质，所述第一半导体层31可以为n型半导体层，所述第二半导体层33可以为p型半导体层；同样，所述第一半导体层31也可以为p型半导体层，所述第二半导体层33也可以为n型半导体层。

作为更进一步的方案，请参阅图6，本发明还提供了一种中继基板50，所述中继基板50的结构与上述显示基板一致，区别在于其仅用于做中转用，并无显示功能；在将球状半导体芯片转移到中继基板50上后，再将中继基板50上的所有球状半导体芯片转移到目标基板60(例如电视机的显示背板)上，其中，目标基板60上预先配置有与球状半导体芯片的第一电极以及第二电极相匹配(形状、大小和位置完全相同)的第一结合电极61和第二结合电极62(连接以及导电作用)，球状半导体芯片横截面上的第一电极42以及第二电极43与结合电极连接后倒装于目标基板上(即将球面露出，横截面与结合电极连接)，后续在球状半导体芯片的球面上再形成一层钝化层以阻隔外界环境的影响，最后完成将中继基板50上的所有球状半导体芯片转移到目标基板60上；可以想到的是，为了便于中继基板50上球状半导体芯片的转移，此时的中继基板50上的装载槽内是没有连接材料或者只有少量的连接材料。

实施例三：

基于上述的显示基板的制备方法，本发明还提供了一种用于转移球状半导体芯片的转移方法，请参阅图7，所述方法包括：

s1、提供一基板，所述基板上被制造有与待转移的所述球状半导体芯片匹配的凹槽；

s2、将多个待转移的所述球状半导体芯片通过滚动的方式滚动到所述基板上，以使多个待转移的所述球状半导体芯片分别滚动至所述凹槽内。

在本实施例中，提供一种球状半导体芯片以及基板，通过在基板上制造出与球状半导体芯片相匹配的凹槽，在半导体转移的过程中需将多个球状半导体芯片转移到所述基板上，可通过将多个球状半导体芯片一次性倾倒在基板上，使其在基板上发生滚动，在滚动的过程中会落入到基板上的凹槽内，通过这样的转移方式不需要对每一个半导体与基板进行精确对位即可实现半导体的精确转移。

作为更进一步的方案，所述步骤s2之后还包括：

步骤s3、将所述基板上的所述球状半导体芯片露出所述凹槽的部分去除，露出所述若干个球状半导体芯片的横截面；

在所述球状半导体芯片的横截面上分别设置第一电极和第二电极。

在将所有的待转移的球状半导体芯片全部都转移到基板上的凹槽内后，使用激光或干蚀刻或湿蚀刻或化学机械研磨方式等，将球状半导体芯片露出基板的部份去除掉，将球状半导体芯片的横截面露出，并在横截面上分别设置第一电极和第二电极，例如横截面内包括第一半导体层和第二半导体层，则将第一电极和第二电极分别设置在对应的半导体层上，即第一电极对应设置在第一半导体层上，第二电极设置在第二半导体层上；例如第一半导体层为p型半导体层，则第一电极为p电极，第二半导体层为n半导体层，则第二电极为n电极，即电极的种类的与半导体层的类型一致。

可选地，所述基板为显示基板，所述方法还包括：将第一电极和第二电极与显示基板上对应的驱动显示电路连接，以通过显示基板上预设的驱动显示电路驱动球状半导体芯片发光。

应理解，显示基板上预设的驱动显示电路可以是在显示基板出厂时设置的，也可以是在执行球状半导体芯片转移前制成的。在此，不作具体限定。可选地，所述基板为中继基板，所述方法还包括：将所述中继基板上的所有球状半导体芯片转移到目标基板(例如电视机的显示背板)上，其中，目标基板上预先配置有与球状半导体芯片的第一电极以及第二电极相匹配(例如形状、大小和位置完全相同)的第一结合电极和第二结合电极(连接以及导电作用)，球状半导体芯片横截面上的第一电极以及第二电极与结合电极连接后倒装于目标基板上(即将球面露出，横截面与结合电极连接)。

可选地，在球状半导体芯片的球面上再形成一层钝化层以阻隔外界环境的影响，最后完成将中继基板上的所有球状半导体芯片转移到目标基板上。

下面以本实施例的具体应用场景为例，对本发明所述用于转移球状半导体芯片的转移方法进行更加详细的说明。

在具体的实施例中，可通过机械手臂将放置在载物台上的球状半导体芯片一次性倾倒在放置在载具内的基板上，在倾倒过的过程中会球状半导体芯片会产生运动，落入到基板的凹槽内；值得一提的是当有球状半导体芯片未落入凹槽时，可通过启动与载具连接的动力装置，使载具倾斜或者震动，或通过外加吹风装置使基板上的球状半导体芯片运动而落入到凹槽内，从而完成球状半导体芯片的转移。

综上所述，本发明提供一种显示基板、制备方法及其相关转移方法；通过在基板上设置有与所述球状半导体芯片形状相匹配的装载槽，再将若干个所述球状半导体芯片通过滚动的方式滚动到装载槽内；当有球状半导体芯片未落入到装载槽内时通过使所述基板倾斜或震动，进而确保待转移的球状半导体芯片均落入至所述装载槽内，之后去除球状半导体芯片露出基板多余的部分，最后再通过在所述球状半导体芯片的横截面上设置第一电极、第二电极和钝化层，并将所述第一电极和第二电极分别与所述基板连接，最后完成显示基板制备，本发明提供的显示基板的制备方法，无需在转移半导体芯片时在显示基板上进行精准对位，即可实现快速精准的将半导体转移到显示基板上，从而降低了技术复杂度，节约了技术成本，方便快捷，提高转移效率的同时也易于实现，从而提高了转移良品率，对于显示基板加工的效率得到有效提高。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求所指出。