LED芯片转移方法和光源板与流程

本发明属于发光二极管（lightemittingdiode，led）巨量转移技术领域，更具体地说，是涉及一种led芯片转移方法和光源板。

背景技术：

led芯片作为一种自发光的光源，具有大量应用于显示领域的潜力。然而，传统的led芯片体积较大，应用在显示领域时需要较高的成本，同时像素密度也较低，因此一般集中于商用。由此可见，将led芯片小型化，不但可以显著降低芯片的成本，而且能够使led芯片阵列具有拥有更高的像素密度。因此，led芯片小型化可以推动其广泛应用于显示技术。

当前的led芯片小型化主要应用在mini-led和micro-led。然而，led芯片小型化后面临的一个重大问题是如何对芯片进行有序转移。传统的led芯片是利用机械臂对单个led芯片进行抓取转移，而当led芯片小型化后，尤其是进入100微米以下之后，传统的机械臂抓取能力达到极限，无法有效抓取小型化的led芯片。如何将微米级的led芯片批量快速的转移并焊接到薄膜场效应晶体管（thinfilmtransistor，tft）线路板上，成为了这种新型显示屏的关键技术，我们称这种技术为巨量转移技术。

传统的巨量转移技术中，也有用到激光剥离（laserablation）技术，但是在进行转移过程中作转移led芯片的转移基板存在没有粘性，使得led芯片转移不稳，容易松动或掉落，并且在作激光剥离时，会有残留物留在背板上，会影响背板的发光性能。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种led芯片转移方法和光源板，以解决传统的基于激光剥离技术的巨量转移方式存在转移基板存在没有粘性，芯片转移不稳的问题。

本申请第一方面提供了一种led芯片转移方法，包括：

提供一透明基板，所述透明基板的上表面贴合一层剥离层，且所述剥离层的上表面覆盖一层粘结层；

将来源基板上的led芯片正对接触所述粘结层，使所述led芯片粘结至所述粘结层上；

将所述透明基板的粘结有led芯片的一侧与目标基板的上表面贴合，所述目标基板的上表面设置有若干电极对，一所述led芯片对应一所述电极对贴合，所述led芯片的两个电极之间的间距与所述电极对的两个电极之间的间距相等；

从所述透明基板的上方照射所述剥离层，使所述透明基板脱离所述粘结层，实现led芯片的转移。

进一步地，加热所述粘结层，使所述粘结层融化覆盖所述led芯片。

本申请第二方面提供了一种光源板，所述光源板由上述的led芯片转移方法得到。

上述led芯片转移方法通过设置对用于转移led芯片的透明基板表面铺设粘结层，粘结层在转移led芯片的过程中提供粘性，led芯片粘连稳定，不容易脱落；其后，通过激光作用于剥离层使得粘结层和led芯片一起脱落到目标基板上，以完成led芯片的转移。

进一步地，由于通过加热使得粘结层融化后覆盖在led芯片的表面形成保护层，以消除目标基板的表面的残留物，避免对发光性能的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明第一实施例提供的led芯片转移方法的流程图；

图2为本发明第一实施例提供的透明基板的结构示意图；

图3为本发明第一实施例提供的拾取led芯片的工序图；

图4为本发明第一实施例提供的释放led芯片前对位的工序图；

图5为本发明第一实施例提供的释放led芯片的工序图；

图6为本发明第二实施例提供的led芯片转移方法的流程图；

图7为本发明第一实施例提供的制作led芯片保护层的工序图；

图8为本发明第二实施例提供的透明基板的结构示意图；

图9为本发明第二实施例提供的制作透明基板的第一工序图；

图10为本发明第二实施例提供的制作透明基板的第二工序图；

图11为本发明第二实施例提供的制作透明基板的第三工序图；

图12为本发明第一实施例提供的释放led芯片前的结构示意图；

图13为本发明实施例提供的led芯片实现转移后的结构示意图；

图14为本发明实施例提供的焊接led芯片的电极的工序图；

图15为本发明第二实施例提供的焊接led芯片转移和保护层制作的工序流程图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本申请一实施例中的led芯片转移方法包括以下步骤：

步骤s110，请参阅图1和图2，提供一透明基板110，透明基板110的上表面贴合一剥离层120，且剥离层120的上表面覆盖一粘结层130。

透明基板110的材料不限于硅、蓝宝石、玻璃、塑料等，厚度为0.4mm~1mm，剥离层120为氮化铝、单晶硅、无定型硅、光刻胶、聚酰亚胺（polyimide，pi）中的一种或多种材料制成，厚度为3微米~5微米。

步骤s120，请参阅图1和图3，将来源基板150上的led芯片140正对接触粘结层130，使led芯片140粘结至粘结层130上。

透明基板110或粘结层130可以用标记图案（未图示）在表面标记将要粘接led芯片140的目标位置，标记图案排布方式与led芯片140在来源基板150上的排布方式相同，可以正交点阵排列，可以是等行距和/或等列距矩阵排布，具体情况示应用产品的需求设置。如此，将源基板150上的led芯片140剥离粘结至粘结层130上，实现led芯片140的拾取。

步骤s130，请参阅图1和图4，将透明基板110的粘结有led芯片140的一侧与目标基板200的上表面贴合，目标基板200的上表面设置有若干电极对210，一个led芯片140对应一电极对210贴合，led芯片140的两个电极之间的间距与电极对210的两个电极之间的间距相等。

目标基板200的材料包括但不限于蓝宝石、pi、塑料、硅、玻璃、tft等，目标基板200可以是最终应用背光基板，也可以是中间过渡的基板。目标基板200的表面也可以用标记图案在表面标记将要粘接led芯片140的目标位置，如上述，标记图案可以是电极对210；该电极对210排布方式与透明基板110上的标记图案/led芯片140的排布方式相同，可以正交点阵排列，可以是等行距和/或等列距矩阵排布，具体情况示应用产品的需求设置。透明基板110倒置后，将led芯片140的两个电极之间的间距与电极对210的两个电极对齐并贴合，以形成电连接。

步骤s140，请参阅图1和图5，从透明基板110的上方照射剥离层120，使透明基板110脱离粘结层130脱落到目标基板200上，实现led芯片的转移。

例如，可以通过激光选择性剥离的方式，剥离层120的剥离物质在接收激光后发生燃烧，使得粘结层130和led芯片140脱落到目标基板200上，最后移走透明基板110后，由于粘结层130提供了粘性，led芯片140的转移过程中稳定不容易脱落。

在进一步的实施例中，步骤s140之后，led芯片140转移方法还包括：

步骤s150，请参阅图6和图7，加热粘结层130，使粘结层130融化覆盖led芯片140。通过加热使得粘结层130融化在led芯片140的表面形成保护层131，使得作为残留物的粘结层130成为了led芯片140甚至目标基板200的保护层131，包裹着led芯片140甚至目标基板200，如此，避免了对发光性能的影响。

关于粘结层130，粘结层130为相变硅胶制成，其主要成分为聚二甲基硅氧烷，分子式为：(ch3)3sio(si(ch3)2o)nsi(ch3)3。在其他实施例中，可以使用其他具有粘性、并且加热后具有固化透明属性的材料制作粘结层130。

在一个示例中，粘结层为相变硅胶层，步骤s150制作保护层的具体工艺流程包括：

将粘结有led芯片140的目标基板200置于烤箱中，在90℃下烘烤30分钟，去除目标基板200上的水分子。

升温至120℃，烘烤10分钟，使相变硅胶融化包裹led芯片140及目标基板200；

升温至150℃，烘烤10分钟，使相变硅胶固化，等到图7所示的结构。

其中上述烘烤温度和升温温度可以根据粘结材料的不同，烘烤时间的不同适当调整，比如去除水分子的烘烤时间可以在95℃以上，烘烤时间可以20分钟以上；融化相变硅胶的温度可以是130℃以上，烘烤时间为7分钟等；固化使相变硅胶的温度可以是170℃以上，烘烤时间为6分钟等。由此，可以理解的是烘烤时间和温度可以根据实际情况调整，上述所列仅仅是示例，本申请的实施方式并不限定于此。

请参阅图2，在一些实施例中，粘结层130为铺设于剥离层120的上表面的一体式结构。具体地，透明基板110制作步骤如下：

预置一透明基板110；在透明基板110上涂覆一剥离层120；在剥离层120上涂覆一粘结层130。

在剥离层120上涂覆一粘结层130具体地可以是，首先采用旋涂或者喷涂的方式在剥离层120上涂覆一层粘结材料；然后将粘结材料进行烘烤固化处理，得到粘结层130。

具体地，采用旋涂或喷涂的方式，在剥离层120的上表面覆盖一层相变硅胶得到第一基板组件。再利用烤箱设定90℃，烘烤第一基板组件10分钟，以加热相变硅胶后，固化形成粘结层130。可选地，烤箱的设定温度可以是其他温度，相应地，烘烤时间可以改变，比如设定100℃，烘烤时间可以变为8分钟。本实施例中的加热方式、温度和时间仅仅是其中一种举例，并不对本申请的实施方案的限定，在其他实施方式中，可以采用其他方式加热，比如激光加热，回流焊加热等。

请参阅图8，在另一些实施列中，粘结层130包括间隔设置的若干粘结块132，多个粘结点132以阵列的方式铺设于剥离层120的上表面，以形成分立式结构的粘结层130。

分立式结构的粘结层130的好处在于能够避免热胀冷缩造成的粘结点132以及粘结点132上的led芯片140位置偏移。其中，粘结点132的排布方式应与led芯片140在来源基板150上的排布方式、目标基板200的电极对210的排布方式相同，例如，以相邻两个粘结点132之间的间距与目标基板200的相邻两个电极对210之间的间距相等为参照设定。排布方式可以正交点阵排列，可以是等行距和/或等列距矩阵排布，具体情况示应用产品的需求设置。并且，可以省略在透明基板110上设置其他标记图案，粘结点132可以作为该标记图案。

粘结层130包括间隔设置的若干粘结块132时，在剥离层120上涂覆一粘结层130的制作步骤如下：

请参阅图9，提供一模具基板300，模具基板300表面开设有多个阵列布置的凹槽302，且每个凹槽302填充有粘结点132；凹槽30的排布方式应与led芯片140在来源基板150上的排布方式、目标基板200的标记图案排布方式相同。

请参阅图10，将模具基板300开设有凹槽302的表面与透明基板110的剥离层120贴合，并烘烤使各粘结点132粘贴在剥离层120的上表面。

请参阅图11，最后去除模具基板300，得到多个粘结点132以阵列的方式铺设于剥离层120的上表面的透明基板110。

在另一个实施例中，若干粘结块132构成的粘结层130制作的制作方式是：首先采用旋涂或者喷涂的方式在剥离层120上间隔涂覆若干粘结材料点，比如可以设置一钢网，置于剥离层120上，对钢网镂空的地方旋涂或者喷涂粘结材料。其次，将粘结材料点进行烘烤固化处理，得到粘结点。对粘结材料点进行烘烤固化处理可以是利用烤箱设定90℃，烘烤10分钟，以加热相变硅胶后，固化形成粘结层130。可选地，烤箱的设定温度可以是其他温度，相应地，烘烤时间可以改变，比如设定100℃，烘烤时间可以变为8分钟。

在一个实施例种，步骤s120的led芯片140的拾取的步骤包括：

请参阅图3，将来源基板150上的led芯片140正对接触粘结层130。

请参阅图3和10，采用激光照射来源基板150，使接触粘结层130的led芯片140从来源基板150上剥离，粘结至粘结层130上，得到图12所示的结构。

在一些实施例中，通过激光选择性剥离的方式，将来源基板150上的led芯片140按照预先设计好的间距排列粘结至粘结层130上。本步骤中激光的属性应与来源基板150上用于粘结led芯片140的可剥离物质匹配，可剥离物质在接收激光后发生燃烧，使得led芯片140脱落到透明基板110上。可选地，激光为波长694nm~1064nm，10²mj/cm²~5×10²mj/cm²的红外激光。来源基板150可以是芯片膜。

在一些实施例中，剥离层为pi膜层，步骤s140的释放led芯片140的步骤具体包括：

请参阅图5，利用激光从透明基板11的上方照射剥离层120，使粘结层130与剥离层120之间失去粘性。本步骤中，激光为波长193nm~266nm，能量密度10²mj/cm²~5×10²mj/cm²的紫外激光。其后移除透明基板110，实现led芯片140的转移，得到图13所示的结构。

在一些实施例中，led芯片140的电极表面涂覆有焊接剂，在的释放led芯片140的步骤，得到图13所示的结构之后，还包括焊接的步骤。

请参阅图14，照射粘结层130，使led芯片140的电极表面的焊接剂融化，实现led芯片140与电极对210的电连接。

需要说明的是，步骤s150和上述焊接的步骤可以利用同一种加热方式同时执行一并完成，也可以按顺序或倒序执行。该两个步骤的加热方式可以是烘烤加热、激光加热或者回流焊工艺。

关于上述步骤s150和上述焊接的步骤制作保护层131和led芯片140与电极对210的焊接工序，以下将提供两个例子以进一步说明。

例子1：请参阅图14，上述焊接的步骤具体为：采用激光，从粘结层130一侧的射入以加热led芯片140的电极上的焊接材料，使焊接材料融化并与目标基板200的电极对210焊接到一起。

其中，焊接材料可以是锡、铅、银、铟等，焊接材料可以是通过蒸镀的方式设置在led芯片140的电极上，其厚度在3微米~5微米。另外，第二激光为波长694nm~1064nm，功率30w~40w的红外激光；每个led芯片140的电极的加热时间为1微秒~10微秒。

步骤s150具体为：将已焊接led芯片140的目标基板200放入烤箱，以150℃烘烤10分钟。由于所使用的硅胶是相变硅胶，在150度的温度下会经历一个先液化再固化的过程。由于此过程不可逆，相变硅胶经过此过程后，会包裹在led芯片140的表面形成保护层131，请参阅图7。至此，led芯片140的巨量转移和保护胶涂覆完成。

例子2：步骤s150和上述焊接的步骤在一个工序中同时完成，请参阅图15，具体是：通过回流焊的方式，将led芯片140的电极与到目标基板200上的电极对210焊接，并使得粘结层130受热在led芯片140的表面形成保护层131。回流焊的温度可以选择180℃~250℃之间。

另外，本申请还提供了一种利用上述led芯片转移方法得到的光源板。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。