一种仿植物倒刺结构的智能印章粘结基板及其制备方法与应用与流程

本发明涉及一种智能印章粘结基板，特别涉及一种仿植物倒刺结构的智能印章粘结基板，还涉及一种仿植物倒刺结构的智能印章粘结基板及其制备方法与应用，属于显示制造。

背景技术：

1、micro-led显示技术是led领域这些年来最重要的进展之一，micro-led显示技术跟传统的led相比较有着更高的显示质量和精确度，micro-led显示技术必然会成为显示领域的发展趋势，并且会是未来市场环境的主流显示技术且被各行业加以运用。micro-led一般是用发光led芯片尺寸来定义的，即尺寸小于50μm的led芯片被称作micro-led，因为芯片的尺寸很小，所以当芯片的长宽小于芯片的高度时会造成芯片高度大于固晶面的尺寸，不利于芯片在基板固定时的稳定，所以通常使用激光剥离去除micro-led芯片的基板，以满足后续操作工艺的需求。因此，led领域也将去除基板作为micro-led的重要特征。

2、micro-led显示技术对比传统led虽然有着很大的优势，但是该技术仍然存在一些问题，比如在芯片、巨量转移、全彩化、背板、接合、驱动以及检测维修等方面依然有一些技术瓶颈。

3、巨量转移技术是实现micro-led显示技术全彩化的一项重要技术，在巨量转移技术中目前主流技术有精准拾取、滚轮转印、印章转移技术、激光转移技术、流体自组装技术等。

4、在micro-led中比较常见的就是印章转移，它的过程就是将micro-led显示器件在原始的衬底上剥离，主要是利用弹性印章和原始印章之间的范德华力，之后再次利用范德华力将显示器件吸附到弹性印章上。然后将有显示器件的弹性印章转移到基底上，慢慢将其从弹性印章上剥离，这样弹性印章便完成了将显示器件转移到接收基底的任务。弹性印章的材料一般为粘弹性材料，我们最常用的材料之一就是聚二甲基硅氧烷(pdms)，其外观是一个透明弹性体，由于其拥有良好的化学和热稳定性以及有很好的光学透明性，因此pdms材料用来做弹性印章是非常合适的。但是pdms材料就目前来看其存在热膨胀系数较大的缺点，即在高温过程中pdms材料会发生膨胀现象，从而会导致转移精度变差，以及在温度升高时，粘力会下降从而无法持续实现印章转移等问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的印章中存在材料容易发生膨胀现象以及粘力下降等缺陷，本发明的第一个目的是在于提供一种仿植物倒刺结构的智能印章粘结基板。该粘结基板改变了传统的印章转移中发光元件依靠范德华力获取的思路，并不依靠粘结基板本身的粘力，而是利用其特殊的倒刺结构以及构成倒刺结构的材料的温度特性发生形变来实现发光元件的拾取和释放。

2、本发明的第二个目的是在于提供一种仿植物倒刺结构的智能印章粘结基板的制备方法，该方法具有工艺流程短、生产效率高、制作精度高等优点。

3、本发明的第三个目的是在于提供一种仿植物倒刺结构的智能印章粘结基板的应用，将其应用于智能印章中可以提高印章转移的精准度，能延长智能印章的使用寿命。

4、为了实现上述技术目的，本发明提供了一种仿植物倒刺结构的智能印章粘结基板，所述粘结基板3上设置有倒刺单元；所述倒刺单元由x个倒刺结构10构成；所述倒刺结构10包括y个主刺结构1和z个设置在主刺结构1上的防滑动结构2；所述倒刺结构10中的主刺结构1间的尖刺端的距离小于主刺结构1其他位置间的距离；其中，x和z为1的整数倍，y为大于等于2的整数。

5、本发明创造性的采用倒刺结构来代替传统粘结基板中的粘结剂，改变了智能印章中发光元件的获取思路。其中，所采用的倒刺结构是仿自红花檵木叶片的背面倒刺，将其与本发明的粘结基板结合可以利用其爪状结构牢牢抓住发光元件4，实现印章转移中发光元件4从原始衬底上的分离。同时该倒刺结构10是由热塑性材料构成，该类型的材料是在一定温度下具有可塑性，冷却后固化且能重复这种过程的材料。因此，在实现印章转移中将印章转移至目标衬底时通过对印章加热处理，由一组倒刺结构10构成的倒刺单元会发生形变，从而发光元件4会自然从粘结基板3上释放至目标衬底，完成印章转移。而待智能印章冷却后，该倒刺结构10又能恢复原状，实现循环使用。本发明中主刺结构1主要是用来抓取发光元件4，主刺结构1为1个时，无法实现抓取。同时本发明通过将防滑动结构2设置在主刺结构1上，一方面利用主刺结构1可以抓取和固定住发光元件4的轮廓，而防滑动结构2可以进一步扣住发光元件4，防止在智能印章在使用过程中发光元件4发生位置的偏移和松动。进一步优选，y为3到9之间的整数，可以根据实际需要选取3、4、5、6、7、8、9。

6、作为一种优选的方案，所述防滑动结构10可以根据实际需要选择具有一定的弧度或不具有弧度。

7、作为一种优选的方案，所述主刺结构1间的尖刺端的距离为发光元件4对应位置的0.7～1倍。在所选的范围内可以保证本发明的倒刺结构1既有可以抓住发光元件4的空间，同时也不会使发光元件4从倒刺结构中自然脱落。为进一步的优选所述主刺结构1间的尖刺端的距离为发光元件4宽度的0.8～1倍，在实际应用过程中，根据具体的材质、以能抓住、并抓稳发光元件4为原则进行适应性调整。其中对应位置是指主刺结构1在发光元件4上造成的抓点之间的距离。

8、作为一种优选的方案，所述智能印章粘结基板的高度为1～2mm。该智能印章的粘结基板高度是均匀、可控的，该基板轻便，易于调焦，有利于发光元件的拾取和释放。

9、作为一种优选的方案，所述热塑性材料包括聚碳酸酯、聚乙烯、尼龙、聚丙烯中至少一种。

10、本发明还提供了一种仿植物倒刺结构的智能印章粘结基板的制备方法，该方法包括以下步骤：

11、1)将模具通过光刻得到具有倒刺结构的凹坑模具，并加入脱模剂；

12、2)将热塑性材料加热后浇筑至凹坑模具，得到倒刺结构；

13、3)采用光刻制备与凹坑模具对应的阵列结构，得到粘结阵列基板；

14、4)将粘结阵列基板和凹坑模具中的倒刺结构位置相对准并压合；

15、5)脱模处理，即得。

16、本发明通过光刻技术可以精准的控制粘结基板上的倒刺结构，所制备的粘结基板对拾取压力要求低，芯片拾取力大，拾取稳定，提高了mini-led和micro-led巨量转移的良率。

17、作为一种优选的方案，所述光刻可以采用正胶或负胶。

18、作为一种优选的方案，所述步骤1)中脱模剂为：氟硅烷或四氟化碳等低表面能材料，通过加入脱模剂可以使后续智能印章粘结基板的能快速脱模和保持结构的完整性。

19、作为一种优选的方案，所述步骤2)中加热的条件为：温度为200～300℃，时间为0.5～2h。通过控制加热的温度可以使热塑性材料呈现粘流态，方便注入和充满凹坑模具。温度过低时，无法形成粘流态；而温度过高时，一方面超出热塑性材料的热稳定温度，发生热分解而无法构建倒刺结构，另一方面可能影响光刻胶模具的形貌，而影响倒刺结构的复制。

20、本发明还提供了一种仿植物倒刺结构的智能印章粘结基板的应用，将其应用于智能印章。

21、作为一种优选的方案，所述智能印章包括粘结基板3、倒刺单元和发光元件4；所述发光元件4和倒刺单元可活动连接；所述倒刺单元由x个倒刺结构10构成；其中x为1的整数倍。

22、作为一种优选的方案，所述智能印章的使用方法包括以下步骤：

23、1)在智能印章上施压使倒刺单元的倒刺结构10与在原始衬底5上的发光元件4接触并抓取；

24、2)将带有发光元件4的智能印章与目标衬底6接触；

25、3)对印章进行加热处理，使发光元件4转移至目标衬底6上。

26、作为一种优选的方案，所述步骤1)中施压的压强为0.05～0.2mpa。通过施加一定的压力可以使倒刺结构10发生形变，令主刺结构1向各个方向撑开，再利用倒刺结构10的回弹从而卡住器件。若压力太小则形变未完全，无法抓取发光元件；而压力过大，则会破坏倒刺结构10，使大部分的主刺结构1和防滑动结构2发生断裂，从而无法抓取发光元件4。

27、作为一种优选的方案，所述步骤1)中发光元件4为mini-led、micro-led芯片中的一种；本发明所选的发光元件4可以与驱动电路键合组成完整的显示屏。

28、作为一种优选的方案，所述步骤3)中加热处理的温度为145～230℃。本发明所选的温度范围是用于构成倒刺结构10的热塑性材料从玻璃态转化为高弹态与粘流态之间的温度，通过加热可以倒刺结构10发生形变，从而实现发光元件4的释放，温度过高会导致带刺结构无法拾取mini-led、micro-led芯片，而温度过低会无法释放mini-led、micro-led芯片。

29、与现有技术相比，本发明技术方案带来的有益效果：

30、1)本发明提供的仿植物倒刺结构的智能印章粘结基板改变了传统的印章转移中发光元件依靠范德华力获取的思路，并不依靠粘结基板本身的粘力，而是利用其特殊的倒刺结构以及构成倒刺结构的材料的温度特性发生形变来实现发光元件的拾取和释放。

31、2)本发明提供的仿植物倒刺结构的智能印章粘结基板的制备方法，该方法具有工艺流程短、生产效率高、制作精度高等优点。

32、3)本发明提供的仿植物倒刺结构的智能印章粘结基板的应用，将其应用于智能印章中可以提高印章转移的精准度，能延长智能印章的使用寿命。

33、4)本发明的倒刺结构所使用的材料简单易得、成本低，具有工业化生产的潜力。