弱化结构的制造方法及制造系统与流程

1.本发明涉及显示面板领域，尤其涉及一种弱化结构的制造方法及制造系统。


背景技术：

2.微型led芯片(micro led)是新兴的显示技术，相对比常规的显示技术，以micro led技术为核心的显示具有良好的宽色域性能、高对比度、高动态范围和局部调光功能，使用寿命长等特点。
3.在micro led产业技术中巨量转移技术为核心关键技术，通过高精度设备将大量micro led芯片转移到目标基板或者电路上。其中，转移成本、良率和精度是巨量转移成功的关键。
4.目前，利用巨量转移头对micro led芯片进行转移时，由于需要经过多次转移，从而存在转移步骤复杂、芯片良率损失、对位精度要求高以及芯片尺寸微小而导致制造困难等问题。


技术实现要素：

5.鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种弱化结构的制造方法及制造系统，旨在解决现有技术中芯片的多次巨量转移导致制造困难的问题。
6.一种弱化结构的制造方法，其包括以下步骤：
7.将暂存基板和微型led芯片浸泡在聚合溶液中；
8.将激光聚焦到聚合溶液中；
9.改变所述激光的焦点在所述聚合溶液中的位置，并固化位于焦点的位置的聚合溶液，以形成连接所述微型led芯片与所述暂存基板的弱化结构。
10.在本发明中，通过将包括微型led芯片和暂存基板的基体放置于聚合溶液中，并通过将激光聚焦到聚合溶液中，使焦点位置处的树脂能够聚合成型，从而通过改变焦点在聚合溶液中的位置，能够形成连接微型led芯片与暂存基板的弱化结构，采用弱化结构绑定微型led芯片与暂存基板，可实现微型led芯片至显示背板的巨量转移，与采用巨量转移头对微型led芯片进行转移的现有技术相比，能够通过形成弱化结构省去一步将微型led芯片转移至暂存基板的步骤，从而可简化微型led芯片巨量转移的流程；并且，由于将微型led芯片转移至暂存基板的过程中会存在微型led芯片破裂、位置偏移、胶层残留等问题，因此本发明通过形成上述弱化结构还可以提升良率和工艺效率。此外，上述弱化结构与微型led芯片和暂存基板之间的粘附力可以根据单一结构接触面积及其个数进行调整，从而适用于各种转移需求。此外，上述弱化结构采用3d打印成型，还可以提高树脂材料的利用率。
11.可选地，改变激光的焦点在聚合溶液中的位置包括：将上述聚合溶液置于容器中；将容器放置于移动平台上；移动移动平台以改变焦点的位置。由于容器放置于移动平台上，基体放置于盛有聚合溶液的容器中，从而通过控制上述移动平台进行移动，能够改变激光的焦点在聚合溶液中的位置，进而通过使焦点在弱化结构所要形成的位置进行移动(如微
型led芯片与暂存基板之间)，使溶液中的树脂在激光聚焦的作用下聚合成型，形成连接微型led芯片与暂存基板的弱化结构。
12.可选地，改变所述激光的焦点在所述聚合溶液中的位置还包括：建立预形成的弱化结构的三维立体结构模型；对三维立体结构模型进行层切处理，以获取界面轮廓信息；根据界面轮廓信息控制移动平台的移动轨迹，以使激光对聚合溶液中对应界面轮廓信息的区域进行照射。通过对建模得到的三维立体结构模型进行层切处理，能够将模型转换为一系列层状平面，从而可以通过调节立体像素尺寸、覆盖率、层厚等参数，得到每一层面包含立体结构对应的界面轮廓信息，使激光在聚合溶液中的聚焦位置更为精确，从而使聚合成型后得到的弱化结构的密度能够具有更高的均匀性。
13.可选地，将暂存基板和微型led芯片浸泡在聚合溶液中包括：将暂存基板和生长基板浸泡在聚合溶液中，生长基板上形成有微型led芯片。通过直接将带有微型led芯片的生长基板放置于聚合溶液中，待所有弱化结构形成后，再将生长基板剥离即可，减少工艺步骤。
14.可选地，固化位于所述焦点的位置的所述聚合溶液包括：使聚合溶液的引发剂分子吸收和结合激光的两个低能量光子，所述引发剂分子在所述聚合溶液中的位置与所述焦点的位置一致；诱导引发剂分子跃迁到激发电子态并产生活性基团，使活性基团发生单体聚合形成弱化结构。
15.可选地，弱化结构的制造方法还包括：在将位于生长基板上的微型led芯片浸泡在聚合溶液中之前，将微型led芯片从生长基板上剥离。
16.基于同样的发明构思，本发明还提供一种弱化结构的制造系统，其包括：
17.容器，用于盛放聚合溶液，聚合溶液中浸泡有暂存基板和微型led芯片；
18.激光器组件，用于将激光聚焦到聚合溶液中；
19.控制器，用于改变激光的焦点在聚合溶液中的位置，并固化位于焦点的位置的聚合溶液，以形成连接微型led芯片与暂存基板的弱化结构。
20.采用上述制造系统，通过将包括微型led芯片和暂存基板的基体放置于承载有聚合溶液的容器中，并通过激光器将激光聚焦到聚合溶液中，使焦点位置处的树脂能够聚合成型，从而通过控制器改变焦点在聚合溶液中的位置，能够形成连接微型led芯片与暂存基板的弱化结构，采用弱化结构绑定微型led芯片与暂存基板，可实现微型led芯片至显示背板的巨量转移，减少了巨量转移次数，简化了微型led芯片巨量转移的流程，还提升了良率和工艺效率。
21.可选地，上述制造系统还包括：移动平台，用于承载容器；驱动装置，与控制器和移动平台连接，用于接收控制器发出的控制信号以驱动移动平台移动。由于容器放置于移动平台上，基体放置于盛有聚合溶液的容器中，从而通过控制器使驱动装置驱动平台进行移动，能够改变激光的焦点在聚合溶液中的位置，进而通过使焦点在弱化结构所要形成的位置进行移动(如微型led芯片与暂存基板之间)，使溶液中的树脂在激光聚焦的作用下聚合成型，形成连接微型led芯片与暂存基板的弱化结构。
22.可选地，上述控制器包括：建模模块，用于对弱化结构进行建模以得到三维立体结构模型；层切模块，用于对三维立体结构模型进行层切处理以获取界面轮廓信息；转换模块，用于将界面轮廓信息转换为移动轨迹信息；控制模块，用于根据移动轨迹信息控制驱动
装置以改变移动平台的移动方向。通过层切模块对建模得到的三维立体结构模型进行层切处理，能够将模型转换为一系列层状平面，从而可以通过调节立体像素尺寸、覆盖率、层厚等参数，得到每一层面包含立体结构对应的界面轮廓信息，使激光在聚合溶液中的聚焦位置更为精确，从而使聚合成型后得到的弱化结构的密度能够具有更高的均匀性。
23.可选地，上述控制器还包括：参数调节模块，用于根据移动轨迹信息控制激光的工艺参数，工艺参数选自能量、扫描速度和曝光度中的至少一项。上述参数调节模块可以根据实际激光的焦点位置和聚合溶液的具体种类对其工艺参数进行调整，从而可以提高工艺效率。
附图说明
24.图1为根据本发明一种实施例中提供的弱化结构的制造方法中，提供包括生长基板、微型led芯片和暂存基板的基体后结构示意图；
25.图2为将激光聚焦到图1所示的聚合溶液中的结构示意图；
26.图3为形成连接图1所示的微型led芯片与暂存基板的弱化结构后的结构示意图；
27.图4为根据本发明一种实施例中提供的形成有单一弱化结构的基体结构示意图；
28.图5为根据本发明一种实施例中提供的形成有阵列分布的弱化结构的基体结构示意图；以及
29.图6为根据本发明一种实施例中提供的弱化结构的制造系统的连接关系示意图。
30.附图标记说明：
31.11-聚合溶液；12-容器；20-激光器组件；21-激光器；22-快门装置；23-扩束镜；24-衰减器；25-反射镜；26-聚焦透镜；30-控制器；40-移动平台；50-驱动装置；100-基体；110-生长基板；120-微型led芯片；121-电极；130-暂存基板；200-弱化结构。
具体实施方式
32.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
33.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
34.正如背景技术部分所描述的，目前，利用巨量转移头对led进行转移时，由于需要经过多次转移，从而存在转移步骤复杂、微型led芯片良率损失、对位精度要求高以及微型led芯片尺寸微小而导致制造困难等问题。
35.为了解决上述问题，本发明提供了一种弱化结构的制造方法，包括以下步骤：
36.将暂存基板和微型led芯片浸泡在聚合溶液中；
37.将激光聚焦到聚合溶液中；
38.改变所述激光的焦点在所述聚合溶液中的位置，并固化位于焦点的位置的聚合溶液，以形成连接所述微型led芯片与所述暂存基板的弱化结构。
39.在本发明的上述制造方法中，通过将包括微型led芯片和暂存基板的基体放置于聚合溶液中，并通过将激光聚焦到聚合溶液中，使焦点位置处的树脂能够聚合成型，从而通过改变焦点在聚合溶液中的位置，能够形成连接微型led芯片与暂存基板的弱化结构，采用弱化结构绑定微型led芯片与暂存基板，可实现微型led芯片至显示背板的巨量转移，与采用巨量转移头对微型led芯片进行转移的现有技术相比，能够通过形成弱化结构省去一步将微型led芯片转移至暂存基板的步骤，从而可简化微型led芯片巨量转移的流程。
40.并且，由于将微型led芯片转移至暂存基板的过程中会存在微型led芯片破裂、位置偏移、胶层残留等问题，因此本发明通过形成上述弱化结构还可以提升良率和工艺效率。
41.此外，上述弱化结构与微型led芯片和暂存基板之间的粘附力可以根据单一结构接触面积及其个数进行调整，从而适用于各种转移需求。此外，上述弱化结构采用3d打印成型，还可以提高树脂材料的利用率。
42.下面将结合附图1至5更详细地描述根据本发明提供的弱化结构的制造方法的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员。
43.首先，将暂存基板130和微型led芯片120浸泡于聚合溶液11中，如图1所示。
44.在一些实施方式中，提供基体，基体包括生长基板110、微型led芯片120和暂存基板130，微型led芯片120形成于生长基板110表面，暂存基板130设置于微型led芯片120远离生长基板110的一侧，将上述基体浸渍聚合溶液11中，如图1所示。
45.在上述实施方式中，由于微型led芯片120未从生长基板110表面剥离，从而在后续形成连接微型led芯片120与暂存基板130的弱化结构200后，需要将微型led芯片120从生长基板110表面剥离，以将微型led芯片120转移至暂存基板130上。
46.在一些实施方式中，先将微型led芯片120从生长基板110表面剥离，然后将微型led芯片与暂存基板130同时浸泡于聚合溶液11中，并使暂存基板130位于微型led芯片120的一侧。
47.在上述实施方式中，由于置于聚合溶液11中的微型led芯片120已经从生长基板110表面剥离，从而在后续形成连接微型led芯片120与暂存基板130的弱化结构200的步骤之后，能够将微型led芯片120转移至暂存基板130上，而无需再进行将微型led芯片120从生长基板110表面剥离的步骤。
48.在一些实施方式中，上述微型led芯片120的一侧表面具有电极121，将微型led芯片120和暂存基板130浸泡于聚合溶液11中后，暂存基板130位于电极121远离微型led芯片120的一侧，如图1所示。
49.在一些实施方式中，上述生长基板110可以为刚性基底，如碳化硅，砷化镓、石英片和蓝宝石衬底等。
50.在一些实施方式中，形成上述微型led芯片120的方式包括：在生长基板110上完成led磊晶膜层，并进行切割以形成多个独立的led微型led芯片120。
51.在一些实施方式中，上述暂存基板130可以为蓝宝石、石英玻璃等透明材质。
52.在一些实施方式中，将暂存基板130和微型led芯片120浸泡在聚合溶液11中包括：将暂存基板130和生长基板100浸泡在聚合溶液11中，生长基板100上形成有微型led芯片
120。通过直接将带有微型led芯片120的生长基板100放置于聚合溶液11中，待所有弱化结构200形成后，再将生长基板100剥离即可，减少工艺步骤。
53.在一些实施方式中，本发明上述弱化结构的制造方法还包括：在将微型led芯片120浸泡在聚合溶液11中之前，将微型led芯片120从生长基板110上剥离。
54.在上述将暂存基板130和微型led芯片120浸泡于聚合溶液11中的步骤之后，将激光聚焦到聚合溶液11中，然后改变焦点的位置，并固化位于焦点的位置的聚合溶液11，以形成连接微型led芯片120与暂存基板130的弱化结构200，如图2和图3所示。
55.在一些实施方式中，形成连接微型led芯片120与暂存基板130的弱化结构200包括：采用双光子聚合工艺形成弱化结构200。
56.在上述实施方式中，聚合溶液11可以由双光子聚合引发剂、单体、交联剂和辅助添加剂构成。双光子聚合引发剂可以选自苯乙烯类、吩噻嗪和咔唑类或三苯胺中的任一种或多种；单体可以选自丙烯酸酯类单体、酚醛类单体、环氧树脂类单体和烯烃类单体中的任一种或多种；上述辅助添加剂可以选自消泡剂、阻聚剂和抗氧化剂中的任一种或多种；上述交联剂可以为市售的常规种类，在此不再赘述。
57.在上述实施方式中，聚合溶液11还可以包含低聚物，或者将单体替换为低聚物，低聚物可以选自酚醛树脂类、环氧树脂和丙烯酸树脂中的任一种或多种。
58.示例性地，固化位于焦点的位置的聚合溶液11包括：使聚合溶液11的引发剂分子吸收和结合激光的两个低能量光子，所述引发剂分子在所述聚合溶液中的位置与所述焦点的位置一致；诱导引发剂分子跃迁到激发电子态并产生活性基团，使活性基团发生单体聚合以形成弱化结构200。
59.为了将激光聚焦到聚合溶液11中，在一些实施方式中，采用在介质中穿透力强、入射损耗小的近红外激光(700～1000nm)作为光源，光路中设置快门调节曝光时间，设置扩束镜对光束进行准直及光斑调整，设置衰减器调节光强，设置反射镜调整光束方向，设置聚焦透镜26将激光聚焦到待加工的聚合溶液11中，如图2所示。
60.在一些实施方式中，将激光器阵列设置于聚合溶液11上方，在聚合溶液11中设置多个基体100，使各激光器与基体100一一对应，并将各激光器的激光聚焦到聚合溶液11中，从而能够在多个基体100中同时形成弱化结构200。
61.在一些实施方式中，将激光器阵列设置于聚合溶液11上方，在聚合溶液11中设置多个基体100，并将各激光器的激光聚焦到聚合溶液11中，以在特定位置的基体100中形成弱化结构200。
62.在上述实施方式中，可以在形成微型led芯片120后先进行良率检测，并通过将激光在特定的位置聚焦，使弱化结构200仅在检测合格的微型led芯片120上形成，从而实现对合格微型led芯片的筛选。
63.在一些实施方式中，通过将激光至少一次聚焦，形成至少一个弱化结构200，各弱化结构200的形状独立地选自矩形立柱、圆柱、凸柱和三角锥中的任一种或多种，如图4和图5所示。
64.在上述实施方式中，同一微型led芯片120上形成的弱化结构200可以为相同结构，也可以具有不同的结构，根据粘附力大小调整弱化结构200与暂存基板130和微型led芯片120的接触面积和分布。
65.在一些实施方式中，通过将激光一次聚焦到聚合溶液11中，形成阵列分布的形状相同的弱化结构200。
66.在上述实施方式中，在微型led芯片120与暂存基板130间形成阵列分布的弱化结构200，如排列横向n个，纵向m个，总个数为n
×
m，n和m均为正整数，采用的排列方式由所需粘附力决定。
67.在一些实施方式中，改变焦点的位置包括：将聚合溶液11置于容器12中，且将容器12放置于移动平台40上，通过移动移动平台40以改变激光的焦点在聚合溶液11中的位置。
68.在上述实施方式中，移动平台40可以为亚微米级三维(x,y,z)移动平台或二维(x,y)移动平台。
69.当上述移动平台40为二维移动平台时，也可以使用激光变焦系统实现z方向变动，激光变焦系统可以通过机械带动在z向进行移动，或利用变焦透镜实现焦距变动进而实现z向改变。
70.示例性地，采用激光照射聚合溶液11的步骤包括：建立欲形成的弱化结构200的三维立体结构模型；对三维立体结构模型进行层切处理，以获取界面轮廓信息；根据界面轮廓信息控制移动平台40的移动轨迹，以使激光对聚合溶液11中对应界面轮廓信息的区域进行照射。
71.在上述过程中，可以使用cad/cam对弱化结构200进行三维造型设计，可以使用3d打印切片软件对三维立体结构模型进行层切处理，调整体像素尺寸、覆盖率、层厚参数得到每一层面包含立体结构对应的界面轮廓信息，并对制造过程实时监测。
72.在一些实施方式中，激光加工结束后，将形成有弱化结构200的基体100浸泡在有机溶剂中，除去未聚合的树脂。上述有机溶剂可以为丙酮或乙醇。
73.基于同样的发明构思，本发明还提供一种弱化结构200的制造系统，如图6所示，该制造系统包括容器12、激光器组件20和控制器30，容器12用于盛放聚合溶液11；激光器组件20用于将激光聚焦到聚合溶液11中；控制器30用于改变激光的焦点在聚合溶液11中的位置，并固化位于焦点的位置的聚合溶液11，以形成连接微型led芯片120与暂存基板130的弱化结构200。
74.在一些实施方式中，上述激光器组件20包括沿光路顺序设置的激光器21、快门装置22、扩束镜23、衰减器24、反射镜25和聚焦透镜26，如图6所示。
75.在上述实施方式中，激光器21可以采用在介质中穿透力强、入射损耗小的近红外激光(700～1000nm)作为光源，光路中设置快门装置22调节曝光时间，设置扩束镜23对光束进行准直及光斑调整，设置衰减器24调节光强，设置反射镜25调整光束方向，设置聚焦透镜26将激光聚焦到待加工的聚合溶液11中。
76.在一些实施方式中，上述制造系统还包括移动平台40和驱动装置50，如图6所示，移动平台40用于承载容器12；驱动装置50与控制器30和移动平台40连接，用于接收控制器30发出的控制信号以驱动移动平台40移动。
77.在一些实施方式中，上述控制器30为计算机硬件，使激光器组件20和移动平台40共同作用进行三维造型设计、轨迹生成以及改变焦点在容器12中的位置。
78.示例性的，上述控制器30包括建模模块、层切模块、转换模块和控制模块，建模模块用于对弱化结构200进行建模以得到三维立体结构模型；层切模块用于对三维立体结构
模型进行层切处理以获取界面轮廓信息；转换模块用于将界面轮廓信息转换为移动轨迹信息；控制模块用于根据移动轨迹信息控制驱动装置50以改变移动平台40的移动方向。
79.在一些实施方式中，上述控制器30还包括参数调节模块，用于根据移动轨迹信息控制激光的工艺参数，工艺参数选自能量、扫描速度和曝光度中的至少一项。
80.应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。