用于转移微元件的转置头及微元件的转移方法技术

本发明专利技术公开了一种用于微元件的转移的转置头及微元件的转移方法，所述转置头包括：腔体；若干真空路径，分别与所述腔体相通，在相通处分别设置可开/关的阀门；若干个吸嘴，分别与所述真空路径相通，所述吸嘴使用真空压力吸附微元件或释放微元件，所述真空压力经由各真空路径传送；开关组件，用于控制各真空路径的阀门的开或关，从而控制所述吸嘴使用真空压力吸附或释放所需的微元件。

Transposition head for transferring micro element and transfer method of micro element

The invention discloses a method for micro element transfer and transpose head micro element transfer method, wherein the transpose head includes a cavity; a plurality of vacuum paths, which are respectively connected with the cavity, can open / close the valves are respectively arranged in a plurality of interlinked; suction nozzle are respectively communicated with the vacuum path the use of vacuum suction nozzle, pressure adsorption micro element or release micro element, the vacuum pressure through the vacuum transfer path; a switch component is used for controlling the vacuum path to open or close the valve, thereby controlling the suction nozzle using vacuum pressure adsorption or release micro element required.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于显示的微元件，更具体地，涉及一种用于转移微元件的转置头及微元件的转移方法。
技术介绍
微元件技术是指在衬底上以高密度集成的微小尺寸的元件阵列。目前，微间距发光二极管（Micro LED）技术逐渐成为研究热门，工业界期待有高品质的微元件产品进入市场。高品质微间距发光二极管产品会对市场上已有的诸如LCD/OLED的传统显示产品产生深刻影响。在制造微元件的过程中，首先在施体基板上形成微元件，接着将微元件转移到接收基板上。接收基板例如是显示屏。在制造微元件过程中的一个困难在于：如何将微元件从施体基板上转移到接收基板上。传统转移微元件的方法为借由基板接合（Wafer Bonding）将微元件自转移基板转移至接收基板。转移方法的其中一种实施方法为直接转移，也就是直接将微元件阵列自转移基板接合至接收基板，之后再将转移基板移除。另一种实施方法为间接转移。此方法包含两次接合/ 剥离的步骤，首先，转移基板自施体基板提取微元件阵列，接着转移基板再将微元件阵列接合至接收基板，最后再把转移基板移除。其中，提取微元件阵列一般通过静电拾取的方式来执行。在静电拾取的过程中需要使用转移头阵列。转移头阵列的结构相对复杂，并需要考虑它的可靠性。制造转移头阵列需要额外的成本。在利用转移头阵列的拾取之前需要产生相位改变。另外，在使用转移头阵列的制造过程中，微元件用于相位改变的热预算受到限制，通常小于350℃，或者更具体地，小于200℃；否则，微元件的性能会劣化。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出了一种用于转移微元件的转置头及微元件的转移方法。根据本专利技术的第一个方面，用于转移微元件的转置头，包括：腔体；若干真空路径，分别与所述腔体相通，在相通处分别设置可开/关的阀门；若干个吸嘴，分别与所述真空路径相通，所述吸嘴使用真空压力吸附微元件或释放微元件，所述真空压力经由各真空路径传送；开关组件，用于控制各真空路径的阀门的开或关，从而控制所述吸嘴使用真空压力吸附或释放所需的微元件。优选地，所述开关组件包括CMOS存储电路及与所述CMOS存储电路连接的地址电极阵列，各个所述真空路径的阀门与所述地址电极阵列对应。优选地，所述阀门为一可动的构件，所述地址电极阵列由所述CMOS存储电路用电压电位选择性激励以产生致使相应的可动的构件朝向相应的地址电极偏斜或靠近的静电吸引力，以控制各真空路径的开或关。优选地，所述可动的构件位于所述地址电极阵列的下方，且相互间隔开，两者之间具有空间以使所述可动的构件在静电吸引力的作用下朝向相应的地址电极偏斜或靠近。优选地，采用牺牲层在所述地址电极与可动的构件形成空间，以使所述可动的构件在静电吸引力的作用下朝向相应的地址电极偏斜或靠近。优选地，还包括一具有两个相对表面的板材结构，其中第一表面邻近所述腔体，第二表面远离所述腔体，所述真空路径为一系列贯穿所述板材的微孔结构，其一端与所述腔体连通，一端与所述吸嘴连接。优选地，所述板材之第一表面与所述微孔相接的部分部位具有低于所述第一表面的第三表面，所述可动的构件放置于板材结构的第一表面上，横跨所述微孔结构，且其中一个端部位于所述板材的第三表面对应的位置，呈悬空状态，使得所述可动的构件的其中一个端部可在静电吸引力作用下向所述地址电极偏斜，从而关闭或打开对应的真空路径。优选地，所述板材的第一表面与所述微孔相接的位置具有台阶，该台阶的表面低于所述第一表面，其宽度等于所述微孔的宽度。优选地，所述可动的构件设置于所述板材的第一表面上，其至少一个端部固定于所述板材的第一表面上，并向所述微孔结构延伸，覆盖所述微孔结构的开口，且所述可动的构件的一个端部在具有静电吸引力的作用下朝向相应的地址电极偏斜。优选地，所述板材的第一表面上设有一金属层，其在所述板材的微孔结构对应的位置被配制成金属片结构作为可动的构件，该金属片至少一个端部与所述金属层连接，另一个端部与该金属层分离，可在静电吸引力作用下向所述地址电极偏斜。优选地，所述可动的构件的第一个端部固定于所述板材的第一表面上，与所述第一个端部对角的第二个端部位于对应地址电极的下方，并在在具有静电吸引力的作用下朝向相应的地址电极偏斜。优选地，所述可动的构件通过一枢轴结构固定于所述板材的第一表面上，并以该枢轴为中心可发生偏转，在具有静电吸引力的作用下朝向相应的地址电极偏斜。优选地，所述板材为硅基板、陶瓷基板、金属基板、蓝宝石基板或半导体材料基板。优选地，所述吸嘴的尺寸为100微米以下。优选地，所述微孔结构通过激光打孔、微穿孔技术（TSV）或拉丝形成。优选地，所述若干个吸嘴呈阵列式分布，各个吸嘴之间的间距为200微米以下。优选地，所述微孔结构的截面为梯形或矩形。根据本专利技术的第二个方面，微元件的转移方法，包含以下步骤：（1）在第一基板上放置至少一个微元件；（2）采用前述任意一种转置头，朝向并接触所述微元件，所述吸嘴使用真空压力吸附所述微元件，藉由开关组件控制各真空路径的阀门进而控制真空路径的开或关，以提取所需的微元件；以及（3）将前述已有提取微元件的转置头朝向一第二基板，所述吸嘴使用真空压力释放微元件，藉由开关组件控制各真空路径的阀门进而控制真空路径的开或关，以释放所提取的微元件于所述第二基板上。优选地，所述微元件的数量为多个，其中步骤（2）仅将部分所述微元件吸附，以提取所需的微元件。优选地，所述微元件的数量为多个，其中步骤（3）仅将部分所述微元件脱附，以释放所需的微元件。优选地，所述第一基板为生长基板或者承载基板。优选地，所述第二基板为主动元件阵列基板或被动元件阵列基板。本专利技术公开一种具有多个吸嘴的转置头，各个吸嘴通过真空路径连接至同一个腔体并通过开关组件控制各路真空路径的开/关，从而实现一次性选择性转移多个微元件。进一步地，开关组件可采用CMOS存储电路及与所述CMOS存储电路连接的地址电极阵列，实现微开关阵列。另外，本领域技术人员应当理解，尽管现有技术中存在许多问题，但是，本专利技术的每个实施例或权利要求的技术方案可以仅在一个或几个方面进行改进，而不必同时解决现有技术中或者
技术介绍
中列出的全部技术问题。本领域技术人员应当理解，对于一个权利要求中没有提到的内容不应当作为对于该权利要求的限制。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。图1-8为本专利技术的第一个实施例的示意图。其中，图1为本实例之转置头的结构剖面图；图2为转置头的部分结构剖面图；图3为图1所示的转置头的真空路径的平面图，该真空路径为设置于板材结构上的微孔阵列；图4为在图3所示的微孔阵列上设置阀门的平面图；图5-6分别为单路真空路径的结构示意图、平面图；图7-8为所述转置头的单个转置吸嘴的侧面剖示图，其中图7为真空路径关闭状态，图8为真空路径开启状态。图9-15为本专利技术的第二个实施例的示意图。其中，图9为本实施例之转置头的结构剖面图；图10为在微孔阵列上设置阀门的平面图；图11为本实施例之转置头的真空路径的分解图；图12为真空路径的平面图；图13为沿附图12的线A-A剖开的剖面图，图14-15为沿图12的线B-B剖开的剖面图，其中图14为真空路径关闭状态本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于转移微元件的转置头，包括：腔体；若干真空路径，分别与所述腔体相通，在相通处分别设置可开/关的阀门；若干个吸嘴，分别与所述真空路径相通，所述吸嘴使用真空压力吸附微元件或释放微元件，所述真空压力经由各真空路径传送；开关组件，用于控制各真空路径的阀门的开或关，从而控制所述吸嘴使用真空压力吸附或释放所需的微元件。

【技术特征摘要】
1.用于转移微元件的转置头，包括：腔体；若干真空路径，分别与所述腔体相通，在相通处分别设置可开/关的阀门；若干个吸嘴，分别与所述真空路径相通，所述吸嘴使用真空压力吸附微元件或释放微元件，所述真空压力经由各真空路径传送；开关组件，用于控制各真空路径的阀门的开或关，从而控制所述吸嘴使用真空压力吸附或释放所需的微元件。2.根据权利要求1所述的用于转移微元件的转置头，其特征在于： 所述开关组件包括CMOS存储电路及与所述CMOS存储电路连接的地址电极阵列，各个所述真空路径的阀门与所述地址电极阵列对应。3.根据权利要求2所述的用于转移微元件的转置头，其特征在于：所述阀门为一可动的构件，所述地址电极阵列由所述CMOS存储电路用电压电位选择性激励以产生致使相应的可动的构件朝向相应的地址电极偏斜或靠近的静电吸引力，以控制各真空路径的开或关。4.根据权利要求3所述的用于转移微元件的转置头，其特征在于：所述可动的构件位于所述地址电极阵列的下方，且相互间隔开，两者之间具有空间以使所述可动的构件在静电吸引力的作用下朝向相应的地址电极偏斜或靠近。5.根据权利要求4所述的用于转移微元件的转置头，其特征在于：采用牺牲层在所述地址电极与可动的构件形成空间，以使所述可动的构件在静电吸引力的作用下朝向相应的地址电极偏斜或靠近。6.根据权利要求3所述的用于转移微元件的转置头，其特征在于：还包括一具有两个相对表面的板材结构，其中第一表面邻近所述腔体，第二表面远离所述腔体，所述真空路径为一系列贯穿所述板材的微孔结构，其一端与所述腔体连通，一端与所述吸嘴连接。7.根据权利要求6所述的用于转移微元件的转置头，其特征在于：所述板材之第一表面与所述微孔相接的部分部位具有低于所述第一表面的第三表面，所述可动的构件放置于板材结构的第一表面上，横跨所述微孔结构，且其中一个端部位于所述板材的第三表面对应的位置，呈悬空状态，使得所述可动的构件的其中一个端部可在静电吸引力作用下向所述地址电极偏斜，从而关闭或打开对应的真空路径。8.根据权利要求7所述的用于转移微元件的转置头，其特征在于：所述板材的第一表面与所述微孔相接的位置具有台阶，该台阶的表面低于所述第一表面，其宽度等于所述微孔的宽度。9.根据权利要求6所述的用于转移微元件的转置头，其特征在于：所述可动的构件设置于所述板...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐宸科，邵小娟，郑建森，时军朋，林科闯，
申请(专利权)人：厦门市三安光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35