一种基于可寻址电磁阵列的MicroLED巨量转移装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于巨量转移技术领域，并具体公开了一种基于可寻址电磁阵列的MicroLED巨量转移装置及方法，其包括上位机、驱动模块阵列和电路模块，驱动模块阵列由多个呈阵列分布的驱动模块构成，各驱动模块上均设置有上电极和下电极，且两者之间布置有带电磁铁；电路模块分别与上位机及各驱动模块相连，用于根据上位机的控制指令实现各驱动模块的上电极和下电极所带电荷电性的独立控制，以改变各带电磁铁与具有磁性的MicroLED间的磁力大小，实现MicroLED的拾取与释放。所述方法包括：将MicroLED转移至中间载体基板上；利用装置将MicroLED转移至目标电路基板上。本发明专利技术可实现MicroLED的图案化、选择性巨量转移，具有操作方便，适用性强等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于可寻址电磁阵列的MicroLED巨量转移装置及方法
本专利技术属于巨量转移
，更具体地，涉及一种基于可寻址电磁阵列的MicroLED巨量转移装置及方法。
技术介绍
近年来，微型发光二极管(MicroLED，μLED)的制作工艺日趋完善，相比传统显示面板，微型发光二极管具有尺寸更小、分辨率更高、亮度更高、发光效率更高、功耗更低等众多优点，因此也被认为是下一代显示技术的主流。通常发光二极管的制备流程是首先将二极管(LED)结构薄膜化、微小化、阵列化，使其尺寸仅在10～20微米左右，然后将微型发光二极管批量式转移至显示电路基板上，最后进行封装。其中，如何实现批量式转移则是此流程的关键难点，巨量转移(MassTransfer)技术也应运而生。巨量转移技术是指将生长在原生基板上的微型发光二极管批量式转移到电路基板上的技术，每一个微型发光二极管对应电路基板上的一个亚像素，由于微型发光二极管的尺寸小，定位精度要求高，而且电路基板上需要数以百万计的亚像素，且原生基板上的微型发光二极管与电路基板上的亚像素还存在间距不匹配等问题。如何能够高效率、高成品率、有选择性的将制作出来的微型发光二极管批量式转移到电路基板上成为了一项技术难点。目前能实现选择性转移的巨量转移技术主要包括以下几种：一是通过制作模具实现选择性转移，该方法通过在模具上制作左右不对称的微型孔来定位微型发光二极管，在有微型孔的地方LED被接收到电路基板上，反之则不被接收，此方法要求微型发光二极管的形状和孔的形状保持一致，增加了微型发光二极管和模具的制作难度；二是通过流体自组装实现选择性转移，该方法通过将带有磁极的微型发光二极管和电路基板放入特定溶液中，通过磁力吸附定位，被磁力吸附定位的微型发光二极管被接收，反之则不被接收，此方法存在容易遗漏和定位不精确等问题。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种基于可寻址电磁阵列的MicroLED巨量转移装置及方法，其通过设计相互配合的上位机、驱动模块阵列和电路模块，可实现MicroLED的图案化、选择性巨量转移，具有操作方便，适用性强、定位精确等优点。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提出了一种基于可寻址电磁阵列的MicroLED巨量转移装置，该装置包括上位机、驱动模块阵列和电路模块，其中：所述驱动模块阵列由多个呈阵列分布的驱动模块构成，各驱动模块包括上下对称布置的上电极和下电极以及布置在上电极和下电极之间的带电磁铁，该带电磁铁的上下表面为异名磁极；所述电路模块分别与所述上位机及各驱动模块相连，用于根据上位机的控制指令实现各驱动模块的上电极和下电极所带电荷电性的独立控制，以改变各驱动模块内的电场方向，进而改变对应带电磁铁与具有磁性的待转移MicroLED间的磁力大小，以实现待转移MicroLED的拾取与释放，由此实现基于可寻址电磁阵列的MicroLED巨量转移。作为进一步优选的，所述带电磁铁优选为双层结构，包括位于内层的磁性物质及包裹在该磁性物质外部的塑料外壳。作为进一步优选的，所述驱动模块优选还包括密封盒，其中所述上电极和下电极分别布置在该密封盒的上下表面，所述带电磁铁则布置在该密封盒内。作为进一步优选的，所述电路模块包括依次相连的微控制单元、选通控制电路和控制总线，其中所述微控制单元与所述上位机相连，所述控制总线通过控制引线与各驱动模块上的上电极和下电极相连。按照本专利技术的另一方面，提供了一种基于可寻址电磁阵列的MicroLED巨量转移方法，其包括如下步骤：S1将待转移的MicroLED阵列从基底上转移至制备有热释放胶层的中间载体基板上，使MicroLED的电极与热释放胶层粘接；S2将所述的装置按压在已转移至中间载体基板的MicroLED阵列上，并使装置的驱动模块阵列与中间载体基板上的MicroLED阵列一一对应，通过独立控制各驱动模块的上电极和下电极所带电荷的电性以改变各驱动模块内的电场方向，进而改变对应带电磁铁与待转移MicroLED间的磁力大小以实现待转移MicroLED的拾取与释放，并最终实现选择性的将MicroLED转移到目标电路基板上。作为进一步优选的，步骤S2包括如下子步骤：S21将所述的装置按压在已转移至中间载体基板的MicroLED阵列上，并使装置的驱动模块阵列与中间载体基板上的MicroLED阵列一一对应，控制部分驱动模块的带电磁铁下移以处于下位，其余驱动模块的带电磁铁保持上位不变；S22在中间载体基板未制备热释放胶层的一侧加热中间载体基板至预设温度，通过热传导使得粘接MicroLED的热释放胶层的粘性降低，从而使处于下位的带电磁铁捕获MicroLED，而处于上位的带电磁铁无法捕获MicroLED；S23将拾取MicroLED后的装置按压在具有磁性的目标电路基板上，并使装置上的MicroLED阵列与目标电路基板上的电极阵列一一对应，控制所有驱动模块的带电磁铁上移，使各驱动模块和MicroLED之间的磁力最小化，在目标电路基板和MicroLED之间的磁力作用下，各MicroLED转移至目标电路基板上，以此实现选择性的将MicroLED转移到目标电路基板上。作为进一步优选的，步骤S2包括如下子步骤：S21将所述的装置按压在已转移至中间载体基板的MicroLED阵列上，并使装置的驱动模块阵列与中间载体基板上的MicroLED阵列一一对应，控制所有驱动模块的带电磁铁下移，使各驱动模块和MicroLED之间的磁力最大化；S22在中间载体基板未制备热释放胶层的一侧加热中间载体基板至预设温度，通过热传导使得粘接MicroLED的热释放胶层的粘性降低，从而使所有带电磁铁均捕获一MicroLED，以此实现MicroLED的全部拾取；S23将拾取MicroLED后的装置按压在具有磁性的目标电路基板上，并使装置上的MicroLED阵列与目标电路基板上的电极阵列一一对应，控制部分驱动模块的带电磁铁上移以处于上位，使驱动模块和MicroLED之间的磁力最小化，其余驱动模块的带电磁铁保持下位不变，在目标电路基板和MicroLED之间的磁力作用下，带电磁铁处于上位所对应的MicroLED转移至目标电路基板上，而带电磁铁处于下位所对应的MicroLED则不会被转移，以此实现选择性的将MicroLED转移到目标电路基板上。作为进一步优选的，步骤S1具体包括如下子步骤：S11在基底上制备具有磁性的MicroLED阵列；S12将MicroLED阵列按压在中间载体基板的热释放胶层上，使各MicroLED的电极与热释放胶层粘接；S13在MicroLED阵列与基底的界面处照射紫外激光，使得MicroLED阵列与基底分离，以此将MicroLED阵列整体转移至中间载体基板上。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：本专利技术通过单独控制每一个驱动模块内的电场方向，使得带电磁铁位于上位或下位，进而改变带电磁铁和微型发光二极管之间的磁力大小，以此来实现选择性拾取或者选择性释放微型发光二极管，并最终实现选择性的将微型发光二极管转移到目标电路基板上。相较于其他选择性批量转移的方法，本专利技术构造简单并且可实现单独可控，转移原理简便易懂，转移流程简洁明了，可以满足巨量转移微型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于可寻址电磁阵列的MicroLED巨量转移装置，其特征在于，该装置包括上位机(12)、驱动模块阵列和电路模块，其中：所述驱动模块阵列由多个呈阵列分布的驱动模块(11)构成，各驱动模块(11)包括上下对称布置的上电极(112)和下电极(114)以及布置在上电极(112)和下电极(114)之间的带电磁铁(113)，该带电磁铁(113)的上下表面为异名磁极；所述电路模块分别与所述上位机(12)及各驱动模块相连，用于根据上位机(12)的控制指令实现各驱动模块的上电极(112)和下电极(114)所带电荷电性的独立控制，以改变各驱动模块内的电场方向，进而改变对应带电磁铁(113)与具有磁性的待转移MicroLED间的磁力大小，以实现待转移MicroLED的拾取与释放，由此实现基于可寻址电磁阵列的MicroLED巨量转移。

【技术特征摘要】
1.一种基于可寻址电磁阵列的MicroLED巨量转移装置，其特征在于，该装置包括上位机(12)、驱动模块阵列和电路模块，其中：所述驱动模块阵列由多个呈阵列分布的驱动模块(11)构成，各驱动模块(11)包括上下对称布置的上电极(112)和下电极(114)以及布置在上电极(112)和下电极(114)之间的带电磁铁(113)，该带电磁铁(113)的上下表面为异名磁极；所述电路模块分别与所述上位机(12)及各驱动模块相连，用于根据上位机(12)的控制指令实现各驱动模块的上电极(112)和下电极(114)所带电荷电性的独立控制，以改变各驱动模块内的电场方向，进而改变对应带电磁铁(113)与具有磁性的待转移MicroLED间的磁力大小，以实现待转移MicroLED的拾取与释放，由此实现基于可寻址电磁阵列的MicroLED巨量转移。2.如权利要求1所述的基于可寻址电磁阵列的MicroLED巨量转移装置，其特征在于，所述带电磁铁(113)优选为双层结构，包括位于内层的磁性物质(1132)及包裹在该磁性物质(1132)外部的塑料外壳(1131)。3.如权利要求1或2所述的基于可寻址电磁阵列的MicroLED巨量转移装置，其特征在于，所述驱动模块(11)优选还包括密封盒，其中所述上电极(112)和下电极(114)分别布置在该密封盒的上下表面，所述带电磁铁(113)则布置在该密封盒内。4.如权利要求1-3任一项所述的基于可寻址电磁阵列的MicroLED巨量转移装置，其特征在于，所述电路模块包括依次相连的微控制单元(13)、选通控制电路(14)和控制总线(15)，其中所述微控制单元(13)与所述上位机(12)相连，所述控制总线(15)通过控制引线(111)与各驱动模块(11)上的上电极(112)和下电极(114)相连。5.一种基于可寻址电磁阵列的MicroLED巨量转移方法，其特征在于，包括如下步骤：S1将待转移的MicroLED阵列从基底上转移至制备有热释放胶层(41)的中间载体基板(40)上，使MicroLED的电极与热释放胶层(41)粘接；S2将如权利要求1-4任一项所述的装置按压在已转移至中间载体基板(40)的MicroLED阵列上，并使装置的驱动模块阵列与中间载体基板上的MicroLED阵列一一对应，通过独立控制各驱动模块的上电极(112)和下电极(114)所带电荷的电性以改变各驱动模块内的电场方向，进而改变对应带电磁铁(113)与待转移MicroLED间的磁力大小以实现待转移MicroLED的拾取与释放，并最终实现选择性的将MicroLED转移到目标电路基板上。6.如权利要求5所述的基于可寻址电磁阵列的MicroLED巨量转移方法，其特征在于，步骤S2包括如下子步骤：S21将所述的装置按压在已转移至中间载体基板(40)的MicroLED阵列上，并使装...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄永安，杨彪，卞敬，尹周平，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42