基于电泳的Micro LED排列机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种基于电泳的Micro LED排列机器人，包括电泳槽、热交换器、阳极基板和阴极基板，热交换器连接有进液板和出液板，进液板设于阴极基板与电泳槽的内侧壁之间，出液板设于阳极基板与电泳槽的内侧壁之间；还包括元件定向固定膜和冷却氮气喷嘴，元件定向固定膜设于电泳槽内、且贴靠阴极基板，元件定向固定膜位于阳极基板与阴极基板之间，元件定向固定膜朝向阳极基板的表面上矩阵排列有若干元件容置井，冷却氮气喷嘴固定在电泳槽内侧壁的顶部、且与阴极基板位于同一侧，冷却氮气喷嘴的高度大于阴极基板和元件定向固定膜的高度；本发明专利技术能够实现巨量Micro LED定向排列在元件定向固定膜，且排列良率高，利于推动Micro LED显示技术的发展。

Micro LED array robot based on electrophoresis

【技术实现步骤摘要】
基于电泳的MicroLED排列机器人
本专利技术涉及一种基于电泳的MicroLED排列机器人。
技术介绍
MicroLED(微型发光二极管)是将LED结构设计进行薄膜化、微小化、阵列化，其尺寸仅在1μm～10μm等级左右，具有良好的稳定性及寿命，以及低功耗、色彩饱和度高、对比度强、反应速度快等优势，被广泛应用在显示领域。现有技术中，往往采用巨量转移技术将MicroLED转移到大尺寸的转移板上，但在对MicroLED单体进行转移之前，需要对其进行定向均匀化排列，而目前并没有能够对如此尺寸量级的微元件进行定向排列的装置，且确保排列良率，阻碍了MicroLED显示技术的发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种基于电泳的MicroLED排列机器人。为实现上述目的，本专利技术的具体方案如下：一种基于电泳的MicroLED排列机器人，包括顶部具有开口的电泳槽、设于电泳槽外侧壁上的热交换器，以及相对设于电泳槽两内侧壁上的阳极基板和阴极基板，所述热交换器具有进液管和出液管，所述热交换器的进液管连接有进液板，所述热交换器的出液管连接有出液板，所述进液板设于阴极基板与电泳槽的内侧壁之间，所述出液板设于阳极基板与电泳槽的内侧壁之间；还包括元件定向固定膜和冷却氮气喷嘴，所述元件定向固定膜设于电泳槽内、且贴靠阴极基板，所述元件定向固定膜位于阳极基板与阴极基板之间，所述元件定向固定膜朝向阳极基板的表面上矩阵排列有若干元件容置井，所述冷却氮气喷嘴固定在电泳槽内侧壁的顶部、且与阴极基板位于同一侧，所述冷却氮气喷嘴的高度大于阴极基板和元件定向固定膜的高度。其中，所述阴极基板为钛网结构，且其朝向元件定向固定膜的表面上均布有点状突起。其中，所述元件定向固定膜包括固定膜层和分解膜层，所述固定膜层设于分解膜层上，所述固定膜层朝向阳极基板的表面上根据MicroLED排列要求均布有元件容置井，所述分解膜层为光解材料制成的光分解膜层。本专利技术的有益效果为：与现有技术相比，本专利技术巧妙利用粒子电迁移沉积原理以及利用元件定向固定膜的热胀冷缩实现巨量MicroLED定向排列在元件定向固定膜，且排列良率高，利于推动MicroLED显示技术的发展。附图说明图1是MicroLED的结构示意图；图2是本专利技术的结构示意图；图3是本专利技术隐藏电泳槽后的结构示意图；附图标记说明：1-电泳槽；2-热交换器；3-阳极基板；4-阴极基板；5-进液板；6-出液板；7-元件定向固定膜；71-元件容置井；8-冷却氮气喷嘴。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细的说明，并不是把本专利技术的实施范围局限于此。如图1至图3所示，本实施例所述的一种基于电泳的MicroLED排列机器人，包括顶部具有开口的电泳槽1、设于电泳槽1外侧壁上的热交换器2，以及相对设于电泳槽1两内侧壁上的阳极基板3和阴极基板4，所述热交换器2具有进液管和出液管，所述热交换器2的进液管连接有进液板5，所述热交换器2的出液管连接有出液板6，所述进液板5设于阴极基板4与电泳槽1的内侧壁之间，所述出液板6设于阳极基板3与电泳槽1的内侧壁之间；还包括元件定向固定膜7和冷却氮气喷嘴8，所述元件定向固定膜7设于电泳槽1内、且贴靠阴极基板4，所述元件定向固定膜7位于阳极基板3与阴极基板4之间，所述元件定向固定膜7朝向阳极基板3的表面上矩阵排列有若干元件容置井71，所述冷却氮气喷嘴8固定在电泳槽1内侧壁的顶部、且与阴极基板4位于同一侧，所述冷却氮气喷嘴8的高度大于阴极基板4和元件定向固定膜7的高度。本实施例中，优选地，阳极基板3采用石墨材料制成，且为平面结构。基于上述实施例的基础上，进一步地，所述阴极基板4为钛网结构，且其朝向元件定向固定膜7的表面上均布有点状突起。如此设置，能够增加阴极基板4附近电场线的均匀性。基于上述实施例的基础上，进一步地，所述元件定向固定膜7包括固定膜层和分解膜层，所述固定膜层设于分解膜层上，所述固定膜层朝向阳极基板3的表面上根据MicroLED排列要求均布有元件容置井71，优选地，元件容置井71的轮廓在常温下略小于MicroLED轮廓，如此利用热胀冷缩对MicroLED实现固定；所述分解膜层为光解材料制成的光分解膜层，如此设置，在使用排列好的MicroLED前，通过紫外线照射使光分解膜层分解，暴露出MicroLED的引脚，大大利于后期MicroLED的使用。本实施例MicroLED排列装置的工作方式分为前期准备工作和MicroLED排列工作：前期准备工作：a、为了配合阳极基板3与阴极基板4之间的电场，使MicroLED在制程过程中在其引脚之间添加电极化沉积层，使MicroLED极化带电，且该电极化沉积层与MicroLED重心存在偏移，实现定向，优选地，电极化沉积层为长链有机分子结构的盐类，如硬脂酸钠，能溶于水并吸附溶液中的阳离子，使MicroLED极化带电，当MicroLED单体悬浮于立体溶液中时，其表面会大量吸附溶液中的阳离子使得MicroLED极化呈现出正电性；b、将带有电极化沉积层的MicroLED与NaCl溶液以及表面活性剂等添加剂按照比例混合得到悬浊液，同时将元件定向固定膜7从电泳槽1中抽出，然后将配比好的悬浊液加入电泳槽1中；MicroLED排列工作：悬浊液在热交换器2的作用下，从电泳槽1内经过进液板5进入热交换器2的进液管内，然后流入热交换器2内部，经过热交换器2后从热交换器2的出液管流出至出液板6上，然后经过出液板6再次流回电泳槽1内，如此在热交换器2的循环加热以及循环搅拌下，使悬浊液达到工作温度，优选加热到50～55℃，即可使元件定向固定膜7快速吸热，又不会损坏MicroLED，然后将元件定向固定膜7插入电泳槽1中，元件定向固定膜7在电泳槽1内液体浸泡下吸热升温，其表面上的元件容置井71由于热胀冷缩投影面积增大，提高了MicroLED进入元件容置井71的概率，在悬浊液和元件定向固定膜7都达到工作温度后，对阳极基板3和阴极基板4通上直流电源，如此在两极板之间产生一定强度的电场，此时，显正电性的MicroLED在电场力的作用下向阴极基板4方向迁移聚集，由于元件定向固定膜7的阻挡，大量MicroLED聚集在膜表面，不断有MicroLED落入元件定向固定膜7表面的元件容置井71中，使MicroLED排列在元件定向固定膜7上；排列完成后，断开两极板之间的直流电源，然后将元件定向固定膜7从电泳槽1中缓缓抽出，同时电泳槽1顶部的冷却氮气喷嘴8朝向元件定向固定膜7喷出低温氮气对元件定向固定膜7进行冷却降温，随着膜的冷却降温，元件容置井71收缩变小，进而将MicroLED固定在元件定向固定膜7上，如此便完成巨量MicroLED的定向排列。本实施例巧妙利用粒子电迁移沉积原理以及利用元件定向固定膜7的热胀冷缩实现巨量MicroLED定向排列在元件定向固定膜7，且排列良率高，利于推动MicroLED显示技术的发展。如图1至图3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电泳的Micro LED排列机器人，其特征在于，包括顶部具有开口的电泳槽（1）、设于电泳槽（1）外侧壁上的热交换器（2），以及相对设于电泳槽（1）两内侧壁上的阳极基板（3）和阴极基板（4）。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于电泳的MicroLED排列机器人，其特征在于，包括顶部具有开口的电泳槽（1）、设于电泳槽（1）外侧壁上的热交换器（2），以及相对设于电泳槽（1）两内侧壁上的阳极基板（3）和阴极基板（4）。


2.根据权利要求1所述的基于电泳的MicroLED排列机器人，其特征在于，所述热交换器（2）具有进液管和出液管，所述热交换器（2）的进液管连接有进液板（5），所述热交换器（2）的出液管连接有出液板（6），所述进液板（5）设于阴极基板（4）与电泳槽（1）的内侧壁之间，所述出液板（6）设于阳极基板（3）与电泳槽（1）的内侧壁之间；还包括元件定向固定膜（7）和冷却氮气喷嘴（8），所述元件定向固定膜（7）设于电泳槽（1）内、且贴靠阴极基板（4），所述元件定向固定膜（7）位于阳极基板（3）与阴极基板（4）之间，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明春，
申请(专利权)人：点栈绍兴智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33