CN112271157A - 一种微型器件转移头及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种微型器件转移头及其制造方法，涉及微型发光二极管领域，本发明提供一种使用热缩性材料的微型器件转移头，通过在使用热缩性材料层上设置间隔排列且大小不同的第一凹槽和第二凹槽，加热热缩性材料实现凹槽的均匀收缩并包裹住待转移的微型器件，以此有效解决转移精度不高、微型器件易损坏等问题。

Description

一种微型器件转移头及其制造方法
技术领域
本发明属于微型发光二极管领域，具体涉及一种微型器件转移头及其制造方法。
背景技术
Micro LED因其使用无机发光材料具有发光效率高、寿命长、可靠性高等优点而被广泛关注，但是将数百万颗的Micro LED拾取及转移至驱动背板上的巨量转移，仍是一项艰难的挑战。目前对Micro LED进行拾取方法主要有静电方式，粘性材料吸附，磁性吸附，真空吸附等，但普遍存在对位困难，转移精度不高等缺点，且容易在转移过程中对Micro LED造成损坏。
发明内容
本发明提供一种微型器件转移头及其制造方法，目的在于解决使用转移头转移微型器件过程中对位困难、转移精度不高以及微型器件易损坏等问题。
本发明的技术方案如下：
本发明公开了一种微型器件转移头，包括衬底基板、位于衬底基板上的粘附层、位于粘附层上方的热缩性材料层以及位于热缩性材料层内且阵列排布的多个第一凹槽和多个第二凹槽，其中，第一凹槽和第二凹槽相邻且间隔分布，第二凹槽的高度和宽度大于第一凹槽的高度和宽度，第一凹槽和第二凹槽的宽度均大于微型器件的宽度、高度均小于微型器件的高度。
优选地，所述第一凹槽用于转移时收缩包裹微型器件，所述第二凹槽作为相邻两个第一凹槽之间的间隔凹槽。
优选地，所述第二凹槽用于转移时收缩包裹微型器件，所述第一凹槽作为相邻两个第二凹槽之间的间隔凹槽。
优选地，所述热缩性材料层的制作材料为聚乙烯或聚烯氢。
本发明还公开了一种微型器件转移头的制造方法，用于制造上述的微型器件转移头，包括以下步骤：
S01：在玻璃基板上涂布一层第一光阻，进行第一次图案化形成阵列分布的多个第一凸台；
S02：在玻璃基板上涂布一层第二光阻，进行第二次图案化形成与第一凸台间隔设置的多个第二凸台，其中，第二凸台的高度和宽度大于第一凸台的高度和宽度；
S03：在玻璃基板上涂布一层覆盖第一凸台和第二凸台的热缩性材料，并将热缩性材料与衬底基板的粘附层对位贴合；
S04：分离热缩性材料和玻璃基板，热缩性材料形成包括第一凹槽和与第一凹槽间隔设置的第二凹槽的热缩性材料层。
优选地，所述热缩性材料为聚乙烯或聚烯氢。
本发明还公开了一种微型器件的转移方法，使用上述的微型器件转移头，转移方法包括以下步骤：
S1：微型器件转移头的第一凹槽与暂态基板上的微型器件对位接触；
S2：加热热缩性材料层，第一凹槽收缩包裹微型器件；
S3：微型器件转移头转移微型器件至显示背板的键合层上方进行加热键合，冷却后移走微型器件转移头。
本发明还公开了一种微型器件的转移方法，使用上述的微型器件转移头，转移方法包括以下步骤：
S1：微型器件转移头的第二凹槽与暂态基板上的微型器件对位接触；
S2：加热热缩性材料层，第二凹槽收缩包裹微型器件；
S3：微型器件转移头转移微型器件至显示背板的键合层上方进行加热键合，冷却后移走微型器件转移头。
本发明能够带来以下至少一项有益效果：
本发明提供一种使用热缩性材料的微型器件转移头，通过在使用热缩性材料层上设置间隔排列且大小不同的第一凹槽和第二凹槽，加热热缩性材料实现凹槽的均匀收缩并包裹住待转移的微型器件，以此有效解决转移精度不高、微型器件易损坏等问题。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本发明予以进一步说明。
图1是本发明微型器件转移头的示意图；
图2是本发明微型器件转移头的制造方法步骤S01的示意图；
图3是本发明微型器件转移头的制造方法步骤S02的示意图；
图4是本发明微型器件转移头的制造方法步骤S03的示意图；
图5是本发明微型器件的转移方法步骤S1的示意图；
图6是本发明微型器件的转移方法步骤S2的示意图；
图7是本发明微型器件的转移方法步骤S3的示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
下面以具体实施例详细介绍本发明的技术方案。
本发明提供一种微型器件转移头10，使用热缩性材料作为转移头的吸头用于转移微型发光二极管等微型器件20。如图1所示，所述微型器件转移头10包括衬底基板11、位于衬底基板11上的粘附层12、位于粘附层12上方的热缩性材料层13以及位于热缩性材料层13内且阵列排布的多个第一凹槽131和多个第二凹槽132。
利用热缩性材料受热收缩的特性在转移头上制作凹槽，可以在加热时使放置在凹槽内的微型器件20被收缩的热缩性材料完全包裹住，便于后续的拾取转移。优选地，所述热缩性材料层13的制作材料可以为聚乙烯或聚烯氢等热缩性材料材料。
其中，第一凹槽131和第二凹槽132相邻且间隔分布，即相邻两个第一凹槽131之间设置一个第二凹槽132，或相邻两个第二凹槽132之间设置一个第一凹槽131。
第一凹槽131和第二凹槽132的大小有所区别，所述第二凹槽132的高度和宽度大于第一凹槽131的高度和宽度。不同大小的第一凹槽131和第二凹槽132，适用不同大小的微型器件20转移。
当待转移的微型器件20尺寸较小时，第一凹槽131用于转移时收缩包裹微型器件20，第二凹槽132作为相邻两个第一凹槽131之间的间隔凹槽，起到隔离的作用；当待转移的微型器件20尺寸较大时，第二凹槽132用于转移时收缩包裹微型器件20，第一凹槽131作为相邻两个第二凹槽132之间的间隔凹槽。
本发明的微型器件转移头10设置间隔排列且大小不同的第一凹槽131和第二凹槽132，目的在于实现凹槽的均匀收缩。若两个相同大小的凹槽之间无间隔凹槽，在凹槽受热收缩时，因热缩性材料会带动凹槽两边的材料向凹槽内部收，则势必会存在一个凹槽能收缩、相邻的凹槽被两边拉扯扩大的问题，因此，设置大小不同的间隔凹槽，可以有效避免凹槽受热时不均匀收缩的问题发生。
此外，在微型器件转移头10的使用过程中，为了保证转移头的凹槽能完全包裹住微型器件20且不破损微型器件20，第一凹槽131和第二凹槽132的开口宽度均需大于微型器件20的宽度且高度小于微型器件20的高度。
本发明还公开了一种微型器件转移头10的制造方法，用于制造上述的微型器件转移头10，包括以下步骤：
S01：如图2所示，在玻璃基板01上涂布一层第一光阻，进行第一次图案化形成阵列分布的多个第一凸台30。
在此步骤中涂布一定厚度的第一光阻，曝光显影后第一光阻被图案化形成多个第一凸台30。形成的第一凸台30作为后续制作的第一凹槽131的模板。
在此之前，一般都需要对玻璃基板01进行清洗，将玻璃基板01放入碱性或酸性溶液(如H2SO4:H2O2:H2O＝5:1:1)中浸泡几分钟后再进行清水冲洗，之后分别在丙酮和异丙醇中浸泡几分钟并加以超声辅助清洗。
S02：如图3所示，在玻璃基板01上涂布一层第二光阻，进行第二次图案化形成与第一凸台30间隔设置的多个第二凸台40，其中，第二凸台40的高度和宽度大于第一凸台30的高度和宽度。
在此步骤中涂布一定厚度的第二光阻，曝光显影后第二光阻被图案化形成多个第二凸台40。形成的第二凸台40作为后续制作的第二凹槽132的模板。
S03：如图4所示，在玻璃基板01上涂布一层覆盖第一凸台30和第二凸台40的热缩性材料130，并将热缩性材料130与衬底基板11的粘附层12对位贴合。
优选地，所述热缩性材料130为聚乙烯或聚烯氢等材料。
S04：分离热缩性材料130和玻璃基板01，热缩性材料130形成包括第一凹槽131和与第一凹槽131间隔设置的第二凹槽132的热缩性材料层13。
热缩性材料130与玻璃基板01脱模，与第一凸台30相对的位置形成第一凹槽131，与第二凸台40相对的位置形成第二凹槽132，最终形成的微型器件转移头10如图1所示，微型器件转移头10包括设有第一凹槽131和第二凹槽132的热缩性材料层13、粘附层12以及衬底基板11。
本发明还公开了一种使用上述的微型器件转移头10转移微型器件20的转移方法，其中，当待转移的微型器件20尺寸较小时，使用第一凹槽131用于转移时收缩包裹微型器件20，具体的转移方法包括以下步骤：
S1：如图5所示，微型器件转移头10的第一凹槽131与暂态基板02上的微型器件20对位接触。
因为第一凹槽131的宽度需大于微型器件20的宽度，并且第一凹槽131的高度小于微型器件20的高度，所以在微型器件转移头10和微型器件20对位接触后，微型器件20的顶部可以完全进入第一凹槽131内且不发生偏移，此外，微型器件转移头10和微型器件20对位接触的过程中，不需要使用外力将微型器件20强压进凹槽内，因此也不会对微型器件20造成损伤。
S2：如图6所示，加热热缩性材料层13，第一凹槽131收缩包裹微型器件20。
通过加热，使第一凹槽131周围的热缩性材料产生收缩并包裹住微型器件20，利用这种方式可以起到拾取微型器件20的作用。
S3：如图7所示，微型器件转移头10转移微型器件20至显示背板50的键合层51上方进行加热键合，冷却后移走微型器件转移头10。
微型器件转移头10从暂态基板02上拾取微型器件20并将其至显示背板50的键合层51上方后，还需对键合层51进行加热，将微型器件20键合至显示背板50上。
因微型器件20与键合层51的键合力大于第一凹槽131收缩对微型器件20的包裹力，所以移走转移头之后微型器件20继续留在显示背板50上，这样就完成了微型器件20的转移。
类似的，当待转移的微型器件20尺寸较大时，使用第二凹槽132用于转移时收缩包裹微型器件20，具体的转移方法包括以下步骤：
S1：微型器件转移头10的第二凹槽132与暂态基板上的微型器件20对位接触。
S2：加热热缩性材料层13，第二凹槽132收缩包裹微型器件20；
S3：微型器件转移头10转移微型器件20至显示背板的键合层上方进行加热键合，冷却后移走微型器件转移头10。
本发明提供一种使用热缩性材料的微型器件转移头，通过在使用热缩性材料层上设置间隔排列且大小不同的第一凹槽和第二凹槽，加热热缩性材料实现凹槽的均匀收缩并包裹住待转移的微型器件，以此有效解决转移精度不高、微型器件易损坏等问题。
应当说明的是，以上所述仅是本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在本发明的技术构思范围内，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些改进、润饰和等同变换也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种微型器件转移头，其特征在于，包括衬底基板、位于衬底基板上的粘附层、位于粘附层上方的热缩性材料层以及位于热缩性材料层内且阵列排布的多个第一凹槽和多个第二凹槽，其中，第一凹槽和第二凹槽相邻且间隔分布，第二凹槽的高度和宽度大于第一凹槽的高度和宽度，第一凹槽和第二凹槽的宽度均大于微型器件的宽度、高度均小于微型器件的高度。
2.根据权利要求1所述的微型器件转移头，其特征在于，所述第一凹槽用于转移时收缩包裹微型器件，所述第二凹槽作为相邻两个第一凹槽之间的间隔凹槽。
3.根据权利要求1所述的微型器件转移头，其特征在于，所述第二凹槽用于转移时收缩包裹微型器件，所述第一凹槽作为相邻两个第二凹槽之间的间隔凹槽。
4.根据权利要求1所述的微型器件转移头，其特征在于，所述热缩性材料层的制作材料为聚乙烯或聚烯氢。
5.一种微型器件转移头的制造方法，用于制造权利要求1-4任一所述的微型器件转移头，其特征在于，包括以下步骤：
S01：在玻璃基板上涂布一层第一光阻，进行第一次图案化形成阵列分布的多个第一凸台；
S02：在玻璃基板上涂布一层第二光阻，进行第二次图案化形成与第一凸台间隔设置的多个第二凸台，其中，第二凸台的高度和宽度大于第一凸台的高度和宽度；
S03：在玻璃基板上涂布一层覆盖第一凸台和第二凸台的热缩性材料，并将热缩性材料与衬底基板的粘附层对位贴合；
S04：分离热缩性材料和玻璃基板，热缩性材料形成包括第一凹槽和与第一凹槽间隔设置的第二凹槽的热缩性材料层。
6.根据权利要求5所述的微型器件转移头的制造方法，其特征在于，所述热缩性材料为聚乙烯或聚烯氢。
7.一种微型器件的转移方法，使用权利要求2所述的微型器件转移头，其特征在于，转移方法包括以下步骤：
S1：微型器件转移头的第一凹槽与暂态基板上的微型器件对位接触；
S2：加热热缩性材料层，第一凹槽收缩包裹微型器件；
S3：微型器件转移头转移微型器件至显示背板的键合层上方进行加热键合，冷却后移走微型器件转移头。
8.一种微型器件的转移方法，使用权利要求3所述的微型器件转移头，其特征在于，转移方法包括以下步骤：
S1：微型器件转移头的第二凹槽与暂态基板上的微型器件对位接触；
S2：加热热缩性材料层，第二凹槽收缩包裹微型器件；
S3：微型器件转移头转移微型器件至显示背板的键合层上方进行加热键合，冷却后移走微型器件转移头。
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