CN112885729B - Led测试头、led测试装置及led测试装置的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种LED测试头、LED测试装置及LED测试装置的制备方法。一种LED测试头，包括：柔性基底；测试电极，位于所述柔性基底上，所述测试电极用于向LED芯片提供测试信号；压电层和位于所述压电层表面的控制电极，所述控制电极用于控制所述压电层形变；所述压电层位于所述柔性基底远离所述测试电极的一侧。本发明实施例能够实现对LED芯片发光性能简单高效的测试。
Description
技术领域
本发明实施例涉及测试技术，尤其涉及一种LED测试头、LED测试装置及LED测试装置的制备方法。
背景技术
随着显示技术的发展，显示面板所起到的作用越来越大，相应地对显示面板的测试也变得尤为重要。
现有的显示面板，如微LED（Light Emitting Diode，发光二极管）显示面板，由于微LED芯片尺寸较小，需要巨量转移以制备微LED显示面板，然而，巨量转移后微LED芯片可能损坏，并且每颗微LED芯片的参数，如电学以及光学参数等均可能不同，因此对微LED芯片的良率以及发光性能的测试显得尤为重要，现有技术对此并没有很好的解决方案。
发明内容
本发明提供一种LED测试头、LED测试装置及LED测试装置的制备方法，以实现对LED芯片发光性能简单高效的检测。
第一方面，本发明实施例提供了一种LED测试头，包括：柔性基底；测试电极，位于所述柔性基底上，所述测试电极用于向LED芯片提供测试信号；压电层和位于所述压电层表面的控制电极，所述控制电极用于控制所述压电层形变；所述压电层位于所述柔性基底远离所述测试电极的一侧。
可选的，所述柔性基底包裹所述压电层及所述控制电极。
可选的，所述控制电极包括第一导电层和第二导电层；所述第一导电层位于所述压电层靠近所述测试电极的一侧，所述第二导电层位于所述压电层远离所述测试电极的一侧。
可选的，所述控制电极包括第一控制电极和第二控制电极；所述第一控制电极和所述第二控制电极同层设置且位于所述压电层的同一侧；所述第一控制电极和所述第二控制电极间隔排布。
可选的，所述第一控制电极与所述第二控制电极为相互咬合的梳齿状。
可选的，还包括金属走线，所述金属走线与所述测试电极电连接，沿垂直于所述柔性基底的方向，所述测试电极的厚度大于所述金属走线的厚度。
第二方面，本发明实施还提供了一种LED测试装置，包括测试基板以及多个如第一方面所述的LED测试头，多个所述LED测试头位于所述测试基板上且呈阵列排布；所述LED测试头与所述测试基板通过连接部固定连接；所述LED测试头与所述测试基板之间存在间隙；所述连接部位于所述LED测试头上与所述测试电极相对的一端。
可选的，还包括绑定区，所述绑定区包括多个绑定焊盘；所述测试电极及所述控制电极均与对应的绑定焊盘电连接。
第三方面，本发明实施例还提供了一种LED测试装置的制备方法，包括：提供测试基板；于所述测试基板上形成多个连接部；形成与所述连接部固定连接的LED测试头；其中，所述LED测试头包括柔性基底；测试电极，位于所述柔性基底上，所述测试电极用于向LED芯片提供测试信号；压电层和位于所述压电层表面的控制电极，所述控制电极用于控制所述压电层形变；所述压电层位于所述柔性基底远离所述测试电极的一侧。
可选的，形成与所述连接部固定连接的测试头包括：形成与所述连接部同层的牺牲层；形成第一柔性基底；于所述第一柔性基底上形成所述压电层及所述控制电极；形成第二柔性基底，所述第一柔性基底与所述第二柔性基底材料相同且组合成所述柔性基底；于所述柔性基底远离所述测试基板的一侧形成所述测试电极；腐蚀所述牺牲层。
本实施例的技术方案，采用的LED测试头包括柔性基底；测试电极，位于柔性基底上，测试电极用于向LED芯片提供测试信号；压电层和位于压电层表面的控制电极，控制电极用于控制压电层形变；压电层位于柔性基底远离测试电极的一侧。需要对LED芯片进行测试时，仅需要向控制电极提供控制信号，即可控制压电层形变，并带动柔性基底形变，进而使得测试电极与LED芯片上的电极相贴合，从而实现软接触，通过向测试电极通入测试信号，即可实现对LED芯片发光参数的检测，进而简单高效的实现对LED芯片发光性能的检测。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种LED测试头的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种LED测试头测试时的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的又一种LED测试头的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的又一种LED测试头的结构示意图；
图5为图4的俯视图；
图6为本发明实施例提供的又一种LED测试头的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种LED测试装置的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的一种LED测试装置测试时的结构示意图；
图9为图7的一种俯视图；
图10为本发明实施例提供的一种LED测试装置的制备方法的流程图；
图11-图21为本发明实施例提供的LED测试装置的制备方法主要步骤对应的产品结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1为本发明实施例提供的一种LED测试头的结构示意图，参考图1，LED测试头包括：柔性基底101；测试电极102，位于柔性基底101上，测试电极102用于向LED芯片提供测试信号；压电层103和位于压电层103表面的控制电极104，控制电极104用于控制压电层103形变；压电层103位于柔性基底101远离测试电极102的一侧。
具体地，柔性基底101可采用有机的柔性材料，如聚酰亚胺等，其柔韧性较好，且具有制备工艺简单，成本低廉等优势；测试电极102可为块状金属结构，当LED测试头对LED芯片进行测试时，测试电极102与LED芯片上的电极相贴合，从而实现软接触，进而向LED芯片提供测试信号，测试信号可为能够使LED芯片发光的驱动电流，若LED芯片在测试信号的作用下发光，说明LED芯片能够正常使用，而若LED芯片在测试信号的作用下不发光，说明LED芯片已经损坏；压电层103可采用压电材料，当控制电极104通入控制信号时，控制电极104产生电场，压电层103在电场的作用下发生形变（如伸长、收缩或偏转等），通过控制通入控制电极104中的控制信号，使得控制电极104产生相应的电铲，进而使得测试电极102与LED芯片上的电极相接触，其中，控制信号可为电压信号；压电层103的材料可为压电陶瓷、多种压电陶瓷的混合物、无机压电材料（如氧化锌）或者有机聚合物压电材料等等；压电层103位于柔性基底101远离测试电极102的一侧，也即压电层103与测试电极102通过柔性基底101隔离，由于柔性基底101具有绝缘的作用，能够避免测试电极102上的信号对压电层103产生影响，从而避免压电层103发生误动作，提高LED测试头测试的可靠性。图2为本发明实施例提供的一种LED测试头测试时的结构示意图，结合图1和图2，控制电极104可连接电源，测试电极102可连接驱动芯片，电源向控制电极104提供控制信号，压电层103在控制信号的作用下，发生形变（图2中压电层左侧上翘），进而带动柔性基底101以及测试电极102上翘，此时测试电极102与LED芯片201上的电极接触，LED芯片在驱动芯片提供的驱动信号下发光，此时可通过外部设备，如光学设备等对LED芯片进行相关的参数（电学参数以及光学参数）检测，且由于测试电极102与LED芯片上的电极为软接触，不会损伤LED芯片上的电极，即能够实现对LED芯片的无损检测；检测完成后，可将控制信号撤销或者施加极性相反的控制信号，LED测试头在重力或者该控制信号的作用下与LED芯片脱离。
需要说明的是，LED测试头上测试电极102的数量与位置可根据LED芯片上电极的位置关系确定，如当LED芯片为倒装结构的微LED芯片时，可在LED测试头上设置两个测试电极102，并分别与微LED芯片上两个电极的位置相对应。且LED测试头测试LED芯片时也不局限于图2中所示的位置关系，如也可将LED测试头设置于LED芯片的下方，只要LED测试头上的测试电极与LED芯片上的电极相对即可。另外，LED测试头的尺寸可根据待测LED芯片的尺寸而确定，如LED测试头的尺寸小于等于200微米，以实现对微LED芯片的测试。
本实施例的技术方案，采用的LED测试头包括柔性基底；测试电极，位于柔性基底上，测试电极用于向LED芯片提供测试信号；压电层和位于压电层表面的控制电极，控制电极用于控制压电层形变；压电层位于柔性基底远离测试电极的一侧。需要对LED芯片进行测试时，仅需要向控制电极提供控制信号，即可控制压电层形变，并带动柔性基底形变，进而使得测试电极与LED芯片上的电极相贴合，从而实现软接触，通过向测试电极通入测试信号，即可实现对LED芯片发光参数的检测，进而简单高效的实现对LED芯片良率以及发光性能的检测。
可选地，图3为本发明实施例提供的又一种LED测试头的结构示意图，参考图3，柔性基底101包裹压电层103及控制电极104。
具体地，压电层103与控制电极104均较薄，容易受外部环境影响，如压电层103被磨损，或者控制电极104被水分或氧气腐蚀等，均会严重影响压电层的形变效果，从而使得LED测试头无法正常工作；通过将柔性基底101包裹住压电层103以及控制电极104，柔性基底101可保护压电层以及控制电极104，避免被磨损或者腐蚀等，从而延长了LED测试头的使用寿命。
可选地，继续参考图1至图3，控制电极104包括第一导电层1041和第二导电层1042；第一导电层1041位于压电层103靠近测试电极102的一侧，第二导电层1042位于压电层103远离测试电极102的一侧。
具体地，当第一导电层1041施加第一极性电压，第二导电层1042施加第二极性电压时，其中，第一极性电压与第二极性电压的极性相反，第一导电层1041与第二导电层1042之间的电场方向为垂直于LED测试头的方向，若将LED测试头相对于设置测试电极102的一端（图2中LED测试头的右端）固定，在电场的作用下，压电层103由于形变，而使得压电层103靠近测试电极102的一端产生位移，通过控制电场的大小与方向，即可将测试电极102与LED芯片上的电极实现软接触，通过向测试电极通入测试信号，即可实现对LED芯片发光参数的检测。
可选地，图4为本发明实施例提供的又一种LED测试头的结构示意图，图5为图4的俯视图，结合图4和图5；控制电极104包括第一控制电极1043和第二控制电极1044；第一控制电极1043和第二控制电极1044同层设置且位于压电层103的同一侧；第一控制电极1043和第二控制电极1044间隔排布。
具体地，图4仅示出了第一控制电极1043和第二控制电极1044位于压电层103靠近测试电极102的一侧，在其它实施方式中，第一控制电极1043和第二控制电极1044也可位于压电层103远离测试电极102的一侧，当第一控制电极1043与第二控制电极1044中分别通入极性相反的电压时，此时第一控制电极1043与第二控制电极1044之间的电场方向为平行于LED测试头的方向， 若将LED测试头相对于设置测试电极102的一端（图2中LED测试头的右端）固定，在电场的作用下，压电层103由于形变，而使得压电层103靠近测试电极102的一端产生位移，通过控制电场的大小与方向，即可将测试电极102与LED芯片上的电极实现软接触，通过向测试电极通入测试信号，即可实现对LED芯片发光参数的检测。示例性地，第一控制电极1043和第二控制电极1044可呈相互咬合的梳齿状，此时控制电极对压电层的控制能力更强，从而有利于降低功耗。
可选地，图6为本发明实施例提供的又一种LED测试头的结构示意图，参考图6，LED测试头还包括金属走线301，金属走线301与测试电极102电连接，沿垂直于柔性基底101的方向，测试电极102的厚度大于金属走线301的厚度。
具体地，金属走线301可用于将测试电极102与外部的驱动芯片电连接，以将驱动芯片提供的测试信号传输至测试电极102，且通过设置测试电极102的厚度大于金属走线301的厚度，可保证当压电层103发生较小的形变时即可将测试电极102与LED芯片上的电极相贴合，从而降低功耗；另外，金属走线301在柔性基底101上的延伸范围较大，通过设置测试电极102的厚度大于金属走线301的厚度，可使得金属走线301不与LED芯片接触，从而避免了金属走线301将LED芯片上的电极短路的风险，提高LED测试头测试的可靠性。
图7为本发明实施例提供的一种LED测试装置的结构示意图，参考图7，LED测试装置包括测试基板401以及多个如本发明任意实施例提供的LED测试头；多个LED测试头位于测试基板401上且呈阵列排布；LED测试头与测试基板401通过连接部402固定连接；LED测试头与测试基板401之间存在间隙；连接部402位于LED测试头上与测试电极102相对的一端。
具体地，测试基板401可为硅基板或者玻璃基板等，测试基板401和LED测试头之间存在间隙，并通过连接部402将LED测试头的一端固定在测试基板401上，当控制电极104在控制信号的作用下使压电层103产生形变时，由于LED测试头与连接部402连接的一端不会产生位移，也即压电层103产生形变将会带动LED测试头设置测试电极102的一端发生位移，如使得LED测试头设置测试电极102的一端上翘，进而与LED芯片上的电极接触以完成LED芯片的良率计算。图8为本发明实施例提供的一种LED测试装置测试时的结构示意图，可同时向LED测试装置上的各个LED测试头提供控制信号，从而控制各LED测试头上的测试电极与对应的LED芯片上的电极贴合，通过测试电极向各个LED芯片提供测试信号，驱动LED芯片发光，以达到同时对多个LED芯片测试的效果，极大的提高了检测效率。需要说明的是，LED测试装置上LED测试头的数量与排列方式均可根据待测LED芯片的数量以及排列方式确定，不局限于本实施例所提供的阵列排布的形式。
本实施例提供的LED测试装置包含本发明任意实施例提供的LED测试头，因而也具有相同的有益效果，在此不再赘述。
可选地，图9为图7的一种俯视图，结合图7和图9，LED测试装置还包括绑定区4011，绑定区4011包括多个绑定焊盘；测试电极及控制电极均与对应的绑定焊盘电连接。
具体地，不同LED测试头的控制电极可连接至相同的绑定焊盘上，和/或，不同LED测试头的测试电极可连接至相同的焊盘上，从而减少绑定焊盘的数量，只需较少数量的绑定焊盘与电源以及驱动芯片绑定，即可控制所有的LED测试头与对应的LED芯片相接触，和/或控制所有的测试电极向对应的LED芯片提供测试信号。或者，也可设置不同LED测试头上的控制电极对应不同的绑定焊盘，以及不同LED测试头上的测试电极对应不同的绑定焊盘，从而更加利于对单个LED测试头的控制，也即更有利于对某个或某部分LED芯片进行良率以及发光性能的测试。
图10为本发明实施例提供的一种LED测试装置的制备方法的流程图，图11-图21为本发明实施例提供的LED测试装置的制备方法主要步骤对应的产品结构图，参考图10，LED测试装置的制备方法包括：
步骤S11，提供测试基板；
具体地，参考图11，首先提供一个测试基板401，测试基板401的材料可以是硅或者玻璃等刚性材料，且由于硅基板的制备与现有技术更为兼容，如通过MEMS工艺较易制备出硅基板，因此，测试基板可优选为硅基板。
步骤S12，于测试基板上形成多个连接部。
具体地，如图12所示，连接部402的材料可与测试基板401的材料相同，如当测试基板401采用硅基板时，可通过腐蚀硅基板以形成连接部402；或者，连接部402的材料也可与测试基板401的材料不同，如可采用SiO2、Si3N4或是光刻胶等。
步骤S13，形成与连接部固定连接的LED测试头。
其中，形成与连接部固定连接的LED测试头可包括：
形成与连接部同层的牺牲层，如图13所示，先在测试基板401表面未形成连接部402的区域制备牺牲层501，牺牲层501可与连接部402的厚度相同，且与连接部402组成的整面结构完全覆盖测试基板401，该整面结构可作为后续制备LED测试头柔性基底的基板，方便柔性基底的制备。牺牲层501的材料可为硅等可以做湿法底刻的材料或者为有机的光刻材料如光刻胶等，方便最后将牺牲层501腐蚀掉。牺牲层501可通过刻蚀、镀膜或是图形化等工艺实现。
形成第一柔性基底，如图14所示，可首先形成整面覆盖牺牲层501以及连接部402的柔性层1011，可通过涂布的方式将聚酰亚胺涂布于牺牲层501以及连接部402上，以形成柔性层1011；随后，如图15所示，图形化该柔性层1011，如通过局部曝光、刻蚀或者ashing等方式，之后再固化以形成多个第一柔性基底1012，每个第一柔性基底1012均对应一个连接部402。
于第一柔性基底上形成压电层及控制电极，如图16所示，本实施例以控制电极104包括第一导电层1041和第二导电层1042为例进行说明，第一导电层1041和第二导电层1042均可为金属结构，可在第一柔性基底1012上通过PVD（Physical Vapor Deposition，物理气相沉积）工艺，如e-beam工艺蒸镀第二导电层1042，接着在第二导电层1042上通过CVD（Chemical Vapor Deposition，气相沉积法）生长、或是PVD沉积等制备压电层103，压电层103的材料可为一种压电陶瓷、多种压电陶瓷的混合物或者无机压电材料（如氧化锌）等；压电层103的材料也可为有机聚合物压电材料，并可通过溶液法制备。然后，在压电层103上制备第一导电层1041，第一导电层1041的材料以及制备工艺均与第二导电层1042相同，在此不再赘述。
形成第二柔性基底，第一柔性基底与第二柔性基底材料相同且组合成柔性基底，如图17所示，可先整面涂布柔性基底材料，如聚酰亚胺，使得柔性基底材料完全包裹压电层以及控制电极；随后，如图18所示，再通过图形化的方式，将柔性基底材料分割成多个独立的单元，也即形成柔性基底101，每个柔性基底101均对应一个连接部402。优选地，可在柔性基底101上制备通孔501，方便后续将第一导电层1041及第二导电层1042的信号线引至柔性基底101远离测试基板401的表面；需要说明的是，可将第二导电层1042的边缘超出压电层103以及第一导电层1041一部分，以使得对应于第二导电层1042的通孔（未示出）与第二导电层相接触。
于柔性基底远离测试基板的一侧形成测试电极，如图19所示，可先通过e-beam蒸镀工艺制备金属走线301以及通孔信号线5011，以方便后续将控制电极以及测试电极的信号引出，其中，通孔信号线5011用于向控制电极提供控制信号，且与金属走线301绝缘；随后，如图20所示，制备测试电极102，测试电极102与金属走线301电连接，且在垂直于测试基板401的方向上，测试电极102的厚度大于金属走线301的厚度，可保证当压电层103发生较小的形变时即可将测试电极102与LED芯片上的电极相贴合，从而降低功耗；另外，金属走线301在柔性基底101上的延伸范围较大，通过设置测试电极102的厚度大于金属走线301的厚度，可使得金属走线301不与LED芯片接触，从而避免了金属走线301将LED芯片上的电极短路的风险，提高LED测试头测试的可靠性。
腐蚀牺牲层，如图21所示，当牺牲层的材料与测试基板的材料相同，如都采用硅或二氧化硅时，可通过碱溶液进行底刻，以将牺牲层腐蚀掉，进而使得LED测试头与测试基板之间形成间隙。或者也可通过湿法腐蚀的方法腐蚀牺牲层，以将牺牲层腐蚀掉，进而使得LED测试头与测试基板之间形成间隙。
本实施例的技术方案，提供的LED测试装置的制备方法所制备的LED测试装置。需要对LED芯片进行测试时，仅需要向控制电极提供控制信号，即可控制压电层形变，并带动柔性基底形变，进而使得测试电极与LED芯片上的电极相贴合，从而实现软接触，通过向测试电极通入测试信号，即可实现对LED芯片发光参数的检测，进而简单高效的实现对LED芯片良率以及发光性能的检测。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种LED测试头，其特征在于，包括：
柔性基底；
测试电极，位于所述柔性基底上，所述测试电极用于向LED芯片提供测试信号；
压电层和位于所述压电层表面的控制电极，所述控制电极用于控制所述压电层形变；
所述压电层位于所述柔性基底远离所述测试电极的一侧；
还包括金属走线，所述金属走线与所述测试电极电连接，以将测试信号传输至测试电极。
2.根据权利要求1所述的LED测试头，其特征在于，
所述柔性基底包裹所述压电层及所述控制电极。
3.根据权利要求2所述的LED测试头，其特征在于，
所述控制电极包括第一导电层和第二导电层；
所述第一导电层位于所述压电层靠近所述测试电极的一侧，所述第二导电层位于所述压电层远离所述测试电极的一侧。
4.根据权利要求2所述的LED测试头，其特征在于，所述控制电极包括第一控制电极和第二控制电极；
所述第一控制电极和所述第二控制电极同层设置且位于所述压电层的同一侧；
所述第一控制电极和所述第二控制电极间隔排布。
5.根据权利要求4所述的LED测试头，其特征在于，
所述第一控制电极与所述第二控制电极为相互咬合的梳齿状。
6.根据权利要求1所述的LED测试头，其特征在于，沿垂直于所述柔性基底的方向，所述测试电极的厚度大于所述金属走线的厚度。
7.一种LED测试装置，包括测试基板以及多个如权利要求1-6任一项所述的LED测试头，其特征在于，
多个所述LED测试头位于所述测试基板上且呈阵列排布；
所述LED测试头与所述测试基板通过连接部固定连接；
所述LED测试头与所述测试基板之间存在间隙；
所述连接部位于所述LED测试头上与所述测试电极相对的一端。
8.根据权利要求7所述的LED测试装置，其特征在于，还包括绑定区，所述绑定区包括多个绑定焊盘；
所述测试电极及所述控制电极均与对应的绑定焊盘电连接。
9.一种LED测试装置的制备方法，其特征在于，包括：
提供测试基板；
于所述测试基板上形成多个连接部；
形成与所述连接部固定连接的LED测试头；
其中，所述LED测试头包括柔性基底；测试电极，位于所述柔性基底上，所述测试电极用于向LED芯片提供测试信号；压电层和位于所述压电层表面的控制电极，所述控制电极用于控制所述压电层形变；所述压电层位于所述柔性基底远离所述测试电极的一侧。
10.根据权利要求9所述的LED测试装置的制备方法，其特征在于，形成与所述连接部固定连接的测试头包括：
形成与所述连接部同层的牺牲层；
形成第一柔性基底；
于所述第一柔性基底上形成所述压电层及所述控制电极；
形成第二柔性基底，所述第一柔性基底与所述第二柔性基底材料相同且组合成所述柔性基底；
于所述柔性基底远离所述测试基板的一侧形成所述测试电极；
腐蚀所述牺牲层。
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