[发明专利]一种电润湿转印头、转印头阵列及微LED巨量转移的方法

说明书

一种电润湿转印头、转印头阵列及微LED巨量转移的方法，包括转印头和可根据电信号进行寻址操作的控制基板，所述转印头的顶面紧密排布于控制基板的底面以形成转印头阵列，相邻所述转印头的流道于其上部相互连通，相连通的通道内壁均铺设有亲水层，所述控制基板上设置有多个与流道的顶部相连通的压力调节孔，所述转印头的上电极和下电极分别通过电极引线与控制基板内对应的电路相连接，以使控制基板可对单个转印头进行寻址控制。本发明转印头阵列的各个转印头可单独寻址操作，实现对大量微LED的批量转印或者选择性转印；采用工作液体粘附，对微LED的几何形状、表面形貌、电磁特性无特殊要求。

技术领域

本发明涉及一种微器件转印头及微LED巨量转移方法，尤其涉及一种电润湿转印头、转印头阵列及微LED巨量转移的方法。

背景技术

目前显示器市场的主流技术是液晶显示(Liquid Crystal Display，LCD)和有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)。微LED（Micro-LED）显示技术是将1微米至100微米(μm)单位的LED芯片用作显示器的像素单元，相对于LCD 和OLED显示技术，其具有高量子效率、高对比度、高可视角度、高色域、极快的相应时间、易作为透明显示、长寿命等突出的优点，将逐渐成为下一代显示器的主流技术。

在微LED显示技术中的关键过程是将大量微LED芯片元件精确快速地转送到显示基板，此过程也被称为巨量转移。因微LED尺寸小至1 μm – 100 μm，因此无法使用以往的取放(pickplace)设备，需要一种以更高精确度进行移送的转印技术。关于这种转印技术，揭示如下所述的几种构造，但所揭示的各技术具有几个缺点。

美国LuxVue公司揭示了一种利用静电头实现静电吸附进而转印微LED的方法（中国注册专利申请号：CN201280067417.9）。这种方式的缺点在于：对转印对象表面的平整度以及转印对象的介电性有要求。美国X-Celeprint公司揭示了一种应用具有弹性的聚合物物质作为转印头而将晶片上的微LED移送到所期望的基板的方法（中国台湾公开专利公报公开编号：TW 201730095A)。这种方式的缺点在于：对单个LED进行局部操作较困难。韩国普因特公司揭示了一种利用多孔性材料构成吸附面而对微LED进行真空吸附和释放的方法（中国注册专利申请号：CN 201910433371.1）。这种方式的缺点在于：无法对单个LED进行局部操作。美国InnovaSonic公司揭示了一种利用指向物体的超声波能量或者紫外激光对粘性聚合物粘附的微LED进行选择性地分离而实微LED转印（美国专利号：US 10249520 B2）。这种方式的缺点在于：对单个LED进行局部操作较困难。美国SelfArray公司揭示了一种通过周期性磁极阵列使得带有磁性的微LED自动地均匀分布在基板上（美国专利公开号：US2018/0261570 A1）。这种方式的缺点在于：对单个LED进行局部操作较困难。且难以对不同颜色微LED进行单独转印。美国Uniqarta公司揭示了一种利用激光照射使得微LED和基板分离，从而通过中间基板和两次激光照射实现微LED转印（中国注册专利申请号：CN201880002383.2）。这种方式的缺点在于：对单个LED进行局部操作较困难。中国华灿光电公司揭示了一种通过将驱动电路板和微LED放入溶液中，Micro LED芯片在磁力的作用下固定安装在驱动电路板上，实现微LED的转印（中国注册专利申请号：CN 201710561814.6）。这种方式的缺点在于：需要在Micro LED芯片和目标基板上预制磁性，不能对单个LED进行局部操作对中国华星光电公司揭示了一种通过在中间基板上设置热失黏胶层，采用温度控制热失黏胶层的粘性实现对微LED的转印（中国注册专利申请号：CN 201911250235.5）。这种方式的缺点在于：对单个LED进行局部操作较困难。中国京东方公司揭示了一种采用电致伸缩器件的进行电至伸缩作为微LED的转印头实现对微LED的转印（中国注册专利申请号：CN201910243046.9）。这种方式的缺点在于：对微LED的形状要求严格，转印头结构复杂，加工和修复成本高。中国三安光电公司揭示了一种采用光刻材料粘附微LED，并采用光刻工艺实现对微LED的释放，以实现微LED转印（中国注册专利申请号：CN 201711153705.7）。这种方式的缺点在于：不能对单个LED进行局部操作，并且工艺繁琐，转印一次，就需要涂胶，加热，激光蚀刻，去胶等工艺，速度慢。中国三安光电公司揭示了一种利用载盘、传输带、可分解胶、挤压装置和释放装置组成的微LED转印方法（中国注册专利申请号：CN201711426885.1）。这种方式的缺点在于：对单个微LED操作比较困难，而且对载盘，传输带的同步运行，传输带的变形控制等要求较高。中国天马微电子公司揭示了一种采用高导热性材料制作的柱状凸起和对热敏感胶实现通过控制温度对微LED进行拾取和释放（中国注册专利申请号：CN 201811228521.7）。这种方式的缺点在于：对单个LED难以进行局部控温，且每转印一次需要给转印头重新涂胶一次。