CN109789630B - 微结构转移*** - Google Patents

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Abstract

微结构转移***可包括打印头和压力控制设备，以控制与打印头耦接的流体的压力。压力控制设备在限定在打印头内的多个喷嘴处形成流体的弯月面，以拾取多个微结构。用于转移微结构的打印头包括多个流体腔室、限定在孔板中的多个喷嘴(流体可通过该多个喷嘴离开腔室)、以及用于控制腔室中的每个内的流体压力的压力控制设备。压力控制设备在限定在打印头内的多个喷嘴处形成流体的弯月面，以拾取多个微结构。

Description

微结构转移***
背景技术
微米制造和纳米制造是制造微米和纳米尺度结构的过程。这种尺度的结构可以称为微结构。微发光二极管(μLED)是以微米或更小尺度制造的LED，并且可以用在显示设备中以用作单独的像素元件。μLED提供更高的对比度和更快的响应时间，同时比其他显示设备技术消耗更少的能量。然而，由于诸如μLED的微结构的极小尺寸，由于其极小尺寸，制造诸如包括微结构的μLED显示设备的电子设备是困难的。如果在制造过程中微结构从一个基板转移到另一基板，则这可能证明是特别困难的。
附图说明
附图示出了本文描述的原理的各种示例，并且是说明书的一部分。所示出的示例仅用于说明，并不限制权利要求的范围。
图1是根据本文描述的原理的一个示例的微结构转移***的框图。
图2是根据本文所述原理的一个示例的图1的微结构转移***的打印头的一部分的框图，其描绘了弯月面。
图3是根据本文所述原理的另一示例的图1的微结构转移***的打印头的一部分的框图，其描绘了微结构设备与形成在打印头处的弯月面的粘附。
图4是根据本文所述原理的另一示例的图1的微结构转移***的打印头的一部分的框图，其描绘了致动器的击发。
图5是根据本文描述的原理的另一示例的图1的微结构转移***的框图。
图6是根据本文描述的原理的一个示例的描绘转移微结构的方法的流程图。
图7是根据本文描述的原理的另一示例的描绘转移微结构的方法的流程图。
在整个附图中，相同的附图标记表示相似但不一定相同的元件。
具体实施方式
如上文所述，由于微结构的极小尺寸，制造包括微结构的电子设备可能是困难的。用于拾取微结构的工具可能具有可能昂贵地不利于形成并且反过来用于制造诸如μLED显示设备的设备的公差。进一步地，与将微结构拾取和放置在预期位置和取向的能力相关联的公差可能难以在大规模制造规模上再现。更进一步地，在一些拾取和放置过程中，重要的后置放置过程已经被证明是耗时的并且增加了基于微结构的设备的制造的费用。这些工艺过于昂贵，并且产生的成品微结构产品的产量太少，以至于它们被放弃作为可行的经济制造工艺。
因此，本文描述的示例提供了一种微结构转移***，其可包括打印头和控制与打印头耦接的流体的压力的压力控制设备。压力控制设备在限定在打印头内的多个喷嘴处形成流体的弯月面以拾取多个微结构。打印头进一步包括多个流体喷射元件，以通过喷嘴喷射流体将微结构沉积在目标基板上。压力控制设备包括多个泵、多个电阻元件或其组合以形成弯月面。
可以包括测试设备以测试晶片处的微结构以产生定义微结构中的每个的可操作性的晶片图信息。基于晶片图信息，微结构转移***致动打印头的多个致动器以在目标基板上沉积功能性微结构，并致动致动器以在处置区域中沉积不可操作的微结构。
打印头的致动器中的每个单独可寻址，以基于晶片图信息激活各个电阻元件。微结构转移***基于定义目标基板上的微结构的位置的像素节距将微结构沉积在目标基板上。微结构转移***可进一步包括滑架，以在至少两个坐标方向上移动打印头。
本文描述的实例还提供用于转移微结构的打印头。打印头包括多个流体腔室、限定在孔板或顶帽中的多个喷嘴(流体可通过这些喷嘴离开腔室)、以及控制腔室中的每个内的流体压力的压力控制设备。压力控制设备在限定在打印头内的多个喷嘴处形成流体的弯月面以拾取多个微结构。打印头可进一步包括在腔室中的每个中的多个致动器，以帮助压力控制设备形成弯月面，并在腔室内产生压力以通过喷嘴从腔室喷射流体。致动器可以被单独地选择性地控制以沿着目标基板的长度选择性地放置微结构。
本文描述的示例进一步提供了一种转移微结构的方法，包括：用打印头的压力控制设备控制在打印头中限定的多个流体通道内的流体压力，以形成从在打印头中限定的多个喷嘴突出的流体的弯月面；并利用流体和微结构之间的粘附力通过弯月面从晶片拾取多个微结构。方法进一步包括：致动打印头的多个致动器以将微结构沉积在目标基板上；以及处置有缺陷的微结构。压力控制设备利用多个弹簧袋、模板、泵、电阻元件或其组合来形成弯月面。在一个示例中，压力控制设备可以包括在流体源内或可以是流体源的一部分。该方法可以进一步包括测试晶片处的微结构以产生定义微结构中的每个的可操作性的晶片图信息，并且基于晶片图信息，致动打印头的多个致动器以将微结构沉积在处置区域中。
本文描述的示例涉及μLED和使用打印头辅助拾取和放置制造工艺制造μLED显示设备。然而，打印头辅助拾取和放置制造工艺可以与任何类型的微结构结合使用，或者在可以包括微结构的任何设备的制造中使用。
甚至更进一步地，如在本说明书和所附权利要求中使用的，术语“多个”或类似语言应广泛地理解为包括1到无穷大的任何正数；零不是数字，但没有数字。
在以下描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以便提供对本***和方法的透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本装置、***和方法。说明书中对“示例”或类似语言的引用意味着如所描述的那样包括结合该示例描述的特定特征、结构或特性，但是可以不包括在其他示例中。
现在转到附图，图1是根据本文描述的原理的一个示例的微结构转移***(100)的框图。微结构转移***(100)可包括：包括多个用于从打印头(101)喷射流体的喷嘴(103)的打印头(101)；以及用于控制与打印头(101)耦接的流体压力的压力控制设备(102)。从打印头(101)喷射的流体可以是任何不干扰由微结构转移***(100)转移的微结构的功能的流体，并且不会干扰微结构正在放置的设备的功能。在一个实例中，流体可以是纯分子H2O(即水)。
还可以基于其粘附性质来选择流体。如下文将更详细描述的，微结构转移***(100)利用流体的粘附性质来拾取、转移微结构并将微结构放置在目标基板上。粘附性是流体的物理特性，它定义了流体粘附于另一种物质(诸如构成微结构的材料)的倾向。引起流体和微结构之间粘附的力可以包括负责化学粘附、分散粘附、扩散粘附或其组合的功能的分子间力。因此，可以基于流体的粘附性质以及流体相对于制造微结构的多种材料的粘附相互作用来选择流体。
在另一示例中，流体可以基于其从打印头(101)的腔室和从喷嘴排出的能力来被选择。在一个示例中，打印头(101)可以是热打印头，其中用作加热设备的电阻元件设置在腔室内。当致动电阻元件时，在腔室中发生流体的快速蒸发，并形成驱动气泡。驱动气泡在腔室内产生增加的压力，并迫使流体从耦接到腔室的喷嘴流出。在热打印头的示例中，流体具有挥发性成分以通过蒸发形成驱动气泡。
在另一示例中，打印头(101)可以是压电打印头，其中压电材料设置在填充流体的腔室中。向压电材料施加电压，并且由于压电材料的特性，压电材料改变形状。压电材料的形状上的变化在流体中产生从喷嘴推出墨滴的压力脉冲。在压电打印头的示例中，流体可以是具有更宽范围的流体，因为不包括挥发性成分以便驱动流体从腔室通过喷嘴。
在以上示例中，打印头(101)内可包括任何数量的腔室和喷嘴。在一个示例中，打印头(101)中可包括超过一千个腔室和相应的喷嘴。此外，多个打印头(101)可以包括在诸如页宽阵列的阵列中。在该示例中，页宽阵列中的打印头(101)可包括至少一万个并且可能是数十万个腔室和相应的喷嘴。在该配置中，在制造基于微结构的设备期间微结构的转移可以以较便宜且耗时较少的方式提供成品。此外，在本文的示例中，用于从腔室排出流体并通过喷嘴的设备可以称为致动器。上文的电阻元件和压电材料的示例以及其他设备在本文中可称为致动器。
压力控制设备(102)控制打印头(101)的流体输送***的流体槽内的背压。在一个示例中，压力控制设备(102)可以是泵或其他设备，其可以使流体移动通过流体槽，进入腔室(212)，并且通过打印头(101)内的其他通道。压力控制设备(102)可包括用于识别腔室(212)、流体槽(217)和打印头(101)的其他部分内的压力的压力传感器，以确定压力控制设备(102)是否应该增加或减少打印头(101)的这些区域中的压力量。在一个示例中，压力控制设备可以包括在流体源内或可以是流体源的一部分。
在一个示例中，压力控制设备(102)用于在喷嘴中的每个的外部形成流体的弯月面，使得流体从喷嘴突出。然后可以使用流体的弯月面来拾取多个微结构。由于流体和导致凸出的凸弯月面的喷嘴孔之间的表面张力而形成在每个喷嘴处形成弯月面。当液体的分子或颗粒通过其内聚性质而不是与喷嘴的材料相比具有更强的吸引力时，形成凸弯月面。
在一个示例中，当打印头朝着微结构阵列移动时，微结构转移***(100)可以使用流体的弯月面通过流体的粘附性质从任何微结构阵列拾取多个微结构。在该示例中，微结构阵列可以是在晶片上制造的微结构阵列。以这种方式，在由微结构转移***(100)执行的拾取和放置过程之前，微结构不会被移动到中间基板或中间位置。
在另一示例中，压力控制设备(102)和打印头(101)的腔室内的致动器的组合可以用于形成弯月面。在该示例中，致动器可以被至少部分地致动以帮助在每个喷嘴处形成弯月面。因此，压力控制设备(102)在限定在打印头(101)内的多个喷嘴(103)中的每个处形成流体的弯月面以拾取多个微结构。现在将结合图2和图3描述关于微结构转移***(100)的更多细节。
图2是根据本文所述原理的一个示例的图1的微结构转移***(100)的打印头(101)的一部分的框图，其描绘了弯月面(201)。图3是根据本文所述原理的另一示例的图1的微结构转移***(100)的打印头(101)的一部分的方框图，其描绘了微结构设备(250)与形成在打印头(101)处的弯月面(201)的粘附。图4是根据本文所述原理的另一实例的图1的微结构转移***(101)的打印头(101)的一部分的方框图，其描绘了致动器(202)的击发。
如上文所述，打印头(101)可包括孔板(210)，孔板(210)具有限定在孔板(210)中的多个喷嘴(103)。孔板(210)形成流体腔室(212)的一侧，流体腔室(212)具有腔室层(213)和形成流体腔室(212)的另一侧的打印头基板(214)。致动器(202)可以嵌入打印头基板(214)内，或者在另一示例中，可以位于打印头基板(214)上方。在任一示例中，致动器(202)对流体腔室(210)内的流体(215)增压以产生增压流体的区域(216)并使流体(215)从打印头(101)排出，致使在弯月面(201)形成在一个实例中或形成其组合。
流体(215)可以通过流体槽(217)进入打印头。流体槽(217)流体地连接到流体源(218)，使得来自流体源(218)的流体(215)可以被引入到流体腔室(212)上。压力控制设备(102)放置在流体源(218)和墨槽(217)和流体腔室(212)之间。在该位置处，压力控制设备(102)可以向流体(215)施加压力以形成弯月面(201)。在另一示例中，压力控制设备(102)可以耦接到流体源(218)或位于流体源(218)内。在图2至图4的示例中，压力控制设备(102)相对于流体腔室(212)离轴定位。以这种方式，压力控制设备(102)可以不直接有助于从打印头(101)排出流体，而是有助于在流体腔室(212)内增加压力。在一个示例中，压力控制设备(102)可以包括在流体源(218)内或可以是流体源(218)的一部分。
可以使用以下信息来定义经由压力控制设备(102)形成弯月面(201)。形成弯月面(201)的微结构转移***(100)内的液体(215)的压力可以如下确定：
Figure BDA0002018250590000051
其中Pa是大气压或环境压力，σ是表面张力，R是弯月面的曲率，α是Navier-Stokes方程：
Figure BDA0002018250590000052
其中a是流体加速度，Phigh是气泡压力，ρ是流体(215)的密度，l是流体从致动器(202)行进到喷嘴(103)出口孔的流体路径长度。流体(215)的驱动力可以是弯月面(201)上的压降，如下：
Figure BDA0002018250590000061
其中θc是弯月面(201)截断喷嘴(103)的壁的接触角。
利用这些方程，可以控制压力控制设备(102)以选择性地产生弯月面(201)。这将允许具有多个喷嘴(103)的打印头(101)捕获多个微结构(250)以便转移到目标基板(图4，450)并通过如图4所示的流体排放过程沉积在其上。
如上文所述，压力控制设备(102)使弯月面(201)在喷嘴(103)处形成。利用流体(215)和突出的凸弯月面(201)的粘附特性，打印头(101)可以在如坐标指示器(251)所指示的Z方向上朝向在例如晶片(252)上的微结构(250)移动。图3描绘了微结构设备(250)与在打印头(101)处形成的弯月面(201)的粘附。
关于增压流体的区域(216)，可以在弯月面(201)的形成期间产生区域(216)。此外，在使用致动器从打印头(101)排出流体期间，可以形成更大或更多的增压流体区域(216)。如上文所述，热打印头中的致动器(216)可以是加热流体(215)的电阻元件，从而发生流体的快速蒸发。在该示例中，增压流体的区域(216)是由于蒸发而形成的上述驱动气泡。在另一示例中，增压流体的区域(216)可以由压电打印头内的压电材料产生，该压电材料在其激发时偏转或以其他方式改变形状，并且在区域(216)内的流体(215)中施加增加的压力。在任一示例中，增压流体的区域(216)可以使流体从喷嘴(103)排出。
如图4所示，一定量的流体(215)经由喷嘴(103)从流体腔室(212)喷出。这使得粘附到弯月面(图2和图3，201)的微结构设备(250)在坐标指示器(251)所指示的Z方向上朝向目标基板(450)被击发或驱动。以这种方式，目标基板(450)被填充多个微结构(250)。此外，因为在打印头(101)和粘附的微结构(250)之间发生的移动非常小，所以当微结构(250)被拾取、运输和放置在目标基板(450)上时，保持打印头(101)上的微结构(250)的取向。因此，微结构(250)可以容易地与诸如TFT上的接合焊盘的电连接对准。
在一个示例中，从拾取微结构(250)的晶片(图2，252)可以是在其上制造微结构(250)的半导体材料的薄片。微结构(250)的制造可以包括例如掺杂、蚀刻、多种材料的沉积、光刻以形成晶片(252)上的微结构(250)。微结构(250)的制造还可以包括执行激光剥离工艺以允许微结构(250)从晶片(252)的表面移除。
此外，在一个示例中，目标基板(图4，450)可以是薄膜晶体管(TFT)。TFT是一种通过在支撑的非导电基板上沉积有源半导体层的薄膜以及介电层和金属触点而制成的场效应晶体管。在一个示例中，微结构(250)可以是如上文所述的μLED显示设备中使用的μLED。在该示例中，可以使用上述弯月面粘附工艺从晶片(252)拾取μLED(250)，并使用上述流体喷射工艺沉积在TFT(450)上。在一些示例中，超高清(UHD)μLED显示设备可以包括数百万μLED(250)。然而，μLED(250)可以用于任何分辨率显示设备，包括例如标准清晰度(SD)显示设备、全高清(FHD)(1080p)显示设备、4K UHD显示设备和8K UHD显示设备以及其他分辨率。取决于显示设备的分辨率，由微结构转移***(100)在显示设备内沉积的μLED(250)的数量可以在用于较低分辨率显示设备的400万μLED(250)到用于UDH显示设备的2400万μLED之间(250)。因此，微结构转移***(100)极大地简化、加速和完善放置诸如μLED的微结构(250)到诸如显示设备的设备。
图5是根据本文描述的原理的另一示例的图1的微结构转移***(100)的框图。微结构转移***(100)可包括布置成阵列(501)的多个打印头(101)。在图5的示例中，十个打印头(101)布置在阵列(501)内。每个打印头(101)可以包括两千到五千个喷嘴(图1到图4，103)或更多，这使得微结构转移***(100)具备一次拾取和放置20,000到50,000或更多个微结构(250)的能力。
阵列(501)可以耦接到打印头滑架(502)，该打印头滑架(502)以如坐标指示器(251)所指示的X，Y和Z方向的任何组合传递或运输阵列(501)。利用这种在任何方向上移动的能力，打印头滑架(502)可以移动到晶片(图2，252)，使用上文所述的弯月面粘附过程拾取多个微结构(250)，移动到目标基板(图4，450)，并使用上文所述的流体喷射过程沉积微结构(250)。利用微结构转移***(100)的阵列(501)可以拾取和放置的大量微结构(250)，沉积400万至2400万个微结构(250)所需的时间被按比例缩短。
为了实现其期望的功能，微结构转移***(100)包括各种硬件组件。在这些硬件组件中可以有多个打印机控制器(503)和多个数据存储设备(504)。
数据存储设备(504)可以存储诸如由打印机控制器(503)或其他处理设备执行的可执行程序代码的数据。如将讨论的，数据存储设备(504)可以具体地存储表示打印机控制器(503)执行以实现至少本文描述的功能的多个应用程序的计算机代码。数据存储设备(504)可以包括各种类型的存储器模块，包括易失性和非易失性存储器。例如，本示例的数据存储设备(504)包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)和硬盘驱动器(HDD)存储器。还可以使用多种其他类型的存储器，并且本说明书考虑在数据存储设备(504)中使用许多不同类型的存储器，这可以适合本文所述原理的特定应用。在某些示例中，数据存储设备(504)中的不同类型的存储器可以用于不同的数据存储需求。例如，在某些示例中，打印机控制器(503)可以从只读存储器(ROM)启动，在硬盘驱动器(HDD)存储器中维护非易失性存储，并执行存储在随机存取存储器(RAM)中的程序代码。
数据存储设备(504)可以包括计算机可读介质、计算机可读存储介质或非暂存计算机可读介质等。例如，数据存储设备(504)可以是但不限于电子、磁、光、电磁、红外或半导体***、装置或设备，或者前述的任何合适的组合。计算机可读存储介质的更具体示例可包括例如以下：具有多个电线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光学存储设备、磁存储设备或前述的任何合适组合。在本文的上下文中，计算机可读存储介质可以是任何有形介质，其可以包含或存储计算机可用程序代码以供指令执行***、装置或设备使用或与指令执行***、装置或设备结合使用。在另一示例中，计算机可读存储介质可以是任何非暂存介质，其可以包含或存储由指令执行***、装置或设备使用或与指令执行***、装置或设备结合使用的程序。
打印机控制器(503)可以包括硬件架构，以从数据存储设备(504)检索可执行代码并执行可执行代码。可执行代码在由打印机控制器(503)执行时可以使打印机控制器(503)至少实现从外部计算设备(507)获得微结构数据(506)的功能。微结构数据(506)可以定义晶片(252)上的多个微结构(250)的位置、布置和可操作性。微结构数据(506)也可称为晶片图信息，因为微结构数据(506)定义或绘制出微结构(250)的空间中的地址或物理位置并识别不可操作的微结构(250)及其位置。晶片图信息还包括关于哪些微结构(250)可操作或不可操作的记录信息，其基于检测晶片上的各个微结构(250)的可操作性的晶片测试。
此外，在一个示例中，外部计算设备(507)可以是与电子晶片启动(EWS)或晶片测试过程相关联的计算设备。EWS测试是在诸如微结构(250)的半导体器件的制造期间执行的过程。在EWS测试期间，并且在将晶片送至芯片制备之前，通过对晶片施加多个测试图案来测试存在于晶片上的多个单独的微结构(250)的功能缺陷。晶片测试由称为晶片探针的一部测试设备执行。因此，可以在晶片上(图2,252)的微结构(250)阵列内识别和寻址不可操作或有缺陷的微结构(250)。
可执行代码在由打印机控制器(503)执行时还可以使打印机控制器(503)将微结构数据(506)转换为存储在数据存储设备(504)上的喷嘴控制数据(505)。喷嘴控制数据(505)可以包括晶片(252)上的微结构(250)阵列内的每个微结构(250)的标识、由它们在晶片(252)上的微结构(250)阵列内的地址定义的它们在空间中的物理位置、以及定义每个微结构(250)可操作性的数据。
用与晶片(252)上的微结构(250)的标识和地址有关的数据，打印机控制器(503)可以指示打印头阵列(501)移动到晶片(252)上的微结构(250)，将喷嘴(图1至图4，103)与晶片(252)上的微结构(250)对准，并从晶片表面(图2，252)拾取多个微结构(250)。
在一个示例中，打印头(101)上的各个喷嘴(103)之间的间隔可以不与布置在晶片(图2，252)上的微结构(250)之间的距离对齐。在该示例中，打印机控制器(503)可以拾取位于喷嘴下方的多个微结构(250)，并且在随后的拾取过程中，拾取与那些已经被拾取的微结构(250)相邻的微结构(250)，选择微结构(250)以使用喷嘴(103)的布置来拾取作为从晶片(图2，252)拾取微结构(250)的图案。
可执行代码在由打印机控制器(503)执行时还可以使打印机控制器(503)基于发送到微结构转移***(100)(其定义要放置微结构(250)的空间内的地址)的地址信息将微结构(250)沉积在目标基板(图4，450)上。要沉积微结构(250)的空间内的地址可以作为喷嘴控制数据(505)的一部分被存储，并且在上文所述的流体喷射过程中由打印机控制器(503)使用。
此外，可执行代码在由打印机控制器(503)执行时还可以使打印机控制器(503)管理不可操作的微结构(250)。如上文所述，晶片(252)上的多个微结构(250)可被识别为如EWS测试过程所定义的不可操作的。在可操作的微结构(250)中，可以在微结构数据(506)中识别并且由打印机控制器(503)转换成喷嘴控制数据(505)。用该信息，打印机控制器(503)可以指示打印头阵列(501)的打印头(101)不拾取不可操作的微结构(250)或拾取不可操作的微结构(250)并处置它们。因此，在一个示例中，打印机控制器(503)可以指示打印头阵列(501)的打印头(101)不激活可在设置在晶片(252)上的不可操作的微结构(250)上方的喷嘴(103)。在该示例中，不可操作的微结构(250)简单地留在晶片(252)上。在另一例子中，打印机控制器(503)可以指示打印头阵列(501)的打印头(101)移动到处置区域并将不可操作的微结构(250)沉积在处置区域中。不可操作的微结构(250)的处置可以在可操作的微结构(250)沉积在目标基板(图4，450)上之前或之后发生。
因此，可执行代码在由打印机控制器(503)执行时使打印机控制器(503)至少实现根据本文描述的示例提供的功能。在执行代码的过程中，打印机控制器(503)可以从多个其他硬件单元接收输入并向该多个其他硬件单元提供输出。
已经描述了与微结构数据(506)和喷嘴控制数据(505)相关联的可寻址数据，在一个示例中，晶片(图2，225)上的微结构(250)的间隔例如可以是当微结构(250)将被沉积在目标基板(图4，450)上时比它们之间的间隔密度大约5倍(5X)。因此，微结构转移***(100)可以使用打印机控制器(503)来定义空间中的地址，其中微结构(250)基于微结构数据(506)和喷嘴控制数据(505)而被拾取和放置，以便将微结构(250)放置在目标基板(450)上。用于在目标基板(450)上放置微结构(250)的地址的指令可以从微结构转移***(100)的用户或从定义用于放置微结构(250)的地址的另一计算设备接收。以这种方式，微结构转移***(100)提供在可寻址位置处的沉积。
在一个示例中，可以选择性地击发打印头(101)内的每个喷嘴(103)和它们各自的致动器(202)。在该示例中，打印头(101)内的任何致动器(202)都可以被击发，无论打印头(101)内的其他致动器(202)的击发如何。致动器(202)的选择性击发允许将不可操作或有缺陷的微结构(250)沉积到处置区域中的能力。选择性击发还提供打印头(101)将可操作的微结构(250)放置到目标基板(图4，450)上的能力，如喷嘴控制数据(505)所定义的。在没有选择性地击发打印头(101)内的致动器(202)的情况下，可以一次沉积所有微结构(250)，这可能不与位于目标基板(图4，450)上的电连接对齐或不符合目标基板(图4，450)上的微结构(250)的所需密度或寻址。
在一个示例中，微结构转移***(100)可以基于目标基板(图4，450)的期望或指示的像素节距将微结构(250)沉积在目标基板(图4，450)上。在该示例中，目标基板(450)是诸如上述UHD显示设备的显示设备。像素节距是显示设备中的像素或图像元素之间的物理距离，并且可以由显示设备的有效区域除以像素的数量来定义。在红色、绿色、蓝色(RGB)彩色显示设备的示例中，衍生的像素节距单位是三元组颜色的大小加上三元组之间的距离的度量。
再次转到图5，可执行代码在由打印机控制器(503)执行时还可以使打印机控制器(503)控制压力控制设备(102)。如上文所述，压力控制设备(102)用于在喷嘴(103)中的每个处形成单独的弯月面(图2和图3，201)。因此，当打印机控制器(503)确定要在晶片(图2，252)处拾取多个微结构(250)时，打印机控制器(503)指示压力控制设备(102)将适当的压力施加在流体(215)上以形成弯月面(图2和图3，201)。
此外，在一个示例中，压力控制设备(102)和打印头(101)的腔室(212)内的致动器(202)的组合可用于形成弯月面(201)。在该示例中，打印机控制器(503)在拾取微结构(250)期间控制致动器(202)，以帮助压力控制设备(102)形成弯月面(201)。在一个示例中，与例如在将微结构(250)放置到目标基板(图4，450)期间在致动器(202)的击发期间致动器(202)接收的35伏特、1.5至3.0微秒的脉冲相比，打印机控制器(503)可以指示打印头向致动器(202)提供大约20伏特，1.0微秒(μs)的脉冲。因此，打印机控制器(503)可以指示打印头供应部分致动致动器(202)以帮助在每个喷嘴(103)处形成弯月面(201)。在其他示例中，打印机控制器(503)可以指示打印头调节致动器(202)的击发频率、提供给致动器(202)的电压、提供给致动器(202)的电流、击发脉冲长度、致动器(202)的击发的其他方面或其组合，以便在和打印头(101)的腔室(212)内的致动器(202)和压力控制设备(102)的组合的使用期间形成弯月面(201)。
在又一个示例中，打印头(101)的腔室(212)内的致动器(202)可用于形成弯月面(201)，以提供微结构设备(250)的选择性拾取。例如，可以以可寻址的方式激活多个致动器(202)以选择被寻址以形成弯月面(201)的那些喷嘴。在该示例中，与例如在将微结构(250)放置到目标基板(图4，450)期间致动器(202)的击发期间致动器接收的35伏特，1.5至3.0微秒的脉冲相比，打印机控制器(503)在拾取微结构(250)期间控制致动器(202)，以向致动器(202)提供大约20伏、1.0微秒(μs)的脉冲。因此，打印机控制器(503)可以指示打印头供应部分致动致动器(202)以帮助在每个喷嘴(103)处形成弯月面(201)。在其他示例中，打印机控制器(503)可以指示打印头调节致动器(202)的击发频率、提供给致动器(202)的电压、提供给致动器(202)的电流，击发脉冲长度，致动器(202)的击发的其他方面或其组合，以便在打印头(101)的腔室(212)内的致动器(202)和压力控制设备(102)的组合的使用期间形成弯月面(201)。通过使用致动器(202)形成可寻址弯月面(201)的示例可以用于可操作的微结构设备(250)将被选择地拾取，将不可操作的微结构设备(250)留在晶片上的情况。
图6是描绘根据本文描述的原理的一个示例的转移微结构(250)的方法的流程图。图6的方法可以包括用打印头(101)的压力控制设备(102)控制(框601)在打印头(101)中限定的多个流体通道(217)内的流体(215)的压力以形成从限定在打印头(101)中的多个喷嘴(103)突出的流体(215)的弯月面(201)。可以利用流体(215)和微结构(250)之间的粘附力经由弯月面(201)从晶片(252)拾取(框602)多个微结构(250)。
图7是描绘根据本文描述的原理的另一示例的转移微结构(250)的方法的流程图。图7的方法可以包括测试(框701)晶片(252)处的微结构(250)以产生定义微结构(250)中的每个的可操作性的晶片图信息(506)。该信息可用于以某种方式处置不可操作的微结构(250)。
该方法还可以包括：用打印头(101)的压力控制设备(102)，控制(框702)在打印头(101)中限定的多个流体通道(217)内的流体(215)的压力以形成从限定在打印头(101)中的多个喷嘴(103)突出的流体(215)的弯月面(201)。可以利用流体(215)和微结构(250)之间的粘附力经由弯月面(201)从晶片(252)拾取(框703)多个微结构(250)。
基于喷嘴控制数据(505)，打印机控制器(503)可以致动(框704)多个致动器(202)以将微结构(250)沉积在目标基板(450)上。此外，基于晶片图信息(506)，打印机控制器(503)可以使打印头(101)致动(框705)多个致动器(202)以将微结构沉积在处置区域中。如上文所述，可操作的微结构(250)在目标基板(450)上的沉积可以在将不可操作的微结构(250)放置在处置区域之前或之后执行。此外，将不可操作的微结构(250)沉积在处置区域中可以包括简单地将不可操作的微结构(250)留在晶片(252)上。
这里参考根据本文描述的原理的示例的方法、装置(***)和计算机程序产品的流程图和/或框图来描述本***和方法的各方面。流程图图示和框图的每个框以及流程图图示和框图中的框的组合可以由计算机可用程序代码实现。计算机可用程序代码可以被提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器以产生机器，使得计算机可用程序代码在通过例如微结构转移***(100)或其他可编程数据处理装置的打印机控制器执行时(503)实现流程图和/或框图框中指定的功能或动作。在一个示例中，计算机可用程序代码可以包含在计算机可读存储介质中；计算机可读存储介质是计算机程序产品的一部分。在一个示例中，计算机可读存储介质是非暂存计算机可读介质。
说明书和附图描述了一种微结构转移***，其可包括打印头和压力控制设备，以控制与打印头耦接的流体的压力。压力控制设备在限定在打印头内的多个喷嘴处形成流体的弯月面，以拾取多个微结构。用于转移微结构的打印头包括多个流体腔室、限定在孔板中的多个喷嘴(流体可通过该多个喷嘴离开腔室)、以及用于控制腔室中的每个内的流体压力的压力控制设备。压力控制设备在限定在打印头内的多个喷嘴处形成流体的弯月面，以拾取许多微结构。
微结构转移***以非常小的公差提供非常小且难以处理的微结构(诸如μLED)的运输，而不需要任何可能耗时且昂贵的后置处理工艺。此外，微结构转移***提供用于形成包括微结构(诸如例如包括μLED的高清显示设备)的设备的高产量、廉价的工艺。
已经呈现了前面的描述以说明和描述所描述的原理的示例。该描述并非旨在穷举或将这些原理限制于所公开的任何精确形式。鉴于上文教导，多个修改和变化都是可行的。

Claims (14)

1.一种微结构转移***，包括：
打印头；和
压力控制设备，用于控制与所述打印头耦接的流体的压力;
其中所述压力控制设备形成从限定在所述打印头内的多个喷嘴突出的流体弯月面，以拾取多个微结构；
测试设备，用于测试晶片处的所述微结构以产生定义所述微结构中的每个的可操作性的晶片图信息，
其中所述微结构转移***基于所述晶片图信息：
致动所述打印头的多个致动器以在目标基板上沉积功能性微结构；并且
致动所述致动器以在处置区域中沉积不可操作的微结构。
2.根据权利要求1所述的微结构转移***，其中所述打印头还包括多个流体喷射元件，以通过所述喷嘴喷射所述流体将所述微结构沉积在目标基板上。
3.根据权利要求1所述的微结构转移***，其中所述压力控制设备包括多个泵、多个电阻元件或所述多个泵和所述多个电阻元件的组合以形成所述弯月面。
4.根据权利要求1所述的微结构转移***，其中所述打印头的所述致动器中的每个是单独可寻址的，以基于所述晶片图信息激活单独的电阻元件。
5.根据权利要求2所述的微结构转移***，其中所述微结构转移***基于限定所述目标基板上的所述微结构的位置的像素节距，将所述微结构沉积在所述目标基板上。
6.据权利要求1所述的微结构转移***，还包括滑架，用于沿至少两个坐标方向移动所述打印头。
7.一种用于转移微结构的打印头，包括：
多个流体腔室；
在孔板中限定的多个喷嘴，流体通过所述喷嘴可离开所述腔室；和
压力控制设备，用于控制所述腔室中的每个内的流体的压力；
其中所述压力控制设备形成从限定在所述打印头内的多个喷嘴突出的所述流体的弯月面，以拾取多个微结构。
8.据权利要求7所述的打印头，还包括在所述腔室中的每个中的多个致动器，以：
协助所述压力控制设备形成所述弯月面；并且
在所述腔室内产生压力以通过所述喷嘴从所述腔室喷射流体。
9.据权利要求8所述的打印头，其中所述致动器被单独地选择性地控制，以沿着目标基板的长度选择性地放置所述微结构。
10.一种转移微结构的方法，包括：
用打印头的压力控制设备，控制限定在所述打印头中的多个流体通道内的流体的压力，以形成从限定在所述打印头中的多个喷嘴突出的所述流体的弯月面；以及
利用所述流体和所述微结构之间的粘附力通过所述弯月面从晶片上拾取多个微结构。
11.据权利要求10所述的方法，还包括：致动所述打印头的多个致动器以将所述微结构沉积在目标基板上。
12.据权利要求10所述的方法，还包括：用所述打印头，处理有缺陷的微结构。
13.据权利要求10所述的方法，其中所述压力控制设备利用多个泵、致动器或所述多个泵和所述致动器的组合来形成所述弯月面。
14.据权利要求10所述的方法，还包括：
测试所述晶片处的所述微结构以产生定义所述微结构中的每个的可操作性的晶片图信息；并且
基于晶片图信息，致动所述打印头的多个致动器以将所述微结构沉积在处置区域中。
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