CN109891569B - 元件拾取装置及其制备方法、使用方法 - Google Patents

元件拾取装置及其制备方法、使用方法 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种元件拾取装置及其制备方法、使用方法。所述元件拾取装置包括：相对设置的第一基板和第二基板；间隔部，其位于所述第一基板与所述第二基板之间，其中所述间隔部彼此间隔以限定用于液体的流动通道；以及元件拾取部，其包括位于所述第二基板中且与所述流动通道连通的开口。

Description

元件拾取装置及其制备方法、使用方法
技术领域
本公开的实施例涉及显示技术领域，尤其涉及一种元件拾取装置及其制备方法、使用方法。
背景技术
微发光二极管(Micro Light Emitting Diode，Micro-LED)显示技术同时具备液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)和有机发光二极管(Organic Light EmittingDiode，OLED)的优点，而且其克服了OLED显示蓝光OLED寿命短的问题。Micro-LED可以应用于小到增强现实(Augmented Reality，AR)或虚拟现实(Virtual Reality，VR)显示，大到广告牌、电影银幕显示，同时Micro-LED显示技术也适用于柔性可穿戴设备。
发明内容
本公开的实施例提供了一种元件拾取装置及其制备方法、使用方法。
在本公开的一方面，提供了一种元件拾取装置。所述元件拾取装置包括：相对设置的第一基板和第二基板；间隔部，其位于所述第一基板与所述第二基板之间，其中所述间隔部彼此间隔以限定用于液体的流动通道；以及元件拾取部，其包括位于所述第二基板中且与所述流动通道连通的开口。
在本公开的实施例中，至少所述开口的邻近所述第一基板的部分在所述第一基板上的正投影位于所述流动通道在所述第一基板上的正投影内。
在本公开的实施例中，所述开口沿垂直于所述第二基板所在平面的截面形状为矩形。
在本公开的实施例中，所述开口包括相互连通的第一部分和第二部分。所述第一部分位于所述第二基板的朝向所述第一基板的一侧，所述第二部分位于所述第二基板背离所述第一基板的一侧。
在本公开的实施例中，所述第一部分在平行于所述第一基板所在的平面上的第一截面不小于所述第二部分在平行于所述第一基板所在的平面上的第二截面。
在本公开的实施例中，所述第一部分在平行于所述第一基板所在的平面上的第一截面不大于所述第二部分在平行于所述第一基板所在的平面上的第二截面。
在本公开的实施例中，所述第一部分在平行于所述第一基板所在的平面上的第一截面的大小与所述第一截面到所述第一基板的距离呈反比。所述第二部分在平行于所述第一基板所在的平面上的第二截面的大小与所述第二截面到所述第一基板的距离呈正比。
在本公开的实施例中，所述开口还包括位于所述第一部分与所述第二部分之间的第三部分。所述第三部分在平行于所述第一基板所在的平面上的第三截面不大于所述第一截面和所述第二截面。
在本公开的实施例中，所述开口包括间隔设置的第一开口和第二开口。
在本公开的实施例中，所述元件拾取装置还包括：第一电极，位于所述第一基板面向所述第二基板的一侧；第一疏水层，位于所述第一电极面向所述第二基板的一侧；以及第二疏水层，位于所述第二基板面向所述第一基板的一侧。所述第二疏水层在所述第一基板上的正投影与所述开口的邻近所述第一基板的部分在所述第一基板上的正投影不重叠。
在本公开的实施例中，所述第一电极包括多个第一子电极。所述多个第一子电极沿所述流动通道的延伸方向彼此间隔地设置。
在本公开的实施例中，所述元件拾取装置还包括第二电极，其位于所述第二基板与所述第二疏水层之间。所述第二电极在所述第一基板上的正投影位于所述第二疏水层在所述第一基板上的正投影内。
在本公开的实施例中，所述元件拾取装置还包括：位于所述第一基板与所述第一电极之间的薄膜晶体管；位于所述薄膜晶体管与所述第一电极之间的第一介质层，其中所述薄膜晶体管在所述第一基板上的正投影与所述第一电极在所述第一基板上的正投影重叠；以及位于所述第一电极与所述第一疏水层之间的第二介质层。
在本公开的实施例中，所述元件拾取装置还包括与所述流动通道连通的抽吸装置。
在本公开的实施例中，所述间隔部包括疏水材料。
在本公开的一方面，提供了一种制备如上所述的元件拾取装置的方法。所述方法包括：提供第一基板；提供第二基板；在所述第一基板或所述第二基板上形成间隔部，所述间隔部彼此间隔；在所述第二基板上形成元件拾取部，所述元件拾取部被形成为包括位于所述第二基板中的开口；以及接合所述第一基板和所述第二基板以使所述间隔部位于所述第一基板与所述第二基板之间以限定用于流体的流动通道，其中所述开口与所述流动通道连通。
在本公开的实施例中，至少所述开口的邻近所述第一基板的部分在所述第一基板上的正投影位于所述流动通道在所述第一基板上的正投影内。
在本公开的实施例中，提供所述第一基板包括：在所述第一基板上形成第一电极，以及在所述第一基板和所述第一电极上形成第一疏水层。提供所述第二基板包括：在所述第二基板上形成第二疏水层。接合所述第一基板和所述第二基板以使所述第一疏水层与所述第二疏水层彼此相对。在所述接合之后，所述第二疏水层在所述第一基板上的正投影与所述开口的邻近所述第一基板的部分在所述第一基板上的正投影不重叠。
在本公开的实施例中，所述第一电极被形成为沿所述流动通道的延伸方向彼此间隔地设置。
在本公开的实施例中，提供所述第二基板还包括在形成所述第二疏水层之前在所述第二基板上形成第二电极。所述第二电极在所述第二基板上的正投影位于所述第二疏水层在所述第二基板上的正投影内。
根据本公开的一方面，提供了一种根据如上所述的元件拾取装置的使用方法。所述方法包括：将液滴导入所述流动通道；使所述液滴沿着所述流动通道移动至所述开口以通过所述液滴吸附待拾取的元件；以及使所述液滴沿所述流动通道移动离开所述开口以解吸附所述元件。
在本公开的实施例中，使所述液滴沿着所述流动通道移动至所述开口包括对所述液滴施加第一压力。使所述液滴沿所述流动通道移动离开所述开口包括对所述液滴施加第二压力。
在本公开的实施例中，所述元件拾取装置还包括位于所述第一基板面向所述第二基板的一侧的第一电极、位于所述第一电极面向所述第二基板的一侧的第一疏水层以及位于所述第二基板面向所述第一基板的一侧的第二疏水层。所述使用方法包括：对所述第一电极施加第一电压，使所述液滴沿着所述流动通道移动至所述开口以通过所述液滴吸附待拾取的元件；以及对所述第一电极施加第二电压，使所述液滴沿所述流动通道移动离开所述开口以解吸附所述元件。
在本公开的实施例中，所述元件拾取装置还包括位于所述第二基板与所述第二疏水层之间的第二电极。对所述第一电极施加第一电压，使所述液滴沿着所述流动通道移动至所述开口以通过所述液滴吸附待拾取的元件还包括：在施加所述第一电压时对所述第二电极施加与所述第一电压不同的第三电压。使所述液滴沿所述流动通道移动离开所述开口以解吸附所述元件还包括：在施加所述第二电压时对所述第二电极施加与所述第二电压不同的第四电压。
在本公开的实施例中，在拾取所述元件之前，对所述元件的表面进行亲水处理。
在本公开的实施例中，对所述元件的表面进行亲水处理的方法包括对所述元件的表面进行氧气等离子体处理或在所述元件的表面涂覆表面活性剂。
在本公开的实施例中，所述表面活性剂包括十二烷基硫酸钠、聚乙二醇、聚乙烯醇或聚甲基丙烯酸。
在本公开的实施例中，所述元件包括微型发光二极管芯片。
适应性的进一步的方面和范围从本文中提供的描述变得明显。应当理解，本申请的各个方面可以单独或者与一个或多个其他方面组合实施。还应当理解，本文中的描述和特定实施例旨在仅说明的目的并不旨在限制本申请的范围。
附图说明
本文中描述的附图用于仅对所选择的实施例的说明的目的，并不是所有可能的实施方式，并且不旨在限制本申请的范围，其中：
图1示出了根据本公开的实施例的元件拾取装置的横截面结构的示意图；
图2示出了根据本公开的实施例的元件拾取部的开口的横截面结构示意图；
图3示出了根据本公开的实施例的元件拾取部的开口的横截面结构示意图；
图4示出了根据本公开的实施例的元件拾取部的开口的横截面结构示意图；
图5示出了根据本公开的实施例的元件拾取部的开口的横截面结构示意图；
图6示出了根据本公开的实施例的元件拾取部的开口的横截面结构示意图；
图7a和7b示出了根据本公开的实施例的元件拾取部的开口的横截面结构示意图；
图8示出了根据本公开的实施例的元件拾取装置的横截面结构示意图；
图9示出了根据本公开的实施例的元件拾取装置的横截面结构示意图；
图10示出了制备根据本公开的实施例的元件拾取装置的方法的流程图；
图11示出了根据本公开的实施例的制备间隔部的方法的结构示意图；
图12示出了根据本公开的实施例的制备元件拾取部的方法的结构示意图；
图13示出了根据本公开的实施例的接合第一基板和第二基板的方法的结构示意图；
图14示出了根据本公开的实施例的提供第一基板的方法的结构示意图；
图15示出了根据本公开的实施例的提供第二基板的方法的结构示意图；
图16示出了根据本公开的实施例的接合第一基板和第二基板的方法的结构示意图；
图17示出了根据本公开的实施例的提供第二基板的方法的结构示意图；
图18示出了根据本公开的实施例的元件拾取装置的使用方法的流程图；
图19至图21示出了根据本公开的实施例的元件拾取装置的使用方法的结构示意图；以及
图22a至图24b示出了根据本公开的实施例的元件拾取装置的使用方法的结构示意图。
贯穿这些附图的各个视图，相应的参考编号指示相应的部件或特征。
具体实施方式
首先，需要说明的是，除非上下文中另外明确地指出，否则在本文和所附权利要求中所使用的词语的单数形式包括复数，反之亦然。因而，当提及单数时，通常包括相应术语的复数。相似地，措辞“包含”和“包括”将解释为包含在内而不是独占性地。同样地，术语“包括”和“或”应当解释为包括在内的，除非本文中另有说明。在本文中使用术语“实例”之处，特别是当其位于一组术语之后时，所述“实例”仅仅是示例性的和阐述性的，且不应当被认为是独占性的或广泛性的。
另外，还需要说明的是，当介绍本申请的元素及其实施例时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在表示存在一个或者多个要素；除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；用语“包含”、“包括”、“含有”和“具有”旨在包括性的并且表示可以存在除所列要素之外的另外的要素；术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性及形成顺序。
此外，在附图中，为了清楚起见夸大了各层的厚度及区域。应当理解的是，当提到层、区域、或组件在别的部分“上”时，指其直接位于别的部分上，或者也可能有别的组件介于其间。相反，当某个组件被提到“直接”位于别的组件上时，指并无别的组件介于其间。
本公开中描绘的流程图仅仅是一个例子。在不脱离本公开精神的情况下，可以存在该流程图或其中描述的步骤的很多变型。例如，所述步骤可以以不同的顺序进行，或者可以添加、删除或者修改步骤。这些变型都被认为是所要求保护的方面的一部分。
现将参照附图更全面地描述示例性的实施例。
Micro-LED技术是通过巨量转移技术将数以百万计的微米级别(<100um)的的Micro-LED(例如，RGB Micro-LEDs)芯片安装到驱动背板上的一种技术。每个Micro-LED能够被单独驱动发光。由于Micro-LED采用无机发光材料制作，因此Micro-LED克服了采用有机发光元件的屏幕会出现的诸如烧屏以及寿命短等的缺点。另外，Micro-LED具有响应速度快、高对比度、高色彩饱和度、能够实现超高解析度、结构简单、能够实现轻薄弯曲等优点。
目前，限制Micro-LED技术发展的关键技术之一为巨量转移技术，即如何将大量的微米尺寸的Micro-LED芯片转移到驱动背板上。按照吸附原理，Micro-LED芯片的吸附作用力一般分为：电荷吸引力、磁吸引力、粘附力、分子间作用力等。然而，仍然存在对改进的巨量转移技术的需求。
本公开提供了一种元件拾取装置及其制备方法、使用方法，能够利用物理作用力转移Micro-LED芯片。具体地，可以通过液滴的表面张力转移芯片，从而能够防止静电对芯片的影响、实现持续转移芯片以及精确地控制芯片的拾取和放下。
图1示出了根据本公开的实施例的元件拾取装置的横截面结构的示意图。如图1所示，元件拾取装置100包括：相对设置的第一基板1和第二基板2、间隔部3和元件拾取部4。间隔部3位于第一基板1与第二基板2之间。间隔部3彼此间隔以限定用于液体(未示出)的流动通道5。元件拾取部4包括位于第二基板2中且与流动通道5连通的开口41。在本公开的实施例中，元件拾取部4能够通过借助液体的表面张力吸附待拾取的元件，从而实现芯片的转移。
在本公开的实施例中，至少开口41的邻近第一基板1的部分在第一基板1上的正投影位于流动通道5在第一基板1上的正投影内。由此，在进行元件拾取时，能够较好地控制流动通道5中的液体在开口41背离第一基板1的部分形成的液膜的量，从而更有效地拾取元件。
在本公开的实施例中，如图1所示，开口41沿垂直于第二基板2所在平面的截面形状可以为矩形。
图2示出了根据本公开的实施例的元件拾取部的开口的横截面结构示意图。如图2所示，开口41可以包括间隔设置的第一开口410和第二开口420。应注意，第一开口410和第二开口420的详细描述与如上关于开口41的描述类似，在此不再赘述。
根据本公开的实施例，开口41可以包括相互连通的第一部分411和第二部分412。第一部分411位于第二基板2的朝向第一基板1的一侧。第二部分412位于第二基板2背离第一基板1的一侧。通过使第二部分的大小适合于接收待拾取的元件，可以有效防止元件被拾取后发生晃动，避免引起其他潜在问题。
图3示出了根据本公开的实施例的元件拾取部的开口的横截面结构示意图。如图3所示，在一些实施例中，开口41的第一部分411在平行于第一基板1所在的平面上的第一截面S1不小于开口41的第二部分412在平行于第一基板1所在的平面上的第二截面S2。在一些实施例中，第一截面S1的大小与第一截面S1到第一基板1的距离D1呈反比。例如，当距离D1越小时，第一截面S1的大小越大。需要说明的是，这里的截面大小可以例如指截面的面积。
图4示出了根据本公开的实施例的元件拾取部的开口的横截面结构示意图。如图4所示，开口41的第一部分411在平行于第一基板1所在的平面上的第一截面S1不大于第二部分412在平行于第一基板1所在的平面上的第二截面S2。在一些实施例中，第一截面S1的大小不随着第一截面S1到第一基板1的距离D1变化而变化，第二截面S2的大小不随着第二截面S2到第一基板1的距离D2变化而变化。例如，当距离D1越小或越大时，第一截面S1的大小不变。需要说明的是，这里的截面大小可以例如指截面的面积。
图5示出了根据本公开的实施例的元件拾取部的开口的横截面结构示意图。如图5所示，在图4的基础上，开口41还包括位于第一部分411与第二部分412之间的第三部分413。第三部分413在平行于第一基板1所在的平面上的第三截面S3不大于第一截面S1和第二截面S2。
需要说明的是，图4中的第二截面S2不小于第一截面S1，图5中的第二截面S2不小于第一截面S1和第三截面S3。
图6示出了根据本公开的实施例的元件拾取部的开口的横截面结构示意图。如图6所示，开口41的第一部分411在平行于第一基板1所在的平面上的第一截面S1的大小与第一截面S1到第一基板1的距离D1呈反比。开口41的第二部分412在平行于第一基板1所在的平面上的第二截面S2的大小与第二截面S2到第一基板1的距离D2呈正比。例如，当距离D1越小时，第一截面S1的大小越大；当距离D2越小时，第二截面S2的大小越小。
此外，图6中的开口41还包括位于第一部分411与第二部分412之间的第三部分413。第三部分413在平行于第一基板1所在的平面上的第三截面S3不大于第一截面S1和第二截面S2。
应注意，图4至6中，第二截面S2背离第一基板1的部分具有较大横截面尺寸有助于形成面积较大的水膜，以使吸附面积增大，从而使对元件的吸附力增大，因此能够更有效地拾取元件。
需要说明的是，在开口41包括多个开口的情况下，开口41可以具有图1至图6中的开口结构中的一者或多者或其组合，本公开在此不作具体限定。
根据本公开的实施例，开口41可以位于叠层结构28中，如图7a和7b所示。
在图7a和图7b中，叠层结构28可以包括第二基板2和位于第二基板2上的疏水层8(如稍后参考图8所描述的)。在该实施例中，开口41可以包括相互连通的第一开口部分411(下文称为第一部分411)、第二开口部分412(下文称为第二部分422)以及第三开口部分413(下文称为第三部分413)。在本公开的实施例中，第一部分411位于疏水层8中。第二部分412位于第二基板2中背离第一基板1的一侧。第三部分413位于第二基板2中朝向第一基板1的一侧。
在一些实施例中，如图7a所示，开口41的第一部分411在平行于第一基板1所在的平面上的第一截面S1不大于第二部分412在平行于第一基板1所在的平面上的第二截面S2。开口41的第一部分411在平行于第一基板1所在的平面上的第一截面S1等于第三部分413在平行于第一基板1所在的平面上的第三截面S3。
在一些实施例中，如图7b所示，开口41的第一部分411在平行于第一基板1所在的平面上的第一截面S1不大于第二部分412在平行于第一基板1所在的平面上的第二截面S2。开口41的第三部分413在平行于第一基板1所在的平面上的第三截面S3不大于第一部分411在平行于第一基板1所在的平面上的第一截面S1。
此外，在图7a和图7b中，第一截面S1的大小不随着第一截面S1到第一基板1的距离D1变化而变化。第二截面S2的大小不随着第二截面S2到第一基板1的距离D2变化而变化。第三截面S3的大小不随着第三截面S3到第一基板1的距离D3变化而变化。例如，当距离D1越小或越大时，第一截面S1的大小不变。需要说明的是，这里的截面大小可以例如指截面的面积。
关于叠层结构中的开口41的其他实施例的详细描述类似于如上参考图1至6对开口41的描述，在此不再赘述。此外，需要说明的是，图7a和7b仅示出了叠层中的两种开口41的横截面结构示意图，其不应视为是对本公开的限定。本领域的技术人员可以根据需要采用与如上参考图1至6描述的开口结构中的任一种或组合。
在本公开的实施例中，在图1所示的元件拾取装置100的基础上，元件拾取装置100还包括与流动通道5连通的抽吸装置(未示出)，从而通过抽吸装置施加的压力使液体(未示出)在流动通道5中移动。
根据本公开的实施例，在一些实施例中，图8示出了根据本公开的实施例的元件拾取装置的横截面结构示意图。
如图8所示，元件拾取装置100还包括：第一电极6，其位于第一基板1面向第二基板2的一侧；第一疏水层7，其位于第一电极6面向第二基板2的一侧；以及第二疏水层8，其位于第二基板2面向第一基板1的一侧。第二疏水层8在第一基板1上的正投影与开口41的邻近第一基板1的部分在第一基板1上的正投影不重叠。
需要说明的是，图8所示的开口41位于叠层结构中，即，位于第二疏水层8和第二基板2构成的叠层结构中。关于开口41的描述，可以参考如上对图5的描述，在此不再赘述。
在本公开的实施例中，第一电极6包括多个第一子电极61。多个第一子电极61沿流动通道的延伸方向彼此间隔地设置。该流动通道的延伸方向例如在图8中为垂直于纸面的方向。
在本公开的实施例中，如图8所示，元件拾取装置100还包括：位于第一基板与1第一电极6之间的薄膜晶体管9；位于薄膜晶体管9与第一电极6之间的第一介质层10；以及位于第一电极6与第一疏水层7之间的第二介质层11。薄膜晶体管9在第一基板1上的正投影与第一电极6在第一基板1上的正投影重叠。
在本公开的实施例中，虽然在图8中未详细示出薄膜晶体管9的具体组成部分，但是，可以理解，薄膜晶体管9可以包括栅极、栅极绝缘层、介质层、有源层、源漏电极等。在本文中，通过薄膜晶体管9控制施加到第一电极6的电压，经由电润湿效应可以实现对液体的精确化控制。
根据本公开的实施例，在一些实施例中，图9示出了根据本公开的实施例的元件拾取装置的横截面结构示意图。图9与图8的区别在于，元件拾取装置100还包括位于第二基板2与第二疏水层8之间第二电极12。第二电极12在第一基板1上的正投影位于第二疏水层8在第一基板1上的正投影内。
在本公开的实施例中，间隔部5可以包括疏水材料。作为示例，疏水材料例如可以包括特氟龙。
在本公开的实施例中，第一基板1和第二基板2的材料例如可以包括玻璃、塑料、硅、聚酰亚胺等。
在本公开的实施例中，第一介质层10例如可以用作平坦化层。该平坦化层的材料例如可以包括树脂。
在本公开的实施例中，第二介质层11的材料例如可以包括二氧化硅(SiO2，其相对介电常数为2.7)、氮化硅(Si3N4，其相对介电常数为7.8)、碳酸钡锶((BaSr)TiO3，BST，其相对介电常数为200-300)、聚对二甲苯(Parylene，其相对介电常数为3.15)、三氟乙烯的二元共聚物(Poly(vinylidene fluoride chlorotrifluoroethylene)，P(VDF-TrFE)，其相对介电常数为7.6-11.6)或聚酰亚胺(PI)。
在本公开的实施例中，还提供了一种制备如上所述的元件拾取装置的方法。图10示出了制备根据本公开的实施例的元件拾取装置的方法的流程图。如图10所示，该制备方法包括步骤S101至S105。
接下来，将参考图10至图17描述该制备方法。
在步骤S101中，提供第一基板1，以及在步骤S102中，提供第二基板2。本文对步骤S101和步骤S102的先后顺序不作具体限定，或者该两个步骤可以同时进行。
在步骤S103中，形成间隔部3。具体地。在本公开的实施例中，可以在第一基板1或第二基板2上形成间隔部3。
更具体地，图11示出了根据本公开的实施例的制备间隔部的方法的结构示意图。如图11所示，在第二基板2上形成间隔部3。间隔部3彼此间隔。具体地，可以在第二基板2上形成间隔部材料层，然后图案化该间隔部材料层以形成间隔部3。
需要注意的是，图11仅示出了在第二基板2上形成间隔部3的示意图，然而，也可以在第一基板1上形成间隔部3，本领域的技术人员可以根据需要来选择，本公开对此不作具体限定。关于间隔部3的详细描述如上所述，在此不再赘述。
在步骤S104中，形成元件拾取部。具体地，在第二基板上形成元件拾取部。
更具体地，图12示出了根据本公开的实施例的制备元件拾取部的方法的结构示意图。如图12所示，例如使用激光刻蚀方法在第二基板2上要形成元件拾取部的位置进行刻蚀，以形成元件拾取部4。该元件拾取部4被形成为包括位于第二基板2中的开口41。
在步骤S105中，接合第一基板和第二基板。
具体地，图13示出了根据本公开的实施例的接合第一基板和第二基板的方法的结构示意图。如图12所示，接合第一基板1和第二基板2以使间隔部3位于第一基板1与第二基板2之间以限定用于流体的流动通道5。在本公开的实施例中，开口41可以与流动通道5连通。由此，形成元件拾取装置。
在本公开的实施例中，至少开口41的邻近第一基板1的部分在第一基板1上的正投影位于流动通道5在第一基板1上的正投影内。
在一些实施例中，在本公开的实施例中，在步骤S101中，如图14所示，提供第一基板1可以包括：在第一基板1上形成第一电极6；以及在第一基板1和第一电极6上形成第一疏水层7。
在本公开的实施例中，第一电极6可以包括多个第一子电极61。多个第一子电极61沿流动通道的延伸方向彼此间隔地设置。该流动通道的延伸方向例如在图14中为垂直于纸面的方向。
在本公开的实施例中，形成多个第一子电极61包括：在第一基板1上沉积包括诸如金属等的导电材料的导电层；以及图案化该导电层以形成多个第一子电极61。
另外，参考图14，在形成第一电极6之前，提供第一基板1还包括：在第一基板1上形成薄膜晶体管9；形成覆盖薄膜晶体管9的第一介质层10；以及在第一介质层10上形成过孔(图14中未示出)。第一电极6经由该过孔连接到薄膜晶体管9。
此外，参考图14，在形成第一电极6之后以及在形成第一疏水层7之前，提供第一基板1还包括形成第二介质层11以覆盖第一介质层10和第一电极6。
在一些实施例中，在本公开的实施例中，在步骤S102中，如图15所示，提供第二基板2还包括在第二基板2上形成第二疏水层8。
需要说明的是，在该实施例中，开口41位于第二疏水层8和第二基板2中。因此，对第二基板2进行激光刻蚀的步骤在形成第二疏水层8之后进行。
在本公开的实施例中，在步骤S105中，参考图16，接合第一基板1和第二基板2以使第一疏水层7与第二疏水层8彼此相对。此外，在该接合之后，第二疏水层8在第一基板1上的正投影与开口41的邻近第一基板1的部分在第一基板1上的正投影不重叠。关于开口41的描述，可以参考如上对图5的描述，在此不再赘述。
根据本公开的实施例，在步骤S102中，如图17所示，在形成第二疏水层8之前，提供第二基板2还包括在第二基板2上形成第二电极12。第二电极12在第二基板2上的正投影位于第二疏水层8在第二基板2上的正投影内。
应注意，关于该实施例中的各组成部分的详细描述，可以参考如上对拾取装置的描述，在此不再赘述。
在本公开的实施例中，还提供了一种如上所述的元件拾取装置的使用方法。图18示出了根据本公开的实施例的元件拾取装置的使用方法的流程图。如图18所示，该使用方法包括步骤S801-S803。
图19至图21示出了根据本公开的实施例的元件拾取装置的使用方法的示意图。需要说明的是，图19至21为根据本公开的实施例的元件拾取装置的俯视图，其仅为示意性地，不能视为对本公开的限定。另外，在图19至图21中，X表示液滴13朝向开口41移动的方向，以及Y表示液滴13离开开口41移动的方向。
参考图19，在步骤S801中，将液滴13导入流动通道5。
在本公开的实施例中，液滴13例如可以是水。
参考图20，在步骤S802中，使液滴13沿着流动通道5移动至开口41以通过液滴13吸附待拾取的元件。
参考图21，在步骤S803中，使液滴13沿流动通道5移动离开开口41以解吸附元件。
在本公开的实施例中，元件例如可以包括微型发光二极管芯片。
根据本公开的实施例，图22a和图22b示出了使用图1所示的元件拾取装置移动元件的示意图。需要说明的是，图22a和图22b为沿垂直于图1的截面的平面截取的截面图。
在该实施例中，参考图22a，使用抽吸装置(未示出)对液滴13施加第一压力F1以使液滴13移动至开口41，以吸附待拾取的元件14。该第一压力F1可以大于流动通道所在空间中的压力或者大于开口41所连通的外部空间中的压力。例如，通过液滴13形成的水膜15吸附待拾取的元件14。更具体地，通过水膜15的表面张力吸附待拾取的元件14。可以理解，水膜15是液滴13移动至开口41处后由于液体表面张力而在开口41背离第一基板1的一侧形成的。
参考图22b，使用抽吸装置对液滴13施加第二压力F2以使液滴13移动离开开口41，以解吸附元件14，例如以便将元件14转移至例如阵列背板的装置上。该第二压力F2与第一压力F1的方向不一致，其中，第二压力F2可以与第一压力F1的方向相反。
具体地，施加第二压力F2以使液滴13移动离开开口41，减小液滴13与元件14的表面的接触面积，从而减小了液滴13的表面张力的作用，最终使液滴13与元件14分离，由此完成元件14，例如，微型发光二极管芯片的转移。
根据本公开的实施例，图23a和图23b示出了使用图8所示的元件拾取装置移动元件的示意图。需要说明的是，图23a和图23b为沿垂直于图8的截面的平面截取的截面图。
在该实施例中，参考图23a，对第一电极6施加第一电压，使液滴13沿着流动通道5移动至开口41以通过液滴13吸附待拾取的元件14。对第一电极6施加第一电压包括：沿着朝向开口41的方向，依次对第一子电极61施加第一电压。
参考23b，对第一电极6施加第二电压，使液滴13沿流动通道5移动离开开口41以解吸附元件14。对第一电极6施加第二电压包括：沿着离开开口41的方向，依次对第一子电极61施加第二电压。
在该实施例中，参考图23c描述液滴13移动的原理。需要说明的是，图23c中的液滴13表示未施加第一电压的液滴形状，以及液滴13’表示施加了第一电压时的液滴形状。当需要使液滴13朝向开口41移动时，沿着朝向开口41的方向依次对第一子电极61施加第一电压。例如，当对第一子电极61’施加第一电压时，在液滴13的表面张力和液滴13内部的压力差的作用下，即，在电润湿作用下，液滴与第一疏水层7之间的接触角发生变化。具体地，接触角由θ变成θ’。也就是，接触角变小了。由此，使液滴朝向开口移动。
关于是液滴13沿着背离开口41的方向的移动的原理与上述类似，在此不再赘述。
根据本公开的实施例，图24a和图24b示出了使用图9所示的元件拾取装置移动元件的示意图。需要说明的是，图24a和图24b为沿垂直于图9的截面的平面截取的截面图。
在该实施例中，元件拾取装置还包括位于第二基板2与第二疏水层8之间的第二电极12。可选地，第二电极12可以接地。
在该实施例中，参考图24a，在对第一电极6施加第一电压时对第二电极8施加与第一电压不同的第三电压，使液滴13沿着流动通道5移动至开口41以通过液滴13吸附待拾取的元件14。
参考图24b，在对第一电极6施加第二电压时对第二电极12施加与第二电压不同的第四电压以解吸附元件14。
关于是液滴13移动的原理与如上关于图23c描述的类似，在此不再赘述。
在本公开的实施例中，在拾取元件14之前，对元件14的表面进行亲水处理，从而能够通过液滴13的表面张力吸附待拾取的元件14。
在本公开的实施例中，对元件14的表面进行亲水处理的方法包括对元件14的表面进行氧气等离子体处理或在元件14的表面涂覆表面活性剂。
具体地，对元件14的表面进行氧气等离子体处理，以在元件表面形成羟基。
作为示例，表面活性剂包括十二烷基硫酸钠(Sodium Dodecyl Sulfate，SDS，分子式为CH3(CH2)11OSO3Na)、聚乙二醇(Polyethylene Glycol，PEG)、聚乙烯醇(PolyvinylAlcohol，PVA)或聚甲基丙烯酸(Polymethacrylic Acid，PMAA)。
本公开的实施例提供的元件拾取装置及其制备方法、使用方法能够获得以下益处：利用物理张力转移元件，防止静电对元件的不良影响；采用数字微流控技术(即，使用本公开的实施例中的第一电极或第一电极和第二电极的技术)转移元件，使用液滴的消耗和用量很少，从而可以持续转移元件；以及采用薄膜晶体管阵列作为驱动电极的开关，可以精确控制液滴的行为，从而精确控制元件的拾取和放下。
以上为了说明和描述的目的提供了实施例的前述描述。其并不旨在是穷举的或者限制本申请。特定实施例的各个元件或特征通常不限于特定的实施例，但是，在合适的情况下，这些元件和特征是可互换的并且可用在所选择的实施例中，即使没有具体示出或描述。同样也可以以许多方式来改变。这种改变不能被认为脱离了本申请，并且所有这些修改都包含在本申请的范围内。

Claims (10)

1.一种元件拾取装置，包括：
相对设置的第一基板和第二基板；
间隔部，其位于所述第一基板与所述第二基板之间，其中所述间隔部彼此间隔以限定用于液体的流动通道；以及
元件拾取部，其包括位于所述第二基板中且与所述流动通道连通的开口，
其中，所述元件拾取装置通过所述液体中的液滴的表面张力来拾取元件，
其中，所述开口包括相互连通的第一部分和第二部分，所述第一部分位于所述第二基板的朝向所述第一基板的一侧，所述第二部分位于所述第二基板背离所述第一基板的一侧，
其中，所述第一部分在平行于所述第一基板所在的平面上的第一截面的大小与所述第一截面到所述第一基板的距离呈反比，所述第二部分在平行于所述第一基板所在的平面上的第二截面的大小与所述第二截面到所述第一基板的距离呈正比。
2.根据权利要求1所述的元件拾取装置，其中，至少所述开口的邻近所述第一基板的部分在所述第一基板上的正投影位于所述流动通道在所述第一基板上的正投影内。
3.根据权利要求2所述的元件拾取装置，其中，
所述开口包括间隔设置的第一开口和第二开口。
4.根据权利要求1所述的元件拾取装置，还包括：
第一电极，位于所述第一基板面向所述第二基板的一侧；
第一疏水层，位于所述第一电极面向所述第二基板的一侧；以及
第二疏水层，位于所述第二基板面向所述第一基板的一侧，
其中，所述第二疏水层在所述第一基板上的正投影与所述开口的邻近所述第一基板的部分在所述第一基板上的正投影不重叠，
所述第一电极包括多个第一子电极，所述多个第一子电极沿所述流动通道的延伸方向彼此间隔地设置。
5.根据权利要求4所述的元件拾取装置，还包括第二电极，其位于所述第二基板与所述第二疏水层之间，
其中，所述第二电极在所述第一基板上的正投影位于所述第二疏水层在所述第一基板上的正投影内。
6.一种制备权利要求1至5中任一项所述的元件拾取装置的方法，包括：
提供第一基板；
提供第二基板；
在所述第一基板或所述第二基板上形成间隔部，所述间隔部彼此间隔；
在所述第二基板上形成元件拾取部，所述元件拾取部被形成为包括位于所述第二基板中的开口；以及
接合所述第一基板和所述第二基板以使所述间隔部位于所述第一基板与所述第二基板之间以限定用于流体的流动通道，
其中，所述开口与所述流动通道连通，
其中，所述元件拾取装置通过所述流体中的液滴的表面张力来拾取元件。
7.一种根据权利要求1至5中的任一项所述的元件拾取装置的使用方法，包括：
将液滴导入所述流动通道；
使所述液滴沿着所述流动通道移动至所述开口以通过所述液滴吸附待拾取的元件，其中，所述元件拾取装置通过所述液滴的表面张力来吸附所述元件；以及
使所述液滴沿所述流动通道移动离开所述开口以解吸附所述元件。
8.根据权利要求7所述的元件拾取装置的使用方法，其中，
使所述液滴沿着所述流动通道移动至所述开口包括对所述液滴施加第一压力；以及
使所述液滴沿所述流动通道移动离开所述开口包括对所述液滴施加第二压力。
9.根据权利要求7所述的元件拾取装置的使用方法，其中，所述元件拾取装置还包括位于所述第一基板面向所述第二基板的一侧的第一电极、位于所述第一电极面向所述第二基板的一侧的第一疏水层以及位于所述第二基板面向所述第一基板的一侧的第二疏水层，所述方法包括：
对所述第一电极施加第一电压，使所述液滴沿着所述流动通道移动至所述开口以通过所述液滴吸附待拾取的元件；以及
对所述第一电极施加第二电压，使所述液滴沿所述流动通道移动离开所述开口以解吸附所述元件。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述元件拾取装置还包括位于所述第二基板与所述第二疏水层之间的第二电极，
其中对所述第一电极施加第一电压，使所述液滴沿着所述流动通道移动至所述开口以通过所述液滴吸附待拾取的元件还包括：
在施加所述第一电压时对所述第二电极施加与所述第一电压不同的第三电压，
使所述液滴沿所述流动通道移动离开所述开口以解吸附所述元件还包括：
在施加所述第二电压时对所述第二电极施加与所述第二电压不同的第四电压。
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