CN112234019B - 转移膜、转移组件和微器件曲面转移方法 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种转移膜、转移组件和微器件曲面转移方法，涉及微器件转移领域。该转移膜包括基底层、吸水层和拾取层，吸水层的一侧与基底层连接，另一侧和拾取层连接，基底层用于在吸水层吸水后与吸水层分离；拾取层用于拾取微器件，并用于将微器件转移至待转移基底上。该转移膜能完成微器件的转移，既适用于微器件从平面基底到平面基底的转移，也适用于平面基底到曲面基底的转移，转移方法简单，效率高。

Description

转移膜、转移组件和微器件曲面转移方法

技术领域

本发明涉及微器件转移技术领域，具体而言，涉及一种转移膜、转移组件和微器件曲面转移方法。

背景技术

电子设备通常是按照平面布局制造的，但许多新兴应用中，比如从光电子到可穿戴设备，都需要三维曲面结构。由于缺乏有效的制造技术，在曲面上制造电子器件非常具有挑战性。

现有技术中，利用软性转印头的形变特性，可初步实现从平面到曲面的微器件转印，但转印过程取决于转印头自身的形变，可控性不高，容易造成转印过程中器件因应力的损伤。因此，有必要研发一种针对曲面结构的微器件转移技术，将微器件转印到曲面上。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种转移膜、转移组件和微器件曲面转移方法，其能够实现微器件从平面基底转移至平面基底，也可以实现微器件从平面基底转移至曲面基底，转移效率高，可操作性强。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明实施例提供一种转移膜，包括基底层、吸水层和拾取层，所述吸水层的一侧与所述基底层连接，另一侧和所述拾取层连接，所述基底层用于在所述吸水层吸水后与所述吸水层分离；所述拾取层用于拾取微器件，并用于将所述微器件转移至待转移基底上。

在可选的实施方式中，所述基底层包括第一基底和设于所述第一基底上的第一黏附层，所述第一黏附层与所述吸水层连接，所述第一黏附层用于在所述吸水层吸水后与所述吸水层分离。

在可选的实施方式中，所述第一黏附层靠近所述吸水层的一侧设有分离孔。

在可选的实施方式中，所述拾取层远离所述吸水层的一侧设有保护层。

在可选的实施方式中，所述拾取层采用第二黏附层，所述第二黏附层以粘接方式拾取所述微器件。

第二方面，本发明实施例提供一种转移组件，包括待转移基底和前述实施方式中任一项所述的转移膜，所述转移膜包括基底层、吸水层和拾取层，所述吸水层的一侧与所述基底层连接，另一侧和所述拾取层连接，所述基底层用于在所述吸水层吸水后与所述吸水层分离；所述拾取层用于拾取微器件，并用于将所述微器件转移至待转移基底上；

所述待转移基底设于所述拾取层远离所述吸水层的一侧，所述待转移基底用于承接所述拾取层上的所述微器件。

在可选的实施方式中，所述待转移基底包括曲面衬底和第三黏附层，所述第三黏附层设于所述曲面衬底上，所述第三黏附层用于承接所述拾取层上的所述微器件。

第三方面，本发明实施例提供一种微器件曲面转移方法，转移膜包括依次设置的基底层、吸水层和拾取层；所述微器件曲面转移方法包括：

所述拾取层拾取微器件；

所述转移膜和所述微器件共同浸入水中；所述吸水层吸水，以使所述吸水层和所述基底层分离；

取出所述基底层，以使所述吸水层、所述拾取层和所述拾取层上的微器件浮在水面；

将曲面基底浸于水中，且设于所述微器件远离拾取层的一侧，以使所述微器件附着于所述曲面基底上；

将所述曲面基底、所述微器件、所述拾取层和所述吸水层共同移出水面；

去除所述拾取层和所述吸水层。

在可选的实施方式中，所述基底层包括第一基底和设于所述第一基底上的第一黏附层，所述第一黏附层靠近所述吸水层的一侧设有分离孔；

所述吸水层吸水，以使所述吸水层和所述基底层分离的步骤中：

所述吸水层吸水，以使水渗入所述分离孔，所述第一黏附层的粘性降低，所述吸水层与所述第一黏附层分离。

在可选的实施方式中，将所述曲面基底、所述微器件、所述拾取层和所述吸水层共同移出水面的步骤后，还包括：

烘干所述曲面基底、所述微器件、所述拾取层和所述吸水层。

本发明实施例的有益效果包括，例如：

本发明实施例提供的转移膜，包括依次设置的基底层、吸水层和拾取层，吸水层吸水后可与基底层分离，拾取层用于拾取微器件，并用于将微器件转移至待转移基底上。待转移基底不限于平面基底或曲面基底，该转移膜可以实现器件从平面基底转移至平面基底，也可以实现微器件从平面基底转移至曲面基底，转移效率高，可操作性强。

本发明实施例提供的转移组件，包括待转移基底和上述的转移膜，待转移基底设于拾取层远离吸水层的一侧，用于承载拾取层上的微器件，可以实现微器件的转移，可操作性强，转移效率高。

本发明实施例提供的微器件曲面转移方法，拾取层拾取微器件后浸入水中，以使吸水层和基底层分离，这样可以使得吸水层和拾取层浮在水面；再将曲面基底浸入水中并位于拾取层远离吸水层的一侧，以便于拾取层上的微器件附着在曲面基底上，最后将曲面基底、微器件、拾取层和吸水层共同移出水面，去除拾取层和吸水层，完成微器件的曲面转移。该微器件曲面转移方法原理简单，操作方便，可行性强，转移效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的转移膜的结构示意图；

图2为本发明第一实施例提供的转移膜的分解结构示意图；

图3为本发明第二实施例提供的待转移基底的结构示意图；

图4为本发明第二实施例提供的微器件曲面转移方法的步骤示意框图；

图5为本发明第二实施例提供的微器件曲面转移方法的示意图一；

图6为本发明第二实施例提供的微器件曲面转移方法的示意图二；

图7为本发明第二实施例提供的微器件曲面转移方法的示意图三；

图8为本发明第二实施例提供的微器件曲面转移方法的示意图四；

图9为本发明第二实施例提供的微器件曲面转移方法的示意图五；

图10为本发明第二实施例提供的微器件曲面转移方法的示意图六；

图11为本发明第二实施例提供的微器件曲面转移方法的示意图七。

图标：100-转移膜；110-基底层；111-第一基底；113-第一黏附层；115-分离孔；120-吸水层；130-拾取层；140-保护层；150-微器件；200-待转移基底；210-曲面衬底；220-第三黏附层；10-水面。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

第一实施例

请参考图1和图2，本实施例提供了一种转移膜100，包括基底层110、吸水层120和拾取层130，吸水层120的一侧与基底层110连接，另一侧和拾取层130连接，基底层110用于在吸水层120吸水后与吸水层120分离；拾取层130用于拾取微器件150，并用于将微器件150转移至待转移基底200上。需要说明的是，待转移基底200可以是平面的，也可以是曲面的，这里不作具体限定。即该转移膜100既可以用于将微器件150从平面基底转移至平面基底上，也可以用于将微器件150从平面基底转移至曲面基底上。本实施例中，待转移基底200主要以曲面基底为例进行说明。

基底层110包括第一基底111和设于第一基底111上的第一黏附层113，第一黏附层113与吸水层120连接，第一黏附层113用于在吸水层120吸水后与吸水层120分离。可选地，第一基底111作为支撑基材，可以采用PET(Polyethylene terephthalate，热塑性聚酯)等材质。第一黏附层113与第一基底111可以采用扣接或粘接等方式连接，这里不作具体限定。进一步地，第一黏附层113靠近吸水层120的一侧设有分离孔115，即第一黏附层113远离第一基底111的一侧设有分离孔115，分离孔115的形状、大小以及分布密度可以根据实际情况，灵活设定，这里不作具体限定。本实施例中，由于该转移膜100主要由于微器件150的转移，在第一黏附层113上设置纳米级或微米级的分离孔115更为适宜，当然，也可以设置尺寸更大的分离孔115，比如毫米级，这里不作具体限定。通过设置分离孔115，当吸水层120吸水后，水更容易渗入分离孔115中，以使第一黏附层113和吸水层120之间的粘附力减小，更有利于第一黏附层113和吸水层120分离。可选地，第一黏附层113采用聚丙烯，在聚丙烯的表面设置密集排布的多个纳米级或微米级分离孔115。

需要说明的是，第一黏附层113上分离孔115的作用是为了使水渗入分离孔115后，以减小第一黏附层113和吸水层120之间的粘附力。在其它可选的实施方式中，也可以在第一黏附层113上开设沟槽或沟道等，以替代分离孔115，这里不作具体限定。

容易理解，吸水层120可以采用木浆或柔性薄膜等，吸水层120与第一黏附层113依靠第一黏附层113本身粘附力实现粘接，当吸水层120遇水后，会导致第一黏附层113和吸水层120之间的粘附力减弱，以使第一黏附层113和吸水层120分离。

本实施例中，拾取层130采用第二黏附层，第二黏附层以粘接方式拾取微器件150。可以理解，第二黏附层覆盖在吸水层120远离第一黏附层113的一侧，第二黏附层通过自身粘附力与吸水层120实现粘接，由于第二黏附层的材料特性，在吸水层120遇水后不会失去粘性，即在水中，吸水层120和第二黏附层也能保持良好的粘附力，粘接在一起。在第二黏附层完成微器件150的转移后，可以通过其它方式使第二黏附层和吸水层120分离。

进一步地，拾取层130即第二黏附层远离吸水层120的一侧设有保护层140。在拾取微器件150之前，保护层140贴附在拾取层130表面，对拾取层130起到保护作用，以保持第二粘附层具有良好的粘附力。使用过程中，需要撕开保护层140，将第二黏附层露出，以便于第二黏附层通过粘接方式拾取微器件150。

本实施例提供的转移膜100，撕开保护层140后，第二黏附层用于通过粘附力拾取微器件150，再将基底层110、吸水层120、拾取层130和微器件150共同浸入水中，吸水层120吸水后，水渗入基底层110中的第一黏附层113的分离孔115中，使第一黏附层113和吸水层120之间的粘附力减弱，以使第一黏附层113与吸水层120分离，即基底层110和吸水层120分离。将分离后的基底层110从水中移出，吸水层120和拾取层130即浮在水面10，这样可以将待转移基底200放入水中，待转移基底200从拾取层130下方将微器件150、拾取层130和吸水层120从水面10捞出，以使第二黏附层上的微器件150转移到其他待转移基底200上，实现微器件150的转移。

第二实施例

请参考图3，本发明实施例提供了一种转移组件，包括待转移基底200和前述实施方式中任一项的转移膜100，待转移基底200设于拾取层130远离吸水层120的一侧，待转移基底200用于承接拾取层130上的微器件150。待转移基底200包括第二基底和第三黏附层220，第三黏附层220设于第二基底上，第三黏附层220用于承接拾取层130上的微器件150。第二基底包括但不限于平面基底和曲面基底。本实施例中，主要实现微器件150转移到曲面的转移方法，即第二基底采用曲面衬底210。当然，在其他实施方式中，第二基底也可以是平面基底，这里不作具体限定。

本实施例中，曲面衬底210为弧形曲面，在其他可选的实施方式中，曲面衬底210的形状也可以适当变化，比如是波浪形或其他曲面形状，这里不作具体限定。第三黏附层220设于曲面衬底210上，可选地，第三黏附层220覆盖在曲面衬底210的表面上，可以通过第三黏附层220本身粘性与曲面衬底210结合在一起，当然，第三黏附层220与曲面衬底210也可以采用粘接或扣接等其他方式固定连接。容易理解，第三黏附层220的粘性力在水中不会减弱或消失。

请参考图4，本发明实施例提供的一种微器件150曲面转移方法，采用上述的转移组件，即通过转移膜100将微器件150转移到待转移基底200上，实现微器件150的曲面转移。具体的，微器件150曲面转移方法主要包括以下步骤：

S100：拾取微器件150。如图5，转移膜100包括依次设置的基底层110、吸水层120、拾取层130和保护层140。撕开保护层140，拾取层130即第二黏附层露出，拾取层130通过粘附力拾取微器件150。

S200：转移膜100和微器件150共同浸入水中。如图6，拾取层130拾取微器件150后，转移膜100和微器件150一同浸入水中。可选的，转移膜100和微器件150一起漂浮在水面10，从水面10往水底的方向，依次为第一基底111、第一黏附层113、吸水层120、第二黏附层和微器件150。

S300：吸水层120和基底层110分离。如图7，在水中，吸水层120吸水，并且水渗入到第一黏附层113的分离孔115中，第一黏附层113的粘接力减小，使第一黏附层113和吸水层120之间的结合力减弱，直至消失，最终第一黏附层113和吸水层120在水中分离。

S400：取出基底层110。如图8，吸水层120和基底层110分离后，将第一基底111和第一黏附层113作为整体捞出水面10，即把第一基底111和第一黏附层113从水中移出。此时，吸水层120、拾取层130和拾取层130上的微器件150浮在水面10，从水面10往水底的方向，依次为吸水层120、第二黏附层和微器件150。

S500：在水中放入待转移基底200以使微器件150附着于待转移基底200上。如图9，可选地，待转移基底200采用曲面基底。曲面基底包括曲面衬底210和第三黏附层220，第三黏附层220覆盖在曲面衬底210的表面上。将曲面基底放入水中，且设于微器件150的下方，第三黏附层220位于微器件150远离拾取层130的一侧，即第三黏附层220位于微器件150的正下方，曲面衬底210位于第三黏附层220远离微器件150的一侧，在水压作用下，微器件150附着于第三黏附层220的表面。

S600：将曲面基底、微器件150、拾取层130和吸水层120共同移出水面10。如图10，可选地，待微器件150贴合在第三黏附层220的表面后，曲面基底从水下将微器件150、拾取层130和吸水层120捞离出水面10。并进行烘干处理，将曲面基底、微器件150、拾取层130和吸水层120烘干。烘干步骤有利于增加微器件150和第三黏附层220之间的粘接力，使微器件150牢固地结合在第三黏附层220表面。

S700：去除拾取层130和吸水层120。如图11，烘干步骤后，将拾取层130和吸水层120移除。可选地，烘干步骤后，微器件150牢固地粘接到第三黏附层220上，再依次去除吸水层120和拾取层130，以使微器件150保留在第三黏附层220上，完成微器件150的曲面转移。

该微器件150曲面转移方法原理简单，易于操作，可操作性强，可以实现将微器件150大量转移至曲面基底上，克服现有技术的不足，转移过程中不会对微器件150造成损伤，可控性好。对于不规则的3D曲面也能实现微器件150的转移，转移效率高，转移质量好。

本实施例中未提及的其它部分内容，与第一实施例中描述的内容相似，这里不再赘述。

综上所述，本发明实施例提供了一种转移膜100、转移组件和微器件150曲面转移方法，既能实现微器件150从平面基底转移至平面基底上，也能实现微器件150从平面基底转移至曲面基底上，转移过程中可控性好，易于操作，不会对微器件150造成损伤，对于不规则的3D曲面也能实现微器件150的转移，转移效率高，转移质量好，具有极大的推广应用价值。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种转移膜，其特征在于，包括基底层、吸水层和拾取层，所述吸水层的一侧与所述基底层连接，另一侧和所述拾取层连接，所述基底层用于在所述吸水层吸水后与所述吸水层分离；所述拾取层用于拾取微器件，并用于将所述微器件转移至待转移基底上；

所述基底层包括第一基底和设于所述第一基底上的第一黏附层，所述第一黏附层与所述吸水层连接，所述第一黏附层用于在所述吸水层吸水后与所述吸水层分离；

所述第一黏附层靠近所述吸水层的一侧设有分离孔。

2.根据权利要求1所述的转移膜，其特征在于，所述拾取层远离所述吸水层的一侧设有保护层。

3.根据权利要求1所述的转移膜，其特征在于，所述拾取层采用第二黏附层，所述第二黏附层以粘接方式拾取所述微器件。

4.一种转移组件，其特征在于，包括待转移基底和权利要求1至3中任一项所述的转移膜，所述待转移基底设于所述拾取层远离所述吸水层的一侧，所述待转移基底用于承接所述拾取层上的所述微器件。

5.根据权利要求4所述的转移组件，其特征在于，所述待转移基底包括曲面衬底和第三黏附层，所述第三黏附层设于所述曲面衬底上，所述第三黏附层用于承接所述拾取层上的所述微器件。

6.一种微器件曲面转移方法，其特征在于，转移膜包括依次设置的基底层、吸水层和拾取层，所述基底层包括第一基底和设于所述第一基底上的第一黏附层，所述第一黏附层与所述吸水层连接，所述第一黏附层靠近所述吸水层的一侧设有分离孔；所述微器件曲面转移方法包括：

所述拾取层拾取微器件；

所述转移膜和所述微器件共同浸入水中；所述吸水层吸水，以使所述吸水层和所述第一黏附层分离；

取出所述基底层，以使所述吸水层、所述拾取层和所述拾取层上的微器件浮在水面；

将曲面基底浸于水中，且设于所述微器件远离拾取层的一侧，以使所述微器件附着于所述曲面基底上；

将所述曲面基底、所述微器件、所述拾取层和所述吸水层共同移出水面；

去除所述拾取层和所述吸水层。

7.根据权利要求6所述的微器件曲面转移方法，其特征在于，所述基底层包括第一基底和设于所述第一基底上的第一黏附层，所述第一黏附层靠近所述吸水层的一侧设有分离孔；

所述吸水层吸水，以使所述吸水层和所述基底层分离的步骤中：

所述吸水层吸水，以使水渗入所述分离孔，所述第一黏附层的粘性降低，所述吸水层与所述第一黏附层分离。

8.根据权利要求6所述的微器件曲面转移方法，其特征在于，将所述曲面基底、所述微器件、所述拾取层和所述吸水层共同移出水面的步骤后，还包括：

烘干所述曲面基底、所述微器件、所述拾取层和所述吸水层。

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