CN112967949A - 一种转移构件、转移装置及转移方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种转移构件、转移装置及转移方法，转移构件包括：控制单元，被配置为响应外部控制信号而给臂部单元施加作用力；与所述控制单元连接的臂部单元，所述臂部单元被配置为响应所述作用力而对微元件进行夹取操作、松开操作和夹取状态下的翻转操作。转移构件、转移装置及转移方法能够利用转移构件从待转移基板上夹取微元件后进行翻转，再放到接收基板上，实现了微元件从待转移基板到接收基板的转移，同时实现了对微元件进行翻转，因此，只需要经过一次转移，改善了微元件的相关转移技术。

Description

一种转移构件、转移装置及转移方法
技术领域
本发明涉及半导体器件领域，尤其涉及一种转移构件、转移装置及转移方法。
背景技术
微元件包括但不限于半导体器件，以微型发光二极管(Micro Light EmittingDiode，Micro-LED)为例，通常需要复杂、苛刻的制程，而且还涉及巨量转移的难题。
以Micro-LED为例，Micro-LED是新一代的显示技术，与现有的液晶显示相比具有更高的光电效率、更高的亮度、更高的对比度、更低的功耗，且还能结合柔性面板实现柔性显示。Micro-LED显示背板上包括若干像素区域，每个像素区域包括红光LED芯片、蓝光LED芯片、绿光LED芯片。在显示背板的制作过程中，首先需要在生长基板(WAFER)上制作便于转移的红绿蓝三种LED芯片，其次需要将红绿蓝三种LED芯片从各自的生长基板上转移到显示背板上，即进行Micro-LED芯片的巨量转移。相关芯片巨量转移技术中，通常需要先采用第一临时基板将生长基板上的micro-LED芯片转移到第二临时基板，再在第二临时基板上转移micro-LED芯片到显示背板，即需要经过至少两次转移。因此，相关芯片巨量转移技术中，转移次数较多；转移过程中涉及膠材粘合和分离，增加了芯片受损的风险，影响了芯片的良品率；多次转移还会造成芯片偏移、芯片变形等一系列不利后果，不利于显示背板的量产。
因此，如何改善微元件转移技术是亟需解决的问题。
发明内容
鉴于上述相关技术的不足，本申请的目的在于提供一种转移构件、转移装置及转移方法，旨在解决相关技术中，微元件转移方案不完善的问题。
一种转移构件，用于实现对微元件的转移，所述转移构件包括控制单元和臂部单元：
所述控制单元被配置为响应外部控制信号而给所述臂部单元施加作用力；
所述臂部单元与所述控制单元连接，所述臂部单元被配置为响应所述作用力而对所述微元件执行夹取操作、松开操作和夹取状态下的翻转操作。
上述转移构件，通过控制单元对臂部单元的驱动，能够实现对微元件执行夹取操作、松开操作和夹取状态下的翻转操作。以Micro-LED为例，由于生长基板上的发光二极管的电极是朝向远离生长基板一端的，在显示背板的制作过程中，需要将发光二极管从生长基板上转移到显示背板上，且需要将发光二极管的电极正对向显示背板上的放置位进行键合，因此，在对发光二极管的转移过程中，还需要将发光二极管进行180度的M倍的翻转，M为大于或等于1的奇数，才能实现将其电极正对向显示背板上的放置位。本申请利用上述转移构件从生长基板上夹取发光二极管后进行翻转，再放到显示背板上，便实现了发光二极管从生长基板到显示背板的转移，同时实现了对发光二极管进行翻转，因此，使用上述转移构件来转移发光二极管，则只需要经过一次转移，相比相关技术中多次转移而言，明显减少了转移次数，提高了转移效率，降低了微元件转移过程中受损、偏移、变形等风险，提升了微元件的良品率。
基于同样的发明构思，本申请还提供一种转移装置，包括：
转移基板；
阵列排布在所述转移基板上的多个上述转移构件。
上述转移装置具有阵列排布在转移基板上的多个上述转移构件，利用该转移构件从待转移基板上夹取微元件后进行翻转，再放到接收基板上，实现了微元件从待转移基板到接收基板的转移，同时实现了对微元件进行翻转，且只需要经过一次转移，相比相关技术中多次转移而言，明显减少了转移次数，提高了转移效率，降低了微元件转移过程中受损、偏移、变形等风险，提升了微元件的良品率。
基于同样的发明构思，本申请还提供一种转移方法，包括：
将上述转移装置中设置有转移构件的一面，朝向待转移基板中设置有微元件的一面；
控制所述转移构件对所述待转移基板上的所述微元件进行夹取；
控制夹取有所述微元件的转移构件执行翻转操作；
透过所述转移构件将翻转后的所述微元件转移至一接收基板进行绑定。
上述转移方法，利用转移装置中的转移构件从待转移基板上夹取微元件后进行翻转，再放到接收基板上，实现了微元件从待转移基板到接收基板的转移，同时实现了对微元件进行翻转，且只需要经过一次转移，相比相关技术中多次转移而言，明显减少了转移次数，提高了转移效率，降低了微元件转移过程中受损、偏移、变形等风险，提升了微元件的良品率。
附图说明
图1为本发明一种可选的实施例提供的转移构件的示意图；
图2为本发明另一种可选的实施例提供的转移构件的示意图；
图3为本发明一种可选的实施例提供的转移方法的流程示意图；
图4为图3所示转移方法的发光二极管状态示意图。
附图标记说明：
11-控制单元；12-臂部单元；111、431-第一控制子单元；112-第二控制子单元；121-第一臂部；122-第二臂部；123-第一连接部；421-第二臂部本体；422-夹取件、41-第一臂部。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。
相关技术中，从生长基板到显示背板，发光二极管需要经过至少两次转移，转移次数较多；转移过程中涉及膠材粘合和分离，增加了发光二极管受损的风险，影响了发光二极管的良品率；多次转移还会造成发光二极管偏移、变形等一系列不利后果，也不利于显示背板的量产。因此，如何改善发光二极管转移技术是亟需解决的问题。
基于此，本申请希望提供一种能够解决上述技术问题的方案，其详细内容将在后续内容中得以阐述。
一种可选的实施例：
本实施例提供的转移构件，通过控制单元对臂部单元的驱动，能够实现对微元件进行夹取操作、松开操作和夹取状态下的翻转操作。以Micro-LED为例，由于生长基板上的发光二极管的电极是朝向远离生长基板一端的，在显示背板的制作过程中，需要将发光二极管从生长基板上转移到显示背板上，且需要将发光二极管的电极正对向显示背板上的放置位进行键合，因此，在对发光二极管的转移过程中，还需要将发光二极管进行翻转，才能实现将其电极正对向显示背板上的放置位。本实施例利用该转移构件从生长基板上夹取发光二极管后进行翻转，再放到显示背板上，便实现了发光二极管从生长基板到显示背板的转移，同时实现了对发光二极管的翻转，因此，本实施例只需要经过一次转移。为了便于理解本实施例提供的转移构件，下面将参照相关附图对其进行更全面的描述，请参见图1所示，转移构件主要包括：控制单元11，以及与控制单元11连接的臂部单元12；其中，
控制单元11被配置为响应外部控制信号而给臂部单元12施加作用力；
臂部单元12被配置为响应该作用力而对微元件执行夹取操作、松开操作和夹取状态下的翻转操作。
应当理解的是，夹取状态下的翻转操作可以是预设角度的翻转，以Micro-LED为例，该预设角度可以为180度的M倍，M为大于或等于1的奇数。
应当理解的是，臂部单元12的结构和形状不做限定，作为一种示例，臂部单元可以包括若干个臂部组，各臂部组包括第一臂部、第一连接部以及通过第一连接部与第一臂部的一端活动连接的第二臂部。若干个臂部组一同协助实现对微元件进行夹取操作、松开操作和夹取状态下的翻转操作。臂部组可以为偶数，偶数个臂部组可以对称设置，例如2个臂部组对应发光二极管的2个对称侧面进行夹取操作、松开操作和夹取状态下的翻转操作；又如4个臂部组对应发光二极管的4个侧面进行夹取操作、松开操作和夹取状态下的翻转操作。
作为一种示例，第一连接部可以是齿轮轴，在夹取操作时，可以使第二臂部与第一臂部保持一定夹角，实现对微元件进行夹取；在翻转操作时，还可以配合第二臂部本体实现围绕第一臂部进行翻转。
作为一种示例，第二臂部可以包括第二臂部本体，以及与第二臂部本体连接的夹取件，作为另一种示例，第二臂部可以包括第二臂部本体、第二连接部、以及通过第二连接部与第二臂部本体连接的夹取件。前一种示例中，夹取件直接安装在第二臂部本体上，后一种示例中，夹取件通过第二连接部安装在第二臂部本体上，第二连接部可以是齿状卡合装置，其一端旋转可带动另一端旋转。
应当理解的是，不管是前一种示例，还是后一种示例，夹取件具有与微元件的侧面形状相适配的夹取面，例如夹取件具有平面形状的夹取面，利用夹取面与微元件的侧面在形状上的相适配，方便对微元件的夹取操作和夹取状态下的翻转操作。夹取件可以是压力感应件，当感应到一定压力时，实施对微元件的夹取操作。
应当理解的是，控制单元11的结构和形状不做限定，作为一种示例，控制单元11包括第一控制子单元和第二控制子单元，第一控制子单元与各第一臂部的另一端连接，第二控制子单元与第二臂部一一对应连接，第一控制子单元被配置为响应外部控制信号而给第一臂部施加第一作用力，第二控制子单元被配置为响应外部控制信号而给第二臂部施加第二作用力，第一臂部被配置为响应第一作用力而通过第一连接部带动第二臂部向微元件进行靠近，直到各第二臂部协作夹起微元件；第二臂部被配置为响应第二作用力而通过第一连接部围绕第一臂部进行翻转，且各第二臂部同步翻转。
在该示例中，通过同一个第一控制子单元对各个第一臂部施加第一作用力，通过各个第二控制子单元分别对对应的第二臂部施加第二作用力。当然，应当理解的是，第一控制子单元针对各个第一臂部施加的第一作用力的大小和方向可以相同或不同。在夹取操作和松开操作时，只需要第一控制子单元的控制，在翻转操作时，同时需要第一控制子单元和第二控制子单元的控制。
应当理解的是，第一臂部、第一连接部、第二臂部、第一控制子单元、第二控制子单元的结构和形状不做限定，图2作为一种示例，转移构件包括2个臂部组、1个第一控制子单元111、2个第二控制子单元112，各个臂部组包括1个第一臂部121、1个第二臂部122、1个第一连接部123。第一臂部121、第二臂部122为长条形状，第一连接部123在夹取操作时，可以使第二臂部122与第一臂部121稳固在一定夹角，实现对微元件进行夹取；在翻转操作时，第一连接部123还可以配合第二臂部122实现围绕第一臂部121进行翻转。第一控制子单元111与各个第一臂部121连接，第二控制子单元112与第二臂部122一一对应连接，第二控制子单元112可以设置在第二臂部122的内部，第一控制子单元111被配置为响应外部控制信号而给两个第一臂部121分别施加第一作用力，第二控制子单元112被配置为响应外部控制信号而给对应的第二臂部122施加第二作用力，各第一臂部121响应第一作用力而通过第一连接部123带动第二臂部122向微元件进行靠近，直到两个第二臂部122协作夹起微元件；第二臂部122响应第二作用力而通过第一连接部123围绕第一臂部121进行翻转，带动微元件进行翻转。
在一种示例中，第一控制子单元可以是齿轮卡盘。第二控制子单元可以是电磁感应线圈组件，电磁感应线圈组件可以包括定子(如铁芯)、电磁感应线圈以及转子，其中转子可以与第二臂部本体连接，可带动第二臂部本体围绕第一臂部进行翻转。
上述提供的转移构件，通过控制单元11对臂部单元12的驱动，能够实现对发光二极管进行夹取操作、松开操作和夹取状态下翻转操作。以Micro-LED为例，利用上述转移构件从生长基板上夹取发光二极管后进行翻转，再放到显示背板上，便实现了发光二极管从生长基板到显示背板的转移，同时实现了对发光二极管进行预设角度的翻转。因此，使用上述转移构件来转移发光二极管，则只需要经过一次转移，相比相关技术中多次转移而言，明显减少了转移次数，提高了转移效率，降低了微元件转移过程中受损、偏移、变形等风险，提升了微元件的良品率。
一种可选的实施例：
本实施例提供一种转移装置，为了便于理解本实施例提供的转移装置，下面对其进行更全面的描述，转移装置主要包括：转移基板，以及阵列排布在转移基板上的多个转移构件。
应当理解的是，转移构件的结构请参考本申请上文的描述内容。转移基板可为用于转移微元件的临时基板。由于微元件一般以阵列形式排布在生长基板上，为了与方便夹取，多个转移构件也以阵列形式排布在转移基板。转移构件两两之间的间隙可根据微元件两两之间的间隙来定。
应当理解的是，上述转移装置还可以包括控制电路，控制电路被配置为给上述转移构件中的控制单元提供控制信号。
本实施例提供的转移装置，利用转移装置中的转移构件从待转移基板上夹取微元件后进行翻转，再放到接收基板上，实现了微元件从待转移基板到接收基板的转移，同时实现了对微元件进行翻转，且只需要经过一次转移，相比相关技术中多次转移而言，明显减少了转移次数，提高了转移效率，降低了微元件转移过程中受损、偏移、变形等风险，提升了微元件的良品率。以Micro-LED为例，从生长基板上夹取发光二极管后进行翻转，再放到显示背板上，便实现了发光二极管从生长基板到显示背板的转移，同时实现了对发光二极管进行翻转。
一种可选的实施例：
本实施例提供一种转移方法，利用转移装置中的转移构件从待转移基板上夹取微元件后进行翻转，再放到接收基板上，实现了微元件从待转移基板到接收基板的转移，同时实现了对微元件进行翻转，且只需要经过一次转移，相比相关技术中多次转移而言，明显减少了转移次数，提高了转移效率，降低了微元件转移过程中受损、偏移、变形等风险，提升了微元件的良品率。为了便于理解本实施例提供的转移方法，下面将参照相关附图对其进行更全面的描述，请参见图3所示，转移方法主要包括：
S31、将转移装置中设置有转移构件的一面，朝向待转移基板中设置有微元件的一面。
应当理解的是，待转移基板包括但不局限于生长基板，也可以是临时基板。以Micro-LED为例，待转移基板上发光二极管的电极朝向远离待转移基板的方向。本步骤中还可以包括将微元件与转移构件进行对位。
S32、控制所述转移构件对所述待转移基板上的所述微元件进行夹取。
在转移构件中控制单元施加作用力的情况下，转移构件中各个第一臂部向中间收拢，第一臂部带动第二臂部向目标微元件靠近，进行夹取。
S33、控制夹取有所述微元件的转移构件执行翻转操作。
保持夹取状态下，通过所述转移构件对对应的微元件进行翻转。以Micro-LED为例，转移构件对发光二极管可以进行预设角度的翻转，该预设角度可以为180度的M倍，M为大于或等于1的奇数，应当理解的是，翻转操作之后，发光二极管的电极朝向远离转移基板的方向。
S34、透过所述转移构件将翻转后的所述微元件转移至一接收基板进行绑定。
应当理解的是，该步骤可以包括将所述转移装置中夹取有微元件的一面朝向接收基板，且将微元件与接收基板上的放置位进行对位，控制所述转移构件对对应的微元件进行松开操作，释放微元件至对应的放置位。
应当理解的是，S34之前，还可以包括：对所述微元件进行受损检测，并透过所述转移构件将检测结果为受损的微元件舍去。
应当理解的是，图4以Micro-LED为例，从图4中可以看出，初始状态下发光二极管的电极朝向远离生长基板的方向，第一步中需要将将转移装置中设置有转移构件的一面，朝向发光二极管；图4中转移构件中的臂部单元包括2个臂部组，且第二臂部包括第二臂部本体421，以及与第二臂部本体421连接的夹取件422,控制单元包括1个第一控制子单元431和2个第二控制子单元(未示出)，第一控制子单元431与两个第一臂部41连接，第二控制子单元与第二臂部本体421一一对应连接，且第二控制子单元设置在第二臂部本体421的内部；第二步中，夹取件422对应发光二极管的侧面进行夹取；第三步中，翻转操作之后，发光二极管的电极朝向远离转移基板的方向；第四步中，在夹取状态下，对发光二极管进行受损检测，舍去受损的发光二极管；第五步中，将夹取有发光二极管的一面朝向显示背板，且将发光二极管的电极与显示背板上的键合区进行对位，转移构件对对应的发光二极管进行松开操作，释放发光二极管至对应的键合区。
本实施例提供的转移方法，利用转移装置中的转移构件从待转移基板上夹取微元件后进行翻转，再放到接收基板上，实现了微元件从待转移基板到接收基板的转移，同时实现了对微元件进行翻转，且只需要经过一次转移，相比相关技术中多次转移而言，明显减少了转移次数，提高了转移效率，降低了微元件转移过程中受损、偏移、变形等风险，提升了微元件的良品率。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种转移构件，用于实现对微元件的转移，其特征在于，包括控制单元和臂部单元：
所述控制单元被配置为响应外部控制信号而给所述臂部单元施加作用力；
所述臂部单元与所述控制单元连接，所述臂部单元被配置为响应所述作用力而对所述微元件执行夹取操作、松开操作和夹取状态下的翻转操作。
2.如权利要求1所述的转移构件，其特征在于，所述臂部单元包括若干个臂部组，所述臂部组包括第一臂部、第一连接部以及通过所述第一连接部与所述第一臂部的一端活动连接的第二臂部。
3.如权利要求2所述的转移构件，其特征在于，所述第二臂部包括第二臂部本体，以及与所述第二臂部本体连接的夹取件；或者
所述第二臂部包括第二臂部本体、第二连接部、以及通过所述第二连接部与所述第二臂部本体连接的夹取件；
其中，所述夹取件具有与所述微元件的侧面形状相适配的夹取面。
4.如权利要求3所述的转移构件，其特征在于，所述夹取件包括：压力感应件。
5.如权利要求2至4任一项所述的转移构件，其特征在于，所述控制单元包括第一控制子单元和第二控制子单元，所述第一控制子单元与各所述第一臂部的另一端连接；所述第二控制子单元与所述第二臂部一一对应连接；
所述第一控制子单元被配置为响应外部控制信号而给所述第一臂部施加第一作用力；
所述第二控制子单元被配置为响应外部控制信号而给所述第二臂部施加第二作用力；
所述第一臂部被配置为响应所述第一作用力而通过所述第一连接部带动所述第二臂部向所述微元件进行靠近，直到各所述第二臂部协作夹起所述微元件；
所述第二臂部被配置为响应所述第二作用力而通过所述第一连接部围绕所述第一臂部进行翻转，且各所述第二臂部同步翻转。
6.如权利要求5所述的转移构件，其特征在于，所述第二控制子单元包括：电磁感应线圈组件。
7.一种转移装置，其特征在于，包括：
转移基板；
阵列排布在所述转移基板上的多个如权利要求1至6任一项所述的转移构件。
8.如权利要求7所述的转移装置，其特征在于，还包括控制电路，被配置为给所述转移构件中的控制单元提供控制信号。
9.一种转移方法，其特征在于，包括：
将如权利要求7或8所述的转移装置中设置有转移构件的一面，朝向待转移基板中设置有微元件的一面；
控制所述转移构件对所述待转移基板上的所述微元件进行夹取；
控制夹取有所述微元件的转移构件执行翻转操作；
透过所述转移构件将翻转后的所述微元件转移至一接收基板进行绑定。
10.如权利要求9所述的转移方法，其特征在于，所述将翻转后的所述微元件转移至一接收基板进行绑定的步骤之前，还包括：
对所述微元件进行受损检测，并透过所述转移构件将检测结果为受损的微元件舍去。
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