集转移、检测和修补于一体的MicroLED的巨量转移装置及方法与流程

技术特征：
1.一种集转移、检测和修补于一体的micro led的巨量转移装置，其特征在于，包括半球形真空腔、位于半球形真空腔开口下方且与半球形真空腔紧密连接的光滑金属平板，该金属平板上具有矩阵分布的孔洞；金属平板的下表面与空气接触，在转移过程中将与micro led芯片接触，并拾取相应孔洞位置的micro led芯片；金属平板的上表面设有坏点检测装置与封口装置；micro led生长在镂空结构的源衬底上并经过切割形成独立的、可拾取的micro led芯片。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述金属平板与半球形真空腔采用不易发生形变的金属材料，金属平板的轮廓不限于与半球形真空腔底部开口相匹配的圆形轮廓，且金属平板的轮廓尺寸大于半球形真空腔底部开口尺寸，金属平板与半球形真空腔之间密封连接。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述孔洞的矩阵分布与待转移的micro led芯片阵列分布相同，孔洞贯穿金属平板；孔洞的圆心对准micro led芯片的中心位置，孔洞的开孔直径小于待转移的micro led芯片长或宽或对角线尺寸；孔洞开孔形状包括圆柱形。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述镂空结构中，待转移的micro led芯片与其底座之间的连接是作用力较弱的断裂键；所述断裂键能够稳定支撑micro led芯片而保证micro led芯片不会从源衬底脱落，并且在芯片上下表面气压差形成的压力作用下容易断裂；在所述镂空结构中，micro led芯片与底面镂空部分均沉浸在气体或液体环境中，在之后的转移过程中，气体或液体环境将与半球形真空腔内气体产生压强差，从而形成对micro led芯片的抓取作用力。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述镂空结构可被其它结构或工艺替代，但需在转移时保证micro led芯片与源衬底所在环境与半球形真空腔产生压强差。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述坏点检测装置与封口装置是一个行列交错的矩阵式电路，电路与金属平板之间通过镀上绝缘薄膜进行绝缘；坏点检测装置与封口装置包括一个信号处理模块，并且在每一个孔洞上都有一个坏点检测单元和封口单元；所述坏点检测装置与封口装置可通过与薄膜晶体管阵列制作工艺相通的包括光刻、刻蚀的技术实现。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述坏点检测单元能够检测出由于转移失败而形成于孔洞中的高速气流，并产生电信号；所述坏点检测单元在转移工艺开始时启动，在转移工艺全部完成后停止工作；在整个转移过程中，坏点检测单元始终检测对应孔洞的气体流速，当气体流速高于阈值时，坏点检测单元能够相应地发生电势变化，这个电势变化在经过信号处理模块处理后将对应地驱动封口单元作出反应。8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述封口单元由一个坚硬的固体薄片和微型电机组成，能够接收到经处理后的坏点检测单元的电信号并相应启动微型电机移动固体薄片，对孔洞进行封闭或开启；所述封口单元对电信号能够产生微弱磁性：当执行开启动作时，封口单元的两端磁性相同，相互排斥，使得孔洞开启；当执行关闭动作时，封口单元的两端磁性相反，相互吸引，使得孔洞关闭；孔洞开启时，外部气流可进入半球形真空腔内部；孔洞封闭后，外部气流无法进入半球形真空腔内部；当半球形真空腔完全封闭时，腔内真空度不发生变化；封口单元的开闭也可以采用包括电控、吸附、气压差的控制原理实现。
9.一种基于权利要求1
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8任一所述的集转移、检测和修补于一体的micro led的巨量转移装置的micro led的巨量转移方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、根据待转移的micro led芯片阵列排布制备金属平板及其孔洞，将转移装置的金属平板下表面孔洞与相应的micro led芯片中心精确对准并贴合；s2、对半球形真空腔抽真空，并将真空度维持在稳定值，使micro led芯片因上下表面气压差而吸附在金属平板上；s3、将转移装置平稳上移，使待转移的micro led芯片与其底座间的断裂键断开，从而脱离源衬底；出现掉落、吸附失败的孔洞将被相应坏点检测装置的坏点检测单元检测到高速气流，并被标记为坏点，再由相应封口装置的封口单元对相应孔洞进行封口，以保持转移装置内的真空状态；s4、将转移装置平稳移动至目标基板上方，精确对准位置后下移，使micro led芯片与目标基板上相应位置对准并接触；s5、对真空腔充气，使micro led芯片被气流按压在基板位置上，并紧密贴合；s6、将转移装置平稳上移，转移成功的孔洞将检测到相同的高速气流，由电子信号将这些孔洞标记为好点；若micro led芯片粘在孔洞上，将导致孔洞气体流速远低于高速气流的流速；流速远低于高速气流流速的孔洞将标记为坏点；s7、将转移装置返回源衬底上的micro led芯片上方，对开启的好点孔洞进行封口，对封口的坏点孔洞进行开启，再次进行s1
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s6转移micro led以补足目标基板上缺失的芯片单元；s8、当检测到所有孔洞均为好点并且转移完毕后，开启所有封闭的孔洞，进行对下一个micro led阵列的转移。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，半球形真空腔、金属平板的孔洞可根据实际需求进行形状的改良，坏点检测装置与封口装置可根据实际技术条件进行相同功能的其他形式变化。

技术总结
本发明涉及一种集转移、检测和修补于一体的Micro LED的巨量转移装置及方法。所述装置，包括半球形真空腔、位于半球形真空腔开口下方且与半球形真空腔紧密连接的光滑金属平板；当转移装置与Micro LED芯片紧密接触后，通过对真空腔抽真空，在芯片上下表面形成气压差，从而将芯片吸附在金属平板上，实现巨量转移。同时通过检测金属平板上孔洞的气体流速，对转移失败的芯片单元检测并标记，以便于补偿转移失败的芯片单元。本发明制备方法新颖，制作成本低，制备工艺简单，精确可控，并且能够很灵活地适应需要转移的Micro LED的不同阵列分布，能够检测和补偿转移失败的坏点。因此，是一种操作灵活、可行性高的巨量转移方案。可行性高的巨量转移方案。可行性高的巨量转移方案。


技术研发人员：陈恩果 陈铭禹 高方
受保护的技术使用者：福州大学
技术研发日：2021.07.02
技术公布日：2021/10/18