[发明专利]一种转印头、转印头阵列及微LED巨量转移方法

说明书

本发明公开了一种转印头、转印头阵列及微LED巨量转移方法，转印头包括基体和开设于基体上形状记忆聚合物容纳腔、微LED容纳腔，形状记忆聚合物容纳腔内设有形状记忆聚合物，多个转印头以阵列的形式安装在转移基板上组成转印头阵列；首先控制形状记忆聚合物处于第一形态，将转印头阵列对准需要转移的微LED，升温，使得形状记忆聚合物处于第二形态，形状记忆聚合物侧向膨胀挤压微LED，将微LED夹持，之后将微LED移动至目标基板，连接好LED后，降温，使得形状记忆聚合物恢复第一形态，释放LED，完成一次巨量转移。本发明结构简单，对微LED本身没有任何要求，转移效率高，成本低廉。

技术领域

本发明属于微器件制造领域，涉及一种微器件转移技术，具体涉及一种转印头、转印头阵列及微LED巨量转移方法，用于向目标基板传送一个或多个微器件的方法。

背景技术

目前显示器市场的主流技术是液晶显示(Liquid Crystal Display，LCD)和有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)。微LED（Micro-LED）显示技术是将1微米至100微米(μm)单位的LED芯片用作显示器的像素单元，相对于LCD 和OLED显示技术，其具有高量子效率、高对比度、高可视角度、高色域、极快的相应时间、易作为透明显示、长寿命等突出的优点，将逐渐成为下一代显示器的主流技术。

在微LED显示技术中的关键过程是将大量微LED芯片元件精确快速地转送到显示基板，此过程也被称为巨量转移。因微LED尺寸小至1 μm - 100 μm，因此无法使用以往的取放(pickplace)设备，需要一种以更高精确度进行移送的转印技术。关于这种转印技术，揭示如下所述的几种构造，但所揭示的各技术具有几个缺点。

美国LuxVue公司揭示了一种利用静电头实现静电吸附进而转印微LED的方法（中国注册专利申请号：CN201280067417.9）。这种方式的缺点在于：对转印对象表面的平整度以及转印对象的介电性有要求。韩国普因特公司揭示了一种利用多孔性材料构成吸附面而对微LED进行真空吸附和释放的方法（中国注册专利申请号：CN 201910433371.1）。这种方式的缺点在于：无法对单个LED进行局部操作。美国SelfArray公司揭示了一种通过周期性磁极阵列使得带有磁性的微LED自动地均匀分布在基板上（美国专利公开号：US 2018/0261570 A1）。这种方式的缺点在于：难以对不同颜色微LED进行单独转印。中国华灿光电公司揭示了一种通过将驱动电路板和微LED放入溶液中，Micro LED芯片在磁力的作用下固定安装在驱动电路板上，实现微LED的转印（中国注册专利申请号：CN 201710561814.6）。这种方式的缺点在于：需要在Micro LED芯片和目标基板上预制磁性，不能对单个LED进行局部操作。中国华星光电公司揭示了一种通过在中间基板上设置热失黏胶层，采用温度控制热失黏胶层的粘性实现对微LED的转印（中国注册专利申请号：CN 201911250235.5）。这种方式的缺点在于对单个LED进行局部操作较困难。中国京东方公司揭示了一种采用电致伸缩器件的进行电至伸缩作为微LED的转印头实现对微LED的转印（中国注册专利申请号：CN201910243046.9）。这种方式的缺点在于：对微LED的形状要求严格，转印头结构复杂，加工和修复成本高。中国三安光电公司揭示了一种采用光刻材料粘附微LED，并采用光刻工艺实现对微LED的释放，以实现微LED转印（中国注册专利申请号：CN 201711153705.7）。这种方式的缺点在于：转印一次就需要涂胶、加热、激光蚀刻、去胶等工艺，工艺繁琐，速度慢。

如上所述的现有技术分别存在诸如无法对单个微LED进行操作或者对微LED有预制磁性或者特定形状等要求。

[专利文献]

（专利文献1）中国注册专利申请号：CN201280067417.9；

（专利文献2）中国注册专利申请号：CN 201910433371.1；

（专利文献3）美国专利公开号：US 2018/0261570 A1；