一种LED芯片转移装置、设备以及控制方法与流程

一种led芯片转移装置、设备以及控制方法
技术领域
1.本公开涉及显示技术领域，特别涉及一种led芯片转移装置、设备以及控制方法。


背景技术：

2.有机发光二极管(light emitting diode，led)具有寿命长、体积小、发射量低及耗电量低等优点，广泛应用于指示灯、照明以及面板显示等技术领域。微型led(micro-led)是一种新型的平面显示技术，例如，将发射红光、绿光和蓝光的不同micro-led器件以特定排布方式形成led阵列，可制作形成显示可用的像素阵列。与目前广泛应用的液晶显示器(liquid crystal display，lcd)相比，微型led显示器具备更好的对比度，更快的响应速度，更低的能耗。
3.由于微型led是以芯片的形式单独被制造出来，尺寸在微米量级，因此，在制作显示器件的过程中，需要将巨量的微型led芯片以特定的排布方式转移到同一目标基板上。目前已有的巨量转移技术方法：超声释放式技术，静电力吸附技术，磁力吸附技术，震荡力或风力技术等，虽然都能大批量转移micro led，但是在转移过程中的快速检测环节存在问题，这就使得转移良率难以保证。


技术实现要素：

4.本公开实施例的目的在于提供一种led芯片转移装置、设备以及控制方法，用以解决现有技术中led芯片转移良率较低的问题。
5.本公开的实施例采用如下技术方案：一种led芯片转移装置，包括：转移单元，用于粘附led芯片，并将所述led芯片转移至目标基板电路上；检测单元，用于在所述led芯片转移至所述目标基板电路之后，检测所述led芯片是否处于正常工作状态，并且在所述led芯片处于正常工作状态的情况下，控制所述转移单元实现所述led芯片脱离。
6.在一些实施例中，所述转移单元至少包括：由下至上依次设置的弹性印模层、透明阻隔层以及滤光膜，以及设置在所述弹性印模层、所述透明阻隔层和所述滤光膜外周的支撑框架；其中，所述弹性印模层远离所述透明阻隔层的一面用于粘附led芯片，所述弹性印模层、所述透明阻隔层以及所述支撑框架之间形成气室，所述气室设置有进气口，所述弹性印模层上还设置有用于排出气体的气道。
7.在一些实施例中，所述弹性印模层由聚二甲基硅氧烷材料制成。
8.在一些实施例中，所述支撑框架由不透光的硬性材料制成。
9.在一些实施例中，所述滤光膜的颜色与所述led芯片发出的光的颜色相同。
10.在一些实施例中，所述检测单元在检测所述led芯片处于正常工作状态时，控制所述进气口向所述气室内充入惰性气体，使所述气体从所述气道排出，实现所述led芯片与所述弹性印模层脱离。
11.在一些实施例中，所述检测单元至少包括：透明封装层、透明电极层、光敏电阻层、不透明电极层、基板、电源、电流计以及控制单元；其中，所述透明封装层、所述透明电极层、
所述光敏电阻层、所述不透明电极层以及所述基板由下至上依次设置，所述透明封装层、透明电极层、光敏电阻层、不透明电极层的外周还设置有所述支撑框架，所述支撑框架与所述基板连接，所述透明封装层远离所述透明电极层的一面与所述滤光膜远离所述透明阻隔层的一面连接；所述电源的第一极与所述透明电极层连接，所述电源的第二极与所述不透明电极层连接，所述电流计串联在所述电源的第二极与所述不透明电极层之间；所述控制单元与所述电流计以及所述进气口连接，用于根据所述电流计指示的当前电流值控制所述进气口的开启。
12.在一些实施例中，在所述led芯片处于正常工作状态的情况下，所述光敏电阻层的电阻减小，所述电流计所指示的当前电流值增加，所述控制单元具体用于：实时获取所述电流计的当前电流值；在所述电流计的当前电流值的增长幅度超过预设阈值的情况下，控制所述进气口向所述气室内充入惰性气体。
13.本公开的实施例还提供了一种led芯片转移设备，所述led芯片转移设备由多个上述的led芯片转移装置组成，所述多个led芯片转移装置之间按照阵列排布。
14.本公开的实施例还提供了一种led芯片转移的控制方法，包括：通过上述的led芯片转移装置的转移单元粘附led芯片并转移至目标基板电路上；检测所述led芯片是否处于正常工作状态，并且在所述led芯片处于正常工作状态的情况下，控制所述转移单元实现所述led芯片脱离。
15.本公开实施例的有益效果在于：通过转移单元和检测单元的设置，实现在led芯片的转移过程中，直接进行led芯片转移正确性的检测的步骤，以实现led芯片产品可用性的筛选，对于可以正常工作的led芯片可以脱离转移装置，对于损坏的led芯片可直接将其转移至其他位置进行更换或二次核验，保证只有正常工作的led芯片可以转移至目标基板上，进而提升led芯片转移过程中良率。
附图说明
16.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本公开第一实施例中led芯片转移装置的结构示意图。
具体实施方式
18.此处参考附图描述本公开的各种方案以及特征。
19.应理解的是，可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本公开的范围和精神内的其他修改。
20.包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且与上面给出的对本公开的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本公开的原理。
21.通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本公开的
这些和其它特性将会变得显而易见。
22.还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本公开进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本公开的很多其它等效形式，它们具有如权利要求的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。
23.当结合附图时，鉴于以下详细说明，本公开的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。
24.此后参照附图描述本公开的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本公开的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本公开模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本公开。
25.本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本公开的相同或不同实施例中的一个或多个。
26.led具有寿命长、体积小、发射量低及耗电量低等优点，广泛应用于指示灯、照明以及面板显示等技术领域。微型led是一种新型的平面显示技术，与目前广泛应用的液晶显示器相比，微型led显示器具备更好的对比度，更快的响应速度，更低的能耗。由于微型led是以芯片的形式单独被制造出来，尺寸在微米量级，因此，在制作显示器件的过程中，需要将巨量的微型led芯片以特定的排布方式转移到同一目标基板上。目前已有的巨量转移技术方法虽然都能大批量转移微型led，但是在转移过程中的快速检测环节存在问题，这就使得转移良率难以保证。
27.为了解决上述问题，本公开第一实施例提供了一种led芯片转移装置，其主要包括转移单元10以及检测单元20；其中，转移单元10主要用于粘附led芯片30，并在粘附led芯片30的过程中，将led芯片30转移至其对应待放置的目标基板电路上；检测单元20则主要用于在led芯片30转移至目标基板电路上之后进行led芯片30的工作状态的检测，并仅在led芯片30的处于正常工作状态下，控制转移单元10实现led芯片的脱离，即完成led芯片转移。
28.具体地，图1示出了本实施例所提供的led芯片转移装置的结构示意图。如图1所示，转移单元10主要包括由下至上依次设置的弹性印模层11、透明阻隔层12以及滤光膜13，同时还包括设置在上述层级结构外周的支撑框架14，用以进行结构支撑。
29.弹性印模层11远离透明阻隔层12的一侧(即图1中弹性印模层11的下方)用于粘取led芯片30，其截面形状可以参考图1所示的形状，将下方与led芯片接触的部分设置为半圆形，在便于粘取芯片的同时可以尽量减少其与led芯片之间的粘附面积，便于进行芯片脱离，当然也可以设置为其他便于进行led芯片粘取的形状，本实施例不进行具体限制。在一些实施例中，弹性印模层11的材料可选用聚二甲基硅氧烷，其为有机硅的一种，制作成本低廉，并且同芯片见具有良好的粘附性，便于对待转移的led芯片进行粘附。此外，聚二甲基硅氧烷弹性材料还具有较高的透光率，便于led芯片30在正常发光状态下所发出的光线透过弹性印模层11到达后续层级结构中。
30.透明阻隔层12主要起到平坦以及隔绝外界环境对装置内其他层级的影响的作用，其主要由透明氧化物制备形成，例如氮氧化硅等。并且，在弹性印模层11、透明阻隔层12以及相应部分的支撑框架14之间合围形成气室15，并且在气室15内设置进气口16，用以向气
室15内注入气体；相应地，弹性印模层11上还设置有用于排出气体的气道17。在检测单元20检测led芯片30处于正常工作状态时，即可控制进气口16向气室15内充入气体，此时气体可沿气道17向装置外排出，进而对led芯片30产生稳定冲击力，使led芯片30脱离弹性印膜层11。在一些实施例中，充入的气体可以为任意一种惰性气体，在实际使用时可使用成本较低、获取较为方便的氮气作为充入的气体。
31.滤光膜13则根据待转移的led芯片30的颜色不同，选用不同颜色的滤光膜，例如led芯片30为红色led时，对应滤光膜13则选用红色滤光膜，即只允许红光透过滤光膜13到达检测单元20处。在实际使用时，滤光膜13在转移装置内固定，且更换滤光膜13的步骤可能较为繁琐，因此在转移不同颜色的led芯片时可选用带有不同颜色滤光膜的转移装置，保证后续对led芯片的工作状态的检测可以正确进行，若led芯片30所发出的光的颜色与滤光膜13颜色不同，则即便led芯片30可以正常被点亮，由于其所发出的光线无法透过滤光膜13到达检测单元20，检测单元20也会默认为当前led芯片30没有处于正常的工作状态，此时需要将其转移至其他位置进行释放。
32.在本实施例中，检测单元20至少包括由下至上依次设置的透明封装层21、透明电极层22、光敏电阻层23、不透明电极层24、基板25，以及与透明电极层22和不透明电极层24连接的电源26、设置在电源26与不透明电极层24之间的电流计27以及与电流计27以及进气口15之间连接的控制单元28。其中，透明封装层21、透明电极层22、光敏电阻层23、不透明电极层24的外周同样设置有支撑框架14，用以对上述各个层级进行支撑，并遮挡外部光线，同时，不透明的基板25与支撑框架14连接，使转移装置内部被密封起来，降低外界环境对光敏电阻层23的影响。
33.进一步地，检测单元20的透明封装层21远离透明电极层22的一面(即图1中透明封装层21的下面)与转移单元10的滤光膜13远离透明阻隔层12的一面(即图1中滤光膜13的上面)连接，使led芯片所发出的光线经过透明阻隔层12、滤光膜13、透明封装层21、透明电极层22后到达光敏电阻层23。光敏电阻层23由硫化镉或硒化镉等半导体材料制成，在受到光照时其阻值迅速降低，由于其两侧设置有电极，并且电极连接有电源26，同时电路中串联有电流计27，在光敏电阻层23收到led芯片30的光线照射时，其电阻迅速降低，电流计27所检测到的当前电流值会显著增加。因此，在led芯片30被放置在目标基板电路上时，若其可以正常发光，并且所发出的光可以透过滤光膜13时，其可以直接照射至光敏电阻层23上使其电阻减小，电流计27指示的当前电流值增加，此时，控制单元28实时获取电流计27所指示的当前电流值，在当前电流值的增长幅度超过预设阈值的情况下，控制单元28确定当前led芯片处于正常工作状态，则控制进气口16开启并向气室15内充入气体，使led芯片30在气体冲击下与弹性印模层11脱离，实现对led芯片的检测和转移。需要注意的是，预设阈值的大小可根据光敏电阻层23的材料、电源26所提供的电压值、两侧电极的材料进行确定，本实施例不限制其具体值。
34.需要注意的是，电源26在分别与透明电极层22以及不透明电极层24连接时，可设置其第一极与透明电极层22连接，其第二极与不透明电极层24连接，电流计27则串联在电源26的第二极与不透明电极层24之间。图1所示的电源26的正极与不透明电极层24连接，负极与透明电极层22连接，在实际连接时，也可负极连接不透明电极层24，正极连接透明电极层22，只要能保证电流计27获取到电路中的电流变化情况即可。
35.在一些实施例中，为了降低外界光线对光敏电阻层23的影响，支撑框架14可选用不透明的硬性材料制成，例如聚醚酰亚胺材料，其强度较高可以起到较好的支撑作用。另外，基板25的材料可以选择玻璃或塑料等具有支撑性的材料；透明封装层21用以对透明电极层22、光敏电阻层23以及不透明电极层24进行封装以隔绝外界水氧作用，封装使用的材料可以是透明的氧化物、聚合物，例如氮氧化硅、有机玻璃等；透明电极层22可选用透明的导电材料制备，例如氧化铟锡ito、氧化锌zno等，不透明电极层24不仅参与形成光电信号转换电路，还起到了隔离外界光线的作用，例如，它可以使用ito和银(ag)的组合来制备。
36.需要注意的是，由于单个led芯片的发光强度有限，为了避免外界环境内的光线对光敏电阻层23产生影响，本实施例所提供的转移装置优选设置在黑暗环境下工作。
37.下面以转移红色led芯片为例，当转移装置粘取led芯片至目标基板时，当led芯片与目标基板上的电路接触，led芯片会随之点亮，因此，led芯片所发出的光向上投射，到达滤光膜13。当滤光膜13为红色滤光膜时，led芯片的光就能透过滤光膜到达检测单元20，又由于透明封装层21、透明电极层22均为透明材料制成，光线可投过这两层材料到达光敏电阻层23。此时光敏电阻层23由于受到光照，电阻值会显著减小，相应的检测回路电阻显著减小，检测回路的电流会显著增大，即电流计27的示数显著增大。当检测回路电流显著增大并超过预设阈值时，控制单元28发出指令以开启进气口16，向气室15内充入氮气。氮气向下通过气道17后，对led芯片产生稳定冲击力，致使led芯片脱离弹性印模层11。这样一来，led芯片就完成了在目标基板上的转移。
38.应当了解的是，如果弹性印模层11粘取的是绿光led芯片时，芯片发出的绿光向上投射能够透过透明阻隔层12，但是其无法透过红色的滤光膜13。因此，上方的检测单元20无法检测到光强，进而回路电流无法显著增大。此时，控制单元28不会发出指令，气室内无氮气充入，led芯片就无法脱离弹性印模，避免了错误颜色的led芯片的转移。无法脱离的led芯片将被转移装置转移到白光区域进行释放，并由检测人员进行后续的更换或者维修处理。而对于安装有红色滤光膜的转移装置转移红色led芯片时，如果此时红色led芯片出现损坏不能点亮，转移装置仍然不会释放该芯片，以避免转移损坏的led芯片，影响转移良率。
39.本实施例通过转移单元和检测单元的设置，实现在led芯片的转移过程中，直接进行led芯片转移正确性的检测的步骤，以实现led芯片产品可用性的筛选，对于可以正常工作的led芯片可以脱离转移装置，对于损坏的led芯片可直接将其转移至其他位置进行更换或二次核验，保证只有正常工作的led芯片可以转移至目标基板上，进而提升led芯片转移过程中良率。
40.本公开的第二实施例提供了一种led芯片转移设备，该设备由多个第一实施例所提供的led芯片转移装置组成，多个led芯片转移装置之间按照阵列方式进行排布。具体地，每个第一实施例所提供的led芯片转移装置在转移检测时只能针对一个led芯片进行粘附和检测，而对于一个显示面板来说，其需要大量的led芯片形成，若每次仅针对单个led芯片进行转移，则需要较长的时间完成转移和检测步骤。因此，可通过将多个led芯片检测装置按照实际led芯片待放置的位置进行排列，在进行led芯片转移时，同时转移并检测多个led芯片，对于可以正常工作且颜色对应的led芯片可以正常脱离转移装置，对于由损坏或者颜色不符的led芯片则无法与转移装置脱离，可后续转移至白光区域进行释放。
41.本公开第三实施例提供了一种led芯片转移的控制方法，其在第一实施例所提供
的led芯片转移装置的转移单元粘附led芯片并转移至目标基板电路上之后，进行led芯片是否处于正常工作状态的检测，并在检测结果为led芯片处于正常工作状态的情况下，控制转移单元实现led芯片的脱离。具体地，其可以通过实时获取电流计的当前电流值，在其增加幅度超过预设阈值时，控制进气口开启，向气室充入气体，气体通过气道实现对led芯片的冲击，使其脱离转移单元，完成芯片转移。
42.以上对本公开多个实施例进行了详细说明，但本公开不限于这些具体的实施例，本领域技术人员在本公开构思的基础上，能够做出多种变型和修改实施例，这些变型和修改都应落入本公开所要求保护的范围之内。