用于显示像素的半导体发光装置的磁体单元和使用该磁体单元的自组装装置的制作方法

实施例涉及自组装装置，该自组装装置用于显示像素的半导体发光装置。具体地，实施例涉及能够控制用于显示像素的半导体发光装置的方向的磁体单元和使用该磁体单元的自组装装置。

背景技术：

1、用于实现大面积显示器的技术包括液晶显示器(lcd)、oled显示器和微型led(micro-led)显示器。

2、微型led显示器是使用微型led作为显示装置的显示器，该微型led是具有100μm或更小的直径或横截面积的半导体发光装置。

3、由于微型led显示器使用微型led(其为半导体发光装置)作为显示装置，因此在诸如对比度、响应速度、颜色再现率(color reproduction rate)、视角、亮度(brightness)、分辨率、寿命、发光效率和辉度(luminance)等许多特性中具有优异的性能。

4、特别地，微型led显示器能够以模块化方式分离和组合屏幕。

5、因此，微型led显示器具有自由地调整尺寸或分辨率的优点以及能够实现柔性显示器的优点。

6、然而，存在的技术问题在于：因为对于大的微型led显示器需要超过数百万的半导体发光装置，所以难以快速且准确地将半导体发光装置传输到显示面板。

7、最近已开发的传输技术包括拾取和放置(pick and place，取放)过程、激光剥离方法或自组装方法。

8、其中，自组装方法是半导体发光装置自身在流体中找到组装位置的方法，是实现大屏显示装置的有利方法。

9、近来，虽然在美国专利第9,825,202号等中提出了适用于自组装的微型led结构，但是对通过微型led的自组装来制造显示器的技术的研究仍然不足。

10、特别地，在现有技术中，在将数百万或更多的半导体发光装置快速地传输到大显示器的情况下，能够提高传输速度。

11、然而，存在的技术问题在于：会增加传输错误率并且会降低传输收益。

12、在内部技术中，正在研究使用磁性和介电泳(dep)的自组装过程。

13、内部技术的自组装过程按以下顺序进行：组装基板的表面处理、组装基板的装载、半导体发光装置芯片的供应、组装和芯片回收、检查、干燥和基板分离。

14、组装基板的装载是将组装基板装载到基板卡盘(chuck)中的步骤，并且装载到基板卡盘中的组装基板被传输到组装腔室中的组装位置。此后，磁场形成单元通过竖直和水平移动接近组装基板。

15、在该状态下，进行供应半导体发光装置芯片的步骤。具体地，执行将半导体发光装置分散在组装基板的组装表面上的步骤。在磁场形成单元足够靠近组装基板的状态下，当半导体发光装置被分散在组装表面附近时，半导体发光装置通过磁场形成单元被粘附到组装表面。

16、例如，根据内部技术，半导体发光装置芯片能够在后续过程中依次地被组装到组装基板的组装袋(assembly pocket)中，同时通过大量旋转磁棒来使包括磁性材料的一组半导体发光装置芯片移动。

17、例如，能够使用dep力来执行自组装，并且进行回收半导体发光装置的步骤。

18、最后，在自组装完成之后，组装基板能够被检查、干燥并与基板卡盘分离。

19、同时，半导体发光装置芯片到组装基板的组装孔的均匀供应会显著地影响组装精度和组装速度。

20、首先，在内部技术中，通过将芯片托盘布置在组装腔室中、将半导体发光装置芯片供应到芯片托盘、然后使用芯片托盘将半导体发光装置均匀地提供到组装基板来提高组装效率。

21、然而，根据内部技术，在将半导体发光装置供应到芯片托盘之后，在使用磁力和dep力的自组装过程中，由于未能控制半导体发光装置芯片被组装在组装基板的组装孔中的方向，因此存在降低组装率的问题。

22、此外，根据内部技术，存在由旋转磁体形成的led芯片集群之外的残留的led芯片，由于这些残留的led芯片在磁体的控制范围之外，因此存在的问题在于：这些残留的led芯片可能导致组装缺陷，并且之后需要单独的led芯片收集过程。

23、此外，在内部技术的用于显示像素的半导体发光装置的自组装中，为了提高组装率，进行了研究以降低组装速度，但是由于组装速度低，在一个组装孔中组装了多个led芯片，导致了不正确组装和残留的led芯片增加的矛盾情形。

技术实现思路

1、实施例的技术目的之一在于，解决在自组装中由于无法控制半导体发光装置芯片被组装在组装基板的组装孔中的方向而降低组装率的问题。

2、此外，在用于显示像素的半导体发光装置的自组装上，在由旋转磁体形成的led芯片集群之外存在残留的led芯片，因为这些残留的led芯片在磁体的控制范围之外，实施例的技术目的之一是解决导致组装缺陷并且之后需要单独的led芯片收集过程的问题。

3、此外，实施例的技术问题之一在于，存在降低组装速度以增加组装率的尝试，但是较低的组装速度导致矛盾的情况，其中多个led芯片被组装在一个组装孔中并且残留的led芯片的数量增加。

4、因此，实施例的技术目的之一是通过增加led芯片组的移动速度并减少组装基板中剩余的led芯片的数量来提高组装速度。

5、实施例的技术目的不限于本部分中所描述的那些技术目的，而是包括能够在本说明书中理解的那些技术目的。

6、根据实施例的用于显示像素的半导体发光装置的磁体单元能够包括磁体本体和围绕磁体本体的外周设置的磁体控制单元。

7、磁体控制单元能够包括第一磁体聚焦单元和第一间隔件，该第一磁体聚焦单元与磁体本体的外周间隔开，该第一间隔件设置在磁体本体与第一磁体聚焦单元之间。

8、磁体控制单元能够仅设置在磁体本体的下侧的一部分上。磁体控制单元能够设置在磁体本体的下部处。

9、第一磁体聚焦单元能够包括铁氧体(ferrite)、镍、铁、钴或镍钴合金中的至少一种。

10、间隔件能够包括塑料材料、纤维材料或木材材料中的至少一种。

11、能够围绕磁体本体的下圆周和上圆周设置磁体控制单元。

12、磁体控制单元能够被设置成高于磁体本体的下侧和上侧。磁体控制单元能够延伸高于磁体本体的顶部。

13、实施例能够进一步包括设置在磁体控制单元的外周上的双磁体控制单元。

14、双磁体控制单元能够包括与磁体控制单元的外周间隔设置的双磁体聚焦单元和设置在磁体控制单元与双磁体聚焦单元之间的双间隔件。

15、根据实施例的用于显示像素的半导体发光装置的自组装装置能够包括容纳预定流体的腔室。

16、此外，实施例能够包括设置在腔室上的组装基板和设置在组装基板上的磁体组装装置。

17、磁体组装装置能够包括磁体支撑单元和磁体旋转单元，多个磁体单元被安装到磁体支撑单元，磁体旋转单元使磁体支撑单元旋转。

18、磁体单元能够包括磁体本体和围绕磁体本体的外周设置的磁体控制单元。

19、此外，实施例能够包括用于将多个半导体发光装置布置在组装基板上的自组装装置，该自组装装置包括：腔室，该腔室被配置为保持流体，多个半导体发光装置被设置在该流体中；以及磁体组装装置，包括磁体支撑单元和磁体旋转单元，多个磁体单元被安装到磁体支撑单元，磁体旋转单元被配置为旋转以使磁体支撑单元旋转。

20、每个磁体单元能够包括磁体本体和围绕磁体本体的外周设置的磁体控制单元。

21、磁体组装装置被配置为生成磁场，以使得多个半导体发光装置被布置在设置在腔室上的组装基板上。

22、磁体控制单元能够包括第一磁体聚焦单元和第一间隔件，该第一磁体聚焦单元与磁体本体的外周间隔开，该第一间隔件设置在磁体本体与第一磁体聚焦单元之间。

23、磁体控制单元能够仅设置在磁体本体的下侧的一部分上。

24、能够围绕磁体本体的下圆周和上圆周设置磁体控制单元。

25、磁体控制单元能够被设置成高于磁体本体的下侧和上侧。

26、能够进一步包括设置在磁体控制单元的外周上的双磁体控制单元。

27、双磁体控制单元能够包括双磁体聚焦单元和双间隔件，该双磁体聚焦单元与磁体控制单元的外周间隔设置，该双间隔件设置在磁体控制单元与双磁体聚焦单元之间。

28、依照根据实施例的用于显示像素的半导体发光装置的磁体单元和使用该磁体单元的自组装装置，在用于显示像素的半导体发光装置的自组装中，通过控制在组装基板附近的磁场的分布和方向来控制半导体发光装置的分布和定位方向，使得半导体发光装置能够被组装在组装基板的组装孔中，从而具有提高组装率的技术效果。

29、例如，根据实施例，通过在磁体单元710、710b、710c和710d中包括第一磁体控制单元704和第三磁体控制单元706中的一个，能够控制施加到半导体发光装置芯片上的磁场的磁通量的方向，因此与内部技术相比，存在能够将移动和组装一组半导体发光装置芯片的速度提高2至3倍的特殊技术效果。

30、例如，根据实施例，第一磁体单元(710)能够包括紧固到磁体本体702的第一磁体聚焦单元704b和设置在磁体本体702与第一磁体聚焦单元704b之间的第一间隔件704a，因此能够在水平方向(lfm)上控制施加到半导体发光装置芯片上的磁场的磁通量的方向。因此，半导体发光装置芯片集群中的半导体发光装置的布置状态能够被控制为与组装基板平行，与内部技术相比，存在能够显著地提高组装效率，并将组装速度提高2-3倍的特殊技术效果。

31、同样，根据实施例，通过控制在水平方向(lfm)上施加到半导体发光装置芯片上的磁场的磁通量的方向，半导体发光装置芯片集群中的半导体发光装置的布置状态能够被控制为与组装基板平行。

32、由于这个原因，通过降低流体的阻力(resistance，电阻)和组装基板的阻力，与内部技术相比，实施例具有将半导体发光装置芯片组的移动速度提高2-3倍以上的特殊技术效果。

33、此外，根据实施例，存在通过防止由旋转磁体形成的led芯片集群之外的残留的led芯片的生成来提高组装效率并省略单独的led芯片收集过程的技术效果。

34、例如，在实施例中，磁体单元能够包括紧固到磁体本体702的第一磁体聚焦单元704b和设置在磁体本体702与第一磁体聚焦单元704b之间的第一间隔件704a。

35、因此，能够通过控制在水平方向(lfm)上施加到半导体发光装置芯片上的磁场的磁通量的方向来控制半导体发光装置集群的尺寸gs，以明确(clarify，澄清)发光装置集群的边界gb。

36、此外，根据实施例，通过增加led芯片集群移动速度的增加并减少组装基板中剩余led芯片的数量，能够提高自组装特性。

37、此外，在实施例中，第四磁体单元710d能够包括磁体本体702、第一磁体控制单元704和第四磁体控制单元707，因为第四磁体控制单元707的第四磁体聚焦单元707b控制导磁率(permeability)或宽度高于第一磁体控制单元704的第一磁体聚焦单元704b的导磁率或宽度，所以存在能够被调整为使组装基板200的底部处的绝对(absolute，绝对值)bz(z方向磁场)最小化的特殊技术效果。

38、例如，根据实施例的第四磁体聚焦单元707b能够控制其磁导率或宽度高于第一磁体聚焦单元704b的磁导率或宽度，在组装基板200的底部处能够控制使得z轴方向上的磁通量密度bz2最小化。

39、因此，实施例能够更有效地控制在水平方向上施加于半导体发光装置芯片上的磁场的磁通方向，以将半导体发光装置的布置状态控制为与组装基板平行，存在显著地提高组装速度和组装效率的特殊技术效果。

40、实施例的技术效果不限于本部分中描述的那些技术效果，还包括从本发明的描述中理解的那些技术效果。