微组件转移头的制作方法

本发明涉及一种微组件转移头，尤其涉及一种能快速且有效率地转移微型化发光二极的微组件转移头。

背景技术：

相较于传统的白炽灯泡，发光二极管(lightemittingdiode,led)具有耗电量低、组件寿命长、体积小、无须暖灯时间和反应速度快等优点，并可配合应用需求而制成极小或阵列式的组件。除了户外显示器、交通号志灯之外、各种消费性电子产品，例如移动电话、笔记本电脑或电视的液晶显示屏幕背光源之外，发光二极管也广泛地被应用于各种室内室外照明装置，以取代日光灯管或白炽灯泡等。根据发光方式，发光二极管可采用正发光(front-emission)或侧发光(side-emission)架构。正发光组件可提供宽广的发光视角，但发光效率与半波宽较不易控制。侧发光组件的发光效率高且半波宽较窄，但发光视角较为狭隘。

传统的led阵列典型地为毫米(mm)等级的尺寸，最新微型化发光二极管(microled)阵列能将体积降到微米(μm)等级的尺寸，并承继了led的特性，包括低功耗、高亮度、超高分辨率与色彩饱和度、反应速度快、寿命较长，以及高效率等优点。微型化led制程包括首先将led结构设计进行薄膜化、微小化与阵列化，使其尺寸只在1～250μm左右，随后将微型化led批量式转移至电路基板上，再利用物理沉积制程完成保护层与上电极，最后进行上基板的封装。

因此，需要一种用来进行巨量转移(masstransfer)的微组件转移头阵列，以快速且有效率地将微型化led转贴至显示器的线路基板上。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种能快速且有效率地转移微型化发光二极的微组件转移头。

为达到上述目的，本发明公开一种微组件转移头，其包括一第一基臂，其包括一第一面和一第二面；一第一支臂，其包括一个或多个第一电极，设置于所述第一基臂的所述第一面且位于所述第一基臂的一第一端；一第二支臂，其包括一个或多个第二电极，设置于所述第一基臂的所述第一面且位于所述第一基臂的一第二端；以及一绝缘层，设置于所述第一基臂的所述第一面且覆盖着所述第一支臂和所述第二支臂的表面。

为达到上述目的，本发明公开一种使用一微组件转移头来转移一微组件的方法，所述微组件转移头包括一第一基臂、一第一支臂和一第二支臂，所述微组件制作于一基板上。所述方法包括将所述一第一支臂移至所述微组件的感应范围内，对所述一第一支臂通电以感应所述微组件，使得所述微组件离开所述基板并朝所述第一支臂和所述第二支臂之间的空间移动，以及缩短所述第一支臂和所述第二支臂之间的距离，进而夹住所述微组件。

附图说明

图1～12为本发明实施例中微组件转移头阵列的结构示意图。

图13a～13e为本发明实施例中微组件转移头阵列运作时的示意图。

图14a～14e为本发明另一实施例中微组件转移头阵列运作时的示意图。

图15a～15e为本发明另一实施例中微组件转移头阵列运作时的示意图。

图16a～16d为本发明另一实施例中微组件转移头阵列运作时的示意图。

其中，附图标记说明如下：

5微组件

10第一支臂

20第二支臂

12、22、32、52电极

30、31、35基臂

40绝缘层

42感应组件

50、60辅助板

51、53调整柱

62突起结构

101～112微组件转移头阵列

具体实施方式

图1～6为本发明实施例中微组件转移头阵列101～106的结构示意图。微组件转移头阵列101～106各包括多个转移头(为了简化说明只显示了两个转移头)，可用来将特定数量的微组件转移至一基板。每一转移头包括一第一支臂10、一第二支臂20、一基臂30，以及绝缘层40。第一支臂10和第二支臂20分别为从基臂30两端的延伸出去的结构体，两者之间的空间可提供抓取微组件所需的空间。绝缘层40覆盖着第一支臂10和第二支臂20的表面，以及覆盖着基臂30的一面。第一支臂10的第一端和第二支臂20的第一端为和基臂30的接触端，两者之间的距离由d1来表示。第一支臂10的第二端和第二支臂20的第二端为夹取端，两者之间的距离由d2来表示。

在图1～3所示的实施例中，第一支臂10包括一个或多个电极12，而第二支臂20包括一个或多个电极22。在图1所示的微组件转移头阵列101中，第一支臂10和第二支臂20长度相同。在图2所示的微组件转移头阵列102中，第一支臂10较第二支臂20为长。在图3所示的微组件转移头阵列103中，第一支臂10和第二支臂20长度相同，且两者的第二端设计成勾状。

在图4～6所示的实施例中，第一支臂10包括一个或多个电极12，第二支臂20包括一个或多个电极22，而基臂30包括一个或多个电极32。在图4所示的微组件转移头阵列104中，第一支臂10和第二支臂20长度相同。在图5所示的微组件转移头阵列105中，第一支臂10较第二支臂20为长。在图6所示的微组件转移头阵列106中，第一支臂10和第二支臂20长度相同，且两者的第二端设计成勾状。

图7～9为本发明实施例中微组件转移头阵列107～109的结构示意图。微组件转移头阵列107～109各包括多个转移头(为了简化说明只显示了两个转移头)，可用来将特定数量的微组件转移至一基板。每一转移头包括一第一支臂10、一第二支臂20、两基臂31和35，以及绝缘层40。第一支臂10和第二支臂20分别为从基臂31两端的延伸出去的结构体，两者之间的空间可提供抓取微组件所需的空间。绝缘层40覆盖着第一支臂10和第二支臂20的表面，以及覆盖着基臂31的第一面。基臂35设置在基臂31的第二面，两者之间的空间可提供微组件转移头阵列107～109在运作时的形变空间，其详细内容在说明书后续内容中将有说明。第一支臂10的第一端和第二支臂20的第一端为和基臂31的接触端，两者之间的距离由d1来表示。第一支臂10的第二端和第二支臂20的第二端为夹取端，两者之间的距离由d2来表示。

在图7～9所示的实施例中，第一支臂10包括一个或多个电极12，第二支臂20包括一个或多个电极22，基臂31包括一个或多个电极32，而基臂35包括一个或多个感应组件42。感应组件42可为一个或多个电极或电磁线圈。在图7所示的微组件转移头阵列107中，第一支臂10和第二支臂20长度相同。在图8所示的微组件转移头阵列108中，第一支臂10较第二支臂20为短。在图9所示的微组件转移头阵列109中，第一支臂10和第二支臂20长度相同，且两者的第二端设计成勾状。

图10～12为本发明实施例中微组件转移头阵列110～112的结构示意图。微组件转移头阵列110～112各包括多个转移头(为了简化说明只显示了两个转移头)，可用来将特定数量的微组件转移至一基板。每一转移头包括一第一支臂10、一第二支臂20、一基臂30、绝缘层40、以及调整柱51和53。第一支臂10和第二支臂20分别为从基臂30的第一面延伸出去的结构体，两者之间的空间可提供抓取微组件所需的空间。绝缘层40覆盖着第一支臂10和第二支臂20的表面，以及覆盖着基臂30的第一面。调整柱51和53设置于基臂30的第二面，其中每一调整柱51的位置对应于每一转移头中第一支臂10和第二支臂20之间的空间，而每一调整柱53的位置对应于两相邻转移头之间。第一支臂10的第一端和第二支臂20的第一端为和基臂30的接触端，两者之间的距离由d1来表示。第一支臂10的第二端和第二支臂20的第二端为夹取端，两者之间的距离由d2来表示。

在图10～12所示的实施例中，第一支臂10包括一个或多个电极12，而第二支臂20包括一个或多个电极22。在图10所示的微组件转移头阵列110中，第一支臂10和第二支臂20长度相同。在图11所示的微组件转移头阵列111中，第一支臂10较第二支臂20为长。在图12所示的微组件转移头阵列112中，第一支臂10和第二支臂20长度相同，且两者的第二端设计成勾状。

图13a～13e显示了本发明实施例中微组件转移头阵列101～103运作时的示意图。为了说明目的，图13a～13e以微组件转移头阵列102来说明运作时的五种状态。在图13a所示的初始第一状态下，电极12和电极22并未通电，而第一支臂10和相对应微组件5之间的距离为h0。在图13b所示的第二状态下，电极12会通电，并将微组件转移头阵列102移近相对应微组件5(如箭头s1所示)，直到能发生感应状态，此时第一支臂10和相对应微组件5之间的距离为h1(h1<h0)。在图13c所示的第三状态下，微组件转移头阵列100会横向移动(如箭头s2所示)，以在感应状态下透过通电电极12所产生的吸力将相对应微组件5与基板分离并朝第一支臂10和第二支臂20之间的空间移动(如箭头s3所示)。在图13d所示的第四状态下，透过微组件转移头阵列100的横向移动与电极12通电后所产生的吸力，相对应微组件5会被带进第一支臂10和第二支臂20之间的空间(如箭头s4所示)。在图13e所示的第五状态下，当电极12和电极22上分别施加相反极性的电压时，所产生的吸力会缩短第一支臂10的第二端和第二支臂20的第二端之间的距离(d2<d1)，以稳固地夹住相对应微组件5。

图14a～14e显示了本发明实施例中微组件转移头阵列104～106运作时的示意图。为了说明目的，图14a～14e以微组件转移头阵列105来说明运作时的五种状态。在图14a所示的初始第一状态下，电极12和电极22并未通电，而第一支臂10和相对应微组件5之间的距离为h0。在图14b所示的第二状态下，电极12会通电，并将微组件转移头阵列105移近相对应微组件5(如箭头s1所示)，直到能发生感应状态，此时第一支臂10和相对应微组件5之间的距离为h1(h1<h0)。在图14c所示的第三状态下，微组件转移头阵列105会横向移动(如箭头s2所示)，以在感应状态下透过通电电极12所产生的吸力将相对应微组件5与基板分离并朝第一支臂10和第二支臂20之间的空间移动(如箭头s3所示)。在图14d所示的第四状态下，透过微组件转移头阵列105的横向移动与电极12通电后所产生的吸力，相对应微组件5会被带进第一支臂10和第二支臂20之间的空间，同时电极32上会施加电压以感应相对应微组件5往基臂30来移动(如箭头s4所示)，进而完整移入第一支臂10和第二支臂20之间的空间。在图14e所示的第五状态下，当电极12和电极22上分别施加相反极性的电压时，所产生的吸力会缩短第一支臂10的第二端和第二支臂20的第二端之间的距离(d2<d1)，以稳固地夹住相对应微组件5。

图15a～15e显示了本发明实施例中微组件转移头阵列107～109运作时的示意图。为了说明目的，图15a～15e以微组件转移头阵列108来说明搭配一辅助板50运作时的五种状态。辅助板50包括一个或多个感应组件52，分别对应于相对应微组件5。在图15a所示的初始第一状态下，电极12和电极22并未通电，而第一支臂10和相对应微组件5之间的距离为h0。此时辅助板50的感应组件42会对齐相对应微组件5，但并未接触到乘载微组件5的基板。在图15b所示的第二状态下，会将辅助板50移近乘载微组件5的基板并对感应组件52通电，并将微组件转移头阵列108移近相对应微组件5(如箭头s1所示)并对电极12通电，直到能发生感应状态，此时第一支臂10和相对应微组件5之间的距离为h1(h1<h0)。在图15c所示的第三状态下，微组件转移头阵列100会横向移动(如箭头s2所示)，以在感应状态下透过通电电极12所产生的吸力将相对应微组件5与基板分离并朝第一支臂10和第二支臂20之间的空间移动(如箭头s3所示)。在图15d所示的第四状态下，透过微组件转移头阵列108的横向移动与电极12通电后所产生的吸力，相对应微组件5会被带进第一支臂10和第二支臂20之间的空间，同时电极32上会施加电压以感应相对应微组件5往基臂31来移动(如箭头s4所示)，进而完整移入第一支臂10和第二支臂20之间的空间。在图15e所示的第五状态下，感应组件42会施加和电极32的电压相反极性的电压，所产生的吸力(如箭头s5所示)会缩短基臂31和基臂35之间的距离，使得基臂31发生形变而改变第一支臂10和第二支臂20的上下端之间的相对位置(d2<d1)，以稳固地夹住相对应微组件5。

图16a～16d显示了本发明实施例中微组件转移头阵列110～112运作时的示意图。为了说明目的，图16a～16d以微组件转移头阵列110来说明搭配一辅助板60运作时的四种状态。辅助板60包括多个突起结构62，分别对应于相对应微组件5。在图16a所示的初始第一状态下，电极12和电极22并未通电，而第一支臂10和相对应微组件5之间的距离为h0。此时会对乘载微组件5的基板进行边缘切割处理，以弱化每一微组件5的边缘结构，而辅助板60的突起结构6会对齐相对应微组件5，但并未接触到乘载微组件5的基板。在图16b所示的第二状态下，会将辅助板60移近乘载微组件5的基板，在接触时产生的力道会顶断进行边缘切割处理的处，进而将微组件5的一端顶起。此时电极12会通电，并将微组件转移头阵列110移近相对应微组件5(如箭头s1所示)，直到能感应相对应微组件5往第一支臂10和第二支臂20之间的空间来移动(如箭头s2所示)为止。在图16c所示的第三状态下，透过电极12通电后的吸力，相对应微组件5会被带进第一支臂10和第二支臂20之间的空间(如箭头s3所示)。在图16d所示的第四状态下，会对每一调整柱51施加一向上力道(如箭头s4所示)且对每一调整柱53施加一向下力道(如箭头s5所示)，使得基臂30发生形变而改变第一支臂10和第二支臂20的上下端之间的相对位置(d2<d1)，以稳固地夹住相对应微组件5。

综上所述，本发明提供用来进行巨量转移的微组件转移头阵列，可快速且有效率地将微型化led转贴至显示器的线路基板上。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。