CN107808835B - 导磁板及器件转移装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种导磁板及器件转移装置。所述导磁板包括第一预定区域和第二预定区域；所述导磁板用于使得对应的器件转移装置中的磁性构件所生成的磁场聚集于所述第一预定区域，并在与所述第一预定区域相邻的所述第二预定区域处屏蔽所述磁场，以使所述磁场所对应的磁场作用力聚集于所述第一预定区域，从而使得待所述器件转移装置转移的器件在与所述第一预定区域对应的预定路径范围内转移至设置于所述器件转移装置的承载台上的阵列基板的预定位置处。本发明能快速地将大量的器件设置于阵列基板上，提高了包括器件和阵列基板的器件阵列基板的制造效率。
Description
【技术领域】
本发明涉及显示面板制造技术领域，特别涉及一种导磁板及器件转移装置。
【背景技术】
随着技术的发展，部分显示面板需要在制造过程中植入(设置)多个的器件(例如，Micro LED)。
为了在制造显示面板的过程中将多个器件设置在显示面板，传统的技术方案为：使用植入装置逐个将待设置的器件与显示面板中的预定位置对准，然后逐个将所述器件设置(固定)于所述显示面板中。
上述技术方案效率较低下。由于显示面板中需要设置的器件的数量往往较多，因此使用上述技术方案将器件设置于显示面板中需要耗费大量的时间。
故，有必要提出一种新的技术方案，以解决上述技术问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种导磁板及器件转移装置，其能快速地将大量的器件设置于阵列基板上，提高了包括器件和阵列基板的器件阵列基板的制造效率。
为解决上述问题，本发明的技术方案如下：
一种器件转移装置，所述器件转移装置包括承载台、器件转移板、磁性构件和导磁板；所述导磁板设置于所述承载台的承载面的上方或设置于所述承载台内，所述导磁板包括第一预定区域和第二预定区域；所述导磁板用于使得所述磁性构件所生成的磁场聚集于所述第一预定区域，并在与所述第一预定区域相邻的所述第二预定区域处屏蔽所述磁场，以使所述磁场所对应的磁场作用力聚集于所述第一预定区域，从而使得待所述器件转移板转移的器件在与所述第一预定区域对应的预定路径范围内转移至设置于所述承载台上的阵列基板的预定位置处；所述磁性构件包括电磁产生器、开关控制线、开关和电源供给线，所述开关与所述开关控制线、电源供给线和所述电磁产生器连接，所述开关用于在所述开关控制线所提供的开关控制信号的控制下开启或关闭所述电源供给线与所述电磁产生器之间的电流通道；所述磁性构件用于在待转移的所述器件位于所述阵列基板的上方时先增加作用于所述器件的所述磁场作用力的强度，以使所述器件与所述器件转移板相脱离，再在所述器件下落的过程中降低所述磁场作用力的强度。
在上述器件转移装置中，所述第一预定区域与所述阵列基板中待设置所述器件的区域对应。
在上述器件转移装置中，所述导磁板还用于在所述第一预定区域处形成磁感线，以增加作用于所述器件的所述磁场作用力的强度。
在上述器件转移装置中，至少两所述第一预定区域以一维阵列或二维阵列的形式排列。
在上述器件转移装置中，所述导磁板的材料为铁。
一种适用于上述器件转移装置的导磁板，所述导磁板包括第一预定区域和第二预定区域；所述导磁板用于使得对应的器件转移装置中的磁性构件所生成的磁场聚集于所述第一预定区域，并在与所述第一预定区域相邻的所述第二预定区域处屏蔽所述磁场，以使所述磁场所对应的磁场作用力聚集于所述第一预定区域，从而使得待所述器件转移装置转移的器件在与所述第一预定区域对应的预定路径范围内转移至设置于所述器件转移装置的承载台上的阵列基板的预定位置处。
在上述导磁板中，所述第一预定区域与所述阵列基板中待设置所述器件的区域对应。
在上述导磁板中，所述导磁板还用于在所述第一预定区域处形成磁感线，以增加作用于所述器件的所述磁场作用力的强度。
在上述导磁板中，至少两所述第一预定区域以一维阵列或二维阵列的形式排列。
在上述导磁板中，所述导磁板的材料为铁。
相对现有技术，本发明由于通过磁性构件向器件转移板上设有的大量的器件施加磁场作用力，因此可以使得大量的所述器件可以一次性地转移(设置)到阵列基板上，也就是说，本发明能快速地将大量的器件设置于阵列基板上，提高了包括器件和阵列基板的器件阵列基板的制造效率。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
【附图说明】
图1为本发明的设置有导磁板的器件转移装置与待设置器件的阵列基板的位置关系的示意图；
图2为本发明的导磁板的第一实施例的示意图；
图3为本发明的导磁板的第二实施例的示意图。
【具体实施方式】
本说明书所使用的词语“实施例”意指实例、示例或例证。此外，本说明书和所附权利要求中所使用的冠词“一”一般地可以被解释为“一个或多个”，除非另外指定或从上下文可以清楚确定单数形式。
参考图1、图2和图3，图1为本发明的设置有导磁板106的器件转移装置与待设置器件104的阵列基板102的位置关系的示意图，图2为本发明的导磁板106的第一实施例的示意图，图3为本发明的导磁板106的第二实施例的示意图。
本发明的导磁板106可以设置于器件转移装置中。
所述器件转移装置包括承载台101、器件转移板103、磁性构件105。
所述承载台101具有承载面，所述承载面用于承载待接收器件104的阵列基板102。
所述导磁板106设置于承载台101的承载面的上方或设置于所述承载台101内，所述导磁板106用于使得所述磁性构件105所生成的磁场聚集于第一预定区域1061，并在与所述第一预定区域1061相邻的第二预定区域1062处屏蔽所述磁场，以使所述磁场所对应的所述磁场作用力聚集于所述第一预定区域1061，从而使得所述器件104在与所述第一预定区域1061对应的预定路径范围内转移至所述阵列基板102上的所述预定位置处。
所述导磁板106用于在所述第一预定区域1061透过所述磁场，以及用于在所述第二预定区域1062屏蔽所述磁场。
所述第一预定区域1061与所述阵列基板102中待设置所述器件104的区域对应。至少两所述第一预定区域1061以一维阵列或二维阵列的形式排列。
所述导磁板106还用于在所述第一预定区域1061处形成磁感线，以增加作用于所述器件104的所述磁场作用力的强度。
所述导磁板106的材料为磁导率大于预定值的材料。
所述导磁板106的材料为铁。
在所述导磁板106设置于所述承载面的上方的情况下，所述导磁板106与所述承载面具有预定距离。
至少两所述磁性构件105构成磁场源阵列，所述磁性构件105作为磁场源，至少两所述磁场源以一维阵列或二维阵列的形式排列。所述磁场源为永磁体或电磁产生器。
在所述磁场源为所述电磁产生器的情况下，所述磁性构件105还包括开关控制线、开关和电源供给线。所述开关为三极管开关。
所述开关与所述开关控制线、电源供给线和所述电磁产生器连接。所述开关用于在所述开关控制线所提供的开关控制信号的控制下开启或关闭所述电源供给线与所述电磁产生器之间的电流通道。
所述器件转移板103具有附着面，所述附着面用于附着待转移的所述器件104，所述器件转移板103用于将待转移的所述器件104移动至所述承载台101的上方，并用于使得待转移的所述器件104面向所述阵列基板102。
所述磁性构件105置于所述承载台101内或者置于所述承载台101背向所述承载面的表面处，所述磁性构件105用于生成磁场，以及用于在待转移的所述器件104位于所述阵列基板102的上方时向待转移的所述器件104施加磁场作用力。
其中，所述器件转移板103还用于在待转移的所述器件104位于所述阵列基板102的上方时释放所述器件104，以使所述器件104在重力和所述磁场作用力的共同作用下转移至所述阵列基板102上的预定位置处。
所述器件转移板103还用于在待转移的所述器件104位于所述阵列基板102的上方时降低吸附所述器件104的吸附力，以释放所述器件104，从而使得所述器件104在所述重力和所述磁场作用力的共同作用下转移至所述阵列基板102上的所述预定位置处。
其中，所述吸附力为分子间作用力、静电力、磁力中的至少一种。
所述磁性构件105用于在待转移的所述器件104位于所述阵列基板102的上方时先增加作用于所述器件104的所述磁场作用力的强度，以使所述器件104与所述器件转移板103相脱离，再在所述器件104下落的过程中降低所述磁场作用力的强度。
所述装置还包括连结器，所述连结器用于对设置于阵列基板102与转移至所述阵列基板102上的所述器件104之间的焊接材料进行加热，以使所述焊接材料熔化并连结所述器件104与所述阵列基板102。
所述预定位置与所述阵列基板102中的像素区域对应。
在所述吸附力为静电力的情况下，所述器件转移板103用于降低向所述器件104施加所述静电力的电荷的数量。
所述器件104的尺寸小于预定值。所述器件104为发光二极管灯。
所述器件104具有磁极。所述器件104具有一电极端。
所述器件阵列基板包括阵列基板102、器件阵列、固定构件。
所述阵列基板102上设置有第一导线阵列、第二导线阵列、控制开关阵列、接触电极阵列，其中，所述第一导线阵列包括至少两第一导线，至少两所述第一导线沿第一方向以一维阵列的形式排列，所述第二导线阵列包括至少两第二导线，至少两所述第二导线沿与所述第一方向垂直的第二方向以一维阵列的形式排列，所述控制开关阵列包括至少四控制开关，至少四控制开关沿所述第一方向和所述第二方向以二维阵列的形式排列，所述接触电极阵列包括至少四接触电极，所述控制开关与所述第一导线、所述第二导线和所述接触电极连接。
所述器件阵列包括至少两器件104，至少两所述器件104以一维阵列或二维阵列的形式排列，所述器件104设置在所述阵列基板102上，所述器件104是通过器件转移装置设置在所述阵列基板102上的。
所述固定构件是通过向设置有所述器件104的所述阵列基板102涂布光阻材料，使得所述光阻材料与所述器件104和所述阵列基板102均接触，并对所述光阻材料进行固化来制成的，所述固定构件用于将所述器件104固定于所述阵列基板102上。
所述阵列基板102用于与包括至少两所述器件104的所述器件阵列连结并形成所述器件阵列基板。
所述接触电极用于接收所述器件104并与所述器件104连结，所述接触电极具有第一面积，所述器件104具有第二面积，所述第二面积为所述器件104与所述接触电极相接触的面积，所述第一面积大于所述第二面积的两倍。
所述导磁板106还可以设置于所述阵列基板102中。
设置于所述阵列基板102上的相邻两所述器件104之间具有间隙，所述固定构件填充所述间隙。
所述固定构件与所述器件104的侧壁的至少一部分相接触。
所述固定构件包覆所述器件104，所述固定构件还用于对由所述器件104和所述阵列基板102所组成的整体进行封装。
所述固定构件是通过热源对所述光阻材料进行加热来固化的，和/或，所述固定构件是通过紫外光源对所述光阻材料进行照射来固化的。
本发明的器件转移装置转移器件104的方法包括以下步骤：
A、所述器件转移板103将待转移的所述器件104移动至所述承载台101的上方，并使得待转移的所述器件104面向所述阵列基板102。
B、所述磁性构件105在待转移的所述器件104位于所述阵列基板102的上方时向待转移的所述器件104施加磁场作用力。
C、所述器件转移板103在待转移的所述器件104位于所述阵列基板102的上方时释放所述器件104，以使所述器件104在重力和所述磁场作用力的共同作用下转移至所述阵列基板102上的预定位置处。
所述步骤C为：
所述器件转移板103在待转移的所述器件104位于所述阵列基板102的上方时降低吸附所述器件104的吸附力，以释放所述器件104，从而使得所述器件104在所述重力和所述磁场作用力的共同作用下转移至所述阵列基板102上的所述预定位置处。
其中，所述吸附力为分子间作用力、静电力、磁力中的至少一种。
所述步骤B包括：
b1、所述磁性构件105在待转移的所述器件104位于所述阵列基板102的上方时先增加作用于所述器件104的所述磁场作用力的强度，以使所述器件104与所述器件转移板103相脱离。
b2、所述磁性构件105在所述器件104下落的过程中降低所述磁场作用力的强度。
所述方法还包括以下步骤：
D、连结器对设置于阵列基板102与转移至所述阵列基板102上的所述器件104之间的焊接材料进行加热，以使所述焊接材料熔化并连结所述器件104与所述阵列基板102。
所述预定位置与所述阵列基板102中的像素区域对应。
本发明的器件阵列基板的制作方法包括以下步骤：
E、在阵列基板102上设置器件阵列，其中，所述器件阵列包括至少两器件104，至少两所述器件104以一维阵列或二维阵列的形式排列。
F、向设置有所述器件104的所述阵列基板102涂布光阻材料，使得所述光阻材料与所述器件104和所述阵列基板102均接触。
G、对所述光阻材料进行固化，以形成所述固定构件，所述固定构件用于将所述器件104固定于所述阵列基板102上。
设置于所述阵列基板102上的相邻两所述器件104之间具有间隙。
所述步骤F包括：
f1、将所述光阻材料涂布于所述间隙处。
所述固定构件与所述器件104的侧壁的至少一部分相接触。
所述步骤F还包括：
b2、将所述光阻材料涂布于所述器件104处，以对由所述器件104和所述阵列基板102所组成的整体进行封装。
所述步骤G包括：
c1、利用热源对所述光阻材料进行加热来固化，以形成所述固定构件；和/或
c2、利用紫外光源对所述光阻材料进行照射来固化，以形成所述固定构件。
本发明的器件104(Micro Device)转移装置和方法的核心是通过磁力相互作用，从所述器件转移板103(Donor基板)向所述阵列基板102(Receiver基板)“投掷”或“喷印”所述器件104，省去了复杂冗长的精确对位过程。
在所述承载台101中或阵列基板102的下方，存在永磁体或电磁产生器形成的磁场。与该磁场对应的所述磁场作用力用于使得具有磁性的所述器件104可被所述阵列基板102吸附。
本发明的器件转移装置和方法可应用于下面三种情况中的任意一种或一种以上的组合：
(1)具有垂直电极结构的所述器件104；
(2)在所述阵列基板102上仅存在一个电极接触；
(3)需要所述器件104的某一特定位置与所述阵列基板102相接触。
此时，不在需要精确的对位以及所述器件转移板103、所述阵列基板102的复杂的力的相互作用过程，仅仅通过降低所述器件转移板103对所述器件104的吸力，使得所述器件104在重力和磁场作用力的共同作用下，脱离所述器件转移板103，向所述阵列基板102运动。所述器件转移板103通过分子间作用力，氢键，静电力或磁力或其他化学物理方式吸附所述器件104，在所述器件104转移的过程中，所述器件转移板103的吸附力减弱，例如可以通过例如降低所述阵列基板102头部(head)处的电流减小静电力来完成；另一方面，所述阵列基板102的吸引力可以随之增强，例如，在所述器件转移板103前进过程中，磁场强度有一跃升再下降的过程，使得所述器件104受力脱离所述器件转移板103。
以所述器件104为Micro LED为例。Micro LED需要与所述阵列基板102的单侧接触并连结(Bonding)，所述器件转移板103处于所述阵列基板102的上方，两者相向运动，在所述器件转移板103位于所述阵列基板102中的像素区域上方时，通过所述器件转移板103吸附力的下降或所述阵列基板102吸引力的增加或两者的共同作用，使得Micro LED脱离所述器件转移板103，并落于所述阵列基板102上，之后通过连接处的焊料等加热来实现连结。
上述过程没有使用精确对位的操作，也没有所述器件转移板103与所述阵列基板102通过所述器件104的连接，所述器件转移板103与所述阵列基板102是非接触的。在相向运动的过程中可以很容易地使得大量的所述器件104落于阵列基板102上。重要的是，为了保证下落的位置的正确，所述器件104的电极下落的位置是所述阵列基板102的像素区域。
为了确保所述器件104被“投掷”或“喷印”在正确的位置上，本发明采用了一种在磁场和阵列基板102间屏蔽磁场的图案化板(导磁板106)。所述导磁板106采用高磁导率材料，置于承载台101(Stage)和磁性构件105之间，使得所述预定位置的磁力线通过，以及使得所述预定位置以外的位置的磁力线尽可能在板间闭合，从而大大降低无效位置(所述预定位置以外的位置)的磁场作用力。
磁场源是图案化的，与像素或所述器件104的位置一一对应。
进一步地，例如在Micro LED或其他Micro Device与阵列基板102接触时，为了满足上述的要求，可以将接触区域设计地较大。
磁场少部分通过所述导磁板106的圆孔空心区域(所述第一预定区域1061)，所述导磁板106的其他区域主要被较高磁导率材料屏蔽。
所述导磁板106圆孔空心区域有少量磁感线穿过从而使得其对应位置受到的磁力作用大大增强，这种高磁导率的材料例如铁，可以通过光刻工艺等制作成对应像素区开孔，非像素区屏蔽的结构。
所述阵列基板102上与待转移的所述器件104相接触的电极的尺寸为所述器件104的尺寸的两倍或两倍以上，以使所述器件104落于所述预定位置时仍可有效工作。
在所述器件104被“喷印”完成后，在所述磁场的作用下，所述器件104的磁极侧紧贴所述阵列基板102。所述磁极可以与所述阵列基板102上的电极互相导通，也可以不产生导电作用。
为了对设置于所述阵列基板102上的所述器件104进行固定，本发明使用光阻(Photo Resist)涂布设置有所述器件104的所述阵列基板102，涂布厚度可以完全覆盖所述器件104，也可以不覆盖。当完全覆盖时，其既可以起到固定所述器件104，又可以起到隔绝封装的作用。如果采用光阻材料Slit Coating的方式，则湿膜涂布完成后采用热固化或UV光照射或两者共同作用的方法，使得光阻固化，从而通过固化的光租封装层
通过固化后的光阻材料(所述固定构件)与所述阵列基板102的相互作用力，以及与所述器件104的侧壁的相互作用力，将所述器件104固定于所述阵列基板102上。
本技术方案与将焊料设置在所述器件104与所述阵列基板102接触的部位，并通过底端接触加热融化再凝固的连接作用的方式不同。
在所述器件104被磁性构件105吸附时，通过Slit Coating或向下Sputter的方式涂布一层封装材料(光阻材料)，将所述器件104直接封装在所述阵列基板102上。
本发明由于通过磁性构件向器件转移板上设有的大量的器件施加磁场作用力，因此可以使得大量的所述器件可以一次性地转移(设置)到阵列基板上，也就是说，本发明能快速地将大量的器件设置于阵列基板上，提高了包括器件和阵列基板的器件阵列基板的制造效率。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种器件转移装置，其特征在于，所述器件转移装置包括承载台、器件转移板、磁性构件和导磁板；
所述导磁板设置于所述承载台的承载面的上方或设置于所述承载台内，所述导磁板包括第一预定区域和第二预定区域；
所述导磁板用于使得所述磁性构件所生成的磁场聚集于所述第一预定区域，并在与所述第一预定区域相邻的所述第二预定区域处屏蔽所述磁场，以使所述磁场所对应的磁场作用力聚集于所述第一预定区域，从而使得待所述器件转移板转移的器件在与所述第一预定区域对应的预定路径范围内转移至设置于所述承载台上的阵列基板的预定位置处；
所述磁性构件包括电磁产生器、开关控制线、开关和电源供给线，所述开关与所述开关控制线、电源供给线和所述电磁产生器连接，所述开关用于在所述开关控制线所提供的开关控制信号的控制下开启或关闭所述电源供给线与所述电磁产生器之间的电流通道；
所述磁性构件用于在待转移的所述器件位于所述阵列基板的上方时先增加作用于所述器件的所述磁场作用力的强度，以使所述器件与所述器件转移板相脱离，再在所述器件下落的过程中降低所述磁场作用力的强度。
2.根据权利要求1所述的器件转移装置，其特征在于，所述第一预定区域与所述阵列基板中待设置所述器件的区域对应。
3.根据权利要求1所述的器件转移装置，其特征在于，所述导磁板还用于在所述第一预定区域处形成磁感线，以增加作用于所述器件的所述磁场作用力的强度。
4.根据权利要求1所述的器件转移装置，其特征在于，至少两所述第一预定区域以一维阵列或二维阵列的形式排列。
5.根据权利要求1所述的器件转移装置，其特征在于，所述导磁板的材料为铁。
6.一种适用于权利要求1所述的器件转移装置的导磁板，其特征在于，所述导磁板包括第一预定区域和第二预定区域；
所述导磁板用于使得对应的器件转移装置中的磁性构件所生成的磁场聚集于所述第一预定区域，并在与所述第一预定区域相邻的所述第二预定区域处屏蔽所述磁场，以使所述磁场所对应的磁场作用力聚集于所述第一预定区域，从而使得待所述器件转移装置转移的器件在与所述第一预定区域对应的预定路径范围内转移至设置于所述器件转移装置的承载台上的阵列基板的预定位置处。
7.根据权利要求6所述的导磁板，其特征在于，所述第一预定区域与所述阵列基板中待设置所述器件的区域对应。
8.根据权利要求6所述的导磁板，其特征在于，所述导磁板还用于在所述第一预定区域处形成磁感线，以增加作用于所述器件的所述磁场作用力的强度。
9.根据权利要求6所述的导磁板，其特征在于，至少两所述第一预定区域以一维阵列或二维阵列的形式排列。
10.根据权利要求6所述的导磁板，其特征在于，所述导磁板的材料为铁。
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