微发光二极管检测器件、装置及制备方法与流程

本发明属于显示技术领域，具体涉及一种微发光二极管检测器件、装置及制备方法。

背景技术：

微发光二极管(microlightemittingdiode，microled)显示技术是将现有的发光二极管(lightemittingdiode，led)的尺寸微缩至100微米(μm)以下，其尺寸可以为现有的led尺寸的1％，可以通过巨量转移技术，将微米级的microled芯片转移并绑定到驱动衬底上，从而形成各种不同尺寸microled显示面板。

发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有技术中一般直接将供应商提供的microled芯片进行巨量转移并绑定到驱动衬底上，并不对其进行检测与筛选。在巨量转移过程中，由于压力、对位等控制的偏差，容易造成少量的microled芯片的损坏，从而影响microled显示面板的制作良率，以致影响microled显示面板的显示效果。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种微发光二极管检测器件、装置及制备方法。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种微发光二极管检测器件，包括：衬底、和贯穿所述衬底的第一通孔和第二通孔；所述衬底包括相对设置的第一面和第二面；所述第一通孔和所述第二通孔与待测的所述微发光二极管的第一极和第二极分别对应设置；还包括：位于所述衬底的所述第一面上的第一检测部和第二检测部；

所述第一检测部包括：位于所述衬底的所述第一面上的第一电极、位于所述第一电极和所述第一过孔之间的第二电极、和与所述第一电极固定连接的第三电极；

所述第三电极包括：第一固定部、第一悬梁部和第一活动部；所述第一悬梁部的一端通过所述第一固定部与所述第一电极固定连接，另一端通过所述第一活动部悬置于所述第一通孔中；所述第一悬梁部与所述第二电极之间具有第一预设距离；

所述第二检测部包括：位于所述衬底的所述第一面上的第四电极、位于所述第四电极和所述第二过孔之间的第五电极、和与所述第四电极固定连接的第六电极；

所述第六电极包括：第二固定部、第二悬梁部和第二活动部；所述第二悬梁部的一端通过所述第二固定部与所述第四电极固定连接，另一端通过所述第二活动部悬置于所述第二通孔中；所述第二悬梁部与所述第五电极之间具有第二预设距离。

可选地，该微发光二极管检测器件还包括：位于所述第一电极远离所述第二电极一端的第一固定电极、位于所述第四电极远离所述第五电极一端的第二固定电极、位于所述第一通孔和第二通孔之间的第三固定电极、和至少与所述第一固定电极、所述第二固定电极连接的保护壳；

所述保护壳的连接端至少与所述第一固定电极、所述第二固定电极键合连接。

可选地，所述第一电极、所述第二电极、所述第四电极、所述第五电极、所述第一固定电极、所述第二固定电极和所述第三固定电极同层设置。

可选地，所述第一电极、所述第二电极、所述第四电极、所述第五电极、所述第一固定电极、所述第二固定电极和所述第三固定电极的材料包括：铝；所述保护壳的连接端的材料包括：锗。

可选地，该微发光二极管检测器件还包括：位于所述第一电极、所述第二电极、所述第四电极、所述第五电极、所述第一固定电极、所述第二固定电极和所述第三固定电极上的平坦层、和位于所述衬底的所述第二面上的缓冲层；

所述第一通孔贯穿所述平坦层和所述缓冲层；

所述第二通孔贯穿所述平坦层和所述缓冲层。

可选地，所述缓冲层的厚度小于所述第一预设距离、及小于所述第二预设距离。

可选地，所述第三电极的所述第一固定部、所述第一悬梁部和所述第一活动部的材料包括：银或铜；

所述第六电极的所述第二固定部、所述第二悬梁部和所述第二活动部的材料包括：银或铜。

可选地，所述衬底包括玻璃回流衬底。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种微发光二极管检测装置，包括如上述提供的微发光二极管检测器件。

可选地，所述微发光二极管检测器件的数量为多个，且与所述微发光二极管一一对应。

可选地，多个所述微发光二极管检测器件呈阵列分布。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种微发光二极管检测器件的制备方法，包括：

在衬底上形成贯穿所述衬底的第一通孔和第二通孔；所述衬底包括相对设置的第一面和第二面；所述第一通孔和所述第二通孔与待测的所述微发光二极管的第一极和第二极分别对应设置；

通过一次构图工艺，在所述衬底的所述第一面上形成第一电极、第二电极、第四电极和第五电极；

通过电镀工艺，形成第三电极和第六电极；其中，所述第三电极包括：第一固定部、第一悬梁部和第一活动部；所述第一悬梁部的一端通过所述第一固定部与所述第一电极固定连接，另一端通过所述第一活动部悬置于所述第一通孔中；所述第一悬梁部与所述第二电极之间具有第一预设距离；所述第六电极包括：第二固定部、第二悬梁部和第二活动部；所述第二悬梁部的一端通过所述第二固定部与所述第四电极固定连接，另一端通过所述第二活动部悬置于所述第二通孔中；所述第二悬梁部与所述第五电极之间具有第二预设距离。

可选地，该微发光晶体管检测器件的制备方法还包括：

通过一次构图工艺，在所述衬底的所述第一面上形成位于所述第一电极远离所述第二电极一端的第一固定电极、位于所述第四电极远离所述第五电极一端的第二固定电极、位于所述第一通孔和第二通孔之间的第三固定电极；

将保护壳至少与所述第一固定电极、所述第二固定电极键合连接。

可选地，所述将保护壳至少与所述第一固定电极、所述第二固定电极键合连接之前，还包括：

在所述第一电极、所述第二电极、所述第四电极、所述第五电极、所述第一固定电极、所述第二固定电极和所述第三固定电极上形成平坦层；

在所述衬底的所述第二面上形成缓冲层。

可选地，所述缓冲层的厚度小于所述第一预设距离、及小于所述第二预设距离。

附图说明

图1a、图1b、图1c为一种mems开关的实现原理示意图；

图2a、图2b为本发明实施例提供的一种微发光二极管检测器件的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种微发光二极管检测器件的制备方法的流程示意图；

图4a-图4k为本发明实施例提供的一种微发光二极管检测器件的制备方法中各步骤的示意图。

其中附图标记为：

201-衬底、202-第一通孔、203-第二通孔、204-保护壳、205-平坦层、206-缓冲层、p-第一极、n-第二极、2011-第一面、2012-第二面、2041-第一电极、2042-第二电极、2043-第三电极、2044-第四电极、2045-第五电极、2046-第六电极、2047-第一固定电极、2048-第二固定电极、2049-第三固定电极、301-第一固定部、302-第一悬梁部、303-第一活动部、304-第二固定部、305-第二悬梁部、及306第二活动部。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

微电子机械系统(microelectromechanicalsystems，mems)技术是指对微米/纳米材料进行设计、加工、制造、测量和控制的技术，可以将机械构件、光学系统、驱动部件、电控系统集成为一个整体单元的微型系统。其中，mems开关就是mems技术的一个具体应用。

mems开关采用三个端子配置进行连接，在功能上可以将这三个端子分别视为源极、栅极和漏极。图1a、图1b、图1c为一种mems开关的实现原理示意图，如图1a所示，栅极不施加电压，即栅极电压为0伏特(v)，mems开关处于断开状态。如图1b所示，栅极施加一定的电压，例如10v-20v，栅极与开关悬臂梁之间可以形成静电吸附力。当栅极的电压达到足够高的值时，栅极与开关悬臂梁之间会产生足够大的吸附力，可以克服弹簧的阻力，开关悬臂梁可以向下移动，直至开关悬臂梁的触点与漏极接触。这样，源极和漏极之间的电路闭合，mems开关处于导通状态。如图1c所示，当栅极的电压被移除时，栅极的电压恢复为0v，栅极与开关悬臂梁之间的静电吸附力消失，开关悬臂梁恢复至初始位置，源极与漏极之间断开，mems开关恢复至断开状态。

本发明实施例提供的微发光二极管检测器件通过利用mems开关技术，可以对巨量转移过程中的微发光二极管进行快速、无损的检测。下面将结合附图和具体实施方式对本发明实施例提供的微发光二极管检测器件、装置及制备方法进行进一步详细描述。

实施例一

图2a、图2b为本发明实施例提供的一种微发光二极管检测器件的结构示意图，如图2a所示，该微发光二极管检测器件包括：衬底201、和贯穿衬底的第一通孔202和第二通孔203；衬底包括相对设置的第一面2011和第二面2012；第一通孔202和第二通孔203与待测的微发光二极管的第一极p和第二极n分别对应设置；还包括：位于衬底201的第一面2011上的第一检测部和第二检测部。第一检测部包括：位于衬底201的第一面2011上的第一电极2041、位于第一电极2041和第一过孔202之间的第二电极2042、和与第一电极2041固定连接的第三电极2043。第三电极2043包括：第一固定部301、第一悬梁部302和第一活动部303；第一悬梁部302的一端通过第一固定部301与第一电极2042固定连接，另一端通过第一活动部302悬置于第一通孔202中；第一悬梁部302与第二电极2042之间具有第一预设距离。第二检测部包括：位于衬底201的第一面2011上的第四电极2044、位于第四电极2044和第二过孔203之间的第五电极2045、和与第四电极2044固定连接的第六电极2046。第六电极2046包括：第二固定部304、第二悬梁部305和第二活动部306；第二悬梁部305的一端通过第二固定部304与第四电极2044固定连接，另一端通过第二活动部305悬置于第二通孔中203；第二悬梁部305与第五电极2045之间具有第二预设距离。

需要说明的是，在本发明实施例提供的微发光二极管检测器件中，第一检测部中的第一电极2041、第二电极2042和第二检测部中的第五电极2045、第六电极2046可以分别与外接的电压供给模块(图中未示出)连接，其中，第一电极2041和第四电极2044施加的电压分别可以为待测微发光二极管正常工作时第一极p和第二极n施加的正向电压和负向电压。

如图2a所示，在初始时，第一检测部中的第二电极2042和第二检测部中的第五电极2045不施加电压，即第二电极2042和第五电极2045的电压为0v，此时，第一检测部中的第一悬梁部302与第二电极2042之间具有第一预设距离，第二检测部中的第二悬梁部305与第五电极2045之间具有第二预设距离，第一检测部、第二检测部与待测的微发光二极管之间均处于断开状态。在此需要说明的是，第一预设距离与第二预设距离可以相等。当然，二者也可以不相等。在本发明实施例中，第一预设距离与第二预设距离相等，可以降低微发光二极管检测器件的制备工艺的难度。

如图2b所示，当第二电极2042施加一定的电压时，同时外接的电压供给模块可以通过第一电极2041为第三电极2043施加一定的正电压，这样，第三电极2043与第二电极2042之间可以形成压差，从而，第三电极2043与第二电极2042之间可以产生静电吸附力。此时，由于第三电极2043只有一端固定，另一端悬置，因此，在静电吸附力的作用下，第三电极2043的第一悬梁部302被第二电极2042吸引，以致第三电极2043的第一活动部303被向上拉伸，直至与待测的微发光二极管的第一极p接触。与此同时，第五电极2045也施加一定的电压，外接的电压供给模块可以通过第四电极2044为第六电极2046施加一定的负电压，这样，第六电极2046与第五电极2045之间可以形成压差，从而，第六电极2046与第五电极2045之间可以产生静电吸附力，此时，由于第六电极2046只有一端固定，另一端悬置，因此，在静电吸附力的作用下，第六电极2046的第二悬梁部304被第五电极2045吸引，以致第六电极2046的第二活动部305被向上拉伸，直至与待测的微发光二极管的第二极n接触。该微发光检测器件中的第一检测部、第二检测部与待测的微发光二极管之间处于导通状态，微发光二极管的第一极p和第二极n可以分别被施加正常工作时的正向电压和负向电压，良好的微发光二极管可以被点亮，从而实现巨量转移过程中的微发光二极管的快速检测。同时，由于检测器件中各个电极结构通过静电驱动，其作用力较弱，不会对待测的微发光二极管造成损坏，因此可以实现微发光二极管的无损检测，从而可以提高微发光二极管的转移效率，进而提高显示面板的制作良率。

可选地，第一电极2041和第五电极2045施加的电压可以为10v至20v之间的较低电压，可以避免过高的电压对微发光二极管造成的损坏。

如图2a所示，该微发光二极管检测器件还包括：位于第一电极2041远离第二电极2042一端的第一固定电极2047、位于第四电极2044远离第五电极2045一端的第二固定电极2048、位于第一通孔202和第二通孔203之间的第三固定电极2049、和至少与第一固定电极2047、第二固定电极2048连接的保护壳204。保护壳204的连接端至少与第一固定电极2047、第二固定电极2048键合连接。

需要说明的是，保护壳204可以为以硅为材料制成的硅帽结构，可以将检测器件内部的各个电极结构与外部绝缘，从而实现对检测器件的保护作用，避免在检测过程中检测器件内部的电极结构被损坏。保护壳204的连接端可以至少与第一固定电极2047、第二固定电极2048通过键合作用连接，从而将保护壳与第一检测部、第二检测部固定。在本发明实施例中，保护壳204的连接端可以分别与第一固定电极2047、第二固定电极2048、第三固定电极2049均连接。

可选地，第一电极2041、第二电极2042、第四电极2044、第五电极2045、第一固定电极2047、第二固定电极2048和第三固定电极2049同层设置。

需要说明的是，在本发明实施例中，第一电极2041、第二电极2042、第四电极2044、第五电极2045、第一固定电极2047、第二固定电极2048和第三固定电极2049可以位于同一层中，从而减小微发光二极管检测器件的厚度。在制备过程中，上述各个电极可以采用一次构图工艺一次性成型，从而可以降低制备工艺难度，节约制作成本。

可选地，第一电极2041、第二电极2042、第四电极2044、第五电极2045、第一固定电极2047、第二固定电极2048和第三固定电极2049的材料包括：铝；保护壳204的连接端的材料包括：锗。

需要说明的是，第一电极2041、第二电极2042、第四电极2044、第五电极2045、第一固定电极2047、第二固定电极2048和第三固定电极2049可以为铝，不仅可以保证良好的导电性能，还可以节约制作成本。保护壳204的连接端的材料可以为锗，可以与第一固定电极2047、第二固定电极2048、第三固定电极2049通过键合作用连接，从而实现对各个电极结构的保护。

可选地，如图2a所示，该微发光二极管检测器件还包括：位于第一电极2041、第二电极2042、第四电极2044、第五电极2045、第一固定电极2047、第二固定电极2048和第三固定电极2049上的平坦层205、和位于衬底201的第二面2012上的缓冲层206。第一通孔202贯穿平坦层205和缓冲层206；第二通孔203贯穿平坦层205和缓冲层206。

需要说明的是，平坦层205可以使得各个电极结构进行平坦化，避免各个电极表面的凹凸不平，影响其上后续其他膜层的制作。缓冲层206可以在检测过程中对待测的微发光二极管具有一定的缓冲作用，避免检测过程中对微发光二极管造成的损坏。

可选地，缓冲层206的厚度小于第一预设距离、及小于第二预设距离。

需要说明的是，在本发明实施例中缓冲层206的厚度可以小于第一预设距离、及小于第二预设距离，以保证在微发光检测器件与待测的微发光二极管之间处于导通状态时，第三电极2043和第六电极2046分别可以与待测的微发光二极管的第一极p和第二极n接触，使得微发光二极管的第一电极p和第二电极n分别被施加正向电压和负向电压，则良好的微发光二极管可以被点亮，从而实现微发光二极管的检测与筛选。

可选地，第三电极2043的第一固定部301、第一悬梁部302和第一活动部303的材料包括：银或铜；第六电极2046的第二固定部304、第二悬梁部305和第二活动部306的材料包括：银或铜。

需要说明的是，第三电极2043和第六电极2046的材料可以为具有良好的导电性能的银或铜。为了降低制作成本，降低工艺难度，在本发明实施例中，优选地，第三电极1043和第六电极2046的材料可以为铜。

可选地，衬底201包括玻璃回流衬底。

需要说明的是，可以根据待测的微发光二极管的尺寸，选择合适尺寸的玻璃回流衬底，其上可以预先设置有通孔，检测器件可以通过通孔与待测的微发光二极管的第一极p和第二极n接触并导通，从而实现微发光二极管的检测与筛选。

实施例二

基于同一发明构思，本发明实施例提供了一种微发光二极管检测装置，该微发光二极管检测装置可以包括上述实施例提供的微发光二极管检测器件。可以理解的是，进行检测的微发光二极管的数量可以为多个，在实际应用中可以为巨量的，对应的微发光二极管检测装置中的微发光二极管检测器件的数量也可以为多个，并且与待测的微发光二极管一一对应。同时，多个微发光二极管检测器件呈阵列分布。

需要说明的是，本发明实施例提供的微发光二极管检测装置的实现原理与上述实施例提供的微发光二极管检测器件的实现原理类似，在此不再一一赘述。

实施例三

基于同一发明构思，本发明实施例提供了一种微发光二极管检测器件的制备方法，图3为本发明实施例提供的一种微发光二极管检测器件的制备方法的流程示意图，如图3所示，该微发光二极管检测器件的制备方法包括如下步骤：

s301，在衬底上形成贯穿衬底的第一通孔和第二通孔。

如图4a所示，在本发明实施例中，在衬底201上形成第一通孔202和第二通孔203，第一通孔202和第二通孔203与待测的微发光二极管的第一极p和第二极n分别对应。衬底201包括相对设置的第一面2011和第二面2012。之后，如图4b所示，在第一通孔202和第二通孔203中填充树脂材料，为后续的其他膜层的制备提供平坦的基底。

s302，通过一次构图工艺，在衬底的第一面上形成第一电极、第二电极、第四电极、第五电极、第一固定电极、第二固定电极和第三固定电极。

如图4c所示，在衬底201的第一面2011上沉积一层金属层，在本发明实施例中，金属层的材料可以为铝。对沉积的金属层进行刻蚀，形成断开设置的第一电极2041、第二电极2042、第四电极2044、第五电极2045、第一固定电极2047、第二固定电极2048和第三固定电极2048。

s303，在第一电极、第二电极、第四电极、第五电极、第一固定电极、第二固定电极和第三固定电极上形成平坦层。

如图4d所示，在形成的各个电极结构上沉积一层平坦层205，该平坦层205可以使得各个电极结构的表面平坦化。之后，如图4e所示，在平坦层205上沉积一层牺牲层，及一层氮化硅膜层。

s304，在衬底的第二面上形成缓冲层。

如图4f所示，将形成的各个结构反转，使得衬底201的第二面201朝上，可以在衬底201的第二面2012上沉积一层电极层，并对该电极层进行图案化处理，形成与第一通孔202和第二通孔203对应的两个阻挡电极，该阻挡电极的材料可以为钼。在设置有阻挡电极的衬底201的第二面2012上沉积形成一层缓冲层206，该缓冲层206可以对待测的微发光二极管进行缓冲，避免检测过程中微发光二极管的损坏。

s305，通过电镀工艺，形成第三电极和第六电极。

如图4g所示，可以对氮化硅膜层进行图案化处理，以氮化硅膜层作为掩膜版，对各个膜层进行刻蚀，形成用于连接第三电极2043、第六电极2046以及保护壳204的多个过孔。如图4h所示，刻蚀并去除多余的氮化硅膜层，采用铜材料，利用电镀工艺形成与第一电极2041连接的第三电极2043，与第四电极2044连接的第六电极2046。两个阻挡电极在防止缓冲层206被刻穿的同时，还可以为电镀工艺提供电极，便于利用电镀工艺形成第三电极2043和第六电极2046。其中，形成的第三电极2043包括：第一固定部301、第一悬梁部302和第一活动部303；第一悬梁部302的一端通过第一固定部301与第一电极2041固定连接，另一端通过第一活动部303悬置于第一通孔202中；第一悬梁部301与第二电极2042之间具有第一预设距离；第六电极2046包括：第二固定部304、第二悬梁部305和第二活动部306；第二悬梁部305的一端通过第二固定部304与第四电极2044固定连接，另一端通过第二活动部306悬置于第二通孔203中；第二悬梁部305与第五电极2045之间具有第二预设距离。如图4i所示，除去平坦层205上的牺牲层，最终形成第三电极2043和第六电极2046。

s306，将保护壳至少与第一固定电极、第二固定电极键合连接。

如图4j所示，在本发发明实施例中，将保护壳204与第一固定电极2047、第二固定电极2048、第三固定电极2049通过键合作用固定连接，实现对于检测器件内部的各个电极结构的保护。之后，如图4k所示，在衬底201的第二面2012上的缓冲层206、阻挡电极与待测的微发光二极管的两个电极对应的位置刻蚀开孔，以使得第三电极2043的第一活动部303、第六电极2046的第二活动部306露出，便于检测过程中分别与微发光二极管的两个电极对应接触并连接。

可选地，缓冲层206的厚度小于第一预设距离、及小于第二预设距离。

需要说明的是，在本发明实施例中缓冲层206的厚度可以小于第一预设距离、及小于第二预设距离，以保证在微发光检测器件与待测的微发光二极管之间处于导通状态时，第三电极2043和第六电极2046分别可以与待测的微发光二极管的第一极p和第二极n接触，使得微发光二极管的第一电极p和第二电极n分别被施加正向电压和负向电压，则良好的微发光二极管可以被点亮，从而实现微发光二极管的检测与筛选。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。