一种微元件回收方法及其回收系统
阅读说明：本技术 一种微元件回收方法及其回收系统 (Micro-element recovery method and system ) 是由 蒲洋 洪温振 于 2020-05-22 设计创作，主要内容包括：本发明涉及巨量转移技术领域,具体涉及一种微元件回收方法及其回收系统,该方法包括：收集转移失败后的至少一个微元件；使微元件在第一方向上受到第一作用力,并使微元件在第二方向上受到第二作用力；以及,通过第一作用力与第二作用力的共同作用,使微元件由初始位置位移至目标位置；回收位于目标位置上的微元件；在本发明的微元件回收方法及系统中,其对容器中混合的红、绿、蓝三种颜色的LED芯片等微元件进行收集,然后在回收容器中通过同等的第二作用力使得微元件进行水平移动,由于各种微元件的质量不同,故其进入收集装置中所需时长也不同,进而使得微元件在水平方向运动距离不同,从而实现对不同类型的微元件进行分离。(The invention relates to the technical field of mass transfer, in particular to a micro-component recycling method and a micro-component recycling system, wherein the method comprises the following steps: collecting at least one micro-component after transfer failure; subjecting the micro-component to a first force in a first direction and a second force in a second direction; and displacing the micro-element from the initial position to the target position by the combined action of the first acting force and the second acting force; recovering the micro-components located at the target location; in the method and the system for recovering the micro-components, the micro-components such as the LED chips with three colors of red, green and blue are mixed in the container and then are horizontally moved in the recovery container by the same second acting force, and because the qualities of various micro-components are different, the required time lengths of the micro-components entering the collection device are different, and further the moving distances of the micro-components in the horizontal direction are different, so that the micro-components of different types are separated.)
技术领域
本发明涉及巨量转移技术领域，具体涉及一种微元件回收方法以及一种微元件回收系统。
背景技术
随着科学技术的发展，LED(发光二极管，Light Emitting Diode)由于其具有良好的稳定性，寿命，以及具有低功耗、色彩饱和度、反应速度快、对比度强等优点,故其已经成为显示屏中的重要显示元件。在现有的LED显示面板上安装有大量的LED芯片，而在显示屏的制作过程中，均需要将LED芯片从其生长基板转移到显示屏的显示背板上。
为了满足小尺寸的Micro LED(微发光二极管)芯片的转换需求，在现有技术中常使用各种液体组装的方式，同时对红、绿、蓝三种颜色的micro LED芯片进行转移，然而在转移过程中往往会有部分micro LED芯片因各种原因导致其未能成功转移，而这些转移失败的红、绿、蓝三种颜色的micro LED芯片会在容器中混合在一起，故其难以被再次利用，导致生产上的浪费。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明的目的即在于提供一种对液体自组装转移中转移失败的微元件进行回收方法以及其回收系统。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明是一种微元件回收方法，包括：
收集转移失败后的至少一个微元件；
使所述微元件在第一方向上受到第一作用力，并使所述微元件在第二方向上受到第二作用力；以及，
通过所述第一作用力与所述第二作用力的共同作用，使所述微元件由初始位置位移至目标位置；
回收位于所述目标位置上的所述微元件。
在本发明的微元件回收方法中，其对混合的红、绿、蓝三种颜色的LED芯片等微元件进行收集，然后通过同等的第二作用力使得微元件进行水平移动，由于各种微元件的质量不同，故其进入收集装置中所需时长也不同，进而使得微元件在水平方向运动距离不同，从而实现对不同类型的微元件进行分离。
可选地，收集转移失败后的至少一个微元件包括：
在实施自组转移的容器中放置第一收集装置；
在所述微元件的第三方向上施加第三作用力；
通过所述第三作用力使转移失败的微元件附着在所述第一收集装置一侧表面。
可选地，在所述微元件的第一方向上施加第一作用力包括：
将所述微元件置于预设高度，使所述微元件自身重力作为第一作用力；或者，
在所述微元件上施加与第二方向以及所述微元件自身重力方向不同的第一作用力。
可选地，在所述微元件的第二方向上施加第二作用力包括：
在所述微元件的第二方向上施加电场力；或者，
在所述微元件的第二方向上施加洛伦兹力。
可选地，在所述微元件的第二方向上施加电场力包括：
在所述微元件上添加电荷；
将带有电荷的微元件置于一预设的电场中。
可选地，在所述微元件的第二方向上施加洛伦兹力包括：
在所述微元件上添加电荷；
将带有电荷的微元件置于一预设的磁场中。
可选地，回收位于所述目标位置上的所述微元件包括：
在所述目标位置放置第二收集装置；
在所述第二收集装置上设置至少一个收集槽；
将所述微元件由所述收集槽回收。
可选地，所述微元件回收方法还包括：
设置至少一个封闭的或者非封闭的绝缘空间，在所述绝缘空间内通过所述第一作用力与所述第二作用力使微元件由初始位置位移至目标位置。
基于相同的构思，本发明还提供一种微元件回收系统，其包括第一收集装置、第二作用力施加装置和第二收集装置；
所述第一收集装置收集转移失败后的至少一个微元件；
所述第二作用力施加装置在所述微元件的第二方向上施加第二作用力；以及，
待所述微元件在受到第一作用力与所述第二作用力的共同作用，使所述微元件由初始位置位移至目标位置后，所述第二收集装置收集回收位于所述目标位置上的所述微元件。
在本发明的微元件回收系统中，其通过第一收集装置对混合的红、绿、蓝三种颜色的LED芯片等微元件进行收集，然后通过第二作用力施加装置对该微元件施加第二作用力使得微元件进行水平移动，由于各种微元件的质量不同，故其进入第二收集装置中所需时长也不同，进而使得微元件在水平方向运动距离不同，从而实现对不同类型的微元件进行分离。
可选地，所述微元件回收系统，还包括绝缘装置；
所述绝缘装置具有至少一个封闭的或者非封闭的绝缘空间，在所述绝缘空间内通过所述第一作用力与所述第二作用力使微元件由初始位置位移至目标位置。
附图说明
为了易于说明，本发明由下述的较佳实施例及附图作详细描述。
图1为本发明微元件回收方法一个实施例的工作流程示意图；
图2为本发明微元件回收方法步骤S101的工作原理示意图；
图3为本发明微元件回收方法步骤S103的工作原理示意图；
图4为本发明微元件回收方法步骤S105的工作原理示意图；
图5为本发明微元件回收方法另一个实施例的工作流程示意图；
图6为本发明微元件回收方法步骤S205的工作原理示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面以一个实施例对本发明的一种微元件回收方法进行具体描述，请参阅图1至图4所示，其包括：
S101.放置回收承载膜
在转移容器101的底部放置第一收集装置，其中，该第一收集装置为回收承载膜102，且该回收承载膜102的数量可以为一张，也可以为多张；在本实施例中，该转移容器101为微元件进行巨量转移的场所，当转移失败后，微元件会落入至转移容器101的底部，故在转移容器101的底部放置回收承载膜102便于对落入转移容器101的底部中的微元件进行回收；优选地，该微元件为LED芯片，该LED芯片为micro LED芯片，该转移容器101中盛载有第二绝缘液103，且该第二绝缘液103不与所述回收承载膜102反应。该回收承载膜102具有良好的韧性、缓冲能力、且具有良好的稳定性，优选地，所述回收承载膜102为所述回收承载膜102为高分子有机膜；并且该回收承载膜102表面具有微粘性，能对落入其中的LED芯片有一定的固定作用。其中，所述LED芯片包括：红色LED芯片R、绿色LED芯片G、蓝色LED芯片B，且所述红色LED芯片R、所述绿色LED芯片G、所述蓝色LED芯片B的质量互不相同。
S102.为LED芯片添加上电荷
在正常的转移过程中LED芯片会在转移容器101内的第二绝缘液103中进行移动，并进入至目标基板的开口槽中；但在实际情况下，往往会因一些情况而导致部分LED芯片未能进入至目标基板的开口槽中，造成LED芯片的转移失败；当LED芯片转移失败后，其会落入至转移容器101底部的回收承载膜102上，并在该回收承载膜102上随机分布，所述回收承载膜102对落入其中的所述所述LED芯片进行黏粘固定；并通过摩擦带电、感应带电、接触带电等方式在所述回收承载膜102上的所有的所述LED芯片的表面添加上正电荷或负电荷，在本实施例中其所添加的为正电荷，且其电荷量均为q。
S103.将LED芯片排列在回收承载膜的一侧
在所述回收承载膜102的一侧末端上放置挡板105，并通过电场、磁场或机械力等第三作用力的作用，将所述回收承载膜102上散落的LED芯片移向所述挡板105，并在回收承载膜102的一侧排列好。其中，其所施加的外力需大于回收承载膜102对LED芯片的微粘附力。LED芯片在承载膜的一侧排列好，故保证了LED芯片进入液体的时候是从同一个初始位置进去的，下落的高度是一样的，有利于对三种颜色的LED芯片进行分离。
S104.通入电场将回收承载膜移至预定投放位置上
往所述回收容器106中通入有定向的电场，且该电场的方向与所述LED芯片需要进行水平移动的方向相平行，其中，该需要进行水平移动的方向为第二方向，LED芯片所受到的电场力为第二作用力；由于在本实施例中，其LED芯片表面带正电荷，故LED芯片会在电场力的作用下，按电场的方向进行移动；并且根据所述收集基板107中的目标凹槽位的位置，确定所述回收承载膜102的预定投放位置。在本实施例中，可根据LED芯片的质量和所受到的电场力计算出该LED芯片在第一绝缘液中的水平移动距离；
由于所述收集基板107上设有多个用于容置所述LED芯片的凹槽位，且凹槽位之间的距离及其大小可以根据实际需要而设置，故通过目标的凹槽位可以确定LED芯片的预定投放位置；在确定好预定投放位置后，将所述回收承载膜102移至回收容器106的预定投放位置上，所述回收容器106盛载有第一绝缘液104；其中，所述回收承载膜102可溶于所述第一绝缘液104。
S105.分离三种颜色的LED芯片
移走所述回收承载膜102末端上的所述挡板105，使所述回收承载膜102上的所有的所述LED芯片依次滑入所述第一绝缘液104中，其中，该回收承载膜102可溶于所述第一绝缘液104。在本实施例中由于采用可溶解于所述第一绝缘液104的回收承载膜102，故在后续进行回收和分类的过程中可以减少工艺步骤提升效率。
所述LED芯片在电场力的作用下进行水平移动，并在其重力的作用下落入至所述回收容器106底部的第二收集装置上，其中，该第二收集装置为收集基板107。落入第一绝缘液104中的LED芯片受到电场力作用将在水平方向移动，由于红、绿、蓝三种颜色的LED芯片自身的质量不同，故其所受到的重力大小也不同，其中该重力为LED芯片所受到的第一作用力，其作用方向为第一方向，具体方向为垂直向下；因此，不同红、绿、蓝三种颜色的LED芯片下落至底部时间不同，从而水平方向运动距离不同，故红、绿、蓝三种颜色的LED芯片下落到底部时因其到达的目标位置不同而得到分离。由于此时分离后的红、绿、蓝三种颜色的LED芯片已经带有电荷，故其可以直接使用电场或磁场驱动下的液体自组装方式重新进行转移。
S106.判断收集基板上是否放满LED芯片
判断所述收集基板107上的所有的所述凹槽位是否均容置有所述LED芯片，若否，则重新获取新的黏粘固定有所述LED芯片的所述回收承载膜102，并进行步骤S103.将LED芯片排列在回收承载膜102的一侧。
在本实施例中其在回收容器中施加电场，使得三种颜色的micro LED芯片在电场力的作用下进行水平移动，且由于三种颜色的micro LED芯片质量不同，故其下落至容器底部时间不同，使得其在水平方向运动距离不同，有效地实现对三种颜色的micro LED芯片进行分离。
在另一个实施例中，该收集基板107可以设置于回收容器106的上端，并且在回收容器106中施加有第一作用力，该第一作用力与重力的方向相反，且第一作用力的大小大于重力的大小；故该微原件能在第一作用力的作用下，克服重力向上运动，并通过电场力驱动其进行水平移动，使其进入至回收容器106上端的收集基板107中。其中，该第一作用力可以为浮力、风力等。
下面以另一个实施例对本发明的一种微元件回收方法进行具体描述，请参阅图5至图6所示，其包括：
S201.放置回收承载膜
在转移容器101的底部放置回收承载膜102，其中，该回收承载膜102的数量可以为一张，也可以为多张；在本实施例中，该转移容器101为微原件进行巨量转移的场所，当转移失败后，微元件会落入至转移容器101的底部，故在转移容器101的底部放置回收承载膜102便于对落入转移容器101的底部中的微元件进行回收；优选地，该微元件为LED芯片；该转移容器101中盛载有第二绝缘液103，且该第二绝缘液103不与所述回收承载膜102反应。该回收承载膜102具有良好的韧性、缓冲能力、且具有良好的稳定性，优选地，所述回收承载膜102为所述回收承载膜102为高分子有机膜；并且该回收承载膜102表面具有微粘性，能对落入其中的LED芯片有一定的固定作用。
S202.为LED芯片添加上电荷
在正常的转移过程中LED芯片会在转移容器101内的第二绝缘液103中进行移动，并进入至目标基板的开口槽中；但在实际情况下，往往会因一些情况而导致部分LED芯片未能进入至目标基板的开口槽中，造成LED芯片的转移失败；当LED芯片转移失败后，其会落入至转移容器101底部的回收承载膜102上，并在该回收承载膜102上随机分布，所述回收承载膜102对落入其中的所述所述LED芯片进行黏粘固定；并通过摩擦带电、感应带电、接触带电等方式在所述回收承载膜102上的所有的所述LED芯片的表面添加上正电荷或负电荷，在本实施例中其所添加的为正电荷，且其电荷量均为q；所述LED芯片包括：红色LED芯片R、绿色LED芯片G、蓝色LED芯片B，且所述红色LED芯片R、所述绿色LED芯片G、所述蓝色LED芯片B的质量互不相同。
S203.将LED芯片排列在回收承载膜的一侧
在所述回收承载膜102的一侧末端上放置挡板105，并通过电场、磁场或机械力等第三作用力的作用，将所述回收承载膜102上散落的LED芯片移向所述挡板105，并在回收承载膜102的一侧排列好。其中，其所施加的外力需大于回收承载膜102对LED芯片的微粘附力。LED芯片在承载膜的一侧排列好，故保证了LED芯片进入液体的时候是从同一个位置进去的，下落的高度是一样的，有利于对三种颜色的LED芯片进行分离。
S204.通入磁场将回收承载膜移至预定投放位置上
往所述回收容器106中通入有定向的磁场，且该磁场的方向与所述LED芯片需要进行水平移动的方向相垂直，其中，该需要进行水平移动的方向为第二方向，LED芯片所受到的洛伦兹力为第二作用力；由于在本实施例中，其LED芯片表面带正电荷，故LED芯片会在洛伦兹力的作用下，在水平方向进行移动；并且根据所述收集基板107中的目标凹槽位的位置，确定所述回收承载膜102的预定投放位置。在本实施例中，可根据LED芯片的质量和所受到的电场力计算出该LED芯片在第一绝缘液104中的水平移动距离；
由于所述收集基板107上设有多个用于容置所述LED芯片的凹槽位，且凹槽位之间的距离及其大小可以根据实际需要而设置，故通过目标的凹槽位可以确定LED芯片的预定投放位置；在确定好预定投放位置后，将所述回收承载膜102移至回收容器106的预定投放位置上，所述回收容器106盛载有第一绝缘液104；其中，所述承载膜可溶于所述第一绝缘液104。在本实施例中由于采用可溶解于所述第一绝缘液104的回收承载膜102，故在后续进行回收和分类的过程中可以减少工艺步骤提升效率。
S205.分离三种颜色的LED芯片
移走所述回收承载膜102末端上的所述挡板105，使所述回收承载膜102上的所有的所述LED芯片依次滑入所述第一绝缘液104中，其中，该回收承载膜102可溶于所述第一绝缘液104。在本实施例中由于采用可溶解于所述第一绝缘液104的回收承载膜102，故在后续进行回收和分类的过程中可以减少工艺步骤提升效率。
所述LED芯片在洛伦兹力的作用下进行水平移动，并在其重力的作用下落入至所述回收容器106底部的收集基板107上。落入第一绝缘液104中的LED芯片受到洛伦兹力作用将在水平方向移动，由于红、绿、蓝三种颜色的LED芯片自身的质量不同，故其所受到的重力大小也不同，其中该重力为LED芯片所受到的第一作用力，其作用方向为第一方向，具体方向为垂直向下；因此，不同红、绿、蓝三种颜色的LED芯片下落至底部时间不同，从而水平方向运动距离不同，故红、绿、蓝三种颜色的LED芯片下落到底部时因其到达位置不同而得到分离。由于此时分离后的红、绿、蓝三种颜色的LED芯片已经带有电荷，故其可以直接使用电场或磁场驱动下的液体自组装方式重新进行转移。
S206.判断收集基板上是否放满LED芯片
判断所述收集基板107上的所有的所述凹槽位是否均容置有所述LED芯片，若否，则重新获取新的黏粘固定有所述LED芯片的所述回收承载膜102，并进行步骤S203.将LED芯片排列在回收承载膜的一侧。
在本实施例中其在回收容器中施加磁场，使得三种颜色的micro LED芯片在洛伦兹力的作用下进行水平移动，且由于三种颜色的micro LED芯片质量不同，故其下落至容器底部时间不同，使得其在水平方向运动距离不同，有效地实现对三种颜色的micro LED芯片进行分离。
在另一个本实施例中，该收集基板107可以设置于回收容器106的上端，并且在回收容器106中施加有第一作用力，该第一作用力与重力的方向相反，且第一作用力的大小大于重力的大小；故该微原件能在第一作用力的作用下，克服重力向上运动，并通过洛伦兹力驱动其进行水平移动，使其进入至回收容器106上端的收集基板107中。其中，该第一作用力可以为浮力、风力等。
下面以一个实施例对本发明的一种微元件回收系统进行具体描述，其包括：
第一收集装置、第二作用力施加装置和第二收集装置；
所述第一收集装置收集转移失败后的至少一个微元件；在本实施例中，该第一收集装置为回收承载膜；
所述第二作用力施加装置在所述微元件的第二方向上施加第二作用力；该第二作用力施加装置可以为电场发生器或磁场发生器，当第二作用力施加装置为电场发生器时，其微元件所受到的第二作用力为电场力，且其第二方向与电场的方向相平行；当第二作用力施加装置为磁场发生器时，其微元件所受到的第二作用力为洛伦兹力，且其第二方向与磁场的方向相垂直；
以及，
待所述微元件在受到第一作用力与所述第二作用力的共同作用，使所述微元件由初始位置位移至目标位置后，所述第二收集装置收集回收位于所述目标位置上的所述微元件；在本实施例中，该第一作用力可以为重力，也可以该微元件为克服重力做功的浮力、风力等；该第二收集装置为收集基板。
在另一个本实施例中，该微元件回收系统还可以包括：第一作用力施加装置，该第一作用力施加装置用于向该微元件施加第一作用力。
可选地，所述微元件回收系统，还包括绝缘装置；
所述绝缘装置具有至少一个封闭的或者非封闭的绝缘空间，在所述绝缘空间内通过所述第一作用力与所述第二作用力使微元件由初始位置位移至目标位置。其中，该绝缘装置包括：回收容器，且该回收容器中盛放有绝缘液。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。