TWI787933B - 巨量轉移設備 - Google Patents

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Abstract

巨量轉移設備包括基座平台、第一基板載台、第二基板載台、至少一雷射頭及伺服馬達模組。第一基板載台適於帶動目標基板沿著第一方向相對於基座平台移動。第二基板載台適於帶動至少一微型元件基板沿著第二方向相對於第一基板載台移動。至少一微型元件基板具有基板與至少一微型元件。至少一雷射頭適於移動至對應第二基板載台的目標位置，並朝向至少一微型元件基板發出雷射光束。雷射光束用以照射至少一微型元件基板，使至少一微型元件脫離基板並與目標基板相連接。伺服馬達模組用以驅使第一基板載台、第二基板載台與至少一雷射頭移動。

Description

巨量轉移設備
本發明是有關於一種製程設備，且特別是有關於一種巨量轉移設備。
近年來，在有機發光二極體(Organic light-emitting diode，OLED)顯示面板的製造成本偏高及其使用壽命無法與現行的主流顯示器相抗衡的情況下，微型發光二極體顯示器(Micro LED Display)逐漸吸引各科技大廠的投資目光。除了低耗能及材料使用壽命長的優勢外，微型發光二極體顯示器還具有優異的光學表現，例如高色彩飽和度、應答速度快及高對比。
另一方面，為了取得較低的生產成本與較大的產品設計裕度，微型發光二極體顯示器的製造技術係採用晶粒轉移的方式，亦即巨量轉移(Mass transfer)技術，將製作好的微型發光二極體晶粒直接轉移到驅動電路背板上。具體而言，晶粒製造商需先將客戶所需的微型發光二極體晶粒製作(或放置)在暫存基板上，客戶再依據不同的應用需求將存放在暫存基板上的微型發光二極體晶粒轉移至不同產品的驅動電路板上。
然而，在晶粒生產、轉移的過程中，勢必會產生一定數量的異常晶粒與接合不良。隨著顯示面板的尺寸放大，上述的巨量轉移技術的製程時間勢必大幅增加，而晶粒的修補難度變高且費時。
本發明提供一種巨量轉移設備，能同時提高元件修補或元件轉置的速度及良率。
本發明的巨量轉移設備，包括基座平台、第一基板載台、第二基板載台、至少一雷射頭及伺服馬達模組。第一基板載台設置在基座平台上，且適於帶動目標基板沿著第一方向相對於基座平台移動。第二基板載台設置在基座平台上，且適於帶動至少一微型元件基板沿著第二方向相對於第一基板載台移動。第一方向與第二方向相交。至少一微型元件基板具有基板與至少一微型元件。至少一微型元件設置在基板朝向目標基板的表面上。至少一雷射頭適於移動至對應第二基板載台的目標位置，並朝向至少一微型元件基板發出雷射光束。雷射光束用以照射至少一微型元件基板，使至少一微型元件脫離基板並與目標基板相連接。伺服馬達模組用以驅使第一基板載台、第二基板載台與至少一雷射頭移動。
在本發明的一實施例中，上述的巨量轉移設備的第一基板載台還適於帶動目標基板沿著第二方向相對於基座平台移動。 第二基板載台還適於帶動至少一微型元件基板沿著第一方向與第三方向相對於第一基板載台移動，且第三方向相交於第一方向與第二方向。
在本發明的一實施例中，上述的巨量轉移設備的第二基板載台沿著第三方向移動，使至少一微型元件基板的至少一微型元件接觸目標基板。
在本發明的一實施例中，上述的巨量轉移設備的第一基板載台還適於依轉軸進行轉動，且轉軸的軸向垂直於第一方向與第二方向。
在本發明的一實施例中，上述的巨量轉移設備的第二基板載台具有至少一開孔，且至少一微型元件基板對應至少一開孔設置。雷射光束適於經由至少一開孔照射至少一微型元件基板。
在本發明的一實施例中，上述的巨量轉移設備更包括至少一遮光罩，與至少一微型元件基板重疊設置。至少一遮光罩具有重疊於至少一微型元件的至少一透光區。雷射光束的至少一部分還經由至少一透光區照射至少一微型元件基板。
在本發明的一實施例中，上述的巨量轉移設備的至少一微型元件基板為多個微型元件基板。至少一雷射頭為多個雷射頭，且這些雷射頭分別對應這些微型元件基板設置。
在本發明的一實施例中，上述的巨量轉移設備的多個微型元件基板各自具有磊晶基板。至少一微型元件為多個微型發光元件且分別形成於各個磊晶基板上，且任一個微型元件基板的多 個微型發光元件的發光顏色不同於另一個微型元件基板的多個微型發光元件的發光顏色。
在本發明的一實施例中，上述的巨量轉移設備的目標基板具有多個畫素區，且包括電路背板以及至少一預留接合層。至少一預留接合層設置於其中一個畫素區內。至少一微型元件基板的至少一微型元件為一個修補用微型發光元件，且此修補用微型發光元件依據目標基板上的位置座標排列於至少一微型元件基板的基板上相對應的排列位置。
在本發明的一實施例中，上述的巨量轉移設備的雷射頭依據列位置移動至該第二基板載台相對應的目標位置，並且朝向至少一微型元件基板位於排列位置的部分發出雷射光束，使修補用微型發光元件與其中一個畫素區內的至少一預留接合層相連接，並且脫離至少一微型元件基板的基板。
在本發明的一實施例中，上述的巨量轉移設備的至少一微型元件基板還具有連接於多個微型元件與基板之間的離型層，且離型層的黏性在雷射光束的照射後失效。
在本發明的一實施例中，上述的巨量轉移設備的離型層為雷射解膠層或雷射解離層。
在本發明的一實施例中，上述的巨量轉移設備的至少一微型元件基板還具有連接至少一微型元件與基板的動態釋放層。雷射光束在照射至少一微型元件基板後，使動態釋放層發生形變以分離至少一微型元件。
在本發明的一實施例中，上述的巨量轉移設備的目標基板為載板與黏著膠層的組合，且至少一微型元件經由黏著膠層附著於載板上。
基於上述，在本發明一實施例的巨量轉移設備中，第一基板載台與第二基板載台分別帶動目標基板與微型元件基板在不同的方向上移動，能提高目標基板上的待轉置區與微型元件基板上待轉移的微型元件的對位速度。對於待轉置區分布較不規則的轉置製程或修補製程來說，雷射頭的可移動性能增加微型元件基板上待轉移元件的選擇彈性，有助於縮減製程時間並提高製程良率。另外，伺服馬達模組的設置可進一步增加目標基板、微型元件基板與雷射頭間的對位精度。
10、10A、10B、10C:巨量轉移設備
100:基座平台
102:支撐柱
104:橫樑
106:龍門機構
108:支撐臂
110:第一基板載台
120、120A、120B、120C、120D:第二基板載台
120h、120h’、120h”、120h-A:開孔
120s:表面
122:止擋結構
130、131、132、133:雷射頭
140、140A:伺服馬達模組
141A、141B、142A、142B、142C、143A、143B、143A1、143A2、143A3:伺服馬達
150:控制單元
160:遮光罩
160h:開口
AD:黏著膠層
BL:接合層
BLr:預留接合層
BS:電路背板
CS:載板
DRL:動態釋放層
DSL:雷射解離層
LB:雷射光束
LEDr:修補用微型發光元件
LEDx:異常微型發光元件
MD:微型元件
MDS、MDS1、MDS2、MDS3、MDS’、MDS”:微型元件基板
PA:書素區
Pa、Pa1、Pa2:排列位置
Pc、Pc1、Pc2:位置座標
Pt1、Pt2、Pt3:目標位置
RA:修補區
RL:離型層
RX:轉軸
S:間距
SB、SB’、SB”:基板
TS、TS’:目標基板
X、Y、Z:移動軸線
X1、X2、Y1、Y2、Z1、Z2:方向
A-A’:剖線
圖1是本發明的第一實施例的巨量轉移設備的示意圖。
圖2是圖1的巨量轉移設備的方塊圖。
圖3A至圖3D是利用圖1的巨量轉移設備轉置微型元件的流程示意圖。
圖4A至圖4D是利用圖1的巨量轉移設備轉置微型元件的流程剖視圖。
圖5是圖1的第二基板載台與微型元件基板在不同視角下的示意圖。
圖6A及圖6B是圖5的另一些變形實施例的第二基板載台與微型元件基板在不同視角下的示意圖。
圖7是本發明的第二實施例的巨量轉移設備的第二基板載台、微型元件基板與遮光罩在不同視角下的示意圖。
圖8是本發明的第三實施例的巨量轉移設備的第二基板載台與微型元件基板在不同視角下的示意圖。
圖9是圖8的微型元件基板的放大透視圖。
圖10是利用圖9的微型元件基板進行轉置的目標基板的俯視示意圖。
圖11A至圖11C是本發明的第三實施例的巨量轉移設備轉置微型元件的流程剖視圖。
圖12是圖11B的微型元件基板的另一種變形實施例的剖視示意圖。
圖13是本發明的第四實施例的巨量轉移設備的示意圖。
圖14是圖13的巨量轉移設備的方塊圖。
在附圖中，為了清楚起見，放大了層、膜、面板、區域等的厚度。應當理解，當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在另一元件「上」或「連接到」另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反，當元件被稱為「直接在另一元件上」或「直接連接到」另一元件時， 不存在中間元件。如本文所使用的，「連接」可以指物理及/或電性連接。再者，「電性連接」可為二元件間存在其它元件。
現將詳細地參考本發明的示範性實施例，示範性實施例的實例說明於所附圖式中。只要有可能，相同元件符號在圖式和描述中用來表示相同或相似部分。
圖1是本發明的第一實施例的巨量轉移設備的示意圖。圖2是圖1的巨量轉移設備的方塊圖。圖3A至圖3D是利用圖1的巨量轉移設備轉置微型元件的流程示意圖。圖4A至圖4D是利用圖1的巨量轉移設備轉置微型元件的流程剖視圖。圖5是圖1的第二基板載台與微型元件基板在不同視角下的示意圖。圖6A及圖6B是圖5的另一些變形實施例的第二基板載台與微型元件基板在不同視角下的示意圖。為清楚呈現起見，圖1省略了圖2的控制單元150以及其他構件與控制單元150的連接關係的繪示。
請參照圖1、圖2及圖4B，巨量轉移設備10包括基座平台100、第一基板載台110、第二基板載台120與雷射頭130。第一基板載台110用於承載目標基板TS。第二基板載台120用於承載微型元件基板MDS。雷射頭130發出的雷射光束LB用於照射對應的微型元件基板MDS，使欲轉置的至少一微型元件MD脫離基板SB，並且與目標基板TS連接。更具體地說，巨量轉移設備10是採用雷射剝離技術(laser lift-off，LLO)來實現微型元件MD的轉移。
在本實施例中，目標基板TS例如包括載板CS與黏著膠 層AD，但不以此為限。在其他實施例中，目標基板TS也可以是顯示面板的電路背板。另一方面，微型元件基板MDS包括基板SB以及設置於基板SB上的多個微型元件MD。在本實施例中，微型元件基板MDS的基板SB例如是磊晶基板，而微型元件MD例如是製作在磊晶基板上的微型發光二極體(micro light-emitting diode，Micro LED)，但不以此為限。在其他實施例中，微型元件基板MDS的基板SB也可以是用於轉移製程中的暫時載板(例如玻璃基板或可撓性基板)，而微型元件MD也可以是執行預定電子功能(例如二極體、電晶體、積體電路)或光子功能(LED、雷射)的電子元件。為了達到雷射剝離的效果，這些微型元件MD與基板SB之間還設有離型層RL，此離型層RL的黏性在雷射光束LB的照射後失效，但本發明不以此為限。
在本實施例中，第一基板載台110可動地設置在基座平台100上，且適於帶動目標基板TS沿著至少一方向相對於基座平台100移動或轉動。在本實施例中，第一基板載台110可分別沿著移動軸線X和移動軸線Y進行二維移動，例如：沿著方向X1(或方向X2)和方向Y1(或方向Y2)移動。移動軸線X的軸向(例如方向X1或方向X2)相交於移動軸線Y的軸向(例如方向Y1或方向Y2)。
為了增加製程彈性，本實施例的第一基板載台110還適於依轉軸RX進行轉動，且轉軸RX的軸向垂直於移動軸線X的軸向和移動軸線Y的軸向，但不以此為限。在其他實施例中，第 一基板載台110與基座平台100間並不存在相對轉動的作動方式。
另一方面，第二基板載台120設置在第一基板載台110遠離基座平台100的一側，且適於帶動微型元件基板MDS沿著至少一方向相對於第一基板載台110移動。在本實施例中，第二基板載台120可分別沿著移動軸線X、移動軸線Y和移動軸線Z進行三維移動，例如：沿著方向X1(或方向X2)、方向Y1(或方向Y2)和方向Z1(或方向Z2)移動。移動軸線Z的軸向(例如方向Z1或方向Z2)、移動軸線X的軸向和移動軸線Y的軸向可選擇性地相互垂直，但不以此為限。
由於第一基板載台110與第二基板載台120可分別帶動目標基板TS和微型元件基板MDS在不同或相反的方向上移動，目標基板TS上的待轉置區與微型元件基板MDS上待轉移的微型元件MD的對位速度可被提升。
進一步而言，雷射頭130設置在第二基板載台120遠離第一基板載台110的一側，且適於移動至第二基板載台120相對應的目標位置(例如：目標位置Pt1或目標位置Pt2)。在本實施例中，雷射頭130可分別沿著移動軸線X和移動軸線Y相對於第二基板載台120進行二維移動，例如：沿著方向X1(或方向X2)和方向Y1(或方向Y2)移動。
為了讓雷射頭130發出的雷射光束LB能照射到對應的微型元件基板MDS，並且讓欲轉置的微型元件MD與目標基板TS連接，第二基板載台120具有與微型元件基板MDS對應設置的開 孔120h。
舉例來說，在本實施例中，第二基板載台120可用於承載的微型元件基板MDS數量為三個，分別為第一微型元件基板MDS1、第二微型元件基板MDS2和第三微型元件基板MDS3，且這些微型元件基板MDS的任一者的微型發光元件(即微型元件MD)的發光顏色不同於這些微型元件基板MDS的另一者的微型發光元件(即微型元件MD)的發光顏色。例如：第一微型元件基板MDS1、第二微型元件基板MDS2和第三微型元件基板MDS3各自的微型發光元件的發光顏色分別為紅色、綠色與藍色，但不以此為限。
相應地，第二基板載台120的開孔120h數量也是三個，且這些微型元件基板MDS分別對應這些開孔120h設置。然而，本發明不限於此。在其他實施例中，第二基板載台的開孔120h數量以及所承載的微型元件基板MDS數量可根據實際的製程需求而調整。例如：第二基板載台120A可用於承載兩個第一微型元件基板MDS1、兩個第二微型元件基板MDS2和兩個第三微型元件基板MDS3(如圖6A所示)。
請同時參照圖5，在本實施例中，微型元件基板MDS可選擇性地設置在第二基板載台120朝向基座平台100的表面120s上，且微型元件基板MDS在平行於表面120s的一方向上的寬度略大於第二基板載台120的開孔120h在該方向上的寬度。舉例來說，微型元件基板MDS於第二基板載台120的表面120s上的正 投影輪廓與開孔120h的最短距離可以是3mm，而微型元件基板MDS是透過重疊於第二基板載台120的邊緣部分吸附於第二基板載台120。例如藉由第二基板載台120設置在表面120s上且鄰近開孔120h的多個微小氣孔以及連通這些微小氣孔的排氣通道來實現與微型元件基板MDS的真空吸附關係，但不以此為限。
在其他實施例中，多個微型元件基板MDS也可設置在第二基板載台120B的開孔120h’內。第二基板載台120B在開孔120h’朝向基座平台100的一側設有止擋結構122，而微型元件基板MDS的邊緣部分會抵靠在止擋結構122上(如圖6B所示)。在本實施例中，任兩相鄰的微型元件基板MDS在排列方向上的間距S，甚至是尺寸大小(例如圓徑)都可根據實際的轉置需求來調整，本發明並不加以限制。
為了增加目標基板TS、微型元件基板MDS與雷射頭130間的對位精度，承載這些構件的可動載台和支架上都設有伺服馬達模組140。亦即，伺服馬達模組140可用以驅使第一基板載台110、第二基板載台120與雷射頭130分別沿著移動軸線X、移動軸線Y和移動軸線Z移動。
舉例來說，在本實施例中，伺服馬達模組140可包括設置在第一基板載台110與基座平台100間的伺服馬達141A和伺服馬達141B、設置在基座平台100與多個支撐柱102間的多個伺服馬達142A、設置在多個橫樑104與第二基板載台120間的多個伺服馬達142B、設置在多個支撐柱102與多個橫樑104間的多個伺 服馬達142C、設置在多個橫樑104與龍門機構106間的多個伺服馬達143B以及設置在龍門機構106與支撐臂108間的伺服馬達143A，但不以此為限。
在本實施例中，四個支撐柱102和兩個橫樑104可組成龍門式(gantry type)移動平台，而第二基板載台120和雷射頭130可動地設置在此龍門式移動平台上。然而，本發明不限於此。在其他實施例中，第一基板載台110、第二基板載台120和雷射頭130間的相對移動關係也可採用本發明所屬技術領域中具有通常知識者所周知的任一可動式支架結構設計來實現。
詳細而言，伺服馬達141A和伺服馬達141B可帶動第一基板載台110分別沿著移動軸線X和移動軸線Y相對於基座平台100移動。多個伺服馬達142A和多個伺服馬達142B可帶動第二基板載台120分別沿著移動軸線X和移動軸線Y相對於基座平台100和第一基板載台110移動。多個伺服馬達142C可帶動第二基板載台120和雷射頭130沿著移動軸線Z移動，以靠近或遠離基座平台100。伺服馬達143A和多個伺服馬達143B可帶動雷射頭130分別沿著移動軸線X和移動軸線Y相對於第二基板載台120移動。
進一步而言，巨量轉移設備10還可包括控制單元150。控制單元150例如是微控制器(microcontroller unit，MCU)。舉例而言，控制單元150是用以接收來自人機介面(未繪示)的設定指令，並依據預設定的製程參數或製程中即時回饋的參數值， 驅使第一基板載台110、第二基板載台120、雷射頭130與伺服馬達模組140以設定的流程進行作動。亦即，控制單元150可將第一基板載台110、第二基板載台120、雷射頭130以及伺服馬達模組140的功能進行整合。
以下將針對適用於巨量轉移設備10的微型元件MD的轉移方法進行示例性地說明。請參照圖2及圖3A，在第一基板載台110和第二基板載台120上分別配置好目標基板TS和微型元件基板MDS後，啟動微型元件MD的轉移製程。控制單元150根據預設定的製程參數令第一基板載台110和第二基板載台120移動至基座平台100上的預定位置，使第二基板載台120上的至少一微型元件基板MDS在移動軸線Z的軸向上重疊於第一基板載台110上的目標基板TS。過程中，第一基板載台110例如是朝著方向X2移動，而第二基板載台120例如是朝著方向X1和方向Y1移動，但不以此為限。
特別注意的是，在第一基板載台110和第二基板載台120的移動過程中，雷射頭130可同步朝著方向X1和方向Y2移動至第二基板載台120相對應的目標位置Pt1(如圖4A所示)，以縮短第一基板載台110、第二基板載台120和雷射頭130間的對位步驟所需的製程時間。應可理解的是，執行雷射頭130與第二基板載台120的對位步驟以及第一基板載台110與第二基板載台120的對位步驟的先後順序或同步與否當可根據不同的製程需求來調整，本發明並不加以限制。
請參照圖2、圖3B及圖4A，在控制單元150接收來自伺服馬達模組140的回饋信號並確認無誤後，令第二基板載台120和雷射頭130朝著第一基板載台110的方向(例如方向Z2)移動，使微型元件基板MDS的多個微型元件MD接觸第一基板載台110上的目標基板TS。如圖3C及圖4B所示，在微型元件基板MDS的多個微型元件MD接觸目標基板TS的黏著膠層AD後，令雷射頭130發出雷射光束LB。此雷射光束LB經由第二基板載台120的開孔120h照射在連接欲轉置的微型元件MD與基板SB間的離型層RL上，以降低欲轉置的微型元件MD與基板SB間的附著力。舉例來說，此處的離型層RL可以是雷射解膠層，但不以此為限。
在本實施例中，巨量轉移設備10可用於將多個微型元件MD以不規則排列的方式轉置到目標基板TS上。舉例來說，雷射頭130在照射離型層RL位於目標位置Pt1的部分後，可進一步移動置下一個目標位置Pt2進行照射。甚至是從微型元件基板MDS1(例如第二基板載台120相對應的目標位置Pt2)移動至另一個微型元件基板MDS2(例如第二基板載台120相對應的目標位置Pt3)進行選擇性地照射，如圖3D及圖4C所示。也就是說，雷射頭130的可移動性能增加微型元件基板MDS上待轉移元件的選擇彈性，從而提升製程便利性與效率，有助於縮減製程時間並提高製程良率。
在雷射光束LB的照射處理後，令第二基板載台120朝著遠離目標基板TS的方向(例如方向Z1)移動，使欲轉置的多個 微型元件MD脫離基板SB，如圖4D所示。於此，便完成多個不規則排列的微型元件MD的轉移製程。需說明的是，在本實施例中，每一道雷射光束LB的照射區域所涵蓋的微型元件MD數量是以一個為例進行示範性地說明，並不表示本發明以圖式揭示內容為限制。在其他實施例中，每一道雷射光束LB的照射區域所涵蓋的微型元件MD數量也可以是多個，且這些微型元件MD彼此相鄰。
以下將列舉另一些實施例以詳細說明本揭露，其中相同的構件將標示相同的符號，並且省略相同技術內容的說明，省略部分請參考前述實施例，以下不再贅述。
圖7是本發明的第二實施例的巨量轉移設備的第二基板載台、微型元件基板與遮光罩在不同視角下的示意圖。特別說明的是，圖7下方的剖視圖是對應於上方的俯視圖中的剖線A-A’。
請參照圖7，本實施例的巨量轉移設備10A與圖1的巨量轉移設備10的主要差異在於：巨量轉移設備10A更包括與微型元件基板MDS重疊設置的遮光罩160。由於本實施例的第二基板載台120C的構型相似於圖6B的第二基板載台120B，且其他的組成構件相似於圖1的巨量轉移裝置10，因此，詳細的說明請參見前述實施例的相關段落，於此便不再重述。
具體而言，第二基板載台120C的開孔120h”內還設有遮光罩160，且遮光罩160位於微型元件基板MDS朝向雷射頭的一側。特別注意的是，遮光罩160具有重疊於微型元件基板MDS的 至少一開口160h，而雷射光束LB可經由此開口160h定義出的透光區照射微型元件基板MDS。在本實施例中，每一個遮光罩160可具有多個開口160h，且這些開口160h於微型元件基板MDS上的正投影面積和輪廓都不同。然而，本發明不限於此。在其他實施例中，遮光罩160的多個開口160h的排列方式、開口大小及輪廓可根據實際的轉移製程需求而調整。
透過遮光層160的設置，能進一步增加尺寸較小的微型元件的選擇彈性及轉置良率。舉例來說，當微型元件的尺寸明顯小於雷射光束LB的照射面積時，會讓單一或少量微型元件的選取變得困難。因此，遮光層160的這些開口160h可以只讓雷射光束LB的一部分通過並照射在微型元件基板MDS上欲選取的區域內。據此，以實現排列較密集且微型元件尺寸較小的微型元件基板與目標基板間的轉移製程。
圖8是本發明的第三實施例的巨量轉移設備的第二基板載台與微型元件基板在不同視角下的示意圖。圖9是圖8的微型元件基板的放大透視圖。圖10是利用圖9的微型元件基板進行轉置的目標基板的俯視示意圖。圖11A至圖11C是本發明的第三實施例的巨量轉移設備轉置微型元件的流程剖視圖。圖12是圖11B的微型元件基板的另一種變形實施例的剖視示意圖。
請參照圖8、圖9及圖10，本實施例的巨量轉移設備10B與圖1的巨量轉移設備10的差異在於：第二基板載台的開孔輪廓不同。具體而言，巨量轉移設備10B的第二基板載台120D的開孔 120h-A輪廓為矩形。相應地，第二基板載台120D所承載的微型元件基板MDS’的輪廓也是矩形。由於本實施例的巨量轉移設備10B相似於圖1的巨量轉移裝置10，有關第二基板載台120D以外的組成構件的詳細說明可參見前述實施例的相關段落，於此便不再重述。
在本實施例中，目標基板TS’例如是微型發光二極體顯示面板。舉例來說，目標基板TS’具有多個畫素區PA，且包括電路背板BS、多個微型發光元件LED、多個接合層BL以及多個預留接合層BLr。這些微型發光元件LED分別設置在這些畫素區PA內，且分別經由這些接合層BL與電路背板BS電性連接。特別注意的是，每一個畫素區PA內還設有至少一預留接合層BLr，且這些預留接合層BLr與這些微型發光元件LED間隔設置。
當目標基板TS’上的部分微型發光元件LED被檢測為發光不良(例如異常微型發光元件LEDx)或遺失時，可採用本實施例的巨量轉移設備10B來進行修補製程。在本實施例中，目標基板TS’可劃分出多個修補區RA，而每一個被檢測為異常微型發光元件LEDx或遺失的微型發光元件LED都具有相對於修補區RA的一個位置座標Pc。舉例來說，目標基板TS’在修補區RA的位置座標Pc1處遺失了一個微型發光元件LED，而在修補區RA的位置座標Pc2處的異常微型發光元件LEDx發光不良。
在本實施例中，微型元件基板MDS’上的微型元件例如是修補用微型發光元件LEDr。由於這些異常或遺失的微型發光元件 在電路背板BS上是呈現不規則的排列，因此，修補用微型發光元件LEDr需根據這些異常或缺漏的微型發光元件在目標基板TS’的修補區RA的位置座標Pc排列於微型元件基板MDS’的基板SB’上相對應的排列位置Pa。例如：微型元件基板MDS’在排列位置Pa1和排列位置Pa2都設有修補用微型發光元件LEDr以分別修補目標基板TS’在位置座標Pc1遺失的微型發光元件LED以及在位置座標Pc2處的異常微型發光元件LEDx。
特別說明的是，由於本實施例的微型元件基板MDS’上的修補用微型發光元件LEDr是以不規則的方式排列於基板SB’上，因此，可採用如圖1的巨量轉移設備10將製作在磊晶基板(即圖4A的基板SB)上的部分微型發光二極體(即圖4A的微型元件MD)轉置到本實施例的基板SB’上，以形成修補用的微型元件基板MDS’，但不以此為限。
以下將針對適用於巨量轉移設備10B的修補用微型發光元件LEDr的轉移方法進行示例性地說明。由於本實施例的第一基板載台110、第二基板載台120D和雷射頭130的對位步驟相似於圖3A及圖3B的巨量轉移設備10B的對位步驟，因此，詳細的說明請參見前述實施例的相關段落，於此便不再重述。
請參照圖11A，在本實施例中，為了修補目標基板TS’上的異常微型發光元件LEDx，第一基板載台110和第二基板載台120D是針對欲修補的畫素區PA內的預留接合層BLr的位置進行對位步驟。也就是說，在第一基板載台110和第二基板載台120 的對位完成後，微型元件基板MDS’上的修補用微型發光元件LEDr在移動軸線Z的軸向(例如方向Z2)上重疊於目標基板TS’上欲修補畫素區PA的預留接合層BLr。
接著，令第二基板載台120D朝著第一基板載台110的方向(例如方向Z2)移動，使微型元件基板MDS’的多個修補用微型發光元件LEDr接觸目標基板TS’上的多個預留接合層BLr，如圖11A及圖11B所示。特別注意的是，在本實施例中，微型元件基板MDS’的多個修補用微型發光元件LEDr與基板SB’的連接關係是以雷射解離層DSL來實現，且雷射解離層DSL可在雷射光束LB的照射後氣化解離。
在微型元件基板MDS’的這些修補用微型發光元件LEDr接觸目標基板TS’的這些預留接合層BLr後，令雷射頭130發出雷射光束LB。此雷射光束LB經由第二基板載台120D的開孔120h照射在連接欲轉置的修補用微型發光元件LEDr與基板SB’間的雷射解離層DSL上，以解除欲轉置的修補用微型發光元件LEDr與基板SB’間的連接關係。在雷射光束LB的照射處理後，令第二基板載台120D朝著遠離目標基板TS’的方向(例如方向Z1)移動，使欲轉置的多個修補用微型發光元件LEDr脫離基板SB’並且連接對應的多個預留接合層BLr，如圖11C所示。於此，便完成多個不規則排列的修補用微型發光元件LEDr的轉移製程。
特別一提的是，在其他實施例中，微型元件基板MDS’的雷射解離層DSL還可用動態釋放層DRL來取代，以形成圖12 所示的微型元件基板MDS”。當動態釋放層DRL受雷射光束LB照射時，會在動態釋放層DRL與基板SB”的交界面產生蒸氣，使動態釋放層DRL發生形變。此形變會降低修補用微型發光元件LEDr與動態釋放層DRL的連接面積，進而讓修補用微型發光元件LEDr在微型元件基板MDS”遠離目標基板TS’的過程中，因附著力不足而脫離基板SB”。
圖13是本發明的第四實施例的巨量轉移設備的示意圖。圖14是圖13的巨量轉移設備的方塊圖。為清楚呈現起見，圖13省略了圖14的控制單元150以及其他構件與控制單元150的連接關係的繪示。
請參照圖13及圖14，本實施例的巨量轉移設備10C與圖1的巨量轉移設備10的差異在於：雷射頭的數量不同。為了進一步增加轉移製程的彈性，巨量轉移設備10C的雷射頭數量提升為三個，分別為雷射頭131、雷射頭132和雷射頭133。相應地，這些雷射頭132分別設置在三個支撐臂108上，且這些支撐臂108分別經由伺服馬達143A1、伺服馬達143A2和伺服馬達143A3可動地安裝在龍門機構106的橫樑上。也就是說，控制單元150可藉由這些伺服馬達143A1、143A2、143A3個別地控制這些雷射頭131、132、133在移動軸線X上的移動。
舉例來說，這三個雷射頭可分別對應三個微型元件基板MDS設置，且在轉移製程中，這三個雷射頭可同時針對這三個微型元件基板MDS進行照射處理，以進一步縮減製程時間，但不以 此為限。在其他實施例中，轉移製程中所使用的雷射頭數量以及操作方式可根據不同的製程需求來調整。例如：可使用兩個雷射頭來同時照射同一個微型元件基板MDS。換句話說，多個雷射頭的設置，還可增加製程彈性。
由於巨量轉移設備10C的第一基板載台110、第二基板載台120、雷射頭、伺服馬達模組140A和控制單元150的操作方式相似於圖1的巨量轉移設備10，因此，詳細的說明請參見前述實施例的相關段落，於此便不再重述。
綜上所述，在本發明一實施例的巨量轉移設備中，第一基板載台與第二基板載台分別帶動目標基板與微型元件基板在不同的方向上移動，能提高目標基板上的待轉置區與微型元件基板上待轉移的微型元件的對位速度。對於待轉置區分布較不規則的轉置製程或修補製程來說，雷射頭的可移動性能增加微型元件基板上待轉移元件的選擇彈性，有助於縮減製程時間並提高製程良率。另外，伺服馬達模組的設置可進一步增加目標基板、微型元件基板與雷射頭間的對位精度。
10:巨量轉移設備
100:基座平台
102:支撐柱
104:橫樑
106:龍門機構
108:支撐臂
110:第一基板載台
120:第二基板載台
120s:表面
120h:開孔
130:雷射頭
140:伺服馬達模組
141A、141B、142A、142B、142C、143A、143B:伺服馬達
MDS:微型元件基板
RX:轉軸
TS:目標基板
X、Y、Z:移動軸線
X1、X2、Y1、Y2、Z1、Z2:方向

Claims (12)

  1. 一種巨量轉移設備，包括：一基座平台；一第一基板載台，設置在該基座平台上，且適於帶動一目標基板沿著一第一方向相對於該基座平台移動；一第二基板載台，設置在該基座平台上，且適於帶動至少一微型元件基板沿著一第二方向相對於該第一基板載台移動，該第一方向與該第二方向相交，該至少一微型元件基板具有一基板與至少一微型元件，該至少一微型元件設置在該基板朝向該目標基板的一表面上；至少一雷射頭，適於移動至對應該第二基板載台的一目標位置，並朝向該至少一微型元件基板發出一雷射光束，該雷射光束用以照射該至少一微型元件基板，使該至少一微型元件脫離該基板並與該目標基板相連接，其中該第二基板載台具有至少一開孔，該至少一微型元件基板對應該至少一開孔設置，且該雷射光束適於經由該至少一開孔照射該至少一微型元件基板；至少一遮光罩，與該至少一微型元件基板重疊設置，該至少一遮光罩設置在該第二基板載台的該至少一開孔內，並且與該至少一微型元件基板連動，該至少一遮光罩具有重疊於該至少一微型元件的至少一透光區，其中該雷射光束的至少一部分還經由該至少一透光區照射該至少一微型元件基板，各該至少一透光區的區域面積小於該第二基板載台的各該至少一開孔的開孔面積；以 及一伺服馬達模組，用以驅使該第一基板載台、該第二基板載台與該至少一雷射頭移動。
  2. 如請求項1所述的巨量轉移設備，其中該第一基板載台還適於帶動該目標基板沿著該第二方向相對於該基座平台移動，該第二基板載台還適於帶動該至少一微型元件基板沿著該第一方向與一第三方向相對於該第一基板載台移動，且該第三方向相交於該第一方向與該第二方向。
  3. 如請求項2所述的巨量轉移設備，其中該第二基板載台沿著該第三方向移動，使該至少一微型元件基板的該至少一微型元件接觸該目標基板。
  4. 如請求項1所述的巨量轉移設備，其中該第一基板載台還適於依一轉軸進行轉動，且該轉軸的軸向垂直於該第一方向與該第二方向。
  5. 如請求項1所述的巨量轉移設備，其中該至少一微型元件基板為多個微型元件基板，該至少一雷射頭為多個雷射頭，且該些雷射頭分別對應該些微型元件基板設置。
  6. 如請求項5所述的巨量轉移設備，其中該些微型元件基板各自具有一磊晶基板，該至少一微型元件為多個微型發光元件且分別形成於各該磊晶基板上，且任一該微型元件基板的該些微型發光元件的發光顏色不同於另一該微型元件基板的該些微型發光元件的發光顏色。
  7. 如請求項1所述的巨量轉移設備，其中該目標基板具有多個畫素區，且包括：一電路背板；以及至少一預留接合層，設置於其中一該畫素區內，其中該至少一微型元件基板的該至少一微型元件為一修補用微型發光元件，且該修補用微型發光元件依據該目標基板上的一位置座標排列於該至少一微型元件基板的該基板上相對應的一排列位置。
  8. 如請求項7所述的巨量轉移設備，其中該雷射頭依據該排列位置移動至該第二基板載台相對應的該目標位置，並且朝向該至少一微型元件基板位於該排列位置的部分發出該雷射光束，使該修補用微型發光元件與其中一該畫素區內的該至少一預留接合層相連接，並且脫離該至少一微型元件基板的該基板。
  9. 如請求項1所述的巨量轉移設備，其中該至少一微型元件基板還具有連接於該些微型元件與該基板之間的一離型層，且該離型層的黏性在該雷射光束的照射後失效。
  10. 如請求項9所述的巨量轉移設備，其中該離型層為一雷射解膠層或一雷射解離層。
  11. 如請求項1所述的巨量轉移設備，其中該至少一微型元件基板還具有連接該至少一微型元件與該基板的一動態釋放層，該雷射光束在照射該至少一微型元件基板後，使該動態釋放層發生形變以分離該至少一微型元件。
  12. 如請求項1所述的巨量轉移設備，其中該目標基板為一載板與一黏著膠層的組合，且該至少一微型元件經由該黏著膠層附著於該載板上。
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