CN112420567A - 激光转印装置及使用该装置的转印方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及激光转印装置及由该装置执行的方法。激光转印装置可以包括：激光振荡器，配置为用激光束执行照射；第一级，可以移动地设置在激光振荡器下方；第二级，可以移动地设置在第一级下方；平坦度测量传感器；以及控制器。控制器可以配置为在将其上布置了多个发光二极管(LED)的转印基板装载在第一级上，且将目标基板装载在第二级上之后，控制平坦度测量传感器以测量转印基板和目标基板中的每一个的平坦度，并且基于平坦度调节第一级或第二级中的至少一个的高度。

Description

激光转印装置及使用该装置的转印方法
技术领域
本公开涉及一种激光转印装置及使用该装置的转印方法，且更具体地，涉及一种在转印基板上执行激光束扫描以转印发光二极管(LED)到目标基板的激光转印装置及其使用方法。
背景技术
通常，发光二极管(LED)可以在晶片上形成并通过转印过程转印到基板上。
随着技术的发展，LED可以以小尺寸的微型单元来制造。此外，已经提出了一种在短时间内将大量LED(例如大量微型LED)转印到基板上的方法。
这样的转印过程可以是将LED从一个基板转印到另一基板的过程，并且可以包括将LED从晶片转印到用于产品的转印基板或模块基板(在下文中，称为“目标基板”)的过程，或将LED从转印基板转印到目标基板的过程。
转印基板可以是其上形成了LED的晶片，或者其上布置并固定了从晶片分离的LED的中继基板。
在中继基板是转印基板的情况下，多个LED可以通过粘合层固定。
在激光转印方法中，转印基板可以以预定间隔定位在目标基板上方，且然后可以用激光束照射转印基板。在这种情况下，可固定有将转印的LED的转印基板的粘合层中发生化学变化，使得LED可以从转印基板分离并转印到目标基板。
然而，转印基板和目标基板在制造过程中可能频繁地暴露于高温，并因此可能翘曲。由于这种翘曲，转印基板和目标基板中的每一个的平坦度可能劣化。转印基板和目标基板中的每一个的平坦度会影响LED(诸如具有微型单元尺寸的微型LED)到位置的准确转印。
在通过使用平坦度差的转印基板执行激光转印的情况下，其上附接了多个LED的转印基板的粘合层的多个点在激光的景深(DOF)外。DOF可以指激光以某个水平或更高水平聚焦的区域。
因此，激光的DOF之外的粘合层不会被激光熔化，或仅一部分粘合层熔化。结果，问题是LED不能与转印基板适当地分离，并且不能准确地转印到目标基板上的预定转印位置。
发明内容
本公开的实施例克服了以上缺点和以上未描述的其他缺点。另外，本公开不是必须克服上述缺点，并且本公开的实施例可以不克服上述任何问题。
根据实施例，激光转印装置可以通过控制转印基板的位置以将转印基板上的、附接了LED的每个点定位在激光的景深内，并基于转印基板的位置控制目标基板的位置，将LED准确地转印到目标基板上的转印位置。根据本公开的实施例，一种激光转印装置可以包括：配置为用激光束执行照射的激光振荡器；可移动地设置在激光振荡器下方的第一级；可移动地设置在第一级的下方的第二级；平坦度测量传感器；以及控制器。控制器可以配置为在将其上布置了多个发光二极管(LED)的转印基板装载在第一级上，并且将目标基板装载在第二级上之后，控制平坦度测量传感器以测量转印基板和目标基板中的每一个的平坦度，并且配置为基于平坦度来调节第一级或第二级中的至少一个的高度。
控制器可以配置为移动第一级和第二级以分别移动转印基板和目标基板到转印位置，并且可以配置为基于第一级和第二级的移动速度，分别预测第一级和第二级到达转印位置的到达时间，以控制激光振荡器的激光照射定时。
平坦度测量传感器可以通过测量从任意设置的参考位置到转印基板上的、设置多个LED的每个点的距离，来测量转印基板的平坦度，以及可以通过测量从任意设置的参考位置到多个LED将转印到的、目标基板上的每个点的距离，来测量目标基板的平坦度。
控制器可以配置为通过计算每个LED附接到的、转印基板的点相对于从激光振荡器照射的激光的景深(DOF)的相对位置，来调节第一级的高度。
控制器可以配置为基于转印基板和目标基板中的每一个的平坦度，来计算第一级和第二级中的每一个的转印位置的三维坐标，并且基于三维坐标移动第一级或第二级中的至少一个。
根据本公开的实施例，使用激光转印装置的转印方法可以包括：在转印基板和目标基板分别装载在第一级和第二级上之后，分别测量转印基板和目标基板中的每一个的平坦度；分别移动第一级和第二级到转印位置；基于平坦度调节第一级或第二级中的至少一个的高度；以及通过用激光照射转印基板，将布置在转印基板上的多个LED转印到目标基板。
转印方法还可以包括：获得用于将转印基板的激光照射点定位在激光的景深(DOF)内的第一级高度调节参数，其中，在高度调节中，基于第一级高度调节参数调节第一级的高度。
转印方法还可以包括：获得用于维持目标基板的LED安装点和转印基板之间的预定间隔的第二级高度调节参数，其中，在高度调节中，基于第二级高度调节参数调节第二级的高度。
转印方法还可以包括基于测量出的平坦度，设置转印基板和目标基板中的每一个的转印位置的三维坐标。
在第一级的驱动中，可以移动第一级以在转印位置处将转印基板的激光照射点定位在激光的DOF内。
转印方法还可以包括基于第一级和第二级的移动速度来分别预测第一级和第二级到达转印位置的到达时间，以控制激光照射定时。
根据本公开的另一实施例，一种计算机可读记录介质包括用于通过控制激光转印装置来执行将LED转印到目标基板的方法的程序，所述方法包括：测量分别装载在第一级和第二级上的转印基板和目标基板中的每一个的平坦度；基于测量出的平坦度驱动第一级，以将转印基板在转印位置处定位在激光束的DOF内；驱动第二级，以维持与移动到转印位置的转印基板的预定间隔；通过基于第一级和第二级的移动速度分别预测第一级和第二级到达转印位置处的到达时间，来控制从激光振荡器输出的激光的照射定时。
根据本公开的实施例，装载在第一级上的转印基板可以设置为多个LED面对位于转印基板下方的目标基板的形式。根据本公开的实施例，目标基板可以装载在第二级上，并且可以设置为LED转印到的薄膜晶体管(TFT)层面对转印基板的形式。
根据本公开的实施例，一种激光转印装置可以包括：一个或多个平坦度测量传感器；以及处理器，配置为：分别从一个或多个平坦度测量传感器获得测量出的关于晶片和目标基板中的每一个的平坦度的平坦度信息，其中，晶片装有微型发光二极管(LED)，目标基板位于晶片下方，而晶片位于照射系统下方；以及基于测量出的平坦度信息设置晶片和目标基板的转印位置的三维坐标(3D)，其中，第一级装有晶片且第二级装有目标基板。
处理器还可以配置为：基于转印基板的平坦度控制转印基板的位置，以将转印基板的粘合层的、附接微型LED的每个点定位在照射系统的激光的景深(DOF)内。
处理器还可以配置为：基于转印基板的转印位置控制目标基板的位置，以维持目标基板和转印基板之间的预定间隔。
激光转印装置还可以包括一个或多个速度传感器，配置为检测第一级或第二级中的一个或多个的移动速度，并且处理器还可以配置为：从一个或多个速度传感器实时获得第一级或第二级中的至少一个的一个或多个移动速度，并控制用照射系统的激光照射转印基板的激光照射定时。
根据实施例，装载在第一级上的晶片可以设置为LED面对位于晶片下方的目标基板的形式。
根据实施例，目标基板可以装载在第二级上，并且可以设置为LED转印到的薄膜晶体管(TFT)层面对晶片的形式。
本公开的附加和/或其他方面和优点将在以下描述中部分地阐述，并且部分地将从描述中显而易见，或者可以由本公开的实践而获知。
附图说明
通过参照附图描述本公开的某些实施例，本公开的以上和/或其他方面将变得更为显而易见，其中：
图1是示出了根据本公开的实施例的激光转印装置的框图；
图2是示出了根据本公开的实施例的激光转印装置的激光振荡器的框图；
图3是示出了根据本公开实施例的转印基板的每个区域处于激光的DOF范围内或范围外的图；
图4是示出了根据本公开的实施例的由于翘曲引起的转印基板和目标基板中的每一个的低平坦度导致的转印基板和目标基板的各个点之间不同间隔的图；
图5是示意性地示出了根据本公开的实施例的激光转印装置的控制过程的流程图；
图6是示出了根据本公开的实施例的激光转印装置的整体控制过程的流程图；
图7是示出了根据本公开的实施例的用激光转印装置将多个发光二极管(LED)从转印基板转印到目标基板的过程的图；以及
图8是示出了根据本公开的实施例的用激光转印装置在X-Y平面上的移动和在Z轴方向上的移动，以将转印基板的每一个区域定位在激光的DOF内的图。
具体实施方式
为了允许对根据本公开的配置和效果的充分理解，将参照附图描述本公开的各种实施例。然而，本公开可以以许多不同的形式来实施，并且不应该解释为限于本文所阐述的实施例，并且可以做出各种修改。然而，应当理解，提供实施方式的描述是为了使本公开的公开变得完整，并将向本公开所属领域的普通技术人员充分传达本公开的范围。在附图中，为了便于说明，将组成元件的尺寸放大，并且每一个组成元件的比例可以放大或缩小。
除非另有限定，否则本公开中使用的所有术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。
根据本公开的包括多个将转印的LED的显示模块可以包括以下一个或多个或全部：在一个表面上形成的薄膜晶体管(TFT)层，具有其上形成TFT层的一个表面的基板，以电连接到TFT层的状态布置的多个LED，和/或布置在在基板的背面上的布线电连接电路。在此，基板可以是透明基板(例如，玻璃基板、石英基板等)，并且可以称为背板。此外，包括TFT层的基板可以称为“TFT基板”、“TFT背板”或“目标基板”，并且这些术语在本公开中可以互换地使用。
在本公开中，TFT层(或背板)堆叠在其上的基板可以称为TFT基板。TFT基板不限于特定的结构或类型。例如，根据实施例的TFT基板可以由低温多晶硅(LTPS)TFT基板、氧化物TFT基板、Si TFT(多晶硅或a-硅)基板、有机TFT基板、石墨烯TFT等实现，或者例如，仅P型(或N型)金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)可以在Si晶片互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺中生产和应用。
根据实施例，显示模块可以包括通过柔性印刷电路(FPC)电连接到目标基板的背面的单独的基板(可以设置在目标基板后面，并且考虑到这种设置，在下文中，称为“背面基板”)。在此，背面基板可以形成为具有数十μm(例如，50μm或更小)的薄膜形式或薄玻璃形式。在背面基板以薄膜形式形成的情况下，背面基板可以由塑胶材料中的至少一种形成，诸如聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚砜(PES)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和/或聚碳酸酯(PC)。
根据实施例，目标基板可以具有其上形成有侧布线的边缘部分，并且第一连接焊盘与第二连接焊盘可以由侧布线彼此电连接。根据实施例，第一连接焊盘可以形成在目标基板的前表面的边缘部分上，并且第二连接焊盘可以形成在目标基板的后表面的边缘部分上。为此，根据实施例，侧布线可以沿着目标基板的前表面、侧表面和后表面连续地形成。侧布线可具有电连接到第一连接焊盘的一端和电连接到第二连接焊盘的另一端。在此，侧布线部分地形成在目标基板的侧表面上，并因此可以从目标基板的侧表面突出侧布线的厚度。在这种情况下，第一连接焊盘可以通过布线电连接到形成在TFT层中的TFT电路。第二连接焊盘可以通过FPC电连接到背面。安装在目标基板的背面上的驱动集成电路(IC)可以直接连接至第二连接焊盘，或者可以通过单独的布线间接连接至第二连接焊盘。如上所述配置的多个显示模块可以以诸如平铺的方式布置，以制造大尺寸显示装置。
根据实施例，LED可以具有100μm或更小的尺寸。作为示例，LED可以具有30μm或更小的尺寸。这种LED可以是由无机发光材料形成的半导体芯片，并且在供电的情况下能够自身发光。此外，LED可以是倒装芯片型LED，其具有其上形成了阳极和阴极的一个表面，并且从与其上形成了阳极和阴极的一个表面相反的表面发光。
根据实施例，包括微型发光二极管(微型LED或μLED)的显示模块可以是平板显示面板。微型LED可以是具有100μm或更小尺寸的无机LED。与需要背光的液晶显示(LCD)面板相比，如上所述包括微型LED的显示模块可以提供更好的对比度、响应时间和能效。有机LED(OLED)和作为无机发光元件的微型LED都具有优异的能效，但与OLED相比，微型LED具有更高的亮度、更好的发光效率和更长的寿命。
根据实施例，在显示模块中，黑矩阵可以形成在布置在TFT层上的多个微型LED之间。黑矩阵可以通过防止光从相邻的微型LED的外围部分泄漏来提高对比度。
根据实施例，激光转印装置可以测量由于翘曲导致的平坦度差的转印基板和目标基板中的每一个的平坦度，并且可以基于测量出的平坦度设置转印基板和目标基板的转印位置的三维坐标。
根据实施例，激光转印装置可以基于转印基板的平坦度，控制转印基板的位置，以在转印时将转印基板的粘合层的附接LED的每个点定位在激光的景深(DOF)内。
根据实施例，激光转印装置可以基于转印基板的转印位置，控制目标基板的位置，以维持目标基板和转印基板之间的预定间隔。
根据实施例，激光转印装置可以分别实时地检测其上装载了转印基板和目标基板的级的移动速度，并且控制将用激光照射转印基板的激光照射定时。
根据实施例，安装了具有微型单元尺寸的LED并且形成了侧布线的玻璃基板可以称为显示模块。这种显示模块可以作为单个单元安装在并应用于可穿戴设备、便携式设备、手持设备以及需要显示的各种电子产品或电气部件。此外，多个显示模块可以以矩阵形式组装并应用于显示设备，诸如用于个人计算机(PC)的监视器、高分辨率TV、标牌(或数字标牌)或电子显示器。
在下文中，将参照附图详细描述根据本公开的实施例的激光转印装置。
图1是示出了根据本公开的实施例的激光转印装置的框图，并且图2是示出了根据本公开的实施例的激光转印装置的激光振荡器的框图。
参照图1，激光转印装置1可以包括激光振荡器10、第一级21、第二级22、平坦度测量传感器60和控制器70。
激光振荡器10可以是用于用激光束照射转印基板以将LED转印到目标基板的部件。第一级21可以是用于装载转印基板并移动转印基板到预定位置的部件，以及第二级22可以是用于装载目标基板并移动目标基板到预定位置的部件。
根据实施例，平坦度测量传感器60可以是用于测量转印基板和目标基板中的一个或多个中的每一个的平坦度的传感器。平坦度测量传感器60还可以包括一个以上的传感器(例如，转印基板平坦度测量传感器和目标基板平坦度测量传感器)。稍后将描述测量平坦度的方法。
控制器70可以是用于控制激光转印装置1的每一个部件的操作以执行转印的部件。控制器70可以以集成电路形式或片上系统(SoC)形式实现，或者可以实现为包括如图1所示的存储器和处理器。存储器可以存储各种数据和指令。处理器可以执行存储在存储器中的指令以执行根据本公开中描述的各种实施例的转印方法。为了便于解释，在本公开中，将描述控制器执行转印方法的情况。
参照图1，根据实施例的激光转印装置1可以包括激光振荡器10，用于将以预定布局布置在转印基板30(参见图7)上的多个LED 40(参见图7)转印到目标基板50(见图7)。激光转印装置1还可以包括第一级和第二级。根据实施例，第一级21可以设置在激光振荡器10下方，同时以预定间隔与激光振荡器10隔开，并且可以在X轴方向、Y轴方向或Z轴方向中的一个或多个方向中移动转印基板。
根据实施例，第二级22可以设置在第一级21的下方，同时以预定间隔与第一级21隔开，并且可以在X轴方向、Y轴方向或Z轴方向中的一个或多个方向中移动目标基板。
根据各种实施例，第一级21可以具有特定的形状，诸如基本上为环形或矩形框架形。即，第一级21可以具有可以夹持转印基板30的边缘部分的外围部分，以及在外围部分的内侧形成的开口。根据实施例，在用激光束照射转印基板30时，该开口不会干扰布置在转印基板30上的LED 40掉落到位于转印基板30下方的目标基板50上。
根据实施例，第二级22可以具有板状。根据实施例，第二级22可以具有外围(边界)部分的连续内侧。即，与第一级21不同，第二级22可以不包括开口。
根据实施例，激光振荡器10可以通过使用激光剥离方法将转印基板30上的LED 40转印到目标基板50。
参照图2，根据实施例，激光振荡器10可以包括：产生激光束的激光发生器11，用于衰减从激光发生器输出的激光束的强度的衰减器13，实现穿过衰减器的激光束的完全均匀的分布的均质器15，限制穿过均质器的激光束的照射使得激光束以预定图案照射的掩膜17，以及减小穿过掩膜的激光束用于照射转印基板的转印区域的图案的尺寸的投影透镜(P-透镜)19。
根据实施例，用于改变激光束的路径的多个镜子可以设置在衰减器13和均质器15之间、和/或均质器15和掩膜17之间。
根据实施例，依据激光束的波长，激光发生器11可以由诸如准分子激光器和紫外(UV)激光器的各种类型的激光发生器来实现。
根据实施例，衰减器13和均质器15可以设置在激光束的照射路径上，并调节从激光发生器11输出的激光束的强度。
在使用准分子激光器的情况下，均质器15可以均化整个激光束以使穿过掩膜17的激光束的质量均匀。均质器15可以通过将强度高度可变的太阳光分成小光源并使光源在目标表面上重叠来实现均质化。
根据实施例，掩膜17可以具有形成预定图案的多个狭缝。激光束可以通过穿过掩膜17的多个狭缝而形成预定图案。掩膜17的图案可以与转印图案相同。
根据实施例，P-透镜19收集穿过掩膜17的图案化的激光束，并且用相同的图案向装载在第一级21上的转印基板30照射激光束。在这种情况下，照射转印基板30的激光束的图案可以对应于转印基板上布置多个LED的点，例如，位于转印位置上方的多个LED的各个位置。
根据实施例，转印基板30可以设置在P-透镜19下方，同时以预定间隔与P-透镜19隔开。在用穿过P-透镜19的激光(例如，图案化的激光)照射了转印基板30之后，布置在转印基板30上的LED 40可被转印到布置在转印基板30下方、同时以预定间隔与转印基板30隔开的目标基板50。
回头参照图1，第一级21可以在转印时设置在激光振荡器10的下方。具体地，第一级21可以设置在P-透镜19下方，同时以预定间隔与P-透镜19隔开。
第一级21可以通过第一驱动器在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向上移动。第一级21可以沿着在X轴方向和Y轴方向上垂直相交的导轨移动，并且可与导轨一起在Z轴方向上移动。
根据实施例，第一级21可以设置在任何位置，以防止在将转印基板30装载到第一级21上和从第一级21卸载时，激光振荡器10干扰转印基板30。
根据实施例，第二级22可以在转印时设置在第一级21下方，同时以预定间隔与第一级21隔开。
根据实施例，第二级22可以通过第二驱动器在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向上移动。第二级22可以沿着在X轴方向和Y轴方向上垂直相交的导轨移动，并且可以与导轨一起在Z轴方向上移动。
根据实施例，第二级22可以设置在任何位置，以防止在将目标基板50装载到第二级22上和从第二级22卸载时，第一级21干扰目标基板50。
根据实施例，根据本公开的实施例的激光转印装置1可以包括平坦度测量传感器60，用于测量转印基板30和目标基板50中的每一个的平坦度。平坦度测量传感器60可以包括第一距离测量传感器，用于测量转印基板30的平坦度；以及第二距离测量传感器，用于测量目标基板50的平坦度。第一距离测量传感器和第二距离测量传感器可以各自由一个或多个激光位移传感器(例如，两个激光位移传感器)实现。
根据实施例，第一距离测量传感器可以在垂直向下的方向上测量从任意设置的参考位置到转印基板30的预定点的距离。在此，“转印基板30的预定点”可以是转印基板30与堆叠在转印基板的一个表面上的粘合层31之间的边界表面33。
在这种情况下，可以测量与布置在转印基板30上的每个LED 40的位置(在X-Y平面上的坐标)对应的距离(Z轴坐标)。这样，可以使用第一距离测量传感器，通过使用相对于转印基板30的整个区域测量出的距离值，来计算转印基板30的平坦度。如上所述计算出的转印基板30的平坦度可以存储在存储器中。
根据实施例，转印基板30的平坦度可以作为参考用于计算第一高度调节参数，用来使第一级21在+Z轴方向或-Z轴方向上移动适当的距离，以将转印基板定位在激光束的DOF内、如图1所示的转印位置处。
同时，在如图3所示、用激光束照射的转印基板30的点位于DOF内的情况下，LED 40可以与粘合层31适当地分离。即，当与附接到粘合层31的LED 40的整个表面对应的、粘合层31的部分由激光束基本均匀地熔化时，LED 40在与粘合层31分离时可能会在垂直方向上掉落，并且LED 40的阳极41和阴极43可以分别准确地转印到目标基板50的阳极51和阴极53(参见图7)。在本公开中，转印基板30位于DOF内的表述是指转印基板30与粘合层31之间的边界表面33位于激光束的DOF内。同时，在用激光束照射的转印基板30的点位于DOF外的情况下，用激光束照射的粘合层31的一部分可以熔化，并且粘合层31的其它部分可能不会完全熔化。因此，从粘合层31分离的LED 40可能以倾斜状态掉落。
在附接到粘合层31的LED 40的两侧与粘合层31分离的时间点彼此不同的情况下，可能显现这种现象。即，在位于粘合层31的完全熔化区域中的、LED 40的一侧比位于粘合层31的未完全熔化区域中的、LED 40的另一侧更早地分离的情况下，LED 40可能以倾斜状态掉落。
这样，在将LED 40以倾斜状态转印到目标基板50的情况下，可能无法准确地将LED40设置在预定的转印位置处。即，可能发生LED 40的阳极41和阴极43分别无法准确地连接到目标基板50的阳极51和阴极53的问题。
根据实施例，第二距离测量传感器可以在垂直向下的方向上测量从任意设置的参考位置到目标基板50的预定点的距离。在此，“目标基板50的预定点”可以是LED 40转印到的、目标基板50的表面。
通过使用第二距离测量传感器对目标基板50的整个区域执行测量而获得的平坦度数据可以存储在存储器中。根据实施例，目标基板50的平坦度可以作为参考用于计算第二高度调节参数，用来使第二级22在+Z轴方向或-Z轴方向上移动适当的距离，以与转印基板30的下侧在转印位置处保持预定间隔。
在垂直布置的转印位置处，由于上述翘曲，转印基板30和目标基板50的各个点之间的间隔g1、g2和g3可以彼此不同(g1≠g2≠g3)。这样，可以基于通过使用第二距离测量传感器获得的平坦度，来计算第二高度调节参数以补偿转印基板30和目标基板50的各个点之间的间隔g1、g2和g3之间的差异。这种第二高度调节参数可以应用于改变第二级22的高度(Z轴方向)。
同时，根据实施例，激光转印装置1的控制器70可以实时测量第一级21和第二级22的位置，以分别在转印位置处准确地设置基板。在这种情况下，控制器70可以基于驱动第一级21和第二级22的每个电机的转数、驱动时间、第一级21和第二级22的移动速度等，分别掌握第一级21和第二级22的位置。可替代地，根据实施例，激光转印装置1还可以包括位置测量传感器，实时地测量第一级21和第二级22的三维位置。
此外，根据实施例，激光转印装置1的控制器70可以基于驱动第一级21和第二级22的每个电机的转数，分别计算第一级21和第二级22的移动速度。
此外，激光转印装置1还可以包括单独的第一速度传感器和第二速度传感器，以实时测量第一级21和第二级22的移动速度。
根据实施例，第一速度传感器可以实时测量第一级21的移动速度。根据实施例，第二速度传感器可以实时测量第二级22的移动速度。
这样，可以使用通过第一速度传感器和第二速度传感器分别实时检测到的第一级21和第二级22的移动速度，来控制激光束照射定时。
即，第一级21和第二级22可以分别在从转印位置移动到下一转印位置的同时沿X-Y平面移动。在此，转印基板30可以在Z轴方向上移动以在下一个转印位置处位于激光束的DOF内，并且目标基板50也可以在Z轴方向上移动以在下一个转印位置处与转印基板30维持预定间隔。
因此，第一级21和第二级22的移动速度可以是既考虑了第一级21和第二级22在X-Y平面上的移动速度、又考虑了第一级21和第二级22在Z轴方向上的移动速度的移动速度。基于第一级21和第二级22的移动速度，可以计算激光束照射定时。
同时，激光转印装置1可以包括分别用于第一级21和第二级22的第一位置传感器和第二位置传感器。第一位置传感器可以检测第一级21的三维(3D)位置。第二位置传感器可以检测第二级22的三维位置。第一级21和第二级22的三维位置可以由三维坐标表示。
根据实施例，根据本公开的控制器70可以包括处理器和存储多个LED的特征信息的存储器。
根据实施例，处理器可以控制激光转印装置1的总体操作。即，处理器可以电连接到激光振荡器10以及第一级21和第二级22以控制每个部件。
即，处理器可以基于存储在存储器中的信息识别多个LED中的每一个将转印到的、目标基板50上的位置，可以控制第一级21和第二级22的移动以分别移动转印基板30和目标基板50到转印位置，并且可以控制激光振荡器10以用激光束照射转印基板30在转印位置处的预定点。
根据实施例，所有部件可以由单个处理器控制。然而，本公开不限于此，并且可以通过使用多个独立的处理器来控制激光转印装置1的各个部件。在此，处理器可以包括中央处理单元(CPU)、控制器、应用处理器(AP)、通信处理器(CP)或高级RISC(精简指令集计算机)机器(ARM)处理器中的一个或多个。
根据实施例，存储器可以由闪存、只读存储器(ROM)、只读存储器(RAM)、硬盘型存储器、多媒体卡微型存储器或卡型存储器(例如，安全数字(SD)存储器或eXtreme数字(XD)存储器)中的至少一个来实现。
根据实施例，存储器可以电连接到处理器，并且向处理器发送信号和信息以及从处理器接收信号和信息。存储器存储由平坦度测量传感器60、位置测量传感器和速度测量传感器获得的信息，并且处理器可以访问存储在存储器中的信息。
在下文中，将参照附图描述根据本公开的实施例的使用激光转印装置的转印方法。
图5是示意性地示出了根据本公开的实施例的激光转印装置的控制过程的流程图。首先，将参照图5示意性地描述根据本公开的实施例的激光转印装置的控制过程。
参照图5，测量转印基板30和目标基板50中的每一个的平坦度(S1)，并且然后分别移动转印基板30和目标基板50到转印位置(S2)。
基于转印基板30的平坦度来识别转印基板30是否位于激光束的DOF内(S3)。
基于识别出转印基板30位于激光束的DOF内(S3：是)，用激光束照射转印基板30以将LED转印到目标基板50(S5)。
基于识别出转印基板30不位于激光束的DOF内(S3：否)，调节转印基板30的高度(S4)以将转印基板30定位在激光束的DOF内，并且然后执行转印。
同时，在根据本公开的转印方法中，基于在分别移动转印基板30和目标基板50到转印位置之前，针对将用激光束照射的转印基板30的每个点测量出的平坦度，可以识别与移动到转印位置时的适当位置(例如，在DOF内)对应的三维(3D)坐标。
在这种情况下，可以将转印基板30和目标基板50同时或以交错的方式直接移动到可以执行转印的位置，并且可以在转印基板30和目标基板50到达转印位置处的同时控制激光束照射定时。
图6是示出了根据本公开的实施例的激光转印装置的整体控制过程的流程图；图7是示出了根据本公开的实施例的用激光转印装置将多个发光二极管(LED)从转印基板转印到目标基板的过程的图；以及图8是示出了根据本公开的实施例的用激光转印装置在X-Y平面上的移动和在Z轴方向上的移动以将转印基板的每个区域定位在激光的DOF内的图。
参照图6，可以将转印基板30和目标基板50分别装载在第一级21和第二级22上(S11)。
根据实施例，装载在第一级21上的转印基板30可以以LED 40面对位于转印基板30下方的目标基板50的形式设置。根据实施例，装载在第二级22上的目标基板50可以以LED40转印到的TFT层52(见图7)面对转印基板30的形式设置。
可以由平坦度测量传感器60测量装载在第一级21上的转印基板30的平坦度和装载在第二级22上的目标基板50的平坦度(S12)，并且可以通过激光转印装置的控制器/处理器从平坦度测量传感器获得测量出的平坦度信息。根据实施例，可以将转印基板30和目标基板50中的每一个的测量出的平坦度存储在存储器中。
根据实施例，控制器70可以设置转印基板30和目标基板50中的每一个的转印位置的三维坐标(S13)。根据实施例，控制器70可以基于测量出的平坦度信息，设置转印基板30和目标基板50中的每一个的转印位置的三维(3D)坐标(S13)。
根据实施例，可以基于预先存储在存储器中的转印基板30的多个LED 40的间距信息和将转印到目标基板50的显示像素的间距信息，计算X-Y平面上的转印位置的坐标，并且可以基于转印基板30的平坦度和目标基板50的平坦度计算Z轴上的坐标。
在此，根据实施例，显示像素可以各自包括具有不同颜色的至少两个或更多个子像素，即，红/蓝子像素，红/绿子像素，绿/蓝子像素，红/蓝/绿子像素，红/蓝/白子像素，红/绿/蓝/白子像素，红/绿/绿/白子像素等。
然后，可以将第一级21移动到转印位置，以将转印基板30定位在激光束的DOF内(S14)。
根据实施例，如图8所示，可以将由第一级21移动到转印位置的转印基板30上的、将转印的LED所处的位置处的点(或部分)定位在DOF内的第一区域A1中。
根据实施例，在转印基板30移动到转印位置之后，可以将第二级22移动到转印位置以在目标基板50和转印基板30之间维持预定间隔(S15)。
在这种情况下，在第一级21和第二级22中的每一个从装载位置移动到第一转印位置的期间，控制器70可以基于由速度测量传感器实时检测到的每个级的移动速度，预测在第一转印位置处的到达时间。因此，控制器70可以控制用来自激光振荡器10的激光束照射转印基板30的定时(S16)。
在将转印基板30和目标基板50移动到转印位置后，如图7所示，控制器70可以控制激光振荡器10以用激光束照射转印基板30的多个预定点(S17)。在这种情况下，用激光束照射的点的数量不一定是多个，而可以是一个。激光束的照射可以与多个预定点(或一个或多个预定点)到达DOF内的到达同时发生。然而，本公开不限于精确的同时照射。
根据实施例，转印基板30可以配置为使得设置在用激光束照射的、转印基板30的点处的多个LED 40可以与粘合层31分离，并且准确地转印到目标基板50的预定点(S18)。
转印到目标基板50的LED 40的每一个的阳极41和阴极43可以分别电连接到形成在目标基板50的TFT层52上的阳极51和阴极53。
如上所述，在第一转印位置处的转印完成后，控制器70可以控制第一级21和第二级22以分别将转印基板30和目标基板50移动到下一转印位置，如图6所示。
在当转印基板30到达下一个转印位置时，激光束将照射的点位于第二区域A2中的情况下，第二区域A2的一部分区域可以在激光束的DOF内，且第二区域A2的其他区域可以在激光束的DOF外。根据实施例，基于第二区域A2的部分区域在DOF内且第二区域A2的其他区域在激光束的DOF外，控制器70可以移动第一级或第二级中的一个或多个。例如，控制器可以使第一级21在Z轴方向上移动预定距离，以将整个第二区域A2定位在激光束的DOF内。
此外，在当转印基板30到达下一个转印位置时，激光束将照射的点位于第三区域A3中的情况下，第三区域A3的整个区域可以在激光束的DOF外。在这种情况下，与第三区域A3在激光束的DOF内的情况相比，控制器70可以使第一级21在Z轴方向上移动更大的距离。
同时，在将转印基板30移动到下一转印位置之后，控制器70可以控制第二级22以移动目标基板50到下一转印位置，如图7所示。
根据实施例，在将第一级21和第二级22中的每一个从第一转印位置移动到下一转印位置的期间，基于由速度测量传感器实时检测到的每一个级的移动速度，控制器70可以预测在下一转印位置处的到达时间，从而控制激光振荡器10的激光束照射定时。
如上所述，根据本公开的实施例，即使在转印基板和目标基板由于翘曲而具有较差平坦度的情况下，也可以执行控制以将转印基板定位在转印位置处的激光束的DOF内，并因此可以将LED准确地转印到目标基板的预定点。
此外，根据本公开的实施例，可以通过实时检测转印基板和目标基板的移动速度，预测每一个基板在对应位置处的到达时间，并控制每个转印位置处的激光束照射定时，并因此可以减少LED转印过程所需的节拍时间。
同时，上述本公开的各种实施例可以使用软件、硬件、或软件和硬件的组合在计算机或计算机可读记录介质中实现。
具体地，根据上述本公开的各种实施例的用于转印方法的程序或计算机指令可以存储在计算机可读记录介质中，更具体地，非暂存性的计算机可读介质中。在程序或计算机指令由特定机器的处理器执行的情况下，存储在非暂存性的计算机可读介质中的程序或计算机指令允许上述特定机器执行根据上述各种实施例的操作。
非暂存性的计算机可读介质不是诸如寄存器、缓存、内存等暂时存储数据的介质，而是指半永久地存储数据并可以被机器读取的介质。非暂存性的计算机可读介质的特定示例可以包括光盘(CD)、数字多功能磁盘(DVD)、硬盘、蓝光光盘、通用串行总线(USB)、存储卡、ROM等。
尽管以上已经示出和描述了本公开的实施例，但是本公开不限于上述特定实施例，而是可以由本公开所属领域的技术人员进行各种修改，而不脱离所附的权利要求中所公开的主旨。这些修改也应当理解为落入本公开的范围和精神内。

Claims (15)

1.一种激光转印装置，包括：
激光振荡器，配置为用激光束执行照射；
第一级，可移动地设置在所述激光振荡器下方；
第二级，可移动地设置在所述第一级下方；
平坦度测量传感器；以及
控制器，其中，所述控制器配置为：
在将其上布置了多个发光二极管(LED)的转印基板装载在所述第一级上，并且将目标基板装载在所述第二级上之后，控制所述平坦度测量传感器以测量所述转印基板和所述目标基板中的每一个的平坦度；并且
基于所述平坦度调节所述第一级或所述第二级中的至少一个的高度。
2.如权利要求1所述的激光转印装置，其中，所述控制器还配置为：
移动所述第一级和所述第二级，以分别将所述转印基板和所述目标基板移动到转印位置，以及
基于所述第一级和所述第二级的移动速度，分别预测所述第一级和所述第二级到达转印位置处的到达时间，以控制所述激光振荡器的激光照射定时。
3.如权利要求1所述的激光转印装置，其中，
所述平坦度测量传感器通过测量从任意设置的参考位置到所述转印基板上设置所述多个LED的每个点的距离，来测量所述转印基板的平坦度，并且
通过测量从所述任意设置的参考位置或另一任意设置的参考位置到所述多个LED将转印至的、所述目标基板的每个点的距离，来测量所述目标基板的平坦度。
4.如权利要求1所述的激光转印装置，其中，所述控制器还配置为：通过计算所述转印基板上的、附接每个所述LED的点相对于从所述激光振荡器照射的激光的景深(DOF)的相对位置，来调节所述第一级的高度。
5.如权利要求1所述的激光转印装置，其中，所述控制器配置为基于所述转印基板和所述目标基板各自的平坦度，分别计算所述第一级和所述第二级中的每一个的转印位置的三维(3D)坐标，并且基于所述3D坐标移动所述第一级和所述第二级中的至少一个。
6.如权利要求1所述的激光转印装置，其中，
装载在所述第一级上的所述转印基板被设置为所述多个LED面向位于所述转印基板下方的所述目标基板的形式，以及
所述目标基板装载在所述第二级上，并且设置为所述LED转印到的薄膜晶体管(TFT)层面向所述转印基板的形式。
7.如权利要求1所述的激光转印装置，其中，所述控制器还配置为：基于所述转印基板的平坦度，控制所述转印基板的位置，以将所述转印基板的粘合层的、附接微型LED的每个点定位在所述激光振荡器的激光的景深(DOF)内。
8.如权利要求1所述的激光转印装置，其中，所述控制器还配置为：基于所述转印基板的转印位置，控制所述目标基板的位置，以维持所述目标基板和所述转印基板之间的预定间隔。
9.如权利要求1所述的激光转印装置，还包括：
一个或多个速度传感器，配置为检测所述第一级或所述第二级的移动速度，其中，所述控制器还配置为：
从所述一个或多个速度传感器实时获得所述第一级和所述第二级中的至少一个的一个或多个移动速度，以及
根据所述一个或多个移动速度，控制将要用所述激光振荡器的激光照射所述转印基板的激光照射定时。
10.一种使用激光转印装置的转印方法，所述转印方法包括：
在将转印基板和目标基板分别装载在第一级和第二级上之后，执行控制以测量所述转印基板和所述目标基板中每一个的平坦度；
将所述第一级和所述第二级分别移动到转印位置；
基于所述平坦度调节所述第一级和所述第二级中的至少一个的高度；以及
通过用激光照射所述转印基板，将布置在所述转印基板上的多个LED转印到所述目标基板。
11.如权利要求10所述的转印方法，还包括：获得用于将所述转印基板的激光照射点定位在所述激光的景深(DOF)内的第一级高度调节参数；
其中，在高度调节中，基于所述第一级高度调节参数来调节所述第一级的高度。
12.如权利要求11所述的转印方法，还包括：获得用于维持所述目标基板上的发光二极管(LED)安装点与所述转印基板上的LED安装点之间的预定间隔的第二级高度调节参数，
其中，在高度调节中，基于所述第二级高度调节参数来调节所述第二级的高度。
13.如权利要求10所述的转印方法，还包括：基于测量出的平坦度设置所述转印基板和所述目标基板中的每一个的转印位置的三维(3D)坐标。
14.如权利要求10所述的转印方法，其中，在所述第一级的移动中，驱动所述第一级以在所述转印位置处将所述转印基板的激光照射点定位在所述激光的景深(DOF)内。
15.如权利要求10所述的转印方法，还包括基于所述第一级和所述第二级的移动速度，分别预测所述第一级和所述第二级在转印位置处的到达时间，以控制激光照射定时。
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