TW201810604A - 用於微裝置的傳送的系統及方法 - Google Patents

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Abstract

一種用於在基板上定位微裝置的設備包含：一個或更多個支撐，一個或更多個支撐用以維持供體基板及目標基板；附著劑分配器，附著劑分配器用以輸送附著劑於供體基板上的微裝置上；傳送裝置，傳送裝置包含傳送表面以自供體基板傳送微裝置至目標基板；及控制器。控制器經配置以操作附著劑分配器，以基於目標基板上的選擇的微裝置之所需間隔，選擇性地分配附著劑至供體基板上的所選擇的微裝置上。控制器經配置以操作傳送裝置，使得傳送表面在供體基板上接合附著劑，造成所選擇的微裝置附著至傳送表面，且接著傳送表面自供體基板傳送所選擇的微裝置至目標基板。

Description

用於微裝置的傳送的系統及方法
本揭示案相關於自供體(donor)基板傳送微裝置至目標基板。
多種產品包含基板上個別裝置的陣列，具有可由基板上的電路定址或控制的裝置。例如，一些顯示器螢幕包含個別可控制畫素的陣列。在發光二極體(LED)面板的例子中，該等個別畫素可為獨立可控制的LED。LED面板常用於顯示器螢幕，例如電腦、觸碰面板裝置、個人數位助理(PDA)、手機、電視螢幕、諸如此類。
一般而言，可使用一序列的微製造技術來製造微裝置，例如沉積、微影及蝕刻，以沉積及圖案化一序列的層。一個製造包含個別微裝置的陣列之裝置的方式為直接在形成部分產品的基板上製造個別微裝置。已使用此技術例如在形成部分產品的基板上製造個別微裝置。已使用此技術例如製造TFT面板及主動矩陣液晶顯示器(LCD)的彩色過濾器面板。然而，在LED面板中，製造曲線或可彎曲顯示器為困難的。
另一製造包含個別微裝置的陣列之裝置的方式為在分開的基板上一同製造微裝置，且接著傳送微裝置至形成部分產品的基板。
在一個態樣中，一種用於在基板上定位微裝置的設備包含：一個或更多個支撐，一個或更多個支撐用以維持供體基板及目標基板；附著劑分配器，附著劑分配器用以輸送附著劑於供體基板上的微裝置上；傳送裝置，傳送裝置包含傳送表面以自供體基板傳送微裝置至目標基板；及控制器。該控制器經配置以操作附著劑分配器，以基於目標基板上的選擇的微裝置之所需間隔，選擇性地分配附著劑至供體基板上的所選擇的微裝置上。控制器經配置以操作傳送裝置，使得傳送表面在供體基板上接合附著劑，造成所選擇的微裝置附著至傳送表面，且接著傳送表面自供體基板傳送所選擇的微裝置至目標基板。
在另一態樣中，一種傳送微裝置至目標基板的方法包含以下步驟：基於目標基板上的選擇的微裝置的所需間隔，選擇性地分配附著劑至供體基板上的所選擇的微裝置上；及以傳送表面接合供體基板上的附著劑，以造成所選擇的微裝置附著至傳送表面。方法也包含使用傳送表面且根據目標基板上的所選擇的微裝置的所需間隔，自供體基板傳送所選擇的微裝置之每一者至目標基板。
在一些實作中，控制器經配置以操作傳送裝置，使得傳送表面傳送第一微裝置至目標基板，且接著傳送第二微裝置至目標基板，使得第二微裝置相鄰於第一微裝置。第一微裝置及第二微裝置例如在目標基板上皆具有所需間隔。在一些情況下，控制器經配置以操作傳送裝置以自第一供體基板傳送第一微裝置及自第二供體基板傳送第二微裝置。
在一些實作中，傳送裝置為第一傳送裝置。設備進一步包含例如第二傳送裝置，包含第二傳送表面以傳送至少一個額外微裝置至第一傳送裝置的傳送表面或至目標基板。在一些情況下，第二傳送裝置經配置以在一時間傳送單一微裝置至接收表面。接收表面為例如(i)第一傳送裝置的傳送表面，或(ii)目標基板的表面。選擇地或額外地，控制器經配置以操作第二傳送裝置，使得第二傳送裝置的傳送表面自供體基板傳送單一微裝置至接收表面，而以單一微裝置填滿接收表面上的所選擇的微裝置之間的空隙，因而達到接收表面上的所選擇的微裝置的所需排列。選擇地或額外地，控制器經配置以操作附著劑分配器以在所選擇的微裝置附著至接收表面之後分配附著劑於接收表面上。該控制器例如經配置以操作第二傳送裝置，使得在第二傳送裝置的傳送表面傳送單一微裝置至接收表面時，第二傳送裝置的傳送表面以第二所分配的附著劑接合單一微裝置。
在一些情況下，第二傳送裝置經配置以傳送複數個微裝置至目標基板。在一些情況下，傳送表面為平面表面。在一些情況下，第二傳送裝置包含具有第二傳送表面的滾筒。
在一些實作中，設備進一步包含感應器以偵測供體基板上的一個或更多個有缺陷的微裝置。控制器例如經配置以選擇性地分配附著劑，使得附著劑未被分配於該一個或更多個失效的微裝置上且所選擇的微裝置不包含一個或更多個失效的微裝置。
在一些情況下，感應器包含電路及光學偵測器，該電路經配置以光學地激發供體基板上的微裝置，光學偵測器用以偵測該供體基板上的微裝置所發射的光。
在一些情況下，傳送裝置為第一傳送裝置。設備進一步包含例如第二傳送裝置，包含第二傳送表面以在一時間傳送單一微裝置至第一傳送裝置的傳送表面或傳送微裝置至目標基板。該控制器例如經配置以操作第一傳送裝置，使得第一傳送裝置的傳送表面接合供體基板上的附著劑以造成所選擇的微裝置附著至第一傳送裝置的傳送表面。該控制器例如經配置以操作第二傳送裝置，使得第二傳送裝置的第二傳送表面基於一個或更多個有缺陷的微裝置的位置來傳送一個或更多個微裝置至第一傳送裝置的傳送表面。
在一些實作中，傳送表面包含可伸展薄膜以接收所選擇的微裝置。在一些情況下，設備進一步包含耦合至伸展薄膜的致動器。控制器例如經配置以造成致動器伸展薄膜，使得在傳送表面傳送所選擇的微裝置至目標基板時，所選擇的微裝置具有所需間隔。
在一些實作中，傳送裝置包含滾筒以自供體基板接收所選擇的微裝置。
在一些實作中，傳送表面包含平面表面以自供體基板接收所選擇的微裝置。
在一些實作中，傳送裝置包含加熱元件以在傳送表面傳送所選擇的微裝置至目標基板時加熱傳送表面。
在一些實作中，設備包含蝕刻裝置以蝕刻供體基板，因而形成微裝置。
在一些實作中，設備進一步包含微影模組以在目標基板上形成電極。該控制器例如經配置以操作該微影模組以形成電極以電性地連接所選擇的該等微裝置至目標基板。
在一些實作中，設備進一步包含輻射發射器以發射輻射圖案以在操作傳送裝置之前固化選擇性地分配的該附著劑。
在一些實作中，微裝置包含發光二極體。在一些情況下，方法進一步包含以下步驟：可選地激發供體基板上的發光二極體且偵測供體基板上的一個或更多個有缺陷的微裝置。方法包含例如選擇性地分配附著劑，使得附著劑未被分配於一個或更多個有缺陷的微裝置上且所選擇的微裝置不包含一個或更多個有缺陷的微裝置。選擇地或額外地，方法進一步包含以下步驟：基於一個或更多個失效的微裝置的一位置，傳送一個或更多個微裝置至傳送表面。
在一些實作中，微裝置為第一微裝置。方法進一步包含例如傳送第一微裝置至目標基板。方法包含例如傳送第二微裝置至目標基板，使得第二微裝置相鄰於第一微裝置。第一微裝置及第二微裝置例如皆具有目標基板上的所需間隔。第一微裝置例如經配置以發射第一彩色光，且第二微裝置經配置以發射第二彩色光。在一些情況下，選擇的第一微裝置及選擇的第二微裝置相鄰於彼此界定出用於LED顯示器的顯示器畫素。
在一些實作中，方法進一步包含以下步驟：伸展傳送表面，以造成在傳送表面傳送所選擇的微裝置至目標基板時，所選擇的微裝置具有所需間隔。
在一些實作中，供體基板上的所選擇的微裝置的間隔對應至目標基板上的所選擇的微裝置的所需間隔。
實作可以可選地提供(而不限於)下方及其他地方描述的一個或更多個優點。因為可由與形成微裝置之製造處理(例如，蝕刻及沉積)不相容的材料形成目標基板，製造微裝置接著傳送微裝置至目標基板可致能成本有效及高效能的顯示器面板之製造。進一步地，可以相較於目標基板所需更高的空間密度來建立供體基板上的微裝置，因而在建立微裝置時增加生產率且節省晶圓空間。可自供體基板平行傳送大數量的微裝置至目標基板。可以高精密度執行微裝置至目標基板的傳送，因而潛在地增加良率且減少製造時間及成本。使用偵測器可識別及排除供體基板上有缺陷的微裝置，使得僅使用具功能的微裝置以形成微裝置產品。
在所附圖式及下方說明書中提出本說明書中所描述標的之一個或更多個實作之細節。由說明書、圖式及申請專利範圍，其他潛在特徵、態樣及優點將變得明顯。
為了持續以消費者要求的價位提供顯示器裝置及其他裝置，需要新設備、方式、及系統以精密地且成本有效地提供基板(例如，大面積基板或可撓性基板)上的微裝置。
如上述，製造具有個別微裝置陣列的產品的處理包含在供體基板上一同建立微裝置，接著傳送微裝置至形成產品的部分之目標基板。在第一基板上建立微裝置的一個原因是：目標基板可為與使用以形成微裝置的製造處理(例如，蝕刻及沉積)不相容的材料。在其他範例中，於此描述的製造處理可致能製造成本有效且高效能的顯示器面板。在第一基板上建立微裝置的另一原因是：可以相較於目標基板所使用更高的空間密度來製造微裝置，因而在建立微裝置時增加生產率且節省晶圓真實財產，因此降低成本。在一些情況下，此方式經受需要「拾起及放置」方法(可為緩慢、不精確及高成本的)的低生產率。因此，具有改良製造處理及包含微裝置陣列的裝置之需求。
為了自供體基板傳送微裝置至目標基板，如此處所描述，系統可選擇性地分配附著劑於供體基板上的微裝置的子集上，以在傳送至目標基板時控制微裝置的子集之間隔。選擇微裝置的子集(分配附著劑於其上)，使得在傳送至目標基板時微裝置的子集之間隔對應至所需間隔。
第1圖圖示供體基板100及目標基板102，每一者具有微裝置104的陣列。微裝置104為小的電子裝置，例如發光二極體(LED)，如有機LED(OLED)、微LED，諸如此類。微裝置104為微米尺寸的裝置，例如，具有約100微米的最大側向維度。例如，裝置可具有約5至50微米的側向維度，例如5至15微米、15至35微米、35至50微米、及其他合適的側向維度。微裝置104可為相同的，亦即，相同的維度、電路圖案及層結構。
可在供體基板100上直接製造微裝置104，或可在另一基板(例如，裝置基板)上製造微裝置104，接著傳送至供體基板100。在一些範例中，微裝置104自裝置基板至供體基板100的傳送不會改變微裝置之間的間隔。例如，可在裝置基板上以相對高密度來製造微裝置，且可移除或單化裝置基板，使得每一微裝置104個別地結合至供體基板。雖然第1圖圖示微裝置104為正規矩形陣列，具有在平行於供體基板100的面的兩個垂直方向上的節距PX1及PY1，其他陣列配置為可能的，例如，錯開的列。
供體基板100上的微裝置104具有水平節距PX1及垂直節距PY1。微裝置104的子集106(第1圖中以虛線邊緣展示的微裝置104)具有初始配置，其中微裝置104具有在平行於目標基板102的面的兩個垂直方向上的第一間隔SX及第二間隔SY。在傳送微裝置104的子集106至目標基板102時，目標基板102上的微裝置104的子集106具有最終配置，其中微裝置104具有在平行於目標基板102的面的兩個垂直方向上的間隔PX2及PY2。間隔PX2及PY2例如對應至欲製造的微裝置產品上的微裝置104所需的節距。
如果選擇水平間隔SX及垂直間隔SY以分別對應至節距PX2及節距PY2，在傳送子集106至目標基板102之前不需額外改變供體基板100上的子集106中的微裝置104之間的間隔。在此情況下，初始配置匹配最終配置。
在一些實作中，在傳送至目標基板102之前，可操控微裝置104的子集106以增加或減少初始間隔SX及/或SY，使得最終水平間隔及最終垂直間隔分別匹配目標基板102上所需節距PX2及PY2。在此情況下，初始配置可未匹配最終配置，但可轉換以在傳送微裝置104的子集106至目標基板102之前達到最終配置。可選擇用於初始配置的間隔SX、SY以在傳送具有最終配置的子集106至目標基板102之前減低初始間隔SX、SY改變的強度。
第2A、2B、2C及3圖圖示傳送系統200的範例，以使用傳送裝置208(第2B圖)自供體基板204A(第2A、2B圖)傳送微裝置202A至目標基板206(第2B圖)。傳送系統200進一步包含附著劑分配器210(如第4圖中所展示)以輸送附著劑212至供體基板204A，特定地，至置於供體基板204A上的微裝置202A上。分配器210例如為列印頭，經配置以分配披(pico)至子披升的附著劑至微裝置上。在一些實作中(如第4圖中所展示)，放置附著劑212的小滴於微裝置202A的表面上，例如曝露外表面。在一些範例中，附著劑212的塗佈應用至微裝置202A的表面。
在用於傳送系統200的控制系統300(第3圖)的範例中，控制器302控制傳送系統200的操作以自供體基板204A傳送微裝置202A至目標基板206。控制器302操作附著劑分配器210例如以控制附著劑212至微裝置202A的選擇性輸送。控制器302也操作傳送裝置208例如以控制微裝置202A使用傳送裝置208的傳送表面214自供體基板204A至目標基板206的傳送。
在一些實作中，傳送系統200包含偵測器216。控制器302操作偵測器216(若有出現)以偵測供體基板204A上的微裝置202A中失效的微裝置。
進一步地，在一些情況下，傳送系統200包含第二傳送裝置218，包含傳送表面220。控制器302操作第二傳送裝置218(若有出現)以傳送單一微裝置202A至接收表面，例如傳送表面214或目標基板206。
控制器302操作附著劑分配器210，以基於目標基板206上選擇的微裝置202A的所需間隔來選擇性地分配附著劑212至供體基板204A上選擇的微裝置202A上。控制器302接著操作傳送裝置208，使得傳送裝置208的傳送表面214接合供體基板204A上的附著劑212。選擇的微裝置202A附著至傳送裝置208的傳送表面214，使得自供體基板204A傳送微裝置202A至傳送表面214。控制器302接著操作傳送裝置208，使得傳送表面214根據目標基板206上選擇的微裝置202A的所需間隔自供體基板204A傳送每一選擇的微裝置202A至目標基板206。
供體基板204A及附著劑分配器210可相對於彼此移動，以控制分配附著劑212的位置。在一些實作中，供體基板204A在支撐222上受支撐。支撐222例如在附著劑分配器210下方可水平移動以控制自供體基板204A上的附著劑分配器210分配附著劑212的位置。當移動支撐222時，控制器302控制附著劑212自附著劑分配器210的噴出時間，以控制哪個微裝置202A接收附著劑212。在一些情況下，與其支撐222相對於附著劑分配器210移動，支撐222保持靜止且相對於支撐222平移附著劑分配器210，使得附著劑分配器210的移動控制附著劑212分配的位置。
在一些情況下，在附著劑分配器210處於相對於供體基板204A的給定位置時，附著劑分配器210分配附著劑212於單一微裝置202A上。在一些實作中，附著劑分配器210包含列印頭224的陣列，支撐於供體基板204A上方的支架226上。在此情況下，附著劑分配器210可同時分配附著劑212至多個微裝置上。可例如藉由控制302選擇性地定址列印頭224，使得附著劑212選擇性地被輸送至微裝置202A。附著劑分配器210的列印頭224例如跨越供體基板204A的寬度，使得列印頭224能夠輸送附著劑212至跨供體基板204A的列中的任何微裝置202A。
附著劑分配器210及供體基板204A在一個或兩個水平方向上可相對於彼此移動。例如，若附著劑分配器210在一時間分配附著劑212至一個微裝置202A，在兩方向上的相對移動皆可足以致能附著劑212至每一微裝置202A的輸送。相對比下，若附著劑分配器210在一時間分配附著劑212至多個微裝置202A，在單一方向上的相對移動可足以致能附著劑212至每一微裝置202A的輸送。例如，若附著劑分配器210受支架226支撐，支架226可在一個或兩個水平方向上在供體基板上方為可移動的。
參考第2B圖，在輸送附著劑212至選擇的微裝置202A之後，操作傳送裝置208以傳送帶有附著劑212的微裝置202A至傳送裝置208的傳送表面214。傳送表面214接合輸送至微裝置202A的附著劑212，接著操作以自供體基板204A移除微裝置202A。附著劑212提供足夠的附著強度，使得例如可自供體基板204A升高傳送表面214，帶有微裝置202A結合至傳送表面214。
為了造成附著劑212附著至傳送表面214且因而造成微裝置202結合至傳送表面214，傳送裝置208包含例如可旋轉滾筒228。滾筒228例如為壓力傳送滾筒，以在放置傳送表面214抵抗微裝置202A上的附著劑212時，在傳送表面214上貫入壓力。選擇地或額外地，滾筒228為加熱傳送滾筒，使用熱以固化附著劑以增加微裝置202A及傳送表面214之間的附著。傳送表面214可為平板之平面表面以取代滾筒。
在一些範例中，傳送裝置208的中和系統包含輻射發射器以發射輻射(例如，紫外光，UV)以固化附著劑。在一些實作中，使用UV光活化附著劑。選擇地或額外地，附著劑應用至例如預先定義的面積中微裝置202A的選擇集合，接著使用圖案化UV光之陣列在所需微裝置202A上活化。例如在放置傳送表面214抵抗附著劑212時啟動輻射發射器，使得微裝置202A僅在發射輻射之後變得結合至傳送表面214以固化附著劑。在一些範例中，輻射發射器併入滾筒228(若有出現)。
系統可為照明系統以選擇性地自光源引導光至提供傳送表面214的主體的背側上。選擇地，系統可包含可個別控制的加熱器，該等加熱器嵌入提供傳送表面214的主體中。
在操作傳送裝置208以自供體基板204A結合微裝置202A至傳送表面214時，僅結合選擇的微裝置至傳送表面214。特定地，僅結合分配附著劑212於上的微裝置202A。因此，該等選擇的微裝置對應至來自供體基板204A傳送至目標基板206的微裝置。
傳送裝置208也包含一系統以選擇性地「中和」附著層212。在此內文中，「中和」包含完全移除附著層，例如藉由溶解或熔化或修改材料的物理屬性使得該材料不再具附著性(也稱為「變性」)。系統可為照明系統以選擇性地自光源引導光(例如，UV光)至提供傳送表面214的主體的背側上。選擇地，系統可包含嵌入提供傳送表面214的主體中的加熱器。中和系統可作用以中和傳送表面214上所有的附著劑，或可操作以中和選擇性面積中的附著劑。
在傳送表面214接收選擇的微裝置之後，操作傳送裝置208以造成傳送表面214傳送選擇的微裝置至目標基板206。中和結合微裝置202A至傳送表面214的附著劑212，使得微裝置202A可自傳送表面214傳送至目標基板206。例如，可化學地改變形成附著劑212的材料至非附著性的形式，因而致能輕易自傳送表面214移除微裝置202A且放置微裝置202A於目標基板206上。
在這方面，選擇的微裝置因而自供體基板204A傳送至傳送表面214，接著自傳送表面214至目標基板206。如此處所描述，供體基板204A上的選擇的微裝置對應至具有選擇性地分配的附著劑之微裝置。
供體基板204A上的選擇的該等微裝置具有初始配置A。例如，若均勻間隔選擇的微裝置，由第一水平方向上的間隔、第二水平方向上的間隔、或其組合來定義配置A。在一些實作中，配置A參考供體基板204A上的微裝置之配置，選擇性地分配附著劑212於其上。在傳送表面214接收選擇的微裝置時，選擇的微裝置處於配置B。在一些實作中，配置B參考傳送表面214接收選擇的微裝置之後及轉換傳送表面214以改變選擇的微裝置之間隔之前傳送表面214上的選擇的微裝置之配置。在傳送表面214傳送選擇的微裝置至目標基板206時，選擇的微裝置在目標基板206上處於配置C。在一些實作中，配置C參考選擇的微裝置自傳送表面214傳送至目標基板206之後目標基板206上的選擇的微裝置之配置。配置C可對應至欲製造的微裝置產品的微裝置所需配置。
在一些實作中，配置B與配置A相同。
在一些實作中，配置C中的間隔與傳送表面214上的配置B中的間隔及供體基板204A上的配置A不同。配置C例如可具有一配置，該配置具有微裝置的間隔，無法自供體基板204A上選擇微裝置來達成。在這方面，用於供體基板204A上的微裝置202A所選擇的配置A可具有小於配置C中的間隔之間隔。
傳送表面214接收配置B中的微裝置202A，實質與配置A相同或相似。接著操作傳送裝置208以造成微裝置202A自配置B移動成配置C。在一些實作中，傳送表面214對應至可伸展的薄膜，以增加由傳送表面214所接收的微裝置202A之間的間隔。微裝置202A初始地在傳送表面214上處於配置B，在薄膜伸展之後，在傳送表面214上轉換微裝置202A成配置C。接著傳送表面214傳送微裝置202A至目標基板206，使得微裝置202A以配置C置於目標基板上。在一些範例中，傳送表面214可在一個或兩個水平維度中伸展5至20倍，使得傳送表面214上的微裝置進一步較配置B中的原始間隔遠離間隔了5至20倍。
若伸展傳送表面214，在一些實作中，接合微裝置202A至傳送表面214的附著劑212也可伸展以確保微裝置202A在伸展傳送表面214之後保持接合至傳送表面214。附著劑212例如為紫外光可固化聚合材料。在一些範例中，附著劑212可以3D噴墨列印。附著劑212可為可伸展、可撓性彈性聚合材料。在一些實作中，附著劑212為彈性可變形，使得附著劑212彈性地延長原始長度的100%至500%之間。附著劑212的黏性例如在攝氏25度下為80及100厘泊(centipoise)之間，在攝氏70度下為10及20厘泊之間。附著劑212的彈性係數為例如在攝氏25度下為5及25MPa之間。附著劑212的抗拉強度為例如在攝氏25度下在1及5MPa之間，而具有100%至500%的彈性變形延長。
在一些實作中，供體基板204A上的配置A可不具有選擇的微裝置之間的均勻間隔。例如，供體基板204A上的失效或錯過的微裝置202A可防止具有均勻間隔的選擇的微裝置之配置。例如，選擇配置A以最大化具有均勻間隔的選擇的微裝置之數量。
若傳送系統200包含偵測器216，偵測器216偵測失效的微裝置202A以防止失效的微裝置202A自供體基板204A傳送至目標基板206。特定地，若偵測器216偵測失效的微裝置202A，控制器302選擇性地操作附著劑分配器210，使得不會選擇性地分配附著劑212於對應至失效的微裝置位置之位置處。結果，在控制器302操作傳送裝置208以自供體基板204A傳送微裝置202A至傳送表面214時，失效的微裝置202A不會結合至傳送表面214。
為了檢查LED的功能性，偵測器216包含例如輻射發射器及輻射偵測器。若微裝置202A為LED，例如，在LED功能正常時可激發LED以發射輻射。輻射發射器發射輻射朝向置於供體基板204A上的微裝置202A。輻射激發功能正常的微裝置202A，使得微裝置202A發射可由輻射偵測器偵測的光學輻射。輻射偵測器例如為光偵測器以回應於激發時由微裝置所發射的光之波長。
在這方面，來自偵測器216的訊號例如對控制器302為有用的以決定給定的微裝置202A是否功能正常。若微裝置202A功能不正常，例如，微裝置202A為失效的微裝置，控制器302控制附著劑分配器210，使得附著劑212不會分配於失效的微裝置上，且失效的微裝置不會結合至傳送表面214。在一些範例中，由偵測器所發射的輻射具有405nm或更短的波長以激發微裝置。
在一些情況下，得自偵測器216的失效微裝置之出現造成微裝置202A的配置A具有非均勻間隔。在一些實作中，因為並未分配附著劑212於供體基板204A上的失效的微裝置202A上，在傳送表面214自供體基板204A接收處於配置A中的選擇的微裝置時，配置A包含空隙230，若供體基板204A上該等位置中的微裝置功能正常，微裝置將置於空隙230處。
可需要在微裝置位於目標基板206上時微裝置之間的均勻間隔。例如，假設微裝置為LED，則顯示器面板上由缺少或有缺陷的LED所造成的空隙為視覺上顯著的。在此方面，在一些實作中，傳送裝置208為第一傳送裝置，且參考第2C圖，傳送系統200包含第二傳送裝置218以功能正常的微裝置填充空隙230。第二傳送裝置218包含具有作用的微裝置232A的傳送表面220，微裝置232A與微裝置202A為相同類型。使用偵測器(例如輻射發射器及輻射偵測器)檢查微裝置232A以決定微裝置232A功能正常。
參考第5圖，第二傳送裝置218傳送微裝置232A至接收基板234。第二傳送裝置218例如一次一個傳送微裝置232A至接收基板。第二傳送裝置218例如(如第5圖中所展示)為可旋轉滾筒236，包含傳送表面220以載送微裝置232A。接收基板234例如為傳送表面214。例如，供體基板204A可包含處於配置A的一組選擇的微裝置202A。第一傳送裝置208的傳送表面214接收微裝置202A，微裝置202A具有與配置A實質相同的配置B。
在第一傳送裝置208的傳送表面214自供體基板204A接收處於配置B的微裝置202A之後，第一傳送裝置208的傳送表面214可包含空隙230，例如，導因於在供體基板204A上偵測到失效的微裝置202A。分配附著劑212於第一傳送裝置208的傳送表面214上。第二傳送裝置218接著造成第二傳送裝置218的傳送表面220上的作用的微裝置232A與附著劑212接合，使得作用的微裝置232A被傳送至第一傳送裝置208的傳送表面214。特定地，作用的微裝置232A置於第一傳送裝置208的傳送表面214上以填充空隙230。
在填充每一空隙230之後，第一傳送裝置208的傳送表面214上的微裝置具有均勻的間隔，若必要，操控微裝置以具有所需配置C。在此方面，若第一傳送裝置208的傳送表面214上的微裝置之配置B包含空隙，為了轉換微裝置以達到配置C，處理包含填充配置B中的空隙之操作，且在一些情況下，包含改變微裝置之間的配置B之間隔的操作。一旦達到所需間隔且填充空隙，微裝置自第一傳送裝置208的傳送表面214傳送至目標基板206，使得微裝置在目標基板206上具有配置C。
在一些實作中，與其為傳送裝置的傳送表面，接收基板234為目標基板206。第一傳送裝置208的傳送表面214例如根據所需配置C的均勻間隔傳送微裝置至具有所需間隔的目標基板206。然而，在初始置於目標基板206上時，微裝置202不處於配置C，導因於目標基板206上微裝置之間的空隙。在由第二傳送裝置218上的微裝置232A填充空隙之後，微裝置在目標基板206上處於配置C，因而具有所需間隔及定義配置C的圖案。在一些範例中，為了自第二傳送裝置218的傳送表面220傳送微裝置232A，自第二傳送裝置218的傳送表面220釋放微裝置232A。微裝置232A例如藉由變性或移除的附著劑在微裝置232A置於或覆於目標基板上欲填充的空隙時結合至傳送表面220。
雖然描述第2A至2C圖相關於具有單一類型的微裝置202A之單一供體基板204A，選擇地或額外地，傳送系統包含具有額外類型的微裝置之額外的供體基板。如第2A圖中所展示，傳送系統200包含具有微裝置202B的供體基板204B及具有微裝置202C的供體基板204C。若微裝置202A、202B、202C為LED，例如微裝置202A、202B、202C之每一者發射不同色彩的光，例如紅、綠、藍，諸如此類。
附著劑分配器210分配附著劑於供體基板204A、204B、204C之每一者上，特定地，於供體基板204A、204B、204C之每一者上的選擇的微裝置202A、202B、202C上。傳送裝置208使用傳送表面214以自供體基板204A、204B、204C之每一者拾起選擇的微裝置202A、202B、202C。分配附著劑212於微裝置202A、202B、202C上，使得每一類型的選擇的微裝置202A、202B、202C處於配置A。在此方面，在由傳送裝置208的傳送表面214接收時，選擇的微裝置202A、202B、202C之每一者處於配置A。
選擇的微裝置202A、202B、202C共同處於配置B。配置B例如進一步由微裝置202A、202B、202C的順序及微裝置202A、202B、202C之相鄰類型之間的間隔來定義。相關於微裝置202A、202B、202C之順序，在第2B圖中所展示的範例中，由左至右，微裝置202A被微裝置202B跟隨，微裝置202B依序被微裝置202C跟隨。在一些實作中，特定類型的微裝置之間的在內類型(intra-type)間隔(亦即，微裝置202A之間、微裝置202B之間、或微裝置202C之間)與兩個類型的微裝置之間的內部類型(inter-type)間隔(亦即，微裝置202A及微裝置202B之間、微裝置202B及微裝置202C之間、或微裝置202A及微裝置202C之間)不同。在一些情況下，配置B由內部類型間隔、在內類型間隔、或兩者來定義。
如此處所描述，可轉換傳送表面214以增加或減少傳送表面214上的微裝置202A、202B、202C之在內類型間隔。選擇地或額外地可轉換傳送表面214以增加傳送表面214上的微裝置202A、202B、202C之內部類型間隔。轉換傳送表面214以達到目標基板206上微裝置202A、202B、202C之配置C所需內部類型及/或所需在內類型間隔。
在一些實作中，第二傳送裝置218(若有出現)包含傳送表面220上的微裝置202A、202B、202C之每一類型的作用的微裝置。為了填充配置B中的空隙，放置附著劑212於接收基板234上，例如，第一傳送裝置208的傳送表面214，接著，合適類型的作用微裝置接合至附著劑212。為了填充空隙以達到目標基板206上的配置C，釋放合適類型的作用微裝置至目標基板206上。在一些實作中，系統200包含多個第二傳送裝置。每一者具有單一類型的作用微裝置。例如，若系統200包含三個類型的微裝置，系統200可包含三個第二傳送裝置，每一者具有微裝置類型之其中一者。
第6A至6F圖個別描繪序列操作600A至600F，其中系統執行操作包含分配粉末、熔融粉末、及回收未熔融的粉末。在開始操作600A至600F之前，系統的控制器(例如，控制器302)可接收電子資料，例如，電腦輔助製圖資料，指示欲形成的微裝置之陣列。如此處所描述，系統使用控制器以控制系統的個別子系統或部件以執行操作。
在一些實作中，如第6A圖中所展示，在操作600A處，控制器操作偵測器216以偵測供體基板602上失效的微裝置。在第6B圖中所展示的操作600B處，控制器操作附著劑分配器210以分配附著劑212至選擇的微裝置604上。在一些情況下，系統不會偵測失效的微裝置，因而在操作600B處，分配附著劑212至選擇的微裝置604上，而無須操作偵測器以偵測失效的微裝置。在一些實作中，若偵測器216出現且偵測到失效的微裝置606，控制器接收指示失效的微裝置606之訊號且控制附著劑分配器210，使得附著劑分配器210不會分配附著劑212至失效的微裝置606上。在一些實作中，控制器操作偵測器216以在一列微裝置內偵測失效的微裝置，接著控制器操作附著劑分配器210以分配附著劑212於該列微裝置中作用的微裝置上。控制器重複偵測操作600A及分配操作600B，直至輸送附著劑212至所需數量的微裝置。
在第6C圖中所展示的操作600C處，控制器操作傳送裝置208以移動傳送表面214以與選擇性分配的附著劑212接合。在第6D圖中所展示的操作600D處，控制器操作傳送裝置208以相對於供體基板602移動傳送表面214，因而自供體基板602移除選擇的微裝置604。例如，可升高傳送表面214遠離供體基板602，例如，正交於供體基板的表面。
在一些實作中，若傳送表面214上的微裝置之間具有空隙，例如，導因於在供體基板204A上偵測到失效的微裝置，控制器操作第二傳送裝置218以使用作用的微裝置606來填充空隙。例如，在第6E圖中所展示的操作600E處，系統造成在傳送表面214上的空隙608處分配附著劑212。空隙608例如對應至一位置，若失效的微裝置606未失效，失效的微裝置606將位於該位置處。為了傳送第二傳送裝置218的傳送表面220上的作用的微裝置610至第一傳送裝置208的傳送表面214，控制器操作第二傳送裝置218以接合作用的微裝置610與附著劑212。
在操作600E之後若有空隙608，或在操作600D之後若沒有空隙，在操作600F處，控制器操作傳送裝置208以自傳送表面214傳送微裝置604至目標基板612。特定地，可降低傳送表面214直至微裝置604鄰接目標基板612，可中和附著劑，且傳送表面214可升高遠離。
於此相關於第1至6F圖所描述之範例圖示本揭示案範圍內的方法及系統的一些實作。其他實作也是可能的。例如，在一些實作中，傳送系統200包含蝕刻裝置以蝕刻供體基板上的微裝置晶圓成為多個微裝置。蝕刻裝置蝕刻微裝置晶圓成為例如側向微裝置或垂直微裝置。蝕刻裝置使用例如雷射劃線或乾蝕刻方法以分開微裝置晶圓成為微裝置。
在一些實作中，在自供體基板至傳送表面的微裝置單一傳送操作期間，自供體基板傳送預先定義數量的列的微裝置至傳送表面。傳送表面自供體基板拾起例如5至20列的微裝置，接著傳送該等列至目標基板。傳送表面持續自供體基板傳送預先定義數量的列的微裝置至目標基板，直至傳送了所需數量的列。
在一些實作中，將微裝置製成側向裝置，其中p類型及n類型接觸皆在同側上製造。應用微影及乾蝕刻以定義檯面結構且曝露n類型裝置層。透明傳導氧化層(例如，氧化銦錫)沉積於p類型裝置表面上以改良電流散佈。隨後，經由微影及沉積形成n類型及p類型歐姆接觸。介電層沉積於側向裝置表面及側壁上以減低表面洩漏電流且改良裝置可靠性效能。
在一些實作中，微裝置製成垂直裝置，p類型及n類型接觸在垂直裝置的相對側上製成。可在垂直裝置的p側上製造反射鏡以改良光擷取。在金屬化之後，微裝置晶圓鍵結(wafer-bonded)至傳導載具晶圓。接著，可在n類型層上製造電極之前經由雷射或化學剝離方法移除目標基板。
在一些實作中，產品在欲形成產品的每一元件中可能需要不同類型的多個微裝置202A、202B、202C。例如，針對彩色LED顯示器可能需要三個微LED，每一紅、藍及綠各一個。每一微LED可提供子畫素。對子畫素而言可能有多種圖案。例如，不同色彩的子畫素可簡單排列成單一列或行。選擇地，例如，元件內的子畫素可排列成梅花圖案，帶有兩個色彩之每一者兩個子畫素(例如，紅及綠)及第三色彩的單一子畫素(例如，藍)(此圖案也已知為PenTile矩陣)。可使用傳送技術以形成具有多於三個彩色子畫素的顯示器，例如具有紅、綠、藍及黃的微LED之顯示器。
不同色彩的LED可為具有磷層而發射不同色彩的光的LED，或可為具有不同色彩濾波器層的LED，或可為發射白光但也包含覆蓋磷材料以吸收白光且重新發射不同色彩的光的LED(此材料可為量子點)。
可在不同供體基板上以較目標基板所需更高的空間密度製造不同的微裝置(例如，不同色彩的微LED)。接著可針對每一供體基板執行傳送處理。亦即，可傳送來自每一特定供體基板的微裝置至該微裝置自身的傳送基板。例如，可有具有藍色微LED的傳送基板、具有紅色微LED的傳送基板、及具有綠色微LED的傳送基板。針對每一傳送基板，可針對每一元件傳送微裝置至目標基板。
在一些實作中，目標基板206為可撓性基板。例如，目標基板206可為可撓性電路，且微裝置110可為微LED，因而提供可撓性顯示器螢幕。選擇地或額外地，目標基板206可為可伸展基板。目標基板例如為平板顯示器的背板。
在一些實作中，n類型及p類型接觸及內部連接電路為預先製造於目標基板上，使得傳送的微裝置在被放置於目標基板上之後電性地連接。在另一範例中，僅在目標基板上預先製造一個類型的接觸。可使用陰影遮罩或微影方法以製造其他類型的接觸。
可在數位電子電路中或在電腦軟體、韌體、或硬體中、或上述組合中實作控制器。控制器可包含一個或更多個電腦程式產品，亦即，明確體現於資訊載具中(例如，在非暫態機器可讀取儲存媒體中或在傳播訊號中)的一個或更多個電腦程式，以由資料處理設備(例如，可程式化處理器、電腦、或多個處理器或電腦)執行，或控制資料處理設備的操作。可以任何形式的程式語言編寫電腦程式(也已知為程式、軟體、軟體應用程式、或程式碼)，包含經編譯或經解譯的語言，且該語言可以任何形式展開，包含成為單機程式或成為模組、部件、子程序、或適於使用於計算環境中的其他單元。可展開電腦程式以執行於一個電腦上或於多個電腦上的一個地點處或跨多個地點分佈且由通訊網路內部連接。
可藉由執行一個或更多個電腦程式以藉由操作輸入資料及產生輸出而執行功能的一個或更多個可程式化處理器來執行本說明書中所描述的處理及邏輯流程。也可藉由特別目的邏輯電路來執行處理及邏輯流程，且也可實作設備成為特別目的邏輯電路，例如，FPGA(場域可程式化閘陣列)或ASIC(特定應用積體電路)。
已描述一數量的實作。然而，應理解可進行多種修改。據此，其他實作落於申請專利範圍的範圍內。
100‧‧‧供體基板
102‧‧‧目標基板
104‧‧‧微裝置
106‧‧‧子集
200‧‧‧傳送系統
202A、202B、202C‧‧‧微裝置
204A、204B、204C‧‧‧供體基板
206‧‧‧目標基板
208‧‧‧傳送裝置
210‧‧‧附著劑分配器
212‧‧‧附著劑
214‧‧‧傳送表面
216‧‧‧偵測器
218‧‧‧第二傳送裝置
220‧‧‧傳送表面
222‧‧‧支撐
224‧‧‧列印頭
226‧‧‧支架
228‧‧‧滾筒
230‧‧‧空隙
232A‧‧‧微裝置
300‧‧‧控制系統
302‧‧‧控制器
600A、600B、600C、600D、600E、600F‧‧‧操作
602‧‧‧供體基板
604‧‧‧微裝置
606‧‧‧微裝置
608‧‧‧空隙
610‧‧‧微裝置
612‧‧‧目標基板
第1圖為具有微裝置的供體基板及具有微裝置的目標基板之示意視圖。
第2A至2C圖示意地描繪系統範例以自供體基板傳送微裝置至目標基板。
第3圖為系統的範例之方塊圖以傳送微裝置。
第4圖為微裝置上的附著劑的側面視圖。
第5圖為第一及第二傳送表面的側面視圖。
第6A至6F圖為系統的側面視圖，執行一處理以自供體基板傳送微裝置至目標基板。
在多個圖式中相似的參考數字及標示指示相似的元件。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
210‧‧‧附著劑分配器
212‧‧‧附著劑
600B‧‧‧操作
602‧‧‧供體基板
604‧‧‧微裝置

Claims (25)

  1. 一種用於在一基板上定位微裝置的設備，該設備包括： 一個或更多個支撐，該一個或更多個支撐用以維持一供體(donor)基板及一目標基板；一附著劑分配器，該附著劑分配器用以輸送附著劑於該供體基板上的微裝置上；一傳送裝置，該傳送裝置包含一傳送表面以自該供體基板傳送該等微裝置至該目標基板；及一控制器，該控制器經配置以：操作該附著劑分配器，以基於該目標基板上的選擇的微裝置之一所需間隔，選擇性地分配該附著劑至該供體基板上的所選擇的該等微裝置上，及操作該傳送裝置，使得該傳送表面在該供體基板上接合該附著劑，造成所選擇的該等微裝置附著至該傳送表面，且接著該傳送表面自該供體基板傳送所選擇的該等微裝置至該目標基板。
  2. 如請求項1所述之設備，其中該控制器經配置以操作該傳送裝置，使得該傳送表面傳送第一微裝置至該目標基板，且接著傳送第二微裝置至該目標基板，使得該等第二微裝置相鄰於該等第一微裝置，該等第一微裝置及該等第二微裝置在該目標基板上皆具有該所需間隔。
  3. 如請求項2所述之設備，其中該控制器經配置以操作該傳送裝置以自一第一供體基板傳送該等第一微裝置及自一第二供體基板傳送該等第二微裝置。
  4. 如請求項1所述之設備，其中該傳送裝置為一第一傳送裝置，且該設備進一步包括一第二傳送裝置，包含一第二傳送表面以傳送至少一個額外微裝置至該第一傳送裝置的該傳送表面或至該目標基板。
  5. 如請求項4所述之設備，其中該第二傳送裝置經配置以在一時間傳送一單一微裝置至一接收表面，其中該接收表面為(i)該第一傳送裝置的該傳送表面，或(ii)該目標基板的一表面。
  6. 如請求項5所述之設備，其中該控制器經配置以操作該第二傳送裝置，使得該第二傳送裝置的該傳送表面自該供體基板傳送該單一微裝置至一接收表面，而以該單一微裝置填滿該接收表面上的所選擇的該等微裝置之間的一空隙，因而達到該接收表面上的所選擇的該等微裝置的一所需排列。
  7. 如請求項5所述之設備，其中該控制器經配置以操作該附著劑分配器以在所選擇的該等微裝置附著至該接收表面之後分配附著劑於該接收表面上，及操作該第二傳送裝置，使得在該第二傳送裝置的該傳送表面傳送該單一微裝置至該接收表面時，該第二傳送裝置的該傳送表面以第二所分配的附著劑接合該單一微裝置。
  8. 如請求項4所述之設備，其中該第二傳送裝置經配置以傳送複數個微裝置至該目標基板。
  9. 如請求項1所述之設備，進一步包括一感應器以偵測該供體基板上的一個或更多個有缺陷的微裝置，且其中該控制器經配置以選擇性地分配該附著劑，使得該附著劑未被分配於該一個或更多個失效的微裝置上且所選擇的該等微裝置不包括該一個或更多個失效的微裝置。
  10. 如請求項9所述之設備，其中該感應器包括電路及一光學偵測器，該電路經配置以光學地激發該供體基板上的該等微裝置，該光學偵測器用以偵測該供體基板上的該等微裝置所發射的光。
  11. 如請求項9所述之設備，其中： 該傳送裝置為一第一傳送裝置；該設備進一步包括一第二傳送裝置，包含一第二傳送表面以在一時間傳送一單一微裝置至該第一傳送裝置的該傳送表面或傳送微裝置至該目標基板；及該控制器經配置以：操作該第一傳送裝置，使得該第一傳送裝置的該傳送表面接合該供體基板上的該附著劑以造成所選擇的該等微裝置附著至該第一傳送裝置的該傳送表面；及操作該第二傳送裝置，使得該第二傳送裝置的該第二傳送表面基於該一個或更多個有缺陷的微裝置的一位置來傳送一個或更多個微裝置至該第一傳送裝置的該傳送表面。
  12. 如請求項1所述之設備，其中該傳送表面包括一可伸展薄膜以接收所選擇的該等微裝置。
  13. 如請求項12所述之設備，包括耦合至該伸展薄膜的一致動器，且其中該控制器經配置以造成該致動器伸展該薄膜，使得在該傳送表面傳送所選擇的該等微裝置至該目標基板時，所選擇的該等微裝置具有該所需間隔。
  14. 如請求項1所述之設備，其中該傳送裝置包括一滾筒以自該供體基板接收所選擇的該等微裝置。
  15. 如請求項1所述之設備，其中該傳送表面包括一平面表面以自該供體基板接收所選擇的該等微裝置。
  16. 如請求項1所述之設備，其中該傳送裝置包含一加熱元件以在該傳送表面傳送所選擇的該等微裝置至該目標基板時加熱該傳送表面。
  17. 如請求項1所述之設備，進一步包括一輻射發射器以發射一輻射圖案以在操作該傳送裝置之前固化選擇性地分配的該附著劑。
  18. 一種傳送微裝置至一目標基板的方法，包括以下步驟： 基於該目標基板上的選擇的微裝置的一所需間隔，選擇性地分配附著劑至一供體基板上的所選擇的該等微裝置上；以一傳送表面接合該供體基板上的該附著劑，以造成所選擇的該等微裝置附著至該傳送表面；及使用該傳送表面且根據該目標基板上的所選擇的該等微裝置的該所需間隔，自該供體基板傳送所選擇的該等微裝置之每一者至該目標基板。
  19. 如請求項18所述之方法，其中該等微裝置包括發光二極體。
  20. 如請求項19所述之方法，進一步包括以下步驟： 可選地激發該供體基板上的該等發光二極體且偵測該供體基板上的一個或更多個有缺陷的微裝置；及選擇性地分配該附著劑，使得該附著劑未被分配於該一個或更多個有缺陷的微裝置上且所選擇的該等微裝置不包括該一個或更多個有缺陷的微裝置。
  21. 如請求項20所述之方法，進一步包括以下步驟：基於該一個或更多個失效的微裝置的一位置，傳送一個或更多個微裝置至該傳送表面。
  22. 如請求項18所述之方法，其中該等微裝置為第一微裝置，且該方法進一步包括以下步驟： 傳送該等第一微裝置至該目標基板；及傳送第二微裝置至該目標基板，使得該等第二微裝置相鄰於該等第一微裝置，該等第一微裝置及該等第二微裝置皆具有該目標基板上的該所需間隔；其中該等第一微裝置經配置以發射一第一彩色光，且該等第二微裝置經配置以發射一第二彩色光。
  23. 如請求項22所述之方法，其中選擇的一第一微裝置及選擇的一第二微裝置相鄰於彼此界定出用於一LED顯示器的一顯示器畫素。
  24. 如請求項18所述之方法，進一步包括以下步驟：伸展該傳送表面，以造成在該傳送表面傳送所選擇的該等微裝置至該目標基板時，所選擇的該等微裝置具有該所需間隔。
  25. 如請求項18所述之方法，其中該供體基板上的所選擇的該等微裝置的一間隔對應至該目標基板上的所選擇的該等微裝置的該所需間隔。
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