TW201919256A - 轉置裝置 - Google Patents

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Abstract

一種轉置裝置，包括第一及第二電極組、屏蔽元件、驅動電路及彈性體。第一電極組包括用以配置第一電壓的第一電極及用以配置第二電壓且與第一電極結構上分離的第二電極，其中第一與第二電壓間具有電壓差。與第一電極組相鄰設置的第二電極組包括用以配置第三電壓的第三電極及用以配置第四電壓且與第三電極結構上分離的第四電極，其中第三與第四電壓間具有電壓差。屏蔽元件配置於基板上且位於第一與第二電極組間。驅動電路電性連接於第一及第二電極組。彈性體覆蓋第一及第二電極組，其中彈性體具有轉置面。

Description

轉置裝置
本發明是有關於一種轉置裝置，且特別是有關於一種用於轉置微型發光二極體的轉置裝置。
轉置微型發光二極體技術已使用在新興電子裝置的製程中。以發光裝置的製程為例，發光裝置的製程包括下列步驟：提供具有多個轉置凸塊的彈性轉置頭；提供一個發光陣列，所述發光陣列包括多個目標發光元件；使彈性轉置頭的轉置凸塊與目標發光元件接觸，進而提取所欲的多個目標發光元件；利用彈性轉置頭將目標發光元件轉置到接收基板上；在載有多個發光元件的接收基板上製作其他結構，進而完成發光裝置。然而，當擴大轉置製程的規模時，目前使用具有多個轉置凸塊的彈性轉置頭進行轉置的方法將面臨製程良率不高、精度不高且量產不易的問題。
本發明提供一種轉置裝置，其應用於巨量轉置製程時可達成良好製程良率及操作精度，且在進行轉置操作時可減少電場串擾現象。
本發明的轉置裝置包括基板、第一電極組、第二電極組、屏蔽元件、驅動電路及彈性體。第一電極組配置於基板上，且第一電極組包括第一電極及第二電極，第一電極用以配置第一電壓，第二電極用以配置第二電壓且與第一電極結構上分離，其中第一電壓與第二電壓之間具有電壓差。第二電極組配置於基板上且與第一電極組相鄰設置，其中第二電極組包括第三電極及第四電極，第三電極用以配置第三電壓，以及第四電極用以配置第四電壓且與第三電極結構上分離，其中第三電壓與第四電壓之間具有電壓差。屏蔽元件配置於基板上且位於第一電極組與第二電極組之間。驅動電路配置於基板上且電性連接於第一電極組及第二電極組。彈性體配置於基板上且覆蓋第一電極組及第二電極組，其中彈性體具有轉置面。
基於上述，在本發明所提出之轉置裝置中，透過具有轉置面的彈性體覆蓋相鄰的第一電極組及第二電極組，以及屏蔽元件設置在相鄰的第一電極組與第二電極組之間，其中第一電極組包括用以配置第一電壓的第一電極及用以配置第二電壓的第二電極，第二電極組包括用以配置第三電壓的第三電極及用以配置第四電壓的第四電極，第一電壓與第二電壓之間具有電壓差以及第三電壓與第四電壓之間具有電壓差，使得本發明的轉置裝置可在轉置面無設置任何圖案化結構的情況下達成轉置功能；以及使得第一電極組與第二電極組之間的電場串擾現象因受到屏蔽元件的屏蔽作用而減少。如此一來，與具有多個轉置凸塊的習知轉置裝置相比，本發明的轉置裝置可在應用於巨量轉置製程時達成良好製程良率及操作精度；以及當利用本發明的轉置裝置來轉置微型發光二極體時，可以選擇性地轉置特定的微型發光二極體。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施方式，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1是依照本發明的一實施方式的轉置裝置的剖面示意圖。圖2是圖1中的第一電極組、第二電極組與屏蔽元件的配置關係的上視示意。圖1的剖面位置可對應於圖2之剖面線I-I’的位置。
請同時參照圖1及圖2，本實施方式的轉置裝置10包括基板100、第一電極組110、第二電極組120、屏蔽元件130、驅動電路140及彈性體150。另外，在本實施方式中，轉置裝置10可更包括第一凸塊P1、第二凸塊P2、第三凸塊P3及第四凸塊P4。
基板100用以承載第一電極組110、第二電極組120、屏蔽元件130、驅動電路140及彈性體150。在本實施方式中，基板100的材質例如可為玻璃、石英或有機聚合物。
第一電極組110配置於基板100上。第一電極組110包括第一電極112及第二電極114，其中第一電極112與第二電極114結構上彼此分離，第一電極112用以配置第一電壓V1，第二電極114用以配置第二電壓V2，且第一電壓V1與第二電壓V2之間具有電壓差。也就是說，在本實施方式中，第一電極112與第二電極114電性連接於不相同的電壓源。進一步而言，由於第一電壓V1與第二電壓V2之間具有電壓差，當第一電極112被施加第一電壓V1而第二電極114被施加第二電壓V2時，第一電極112與第二電極114之間會形成橫向電場。
第二電極組120配置於基板100上且與第一電極組110相鄰設置。第二電極組120包括第三電極122及第四電極124，其中第三電極122與第四電極124結構上彼此分離，第三電極122用以配置第三電壓V3，第四電極124用以配置第四電壓V4，且第三電壓V3與第四電壓V4之間具有電壓差。也就是說，在本實施方式中，第三電極122與第四電極124電性連接於不相同的電壓源。進一步而言，由於第三電壓V3與第四電壓V4之間具有電壓差，當第三電極122被施加第三電壓V3而第四電極124被施加第四電壓V4時，第三電極122與第四電極124之間會形成橫向電場。
另外，在本實施方式中，第一電壓V1與第三電壓V3相同，以及第二電壓V2與第四電壓V4相同。也就是說，在本實施方式中，第三電極122與第一電極112電性連接於相同的電壓源而第四電極124與第二電極114電性連接於相同的電壓源。從另一觀點而言，在本實施方式中，若第一電壓V1與第三電壓V3為高電壓，則第二電壓V2與第四電壓V4即為低電壓。
在本實施方式中，第一凸塊P1、第二凸塊P2、第三凸塊P3及第四凸塊P4配置於基板100上，且第一凸塊P1、第二凸塊P2、第三凸塊P3及第四凸塊P4分別與第一電極112、第二電極114、第三電極122與第四電極124對應設置。詳細而言，在本實施方式中，第一電極112覆蓋第一凸塊P1的頂表面及側表面、第二電極114覆蓋P2的頂表面及側表面、第三電極122覆蓋P3的頂表面及側表面亦即、以及第四電極124覆蓋P4的頂表面及側表面。
另外，在本實施方式中，第一凸塊P1、第二凸塊P2、第三凸塊P3及第四凸塊P4的材質例如是絕緣材料，所述絕緣材料例如包括無機材料、有機材料、上述之組合或其堆疊層，其中無機材料例如是（但不限於）：氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、上述之組合或其他合適的材料，有機材料例如是（但不限於）：聚酯類（PET）、聚烯類、聚丙醯類、聚碳酸酯類、聚環氧烷類、聚苯烯類、聚醚類、聚酮類、聚醇類、聚醛類、上述之組合或其他合適的材料。
另外，在本實施方式中，雖然圖1繪示第一電極112、第二電極114、第三電極122與第四電極124分別覆蓋第一凸塊P1的頂表面及側表面、第二凸塊P2的頂表面及側表面、第三凸塊P3的頂表面及側表面、以及第四凸塊P4的頂表面及側表面，但本發明並不限於此。在其他實施方式中，第一電極112、第二電極114、第三電極122與第四電極124分別也可以僅覆蓋第一凸塊P1的頂表面、第二凸塊P2的頂表面、第三凸塊P3的頂表面、以及第四凸塊P4的頂表面，或者第一電極112、第二電極114、第三電極122與第四電極124分別也可以覆蓋第一凸塊P1的頂表面及部分的側表面、第二凸塊P2的頂表面及部分的側表面、第三凸塊P3的頂表面及部分的側表面、以及第四凸塊P4的頂表面及部分的側表面。
另外，在本實施方式中，雖然圖1繪示第一凸塊P1、第二凸塊P2、第三凸塊P3及第四凸塊P4的剖面輪廓外型為矩形，但本發明並不限於此。在其他實施方式中，第一凸塊P1、第二凸塊P2、第三凸塊P3及第四凸塊P4的剖面輪廓外型也可以是梯形、或雙梯形。
屏蔽元件130配置於基板100上且位於第一電極組110與第二電極組120之間。在本實施方式中，屏蔽元件130位於第一電極組110中的第二電極114與第二電極組120中的第三電極122之間。在本實施方式中，屏蔽元件130的材質例如是絕緣材料，所述絕緣材料例如包括無機材料、有機材料、上述之組合或其堆疊層，其中無機材料例如是（但不限於）：氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、上述之組合或其他合適的材料，有機材料例如是（但不限於）：聚酯類（PET）、聚烯類、聚丙醯類、聚碳酸酯類、聚環氧烷類、聚苯烯類、聚醚類、聚酮類、聚醇類、聚醛類、上述之組合或其他合適的材料。另外，在本實施方式中，屏蔽元件130的介電係數介於0.1至15。
在本實施方式中，屏蔽元件130的剖面輪廓外型為梯形，但本發明並不限於此。在其他實施方式中，屏蔽元件130的剖面輪廓外型也可以是倒梯形（如圖3A所示）、雙向梯形（如圖3B所示）、矩形（如圖3C所示）、三角形（如圖3D所示）或圓弧形（如圖3E所示）。
驅動電路140配置於基板100上，且電性連接於第一電極組110及第二電極組120，用以將外部訊號（例如第一電壓V1、第二電壓V2、第三電壓V3、第四電壓V4）電性連接於第一電極組110及第二電極組120。在本實施方式中，驅動電路140例如可以是主動元件陣列層，其可以是任何所屬領域中具有通常知識者所周知的用於顯示裝置中的任一種主動元件陣列層。舉例而言，在一實施方式中，驅動電路140可包括多條訊號線、多個電晶體、多個連接墊以及多層絕緣層，其中第一電極112與第三電極122例如分別電性連接於作為開關元件之對應的電晶體，而所述電晶體分別可透過對應的訊號線連接於對應的連接墊以與外部訊號電性連接；以及第二電極114與第四電極124例如分別電性連接於對應的訊號線，而所述訊號線連接於對應的連接墊以與外部訊號電性連接。也就是說，在本實施方式中，驅動電路140可以是主動式驅動電路。
彈性體150配置於基板100上且覆蓋第一電極組110及第二電極組120。彈性體150具有轉置面150a。詳細而言，當轉置裝置10未進行轉置操作時，整個轉置面150a實質上為單一且連續的平面。也就是說，在本實施方式中，轉置面150a不具有任何圖案化結構。
在本實施方式中，彈性體150的材質例如是（但不限於）：聚二甲基矽氧烷（poly dimethyl siloxane，PDMS）、丁基異丁烯異戊二烯（butyl (isobutylene isoprene)）、乙烯-丙烯-二烯共聚物（ethylene-propylene-diene copolymer，EPDM）、乙烯-丙烯共聚物（ethylene-propylene copolymer，EPM）、天然橡膠（natural rubber，NR）、、氯丁二烯（chloroprene，CR）、丁腈橡膠nitrile-butadiene rubber，NBR）、異戊二烯合成橡膠（isoprene synthetic rubber，IR）、苯乙烯-丁二烯橡膠（styrene butadiene rubber，SBR）或苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（styrene ethylene butadiene styrene，SEBS）。值得一提的是，在本實施方式中，彈性體150能夠用於黏接微型發光二極體，以於轉置微型發光二極體的操作過程中提取微型發光二極體。
在本實施方式中，屏蔽元件130的底表面130b與彈性體150的底表面150b連接。彈性體150的底表面150b與轉置面150a相對設置。從另一觀點而言，在本實施方式中，屏蔽元件130與彈性體150實質上設置於同一平面上。
在本實施方式中，第一電極112、第二電極114、第三電極122及第四電極124具有最頂點，而所述最頂點與基板100的上表面之間的距離A、屏蔽元件130的高度B與彈性體150的厚度C滿足以下關係式：C³B＞A。也就是說，在一實施方式中，彈性體150除了覆蓋第一電極組110及第二電極組120，也覆蓋了屏蔽元件130；而在另一實施方式中，彈性體150覆蓋第一電極組110及第二電極組120，且彈性體150與屏蔽元件130齊平。透過彈性體150的厚度C大於屏蔽元件130的高度B，可避免屏蔽元件130在轉置製程中使欲轉置元件受到刮傷、破壞。另外一提的是，透過彈性體150的厚度C大於或等於屏蔽元件130的高度B，且屏蔽元件130的高度B大於距離A，使得屏蔽元件130能提供較優異的屏蔽作用。
另外，在其他實施方式中，屏蔽元件130的高度B也可以等於距離A；或者彈性體150的厚度C同時等於屏蔽元件130的高度B及距離A。
另外，在本實施方式中，雖然圖1繪示第一電極112、第二電極114、第三電極122及第四電極124皆具有最頂點，但本發明並不限於此。在其他實施方式中，第一電極112、第二電極114、第三電極122及第四電極124中也可以只有至少一者至三者具有最頂點。也就是說，只要第一電極112、第二電極114、第三電極122及第四電極124中的至少一者具有最頂點，即落入本發明的範疇。
值得說明的是，在本實施方式中，透過具有轉置面150a的彈性體150覆蓋第一電極組110及第二電極組120，其中第一電極組110包括用以配置第一電壓V1的第一電極112及用以配置第二電壓V2的第二電極114，第二電極組120包括用以配置第三電壓V3的第三電極122及用以配置第四電壓V4的第四電極124，當利用轉置裝置100來轉置微型發光二極體時，藉由施加第一電壓V1及第二電壓V2於第一電極112及第二電極114以在兩者間產生橫向電場及/或施加第三電壓V3及第四電壓V4於第三電極122及第四電極124以在兩者間產生橫向電場，可使得彈性體150因受到所述橫向電場的作用而造成對應的轉置面150a呈現凹凸不平狀，藉此黏接於轉置面150a上的微型發光二極體會自彈性體150脫離，而達成轉置功能。
有鑑於此，在本實施方式中，轉置面150a無須設置任何圖案化結構即可達成轉置功能。如此一來，與具有多個轉置凸塊的習知轉置裝置相比，本實施方式的轉置裝置10可在應用於巨量轉置製程時達成良好製程良率及操作精度。
進一步，在本實施方式中，透過屏蔽元件130設置在相鄰的第一電極組110與第二電極組120之間，其中第一電極組110包括用以配置第一電壓V1的第一電極112及用以配置第二電壓V2的第二電極114，第二電極組120包括用以配置第三電壓V3的第三電極122及用以配置第四電壓V4的第四電極124，使得即使與屏蔽元件130相鄰的兩個電極之間具有電壓差，也會因受到屏蔽元件130的屏蔽作用而不易產生橫向電場，藉此減少了第一電極組110與第二電極組120之間的電場串擾現象。另外，如前文所述，透過第一電極112、第二電極114、第三電極122及第四電極124的最頂點與基板100的上表面之間的距離A、屏蔽元件130的高度B與彈性體150的厚度C滿足以下關係式：C³B＞A，使得屏蔽元件130能提供較優異的屏蔽作用。
基於前述，當利用轉置裝置100來轉置微型發光二極體時，可以選擇性地轉置對應於第一電極組110與第二電極組120中的一者的特定微型發光二極體。以下，將參照圖4A至圖4C詳細說明利用轉置裝置10來轉置微型發光二極體的一種實施型態。
圖4A至圖4D是利用圖1的轉置裝置轉置微型發光二極體的方法的剖面示意圖。
請參照圖4A，使轉置裝置10的彈性體150的轉置面150a與配置於承載基板S1上的微型發光二極體M1、M2接觸。接著，請參照圖4B，向上移動轉置裝置10以使轉置裝置10提取（pick-up）微型發光二極體M1、M2。在前述步驟中，微型發光二極體M1的位置與第一電極組110相對應，而微型發光二極體M2的位置與第二電極組120相對應。承載基板S1例如是（但不限於）：藍寶石基板（Sapphire base）或矽基板（Silicon base）。微型發光二極體M1、M2例如是覆晶式微型發光二極體、垂直式微型發光二極體或有機微型發光二極體。
接著，請參照圖4C，使轉置裝置10將微型發光二極體M1、M2置於接收基板S2上之後，在不施加電壓至第二電極組120中的第三電極122及第四電極124的情況下，選擇性地施加第一電壓V1及第二電壓V2分別至第一電極組110中的第一電極112及第二電極114，以使第一電極112與第二電極114之間產生橫向電場X。此時，對應於第一電極組110的轉置面150a因彈性體150受到橫向電場X的作用而呈現凹凸不平狀，而對應於第二電極組120的轉置面150a因不受橫向電場X作用而仍呈現平面狀，藉此使得微型發光二極體M1自然地自彈性體150脫離，而微型發光二極體M2仍黏接於彈性體150。
接著，請參照圖4D，使轉置裝置10向上移動並停止對第一電極112及第二電極114施加電壓，以完成選擇性地轉置微型發光二極體M1。
基於圖4A至圖4C的內容可知，轉置裝置10透過第一電極組110與第二電極組120之間設置有屏蔽元件130以減少第一電極組110與第二電極組120之間的電場串擾現象，使得轉置裝置10能夠在相鄰的微型發光二極體M1、M2中選擇性地僅轉置微型發光二極體M1。
另外，雖然圖4A至圖4D中繪示轉置裝置10能夠在相鄰的微型發光二極體M1、M2中選擇性地僅轉置微型發光二極體M1的過程，但是本發明並不限於此。在其他實施方式中，透過在施加第一電壓V1及第二電壓V2分別至第一電極組110中的第一電極112及第二電極114的同時，施加第三電壓V3及第四電壓V4分別至第二電極組120中的第三電極122及第四電極124，可使得對應於第一電極組110及第二電極組120的轉置面150a因彈性體150受到橫向電場X的作用而呈現凹凸不平狀，藉此使得微型發光二極體M1及微型發光二極體M2皆自然地自彈性體150脫離，而達成同時取放微型發光二極體M1及微型發光二極體M2。
另外，雖然圖4A至圖4D中未繪示，但任何所屬技術領域中具有通常知識者應理解，在利用轉置裝置10進行轉置微型發光二極體時，轉置裝置10會與移動裝置（例如機械手臂）組裝。
值得一提的是，在本實施方式中，由於驅動電路140可以是任何所屬領域中具有通常知識者所周知的用於顯示裝置中的任一種主動元件陣列層，且第一電極112、第二電極114、第三電極122及第四電極124實質上設置於同一平面上，故轉置裝置10具有類似於共平面轉換（In-Plane Switching，IPS）的設計，藉此使得轉置裝置10的製作能與現有顯示裝置的製程相容。
在圖1的實施方式中，第一電極組110中包括一個第一電極112及一個第二電極114且第二電極組120中包括一個第三電極122及一個第四電極124，但本發明並不限於此。在其他實施方式中，依據所欲轉置的微型發光二極體的尺寸，第一電極組110中也可以包括多個第一電極112及多個第二電極114，且第二電極組120中也可以包括多個第三電極122及多個第四電極124。
以下，將參照圖5及圖6針對其他的實施型態進行說明。在此必須說明的是，下述實施方式沿用了前述實施方式的元件符號與部分內容，其中採用相同或相似的符號來表示相同或相似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施方式，下述實施方式不再重複贅述。
圖5是依照本發明的另一實施方式的轉置裝置的剖面示意圖。圖6是圖5中的第一電極組、第二電極組與屏蔽元件的配置關係的上視示意圖。圖5的剖面位置可對應於圖6之剖面線I-I’的位置。請同時參照圖1及圖5，圖5的轉置裝置20與上述圖1的轉置裝置10相似，因此以下將僅針對彼此之間的主要差異進行說明。
請同時參照圖5及圖6，在本實施方式中，第一電極組110包括兩個第一電極112及兩個第二電極114，其中第一電極112與第二電極114交替設置於基板100上；以及第二電極組120包括兩個第三電極122及兩個第四電極124，其中第三電極122與第四電極124交替設置於基板100上。基於此，如前文所述，當利用轉置裝置20進行轉置微型發光二極體時，與轉置裝置10相比，轉置裝置20可用以轉置尺寸較大的微型發光二極體。
另外，在圖1及圖5的實施方式中，屏蔽元件130的高度B小於彈性體150的厚度C，但本發明並不限於此。在其他實施方式中，屏蔽元件也可以具有與彈性體的厚度相同的高度。
以下，將參照圖7針對其他的實施型態進行說明。在此必須說明的是，下述實施方式沿用了前述實施方式的元件符號與部分內容，其中採用相同或相似的符號來表示相同或相似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施方式，下述實施方式不再重複贅述。
圖7是依照本發明的另一實施方式的轉置裝置的剖面示意圖。圖7的轉置裝置30與上述圖1的轉置裝置10相似，因此以下將僅針對彼此之間的主要差異進行說明。
請參照圖7，屏蔽元件330配置於基板100上且位於第一電極組110與第二電極組120之間。詳細而言，在本實施方式中，屏蔽元件330位於第一電極組110中的第二電極114與第二電極組120中的第三電極122之間。
在本實施方式中，屏蔽元件330與彈性體150的轉置面150a連接的表面330a具有一凹陷部U。也就是說，在本實施方式中，屏蔽元件330具有與彈性體150的厚度C相同的高度G。另外，在本實施方式中，雖然圖7繪示凹陷部U的剖面輪廓外型為矩形，但本發明並不限於此。在其他實施方式中，凹陷部U的剖面輪廓外型也可以是梯形、倒梯形、三角形或圓弧形。
在本實施方式中，彈性體150的厚度C與凹陷部U的深度E滿足以下關係式：C＞E。另一方面，在本實施方式中，第一電極112、第二電極114、第三電極122及第四電極124具有最頂點，而所述最頂點與轉置面150a之間的距離F與凹陷部U的深度E滿足以下關係式：E＞F。具體而言，在一實施方式中，深度E約為5%至99%的厚度C。值得一提的是，透過凹陷部U的深度E大於距離F，使得屏蔽元件330能提供較優異的屏蔽作用。
在本實施方式中，屏蔽元件330的材質可與彈性體150的材質相同。也就是說，此時屏蔽元件330一體成形地連接於彈性體150。另外，形成屏蔽元件330與彈性體150的方法可包括以下步驟：於形成有第一電極組110、第二電極組120及驅動電路140的基板100上形成彈性材料層後，執行移除程序以形成彈性體150及具有凹陷部U的屏蔽元件330，其中移除程序例如包括微影蝕刻步驟。
另外，在本實施方式中，屏蔽元件330的材質也可與彈性體150的材質不相同。此時，屏蔽元件330的材質例如是絕緣材料，所述絕緣材料例如包括無機材料、有機材料、上述之組合或其堆疊層，其中無機材料例如是（但不限於）：氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、上述之組合或其他合適的材料，有機材料例如是（但不限於）：聚酯類（PET）、聚烯類、聚丙醯類、聚碳酸酯類、聚環氧烷類、聚苯烯類、聚醚類、聚酮類、聚醇類、聚醛類、上述之組合或其他合適的材料。另外，形成屏蔽元件330與彈性體150的方法可包括以下步驟。首先，於形成有第一電極組110、第二電極組120及驅動電路140的基板100上形成彈性材料層後，經由移除程序移除部分彈性材料層並暴露出部分驅動電路140，以形成彈性體150。接著，形成屏蔽材料層以覆蓋經暴露的驅動電路140後，對屏蔽材料層執行移除程序以形具有凹陷部U的屏蔽元件330。前述移除程序例如包括微影蝕刻步驟。
值得說明的是，在本實施方式中，透過屏蔽元件330設置在相鄰的第一電極組110與第二電極組120之間，其中第一電極組110包括用以配置第一電壓V1的第一電極112及用以配置第二電壓V2的第二電極114，第二電極組120包括用以配置第三電壓V3的第三電極122及用以配置第四電壓V4的第四電極124，使得即使與屏蔽元件330相鄰的兩個電極之間具有電壓差，也會因受到屏蔽元件330的屏蔽作用而不易產生橫向電場，藉此減少了第一電極組110與第二電極組120之間的電場串擾現象。另外，如前文所述，透過第一電極112、第二電極114、第三電極122及第四電極124的最頂點與轉置面150a之間的距離F與凹陷部U的深度E滿足以下關係式：E＞F，使得屏蔽元件330能提供較優異的屏蔽作用。
另一方面，如前文所述，當利用轉置裝置30來轉置微型發光二極體時，透過轉置裝置30包括得以減少第一電極組110與第二電極組120之間的電場串擾現象的屏蔽元件330，轉置裝置30能夠選擇性地轉置對應於第一電極組110與第二電極組120中的一者的特定微型發光二極體。
在圖1、圖5及圖7的實施方式中，第一電極組110中的第一電極112與第二電極114以及第二電極組120中的第三電極122與第四電極124實質上設置於同一平面上，但本發明並不限於此。在其他實施方式中，第一電極組中的第一電極與第二電極也可以設置於不同平面上，且第二電極組中的第三電極與第四電極也可以設置於不同平面上。
以下，將參照圖8至圖10針對其他的實施型態進行說明。在此必須說明的是，下述實施方式沿用了前述實施方式的元件符號與部分內容，其中採用相同或相似的符號來表示相同或相似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施方式，下述實施方式不再重複贅述。
圖8是依照本發明的另一實施方式的轉置裝置的剖面示意圖。圖9是圖8中的第一電極組、第二電極組與屏蔽元件的配置關係的上視示意。圖8的剖面位置可對應於圖9之剖面線I-I’的位置。圖8的轉置裝置40與上述圖1的轉置裝置10相似，因此以下將僅針對彼此之間的主要差異進行說明。
請同時參照圖8及圖9，在本實施方式中，第一電極組110包括第一電極412及第二電極414，其中第一電極412與第二電極414結構上彼此分離，第一電極412用以配置第一電壓V1，第二電極414用以配置第二電壓V2。也就是說，在本實施方式中，第一電極412與第二電極414電性連接於不相同的電壓源。如前文所述，由於第一電壓V1與第二電壓V2之間具有電壓差，當第一電極412被施加第一電壓V1而第二電極414被施加第二電壓V2時，第一電極412與第二電極414之間會形成橫向電場Y。
第二電極組120包括第三電極422及第四電極424，其中第三電極422與第四電極424結構上彼此分離，第三電極422用以配置第三電壓V3，第四電極424用以配置第四電壓V4。也就是說，在本實施方式中，第三電極422與第四電極424電性連接於不相同的電壓源。如前文所述，由於第三電壓V3與第四電壓V4之間具有電壓差，當第三電極422被施加第三電壓V3而第四電極424被施加第四電壓V4時，第三電極422與第四電極424之間會形成橫向電場Y。
另外，在本實施方式中，第二電壓V2與第三電壓V3相同，以及第一電壓V1與第四電壓V4相同。也就是說，在本實施方式中，第三電極422與第二電極414電性連接於相同的電壓源而第四電極424與第一電極412電性連接於相同的電壓源。從另一觀點而言，在本實施方式中，若第二電壓V2與第三電壓V3為高電壓，則第一電壓V1與第四電壓V4即為低電壓。
值得一提的是，在本實施方式中，第一電極412與第四電極424彼此互相連接以形成一電極層EL。也就是說，在本實施方式中，電極層EL中與第二電極414對應的部分作為第一電極組110中的第一電極412，而電極層EL中與第三電極422對應的部分作為第二電極組210中的第四電極424。
另外，在本實施方式中，轉置裝置40更包括配置於基板100上的絕緣層460，以使第一電極412與第二電極414在結構上彼此分離及第三電極422與第四電極424在結構上彼此分離。詳細而言，在本實施方式中，絕緣層460位於第一電極412與第二電414極之間以及位於第三電極422與第四電極424之間。從另一觀點而言，如圖8所示，第二電極414與第三電極422設置在絕緣層460的上方，而第一電極412與第四電極424設置在絕緣層460的下方。也就是說，在本實施方式中，電極層EL是對應設置在第二電極414與第三電極422的下方，第一電極組110中的第一電極412與第二電極414設置於不同平面上，且第二電極組120中的第三電極422與第四電極424設置於不同平面上。
在本實施方式中，絕緣層460的材質可為無機材料、有機材料或其組合，其中無機材料例如是（但不限於）：氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、或上述至少二種材料的堆疊層；有機材料例如是（但不限於）：聚醯亞胺系樹脂、環氧系樹脂或壓克力系樹脂等高分子材料。
在本實施方式中，第一電極412、第二電極414、第三電極422及第四電極424具有最大厚度D，而所述最大厚度D、屏蔽元件130的高度B與彈性體的厚度C滿足以下關係式：C³B＞D。也就是說，在一實施方式中，彈性體150除了覆蓋第一電極組110及第二電極組120，也覆蓋了屏蔽元件130；而在另一實施方式中，彈性體150覆蓋第一電極組110及第二電極組120，且彈性體150與屏蔽元件130齊平。值得一提的是，透過彈性體150的厚度C大於或等於屏蔽元件130的高度B，且屏蔽元件130的高度B大於最大厚度D，使得屏蔽元件130能提供較優異的屏蔽作用。
另外，在本實施方式中，雖然圖8繪示第一電極412、第二電極414、第三電極422及第四電極424的厚度皆相同且皆具有最大厚度D，但本發明並不限於此。在其他實施方式中，第一電極412、第二電極414、第三電極422及第四電極424也可以具有不相同的厚度，而其中至少一者至三者具有小於屏蔽元件130的高度B與彈性體的厚度C的最大厚度D。也就是說，只要第一電極412、第二電極414、第三電極422及第四電極424中的至少一者具有最大厚度D，即落入本發明的範疇。
在本實施方式中，屏蔽元件130位於第一電極組110中的第二電極414與第二電極組120中的第三電極422之間。從另一觀點而言，屏蔽元件130、第二電極414與第三電極422實質上設置於同一平面上，即屏蔽元件130、第二電極414與第三電極422實質上皆設置於絕緣層460上。
另外，如圖1的實施方式中所描述，驅動電路140用以將外部訊號（例如第一電壓V1、第二電壓V2、第三電壓V3、第四電壓V4）電性連接於第一電極組110及第二電極組120，且驅動電路140例如可以是任何所屬領域中具有通常知識者所周知的用於顯示裝置中的任一種主動元件陣列層。基於此，在一實施方式中，第二電極414與第三電極422例如可分別電性連接於作為開關元件之對應的電晶體，而所述電晶體分別可透過對應的訊號線連接於對應的連接墊以與外部訊號電性連接；而包括第一電極412與第四電極424的電極層EL例如可電性連接於對應的訊號線，而所述訊號線連接於對應的連接墊以與外部訊號電性連接。舉例而言，包括第一電極412與第四電極424的電極層EL例如透過外部訊號而用以配置一共通電壓。
值得說明的是，在本實施方式中，透過屏蔽元件130設置在相鄰的第一電極組110與第二電極組120之間，其中第一電極組110包括用以配置第一電壓V1的第一電極412及用以配置第二電壓V2的第二電極414，第二電極組120包括用以配置第三電壓V3的第三電極422及用以配置第四電壓V4的第四電極424，使得即使與屏蔽元件130相鄰的兩個電極之間具有電壓差，也會因受到屏蔽元件130的屏蔽作用而不易產生橫向電場，藉此減少了第一電極組110與第二電極組120之間的電場串擾現象。另外，如前文所述，透過第一電極412、第二電極414、第三電極422及第四電極424的最大厚度D、屏蔽元件130的高度B與彈性體的厚度C滿足以下關係式：C³B＞＞D，使得屏蔽元件130能提供較優異的屏蔽作用。
另外，基於圖4A至圖4C的內容可知，轉置裝置40透過第一電極組110與第二電極組120之間設置有屏蔽元件130以減少第一電極組110與第二電極組120之間的電場串擾現象，使得轉置裝置40能夠選擇性地轉置對應於第一電極組110與第二電極組120中的一者的特定微型發光二極體。舉例而言，在一實施方式中，若想要僅於第一電極412及第二電極414之間形成橫向電場Y而不欲第三電極422與第四電極424之間形成橫向電場Y，以使轉置裝置40能夠選擇性地轉置對應於第一電極組110與第二電極組120中的一者的特定微型發光二極體時，則在透過驅動電路140選擇性地驅動第一電極組110以施加第一電壓V1及第二電壓V2分別至第一電極412及第二電極414的同時，對第三電極422及第四電極424同時施加相同的電壓（例如與第一電壓V1相同的第四電壓V4）。如此一來透過屏蔽元件130提供的屏蔽作用，轉置面150a中僅對應於第一電極組110的部分會因彈性體150受到第一電極412與第二電極414間產生的橫向電場作用而呈現凹凸不平狀，進而得以選擇性地使對應於第一電極組110的微型發光二極體脫離。
另外，在圖8的實施方式中，雖然第一電極組110中包括一個第一電極412及一個第二電極414且第二電極組120中包括一個第三電極422及一個第四電極424，但基於前述圖5及圖6的實施方式可知，依據所欲轉置的微型發光二極體的尺寸，第一電極組110中也可以包括多個第一電極412及多個第二電極414，且第二電極組120中也可以包括多個第三電極422及多個第四電極424。
另外，在本實施方式中，由於驅動電路140可以是任何所屬領域中具有通常知識者所周知的用於顯示裝置中的任一種主動元件陣列層，第一電極組110中的第一電極412與第二電極414設置於不同平面上，且第二電極組120中的第三電極422與第四電極424設置於不同平面上，故轉置裝置40具有類似於場邊緣轉換（Fringe Field Switch，FFS）的設計，藉此使得轉置裝置40的製作能與現有顯示裝置的製程相容。
進一步，基於圖1及圖7的內容可知，圖8的轉置裝置40能夠以屏蔽元件330來取代屏蔽元件130。以下，將參照圖10針對其他的實施型態進行說明。在此必須說明的是，下述實施方式沿用了前述實施方式的元件符號與部分內容，其中採用相同或相似的符號來表示相同或相似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施方式，下述實施方式不再重複贅述。
圖10是依照本發明的另一實施方式的轉置裝置的剖面示意圖。圖10的轉置裝置50與上述圖8的轉置裝置40相似，因此以下將僅針對彼此之間的主要差異進行說明。
請參照圖10，在本實施方式中，屏蔽元件330配置於基板100上且位於第一電極組110與第二電極組120之間。詳細而言，在本實施方式中，屏蔽元件330位於第一電極組110中的第二電極414與第二電極組120中的第三電極422之間，且位於第一電極組110中的第一電極412與第二電極組120中的第四電極424之間。如前文所述，由於第一電極412與第二電極414彼此上下互相對應以及第三電極422與第四電極424彼此上下互相對應，故屏蔽元件330也位於第一電極組110中的第二電極414與第二電極組120中的第四電極424之間，及也位於第一電極組110中的第一電極412與第二電極組120中的第三電極422之間。
在本實施方式中，屏蔽元件330與彈性體150的轉置面150a連接的表面330a具有一凹陷部U。也就是說，在本實施方式中，屏蔽元件330具有與彈性體150的厚度C相同的高度G。另外，在本實施方式中，雖然圖10繪示凹陷部U的剖面輪廓外型為矩形，但本發明並不限於此。在其他實施方式中，凹陷部U的剖面輪廓外型也可以是梯形、倒梯形、三角形或圓弧形。
在本實施方式中，彈性體150的厚度C與凹陷部U的深度E滿足以下關係式：C＞E。具體而言，在一實施方式中，在第一電極412、第二電極414、第三電極422及第四電極424具有小於彈性體150的厚度C的最大厚度D的情況下，深度E約為5%至99%的厚度C。值得一提的是，透過凹陷部U的深度E約為5%至99%的厚度C，使得屏蔽元件330能提供較優異的屏蔽作用。
在本實施方式中，屏蔽元件330的材質可與彈性體150的材質相同。也就是說，此時屏蔽元件330一體成形地連接於彈性體150。另外，形成屏蔽元件330與彈性體150的方法可包括以下步驟：於形成有第一電極組110、第二電極組120、驅動電路140及絕緣層460的基板100上形成彈性材料層後，執行移除程序以形成彈性體150及具有凹陷部U的屏蔽元件330，其中移除程序例如包括微影蝕刻步驟。
另外，在本實施方式中，屏蔽元件330的材質也可與彈性體150的材質不相同。此時，屏蔽元件330的材質例如是絕緣材料，所述絕緣材料例如包括無機材料、有機材料、上述之組合或其堆疊層，其中無機材料例如是（但不限於）：氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、上述之組合或其他合適的材料，有機材料例如是（但不限於）：聚酯類（PET）、聚烯類、聚丙醯類、聚碳酸酯類、聚環氧烷類、聚苯烯類、聚醚類、聚酮類、聚醇類、聚醛類、上述之組合或其他合適的材料。另外，形成屏蔽元件330與彈性體150的方法可包括以下步驟。首先，於形成有第一電極組110、第二電極組120、驅動電路140及絕緣層460的基板100上形成彈性材料層後，經由移除程序移除部分彈性材料層並暴露出部分絕緣層460，以形成彈性體150。接著，形成屏蔽材料層以覆蓋經暴露的絕緣層460後，對屏蔽材料層執行移除程序以形具有凹陷部U的屏蔽元件330。前述移除程序例如包括微影蝕刻步驟。
值得說明的是，在本實施方式中，透過屏蔽元件330設置在相鄰的第一電極組110與第二電極組120之間，其中第一電極組110包括用以配置第一電壓V1的第一電極412及用以配置第二電壓V2的第二電極414，第二電極組120包括用以配置第三電壓V3的第三電極422及用以配置第四電壓V4的第四電極424，使得即使與屏蔽元件330相鄰的兩個電極之間具有電壓差，也會因受到屏蔽元件330的屏蔽作用而不易產生橫向電場，藉此減少了第一電極組110與第二電極組120之間的電場串擾現象。另外，如前文所述，透過凹陷部U的深度E約為5%至99%的厚度C，使得屏蔽元件330能提供較優異的屏蔽作用。
另一方面，如前文所述，當利用轉置裝置50來轉置微型發光二極體時，透過轉置裝置50包括得以減少第一電極組110與第二電極組120之間的電場串擾現象的屏蔽元件330，轉置裝置50能夠選擇性地轉置對應於第一電極組110與第二電極組120中的一者的特定微型發光二極體。
綜上所述，在本發明所提出之轉置裝置中，透過具有轉置面的彈性體覆蓋相鄰的第一電極組及第二電極組，以及屏蔽元件設置在相鄰的第一電極組與第二電極組之間，其中第一電極組包括用以配置第一電壓的第一電極及用以配置第二電壓的第二電極，第二電極組包括用以配置第三電壓的第三電極及用以配置第四電壓的第四電極，第一電壓與第二電壓之間具有電壓差以及第三電壓與第四電壓之間具有電壓差，使得本發明的轉置裝置可在轉置面無設置任何圖案化結構的情況下達成轉置功能；以及使得第一電極組與第二電極組之間的電場串擾現象因受到屏蔽元件的屏蔽作用而減少。如此一來，與具有多個轉置凸塊的習知轉置裝置相比，本發明的轉置裝置可在應用於巨量轉置製程時達成良好製程良率及操作精度；以及當利用本發明的轉置裝置來轉置微型發光二極體時，可以選擇性地轉置特定的微型發光二極體。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10、20、30、40、50‧‧‧轉置裝置
100‧‧‧基板
110‧‧‧第一電極組
112、412‧‧‧第一電極
114、414‧‧‧第二電極
120‧‧‧第二電極組
122、422‧‧‧第三電極
124、424‧‧‧第四電極
130、330‧‧‧屏蔽元件
130b、150b‧‧‧底表面
140‧‧‧驅動電路
150‧‧‧彈性體
150a‧‧‧轉置面
330a‧‧‧表面
460‧‧‧絕緣層
A、F‧‧‧距離
B、G‧‧‧高度
C‧‧‧厚度
D‧‧‧最大厚度
E‧‧‧深度
EL‧‧‧電極層
M1、M2‧‧‧微型發光二極體
P1‧‧‧第一凸塊
P2‧‧‧第二凸塊
P3‧‧‧第三凸塊
P4‧‧‧第四凸塊
S1‧‧‧承載基板
S2‧‧‧接收基板
U‧‧‧凹陷部
V1‧‧‧第一電壓
V2‧‧‧第二電壓
V3‧‧‧第三電壓
V4‧‧‧第四電壓
X、Y‧‧‧橫向電場
圖1是依照本發明的一實施方式的轉置裝置的剖面示意圖。 圖2是圖1中的第一電極組、第二電極組與屏蔽元件的配置關係的上視示意。 圖3A、圖3B、圖3C、圖3D及圖3E分別是屏蔽元件的變化實施方式的剖面示意圖。 圖4A至圖4D是利用圖1的轉置裝置轉置微型發光二極體的方法的剖面示意圖。 圖5是依照本發明的另一實施方式的轉置裝置的剖面示意圖。 圖6是圖5中的第一電極組、第二電極組與屏蔽元件的配置關係的上視示意。 圖7是依照本發明的另一實施方式的轉置裝置的剖面示意圖。 圖8是依照本發明的另一實施方式的轉置裝置的剖面示意圖。 圖9是圖8中的第一電極組、第二電極組與屏蔽元件的配置關係的上視示意。 圖10是依照本發明的另一實施方式的轉置裝置的剖面示意圖。

Claims (14)

  1. 一種轉置裝置，包括： 一基板； 一第一電極組，配置於該基板上，其中該第一電極組包括： 一第一電極，用以配置一第一電壓；以及 一第二電極，用以配置一第二電壓且與該第一電極結構上分離，其中該第一電壓與該第二電壓之間具有電壓差； 一第二電極組，配置於該基板上且與該第一電極組相鄰設置，其中該第二電極組包括： 一第三電極，用以配置一第三電壓；以及 一第四電極，用以配置一第四電壓且與該第三電極結構上分離，其中該第三電壓與該第四電壓之間具有電壓差； 一屏蔽元件，配置於該基板上且位於該第一電極組與該第二電極組之間； 一驅動電路，配置於該基板上且電性連接於該第一電極組及該第二電極組；以及 一彈性體，配置於該基板上且覆蓋該第一電極組及該第二電極組，其中該彈性體具有一轉置面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的轉置裝置，其中該屏蔽元件位於該第一電極組中的該第二電極與該第二電極組中的該第三電極之間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的轉置裝置，其中該屏蔽元件的一底表面與該彈性體的一底表面連接，該彈性體的該底表面與該轉置面相對設置。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的轉置裝置，其中該屏蔽元件的介電係數介於0.1至15。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的轉置裝置，其中該第一電極、該第二電極、該第三電極及該第四電極中的至少一者具有一最頂點，該最頂點與該基板的上表面之間的距離為A，該屏蔽元件的高度為B，該彈性體的厚度為C，且C³B＞A。
  6. 如申請專利範圍第3項所述的轉置裝置，其中該第一電極、該第二電極、該第三電極及該第四電極中的至少一者具有一最大厚度為D，該屏蔽元件的高度為B，該彈性體的厚度為C，且C³B＞D。
  7. 如申請專利範圍第3項所述的轉置裝置，其中與該轉置面連接的該屏蔽元件的一表面具有一凹陷部。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的轉置裝置，其中該彈性體的厚度為C，該凹陷部的深度為E，且C＞E。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的轉置裝置，其中該第一電極、該第二電極、該第三電極及該第四電極中的至少一者具有一最頂點，該最頂點與該轉置面之間的距離為F，且E＞F。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的轉置裝置，更包括： 多個凸塊，配置於該基板上，且該些凸塊與該第一電極、該第二電極、該第三電極與該第四電極對應設置，其中該第一電極、該第二電極、該第三電極與該第四電極分別至少覆蓋對應的該凸塊的頂表面。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的轉置裝置，其中該第一電極、該第二電極、該第三電極與該第四電極分別更覆蓋對應的該凸塊的側表面。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的轉置裝置，更包括一絕緣層，配置於該基板上且位於該第一電極與該第二電極之間以及該第三電極與該第四電極之間。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的轉置裝置，其中該第一電壓與該第三電壓相同，以及該第二電壓與該第四電壓相同。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的轉置裝置，其中該第二電壓與該第三電壓相同，以及該第一電壓與該第四電壓相同。
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