TWI751071B - 用以執行水平校準的轉移系統及其治具 - Google Patents

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吳炳昇
翁俊仁
吳昭文
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一種用以執行水平校準的轉移系統，包含轉移頭，用以拾取微裝置，該轉移頭具有複數拾取頭，突出於轉移頭的底面；及水平治具，用以執行轉移頭的水平校準，該水平治具具有向下凹陷的複數凹孔，用以分別容置複數拾取頭。

Description

用以執行水平校準的轉移系統及其治具
本發明係有關微裝置的轉移，特別是關於一種水平治具，用以執行水平校準。
微發光二極體（microLED、mLED或μLED）顯示面板為平板顯示器（flat panel display）的一種，其係由尺寸等級為1~100微米之個別精微（microscopic）發光二極體所組成。相較於傳統液晶顯示面板，微發光二極體顯示面板具較大對比度及較快反應時間，且消耗較少功率。微發光二極體與有機發光二極體（OLED）雖然同樣具有低功耗的特性，但是，微發光二極體因為使用三-五族二極體技術（例如氮化鎵），因此相較於有機發光二極體具有較高的亮度（brightness）、較高的發光效能（luminous efficacy）及較長的壽命。
於製造微發光二極體顯示面板時，使用拾取模組以拾取個別的微發光二極體，再將其轉移至顯示面板。於拾取微發光二極體之前，需執行水平校準(或仿型)階段，預先調整拾取模組為水平狀態，使得拾取模組於後續的轉移階段能夠正確的拾取微發光二極體。然而，於水平校準階段，拾取模組施於水平治具的法線(垂直)力經常造成拾取模組的拾取頭(pick-up head)的損壞。
因此亟需提出一種新穎機制，用以克服傳統轉移系統的缺失，避免於水平校準階段造成拾取模組的損壞。
鑑於上述，本發明實施例的目的之一在於提出一種轉移系統，用以有效轉移微裝置且不會造成轉移系統的元件的損壞。
根據本發明實施例，用以執行水平校準的轉移系統包含轉移頭及水平治具。轉移頭用以拾取微裝置，該轉移頭具有複數拾取頭，突出於轉移頭的底面。水平治具用以執行轉移頭的水平校準，該水平治具具有向下凹陷的複數凹孔，用以分別容置複數拾取頭。
第一圖顯示本發明實施例的轉移系統100的剖面圖，於轉移微裝置之前用以執行水平校準。在本說明書中，微裝置(例如微發光二極體、微半導體裝置或微積體電路)係指尺寸小於100微米的精微裝置。
在本實施例中，轉移系統100可包含轉移頭(transfer head)11，用以拾取微裝置(未顯示)。轉移頭11具有複數拾取頭(pick-up head或stamp)111，突出於轉移頭11的底面。在本實施例中，轉移系統100可適用以大量(mass)轉移微裝置，因此拾取頭111的數量至少為數百個或更多。轉移頭11可使用真空力、電磁力、凡得瓦(Van der Waals)力或黏力以拾取微裝置。在一實施例中，轉移頭11的大小為5x5公分。
本實施例的轉移系統100可包含轉接器(adapter)12，設於轉移頭11上方，用以支持(hold)轉移頭11(的頂面)，例如使用真空力或夾具。
在本實施例中，轉移系統100可包含水平治具13，配合轉接器12，用以執行轉移頭11的水平校準。本實施例的水平治具13可包含堅硬材質，例如藍寶石或花崗石。根據本實施例的特徵之一，水平治具13具有向下凹陷的複數凹孔(cavity)131。水平治具13的凹孔131經排列以分別容置轉移頭11的拾取頭111。水平治具13的凹孔131可藉由蝕刻或雷射鑽孔來形成。
第二圖顯示第一圖的水平治具13的俯視圖。如圖所例示，凹孔131排列為矩陣(matrix)形式。雖然本實施例的凹孔131為方形，然而凹孔131也可為其他形狀。
第三A圖顯示轉移頭11對準且置於水平治具13的上方的放大剖面圖，其中轉移頭11的底面面向水平治具13的頂面。第三B圖顯示凹孔131與拾取頭111的放大俯視圖。如第三A圖所示，凹孔131的深度D大於拾取頭111的高度H。如第三B圖所示，凹孔131的間距(pitch)P(例如750微米)大於凹孔131的寬度C，其更大於拾取頭111的寬度S(例如50微米)。
根據上述的轉移系統100，由於本實施例具有向下凹陷的凹孔131，(於進行大量轉移之前)執行水平校準階段以校準轉移頭11，使其相稱於水平治具13的水平位准，當轉移頭11接觸水平治具13時，轉移頭11的拾取頭111因此不會受到損壞。
第四A圖與第四B圖顯示本發明第一實施例的轉移系統100的剖面圖。在本實施例中，凹孔131的寬度C1與拾取頭111的寬度S的比值大於1且小於或等於1.5(亦即，1＜(C1/S)＜=1.5)。
第五A圖與第五B圖顯示本發明第二實施例的轉移系統100的剖面圖。在本實施例中，凹孔131的寬度C2與拾取頭111的寬度S的比值大於1.5(亦即，1.5＜(C2/S))。
第六A圖與第六B圖顯示本發明第三實施例的轉移系統100的剖面圖。在本實施例中，凹孔131互相連接以形成單一凹孔，用以容置轉移頭11的所有拾取頭111。
第七圖顯示未使用本發明的水平治具13的轉移系統的剖面圖，其使用具平坦頂面的水平治具14以進行水平校準。轉移頭11施於水平治具14的法線(垂直)力會造成轉移頭11的拾取頭111的損壞。
以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。
100:轉移系統 11:轉移頭 111:拾取頭 12:轉接器 13:水平治具 131:凹孔 14:水平治具 H:高度 D:深度 S:寬度 C:寬度 C1:寬度 C2:寬度 P:間距
第一圖顯示本發明實施例的轉移系統的剖面圖，於轉移微裝置之前用以執行水平校準。 第二圖顯示第一圖的水平治具的俯視圖。 第三A圖顯示轉移頭對準且置於水平治具的上方的放大剖面圖。 第三B圖顯示凹孔與拾取頭的放大俯視圖。 第四A圖與第四B圖顯示本發明第一實施例的轉移系統的剖面圖。 第五A圖與第五B圖顯示本發明第二實施例的轉移系統的剖面圖。 第六A圖與第六B圖顯示本發明第三實施例的轉移系統的剖面圖。 第七圖顯示未使用本發明的水平治具的轉移系統的剖面圖，其使用具平坦頂面的水平治具以進行水平校準。
100:轉移系統
11:轉移頭
111:拾取頭
12:轉接器
13:水平治具
131:凹孔

Claims (19)

  1. 一種用以執行水平校準的轉移系統，包含： 一轉移頭，用以拾取微裝置，該轉移頭具有複數拾取頭，突出於該轉移頭的底面；及 一水平治具，用以執行該轉移頭的水平校準，該水平治具具有向下凹陷的複數凹孔，用以分別容置該複數拾取頭。
  2. 如請求項1之用以執行水平校準的轉移系統，其中該微裝置的尺寸小於100微米。
  3. 如請求項1之用以執行水平校準的轉移系統，其中該轉移頭使用真空力、電磁力、凡得瓦力或黏力以拾取該微裝置。
  4. 如請求項1之用以執行水平校準的轉移系統，更包含： 一轉接器，設於該轉移頭上方，用以支持該轉移頭。
  5. 如請求項1之用以執行水平校準的轉移系統，其中該水平治具包含堅硬材質。
  6. 如請求項1之用以執行水平校準的轉移系統，其中該水平治具的凹孔藉由蝕刻或雷射鑽孔來形成。
  7. 如請求項1之用以執行水平校準的轉移系統，其中該凹孔的深度大於該拾取頭的高度。
  8. 如請求項1之用以執行水平校準的轉移系統，其中該凹孔的間距大於該凹孔的寬度，其更大於該拾取頭的寬度。
  9. 如請求項8之用以執行水平校準的轉移系統，其中該凹孔的寬度與該拾取頭的寬度的比值大於1且小於或等於1.5。
  10. 如請求項8之用以執行水平校準的轉移系統，其中該凹孔的寬度與該拾取頭的寬度的比值大於1.5。
  11. 如請求項1之用以執行水平校準的轉移系統，其中該複數凹孔互相連接以形成單一凹孔，用以容置該轉移頭的所有拾取頭。
  12. 一種用以執行水平校準的治具，包含： 一水平治具，用以執行一轉移頭的水平校準，該水平治具具有向下凹陷的複數凹孔，用以分別容置該轉移頭的複數拾取頭。
  13. 如請求項12之用以執行水平校準的治具，其中該水平治具包含堅硬材質。
  14. 如請求項12之用以執行水平校準的治具，其中該水平治具的凹孔藉由蝕刻或雷射鑽孔來形成。
  15. 如請求項12之用以執行水平校準的治具，其中該凹孔的深度大於該拾取頭的高度。
  16. 如請求項12之用以執行水平校準的治具，其中該凹孔的間距大於該凹孔的寬度，其更大於該拾取頭的寬度。
  17. 如請求項16之用以執行水平校準的治具，其中該凹孔的寬度與該拾取頭的寬度的比值大於1且小於或等於1.5。
  18. 如請求項16之用以執行水平校準的治具，其中該凹孔的寬度與該拾取頭的寬度的比值大於1.5。
  19. 如請求項12之用以執行水平校準的治具，其中該複數凹孔互相連接以形成單一凹孔，用以容置該轉移頭的所有拾取頭。
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