TWI808471B - 用於轉移電子元件的裝置及轉移電子元件之方法 - Google Patents

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Abstract

一種用於轉移電子元件的裝置，其係包括：一能量光源，其係可投射一能量光束；一第一框架，其係用於承載具有電子元件之一載體；一第二框架，其係用於承載用於接受上述電子元件之一基板；一分光元件，其係設置於該第一框架和該能量光源之間；以及一聚焦裝置，其係設置於該第一框架和該分光元件之間。本發明亦關於一種轉移電子元件之方法。本發明之用於轉移電子元件的裝置及轉移電子元件之方法應用於顯示器之製程中。

Description

用於轉移電子元件的裝置及轉移電子元件之方法
本發明係關於一種用於轉移電子元件的裝置，尤指一種包括分光元件的用於轉移電子元件的裝置。本發明亦關於一種轉移電子元件之方法，尤指一種包括將該能量光束分光為至少兩個子光束之步驟的轉移電子元件之方法。
近年來，各類電子裝置的功能越趨複雜，所需的電子元件數量也隨之增加，且電子元件的尺寸亦朝向極小化的方向發展，以減少不必要的體積及迎合消費者的需求。
因此，如何精確地在電子裝置的製程中轉移電子元件，係為所屬技術領域中所亟欲解決的問題。
以發光二極體(light emitting diode, LED)顯示裝置為例，近年來，為了滿足高解析度的需求，發光二極體顯示裝置正朝向由陣列排列的微米級發光二極體晶片組成的方向發展。
轉移發光二極體晶片係為發光二極體顯示裝置的製程中的重要技術。舉例來說，可將輻射能(例如：雷射)投射至欲將其轉移的發光二極體晶片，以克服該發光二極體晶片與載體之間的黏附力，使其脫離該載體。
然而，傳統之用於轉移電子元件的裝置及轉移電子元件之方法在準確率與效率方面，仍有值得改善的空間。因此，如何快速準確地轉移電子元件，為本領域重要發展方向之一。
為改善先前技術之用於轉移電子元件的裝置及轉移電子元件之方法在準確率與效率方面不佳的問題，本發明係提供新穎之用於轉移電子元件的裝置及轉移電子元件之方法。
為達上述目的及其他目的，本發明係提供一種用於轉移電子元件的裝置，其係包括： 一能量光源，其係可投射一能量光束； 一第一框架，其係用於承載具有電子元件之一載體； 一第二框架，其係用於承載用於接受上述電子元件之一基板，而可使該基板與該載體具有電子元件的一面相對配置； 一分光元件，其係設置於該第一框架和該能量光源之間，並位於該能量光束的投射路徑上，使經分光之能量光束可投射於該載體未設置電子元件之一面上，其中該分光元件上具有一供該能量光束照射之照射區域，於該照射區域內具有至少兩個彼此不連續之光可透過部分，以及一光不可透過部分；以及 一聚焦裝置，其係設置於該第一框架和該分光元件之間，並位於該能量光束的投射路徑上，用以聚焦經該分光元件分光後之能量光束。
上述之裝置，其中該能量光源可為一雷射光源。
上述之裝置，其中該分光元件之照射區域內可具有兩個光可透過部分。
上述之裝置，其中該分光元件之照射區域內可具有三個光可透過部分。
上述之裝置，其可更包括一擴束元件，其係設置於該能量光源和該分光元件間，其可擴大該能量光源所投射之能量光束之徑向長度。
上述之裝置，其中該第一框架和該聚焦裝置之相對距離可為可調整者。
為達上述目的及其他目的，本發明亦提供一種轉移電子元件之方法，其係包括： 提供一載體，於該載體之一面上係承載有電子元件； 提供一基板； 將上述基板之一面與上述載體承載電子元件之一面相對，並將載體和基板維持一適當距離； 提供一能量光源，其可投射一能量光束； 將該能量光束分光為至少兩個子光束； 將該至少兩個子光束聚焦為投射路徑不互相平行的子光束； 視需要調整載體和能量光源間之相對距離；以及 以該至少兩個子光束照射於該載體未承載電子元件之一面的適當位置上，而使電子元件脫離該載體，移轉至該基板上。
上述之方法，其中該能量光源可為一雷射光源。
上述之方法，其中可將該能量光束分光為兩個子光束。
上述之方法，其中該電子元件可為一P電極和一N電極位於同一側的LED元件。
上述之方法，其中該兩個子光束可分別照射於該載體相對於該LED元件之P極和N極的位置上。
上述之方法，其中可將該能量光束分光為三個子光束。
上述之方法，其中可將一分光元件置於該能量光束的投射路徑上，對該能量光束進行分光，其中該分光元件係於該能量光束照射的範圍內具有至少兩個彼此不連續之光可透過部分，以及一光不可透過部分。
上述之方法，其中該電子元件可藉一黏膠黏固於該載體上，該黏膠經能量光束之子光束照射後熔融，該電子元件即可脫離該載體。
本發明之用於轉移電子元件的裝置及轉移電子元件之方法，可快速準確地調整至少兩個子光束於載體所形成之至少兩個子光斑之間的間距，可準確地轉移電子元件，藉此提升製造電子裝置的效率。
以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟習此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容瞭解本發明之其他優點與功效。本發明也可藉由其他不同的具體實施例加以實施或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明之精神下進行各種修飾與變更。
實施例1
如圖1所示，本發明實施例1之用於轉移電子元件的裝置10，其係包括：一能量光源11，其係可投射一能量光束111；一第一框架12，其係用於承載具有電子元件122之一載體121；一第二框架13，其係用於承載用於接受上述電子元件122之一基板131，而可使該基板131與該載體121具有電子元件122的一面相對配置；一分光元件14，其係設置於該第一框架12和該能量光源11之間，並位於該能量光束111的投射路徑上，使經分光之能量光束111可投射於該載體121未設置電子元件122之一面上；以及一聚焦裝置15，其係設置於該第一框架12和該分光元件14之間，並位於該能量光束111的投射路徑上，用以聚焦經該分光元件14分光後之能量光束111。
如圖2所示，其中該分光元件14上具有一供該能量光束111照射之照射區域141，於該照射區域141內具有至少兩個彼此不連續之光可透過部分142，以及一光不可透過部分143。
如圖1所示，該分光元件14將該能量光束111分光為至少兩個子光束。隨後，該聚焦裝置15將該至少兩個子光束聚焦為投射路徑不互相平行的子光束。此時，視需要調整載體121和能量光源11間之相對距離，使得至少兩個子光束照射於該載體121未承載電子元件122之一面的適當位置上，而使電子元件122脫離該載體，移轉至該基板上。
本實施例之用於轉移電子元件的裝置10可使兩個子光束分別照射於該載體121相對於該電子元件122之不同的位置上，以提升轉移該電子元件122的精準度，以改善傳統上僅一單一光斑照射電子元件時，因照射位置偏離電子元件之中心，使電子元件在轉移的過程中偏轉或斷裂之問題。
本實施例中，該能量光源11係一雷射光源，但本發明並不限於此，本發明所屬技術領域中具有通常知識者可依實際需求選擇其他能量光源，只要其能量足夠使該電子元件122脫離該載體121即可。
本實施例中，該分光元件14之照射區域141內具有兩個彼此不連續之光可透過部分142，但本發明並不限於此，於另一實施例中，可具有三個、四個、五個或更多個彼此不連續之光可透過部分，藉此將能量光束分光為三個、四個、五個或更多個子光束。
於另一較佳實施例中，本發明之用於轉移電子元件的裝置可更包括一擴束元件，其係設置於該能量光源和該分光元件間，其可擴大該能量光源所投射之能量光束之徑向長度。該擴束元件設置之位置並未特別限制，於又另一較佳實施例中，該擴束元件係設置於該能量光源和該聚焦裝置間，且該分光元件係設置於該擴束元件之中；以及於再另一較佳實施例中，該擴束元件係設置於該分光元件和該聚焦裝置間。
本實施例中，該光不可透過部分143的寬度係為1.6 mm，但本發明並不限於此，於該寬度固定的情況下，可藉由設置載體121和兩個子光束之焦點之間的距離(即，離焦距離)，來決定兩個子光束於該載體121上所形成之雙光斑之間的距離，以符合實際需要。經測試，離焦距離與雙光斑之間的距離具有如下列表1所示之關係。
表1
離焦距離(μm) 雙光斑之間的距離(μm)
250 20
500 26
750 32
1000 39
1250 45
舉例來說，該電子元件122可為P電極和N電極位於同一側的LED元件，且P電極和N電極之間的距離係為35 μm。於此情況下，可將載體121和兩個子光束之焦點之間的距離(即，離焦距離)設置在750 μm~1000 μm之間。藉此，可使兩個子光束分別照射於該載體121相對於該LED元件之P極和N極的位置上，以提升轉移該LED元件的精準度，以改善傳統上僅一單一光斑照射LED元件時，因照射位置偏離LED元件之中心，使LED元件在轉移的過程中偏轉或斷裂之問題。
於另一較佳實施例中，本發明之用於轉移電子元件的裝置中該第一框架和該聚焦裝置之相對距離可為可調整者，具體而言，可藉由一驅動裝置驅動該第一框架，以調整該第一框架和該聚焦裝置之相對距離，可藉此調整兩個子光束於該載體上所形成之雙光斑之間的距離，以符合實際需要。
於另一較佳實施例中，該分光元件係為一分光盤，該分光盤上具有複數個供該能量光束照射之照射區域，該等照射區域與該分光盤之中心之間的距離相同，且該等照射區域中的光不可透過部分係具有不同之寬度。於此一較佳實施例中，該用於轉移電子元件的裝置可藉由旋轉該分光盤，使該能量光束照射於不同之照射區域上，藉由各個照射區域之間之光不可透過部分的寬度的差異，來調整兩個子光束於該載體上所形成之雙光斑之間的距離，以符合實際需要。
實施例2
如圖3所示，實施例2之轉移電子元件之方法，其係包括：提供一載體，於該載體之一面上係承載有電子元件S1；提供一基板S2；將上述基板之一面與上述載體承載電子元件之一面相對，並將載體和基板維持一適當距離S3；提供一能量光源，其可投射一能量光束S4；將該能量光束分光為至少兩個子光束S5；將該至少兩個子光束聚焦為投射路徑不互相平行的子光束S6；視需要調整載體和能量光源間之相對距離S7；以及以該至少兩個子光束照射於該載體未承載電子元件之一面的適當位置上，而使電子元件脫離該載體，移轉至該基板上S8。
本實施例之轉移電子元件之方法可透過實施例1之用於轉移電子元件的裝置實施，但本發明並不限於此。
本實施例中，該能量光源係一雷射光源，但本發明並不限於此，本發明所屬技術領域中具有通常知識者可依實際需求選擇其他能量光源，只要其能量足夠使該電子元件脫離該載體即可。
本實施例中，係將該能量光束分光為兩個子光束，但本發明並不限於此，本發明所屬技術領域中具有通常知識者可依實際需求將該能量光束分為三個、四個、五個或更多個子光束。
本實施例之轉移電子元件之方法可使兩個子光束分別照射於該載體相對於該電子元件之不同的位置上，以提升轉移該電子元件的精準度，以改善傳統上僅一單一光斑照射電子元件時，因照射位置偏離電子元件之中心，使電子元件在轉移的過程中偏轉或斷裂之問題。
於一較佳實施例中，該電子元件可為P電極和N電極位於同一側的LED元件，可使兩個子光束分別照射於該載體相對於該LED元件之P極和N極的位置上，以提升轉移該LED元件的精準度，以改善傳統上僅一單一光斑照射LED元件時，因照射位置偏離LED元件之中心，使LED元件在轉移的過程中偏轉或斷裂之問題。
於一較佳實施例中，係將一分光元件置於該能量光束的投射路徑上，對該能量光束進行分光，其中該分光元件係於該能量光束照射的範圍內具有至少兩個彼此不連續之光可透過部分，以及一光不可透過部分，但本發明並不限於此。
於一較佳實施例中，該電子元件係藉一黏膠黏固於該載體上，該黏膠經能量光束之子光束照射後熔融，該電子元件即可脫離該載體，但本發明並不限於此。
綜合上述，本發明之用於轉移電子元件的裝置及轉移電子元件之方法，可快速準確地調整至少兩個子光束於載體所形成之至少兩個子光斑之間的間距，可準確地轉移電子元件(例如：LED元件)，藉此提升製造電子裝置(例如：LED顯示裝置)的效率。
上述實施例僅例示性說明本發明，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與改變。因此，本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所載。
10:用於轉移電子元件的裝置 11:能量光源 111:能量光束 12:第一框架 121:載體 122:電子元件 13:第二框架 131:基板 14:分光元件 141:照射區域 142:光可透過部分 143:光不可透過部分 15:聚焦裝置 S1:步驟 S2:步驟 S3:步驟 S4:步驟 S5:步驟 S6:步驟 S7:步驟 S8:步驟
［圖1］係為本發明實施例1之用於轉移電子元件的裝置的剖面示意圖。 ［圖2］係為本發明實施例1之用於轉移電子元件的裝置中的分光元件的俯視示意圖。 ［圖3］係為實施例2之轉移電子元件之方法的流程圖。
10:用於轉移電子元件的裝置
11:能量光源
111:能量光束
12:第一框架
121:載體
122:電子元件
13:第二框架
131:基板
14:分光元件
15:聚焦裝置

Claims (15)

  1. 一種用於轉移電子元件的裝置，其係包括： 一能量光源，其係可投射一能量光束； 一第一框架，其係用於承載具有電子元件之一載體； 一第二框架，其係用於承載用於接受上述電子元件之一基板，而可使該基板與該載體具有電子元件的一面相對配置； 一分光元件，其係設置於該第一框架和該能量光源之間，並位於該能量光束的投射路徑上，使經分光之能量光束可投射於該載體未設置電子元件之一面上，其中該分光元件上具有一供該能量光束照射之照射區域，於該照射區域內具有至少兩個彼此不連續之光可透過部分，以及一光不可透過部分；以及 一聚焦裝置，其係設置於該第一框架和該分光元件之間，並位於該能量光束的投射路徑上，用以聚焦經該分光元件分光後之能量光束。
  2. 如請求項1所述之裝置，其中該能量光源係為一雷射光源。
  3. 如請求項1所述之裝置，其中該分光元件之照射區域內係具有兩個光可透過部分。
  4. 如請求項1所述之裝置，其中該分光元件之照射區域內係具有三個光可透過部分。
  5. 如請求項1所述之裝置，其更包括一擴束元件，其係設置於該能量光源和該分光元件間，其可擴大該能量光源所投射之能量光束之徑向長度。
  6. 如請求項1所述之裝置，其中該第一框架和該聚焦裝置之相對距離係為可調整者。
  7. 如請求項1所述之裝置，其中該電子元件係為P電極與N電極位於同一側之LED元件。
  8. 一種轉移電子元件之方法，其係包括： 提供一載體，於該載體之一面上係承載有電子元件； 提供一基板； 將上述基板之一面與上述載體承載電子元件之一面相對，並將載體和基板維持一適當距離； 提供一能量光源，其可投射一能量光束； 將該能量光束分光為至少兩個子光束； 將該至少兩個子光束聚焦為投射路徑不互相平行的子光束； 視需要調整載體和能量光源間之相對距離；以及 以該至少兩個子光束照射於該載體未承載電子元件之一面的適當位置上，而使電子元件脫離該載體，移轉至該基板上。
  9. 如請求項8所述之方法，其中該能量光源係為一雷射光源。
  10. 如請求項8所述之方法，其中係將該能量光束分光為兩個子光束。
  11. 如請求項10所述之方法，其中該電子元件係為一P電極和一N電極位於同一側的LED元件。
  12. 如請求項11所述之方法，其中該兩個子光束係分別照射於該載體相對於該LED元件之P極和N極的位置上。
  13. 如請求項8所述之方法，其中係將該能量光束分光為三個子光束。
  14. 如請求項8所述之方法，其中係將一分光元件置於該能量光束的投射路徑上，對該能量光束進行分光，其中該分光元件係於該能量光束照射的範圍內具有至少兩個彼此不連續之光可透過部分，以及一光不可透過部分。
  15. 如請求項8所述之方法，其中該電子元件係藉一黏膠黏固於該載體上，該黏膠經能量光束之子光束照射後熔融，該電子元件即可脫離該載體。
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