TWI810222B - 組件之光誘致選擇性轉移技術 - Google Patents

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羅蘭德 史陶提
艾斯葛 Ｃ Ｐ 史密茲
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Abstract

一種用於組件之光誘致選擇性轉移的方法和設備。一施體基板具有複數個組件，該等組件被分成不同的子集並根據各自佈局來被佈置。一目標基板包括凹槽和突起。該等施體和目標基板被對位，使得一第一組件子集被懸掛在該目標基板中對應的凹槽之上而且一第二組件子集與該目標基板之對應的突起接觸。光被投射到該施體基板之上以把該第一組件子集轉移進入到該等對應的凹槽中，同時該第二組件子集保持附接在該施體基板上。

Description

組件之光誘致選擇性轉移技術
發明領域 本發明係涉及一種用於組件之光誘致選擇性轉移的方法和設備，例如，用於製造或修復一微LED顯示器。
發明背景 微LED(μLED)顯示器因其(潛在的)高亮度、穩定性、低功耗、以及出色的色域而成為未來顯示器的一候選者。當用於高亮度顯示器時，由於它們的亮度，該像素區域只有一小部分區域需要為發射性的。換句話說，僅需要一個相對較低的覆蓋率。因此，即使對於相對高的顯示器解析度，例如，大約每英寸70-600像素(PPI)，取決於該應用，該等LED也可以具有非常小的尺寸，例如，小於30微米。但是因為μLED在諸如藍寶石之昂貴的基板上在高溫下增長可能是昂貴的，於LED製造時盡可能地多利用晶片面積係較佳的。因此從一增長或其他施體基板選擇性地把組件轉移到目標基板使之在組件之間具有增加的間距(間隔)係所欲的。舉例而言，美國專利第8,056,222號B2描述了一種雷射直接寫入方法，被使用來把諸如半導體裸晶粒或表面安裝被動及主動組件轉移到一基板上或到一基板中的凹槽中用以製造嵌入式微電子器件。然而，當在該施體基板上的該等組件非常小及/或靠近在一起時，可能難以防止相鄰組件的轉移。
由於這些和其他的原因，改進諸如μLED之組件的組裝方法，把高解析度放置及正確性結合高產出量，例如用於製造顯示器或其他裝置，係所欲的。
本發明的各種方面係有關於涉及在組件之光誘致選擇性轉移中的方法及系統。一施體基板被提供成具有分成不同子集的複數個組件。在一第一轉移步驟期間，一第一組件子集被選擇用於轉移，並根據一第一組件佈局來進行佈置。在該第一轉移步驟期間，一第二組件子集被選擇保留在該施體基板上，並根據一第二組件佈局來進行佈置。一目標基板包括至少被設置在與該第一組件佈局相應的相對位置處的多個凹槽。在該目標基板上的多個突起係被設置在至少與該第二組件佈局相應的相對位置處。該等施體和目標基板被相對地定位或對位，例如，被帶到鄰近處。藉由該對位，該第一組件子集被懸掛在該等相應的凹槽的上方而不接觸該目標基板。此外，該第二組件子集最好與該目標基板之該等相應的突起接觸。然後光被投射到在該施體基板上的至少該第一組件佈局上。這致使該第一組件子集轉移跨越並進入到該相應的凹槽中，同時該第二組件子集仍然附接在該施體基板上。
將被理解的是，與該等相應突起的接觸可以防止該第二組件子集的轉移。例如，該接觸可以物理地阻止在那些位置處的轉移。例如，該接觸的目標基板可以作用為一散熱器以至少部分地減少在該接觸位置處之該等組件的加熱。同時，該等凹槽可以有助於該轉移。例如，在不與該目標基板接觸的情況下，該等組件可以從該施體基板被釋放並且行進到該目標基板。將被理解的是，該行進的距離可藉由該等限定的接觸點及/或該等凹槽的深度來被良好地控制。這可以改善在該轉移過程上的控制。此外，該等懸掛的組件因沒有該接觸目標基板而無該散熱效應，可以被加熱到一相對較高的溫度從而弱化在其接觸位置處的一種粘合或其他反應的來導致它們的釋放。
較佳實施例之詳細說明 用於描述特定實施例的術語不旨在限制本發明。如在這裡所使用的，該等單數形式「一」、「一個」及「該」也旨在包括該等複數形式，除非上下文另有明確地指出。術語「及/或」包括一或多個該等相關所列項目之任何及所有的組合。將被理解的是，該等術語「包括」及/或「包含」指定該陳述特徵的存在，但並不排除一或多個其他特徵的存在或附加。將進一步被理解的是，當一方法的一特定步驟被參照為另一步驟的後續時，它可以直接遵循所述其他步驟，或者可在執行該特定步驟之前執行一或多個中間步驟，除非另有說明。同樣地，將被理解的是，當描述在結構或組件之間的一連接時，這個連接可以直接地被建立或透過中間結構或組件被建立，除非另有說明。
參照該等附圖，本發明會在下文中被更全面性地描述，該等附圖展示了本發明的實施例。在該等附圖中，為了清楚起見，可能誇大了系統、組件、層、以及區域的該等絕對及相對尺寸。參照本發明可能理想化之實施例及中間結構的示意性及/或橫截面圖示，實施例可被描述。在整個說明書和附圖中，相同的標號表示相同的元件。相對詞語以及其衍生詞應被解釋為參照如所描述或如在討論附圖中所示出的定向。這些相對詞語係針對描述的方便性，並不要求該系統係以特定的方面被建構或操作，除非另有說明。
圖1A-1C根據一個實施例示意性地圖示出從一施體基板10到一目標基板20組件11之選擇性轉移的步驟。
在一個實施例中，如在圖1A中所示，一施體基板10被設置成具有複數個組件11、12、13，它們被分成不同的，即互斥的子集。例如，一第一組件子集11被選擇在一第一轉移步驟期間轉移並根據一第一組件佈局「A」來佈置。在該示出的實施例中，一第二組件子集12被選擇在一第一轉移步驟期間保持在該施體基板10上並且根據一第二組件佈局「B」來佈置。還可以定義另外的子集，例如，在該所示的實施例中，該第三組件子集13係根據一佈局「C」來佈置，其在這種情況下也被選擇在該第一轉移步驟期間保持在該施體基板10上。當然，就此地而言，該等保留的組件12及13也可被認為是一單一佈局的一部分。
在一較佳的實施例中，一目標基板20包括凹槽21，該等凹槽至少被設置在相應於該第一組件佈局「A」的相對位置A'處。換句話說，在該等凹槽21之間的該等距離對應於在該等第一組件子集11之間的該等距離。而且該等凹槽21的該等尺寸，例如直徑，對應於該等組件11的該等尺寸，使得它們適合處在該等凹槽中，如在下文會被進一步解釋的。如在這裡所使用的，該凹槽的概念通常係指該目標基板20的一凹度或準位低於該目標基板20的該平均表面準位的一區域。
在一較佳的實施例中，該目標基板20包括突起25。該等突起25被至少設置在相應於該第二組件佈局「B」的相對位置B'處。換句話說，在該等突起25的該等尺寸之間的該等距離對應於該等第二組件子集12之間的該等距離(在本例中也是第三組件子集13之間的該等距離)。例如，突起可由該目標基板20的非凹陷區域來形成，或者以其他的方式形成。如在這裡所使用的，該突起的概念通常係指該目標基板20的一凸起或準位高於該目標基板20之該平均表面準位的一區域。在該目標基板20之該表面上的突起可以在其間限定凹槽及/或反之亦然。
在一個實施例中，例如，如在圖1B中所示，該等施體和目標基板10、20被對位，即，被相對地定位。在該所示的實施例中，該第一組件子集11被懸掛在相應凹槽21的上方而不接觸該目標基板20。此外，如圖所示，(至少)該第二組件子集12最好係與該目標基板20的該等對應突起25接觸。
在一些實施例中，例如，在一第一轉移步驟中，光「L」至少被投射到在該施體基板10上的該第一組件佈局「A」之上。較佳地，該施體基板10對該光「L」係透明的，使得該光可以照穿過該施體基板10以從該背面照射該等組件11。作為另外一種選擇，或除此之外，光還可以從其他的方向發光，例如加熱該等組件，接下來又加熱該施體基板的一區域，或其間之層，用於釋放。在該所示的實施例中，該光致使該第一組件子集11的每一個被沉積或轉移跨越進入到該等相應的凹槽21中。同時(至少)該第二組件子集12可以保持附接到該施體基板10。在該所示的實施例中，該第三組件子集13也保留在該施體基板10上。將被理解的是，與該等相應突起25的接觸可以防止在該第一轉移步驟中該第二組件子集12(以及此處的該等組件13)的轉移。例如，該接觸實體地阻止了該轉移。
在該所示的實施例中，該光「L」至少一些也被投射到該第二組件佈局「B」上。例如，可以照射到整個施體基板10或其之一重要區域上。在另一或進一步的實施例中(未在圖中示出)，該光也可以被型樣化，例如用以選擇性地或專門地照射該第一組件子集11。在該種情況下，本方法也是有利的，例如可防止附近組件的非故意轉移，因為附近組件會通過該施體基板10被間接地加熱，特別是當該等組件及其間的距離係在一微米的範圍時。
在一些實施例(未示出)中，在一第二轉移步驟期間該第二組件子集12被選擇用於轉移。該第二轉移步驟可分開於該第一轉移步驟，例如在不同的時間及/或地點場合發生。例如，該第二轉移步驟包括把具有該等剩餘第二組件子集12之該施體基板10與一目標基板(圖中未示出)對位，該目標基板包括至少被設置在相應於該第二組件佈局「B」之相對位置處的凹槽。在一些這樣的實施例中，用於該第二轉移步驟的該目標基板係具有其他凹槽的另一基板。在一些這樣的實施例中，該相同的基板被使用在該第二轉移步驟中，例如包括未在該第一轉移步驟中使用之額外的凹槽。例如，在該第二轉移步驟中，光至少被投射到在該施體基板上之該第二組件佈局上，以把該第二組件子集12轉移跨越進入到該等相應的凹槽中。
在該圖示出的實施例中，該等複數個組件包括一第三組件子集13，例如在一第一及第二轉移步驟(圖中未示出)兩期間被選擇保留在該施體基板10上的組件。在該實施例中，該第三組件子集13係根據一第三組件佈局C被佈置。例如，用於在該第二轉移步驟中進行轉移的該目標基板包括至少設置在與該第三組件佈局C相應之相對位置處的突起，用於在該第二轉移步驟期間接觸該第三組件子集13。例如，該第三組件子集13被選擇在一第三轉移步驟(圖中未示出)期間用於轉移。當然，該等組件也可僅被分成兩個子集，或者被分成多於三個的組件子集，例如，四個、五個、十個、或更多個子集。
通常，該等組件之不同的子集可以在不同的轉移步驟中被轉移到在相同或不同目標基板上之不同的凹槽中。較佳的是，每一個轉移步驟係藉由一單獨(單一個)光脈衝「L」或一單獨脈衝序列來實行。或者，原則上可以使用一連續的光源。
在一些實施例中，在該施體基板10上第一組件子集11的組件被穿插在該第二組件子集12的組件中。因此，與在該目標基板20上的密度相比，在該施體基板10上的該組件密度可以相對較高。在該圖示出的實施例中，在該第二子集中的該等組件12與在該第一子集中的該等組件11具有相同的相對位置。換句話說，該第二組件佈局「B」與該第一組件佈局「A」相同但被移位。這可以有一優點，即凹槽的相同目標佈局可以用該等組件佈局「A」或「B」中的任一來被填充。例如，具有凹槽的一第一目標基板被填充有該第一組件子集11，而一具有相同凹槽佈局之第二目標基板被填充有該第二組件子集12。
在該所示的實施例中，該第二子集的該等組件12係(直接地)與在該施體基板10上之該第一子集的該等組件11相鄰。將被理解的是，特別是對於如此的相鄰組件，可能難以控制在該施體基板10中局部的熱沉積，特別是對於小組件及/或高密度。因此，本方法及系統可以防止這些相鄰組件的非故意轉移。
在一些實施例中(本文中並未示出)，組件被轉移到一電路上用以與其連接。例如，焊料材料或導電粘合劑被設置在該目標基板上以把該組件與該電路，例如電極，連接。可替代地，或另外地，焊料或其他材料可被設置在該施體基板上之該等組件的下方並與該等組件一起被轉移。在一些實施例中，可以在一個步驟中執行焊接或其他類型的連接。例如，來自該光的該熱量可能會同時致使轉移及焊接兩者。可替代地，或另外地，該等組件也可以在轉移之後被連接到一電路。在一些實施例中，該等組件在頂部上包括一或多個電氣連接，即背對該目標基板。例如，可藉由沉積，例如印刷，一電極在該目標基板的頂部上，以利於連接到該頂部來製作對如此組件的一連接。將被理解的是，在一些實施例中，該等經凹槽化的組件可更容易地從該目標基板之一相鄰(相對凸起)準位被連接到該頂部，該目標基板可以與該等組件齊平。還可被設想到的係該組件之該側面的連接。將被理解的是，藉由為凹槽提供傾斜邊緣，可以進一步便利於側面連接。
圖2A-2C根據另一實施例示意性地圖示出從不同的施體基板10r、10g、10b選擇性地轉移不同組件11r、11g、11b的步驟。
在該示出的實施例中，該光「L」係根據該第一組件佈局「A」被型樣化。換句話說，該光「L」被專門投影到該第一組件子集11及/或該光「L」被阻止投影到任何其他的組件佈局(圖中的布局「B」到「G」)。例如，一遮罩被設置在該光源(圖中未示出)與該施體基板10之間。一遮罩對於諸如一閃光燈的光源特別地有用。例如，該遮罩通過或反射該光以投射到該第一組件佈局「A」上，同時至少防止光投射到該第二組件佈局「B」上，並且在這裡的情況下還防止光照射到任何其他的佈局上。可替代地，或除了一遮罩之外，該光可被型樣化或不然以不同的方式來定位，例如一或多個相對窄的或經聚焦之(雷射)光束可被使用。
圖2A根據一些實施例圖示出一第一轉移步驟，其中一第一組件11r從一第一施體基板10r被轉移進入在該目標基板20上的一第一凹槽21r中。當然，也可以在不同的位置上轉移多個相同的第一組件11r，取決於該第一組件佈局A。在該所示的實施例中，例如，組件12r、13r係與該目標基板20接觸，因此它們保留在該第一施體基板10r上。在該所示的實施例中，在該第一施體基板10r上的另一組件14r被懸掛在一第二凹槽21g上但不被該光「L」照射到，並因此在該第一轉移步驟期間不會轉移到該第二凹槽21g中。在這裡組件17r的情況也是如此。較佳的是，如圖所示，一遮罩31被設置在該光束中用以選擇性地阻擋該光照到所述另一個組件14r。
圖2B根據一些實施例圖示出一第二轉移步驟，其中一第二組件11g被轉移進入到該第二凹槽21g中。在一些實施例中，該第二組件11g從一第二施體基板10g被轉移。例如，該第二該施體基板10g與第一該施體基板10r不同，例如包括不同的組件。在該所示的實施例中，在該第二該施體基板10g上的另一個元件17g被懸掛在先前被沉積在該第一凹槽21r中之第一元件11r'的上方。較佳的是，但不是一定如此，所述的其他組件17g不與該先前沉積之第一組件11r'接觸。例如，該第一凹槽21r比該先前沉積之第一組件11r'的厚度更深。這可以防止所述其他組件17g的非故意轉移。此外，如圖所示，在該第二轉移步驟期間，在該第二施體基板10g上的又一另外組件14g可被懸掛在一第三凹槽21b的上方但不被該光「L」照射，因此不會被轉移到該第二凹槽21g中。
圖2C根據一些實施例圖示出一第三轉移步驟，其中一第三組件11b從一第三施體基板10b被轉移到在該目標基板20上的該第三凹槽21b中。在該所示的實施例中，在該第三施體基板10b上的其他組件14b、17b被懸掛在該等相應第一及第二凹槽中該等先前被沉積之第一及第二組件11r'、11g'的上方。
在一些實施例(圖中未示出)中，該目標基板20包括冗餘的凹槽，其可被使用來沉積附加組件，例如用於修復具有損壞組件的一裝置，例如具有損壞像素的一顯示器螢幕。本發明的一些方面可以提供用於修復一目標基板20的方法，其中該目標基板20具有先前沉積的組件11在凹槽21中，例如先前根據本文所述之一方法或其他方式所製造的。例如，在一些實施例中，該目標基板20包括與凹槽21相鄰的冗餘空凹槽，該等凹槽21具有先前沉積的組件11。因此，一修復方法可以，例如包括在該等先前沉積的組件11中定位一損壞的組件，並使用如本文所述的一種方法在與該損壞組件相鄰的一冗餘凹槽中添加另一個組件。若不使用冗餘凹槽，也可藉由先以任何方式去除損壞的組件，並根據本文所描述之方法續以在該已除去該損壞組件的凹槽中插入一新組件來修復該基板。
這些或其他修復的方法也可被併入作為一製造過程的一部分，例如，藉由在一或多個初始轉移步驟之後測試及/或定位在該目標基板上損壞組件的存在。如果檢測到及/或找到損壞的組件，如本文所述的該等方法可被使用來修復或補充任何損壞的組件以修復該目標基板。例如，一種用於製造顯示器螢幕的方法可包括根據本文所述之該等方法製造具有組件在凹槽中的一目標基板，其中該等組件係發光裝置所形成的像素。如果發現任何損壞的像素，可以藉由添加額外的組件來修復這些像素。作為另外一種選擇，或者除了使用冗餘凹槽之外，損壞的組件可以從它們各自的凹槽中被移除，並使用本文所描述的該等方法進行替換。
圖3A示意性地圖示出了在一些實施例中可能發生之熱轉移H穿透各種組件的原理。如之前所述，該接觸目標基板20可以當作用於該第二組件子集12的一散熱器。例如，由該光，例如脈衝，所產生熱量的一個顯著的分額係透過與該目標基板20的該接觸而消散，例如超過百分之二十、超過百分之五十、或甚至超過百分之八十或百分之九十。如果該光「L」的至少一些撞擊在該第二組件子集12上，例如直接加熱該第二組件子集12，則這可能是有用的。可選擇地，或者另外地，如果該光「L」的至少一些撞擊該第二組件子集12的附近，例如間接地經由該施體基板10加熱該第二組件子集12，它會是有用的。
在該示出的實施例中，該光「L」致使該第一組件子集11被加熱到一第一溫度T1以及該第二組件子集12被加熱到一第二溫度T2。藉由在本文所描述的該等措施，可能會發生該第二溫度T2低於該第一溫度T1。較佳的是，該第一溫度T1係高於一可從該施體基板10釋放該第一組件子集11的臨界值。在一些實施例中，持有該第一組件子集11之該施體基板10的一區域10a藉由該加熱而被解體。在其他或進一步的實施例中，在該施體基板10與該第一組件子集11之間的一粘合劑會被削弱用以釋放該第一組件子集11。例如，在該施體基板10與該第二組件子集12之間的一粘合劑未被足夠地削弱來釋放該第二組件子集12。可選擇地，或另外地，該粘合劑可在該光「L」消失後冷卻並且恢復其粘合強度，同時該第二組件子集12仍然接觸該施體基板10。
在一些實施例中，該目標基板20最好至少在該接觸介面處具有一相對高的導熱係數。例如，與該施體基板10的該熱傳導係數及/或熱容量相比，該目標基板20的該熱傳導係數及/或熱容量相對較高，例如高10％，或更多，例如為其兩倍。為該施體基板10提供一相對低的導熱係數還可提供降低熱H的側向傳導及/或促進該等組件11加熱的進一步益處。
圖3B示意性地示出一實施例，其中該目標基板20具有一反射表面20r。這樣的特徵可以與本文所描述之任何的實施例相結合，並且在該等已沉積組件11'包括一發光裝置，例如一LED，的情況下尤其有用。如圖所示，藉由反射不然會被側向反射的前進光，該反射表面20r可改善該LED的感知亮度。在該所示的實施例中，該凹槽包括傾斜邊緣，其可以進一步改善該反射並且還可以提供協同的優勢，例如在該組件的沉積及對位中。將被進一步理解的是，在一些實施例中，該層20r也可以在該表面的其餘部分上延伸。例如，該反射層可以包括一金屬塗層，該金屬塗層也可以作用為一改良的散熱器，用於該等與本文所述之該等突起接觸的組件。
圖3C示意性地示出了用於組件之選擇性轉移的一裝置100的一實施例。
在該所示的實施例中，該裝置100包括或被組配成提供/製造一施體基板10，其具有如先前所述之分成不同子集的複數個組件11、12。該裝置100還包括或被組配成提供/製造一目標基板20，其具有如先前所述之凹槽21及突起25。較佳的是，該裝置100包括用於對位該等施體和目標基板10、20的一基板處置器。例如，在該所示的實施例中，該基板處置器包括輥43、44其把該等基板匯集在一起，使得該第一組件子集11被懸掛在該等相應凹槽21的上方而不接觸該目標基板20，而且該第二組件子集12係與該目標基板20之該等相應的突起25接觸。當該等基板被對位時，一光源30把光「L」投射到在該施體基板10上該等組件佈局的一或多個之上。如圖所示，這可能會導致該第一組件子集11跨越且進入該等相應的凹槽21同時該第二組件子集12保持附接到該施體基板10。雖然該實施例圖示出一連續的，例如捲對捲的製程，轉移也可以是分立的，例如片對片、片對捲、或捲對片。
在一些實施例中，一凹槽形成裝置被組配以在該目標基板20上形成該等凹槽21。例如，一壓花工具41、42在這裡被展示出。當然，也可以設想其他的構件來形成該等凹槽21，例如一雷射。作為另外一種選擇，或除了在該目標基板20中挖出凹槽21之外，例如可以設想把該等突起25沉積到該目標基板20上，其中在沒有該等已沉積突起的區域處會形成凹槽。前述的組合也可被設想。該基板處置器還可以包括其他裝置，例如用於對位及/或同步該轉移過程。該對位也可以是固有的，例如在諸如該凹槽形成裝置之各種裝置組件相對於組件形成裝置(圖中未示出)的該相對定位之中，該組件形成裝置在該施體基板10上形成該第一組件子集11、12。
圖4A根據一個實施例示意性地圖示出具有組件11、12的一施體基板10。
在該所示的實施例中，在該施體基板10上的相鄰組件11、12係以一組件間間隔Sc被間隔開。例如，該組件間間隔Sc小於10微米，最好小於5微米，或更小，例如在1與3微米之間。有利的是，在該等組件之間的該組件間間隔Sc愈小，該施體基板10或前體基板，例如生長基板之該表面可被更有效地使用。
在該所示的實施例中，該等組件11、12具有一組件直徑Wc(沿著該施體基板10的一表面)。例如，該組件直徑Wc小於百微米，最好係小於五十微米，或甚至小於五微米，例如在0.1-100微米之間。有利的是，該等組件愈小，組件越愈配適該表面，因此一表面可更有效地被使用作為該組件轉移的一來源。
在該所示的實施例中，該等組件11、12具有一組件厚度Hc(縱向於該施體基板10的該表面)。例如，該組件厚度Hc小於10微米，最好是小於五微米，甚至小於三微米，例如在0.1-10微米之間。有利的是，該等組件愈薄，其製造所需的材料愈少，就可允許更便宜的生產。
在一些實施例中，如圖所示，該組件直徑Wc最好可以大於該組件厚度Hc，例如，至少兩倍大、三倍大、五倍大、或更多倍大。有利的是，直徑與其厚度相比相對較大的組件可更適合於如本文所述的轉移，例如該光可更快地加熱並且在轉移中空時較不易於旋轉。
圖4B示意性地圖示出一目標基板20的實施例，其中一組件11被設置在一凹槽21中。
在該所示的實施例中，該凹槽21的該底部具有一底部直徑Wb，其至少等於該組件直徑Wc。否則，可能難以把該組件裝配在該凹槽中。較佳的是，該凹槽21的一底部具有一底部直徑Wb小於該組件直徑Wc的1.3倍，較佳地係小於1.2倍，更較佳地係小於1.1倍，例如在該組件直徑Wc的1.00倍和1.05倍之間。有利的是，在該組件直徑Wc與該底部直徑Wb之間配合得更緊密，可更精確地限定該目標位置。
在該所示的實施例中，該凹槽21的一頂部具有至少等於該底部直徑Wb的一頂部直徑Wt，最好大上一個倍數或至少1.1倍，更較佳的是至少1.2倍，例如該頂部直徑Wt係介於該底部直徑Wb的1.2至1.5倍之間。有利的是，藉由提供具有與該底部直徑相比有較寬之一頂部直徑的該等凹槽，可以更容易地把該等組件轉移到該等凹槽中。在其他或進一步的實施例中，如圖所示，該等凹槽21的該等外緣相對於該目標基板20及/或底部的一表面法線係以角度θ傾斜。例如，該角度θ大於十度，最好大於二十度或大於三十度，例如在四十度到七十度之間。有利的是，即使在該施體基板上的該組件佈局相對於該等凹槽略為未對位，傾斜的外緣也可保持把該等組件引導到該等凹槽中。在一些實施例中，該等傾斜的邊緣可以提供進一步的功能，諸如反射由在該凹槽中之一組件所發射的光。
較佳的是，該等凹槽有一深度Hr至少等於該組件厚度Hc的一半，最好可更深。藉由提供足夠的凹槽深度，該目標基板可被充分地移除用於有效地組件轉移。在一些實施例中，如圖所示，該等凹槽有一深度Hr至少等於該組件厚度Hc，最好可更深，例如至少1.01倍或更多倍，例如該凹槽深度Hr係在該組件厚度的1.1至1.5倍之間。藉由提供深度大於該組件厚度的凹槽，該等組件可以完全地在該目標基板表面的下方，這對於各種理由都是有益的，例如在一隨後的轉移步驟中或把電極連接到該組件的一頂部以與該目標基板的該頂部表面齊平。
圖4C示意性地圖示出具有不同組件11r、11g、11b之一目標基板20的一實施例，例如，如參考圖2A-2C所描述方式製造出來的。
在一些實施例中，例如如圖所示，在該目標基板20上組件的一周期性距離或間距Pt大於在該施體基板10上組件的一周期性距離或間距Pd，例如至少為兩倍、三倍、五倍、或更多倍。例如，在該施體基板10上組件的該間距Pd為10微米，而在該目標基板20上組件的間距Pt大於20微米，例如高達百微米，或更大。
在一些實施例中，該等組件11包括發光裝置，例如，μLEDS。在其他或進一步的實施例中，該等組件被分組。例如，每一群組包括被組配成發射不同顏色，例如紅色、綠色、以及藍色，的發光裝置。在該所示的實施例中，該等組件群組11r、11g、11b在此形成表示為pix1與pix2的像素。例如，該目標基板20係顯示器螢幕的一部分，例如一單色或彩色顯示器。在該所示的實施例中，該等組件群組，例如像素，以大於該組件間間隔Sc的一像素間間隔Sp來間隔開，雖然這不是必要的。通常，該等像素的間距Pp在四十到四百微米之間，或更大。例如，每英寸70個像素PPI的解析度可以對應到一25400/70=363μm的間距。例如，600 PPI的解析度可以對應到一42μm的間距。因此，對於一600 PPI的解析度，經分組之組件的該間距Pt甚至可能更小，例如42μm/(3個組件)=每一組件14微米或更小。當然，其他的解析度也是可能的。
為了清楚及一簡明描述的目的，在本文中特徵被描述為相同或單獨實施例的一部分，然而，將被理解的是，本發明的範圍可包括具有該等描述特徵之全部或部分之組合的實施例。例如，雖然在橫截面視圖中實施例被展示出具有一列的組件，當然該等基板和佈局可以是二維的，例如在各種佈局中包括有額外的組件列。本領域的習知技藝者在體會了本發明的好處之後可以設想出替代的方式來實現一類似功能和結果。例如，不同佈局的特徵可被組合或被分開成為一或多個替代的實施例。
如本文所描述之混合的接觸/非接觸方法可具有針對目標組件的優點，例如，使用適切於該等組件尺寸之該凹槽的設計，一種機械自我對位可被提供以確保一高放置精準度。這可以透過在該凹槽中的回焊自我對位來可選擇性地被進一步加強。對於非目標組件：在該轉移過程中，非目標組件保持與該接收基板接觸，在一方面提供機械止步以防止不希望的/意外的轉移。在另一方面，組件與該接收基板的該物理接觸使得用於選擇性轉移之一額外的方法變得可能。雖然一些轉移方法可以使用一型樣化的光源，其僅把該光引導到該目標組件，但是該等組件的該物理接觸可以在該等非目標位置處提供一散熱器，使得也能夠在使用一非型樣化光源的情況下進行選擇性的組件轉移。而且，與該基板接觸之該等非目標組件可以確保用於該等目標組件之一明確限定的支座高度。
如所討論及展示出之該等實施例的該等各種組件因此提供了各種優點，包括一優點係該目標基板與該等非轉移組件接觸的部分可藉由物理阻擋來防止它們的轉移以及散熱，一優點係在一第二次迭代中(例如，不同的LEDS)，先前已放置的組件不會妨礙該等新的組件；一優點係該等凹槽可以提供已放置組件之對位及收縮；以及優點係該等凹槽的傾斜邊緣可能會進一步助於安置並也可提供一反射面例如用於LEDS。當然，將被理解的是，上述的實施例或加工處理中之任何一個可以與一或多個其他的實施例或加工處理組合，以在尋找和匹配設計及優點方面提供更進一步的改進。應被理解的是，本發明對顯示器之製造及修復提供了特別優點，特別是使用顯微尺寸的LED，並且通常可被應用至其中係由光進行組件之選擇性轉移的任何應用。
在解釋所附發明申請專利範圍時，應被理解的是，「包括」一詞除了在一給定請求項中所列出的那些之外，並不排除存在有其他的組件或動作；在一元素前面的用詞「一」或「一個」不排除存在複數個這樣的元素；在該等請求項中任何的參考標記並不限制其範圍；一些「構件」可用相同或不同的項目或經實現的結構或功能來被表示；除非另外特別地說明，否則該等所揭露裝置之任一或部分可被組合在一起或分開成為另外的部分。當一權利請求項參考到另一權利請求項時，這可指出藉由它們各自特徵的組合所達成的協同優勢。但是事實上，在相互不同之權利請求項中陳述某些措施並不表示這些措施的一種組合無法被使用來獲益。因此，本發明的實施例可以包括該等權利請求項之所有有效的組合，其中每一個權利請求項原則上可以參考任何前述的權利請求項，除非在上下文中有做明確地排除。
10、10r、10g、10b‧‧‧施體基板 10a‧‧‧區域 11、11’、11r、11r’、11g、11g’、11b、12、12r、13、13r、14r、14g、14b、17r、17g、17b‧‧‧組件 20‧‧‧目標基板 20r‧‧‧反射表面 21、21r、21g、21b‧‧‧凹槽 25‧‧‧突起 30‧‧‧光源 31‧‧‧遮罩 41、42‧‧‧壓花工具 43、44‧‧‧輥 100‧‧‧裝置
本發明的該等設備、系統及方法的這些和其他的特徵、方面及優點將可從以下描述、所附發明申請專利範圍、以及所附圖示中變得更佳地理解，其中： 圖1A-1C根據一個實施例示意性地圖示出從一施體基板到一目標基板組件之選擇性轉移的步驟； 圖2A-2C根據一個實施例示意性地圖示出從不同的施體基板進行不同組件之選擇性轉移的步驟； 圖3A根據一個實施例示意性地圖示出透過各種組件的熱傳遞； 圖3B示意性地圖示出一實施例其中該目標基板具有一反射表面； 圖3C示意性地圖示出一設備的一實施例用於組件之選擇性轉移； 圖4A-4C根據某些實施例示意性地圖示出可能的形狀、尺寸、以及距離；
10‧‧施體基板
10a‧‧‧區域
11、12‧‧‧組件
20‧‧‧目標基板
21‧‧‧凹槽
25‧‧‧突起
31‧‧‧遮罩

Claims (20)

  1. 一種用於組件之光誘致選擇性轉移的方法，該方法包含：提供一施體基板，該施體基板帶有被區分成不同子集的複數個組件，該等子集至少包括：根據一第一組件佈局所佈置的一第一組件子集，該第一組件子集被選為要在一第一轉移步驟中被轉移；以及根據一第二組件佈局所佈置的一第二組件子集，該第二組件子集被選為要在該第一轉移步驟中被保留在該施體基板上；提供一目標基板，該目標基板包含：至少被設置在與該第一組件佈局相應之相對位置處的多個凹槽，以及由該目標基板之非凹槽區域所形成的多個突起，該等突起至少被設置在與該第二組件佈局相應之相對位置處；使該等施體與目標基板對齊，其中，在進行對齊時：該第一組件子集被懸掛在該等相應凹槽上方而不接觸該目標基板，並且該第二組件子集與該目標基板之該等相應突起相接觸；以及在該第一轉移步驟中，將光至少投射至在該施體基板上的該第一組件佈局上，以使因應所述對齊作業而被懸掛 在該等相應凹槽上方的該第一組件子集被轉移過去進入該等相應凹槽中，此時，因應所述對齊作業而與該等相應突起接觸的該第二組件子集仍維持附著在該施體基板上。
  2. 如請求項1之方法，其中，該第二組件子集被選為要在一第二轉移步驟中被轉移，其中，該第二轉移步驟與該第一轉移步驟是分開的，其中，該第二轉移步驟包含：使帶有仍保留著的該第二組件子集的該施體基板在同一或另一目標基板上對齊，該同一或另一目標基板包含有至少被設置在與該第二組件佈局相應之相對位置處的多個相對應凹槽，其中，在該第二轉移步驟中，光被至少投射至在該施體基板上的該第二組件佈局上，以使與該等相對應凹槽對齊的該第二組件子集轉移過去進入該等相對應凹槽中。
  3. 如請求項2之方法，其中，該第一轉移步驟和該第二轉移步驟分別係藉由個別的一光脈衝而施行。
  4. 如請求項1之方法，其中，第一組件子集之組件在該施體基板上係散佈在該第二組件子集之組件當中，其中，該第二組件子集具有與該第一組件子集相同的相對位置。
  5. 如請求項1之方法，其中，該第二組件子集之組件在該施體基板上與該第一組件子集之組件相鄰。
  6. 如請求項1之方法，其中，在該第一轉移步驟當中，所接觸的該目標基板作用為該第二組件子集的一散熱器， 其中，由該光所產生的熱有大於20%的部分透過該第二組件子集與該目標基板之間的接觸而散逸。
  7. 如請求項1之方法，其中，該光致使該第一組件子集被加熱至一第一溫度且該第二組件子集被加熱至一第二溫度，其中，該第二溫度低於該第一溫度，其中，該第一溫度高於用於將該第一組件子集從該施體基板釋放的一臨界值，並且其中，該第二溫度低於該臨界值。
  8. 如請求項1之方法，其中，該等凹槽之外邊緣以相對於該目標基板與底部其中至少一者之一表面法線的一角度傾斜，該角度係在十到八十度之間。
  9. 如請求項1之方法，其中，該第一組件子集包含多個發光裝置，且該等凹槽包含一反射表面。
  10. 如請求項1之方法，其中，該第一組件子集與該第二組件子集之組件具有沿該施體基板之一表面之小於一百微米的組件直徑，並且其中，該組件直徑大於該組件厚度，至少為兩倍。
  11. 如請求項1之方法，其中，在該目標基板上的組件之間距大於在該施體基板上的組件之間距，至少為兩倍。
  12. 如請求項1之方法，其中，在該第一轉移步驟當中，該第一組件子集之一第一組件從一第一施體基板被轉移到該目標基板上之一第一凹槽中， 其中，在一第二轉移步驟當中，該第一組件子集之一第二組件從一第二施體基板被轉移到一第二凹槽中，其中，在該第二轉移步驟當中，在該第二施體基板上的另一組件被懸掛在先前被放置在該第一凹槽中的該第一組件上方，其中，該第一凹槽至少與先前被放置的該第一組件之厚度一樣深。
  13. 如請求項1之方法，其中，具有先前被放置在凹槽中之組件的一先前製造目標基板受到修復，其中，該目標基板含有與具有先前被放置之該等組件的該等凹槽相鄰的冗餘空凹槽，並且其中，該方法包含：定位出在先前被放置之該等組件當中的一損壞組件，以及藉由重複該方法而將另一個組件添入至與該損壞組件相鄰的一冗餘凹槽中。
  14. 如請求項13之方法，其中，該等組件係發光裝置，並且其中，該方法進一步包含：測試在該目標基板上是否存在損壞組件；以及針對任何損壞組件重複該方法，以修復該目標基板並製造一顯示器螢幕。
  15. 一種用於組件之光誘致選擇性轉移的裝置，該裝置包含： 一施體基板，該施體基板帶有被區分成不同子集的複數個組件，該等子集至少包括：根據一第一組件佈局所佈置的一第一組件子集，該第一組件子集被選為要在一第一轉移步驟中被轉移；以及根據一第二組件佈局所佈置的一第二組件子集，該第二組件子集被選為要在該第一轉移步驟中被保留在該施體基板上；一目標基板，該目標基板包含：至少被設置在與該第一組件佈局相應之相對位置處的多個凹槽，以及由該目標基板之非凹槽區域所形成的多個突起，該等突起至少被設置在與該第二組件佈局相應之相對位置處；一基板處置器，用以對齊該等施體與目標基板，以使得：該第一組件子集被懸掛在該等凹槽中之相應者上方而不接觸該目標基板，並且該第二組件子集與該目標基板之該等相應突起相接觸；以及一光源，該光源被組配成可在該第一轉移步驟中，將光至少投射至在該施體基板上的該第一組件佈局上，以使因應所述對齊作業而被懸掛在該等相應凹槽上方的該第一組件子集被轉移過去進入該等相應凹槽中，此時，因應所 述對齊作業而與該等相應突起接觸的該第二組件子集仍維持附著在該施體基板上。
  16. 如請求項15之裝置，其中，該第二組件子集被選為要在一第二轉移步驟中被轉移，其中，該第二轉移步驟與該第一轉移步驟是分開的，其中，該第二轉移步驟包含：使帶有仍保留著的該第二組件子集的該施體基板在同一或另一目標基板上對齊，該同一或另一目標基板包含有至少被設置在與該第二組件佈局相應之相對位置處的多個相對應凹槽，其中，在該第二轉移步驟中，光被至少投射至在該施體基板上的該第二組件佈局上，以使與該等相對應凹槽對齊的該第二組件子集轉移過去進入該等相對應凹槽中。
  17. 如請求項16之裝置，其中，該第一轉移步驟和該第二轉移步驟分別係藉由個別的一光脈衝而施行。
  18. 如請求項15之裝置，其中，第一組件子集之組件在該施體基板上係散佈在該第二組件子集之組件當中，其中，該第二組件子集具有與該第一組件子集相同的相對位置。
  19. 如請求項15之裝置，其中，該第二組件子集之組件在該施體基板上與該第一組件子集之組件相鄰。
  20. 如請求項15之裝置，其中，在該第一轉移步驟當中，所接觸的該目標基板作用為該第二組件子集的一散熱器，其中，由該光所產生的熱有大於20%的部分透過該第 二組件子集與該目標基板之間的接觸而散逸。
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