元件扩距转移方法及实施此转移方法的设备与流程

本发明涉及一种图案扩距转移的技术，且特别是涉及一种元件扩距转移方法及实施此转移方法的设备。

背景技术：

微发光二极管(microled)显示器是次世代显示技术中最受注目的技术之一，尤其以手持式装置显示器、电视墙大尺寸室内显示器、ar/vr显示装置等应用最具潜力。

然而，微发光二极管显示器的制作工艺仍有待发展，以便因应大量生产。举例来说，微发光二极管显示器的微型元件(r/g/b)厚度薄且间距(pitch)小，所以无法采用传统逐颗接合方式。而且，组装微型元件的制作工艺除了位置精度需求也需符合速度目标，但目前量产上的限制在于尚无完美的解决方案可快速且大量地进行元件扩距与取放动作。即使已有发展出静电取放方式的技术，但是这样的技术需要复杂且快速的精密机构，整体量产成本无法符合市场预期。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种元件扩距转移方法，能快速且大量地进行元件扩距与取放动作。

本发明的再一目的在于提供一种元件扩距转移设备，能以简单且低成本的方式用于元件扩距转移。

本发明的元件扩距转移方法，包括提供具有多个微型元件的第一基板，且所述第一基板上的微型元件沿第一方向与第二方向上的间距都是预定值，其中所述第一基板与所述多个微型元件之间有第一粘着层。然后通过滚动第一辊接触第一基板上的微型元件，转移微型元件至第一辊，其中第一辊具有多个接触线部，且接触线部的间距为n倍的所述预定值，所述多个接触线部的表面具有第二粘着层。然后，转移所述第一辊上的微型元件至第二基板，其中所述第二基板表面具有第三粘着层。旋转所述第二基板九十度。之后，通过滚动第二辊接触第二基板上的微型元件，转移微型元件至所述第二辊，其中所述第二辊表面具有第四粘着层。接着，转移第二辊上的微型元件至第三基板，其中所述第三基板表面具有第五粘着层。

本发明的元件扩距转移设备，是用以扩距转移位于基板上的多个微型元件，其中所述微型元件沿第一方向与第二方向上的间距都是预定值。所述设备包括第一辊、暂时板、移动装置与第二辊。第一辊具有多个接触线部，且所述接触线部的间距为n倍的所述预定值，用以滚动接触基板上的微型元件，以将微型元件转移至接触线部。暂时板则用以承载自接触线部转移的微型元件，移动装置是用以旋转具有微型元件的暂时板九十度。第二辊是用以滚动接触暂时板上的微型元件，使微型元件转移至第二辊。

基于上述，本发明的方法采用两道式辊转移并以旋转暂时板九十度的方式，能以简单且低成本的方式，快速且大量地进行微型元件的扩距与转移，因此适于量产。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附的附图作详细说明如下。

附图说明

图1a至图1f是本发明的第一实施例的一种元件扩距转移的流程示意图；

图2a是第一实施例所用的一种辊的示意图；

图2b是第一实施例所用的另一种辊的示意图；

图2c是第一实施例所用的再一种辊的示意图；

图3a至图3f是本发明的第二实施例的一种元件扩距转移的流程示意图；

图4a是第二实施例所用的一种第一辊的示意图；

图4b是第二实施例所用的另一种第一辊的示意图；。

图4c是第二实施例所用的一种第二辊的示意图。

符号说明

100、300：微型元件

102、302：第一基板

102a、106a、107a、108a、114a、302a、306a、308a、312a、314a：粘着层

104、200、304、400：第一辊

106、107、204、306、404：接触线部

108、308：第二基板

110：移动装置

112、310：第二辊

114、314：第三基板

202、402：第一凸部

312：第二凸部

h1、h2：高度

p1、p2、p3、p4、p5：间距

w1、w2：宽度

具体实施方式

请参考以下实施例及随附附图，以便更充分地了解本发明，但是本发明仍可以通过多种不同形式来实践，且不应将其解释为限于本文所述的实施例。而在附图中，为求明确起见对于各构件以及其相对尺寸可能未按实际比例绘制。

图1a至图1f是依照本发明的第一实施例的一种元件扩距转移的流程示意图。

请参照图1a，本实施例的元件扩距转移方法可应用于多种不同的元件扩距制作工艺中，譬如微发光二极管(microled)显示器的微型元件(r/g/b)组装制作工艺，但本发明并不限于此；举凡需要精准对位且快速进行大量元件扩距与取放动作的制作工艺，均可利用本实施例所描述的方法。在本实施例中，先提供具有多个微型元件100的第一基板102，第一基板102材料例如为不易变形的无机材料，其目的在于减少环境温度或湿度变异，造成第一基板102上的微型元件100位置变异，且第一基板102上的微型元件100沿第一方向上的间距(pitch)p2与沿第二方向上的间距p1都是一预定值。在本文中，所谓的「间距」是指沿单一方向上两个彼此相邻的微型元件100的中心点的距离。由于微型元件100之间一定有间隔，所以间距p1与p2一般略大于微型元件100的宽度w1。另外，若以微发光二极管显示器的微型元件为例，提供上述微型元件100的方式例如：先于整片半导体基板上同时制作同一色彩的多个微型元件，再利用如激光切割或干式蚀刻的方式将这些微型元件分开，然后转移至第一基板102上，且于转移前先在第一基板102表面涂布粘着层102a，以增加第一基板102与微型元件100之间的附着力，其中所述粘着层102a是一种压敏胶例如uv型解胶膜，因此可利用受光或热刺激后会发生交联反应或产生气体，致使粘着力下降的一种压敏胶。举例来说，uv型解胶膜于解胶前的粘着力大于解胶后的粘着力。

然后，请参照图1b，通过滚动第一辊104接触第一基板102上的微型元件100，转移微型元件100至第一辊104，其中第一辊104具有径向排列于其上的接触线部106，接触线部表面涂布粘着层106a，其中所述粘着层106a是一种压敏胶。在本实施例中，粘着层106a的附着力是大于受光或热刺激后的粘着层102a的附着力，且所述附着力可为粘着力、静电力、压力或范德华力。举例来说，粘着层106a可使用粘性操作范围与粘着层102a不同的其他胶材，来粘取第一基板102上的微型元件100，譬如压敏胶(psa)，其粘着力介于uv型解胶膜照光前(转移前)与照光后。在一实施例中，第一辊104的滚动速度匹配于第一基板102沿接触线部106的延伸方向(即第一方向)运行的速度，以便进行量产。

此外，由于图1b是沿第一方向的侧视图，所以仅显示一个接触线部106，且接触线部106是一连续线。然而，若是沿第二方向的侧视图(请见图2a)，就能观察到多个接触线部106，且接触线部106的间距p3为n倍的p1，亦即n倍的所述预定值(n为大于或等于1的正实数)。而接触线部106的宽度w2可等于或大于微型元件100的宽度w1，以增加接触线部106黏取或吸附微型元件100的强度。另外，接触线部106的高度h2例如是等于或大于微型元件100的高度h1，以增加接触线部106黏取或吸附微型元件100时的操作良率。

上述第一辊104还可以有其他变形，例如图2b所示的辊200，其中的接触线部204是由多个第一凸部202所组成。第一凸部202的间距p5等于微型元件100的间距p2，即所述预定值。也就是说，当辊200沿第一方向滚动并接触微型元件100，每个微型元件100会粘附于每个第一凸部202上。

在微型元件100被转移至第一辊104(的接触线部106)之后，请参照图1c，转移第一辊104的微型元件100至第二基板108(暂时板)，第二基板108表面涂布粘着层108a，其中所述粘着层108a是一种压敏胶，第二基板108材料例如选用与第一基板102的热膨胀系数(cte)匹配。在本实施例中，粘着层108a的附着力是大于粘着层106a的附着力，且所述附着力可为粘着力、静电力、压力或范德华力。举例来说，粘着层108a可使用粘性操作范围与粘着层106a不同的其他胶材，来粘取接触线部106上的微型元件100，譬如uv型解胶膜，其未照uv光时具有较上述压敏胶大的粘着力。在图1c中，转移至第二基板108上的微型元件100沿第一方向的间距p2为预定值、沿第二方向的间距p3为p1的n倍，所以微型元件100在此阶段已经于第二方向上完成扩距n倍的目标。

接着，利用一个移动装置110旋转第二基板108九十度，得到如图1d所示的结果。上述移动装置110并无特别限制，凡是能将第二基板108转九十度的装置都可应用于本发明，因此除了图1c的板状装置，也可使用机械手臂、旋转型机器人、直线型机器人或其组合的装置来完成旋转第二基板108九十度的操作。

然后，请参照图1e，本实施例使用第二辊112再度滚动并接触第二基板108上的微型元件100，其中第二辊112具有径向排列于其上的接触线部107，接触线部107表面涂布粘着层107a，其中所述粘着层107a是一种压敏胶。若是沿第二方向的侧视图(请见图2c)，就能观察到多个接触线部107，且接触线部107之间距p4为p2的m倍，亦即m倍的所述预定值(m为大于或等于1的正实数，m可以是等于n的数值)。由于第二辊112是沿第二方向滚动，所以只有间距p4的微型元件100会转移至在第一方向上的接触线部107上。第二辊112与第一辊104一样在本实施例的整个流程中并未改变滚动方向，图中标示的方向代表的是微型元件100的排列方向，因此改变的是微型元件100的排列方向。

在本实施例中，粘着层107a的附着力是大于受光或热刺激后的粘着层108a的附着力，且所述附着力可为粘着力、静电力、压力或范德华力。譬如在粘着层107a上使用粘性操作范围与粘着层108a胶材不同的其他胶材，来粘取第二基板108上的微型元件100。举例来说，若是粘着层108a为uv型解胶膜，粘着层107a则可使用粘着力介于uv型解胶膜照光前(转移前)与照光后的压敏胶，并通过对uv型解胶膜照光，使粘着层108a的黏性降低。

在微型元件100被转移至第二辊112(的接触线部107)之后，请参照图1f，再将第二辊112上的微型元件100转移至第三基板114，第三基板114表面涂布粘着层114a，所述第三基板114可以是暂时板或产品基板，如第三基板114是暂时板，则材料例如选用与第一基板102的热膨胀系数(cte)匹配。举例来说，第一基板102和第三基板114可以是相同材料；或者，第三基板114为具有电路电极的产品基板。在本实施例中，粘着层114a的附着力是大于粘着层107a的附着力，且所述附着力可为粘着力、静电力、压力或范德华力。譬如，当第三基板114为具有电路电极的产品基板，粘着层114a可使用如各向异性导电胶(acf)或各向异性导电锡膏(sap)，以便同时达到粘着、导电或自我组装对位的效果。另一方面，第三基板114若是暂时板，则可用上述uv型解胶膜，并在后续制作工艺转移至其他产品基板；举例来说，可先将第三基板114上的微型元件100贴附至一玻璃基板，再从第三基板114背面照射uv光使uv型解胶膜的粘性降低，然后撕除第三基板114。

综合第一实施例的流程，可得到用于施行第一实施例的设备至少包括第一基板102、第一辊104、第二基板108(即暂时板)、第二辊112与移动装置110。下表一显示的是以粘着力来控制微型元件转移的方案为例的各构件的材料选择，但本发明并不限于此。

表一

图3a至图3f是依照本发明的第二实施例的一种元件扩距转移的流程示意图。

请参照图3a，本实施例的元件扩距转移方法同样能应用于多种不同的元件扩距制作工艺中，如微发光二极管显示器的微型元件(r/g/b)组装制作工艺，但本发明并不限于此；举凡需要精准对位且快速进行大量元件扩距与取放动作的制作工艺，均可利用本实施例所描述的方法。在本实施例中，先提供具有多个微型元件300的第一基板302，第一基板302表面涂布粘着层302a，第一基板302材料例如不易变形的无机材料，其目的在于减少环境温度或湿度变异，造成第一基板302上的微型元件300位置变异，且第一基板302上的微型元件300沿第一方向与第二方向上的间距p1和p2都是一预定值。而且，与第一实施例的微型元件相比，微型元件300的厚度较薄，所以在转移过程的难度也较高。关于微型元件300的制备，可参照第一实施例所述，故不再赘述。

然后，请参照图3b，通过滚动第一辊304接触第一基板302上的微型元件300，转移微型元件300至第一辊304，其中第一辊304具有轴向排列于其上的接触线部306，接触线部306表面涂布粘着层306a。由于图3b是沿第一方向的侧视图，所以请参照沿第二方向的侧视图4a，其中显示多个接触线部306，且每个接触线部306是一连续线。所述接触线部306的间距p3为n倍的p2，亦即n倍的所述预定值(n为大于或等于1的正实数)。而接触线部306的宽度w2可等于或大于微型元件300的宽度w1，以增加接触线部306黏取或吸附微型元件300的强度。另外，接触线部306的高度h2例如是等于或大于微型元件300的高度h1，以增加接触线部306黏取或吸附微型元件300时的操作良率。另外，第一辊304的宽度l1可小于第一基板302的宽度，并可通过重复取放来完成微型元件300的转移。

上述第一辊304还可以有其他变形，例如图4b所示的辊400，其中的接触线部404是由多个第一凸部402所组成。第一凸部402的间距等于微型元件300的间距p1，即所述预定值。也就是说，当辊400沿第一方向滚动并接触微型元件300，每个微型元件300会粘附于每个第一凸部402上。

请继续参照图3b，粘着层306a的附着力是大于受光或热刺激后的粘着层302a的附着力，且所述附着力可为粘着力、静电力、压力或范德华力。举例来说，粘着层306a可使用粘性操作范围与粘着层302a不同的其他胶材，来粘取第一基板302上的微型元件300，譬如使用压敏胶。在第二实施例中，第一辊304的滚动速度匹配于第一基板302沿第一方向运行的速度，以便用于生产线上。

在微型元件300被转移至第一辊304(的接触线部306)之后，请参照图3c，转移第一辊304的微型元件300至第二基板308(暂时板)，第二基板308表面涂布粘着层308a，第二基板308材料例如选用与第一基板302的热膨胀系数(cte)匹配。在本实施例中，粘着层308a的附着力是大于粘着层306a的附着力，且所述附着力可为粘着力、静电力、压力或范德华力。举例来说，可在第二基板308上使用粘性操作范围与粘着层306a不同的其他胶材作为粘着层308a，来粘取接触线部306上的微型元件300，譬如uv型解胶膜，其未照uv光时具有较上述压敏胶大的粘着力。在图3c中，转移至第二基板308上的微型元件300沿第二方向的间距p1为预定值、沿第一方向的间距p3为n倍的预定值p2，所以微型元件300在此阶段已经于第一方向上完成扩距n倍的目标。

接着，旋转第二基板308九十度，得到如图3d所示的结果。而且，旋转第二基板308九十度的方式可使用载台或机械手臂等移动装置(如旋转型机器人或直线型机器人等组合)来执行，并无特别限制。

然后，请参照图3e，通过滚动第二辊310接触第二基板308上的微型元件300，将其转移至第二辊310。第二辊310具有多个第二凸部312，第二凸部312表面涂布粘着层312a，且沿第一方向的侧视图(请见图4c)能观察到第二凸部312在第二方向上的间距p3是p2的n倍，且第一方向上的间距p4是p1的m倍，其中，m为大于或等于1的正实数，m可以是等于n的数值。此外，第二辊310的宽度l2可由第二基板308的第一方向总长度决定，或使用辊宽度相同于l1，通过重复取放来完成微型元件300的转移。由于第二辊310本身的第二凸部312之间的间距沿第一与第二方向都已经分别扩距n倍和m倍，所以只有间距p3的微型元件300会转移至第二凸部312上。

在本实施例中，粘着层312a的附着力是大于受光或热刺激后的粘着层308a的附着力，且所述附着力可为粘着力、静电力、压力或范德华力。譬如粘着层312a使用粘性操作范围与粘着层308a的胶材不同的其他胶材，来粘取第二基板308上的微型元件300，譬如粘着力介于uv型解胶膜照光前(转移前)与照光后的压敏胶，并通过对uv型解胶膜照光，使粘着层308a的黏性降低。

在微型元件300被转移至第二辊310(的第二凸部312)之后，请参照图3f，再将第二辊310上的微型元件300转移至第三基板314，其可为暂时板或产品基板，第三基板314表面涂布粘着层314a，如第三基板314是暂时板，则材料例如选用与第一基板302的热膨胀系数(cte)匹配。举例来说，第一基板302和第三基板314可以是相同材料；或者，第三基板314为具有电路电极的产品基板。在本实施例中，粘着层314a的附着力是大于粘着层312a的附着力，且所述附着力可为粘着力、静电力、压力或范德华力。譬如，当第三基板314为具有电路电极的产品基板，粘着层314a可使用的胶材如acf或sap，以便同时达到粘着、导电或自我组装对位的效果。另一方面，第三基板314若是暂时板，则可用上述uv型解胶膜，并在后续制作工艺转移至其他产品基板；举例来说，可先将第三基板314上的微型元件300贴附至一玻璃基板，再从第三基板314背面照射uv光使uv型解胶膜的粘性降低，然后撕除第三基板314。

综合第二实施例的流程，可得到用于施行第二实施例的设备至少包括第一基板302、第一辊304、第二基板308(即暂时板)、移动装置(未绘示)与第二辊310。下表二显示的是以粘着力来控制微型元件转移的方案为例的各构件的材料选择，但本发明并不限于此。

表二

综上所述，本发明采用两道式辊搭配平面基板的转移技术手段，能以简单且低成本的方式，达成微型元件扩距转移的功效，以解决使用线性运动组合的取放技术耗时的问题。

虽然结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。