一种显示面板加工系统及批量转移芯片的方法与流程

1.本技术涉及激光加工技术领域，具体涉及一种显示面板加工系统及批量转移芯片的方法。


背景技术：

2.micro
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led(微发光二极管)是指尺寸极其微小的led，其尺寸可以达到几微米，在毫米范围内即可制备上千上百个micro
‑
led，形成micro
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led阵列。由于micro
‑
led具有局域化发光、电流扩展均匀、饱和电流密度高、输出光功率密度高和光电调制带宽高等优势，在显示、无掩膜光刻、可见光通信等领域表现出不错的应用前景。由于其自发光的特性，也更易于实现低能耗高亮度显示器。
3.micro
‑
led显示屏的制备，首先需要制备薄膜化、微小化、阵列化的micro
‑
led，然后将micro
‑
led批量化的转移到基板上，再利用物理沉积制程完成保护层与上电极，最后进行封装即形成一结构简单的微器件显示屏。在该制程中，需要对micro
‑
led进行批量化的转移，现有的micro
‑
led转移技术一般是将芯粒先转移至转移基板上，将转移基板和目标基板对准后，再通过激光剥离方式使芯粒释放至目标基板；但在此过程中，如何保证转移基板与目标基板上实现精确对位，使得微米级的芯粒恰好被释放至目标基板的确定位置，这也是影响转移良率的一个重要问题。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种保证转移基板与目标基板上实现精确对位，使得微米级的芯粒恰好被释放至目标基板的确定位置的批量转移芯片的方法。
5.一种批量转移芯片的方法，包括：
6.获取第一图像传感器的第一图像，根据所述第一图像控制加工平台移动目标基板和/或转移基板，将所述转移基板移动到所述目标基板上方；
7.获取第二图像传感器的第二图像，识别所述第二图像中的电极线和芯片；
8.控制所述加工平台移动和/或旋转所述目标基板和/或所述转移基板，直至所述电极线和所述芯片的相对位置和/或相对角度属于预设范围；
9.将所述芯片由所述转移基板释放。
10.在其中一个实施例中，所述将所述芯片由所述转移基板释放包括：
11.采用激光加工或热释放的方式将所述芯片由所述转移基板释放。
12.在其中一个实施例中，所述第一图像传感器的镜头的放大倍率小于所述第二图像传感器的镜头的放大倍率。
13.在其中一个实施例中，所述识别所述第二图像中的电极线和芯片包括：
14.获取所述芯片顶点位置。
15.在其中一个实施例中，所述方法还包括：
16.根据所述芯片顶点位置计算所述芯片中心点位置，根据所述中心点位置到所述电
极线的距离确定所述电极线和所述芯片的相对位置。
17.在其中一个实施例中，所述方法还包括：
18.计算所述芯片顶点位置的连线与所述电极线的倾斜角，根据所述倾斜角确定所述电极线和所述芯片的相对角度。
19.在其中一个实施例中，所述相对位置的预设范围为小于2um，所述相对角度的预设范围为小于5度。
20.在其中一个实施例中，所述芯片的尺寸为10～50um；所述第二图像传感器的焦深大于所述芯片的厚度与所述转移基板与目标基板的间距之和；
21.将所述转移基板移动到所述目标基板上方还包括：
22.控制所述转移基板与目标基板的间距保持10～40um。
23.在其中一个实施例中，所述第一图像传感器和所述第二图像传感器为同一图像传感器，所述第一图像传感器位于第一聚焦镜下，所述第二图像传感器位于第二聚焦镜下；
24.所述方法还包括：
25.通过切换所述第一聚焦镜和所述第二聚焦镜切换所述第一图像传感器和所述第二图像传感器。
26.本技术提供了一种保证转移基板与目标基板上实现精确对位，使得微米级的芯粒恰好被释放至目标基板的确定位置的批量转移芯片的显示面板加工系统。
27.一种显示面板加工系统，所述系统包括控制器，与控制器连接的第一图像传感器、第二图像传感器和加工平台；
28.所述加工平台包括承物台和移动组件，所述承物台用于承载固定目标基板和/或转移基板，所述移动组件用于移动所述目标基板和/或转移基板；
29.所述第一图像传感器用于采集目标基板和转移基板的第一图像；
30.所述第二图像传感器用于采集目标基板上的电极线和转移基板上的芯片的第二图像；
31.所述控制器用于根据所述第一图像控制加工平台移动目标基板和/或转移基板，将所述转移基板移动到所述目标基板上方，识别所述第二图像中的电极线和芯片，控制所述加工平台移动和/或旋转所述目标基板和/或所述转移基板，直至所述电极线和所述芯片的相对位置和/或相对角度属于预设范围；
32.所述控制器还用于将所述芯片由所述转移基板释放。
33.在其中一个实施例中，所述系统还包括与所述控制器连接的激光器；
34.所述控制器还用于控制所述激光器向所述转移基板发射激光束，以使所述芯片由所述转移基板释放。
35.上述批量转移芯片的方法和系统中，设置了大视野的第一图像传感器和小视野的第二图像传感器，大视野的第一图像传感器用于对转移基板和目标基板进行粗粒度的预定位，小视野的第二图像传感器用于对转移基板上的芯片和目标基板上的电极线进行精确定位，然后配合加工平台上的移动组件，可根据定位来校正芯片的位置和角度偏差，使得芯粒能被精准释放至目标基板的预留位置上，从而与目标基板实现准确的电连接，降低错位引起的故障概率，提高转移和显示面板制造良率；且本方案实施简便，成本低廉，应用广泛。
附图说明
36.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
37.图1为一实施例中一种显示面板加工系统的示意图；
38.图2为一实施例中一种批量转移芯片的方法的流程图；
39.图3为一实施例中转移基板/目标基板标识图案示意图；
40.图4为一实施例中芯片和电极线对准过程示意图。
具体实施方式
41.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本技术保护的范围。
42.需要说明，若本技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
43.另外，若本技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。
44.为了保证转移基板与目标基板上实现精确对位，使得微米级的芯粒恰好被释放至目标基板的确定位置，本发明特提出了一种显示面板加工系统。在一个实施例中，如图1所示，本系统包括：
45.加工平台30，加工平台30(图中未示出)用于固定支撑转移基板10和承载目标基板20。转移基板10上有阵列排布的芯片12，转移基板与芯片之间涂覆有释放层，释放层可采用特定激光波长吸收材料或热敏感材料，可通过激光照射/热作用等方式使释放层分解，从而释放芯片。目标基板20用于承接芯片制作成微发光二极管面板(micro led)，其上制作有规则排布的电极线，芯片承接位置上有焊盘。
46.具体的，加工平台30可包括承物台32和移动组件34。承物台32用于承载固定目标基板20；移动组件34则用于驱动目标基板20与转移基板10产生相对运动，相对运动包括平移运动和旋转运动。如图1所示，可在承物台32下方设置电机作为移动组件34，驱动承物台32旋转，进而带动目标基板20旋转，也可在承物台32下方设置x、y和z轴的平移组件作为移动组件34，控制目标基板20相对转移基板10产生沿x、y和z方向的平移运动。也可设置机械臂或可运动的夹具作为移动组件34，夹持转移基板10，并控制转移基板10相对目标基板20运动。
47.由控制器50控制的第一图像传感器42和第二图像传感器44，视野正对承物台，用于拍摄转移基板10和目标基板20的图像，并由控制器50对图像进行处理后对转移基板10和目标基板20进行定位。其中，第一图像传感器42的放大倍率小于第二图像传感器44的放大倍率。第一图像传感器42用于拍摄转移基板10和目标基板20整体的第一图像，控制器通过识别第一图像对转移基板10和目标基板20进行整体的预定位，第二图像传感器44用于拍摄芯片级的第二图像，控制器通过识别第二图像定位转移基板10上的芯片和目标基板20上的电极线。
48.在一个实施例中，第一图像传感器42和第二图像传感器44可基于同一实体的图像传感器，该实体的图像传感器可配备同轴光源和不同视野大小的聚焦镜，且控制器可控制聚焦镜进行切换。当控制器将大视野的聚焦镜切换到实体的图像传感器的光路中时，该实体的图像传感器作为第一图像传感器42，用于采集转移基板10和目标基板20整体的第一图像；当控制器将小视野的聚焦镜切换到实体的图像传感器的光路中时，该实体的图像传感器作为第二图像传感器44，用于采集转移基板10上某一区域的芯片和相应的目标基板20上的电极线的第二图像。
49.基于此系统，本发明还提出了一种批量转移芯片的方法，该方法的执行可依赖于消息机制的计算机程序或信号机制的信号控制系统。在一个实施例中，如图2所示，该方法包括：
50.步骤s102：获取第一图像传感器的第一图像，根据第一图像控制加工平台移动目标基板和/或转移基板，将转移基板移动到目标基板上方。
51.如前所述，第一图像传感器42的视野较大，采集的第一图像为转移基板10和目标基板20整体的图像。控制器通过识别第一图像中的目标基板20和转移基板10，获取其位置，然后通过移动组件34移动目标基板使其与转移基板10趋于重合，或者通过移动组件34移动转移基板10使其与目标基板20近趋于重合。
52.优选的，转移基板10为透明材质，或者说应对第一图像传感器42和第二图像传感器44的感光光谱透明，这样才方便转移基板10和目标基板20部分重合时，第一图像传感器42能够采集到下方的目标基板20的图像。
53.进一步的，转移基板10和目标基板20上还可设置标识图案，如图3所示，标识图案在目标基板/转移基板上的相对位置固定，标识图案1的矩形条、标识图案2和标识图案3的圆点距离显示面板边缘的距离是预先设置参数固定的。标识图案可预先印刷在转移基板/目标基板的边缘的正面、背面或内部。控制器50经过图像处理，识别该标识图案的位置即可获取目标基板/转移基板的当前位置，然后可通过移动组件34移动目标基板/转移基板的位置使其趋于重合。
54.由于第一图像传感器42为大视野的图像传感器，因此，基于第一图像将目标基板20和转移基板10趋于重合为粗粒度地对准方式，会存在很多误差，单靠大视野的第一图像传感器42并不能使得转移基板10上微米级的芯片12准确地对准目标基板20上的电极线，因此需要继续用到小视野高放大倍数的第二图像传感器44。
55.步骤s104：获取第二图像传感器的第二图像，识别第二图像中的电极线和芯片。
56.第二图像传感器44为小视野大放大倍数的图像传感器，拍摄的第二图像为微米级的图像，能够采集到单个芯片和电极线的图像。在本实施例中，芯片的尺寸为10～50um，第
二图像传感器的焦深大于所述芯片的厚度与所述转移基板与目标基板的间距之和，转移基板与目标基板的间距保持在10～40um。在一个实施例中，该芯片的尺寸为30um
×
30um
×
10um，第二图像传感器的焦深大于30um，转移基板与目标基板的间距保持20um。
57.如图4所示，芯片12和电极线均非透明，电极线包括正负两极。图4中，a1b1c1d1(4个顶点)和a2b2c2d2为同一芯片在位置微调之前的两种状态，而芯片12正确的放置方式需要如a2b2c2d2所示，横跨两条相邻的正负电极线，但不与其他电极线重叠。
58.在本实施例中，可通过获取所述芯片顶点位置对芯片进行定位，即通过对第二图像进行图像识别，即可获取到位置调整前芯片a1b1c1d1四个顶点的位置，以及位置调整后芯片a2b2c2d2四个顶点的位置。
59.步骤s106：控制加工平台移动和/或旋转目标基板和/或转移基板，直至电极线和芯片的相对位置和/或相对角度属于预设范围。
60.可根据所述芯片顶点位置计算所述芯片中心点位置，根据所述中心点位置到所述电极线的距离确定所述电极线和所述芯片的相对位置。参考图4所示，图4中，调整前芯片a1b1c1d1的中心点位置为g1位置，可通过a1b1c1d1四个顶点的位置计算出g1的位置坐标。相邻两条正负极电极线之间的中心线为参考线，g1距离参考线的距离d即为电极线和芯片的相对位置。显而易见，距离d越小越好，控制器可控制加工平台移动目标基板和/或转移基板，以缩小距离d，使得距离d属于预设范围，优选的，该预设范围为小于2um。
61.同样，可计算芯片顶点位置的连线与电极线的倾斜角，根据倾斜角确定电极线和所述芯片的相对角度。参考图4所示，图4中，计算调整前芯片a1b1c1d1的a1d1边与参考线的夹角θ，而倾斜角即为90度
‑
θ。显而易见，夹角θ为90度时，倾斜角为0，芯片12正跨正负电极线。因此，控制器可控制加工平台旋转目标基板和/或转移基板，以缩小倾斜角，使得倾斜角属于预设范围，优选的，该预设范围为小于5度。
62.在此过程中，第二图像传感器44实时地采集第二图像，控制器实时地根据第二图像确定芯片中心点到参考线的距离d和芯片和电极线的倾斜角，然后反馈给移动组件34，然后由移动组件移动目标基板和/或转移基板以缩小距离d，减小倾斜角，最终，调整后，芯片处于a2b2c2d2的状态。可看出，在调整前a1b1c1d1时，该芯片横跨了三条电极线，则可能会出现短路的情况，而在调整后a2b2c2d2时，该芯片横跨了两条正负极电极线，符合电路预期。
63.步骤s108：将芯片由转移基板释放。
64.在本实施例中，可控制加工平台采用激光加工或热释放的方式将芯片由转移基板释放。如图1所示，该系统还可包括激光器60，激光器60出射激光l，当经过前述步骤s102、步骤s104和步骤s106之后，转移基板上的芯片已与目标基板上的电极线对准，此时，控制器控制激光器60出射激光l，作用至转移基板与芯片之间涂覆的释放层，即可实现芯片与转移基板的脱离，然后由于重力的作用，由转移基板释放到目标基板上。后续通过焊接，即可将芯片焊接到目标基板上。在其他的实施例中，释放层可以采用热敏感材料，通过加热释放层实现芯片与转移基板的脱离，从而实现转移。
65.上述批量转移芯片的方法和系统中，设置了大视野的第一图像传感器和小视野的第二图像传感器，大视野的第一图像传感器用于对转移基板和目标基板进行粗粒度的预定位，小视野的第二图像传感器用于对转移基板上的芯片和目标基板上的电极线进行精确定
位，然后配合加工平台上的移动组件，可根据定位来校正芯片的位置和角度偏差，使得芯粒能被精准释放至目标基板的预留位置上，从而与目标基板实现准确的电连接，降低错位引起的故障概率，提高转移和显示面板制造良率；且本方案实施简便，成本低廉，应用广泛。
66.以上仅为本技术的实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。