[發明專利]一種LED芯片巨量轉移用測轉實時共位的檢測裝置

在審

• 申請號: 202211548336.2
• 申請日: 2022-12-05
• 公開（公告）號: CN115763319A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 劉強;王和標;焦飛騰;王偉;馬寧;牛萍娟;桑建
• 申請（專利權）人: 北京石油化工學院;北京海炬電子科技有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/68;H01L25/075
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;趙鎮勇

本發明公開了一種LED芯片巨量轉移用測轉實時共位的檢測裝置，由芯片轉移系統、對位系統和光學檢測系統三部分組成，芯片轉移系統包括：平臺底座、立柱支座、激光頭立柱、激光頭縱向鎖緊環、激光頭固定座、激光頭橫向底板、激光頭導軌、激光頭連接板和激光頭；對位系統包括：芯片載板支撐臺、芯片載板對位平臺、芯片載板組件、目標基板對位平臺墊板、目標基板對位平臺和目標基板；光學檢測系統包括：檢測底板、檢測裝置立柱、萬向支架組件、調焦組件和檢測相機組件。本發明利用成對正交安裝的CCD工業相機，檢測激光頭在光源照射下兩條投影線反向延長交點，通過識別投影交點、目標晶位和芯片三者間是否共線，實現芯片測轉實時共位，提升了芯片效率。

技術領域

本發明涉及一種芯片巨量轉移技術，尤其涉及一種LED芯片巨量轉移用測轉實時共位的檢測裝置。

背景技術

微型發光二極管(Mini/Micro LED)是將傳統LED的像素點從毫米級降至微米級，并在單個芯片上將驅動電路與像素點高度集成的新一代無機自發光顯示技術，每一個像素都能獨立定址和單獨發光。與當前的LCD和OLED等技術相比，Mini/Micro LED具備使用壽命長、能量利用效率高、畫面顯示品質高、能耗低、響應時間短、極限分辨率高、單個Mini/Micro LED發光單元尺寸小等的優點。根據應用場景的不同，Mini/Micro LED顯示器件的制造可分為單片集成和巨量轉移兩大路線。前者通過鍵合的方式將源基板上的芯片一次性集成到驅動器背板上，僅限應用于近眼顯示器、智能手表等高分辨率微顯示器領域。對于其他諸如平板、大屏顯示器等顯示產品，需利用巨量轉移技術完成芯片從源基板到目標基板的轉移。因此，巨量轉移在Mini/Micro LED制造中占據重要地位。

巨量轉移是將幾百萬甚至上千萬顆Mini/Micro LED微芯片以單獨或成組的形式從晶膜分離，并轉移到目標基板或玻璃板對應像素電極上的工藝過程，可應用于不同尺寸、不同材質顯示屏的制作。工業生產要求芯片巨量轉移良率不低于99.99％，轉移誤差優于±5μm，為保證芯片轉移質量，提升屏幕顯示效果，需通過特定的檢測裝置去檢測目標基板上的芯片轉移質量和壞點芯片。在芯片轉移的過程中，當芯片未精準脫落至目標點位時，繼續轉移會增加芯片壞點率。因此，亟需一種巨量轉移用測轉實時共位的檢測裝置來實現轉移過程中的實時檢測。

現有技術中，主流擺臂式巨量轉移方案，通過芯片載板組件上方固定相機實時檢測芯片載板組件上芯片位置，借助機械臂拾取芯片載板組件上的芯片，并將芯片轉移至目標基板上目標晶位，利用目標基板上方固定相機在擺臂間隙實時辨識芯片落點姿態，實現轉移和檢測交替進行，較好地保證了芯片轉移質量和良率。但該方案芯片載板組件上的芯片與目標基板上的目標點位不垂直共位，導致芯片運動行程較大，轉移過程耗時大，降低了轉移效率。

中國專利202110019640.7介紹了一種基于高速掃描激光轉印的微型LED巨量轉移方法及裝置，將發射基板上的芯片放置于接收基板的待接收位置正上方數十微米內，利用飛秒激光燒蝕源基板上的聚酰亞胺，產生的高壓氣體將芯片推向接收基板，實現了芯片的垂直共位短距離快速轉移，縮短了芯片轉移時間，提升了轉移效率。但該方案中，激光頭、芯片與接收基板的待接收位置始終垂直共線，相機無法安裝于芯片和接收基板的待接收位置正上方，不能通過相機實時檢測轉移芯片，限制了轉移良率提升。

中國專利202110574750.X所述的Micro LED的巨量轉移機構，通過頂吸組件將源盤組件上小范圍晶膜張緊，同時刺針、源盤組件上芯片、目標盤組件上的目標晶位三者在垂直方向精準共位，利用針刺上下往復運動將源盤組件上芯片短距離快速精準轉移至目標盤組件上的目標晶位，具有較高的轉移效率。但三者的在垂直方向的共位，導致相機無法安裝在刺針正上方，相機不能實時檢測芯片轉移過程，限制了芯片轉移良率的提升。綜上所述，巨量轉移方案中，測轉實時能夠提升芯片轉移良率和轉移質量，但易導致測轉不共位，制約了轉移速度和轉移效率的提升；測轉共位能夠提升芯片轉移速度和轉移效率，但易導致測轉不實時，不能實時檢測芯片轉移，限制了芯片轉移良率的提升。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容