激光诱导向前转移系统与基板及显示器的制造系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种激光诱导向前转移系统与基板及显示器的制造系统，用于显示器的像素间距并非排列于蓝宝石基板上的光器件的间距的整数倍的情况。根据形成于蓝宝石基板上的光器件(2)的排列间距(3、4)、及计划向载体基板(6)上移载的光器件的排列间距(5、7)，决定供体基板与受体基板的移动速度之比，与所述供体基板的移动同步地进行激光诱导向前转移，即激光转印，由此将蓝宝石基板上的光器件以与显示器的像素间距相同的排列间距向载体基板移载。的像素间距相同的排列间距向载体基板移载。的像素间距相同的排列间距向载体基板移载。

【技术实现步骤摘要】
激光诱导向前转移系统与基板及显示器的制造系统
[0001]相关分案申请
[0002]本申请案是技术名称为“激光诱导向前转移系统与装置、基板及显示器的制造系统”、申请号为202122368647.8的技术专利申请案的分案申请,原申请案的申请日是2021年09月29日。


[0003]本技术涉及一种微发光二极管(Light Emitting Diode，LED)的封装工序，尤其涉及一种激光诱导向前转移系统与基板及显示器的制造系统。

技术介绍

[0004]近年来，氮化物半导体的光器件被用作液晶显示器的背光(backlight)、或广告牌(signage)用显示器。这些用途中，一次使用大量的光器件，因而要求高速的移载技术。作为高速的移载技术，通常进行压印(stamp)方式的一起移载，一次可移载1000～几万个左右。
[0005]光器件是通过半导体工艺在蓝宝石基板上大量制作，被称为微LED的100μm见方以下的LED在4英寸基板上达到几百万个。作为几十μm的微小器件的微LED是从作为磊晶基板的蓝宝石基板分离而利用。通常对排列于蓝宝石基板上的光器件贴合支撑基板，通过激光举离(laser lift
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off)从蓝宝石基板分离。
[0006]将支撑基板或从支撑基板移载了光器件的基板作为载体基板，通过特殊的压印将光器件从载体基板以与显示器的像素间距相应的间隔拾取，并向背板(backplane)基板封装。因此，蓝宝石基板上的光器件的间距必须为显示器的像素间距的1/N倍。此处，N为正整数。<br/>[0007]专利文献1中，对氮化物半导体从蓝宝石基板的激光举离进行了记载。专利文献2及专利文献3提出了利用不同方式的压印的高速封装。专利文献4中记载了从供体基板向受体基板进行激光诱导向前转移的激光诱导向前转移装置。
[0008][现有技术文献][0009][专利文献][0010][专利文献1]日本专利特表2007
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506445号公报
[0011][专利文献2]日本专利特开2020
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129638号公报
[0012][专利文献3]日本专利特开2018
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163900号公报
[0013][专利文献4]日本专利特开2020
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004478号公报

技术实现思路

[0014][技术所要解决的问题][0015]但是，显示器的像素间距视显示器尺寸或4K、8K等析像度而为多种，准备与像素间距对应的蓝宝石基板上的光器件的间距会妨碍光器件的大量生产，且成本变高。这也是使用激光二极管(laser diode)或光电二极管(photo diode)元件的屏型器件的共同问题。
[0016]本技术的方法解决所述问题点、即显示器等的像素间距不满足光器件的间距的正整数倍的情况下的问题。
[0017][解决问题的技术手段][0018]本技术的第一技术为一种激光诱导向前转移方法，将作为供体基板的蓝宝石基板上的光器件向作为受体基板的载体基板进行激光诱导向前转移(Laser Induced Forward Transfer，LIFT)，且包括下述工序：获取形成于蓝宝石基板上的光器件的排列的基准位置D及排列间距DP；获取计划通过激光诱导向前转移向载体基板上移载的所述光器件的排列的基准位置R及排列间距RP；基于基准位置D及基准位置R，使蓝宝石基板与载体基板相向，以从光器件的表面到载体基板的距离成为规定值的方式，调整蓝宝石基板及载体基板的任一者或两者的位置；根据排列间距DP及排列间距RP来算出蓝宝石基板与载体基板的扫描速度比VR；在蓝宝石基板与光器件的边界面，从蓝宝石基板的背面侧向排成一列的多个光器件照射激光；基于基准位置D及基准位置R，使蓝宝石基板与载体基板的水平面内的相对位置一致，使蓝宝石基板及载体基板以所述速度比VR进行扫描动作；以及与扫描动作连动地照射激光，进行激光诱导向前转移。此处，关于“光器件”，只要可利用所述各工序，则包含激光二极管或光电二极管。
[0019]第二技术为第一技术的激光诱导向前转移方法，其中，所述排列间距DP是由X方向的排列间距DX、及Y方向的排列间距DY所构成，所述排列间距RP是由X方向的排列间距RX、及Y方向的排列间距RY所构成，所述速度比VR是由根据排列间距DX和排列间距RX所算出的X方向的速度比VRX、及根据排列间距DY和排列间距RY所算出的Y方向的速度比VRY所构成，所述激光诱导向前转移方法还包括下述工序：以速度比VRY将蓝宝石基板上的光器件向载体基板进行激光诱导向前转移后，代替蓝宝石基板而将所述载体基板作为供体基板，相对于扫描方向在水平面旋转90度进行安装，以速度比VRX向第二载体基板进行激光诱导向前转移。
[0020]第三技术为第二技术的激光诱导向前转移方法，其中，所述激光的照射为使用光掩模的缩小投影，所述光掩模具有：第一开口部，为在Y方向与大致一个光器件对应且在X方向以排列间距DX与两个以上的光器件对应的开口；以及第二开口部，为在X方向与大致一个光器件对应且在Y方向以排列间距RY与两个以上的光器件对应的开口，所述激光诱导向前转移方法还包括下述工序：在以速度比VRY进行激光诱导向前转移的情况下，以使用第一开口部的方式切换掩模，在以速度比VRX进行激光诱导向前转移的情况下，以使用第二开口部的方式切换掩模。
[0021]第四技术为第三技术的激光诱导向前转移方法，其中，所述光掩模的开口部为对各光器件以大致光器件的形状进行照射的开口群。
[0022]第五技术为一种激光诱导向前转移装置，将作为供体基板的蓝宝石基板上的光器件向作为受体基板的载体基板进行激光诱导向前转移，且包括：第一处理部，获取形成于蓝宝石基板上的光器件的排列的基准位置D及排列间距DP；第二处理部，获取计划通过激光诱导向前转移向载体基板上移载的所述光器件的排列的基准位置R及排列间距RP；平台及平台控制器，基于基准位置D及基准位置R，使蓝宝石基板与载体基板相向，以从光器件的表面到载体基板的距离成为规定值的方式，调整蓝宝石基板及载体基板中的任一者或两者的位置；第三处理部，根据排列间距DP及排列间距RP来算出蓝宝石基板与载体基板的扫描
速度比VR；缩小投影光学系统，在蓝宝石基板与光器件的边界面，从蓝宝石基板的背面侧向排成一列的多个光器件照射激光；平台及平台控制器，基于基准位置D及基准位置R，使蓝宝石基板与载体基板的水平面内的相对位置一致，使蓝宝石基板及载体基板以所述速度比VR进行扫描动作；以及激光装置，与所述扫描动作连动地照射激光。
[0023]第六技术为一种激光诱导向前转移方法，将作为供体基板的蓝宝石基板上的微小元件向具有粘接层的受体基板进行激光诱导向前转移，且包括下述步骤：获取排列于供体基板上的微小元件的三维尺寸、所述排列的基准位置D及排列间距DP；获取计划通过激光诱导向前转移向受体基板上封装的所述微小元件的排列的基准位置R及排列间距R本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光诱导向前转移系统，将供体基板上的光器件向受体基板进行激光诱导向前转移，其特征在于，使所述供体基板与所述受体基板相向，在从所述光器件的表面到所述受体基板之间设置间隙，从所述供体基板的背面侧照射使用光掩模的缩小投影的激光，所述激光诱导向前转移系统包括下述机构：将以规定间隔配置的所述供体基板上的邻接的光器件，一边转换为与所述规定间隔不同的间隔一边向载体基板进行所述激光诱导向前转移。2.根据权利要求1所述的激光诱导向前转移系统，其特征在于，所述转换的间隔为X方向，即所述光器件的短轴方向。3.根据权利要求1所述的激光诱导向前转移系统，其特征在于，所述转换的间隔为Y方向，即所述光器件的长轴方向。4.根据权利要求1所述的激光诱导向前转移系统，其特征在于，所述间隙为10μm～200μm。5.根据权利要求1所述的激光诱导向前转移系统，其特征在于，一边使所述供体基板或所述受体基板进行扫描动作一边进行所述激光诱导向前转移。6.根据权利要求1至5中任一项所述的激光诱导向前转移系统，其特征在于，所述光器件为激光二极管或光电二极管。7.根据权利要求1至5中任一项所述的激光诱导向前转移系统，其特征在于，所述光器件为发光二极管或微发光二极管。8.根据权利要求1所述的激光诱导向前转移系统，其特征在于，所述光掩模的开口部为对各光器件以大致光器件的形状进行照射的开口群。9.根据权利要求1所述的激光诱导向前转移系统，其特征在于，所述供体基板为蓝宝石基板，所述受体基板为载体基板。10.根据权利要求9所述的激光诱导向前转移系统，其特征在于，包括：第一处理部，获取形成于所述蓝宝石基板上的光器件的排列的基准位置D及排列间距DP；第二处理部，获取计划通过所述激光诱导向前转移向所述载体基板上移载的所述光器件的排列的基准位置R及排列间距RP；受体平台及受体平台控制器，基于所述基准位置D及所述基准位置R，使所述蓝宝石基板与所述载体基板相向，以从所述光器件的表面到所述载体基板的距离成为所述间隙的方式，调整所述蓝宝石基板及所述载体基板中的任一者或两者的位置；第三处理部，根据所述排列间距DP及所述排列间距RP来算出所述蓝宝石基板与所述载体基板的扫描速度比VR；缩小投影光学系统，在所述蓝宝石基板与所述光器件的边界面，从所述蓝宝石基板的背面侧向排成一列的多个光器件照射激光；供体平台及供体平台控制器，基于所述基准位置D及所述基准位置R，使所述蓝宝石基板与所述载体基板的水平面内的相对位置一致，使所述蓝宝石基板与所述载体基板以所述速度比VR进行扫描动作；以及
激光装置，与所述扫描动作连动地照射激光。11.根据权利要求10所述的激光诱导向前转移系统，其特征在于，所述排列间距DP是由X方向的排列间距DX、及Y方向的排列间距DY所构成，所述排列间距RP是由X方向的排列间距RX、及Y方向的排列间距RY所构成，所述速度比VR是由根据所述排列间距DX和所述排列间距RX所算出的X方向的速度比VRX、及根据所述排列间距DY和所述排列间距RY所算出的Y方向的速度比VRY所构成，所述激光诱导向前转移系统在以所述速度比VRY进行所述激光诱导向前转移后，代替所述蓝宝石基板而将所述载体基板作为供体基板，相对于扫描方向在水平面旋转90度进行安装，以所述速度比VRX向第二载体基板进行所述激光诱导向前转移。12.根据权利要求11所述的激光诱导向前转移系统，其特征在于，所述光掩模具有：第一开口部，为在Y方向与大致一个光器件对应且在X方向以所述排列间距DX与两个以上的光器件对应的开口；以及第二开口部，为在X方向与所述大致一个光器件对应且在Y方向以所述排列间距RY与所述两个以上的光器件对应的开口，所述激光诱导向前转移系统在以所述速度比VRY进行所述激光诱导向前转移的情况下，以使用所述第一开口部的方式切换掩模，且在以所述速度比VRX进行所述激光诱导向前转移的情况下，以使用所述第二开口部的方式切换掩模。13.根据权利要求1所述的激光诱导向前转移系统，其特征在于，所述供体基板上具有微小元件，且所述受体基板具有粘接层，其中所述激光诱导向前转移系统以从所述微小元件的下表面到所述受体基板的距离成为所述间隙的方式，调整所述供体基板及所述受体基板中的任一者或两者的位置；以及在所述供体基板与所述微小元件的边界面，从所述供体基板的背面侧进行激光的缩小投影。14.根据权利要求13所述的激光诱导向前转移系统，其特征在于，进行所述缩小投影的激光为KrF准分子激光，其照射能量密度为0.5J/cm2～2J/cm2。15.根据权利要求13所述的激光诱导向前转移系统，其特征在于，填满所述基板间隔的气体环境的密度为1kg/m3～2kg/m3。16.根据权利要求13所述的激光诱导向前转移系统，其特征在于，所述粘接层的硬度为20～50，厚度为5μm以上。17.一种基板的制造系统，所述基板的制造系统为移设有光器件的受体基板的制造系统，将供体基板上的光器件向所述受体基板进行激光诱导...

【专利技术属性】
技术研发人员：山冈裕，植森信隆，仲田悟基，斋藤刚，小沢周作，佐藤伸一，仓田昌実，佐藤正彦，阿部司，野口毅，宇佐美健人，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：新型
国别省市：