TW202115818A - 晶片移轉方法以及裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種晶片移轉方法及使用所述方法的晶片移轉裝置,所述方法包含:在被移轉基底上製備其上設置有多個晶片的移轉基底;發射線光束;通過使用設置線上光束的路徑上的罩幕從線光束塑形多個圖案光束;通過將圖案光束照射到移轉基底來將多個晶片與移轉基底分隔開;以及將與移轉基底分隔開的多個晶片安放在被移轉基底上。晶片移轉方法及裝置能夠通過使用具有圖案的罩幕來將多個晶片移轉到被移轉基底上的預定位置處。
Description
本公開是關於一種晶片移轉方法及一種晶片移轉裝置,且更確切地說,是關於一種能夠通過使用具有圖案的罩幕來將多個晶片移轉到將被移轉的基底上的預置位置處的晶片移轉方法及一種晶片移轉裝置。
微型發光二極體(微型LED)顯示裝置是其中構成螢幕的所有畫素均由微型LED晶片形成的顯示裝置。微型LED顯示裝置已研究及研發為新一代顯示裝置,其比液晶顯示器(liquid crystal display, LCD)裝置消耗更少電力,具有極好的耐久性、較高發射效率以及靈活性,且在大規模、輕量化以及小型化方面是有利的。
製造微型LED顯示裝置的製程包含EPI製程、晶片製程、移轉製程以及接合製程。舉例來說,上文描述的製程當中的移轉製程是通過在其中形成有各種線和薄膜電晶體的基底上移轉多個微型LED晶片來形成畫素的製程。
舉例來說,在其中製造有微型LED晶片的晶片上製備移轉基底,且接著將微型LED晶片附接到移轉基底上且與晶片分隔開。其後,將移轉基底安置在其中形成有各種線和薄膜電晶體的被移轉基底上方,且接著將微型LED晶片與移轉基底分隔開且移轉到被移轉基底上的預置位置。
微型LED晶片具有100微米或更小的極小大小且因此難以處理。因此,單獨的晶片單元(例如,一個單元)中的微型LED晶片從移轉基底到被移轉基底的移轉具有極大難度。
在下文專利文獻中揭露本公開的背景技術。
[現有技術檔]
[專利文獻]
(專利文獻1)KR10-2019-0072196 A
本公開提供一種晶片移轉裝置及晶片移轉方法,其能夠通過使用具有圖案的罩幕將多個晶片一次性移轉到被移轉基底上的預定位置。
根據示例性實施例,一種晶片移轉方法包含:在將被移轉的基底(下文稱為被移轉基底)上製備其上設置有多個晶片的移轉基底;發射線光束;通過使用設置線上光束的路徑上的罩幕從線光束塑形多個圖案光束;通過將圖案光束照射到移轉基底來將多個晶片與移轉基底分隔開;以及將與移轉基底分隔開的多個晶片安放在被移轉基底上。
在示例性實施例中,多個晶片的分隔可包含以分別對應的方式將多個圖案光束照射到將與移轉基底分隔開的多個晶片。
在示例性實施例中,晶片移轉方法可更包含通過改變罩幕的位置來替換圖案,以使得通過使線光束透射穿過在罩幕中形成的多個圖案當中的具有對應於多個晶片中的每一個的大小的圖案來將線光束塑形成圖案光束。
在示例性實施例中,晶片移轉方法可更包含:通過使用設置線上光束的路徑上的罩幕塑形來自線光束的標記光束;通過將標記光束照射到移轉基底上且拍攝在移轉基底上的標記光束來產生標記光束圖像;以及通過使用標記光束圖像來相對於移轉基底初次對準罩幕的位置。
在示例性實施例中,可通過使用同一線光束來同時執行圖案光束的塑形及標記光束的塑形。在此,標記光束可塑形自線光束的一個部分,且圖案光束可塑形自線光束的其餘部分。
在示例性實施例中,晶片移轉方法可更包含:將圖案光束照射到移轉基底且通過拍攝透射穿過移轉基底的圖案光束產生圖案光束圖像;及通過使用圖案光束圖像來相對於移轉基底二次對準罩幕的傾斜度和距離,以用於聚焦透射穿過罩幕且照射到移轉基底的圖案光束。
在示例性實施例中,標記光束的塑形可包含通過使線光束透射穿過在多個圖案的兩側中的每一側處形成的多個對準標記當中的一對對準標記來在圖案光束的兩側處形成一對標記光束,所述一對對準標記形成於具有對應於多個晶片的大小的圖案的兩側處。
在示例性實施例中,標記光束圖像的產生可包含:拍攝在移轉基底上由自上向下照射到移轉基底的一對標記光束形成的一對對準標記;及將參考標記插入到圖像中,所述圖像是通過參照對應於標記光束的在移轉基底上顯示的參考標記的座標來拍攝對準標記而獲得的。
在示例性實施例中,初次對準可包含:從標記光束圖像計算對準標記相對於參考標記的偏移;及在與線光束的行進方向交叉的方向上將罩幕的位置及傾斜度調節與偏移一樣多的量,以使得對準標記與參考標記一致。
在示例性實施例中,圖案光束的產生可包含在沿自上向下透射穿過移轉基底的多個圖案光束的佈置方向掃描移轉基底的同時拍攝多個圖案光束的聚焦圖像。
在示例性實施例中,二次對準可包含:從聚焦圖像收集圖案光束的特性且將所收集的特性與參考特性相比較;及線上光束的行進方向上調節罩幕的位置及傾斜度,以使得所收集的特性與參考特性一致。
根據另一示例性實施例,一種將多個晶片從移轉基底移轉到被移轉基底的晶片移轉裝置包含:具有用於將線光束塑形成待照射到移轉基底的多個圖案光束的圖案的罩幕;配置成以可移動和可旋轉方式支撐罩幕的罩幕支撐件;以及配置成朝著罩幕發射線光束以便移轉多個晶片的鐳射源單元。
在示例性實施例中,多個不同圖案可形成於罩幕中,且多個圖案中的一個可具有對應於多個晶片中的每一個的大小。
在示例性實施例中,晶片移轉裝置可更包含圖案替換單元,其配置成通過控制罩幕支撐件來改變罩幕的位置,以使線光束透射穿過多個圖案當中的具有對應於附接到移轉基底的多個晶片的大小的圖案。
在示例性實施例中,多個圖案中的每一個可包含多個圖案孔。在此,線上光束的寬度方向上佈置在同一線上的圖案孔可具有彼此相同的形狀、大小以及佈置,且佈置在與線光束的寬度方向交叉的方向上的圖案孔可具有彼此不同的形狀、大小以及佈置。
在示例性實施例中,多個對準標記可形成於線光束的寬度方向上的多個圖案的兩側處;多個對準標記可線上光束的寬度方向上分別與多個圖案佈置在同一線上;以及可將透射穿過具有對應於多個微型LED晶片的大小的圖案的多個圖案光束及透射穿過安置在具有對應於多個微型LED晶片的大小的圖案的兩側的一對對準標記的一對標記光束同時照射到移轉基底。
在示例性實施例中,晶片移轉裝置可更包含:第一對準監測單元,配置成通過拍攝照射到移轉基底的標記光束而產生標記光束圖像;及第一對準調節單元,其配置成通過將罩幕支撐件控制成與移轉基底上顯示的參考標記一致來改變罩幕在與線光束的行進方向交叉的方向上的位置和傾斜度,以使得由自上向下照射到移轉基底的一對標記光束在移轉基底中形成的一對對準標記對應於標記光束。
在示例性實施例中,晶片移轉裝置可更包含:第二對準監測單元,其配置成通過拍攝透射穿過移轉基底的圖案光束的聚焦圖像來產生標記光束圖像;及第二對準調節單元,其配置成通過控制罩幕支撐件來改變罩幕在與線光束的行進方向交叉的方向上的位置和傾斜度,以使得圖案光束的特性與參考特性一致,所述特性是從自上向下透射穿過移轉基底的多個圖案光束的聚焦圖像收集的。
下文,將參考附圖詳細描述本發明的實施例。然而,本發明可以不同形式實施,且不應被解釋為限於本文所闡述的實施例。確切地說,提供這些實施例是為使得本公開將是透徹且完整的,且這些實施例將把本發明的範圍充分地傳達給所屬領域的技術人員。在圖式中,出於說明清楚起見而放大層和區的尺寸。貫穿全文,相同的附圖標號指代相同的元件。
根據示例性實施例的晶片移轉方法及晶片移轉裝置展現通過使用具有圖案的罩幕將多個晶片一次性移轉到將被移轉的基底上的設置位置上的技術特徵。
另外,根據示例性實施例的晶片移轉方法及晶片移轉裝置展現通過使用具有多個圖案的罩幕將具有不同大小的多個晶片移轉到基底上的技術特徵。
根據示例性實施例的晶片移轉方法及晶片移轉裝置可在通過使用雷射光束來移轉微型LED晶片的製程中使用。
另外,根據示例性實施例的晶片移轉方法及晶片移轉裝置可在通過使用雷射光束來將各種電子裝置從犧牲基底移轉到目標基底的各種製程中使用。
在下文中,將參考微型LED晶片移轉製程詳細地描述根據示例性實施例的晶片移轉方法及晶片移轉裝置。
圖1是示出根據示例性實施例的晶片移轉裝置的示意圖,且圖2是示出根據示例性實施例的具有形成於其中的多個圖案的罩幕的示意圖。另外,圖3到圖7是根據示例性實施例通過使用晶片移轉方法和晶片移轉裝置的微型LED晶片移轉製程的流程視圖。
參看圖1到圖7,描述根據示例性實施例的晶片移轉裝置。在此,晶片移轉裝置可被稱為微型LED晶片移轉裝置。
根據示例性實施例的晶片移轉裝置將多個晶片(例如,多個微型LED晶片1)從移轉基底S'移轉到將被移轉的基底(下文稱為被移轉基底)。晶片移轉裝置包含:具有圖案P以將線光束L塑形成圖案光束L'且將圖案光束L'照射到移轉基底S'的罩幕10;支撐罩幕10以使其能夠移動和旋轉的罩幕支撐件20;以及朝著罩幕10發射線光束L以移轉多個微型LED晶片1的鐳射源單元30。另外,晶片移轉裝置可包含將在穿過罩幕10時塑形的多個圖案光束L'反射到移轉基底S'的反射鏡單元40。
在此,具有不同大小的多個圖案P可形成於罩幕10中。更具體地說,具有不同形狀、大小以及佈置的多個圖案P可形成於罩幕10中。另外,多個圖案P中的一個可具有對應於多個微型LED晶片1中的每一個的大小。在此,大小對應的特徵表示在預定公差值內,一個微型LED晶片1的大小與一個圖案光束L'的大小一致。在此,在預定公差值內,一個圖案光束的大小可大於一個微型LED晶片1的大小。在此,公差值可被稱為公差或容限。
另外,多個圖案P中的一個可具有與多個微型LED晶片1中的每一個一致的形狀和佈置。
另外,晶片移轉裝置可更包含圖案替換單元50,其通過控制罩幕支撐件20來改變罩幕10的位置,以使得線光束L穿過多個圖案P當中的具有對應於附接到移轉基底S'的多個微型LED晶片1的大小的圖案。
晶片可能為微型LED晶片1。替代地,晶片可包含除微型LED晶片1以外的各種電子裝置晶片。
可以在藍寶石或矽基底上生長由例如Al、Ga、N、P、As以及In的無機材料製成的薄膜的方法來製造微型LED晶片1。微型LED晶片1可具有例如10 微米到100微米的大小。微型LED晶片1可包含藍色、綠色以及紅色微型LED晶片。可以將完全地製造的微型LED晶片1與藍寶石或矽基底分隔開,且接著將其附接到移轉基底S'。另一方面,可以在移轉基底S'上生長由例如Al、Ga、N、P、As以及In的無機材料製成的薄膜的方法來直接製造微型LED晶片1。
移轉基底S'可為其上以陣列型佈置且附接有多個微型LED晶片1的晶片。替代地,多個微型LED晶片1可以直接生長在移轉基底S'上。移轉基底S'可被稱為臨時基底。
下文中,為描述方便起見,被移轉基底可簡稱為基底S。
基底S可為玻璃。各種線和薄膜電晶體可形成於基底S上。可通過使用晶片移轉裝置將藍色、綠色以及紅色微型LED晶片從移轉基底S'移轉到基底S的畫素區域。替代地,基底S可具有不同種類及材料。另外,基底S可被稱為目標基底。基底S及形成於基底S上的各種線和薄膜電晶體中的每一個可由例如透明材料製成。
移轉基底S'可由第一平台(未繪示)支撐,且基底S可由第二平台(未繪示)支撐。第一和第二平台可容納在腔室(未繪示)中且在豎直方向Y上面向彼此。
第一平台可具有例如長方形板形狀或圓形板形狀且包含限定在其中心部分處的開口。第一平台的面積可大於移轉基底S'的面積,且開口的面積可小於移轉基底S'的面積。
可將吸附器(未繪示)設置在第一平台的下部。可以沿開口的周圍佈置吸附器。移轉基底S'可通過吸附器吸附到第一平台的下部且由第一平台支撐。在此,移轉基底S'的頂部表面的部分可經由開口暴露於外部。在此,圖案光束L'可穿過開口照射到移轉基底S'。在此,第一平台可具有用於支撐移轉基底S'的各種形狀和各種方法。
第二平台可安置於第一平台下方。第二平台可支撐基底S。第二平台可具有例如長方形板形狀。基底S可安放在第二平台的頂部表面上且由其支撐。第二平台的頂部表面的面積可大於基底S的面積。第二平台可具有各種結構和形狀。
由於移轉基底S'安放在第一平台上,且基底S安放在第二平台上,所以移轉基底S'和基底S可在豎直方向上面向彼此。
晶片移轉裝置可更包含第一和第二驅動單元(未繪示)。第一和第二平台可通過第一和第二驅動單元個別地移動及旋轉。因此,移轉基底S'和基底S可通過使用第一和第二驅動單元個別地移動第一和第二平台而在豎直方向Y上彼此對準。
第一驅動單元可在前後方向Z、左右方向X以及豎直方向Y上移動第一平台且相對於豎直方向Y旋轉第一平台。另外,第二驅動單元可在前後方向Z、左右方向X以及豎直方向Y上移動第二平台且相對於豎直方向Y旋轉第二平台。為此目的,第一和第二驅動單元可具有各種構成和方法。
罩幕10可由罩幕支撐件20支撐且安置於反射鏡單元40與鐳射源單元30之間。因此,罩幕10可經由限定在罩幕10中的圖案P將從鐳射源單元30行進的線光束L透射到反射鏡單元40且將線光束L塑形成圖案P的形狀。塑形成圖案P的形狀的圖案光束L'可由反射鏡單元40反射且照射到移轉基底S'。
罩幕10可具有板形狀。圖案P可形成於罩幕10中。圖案P可包含多個圖案孔。多個圖案孔可佈置線上光束L的寬度方向上,形成一個行,且使線光束L從多個圖案孔中透射穿過以塑形成圖案P的形狀。
替代地,多個圖案P可形成於罩幕10中。使線光束L從多個圖案P中透射穿過以塑形成圖案形狀。多個圖案P可佈置在豎直方向Y上。
多個圖案P可被稱為多個行r圖案P。在此,多個行r可包含例如第一行r1、第二行r2、第三行r3、第四行r4以及第五行r5。多個圖案P可沿每個行形成,且包含第一行圖案P1、第二行圖案P2、第三行圖案P3、第四行圖案P4以及第五行圖案P5。替代地,可不同地設置多個行的數目。
多個圖案P中的每一個可包含多個圖案孔。在左右方向Z上佈置在同一線上的多個圖案孔可形成一個行以形成一個圖案P。
多個圖案孔可使線光束L從其透射穿過以塑形成圖案孔的形狀。也就是說,線光束L到達罩幕10的部分可穿過多個圖案孔且被塑形成圖案光束L',且線光束L的其餘部分可不穿過罩幕10。因此,已穿過多個圖案孔的圖案光束L'可以與多個圖案孔相同的圖案形狀被照射到移轉基底S'。
線上光束L的寬度方向(例如,左右方向X)上佈置在同一線上的形成一個圖案P的多個圖案孔可具有彼此相同的形狀、大小以及佈置。也就是說,彼此形成同一行r的圖案孔可具有彼此相同的形狀、大小以及佈置。在此,佈置表示圖案孔之間的左和右間隙。如上文所描述,在左右方向X上具有相同形狀、大小以及佈置的圖案孔可被佈置以形成一條線。
另外,佈置在與線光束L的寬度方向交叉的方向上(例如,豎直方向Y上)的圖案孔的形狀、大小以及佈置中的至少一個可能不同。也就是說,當行r不同時,圖案孔的形狀、大小以及佈置中的至少一個可能不同。舉例來說,具有不同形狀、大小或佈置的圖案孔可佈置在豎直方向Y上。
也就是說,沿第一行r1形成的第一行圖案P1的圖案孔和沿第二行r2形成的第二行圖案P2的圖案孔的形狀、大小以及佈置中的至少一個為不同的。類似地,第一行圖案P1的圖案孔和第三行圖案P3的圖案孔的形狀、大小以及佈置中的至少一個為不同的。也就是說,沿每一行r形成的圖案的圖案孔的形狀、大小以及佈置中的至少一個為不同的。因此,罩幕10可不同地塑形與圖案P的數目一樣多的圖案光束L'。也就是說,照射到移轉基底S'的圖案光束L'的形狀、大小以及佈置可通過從線光束L中透射穿過的圖案P的形狀、大小以及佈置確定。
多個對準標記M可線上光束L的寬度方向上的多個圖案P的兩側中的每一側處形成。舉例來說,多個對準標記M可包含第一對準標記M1、第二對準標記M2、第三對準標記M3、第四對準標記M4以及第五對準標記M5。對準標記可線上光束的寬度方向上與多個圖案P佈置在同一線上。
舉例來說,安置在第一行上的對準標記和圖案可在左右方向X上安置在同一線上。類似地,安置在每一行上的對準標記和圖案可在左右方向X上安置在同一線上。對準標記可被稱為對準孔。對準標記可具有十字形狀。因此,在穿過對準標記時被塑形的標記光束LM在移轉基底S'上可顯示為十字形狀。替代地,對準標記可具有各種形狀。
具有在左右方向X上延伸的形狀的線光束L可在穿過圖案孔和形成於多行中的一行中的對準標記時塑形成多個圖案光束L'和多個標記光束LM,且以多個光斑的形狀照射到移轉基底S'。在此,照射到移轉基底S'的圖案光束的形狀和大小可通過線光束L所穿過的行中的圖案孔的形狀和大小確定。另外,可通過觀察照射到移轉基底S'的十字形的標記光束LM的形狀和位置來檢查罩幕10與移轉基底S'的對準狀態。
罩幕支撐件20可以可移動及可旋轉方式支撐罩幕10。舉例來說,罩幕支撐件20可支撐罩幕10在左右方向X上、前後方向Z上以及豎直方向Y上移動。在此,罩幕支撐20可支撐罩幕10以使得罩幕10的四個角(即,上、下、左以及右角)在前後方向Z上移動不同的距離。另外,罩幕支撐件20可支撐罩幕10相對於前後方向Z旋轉。
罩幕支撐件20可以與其上支撐有移轉基底S'的第一平台向上間隔開,且安置在鐳射源單元30與反射鏡單元40之間。罩幕支撐件20可通過在豎直方向Y及左右方向X上延伸而具有預定面積,且在前後方向Z上具有預定厚度。舉例來說,罩幕支撐件20可具有帶開口中心部分的長方形板形狀。替代地,罩幕支撐件20可具有各種形狀。罩幕支撐件20用以支撐罩幕10。
罩幕支撐件20可支撐罩幕10的周圍。限定在罩幕10的中心部分中的多個圖案P和對準標記M可經由罩幕支撐件20的中心部分處的開口暴露於鐳射源單元30。
可向罩幕支撐件20提供驅動體(未繪示)。驅動體可包含前後驅動體(未繪示)、左右驅動體(未繪示)、豎直驅動體(未繪示)以及旋轉驅動體(未繪示)中的至少一個。罩幕10可由驅動體支撐。罩幕支撐件20可通過使用驅動體在多個方向上調節罩幕的位置和傾斜度。
罩幕支撐件20可改變罩幕10的位置以使得線光束L穿過對應於附接到移轉基底S'上的微型LED晶片1的大小、形狀以及佈置的圖案P。也就是說,罩幕支撐件20可在多個方向上移動及旋轉罩幕以在多個圖案P當中選擇線光束L從中透射穿過的圖案P。因此,罩幕10可使線光束L透射穿過多個圖案P當中的對應於附接到移轉基底S'上的多個微型LED晶片1的形狀、大小以及佈置的一個行中的圖案。因此,可對應於微型LED晶片1的形狀、大小以及佈置來選擇照射到移轉基底S'的圖案光束L'的形狀、大小以及佈置。
鐳射源單元30可在例如前後方向Z上與罩幕10間隔開,且以例如線光束L的形式朝著罩幕10發射雷射光束。線光束L可在左右方向X上延伸且在前後方向Z上發射。鐳射源單元30可具有各種鐳射源。
反射鏡單元40可與移轉基底S'向上間隔開且在前後方向Z上面向罩幕。反射鏡單元40可將多個圖案光束L'反射到移轉基底S',所述圖案光束L'在穿過罩幕10時被塑形。反射鏡單元40可相對於圖案光束L'的行進方向傾斜45°。
反射鏡單元40可將透射穿過圖案的多個圖案光束L'和透射穿過一對對準標記的一對標記光束LM反射到移轉基底S',所述圖案具有對應於多個微型LED晶片的大小,所述一對對準標記安置在具有對應於多個微型LED晶片的大小的圖案的兩側處。因此,可同時將多個圖案光束L'和一對標記光束LM照射到移轉基底S'。
圖案光束L'和標記光束LM可在罩幕10與反射鏡單元40之間沿前後方向Z行進,且通過反射鏡單元40向下反射以在豎直方向上朝著移轉基底S'行進。
圖案替換單元50可通過控制罩幕支撐件20來改變罩幕10的位置,以使得線光束L穿過多個圖案P當中的具有對應於附接到移轉基底S'上的多個微型LED晶片1的大小的圖案。
圖案替換單元50可通過以下操作來改變罩幕10的位置:從執行移轉微型LED晶片的製程的程序控制器(未繪示)接收附接到移轉基底S'微型LED晶片1的大小、形狀以及佈置的資訊;選擇對應於微型LED晶片的所接收大小、形狀以及佈置的圖案;以及控制罩幕支撐件20以使線光束L透射穿過所選圖案。
根據示例性實施例的微型LED晶片移轉裝置可包含第一對準監測單元60、第一對準調節單元70、第二對準監測單元80以及第二對準調節單元90。
第一對準監測單元60可為光學相機。第一對準監測單元60可設置於多個中,且安置在移轉基底S'上方。第一對準監測單元60可拍攝照射到移轉基底S'的標記光束LM且產生標記光束的圖像。第一對準監測單元60可用以檢查照射到移轉基底S'的標記光束LM的位置和形狀。
第一對準調節單元70可通過將罩幕支撐件20控制成與標記在移轉基底S'上的參考標記一致來在與線光束L的行進方向交叉的方向上改變罩幕的位置和傾斜度,以使得由自上向下照射到移轉基底S'的一對標記光束LM在移轉基底S'形成的一對對準標記對應於標記光束LM。第一對準調節單元70可通過從第一對準監測單元60接收標記光束圖像及根據標記光束圖像中所顯示的對準標記的位置和形狀控制罩幕支撐件20來調節罩幕10的對準狀態。
由於通過使用第一對準監測單元60和第一對準調節單元70來檢查在移轉基底S'上的對準標記的位置和參考標記的位置,且罩幕10的對準狀態被調節以使得對準標記移動到參考標記位置,所以可相對於移轉基底S'初次對準罩幕10的位置。
第二對準監測單元80可為光束輪廓相機。第二對準監測單元80可以可移動方式安裝在基底S下方。第二對準監測單元80可通過拍攝透射穿過移轉基底S'的圖案光束L'的聚焦圖像來產生圖案光束圖像。第二對準監測單元80可用以檢查照射到移轉基底S'上的圖案光束L'的焦點形狀和特性。在此,圖案光束L'的特性可包含圖案光束L'的焦點的對比度和能量分佈曲線。在此,可從能量分佈曲線檢查圖案光束L'的能量濃度和均勻度,且可從圖案光束L'的對比度檢查可見度。
第二對準調節單元90可通過控制罩幕支撐件20以使圖案光束的特性與參考特性一致來改變罩幕10線上光束L的行進方向上的位置和傾斜度,所述圖案光束的特性是從自上向下透射穿過移轉基底S'的多個圖案光束L'的聚焦圖像收集的。為此目的,第二對準調節單元90可從第二對準監測單元80接收圖案光束圖像且通過控制罩幕支撐件20來調節罩幕10的對準狀態,以使得從圖案光束圖像檢查的圖案光束的能量分佈曲線和對比度中的至少一個與參考能量分佈曲線和參考對比度中的至少一個一致。
由於調節罩幕10的對準狀態以使得圖案光束的能量分佈曲線與參考能量分佈曲線一致,且通過使用第二對準監測單元80和第二對準調節單元90檢查照射在移轉基底S'上的圖案光束L'的狀態,使圖案光束的對比度與參考對比度一致,所以可相對於移轉基底S'二次對準罩幕10的位置。因此,可避免圖案光束L'的畸變。
當相對於移轉基底S'對準罩幕10的位置時,圖案光束L'可恰好照射到移轉基底S'與附接到移轉基底S'的微型LED晶片1之間的附接表面,且微型LED晶片1可平穩地與移轉基底S'分隔開且恰好下落到期望位置。
如上文所描述,根據示例性實施例的晶片移轉裝置可通過使用具有圖案的罩幕來將多個晶片一次性移轉到被移轉基底的預定位置。
也就是說,由於使用具有圖案的罩幕,所以可以圖案單元移轉微型LED晶片。
另外,根據示例性實施例的晶片移轉裝置可通過使用具有多個圖案的罩幕來將具有多個大小的微型LED晶片移轉到被移轉基底的預定位置。更具體地說,根據示例性實施例,可通過使用具有多個不同圖案的一個罩幕來將具有多個大小當中的期望大小的微型LED晶片簡單地移轉到被移轉基底的預定位置。
也就是說,可將具有各種大小的微型LED晶片簡單地移轉到被移轉基底的預定位置,以使得儘管隨著生產模型改變,微型LED晶片的大小被改變,但是罩幕簡單地移動以替換鐳射線光束穿過的圖案而不是被替換,且通過調節透射穿過對應於微型LED晶片的改變後大小的圖案的多個圖案光束的大小、形狀以及間隙來照射移轉基底與多個微型LED晶片之間的附接表面。
因此,可節約用於替換罩幕的時間以縮短製程時間,可減少因罩幕替換所致的工作人員的工作負擔,且可基本避免在罩幕替換期間出現的對準缺陷以確保穩定的雷射光束品質。因此,可提高微型LED晶片移轉製程的生產率。
圖8是根據示例性實施例的晶片移轉方法的流程圖。
下文中,將描述根據示例性實施例的晶片移轉方法。
根據示例性實施例的晶片移轉方法包含:在被移轉基底(下文稱為基底S)上製備其上設置有多個晶片(例如,多個微型LED晶片1)的移轉基底S';發射線光束L;通過使用設置線上光束L的路徑上的罩幕10從線光束L塑形多個圖案光束L';通過將圖案光束L'照射到移轉基底S'來將多個微型LED晶片1與移轉基底S'分隔開;以及將與移轉基底S'分隔開的多個晶片安放在基底S上。
另外,根據示例性實施例的晶片移轉方法可更包含在基底S上的移轉基底S'的製備與線光束L的發射之間,替換圖案以改變罩幕10的位置,以使得通過使線光束L透射穿過在罩幕10形成中的多個圖案P當中的具有對應於多個微型LED晶片1中的每一個的大小的圖案來將線光束L塑形成圖案光束L'。
在此,大小對應的特徵表示在預定公差值內大小彼此一致。舉例來說,一個微型LED晶片1的大小(或'面積')和一個圖案光束L'的聚焦大小可與預定公差(例如,容限)彼此一致。在此,圖案光束的大小可相對大。因此,當將圖案光束照射到微型LED晶片與移轉基底S'之間的附接表面時,圖案光束可均勻地從附接表面的中心部分照射到邊緣。
另外,根據示例性實施例的晶片移轉方法可更包含:線上光束L的發射與多個微型LED晶片1的分隔之間,通過使用設置線上光束L的路徑上的罩幕10從線光束L塑形標記光束LM;通過將標記光束LM照射到移轉基底S'且拍攝在移轉基底S'上的標記光束LM來產生標記光束圖像;以及通過使用標記光束圖像來相對於移轉基底S'初次對準罩幕10的位置。在此,可以同時執行標記光束LM的塑形與圖案光束L'的塑形。
更具體地說,可通過使用同一線光束L,沿線光束L的寬度方向在同一線上同時執行標記光束LM的塑形及圖案光束L'的塑形。
也就是說,標記光束LM和圖案光束L'可同時塑形自同一個線光束L。在此,線光束L的一個部分可塑形成標記光束LM,且線光束L的其餘部分可塑形成圖案光束L'。也就是說,標記光束LM可塑形自線光束L的兩個側邊緣,且圖案光束L'可塑形自線光束L的其餘部分。
另外,根據示例性實施例的晶片移轉方法可更包含:在初次對準與多個微型LED晶片1的分隔之間,通過將圖案光束L'照射到移轉基底S'且拍攝透射穿過移轉基底S'的圖案光束L'來產生圖案光束圖像;及通過使用圖案光束圖像來相對於移轉基底S'二次對準罩幕10的距離和傾斜度,以用於聚焦透射穿過罩幕10且照射到移轉基底S'的圖案光束。
根據示例性實施例的晶片移轉方法可將多個微型LED晶片1從移轉基底S'移轉到基底S。根據示例性實施例的晶片移轉方法可被稱為微型LED晶片移轉方法。
步驟S100:首先,參考圖1,在基底S上製備其上設置有多個微型LED晶片1的移轉基底S'。在此,可在移轉基底S'上製造多個微型LED晶片1。替代地,可在單獨犧牲基底上製造多個微型LED晶片1且接著將其附接到移轉基底S'。
可製備在豎直方向Y上面向彼此的第一和第二平台(未繪示),移轉基底S'可由第一平台的底部表面支撐,且基底S可安放在第二平台的頂部表面上。在此,可通過使用第一和第二驅動單元(未繪示)在多個方向上移動及旋轉第一和第二平台中的每一個來使移轉基底S'與基底S彼此對準。
在此,可不同地提供用於使移轉基底S'與基底S在豎直方向Y上彼此對準的方法。使移轉基底S'與基底S彼此對準的特徵可被稱為基底對準製程。
步驟S200:其後,通過改變罩幕10的位置替換圖案,以使得通過使線光束L透射穿過在罩幕10中形成的多個圖案P當中的具有對應於多個微型LED晶片1的大小的圖案來將線光束L塑形成圖案光束L'。
圖3是繪示線光束L透射穿過在第三行r3中形成的圖案的特徵的微型LED晶片移轉製程的流程視圖。另外,圖4是繪示移動罩幕10以使線光束L透射穿過在第一行r1中形成的圖案的特徵的微型LED晶片移轉製程的流程視圖。
參考圖3及圖4,可通過在豎直方向Y上移動罩幕10而使線光束L透射穿過圖案P的多個行中的一個行中的圖案。在此,相對於移轉基底S'對準罩幕10可能畸變。
步驟S300:朝著移轉基底S'發射線光束L。線光束L可從光源單元30朝著移轉基底S'發射,透射穿過罩幕10及安置在鐳射源單元30與移轉基底S'之間的路徑上的反射鏡單元40,且接著照射到移轉基底S'。
步驟S410:通過使用設置線上光束L的路徑上的罩幕10從線光束L塑形標記光束LM。舉例來說,通過使線光束L透射穿過在多個圖案P的兩側處形成的多個對準標記M當中的一對對準標記來分別在圖案光束L'的兩側處形成一對標記光束LM,所述一對對準標記形成於大小對應於多個微型LED晶片1的大小的圖案的兩側處。一對標記光束LM被塑形成對準標記的形狀,例如,十字形狀,且朝著反射鏡單元40在前後方向Z上行進。
步驟S420:其後,通過將標記光束LM照射到移轉基底S'且拍攝在移轉基底S'上的標記光束LM來產生標記光束圖像。也就是說,朝著反射鏡單元40在前後方向Z上行進的一對標記光束LM通過反射鏡單元40反射且行進到移轉基底S',且由自上向下照射到移轉基底S'的一對標記光束LM在移轉基底S'上形成的一對對準標記通過第一對準監測單元60拍攝。在此,也可在標記光束圖像中拍攝預先標記在移轉基底S'上的參考標記。替代地,可參照對應於標記光束LM在移轉基底S'上標記的參考標記的座標(0, 0)將參考標記插入到所拍攝的對準標記圖像中。
圖5是繪示在罩幕10的初次對準中調節罩幕10的位置和傾斜度的特徵的微型LED晶片移轉製程的流程視圖。
步驟S430:其後,通過使用標記光束圖像來相對於移轉基底S'初次對準罩幕10的位置。具體地說,通過以下操作來調節罩幕10的位置和傾斜度:從自第一對準監測單元60輸入到第一對準調節單元70的標記光束圖像來計算對準標記相對於參考標記的偏移Δx、偏移Δy以及偏移Δθ;通過第一對準監測單元60控制罩幕支撐件20;以及使罩幕10在與線光束L的行進方向(參考圖4和圖5)交叉的豎直方向Y及前後方向X上移動及旋轉與偏移一樣多的量。在此,傾斜度表示罩幕10相對於X-Z平面的傾斜度或旋轉角度。
其後,可重複產生標記光束圖像及進行初次對準,以使得對準標記和參考標記在移轉基底S'上一致。通過上文描述的製程,可完成罩幕10的初次對準,且可將標記光束LM照射到移轉基底S'上的期望位置。因此,安置於標記光束LM之間的圖案光束L'也可恰好照射到移轉基底S'上的期望位置。
步驟S510:通過使用設置線上光束L的路徑上的罩幕10從線光束L塑形多個圖案光束L'。在此,可以結合上文描述的標記光束LM從線光束L的塑形來執行這一製程。舉例來說,線光束L從鐳射源單元30發射到罩幕10且接著在穿過罩幕10時被塑形成圖案光束L'。
圖6是繪示在通過使用第二對準監測單元80掃描移轉基底S'的同時拍攝透射穿過移轉基底S'的圖案光束L'的聚焦圖像的特徵的微型LED晶片移轉製程的流程視圖。
步驟S520:其後,通過將圖案光束L'照射到移轉基底S'且拍攝透射穿過移轉基底S'的圖案光束L'而產生圖案光束圖像。也就是說,透射穿過罩幕10的圖案光束L'行進到反射鏡單元40且由反射鏡單元40反射,因此照射到移轉基底S'。另外,通過使用第二對準監測單元80(參考圖6),通過拍攝透射穿過移轉基底S'的圖案光束L'以在微型LED晶片1與移轉基底S'之間的附接表面上形成焦點來產生圖案光束圖像。
在此,在沿自上向下透射穿過移轉基底S'的多個圖案光束L'的佈置方向掃描移轉基底S'的同時,拍攝多個圖案光束的聚焦圖像。在初次對準與多個微型LED晶片的分隔之間執行這一製程。也就是說,通過拍攝透射穿過初次對準的罩幕10的圖案光束L'來產生圖案光束圖像。
圖7是繪示在罩幕10的二次對準中調節罩幕10的位置和傾斜度的特徵的微型LED晶片移轉製程的流程視圖。
步驟S530:其後,通過使用第二對準調節單元90,通過使用圖案光束圖像來相對於移轉基底S'二次對準罩幕10的傾斜度和距離,以用於聚焦照射到移轉基底S'上的圖案光束L'。也就是說,圖案光束的特性是從由第二對準監測單元80拍攝的聚焦圖像收集的。從聚焦圖像收集的圖案光束的特性可包含圖案光束的能量分佈曲線和對比度中的至少一個。隨後,通過使用第二對準調節單元90,通過比較所收集的特性與參考特性且控制罩幕支撐件20而線上光束L的行進方向上(例如,前後方向Z上)調節罩幕10的位置和傾斜度,以使得所收集的特性與參考特性一致。在此,位置是在前後方向Z上的位置,且傾斜度是相對於X-Y平面的傾斜度。
在此,罩幕10的四個角(即,上、下、左以及右角)可在前後方向Z上分別移動不同距離ΔZ1到距離ΔZ4或相同距離(參考圖7)。舉例來說,當在前後方向Z上朝著鐳射源單元30拉動或推動罩幕10時,圖案光束L'可具有明顯的焦點,且在此,能量分佈曲線可沿推動或拉動方向增大或減小以具有期望值。
通過上文描述的製程,可補償圖案光束L'的聚焦圖像的抖動,且可重複上文描述的圖案光束圖像的產生和二次對準以補償聚焦圖像的抖動達到所期望水準。因此,可完成罩幕10與移轉基底S'之間的對準。
步驟S600:其後,當在穿過完成初次和二次對準的罩幕10的同時塑形的圖案光束L'被照射到移轉基底S'時,熱能被施加至在移轉基底S'與微型LED晶片1之間的附接表面,且多個微型LED晶片1與移轉基底S'分隔開。具體地說,可以分別對應的方式同時將多個圖案光束照射到將與移轉基底S'分隔開的多個微型LED晶片1。在此,以對應的方式照射的特徵表示將一個圖案光束照射到一個微型LED晶片1。在這一製程中,可以圖案單元將多個微型LED晶片1一次性移轉到基底S,即,被移轉的基底S。
在此,由於罩幕10與移轉基底S'對準,且移轉基底S'與基底S對準,所以多個微型LED晶片1可平穩地與移轉基底S'分隔開,且在隨後將描述的製程中,微型LED晶片1可安放在基底上的位置上。
其後,將與移轉基底S'分隔開的多個微型LED晶片1中的每一個精確地安放在基底S上的期望位置處。在此,通過使用與移轉基底S'分隔開的多個微型LED晶片1的自身重量使多個所述微型LED晶片1從移轉基底S'向下落。在這一製程中,微型LED晶片1可移轉到基底S。
在此,可將由接合材料製成的薄膜層(未繪示)設置在基底S的頂部表面上,以使得基底S的晶片附接部分與微型LED晶片1的基底附接部分彼此附接且電連接。
由接合材料製成的薄膜層可為各向異性導電膜(anisotropically conductive film, ACF)。由接合材料製成的薄膜層可包含分佈於其中多個導電顆粒且具有預定的粘合性質。由接合材料製成的薄膜層可被稱為導電材料層或各向異性導電膜。
當在圖案光束L'沿前後方向掃描移轉基底S'的同時重複晶片的分隔及分隔晶片到被移轉基底的移轉,且全部多個微型LED晶片1與移轉基底S'分隔開且從移轉基底S'移轉到基底S時,可將下一移轉基底S'裝載於第一平台上且可以執行下一移轉製程。
其後,當通過將多個微型LED晶片1分別移轉到基底S(例如,被移轉的基底S)的全部期望位置來完成畫素形成時,可將基底S移動到下一個製程位置且可執行後續製程。
後續製程可為通過向在微型LED晶片1與基底S之間的附接表面施加熱量來將微型LED晶片1附接且電連接到由設置在基底S上的接合材料製成的薄膜層的製程。
如上文所描述,在施加有根據示例性實施例的晶片移轉方法及裝置的晶片移轉製程中,儘管移轉基底S'上的微型LED晶片1的大小隨生產模型改變而改變,但通過移動罩幕10而不是替換罩幕10僅改變圖案位置。
具體地說,微型LED顯示裝置可包含微型LED晶片,其構成具有根據生產模型變化的大小的畫素。因此,即使當將在製程設施中生產的微型LED顯示裝置的生產模型改變時,通過移動罩幕10而不是替換罩幕10可僅改變圖案位置。
也就是說,根據示例性實施例,由於生產模型發生了改變但罩幕10被不必要替換,工作人員不必停止製程設施,用具有大小對應於改變後的微型LED晶片的大小的圖案的新罩幕替換當前罩幕,且重新調節鐳射圖案光束的大小、形狀以及間隙。因此,可減少整個製程時間。
另外,根據示例性實施例,由於初次和二次對準在圖案替換之後依序執行,所以可確保穩定的鐳射品質。因此,移轉微型LED晶片的製程可具有提高的生產率。
另外,由於通過使鐳射線光束透射穿過罩幕10的圖案P來將鐳射線光束處理成彼此間隔開的多個鐳射圖案光束,且在微型LED晶片1與移轉基底S'分隔開時將多個已處理鐳射圖案光束L'照射到多個微型LED晶片與移轉基底之間的附接表面,所以多個微型LED晶片可被分隔開一個,且多個微型LED晶片1可同時被移轉到被移轉的基底S上的廣泛區域。因此,可提高處理速度。
根據示例性實施例,可通過使用具有圖案的罩幕將多個晶片一次性移轉到被移轉基底上的預定位置。
舉例來說,當應用於微型LED晶片移轉製程時,在將具有等於或小於100微米的大小的微型LED晶片從移轉基底移轉到被移轉基底時,可以一次性移轉與通過使用圖案塑形的多個圖案光束的數目一樣多的多個微型LED晶片。
因此,可減少製程時間,且可提高微型LED晶片移轉製程的生產率。
儘管已參考特定實施例描述了沉積裝置和方法,但其不限於此。因此,所屬領域的技術人員將容易理解,在不脫離由隨附權利要求書限定的本發明的精神和範圍的情況下,可以對其進行各種修改和改變。
1:微型LED晶片
10:罩幕
20:罩幕支撐件
30:鐳射源單元
40:反射鏡單元
50:圖案替換單元
60:第一對準監測單元
70:第一對準調節單元
80:第二對準監測單元
90:第二對準調節單元
L:線光束
L':圖案光束
LM:標記光束
M:對準標記
M1:第一對準標記
M2:第二對準標記
M3:第三對準標記
M4:第四對準標記
M5:第五對準標記
P:圖案
P1:第一行圖案
P2:第二行圖案
P3:第三行圖案
P4:第四行圖案
P5:第五行圖案
r、r1、r2、r3、r4、r5:行
S:基底
S':移轉基底
S100、S200、S300、S410、S420、S430、S510、S520、S530、S600:步驟
X:左右方向
Y:豎直方向
Z:前後方向
Δx、Δy、Δθ:偏移
ΔZ1、ΔZ2、ΔZ3、ΔZ4:距離
圖1是示出根據示例性實施例的晶片移轉裝置的示意圖。
圖2是示出根據示例性實施例的具有形成於其中的多個圖案的罩幕的示意圖。
圖3到圖7是根據示例性實施例通過使用晶片移轉方法和晶片移轉裝置的晶片移轉製程的流程視圖。
圖8是根據示例性實施例的晶片移轉方法的流程圖。
S100、S200、S300、S410、S420、S430、S510、S520、S530、S600:步驟
Claims (18)
- 一種晶片移轉方法,包括: 在將被移轉的基底(下文稱為被移轉基底)上製備移轉基底,所述移轉基底上設置有多個晶片; 發射線光束; 通過使用設置在所述線光束的路徑上的罩幕,從所述線光束塑形多個圖案光束; 通過將所述圖案光束照射到所述移轉基底,以將多個所述晶片與所述移轉基底分隔開;以及 將與所述移轉基底分隔開的多個所述晶片安放在所述被移轉基底上。
- 如請求項1所述的晶片移轉方法,其中多個所述晶片的分隔包括以分別對應的方式將多個所述圖案光束照射到將與所述移轉基底分隔開的多個所述晶片。
- 如請求項2所述的晶片移轉方法,更包括通過改變所述罩幕的位置來替換圖案,使所述線光束透射穿過在所述罩幕中形成的多個圖案當中的具有對應於多個所述晶片中的每一個的大小的圖案,以將所述線光束塑形成所述圖案光束。
- 如請求項3所述的晶片移轉方法,更包括: 通過使用設置在所述線光束的路徑上的所述罩幕,以從所述線光束塑形標記光束; 通過將所述標記光束照射到所述移轉基底以及拍攝在所述移轉基底上的所述標記光束,以產生標記光束圖像;以及 通過使用所述標記光束圖像,以相對於所述移轉基底初次對準所述罩幕的位置。
- 如請求項4所述的晶片移轉方法,其中通過使用同一所述線光束來同時執行所述圖案光束的塑形及所述標記光束的塑形, 其中所述標記光束塑形自所述線光束的一個部分,以及所述圖案光束塑形自所述線光束的其餘部分。
- 如請求項4所述的晶片移轉方法,更包括: 將所述圖案光束照射到所述移轉基底,並通過拍攝透射穿過所述移轉基底的所述圖案光束,以產生圖案光束圖像;以及 通過使用所述圖案光束圖像,以相對於所述移轉基底二次對準所述罩幕的傾斜度及距離,用於聚焦透射穿過所述罩幕以及照射到所述移轉基底的所述圖案光束。
- 如請求項4所述的晶片移轉方法,其中所述標記光束的塑形包括通過使所述線光束透射穿過在多個圖案的兩側中的每一側處形成的多個對準標記當中的一對所述對準標記,以在所述圖案光束的兩側處形成一對所述標記光束,一對所述對準標記形成於具有對應於多個所述晶片的大小的圖案的兩側處。
- 如請求項7所述的晶片移轉方法,其中所述標記光束圖像的產生包括: 拍攝在所述移轉基底上由自上向下照射到所述移轉基底的一對所述標記光束形成的一對所述對準標記;以及 將參考標記插入到圖像中,所述圖像是通過參照對應於所述標記光束的所述移轉基底上顯示的所述參考標記的座標來拍攝所述對準標記而獲得的。
- 如請求項8所述的晶片移轉方法,其中初次對準包括: 從所述標記光束圖像計算所述對準標記相對於所述參考標記的偏移;以及 在與所述線光束的行進方向交叉的方向上將所述罩幕的位置及傾斜度調節與所述偏移一樣多的量,以使得所述對準標記與所述參考標記一致。
- 如請求項6所述的晶片移轉方法,其中所述圖案光束的產生包括:在沿自上向下透射穿過所述移轉基底的多個所述圖案光束的佈置方向掃描所述移轉基底的同時,拍攝多個所述圖案光束的聚焦圖像。
- 如請求項10所述的晶片移轉方法,其中二次對準包括: 從所述聚焦圖像收集所述圖案光束的特性以及將所收集的特性與參考特性相比較;以及 在所述線光束的行進方向上調節所述罩幕的位置及傾斜度,以使得所收集的特性與所述參考特性一致。
- 一種晶片移轉裝置,將多個晶片從移轉基底移轉到被移轉基底,包括: 罩幕,具有用於將線光束塑形成待照射到所述移轉基底的多個圖案光束的圖案; 罩幕支撐件,配置成以可移動及可旋轉方式支撐所述罩幕;以及 鐳射源單元,配置成朝著所述罩幕發射所述線光束以便移轉多個所述晶片。
- 如請求項12所述的晶片移轉裝置,其中多個不同圖案形成於所述罩幕中,以及 多個圖案中的一個具有對應於多個所述晶片中的每一個的大小。
- 如請求項13所述的晶片移轉裝置,更包括圖案替換單元,其配置成通過控制所述罩幕支撐件來改變所述罩幕的位置,以使所述線光束透射穿過多個圖案當中的具有對應於附接到所述移轉基底的多個所述晶片的大小的圖案。
- 如請求項13所述的晶片移轉裝置,其中多個圖案中的每一個包括多個圖案孔, 其中在所述線光束的寬度方向上佈置在同一線上的圖案孔具有彼此相同的形狀、大小以及佈置,以及佈置在與所述線光束的寬度方向交叉的方向上的圖案孔具有彼此不同的形狀、大小以及佈置。
- 如請求項14或15所述的晶片移轉裝置,其中多個對準標記形成於所述線光束的寬度方向上的多個圖案的兩側處, 多個所述對準標記在所述線光束的寬度方向上分別與多個圖案佈置在同一線上,以及 將透射穿過具有對應於多個微型LED晶片的大小的圖案的多個所述圖案光束,以及透射穿過安置在具有對應於多個所述微型LED晶片的大小的圖案的兩側的一對對準標記的一對標記光束,同時照射到所述移轉基底。
- 如請求項16所述的晶片移轉裝置,更包括: 第一對準監測單元,配置成通過拍攝照射到所述移轉基底的所述標記光束而產生標記光束圖像;以及 第一對準調節單元,配置成通過將所述罩幕支撐件控制成與所述移轉基底上顯示的參考標記一致,來改變所述罩幕在與所述線光束的行進方向交叉的方向上的位置及傾斜度,以使得由自上向下照射到所述移轉基底的一對所述標記光束在所述移轉基底中形成的一對所述對準標記對應於所述標記光束。
- 如請求項16所述的晶片移轉裝置,更包括: 第二對準監測單元,配置成通過拍攝透射穿過所述移轉基底的所述圖案光束的聚焦圖像來產生標記光束圖像;以及 第二對準調節單元,配置成通過控制所述罩幕支撐件,來改變所述罩幕在與所述線光束的行進方向交叉的方向上的位置及傾斜度,以使得所述圖案光束的特性與參考特性一致,所述特性是從自上向下透射穿過所述移轉基底的多個所述圖案光束的所述聚焦圖像收集的。
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