转移对位系统及转移对位方法

技术领域

本申请涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种转移对位系统及转移对位方法。

背景技术

自1925年世界第一台电视机诞生，1929世界第一台彩色电视被申请，显示行业经过近百年的发展，由最初的电子显像管,后来发展为液晶LCD屏，带动了电视机由大块头向体积更小的平板电视发展。随着科学与生产技术的不断进步，前些年推出了更节能并且可以弯曲的OLED屏幕。LCD相对于OLED屏，屏体太厚，对比度较低，反应速度慢；虽然OLED屏具有很多优点，但是其寿命不够长，分辨率较低。综合考虑前两者的优缺点，近几年提出了MicroLED和MiniLED的概念，MiniLED是把直下式LED背光模组缩小化，并使面板色板非常好，对比度非常高；但是这种做法增加了LED的使用量，成本很高，不易于大面积推广使用。

MicroLED与OLED的区别是它并不是采用有机物来制造，而是采用一种新的材料氮化镓，所以它使用很久也不会出现像OLED一样有image burn in（俗称的烧屏现象）。MicroLED显示器像OLED一样，具有完美的黑色，出色的色彩和近乎完美的倾斜角度，而且它会更亮，不易老化，而且从长远看，比OLED便宜。MicroLED电视还基于模块化系统，允许用户自定义屏幕尺寸。目前与OLED对比，MicroLED的生产成本还是太高，现有的巨量转移方案导致生产成本过高。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种转移对位系统及转移对位方法。

第一方面，本申请实施例提供了一种转移对位系统，用于将第一发光单元与第二发光单元转移对位；所述转移对位系统包括：

第一载台和第二载台，分别用于承载上料机构输送的第一发光单元和第二发光单元；

平面移动机构，用于驱动所述第一载台和所述第二载台在水平面上的移动；

吸附平台，设置于对位区域，用于在所述第一载台移动至所述对位区域后吸附所述第一载台上的第一发光单元；

对位相机，设置于所述对位区域，用于分别采集第一发光单元的第一坐标数据，以及所述第二发光单元的第二坐标数据；

处理器，用于根据所述第一坐标数据和所述第二坐标数据，控制所述第二载台移动，以使所述第二发光单元与所述第一发光单元处于对准状态。

根据本公开的一种具体实施方式，所述平面移动机构包括横轴驱动组件和纵轴驱动组件，所述横轴驱动组件和所述纵轴驱动组件的控制端均与所述处理器通信连接；

所述横轴驱动组件的驱动方向与所述纵轴驱动组件的驱动方向垂直。

根据本公开的一种具体实施方式，所述转移对位系统还包括升降机构和调整机构，所述升降机构和所述调整机构的控制端均与所述处理器通信连接；

所述升降机构用于驱动所述第一载台在所述对位区域靠近或者远离所述吸附平台；

所述调整机构用于调整所述第二载台的移动。

根据本公开的一种具体实施方式，所述调整机构包括六自由度驱动机构。

根据本公开的一种具体实施方式，所述对位相机包括第一对位相机和第二对位相机，所述第一对位相机和所述第二对位相机的数据端均与所述处理器通信连接；

所述第一对位相机的图像采集区域朝向所述吸附平台，用于采集所述吸附平台上的第一发光单元的第一坐标数据；

所述第二对位相机的图像采集区域朝向所述第二载台，用于采集所述第二载台上的第二发光单元的第二坐标数据。

根据本公开的一种具体实施方式，所述吸附平台还设有三个分立的对位检测传感器，所述对位检测传感器位于所述吸附平台和所述第二载台之间；

所述对位检测传感器用于检测所述第二载台相对所述吸附平台的平行度。

第二方面，本申请实施例提供了一种转移对位方法，应用于第一方面中任一项所述的转移对位系统；所述方法包括：

上料机构将第一发光单元上料到第一载台，并将第二发光单元上料到第二载台；

平面移动机构将第一载台移动至对位区域，吸附平台吸附所述第一载台上的所述第一发光单元；

所述平面移动机构将第二载台移动至所述对位区域；

对位相机分别采集第一发光单元的第一坐标数据，以及所述第二载台上的第二发光单元的第二坐标数据；

所述处理器根据所述第一坐标数据和第二坐标数据，控制所述第二载台移动，以使所述第二发光单元与所述第一发光单元处于对准状态。

根据本公开的一种具体实施方式，所述转移对位系统还包括升降机构和调整机构，所述升降机构和所述调整机构的控制端均与所述处理器通信连接；

所述平面移动机构将第一载台移动至对位区域的步骤之后，所述方法还包括：

所述升降机构驱动所述第一载台在所述对位区域靠近所述吸附平台；

所述处理器根据所述第一坐标数据和第二坐标数据，控制所述第二载台移动的步骤，包括：

所述处理器根据所述第一坐标数据和所述第二坐标数据确定调整数据；

所述调整机构根据所述调整数据调整所述第二载台的移动。

根据本公开的一种具体实施方式，所述吸附平台还设有三个分立的对位检测传感器，所述对位检测传感器位于所述吸附平台和所述第二载台之间；

所述平面移动机构将第二载台移动至所述对位区域的步骤之后，所述方法还包括：

所述对位检测传感器检测所述第二载台相对所述吸附平台的平行度；

所述调整机构根据所述平行度，调整所述第二载台的移动。

根据本公开的一种具体实施方式，所述对位相机包括第一对位相机和第二对位相机，所述第一对位相机和所述第二对位相机的数据端均与所述处理器通信连接；

所述对位相机分别采集第一发光单元的第一坐标数据，以及所述第二载台上的第二发光单元的第二坐标数据的步骤，包括：

所述第一对位相机的图像采集区域朝向所述吸附平台，并采集所述吸附平台上的第一发光单元的第一标记点的第一坐标数据；

所述第二对位相机的图像采集区域朝向所述第二载台，并采集所述第二载台上的第二发光单元的第二标记点的第二坐标数据。

上述本申请提供的转移对位系统及转移对位方法，用于将第一发光单元与第二发光单元转移对位。其中转移对位系统包括：第一载台和第二载台，分别用于承载上料机构输送的第一发光单元和第二发光单元；平面移动机构，用于驱动所述第一载台和所述第二载台在水平面上的移动；吸附平台，设置于对位区域，用于在所述第一载台移动至所述对位区域后吸附所述第一载台上的第一发光单元；对位相机，设置于所述对位区域，用于分别采集第一发光单元的第一坐标数据，以及所述第二发光单元的第二坐标数据；处理器，用于根据所述第一坐标数据和所述第二坐标数据，控制所述第二载台移动，以使所述第二发光单元与所述第一发光单元处于对准状态。这样，全自动化、高精准度地实现了MicroLED生产制程工艺中发光单元的巨量转移。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对本申请保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。

图1示出了本申请实施例提供的一种转移对位系统的结构示意图；

图2至图7示出了本申请实施例提供的转移对位系统的部分结构示意图。

附图标记汇总：

横轴驱动组件1，龙门2，激光工作单元3，上对位装置4；

升降机构5，第一载台6，第二载台7，上对位安装板8，上对位Y轴9，上对位XZ轴10，上对位相机11，对位检测传感器12，吸附平台13；

调整机构15，下对位相机16，下对位驱动轴17，升降机构18。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在下文中，可在本申请的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本申请的各种实施例中被清楚地限定。

实施例1

参见图1，为本申请实施例提供的一种转移对位系统的结构示意图，所提供的转移对位系统用于将第一发光单元与第二发光单元转移对位。如图1所示，所述转移对位系统主要包括：

第一载台6和第二载台7，分别用于承载上料机构输送的第一发光单元和第二发光单元；

平面移动机构，用于驱动所述第一载台6和所述第二载台7在水平面上的移动；

吸附平台13，设置于对位区域，用于在所述第一载台6移动至所述对位区域后吸附所述第一载台6上的第一发光单元；

对位相机，设置于所述对位区域，用于分别采集第一发光单元的第一坐标数据，以及所述第二发光单元的第二坐标数据；

处理器，用于根据所述第一坐标数据和所述第二坐标数据，控制所述第二载台7移动，以使所述第二发光单元与所述第一发光单元处于对准状态。

本实施例提供的转移对位系统，应用于microLED加工工艺中的发光单元的转移对位过程。如图2所示，上部分为需要转移对位的第一发光单元Carrier1和第二发光单元Carrier2的示意图，下部分则为转移对位后的发光单元的示意图。处理器为转移对位过程的主控器件，控制载台、移动机构、吸附平台13等的工作。

所提供的转移对位系统中，如图3所示，为第一载台6的结构示意图，图4为第二载台7的结构示意图。第一载台6和第二载台7分别用于承载上料机构输送的第一发光单元和第二发光单元。平面移动机构用于驱动所述第一载台6和所述第二载台7在水平面上的移动。

根据本公开的一种具体实施方式，所述平面移动机构包括横轴驱动组件1和纵轴驱动组件5，所述横轴驱动组件1和所述纵轴驱动组件5的控制端均与所述处理器通信连接；

所述横轴驱动组件1的驱动方向与所述纵轴驱动组件5的驱动方向垂直。

平面移动机构包括横轴驱动组件1和纵轴驱动组件5，横轴驱动组件1可以驱动第一载台6或者第二载台7在水平面上沿横轴移动，纵轴驱动组件5可以驱动第一载台6或者第二载台7在水平面上沿纵轴移动。通常的，建立一参考坐标系，横轴驱动组件1的驱动方向与x轴平行，纵轴驱动组件5的驱动方向与y轴平行，如图5所示沿y轴驱动的纵轴驱动组件5的结构示意图。

设置一对位区域，在该对位区域内完成转移对位，吸附平台13及对位相机均设置于对位区域。平面驱动机构将所述第一载台6移动至所述对位区域后，吸附平台13吸附所述第一载台6上的第一发光单元。此后，将第一载台6移走，再将第二载台7移动至吸附平台13下方。

在对位时，第二载台7移动至吸附平台13下方之后，第二载台7上的第二发光单元与吸附平台13下的第一发光单元位于对位区域内，但并未完全对准。

对位相机用于分别采集第一发光单元的第一坐标数据，以及所述第二发光单元的第二坐标数据，并发送至处理器。处理器根据所述第一坐标数据和所述第二坐标数据，控制所述第二载台7移动，以使所述第二发光单元与所述第一发光单元处于对准状态。

根据本公开的一种具体实施方式，所述转移对位系统还包括升降机构18和调整机构15，所述升降机构18和所述调整机构15的控制端均与所述处理器通信连接；

所述升降机构18用于驱动所述第一载台6在所述对位区域靠近或者远离所述吸附平台13；

所述调整机构15用于调整所述第二载台7的移动。

本实施方式中，考虑到吸附平台13存在一定高度，增设竖直方向上的驱动机构，包括用于驱动第一载台6的升降机构18和用于驱动第二载台7的调整机构15，此处的竖直方向可以为参考坐标系中的z轴。具体的，所述调整机构15可以包括六自由度驱动机构，通过控制六个轴的运动量，调整六轴运动平台15的状态。调整机构15还连接有下对位相机16和下对位驱动轴17，下对位驱动轴17包括电机丝杆模组，电机丝杆模组驱动丝杆带动下对位相机16升降对焦。

增设垂直于水平面的竖直方向的驱动机构，可以适用不同高度、厚度的发光单元、吸附平台13或者作业平台。

根据本公开的另一种具体实施方式，所述对位相机包括第一对位相机和第二对位相机，所述第一对位相机和所述第二对位相机的数据端均与所述处理器通信连接；

所述第一对位相机的图像采集区域朝向所述吸附平台13，用于采集所述吸附平台13上的第一发光单元的第一坐标数据；

所述第二对位相机的图像采集区域朝向所述第二载台7，用于采集所述第二载台7上的第二发光单元的第二坐标数据。

本实施方式中，设置两个对位相机，分别采集两个不同朝向的发光单元的坐标数据。其中，第一对位相机为向上对位，即向上采集吸附平台13下吸附的第一发光单元。第二对位相机为向下对位，即向下采集第二载台7上的第二发光单元。如图6所示为朝向所述吸附平台13的上对位相关机构的结构示意图，如图7所示为朝向第二载台7的下对位相关机构的结构示意图。这样，可以同步采集不同朝向的发光单元，实现同步定位。

根据本公开的一种具体实施方式，所述吸附平台13还设有三个分立的对位检测传感器12，所述对位检测传感器12位于所述吸附平台13和所述第二载台7之间；

所述对位检测传感器12用于检测所述第二载台7相对所述吸附平台13的平行度。

当然，除了上述的主要功能部件之外，所述转移对位系统还可以包括其他辅助功能部件。如图1所示，整个系统设置于一底座上，该底座可以为大理石底座，为整个系统提供稳定的支撑功能。在龙门两侧非作业或者非支撑区域开孔，达到减重的目的。此外，系统两侧还设置有拖链，用作传送机构，实现转移对位工位上的发光单元。此外，还有部分常规的固定螺钉、卡扣、密封件等，不再赘述。

参见图1至图7，下面将结合一具体示例解释所提供的转移对位系统的实施过程。

上料机构分别将第一发光单元第一发光单元Carrier 1 、第二发光单元Carrier2对应上料到第一载台6、第二载台7。横轴驱动组件1和纵轴驱动组件5驱动第一载台6运动到上对位装置4下，升降机构18将第一发光单元Carrier 1升起贴紧吸附平台13，吸附平台13将第一发光单元Carrier 1吸附，升降机构18降下，完成第一发光单元Carrier 1上料。

之后，第二载台7在横轴驱动组件1和纵轴驱动组件5的驱动下运动到上对位装置4的吸附平台13下方。此时，六自由度的调整机构15升起，第二载台7靠近吸附平台13。

对位检测传感器12接触到第二载台7，通过分布的三个对位检测传感器12检测出第二载台7相对于吸附平台13的平行度，然后六自由度的调整机构15调整第二载台7的平行度。第二载台7在横轴驱动组件1和纵轴驱动组件5的驱动下运动到上对位装置4的上对位相机11下方。

下对位相机16在横轴驱动组件1和纵轴驱动组件5以及下对位Z轴的驱动下，捕捉已经被吸附在吸附平台13上的第一发光单元Carrier 1的Mark点1，并将数据上传处理器。上对位相机11在上对位XZ轴10和上对位Y轴9的驱动下，对准第二发光单元Carrier 2载台7上第二发光单元Carrier 2的Mark点2，定位第二发光单元Carrier 2的Mark点2，并把位置数据上传系统。系统通过对比第一发光单元Carrier 1和第二发光单元Carrier 2的Mark点1和Mark点2的位置，将运动指令传输给横轴驱动组件1和纵轴驱动组件5调整第二载台7的水平面位置，将两者精确对位，然后六自由度的调整机构15调整第二载台7至对准状态。

如图7所示，上对位安装板8作为上对位相机11、对位检测传感器12和吸附平台13的安装支架，吸附平台13为陶瓷板，通气后可吸附产品；对位检测传感器12可以检测底部载台靠近吸附平台13时，两者的平行度，如发现偏差，将数据反馈到系统，通过调整六轴运动平台调整两者平行度。

本实施方式采用上下两组对位分别捕捉第一发光单元Carrier 1和第二发光单元Carrier 2的Mark点，然后经过软件系统的比对，驱动各轴运动，对准Mark点。

上述本申请提供的转移对位系统及转移对位方法，用于将第一发光单元与第二发光单元转移对位。其中转移对位系统包括：第一载台和第二载台，分别用于承载上料机构输送的第一发光单元和第二发光单元；平面移动机构，用于驱动所述第一载台和所述第二载台在水平面上的移动；吸附平台，设置于对位区域，用于在所述第一载台移动至所述对位区域后吸附所述第一载台上的第一发光单元；对位相机，设置于所述对位区域，用于分别采集第一发光单元的第一坐标数据，以及所述第二发光单元的第二坐标数据；处理器，用于根据所述第一坐标数据和所述第二坐标数据，控制所述第二载台移动，以使所述第二发光单元与所述第一发光单元处于对准状态。这样，全自动化、高精准度地实现了MicroLED生产制程工艺中发光单元的巨量转移。

实施例2

此外，本申请实施例还提供了一种转移对位方法，应用于上述实施例所述的转移对位系统。所述转移对位方法主要包括以下步骤：

上料机构将第一发光单元上料到第一载台，并将第二发光单元上料到第二载台；

平面移动机构将第一载台移动至对位区域，吸附平台吸附所述第一载台上的所述第一发光单元；

所述平面移动机构将第二载台移动至所述对位区域；

对位相机分别采集第一发光单元的第一坐标数据，以及所述第二载台上的第二发光单元的第二坐标数据；

所述处理器根据所述第一坐标数据和第二坐标数据，控制所述第二载台移动，以使所述第二发光单元与所述第一发光单元处于对准状态。

本实施例提供的转移对位系统，应用于microLED加工工艺中的发光单元的转移对位过程。为需要转移对位的第一发光单元Carrier1和第二发光单元Carrier2的示意图。处理器为转移对位过程的主控器件，控制载台、移动机构、吸附平台等的工作。

设置一对位区域，在该对位区域内完成转移对位，吸附平台及对位相机均设置于对位区域。平面驱动机构将所述第一载台移动至所述对位区域后，吸附平台吸附所述第一载台上的第一发光单元。此后，将第一载台移走，再将第二载台移动至吸附平台下方。

在对位时，第二载台移动至吸附平台下方之后，第二载台上的第二发光单元与吸附平台下的第一发光单元位于对位区域内，但并未完全对准。

对位相机用于分别采集第一发光单元的第一坐标数据，以及所述第二发光单元的第二坐标数据，并发送至处理器。处理器根据所述第一坐标数据和所述第二坐标数据，控制所述第二载台移动，以使所述第二发光单元与所述第一发光单元处于对准状态。

根据本公开的一种具体实施方式，所述转移对位系统还包括升降机构和调整机构，所述升降机构和所述调整机构的控制端均与所述处理器通信连接；

所述平面移动机构将第一载台移动至对位区域的步骤之后，所述方法还包括：

所述升降机构驱动所述第一载台在所述对位区域靠近所述吸附平台；

所述处理器根据所述第一坐标数据和第二坐标数据，控制所述第二载台移动的步骤，包括：

所述处理器根据所述第一坐标数据和所述第二坐标数据确定调整数据；

所述调整机构根据所述调整数据调整所述第二载台的移动。

本实施方式中，考虑到吸附平台存在一定高度，增设竖直方向上的驱动机构，包括用于驱动第一载台的升降机构和用于驱动第二载台的调整机构，此处的竖直方向可以为参考坐标系中的z轴。具体的，所述调整机构可以包括六自由度驱动机构。

增设垂直于水平面的竖直方向的驱动机构，可以适用不同高度、厚度的发光单元、吸附平台或者作业平台。

根据本公开的一种具体实施方式，所述吸附平台还设有三个分立的对位检测传感器，所述对位检测传感器位于所述吸附平台和所述第二载台之间；

所述平面移动机构将第二载台移动至所述对位区域的步骤之后，所述方法还包括：

所述对位检测传感器检测所述第二载台相对所述吸附平台的平行度；

所述调整机构根据所述平行度，调整所述第二载台的移动。

增设对位检测传感器，检测第二载台相对吸附平台的平行度，并以此调整第二载台的移动，以使得第二载台与吸附平台保持较高的平行度，进而保证第二发光单元与第一发光单元的平行对位。

根据本公开的一种具体实施方式，所述对位相机包括第一对位相机和第二对位相机，所述第一对位相机和所述第二对位相机的数据端均与所述处理器通信连接；

所述对位相机分别采集第一发光单元的第一坐标数据，以及所述第二载台上的第二发光单元的第二坐标数据的步骤，包括：

所述第一对位相机的图像采集区域朝向所述吸附平台，并采集所述吸附平台上的第一发光单元的第一标记点的第一坐标数据；

所述第二对位相机的图像采集区域朝向所述第二载台，并采集所述第二载台上的第二发光单元的第二标记点的第二坐标数据。

本实施方式中，设置两个对位相机，分别采集两个不同朝向的发光单元的坐标数据。其中，第一对位相机为向上对位，即向上采集吸附平台下吸附的第一发光单元。第二对位相机为向下对位，即向下采集第二载台上的第二发光单元。这样，可以同步采集不同朝向的发光单元，实现同步定位。

上述本申请提供的转移对位方法，通过第一载台和第二载台承载上料机构输送的第一发光单元和第二发光单元；平面移动机构，用于驱动所述第一载台和所述第二载台在水平面上的移动；吸附平台，设置于对位区域，用于在所述第一载台移动至所述对位区域后吸附所述第一载台上的第一发光单元；对位相机，设置于所述对位区域，用于分别采集第一发光单元的第一坐标数据，以及所述第二发光单元的第二坐标数据；处理器，用于根据所述第一坐标数据和所述第二坐标数据，控制所述第二载台移动，以使所述第二发光单元与所述第一发光单元处于对准状态。这样，全自动化、高精准度地实现了MicroLED生产制程工艺中发光单元的巨量转移。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和结构图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，结构图和/或流程图中的每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。