CN112331641B - 微型发光二极管显示器及其修补方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种微型发光二极管显示器及其修补方法，其包括显示基板、第一焊接层、至少一第二焊接层、多个第一微型发光二极管以及至少一第二微型发光二极管。显示基板包括具有多个像素区的基板、第一线路层以及第二线路层，且第一线路层与第二线路层分布于各像素区内。第一焊接层设置于第一线路层上。第二焊接层设置于第二微型发光二极管上。第一焊接层的分布面积大于第二焊接层的分布面积。所述多个第一微型发光二极管通过第一焊接层接合于各像素区内的第一线路层。第二微型发光二极管通过第二焊接层接合于一个像素区内的第二线路层。
Description
技术领域
本发明涉及一种显示器及其修补方法，尤其涉及一种微型发光二极管显示器及其修补方法。
背景技术
随着显示技术的发展，显示器中的背光(backlight)已从发光二极管背光(LEDbacklight)发展至次毫米发光二极管背光(mini LED backlight)或微型发光二极管背光(micro LED backlight)。以微型发光二极管背光为例，数百万或数千万颗的微型发光二极管采用巨量转移(mass transfer)的技术自磊晶基板转移至显示基板，转移至显示基板上的微型发光二极管可能因损坏或定位失准无法发光而形成坏点(broken spot)，导致显示质量下滑。遂有应用于微型发光二极管背光的修补方法被提出。
显示基板可划分出数组排列的多个像素区，现有的修补方法是在各像素区内设置第一焊接层与第二焊接层，且第一焊接层与第二焊接层形成于各像素区内的线路上。进一步来说，在转移程序中，第一焊接层经第一次回焊(reflow)，以使多个第一微型发光二极管通过第一焊接层接合于各像素区内的线路。同时，第二焊接层也经第一次回焊(reflow)。一旦检测出任一个像素区内的第一微型发光二极管因损坏或定位失准无法发光，立即进行修补程序。在修补程序中，将第二微型发光二极管转移至存在坏点的像素区，其中第二焊接层经第二次回焊，以使第二微型发光二极管通过第二焊接层接合于存在坏点的像素区内的线路，以替代无法发光的第一微型发光二极管。
因第二焊接层经过至少二次回焊，存在坏点的像素区内的线路与第二微型发光二极管之间的接合强度有不足的疑虑，且易于产生第二焊接层搭接于同一像素区内的其他线路而致短路的情况。为了避免产生短路，常见的方法是使用防焊层来避免焊接层溢流，且防焊层往往会包覆在线路层两旁。在修补过程中，由于线路层上的部分空间会被防焊层包覆，因此需要较精准的对位来进行焊接层与线路层的连接。也就是说，现有的修补方法的修补良率不佳。
发明内容
本发明是针对一种微型发光二极管显示器，具有极佳的可靠度。
本发明是针对一种微型发光二极管显示器的修补方法，有助于提高修补良率。
根据本发明的实施例，微型发光二极管显示器包括显示基板、第一焊接层、至少一第二焊接层、多个第一微型发光二极管以及至少一第二微型发光二极管。显示基板包括基板、第一线路层以及第二线路层，其中基板定义有多个像素区，且第一线路层与第二线路层分布于各像素区内。各像素区内的第二线路层并列于第一线路层。第一焊接层设置于第一线路层上。第二焊接层设置于第二微型发光二极管上。第一焊接层的分布面积大于第二焊接层的分布面积。所述多个第一微型发光二极管通过第一焊接层接合于各像素区内的第一线路层。第二微型发光二极管通过第二焊接层接合于一个像素区内的第二线路层。
在根据本发明的实施例的微型发光二极管显示器中，上述的第一焊接层完全覆盖第一线路层中背向基板的顶面。
在根据本发明的实施例的微型发光二极管显示器中，上述的第二焊接层局部覆盖第二线路层中背向基板的顶面。
在根据本发明的实施例的微型发光二极管显示器中，上述的第二焊接层的分布面积小于第二线路层中背向基板的顶面的表面积。
在根据本发明的实施例的微型发光二极管显示器中，上述的至少一第二微型发光二极管包括磊晶层与连接磊晶层的电极，且第二焊接层形成于电极。电极与第二焊接层回焊形成金层、金铟合金层以及铟层。
在根据本发明的实施例的微型发光二极管显示器中，上述的微型发光二极管显示器还包括设置于基板上的光学胶层，其中光学胶层包覆各第一微型发光二极管的局部、第二微型发光二极管的局部、第一焊接层、第一线路层、第二焊接层以及第二线路层。
在根据本发明的实施例的微型发光二极管显示器中，上述的位于同一个像素区内的第一微型发光二极管与第二微型发光二极管被通电后，第二微型发光二极管发光，且第一微型发光二极管不发光。
在根据本发明的实施例的微型发光二极管显示器中，上述的第一微型发光二极管与对应于第一微型发光二极管的第一焊接层的一部分被移除，且第一焊接层的另一部分残留于第一线路层上。
根据本发明的实施例，微型发光二极管显示器的修补方法包括以下步骤。提供显示基板，其中显示基板包括基板、第一线路层以及第二线路层，且基板具有多个像素区。第一线路层与第二线路层分布于各像素区内，且各像素区内的第二线路层并列于第一线路层。接着，形成第一焊接层于各像素区内的第一线路层。然后，将多个第一微型发光二极管转移至显示基板，并通过第一焊接层接合于各像素区内的第一线路层。接着，形成第二焊接层于至少一第二微型发光二极管上。后续，将第二微型发光二极管转移至显示基板，并通过第二焊接层接合于其中一个像素区内的第二线路层。另外，第一焊接层的分布面积大于第二焊接层的分布面积。
在根据本发明的实施例的微型发光二极管显示器的修补方法中，上述的微型发光二极管示器的修补方法还包括以下步骤。在形成第一焊接层于各像素区内的第一线路层之后，形成光学胶层于基板上，且光学胶层包覆第一焊接层、第一线路层以及第二线路层。
在根据本发明的实施例的微型发光二极管显示器的修补方法中，上述的在将所述多个第一微型发光二极管转移至显示基板的过程中，各第一微型发光二极管嵌入光学胶层。
在根据本发明的实施例的微型发光二极管显示器的修补方法中，上述的在将第二微型发光二极管转移至显示基板的过程中，第二微型发光二极管与第二焊接层嵌入光学胶层。
在根据本发明的实施例的微型发光二极管显示器的修补方法中，上述的微型发光二极管示器的修补方法还包括以下步骤。在将第二微型发光二极管转移至显示基板之前，对所述多个第一微型发光二极管进行检测。
基于上述，本发明提出的微型发光二极管显示器的修补方法是在检测出任一个像素区存在坏点后，才形成第二焊接层于第二微型发光二极管，接着进行修补程序，以将第二微型发光二极管转移至存在坏点的像素区内。如此一来，第二焊接层不会经过二次回焊，因而可提高第二微型发光二极管与存在坏点的像素区内的第二线路层之间的接合强度，并且，第二焊接层的分布面积小于第二线路层中背向基板的顶面的表面积，以具有更宽裕的精准对位空间，即使不需要包覆防焊层也可避免第二焊接层搭接于同一像素区内的第一线路层，防止形成短路。因此，本发明提出的微型发光二极管显示器的修补方法有助于提高修补良率，而且制作所得的微型发光二极管显示器具有极佳的可靠度。
附图说明
图1A至图1D是本发明一实施例的微型发光二极管显示器的修补方法的局部剖面示意图；
图1E是本发明一实施例的微型发光二极管显示器的局部俯视示意图；
图1F是图1E的微型发光二极管显示器沿剖线C-C的局部剖面示意图；
图2是本发明一实施例的第二微型发光二极管接合于第二线路层的局部放大示意图；
图3是本发明另一实施例的第二微型发光二极管接合于第二线路层的局部放大示意图
图4A至图4D是本发明另一实施例的微型发光二极管显示器的修补流程的局部剖面示意图。
具体实施方式
现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。
图1A至图1D是本发明一实施例的微型发光二极管显示器的修补方法的局部剖面示意图。首先，请参考图1A与图1B，进行转移步骤。如图1A所示，提供显示基板110，其中显示基板110包括基板111、形成于基板111上的第一线路层112以及形成于基板111上的第二线路层113，且基板111具有多个像素区111a。另外，第一线路层112与第二线路层113分布于各像素区111a内，且各像素区111a内的第二线路层113并列于第一线路层112。
举例来说，第一线路层112与第二线路层113的材料可包括钼(Molybdenum)、钛(Titanium)或氧化铟锡(ITO)，其中第一线路层112作为各像素区111a内的主要线路，且第二线路层113作为各像素区111a内的修补线路。
接着，采用印刷或涂布等方式形成第一焊接层120于各像素区111a内的第一线路层112，且第一焊接层120完全覆盖第一线路层112中背向基板111的顶面112a。举例来说，第一焊接层120的材质可为铟(Indium)。
然后，请参考图1B，将多个第一微型发光二极管130转移至显示基板110，并通过第一焊接层120接合于各像素区111a内的第一线路层112。也就是说，每一个像素区111a具有一个第一微型发光二极管130。在将多个第一微型发光二极管130转移至显示基板110的过程中，每一个像素区111a内的第二线路层113上不具有焊料。
接着，进行检测程序。在检测程序中，先对所述多个第一微型发光二极管130通电，并采用自动光学检测(AOI)设备检测各像素区111a是否存在坏点。倘若检测出任一个像素区111a存在坏点，则代表着所述像素区111a内的第一微型发光二极管130因损坏或定位失准而无法发光。之后，对存在坏点的像素区111a进行修补程序。
接着，如图1C所示，提供至少一第二微型发光二极管150，且第二微型发光二极管150的色光与无法发光的第一微型发光二极管130的色光相同。然后，采用印刷或涂布等方式形成第二焊接层140于至少一第二微型发光二极管150上。进一步来说，第二微型发光二极管150包括磊晶层151与连接磊晶层151的电极152，且第二焊接层140形成于电极152上。举例来说，第二焊接层140的材质可为铟(Indium)，且电极152材质可为金。
最后，如图1D所示，将第二微型发光二极管150转移至显示基板110，并通过第二焊接层140接合于存在坏点的像素区111a内的第二线路层113，以替代无法发光的第一微型发光二极管130。因此，当通电至存在坏点的像素区111a内的第一微型发光二极管130与第二微型发光二极管150时，第二微型发光二极管150发光，且第一微型发光二极管130不发光。另一方面，在不存在坏点的其他像素区111a内，第二线路层113上不具有第二焊接层140。
在本实施例中，各像素区111a内的第一线路层112与第二线路层113的几何轮廓或尺寸相同，其中第一焊接层120完全覆盖第一线路层112中背向基板111的顶面112a，且第二焊接层140局部覆盖第二线路层113中背向基板111的顶面113a。因此，第一焊接层120在第一线路层112上的分布面积大于第二焊接层140在第二线路层113上的分布面积，也就是说，第二焊接层140的分布面积小于第二线路层113中背向基板111的顶面113a的表面积。
在将所述多个第一微型发光二极管130转移至显示基板110的过程中，各像素区111a内的第二线路层113上不具有第二焊接层140。也就是说，在修补程序中，形成于第二微型发光二极管150上的第二焊接层140无二次回焊的疑虑。因此，第二微型发光二极管150可通过第二焊接层140牢固地接合于存在坏点的像素区111a内的第二线路层113。
上述修补方法不仅可提高第二微型发光二极管150与存在坏点的像素区111a内的第二线路层113之间的接合强度，并且第二焊接层140的分布面积小于第二线路层113中背向基板111的顶面113a的表面积，以具有更宽裕的精准对位空间，即使不需要包覆防焊层也可避免第二焊接层140搭接于同一像素区111a内的第一线路层112，防止形成短路。因此，上述修补方法有助于提高修补良率，而且制作所得的微型发光二极管显示器100具有极佳的可靠度。
图1E是本发明一实施例的微型发光二极管显示器的局部俯视示意图。图1F是图1E的微型发光二极管显示器沿剖线C-C的局部剖面示意图。请参考图1E与图1F，在一实施例中，在存在坏点的一个像素区111a(图1E中的左下角像素区)内，可采用激光移除无法正常发光的第一微型发光二极管130(例如是，第一微型发光二极管130接合于第一线路层112时形成短路或开路)。在移除第一微型发光二极管130的过程中，第一焊接层120的一部分随第一微型发光二极管130被移除，且第一焊接层120另一部分残留于第一线路层112上。举例来说，在第一焊接层120的一部分随第一微型发光二极管130被移除后，第一线路层112的顶面112a的一部分暴露于外。另一方面，在存在坏点的另一个像素区111a(图1E中的右上角像素区)内，第一微型发光二极管130与第二微型发光二极管150共存，也就是说，无法发光的第一微型发光二极管130(例如是，第一微型发光二极管130接合于第一线路层112时形成开路而无法发光)未被移除。
图2是本发明一实施例的第二微型发光二极管接合于第二线路层的局部放大示意图。请参考图2，第二焊接层140的材质可为铟(Indium)，且第二微型发光二极管150的电极152材质可为金。经回焊后，电极152与第二焊接层140回焊形成金层101、金铟合金层102以及铟层103，其中金层101为电极152中未产生化学反应的一部分，且铟层103为第二焊接层140未产生化学反应的一部分。另外，铟合金层102为电极152中产生化学反应的另一部分与第二焊接层140中产生化学反应的另一部分。进一步来说，金层101位于铟合金层102上，且连接磊晶层151。铟合金层102与铟层103连接第二线路层113，其中铟合金层102位于金层101与第二线路层113之间，且铟层103局部包覆铟合金层102的外壁面。
图3是本发明另一实施例的第二微型发光二极管接合于第二线路层的局部放大示意图。请参考图3，第二焊接层140的材质可为铟(Indium)，且第二微型发光二极管150的电极152材质可为金。经回焊后，电极152与第二焊接层140回焊形成金层101、金铟合金层102以及铟层103，其中金层101为电极152中未产生化学反应的一部分，且铟层103为第二焊接层140未产生化学反应的一部分。另外，铟合金层102为电极152中产生化学反应的另一部分与第二焊接层140中产生化学反应的另一部分。进一步来说，金层101、金铟合金层102以及铟层103均连接至磊晶层151与第二线路层113，其中金层101被金铟合金层102包覆，且金铟合金层102被铟层103包覆。由内至外的排序为金层101、金铟合金层102以及铟层103。
图4A至图4D是本发明另一实施例的微型发光二极管显示器的修补方法的局部剖面示意图。请参考图4A至图4D，本实施例的微型发光二极管显示器100A的修补方法与前一实施例的微型发光二极管显示器100的修补方法大致相同，主要差异在于：在本实施例中，在形成第一焊接层120于各像素区111a内的第一线路层112之后，先形成光学胶层160于基板111上，再转移多个第一微型发光二极管130。
详细而言，光学胶层160可为光学胶或光学树脂，且包覆第一焊接层120、第一线路层112以及第二线路层113。在将所述多个第一微型发光二极管130转移至显示基板110的过程中，各第一微型发光二极管130嵌入光学胶层160，且光学胶层160包覆各第一微型发光二极管130的侧壁面的局部与各第一微型发光二极管130中朝向基板111的底面。
如图4C与图4D所示，在将第二微型发光二极管150转移至显示基板110的过程中，第二微型发光二极管150嵌入光学胶层160，且光学胶层160包覆第二微型发光二极管150的侧壁面的局部与第二微型发光二极管150中朝向基板111的底面。进一步来说，光学胶层160包覆第二焊接层140与第二微型发光二极管150中的电极152。
最后，固化光学胶层160，以固定所述多个第一微型发光二极管130在基板111上的位置，并固定第二微型发光二极管150在基板111上的位置，避免产生偏移。
在转移所述多个第一微型发光二极管130之前，先形成光学胶层160于基板111上，因未固化前的光学胶层160具有缓冲的效果，有助于防止转移时的所述多个第一微型发光二极管130产生偏移或形成短路。相似地，光学胶层160也有助于防止转移时的第二微型发光二极管150产生偏移或形成短路。
综上所述，本发明提出的微型发光二极管显示器的修补方法是在检测出任一个像素区存在坏点后，才形成第二焊接层于第二微型发光二极管，接着进行修补程序，以将第二微型发光二极管转移至存在坏点的像素区内。如此一来，第二焊接层不会经过二次回焊，因而可提高第二微型发光二极管与存在坏点的像素区内的第二线路层之间的接合强度，并且，第二焊接层的分布面积小于第二线路层中背向基板的顶面的表面积，以具有更宽裕的精准对位空间，即使不需要包覆防焊层也可避免第二焊接层搭接于同一像素区内的第一线路层，防止形成短路。因此，本发明提出的微型发光二极管显示器的修补方法有助于提高修补良率，而且制作所得的微型发光二极管显示器具有极佳的可靠度。在部分实施例中，在转移程序或修补程序之前，光学胶层已形成于显示基板上，以防止转移时的第一微型发光二极管或第二微型发光二极管产生偏移或形成短路2。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (15)
1.一种微型发光二极管显示器，其特征在于，包括：
显示基板，包括基板、第一线路层以及第二线路层，其中所述基板定义有多个像素区，且所述第一线路层与所述第二线路层分布于各所述像素区内，各所述像素区内的所述第二线路层并列于所述第一线路层；
第一焊接层，设置于所述第一线路层上；
多个第一微型发光二极管，通过所述第一焊接层接合于各所述像素区内的所述第一线路层；
至少一第二微型发光二极管；以及
至少一第二焊接层，设置于所述第二微型发光二极管上，所述第二微型发光二极管通过所述第二焊接层接合于一所述像素区内的所述第二线路层；
其中所述第一焊接层的分布面积大于所述第二焊接层的分布面积，且所述第二焊接层的分布面积小于所述第二线路层中背向所述基板的顶面的表面积。
2.根据权利要求1所述的微型发光二极管显示器，其特征在于，所述第一焊接层完全覆盖所述第一线路层中背向所述基板的顶面。
3.根据权利要求1所述的微型发光二极管显示器，其特征在于，所述第二焊接层局部覆盖所述第二线路层中背向所述基板的顶面。
4.根据权利要求1所述的微型发光二极管显示器，其特征在于，所述至少一第二微型发光二极管包括磊晶层与连接所述磊晶层的电极，且所述第二焊接层形成于所述电极，所述电极与所述第二焊接层回焊形成金层、金铟合金层以及铟层。
5.根据权利要求1所述的微型发光二极管显示器，其特征在于，还包括设置于所述基板上的光学胶层，其中所述光学胶层包覆各所述第一微型发光二极管的局部、所述至少一第二微型发光二极管的局部、所述第一焊接层、所述第一线路层、所述第二焊接层以及所述第二线路层。
6.根据权利要求1所述的微型发光二极管显示器，其特征在于，位于同一所述像素区内的所述第一微型发光二极管与所述第二微型发光二极管被通电后，所述第二微型发光二极管发光，且所述第一微型发光二极管不发光。
7.根据权利要求6所述的微型发光二极管显示器，其特征在于，所述第一微型发光二极管与对应于所述第一微型发光二极管的所述第一焊接层的一部分被移除，且所述第一焊接层的另一部分残留于所述第一线路层上。
8.一种微型发光二极管显示器的修补方法，其特征在于，包括：
提供显示基板，其中所述显示基板包括基板、第一线路层以及第二线路层，且所述基板具有多个像素区，其中所述第一线路层与所述第二线路层分布于各所述像素区内，且各所述像素区内的所述第二线路层并列于所述第一线路层；
形成第一焊接层于各所述像素区内的所述第一线路层；
将多个第一微型发光二极管转移至所述显示基板，并通过所述第一焊接层接合于各所述像素区内的所述第一线路层；
形成第二焊接层于至少一第二微型发光二极管上；以及
将所述至少一第二微型发光二极管转移至所述显示基板，并通过所述第二焊接层接合于一所述像素区内的所述第二线路层，其中所述第一焊接层的分布面积大于所述第二焊接层的分布面积，且所述第二焊接层的分布面积小于所述第二线路层中背向所述基板的顶面的表面积。
9.根据权利要求8所述的微型发光二极管显示器的修补方法，其特征在于，所述第一焊接层完全覆盖所述第一线路层中背向所述基板的顶面。
10.根据权利要求8所述的微型发光二极管显示器的修补方法，其特征在于，所述第二焊接层局部覆盖所述第二线路层中背向所述基板的顶面。
11.根据权利要求8所述的微型发光二极管显示器的修补方法，其特征在于，所述至少一第二微型发光二极管包括磊晶层与连接所述磊晶层的电极，且所述第二焊接层形成于所述电极，所述电极与所述第二焊接层回焊形成金层、金铟合金层以及铟层。
12.根据权利要求8所述的微型发光二极管显示器的修补方法，其特征在于，还包括：
在形成所述第一焊接层于各所述像素区内的所述第一线路层之后，形成光学胶层于所述基板上，且所述光学胶层包覆所述第一焊接层、所述第一线路层以及所述第二线路层。
13.根据权利要求12所述的微型发光二极管显示器的修补方法，其特征在于，在将所述多个第一微型发光二极管转移至所述显示基板的过程中，各所述第一微型发光二极管嵌入所述光学胶层。
14.根据权利要求12所述的微型发光二极管显示器的修补方法，其特征在于，在将所述至少一第二微型发光二极管转移至所述显示基板的过程中，所述至少一第二微型发光二极管与所述第二焊接层嵌入所述光学胶层。
15.根据权利要求8所述的微型发光二极管显示器的修补方法，其特征在于，还包括：
在将所述至少一第二微型发光二极管转移至所述显示基板之前，对所述多个第一微型发光二极管进行检测。
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