CN114361198A - 彩色滤光片基板的制作方法和彩色滤光片基板 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种彩色滤光片基板的制作方法和彩色滤光片基板，方法包括：将掺杂有软磁材料的锡膏丝印至micro‑LED驱动电路的触点上；利用外加磁场对掺杂有软磁材料的锡膏进行磁化后，撤去外加磁场；将micro‑LED chip转移至掺杂有软磁材料的锡膏上进行预绑定；对micro‑LED驱动电路通电，检测micro‑LED chip上的LED良率，对不良LED进行解预绑定与剔除之后用良品LED进行替换；替换完成后对micro‑LED驱动电路断电，对掺杂有软磁材料的锡膏进行高温固化，得到完成micro‑LED chip绑定后的彩色滤光片基板；高温固化所施加的温度高于软磁材料的居里温度。利用掺杂有软磁材料的锡膏磁化对micro‑LED chip预绑定，实现在高温固化前剔除不良LED并保护bonding区的pad不损伤，大幅提升了彩色滤光片基板的产品良率。
Description
技术领域
本申请涉及显示器工艺与制备的技术领域，特别是涉及一种彩色滤光片基板的制作方法和彩色滤光片基板。
背景技术
随着显示技术的发展，各类显示器及其制作工艺也得以不断发展迭代，至今已出现了各类较为成熟的LED显示技术。相较于传统的LCD显示器(Liquid Crystal Display)，在本领域中，OLED(Organic Light Emitting Diode/Organic ElectroluminesenceDisplay，有机发光二极管/有机电致发光显示器)、Mini-LED、Micro-LED、QLED(QuantumDot Light Emitting Diodes，量子点发光二极管)等新型显示器，具有更高对比度、更低功耗和可柔性等优势。随着产品生产效率、质量与成本等方面的要求提升，对LED显示器的制作工艺也提出了更高的要求。
其中基于Micro-LED的彩色滤光片基板在其制作工艺中，在LED转移bonding(绑定)过程中会出现一些新增的不良，例如LED不亮或亮度不足等，可在Cell Test(单元测试)点灯和显示Panel(面板)点亮时发现，并做针对性的修补，一般再使用激光将需要剔除的LED或锡等剔除。然而，在实现过程中，发明人发现针对不良LED灯的激光剔除工艺会有残锡和Cu Pad Peeling(铜垫剥离)的风险，存在着产品良率下降的技术问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种彩色滤光片基板的制作方法以及一种彩色滤光片基板，能够大幅提升彩色滤光片基板的产品良率。
一种彩色滤光片基板的制作方法，方法包括：
将掺杂有软磁材料的锡膏丝印至micro-LED驱动电路的触点上；
利用外加磁场对掺杂有软磁材料的锡膏进行磁化后，撤去外加磁场；
将micro-LED chip转移至掺杂有软磁材料的锡膏上进行预绑定；
对micro-LED驱动电路通电，检测micro-LED chip上的LED良率，对不良LED进行解预绑定与剔除之后用良品LED进行替换；
替换完成后对micro-LED驱动电路断电，对掺杂有软磁材料的锡膏进行高温固化，得到完成micro-LED chip绑定后的彩色滤光片基板；高温固化所施加的温度高于软磁材料的居里温度。
在其中一个实施例中，软磁材料为碳纳米材料。
在其中一个实施例中，碳纳米材料为石墨烯。
一种彩色滤光片基板，包括显示背板、micro-LED驱动电路和micro-LED chip，micro-LED驱动电路设置在显示背板上，micro-LED驱动电路和micro-LED chip采用如下制作方法进行绑定：
将掺杂有软磁材料的锡膏丝印至micro-LED驱动电路的触点上；
利用外加磁场对掺杂有软磁材料的锡膏进行磁化后，撤去外加磁场；
将micro-LED chip转移至掺杂有软磁材料的锡膏上进行预绑定；
对micro-LED驱动电路通电，检测micro-LED chip上的LED良率，对不良LED进行解预绑定与剔除之后用良品LED进行替换；
替换完成后对micro-LED驱动电路断电，对掺杂有软磁材料的锡膏进行高温固化，绑定micro-LED chip；高温固化所施加的温度高于软磁材料的居里温度。
在其中一个实施例中，软磁材料为碳纳米材料。
在其中一个实施例中，碳纳米材料为石墨烯。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：
上述彩色滤光片基板的制作方法和彩色滤光片基板，通过采用掺杂有软磁材料的锡膏进行丝印，然后采用外加磁场磁化掺杂有软磁材料，以使软磁材料磁化后产生磁力，利用产生的磁力(预绑定力)将转移过来的micro-LED chip进行预绑定。移去外加磁场后，对micro-LED驱动电路进行通电检测，测试LED的良率，然后对损坏的不良LED进行解预绑定并剔除，再将良品LED预绑定至该不良LED的空位以实现LED的剔除替换，所有不良LED均更换完成后，即可进行高温固化工序，施加高于软磁材料的居里温度的固化温度对掺杂有软磁材料的锡膏进行高温固化，完成micro-LED chip的绑定并使得软磁材料去磁化，得到绑定后的彩色滤光片基板。
相比于现有技术，通过磁化加入软磁材料的锡膏，在未高温固化前可以与LED进行bonding，使得LED检测到异常后更换变得简单及高效，并且更容易处理残留锡膏，同时保证了bonding区的pad不会受到损伤，从而达到大幅提高彩色滤光片基板的产品良率的目的。
附图说明
图1为本申请实施例中绑定完成后彩色滤光片基板的结构示意图。
图2为本申请实施例中焊锡材料丝印后的彩色滤光片基板的结构示意图。
图3为本申请实施例中磁化处理后的彩色滤光片基板的结构示意图。
图4为本申请实施例中LED芯片转移预绑定阶段的彩色滤光片基板的结构示意图。
图5为本申请实施例中损坏的LED剔除更换过程的示意图。
图6为本申请实施例中彩色滤光片基板的制作方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在一个实施例中，如图1所示，一种彩色滤光片基板100，包括显示背板12、micro-LED驱动电路14和micro-LED chip16。micro-LED驱动电路14设置在显示背板12上，micro-LED驱动电路14和micro-LED chip16采用如下制作方法进行绑定，包括如下步骤：
将掺杂有软磁材料的锡膏丝印至micro-LED驱动电路14的触点上；
利用外加磁场对掺杂有软磁材料的锡膏进行磁化后，撤去外加磁场；
将micro-LED chip16转移至掺杂有软磁材料的锡膏上进行预绑定；
对micro-LED驱动电路14通电，检测micro-LED chip16上的LED良率，对不良LED进行解预绑定与剔除之后用良品LED进行替换；
替换完成后对micro-LED驱动电路14断电，对掺杂有软磁材料的锡膏进行高温固化，绑定micro-LED chip16；高温固化所施加的温度高于软磁材料的居里温度。
在一些实施方式中，软磁材料为碳纳米材料。可以理解，掺杂有软磁材料的锡膏主要是通过Sn膏中进行碳纳米材料掺杂得到的，使用的碳纳米材料可以是碳纳米管、也可以是碳纳米纤维，还可以是纳米碳球或者其他可作为软磁材料的碳纳米材料。在本申请中，掺杂在锡膏中的软磁材料提供“假固定/预绑定”作用，用于在未高温固化锡膏前确认LED芯片的固定是否合格、NG(损坏)的LED芯片更换提供便利并保护bonding区的pad不损伤。将上述锡膏丝印至micro-LED驱动电路14的触点上的具体流程可以参照本领域传统的丝印制程同理理解。
外加磁场可以通过现有的专用磁场生成设备或者临时搭建的磁场线圈装置来产生，只要能够向软磁材料施加外加磁场使其磁化而产生相应的磁化磁场，以提供与LED芯片(即micro-LED chip16)预绑定所需的磁力即可。LED芯片向丝印了上述锡膏后的驱动电路上转移时所采用的转移技术，可以参见本领域中已有的LED芯片批量转移技术同理理解。
在焊接材料(也即上述锡膏)高温固化前，可以对micro-LED驱动电路14通电，以对bonding区的LED灯进行点灯测试，检查LED芯片上的LED灯是否NG以及预固定是否合格等，实现LED良率检测。检测到NG的LED灯(即确定该LED灯所在芯片为不良LED)时，对该不良LED进行解绑定、剔除并用良品LED进行替换。
检测完毕后即可对micro-LED驱动电路14断电，然后将整个基板送入焊接材料高温固化工序，经过高温(温度高于软磁材料的居里温度)固化焊锡材料后即完成LED芯片的绑定。由于高温固化时施加的温度已经超过软磁材料的居里温度，软磁材料的磁性已经被消除而仅作为导电材料存在。
需要说明的是，如图1中，micro-LED驱动电路14的触点141通过上述焊锡010，与micro-LED chip16的接触电极161实现机械连接(如预绑定或最终的正式绑定)，还可以在基板上电后实现前述各部件之间的电连接。后文各附图中相同部件同理理解。
具体的，首先，取适量分散有软磁材料颗粒的焊锡丝印到micro-LED驱动电路14的触点上，得到如图2所示的结构状态。然后，通过外加磁场，将添加了软磁材料的焊锡材料进行磁化，产生一定的磁力(即预绑定力)，然后撤除外加磁场，得到如图3所示的状态，其中B1表示外加磁场，B2表示软磁材料的磁化磁场。再然后，将LED芯片转移进行预绑定，得到如图4所示的结构状态。进而，对micro-LED驱动电路14进行通电检测，测试LED的良率，若检测到NG的LED，则将其解绑定并剔除后，用良品LED替代该NG的LED并预绑定至该NG的LED的原位置处，该过程后对应的结构状态如图5所示。
可选的，在检测期间还可以对预绑定不合格(如预绑定位置发生偏差、预绑定失效等)的LED芯片进行预绑定校正或重新预绑定等处理。最后，在检测与更换处理完成后，进入高温固化工序，经过高温固化焊锡材料即可完成LED芯片的正式绑定，对应的结构状态如图1所示。
上述彩色滤光片基板，在其生产制作过程中，通过采用掺杂有软磁材料的锡膏进行丝印，然后采用外加磁场磁化掺杂有软磁材料，以使软磁材料磁化后产生磁力，利用产生的磁力(预绑定力)将转移过来的micro-LED chip16进行预绑定。移去外加磁场后，对micro-LED驱动电路14进行通电检测，测试LED的良率，然后对损坏的不良LED进行解预绑定并剔除，再将良品LED预绑定至该不良LED的空位以实现LED的剔除替换，所有不良LED均更换完成后，即可进行高温固化工序，施加高于软磁材料的居里温度的固化温度对掺杂有软磁材料的锡膏进行高温固化，完成micro-LED chip16的绑定并使得软磁材料去磁化，得到绑定后的彩色滤光片基板。
相比于现有技术，通过磁化加入软磁材料的锡膏，在未高温固化前可以与LED进行bonding，使得LED检测到异常后更换变得简单及高效，并且更容易处理残留锡膏，同时保证了bonding区的pad不会受到损伤，从而达到大幅提高彩色滤光片基板的产品良率的目的。
在一个实施例中，碳纳米材料为石墨烯。可以理解，在本实施例中，采用石墨烯作为焊锡的掺杂材料，从而可以利用石墨烯的优异性能实现更强的预绑定性能。本领域技术人员可以理解，在制备上述掺杂有软磁材料的锡膏时，具体的石墨烯掺杂浓度，可以根据实际所需的预绑定力大小来确定。
在一个实施例中，如图6所示，提供了一种彩色滤光片基板的制作方法，包括以下步骤S12至S20：
S12，将掺杂有软磁材料的锡膏丝印至micro-LED驱动电路的触点上；
S14，利用外加磁场对掺杂有软磁材料的锡膏进行磁化后，撤去外加磁场；
S16，将micro-LED chip转移至掺杂有软磁材料的锡膏上进行预绑定；
S18，对micro-LED驱动电路通电，检测micro-LED chip上的LED良率，对不良LED进行解预绑定与剔除之后用良品LED进行替换；
S20，替换完成后对micro-LED驱动电路断电，对掺杂有软磁材料的锡膏进行高温固化，得到完成micro-LED chip绑定后的彩色滤光片基板；高温固化所施加的温度高于软磁材料的居里温度。
可以理解，掺杂有软磁材料的锡膏可以在传统的焊锡材料制备中按一定比例掺入软磁材料而制得。在制备上述掺杂有软磁材料的锡膏时，具体的软磁材料的掺杂浓度，可以根据实际所需的预绑定力大小以及具体选用的软磁材料的种类来确定。
在一些实施方式中，软磁材料为碳纳米材料。可以理解，掺杂有软磁材料的锡膏主要是通过Sn膏中进行碳纳米材料掺杂得到的，使用的碳纳米材料可以是碳纳米管、也可以是碳纳米纤维，还可以是纳米碳球或者其他可作为软磁材料的碳纳米材料。在本申请中，掺杂在锡膏中的软磁材料提供“假固定/预绑定”作用，用于在未高温固化锡膏前确认LED芯片的固定是否合格、NG(损坏)的LED芯片更换提供便利并保护bonding区的pad不损伤。将上述锡膏丝印至micro-LED驱动电路的触点上的具体流程可以参照本领域传统的丝印制程同理理解。
外加磁场可以通过现有的专用磁场生成设备或者临时搭建的磁场线圈装置来产生，只要能够向软磁材料施加外加磁场使其磁化而产生相应的磁化磁场，以提供与LED芯片(即micro-LED chip)预绑定所需的磁力即可。LED芯片向丝印了上述锡膏后的驱动电路上转移时所采用的转移技术，可以参见本领域中已有的LED芯片批量转移技术同理理解。
在焊接材料(也即上述锡膏)高温固化前，可以对micro-LED驱动电路通电，以对bonding区的LED灯进行点灯测试，检查LED芯片上的LED灯是否NG以及预固定是否合格等，实现LED良率检测。检测到NG的LED灯(即确定该LED灯所在芯片为不良LED)时，对该不良LED进行解绑定、剔除并用良品LED进行替换。
检测完毕后即可对micro-LED驱动电路断电，然后将整个基板送入焊接材料高温固化工序，经过高温(温度高于软磁材料的居里温度)固化焊锡材料后即完成LED芯片的绑定。由于高温固化时施加的温度已经超过软磁材料的居里温度，软磁材料的磁性已经被消除而仅作为导电材料存在。
具体的，首先，取适量分散有软磁材料颗粒的焊锡丝印到micro-LED驱动电路的触点上，得到如图2所示的结构状态。然后，通过外加磁场，将添加了软磁材料的焊锡材料进行磁化，产生一定的磁力(即预绑定力)，然后撤除外加磁场，得到如图3所示的状态。再然后，将LED芯片转移进行预绑定，得到如图4所示的结构状态。进而，对micro-LED驱动电路进行通电检测，测试LED的良率，若检测到NG的LED，则将其解绑定并剔除后，用良品LED替代该NG的LED并预绑定至该NG的LED的原位置处，该过程后对应的结构状态如图5所示。
可选的，在检测期间还可以对预绑定不合格(如预绑定位置发生偏差、预绑定失效等)的LED芯片进行预绑定校正或重新预绑定等处理。最后，在检测与更换处理完成后，进入高温固化工序，经过高温固化焊锡材料即可完成LED芯片的正式绑定，对应的结构状态如图6所示。
上述彩色滤光片基板的制作方法中，通过采用掺杂有软磁材料的锡膏进行丝印，然后采用外加磁场磁化掺杂有软磁材料，以使软磁材料磁化后产生磁力，利用产生的磁力(预绑定力)将转移过来的micro-LED chip进行预绑定。移去外加磁场后，对micro-LED驱动电路进行通电检测，测试LED的良率，然后对损坏的不良LED进行解预绑定并剔除，再将良品LED预绑定至该不良LED的空位以实现LED的剔除替换，所有不良LED均更换完成后，即可进行高温固化工序，施加高于软磁材料的居里温度的固化温度对掺杂有软磁材料的锡膏进行高温固化，完成micro-LED chip的绑定并使得软磁材料去磁化，得到绑定后的彩色滤光片基板。
相比于现有技术，通过磁化加入软磁材料的锡膏，在未高温固化前可以与LED进行bonding，使得LED检测到异常后更换变得简单及高效，并且更容易处理残留锡膏，同时保证了bonding区的pad不会受到损伤，从而达到大幅提高彩色滤光片基板的产品良率的目的。
在一个实施例中，碳纳米材料为石墨烯。可以理解，在本实施例中，采用石墨烯作为焊锡的掺杂材料，从而可以利用石墨烯的优异性能实现更强的预绑定性能。
应该理解的是，虽然图6的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图6中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种彩色滤光片基板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
将掺杂有软磁材料的锡膏丝印至micro-LED驱动电路的触点上；
利用外加磁场对所述掺杂有软磁材料的锡膏进行磁化后，撤去所述外加磁场；
将micro-LED chip转移至所述掺杂有软磁材料的锡膏上进行预绑定；
对所述micro-LED驱动电路通电，检测所述micro-LED chip上的LED良率，对不良LED进行解预绑定与剔除之后用良品LED进行替换；
替换完成后对所述micro-LED驱动电路断电，对所述掺杂有软磁材料的锡膏进行高温固化，得到完成所述micro-LED chip绑定后的彩色滤光片基板；所述高温固化所施加的温度高于所述软磁材料的居里温度。
2.根据权利要求1所述的彩色滤光片基板的制作方法，其特征在于，所述软磁材料为碳纳米材料。
3.根据权利要求2所述的彩色滤光片基板的制作方法，其特征在于，所述碳纳米材料为石墨烯。
4.一种彩色滤光片基板，其特征在于，包括显示背板、micro-LED驱动电路和micro-LEDchip，所述micro-LED驱动电路设置在所述显示背板上，所述micro-LED驱动电路和所述micro-LED chip采用如下制作方法进行绑定：
将掺杂有软磁材料的锡膏丝印至所述micro-LED驱动电路的触点上；
利用外加磁场对所述掺杂有软磁材料的锡膏进行磁化后，撤去所述外加磁场；
将所述micro-LED chip转移至所述掺杂有软磁材料的锡膏上进行预绑定；
对所述micro-LED驱动电路通电，检测所述micro-LED chip上的LED良率，对不良LED进行解预绑定与剔除之后用良品LED进行替换；
替换完成后对所述micro-LED驱动电路断电，对所述掺杂有软磁材料的锡膏进行高温固化，绑定所述micro-LED chip；高温固化所施加的温度高于所述软磁材料的居里温度。
5.根据权利要求4所述的彩色滤光片基板，其特征在于，所述软磁材料为碳纳米材料。
6.根据权利要求5所述的彩色滤光片基板，其特征在于，所述碳纳米材料为石墨烯。
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2021
- 2021-12-30 CN CN202111646798.3A patent/CN114361198B/zh active Active
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