发光二极管显示装置及其制造方法与流程

1.本公开关于发光二极管显示装置，特别地是关于具有去色差瑕疵区域的发光二极管装置。


背景技术：

2.如图1所示，传统的发光二极管(led)显示装置由于相邻像素之间颜色分布不均匀(即光的波长)和光强度差异，导致这些像素之间出现可见的颜色差异，因而在屏幕上呈现如马赛克图案的瑕疵效应(mura effect)。
3.一般解决瑕疵效应方法包括硬件与软件的改善。以公开信息显示器(pid)面板为例，从硬件改善的方法可以是缩小发光二极管芯片的尺寸并加以随机分布，从软件改善的方法则可以针对每个像素的颜色校准。
4.然而，公开信息显示器(pid)面板中的像素距离约为1毫米，而目前显示器装置需要100毫米或更小的发光二极管芯片尺寸。在这样的显示器装置，需要这数百万颗的发光二极管芯片，因此，在制造过程中需要巨量转移。目前巨量转移的技术包括：
5.步骤1：用印章(stamp)从晶圆上抓取发光二极管芯片的子阵列，
6.步骤2：转移发光二极管芯片到显示面板上，以及
7.步骤3：重复步骤1和步骤2。
8.在上述的巨量转移方法中，发光二极管芯片的子阵列是从晶圆不同区域抓取的。然而，同一晶圆内的发光二极管芯片之间的颜色和光强度分布不均匀；例如图2显示晶圆中发光二极管芯片的发射光的中心波长的示例性分布。从图2可以清楚地看出，从晶圆的不同位置(例如从晶圆的边缘和从晶圆的中心)抓取的发光二极管芯片的发射光的中心波长可能不同。因此，如图3所示，单一发光二极管芯片子阵列内的发光二极管芯片之间会发生色差。此外，如图4所示，从晶圆不同部分抓取的发光二极管芯片子阵列可能会在相邻子阵列之间显示出不连续与突然的变化，导致相邻的发光二极管芯片子阵列之间出现可见的色差。


技术实现要素：

9.本公开的一实施例提供一种发光二极管显示器装置，包括基板、去色差瑕疵区域、多个安装区块、多个第一发光二极管芯片以及多个第二发光二极管芯片。基板包括第一区域与第二区域，第一区域与第二区域彼此相邻。多个安装区块设置在第一区域和第二区域，每一安装区块包括第一安装部与第二安装部。每一第一安装部设置于对应的安装区块的第一侧，且每一第二安装部设置于对应的安装区块的第二侧，并且第一安装部与第二安装部并联连接。多个第一发光二极管芯片设置在第一区域内的安装区块的第一安装部或第二安装部；多个第二发光二极管芯片设置在第二区域内的安装区块的第一安装部或第二安装部。去色差瑕疵区域，包括至少一安装区块具有并联的第一发光二极管芯片与第二发光二极管芯片。
10.以上并不代表本公开的每个实施例或各个方面，仅提供了本文讲述的一些新颖层面和特征的示例。当结合附图与所附的权利要求时，从以下对于实施本公开的代表性实施例和方法的详细描述，本公开的上述特征与优点以及其他特征和优点将变得明白易懂。
附图说明
11.借由以下的详细叙述配合所附图式，能更加理解本公开实施例的观点。
12.图1显示传统发光二极管显示器装置中的瑕疵效应(mura effect)。
13.图2显示在晶圆中发光二极管芯片发射光的中心波长的示例性分布图。
14.图3显示单个发光二极管芯片子阵列内的发光二极管芯片之间发生色差。
15.图4显示相邻发光二极管芯片子阵列之间的可见色差。
16.图5显示基板上每一像素的示例性电路布局。
17.图6显示图5中安装区块的详细结构。
18.图7a与图7b显示部分重叠的相邻子阵列。
19.图8-图13为使用巨量转移方法将发光二极管芯片配置到基板上的示例性制程。
20.图14a-图14d显示去色差瑕疵区域的不同示例性区域。
21.本公开易于进行各种修改和替代形式。一些代表性实施例已在附图中以示例的方法显示并且将在本文中详细描述。然而，应该理解，本公开不只限于公开的特定形式。相反，本公开将涵盖落入由所附权利要求定义的本发明的精神和范围内的所有修改，均等物和替代物。
22.其中，附图标记说明如下：
23.像素5
24.安装区块51、52、53、6、81
25.安装部511、512、521、522、531、532、61、62、811、812
26.发光二极管芯片阵列71、72
27.去色差瑕疵区域rov、73
28.基板8
29.区域r1
30.区域r2
31.第一发光二极管芯片cp1
32.第二发光二极管芯片cp2
具体实施方式
33.以下描述是为了说明本公开的一般原则，不应理解为限制性的。本公开的范围最好是借由参考所附的权利要求来确定。
34.本公开的一个实施例提供一种借由电路布局和相邻子阵列的部分重叠来缓解发光二极管芯片的相邻子阵列的边缘发生瑕疵效应的方法。
35.图5显示一基板上每一像素的示例性电路布局，此基板可以是显示面板的元件。如图5所示，像素5(例如，但不限于红蓝绿像素)包括三个安装区块51、52、53分别用于安装红色、绿色和蓝色发光二极管芯片。安装区块51包括两个并联连接的安装部511、512(图5中虚
线框)，安装区块52包括两个并联连接的安装部521、522(图5中虚线框)，安装区块53包括两个并联连接的安装部531、532(图5中虚线框)。
36.图6为图5中安装区块51、52和53的详细结构。如图6所示，安装区块6(例如图5的安装区块51、52和53中的任何一个)包括安装部61、62，其距离足以允许安装在同一安装区块的两个发光二极管芯片充分地混合其颜色与光强度。例如，安装部61、62之间的距离小于发光二极管芯片等效直径的两倍，但不限于此。在本实施例中，发光二极管芯片可为矩形芯片(如方形芯片或长方形芯片)，可依矩形芯片的对角线作为芯片等效直径。
37.图7a与图7b显示部分重叠的相邻子阵列。如图7a所示，可见色差出现在两个发光二极管芯片阵列71、72之间的边缘。为了缓解这种缺陷，将靠近发光二极管芯片阵列71、72边缘的区域合并且指定为单一个去色差瑕疵区域73，其尺寸会在下文图14a-图14d的段落讨论。如图7b所示，于去色差瑕疵区域73内执行部分重叠发光二极管芯片阵列71、72以缓解瑕疵效应。实现本公开的重叠方法将于图8-图13的段落说明。
38.图8-图13为使用巨量转移方法将发光二极管芯片装配到基板上的示例性制程。图8为巨量转移前的原始电路布局的基板8的简化示意图。为了清楚起见，图8表示单色发光二极管芯片的电路布局，但所属技术领域中具有通常知识者可以容易地理解，类似的结构可以应用在具有多种颜色的显示器装置。于图8，提供一基板8。基板8可以是，但不限于玻璃基板、印刷电路板(pcb)、软性基板、柔性基板等。基板8包括多个安装区块81，每一安装区块81包括安装部811、812。每个安装区块81的结构相似于图5的任何一安装区块51、52、53，即安装部811、812并联连接。在基板8，区域r1将在后续制程配备第一发光二极管芯片阵列的发光二极管芯片，且区域r2将在后续制程配备第二发光二极管芯片阵列的发光二极管芯片。去色差瑕疵区域rov包括区域r1的一部分和区域r2的一部分。
39.图9与图10为将发光二极管芯片配置到基板8的示例性制程。参考图9，第一发光二极管芯片阵列的发光二极管芯片cp1配置在区域r1中，第二发光二极管芯片阵列的发光二极管芯片cp2配置在区域r2中。如图9所示，每一发光二极管芯片cp1配置在其对应的安装区块81的一侧(例如左侧或安装部811)，而每一发光二极管芯片cp2配置在其对应的安装区块81的另一侧(例如右侧或安装部812)。据此，发光二极管芯片在去色差瑕疵区域rov内形成对称结构。
40.参考图10，发光二极管芯片cp1和发光二极管芯片cp2之间的色差可能导致可见的瑕疵效应。为了减缓瑕疵效应，在去色差瑕疵区域rov内加入额外的发光二极管芯片。在去色差瑕疵区域rov内的每一发光二极管芯片cp1需要相应的发光二极管芯片cp2。反之亦然，以充分混和这两种类型的光。因此，如图10所示，在去色差瑕疵区域rov内，配置有发光二极管芯片cp1的每一安装区块在其他安装部(例如安装部812)配置有发光二极管芯片cp2，配置有发光二极管芯片cp2的每一安装区块在其他安装部(例如安装部811)配置有发光二极管芯片cp1。
41.图11与图12为将发光二极管芯片配置到基板的另一个示例性制程。在本实施例中，第一发光二极管芯片阵列的发光二极管芯片cp1配置在区域r1中，且第二发光二极管芯片阵列的发光二极管芯片cp2配置在区域r2中。然而，发光二极管芯片cp1和发光二极管芯片cp2没有配置在安装区块的相对侧(即安装部811和安装部812)。如图11所示，相反的，它们都配置在安装区块的同一侧(例如左侧或安装部811)。
42.参考图12，为减缓在图11可能发生的瑕疵效应，去色差瑕疵区域rov内的每一发光二极管芯片cp1都需要相应的发光二极管芯片cp2，反之亦然，以充分混和这两种类型的光。因此，如图12所示，在去色差瑕疵区域rov内配置有发光二极管芯片cp1的每一安装区块的其他安装部(例如安装部812)配置发光二极管芯片cp2，且在去色差瑕疵区域rov内配置有发光二极管芯片cp2的每一安装区块的其他安装部(例如安装部812)配置发光二极管芯片cp1。
43.图13为将发光二极管芯片配置到基板的另一个示例性制程。在本实施例中，将全部的发光二极管芯片cp1与发光二极管芯片cp2一次性配置到基板上。参考图13，区域r1和区域r2(包括去色差瑕疵区域rov)中的全部安装区块81都配置发光二极管芯片cp1与发光二极管芯片cp2。即，每一安装部811都配置发光二极管芯片cp1，且每一安装部812都配置发光二极管芯片cp2。借由加入发光二极管芯片控制器到像素，可缓解发生在去色差瑕疵区域rov、区域r1和区域r2的瑕疵效应，这将在下文说明。
44.借由于去色差瑕疵区域rov内加入像素的发光二极管芯片控制器，可提高如图10、图12与图13所示结构的显示器效能。在图10、图12与图13的安装区块可以配置控制器(图10、图12与图13未示)，以控制去色差瑕疵区域rov内的第一发光二极管芯片cp1与第二发光二极管芯片cp2的开启与关闭状态，以及流过对应的第一发光二极管芯片cp1与对应的第二发光二极管芯片cp2的电流。控制器可以设置在基板的正面或背面。
45.第一发光二极管芯片cp1具有第一发光波长λ1，且第二发光二极管芯片cp2具有第二发光波长λ2。需要注意的是，如图10、图12与图13所示，显示器装置可能遭受在去色差瑕疵区域rov的瑕疵效应以及区域r1和区域r2之间的色差。为了缓解区域r1和区域r2之间的色差，每一像素的控制器可控制电流的脉冲幅度与脉冲宽度，使得第一发光波长λ1与第二发光波长λ2都在目标波长范围内。在本实施例中，对于绿光发光二极管芯片，第一发光波长λ1可以是535nm，第二发光波长λ2可以是537nm。
46.如图10所示，本公开具有发光二极管芯片排列的一实施例可以包括位于去色差瑕疵区域rov内每一安装区块的控制器。控制器控制第一发光二极管芯片cp1与第二发光二极管芯片cp2的开启与关闭状态，允许第一发光二极管芯片cp1发出的光(第一发光波长λ1)与第二发光二极管芯片cp2发出的光(第二发光波长λ2)混合，从而缓解在去色差瑕疵区域rov内发生的瑕疵效应。
47.如图10所示，本公开具有发光二极管芯片排列的另一实施例可包括配置在基板上每一安装区块中的控制器。在此实施例，如图6所示，控制器控制第一发光二极管芯片cp1与第二发光二极管芯片cp2的开启或关闭状态，并且借由拉近第一发光二极管芯片cp1与第二发光二极管芯片cp2来减轻去色差瑕疵区域rov内的瑕疵效应。也就是说，当去色差瑕疵区域rov内的第一发光二极管芯片cp1与第二发光二极管芯片cp2被点亮时，因第一发光二极管芯片cp1靠近第二发光二极管芯片cp2，使第一发光二极管芯片cp1发光的光(第一发光波长λ1)与第二发光二极管芯片cp2发出的光(第二发光波长λ2)混合，并借由配置在安装区块的控制器调节第一发光波长λ1与第二发光波长λ2至目标波长范围内。
48.如图12所示，本公开具有发光二极管芯片排列的一实施例可以包括位在去色差瑕疵区域rov内的每一安装区块的控制器。控制器控制第一发光二极管芯片cp1与第二发光二极管芯片cp2的开启与关闭状态，允许第一发光二极管芯片cp1发出的光(第一发光波长λ1)
与第二发光二极管芯片cp2发出的光(第二发光波长λ2)混合，从而缓解在去色差瑕疵区域rov内发生的瑕疵效应。
49.如图12所示，本公开具有发光二极管芯片排列的另一实施例可包括位在基板上的每一安装区块的控制器。在此实施例中，如图6所示，控制器控制第一发光二极管芯片cp1与第二发光二极管芯片cp2的开启或关闭状态，并且借由拉近第一发光二极管芯片cp1与第二发光二极管芯片cp2来缓解去色差瑕疵区域rov内的瑕疵效应。也就是说，当去色差瑕疵区域rov内的第一发光二极管芯片cp1与第二发光二极管芯片cp2被点亮时，因第一发光二极管芯片cp1靠近第二发光二极管芯片cp2，使第一发光二极管芯片cp1发光的光(第一发光波长λ1)与第二发光二极管芯片cp2发出的光(第二发光波长λ2)混合，并借由配置在安装区块的控制器调节第一发光波长λ1与第二发光波长λ2至目标波长范围内。
50.在图13，基板中每一个安装区块均配置有第一发光二极管芯片cp1、第二发光二极管芯片cp2与控制器。在区域r1，第一发光二极管芯片cp1被点亮。在区域r2，第二发光二极管芯片cp2被点亮。如上所述，第一发光二极管芯片cp1的第一发光波长λ1和第二发光二极管芯片cp2的第二发光波长λ2被调节在目标波长范围内，以缓解区域r1与区域r2之间的色差。为了缓解出现在去色差瑕疵区域rov的瑕疵效应，去色差瑕疵区域rov内的第一发光二极管芯片cp1与第二发光二极管芯片cp2都被点亮。因第一发光二极管芯片cp1靠近第二发光二极管芯片cp2，缓解了在去色差瑕疵区域rov处发生的瑕疵效应。
51.在图13，缓解在去色差瑕疵区域rov内发生的瑕疵效应的方法也可以应用在区域r1与区域r2内遭受瑕疵效应的故障区域。也就是说，当在区域r1与区域r2内检测到故障区域时，故障区域中对应的第一发光二极管芯片cp1与第二发光二极管芯片cp2都被控制器点亮。因第一发光二极管芯片cp1靠近第二发光二极管芯片cp2，缓解在区域r1与区域r2发生的瑕疵效应。
52.去色差瑕疵区域rov的面积可以根据实际需要进行选择。图14a-图14d为去色差瑕疵区域rov的四个不同示例区域。参考图14a，去色差瑕疵区域rov的大小是第一区域或第二区域的12.5％。参考图14b，去色差瑕疵区域rov的大小是第一区域或第二区域的百分之25％。参考图14c，去色差瑕疵区域rov的大小是第一区域或第二区域的百分之37.5％。参考图14d，去色差瑕疵区域rov的大小是第一区域或第二区域的百分之50％。可以选择合适的重叠百分比在成本和表现之间进行权衡。如图14a-图14d，当去色差瑕疵区域rov的大小增加，缓解去色差瑕疵区域rov的两个相对侧之间的色差。
53.虽然前述附图显示每一安装区块内有两个安装部(例如图8的811、812)，但本公开不限于此。在本实施例中，可以在每一安装区块增加第三安装部，去色差瑕疵区域rov内的每一第三安装部都配置有第三发光波长λ3的第三发光极体芯片，以进一步缓解了在去色差瑕疵区域rov处发生的瑕疵效应。在本实施例中，对于绿光发光二极管芯片，第三发光波长λ3可以是536nm，第一发光波长λ1可以是535nm，第二发光波长λ2可以是537nm。
54.为了将图8-图13显示的结构扩展成多色显示器装置，制造商可以重复图8-图13的结构多次(例如重复三次以形成rgb显示器装置)使其中的像素类似于图5的结构的每一像素。也就是说，每一区域r1与区域r2包含多个像素，每一像素包括第一安装区块，第二安装区块和第三安装区块。每一第一安装区块，第二安装区块和第三安装区块包括第一安装部与第二安装部。每一第一安装区块的第一安装部配置第一发光波长(例如红光)的第一发光
二极管芯片，并且每一第一安装区块的第二安装部配置第二发光波长的第二发光二极管芯片，其中第一发光波长接近第二发光波长(例如具有稍微不同波长的红光)。每一第二安装区块的第一安装部配置第三发光波长(例如绿光)的第三发光极体芯片，并且每一第二安装区块的第二安装部配置第四发光波长的第四发光极体芯片，其中第三发光波长接近第四发光波长(例如具有稍微不同波长的绿光)。每一第三安装区块的第一安装部配置第五发光波长(例如蓝光)的第五发光极体芯片，并且每一第三安装区块的第二安装部配置第六发光波长的第六发光极体芯片，其中第五发光波长接近第六发光波长(例如具有稍微不同波长的蓝光)。
55.尽管已经通过示例并根据优选实施例描述了本公开，但应要理解本公开不限于所公开的实施例。相反地，本公开涵盖各种修饰或类似的安排(这对于所属技术领域中具有通常知识者是显而易见的)。因此，所附的权利要求的范围应给予最广泛的解释，以涵盖所有类似修改和类似安排。

技术特征：
1.一种发光二极管显示器装置，包括：一基板，包括一第一区域与一第二区域，该第一区域与该第二区域彼此相邻；多个安装区块设置在该第一区域和该第二区域，每一所述多个安装区块包括一第一安装部与一第二安装部，该第一安装部设置于所述多个安装区块的第一侧，该第二安装部设置于所述多个安装区块的第二侧，且该第一安装部与该第二安装部并联连接；多个第一发光二极管芯片，设置在该第一区域内的所述多个安装区块的该第一安装部或该第二安装部；多个第二发光二极管芯片，设置在该第二区域内的所述多个安装区块的该第一安装部或该第二安装部；以及一去色差瑕疵区域，包括至少一所述多个安装区块具有并联的该第一发光二极管芯片与该第二发光二极管芯片。2.如权利要求1所述的发光二极管显示器装置，其中所述多个第一发光二极管芯片设置在该第一区域内的所述多个安装区块的该第一安装部，且所述多个第二发光二极管芯片设置在该第二区域内的所述多个安装区块的该第二安装部。3.如权利要求1所述的发光二极管显示器装置，其中所述多个第一发光二极管芯片设置在该第一区域内的所述多个安装区块的该第一安装部，且所述多个第二发光二极管芯片设置在该第二区域的所述多个安装区块内的该第一安装部。4.如权利要求1所述的发光二极管显示器装置，其中所述多个第一发光二极管芯片具有一第一发光波长，所述多个第二发光二极管芯片具有一第二发光波长，且该第一发光波长接近该第二发光波长。5.如权利要求2所述的发光二极管显示器装置，其中：去色差瑕疵区域内的所述多个安装区块的每一该第一安装部配置各自的该第一发光二极管芯片；以及去色差瑕疵区域内的所述多个安装区块的每一该第二安装部配置各自的该第二发光二极管芯片。6.如权利要求3所述的发光二极管显示器装置，其中：该第一区域与该去色差瑕疵区域相交处内的所述多个安装区块的每一该第二安装部配置各自的该第二发光二极管芯片；以及该第二区域与该去色差瑕疵区域相交处内的所述多个安装区块的每一该第二安装部配置各自的该第一发光二极管芯片。7.如权利要求1所述的发光二极管显示器装置，其中该第一安装部与该第二安装部之间的距离小于所述多个第一发光二极管芯片与所述多个第二发光二极管芯片的等效直径的两倍。8.如权利要求1所述的发光二极管显示器装置，进一步包括：一第三发光二极管芯片阵列，其包括与所述多个第二发光二极管芯片相同的多个第三发光二极管芯片，设置于该第一区域的所述多个安装区块上；以及一第四发光二极管芯片阵列，其包括与所述多个第一发光二极管芯片相同的多个第四发光二极管芯片，设置于该第二区域的所述多个安装区块上；其中，该发光二极管显示器装置进一步包括多个控制器，设置在该基板上的每一所述
多个安装区块，控制所述多个第一发光二极管芯片与所述多个第二发光二极管芯片在该去色差瑕疵区域的开启或关闭状态。9.如权利要求8所述的发光二极管显示器装置，其中该基板上的每一所述多个安装区块有该控制器，用以控制流经对应的该第一发光二极管芯片与对应的该第二发光二极管芯片的电流。10.如权利要求9所述的发光二极管显示器装置，其中所述多个控制器设置于该基板的一正面。

技术总结
一种发光二极管显示装置，包括基板、去色差瑕疵区域、多个安装区块、第一发光二极管芯片和第二发光二极管芯片。基板包括彼此相邻的第一区域与第二区域。安装区块在第一区域与第二区域排列，每一安装区块包括第一安装部和第二安装部。每一第一安装部设置在对应的安装区块的第一侧，及每一第二安装部设置在对应的安装区块的第二侧，并且第一安装部与第二安装部并联连接。多个第一发光二极管芯片设置在第一区域内的安装区块的第一安装部或第二安装部。多个第二发光二极管芯片设置在第二区域内的安装区块的第一安装部或第二安装部。去色差瑕疵区域，包括至少一安装区块具有并联连接的第一发光二极管芯片与第二发光二极管芯片。一发光二极管芯片与第二发光二极管芯片。一发光二极管芯片与第二发光二极管芯片。


技术研发人员：梁建钦 林志豪 马维远 陈若翔
受保护的技术使用者：隆达电子股份有限公司
技术研发日：2023.01.17
技术公布日：2023/7/31