CN108281361A - 一种发光二极管显示器的制造方法 - Google Patents

一种发光二极管显示器的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种发光二极管显示器的制造方法，属于光电子技术领域。该制造方法包括：按同一条件对批量芯片进行分类，以得到多个芯片集合；选取若干个芯片集合分别进行芯片混编处理；将任意一个Bin中的芯片转移并固定至印刷电路板以制成发光二极管显示器，通过对芯片集合进行芯片混编处理，将一个芯片集合中的芯片分配到多个Bin中，由于Bin的数量满足a＝N总数/N限制，因此限制了同一个Bin中产自同一晶圆的芯片数量，将一个Bin中的芯片转移并固定到印刷电路板上制成发光二极管显示器时，即使产自同一晶圆的芯片集中在一起，但数量受到限制，因此对显示效果的影响也较小，提高了显示效果。

Description

一种发光二极管显示器的制造方法
技术领域
本发明涉及光电子技术领域，特别涉及一种发光二极管显示器的制造方法。
背景技术
发光二极管(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)作为光电子产业中极具影响力的新产品，具有体积小、使用寿命长、颜色丰富多彩、能耗低等特点，广泛应用于照明、显示器、信号灯、背光源、玩具等领域。
LED显示器包括多个LED芯片，多个LED芯片阵列布置在印刷电路板上。同一个LED显示器上的LED芯片可能产自不同的多个晶圆，由同一晶圆制作出的LED芯片的主发光波长、亮度等比较接近，而不同的晶圆制作出来的LED芯片的主发光波长、亮度等会有一定的差异，若在制作LED显示器时将产自一个晶圆的LED芯片布置在一个小的区域内，将产自另一个晶圆的LED芯片布置在另一个小的区域内，这样在进行显示时，相邻区域的分界处会存在比较明显的界限，显示效果较差。
发明内容
为了解决现有LED显示器显示效果差的问题，本发明实施例提供了一种发光二极管显示器的制造方法。所述技术方案如下：
本发明实施例提供了一种发光二极管显示器的制造方法，所述制造方法包括：
按同一条件对批量芯片进行分类，以得到多个芯片集合，所述批量芯片包括产自第一晶圆的多个第一芯片、产自第二晶圆的多个第二芯片……产自第N晶圆的多个第N芯片；
选取若干个芯片集合分别进行芯片混编处理；
所述芯片混编处理包括：
对应当前进行芯片混编处理的芯片集合设置多个Bin，并对所述多个Bin依次编号，所述Bin的个数a满足以下等式：
a＝N总数/N限制，
其中，N总数为所述芯片集合中的一种芯片的个数，所述芯片集合中，数量不超过N总数的芯片的种数与所述芯片集合中的所有芯片的种数的比不小于设定比例，N限制＞0，且N限制为整数；
按所述多个Bin的编号顺序，依次确定分配到各个Bin的所述第一芯片的数量，所述第一芯片的数量在所述各个Bin中平均分配，直至所述多个第一芯片分配完毕；
按所述多个Bin的编号顺序，依次确定分配到各个Bin的所述第二芯片的数量，所述第二芯片的数量在所述各个Bin中平均分配，直至所述多个第二芯片分配完毕；
直至确定完毕分配到各个Bin的所述第N芯片的数量后，按所述第一芯片、所述第二芯片……所述第N芯片在各个Bin中分配的数量将所述第一芯片、所述第二芯片……所述第N芯片分配至各个Bin；
将任意一个Bin中的芯片转移并固定至印刷电路板以制成发光二极管显示器。
可选地，所述同一条件包括但不限于芯片的主发光波长、亮度、工作电压中的至少一种。
可选地，所述设定比例不小于95％。
可选地，N限制∈[500，3000]。
可选地，所述各个Bin中的多个芯片阵列布置，每行芯片包括沿第二方向排列的多个芯片，每列芯片包括沿第一方向排列的多个芯片，同一行中的多个芯片产自同一晶圆，产自不同晶圆的芯片沿第一方向依次排列。
可选地，所述将任意一个Bin中的芯片转移并固定至印刷电路板以制成发光二极管显示器，包括：
逐个转移并固定所述芯片至印刷电路板的芯片封装区，各个所述芯片在所述芯片封装区的排列方式与各个所述芯片被转移至所述芯片封装区之前的排列方式相同。
可选地，所述将任意一个Bin中的芯片转移并固定至印刷电路板以制成发光二极管显示器，包括：
逐个转移并固定所述芯片至印刷电路板的芯片封装区，直至所述芯片封装区排满发光二极管芯片，
其中，所述芯片封装区包括阵列布置的多个芯片封装位置，每个芯片封装位置用于固定一个芯片，每行芯片封装位置包括沿第四方向排列的多个芯片封装位置，每列芯片封装位置包括沿第三方向排列的多个芯片封装位置，且所述芯片封装位置的列数与所述Bin中的芯片的行数不相等，
在逐个转移并固定所述芯片至所述芯片封装区的过程中，按照第一顺序从所述Bin中移出芯片并按照第二顺序将芯片填入所述芯片封装区，所述第一顺序为逐列移出芯片且沿列方向逐个移出同一列中的所述芯片；所述第二顺序为在所述芯片封装区内逐行填入所述芯片，且同一行所述芯片封装位置沿行方向逐个填入。
可选地，所述第一顺序为沿行方向逐列移出芯片且沿列方向逐个移出同一列中的所述芯片。
可选地，所述Bin中的芯片的行数h与所述多个芯片封装位置的列数L满足以下等式：
L＝k*h，
其中，k≠1，且k为小数。
可选地，所述Bin中各种芯片的行数均相同。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过对批量芯片进行分类，可以得到多个芯片集合，每个芯片集合包括多个芯片，再通过对芯片集合进行芯片混编处理，将一个芯片集合中的芯片分配到多个Bin中，由于Bin的数量满足a＝N总数/N限制，因此限制了同一个Bin中产自同一晶圆的芯片数量，将一个Bin中的芯片转移并固定到印刷电路板上制成发光二极管显示器时，即使产自同一晶圆的芯片集中在一起，但数量受到限制，因此对显示效果的影响也较小，提高了显示效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种发光二极管显示器的制造方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的一种芯片混编处理的流程图；
图3是本发明实施例提供的一个Bin中的芯片分布情况的局部示意图；
图4是本发明实施例提供的一种发光二极管显示器的局部结构示意图；
图5是本发明实施例提供的一种印刷电路板的局部结构示意图；
图6～图7是本发明实施例提供的一种芯片的转移固定过程示意图；
图8是本发明实施例提供的一种印刷电路板上的发光二极管芯片的局部分布示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1是本发明实施例提供的一种发光二极管显示器的制造方法的流程图，如图1所示，该制造方法包括：
S11：按同一条件对批量芯片进行分类，以得到多个芯片集合。
其中，批量芯片包括产自第一晶圆的多个第一芯片、产自第二晶圆的多个第二芯片……产自第N晶圆的多个第N芯片。
本实施例中批量芯片产自100个晶圆，则该批量芯片包括100种芯片。
在其他实施例中，批量芯片也可以产自其他数量的晶圆，本发明并不以此为限。
S12：选取若干个芯片集合分别进行芯片混编处理。
选取的芯片集合的数量可以根据需要进行设置，此外也可以只选择对1个芯片集合进行芯片混编处理或是对所有的芯片集合都进行芯片混编处理。
图2是本发明实施例提供的一种芯片混编处理的流程图，如图2所示，步骤S12包括：
S121：对应当前进行芯片混编处理的芯片集合设置多个Bin，并对多个Bin依次编号。
Bin的个数a满足以下等式：
a＝N总数/N限制，
其中，N总数为芯片集合中一种芯片的个数，芯片集合中，数量不超过N总数的芯片的种数与芯片集合所包括的芯片的种数之比不小于设定比例，N限制＞0，且N限制为整数。
S122：按多个Bin的编号顺序，依次确定分配到各个Bin的第一芯片的数量。
第一芯片的数量在各个Bin中平均分配，直至多个第一芯片分配完毕。
S123：按多个Bin的编号顺序，依次确定分配到各个Bin的第二芯片的数量。
第二芯片的数量在各个Bin中平均分配，直至多个第二芯片分配完毕。
S124：直至确定完毕分配到各个Bin的第N芯片的数量后，按第一芯片、第二芯片……第N芯片在各个Bin中分配的数量将第一芯片、第二芯片……第N芯片分配至各个Bin。
图3是本发明实施例提供的一个Bin中的芯片分布情况的局部示意图，图3中标有相同数字的发光二极管芯片产自同一晶圆，标有不同字母的发光二极管芯片产自不同的晶圆。
需要说明的是，图3中所示的发光二极管芯片的行数、列数以及发光二极管芯片组的个数均为示意，并不用以限定具体的数量。
S13：将任意一个Bin中的芯片转移并固定至印刷电路板以制成发光二极管显示器。
通过对批量芯片进行分类，可以得到多个芯片集合，每个芯片集合包括多个芯片，再通过对芯片集合进行芯片混编处理，将一个芯片集合中的芯片分配到多个Bin中，由于Bin的数量满足a＝N总数/N限制，因此限制了同一个Bin中产自同一晶圆的芯片数量，将一个Bin中的芯片转移并固定到印刷电路板上制成发光二极管显示器时，即使产自同一晶圆的芯片集中在一起，但数量受到限制，因此对显示效果的影响也较小，提高了显示效果。
可选地，同一条件包括芯片的主发光波长、亮度、工作电压中的至少一种。主发光波长、亮度、工作电压均为发光二极管芯片的光电参数，主发光波长会影响发光二极管芯片的发光颜色，主发光波长相差越大，则发光二极管芯片的发光颜色差异也越大，显示器用于驱动各个发光二极管芯片的电压通常都是相同的，若发光二极管芯片的工作电压不同，则在相同的电压作用下发光二极管芯片的亮度也会不同，主发光波长、亮度、工作电压越接近，则在显示器进行显示时，显示器上各个区域的显示效果会越接近，可以进一步提高显示画面的质量，提高显示效果。
产自同一晶圆的发光二极管芯片之间的光电参数的差异通常较小，但是由于制作工艺等的影响，产自同一晶圆的部分发光二极管芯片之间的光电参数也可能有较大的差异，因此需要对芯片进行分类，以挑选出符合要求的发光二极管芯片。此外在对显示质量要求较高时，也需要对发光二极管芯片进行检测，以使挑选出的发光二极管芯片的光电参数处于一个较小的范围内。
示例性地，某个芯片集合中的发光二极管芯片的主发光波长为470nm～472nm，由于难以制作出主发光波长完全相同的发光二极管芯片，因此在挑选发光二极管芯片时设置一个主发光波长范围，可以认为主发光波长处于该范围内的发光二极管芯片的主发光波长均相等。容易理解的，主发光波长的上限值(例如本实施例中的472nm)和下限值(例如本实施例中的470nm)的差值越小，则越有利于提高显示效果，但是相应地制作成本也会越高，主发光波长范围的大小可以综合考虑制作成本和显示效果进行设置，本发明并不以此为限。
示例性地，某个芯片集合中的发光二极管芯片的亮度可以为100mcd～120mcd，发光二极管芯片的亮度可以根据显示器的显示亮度的需要进行设置，发光二极管芯片的亮度范围的大小可以综合考虑制作成本和显示效果进行设置，可以认为亮度处于该范围内的发光二极管芯片的亮度相等。
示例性地，某个芯片集合中的发光二极管芯片的工作电压可以为2.7V～3.5V，发光二极管芯片的工作电压越接近，则在通过相同的电压驱动时发光二极管芯片的发光亮度也越接近，有利于提高显示效果。
可选地，N限制∈[500，3000]。容易理解的，N限制越小，则对应同一芯片集合设置的Bin越多，同一Bin中，产自同一晶圆的发光二极管芯片越少，在选取该Bin制作显示器时，产自同一晶圆的发光二极管芯片聚集在一起的数量也越少，有利于提高显示器的显示效果。但N限制越小，则N越大，需要提供更多的晶圆，以获取产自更多不同晶圆的芯片，则显示器的制作成本也越高。以N限制取500为例，若所制作的显示器需要50000个发光二极管芯片，则至少需要采用100个晶圆制作发光二极管芯片。在制作显示器时可以综合考虑制作成本和显示效果的要求，以确定N限制的大小。
可选地，设定比例不小于95％，设定比例越大，则表示在设置的Bin中，个数超过N限制的芯片种类越少，越有利于提高显示效果。对于显示效果越高的显示器，设定比例越大，在对显示效果要求较低的情况下也可以降低设定比例，例如降低到90％，本发明并不以此为限。
示例性地，在按同一条件对某批量芯片进行分类后，得到50个芯片集合，现选取其中的第一芯片集合、第二芯片集合和第三芯片集合分别进行芯片混编处理。
以第一芯片集合为例，在第一芯片集合中，包括100种芯片，对100种芯片的数量按从小到大的顺序排序后，排第95的是第一芯片，第一芯片共有30000个，排第96的为第二芯片，第二芯片共有45000个，则数量不超过30000的芯片共有95种，数量不超过30000的芯片的种数与第一芯片集合所包括的芯片的种数之比等于设定比例95％，
因此N总数＝30000，N限制取3000，则Bin的个数a为10，则每个Bin中，第一芯片分配有3000个，第二芯片分配有4500个，其他种类的芯片个数均小于3000。
在分配各种芯片的数量时，可以采取向上取整的方式进行分配，且优先对除最后一个Bin之外的Bin进行分配，例如第一芯片集合中有9902个第三芯片，通过计算每个Bin中分配990.2个，向上取整为991个，在分配时，可以在编号为1～9的Bin中各分配991个第三芯片，在编号为10的Bin中分配983个第三芯片。
如图3所示，各个Bin中的多个芯片可以阵列布置，每行芯片包括沿第二方向(即行方向，如图3中的Y方向)排列的多个芯片，每列芯片包括沿第一方向排列的多个芯片(即列方向，如图3中的X方向)，同一行中的多个芯片产自同一晶圆，产自不同晶圆的芯片沿第一方向依次排列。芯片311可以呈行列形式排布在蓝膜310上，以便于拾取。这样同一行中的芯片都产自同一晶圆，产自不同晶圆的芯片分布在不同行中。
需要说明的是，图3中仅示出了部分的芯片，由于Bin中各种芯片的数量可能不同，因此每一行中的芯片数量可能不同。
在本发明的一种实现方式中，在执行步骤S13时，可以逐个转移并固定芯片至印刷电路板的芯片封装区，各个芯片在芯片封装区的排列方式与各个芯片被转移至芯片封装区之前的排列方式相同。图4是本发明实施例提供的一种发光二极管显示器的局部结构示意图，如图4所示，在印刷电路板410的芯片封装区设置有足够数量的芯片311后，芯片311在印刷电路板410上的排布方式与芯片311在蓝膜310上的排布方式相同。这种转移固定方式简单，易于操作。在将芯片转移固定到印刷电路板410上时，可以只将蓝膜310上部分区域的发光二极管芯片转移固定到印刷电路板410上，被转移的芯片311在蓝膜310上排布的方式与转移到印刷电路板410后的排布方式相同。
在本发明的另一种实现方式中，在执行步骤S13时，逐个转移并固定芯片至印刷电路板的芯片封装区，直至芯片封装区排满发光二极管芯片。
图5是本发明实施例提供的一种印刷电路板的局部结构示意图，如图5所示，芯片封装区50包括阵列布置的多个芯片封装位置51，每个芯片封装位置51用于固定一个芯片，每行芯片封装位置包括沿第四方向(即行方向，如图5中的T方向)排列的多个芯片封装位置51，每列芯片封装位置包括沿第三方向(即列方向，如图5中的R方向)排列的多个芯片封装位置51，且芯片封装位置51的列数与Bin中的芯片的行数不相等。
需要说明的是，图5中所示的芯片封装位置的行数、列数均为示意，并不用以限定具体的数量。
图6和图7是本发明实施例提供的一种芯片的转移固定过程示意图，结合图5和图6，在逐个转移并固定芯片至芯片封装区的过程中时，按照第一顺序从Bin中移出芯片311并按照第二顺序将芯片311填入芯片封装区，第一顺序为逐列移出芯片311且沿列方向(即第一方向，如图3中的X方向)逐个移出同一列中的芯片；第二顺序为在芯片封装区内逐行填入芯片311，且同一行芯片封装位置51沿行方向(即第四方向，如图5中的T方向)逐个填入。
采用逐列转移芯片311，同一列中的芯片311沿第一方向逐个转移，同一行中的芯片封装位置51沿第四方向逐个填满，多行芯片封装位置51沿第三方向逐行填满的方式进行，可以使芯片311在芯片封装区分布更均匀。
由于芯片封装位置51的列数与Bin中的芯片的行数不相等，因此在发光二极管芯片转移并固定到印刷电路板上后，产自不同的晶圆的多个发光二极管芯片可以较为均匀的分布，避免来自于相同晶圆的发光二极管芯片布置的过于集中，有利于进一步提高显示效果。
由于Bin中各种芯片的数量可能不同，使得每一行中的芯片数量可能不同，在转移芯片的过程中，若该位置没有芯片，则顺次取下一个位置的芯片，例如某Bin中，第4行第992列的位置没有芯片，则可以取第5行第992列处的芯片。
如图6所示，第一顺序可以为沿行方向逐列移出芯片且沿列方向逐个移出同一列中的芯片。这样可以使发光二极管芯片被逐列从芯片放置区取走，方便发光二极管芯片分选设备转移发光二极管芯片。
优选地，Bin中的芯片的行数h与多个芯片封装位置的列数L满足以下等式：
L＝k*h，
其中，k≠1，且k为小数。
图8是本发明实施例提供的一种印刷电路板上的发光二极管芯片的局部分布示意图，该印刷电路板上的发光二极管芯片来源于图3所示的Bin，如图8所示，多个芯片封装位置的列数L为16，Bin中的发光二极管芯片的行数h为8，列数L是行数h的2倍，有图8可知，若多个芯片封装位置的列数L是多个发光二极管芯片的行数h的整数倍，这样也会使得显示器上的一些小区域内的发光二极管芯片来自于同一晶圆，因此使多个发光二极管芯片的行数h与多个芯片封装位置的列数L满足上式可以使发光二极管芯片的排列更加均匀，进一步提高显示的效果。
实现时，每个Bin中产自相同晶圆的芯片的行数可以为1～3行，每个Bin中产自相同晶圆的芯片的行数越少，则获得的显示器的显示效果越好，相应地，制作成本也越高，每个Bin中产自相同晶圆的芯片的行数可以根据需要进行设置。
进一步地，Bin中各种芯片的行数均相同。有利于使发光二极管芯片分布的更加均匀，进一步提高显示的效果。例如图3所示的Bin中，第一芯片、第二芯片、第三芯片……第N芯片的行数均为两行。
需要说明的是，在其他实施例中，同一个Bin中各种芯片的行数也可以为其他数值，例如一行、三行等，本发明并不以此为限。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发光二极管显示器的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：
按同一条件对批量芯片进行分类，以得到多个芯片集合，所述批量芯片包括产自第一晶圆的多个第一芯片、产自第二晶圆的多个第二芯片……产自第N晶圆的多个第N芯片；
选取若干个芯片集合分别进行芯片混编处理；
所述芯片混编处理包括：
对应当前进行芯片混编处理的芯片集合设置多个Bin，并对所述多个Bin依次编号，所述Bin的个数a满足以下等式：
a＝N总数/N限制，
其中，N总数为所述芯片集合中的一种芯片的个数，所述芯片集合中，数量不超过N总数的芯片的种数与所述芯片集合所包括的芯片的种数之比不小于设定比例，N限制＞0，且N限制为整数；
按所述多个Bin的编号顺序，依次确定分配到各个Bin的所述第一芯片的数量，所述第一芯片的数量在所述各个Bin中平均分配，直至所述多个第一芯片分配完毕；
按所述多个Bin的编号顺序，依次确定分配到各个Bin的所述第二芯片的数量，所述第二芯片的数量在所述各个Bin中平均分配，直至所述多个第二芯片分配完毕；
直至确定完毕分配到各个Bin的所述第N芯片的数量后，按所述第一芯片、所述第二芯片……所述第N芯片在各个Bin中分配的数量将所述第一芯片、所述第二芯片……所述第N芯片分配至各个Bin；
将任意一个Bin中的芯片转移并固定至印刷电路板以制成发光二极管显示器。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述同一条件包括芯片的主发光波长、亮度、工作电压中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述设定比例不小于95％。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，N限制∈[500，3000]。
5.根据权利要求1～4任一项所述的制造方法，其特征在于，所述各个Bin中的多个芯片阵列布置，每行芯片包括沿第二方向排列的多个芯片，每列芯片包括沿第一方向排列的多个芯片，同一行中的多个芯片产自同一晶圆，产自不同晶圆的芯片沿第一方向依次排列。
6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述将任意一个Bin中的芯片转移并固定至印刷电路板以制成发光二极管显示器，包括：
逐个转移并固定所述芯片至印刷电路板的芯片封装区，各个所述芯片在所述芯片封装区的排列方式与各个所述芯片被转移至所述芯片封装区之前的排列方式相同。
7.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述将任意一个Bin中的芯片转移并固定至印刷电路板以制成发光二极管显示器，包括：
逐个转移并固定所述芯片至印刷电路板的芯片封装区，直至所述芯片封装区排满发光二极管芯片，
其中，所述芯片封装区包括阵列布置的多个芯片封装位置，每个芯片封装位置用于固定一个芯片，每行芯片封装位置包括沿第四方向排列的多个芯片封装位置，每列芯片封装位置包括沿第三方向排列的多个芯片封装位置，且所述芯片封装位置的列数与所述Bin中的芯片的行数不相等，
在逐个转移并固定所述芯片至所述芯片封装区的过程中，按照第一顺序从所述Bin中移出芯片并按照第二顺序将芯片填入所述芯片封装区，所述第一顺序为逐列移出芯片且沿列方向逐个移出同一列中的所述芯片；所述第二顺序为在所述芯片封装区内逐行填入所述芯片，且同一行所述芯片封装位置沿行方向逐个填入。
8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述第一顺序为沿行方向逐列移出芯片且沿列方向逐个移出同一列中的所述芯片。
9.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述Bin中的芯片的行数h与所述多个芯片封装位置的列数L满足以下等式：
L＝k*h，
其中，k≠1，且k为小数。
10.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述Bin中各种芯片的行数均相同。
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