CN111201595A - 显示装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种显示装置的制造方法，包括步骤：提供N个LED芯片集合，N个LED芯片集合由N个晶圆切割而来，没有重新排列，其中第一个LED芯片集合产自第一个晶圆，第二个LED芯片集合产自第二个晶圆，……第N个LED芯片集合产自第N个晶圆，其中N为大于2的整数；提供电路板（200），电路板（200）的上表面有一系列的LED芯片安装区（210）；从N个LED芯片集合选取LED并转移到电路板（200），直至芯片安装区（210）排满LED芯片，来自不同LED芯片集合的芯片混合排列；对LED芯片进行封装，形成显示装置。还提供一种显示装置。

Description

显示装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及显示屏技术领域，特别涉及一种LED显示装置及其制造方法。

背景技术

发光二极管具有体积小、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。

现有LED显示装置的制造方法，通常包括下面步骤：（1）LED芯片制造厂商将LED外延片制造成LED芯片；（2）进行分选，即依照客户需求将各项光电性能参数一致的芯片重新排列在同一张蓝膜120上；（3）然后由封装厂家或者显示屏制作厂商从重新排列的蓝膜上抓取LED芯片，安装于电路板200上，如图1所示。进一步地，为了减少显屏不同区域出现的亮度差异和/或颜色差异，通常会在分选阶段对LED芯片进行混编，例如中国专利文献CN108281361A或者CN107331678B。然而，在分选过程中对芯片进行混编，将极大的影响生产效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种显示装置及其制造方法，其同时兼顾了生产效率和模块色差的问题。

根据本发明的第一个方面，一种显示装置的制造方法，包括步骤：提供N个LED芯片集合，该N个LED芯片集合由N个晶圆切割而来，没有重新排列，其中第一个LED芯片集合产自第一个晶圆，第二个LED芯片集合产自第二个晶圆，……第N个LED芯片集合产自第N个晶圆，其中N为大于2的整数；提供电路板，该电路板的上表面有一系列的LED芯片安装区；从所述N个LED芯片集合选取LED并转移到该电路板，直至所述芯片安装区排满LED芯片，来自不同LED芯片集合的芯片混合排列；对所述LED芯片进行封装，形成所述显示装置。

在一些实施例中，依次从第一个LED芯片集合选取a₁个芯片转移到该电路板，从第二个LED芯片集合选取a₂个芯片转移到该电路板，……从第N个LED芯片集合选取a_N个芯片转移到该电路板。

在一些实施例中，首先对所述N个LED芯片集合进行测试获得测试数据，接着根据测试数据按顺序从所述LED芯片集合上抓取LED芯片，然后采用随机抽样方法将抓取的所述LED芯片进行无逻辑排列。

在一些实施例中，首先对该N个LED芯片集合进行测试并获得测试数据，接着根据测试数据将该N个LED芯片集合分为m个档，然后按顺序转移LED芯片至该电路板上，具体如下：从第一个LED芯片集合选取M₁₁个的第一档的芯片转移到该电路板上；从第二个LED芯片集合选取M₂₁个的第一档的芯片转移到该电路板上；……从第N个LED芯片集合选取M_N1个的第一档的芯片转移到该电路板上；依照前述方法从该N个LED芯片集合选取第二至m档的LED芯片，依次转移至所述电路板上。

在一些实施例中，首先对该N个LED芯片集合进行测试并获得测试数据，接着根据测试数据将该N个LED芯片集合分为m个档，然后按顺序转移LED芯片至该电路板上，具体如下：从第一个LED芯片集合选取M₁₁个的第一档的芯片转移到该电路板上；从第一个LED芯片集合选取M₁₂个的第二档的芯片转移到该电路板上；……从第一个LED芯片集合选取M_1m个的第m档的芯片转移到该电路板上；依照前述方法从该第二至第N个LED芯片集合选取第一至M档的LED芯片，依次转移至所述电路板上。

在一些实施例中，首先，对该N个LED芯片集合进行测试并获得测试数据，同时确定显示装置的芯片排列数据；接着，提供具有分选功能的转移设备，向该转移设备输入前述获得的测试数据和芯片排列数据，该转移设备根据所述测试数据从所述N个LED芯片集合选取LED芯片，并根据所述排列数据将LED芯片转移至所述电路板上。

在一些实施例，首先，对该N个LED芯片集合进行测试并获得测试数据；接着，提供具有分选功能的转移设备，向该转移设备输入前述获得的测试数据，该转移设备根据所述测试数据从所述N个LED芯片集合选取LED芯片，然后采用随机抽样方法将抓取的所述LED芯片进行无逻辑排列于所述电路板的芯片安装区。

根据本发明的第二个方面，一种显示装置，包括：电路板，其上表面具有一系列的LED芯片安装区；LED芯片，安装于所述电路板的芯片安装区，所述LED芯片来自N个LED芯片集合，其中第一个LED芯片集合产自第一个晶圆，第二个LED芯片集合产自第二个晶圆，……第N个LED芯片集合产自第N个晶圆，来自不同LED芯片集合的芯片混合排列， N为大于2的整数。

在一些实施例中，来自第一个LED芯片集合的LED芯片中的至少一部分LED芯片具有相同的间距；来自第二个LED芯片集合的LED芯片中的至少一部分LED芯片具有相同的间距；……来自第N个LED芯片集合的LED芯片的至少一部分LED芯片具有相同的间距。

在一些实施例中，所述多个LED芯片发射蓝光、绿光或者红光中的至少一种，发射同一颜色的LED芯片具有相同档位的光电参数，所述光电参数为芯片的主发光波长、亮度、工作电压中的至少一种。

如上所述，本发明的LED显示装置及其制造方法，采用来自多个晶圆的LED芯片，没有进行分选及芯片混编，在将LED外延片分割为LED芯片后直接转移至电路板上，在电路板上将来自不同晶圆的芯片进行混合排列，在后续封装并组装屏幕之后不会出现亮度和颜色的差异，运行成本低易于实现。

进一步地，在抓取LED芯片时，可以按顺序逐个对来自一同晶圆的LED芯片进行集中抓取，利于进行生产。

进一步地，抓取LED芯片后按照预定的排列规则进行LED芯片排列，有利于进行快速排片，同时达到混合的效果。

进一步地，也可以随机选取一系列的安装点，然后分别以各个安装点为起始点，按照预定的排列方向排列预定数量的LED芯片，可以较为快速的进行排片，并且封装模块或屏幕内的芯片均是乱数排列，不存在条纹或块状色差/亮暗，模块与模块或屏幕与屏幕进行进一步组装时，也不会出现条纹或块状色差/亮暗现象。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。

图1为现有LED显示装置的制造方法。

图2为根据本发明实施的一种LED显示屏的制造方法。

图3为根据本发明实施的一种发光二极管显示屏的制造方法的流程图。

图4简单示意图3所示一种发光二极管显示屏的制造方法的步骤S300。

图5为根据本发明实施的一种LED芯片抓取方式。

图6为根据本发明实施的另一种LED芯片抓取方式。

图7简单示意了根据本发明实施的一种LED芯片排列方式。

图8为采用图7所示的排列方式形成的LED芯片排列图案。

图9简单示意了根据本发明实施的一种LED芯片排列方式。

图10简单示意了根据本发明实施的再一种LED芯片排列方式。

图11简单示意了根据本发明实施的再一种LED芯片排列方式。

图12简单示意了根据本发明实施的再一种LED芯片排列方式。

其中：100：LED芯片；100A、W₁~W_N：直接由晶圆切割而成的LED芯片集合（未重新排列）；100B：通过分选机重新排列的LED芯片集合；120：LED芯片承载膜（例如蓝膜）；200：电路板；210：芯片安装区；300：芯片转移设备。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

实施例一

图2显示了根据本发明实施的一种LED显示屏的制造方法的示意图。与图1所示的制造方法完全不同的是：该方法将LED晶圆切割成芯片后，省略了步骤（2），即不再重新对LED芯片进行重新排列，而是从多个LED芯片集合W1~WN中选取芯片，然后直接放置于电路板200上进行安装，在安装过程中可以同时对来自不同晶圆的LED芯片进行混合排列。下面结合附图对该制造方法进行详细说明。

图3是根据本发明实施的一种发光二极管显示屏的制造方法的流程图。如图3所示，该制造方法包括：

S100：提供N个LED芯片集合，该N个LED芯片集合由N个晶圆切割而来，没有重新排列。

其中，第一个LED芯片集合产自第一个晶圆，第二个LED芯片集合产自第二个晶圆，……第N个LED芯片集合产自第N个晶圆，其中N为大于2的整数。本实施例中包含6个芯片集合，分别产自6个晶圆，在其他实施例中，芯片集合也可以产自其他数量的晶圆，本发明并不以此为限。该N个LED芯片集合优选为小尺寸芯片，其尺寸优选为100μm×100μm~300μm×300μm。

S200：提供电路板200，该电路板的上表面有一系列的LED芯片安装区210。优选地，在该安装区210上形成一层接合层。该接合层的材料主要取决于选用的LED芯片的类型，例如选用倒装LED芯片，此时可以为导电材料，例如焊料，例如选用正装芯片，此时可以为绝缘材料，例如有机粘合胶材等。

S300：从该N个LED芯片集合选取LED芯片并转移到电路板200，直至芯片安装区210排满LED芯片100，来自不同LED芯片集合的芯片混合排列。在一个优选实施例中，该步骤可以进一步包含下面子步骤：

首先，对该N个LED芯片集合进行测试并获得测试数据。通常LED晶圆切割形成LED芯片后会对所有芯片进行检测获得测试数据（Mapping 图），以便后续根据该测试数据抓取符合要求的LED芯片。

接着，提供一芯片转移装置300，向该芯片转移装置中输入前述获得的测试数据，该芯片转移装置根据所述测试数据从所述N个LED芯片集合选取LED芯片，然后按照一定的规则或者方法将抓取的所述LED芯片排列于所述电路板的芯片安装区。如图4所示，该转移装置300一般具有分选的功能，当向该装置300输入LED芯片的测试数据和显示屏上的LED芯片排列数据后，可以沿预定的方向按顺序从该多个LED芯片集合中抓取符合要求的LED芯片，并按照排列数据进行排列。

在此步骤中，需要设定芯片的抓取规则和排列规则。

一、抓取规则

抓取规则主要包括抓取对象和抓取顺序。

抓取对象具体包括了LED芯片集合的数量N，从每个LED芯片集合抓取的LED芯片数量a，及LED芯片的光电参数要求，其中N越大，对应的每个LED芯片集合抓取的LED芯片数量a越小，产自同一晶圆的LED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。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的大小；LED芯片的光电参数越集中，即主发光波长、亮度、工作电压等越接近，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。

尽管产自同一晶圆的LED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LED芯片之间的光电参数也可能有较大的差异，因此在对显示质量要求较高时，优选会对LED芯片进行分档以得到多个档位的单色LED芯片，具体可为：设置LED芯片档位，根据LED芯片的发光参数例如波长不同设置不同档位，例如波长设置M档。以蓝光LED芯片为例，假设其波长范围例如为441nm～470nm(纳米)，以每2nm为一档，则依据波长可分为15档。

也可以依据需求根据亮度、工作电压进行分档，或者同时考虑主发光波长、亮度进行分档，对于其他颜色LED芯片的分级方式类似，在此不再一一举例。本发明实施例的芯片分级步骤可以由芯片厂商进行，也可以由LED显示屏制作厂商进行；并且，即使芯片厂商对LED芯片已经做了一定程度的分档处理，LED显示屏厂商还可以对芯片厂商提供的LED芯片做进一步的分档。

用于同一显示屏的LED芯片可以为多个档位的芯片混合，也可以为单一档位的芯片。相同档位的芯片具有相同的光电参数，具体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。主发光波长会影响LED芯片的发光颜色，主发光波长相差越大，则LED芯片的发光颜色差异也越大；显示装置用于驱动各个LED芯片的电压通常都是相同的，若LED芯片的工作电压不同，则在相同的电压作用下LED芯片的亮度也会不同，主发光波长、亮度、工作电压越接近，则在显示装置进行显示时，显示装置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。

在确定抓取对象后，可以按预定的顺序逐个对来自一同晶圆的LED芯片进行集中抓取，该预定的顺序可以采用横向折返的抓取方式，如图5所示，当然也可以是竖向折返排列方式等。具体的，依次从第一个LED芯片集合选取a₁个芯片转移到该电路板，从第二个LED芯片集合选取a₂个芯片转移到该电路板，……从第N个LED芯片集合选取a_N个芯片转移到该电路板。

在一些优选实施例中，该N个LED芯片集合包含了红、蓝和绿光三种颜色的芯片，相同颜色的LED芯片来自多个晶圆，抓取具有相同的档位的芯片至电路板200上进行排列。以蓝光LED芯片为例，发射蓝光的LED芯片具有相同的波长、亮度和工作电压。由于难以制作出主发光波长完全相同的LED芯片，因此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LED芯片的主发光波长均相等，主发光波长的上限值和下限值的差值越小，则越有利于提高显示效果，但是相应地制作成本也会越高。具体的，主发光波长的上限值和下限值的差值可以为1~5nm，不同类型的芯片对应的主发光波长可能会不一样，例如蓝光LED芯片要求该差值较低，一般低于3nm，例如2.5nm，或者2nm或者1.5mm等。相同的，可以根据显示器的需要进行设置LED芯片的亮度和工作电压的范围，例如亮度为1000mcd～1020mcd，可以认为亮度处于该范围内的LED芯片的亮度相等，工作电压为2 .7V～3 .5V，可以认为处于该范围内的LED芯片的工作电压相等， LED芯片的工作电压越接近，则在通过相同的电压驱动时LED芯片的发光亮度也越接近，有利于提高显示效果。

示例性的，单个显示屏需要48,000颗RBG LED芯片，则需要蓝光LED芯片、红光LED芯片和绿光LED芯片每16,000颗。以蓝光LED芯片为例，使用单一档位的LED芯片（主发光波长为461~462nm，亮度为1000mcd~1020mcd，工作电压为2.7~3.5V）：提供6个蓝光LED芯片集合，该LED芯片分别从第1至5个LED芯片集合中抓取该档位的2667颗芯片，从第6个LED芯片集合中抓取该档位的2665颗芯片。当某个或者某些LED芯片集合中的该档位的LED芯片数量不足时，可以再增加一个LED芯片集合，从该新增的LED芯片集合中抓取LED芯片，补足所需LED芯片，理论上，从新增的LED芯片集合中抓取的LED芯片的数量不超过2667颗。在另一些实施例中，也可以从该LED芯片集合中抓取发光特性(波长、亮度、工作电压接近)相邻的LED芯片，补足所需LED芯片。本发明并不以此为限。

在一些实施例中，该N个LED芯片集合包含了红、蓝和绿光三种颜色的芯片，相同颜色的LED芯片来自单个或者多个晶圆，抓取多个档位的LED芯片至电路板上进行排列。下面以蓝光LED芯片为例进行简单说明。假设LED芯片的发光波长范围为441nm～470nm，以每2nm为一档，则依据波长可分为15档，定义第1档的波长为441~442nm，第15档的波长为469~470nm，从该15档中选取第11~15档的LED芯片进行排列。

例如，在一个实施例中，蓝光LED芯片来自同一个晶圆，从该晶圆中抓取第11-15档的芯片至电路板，按照设定的排列规则进行排列。优选地，按照随机抽样方法对所述LED芯片进行无逻辑抓取，在该LED芯片集合（以圆片的方式排列）中随机选取一系列的抓取点，然后分别以各个抓取点为起始点，按照预定的抓取方向抓取预定数量的第11-15档的LED芯片。具体抓取步骤如下：随机选取第一抓取点，并沿预定的抓取方向分别抓取所述第一抓取点处的所述LED芯片及所述第一抓取点周围第一数量的所述LED芯片；将抓取的所述第一抓取点处的所述LED芯片及所述第一数量的所述LED芯片按照预定的排列方式顺序排列；随机跳至第二抓取点，并沿所述预定的抓取方向抓取所述第二抓取点处的所述LED芯片及所述第二抓取点周围第二数量的所述LED芯片；将抓取的所述第二抓取点处的所述LED芯片及所述第二数量的所述LED芯片按照所述的预定的排列方式顺序排列；……随机跳至第i抓取点，并沿所述预定的抓取方向抓取所述第i抓取点处的所述LED芯片及所述第i抓取点周围第i数量的所述LED芯片；将抓取的所述第i抓取点处的所述LED芯片及所述第i数量的所述LED芯片按照所述的预定的排列方式顺序排列；直至完成所有LED芯片的抓取及排列，形成所需的排列形状，其中i为大于2的整数。优选的，第一数量至第i数量的取值为1~9，例如可以为9，此时可以以该抓取点为起始点，按照顺时针或者逆时针逐个抓取9颗的第11-15档的芯片。图7简单示意了一种抓取方向D4，本发明并不以此为限。通过上述无逻辑抓取后再排列于显示屏的电路板后，不同档位的LED芯片容易在各显示模块中均匀且分散地分布。

在另一个实施例中，蓝光LED芯片来自多个晶圆，从该多个晶圆中抓取第11-15档的芯片至电路板，按照设定的排列规则进行排列。可以通过下面抓取规则进行抓取：

第一种抓取规则：对第一个晶圆的LED芯片进行集中抓取，完成该晶圆上的LED芯片的抓取步骤后再转至下一个晶圆进行同样的抓取步骤，直至完成抓取工作。其中可以采用上述随机抽样方法从每一个晶圆中无逻辑抓取第11-15档的芯片（具体可以参照前述方面），也可以采用横向折返或者纵向折返的方式依次抓取第11-15档的芯片；还可以预先设定每个档位的芯片的数量，然后进行逐个档位芯片的抓取，具体如下：依次从第一个晶圆中选取M₁₁个的第11档的芯片，转移到该电路板上；依次从第一个晶圆中选取M₁₂个的第12档的芯片，转移到该电路板上；……依次从第一个晶圆中选取M₁₅个的第15档的芯片，转移到该电路板上；依照前述方法从余下的晶圆中选取第11-13档的LED芯片，依次转移至所述电路板上。

第二种抓取规则：对同一档位的LED芯片进行集中抓取，下面以LED芯片具体如下：从第一个LED芯片集合选取M₁₁个的第11档的芯片，转移到该电路板上；依次从第二个LED芯片集合选取M₂₁个的第11档的芯片，转移到该电路板上；……依次从第N个LED芯片集合选取M_N1个的第11档的芯片，转移到该电路板上；依照前述方法从该N个LED芯片集合选取第12-15档的LED芯片，依次转移至所述电路板上，可以采用横向折返或者纵向折返的方法进行逐个抓取。

二、排列规则

在一些实施例中，LED芯片100按照第一方向（X轴方向）排列为复数行，其中产自第一LED芯片集合的芯片按照固定间距排列在第（1+N×K）行，产自第二LED芯片集合的芯片按照固定间距排列在第（2+N×K）行，……产自第二LED芯片集合的芯片按照固定间距排列在第（N+N×K）行，其中K≥0，且为整数。图5和图7是本发明实施例提供的一种芯片的转移过程示意图，其中标有1~18的LED芯片产自相同的晶圆。首先从第一个LED芯片集合W1中按照D1方向逐个转移LED芯片并放置于芯片安装区210的过程中，同一行中的芯片安装区210沿轴x方向逐个排满，然后跳至第1+N行排片，排满该行的LED芯片安装后继续跳至第1+2N行排片……直至将第1+N×K的LED芯片安装区排满；按照相同的方法从第2至N个LED芯片集合中逐个转移LED芯片至电路板的LED芯片安装区，直至将该电路板的芯片安装区排满LED芯片。图8显示了一种芯片的排列方式，图中标有相同字母的LED芯片产自同一晶圆，标有不同字母的LED芯片产自不同的晶圆。每行芯片包括沿第一方向(即行方向，如图7中的x方向)排列的多个芯片，每列芯片包括沿第二方向排列的多个芯片(即列方向，如图7中的y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，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。这种转移方式简单，易于操作，且可以一定程度对来自不同晶圆的芯片进行混合，避免产自相同晶圆的芯片过于集中排列。

在一些实施例中，可以先将该显示屏微量化为一系列的显示子区域100C，每个显示子区域100C内的LED芯片排列规则优选相同，例如可以具有相同数量的来自不同的晶圆的芯片，或者每个子区域内的LED芯片来自相同的晶圆，但相邻的子区域之间的LED芯片来自不同的晶圆。该子区域100C可以为M×N或者M×K等这样的区域，其中N为LED芯片集合的数量，M和K为大于0的整数。每个显示子区域内的LED芯片的数量优选为100个以下，例如可以9个，12个，18个，27个，36个，或者54，或者81等，当该显示子区域内的LED芯片来自不同的晶圆时，该子区域内的LED芯片的数量优选为N的整数倍，例如可以为N，或者2N，或者N²等，其中N为LED芯片集合的数量。当该显示子区域内的LED芯片产自相同的晶圆的时候，此时该子区域内的LED芯片的数量优选不过超过18个。本发明并不以此为限。需要注意的时，在一些实例例中，显示屏会由RGB三色LED芯片或者RGBW四色LED芯片构成，此时该显示子区域内的LED芯片产自相同的晶圆是指发射相同颜色的LED芯片产自相同的晶圆。将显示屏做微量化处理，有利于兼顾生产效率及显示效果。

图9显示了一种排列规则。采用前述方法逐个从该N个LED芯片集合中抓取LED芯片，然后按照预定排列方式D2进行排列，来自同一晶圆的芯片等间距进行排列，中间插入来自其他晶圆的芯片，预定排列方式D2包括横向折返排列方式，当然也可以是竖向折返排列方式。在本实施例中，位于同一行的相邻的每N个LED芯片所在区域即可看成一个1×N的子区域100C，其中排列方式包括竖向折返排列方式，当然也可以是横向折返排列方式等。在本实施例中，来自不同的晶圆的多个LED芯片可以较为均匀的分布，避免来自于相同晶圆的LED芯片布置的过于集中，有利于进一步提高显示效果。尽管图中所示每个子区域均在同一行中，在一些实施例中，有一些子区域存在跨行的情况，这样种情况下可以使芯片100在芯片安装区域分布更均匀，有助于提升显示效果。

图10显示了另一种排列规则。在该实施例中，定义子区域100C为M×N这样的区域，每个子区域100C中包含该N个LED芯片集合中的每个LED芯片集合的M个芯片，来自同一晶圆的LED芯片可以排列在一起，也可以等间距排列。在一个优选实施例中，子区域100C内来自相同晶圆的LED芯片位于同一列。

图11显示了再一种排列规则。与图10所示排列规则不同的是，该实施例中，每个子区域内的LED芯片采用随机抽样的方式进行乱数排列。在本实施例，将显示屏划分为一系列相同的子区域100C，每个子区域100C内部采用子区域内进行乱数排列，各LED芯片100在各显示子区域100C中均是均匀且分散地分布的，可以减少或者避免显示屏不同区域出现的亮度差异和/或颜色差异；同时来自相同晶圆的LED芯片具有固定的间距，方便进行准确定位，利于生产。

在一些实施例中，可以采用随机抽样的方法将抓取的所述LED芯片100进行无逻辑排列。在本实施例的优选实施例中，随机抽样方法包括乱数表法，所述乱数表法中的乱数表包括费舍尔·雅台斯乱数表、第贝特乱数表及康达尔·史密斯乱数表中的一种。在本实施例中，首先随机选取一系列的安装点，然后分别以各个安装点为起始点，按照预定的排列方向排列预定数量的LED芯片，直至完成LED芯片排列。

在一个具体的实施例中，首先随机选取第一安装点，沿预定的排列方向D3依次在第一安装点处及第一安装点周围排列第一数量的所述LED芯片，例如可以在第一安装点及其周围排列1-27颗LED芯片，优选地，在本实施例中在第一安装点及其周围排列9颗LED芯片1-9。排列方向D3可以是逆时针方向或顺时针方向，在本实施例的优选实施例中，如图12所示，抓取方向D3是逆时针方向。

随机跳至第二安装点，以该第二安装点为起始点，沿所述预定的排列方向D3排列第二数量的所述LED芯片，例如可以在第二安装点及其周围排列1~27颗的芯片，优选地，在本实施例中在第二安装点周围排列9颗LED芯片10-18。

……

随机跳至第j安装点，以该第j安装点为起始点，沿所述预定的排列方向排列第j数量的所述LED芯片；

直至所述电路板的芯片安装区排满LED芯片；

依次重复上述随机排列步骤，直至形成所需的排列形状。该排列形状同样可以根据LED显示屏的最终产品要求来确定。

第一安装点、所述第二安装点、……及第n安装点包括通过随机抽样方法随机选取的无逻辑的点；所述第一数量的LED芯片、所述第二数量的LED芯片、……及第n数量的LED芯片包括1~9颗所述LED芯片。其中，n为大于2的整数。

前述各种排列规则主要针对相同颜色的LED芯片来自多个晶圆，但具有相同的档位的芯片。

前面分别详细描述了多种不同的抓取规则和排列规则，在实际应用中可以根据需求选择合适的抓取规则和排列规则完成步骤S300。

例如，在一些实施例中，同一显示屏选用不同晶圆但相同档位的芯片，采用图10所示排列方案进行排列，具体为按沿预定的方向按顺序集中抓取来自同一晶圆的芯片（该预定的方向可以为横向折返或者纵向折返的方向），并按照图10所示的规则进行排列，完成第一晶圆W1的芯片抓取与排列后，再转移至下一个晶圆W2进行集中抓取与排列，最终完成所需芯片的抓取与排列，其中所述LED芯片优选来自6个不同的晶圆，较佳为9个晶圆，或者12个晶圆。采用该方法形成的显示装置，来自不同晶圆的芯片可以进行混合，且发射同一颜色的LED芯片的光电参数集中，利于提高显示效果。

在一些变形实施例中，也可以选用图8、8或者10所示的排列规则进行排。例如采用7所示的排列方案，排列简单，利于生产。例如采用图9所示的排列方案，可以进一步设计每行所需LED芯片的数量非N的倍数，使得位于每行末端的子区域100C需要跨行，产自不同的晶圆的多个芯片可以较为均匀的分布，避免来自于相同晶圆的芯片布置的过于集中，有利于进一步提高显示效果。采用图11所示的排列方案，单个子区域内部的LED芯片采用无逻辑的乱数排列，但每个子区域的排列方案相同，同时兼顾生产效率和显示效果。

在一些实施例中，显示屏同样选用不同晶圆但相同档位的芯片，但是采用随机抽样的方法将抓取的所述LED芯片100进行无逻辑排列，具体为随机选取一系列的安装点，然后分别以各个安装点为起始点，按照预定的排列方向排列预定数量的LED芯片，如图12所示，最终完成所需芯片的抓取与排列。

在一些实施例中，显示屏采用多个档位的芯片。例如，在一显示单元中采用同一晶圆的多个档位的蓝光LED芯片，此时在抓取的时如果采用随机抽样的方法进行无逻辑抓取，此时可以简单的采用横向折返或者纵向折返的方式进行排列，即可使得不同档位的LED芯片均匀且分散地分布在显示屏中，因此显示模块组装成显示屏之后，屏幕与屏幕之间就不会出现条纹或块状色差/亮暗。如果采用横向折返的方式进行抓取，此时可以参考前述将显示屏做微模块化处理的各种方案，同样可以达到将不同档位的LED芯片打散，进行均匀排列。

当一个显示屏中采用了多个晶圆的多个档位的蓝光LED芯片时，当在抓取步骤中未特别区分每个LED芯片的档位时，采用前述各种排列规则进行排列即可；对于已经区分每个LED芯片的档位时，可以采用前述微模块处理的方式，假设选用N个晶圆的M个档位的芯片，此时每个子区域中至少有M×N种不同的芯片；也可以采用前述随机抽样进行无逻辑排列。

S400：对所述LED芯片100进行封装，形成显示面板。

实施例二

本实施例提供一种LED显示屏，该LED显示屏包括显示单元，所述显示单元包括电路板以及焊接在所述电路板上的多个LED芯片，该多个LED芯片100来自不同晶圆，来自不同晶圆的芯片混合排列。其中该显示单元做微模块化处理，包含了一系列的显示子区域100C，该多个显示子区域构成了所需求的排列图案。每个子区域100C可以为M×N或者M×K这样的区域，其中N为LED芯片集合的数量，M和K为大于0的整数， LED芯片的数量M×N或者M×K优选为200颗以下，较佳的为100颗以下，例如可以为18颗，24颗，27颗，36颗，48颗、54颗，或者 72颗，或者81颗等，每个子区域100C具有相同的LED芯片及排列顺序，该子区域的排列图案可以根据显示需求选择图9~11中的一种。优选的，该显示子区域按顺序进行排列，从而填满整个显示屏。由于每个子区域重复进行排列，且子区域内部的LED芯片排列固定，因此来自相同晶圆的芯片至少有一部分具有相同的距离，如此在制作过程中可以较为快速的排列所述LED芯片，提高生产效率。

优选的，该多个LED芯片中发射蓝光、绿光或者红光中的至少一种，其中发射同一颜色的LED芯片具有相同档位的光电参数，所述光电参数为芯片的主发光波长、亮度、工作电压中的至少一种。例如，所述多个LED芯片中发射同一颜色的LED芯片的主发光波长的上限值和下限值的差值为3nm以下，其中发射蓝光的LED芯片的主发光波长的上限值和下限值的差值优选小于3nm，例如可以为2.5nm，或者2nm，更好的，小于2nm，例如1.5nm。

在本实施例中，将显示屏做微模块代处理，每个显示子区域包括了来自不同晶圆的LED芯片，如此使得最终的LED屏幕中的不同晶圆的LED芯片分散且均匀地分布，不会造成屏幕与屏幕之间条纹或块状的色差/亮暗差异；且发射相同颜色的LED芯片具有相同或者接近的发电特性，可以进一步提升显示效果。

在本实施例的一优选实施例中，所述LED芯片包括Mini LED芯片或Micro LED芯片，其尺寸优选为300μm×300μm以下。

实施例三

本实施例提供一种LED显示屏，与实施例二不同的，每个显示子区域内的LED芯片来自相同的晶圆，每个子区域随机排列，使得屏幕内的芯片均是乱数排列，不存在条纹或块状色差/亮暗，模块与模块或屏幕与屏幕进行进一步组装时，也不会出现条纹或块状色差/亮暗现象。

优选的，每个子区域内的LED芯片的数量为1~25，优选为4~16。

作为一个变形，该子区域也可以采用进行横向折返、纵向折返、顺时针、逆时针等方式进行周期性排列，每个周期内包括了N个子区域，该N个子区域内的LED芯片分别来自N个晶圆，每个子区域优选为B×C这样的区域，其中B为大于1的整数，优选为9~16，其中，其中B:C的取值优选为0.5~2。优选的，有一些子区域存在跨行的情况，这样种情况下可以使芯片100在芯片安装区域分布更均匀，有助于提升显示效果。

实施例四

本实施例提供一种LED显示屏，与实施例二不同的，显示屏中同一颜色的LED芯片，例如蓝光LED芯片选用相同的晶圆或者多个晶圆的多个档位的LED芯片，不同档位的LED芯片进行混合排列。

例如，该显示屏的蓝光LED芯片采用了同一晶圆的多个档位的芯片，该多档位的芯片可以选用图7至图12所示的任意一种方式进行混合排列于电路板200上，也可以基于被抓取时采用随机抽样的方法进行无逻辑抓取进而乱数排列于电路板上，使得不同档位的LED芯片均匀且分散地分布在显示屏中，因此显示模块组装成显示屏之后，屏幕与屏幕之间就不会出现条纹或块状色差/亮暗。应该知道的是，当一个晶圆内的LED芯片数量不足时，可以从另一个晶圆中抓取相当档位的芯片，不用对不同晶圆的LED芯片进行混合排列。

例如，该显示屏的蓝光LED芯片采用了多个晶圆的多个档位的LED芯片。该来自多个晶圆的多档位的芯片同样可以选用图7至图12所示的任意一种方式进行混合排列于电路板200上，也可以基于被抓取时采用随机抽样的方法进行无逻辑抓取进而乱数排列于电路板上。

上述实施例仅示例性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (40)

1.一种显示装置的制造方法，包括步骤：

一、提供N个LED芯片集合，该N个LED芯片集合由N个晶圆切割而来，没有重新排列，其中第一个LED芯片集合产自第一个晶圆，第二个LED芯片集合产自第二个晶圆，……，第N个LED芯片集合产自第N个晶圆，其中N为大于2的整数；

二、提供电路板，该电路板的上表面有一系列的LED芯片安装区；

三、从所述N个LED芯片集合选取LED芯片并排列在该电路板上，形成所需的排列形状，来自不同LED芯片集合的芯片混合排列；

四、对所述LED芯片进行封装，形成所述显示装置。

2.根据权利要求1所述的显示装置的制造方法，其特征在于：所述步骤三包含下面子步骤：首先设定LED芯片抓取规则和排列规则，然后根据所述抓取规则从所述N个LED芯片集合中抓取LED芯片，并按照排列规则将抓取的LED芯片排列于所述电路板的LED芯片安装区。

3.根据权利要求2所述的显示装置的制造方法，其特征在于：所述抓取规则如下：依次从第一个LED芯片集合选取a₁个芯片转移到该电路板，从第二个LED芯片集合选取a₂个芯片转移到该电路板，……从第N个LED芯片集合选取a_N个芯片转移到该电路板，其中a₁，a₂，……，a_N为整数。

4.根据权利要求2所述的显示装置的制造方法，其特征在于：还包括对该N个LED芯片集合进行测试并获得测试数据，所述步骤三中根据测试数据选择性抓取LED芯片。

5.根据权利要求4所述的显示装置的制造方法，其特征在于：所述步骤三中进一步提供具有分选功能的转移设备，向该转移设备输入抓取数据和排列数据，所述转移设备根据抓取数据从该N个LED芯片集合中抓取LED芯片，并依据所述排列数据将LED芯片排列于所述电路板上，其中抓取数据包括抓取对象和抓取规则，所述抓取对象包含LED芯片集合的数量N，从每个LED芯片集合抓取的LED芯片数量a，及LED芯片的光电参数要求，所述排列数据包含排列规则。

6.根据权利要求4所述的显示装置的制造方法，其特征在于：进一步包括设置LED芯片档位，根据LED芯片的发光特性的不同设置不同档位，所述步骤三中从该N个LED芯片集合中抓取一个或者多个档位的LED芯片，所述发光特性为LED芯片的主发光波长、亮度、工作电压中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的显示装置的制造方法，其特征在于：所述步骤三中，从该N个LED芯片集合中抓取m个档位的芯片，然后按照设定的排列规则进行排列，具体如下：

依次从第一个LED芯片集合选取M₁₁个的第一档的芯片，转移到该电路板上；

依次从第二个LED芯片集合选取M₂₁个的第一档的芯片，转移到该电路板上；

……

依次从第N个LED芯片集合选取M_N1个的第一档的芯片，转移到该电路板上；

依照前述方法从该N个LED芯片集合选取m个档位的LED芯片，依次转移至所述电路板上。

8.根据权利要求6所述的显示装置的制造方法，其特征在于：所述步骤三中，从该N个LED芯片集合中抓取m个档位的芯片，然后按照设定的排列规则进行排列，具体如下：

依次从第一个LED芯片集合选取M₁₁个的第一档的芯片，转移到该电路板上；

依次从第一个LED芯片集合选取M₁₂个的第二档的芯片，转移到该电路板上；

……

依次从第一个LED芯片集合选取M_1m个的第m档的芯片，转移到该电路板上；

依照前述方法从该第二至第N个LED芯片集合选取m个档位的LED芯片，依次转移至所述电路板上。

9.根据权利要求6所述的显示装置的制造方法，其特征在于：所述步骤三中，从该N个LED芯片集合中随机抓取m个档位的芯片，然后按照设定的排列规则进行排列。

10.根据权利要求9所述的显示装置的制造方法，其特征在于：从该N个LED芯片集合中随机抓取m个档位的芯片包括下面步骤：

从第一个LED芯片集合中随机选取a₁个芯片，转移到该电路板；

从第二个LED芯片集合中随机选取a₂个芯片，转移到该电路板；

……

从第N个LED芯片集合中随机选取a_N个芯片，转移到该电路板，

其中a₁，a₂……a_N为整数。

11.根据权利要求10所述的显示装置的制造方法，其特征在于：在第一个LED芯片集合中随机选取一系列的抓取点，然后分别以各个抓取点为起始点，按照预定的抓取方向抓取预定数量的LED芯片，直至完成第一个LED芯片集合的抓取步骤；依照前述方法从该第二个至N个LED芯片集合选取m个档位的LED芯片。

12.根据权利要求2所述的显示装置的制造方法，其特征在于：所述排列规则如下：所述LED芯片按照第一方向排列为复数行，其中产自第一LED芯片集合的芯片按照固定间距排列在第（1+N×K）行，产自第二LED芯片集合的芯片按照固定间距排列在第（2+N×K）行，……产自第二LED芯片集合的芯片按照固定间距排列在第（N+N×K）行，其中K≥0，且为整数。

13.根据权利要求1所述的显示装置的制造方法，其特征在于：首先将显示装置做微模块化处理，使得该显示装置包含了多个显示子区域，每个显示子区域内的LED芯片的数量为200个以下。

14.根据权利要求13所述的显示装置的制造方法，其特征在于：所述多个显示子区域的每一个显示子区域内包含该N个LED芯片集合中的每个LED芯片集合的至少一个芯片。

15.根据权利要求14所述的显示装置的制造方法，其特征在于：该多个显示子区域为M×N或者M×K这样的区域，其中N为LED芯片集合的数量，M和K为大于0的整数。

16.根据权利要求14所述的显示装置的制造方法，其特征在于：该多个显示子区域的LED芯片排列方式相同。

17.根据权利要求16所述的显示装置的制造方法，其特征在于：该多个显示子区域内的LED芯片采用随机排列的方式进行无逻辑排列。

18.根据要利要求13所述的显示装置的制造方法，其特征在于：同一个显示子区域内的LED芯片来自相同的晶圆。

19.根据权利要求1所述的显示装置的制造方法，其特征在于：所述步骤三中，采用随机抽样的方法将抓取的所述LED芯片进行无逻辑排列。

20.根据权利要求19所述的显示装置的制造方法，其特征在于：随机选取一系列的安装点，然后分别以各个安装点为起始点，按照预定的排列方向排列预定数量的LED芯片，直至所述芯片安装区排满LED芯片。

21.根据权利要求20所述的显示装置的制造方法，其特征在于：采用随机抽样方法将抓取的所述LED芯片进行无逻辑排列包含下面子步骤：

随机选取第一安装点，以该第一安装点为起始点，沿预定的排列方向排列第一数量的所述LED芯片；

随机跳至第二安装点，以该第二安装点为起始点，沿所述预定的排列方向排列第二数量的所述LED芯片；

……

随机跳至第j安装点，以该第j安装点为起始点，沿所述预定的排列方向排列第j数量的所述LED芯片；

依次重复上述随机排列步骤，直至形成所需的排列形状；

其中，j为大于2的整数。

22.根据权利要求21所述的显示装置的制造方法，其特征在于：所述预定的排列方向包括逆时针方向或顺时针方向。

23.根据权利要求21所述的显示装置的制造方法，其特征在于：所述第一数量的LED芯片、所述第二数量的LED芯片、……及第j数量的LED芯片包括1~18个所述LED芯片。

24.根据权利要求12所述的显示装置的制造方法，其特征在于：所述第一安装点、所述第二安装点、……及第j安装点包括通过随机抽样方法随机选取的无逻辑的点。

25.根据权利要求24所述的制造方法，其特征在于：所述随机抽样方法包括乱数表法，其中所述乱数表包括费舍尔·雅台斯乱数表、第贝特乱数表及康达尔·史密斯乱数表中的一种。

26.一种显示装置，包括：

电路板，其上表面具有一系列的LED芯片安装区；

多个LED芯片，安装于所述电路板的芯片安装区；

其特征在于：所述多个LED芯片来自N个LED芯片集合，其中第一个LED芯片集合产自第一个晶圆，第二个LED芯片集合产自第二个晶圆，……第N个LED芯片集合产自第N个晶圆，来自不同LED芯片集合的芯片混合排列， N为大于2的整数。

27.根据权利要求26所述的显示装置，其特征在于：来自第一个LED芯片集合的LED芯片中的至少一部分LED芯片之间具有相同的间距；来自第二个LED芯片集合的LED芯片中的至少一部分LED芯片之间具有相同的间距；……来自第N个LED芯片集合的LED芯片的至少一部分LED芯片之间具有相同的间距。

28.根据权利要求26所述的显示装置，其特征在于：该显示装置包含了多个显示子区域，每个显示子区域内的LED芯片的数量为200个以下。

29.根据要利要求28所述的显示装置，其特征在于：该多个显示子区域的每一个显示子区域内包含该N个LED芯片集合中的每个LED芯片集合的至少一个芯片。

30.根据权利要求29所述的显示装置，其特征在于：该多个显示子区域为M×N或者M×K这样的区域，其中N为LED芯片集合的数量，M和K为大于0的整数。

31.根据权利要求29所述的显示装置的制造方法，其特征在于：该多个显示子区域的LED芯片排列方式相同。

32.根据权利要求31所述的显示装置，其特征在于：该多个显示子区域内的LED芯片采用随机排列的方式进行无逻辑排列。

33.根据要利要求28所述的显示装置，其特征在于：每一个显示子区域内的LED芯片来自相同的晶圆。

34.根据权利要求33所述的显示装置，其特征在于：该多个显示子区域随机排列于所述电路板上。

35.根据权利要求28所述的显示装置，其特征在于：所述显示子区域内的LED芯片的数量为100以下。

36.根据权利要求26所述的显示装置，其特征在于：所述LED芯片的尺寸为300μm×300μm以下。

37.根据权利要求26所述的显示装置，其特征在于：所述多个LED芯片发射蓝光、绿光或者红光中的至少一种，发射同一颜色的LED芯片具有相同档位的光电参数，所述光电参数为芯片的主发光波长、亮度、工作电压中的至少一种。

38.根据权利要求37所述的显示装置，其特征在于：所述晶圆的个数为6个以上。

39.根据权利要求37所述的显示装置，其特征在于：所述多个LED芯片中发射同一颜色的LED芯片的主发光波长的上限值和下限值的差值为3nm以下。

40.根据权利要求37所述的显示装置，其特征在于：所述多个LED芯片中发射蓝光的LED芯片的主发光波长的上限值和下限值的差值小于2nm。

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