CN115377255A - 显示装置的制造方法 - Google Patents
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Abstract
在显示装置的制造方法中,提高使用激光照射将LED芯片与半导体基板分离时的合格率。显示装置的制造方法包括:准备具有配置成M行×N列(M、N为1以上的整数)的多个LED芯片的第1基板,将上述第1基板经由上述多个LED芯片粘结于第2基板,通过选择性地对上述多个LED芯片中的第1组的LED芯片照射激光,将上述第1组的LED芯片从上述第1基板分离,通过选择性地对上述多个LED芯片中的第2组的LED芯片照射激光,将上述第2组的LED芯片从上述第1基板分离,在以(Mx,Ny)表示上述第1组的LED芯片的各位置时,上述第2组的LED芯片的各位置以(Mx±1,Ny)或(Mx,Ny±1)表示。
Description
技术领域
本发明的一个实施方式涉及显示装置的制造方法。尤其涉及安装有LED(LightEmitting Diode)芯片的显示装置的制造方法。
背景技术
近年来,作为下一代显示装置,在各像素安装有微小的LED芯片的LED显示器的开发不断有进展。LED显示器具有在构成像素阵列的电路基板上安装有多个LED芯片的构造。电路基板在与各像素对应的位置,具有用于使LED发光的驱动电路。这些驱动电路分别与各LED芯片电连接。
在将多个LED芯片安装于电路基板上的方法中,具有各种各样的方法。例如,已知一种在将设于支承基板的LED芯片粘结到电路基板后仅除去支承基板的方法。例如,在专利文献1中,记载了将LED芯片粘结到电路基板上后使用被称为激光剥离(LLO)的方法从支承基板分离LED芯片的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:美国专利第10096740号说明书
发明内容
本发明的课题之一在于提高使用激光照射将LED芯片与半导体基板分离时的合格率。
本发明的一个实施方式中的显示装置的制造方法包括:准备具有配置成M行×N列(M、N为1以上的整数)的多个LED芯片的第1基板;将上述第1基板经由上述多个LED芯片粘结到第2基板;通过选择性地对上述多个LED芯片中的第1组的LED芯片照射激光,将上述第1组的LED芯片从上述第1基板分离;通过选择性地对上述多个LED芯片中的第2组的LED芯片照射激光,将上述第2组的LED芯片从上述第1基板分离,在以(Mx,Ny)表示上述第1组的LED芯片的各位置时,上述第2组的LED芯片的各位置以(Mx±1,Ny)或(Mx,Ny±1)表示。
附图说明
图1是表示第1实施方式中的显示装置的制造方法的流程图。
图2是表示第1实施方式中的显示装置的制造方法的剖视图。
图3是表示第1实施方式中的显示装置的制造方法的剖视图。
图4是表示第1实施方式中的显示装置的制造方法的剖视图。
图5是用于说明第1实施方式中的第1组的LED及第2组的LED的配置的俯视图。
图6是表示第1实施方式中的显示装置的制造方法的剖视图。
图7是表示第1实施方式中的显示装置的制造方法的剖视图。
图8A是表示在第1实施方式中的显示装置的制造方法中粘结于载体基板的LED芯片的状态的俯视图。
图8B是表示在比较例中的显示装置的制造方法中粘结于载体基板的LED芯片的状态的俯视图。
图9是表示第1实施方式中的显示装置的制造方法的剖视图。
图10是表示第1实施方式中的显示装置的制造方法的剖视图。
图11是表示第1实施方式中的显示装置的制造方法的剖视图。
图12是表示第1实施方式中的显示装置的制造方法的剖视图。
图13是表示第1实施方式中的显示装置的制造方法的剖视图。
图14是表示第1实施方式中的显示装置的制造方法的剖视图。
图15是表示第1实施方式中的显示装置的概略结构的俯视图。
图16是表示第1实施方式的显示装置的电路结构的框图。
图17是表示第1实施方式的显示装置的像素电路的结构的电路图。
图18是表示第1实施方式的显示装置的像素的结构的剖视图。
图19是用于说明第2实施方式中的第1组的LED、第2组的LED、第3组的LED及第4组的LED的配置的俯视图。
图20是用于说明第3实施方式中的第1组的LED及第2组的LED的配置的俯视图。
图21是用于说明第3实施方式中的第1组的LED及第2组的LED的配置的俯视图。
图22是表示第5实施方式中的显示装置的制造方法的剖视图。
图23是表示第5实施方式中的显示装置的制造方法的剖视图。
图24是表示第5实施方式中的显示装置的制造方法的剖视图。
图25是表示第5实施方式中的显示装置的制造方法的剖视图。
图26是表示第5实施方式中的显示装置的制造方法的剖视图。
图27是表示第5实施方式中的显示装置的制造方法的剖视图。
附图标记说明
10…显示装置,11…绝缘基板,12…半导体层,13…栅极绝缘层,14…栅电极,15…绝缘层,16…源电极,17…漏电极,18…布线,19…平坦化层,20…连接布线,21…绝缘层,22…阳极,23…阴极,24…平坦化层,25a、25b…安装焊盘,30、35…遮光掩模,30a、35a…开口部,40、50…激光,100…电路基板,101…基板,102…驱动电路,103、103a、103b…连接电极,110、110R、110G、110B…像素,112…显示区域,114…周边区域,116…端子区域,120、120R、120G、120B…像素电路,121…数据线,122…栅极线,123…阳极电源线,124…阴极电源线,126…选择晶体管,127…驱动晶体管,128…保持电容,130…数据驱动电路,140…栅极驱动电路,150…端子部,151、152…连接布线,160…柔性印刷电路基板,170…IC芯片,200…元件基板,201…半导体基板,202、202R、202G、202B…LED芯片,202Ra…第1组的LED芯片,202Rb…第2组的LED芯片,202Rc…第3组的LED芯片,202Rd…第4组的LED芯片,203a、203b、203R…端子电极,301、401…载体基板,410…转移部件,411…支承部件,412…弹性部件,412a…突起部
具体实施方式
以下,参照附图等说明本发明的实施方式。其中,本发明能够在不脱离其要旨的范围内以各种各样的方式实施。本发明不被限定于以下例示的实施方式的记载内容而解释。为了使说明更明确,附图存在与实际样态相比各部分的宽度、厚度、形状等被示意性表示的情况。但是,附图只是一例,不限定对本发明的解释。
在说明本发明的实施方式时,将从基板朝向LED芯片的方向设为“上”,将其相反方向设为“下”。其中,“在……上”或“在……下”这一表述只不过仅仅说明各要素的上下关系。例如,在基板之上配置LED芯片这一表述也包括在基板与LED芯片之间夹着其他部件的情况。而且,“在……上”或“在……下”这一表述不仅包括俯视时各要素重叠情况,也包括各要素不重叠的情况。
在说明本发明的实施方式时,对于与既已说明过的要素具有相同功能的要素,有时标注相同附图标记或对相同附图添加字母等记号,并省略说明。另外,在对于某个要素需要区分RGB各颜色来进行说明的情况下,在表示该要素的附图标记之后标注R、G或B的记号来进行区分。其中,对于该要素,在无需区分RGB各颜色来进行说明的情况下,仅使用表示该要素的附图标记进行说明。
<第1实施方式>
[显示装置的制造方法]
图1是表示第1实施方式中的显示装置10的制造方法的流程图。具体地说,图1示出了将形成于元件基板200的多个LED芯片202R转移到载体基板301的处理。图2~图4、图6及图7是表示第1实施方式中的显示装置10的制造方法的剖视图。图5是用于说明第1实施方式中的第1组的LED及第2组的LED的配置的俯视图。首先,使用图1,说明到将各LED芯片202R转移到载体基板301为止的工序。此时,使用图2~图7说明各工序的具体例。
首先,在图1的步骤S11中,准备具有配置成M行×N列(M、N为1以上的整数)的多个LED芯片202R的元件基板200(参照图2)。多个LED芯片202R是发出红色光的LED芯片。LED芯片202R能够使半导体层在半导体基板201之上生长而形成。作为半导体基板201,能够使用例如蓝宝石基板。另外,作为半导体层,例如,能够使氮化镓(GaN)生长。但是,不限于该例,例如,也能够使用在砷化镓(GaAs)基板等其他半导体基板之上生长的半导体层(例如,InGaAlP层)来形成LED芯片202R。该情况下,也可以将形成有LED芯片202R的其他半导体基板粘结于半导体基板201而使用。
接着,在图1的步骤S12中,将元件基板200经由多个LED芯片202R粘结到载体基板301(参照图3)。载体基板301是由硅酮或丙烯酸构成的片状部件,具有粘附性。载体基板301的粘附力能够通过激光的照射等而调整。作为这样的载体基板301,能够使用公知的载体基板。
接着,在图1的步骤S13中,通过选择性地对多个LED芯片202R中的第1组的LED芯片202Ra照射激光40,将第1组的LED芯片202Ra从元件基板200分离(参照图4)。具体地说,如图4所示,通过隔着遮光掩模30照射激光40,将半导体基板201与LED芯片202Ra分离。该工序是被称为所谓激光剥离的工序。
在图4所示的工序中,仅对元件基板200所包含的多个LED芯片202R中的第1组的LED芯片202Ra照射激光40。具体地说,从包含第1组的LED芯片202Ra及第2组的LED芯片202Rb的多个LED芯片202R中,选择性地对第1组的LED芯片202Ra照射激光40。
第1组的LED芯片202Ra及第2组的LED202Rb的配置如图5所示。如图5所示那样,第1组的LED芯片202Ra及第2组的LED芯片202Rb分别以交错配置排列。也就是说,在各行及各列中,第1组的LED芯片202Ra和第2组的LED芯片202Rb交替配置。在如图5所示那样进行区分的情况下,第1组的LED芯片202Ra的数量与第2组的LED芯片202Rb的数量相同。在此,相同不仅包括完全一致的情况,也包括实质视为相同的具有范围误差的情况(大致相同)。
另外,与上述的LED芯片202R的配置相应地,图4所示的遮光掩模30在俯视下以交错配置排列有多个开口部30a。如上所述,第1组的LED芯片202Ra的数量为元件基板200所包含的LED芯片202R整体的一半,因此多个开口部30a的间距为多个LED芯片202R的间距的2倍。但是不限定于该例,在成为处理对象的LED芯片的数量进一步少的情况下,多个开口部30a的间距也可以是2倍以上。
作为激光40,选定不会被半导体基板201吸收且会被LED芯片202Ra吸收的激光。在本实施方式中,作为激光40,使用紫外光。作为激光40的光源,可以使用YAG激光器或YVO4激光器等固体激光器、或准分子激光器。但是,激光40能够根据构成半导体基板201及LED芯片202Ra的材料而选择适当波长的激光。例如,在使用吸收波长比紫外光长的激光的半导体材料的情况下,也能够使用蓝激光(蓝色光)或绿激光(绿色光)。
在图4所示的工序中,作为激光40,使用具有包含多个开口部30a的大小的照射区域的矩形激光。在激光40的照射区域比遮光掩模30窄的情况下,也可以一边使激光的照射区域移动一边照射多次。另外,不限于该例,作为激光40,也可以使用照射区域为线状(细长形状)的激光并在遮光掩模30上扫描。
照射到遮光掩模30的激光40仅从开口部30a的所在部分通过。即,通过使用遮光掩模30,能够使用照射区域大的激光且进行选择性的激光照射。在本实施方式中,对配置有LED芯片202R的位置选择性地照射激光40。其结果为,LED芯片202Ra的表层部分(与半导体基板201的边界部分)变性,能够将半导体基板201与各LED芯片202Ra分离。
开口部30a的大小(面积)在俯视下只要是能够可靠地实现LED芯片202Ra与半导体基板201的分离的程度的大小即可。例如,俯视下的开口部30a的大小可以小于LED芯片202Ra的大小。另外,开口部30a的大小也可以与LED芯片202Ra的大小相同(包括大致相同的情况)或比LED芯片202Ra的大小稍大。
接着,在图1的步骤S14中,通过选择性地对多个LED芯片202R中的第2组的LED芯片202Rb照射激光40,将第2组的LED芯片202Rb从元件基板200分离(参照图6)。具体地说,如图6所示,通过隔着遮光掩模30照射激光40,将半导体基板201和LED芯片202Rb一次性分离。该工序与图4所示的工序同样地,是激光剥离。
在图6所示的工序中,仅对元件基板200所包含的多个LED芯片202R中的第2组的LED芯片202Rb照射激光40。如前所述,第2组的LED芯片202Rb与第1组的LED芯片202Ra同样地以交错配置排列。因此,在图6所示的工序中,能够使用与图4所示的工序相同的遮光掩模30。因此,在本实施方式中,在进行了图4所示的工序后,仅错开遮光掩模30的位置就能够连续地实施图6所示的工序。关于图6所示的工序的详情,与图4所示的工序相同,因此省略说明。
在实施了以上的图4及图6所示的剥离工序后,将半导体基板201与各LED芯片202R分离。具体地说,物理性地将半导体基板201从载体基板301剥离。此时,各LED芯片202R由于粘结于载体基板301,所以留存在载体基板301上。由此,如图7所示,能够将多个LED芯片202R转移到载体基板301上。
如以上那样,在本实施方式中,分为两次实施基于激光剥离对LED芯片202R的分离。此时,不仅仅只是分为两次实施,而是如图5所示,降低了在一次剥离工序中作为处理对象的LED芯片202R的密度。以下说明其理由。另外,如后述那样也可以分为两次以上来实施LED芯片202R的分离。
如前所述,从半导体基板201侧照射的激光40(在此为紫外光)从由蓝宝石构成的半导体基板201透射,由半导体层(例如GaN层)吸收。在本实施方式中,由于使用短波长及高能量密度的激光40,所以急激吸收了能量的半导体层瞬间升华而产生气体。此时,若处理对象的LED芯片202R的密度高,则产生的气体的量也变多。因此,由于大量的气体的产生导致的冲击,可能引起粘结于载体基板301的LED芯片202R的位置错离的现象。
图8A是表示在第1实施方式中的显示装置10的制造方法中粘结于载体基板301的LED芯片202的状态的俯视图。图8B是表示在比较例中的显示装置的制造方法中粘结于载体基板的LED芯片的状态的俯视图。具体地说,图8B是对元件基板200所包含的LED芯片202一次性实施了剥离工序的情况的例子。
如图8A所示,根据本实施方式,在载体基板301上,多个LED芯片202的排列不混乱,各LED芯片202整齐地配置在行方向及列方向上。这是因为根据本实施方式,各剥离工序中的处理对象的LED芯片的数量为整体的一半,因此能够降低产生的气体的量。而且,如图5所示,处理对象的LED芯片202以交错配置排列,因此在行方向及列方向上不存在相邻的LED芯片202。因此,各个LED芯片202也难以受到在相邻的LED芯片产生的气体的影响。
与之相对,如图8B所示,根据比较例,在载体基板301上,多个LED芯片202的排列显著混乱。这是因为,在比较例的情况下,气体的产生量与本实施方式相比为2倍,并且相邻的LED芯片202之间的距离短,因此容易相互受到影响。
如以上那样,在本实施方式中,在将多个LED芯片202从元件基板200转移到载体基板301时,分为多次实施基于激光剥离的分离工序。由此,能够降低各工序中的气体的产生量并且难以受到在相邻的LED芯片产生的气体的影响。其结果为,能够防止粘结于载体基板301的各LED芯片202的位置错离,能够提高使用激光照射将LED芯片202与半导体基板分离时的合格率。
接下来,说明将多个LED芯片202R转移到载体基板301后的工序。
如图9所示,将载体基板301经由多个LED芯片202R粘结到载体基板401。载体基板401与载体基板301同样地,是由硅酮或丙烯酸构成的片状部件,具有粘附性。载体基板401的粘附力能够通过激光的照射等而调整。作为这样的载体基板401,能够使用公知的载体基板。
接着,如图10所示,从载体基板401剥离载体基板301。载体基板301的剥离方法没有特别限制。例如,可以使将各LED芯片202固定于载体基板401的粘结力比将各LED芯片202固定于载体基板301的粘结力设定得更大,从而能够物理性地将载体基板301剥离。另外,也可以从载体基板301侧照射紫外光而使载体基板301与各LED芯片202(具体地说,各LED芯片202的端子电极)的界面变性,然后,物理性地将载体基板301剥离。
接着,如图11所示,在电路基板100之上,以连接电极103与各LED芯片202R相对的方式配置载体基板401。具体地说,以各LED芯片202R的端子电极203R与连接电极103相接的方式将电路基板100与载体基板401对位。也可以在端子电极203R与连接电极103之间设置具有粘结性的物质。
电路基板100具有相当于多个像素的区域。如图11所示,电路基板100在具有绝缘表面的基板101之上,具有与各像素对应地驱动LED芯片的驱动电路102。作为基板101,例如能够使用玻璃基板、树脂基板、陶瓷基板或金属基板。各驱动电路102由多个薄膜晶体管(TFT)构成。各连接电极103配置于各像素,分别与驱动电路102连接。关于电路基板100的详细构造将后述。
在本实施方式中,示出在基板101之上使用薄膜形成技术来形成各驱动电路102及各连接电极103的例子,但不限于该例。例如,也可以从第三者作为成品而获取在基板101之上形成有驱动电路102的基板(所谓有源矩阵基板)。该情况下,只要在所获取的基板上形成连接电极103即可。
另外,在本实施方式中,作为LED芯片202,例示倒装芯片型的LED芯片进行了说明,但不限于该例。例如LED芯片202也可以是在距电路基板100近的一侧具有阳极(或阴极)、在距电路基板100远的一侧具有阴极(或阳极)的构造。即,LED芯片202也可以是具有夹着阳极与阴极的发光层的构造的面向上(Face-Up)型的LED芯片。该情况下,连接电极103只要按每个像素设置一个即可。
连接电极103例如由具有导电性的金属材料构成。在本实施方式中,作为金属材料而使用锡(Sn)。但是不限定于该例,也能够使用可在与后述的LED芯片侧的端子电极之间形成共晶合金的其他金属材料。连接电极103的厚度只要在0.2μm以上5μm以下(优选为1μm以上3μm以下)的范围内决定即可。
接着,如图12所示,通过隔着遮光掩模35照射激光50,将连接电极103与LED芯片202R一次性接合。该工序是通过激光50的照射而使连接电极103与LED芯片202R的端子电极203R熔融接合的工序。
作为激光50,选定不会被载体基板401及LED芯片202R吸收但会被连接电极103或端子电极203R吸收的激光。在本实施方式中,例如,作为激光50,能够使用红外光或近红外光。作为激光50的光源,可以使用YAG激光器或YVO4激光器等固体激光器。但是,激光50能够根据构成LED芯片202R的材料而选择适当波长的激光。例如,在使用吸收波长比红外光短的激光的半导体材料的情况下,也能够使用绿激光(绿色光)。
通过激光50的照射,在连接电极103与端子电极203R之间形成有由共晶合金构成的合金层(未图示)。如前所述,在本实施方式中,连接电极103由锡(Sn)构成。另一方面,端子电极203R由金(Au)构成。即,在本实施方式中,作为合金层,形成有由Sn-Au共晶合金构成的层。通过在连接电极103与端子电极203R之间形成由共晶合金构成的合金层,将连接电极103和端子电极203R借助合金层牢固地接合。
在本实施方式中,在照射激光50时,使用具有多个开口部35a的遮光掩模35。多个开口部35a例如与对应于红色的像素、对应于绿色的像素或对应于蓝色的像素的各间距(像素间的间隔)相匹配地配置。在图12所示的例子中,各开口部35a分别与对应于红色的像素的间距相匹配地配置。即,各开口部35a的位置与配置有LED芯片202R的位置对应。
在本实施方式中,作为激光50,使用具有包含多个开口部35a的大小的照射区域的矩形激光。此外,在激光50的照射区域比遮光掩模35窄的情况下,能够通过一边使激光的照射区域移动一边照射多次来对遮光掩模35整体照射激光50。
照射到遮光掩模35的激光50仅从开口部35a的所在部分通过。即,通过使用遮光掩模35,能够使用照射区域大的激光,并且进行选择性的激光照射。在本实施方式中,对于配置有LED芯片202R的位置,选择性地照射激光50。也就是说,根据本实施方式,能够一次性进行多个连接电极103与多个LED芯片202R的接合。
开口部35a的大小(面积)在俯视下只要为可靠地实现连接电极103与端子电极203R的接合的程度的大小即可。例如,俯视下的开口部35a的大小可以小于LED芯片202R的大小。另外,开口部35a的大小也可以与LED芯片202R的大小相同(包括大致相同的情况)或比LED芯片202R的大小稍大。
此外,在本实施方式中,作为激光50例示了使用照射区域为矩形的激光的例子,但不限于该例,也可以使用照射区域为线状(细长形状)的激光。该情况下,通过使线状的激光对遮光掩模35扫描,能够对遮光掩模35整体照射激光。
在照射了激光50后,如图13所示,将载体基板401剥离。载体基板401只要物理性剥离即可。该情况下,未被照射激光50的LED芯片202R由于不接合于电路基板100,所以留存于载体基板401。另一方面,在图12所示的工序中被照射了激光50的LED芯片202R由于牢固地接合于电路基板100,所以留存于电路基板100。
经过以上说明的工序,与红色对应的LED芯片202R被安装在电路基板100上。关于与绿色对应的LED芯片202G及与蓝色对应的LED芯片202B,能够以与对应于红色的LED芯片202R相同的制造方法安装到电路基板100上,因此省略详细的说明。通过经由这些工序,如图14所示,与红色对应的LED芯片202R、与绿色对应的LED芯片202G及与蓝色对应的LED芯片202B分别与电路基板100上的驱动电路102连接。
[显示装置的结构]
使用图15~图18对本发明的第1实施方式中的显示装置10的结构进行说明。
图15是表示第1实施方式中的显示装置10的概略结构的俯视图。如图15所示,显示装置10具有电路基板100、柔性印刷电路基板160(FPC160)及IC芯片170。显示装置10划分为显示区域112、周边区域114及端子区域116。
显示区域112是包含LED芯片202的多个像素110沿行方向(D1方向)及列方向(D2方向)配置的区域。具体地说,在本实施方式中,配置有包含LED芯片202R的像素110R、包含LED芯片202G的像素110G、以及包含LED芯片202B的像素110B。显示区域112作为显示与影像信号相应的图像的区域而发挥功能。
周边区域114是显示区域112周围的区域。周边区域114是设有用于控制设于各像素110的像素电路(图17所示的像素电路120)的驱动电路(图16所示的数据驱动电路130及栅极驱动电路140)的区域。
端子区域116是将与前述的驱动电路连接的多个布线聚在一起的区域。柔性印刷电路基板160在端子区域116中与多个布线电连接。从外部装置(未图示)输出的影像信号(数据信号)或控制信号经由设于柔性印刷电路基板160的布线(未图示)而输入到IC芯片170。IC芯片170对影像信号进行各种信号处理,生成显示控制所需的控制信号。从IC芯片170输出的影像信号及控制信号经由柔性印刷电路基板160输入到显示装置10。
[显示装置10的电路结构]
图16是表示第1实施方式的显示装置10的电路结构的框图。如图16所示,在显示区域112,与各像素110对应地设有像素电路120。在本实施方式中,与像素110R、像素110G及像素110B对应地分别设有像素电路120R、像素电路120G及像素电路120B。即,在显示区域112中,多个像素电路120沿行方向(D1方向)及列方向(D2方向)配置。
图17是表示第1实施方式的显示装置10的像素电路120的结构的电路图。像素电路120配置在由数据线121、栅极线122、阳极电源线123及阴极电源线124包围的区域。本实施方式的像素电路120包括选择晶体管126、驱动晶体管127、保持电容128及LED129。LED129与图15所示的各LED芯片202对应。像素电路120中的LED129以外的电路要素相当于设于电路基板100的驱动电路102。也就是说,在对电路基板100安装了LED芯片202的状态下像素电路120完成。
如图17所示,选择晶体管126的源电极、栅电极及漏电极分别与数据线121、栅极线122及驱动晶体管127的栅电极连接。驱动晶体管127的源电极、栅电极及漏电极分别与阳极电源线123、选择晶体管126的漏电极及LED129连接。在驱动晶体管127的栅电极与漏电极之间连接有保持电容128。即,保持电容128与选择晶体管126的漏电极连接。LED129的阳极及阴极分别与驱动晶体管127的漏电极及阴极电源线124连接。
在数据线121中被供给决定LED129的发光强度的灰阶信号。在栅极线122中被供给用于选择写入灰阶信号的选择晶体管126的栅极信号。若选择晶体管126成为ON状态,则灰阶信号蓄存于保持电容128。然后,若驱动晶体管127成为ON状态,则与灰阶信号相应的驱动电流流经驱动晶体管127。若从驱动晶体管127输出的驱动电流输入到LED129,则LED129以与灰阶信号相应的发光强度发光。
再次参照图16,在相对于显示区域112沿列方向(D2方向)相邻的位置,配置有数据驱动电路130。另外,在相对于显示区域112沿行方向(D1方向)相邻的位置,配置有栅极驱动电路140。在本实施方式中,在显示区域112的左右两侧设有栅极驱动电路140,但也可以仅在某一侧设置。
数据驱动电路130及栅极驱动电路140均配置于周边区域114。但是,数据驱动电路130的配置区域不限于周边区域114。例如,数据驱动电路130也可以配置于柔性印刷电路基板160。
图17所示的数据线121从数据驱动电路130在D2方向(参照图18)上延伸,与各像素电路120中的选择晶体管126的源电极连接。栅极线122从栅极驱动电路140在D1方向(参照图18)上延伸,与各像素电路120中的选择晶体管126的栅电极连接。
在端子区域116配置有端子部150。端子部150经由连接布线151与数据驱动电路130连接。同样地,端子部150经由连接布线152与栅极驱动电路140连接。而且,端子部150与柔性印刷电路基板160连接。
[显示装置10的截面构造]
图18是表示第1实施方式的显示装置10的像素110的结构的剖视图。像素110具有设在绝缘基板11之上的驱动晶体管127。作为绝缘基板11,能够使用在玻璃基板或树脂基板之上设有绝缘层的基板。
驱动晶体管127包括半导体层12、栅极绝缘层13及栅电极14。在半导体层12上经由绝缘层15连接有源电极16及漏电极17。虽然省略图示,栅电极14与图17所示的选择晶体管126的漏电极连接。
在与源电极16及漏电极17同一层上设有布线18。布线18作为图17所示的阳极电源线123而发挥功能。因此,源电极16及布线18通过设在平坦化层19之上的连接布线20而电连接。平坦化层19是使用聚酰亚胺、丙烯酸等树脂材料的透明树脂层。连接布线20是使用ITO等金属氧化物材料的透明导电层。但是,不限定于该例,作为连接布线20,也能够使用其他金属材料。
在连接布线20之上,设有由氮化硅等构成的绝缘层21。在绝缘层21之上设有阳极22及阴极23。在本实施方式中,阳极22及阴极23是使用ITO等金属氧化物材料的透明导电层。阳极22经由设于平坦化层19及绝缘层21的开口而与漏电极17连接。
阳极22及阴极23分别经由平坦化层24与安装焊盘25a及25b连接。安装焊盘25a及25b例如由钽、钨等金属材料构成。在安装焊盘25a及25b之上,分别设有连接电极103a及103b。连接电极103a及103b分别与图11所示的连接电极103对应。即,在本实施方式中,作为连接电极103a及103b,配置由锡(Sn)构成的电极。
在连接电极103a及103b上分别接合有LED芯片202的端子电极203a及203b。如前所述,在本实施方式中,端子电极203a及203b是由金(Au)构成的电极。
LED芯片202在图17所示的电路图中相当于LED129。即,LED芯片202的端子电极203a与连接于驱动晶体管127的漏电极17的阳极22连接。LED芯片202的端子电极203b与阴极23连接。阴极23与图17所示的阴极电源线124电连接。
关于具有以上构造的本实施方式的显示装置10,LED芯片202通过基于激光照射的熔融接合而被牢固地安装,因此具有针对冲击等的耐受性高这一优点。
<第2实施方式>
在本实施方式中,说明以与第1实施方式不同的方法制造显示装置10的方法。具体地说,在本实施方式中,示出在将LED芯片202R从元件基板200分离时,将多个LED芯片202R分为4组进行处理的例子。列举与红色对应的LED芯片202R为例,但对于与绿色对应的LED芯片202G及与蓝色对应的LED芯片202B也是同样的。此外,除了将多个LED芯片202R分为4组的方面以外,与第1实施方式相同,因此省略重复的说明。
图19是用于说明第2实施方式中的第1组的LED202Ra、第2组的LED202Rb、第3组的LED202Rc及第4组的LED202Rd的配置的俯视图。如图19所示,第1组的LED芯片202Ra、第2组的LED芯片202Rb、第3组的LED芯片202Rc及第4组的LED芯片202Rd分别在行方向及列方向上隔开一个而配置。即,在第1组至第4组的各LED芯片202R各自中,在关注某一个LED芯片202R的情况下,相邻的八个LED芯片202R均属于其他组。
在本实施方式的情况下,在一次剥离工序(图4所示的激光40的照射工序)中成为处理对象的LED芯片202R的数量为元件基板200所包含的多个LED芯片202R整体的1/4。因此,在本实施方式中,共计实施四次剥离工序。但是,四次工序能够错开遮光掩模30的位置而连续实施,因此不会大幅降低生产率。
根据本实施方式,气体的产生量与第1实施方式相比为1/2(与比较例相比为1/4),并且相邻的LED芯片202R之间的距离长,因此具有难以相互受到影响的优点。
<第3实施方式>
在本实施方式中,说明以与第1实施方式不同的方法制造显示装置10的方法。具体地说,在本实施方式中,示出在将LED芯片202R从元件基板200分离时,以与第1实施方式不同的方式将多个LED芯片202R分为两组而进行处理的例子。列举与红色对应的LED芯片202R为例,但对于与绿色对应的LED芯片202G及与蓝色对应的LED芯片202B也是同样的。此外,除了将多个LED芯片202R分为四组的方面以外,与第1实施方式相同,因此省略重复的说明。
图20及图21是用于说明第3实施方式中的第1组的LED202Ra及第2组的LED202Rb的配置的俯视图。在图20所示的例子中,第1组的LED芯片202Ra及第2组的LED芯片202Rb分别在行方向上连续排列并且在列方向上交替配置。即,第1组的LED芯片202Ra及第2组的LED芯片202Rb各自中,在关注某一个LED芯片202R的情况下,沿列方向相邻的两个LED芯片202R均属于其他组。
另一方面,在图21所示的例子中,第1组的LED芯片202Ra及第2组的LED芯片202Rb分别在列方向上连续排列且在行方向上交替配置。即,第1组的LED芯片202Ra及第2组的LED芯片202Rb各自中,在关注某一个LED芯片202R的情况下,沿行方向相邻的两个LED芯片202R均属于其他组。
在本实施方式的情况下,在一次剥离工序中成为处理对象的LED芯片202R的数量与第1实施方式同样地,为元件基板200所包含的多个LED芯片202R的1/2。因此,根据本实施方式,气体的产生量与第1实施方式相同(与比较例相比为1/2)。
<第4实施方式>
上述的第1实施方式、第2实施方式及第3实施方式之间的共同点为在关注任意某一组的LED芯片202的情况下,沿行方向及/或列方向相邻的LED芯片202属于其他组。即,在以(Mx,Ny)表示配置成M行×N列(M、N为1以上的整数)的多个LED芯片中的第1组的LED芯片的各位置时,第2组的LED芯片的各位置以(Mx±1,Ny)或(Mx,Ny±1)表示。尤其是,在第2实施方式的情况下,在以(Mx,Ny)表示第1组的LED芯片的各位置时,第2组的LED芯片的各位置以(Mx±1,Ny)表示,第3组的LED芯片的各位置以(Mx,Ny±1)表示,第4组的LED芯片的各位置以(Mx±1,Ny±1)表示。
如上所述,只要满足本实施方式的条件,则即使将多个LED芯片202以任何形式分成多个组,也能够提高使用激光照射将LED芯片与半导体基板分离时的合格率。例如,可以将元件基板200所包含的LED芯片202分为四个以上的组而进行处理。
<第5实施方式>
在本实施方式中,说明以与第1实施方式不同的方法制造显示装置10的方法。具体地说,在本实施方式中,对从载体基板301直接将LED芯片202R安装到电路基板100上的例子进行说明。虽然列举与红色对应的LED芯片202R为例,但对于与绿色对应的LED芯片202G及与蓝色对应的LED芯片202B也是同样的。此外,在使用附图的说明中,对于与第1实施方式共同的事项,标注共同的附图标记并省略重复的说明。
图22~图27是表示第5实施方式中的显示装置10的制造方法的剖视图。在图22所示的载体基板301上,转移有多个LED芯片202R。向载体基板301上转移多个LED芯片202R的工序遵照第1实施方式中使用图1~7说明的工序即可。
转移部件410包括支承部件411及弹性部件412。支承部件411是支承弹性部件412的部件。作为构成支承部件411的材料,能够使用玻璃、石英、蓝宝石、硅、不锈钢等刚性比弹性部件412高的材料。
弹性部件412具有拾取或释放LED芯片等元件的功能。此时,弹性部件412具有吸收来自元件的回弹力的功能。作为构成弹性部件412的材料,能够使用天然橡胶或合成橡胶等。
如图22所示,弹性部件412具有突起部412a。突起部412a的截面的尺寸与LED芯片等元件的尺寸对应。即,转移部件410为能够使用突起部412a分别拾取或释放各元件的结构。在本实施方式中,突起部412a的间距(相邻的两个突起部412a的中心间的距离)大于各LED芯片202R的间距(相邻的两个LED芯片202的中心间的距离)。也就是说,如图22所示,突起部412a能够空开规定间隔地选择性地拾取LED芯片202R。在图23所示的例子中,突起部412a的间距为各LED芯片202R的间距的3倍。
如图22所示,转移部件410配置成突起部412a的前端与载体基板301上的LED芯片202R相对。若在该状态下使转移部件410接近载体基板301,则突起部412a与LED芯片202R抵接。
图23示出了突起部412a与LED芯片202R抵接的状态。如图23所示,突起部412a以隔开两个的方式与LED芯片202R抵接。此时,通过将转移部件410以规定压力向载体基板301按压,使突起部412a相对于LED芯片202R充分密接。突起部412a由于具有弹性,所以通过收缩而吸收来自LED芯片202R的回弹力。
接着,如图24所示,若使转移部件410远离载体基板301,则与突起部412a抵接的LED芯片202R被拾取。此时,突起部412a与LED芯片202R之间的粘结力被设定成比LED芯片202R与载体基板301之间的粘结力大。突起部412a及载体基板301的粘结力能够根据使用的粘结剂的种类或突起部412a及载体基板301的表面处理的种类等而调整。
如以上那样,在使用转移部件410选择性地拾取LED芯片202R后,接着,如图25所示,将转移部件410配置到电路基板100之上。转移部件410被配置成突起部412a的前端(严密地说,LED芯片202R的端子电极203R)与电路基板100上的连接电极103相对。
若在该状态下使转移部件410接近电路基板100,则如图26所示,端子电极203与连接电极103抵接。虽然省略了图示,但在连接电极103之上设有导电性粘结剂(例如,各向异性导电膜)。因此,端子电极203与连接电极103经由导电性粘结剂而粘结在一起。能够在将端子电极203与连接电极103粘结在一起的状态下通过对导电性粘结剂加热或者照射光而使导电性粘结剂固化。但是,不限于该例,也可以取代连接电极103,设置由导电性粘结剂构成的凸块,并将凸块与端子电极203R直接接合。而且,还可以将端子电极203R与连接电极103利用粘结剂暂时粘结在一起,通过激光照射将端子电极203R与连接电极103熔融接合。
在通过图26所示的工序将各LED芯片202R与电路基板100上的连接电极103接合后,如图27所示,使转移部件410远离电路基板100。若使转移部件410远离电路基板100,则与突起部412a抵接的LED芯片202R被释放。突起部412a与LED芯片202R之间的粘结力小于LED芯片202R的端子电极203R与连接电极103之间的粘结力。因此,仅使转移部件410远离电路基板100就能够容易地将LED芯片202R释放。
经由以上说明的工序,与红色对应的LED芯片202R被安装到电路基板100上。关于与绿色对应的LED芯片202G及与蓝色对应的LED芯片202B,能够以与对应于红色的LED芯片202R相同的制造方法安装到电路基板100上。通过经由这些工序,如图14所示,能够在电路基板100上安装与红色对应的LED芯片202R、与绿色对应的LED芯片202G以及与蓝色对应的LED芯片202B。
在本实施方式中,示出了使用转移部件410的弹性部件412(具体地说,突起部412a)的粘结力来进行LED芯片202R的拾取及释放的例子,但不限于该例。例如,也能够使用基于真空吸附等的吸附力进行LED芯片202R的拾取及释放。另外,在本实施方式中,示出了将多个LED芯片202R一次性转移的例子,但不限于该例,也能够单个进行转移。
作为本发明的实施方式而在上说明的各实施方式只要不相互矛盾,则能够适当组合而实施。基于各实施方式由本领域技术人员适当进行结构要素的追加、删除或设计变更而得到的方案,或者进行工序的追加、省略或条件变更而得到的方案,只要具备本发明的要旨,则包含于本发明的范围。
另外,即使是与通过上述的各实施方式的方案带来的作用效果不同的其他作用效果,若从本说明书的记载可以明确或本领域技术人员能够容易预测,则当然解释为是由本发明带来的。
Claims (10)
1.一种显示装置的制造方法,其特征在于,包括:
准备具有配置成M行×N列的多个LED芯片的第1基板,其中M、N为1以上的整数;
将所述第1基板经由所述多个LED芯片粘结于第2基板;
通过选择性地对所述多个LED芯片中的第1组的LED芯片照射激光,将所述第1组的LED芯片从所述第1基板分离;
通过选择性地对所述多个LED芯片中的第2组的LED芯片照射激光,将所述第2组的LED芯片从所述第1基板分离,
在以(Mx,Ny)表示所述第1组的LED芯片的各位置时,所述第2组的LED芯片的各位置以(Mx±1,Ny)或(Mx,Ny±1)表示。
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,
还包括:通过选择性地对所述多个LED芯片中的第3组的LED芯片照射激光,将所述第3组的LED芯片从所述第1基板分离;
通过选择性地对所述多个LED芯片中的第4组的LED芯片照射激光,将所述第4组的LED芯片从所述第1基板分离。
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,
在以(Mx,Ny)表示所述第1组的LED芯片的各位置时,所述第2组的LED芯片的各位置以(Mx±1,Ny)表示,所述第3组的LED芯片的各位置以(Mx,Ny±1)表示,所述第4组的LED芯片的各位置以(Mx±1,Ny±1)表示。
4.根据权利要求1所述的显示装置的制造方法,其特征在于,
所述第1组的LED芯片及所述第2组的LED芯片以交错配置排列。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的显示装置的制造方法,其特征在于,
所述第1组的LED芯片的数量与所述第2组的LED芯片的数量相同。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的显示装置的制造方法,其特征在于,
选择性地照射所述激光包括隔着具有多个开口部的遮光掩模向所述第1基板照射激光。
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,
所述多个开口部的间距为所述多个LED芯片的间距的2倍以上。
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,
选择性地照射所述激光包括对所述遮光掩模扫描所述激光。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的显示装置的制造方法,其特征在于,
所述激光为紫外光。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的显示装置的制造方法,其特征在于,
所述第1基板为元件基板,
所述第2基板为载体基板。
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