TW202320374A

TW202320374A - 修復微型led顯示器的裝置和方法

Info

Publication number: TW202320374A
Application number: TW110141352A
Authority: TW
Inventors: 劉承哲; 李相昊; 沈洪得; 金榮齎; 薛捧浩
Original assignee: 南韓商燦美工程股份有限公司
Priority date: 2021-11-05
Filing date: 2021-11-05
Publication date: 2023-05-16
Also published as: TWI824328B

Abstract

本發明提供修復微型LED顯示器缺陷的裝置和方法，所述微型LED顯示器的修復裝置包括：台座，用以容納微型LED顯示器，所述微型LED顯示器包括微型LED晶片和用於驅動所述微型LED晶片的電路圖案；雷射光源，提供雷射光以移除所述微型LED顯示器的缺陷部分；光學模組，用以改變從所述雷射光源產生的雷射光的路徑並照射雷射光而移除預設的特定區域，以便修復所述微型LED顯示器的缺陷部分，其中，所述光學模組將所述預設的特定區域移除到一深度以暴露所述微型LED顯示器下部的電路圖案，所述電路圖案用以向所述微型LED晶片提供操作所需電源。根據所述結構的本發明，能夠實現修復微型LED顯示器中通過傳統修復方法不能修復的缺陷的效果。

Description

修復微型LED顯示器的裝置和方法

本發明涉及用於修復有缺陷的微型LED顯示器的裝置和方法。更詳細地說，習知修復LCD、OLED顯示器中的缺陷的設備是通過切割或連接TFT陣列的電路圖案來修復缺陷部分，但本發明的修復微型LED顯示器的裝置和方法與習知方式不同，本發明適用於微型LED顯示器，即修復方式為移除有缺陷的微型LED晶片並安裝正常工作的微型LED晶片。

近年來，LCD和OLED等平板顯示器（通常稱為平板顯示器（FPD））作為電視和智慧手機中的顯示器得到了廣泛的應用。然而，無論是LCD還是OLED都有許多缺點，因此對使用微型LED的顯示器的研究正在積極進行，實現大面積、超高分辨率的微型LED顯示器正在逐漸普及。

在LCD和OLED顯示器中，存在各種各樣的缺點。LCD顯示器在顏色再現性存在限制，並且它不是自發光的，因此需要諸如背光的光源。因此LCD顯示器存在難以以薄型形式實現並且難以實現為柔性顯示器的問題。雖然OLED顯示器擁有各種各樣的優點，例如顏色再現性和完美的對比度，但是存在著老化（後像）的致命問題。

微型LED顯示器是一種可以解決傳統LCD和OLED顯示器所有問題的顯示器，其通過排列非常小的LED晶片來顯示圖像。最近，由於LED晶片的尺寸可以製造得非常小，因此微型LED顯示器可以實現幾乎與LCD和OLED顯示器相同的分辨率，並且與LCD顯示器不同地可以自發光，不存在OLED老化等問題，亮度和LCD，OLED顯示器相比更佳，其作為下一代顯示器正在吸引人們的注意。

在顯示器製造過程中，由於各種異物因素，會出現無法打開/關閉像素的缺陷。當出現此類缺陷時，必須因缺陷而丟棄整個顯示器，從而增加製造成本。為了降低製造成本和缺陷率，修復缺陷的修復過程基本上包含在製造過程中。

在過去，通過修復FPD製造過程中由異物引起的缺陷降低了缺陷率。在傳統的修復過程中，當FPD中包含的導線短路時，短路部分用雷射光切割，或當導線斷開時，使用金屬源和雷射光將斷開的導線進行連接。

這些傳統的修復過程以修復對應於像素1:1的TFT陣列中發生的缺陷的方式執行。除了這些缺陷之外，在微型LED顯示器的情況下，也存在對應於像素的LED晶片本身不工作的缺陷，但此類缺陷存在傳統修復製程無法修復的問題。

《欲解決之技術問題》

本發明為了解決如上所述的問題，提供一種能夠修復傳統修復裝置無法修復的微型LED顯示器缺陷的微型LED顯示器缺陷的裝置和方法。

《技術方案》

為了達成如上所述的目的，本發明的一種微型LED顯示器的修復裝置，用於修復微型LED顯示器的缺陷，包括：一台座，用以容納一微型LED顯示器，所述微型LED顯示器包括微型LED晶片和用於驅動所述微型LED晶片的一電路圖案；一雷射光源，提供雷射光以移除所述微型LED顯示器的一缺陷部分；以及一光學模組，用以改變從所述雷射光源產生的雷射光的路徑並照射所述雷射光以移除一預設的特定區域，以便修復所述微型LED顯示器的所述缺陷部分，其中，所述光學模組將所述預設的特定區域移除到一深度以暴露所述微型LED顯示器的下部的所述電路圖案，其中所述電路圖案用以向所述微型LED晶片提供操作所需電源。

另外，本發明的所述電路圖案包括用於驅動所述微型LED晶片的一驅動線和額外的一輔助線，以及由所述光學模組待移除的所述預設的特定區域是在所述微型LED顯示器中的有缺陷的微型LED晶片所在的部分，或者與有缺陷的微型LED晶片最近的所述輔助線的部分。

另外，本發明還包括一清潔模組，用以清潔在所述光學模組對於所述微型LED顯示器中的所述缺陷部分照射雷射光而移除之後的剩餘的異物。

另外，本發明的所述清潔模組以吹風機方法來吹入預設氣體，以便清潔所述缺陷部分中剩餘的異物。

另外，本發明的所述光學模組包括一掃描器，用以改變雷射光的路徑，以將從所述雷射光源提供的雷射光照射到所述微型LED顯示器的所述缺陷部分。

另外，本發明還包括一安裝模組，用以在所述光學模組移除所述微型LED顯示器的所述缺陷部分之後將正常的微型LED晶片安裝於移除的部分。

另外，本發明的安裝模組還包括一墨水模組，所述墨水模組噴塗導電墨水在所述電路圖案的上部，以便將所述正常的微型LED晶片安裝於由所述光學模組移除後暴露的所述電路圖案上。

為了達成如上所述的目的，本發明的一種微型LED顯示器的缺陷的修復方法，包括以下步驟：將包括微型LED晶片和用於驅動所述微型LED晶片的電路圖案的一微型LED顯示器移動至一台座；以一光學模組改變從一雷射光源提供的雷射光的路徑並照射所述微型LED顯示器而移除一特定區域，以便移除所述微型LED顯示器的缺陷部分；以及將正常的微型LED晶片安裝在通過所述光學模組移除的所述特定區域。

另外，本發明在所述移除的特定區域中，所述光學模組將待移除的特定區域移除到一深度以暴露所述微型LED顯示器下部的所述電路圖案，其中所述電路圖案用以向所述微型LED晶片提供操作所需電源。

另外，本發明在所述移除特定區域中，所述電路圖案包括用於驅動所述微型LED晶片的一驅動線和額外的一輔助線，由所述光學模組待移除的特定區域是在所述微型LED顯示器中的有缺陷的微型LED晶片所在的部分，或者與所述有缺陷的微型LED晶片最近的所述輔助線的部分。

另外，本發明還包括：由所述光學模組移除所述特定區域後，一清潔模組清潔在移除所述特定區域之後剩餘的異物的步驟。

另外，本發明在所述清潔的步驟中，所述清潔模組以吹風機方法來吹入預設氣體，以便清除所述缺陷部分中剩餘的異物。

另外，本發明的所述正常的微型LED晶片安裝的步驟還包括：一墨水模組噴塗導電墨水在所述下部的電路圖案的上部，以便將所述正常的微型LED晶片安裝於由所述光學模組移除後暴露的所述下部的電路圖案上。

《發明效果》

如上所述結構的本發明具有修復微型LED顯示器中不能通過傳統修復方法修復的缺陷的效果。

另外，在移除特定區域以修復有缺陷的LED晶片後，通過清潔可最大限度地提高修復成功率。

另外，在移除或禁用有缺陷的LED晶片後，通過墨水安裝正常的LED晶片，可以執行針對微型LED顯示器優化的修復。

以下參考附圖詳細說明根據本發明的微型LED顯示器修復裝置和方法。

圖1是根據本發明的一實施例的微型LED顯示器修復裝置的立體圖；圖2是顯示通過本發明的微型LED顯示器修理裝置移除特定區域後的清潔過程的視圖；圖3是顯示通過本發明的微型LED顯示器維修裝置使待修復的微型LED不可操作的過程的視圖；圖4是顯示本發明的微型LED顯示器的電路模式的示例的視圖；圖5是顯示通過本發明的微型LED顯示器修復裝置的安裝模組進行安裝的過程的視圖；圖6是顯示本發明修復後微型LED顯示器的截面的視圖；以及圖7是顯示本發明的微型LED顯示器修復方法的流程圖。

LCD和OLED直到最近才是平板顯示器的代表性顯示器，但如上所述，LCD不是自發光的，因此需要諸如背光的光源。由於背光光源的限制，具有一定程度的曲率的彎曲顯示器是可能的，但是通過LCD實現可折疊式顯示器是不可能的。OLED是自發光的，但是由於使用有機發光材料，致使諸如老化、耐久性等會惡化。由於傳統LCD和OLED等FPD的問題，可以發光且不存在老化等問題的微型LED顯示器成為人們關注的焦點。

傳統FPD的製造基本上包括修復過程，以使在FPD製造的過程中由於異物而產生的壞像素正常工作。為了解決FPD製造過程中由於異物導致像素不能正常工作的問題，修復過程主要採用由於異物導致斷線時連接電路圖案的佈線製程，以及短路時切斷電路圖案的切割製程。微型LED顯示器也在底部具有如圖4所示的示例那樣，包括驅動線DL和當驅動線DL不工作時使用的作為備用的輔助線AL等的電路圖案的基板微型LED顯示器，傳統修復製程可以直接適用於微型LED顯示器的電路基板。由於微型LED顯示器是與像素數量一樣多的安裝尺寸非常小的LED晶片的形式，其配置不同於傳統FPD，因此需要與傳統修復過程不同的修復方法，並且本發明是專門用於這種微型LED顯示器的修復裝置和方法。

本發明的微型LED顯示器的修復裝置包括台座100、雷射光源200和光學模組300。台座100在頂部容納微型LED顯示器，以便修復微型LED顯示器的缺陷部分，所述微型LED顯示器包括微型LED晶片和用於驅動所述微型LED晶片的電路圖案，該電路圖案包括驅動線DL和輔助線AL。為了移除微型LED顯示器的缺陷部分，雷射光源200提供雷射光以移除特定區域。光學模組300通過改變雷射光的路徑以照射所述雷射光源提供的雷射光。如上所述，微型LED顯示器將LED晶片安裝在電路圖案上以配置顯示器，在安裝LED晶片之後，通常形成保護膜20以保護顯示器。可以使用各種類型的保護膜20，保護膜20自然必須由透明材料製成，並且必須具有耐久性以防止損壞安裝的LED晶片。作為保護膜20的示例，可以使用僅在一個方向上導電的各向異性導電膜ACF（Anisotropic Conductive Film）。使用各向異性導電膜ACF的主要原因是保護安裝在基板上的LED晶片，而且另外原因是各向異性導電膜ACF中的細導電顆粒也具有加強LED晶片與基板電路之間連接的效果。當通過光學模組300移除微型LED顯示器的特定區域時，較佳地將特定區域處理到在諸如ACF之類的保護膜20底部提供的驅動線DL和輔助線AL等的電路圖案暴露的深度。這是因為當正常的LED晶片安裝在電路圖案時，需要與驅動線DL或輔助線AL進行電連接。圖6顯示驅動線DL和輔助線AL兩者電連接，但是這都是顯示了將驅動線DL所在的部分去除和連接的以及將輔助線AL所在的部分去除和連接的，因此，假如LED晶片連接到任何一條電路圖案，驅動能夠實現。然而，如上所述，異常的微型LED可以被移除以暴露電路圖案，但是如圖3所示，在切掉異常的微型LED的特定區域且禁用異常的微型LED之後，也可以通過將正常的微型LED 安裝在輔助提供的電路圖案中的方式進行修復。當然，這種修復方式與完全去除異常的微型LED後再安裝正常的微型 LED的方法相比，微型LED的安裝位置與原來的不同，所以不能稱為非常精確的修復，但是由於原微型LED所在的部分與輔助電路圖案之間存在間隙不大，修復效果差別也不大，清潔過程容易，幾乎沒有去除過程中可能產生的副產物，從而可以更有效地進行修復。當然，由於有利有弊，因此較佳地考慮進行修復的環境來決定。

此外，不僅在通過雷射光源200和光學模組300照射雷射光去除微型LED顯示器的特定區域時，而且在禁用異常的微型LED時，都需要安裝正常的微型LED晶片的過程。為了這個過程，本發明的修復裝置可以還包括用於去除殘留在電路圖案上的異物F的清潔模組400以及用於在清潔完成後安裝正常的LED晶片的安裝模組500，此有利於能在一個設備中立即完成修復過程。

本發明的台座100用於將微型LED顯示器保持固定在頂部，以進行微型LED顯示器的修復過程。較佳地，根據待修復的微型LED顯示器的尺寸來配置台座100的尺寸。根據修復過程中使用聲壓來防止顯示器流動或者當底部需要照明時，可以將修復過程環境配置為底部為透明等，台座100的詳細結構可以進行各種配置。

本發明的雷射光源200被配置為提供雷射光以執行修復製程。根據要修復的微型LED顯示器的特性，從雷射光源200提供的雷射光可以使用CW雷射光或脈衝型。另外，為了去除過程的效率，較佳使用合適的雷射光波長帶，並且雷射光的輸出也是一致的。

本發明的光學模組300被配置為用以改變從雷射光源200提供的雷射光的路徑並將雷射光照射到合適的位置以修復缺陷。光學模組300通常由多個反射鏡和透鏡組成。照射方式可以大致分為將雷射光源200提供的雷射光直接照射到微型LED顯示器的掃描器方式和使用具有適當焦距的物鏡的方式。使用掃描器方式具有光學模組300可以被簡化並且由於雷射光被直接照射而實現快速路徑改變的優點。然而，如果額外配置了用於修復過程的要拍攝的圖像模組，則雷射光照射過程和圖像獲取是分開進行的，因此，匹配坐標系很麻煩並且很難有機地控制修復過程。使用多個反射鏡和物鏡的方式具有光學模組300配置複雜的缺點，但由於雷射光照射光學系統和圖像拍攝光學系統可以作為一種配置進行處理，因此，這種方式具有可以進行雷射光照射和圖像拍攝在一個坐標系內並且對於修復過程能夠有機地處理的優點。微型LED顯示器的修復過程可以採用任何方式，較佳地結合修復過程的環境和特點來確定。

光學模組300對有缺陷的微型LED顯示器照射雷射光以去除待修復的部分。如上所述，微型LED顯示器由在底部具有電路圖案的基板，以及對安裝在基板上的LED晶片進行保護的保護膜20所組成。光學模組300去除微型LED顯示器的保護膜20，並將保護膜20去除到底部露出電路圖案的深度D，以便安裝正常的LED晶片10。傳統上，是執行塗抹金屬並以雷射光燒結以切割或連接電路圖案的過程，但是在微型LED顯示器的情況下，是通過安裝LED晶片的過程來執行修復，因此，不是切割或連接電路圖案的過程，而是將保護膜20去除到電路圖案暴露的深度D是必不可少的。當然，在禁用異常的微型LED的情況下，不需要將保護膜去除到電路圖案暴露的深度，並且需要切割到異常的微型LED不工作的程度。

此外，光學模組300可以直接移除微型LED顯示器中具有缺陷LED晶片的部分，或者可以移除具有作為額外驅動線DL的輔助線AL的部分。如果直接移除有缺陷的部分，應當移除不正常工作的LED晶片，因此移除過程複雜，並且可能出現大量異物的缺點，但是，這具有不需要禁用不正常工作的LED晶片的過程的優點。如果移除具有輔助線AL的部分，需要禁用不正常工作的LED晶片的過程，但是由於僅移除保護膜20，因此移除過程簡單。

本發明光學模組300是移除微型LED顯示器中具有缺陷LED晶片所在的部位，或者移除作為額外驅動線DL的輔助線AL所在的部位的構成要素，移除部分的尺寸跟著微型LED晶片的尺寸可變更。此外，為了顯示圖像，顯示器由三種顯示紅-綠-藍（RGB)色彩的晶片而構成，如果具有缺陷的晶片是RGB的一個的話，可以只移除該晶片，然而在LED晶片的尺寸小或者由一個晶片而構成的情況下，雖然具有缺陷的晶片是在RGB中只有一個，也可以移除RGB的全部。本發明光學模組300跟著要進行修復製程的微型LED顯示器的分辨率可以調整移除部分的尺寸。本發明為了這樣調整移除部分的尺寸，隨著控制器（未顯示）的控制可以調整需要移除部分的位置和尺寸。特別是較佳地設置要移除部分的尺寸是大於5微米而小於100微米。其原因是要移除部分太小時，通過雷射光難以移除，而要移除部分太大時，移除需要的時間則太長。如果要移除部分的尺寸是小於5微米而大於100微米，較佳是選擇把具有缺陷的LED晶片變暗的修復方法。此外，為了在預設時間之內移除具有缺陷位置的LED晶片，控制器可控制雷射光源200輸出變大，或變更移除時使用的波長。此外，在要移除的LED晶片的厚度小於30微米的情況下，較佳地通過選擇本發明光學模組300移除LED晶片。如果要移除的LED晶片的厚度大於30微米時，與上述一樣，因需要移除的時間變長，較佳地選擇不用化學方法或通過調整雷射光源200發出的雷射光輸出、波長等雷射光特性的移除方法。亦即，較佳地，第一步驟，移除保護LED晶片的保護膜，然後，第二步驟，移除LED晶片。由於保護膜與LED晶片的材料不同，為了效果好的移除，還需要變更雷射光特性。

本發明的清潔模組400配置以為通過光學模組300移除的區域中的異物F進行清潔。當通過雷射光移除保護膜20等時，移除過程中產生的異物F可能存在於移除區域中，當安裝正常的LED晶片10時，這些異物F可會導致與電路圖案接觸不良，因此較佳地執行清潔過程。

清潔模組400進行清潔的方法可以使用清潔液的方法和吹入清潔氣體的吹風機方法。在使用清潔液的方法的情況下，清洗效果優異，但是用於回收清潔液的配置必須單獨製備，而且因為修復過程是在無塵室內的環境中進行的，所以清洗過程中或後處理可能非常困難。在吹風機方法的情況下，清潔效果可能低於使用清潔液的方法，但是清潔過程非常簡單，並且可以簡化清潔模組400的配置。可根據微型LED顯示器的保護膜20的配置選擇清潔氣體，但較佳地使用二氧化碳以最大化清潔效果。

本發明的安裝模組500配置為通過光學模組300去除特定區域內的保護膜20，並通過清潔模組400去除電路圖案上的異物F，然後執行LED晶片的安裝。作為用於安裝LED晶片的安裝模組500，本發明的一個實施例使用墨水模組噴塗墨水方法，這通過噴嘴單元510將諸如銀（Ag）之類的導電墨水1注入到驅動線DL或輔助線AL上。在使用墨水注入方法的情況下，這具有可以非常簡單地配置LED晶片和電路圖案之間的電接觸，並且可以以非常細的寬度將微量墨水準確地噴射到電路圖案上的優點。較佳使用EHD（Electrohydrodynamics,電流體動力學）噴墨方法將微量墨水正確地噴射到準確位置。當然，安裝模組500不僅可以包括用於噴墨的配置，還可以包括將正常的LED晶片10準確定位在噴墨位置的傳輸模組。此外，如圖5所示，當然可以進一步包括用於在安裝正常的LED晶片10之後塗抹保護膜20的配置。

以下將參考圖7進行說明本發明的微型LED顯示屏修復方法，但將省略多餘的描述。

在本發明的微型LED顯示器修復方法中，將待修復缺陷的且包括微型LED晶片和用於驅動晶片的電路圖案的微型LED顯示器移動到台座100，然後通過抽吸等固定(S100)。光學模組300改變從雷射光源200提供的雷射光的路徑，並將雷射光照射到固定在台座100上的微型LED顯示器的缺陷部分，以移除特定區域(S110)。將正常的LED晶片安裝在通過光學模組300移除的特定區域上（S120）。

100:台座 200:雷射光源 300:光學模組 400:清潔模組 500:安裝模組 510:噴嘴單元 1:導電墨水 10:LED晶片 20:保護膜 DL:驅動線 AL:輔助線 D:深度 F:異物 S100~S120:步驟

100:台座

200:雷射光源

300:光學模組

400:清潔模組

500:安裝模組

Claims

一種微型LED顯示器的修復裝置，用於修復所述微型LED顯示器的缺陷，包括：一台座，用以容納所述微型LED顯示器，所述微型LED顯示器包括一微型LED晶片和用於驅動所述微型LED晶片的一電路圖案；一雷射光源，提供雷射光以移除所述微型LED顯示器的一缺陷部分；以及一光學模組，用以改變從所述雷射光源產生的雷射光的路徑並照射所述雷射光以移除一預設的特定區域，以便修復所述微型LED顯示器的所述缺陷部分，其中，所述光學模組將所述預設的特定區域移除到一深度以暴露所述微型LED顯示器的下部的所述電路圖案，其中所述電路圖案用以向所述微型LED晶片提供操作所需電源。
根據請求項1所述的微型LED顯示器的修復裝置，其中，所述電路圖案包括用於驅動所述微型LED晶片的一驅動線和額外的一輔助線，以及由所述光學模組待移除的所述預設的特定區域是在所述微型LED顯示器中的有缺陷的微型LED晶片所在的部分，或者與有缺陷的微型LED晶片最近的所述輔助線的部分。
根據請求項1所述的微型LED顯示器的修復裝置，還包括一清潔模組，用以清潔在所述光學模組對於所述微型LED顯示器中的所述缺陷部分照射雷射光而移除之後的剩餘的異物。
根據請求項3所述的微型LED顯示器的修復裝置，其中，所述清潔模組以吹風機方法來吹入預設氣體，以便清潔所述缺陷部分中剩餘的異物。
根據請求項1所述的微型LED顯示器的修復裝置，其中，所述光學模組包括一掃描器，用以改變雷射光的路徑，以將從所述雷射光源提供的雷射光照射到所述微型LED顯示器的所述缺陷部分。
根據請求項1所述的微型LED顯示器的修復裝置，還包括一安裝模組，用以在所述光學模組移除所述微型LED顯示器的所述缺陷部分之後將正常的微型LED晶片安裝於移除的部分。
根據請求項6所述的微型LED顯示器的修復裝置，其中，所述安裝模組還包括一墨水模組，所述墨水模組噴塗導電墨水在所述電路圖案的上部，以便將所述正常的微型LED晶片安裝於由所述光學模組移除後暴露的所述電路圖案上。
一種微型LED顯示器的修復方法，包括以下步驟：將包括一微型LED晶片和用於驅動所述微型LED晶片的一電路圖案的一微型LED顯示器移動至一台座；以一光學模組改變從一雷射光源提供的雷射光的路徑並照射所述微型LED顯示器而移除一特定區域，以便移除所述微型LED顯示器的缺陷部分；以及將正常的微型LED晶片安裝在通過所述光學模組移除的所述特定區域。
根據請求項8所述的微型LED顯示器的修復方法，其中，在所述移除的特定區域中，所述光學模組將待移除的特定區域移除到一深度以暴露所述微型LED顯示器的下部的所述電路圖案，其中所述電路圖案用以向所述微型LED晶片提供操作所需電源。
根據請求項8所述的微型LED顯示器的修復方法，其中，在所述移除特定區域中，所述電路圖案包括用於驅動所述微型LED晶片的一驅動線和額外的一輔助線，由所述光學模組待移除的特定區域是在所述微型LED顯示器中的有缺陷的微型LED晶片所在的部分，或者與所述有缺陷的微型LED晶片最近的所述輔助線的部分。
根據請求項8所述的微型LED顯示器的修復方法，還包括：由所述光學模組移除所述特定區域後，一清潔模組清潔在移除所述特定區域之後剩餘的異物的步驟。
根據請求項11所述的微型LED顯示器的修復方法，其中，在所述清潔的步驟中，所述清潔模組以吹風機方法來吹入預設氣體，以便清除所述缺陷部分中剩餘的異物。
根據請求項8所述的微型LED顯示器的修復方法，其中，所述正常的微型LED晶片安裝的步驟還包括：一墨水模組噴塗導電墨水在所述下部的電路圖案的上部，以便將所述正常的微型LED晶片安裝於由所述光學模組移除後暴露的所述下部的電路圖案上。