发光元件的安装方法以及显示装置与流程

发光元件的安装方法以及显示装置
1.本技术以日本专利申请2020－067627(申请日：2020年4月3日)为基础，通过该申请而享受优先权。本技术通过参照该申请而包含该申请的全部内容。
技术领域
2.本发明的实施方式涉及发光元件的安装方法以及显示装置。


背景技术：

3.一般来说，已知有使用了作为自发光元件的发光二极管(led:light emitting diode)的led显示器，但近年来，作为更高精细化的显示装置，开发有使用了被称为微led的微小二极管元件的显示装置(以下记为微led显示器)。
4.该微led显示器与以往的液晶显示显示器、有机el显示器不同，由于在显示区域安装并形成有芯片状的多个微led，因此容易实现高精细化和大型化的兼顾，作为下一代显示器而得到关注。
5.作为在显示区域安装芯片状的多个微led的方法，研究了利用激光剥离(llo:laser lift off)的方法。


技术实现要素：

6.本公开的目的之一在于，提供一种利用了激光剥离的微led的安装方法以及微led显示器(发光元件的安装方法以及显示装置)。
7.一实施方式的发光元件的安装方法是通过激光剥离将设置在剥离用的蓝宝石基板的一个面上的发光元件剥离，并用于对阵列基板进行安装的方法。上述方法具备第1工序、第2工序、第3工序、第4工序。上述第1工序进行形成在上述阵列基板的一个面上的第1端子部与上述发光元件的端子部之间的对位，并且通过密封件将上述阵列基板与上述蓝宝石基板固接。上述第2工序对上述阵列基板与上述蓝宝石基板施加压力而将上述蓝宝石基板平坦化，并且将上述阵列基板与上述蓝宝石基板固定。上述第3工序对于设置于上述阵列基板的第1端子部之上的接合部件，从上述蓝宝石基板侧照射第1波段的第1激光光，并将上述阵列基板的第1端子部与上述发光元件的端子部接合。上述第4工序对于上述发光元件，从上述蓝宝石基板侧照射与上述第1波段不同的第2波段的第2激光光，将上述发光元件从上述蓝宝石基板剥离。
8.一实施方式的显示装置具备第1基板和第2基板。上述第1基板具备阵列基板、形成于上述阵列基板的一个面上的第1端子部、设置于上述阵列基板的一个面上且设置于俯视时与上述第1端子部不重叠的位置的密封件。上述第2基板具备蓝宝石基板和设置于上述蓝宝石基板的一个面上的发光元件。上述第1基板与上述第2基板通过上述密封件而被固接。
9.一实施方式的显示装置具备阵列基板、设于上述阵列基板的一个面上的发光元件、形成于上述阵列基板的一个面上且形成于俯视时与上述发光元件不重叠的位置的端子部。在上述端子部的至少一部分附着有激光剥离时熔融的密封件的残渣，所述激光剥离用
于将上述发光元件从蓝宝石基板剥离。
附图说明
10.图1是概略地表示实施方式的显示装置的构成的立体图。
11.图2是概略地表示实施方式的第1基板的构成的剖面图。
12.图3是概略地表示实施方式的第2基板的构成的剖面图。
13.图4是概略地表示实施方式的发光元件的安装工序的剖面图。
14.图5是概略地表示接续图4的安装工序的剖面图。
15.图6是概略地表示接续图5的安装工序的剖面图。
16.图7是概略地表示接续图6的安装工序的剖面图。
17.图8是概略地表示图4～图7所示的一系列的安装工序的结果的剖面图。
18.图9是概略地表示实施方式的发光元件的构成的剖面图。
19.图10是概略地表示图4～图7所示的一系列的安装工序的结果的其他的剖面图。
20.图11是概略地表示实施方式的第2基板的构成的其他的剖面图。
具体实施方式
21.对于若干的实施方式，边参照附图边说明。
22.另外，公开只不过是一例，对于本领域技术人员关于保留发明的主旨的适当变更而能够容易想到的方案，当然包含在本发明的范围内。并且，附图为了使说明更加明确，有与实施方式相比示意性地表示的情况，但只不过是一例，并不限定本发明的解释。并且，在本说明书和各图中，对于与已出现的图有关而叙述过的构成要素发挥相同或类似的功能的构成要素，赋予相同的参照标记，有时省略重复的详细的说明。
23.图1是概略地表示一实施方式的显示装置1的构成的立体图。图1示出了由第1方向x、与第1方向x垂直的第2方向y、与第1方向x以及第2方向y垂直的第3方向z规定的三维空间。另外，第1方向x以及第2方向y相互正交，但也可以以90度以外的角度交叉。本说明书中，将从与第3方向z平行的方向观察显示装置1的情况称为俯视。
24.以下，主要说明在本实施方式中显示装置1是使用了作为自发光元件的微led的微led显示器的情况。
25.如图1所示，显示装置1具备显示面板2、第1电路基板3以及第2电路基板4等。
26.显示面板2在一例中是矩形状。在图示的例中，显示面板2的短边ex与第1方向x平行，显示面板2的长边ey与第2方向y平行。第3方向z相当于显示面板2的厚度方向。第1方向x也可以被解读为与显示装置1的短边平行的方向，第2方向y也可以被解读为与显示装置1的长边平行的方向，第3方向z也可以被解读为显示装置1的厚度方向。显示面板2的主面与由第1方向x和第2方向y规定的x－y平面平行。显示面板2具有显示区域da(显示部)和该显示区域da的外侧的非显示区域nda(非显示部)。非显示区域nda具有端子区域mt。在图示的例中，非显示区域nda包围显示区域da。
27.显示区域da是显示图像的区域，具备被配置为例如矩阵状的多个像素px。像素px包含发光元件(微led)以及用于驱动该发光元件的开关元件(驱动晶体管)等。
28.端子区域mt沿着显示面板2的短边ex被设置，包含用于将显示面板2与外部装置等
电连接的端子。
29.第1电路基板3安装在端子区域mt之上，与显示面板2电连接。第1电路基板3是例如柔性印刷电路基板(flexible printed circuit board)。第1电路基板3具备驱动显示面板2的驱动ic芯片(以下记为面板驱动器)5等。另外，在图示的例中，面板驱动器5配置在第1电路基板3之上，但也可以配置在第1电路基板3之下。或者，面板驱动器5也可以安装在第1电路基板3以外。该情况下，面板驱动器5也可以安装在显示面板2的非显示区域nda，也可以安装在第2电路基板4。第2电路基板4是例如硬性印刷电路基板。第2电路基板4在例如第1电路基板3的下方与该第1电路基板3连接。
30.面板驱动器5经由例如第2电路基板4而与未图示的控制基板连接。面板驱动器5基于从例如控制基板输出的影像信号来驱动多个像素px，从而执行在显示面板2显示图像的控制。
31.另外，显示面板2也可以具有附加斜线而表示的弯曲区域ba。弯曲区域ba是显示装置1被收纳于电子机器等的壳体时被弯曲的区域。弯曲区域ba位于非显示区域nda中的端子区域mt侧。在弯曲区域ba被弯曲的状态下，第1电路基板3以及第2电路基板4以与显示面板2对置的方式配置。
32.以下，说明对上述的显示面板2安装发光元件的方法。更详细来说，说明通过激光剥离(llo)将发光元件led从图3所示的第2基板sub2剥离并对图2所示的第1基板sub1进行安装的方法。首先，参照图2以及图3，对供发光元件led安装的第1基板sub1和剥离用的第2基板sub2的构成进行说明。
33.图2是概略地表示第1基板sub1的构成的剖面图。
34.如图2所示，第1基板sub1具备阵列基板10、多个第1端子部11、接合部件12、多个第2端子部13和密封件14等。
35.阵列基板10包含第1主面10a和位于第1主面10a的相反侧的第2主面10b。在图示的例中进行了省略，但在阵列基板10中形成有用于驱动发光元件led的开关元件和各种布线图案。阵列基板10也可以称为背板。
36.多个第1端子部11形成于阵列基板10的第1主面10a。第1端子部11例如与安装于显示装置1的发光元件led以相同数量形成。第1端子部11由例如al(铝)、ti(钛)、mo(钼)、w(钨)等金属材料以及这些金属材料的层叠体形成。第1端子部11也被称为第1焊盘或安装电极。各第1端子部11之上分别配置有接合部件12。
37.接合部件12是用于将第1端子部11与后述的发光元件led的端子部22接合的部件。关于详细情况在后叙述，但接合部件12由若被照射400nm～3000nm的波段的激光光则通过激光消融而加热/溶融的金属材料形成，例如由sn(锡)、ag(银)等金属材料形成。接合部件12也可以被称为钎焊部件。并且，本实施方式中，接合部件12设于阵列基板10的第1端子部11，但也可以设于发光元件led的端子部22。
38.多个第2端子部13形成于阵列基板10的第1主面10a。第2端子部13形成于俯视时与第1端子部11不重叠的位置，例如以包围设于显示装置1的多个发光元件led的方式形成。例如，第2端子部13形成于非显示区域nda。第2端子部13具有宽度w1地形成。宽度w1被设定为例如0.1mm～0.5mm。第2端子部13不与形成于阵列基板10的各种布线图案等电连接。但是，第2端子部13也可以是，在非显示区域nda中以包围多个发光元件led的方式形成并与形成
于阵列基板10的各种布线图案电连接的端子部。关于详细情况在后叙述，但第2端子部13由通过激光光而产生激光消融的金属材料形成，例如由al(铝)等金属材料形成，所述激光光是为了从后述的蓝宝石基板20将发光元件led剥离而被照射的。第2端子部13也可以被称为第2焊盘或金属部或金属布线等。在各第2端子部13之上以覆盖第2端子部13的方式分别配置有密封件14。
39.密封件14是用于将第1基板sub1和第2基板sub2固接的部件。密封件14由使对第2端子部13照射的激光光透射的材料形成。
40.密封件14与第2端子部13也可以以包围例如第1基板sub1的显示区域da的整周的方式在非显示区域nda中沿着2个短边ex以及2个长边而形成。并且，密封件14与第2端子部13也可以仅沿着第1基板sub1的2个短边ex而形成，也可以仅沿着2个长边ey而形成。进而，密封件14与第2端子部13也可以形成为，在非显示区域中以点状配置多个，并将第1基板sub1与第2基板sub2固接。
41.图3是概略地表示第2基板sub2的构成的剖面图。
42.如图3所示，第2基板sub2具备蓝宝石基板20和多个发光元件led等。发光元件led包括发光层21和端子部22。
43.剥离用的蓝宝石基板20包含第1主面20a和位于第1主面20a的相反侧的第2主面20b。多个发光元件led配置于蓝宝石基板20的第1主面20a。多个发光元件led中包括具有红色(r)、绿色(g)、蓝色(b)的发光色的发光元件led。
44.发光层21经由未图示的剥离层而固接于蓝宝石基板20的第1主面20a。发光层21释放r、g、b的光。在发光层21之上配置有端子部22。端子部22通过配置于第1基板sub1侧的接合部件12而与第1端子部11接合。由此，发光元件led的端子部22被与第1端子部11电连接。端子部22相当于发光元件led的阳极端子或阴极端子。端子部22也可以称为凸块。
45.图4～图8是依次表示发光元件led的安装工序的一例的概略性的剖面图。
46.首先，执行对位工序(第1工序)。具体来说，如图4所示，以阵列基板10的第1主面10a与蓝宝石基板20的第1主面20a对置的方式，使在阵列基板10上配置有多个第1端子部11、接合部件12、多个第2端子部13以及密封件14的状态的第1基板sub1与在蓝宝石基板20上配置有多个发光元件led的状态的第2基板sub2相对置。在此基础上，进行第1基板sub1的多个第1端子部11与第2基板sub2的多个发光元件led的端子部22之间的对位。并且，第1基板sub1与第2基板sub2通过密封件14而被固接。
47.另外，图4中，设想了在第2基板sub2的蓝宝石基板20没有产生翘曲的情况，因此在此阶段中，第1基板sub1的多个第1端子部11与第2基板sub2的多个发光元件led的端子部22在俯视时重叠，但也可以是在此阶段中第1基板sub1的多个第1端子部11与第2基板sub2的多个发光元件led的端子部22在俯视时不重叠。在此阶段中，在后述的固定工序结束了的阶段中，进行用于使第1基板sub1的多个第1端子部11与第2基板sub2的多个发光元件led的端子部22在俯视时重叠的对位。
48.接着，执行固定工序(第2工序)。具体来说，如图5所示，在第1基板sub1的阵列基板10的第2主面10b侧依次配置缓冲件30和固定部件40，在第2基板sub2的蓝宝石基板20的第2主面20b侧配置固定部件50。在此基础上，以夹着第1基板sub1和第2基板sub2的方式从上下施加压力(即，将各固定部件40以及50相互向反方向按压来施加压力)，来执行蓝宝石基板
20上产生的翘曲的平坦化。由此，第1基板sub1与第2基板sub2以如下的状态被固定：蓝宝石基板20上产生的翘曲被平坦化的状态、且是第1基板sub1的多个第1端子部11与第2基板sub2的多个发光元件led的端子部22在俯视时重叠着的状态。并且，在固定工序中，第1基板sub1与第2基板sub2之间的间距由密封件14、发光元件led保持，但也可以通过在第1基板sub1或第2基板sub2上设置间隔件(未图示)，从而保持第1基板sub1与第2基板sub2之间的间距。
49.固定部件50由在后述的接合工序中使照射的激光光透射并且具有在施加了压力时不会弯折的程度的刚性的材料形成，例如由石英玻璃形成。固定部件40由具有在施加了压力时不会弯折的程度的刚性的材料形成，例如可以与固定部件50同样地由石英玻璃形成，也可以由与固定部件50不同的材料形成。
50.如上述那样，通过在第1基板sub1与固定部件40之间配置缓冲件30，从而抑制由用于夹着第1基板sub1与第2基板sub2的压力引起的阵列基板10的破损。并且，第1基板sub1与第2基板sub2通过密封件14而被固接，因此能够抑制施加了压力时一个基板打滑等而可能发生的位置偏移。
51.接着，执行接合工序(第3工序)。具体来说，如图6所示，通过将400nm～3000nm的波段的激光光lz1从固定部件50侧朝向接合部件12照射，并通过激光消融使接合部件12加热/溶融，从而第1基板sub1的多个第1端子部11与第2基板sub2的多个发光元件led的端子部22被接合。在该接合工序结束了的阶段，缓冲件30、固定部件40以及固定部件50可以被除去，也可以在该阶段中不除去。本实施方式中，假想了使结束了接合工序的状态的第1基板sub1以及第2基板sub2移动到工作台、并在此基础上执行接下来的工序的情况，因此缓冲件30、固定部件40以及固定部件50在结束了接合工序的阶段中被除去。
52.之后，执行llo工序(第4工序)。具体来说，如图7所示，200nm～366nm的波段的激光光lz2被从蓝宝石基板20侧朝向多个发光元件led以及多个第2端子部13照射。由此，将多个发光元件led固接于蓝宝石基板20的未图示的剥离层通过激光消融而升华，多个发光元件led被从蓝宝石基板20剥离。并且，若多个第2端子部13通过激光消融而被加热，则该热分别传导到覆盖各第2端子部13的密封件14，密封件14熔融而被除去。
53.通过执行图4～图7所示的一系列的安装工序，蓝宝石基板20被剥离，如图8所示，多个发光元件led被安装于第1基板sub1(阵列基板10)上。
54.从以上说明的一系列的安装工序可知，第2端子部13为了通过激光消融将密封件14熔融而形成，所述密封件14是在上述的固定工序中为了抑制对第1基板sub1与第2基板sub2施加了压力时一个基板打滑等而可能发生的位置偏移而被配置的。因此，在一系列的安装工序结束以后，第2端子部13基本上对于显示面板2而言成为不需要的构成，但是例如也可以对于阵列基板10，作为安装第1电路基板3、第2电路基板4、面板驱动器5时的用于对位的对准标记而在一系列的安装工序之后也被利用。
55.本实施方式的发光元件led可以是如图9的(a)所示在发光层21的一个面并列地配置有阳极端子22an和阴极端子22ca的微led，也可以是如图9的(b)所示在发光层21的一个面配置阳极端子22an、在发光层21的另一个面配置阴极端子ca的微led。在发光元件led是图9的(a)所示的方式的微led的情况下，第1端子部11不是与发光元件led相同数量、而是与阳极端子22an和阴极端子22ca相同数量地形成于阵列基板10上。另外，关于与一个发光元
件led对应的第1端子部11，与阳极端子22an接合的第1端子部11和与阴极端子22ca接合的第1端子部11形成为以规定的间隔分离。无论发光元件led是图9的(a)所示的方式的微led还是图9的(b)所示的形态的微led，通过上述的一系列的安装工序，都能够安装于第1基板sub1(阵列基板10)上。
56.图8中，例示了以覆盖多个第2端子部13的方式配置的密封件14通过上述的llo工序而被完全地除去的情况，但是实际上密封件14不被完全地融尽，可以预想如图10的(a)所示，一部分作为残渣而附着残留在第2端子部13上。但是，由于如上述那样在一系列的安装工序结束之后，第2端子部13基本上是对于显示面板2而言不需要的构成，因此即使密封件14的一部分作为残渣而附着残留在第2端子部13上，也没有特别的问题。并且，第2端子部13例如被配置在非显示区域nda，因此从显示质量的观点等来看，密封件14的一部分作为残渣而附着残留在第2端子部13上，也没有特别的问题。但是，也可以如图10的(b)所示将第2端子部13与作为残渣附着的密封件14一起切除。
57.本实施方式中假想了第2端子部13形成于阵列基板10上的情况，但不限定于此，也可以例如如图11所示第2端子部13形成于蓝宝石基板20上。该情况下也通过上述的一系列的安装工序而能够在第1基板sub1(阵列基板10)上安装发光元件led，并且在llo工序的阶段中，第2端子部13通过激光消融而被加热，因此也能够将以覆盖该第2端子部13的方式配置的密封件14除去。
58.在以上说明的一实施方式中，以夹着安装有发光元件led的第1基板sub1和剥离用的第2基板sub2的方式施加压力而将第1基板sub1和第2基板sub2固定。因此，即使在第2基板sub2(蓝宝石基板20)上产生了翘曲，也能将该翘曲平坦化，并使第1基板sub1与第2基板sub2无间隙地固定。并且，在第1基板sub1上抵接着缓冲件30的基础上被施加压力，因此能抑制起因于该压力而导致的第1基板sub1的阵列基板10的破损。
59.并且，在以上说明的一实施方式中，在通过密封件14而将安装有发光元件led的第1基板sub1与剥离用的第2基板sub2固接的基础上，以夹着第1基板sub1与第2基板sub2的方式施加压力，因此能够抑制施加了压力时一个基板打滑等而可能发生的位置偏移。进而，通过形成被密封件14覆盖且通过在llo工序时所照射的激光光lz2而产生激光消融的第2端子部13，能够在将发光元件led从第2基板sub2剥离的llo工序时将密封件14除去。换言之，能够不增加仅仅为了除去密封件14的单独的工序地实现该密封件14的除去。
60.根据以上说明的一实施方式，能够提供一种利用了激光剥离的微led的安装方法以及微led显示器(发光元件的安装方法以及显示装置)。
61.说明了本发明的若干实施方式，但这些实施方式是作为例子提示的，不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够在其他的各种各种的方式下实施，能够在不脱离发明的主旨的范围内进行各种的省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围及主旨中，并且包含在权利要求书所记载的发明及其等价的范围中。
62.附图标记说明
63.sub1
…
第1基板，10
…
阵列基板，11
…
第1端子部，12
…
接合部件，13
…
第2端子部，14
…
密封件，sub2
…
第2基板，20
…
蓝宝石基板，led
…
发光元件，21
…
发光层，22
…
端子部，lz1，lz2
…
激光光。