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TWI812015B - 發光二極體顯示裝置及其製造方法 - Google Patents

發光二極體顯示裝置及其製造方法 Download PDF

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TWI812015B
TWI812015B TW111105699A TW111105699A TWI812015B TW I812015 B TWI812015 B TW I812015B TW 111105699 A TW111105699 A TW 111105699A TW 111105699 A TW111105699 A TW 111105699A TW I812015 B TWI812015 B TW I812015B
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許意悅
陳冠勳
楊欣霓
廖唯倫
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友達光電股份有限公司
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Abstract

發光二極體顯示裝置包含一基板、多個發光二極體、膠材以及封裝膠。發光二極體設置於基板上。膠材設置於基板與發光二極體之間。膠材包含多個部份，這些部份分別位在發光二極體中相鄰兩者之間，且這些部份中至少一者的高度與這些部份中其它者的高度相異。設置於膠材以及發光二極體上。

Description

發光二極體顯示裝置及其製造方法
本揭露是有關於一種發光二極體顯示裝置及發光二極體顯示裝置的製造方法。
發光二極體封裝結構的現行製造方法之一為倒裝共晶技術。發光二極體接合至基板後，即接著執行封裝膠膜封製程。然而，膜封製程中的層壓過程導致位於基板邊緣或角落的發光二極體移位或失效。如此一來，拼接後的顯示裝置的拼接處將變得明顯。
現有技術中，設置於基板上的遮光層所具有的厚度不利於發光二極體接合製程的操作。若是使遮光層避開發光二極體周邊區域，則會導致基板的金屬線路產生反光而影響顯示裝置的顯示效果。
有鑑於此，如何提供一種可解決上述問題的發光二極體顯示仍是本領域努力研發的目標。
本揭露之一技術態樣為一種發光二極體顯示裝置。
在一實施例中，發光二極體顯示裝置包含一基板、多個發光二極體、膠材以及封裝膠。發光二極體設置於基板上。膠材設置於基板與發光二極體之間。膠材包含多個部份，這些部份分別位在發光二極體中相鄰兩者之間，且這些部份中至少一者的高度與這些部份中其它者的高度相異。封裝膠設置於膠材以及發光二極體上。
在一實施例中，發光二極體中的相鄰兩者之間具有一距離，相鄰的發光二極體之間的距離越大，膠材對應的部份的高度越低。
在一實施例中，膠材的上表面為弧狀。
在一實施例中，每一發光二極體具有一高度，且膠材的最大高度粗糙度小於發光二極體的高度的15%。
在一實施例中，膠材的穿透率小於1%。
在一實施例中，基板具有側壁，發光二極體顯示裝置還包含遮光密封膠，設置於基板的側壁。
在一實施例中，遮光密封膠的穿透率小於1%且大於0.1%。
在一實施例中，封裝膠與基板的側壁由遮光密封膠隔開。
在一實施例中，遮光密封膠的上表面高於基板的上表面。
本揭露之另一技術態樣為一種發光二極體顯示裝置的製造方法。
在一實施例中，發光二極體顯示裝置的製造方法包含形成第一封裝結構。形成第一封裝結構包含接合多個發光二極體至基板上、填入液態膠材至基板與發光二極體之間、固化液態膠材以形成固化後的膠材、以及設置封裝膠於固化後的膠材以及發光二極體上。
在一實施例中，發光二極體中的相鄰兩者之間具有一距離，填入液態膠材至基板與發光二極體之間的步驟還包含當發光二極體之間的距離越大，位在發光二極體中的相鄰兩者之間的液態膠材的高度越低。
在一實施例中，其中填入液態膠材的步驟藉由點膠、噴圖或網印方式執行。
在一實施例中， 設置封裝膠藉由層壓方式執行。
在一實施例中，發光二極體顯示裝置的製造方法還包含形成第二封裝結構，以及拼接第一封裝結構與第二封裝結構。
在一實施例中，發光二極體顯示裝置的製造方法還包含在拼接第一封裝結構與第二封裝結構前，設置遮光密封膠於基板的側壁。
在上述實施例中，藉由設置液態膠材於基板以及發光二極體之間，並於固化膠材前無經過層壓製程，可避免發光二極體移位或失效。液態膠材可填滿基板與發光二極體之間的空隙，因此固化後的膠材可穩固發光二極體與基板的接合強度。此外，膠材為不透明材料，可具有避免金屬線路反光的效果，因此可使發光二極體顯示裝置的拼接處變得較不明顯，並增進發光二極體顯示裝置的良率及顯示品質。
以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。且為了清楚起見，圖式中之層和區域的厚度可能被誇大，並且在圖式的描述中相同的元件符號表示相同的元件。
第1圖為根據本揭露一實施例之發光二極體顯示裝置10的剖面圖。發光二極體顯示裝置10可以是微發光二極體(Micro LED)顯示裝置或次毫米發光二極體(Mini LED)顯示裝置。發光二極體顯示裝置10由第一封裝結構100A以及第二封裝結構100B拼接而成。第一封裝結構100A與第二封裝結構100B具有大致相同的元件。
第一封裝結構100A包含基板110、多個發光二極體120a、120b、120c、膠材(Under fill)130以及封裝膠140。發光二極體120a、120b、120c設置於基板110上。膠材130設置基板110與發光二極體120a、120b、120c之間。封裝膠140設置於膠材130以及發光二極體120a、120b、120c上。第二封裝結構100B包含基板110、多個發光二極體120d、120e、120f、膠材130以及封裝膠140。膠材130設置基板110與發光二極體120d、120e、120f之間。封裝膠140設置於膠材130以及發光二極體120d、120e、120f上。
發光二極體120a-120f透過接合件150接合至基板110。膠材130部份地包圍發光二極體120a-120f。換句話說，膠材130的高度超過接合件150的高度且低於發光二極體120a-120f的頂部120T。因此，膠材130可穩固發光二極體120a-120f與基板110的接合強度，避免於後續製程中造成發光二極體120a-120f的移位或失效。
從剖面視角看，第一封裝結構100A的膠材130包含多個部份131、132、135、136。上述的部份131、132、135、136實質上為一體成形，此處僅是從剖面視角中劃分為多個部份做說明。膠材130的部份131位在相鄰的發光二極體120a、120b之間，而膠材130的部份132位在相鄰的發光二極體120b、120c之間。膠材130的部份135、136位在第一封裝結構100A的邊緣，其中部份136位在發光二極體120c以及發光二極體120d之間。
發光二極體顯示裝置10的膠材130在設置於發光二極體120a-120f與基板110之間時為液態，接著經固化以穩固發光二極體120a-120f。因此，膠材130在固化前無經過層壓製程，可避免位在第一封裝結構100A邊緣和角落的發光二極體120a-120f因受壓而導致移位或失效。由於這樣的設計，上述部份131、132、135、136中至少一者的高度與其它者的高度相異。舉例來說，在本實施例中，部份131、132的高度h1,h2大於部份135、136的高度h5、h6。
同樣地，第二封裝結構100B的膠材130包含多個部份133、134、137、138。膠材130的部份133位在相鄰的發光二極體120d、120e之間。而膠材130的部份134位在相鄰的發光二極體120e、120f之間。膠材130的部份137、138位在第二封裝結構100B的邊緣，其中部份137位在發光二極體120d以及發光二極體120c之間。部份133、134的高度h3,h4大於部份137、138的高度h7、h8。
具體而言，發光二極體120a-120f中相鄰兩者之間的距離越大，對應的部份131-138的高度越低。舉例來說，在本實施例中，發光二極體120a與發光二極體120b之間具有距離d1，發光二極體120b與發光二極體120c之間具有距離d2。距離d1與距離d2大致相等，且對應的部份131、132的高度h1,h2也大致相等。發光二極體120d與發光二極體120e之間具有距離d3，發光二極體120e與發光二極體120f之間具有距離d4。距離d4大於距離d3，對應的部份133的高度h3則大於部份134的高度h4。
由於膠材130在設置於發光二極體120a-120f與基板110之間時為液態，且膠材130固化前未經過層壓製程，因此膠材130的上表面130T為弧狀。舉例來說，膠材130的部份131、132、133、134的上表面130T為下凹的弧狀，而位在邊緣的部份135、136、137、138則是漸趨平坦的弧狀。換句話說，位在邊緣的部份135、136、137、138的高度h5、h6、h7、h8小於高度h1~h4。
發光二極體120a-120f具有高度H，膠材130的最大高度粗糙度(Rz)小於發光二極體120a-120f的高度H的15%。最大高度粗糙度的定義為膠材130的表面於垂直方向Z上的高度差。換句話說，相較於經過蝕刻製程後的表面，膠材130的表面更為平滑。舉例來說，發光二極體120a-120f的高度H約為10微米，膠材130的最大高度粗糙度則小於1.5微米，但本揭露不以此為限。
膠材130的材料為非透明材料，例如為樹脂、色阻等。膠材130的穿透率小於1%，因此膠材130也可具有避免基板110的金屬線路反光的效果。封裝膠140的穿透率大於50%，但本揭露不以此為限。
根據上述，由於膠材130在設置於發光二極體120a-120f與基板110之間時為液態，膠材130在固化前無經過層壓製程，可避免位在第一封裝結構100A邊緣和角落的發光二極體120a-120f因受壓而導致移位或失效。如此一來，第一封裝結構100A與第二封裝結構100B之間的拼接處T可變得較不明顯，因此可增進發光二極體顯示裝置10的良率及顯示品質。
第2圖為根據本揭露一實施例之發光二極體封裝結構的製造方法的流程圖。本實施例以第1圖的發光二極體顯示裝置10為例。第3A圖至第3D為第2圖的發光二極體顯示裝置10的製造方法的中間步驟的剖面圖。
同時參閱第2圖的步驟S11及第3A圖。在步驟S11中，將多個發光二極體120a-120c接合至基板110上。發光二極體120a-120c可藉由巨量轉移方式接合至基板110，且發光二極體120a-120c藉由接合件150與基板110中的金屬線路(圖未示)電性連接。在步驟S11中，當發光二極體120a-120c被接合至基板110上時，基板110的上表面114並無設置遮光材料。換句話說，發光二極體120a-120c的接合效果不會受到基板110上的遮光材料的厚度影響。
同時參閱第2圖的步驟S12及第3B圖。在步驟S12中，將液態膠材130L填充於基板110與發光二極體120a-120c之間。填入液態膠材130L的步驟可藉由點膠、噴圖或網印方式執行。 液態膠材130L可填滿接合件150之間的空隙以及基板110與發光二極體120a-120c之間的空隙。換句話說，液態膠材130L可覆蓋基板110的上表面114，且液態膠材130L還部份地包圍發光二極體120a-120f。
同時參閱第2圖的步驟S13、第3B圖以及第3C圖。在步驟S13中，將液態膠材130L固化以形成膠材130，例如以紫外光固化方式P1執行。由於在固化液態膠材130L前無須經過層壓製程，可避免發光二極體120a-120c移位或失效。此外，由於液態膠材130L可填滿基板110、發光二極體120a-120c、以及接合件150之間的空隙，因此固化後的膠材130可穩固發光二極體120a-120c與基板110的接合強度。如同前述，固化後的膠材130具有弧狀的上表面130T，且膠材130根據發光二極體120a-120c之間的距離不同而具有不同高度。膠材130為不透明材料，例如樹脂、色阻等，因此膠材130可避免基板110的金屬線路反光。
同時參閱第2圖的步驟S14及第3D圖。在步驟S14中，設置封裝膠140於膠材130以及發光二極體120a-120c上。封裝膠140藉由層壓方式P2設置於膠材130上，並接著對封裝膠140進行熱固化。在步驟S14中，由於膠材130是已固化狀態，且膠材130部份地包圍發光二極體120a-120c。因此，膠材130可於步驟S14的層壓製程時穩固發光二極體120a-120c，避免位在第一封裝結構100A邊緣和角落的發光二極體120a或發光二極體120c因受壓而導致移位或失效。
同時參閱第2圖的步驟S15及第3E圖。在步驟S15中，拼接第一封裝結構100A與第二封裝結構100B。第二封裝結構100B可藉由前述步驟S11至步驟S14形成。如第3E圖所示，由於膠材130可穩固發光二極體120a-120c並避免失效問題、且膠材130也可具有避免金屬線路反光的效果。如此一來，第一封裝結構100A與第二封裝結構100B之間的拼接處T可變得較不明顯，因此可增進發光二極體顯示裝置10的良率及顯示品質。
第4圖為根據本揭露另一實施例之發光二極體顯示裝置的製造方法的流程圖。第5A圖至第5B圖為第4圖的發光二極體顯示裝置的製造方法的中間步驟的剖面圖。如第4圖所示，本實施例的製造方法包含步驟S21~S26，其中步驟S21~S24與第2圖的步驟S11~S14相同。因此以下僅說明步驟S25~S26，並省略步驟S21~S24的說明。
同時參閱第4圖的步驟S25及第5A圖。本實施例中，根據步驟S21~S24形成第一封裝結構200A。第一封裝結構200A與第3D圖所示的第一封裝結構100A大致相同，其差異在於第一封裝結構200A還包含遮光密封膠160。遮光密封膠160設置於基板110的兩個側壁112。在本實施例中，遮光密封膠160覆蓋整個側壁112。換句話說，本實施例中的封裝膠140與基板110的側壁112由遮光密封膠160隔開，且封裝膠140無延伸至側壁112，但本揭露不以此為限。遮光密封膠160的穿透率小於1%。
同時參閱第4圖的步驟S26及第5B圖。在步驟S26，拼接第一封裝結構200A與第二封裝結構200B以形成發光二極體顯示裝置20。第一封裝結構200A與第二封裝結構200B皆可藉由前述步驟S21至步驟S25形成。由於封裝膠140的會反射光線，遮光密封膠160可吸收由封裝膠140反射的光線，進一步使得拼接處T變得較不明顯，以增進發光二極體顯示裝置20的良率及顯示品質。在本實施例中，封裝膠140的穿透率可大於90%，並藉由遮光密封膠160吸收封裝膠140的反射光線，仍可具有使拼接處T變得較不明顯的技術功效。
第6圖為根據本揭露一實施例之封裝結構300的剖面圖。封裝結構300與前述第5A圖所示的第一封裝結構200A大致相同，其差異在於封裝結構300的遮光密封膠160a僅覆蓋一部份的側壁112，亦即封裝膠140覆蓋另一部份的側壁112。換句話說，本實施例中的遮光密封膠160a的上表面162a低於基板110的上表面114。封裝結構300具有與第一封裝結構200A相同的技術功效，於此不再贅述。
第7圖為根據本揭露一實施例之封裝結構400的剖面圖。封裝結構400與第6圖所示的封裝結構300大致相同，其差異在於封裝結構400的遮光密封膠160b的上表面162b高於基板110的上表面114。換句話說，遮光密封膠160b覆蓋基板110的整個側壁112以及覆蓋一部份的膠材130的側壁。在其他實施例中，遮光密封膠160b也可覆蓋整個膠材130的側壁112。封裝結構400具有與封裝結構300相同的技術功效，於此不再贅述。
綜上所述，本揭露的發光二極體顯示裝置藉由設置液態膠材於基板以及發光二極體之間，並於固化膠材前無經過層壓製程，可避免發光二極體移位或失效。液態膠材可填滿基板與發光二極體之間的空隙，因此固化後的膠材可穩固發光二極體與基板的接合強度。此外，膠材為不透明材料，可具有避免金屬線路反光的效果，因此可使發光二極體顯示裝置的拼接處變得較不明顯，並增進發光二極體顯示裝置的良率及顯示品質。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10,20:發光二極體顯示裝置 100A,200A:第一封裝結構 100B,200B:第二封裝結構 300,400:封裝結構 110:基板 112:側壁 114:上表面 120a,120b,120c,120d,120e,120f:發光二極體 120T:頂部 130:膠材 130L:液態膠材 130T:上表面 131,132,133,134,135,136,137,138:部份 140:封裝膠 150:接合件 160,160a,160b:遮光密封膠 162a,162b:上表面 d1,d2,d3,d4:距離 H,h1,h2,h3,h4,h5,h6,h7,h8:高度 Z:垂直方向 P1:紫外光固化方式 P2:層壓方式 T:拼接處 S11~S15,S21~S26:步驟
第1圖為根據本揭露一實施例之發光二極體顯示裝置的剖面圖。 第2圖為根據本揭露一實施例之發光二極體封裝結構的製造方法的流程圖。 第3A圖至第3E圖為第2圖的發光二極體封裝結構的製造方法的中間步驟的剖面圖 。 第4圖為根據本揭露另一實施例之發光二極體封裝結構的製造方法的流程圖。 第5A圖至第5B圖為第4圖的發光二極體封裝結構的製造方法的中間步驟的剖面圖。 第6圖為根據本揭露一實施例之發光二極體封裝結構的剖面圖。 第7圖為根據本揭露一實施例之發光二極體封裝結構的剖面圖。
10:發光二極體顯示裝置
100A:第一封裝結構
100B:第二封裝結構
110:基板
120a,120b,120c,120d,120e,120f:發光二極體
120T:頂部
130:膠材
130T:上表面
131,132,133,134,135,136,137,138:部份
140:封裝膠
150:接合件
d1,d2,d3,d4:距離
H,h1,h2,h3,h4,h5,h6,h7,h8:高度
Z:垂直方向
T:拼接處

Claims (15)

  1. 一種發光二極體顯示裝置，包含： 一基板； 複數個發光二極體，設置於該基板上； 一膠材，設置於該基板與該些發光二極體之間，其中該膠材包含複數個部份，該些部份分別位在該些發光二極體中相鄰兩者之間，且該些部份中至少一者的高度與該些部份中其它者的高度相異；以及 一封裝膠，設置於該膠材以及該些發光二極體上。
  2. 如請求項1所述之發光二極體顯示裝置，其中該些發光二極體中的相鄰兩者之間具有一距離，相鄰的該些發光二極體之間的距離越大，該膠材對應的該些部份的高度越低。
  3. 如請求項1所述之發光二極體顯示裝置，其中該膠材的上表面為弧狀。
  4. 如請求項1所述之發光二極體顯示裝置，其中每一該些發光二極體具有一高度，且該膠材的最大高度粗糙度(Rz)小於該高度的15%。
  5. 如請求項1所述之發光二極體顯示裝置，其中該膠材的穿透率小於1%。
  6. 如請求項1所述之發光二極體顯示裝置，其中該基板具有一側壁，該發光二極體顯示裝置還包含： 一遮光密封膠，設置於該基板的該側壁。
  7. 如請求項6所述之發光二極體顯示裝置，其中該遮光密封膠的穿透率小於1%。
  8. 如請求項6所述之發光二極體顯示裝置，其中該封裝膠與該基板的該側壁由該遮光密封膠隔開。
  9. 如請求項6所述之發光二極體顯示裝置，其中該遮光密封膠的一上表面高於該基板的一上表面。
  10. 一種發光二極體顯示裝置的製造方法，包含形成一第一封裝結構，包含： 接合複數個發光二極體至一基板上； 填入一液態膠材至該基板與該些發光二極體之間； 固化該液態膠材以形成固化後的一膠材；以及 設置一封裝膠於固化後的該膠材以及該些發光二極體上。
  11. 如請求項10所述之發光二極體顯示裝置的製造方法，其中該些發光二極體中的相鄰兩者之間具有一距離，且填入該液態膠材至該基板與該些發光二極體之間的步驟還包含： 當該些發光二極體之間的距離越大，位在該些發光二極體中的相鄰兩者之間的該液態膠材的高度越低。
  12. 如請求項10所述之發光二極體顯示裝置的製造方法，其中填入該液態膠材的步驟藉由點膠、噴圖或網印方式執行。
  13. 如請求項10所述之發光二極體顯示裝置的製造方法，其中設置該封裝膠的步驟藉由層壓方式執行。
  14. 如請求項10所述之發光二極體顯示裝置的製造方法，還包含： 形成一第二封裝結構；以及 拼接該第一封裝結構與該第二封裝結構。
  15. 如請求項14所述之發光二極體顯示裝置的製造方法，還包含： 在拼接該第一封裝結構與該第二封裝結構前，設置一遮光密封膠於該基板的一側壁。
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