CN103594600A - 发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种发光显示器模块，包含：一基板；及多个发光二极管模块以一阵列方式排列在基板上；其中，发光二极管模块包含多个彼此分开的封装发光单元，且封装发光单元包含多个光电元件、一第一支撑结构、及一框架；其中，多个光电元件被第一支撑结构所覆盖且框架围绕第一支撑结构及多个光电元件。

Description

发光装置
技术领域
本发明涉及一种发光装置，还包含一种发光显示器模块。
背景技术
固态发光元件中的发光二极管元件（Light Emitting Diode；LED）具有低耗电量、低发热量、操作寿命长、耐撞击、体积小、反应速度快、以及可发出稳定波长的色光等良好光电特性，因此常应用于家电、仪表的指示灯及光电产品等领域。与商业电子产品走向轻薄短小的趋势类似，光电元件也进入微封装的时代，而发展出晶粒级封装。此外，随着光电科技的发展，固态照明在照明效率、操作寿命以及亮度等方面有显著的进步，因此近年来发光二极管已经被应用于一般的照明用途上。
近年来，利用多个发光二极管做为像素的显示器模块的技术正在发展。然而，在此领域中，如何运用发光二极管制造具有较小体积的像素仍是重要的议题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种发光装置，例如一发光显示器模块，包含：一基板；及多个发光二极管模块以一阵列方式排列在基板上；其中，发光二极管模块包含多个彼此分开的封装发光单元，且封装发光单元包含多个光电单元、一第一支撑结构、及一框架；其中，多个光电单元被第一支撑结构所覆盖，且框架围绕第一支撑结构及多个光电单元。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图附图说明
图1A显示本发明的一实施例中的一光电单元的剖面图。
图1B显示图1A的光电单元的上视图，且未显示一连接垫。
图1C显示显示图1A的光电单元的上视图。
图2A显示本发明的一实施例中的一光电单元的剖面图。
图2B显示图2A的光电单元的上视图。
图3A显示本发明的一实施例中的一光电单元的剖面图。
图3B显示图3A的光电单元的上视图。
图4A～图4C显示本发明的一实施例中的一光电元件的制造方法。
图5A显示本发明的一实施例中的一光电元件的剖面图。
图5B显示本发明的一实施例中的一光电元件的剖面图。
图5C显示本发明的一实施例中的一光电元件的剖面图。
图6A～6B、7A～7B、8、9A～9B、10A～10D、11A～11B、12A～12B、13A～13B、及图14显示本发明的一实施例中的一发光元件的制造方法。
图15A～15B显示本发明的一实施例中的一封装发光二极管单元。
图16A～16C显示本发明的一实施例中的一发光二极管显示器模块。
图17显示本发明的一实施例中的一发光二极管模块的剖面图。
图18A～18B显示本发明的一实施例中的一封装发光二极管单元的上视图。
图18C～18D显示本发明的一实施例中的封装发光二极管单元的仰视图。
图18E～18F显示本发明的另一实施例中的封装发光二极管单元的仰视图。
图19A～19D显示本发明的一实施例中的封装发光二极管单元应用于发光二极管显示器模块的制造步骤。
符号说明
1、2、3、77B、77G、77R光电单元
10、100、100'暂时载板
101基板
102发光结构
102a第一型半导体层
102b发光层
102c第一型半导体层
103第一保护层
1031延伸部
104第一连接垫
105第二连接垫
108透明导电层
111、111'、111''波长转换层
115、280反射层
12连接层
16、73、73'第一支撑结构
16t空间
18、71、71'第二支撑结构
203第二保护层
204第一延伸垫
205第二延伸垫
301顶端
302底端
303保护层
3031第一延伸部
3032第二延伸部
304第一电极垫
305第二电极垫
4、4a、4b、4c光电元件
40导电结构
401第一导电结构
402第二导电结构
70暂时基板
75导电元件
79针脚
86B、86R、86G、87端点
9LED显示器模块
90LED模块
900封装LED单元
9001第一侧
9002第二侧
9011第一边
9012第二边
9013金属线
901第一承载板
902第二承载板
91基板
92框架
具体实施方式
以下实施例将伴随着附图说明本发明的概念，在附图或说明中，相似或相同的部分使用相同的标号，并且在附图中，元件的形状或厚度可扩大或缩小。需特别注意的是，图中未绘示或描述的元件，可以是熟悉此技术的人士所知的形式。
图1A显示本发明的一实施例中的一光电单元1的剖面图。光电单元1具有一面积小于50mil2的底表面S1，例如，面积为4mil x6mil或2mil x5mil。光电单元1包含一具有底表面S1的基板101；及一发光结构102，形成于相对底表面S1一侧的基板101上。发光结构102包含一第一半导体层102a，具有一第一极性；一第二半导体层102c，具有一第二极性；及一发光层102b形成于第一半导体层102a与第二半导体层102c的间。第一半导体层102a与第二半导体层102c分别提供电子、空穴，使电子、空穴于发光层102b中结合以发光。发光层102b的材料包含Ⅲ-Ⅴ族半导体材料。根据发光层102b的材料，光电单元1可发出红光、绿光或蓝光。一第一保护层103形成于发光结构102之一或多个表面上且由一或多种介电材料，例如二氧化硅或氮化硅，所组成。一透明导电层108形成在发光结构102的第二半导体层102c上以扩散电流。透明导电层108由一导电材料所组成，例如氧化铟锡（ITO）、镉锡氧化物（CTO）、锑氧化锡、氧化铟锌、氧化锌铝、及锌锡氧化物。一第一连接垫104形成在第一保护层103上且电连接至第一半导体层102a。一第二连接垫105形成在发光结构102上且通过透明导电层108电连接至第二半导体层102c。形成第一保护层103以避免第一电极垫104与第二电极垫105通过透明导电层108所产生的短路路径。在此实施例中，第一保护层103具有一延伸部1031，其覆盖发光层102b、第二半导体层102c及透明导电层108的侧壁。第一连接垫104覆盖第一保护层103的延伸部1031。第一保护层103与第一连接垫104都具有一L形的剖面。图1B显示图1A的光电单元1的上视图，且未显示一第一连接垫104及第二连接垫105。第一保护层103形成在透明导电层108且大致地覆盖透明导电层108一半的面积。第一半导体层102a的一部分曝露以与第一连接垫104电连接。图1C显示显示图1A的光电单元1的上视图。
图2A显示本发明的一实施例中的一光电单元2的剖面图。光电单元2具有一面积小于50mil2的底表面S1，例如，面积为4mil x6mil或2mil x5mil。参照图2A，除了与光电单元1类似的部分，光电单元2还包括一第一延伸垫204；一第二延伸垫205；及一第二保护层203。第一延伸垫204及第二延伸垫205可分别地形成在第一连接垫104与第二连接垫105上，且彼此电连接。第二保护层203用以物理性地分隔第一延伸垫204及第二延伸垫205。第二保护层203由一或多种介电材料，例如二氧化硅或氮化硅，所组成。图2B显示图2A的光电单元2的上视图。第一延伸垫204大于第一连接垫104。第二延伸垫205大于第二连接垫105。
图3A显示本发明的一实施例中的一光电单元3的剖面图。光电单元3具有一面积小于50mil2的底表面S1，例如，面积为4mil x6mil或2mil x5mil。参照图3A，光电单元3包含一具有底表面S1的基板101；及一发光结构102，形成于基板101上。发光结构102包含一第一半导体层102a，具有一第一极性；一第二半导体层102c，具有一第二极性；及一发光层102b形成于第一半导体层102a与第二半导体层102c之间。第一半导体层102a与第二半导体层102c分别提供电子、空穴，使电子、空穴于发光层102b中结合以发光。发光层102b的材料包含Ⅲ-Ⅴ族半导体材料。根据发光层102b的材料，光电单元3可发出红光、绿光或蓝光。光电单元还包含一保护层303形成于发光结构102之一或多个表面上，其中保护层303由一或多种介电材料，例如二氧化硅或氮化硅，所组成。一透明导电层108形成在发光结构102的第二半导体层102c上以扩散电流。透明导电层108由一导电材料所组成，例如氧化铟锡（ITO）、镉锡氧化物（CTO）、锑氧化锡、氧化铟锌、氧化锌铝、及锌锡氧化物。一第一电极垫304及一第二电极垫305形成在基板101的同一侧，且分别电连接至第一半导体层102a及第二半导体层102c。第一电极垫304及第二电极垫305彼此物理性地分离。在此实施例中，保护层303具有一第一延伸部3031，其覆盖发光层102b、第二半导体层102c及透明导电层108的侧壁。保护层303还具有一第二延伸部3032，覆盖发光层102b、第一及第二半导体层102a、102c及透明导电层108的侧壁。第一电极垫304覆盖保护层303的第一延伸部3031。第二电极垫305覆盖保护层303的第二延伸部3032。第一电极垫304与第二电极垫305皆具有一L形的剖面。图3B显示图3A的光电单元3的上视图。
如同图1C所示，第一连接垫104及第二连接垫105可作为连接至一外部电源（图未示）的一电连接路径。图2B所示的第一延伸垫204及第二延伸垫205或图3B所示的第一电极垫304与第二电极垫305亦可分别具有类似于第一连接垫104及第二连接垫105的功用。以第一连接垫104为例，若第一连接垫104的上表面面积具有足够大的面积，光电单元1将可易于连接或对准一外部结构，例如外部电源。第一延伸垫204形成在第一连接垫104上还可扩大连接面积，因此相对于光电单元1，光电单元2可容许更大的对准误差。因此，第一电极垫304的上表面面积可近似于第一延伸垫204的上表面面积，及第二电极垫305的上表面面积可近似于第二延伸垫205的上表面面积。
图4A～4C显示本发明的一实施例中的一光电元件4的制造方法。参照图4A，多个光电单元，其可为一或多种前述的光电单元1、2、3，可提供于一暂时载板10上。暂时载板10的材料可包括至少导电材料及绝缘材料其中之一。导电材料包括含碳物质、复合材料、金属、半导体或及其组合。含碳物质，例如钻石、类碳钻、石墨或碳纤维。复合材料，例如金属基复合材料（Metal Matrix Composite，（MMC））、陶瓷基复合材料（Ceramic MatrixComposite，（CMC））、及/或聚合物基复合材料（Polymer Matrix Composite，（PMC））。半导体，例如硅、硒化锌、砷化镓、碳化硅、磷化镓、磷砷化镓、磷化铟、镓酸锂、或铝酸锂。金属，例如镍、铜、或铝。绝缘材料包括有机材料、无机材料、或及其组合。有机材料，例如环氧树脂（Epoxy）、聚亚酰胺（PI）、苯并环丁烯（BCB）、过氟环丁烷（PFCB）、Su8、丙烯酸树脂（AcrylicResin）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚碳酸酯（PC）、聚醚酰亚胺（Polyetherimide）、氟碳聚合物（FluorocarbonPolymer）。无机材料，例如蓝宝石、氧化锌、钻石、玻璃、石英或氮化铝。
参照图4A～4C，以光电单元3为例，可进一步提供一连接层12以将多个光电单元3连接至一暂时载板10。每一光电单元3可包含一发光二极管晶片，具有一第一电极垫304及一第二电极垫305，如图3A所示，连接至连接层12。连接层12包括一或多种黏结材料。黏结材料可为一绝缘材料、一UV胶带、或一热剥离胶带（thermal release tape）。绝缘材料包括但不限于苯并环丁烯（BCB）、Su8、环氧树酯、或涂布旋转玻璃（SOG）。
在前述步骤之后，光电单元3可被第一支撑结构16所包覆（encapsulated），如图4B所示。第一支撑结构16可为透明结构，主要由一或多种的有机材料或无机材料所构成。有机材料可为环氧树脂（Epoxy）、聚亚酰胺（PI）、苯并环丁烯（BCB）、过氟环丁烷（PFCB）、Su8、丙烯酸树脂（Acrylic Resin）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚碳酸酯（PC）、聚醚酰亚胺（Polyetherimide）、或氟碳聚合物（Fluorocarbon Polymer）。无机材料可为玻璃、氧化铝、SINR或涂布旋转玻璃（SOG）。第一支撑结构16可填充于两邻近光电单元3之间的空间16t中。覆盖于光电单元3的第一支撑结构16可固定且支撑光电单元3，且增加光电单元3的机械强度。此外，第一支撑结构16的一表面S3可为一平滑表面或一粗糙表面。一第二支撑结构18可进一步形成在第一支撑结构16上，以加强支撑光电单元3及第一支撑结构16。第二支撑结构18包括不同于第一支撑结构16的材料或具有比第一支撑结构16大的硬度。
如图4C所示，于形成第一支撑结构16及第二支撑结构18之后，移除暂时载板10及连接层12以曝露多个光电单元3及第一支撑结构16。多个导电结构40，其位于相对于第二支撑结构18的位置且形成在所曝露出的光电单元3及第一支撑结构16上。导电结构40可分别连接至光电单元3的第一电极垫304及第二电极垫305，如图3A所示。每一导电结构40具有一上表面面积（图未示）大于第一连接垫104及第二连接垫105其中之一（显示于图5A）；或大于或等于第一延伸垫204及第二延伸垫205其中之一（显示于图5B），或大于或等于第一电极垫304及第二电极垫305其中之一（显示于图5C）。最后，沿着开口17切割多个光电元件4使彼此分离，如图4C所示。至少光电元件4的一长度、宽度、及/或面积与光电单元1、2、或3为相同的数量级。
图5A显示本发明的一实施例中的一光电元件4a的剖面图，由图4A至4C的步骤所制成。光电元件4a包括一光电单元1；一第一支撑结构16，以围绕光电单元1；及一第二支撑结构18，形成在第一支撑结构16上。较佳地，第一支撑结构16可形成为一可围绕光电单元1的形状。导电结构40包含一第一导电结构401及一第二导电结构402，其形成在光电单元1上且分别连结至光电单元1的第一连接垫104及第二连接垫105。第一导电结构401的面积大于第一连接垫104的面积，且第二导电结构402的面积大于第二连接垫105的面积。设置在发光结构102上的第一保护层103可物理性地分开第一连接垫104及第二连接垫105，且保护发光结构102。一反射层280可形成于光电单元1和导电结构40之间，且进一步形成在第一支撑结构上16。反射层280可由一或多种反射材料所组成，像是介电材料或金属氧化物。介电材料例如二氧化硅、氮化硅；金属氧化物例如二氧化钛或其他白色物质。在本发明的一实施例中，反射层280可为单层或迭层。光电元件4a与光电单元1的体积比介于1.2:1及10:1之间，较佳地，介于2:1及5:1之间。第二支撑结构18具有一第一宽度W1。光电单元1具有一第二宽度W2。第一宽度W1大于第二宽度W2。第一连接垫104与第二连接垫105相隔一第一距离（d1），且第一导电结构401与第二导电结构402相离一第三距离（d3）。介于第一电极垫104即第二电极垫105间的第一距离大于介于第一导电结构401与第二导电结构402间的第三距离。一反射层280可形成于光电单元1和导电结构40之间，且进一步形成在第一支撑结构上16。反射层280可由一或多种反射材料所组成，像是介电材料或金属氧化物。介电材料例如二氧化硅、氮化硅；金属氧化物例如二氧化钛或其他白色物质。在本发明的一实施例中，反射层280可为单层或迭层。
图5B显示本发明的一实施例中的一光电元件4b的剖面图，由图4A至4C的步骤所制成。光电元件4b包含光电单元2；一第一支撑结构16，形成在光电单元2上；及一第二支撑结构18，形成在第一支撑结构16上。第一支撑结构16可形成为一围绕光电单元2的形状。导电结构40包含一第一导电结构401及一第二导电结构402，其形成在光电单元2上且分别连结至第一延伸垫204及第二延伸垫205。一反射层280可形成于光电单元2和第一支撑结构16上。反射层280可由一或多种反射材料所构成，像是介电材料或金属氧化物。介电材料例如二氧化硅、氮化硅；金属氧化物例如二氧化钛或其他白色物质。在本发明的一实施例中，反射层280可为单层或迭层。第一导电结构401具有一大于或等于第一延伸垫204的面积，且第二导电结构402具有一大于或等于第二延伸垫205的面积。光电元件4b与光电单元2的体积比介于1.2:1及10:1之间，较佳地，介于2:1及5:1之间。第二支撑结构18具有一第一宽度W1；光电单元2具有一第二宽度W2；第一宽度W1大于第二宽度W2，例如第一宽度至少为第二宽度的1.5倍。第一连接垫104与第二连接垫105相隔一第一距离（d1），第一延伸垫204与第二延伸垫205相隔一第二距离（d2），且第一导电结构401与第二导电结构402相隔一第三距离（d3）。介于第一电极垫104与第二电极垫105间的第一距离大于介于第一延伸垫204与第二延伸垫205间的第二距离，且更大于介于第一导电结构401与第二导电结构402间的第三距离。然而，图5B仅作为例示并非限制。第二距离可等于、大于、或小于第三距离。
图5C显示本发明的一实施例中的一光电元件4c的剖面图，由图4A至图4C的步骤所制成。光电元件4c包含光电单元3；一第一支撑结构16，形成在光电单元3上；及一第二支撑结构18，形成在第一支撑结构16上。光电单元3可被第一支撑结构16所围绕。一第一导电结构401及一第二导电结构402形成在光电单元3上且分别连结至第一电极垫304及第二电极垫305。一反射层280可形成于光电单元3和第一支撑结构16上。反射层280可由一或多种反射材料所构成，像是介电材料或金属氧化物。介电材料例如二氧化硅、氮化硅；金属氧化物例如二氧化钛或其他白色物质。第一导电结构401具有一大于或等于第一电极垫304的面积，且第二导电结构402具有一大于或等于第二电极垫305的面积。光电元件4c与光电单元3的体积比介于1.2:1及10:1之间，较佳地，介于2:1及5:1之间。第二支撑结构18具有一第一宽度W1且光电单元3具有一第二宽度W2。第一宽度W1大于第二宽度W2，例如第一宽度至少为第二宽度的1.5倍。第一电极垫304与第二电极垫305相隔一第四距离（d4），且第一导电结构401与第二导电结构402相隔一第三距离（d3）。介于第一电极垫304与第二电极垫305间的第四距离大于或等于介于第一导电结构401与第二导电结构402间的第三距离。然而，图5C仅作为例示并非限制。
图6A～6B、7A～7B、8、9A～9B、10A～10B显示本发明的一实施例中的一发光元件的制造方法。在图6A～6B、7A～7B、8、9A～9B、10A～10B中，在下列描述中，以光电单元3为例，但其步骤也可应用在上述之一或多种光电单元1、2或光电元件4a、4b、4c。图6A显示多个光电单元3的上视图。光电元件3具有一第一电极垫304及一第二电极垫305且彼此以一第一间距P1形成在一暂时基板70上。在另一实施例中，光电单元3可以一第一间距P1成长在一成长基板（图未示）上。图6B显示一沿着图6A中线Y-Y’的剖面图，且提供一暂时载板100以转移光电单元3至一暂时载板100。详言之，光电单元3可通过手动选取或机械选取从暂时基板70转移至暂时载板100的预定位置。光电单元3也可通过一粘着层（图未示）转移至暂时载板100。此外，光电元件3可逐次（one by one）或批次（batch）转移。
图7A为上视图，显示本发明中多个光电单元3形成于一暂时载板100，而图7B显示一沿着图7A中线Z-Z’的剖面图。图7B显示光电单元3从暂时基板70或成长基板（图未示）转移至暂时载板100且彼此之间具有一第二间距（P2）。暂时载板100包含类似于暂时载板10的材料。暂时载板100的材料可包括至少导电材料及绝缘材料其中之一。导电材料包括含碳物质、复合材料、金属、半导体、或及其组合。含碳物质，例如钻石、类碳钻、石墨或碳纤维。复合材料，例如金属基复合材料（Metal Matrix Composite，（MMC））、陶瓷基复合材料（Ceramic Matrix Composite，（CMC））、及/或聚合物基复合材料（Polymer Matrix Composite，（PMC））。半导体，例如硅、硒化锌、砷化镓、碳化硅、磷化镓、磷砷化镓、磷化铟、镓酸锂、或铝酸锂。金属，例如镍、铜、或铝。绝缘材料包括有机材料、无机材料、或及其组合。有机材料，例如环氧树脂（Epoxy）、聚亚酰胺（PI）、苯并环丁烯（BCB）、过氟环丁烷（PFCB）、Su8、丙烯酸树脂（Acrylic Resin）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚碳酸酯（PC）、聚醚酰亚胺（Polyetherimide）、氟碳聚合物（Fluorocarbon Polymer）。无机材料，例如蓝宝石、氧化锌、钻石、玻璃、石英或氮化铝。在一实施例中，暂时载板100可为一胶带，其包含一或多层黏结层以连结光电单元。光电单元3彼此以一第二间距P2形成在一暂时载板100上，第二间距P2大于第一间距P1。亦即，当光电单元从暂时基板70转移至暂时载板100时，两邻近光电单元间的空间被扩大。因此，其他光电单元可设置在此扩大空间中。例如，如第8图所示，一第一组多个发蓝光的光电单元77B转移至暂时载板100，且因两邻近光电单元77B间的距离被扩大，一第二组多个发绿光的光电单元77G及/或一第三组多个发红光的光电单元77R可通过图6A～7B所示的方法而以一适当距离分别设置在（或转移至）暂时载板100。因此，光电单元77B、77G、77R可以一重复蓝-绿-红的图案排列。在另一实施例中，光电单元77B、77G、77R的顺序与数量可被调整。第一组光电单元77B、第二组光电单元77G、及第三组光电单元77R至少之一可具有类似于光电单元1、2、或3的结构。
图9A显示本发明的一实施例中光电单元的上视图，具有一第一电极垫304及一第二电极垫305的光电单元形成在一第一支撑结构73上。图9B显示一沿着图9A中线A-A’的剖面图。第一支撑结构73可制成以具有凹洞，凹洞配置以容纳至少一光电单元3。覆盖光电元件3的第一支撑结构73可固定并支撑光电单元3，且增加光电单元3的机械强度。第一支撑结构73可为透明结构，由一或多种透明材料所构成。透明材料由一或多种有机材料或无机材料所构成。有机材料可为环氧树脂（Epoxy）、聚亚酰胺（PI）、苯并环丁烯（BCB）、过氟环丁烷（PFCB）、Su8、丙烯酸树脂（Acrylic Resin）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚碳酸酯（PC）、聚醚酰亚胺（Polyetherimide）、或氟碳聚合物（Fluorocarbon Polymer）。无机材料可为玻璃、氧化铝、SINR或涂布旋转玻璃（SOG）。在一实施例中，一波长转换层111'，如图9A所示，可为一长条状并围绕每一光电单元3且形成于暂时载板100的部分表面100s上。在另一实施例中，波长转换层可形成以围绕每一光电单元3且形成于暂时载板100的全部表面100s上。
图10A显示本发明的一实施例中多个光电单元3的剖面图，光电单元3具有一第一电极垫304及一第二电极垫305且进一步形成在一第二支撑结构71上。图10B显示一沿着图10A中线B-B’的剖面图。第二支撑结构71可包括不同于第一支撑结构73的材料或具有比第一支撑结构73大的硬度。第二支撑结构71可包含一或多种透明材料，例如蓝宝石、钻石、玻璃、环氧树脂、石英、压克力、氧化硅、氮化铝、氧化锌、硅胶、或及其组合。第二支撑结构71对于光为透明，像是太阳光或光电元件所发出的光。第二支撑结构71的厚度可介于300μm到700μm之间。此外，一波长转换层111围绕每一光电单元。第二支撑结构71的至少一表面为平坦面，例如图10B所示的表面S2；或一粗糙面，例如图10C所示的表面S4；或一曲面，例如图10D所示的表面S6。第二支撑结构71的表面S4为锯齿状。第二支撑结构71的曲面S6具有多个位置对应于光电单元的曲状突出部，藉以增加光取出。
图11A显示本发明的一实施例中多个光电单元的上视图，光电单元被一第二支撑结构71和一第一支撑结构73所支撑。如图10B所示，光电单元3从一暂时载板100上移除且曝露电极垫304、305（连接垫104、105或延伸垫204、205）后，翻转第二支撑结构71及第一支撑结构73。图11B显示一沿着图11A中线C-C’的剖面图。
图12A及13A显示光电单元3的上视图，多个光电单元3中，各自的电极垫304、305（连接垫104、105或延伸垫204、205）通过导电元件75彼此串联连接。在另一实施例中，光电单元3可通过导电元件75彼此并联连接（图未示）。图12B及图13B分别显示沿着图12A中线D-D’及图13A中线E-E’的剖面图。如图12B及图13B所示，导电元件75具有一部分设置在介于两光电单元间的第一支撑结构73上。反射层115通过光刻及蚀刻制程形成在光电单元3上。反射层115可由一或多种反射材料所组成，像是介电材料或金属氧化物。介电材料例如二氧化硅、氮化硅；金属氧化物例如二氧化钛或其他白色物质。在本发明的一实施例中，反射层115可为单层或迭层。图12A～12B显示第一支撑结构73的一部分表面S8被反射层115所覆盖，且第一支撑结构73中未被反射层115所覆盖的一部分表面S9被波长转换层111''所覆盖；且第一支撑结构73中未被反射层115及波长转换层111''所覆盖的一部分表面S10被导电元件75所覆盖。反射层115形成在介于两光电单元间的第一支撑结构73上。波长转换层111''与波长转换层111的材料可为相同或不同。导电元件75包含一或多种金属。金属例如银、金、钛、铜、或及其合金。
图13A～13B显示另一实施例，第一支撑结构73的一部分表面S8被反射层115所覆盖，且第一支撑结构73中未被反射层115所覆盖的一部分表面S10被导电元件75所覆盖。
如图14所示，位于暂时载板100上的光电单元77B、77R、77G应用图9A～10B所示的方法使得光电单元77B、77R、77G可被第二支撑结构71及第一支撑结构73所支撑，且曝露连接垫104、105（或延伸垫204、205，或电极垫304、305）（图未示）。导电元件75（图未示）形成以电连接光电单元77B、77R、77G。在一实施例中，如图15A所示，包含一或多种金属材料的三个端点86B、86R、86G形成以分别电连接光电单元77B、光电单元77R、光电单元77G。端点87进一步形成以电连接光电单元77B、光电单元77R、光电单元77G，因此光电单元77B、77R、77G彼此并联连接。端点86B、86R、86G、87的形成方法包含电镀、化学沉积及金属布线其中之一。端点86B、86R、86G、87中，至少一个可由金属所组成，例如金、银、钛、铜、或及其组合。在定义阵列图案中的行及列后，多个光电单元77B、77R、77G可被分开制成为封装发光单元（此后称为封装LED单元）且设置在第二支撑结构71及第一支撑结构73上，如图15B所示。封装LED单元包含至少一光电单元77B、至少一光电单元77R、及至少一光电单元77G，其排列成一直线。封装LED单元可为一LED显示模块中的一像素（pixel）。选择性地，多个封装LED单元可进一步固定在一载板且彼此连接成为一LED显示模块中的一像素（图未示）。
图16A～16C显示本发明的一实施例中的一发光显示器模块9（此后称为LED显示器模块）。图16A显示一LED显示器模块9的示意图。图16B显示LED显示器模块9的上视图。图16C显示发光二极管模块90（此后称为LED模块）的上视图。LED显示器模块9包含一基板91及固定在基板91上的多个LED模块90。LED模块90与相邻的LED模块90彼此紧靠着，亦即无空隙存在邻近的LED模块90之间。在本实施例中，每一LED模块90为长方形且具有一长度x及一宽度y。LED显示器模块9在长度方向具有m个LED模块90且在宽度方向具有n个LED模块90，因此LED显示器模块9一为长方形，且具有一长度m*x及一宽度n*y；其中，m及n为正整数；m*x：n*y=16：9或4：3；m：n=16：9或4：3。
如图16A～16C及图17所示，LED模块90包含一第一承载板901；一第二承载板902，第一承载板901放置其上；及放置于第一承载板901上的多个封装LED单元900。封装LED单元900彼此以一第一距离P3相隔开，且位于第一承载板901上每一行及每一列的两端的封装LED单元900与第一承载板901的对应边相距一第二距离P3/2；其中P3<0.6mm。例如，封装LED单元A1具有一第一侧9001及一第二侧9002，且第一承载板901具有一第一边9011及一第二边9012。第一侧9001与第一边9011的距离为P3/2及第二侧9002与第二边9012的距离为P3/2。在一实施例中，封装LED单元为一正方形且具有一边长（l）等于第一距离（P3），亦即，封装LED单元的边长与封装LED单元间的距离（第一距离）的比为1：1，以达到一预定设计需求。LED显示器模块9具有一分辩率a*b，当LED显示器模块9为长方形且具有一对角线（L）而分辩率a：b=16：9（例如分辩率为1920*1080）时，边长（l，单位为英吋）不大于（0.435*L）/a或（0.245*L）/b。当LED显示器模块9为长方形且具有一对角线（L）而分辩率比a：b=4：3（例如分辩率为1920*1440）时，边长（l，单位为英吋）不大于（0.4*L）/a或（0.3*L）/b。在一实施例中，当分辩率比a：b=16：9时，边长（l，单位为英吋）与第一距离（P3，单位为英吋）的总和（S）不大于（0.87*L）/a或（0.49*L）/b。选择性地，当分辩率比a：b=4：3时，边长（l，单位为英吋）与第一距离（P3，单位为英吋）的总和不大于（0.8*L）/a或（0.6*L）/b。边长（l）小于或等于总和（S）。
图17显示LED模块90中其中一个的剖面图。详言之，第一承载板901包含多个形成于其中的金属线9013，用以电连接封装LED单元900。第二承载板902具有电路（图未示）以电连接第一承载板901的金属线9013。此外，一集成电路可埋入于第二承载板902中且通过金属线9013以控制封装LED单元900的电性操作状态。集成电路包含一倒装结构。第一、第二承载板901、902可包含热塑性材料、热固性材料或陶瓷材料。热塑性材料包含聚亚酰胺树脂（Polyimide resin）、或聚四氟乙烯（Polytetrafluorethylene）。热固性材料包含环氧树脂（Epoxy）、双马来酰亚胺三嗪树脂（BismaleimideTriazine）或及其组合。陶瓷材料包含氧化铝、氮化铝、或碳化硅铝。
图18A及18B显示本发明的一实施例中的一封装LED单元900的上视图。封装LED单元900包含一不透明的框架92（如图19A～19D所示）且光电单元77B、77G、77R以一直线排列于框架92内。选择性地，光电单元77B、77G、77R可排列呈一三角形状，如图18B所示。需注意的是，依据实际需求，封装LED单元900可包含多个光电单元77B、77G、77R且排列成一预定形状。图18C～图18D显示封装LED单元900的仰视图。封装LED单元900还包含多个针脚79（pin）形成在相对于第二支撑结构71'的第一支撑结构73'上（如图19D所示），且通过导电元件75电连接光电单元77B、77G、77R并电连接位于第一承载板901内的金属线9013（如图17所示）。如图18C所示，三对针脚79（正极与负极）分别连接光电单元77B、77G、77R。如图18D所示，可具有四个针脚79（一个为共用负极及三个正极或一个为共用正极及三个负极）。在图18C及图18D中，针脚79通过导电元件75与光电单元77B、77G、77R的电极垫304、305电连接。如图18E及图18F所示，针脚79可部分地覆盖或完全地覆盖在电极垫304、305（或连接垫104、105或延伸垫204、205）以与光电单元形成电连接。与传统尺寸为1.0mm x1.0mm x0.2mm的封装LED单元相比较，揭露于本实施例中的封装LED单元900可通过光电单元1、2、3及上述的制造方法而具有小于0.1mm3的尺寸（体积）。在本实施例中封装LED单元900具有0.5mm x0.5mmx0.2mm的尺寸。因此，通过封装LED单元900可制造出具有较高LED封装密度的LED显示器模块9。
图19A～19D显示应用于LED显示器模块9的封装LED单元900的制造步骤。如图19A所示，光电单元3（1、2）排列在一暂时载板100'上且一框架92围绕其周围。如图19B所示，光电单元3具有一顶端301及一底端302。一第一支撑结构73'形成在光电单元3的顶端301上且可由一或多种透明材料所构成。透明材料由一或多种有机材料或无机材料所构成。有机材料可为环氧树脂（Epoxy）、聚亚酰胺（PI）、苯并环丁烯（BCB）、过氟环丁烷（PFCB）、Su8、丙烯酸树脂（Acrylic Resin）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚碳酸酯（PC）、聚醚酰亚胺（Polyetherimide）、或氟碳聚合物（Fluorocarbon Polymer）。无机材料可为玻璃、氧化铝、SINR或涂布旋转玻璃（SOG）。第二支撑结构71'形成以支撑第一支撑结构73'，且可包括至少一不同于第一支撑结构73'的材料或具有比第一支撑结构73'大的硬度。第二支撑结构71'可由一或多种透明材料所构成，例如蓝宝石、钻石、玻璃、环氧树脂、石英、压克力、氧化硅、氮化铝、氧化锌、硅胶、或/及其组合。此外，第二支撑结构71'对于光为透明，像是太阳光。第二支撑结构71’的厚度可介于100μm和700μm之间。如图19C所示，移除暂时载板100'以曝露出光电单元3的底端302。框架92并未覆盖光电单元3的底端302。如图19D所示，针脚79形成在相对于第二支撑结构71'的第一支撑结构73'上，以电连接位于第一承载板901内的金属线9013（如图17所示）。在此实施例中，封装LED单元900包含一发红光的红色光电单元77R、一发绿光的绿色光电单元77G、一发蓝光的蓝色光电单元77B。框架92配置以吸收光且包含一不透明材料，例如具有黑色涂料的塑胶或一塑胶与黑色涂料混合而形成的一体结构。塑胶包含硅胶、环氧树脂、聚亚酰胺（PI）、苯并环丁烯（BCB）、过氟环丁烷（PFCB）、Su8、丙烯酸树脂（Acrylic Resin）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚碳酸酯（PC）、聚醚酰亚胺（Polyetherimide）、聚氨酯(PU)、或聚二甲基硅氧烷（PDMS）。
LED显示器模块可应用于显示装置，例如广告牌或运动看板等。LED显示器模块包括由封装LED单元做为像素的长方形阵列。每一封装LED单元包括多个以一预定排列设置的发光二极管。在封装LED单元中，发光二极管的数目、颜色、及排列方式，与封装LED单元彼此间的间距皆会影响利用这些像素所排列的阵列所具有的视觉特性。使用越小体积的封装LED单元的显示器，便具有越大的分辩率。
上述所提及的实施例使用描述技术内容及发明特征，而使已知此技术者可了解本发明的内容并据以实施，其并非用以限制本发明的范围。亦即，任何人对本发明所作的任何显而易见的修饰或变更皆不脱离本发明的精神与范围。例如，电连接方式不限于串联连接。需了解的是，本发明中上述实施例在适当的情况下，是可互相组合或替换，而非仅限于所描述的特定实施例。
可理解的是，对于熟悉此技术者，不同修饰或变更都可应用于本发明中且不脱离本发明的精神与范围。前述的描述，目的在于涵盖本发明的修饰或变更的揭露皆落于本发明的专利范围内且与其均等。

Claims (18)

1.一种发光显示器模块，包含：
基板；及
多个发光二极管模块以一阵列方式排列在该基板上；
其中，任一该些发光二极管模块包含多个彼此分开的封装发光单元，且该封装发光单元包含多个光电元件、第一支撑结构、及框架；
其中，该多个光电元件被该第一支撑结构所覆盖且该框架围绕该第一支撑结构及该多个光电元件。
2.如权利要求1所述的发光显示器模块，其中，该发光显示器模块具有一长度为m*x及一宽度为n*y，其中，x为发光二极管模块的长度，y为发光二极管模块的宽度，m及n为正整数。
3.如权利要求2所述的发光显示器模块，其中，该发光显示器模块或该封装发光单元具有一长宽比为16：9或4：3。
4.如权利要求1所述的发光显示器模块，其中，该多个光电单元具有顶端及底端，该第一支撑结构覆盖该顶端且该框架围绕该多个光电元件而未覆盖该底端。
5.如权利要求1所述的发光显示器模块，其中，该多个封装发光单元以一不大于0.6mm的距离而彼此相分开。
6.如权利要求1所述的发光显示器模块，其中，该发光二极管模块包含第一承载板，其具有形成于其中的多个金属线以电连接该发光二极管模块；及第二承载板，该第一承载板放置于其上。
7.如权利要求6所述的发光显示器模块，其中，该第一承载板包含环氧树脂、双马来酰亚胺三嗪树脂、聚亚酰胺树脂、聚四氟乙烯、氧化铝、氮化铝、或碳化硅铝。
8.如权利要求6所述的发光显示器模块，其中，该第二承载板包含环氧树脂、双马来酰亚胺三嗪树脂、聚亚酰胺树脂、聚四氟乙烯、氧化铝、氮化铝、或碳化硅铝。
9.如权利要求6所述的发光显示器模块，其中该第一及该第二承载板包含相同材料。
10.如权利要求6所述的发光显示器模块，其中，该发光二极管模块还包含一集成电路，埋入至该第二承载板中以电控制该封装发光单元。
11.如权利要求10所述的发光显示器模块，其中，该集成电路为一倒装结构。
12.如权利要求1所述的发光显示器模块，其中，该多个发光二极管模块彼此紧靠。
13.如权利要求1所述的发光显示器模块，其中，该封装发光单元还包含第二支撑结构，形成在该第一支撑结构及该框架上。
14.如权利要求1所述的发光显示器模块，其中，该框架包含一不透明材料。
15.如权利要求1所述的发光显示器模块，其中，该封装发光单元具有一不大于0.1mm3的尺寸。
16.一封装发光单元，包含：
多个发光单元，每一具有一底端且包含形成于该底端的一第一电极垫及一第二电极垫；
第一支撑结构，包覆该多个发光单元以曝露该第一电极垫及该第二电极垫；及
框架，围绕该第一支撑结构及该多个发光单元而未覆盖该底端。
17.如权利要求16所述的封装发光单元，其中，该框架包含一不透明材料。
18.如权利要求16所述的封装发光单元，还包含第二支撑结构，形成在该第一支撑结构及该框架上。
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