CN109448574A - 一种显示装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种显示装置及其制作方法，装置包括基板和封装在所述基板上用于显示图像的显示模块，显示模块包括若干个呈阵列分布的显示子模块，每个显示子模块包括相通信的像素子模块和驱动子模块，且像素子模块与驱动子模块封装。本发明通过将像素子模块与驱动子模块封装成显示子模块，通过巨量转移技术将显示子模块在基板上拼接成显示模块，能够有效降低巨量转移技术的复杂度，减少布线复杂度。

Description

一种显示装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其是涉及一种显示装置及其制造方法。
背景技术
Micro LED显示技术相对于现有的OLED显示技术具有亮度高、发光效率好、功耗低的优点。Micro LED显示面板在制作过程中首先在一晶圆上制作像素单元所需的电路及元器件(如晶体管、电容、逻辑开关等)，制作完成后将晶圆切割成若干个像素单元，通过巨量转移技术转移并封装在基板上，同时为每个像素单元单独设置与显示驱动模块相通信的信号线，通过显示驱动模块驱动每个像素单元进行图像的显示。对于分辨率低的显示面板，通过巨量转移技术容易实现像素单元的转移，并且信号线布线相对较简单，但随着分辨率增加，通过巨量转移技术实现大量像素单元转移的过程相对复杂，且效率低，并且信号线布线越来越复杂。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种显示装置及其制造方法。
为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种显示装置，包括基板和封装在所述基板上用于显示图像的显示模块，所述显示模块包括若干个呈阵列分布的显示子模块，每个所述显示子模块包括相通信的像素子模块和驱动子模块，且所述像素子模块与所述驱动子模块进行封装。
优选地，还包括主控制模块，每个所述驱动子模块均与所述主控模块相通信连接。
优选地，所述主控制模块与驱动子模块通过高速总线相通信。
优选地，所述像素子模块包括若干个像素单元，每个像素单元包括至少三个子像素。
本发明还揭示了一种制作显示装置的方法，包括
S100A，在一晶圆上制作驱动子模块所需的电路及元器件，并将制作完成后的晶圆切割成若干个晶片，将所述晶片封装成驱动子模块；
S200A，在另一晶圆或薄膜基材或玻璃基材上制作像素单元并根据驱动子模块的尺寸将晶圆或薄膜基材或玻璃基材切割成若干个晶片或薄膜片或玻璃片，将所述晶片或薄膜片或玻璃片封装成像素子模块；
S300A，将所述驱动子模块与所述像素子模块封装成所述显示子模块；
S400A，对所述显示子模块进行编号，将编号后的显示子模块阵列排布形成显示模块，并将所述显示模块封装在基板上。
优选地，所述驱动子模块与主控制模块通过高速总线相通信。
优选地，所述像素子模块包括若干个像素单元，每个像素单元包括至少三个子像素。
本发明还揭示了一种制作显示装置的方法，包括
S100B，在一晶圆上制作多个驱动子模块所需的电路及元器件，并对驱动子模块所需的电路及元器件进行封装制作成多个驱动子模块；
S200B，在另一晶圆或薄膜基材或玻璃基材上制作像素单元并根据驱动子模块的尺寸封装制作多个像素子模块；
S300B，将步骤S100B制作完成后的晶圆与步骤S200B制作完成后的晶圆或薄膜基材或玻璃基材封装，使驱动子模块与像素子模块一一对应，且驱动子模块与像素子模块封装成显示子模块；
S400B，切割出若干个显示子模块，对所述显示子模块进行编号，将编号后的显示子模块阵列排布形成显示模块，并将所述显示模块封装在基板上。
优选地，所述驱动子模块与主控制模块通过高速总线相通信。
优选地，所述像素子模块包括若干个像素单元，每个像素单元包括至少三个子像素。
本发明的有益效果是：
本发明通过将驱动子模块与像素子模块封装成显示子模块，再将显示子模块通过巨量转移技术在基板上拼接成显示模块，并将显示模块与基板进行封装，降低巨量转移技术的复杂度的同时提高显示装置的制作良率，并且只需为显示子模块设置一与主控制模块相通信的信号线，无需为每个像素单元单独与主控制模块相通信的信号线，有效减少布线数量，降低驱动系统的复杂度。
附图说明
图1是本发明的显示装置实施例一示意图；
图2是本发明的显示装置实施例二示意图；
图3是本发明的像素单元结构示意图；
图4是本发明的方法一流程图示意图；
图5是本发明的方法二流程图示意图；
图6是本发明的两晶圆叠加封装结构示意图；
图7是本发明的晶圆与薄膜叠加封装结构示意图。
附图标记：10、基板，20、显示模块，21、显示子模块，21a、像素子模块，21b、驱动子模块，30、主控制模块。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。
结合图1和图2所示，本发明所揭示的一种显示装置，包括基板10和显示模块20，显示模块20封装在所述基板10上，用于图像的显示；进一步地，显示模块20包括若干个呈阵列分布的显示子模块21，每个显示子模块21包括相封装的像素子模块21a和驱动子模块21b，驱动子模块21b与像素子模块21a相通信连接，用于驱动所述像素子模块21a显示图像。具体实施时，像素子模块21a和驱动子模块21b可通过如图1所示的叠加封装方式进行封装，也可通过如图2所示的平面封装方式进行封装，其中，平面封装方式是指像素子模块21a和驱动子模块21b封装在基材上，并且两者处于同一水平面。
具体地，像素子模块21a包括若干个像素单元，每个像素单元包括至少三个子像素，具体实施时，以每个像素单元包括三个子像素(分别为红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素)为最佳，当然也可以根据实际需求设置每个像素单元包括四个子像素，分别为红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素和白色子像素。
进一步地，像素子模块21a可通过如下步骤制作：首先，在一晶圆或者薄膜(ThinFilm)基材或玻璃基材上制作多个像素单元；最后，根据驱动子模块21b的尺寸将制作完成的晶圆切割成若干个晶片，并将所述晶片封装成像素子模块21a。如图3所示，在晶圆或者薄膜(Thin Film)基材上制作像素单元时，首先在晶圆或者薄膜基材或者玻璃基材上首先制作胶粘层(Adhesive)，其次在胶粘层制作每个像素单元所需的LED，再其次依次制作绝缘保护层、电极层(Bottom Electrodes)、绝缘保护层和电极层(T op Electrodes)。当在晶圆或者薄膜基材或玻璃基材上制作完成像素单元后，将晶圆或者薄膜基材或玻璃基材切割成若干个晶片或薄膜片或者玻璃片，并将单个的晶片或薄膜片或者玻璃片固定在塑胶或陶瓷制作的芯片基座上，可完成像素子模块21a的制作。
更进一步地，驱动子模块21b用于根据接收到的信号驱动像素子模块21a进行图像的显示。驱动子模块21b可通过如下步骤制作：首先，在另一晶圆上制作驱动子模块21b所需的电路及元器件；最后，将制作完成后的晶圆切割成若干个晶片，并将所述晶片封装成驱动子模块21b。在晶圆上制作驱动子模块21b所需的电路及元器件时，通常先将晶圆适当清洗，再在晶圆上制作驱动模块所需的电路及元器件。当在晶圆上制作完成后，将晶圆切割成若干个晶片，并将单个的晶片固定在塑胶或陶瓷制作的芯片基座上，使晶片蚀刻出的一些引线端与芯片基座上的插脚连接，最后盖上塑胶盖板并用胶水封死，即可完成驱动子模块21b的制作，其中，塑胶盖板可保护晶片避免受到机械刮伤或高温破坏。
当像素子模块21a和驱动子模块21b制作完成后，通过叠加封装方式或者平面封装方式将两者封装成显示子模块21。实施时，通常采用BGA封装或ACF封装方式进行封装，对于通过薄膜基材制作的像素子模块，当像素子模块与驱动子模块叠加组装后可通过化学方式去除薄膜，最后将两者进行封装，降低封装难度。
当显示子模块21制作完成后，还需对每个显示子模块21进行编号，便于通信时使各显示子模块21显示所需信息，最后通过巨量转移技术将编号后的显示子模块21转移至基板10上，阵列排布成所需分辨率的显示模块20，进一步通过BGA等封装方式将显示模块20与基板10进行封装。通过巨量转移技术将包含多个显示子模块21的显示模块20转移至基板10上，能够降低巨量转移技术的复杂度，提高转移效率，并且通过显示子模块21代替传统的单个像素单元与基板的封装，有效提高显示面板的制作良率。
结合图1和图2所示，显示装置还包括用于控制显示模块20显示图像的主控制模块30，每个驱动子模块21b均与主控制模块30相通信连接。实施时，驱动子模块21b接收来自主控制模块30的信号，并根据所述信号控制像素子模块21a进行图像的显示。主控制模块30与驱动子模块21b通过高速总线相通信，高速总线如SPI总线或MIPI(Mobile IndustryProcessor Interface，移动产业处理器接口)。
本实施例中，以主控制模块30与驱动子模块21b通过SPI总线协议相通信为例，则每个驱动子模块21b为SPI从设备，主控制模块30为SPI主设备，实施时，SPI主设备和若干个SPI从设备通过SPI总线依次串联连接，所述SPI总线包括SCLK信号线、MOSI信号线和MISO信号线，并且每个SPI从设备具有一设备地址。通信时，SPI主设备广播一地址信息，每个从设备判断地址信息与自身设备地址是否匹配，并在匹配时控制显示子模块21进行显示。实施时，每个驱动子模块21b可单独控制与其相通信的像素子模块21a进行图像的显示。通过设置驱动子模块21b控制像素子模块21a，能够有效降低信号线布线的复杂度。
本发明通过先将驱动子模块21b与像素子模块21a封装成显示子模块21，再将显示子模块21阵列排布并封装在基板10上，只需为显示子模块21设置一与主控制模块30相通信的信号线，无需为显示模块20中的每个像素单元单独设置信号线，有效减少布线数量，降低驱动模块的复杂度，提高制作良率。
如图4所示，本发明还揭示了一种显示装置的制作方法，包括如下步骤：
S100A，在一晶圆上制作驱动子模块所需的电路及元器件，并将制作完成后的晶圆切割成若干个晶片，将所述晶片封装成驱动子模块；
S200A，在另一晶圆或薄膜基材或玻璃基材上制作像素单元并根据驱动子模块的尺寸将晶圆或薄膜基材或玻璃基材切割成若干个晶片或薄膜片或玻璃片，将所述晶片或薄膜片或玻璃片封装成像素子模块；
S300A，将所述驱动子模块与所述像素子模块封装成所述显示子模块；
S400A，对所述显示子模块进行编号，将编号后的显示子模块阵列排布形成显示模块，并将所述显示模块封装在基板上。
具体地，驱动子模块21b用于驱动像素子模块21a进行图像的显示，在封装制作驱动子模块21b时，首先将晶圆适当清洗，再在晶圆上制作驱动子模块21b所需的电路及元器件(如MCU等)。当在晶圆上制作完成电路及元器件后，将晶圆切割成若干个晶片，并将单个的晶片固定在塑胶或陶瓷制作的芯片基座上，使晶片蚀刻出的一些引线端与芯片基座上的插脚连接，最后盖上塑胶盖板并用胶水封死，即可完成驱动子模块21b的制作，其中，塑胶盖板可保护晶片避免受到机械刮伤或高温破坏。
像素子模块21a用于图像的显示，其包括若干个像素单元，每个像素单元包括至少三个子像素，具体实施时，以每个像素单元包括三个子像素(分别为红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素)为最佳，当然也可以根据实际需求设置每个像素单元包括四个子像素，分别为红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素和白色子像素。在晶圆或者薄膜(Thin Film)基材上制作像素单元时，首先在晶圆或者薄膜基材或者玻璃基材上先制作胶粘层(Adhesive)，其次在胶粘层制作每个像素单元所需的LED，再其次依次制作绝缘保护层、电极层(Bottom Electrodes)、绝缘保护层和电极层(Top Electrodes)。当在晶圆或者薄膜基材或玻璃基材上制作完成像素单元后，将晶圆或者薄膜基材或玻璃基材切割成若干个晶片或薄膜片或者玻璃片，并将单个的晶片或薄膜片或者玻璃片固定在塑胶或陶瓷制作的芯片基座上，可完成像素子模块21a的制作。
当像素子模块21a和驱动子模块21b制作完成后，通过叠加封装方式或者平面封装方式将两者封装成显示子模块21。实施时，通常采用BGA封装或ACF封装方式进行封装，对于通过薄膜基材制作的像素子模块，当像素子模块与驱动子模块叠加组装后可通过化学方式去除薄膜，最后将两者进行封装，降低封装难度。
当显示子模块21制作完成后，还需对每个显示子模块21进行编号，便于通信时使各显示子模块21显示所需信息，最后通过巨量转移技术将编号后的显示子模块21转移至基板10上，阵列排布成所需分辨率的显示模块20，进一步通过BGA等封装方式将显示模块20与基板10进行封装。通过巨量转移技术将包含多个显示子模块21的显示模块20转移至基板10上，能够降低巨量转移技术的复杂度，提高转移效率，并且通过显示子模块21代替传统的单个像素单元与基板的封装，有效提高显示面板的制作良率。
如图5所示，本发明还揭示了一种显示装置的制作方法，包括如下步骤：
S100B，在一晶圆上制作多个驱动子模块所需的电路及元器件，并对驱动子模块所需的电路及元器件进行封装制作成多个驱动子模块；
S200B，在另一晶圆或薄膜基材或玻璃基材上制作像素单元并根据驱动子模块的尺寸封装制作多个像素子模块；
S300B，将步骤S100B制作完成后的晶圆与步骤S200B制作完成后的晶圆或薄膜基材或玻璃基材封装，使驱动子模块与像素子模块一一对应，且驱动子模块与像素子模块封装成显示子模块；
S400B，切割出若干个显示子模块，对所述显示子模块进行编号，将编号后的显示子模块阵列排布形成显示模块，并将所述显示模块封装在基板上。
具体地，驱动子模块21b用于驱动像素子模块21a进行图像的显示，在封装制作驱动子模块21b时，首先将晶圆适当清洗，再在晶圆上制作多个驱动子模块21b所需的电路及元器件(如MCU等)。当在晶圆上制作完成电路及元器件后，进一步对电路及元器件进行封装制作成若干个驱动子模块。
像素子模块21a用于图像的显示，其包括若干个像素单元，每个像素单元包括至少三个子像素，具体实施时，以每个像素单元包括三个子像素(分别为红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素)为最佳，当然也可以根据实际需求设置每个像素单元包括四个子像素，分别为红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素和白色子像素。如图6所示，在晶圆上制作像素子模块21a时，首先将晶圆适当清洗，并在晶圆上制作多个导电孔，其次制作胶粘层(Adhesive)，再其次在胶粘层制作每个像素单元所需的LED，再其次依次制作绝缘保护层、电极层(Bottom Electrodes)、绝缘保护层和电极层(Top Electrodes)。进一步根据驱动子模块21b的尺寸(如驱动子模块的尺寸为1mm x 1mm)在晶圆上封装制作若干个像素子模块21a。
对于在薄膜基材或玻璃基材上制作像素单元时，首先在薄膜基材或者玻璃基材上制作胶粘层(Adhesive)，其次在胶粘层制作每个像素单元所需的LED，再其次依次制作绝缘保护层、电极层(Bottom Electrodes)、绝缘保护层和电极层(Top Electrodes)。当在薄膜基材或玻璃基材上制作完成像素单元后，进一步根据驱动子模块21b的尺寸(如驱动子模块的尺寸为1mm x 1mm)在薄膜基材或玻璃基材上封装制作若干个像素子模块21a。
如图6所示，当像素子模块21a和驱动子模块21b制作完成后，将两者先叠加封装，使像素子模块21a与驱动子模块21b一一对应，并且像素子模块21a与驱动子模块21b叠加封装成显示子模块21，驱动子模块21b通过像素子模块21a上的导电孔与像素子模块21a实现通信连接，驱动子模块21b可驱动像素子模块21b进行图像的显示，实施时，通常采用BGA封装或ACF封装方式进行封装。进一步地，如图7所示，对于通过薄膜基材制作的像素子模块，当像素子模块与驱动子模块叠加组装后可通过化学方式去除薄膜，最后将两者进行封装，降低封装难度，实施时，可通过图7中晶圆上的虚线所示的切割道进行切割成显示子模块。
当封装完成后，切割出若干个显示子模块21，并对每个显示子模块21进行编号，最后通过巨量转移技术将其阵列排布在基板10上，并通过Bonding方式将显示子模块底部的接线点和高速总线的接线点进行电连接。通过巨量转移技术将显示子模块21转移至基板10上，能够降低巨量转移技术的复杂度，提高显示面板的制作良率。
本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种显示装置，其特征在于，包括基板和封装在所述基板上用于显示图像的显示模块，所述显示模块包括若干个呈阵列分布的显示子模块，每个所述显示子模块包括相通信的像素子模块和驱动子模块，且所述像素子模块与所述驱动子模块进行封装。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，还包括主控制模块，每个所述驱动子模块均与所述主控模块相通信连接。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述主控制模块与驱动子模块通过高速总线相通信。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述像素子模块包括若干个像素单元，每个像素单元包括至少三个子像素。
5.一种制作权利要求1所述显示装置的方法，其特征在于，包括
S100A，在一晶圆上制作驱动子模块所需的电路及元器件，并将制作完成后的晶圆切割成若干个晶片，将所述晶片封装成驱动子模块；
S200A，在另一晶圆或薄膜基材或玻璃基材上制作像素单元并根据驱动子模块的尺寸将晶圆或薄膜基材或玻璃基材切割成若干个晶片或薄膜片或玻璃片，将所述晶片或薄膜片或玻璃片封装成像素子模块；
S300A，将所述驱动子模块与所述像素子模块封装成所述显示子模块；
S400A，对所述显示子模块进行编号，将编号后的显示子模块阵列排布形成显示模块，并将所述显示模块封装在基板上。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述驱动子模块与主控制模块通过高速总线相通信。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述像素子模块包括若干个像素单元，每个像素单元包括至少三个子像素。
8.一种制作权利要求1所述显示装置的方法，其特征在于，包括
S100B，在一晶圆上制作多个驱动子模块所需的电路及元器件，并对驱动子模块所需的电路及元器件进行封装制作成多个驱动子模块；
S200B，在另一晶圆或薄膜基材或玻璃基材上制作像素单元并根据驱动子模块的尺寸封装制作多个像素子模块；
S300B，将步骤S100B制作完成后的晶圆与步骤S200B制作完成后的晶圆或薄膜基材或玻璃基材封装，使驱动子模块与像素子模块一一对应，且驱动子模块与像素子模块封装成显示子模块；
S400B，切割出若干个显示子模块，对所述显示子模块进行编号，将编号后的显示子模块阵列排布形成显示模块，并将所述显示模块封装在基板上。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述驱动子模块与主控制模块通过高速总线相通信。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述像素子模块包括若干个像素单元，每个像素单元包括至少三个子像素。
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