TW202243286A - 封裝與顯示模組 - Google Patents
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Abstract
一封裝體包含基板、第一發光單元、第二發光單元、透光層以及吸光層。基板具有第一表面、以及上導電層設置於第一表面上。第一發光單元設置於上導電層上，且具有第一出光表面、以及第一側表面。第二發光單元設置於上導電層上，且具有第二出光表面、以及第二側表面。透光層設置於第一表面上，且覆蓋上導電層、第一發光單元、以及第二發光單元。吸光層設置在基板與透光層之間，且覆蓋上導電層、第一側表面及第二側表面，並露出第一出光表面及第二出光表面。
Description
本發明是關於一種封裝與顯示模組的結構與製程，尤其關於使用發光二極體作為畫素顯示單元與顯示模組的結構與製程。
第1圖顯示一顯示模組包含一基座1及複數個畫素封裝體2以陣列方式排放固定在基座1上。每個畫素封裝體2包含一基板20、至少一組畫素2P位於基板20上、以及透光層24位於基板20上方且覆蓋畫素2P。每一組畫素2P包含的發光單元21、發光單元22及發光單元23分別可發出紅光、藍光、與綠光。畫素2P可以接受訊號控制而發出獨立的紅、藍、綠光，以做為顯示模組中的一個顯示像素。相鄰兩個的畫素2P裡的兩顆發光單元21、兩顆發光單元22及兩顆發光單元23之間的距離為d1。距離d1係根據基座1的尺寸以及顯示模組的解析度而決定。相鄰兩個的畫素封裝體2之間具有一走道g1，畫素封裝體2的光線穿過透光層24與走道g1到相鄰的畫素封裝體2，造成畫素封裝體2之間的光串擾（crosstalk），降低顯示模組的對比度（display contrast）。
本發明提供一封裝體，封裝體包含基板、第一發光單元、第二發光單元、透光層以及吸光層。基板具有第一表面、以及上導電層設置於第一表面上。第一發光單元設置於上導電層上，且具有第一出光表面、以及第一側表面。第二發光單元設置於上導電層上，且具有第二出光表面、以及第二側表面。透光層設置於第一表面上，且覆蓋上導電層、第一發光單元、以及第二發光單元。吸光層設置在基板與透光層之間，且覆蓋上導電層、第一側表面及第二側表面，並露出第一出光表面及第二出光表面。
下文係參照圖式、並且以示例實施例說明本發明之概念，在圖式或說明中，相似或相同的部分係使用相同的元件符號；再者，圖式係為利於理解而繪製，圖式中各層之厚度與形狀並非元件之實際尺寸或成比例關係。需特別注意的是，圖式中未繪示、或說明書中未描述之元件，可為熟習發明所屬領域技藝之人士所知之形式。
第一實施例
第2A~2D圖揭露一畫素封裝體（Pixel Package）2A的結構，第2A 圖為根據本發明一實施例所揭露之畫素封裝體2A 的立體圖，第2B 圖係顯示第2A 圖中基板20 的上視圖，第2C 圖係顯示第2A 圖中畫素封裝體2A的底視圖，第2D圖係顯示第2B圖中沿剖面線AA’之畫素封裝體2A 的剖面圖。畫素封裝體2A 包含一基板20、一組畫素2P （pixel） 包含發光單元21、發光單元22及發光單元23位於基板20上、一連結結構26 及一透光層24。在一實施例中，基板20包含一絕緣層202、一上導電層204、複數個導電貫孔（conductive via）208以及一下導電層206。上導電層204可做為與畫素2P電性連結之用，並與下導電層206彼此電性連結。下導電層206則與外部控制電路電性連結。如第2B圖所示基板20的上視圖，四個導電貫孔208位於基板20的角落。上導電層204具有三對的錘狀電極204a1、204a2、204b1、204b2、204c1、204c2分別與發光單元21、發光單元22及發光單元23的p電極與n電極（圖未示）電連接，其中錘狀電極204a2、204b1、204c1電性連接至同一個導電貫孔208，另外三個錘狀電極204a1、204b2、204c2各自與其他三個獨立的導電貫孔208連接。上導電層204透過導電貫孔（conductive via）208與下導電層206彼此電性連結。導電貫孔208貫穿絕緣層202。在其他實施例中，導電貫孔208可形成在絕緣層202的邊緣、角落或是絕緣層202內部區域。一實施例中，上導電層204形成在絕緣層202之上並具有圖形化結構，下導電層206形成在絕緣層202之下並具有圖形化結構。參閱第2C圖，下導電層206具有四個導電墊206a、206b、206c、206d分別與四個導電貫孔208連接，其中導電墊206d連接與錘狀電極204a2、204b1、204c1電連接，其餘三個導電墊206a、206b、206c分別與錘狀電極204a1、204b2、204c2電連接，在本實施例中，導電墊206d的一個角落為斜面與其他三個導電墊206a、206b、206c的形狀相異，用以辨別導電墊206d的位置。
絕緣層202的材料可以是環氧樹脂、BT（Bismaleimide Triazine）樹脂、聚醯亞胺（polyimide）樹脂、環氧樹脂與玻纖的複合材料或BT樹脂與玻纖的複合材料。在一實施例中，絕緣層202摻入黑色物質，例如碳粉，而呈現黑色以增加畫素封裝體2A的對比度。上導電層204與下導電層206的材料可以是金屬，例如：銅、錫、鋁、銀或金。
參閱第2A圖，在一實施例中，發光單元21、發光單元22及發光單元23是可分別發出不同波長或不同顏色的光的發光二極體晶粒（LED die）。在一實施例中，發光單元21為紅光發光二極體晶粒，可經由電源提供一電力而發出第一光線，第一光線的主波長（dominant wavelength）或峰值波長（peak wavelength）介於600 nm至660 nm之間。發光單元22為綠光發光二極體晶粒，可發出第二光線，第二光線的主波長（dominant wavelength）或峰值波長（peak wavelength）介於510 nm至560 nm之間。發光單元23為藍光發光二極體晶粒，可發出第三光線，第三光線的主波長（dominant wavelength）或峰值波長（peak wavelength）介於430 nm至480 nm之間。發光單元21、發光單元22與發光單元23的結構相似，但其發光層的組成彼此之間不同。
在另一實施例中，發光單元21包含比紅光波長短的發光二極體晶粒，例如：藍光發光二極體或紫外光發光二極體，並覆蓋可將藍光或紫外光轉換成紅光的波長轉換材料。發光單元22為比綠光波長短的發光二極體晶粒，例如：藍光發光二極體或紫外光發光二極體，並覆蓋可將藍光或紫外光轉換成綠光的波長轉換材料。發光單元23則為藍光發光二極體晶粒或是紫外光發光二極體，且覆蓋可將藍光或紫外光轉換成藍光的波長轉換材料。在另一實施例中，若發光單元23為藍光發光二極體晶粒則可以覆蓋透明材料或不覆蓋其他材料。
第2D圖顯示第2B圖中沿剖面線AA’之畫素封裝體2A的剖面圖。透光層24覆蓋發光單元21、發光單元22及發光單元23及基板20的上導電層204。其中，透光層24的材料包含矽氧樹脂（Silicone）、環氧樹脂（Epoxy）、壓克力或其混和物。在本實施例中，透光層24的透光率大於90%。在另一實施例中，透光層24可摻入黑色材料，例如碳黑，以降低透光層24的透光率至界於20%到70%之間，可以減少外界光線穿透透光層24而被導電層204反射，進而增加畫素封裝體2A的對比度。
第二實施例
第3A及3B圖揭露一畫素封裝體2B（Pixel Package 2B）的結構。第3A圖顯示畫素封裝體2B的剖面圖，第3B圖顯示畫素封裝體2B的上視圖。如第3A圖所示，畫素封裝體2B包含一吸光層25在基板20與透光層24之間。吸光層25覆蓋基板20的上導電層204並填滿至與發光單元21、22、23的出光表面21S、22S、23S齊平。在其他實施例中，吸光層25的最上表面可稍低於或稍高於發光單元21、22、23的出光表面21S、22S、23S。吸光層25的材料包含基材（matrix） 以及黑色材料，其中基材包含矽氧樹脂（Silicone)、環氧樹脂（Epoxy）或其混和物，黑色材料包含碳黑。吸光層25的透光率較透光層24的透光率低，或者，吸光層25的吸光率較透光層24的吸光率高。藉由調整基材中黑色材料的濃度使吸光層25的透光率接近0%，亦即吸光層25為幾乎或完全不透光。如第3B圖所示，從畫素封裝體2B的上視觀之，吸光層25完全覆蓋基板20之上導電層204，僅露出發光單元21、22、23的出光表面21S、22S、23S。由於吸光層25覆蓋發光單元21、22、23的側壁21w、22w、23w，使得畫素封裝體2B中發光單元21、22、23發出的光線僅能從出光表面21S、22S、23S射出，而從側壁21W、22W、23W發出的光線完全被吸光層25所阻檔，可以避免發光單元21、22、23之間的光串擾（crosstalk），並完全阻隔外部光線穿透吸光層25而被基板20之上導電層204反射，提高畫素封裝體2B的顏色純度及對比度。吸光層25的硬度可以小於透光層24的硬度。例如，以shore D方式量測下，吸光層25的邵氏硬度小於60，透光層24的邵氏硬度大於60。在另一實施例中，透光層24的邵氏硬度可大於60以上，具有防刮耐磨的能力。
如第3C圖顯示一發光單元21’與吸光層25的局部放大圖，發光單元21’代表前述發光單元21、22、23的任一個。出光面21S’代表前述出光表面21S、22S、23S的任一個，側壁21W’代表前述側壁21W、22W、23W的任一個。在一實施例中，如第3C圖所示，發光單元21為倒裝晶片（Flip-chip）。吸光層25的最上表面大致上與出光面21S’齊平，發光單元21’至少包含發光層211、位於發光層211兩側的p型半導體層213與n型半導體層212、及成長基板215。在一實施中，成長基板215可以被移除或是被減薄。發光層211的外側壁被吸光層25覆蓋，因此發光層211發出的光線不會直接射向其他相鄰的發光單元，光線僅能從出光面21S’射出。在一實施例中，為了於顯示應用時，可以具有較廣的色域範圍，發光單元21可以選擇性的具有一濾光層214位於出光面21S’用以降低射出光線的半波高寬以提高發光單元21的色純度。
第三實施例
第4A~4C圖揭露一畫素封裝體2C（Pixel Package 2C）的結構。第4A圖顯示畫素封裝體2C的剖面圖，第4B圖顯示畫素封裝體2C的上視圖，第4C圖顯示畫素封裝體2C中發光單元21、22、23其中之一的局部放大示意圖。畫素封裝體2C與前述畫素封裝體2B的差異，在於畫素封裝體2C的吸光層25的最上表面低於發光單元21、22、23的出光表面21S、22S、23S 。第4C圖顯示一發光單元21’與吸光層25的局部放大圖，發光單元21’代表前述發光單元21、22、23的任一個。吸光層25的最上表面低於發光單元21’的出光面21S’，露出部分的側壁21W’。出光面21S’代表前述出光表面21S、22S、23S的任一個，側壁21W’代表前述側壁21W、22W、23W的任一個。在一實施例中，發光單元21’具有一高度h1，吸光層25具有一高度h2，其中h2＜h1。在一實施例中0.25×h1≤h2≤0.75×h1。在另一實施例中，h1的高度介於10µm~150µm之間，h2的高度介於10µm~75µm之間。在一實施例中，如第4C圖的局部放大示意圖所示，發光單元21’的結構為倒裝晶片結構（Flip-chip）。發光單元21’至少包含發光層211、位於發光層兩側的p型半導體層213與n型半導體層212、及成長基板215。在一實施例中，成長基板215可以被移除或是被減薄。發光層211的側壁211W被吸光層25覆蓋，因此發光層211發出的紅色、藍色或綠色光線不會直接射向其他相鄰的發光單元，光線可從部份的側壁21W’及出光面21S’射出。由於在本實施例中，發光單元21、22、23的光線可從部份的側壁21W’射出，相較於畫素封裝體2B，畫素封裝體2C中發光單元21~23的光線射出比例較大，可提高畫素封裝體2C的發光效率，亦可避免發光單元21、22、23之間的光串擾（crosstalk），並完全阻隔外部光線穿透吸光層25而被基板20之上導電層204反射，增加畫素封裝體2C的顏色純度及對比度。
第5圖顯畫素封裝體2C的另一實施例的剖面圖，由於吸光層25在製程中受到表面張力的影響，吸光層25具有至少兩相異的厚度h21與厚度h22，吸光層25接觸發光單元21、22、23之側壁21W、22W、23W的部分具有厚度h21，遠離發光單元21、22、23的部分具有厚度h22，厚度h21大於厚度h22。
第四實施例
第6A~6C圖揭露一畫素封裝體2D（Pixel Package 2D）的結構，第6A圖顯示畫素封裝體2D的剖面圖。畫素封裝體2D與畫素封裝體2C的差異處在於每一個發光單元21、22、23的側壁21W、22W、23W上附著一反射牆27，反射牆的顏色係例如白色、灰色、黃色、銀色等。反射牆27的材料包含基材及反射材料，其中基材包含矽氧樹脂（Silicone）、環氧樹脂（Epoxy)、或其混和物。反射材料包含氧化鈦（TiO
x)、氧化矽（SiO
x）或其混和物。第6B圖顯示的發光單元21’代表畫素封裝體2D中發光單元21、22、23其中之一的局部放大示意圖。其詳細結構可以參考前述第3C圖或是第4C圖。如第6B圖所示，反射牆27的高度與側壁21W’等高或略低，用以將發光單元21’的發光層211發出的光線反射後從出光面21S’射出。以反射牆27的高度等於或略低於吸光層25的高度尤佳，以避免反射牆27反射外部的光線。在本實施例中，反射牆27施做的方法包含點膠、網版印刷或噴墨印刷等。第6C圖顯示第6B圖中的結構上視圖，發光單元21’所有的側壁21W’被反射牆27（未顯示）以及吸光層25覆蓋，用以將發光單元21’的發光層211發出的光線反射並從出光面21S’射出，以提升畫素封裝體2D中每一個發光單元21、22、23的出光效率。反射牆27被吸光層25覆蓋，因此畫素封裝體2D的上視圖與第4B圖所示畫素封裝體2C的上視圖相同。
第五實施例
第7圖顯示一實施例的一畫素封裝體2E（Pixel Package 2E）的剖面圖。 如第7圖所示，畫素封裝體2E與畫素封裝體2D差異處在於吸光層25與基板20的絕緣層202 或上導電層204之間具有一反射層28。反射層28包含第一部分28A以及第二部分28B。第一部份28A覆蓋基板20的絕緣層202 及上導電層204，第二部分28B覆蓋每一個發光單元21、22、23的側壁21W、22W、23W。其中反射層28的第二部分28B與第6A圖中畫素封裝體2D的反射牆27具有相同結構與功能。反射層28的材料與畫素封裝體2E的反射牆27相同。吸光層25覆蓋在反射層28上，因此畫素封裝體2E的上視圖與第4B圖所示畫素封裝體2C的上視圖相同。發光單元21、22、23的詳細結構可以參考第3C圖與第4C圖及相關的段落。
第8圖顯示另一實施例的畫素封裝體2E結構。在本實施例中畫素封裝體2E的吸光層25的厚度非均一，其中吸光層25接觸每一個發光單元21、22、23之側壁21W、22W、23W的厚度大於遠離發光單元21、22、23部分的厚度。與前述第5圖中畫素封裝體2C的吸光層25相同，第8圖中畫素封裝體2E的吸光層25具有非均一厚度是受到製程中表面張力的影響。
多畫素封裝體
第9A圖顯示一多畫素封裝體2F（Multi-Pixel Package 2F）的剖面圖，第9B圖顯示多畫素封裝體2F的上視圖。多畫素封裝體2F與前述第3A圖顯示第二畫素封裝體2B具有類似的結構，差異在於多畫素封裝體2F包含複數組畫素2P。本實施例中多畫素封裝體2F包含4組畫素。在多畫素封裝體2F中，相鄰畫素2P之間，發出同樣波長的發光單元21、發光單元22或發光單元23之間的距離皆相同。如第9B圖所示，橫向排列的畫素2P之間，發光單元21之間的距離為D1，縱向排列的畫素2P之間，發光單元21之間的距離為D2，D1與D2相同。發光單元21的詳細結構可以參考前述第3C圖與第4C圖的相關的段落。
在另一實施例中，如第10圖所示，多畫素封裝體2G的結構與第三畫素封裝體2C類似，吸光層25的最上表面可低於發光單元21、22、23的出光面21S、22S、23S，露出發光單元21、22、23部分的側壁21W、22W、23W。如第11圖所示，在另一實施例中，多畫素封裝體2H的結構與畫素封裝體2D類似。每一個發光單元21、22、23的側壁21W、22W、23W上附著一反射牆27。反射牆27的高度等於或略低於吸光層25的高度，以避免反射牆27反射外部的光線。如第12圖所示，在另一實施例中，多畫素封裝體2I的結構與畫素封裝體2E類似，多畫素封裝體2I多包含一反射層28於吸光層25與基板20的絕緣層202 或上導電層204之間。反射層28的結構與功能如前述畫素封裝體2E中的反射層28的相關描述。發光單元21、22、23的詳細結構可以參考第3C圖與第4C圖及相關的段落。
顯示模組一
第13圖揭露本申請之一實施例的顯示模組100的局部剖面圖。顯示模組100包含一具有電路的基座1，例如PCB （print circuit board）或玻璃電路板，複數個畫素封裝體2（Pixel Package）位於基座1的一表面1S上並與基座1的電路電連接，其中畫素封裝體2包含前述畫素封裝體2A、2B、2C、2D、2E、或多畫素封裝體2F。相鄰的畫素封裝體2之間具有一走道g露出基座1的表面1S。一透光保護層3覆蓋複數個畫素封裝體2並填滿走道g，藉以保護畫素封裝體2不易受撞擊而掉落。其中，兩相鄰畫素封裝體2的走道g具有一寬度W，寬度W大於符合量產及/或使用者需求的特定數值，例如，至少大於1μm，當畫素封裝體2發生故障時，可以移除故障的畫素封裝體2，更換一新的畫素封裝體2。
在基座1的另一側或與畫素2P的同側（未顯示）上，複數個電子元件1A，例如顯示控制晶片（Display controller）、電容（Capacitor）、或電阻（Resistor），與基座1的電路電連接。畫素封裝體2藉由基座1的電路接收電子元件1A的訊號，用以控制畫素封裝體2中畫素2P（pixel）的發光模式。此外，基座1上包含複數個定位柱1B（pillar），用以固定顯示模組100於選定的位置及/或組件上。
透光保護層3的材料包含透明的有機材料，例如：矽氧樹脂（Silicone）、環氧樹脂（Epoxy）、或其混和物。其硬度大於畫素封裝體2的透光層24，藉以保護畫素封裝體不易受撞擊而掉落。透光保護層3的最上表面3S為一平坦表面且不易留下指紋。在一實施例中，藉由調整透光保護層3材料的成分或在透光保護層3的最上表面3S上設置一抗反射膜（圖未示），以減少透光保護層3的最上表面3S反射外界的光線，降低顯示模組100對人眼產生反射眩光（reflected glare）。
顯示模組二
第14圖揭露一顯示模組200，顯示模組200與第13圖的顯示模組100的差異在於，畫素封裝體2的周圍以及相鄰畫素封裝體2之間的走道g填滿黑色或深色的吸光層4，吸光層4填滿至與畫素封裝體2的透光層24最上表面24S齊平或者稍低於透光層24的最上表面24S。吸光層4的材料包含基材（matrix） 以及黑色材料，其中基材包含矽氧樹脂（Silicone）、環氧樹脂（Epoxy）、或其混和物，黑色材料包含碳黑。藉由調整黑色材料在基材中的濃度控制吸光層4的透光率，當吸光層4幾乎或完全不透光時，畫素封裝體2中發光單元21、發光單元22及發光單元23發出的光線無法穿透吸光層4到相鄰的畫素封裝體2，可以避免畫素封裝體2之間的光串擾（crosstalk），增加顯示模組200的對比度（display contrast）。在畫素封裝體2及吸光層4上形成一層透光保護層3以保護畫素封裝體2，此透光保護層3的材料及特性可參考顯示模組100 的透光保護層3之相關描述。吸光層4的硬度小於透光保護層3的硬度；例如，以shore D方式量測下，吸光層4的邵氏硬度小於60，透光保護層3的邵氏硬度大於60；在另一實施例中，以莫式方式量測，透光保護層3的莫式硬度可大於5以上，具有防刮耐磨的能力。
在另一實施例中，吸光層4在製程過程中受到表面張力的影響，吸光層4的表面會呈現凹陷狀（圖未示）；在另一實施例中，一反射層（圖未示）形成在吸光層4與畫素封裝體2之間，用以反射發光單元21、發光單元22及發光單元23發出的光線避免被吸光層4吸收。
顯示模組三
第15圖顯示一顯示模組300，顯示模組300與前述顯示模組100、200的差異，在於複數組畫素2P 直接設置在基座1上，畫素2P所包含的發光單元21、發光單元22及發光單元23與基座1的電路（未顯示）電連接。每一個畫素2P中，相鄰發光單元21、22、23之間具有一距離w1，相鄰的畫素2P之間具有一距離w2。在一實施中，距離w1小於距離w2。吸光層4直接設置在基座1上，填滿畫素2P與畫素2P之間與每一個畫素2P中相鄰發光單元21、22、23之間的空間。吸光層4的最上表面4S齊平於或稍低於發光單元21、22、23的出光面21S、22S、23S；在發光單元21、22、23及吸光層4上形成一層透光保護層3以保護發光單元21、22、23及吸光層4。在顯示模組300中，吸光層4的透光率介於0%~70%之間。吸光層4的硬度小於透光保護層3的硬度。例如，以shore D方式量測下，吸光層4的邵氏硬度小於60，透光保護層3的邵氏硬度大於60。在另一實施例中，以莫式方式量測，透光保護層3的莫式硬度可大於5以上，具有防刮耐磨的能力。
在另一實施例中，吸光層4在製程過程中受到表面張力的影響，吸光層4的最上表面會呈現凹陷狀（圖未示）；在另一實施例中，一反射層（圖未示）形成在吸光層4與每一個發光單元21、22、23的側壁之間，用以反射發光單元21、22、23發出的光線避免被吸光層4吸收。
封膠製程一
第16A到16F圖揭露依據一實施例的封膠製程一的步驟。如第16A圖所示，提供一容器41以及一裝置5。複數個支撐元件42位於容器41中。容器41的上視圖如第16B圖所示，支撐元件42排列在容器41內的外圍區域，相鄰的支撐元件42之間具有一空隙43。提供一裝置5包含一基座51以及複數個發光元件52排列在基座51上。如第16A圖所示，將裝置5倒置使發光元件52朝向容器41並放入容器41中。裝置5可以為前述畫素封裝體2A、2B、2C、2D、2E、多畫素封裝體2F、顯示模組100、顯示模組200或顯示模組300。基座51包含前述的基板20或基座1。發光元件52包含前述的發光單元21、22、23或畫素封裝體2A、2B、2C、2D、2E、2F。
如第16C圖所示，裝置5放入容器41後，藉由支撐元件42撐住裝置5的基座51，其中支撐元件42具有一高度H可決定發光元件52的上表面521與容器41的底面411之間的距離h；接著在基座51上相對於支撐元件42的背側511上，沿著基座51的背側511邊緣設置一封閉的擋牆44。第16D圖為檔牆44與裝置5的上視圖，，擋牆44設置於基座51邊緣上。
如第16E圖所示，從容器41的內緣412與擋牆44之間注入液態膠，由於擋牆44為一封閉的結構，因此液態膠不會流到基座51的背側511上。在一實施例中，電子元件（IC）設置基座51的背側511上，可避免液態膠53破壞電子元件（IC）。接著液態膠從支撐元件42之間的空隙43（如第16B圖所示）流到基座51與容器41之底面411之間。如第16F圖所示，對容器底面411與基座51之間的空間抽真空，使液態膠53填滿基座51與容器底面411之間的空間，接著靜置直到液態膠53固化，形成一固態膠層53A。如第16G圖所示，待固態膠層53A形成後，將容器41內的裝置5A取出，移除基座51上的擋牆、修飾固態膠層53A的形狀，完成封膠製程。本實施例中固態膠層53A的製程可用以形成各畫素封裝體的透光層24以及各顯示模組的透光保護層3。
封膠製程二
第17A到17D圖揭露依據一實施例的封膠製程二之步驟。封膠製程二與封膠製程一大致相同，差異在於封膠製程二未設置支撐元件42在容器41的底面411，如第17A圖所示，裝置5放置在容器41中時，發光元件52的上表面521與底面411接觸。接著如第17B圖所示，將液態膠53注入後，如第17C圖所示，液態膠53流入基座51與容器底面411之間的空間直到填滿為止，接著靜置、冷卻，直到液態膠53固化形成固態膠層53B。即完成裝置5B的製作。如第17D圖所示，將裝置5B從容器41中取出後，固態膠層53B與發光元件52的上表面521齊平。在本實施例中，固態膠層53B的透明度低於50%，用以遮蔽未被發光元件52遮蔽的基座51的上表面512部分。本實施例中固態膠層53B的製程可用以形成畫素封裝體2B、2D、2E、2F、2H、2I的吸光層25與顯示模組200、300的吸光層4。
封膠製程三
如第18A到18E圖揭露依據一實施例的封膠製程三之步驟。封膠製程三與封膠製程一大致相同，如第18A圖所示，差異在於，在容器41的底面411設置一阻擋層45，其中阻擋層45包含軟質的膠體，例如矽膠墊。接著把裝置5倒置放在阻擋層45上，使裝置5的複數個發光元件52接觸阻擋層45，接著提供一加壓元件46在裝置5之基座51之背側511施加一壓力，使每一個發光元件52的部分陷入阻擋層45中，使得阻擋層45覆蓋發光元件52的上表面521與部分側表面522，阻擋層45與基座51的上表面512之間具有一距離d1。在一實施例中，形成阻擋層45的材料中包含脫模劑，脫模劑可使固化液態膠53較容易與發光元件52分離。
接著如第18B圖所示，對阻擋層45及基座51之間的空間抽真空並同時注入液態膠53。如第18C圖所示，待液態膠53固化後形成固態膠層53C，接著進行脫模。如第18D圖所示，將裝置5C從容器41中取出後，固態膠層53C與發光元件52的上表面521不齊平且只覆蓋部分的側表面522。
在另一實施例中，如第18E圖所示，在第18A圖的步驟中，由於部分的發光元件52埋入阻擋層45中，因此阻擋層45表面會呈現凹凸狀，液態膠53的表面也會呈現與阻擋層45表面一樣的輪廓。後續液態膠53固化成固態膠層53C後，固態膠層53C的上表面531在相鄰的發光元件52之間呈現凹陷狀。
在本實施例中，固態膠層53C的透明度低於50%，用以遮蔽未被發光元件52遮蔽的基座51的上表面512以及發光元件52的部分的側表面522。本實施例中固態膠層53C的製程可用以形成畫素封裝體2C與多畫素封裝體2G的吸光層25。
封膠製程四
如第19A到19E圖揭露依據一實施例的封膠製程四之步驟。如第19A圖所示，提供一支撐底座61，例如鋼板，以及一軟墊62放置在支撐底座61上，在軟墊62上放置一膜片63，其中膜片63包含一承載膜片631、一膠膜633以及一離形層632在承載膜片631及膠膜633之間，其中膠膜633可以為B-stage（半固化）膜片，材料包含矽氧樹脂（Silicone）、環氧樹脂（Epoxy）、聚氨酯（Polyurethane，PU）、熱塑性聚氨酯彈性體（Thermoplastic Urethane，TPU）或其混和物。膠膜633包含透明膠膜或有色膠膜，其中透明膠膜可形成前述各畫素封裝體的透光層24以及各顯示模組的透光保護層3；有色膠膜可形成吸光層25以及反射層28。當膠膜633為有色膠膜時，膠膜633若包含黑色材料，例如碳黑，藉由控制黑色材料與矽氧樹脂（Silicone）或環氧樹脂（Epoxy）的比例，使膠膜633的透光率介於0%~30%之間；膠膜633若包含反射材料，例如氧化鈦（TiO
x）、氧化矽（SiO
x）或其混和物，膠膜633可具有白色或灰色等顏色。如第19A圖所示，裝置5被倒置放在膜片63上，使每一個發光元件52的上表面521接觸膜片63中的膠膜633。提供一氣壓墊64在基座51相對於發光元件52之背側（不具有發光元件52之一側）上，利用氣壓墊64對基座51施加一壓力，使發光元件52陷入膜片63中。在製程中，膠膜633被加熱以維持在軟化的狀態。
如第19B圖所示，藉由氣壓墊64及軟墊62將軟化的膠膜633擠壓進相鄰發光元件52的空間。在此實施例中，氣壓墊64會繼續施加壓力，直到軟化的膠膜633填入相鄰發光元件52之間的空隙，並露出發光元件52的上表面521及/或部分側表面522。當膠膜633填入相鄰發光元件52之間的空隙並到達預定的厚度後，停止加熱並靜置一段時間。待膠膜633固化形成固態膠層53D後，解除氣壓墊64的壓力，並移除離形層632及承載膜片631，形成如第19C圖所示裝置5D。在本實施例中，固態膠層53D的透明度低於50%，用以遮蔽未被發光元件52遮蔽的基座51的上表面512以及發光元件52的部分的側表面522。本實施例中固態膠層53D的製程可用以形成畫素封裝體2C與多畫素封裝體2G的吸光層25。在另一實施例中，如第19D圖所示，在第19B圖所示的步驟中，由於膠膜633軟化後受到軟墊62的擠壓，因此軟化的膠膜633在發光元件52之間呈現凸狀，因此膠膜633冷卻固化形成固態膠層53D後，固態膠層53D的表面53D1在相鄰的發光元件52之間呈現凹陷狀。
本實施例所揭露之膠膜633的厚度及顏色可隨著應用的項目調整，因此當固態膠層53D用以形成畫素封裝體2B、2D、2E、2F、2H、2I的吸光層25或顯示模組200、300的吸光層4，膠膜633的顏色可以為黑色且厚度小於發光元件52的高度。當固態膠層53D用以形成前述各畫素封裝體的透光層24或各顯示模組的透光保護層3時，膠膜633的透明度可調整介於30%~100%之間且厚度大於發光元件52高度。當固態膠層53D用以形成前述各畫素封裝體的反射層28時，膠膜633包含反射材料，例如氧化鈦（TiO
x）、氧化矽（SiO
x）或其混和物，且厚度小於發光元件52高度。
第19E圖顯示封膠製程四的另一種實施方式，裝置5放置在軟墊62上，膜片63放置在發光元件52上，使膠膜633與發光元件52的上表面521接觸。利用氣壓墊64提供壓力在膜片63的承載膜片631上，把經加熱軟化的膠膜633擠壓到在發光元件52之間，後續的步驟與前述第19B圖相同。
封膠製程五
第20A到20B圖顯示另一封膠製程實施例，如第20A圖所示，提供一噴墨 （Ink Jet Printing）裝置71將液態膠53噴塗在裝置5的基座51上。待液態膠53均勻地覆蓋基座51的上表面512及發光元件52的側表面522後；接著如第20B圖所示，利用一照射裝置72提供一光線721，例如波長介於300nm~400nm的紫外光，照射液態膠53，將液態膠53固化形成固態膠層53E。在另一實施例中，噴墨裝置71與照射裝置72可設置在一起，當液態膠53噴塗在裝置5的基座51上後，照射裝置72同時提供光線721用以固化液態膠53形成固態膠層53E。
本實施例所揭露之液態膠53的材料包含矽氧樹脂（Silicone）、環氧樹脂（Epoxy）或壓克力。液態膠53的顏色及噴塗厚度可隨著固態膠層53E的應用項目而調整。當固態膠層53E係作為畫素封裝體2B、2D、2E、2F、2H、2I的吸光層25或顯示模組200、300的吸光層4時，液態膠53可選擇顏色為黑色，且製程中液態膠53僅覆蓋發光元件52的側表面522，不會蓋過上表面521。當固態膠層53E用以作為前述各畫素封裝體的透光層24以及各顯示模組的透光保護層3時，液態膠53的透明度可調整介於30%~100%之間，且製程中液態膠53會蓋過發光元件52的上表面521；當固態膠層53E用以作為前述各畫素封裝體的反射層28及反射牆27時，液態膠53包含反射材料，例如氧化鈦（TiO
x）、氧化矽（SiO
x）或其混和物且製程中液態膠53僅覆蓋發光元件52的側表面522，不會蓋過上表面521。
需注意的是，本發明所提之前述實施例係僅用於例示說明本發明，而非用於限制本發明之範圍。熟習本發明所屬領域技藝之人對本發明所進行之諸般修飾和變化皆不脫離本發明之精神與範疇。不同實施例中相同或相似的構件、或不同實施例中以相同元件符號表示的構件係具有相同的物理或化學特性。此外，在適當的情況下，本發明之上述實施例係可互相組合或替換，而非僅限於上文所描述的特定實施例。在一實施例中所描述的特定構件與其他構件的連接關係亦可應用於其他實施例中，其皆落於本發明如附申請專利範圍之範疇。
1:基座 1B:定位柱
1S、2S、3S、4S:表面
2、2A、2B、2C、2D、2E:畫素封裝體
2F、2G、2H、2I:多畫素封裝體
2P:畫素 20:基板
202:絕緣層 204:上導電層
204a1、204a2、204b1、204b2、204c1、204c2:錘狀電極
206:下導電層 206a、206b、206c、206d:導電墊
208:導電貫孔 21、21’、22、23:發光單元
211:發光層 212:p型半導體層
213:n型半導體層 21S、21S’、22S、23S:出光表面
21W、21W’、22W、23W:側壁
24:透光層 25:吸光層
26:連結結構 27:反射牆
28:反射層 28A:第一部份
28B:第二部份 3:透光保護層
41:容器 411:底面
42:支撐元件 43:空隙
44:擋牆 45:阻擋層
46:加壓元件
5、5A、5B、5C、5D、5E:裝置
51:基座 511:背側
512:上表面 52:發光元件
521:上表面 522:側表面
53:液態膠 531:上表面
53A、53B、53C、53D、53E:固態膠層
61:支撐底座 62:軟墊
63:膜片 631:承載膜片
632:離形層 633:膠膜
64:氣壓墊 71:噴墨裝置
72:照射裝置 721:光線
100、200、300:顯示模組
D1、D2、d1、w1、w2:距離
h、h1、h2:高度 1500:發光裝置
g、g1、g2:走道 W:寬度
為能更進一步瞭解本發明之特徵與技術內容，請參閱下述有關本發明實施例之詳細說明及如附圖式。惟所揭詳細說明及如附圖式係僅提供參考與說明之用，並非用以對本發明加以限制；其中：
第1圖顯示一顯示模組。
第2A到2D圖顯示根據本申請之第一實施例之一畫素封裝體的結構。
第3A及3C圖顯示根據本申請之第二實施例之一畫素封裝體的結構。
第4A到4C圖顯示根據本申請之第三實施例之一畫素封裝體的結構。
第5圖顯示根據本申請之另一第三實施例之畫素封裝體的剖面圖。
第6A到6C圖顯示根據本申請之第四實施例之一畫素封裝體的結構。
第7圖顯示根據本申請之第五實施例之一畫素封裝體的剖面圖。
第8圖顯示根據本申請之另一第五實施例之畫素封裝體的結構。
第9A到9B圖顯示一多畫素封裝體2F的結構。
第10圖顯示另一多畫素封裝體2G的結構。
第11圖顯示另一多畫素封裝體2H的結構。
第12圖顯示另一多畫素封裝體2I的結構。
第13圖顯示本申請之一實施例的顯示模組100的局部剖面圖。
第14圖顯示本申請之一實施例的顯示模組200的局部剖面圖。
第15圖顯示本申請之一實施例的顯示模組300的局部剖面圖。
第16A到16G圖顯示一實施例的封膠製程一的步驟。
第17A到17D圖顯示一實施例的封膠製程二之步驟。
第18A到18E圖顯示一實施例的封膠製程三之步驟。
第19A到19E圖顯示一實施例的封膠製程四之步驟。
第20A到20B圖顯示一實施例的封膠製程五之步驟。
Claims (10)
- 一封裝體，包括： 一基板，具有一第一表面以及一上導電層，該上導電層設置於該第一表面上； 一第一發光單元，設置於該上導電層上，該第一發光單元具有一第一半導體發光層、一第一底面朝向該第一表面、一第一出光表面相對於該第一底面、以及一第一側表面位於該第一出光表面與該第一底面之間； 一第二發光單元，設置於該上導電層上，並具有一第二半導體發光層、一第二底面朝向該第一表面、一第二出光表面相對於該第二底面、以及一第二側表面位於該第二出光表面與該第二底面之間，該第一發光單元與該第二發光單元可被驅動以發出不同色光；以及 一吸光層，設置在該基板上，並覆蓋該第一發光單元與該第二發光單元，且露出該第一出光表面、該第二出光表面、該第一側表面的部分及該第二側表面的部分。
- 如申請專利範圍第1項所述之封裝體，其中，該第一發光單元具有一高度h1，該吸光層具有一高度h2，0.25×h1≤h2≤0.75×h1。
- 如申請專利範圍第1項所述之封裝體，更包括一透光層，覆蓋該第一出光表面、該第二出光表面以及該吸光層。
- 如申請專利範圍第1項所述之封裝體，其中，該吸光層包含一第一部份具有一第一厚度以及一第二部分具有一第二厚度，該第一部份比該第二部分更靠近該第一側表面，該第一厚度大於該第二厚度。
- 如申請專利範圍第1項所述之封裝體，其中，該吸光層具有一最上表面，該最上表面具有一朝向該基板凹陷的曲面。
- 如申請專利範圍第1項所述之封裝體，其中，該第一發光單元沒有包含成長基板。
- 如申請專利範圍第6項所述之封裝體，其中，該第一半導體發光層具有一側壁，該側壁被該吸光層覆蓋。
- 如申請專利範圍第1項所述之封裝體，其中，該基板更包含一絕緣層、一下導電層以及複數個導電貫孔，其中該上導電層及該下導電層位於該絕緣層之兩側，該導電貫孔電連接該上導電層以及該下導電層。
- 如申請專利範圍第1項所述之封裝體，其中，該第一發光單元以及該第二發光單元皆為倒裝晶片。
- 如申請專利範圍第1項所述之封裝結構，其中，該吸光層直接接觸該基板的該上導電層。
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