TW202305764A - 發光模組之改良技術 - Google Patents

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Abstract

一種發光模組，其包含配置成一層疊的一第一及一第二底板，其中，該第一底板包含沉積在一第一基體上的一TFT層，該薄膜TFT包含複數個發光元件及第一接觸墊，該第二底板包含數個第二接觸墊，彼等經組配為可提供驅動電流及電源給該等發光元件的該等第一接觸墊，該第一底板包含在各個第一接觸墊之位置處設於該第一基體中的數個貫穿孔，且第一電性貼附構件設在該第一底板的該等貫穿孔中，且第二電性貼附構件設在該等第二接觸墊上，該等第一及第二電性貼附構件相連接致使驅動電流及/或電源從第二底板傳送到第一底板。

Description

發光模組之改良技術
發明領域
本揭示內容有關於發光模組、製造此類發光模組之方法、顯示模組和拼接顯示器的領域。
發明背景
發光顯示器通常由複數個發光模組製成。各種發光模組可由相同的載體(例如，PCB中介層)驅動，或各個模組可具有它自己的專屬載體。重要的是，在組裝好的發光顯示器上，相鄰模組之間的接縫要保持看不見。
與組裝發光模組相關的附加挑戰在於：難以提供其中之模組完美對齊的顯示器以提供平面顯示器。例如，本案申請人的專利申請案世界專利WO2020126059A1提供一種使發光顯示器之各種模組完美對齊的解決方案。它教導如何製作有改良平面度的顯示器，其中，該顯示器包含一顯示板與一載板，該載板用於附接至一框體或一托架，該顯示板與該載板以位在顯示板、載板之間的間隔物為媒介緊固在一起。該間隔物為黏膠或黏著劑。該黏著劑形成間隔物本身。該間隔物可加入載板的開口。該顯示板有數個成像元件且該間隔物用於設定該等成像元件之頂部相對於載板的相對位置。
當前的趨勢是使用尺寸較小的發光元件以改良顯示解析度。當今的趨勢是用例如微型LED(μLED)來建造顯示器。
在LED顯示器技術中使用微型LED(μLED)帶來要解決的新挑戰。如名稱所示，μLED有微米尺度。相應地，它們也需要微米尺度的接觸方法。
目前，許多新穎的方法正在研究中，因為例如焊接、膠合的傳統接觸方法無法使用於μLED，特別是因為需要用回流模板(孔徑和定位公差有限)或XY施配設備(容積和在施配期間的XY定位準確度有限)將這些材料精確地施加於靶材上。
此外，由於接觸墊小，μLED架構再也不能基於PCB。實際上，PCB的使用使配線的尺寸限制在比LED本身更大的尺寸。該工業製程有限制。由於製程技術(例如，TFT LTPS技術)，該等基體需要微影術界定(參考LCD、OLED、矽晶片等等)且包含單面接觸和加工。
目前，大部份的LED顯示器都用位在LED面板之背面上的被動矩陣驅動器驅動，以使晶片與LED的距離儘可能小從而避免由寄生效應引起的效能降低。由於μLED的技術將基於TFT單面，因此這不再可能。
在主動矩陣顯示器中，對零邊框顯示器的需求正在增加。不過，像素間距越來越小以實現較高解析度的顯示器(4K、8K)，側邊的接觸個數呈指數增長。
在需要零邊框的可拼接系統(例如，LED顯示器)中，像素間距決定接觸出線到背面電子器件所需的距離。在過去，這可以用側邊接觸解決，例如如專利申請案世界專利WO2015079058A1所述，然而由於模組與接觸之間的空間變得太小了，因此這不再可能。
因此，亟須提供一種方法以組裝在模組之間有極小接縫的兩個發光模組致使觀視者看不見接縫。需要製作有極細間距的許多接觸。用柔性安裝接觸也不可能實現精細的間距。另一種可能性是在頂面上提供柔性PCB，然後將其彎曲。不過，由於面板上的像素間距，彎曲半徑仍然太大而無法裝入可用空間。
因此，(μ)LED顯示器通常由複數個LED模組組成。因此，需要解決下列問題以提供沒有視覺假影的顯示器： - 提供將所有驅動器連接到μLED模組背面而不干擾像素間距的措施， - 提供將所有μLED模組連接到控制單元的措施， - 提供藉由減少相鄰μLED模組之接縫來建立無縫組裝模組(機械式)的措施， - 提供確保無縫組裝模組也是平的措施。
因此，本技藝亟須改良。
發明概要
本揭示內容的數個方面有關於提供一種用於發光顯示器之發光模組，其包含一第一及一第二底板，彼等配置成一層疊(stackup)致使該第一底板的一下表面與該第二底板的一上表面接觸，其中，該第一底板包含沉積在一第一基體之一上表面上的一薄膜電晶體層，該薄膜電晶體層進一步包含在該模組之一上表面上的複數個發光元件和用於接觸該等發光元件的數個第一接觸墊，與數個相關傳導軌道，該第二底板在該上表面上包含數個第二接觸墊，彼等經組配為可提供驅動信號及/或電源給該等發光元件的該等第一接觸墊，其特徵在於：該第一底板進一步包含在各個第一接觸墊之位置處設於該第一基體中的數個貫穿孔，該等貫穿孔致使它們延伸到該等第一接觸墊的該下表面，且其中，第一電性貼附構件設在該等貫穿孔中致使它們延伸到該第一底板之該第一基體的該下表面且第二電性貼附構件設在該第二底板的該等第二接觸墊上，該等第一及第二電性貼附構件相連接致使該驅動信號及/或電源從該第二底板傳送到該第一底板，其中，該等驅動信號為包含用於驅動該等發光元件之資訊以在該顯示器上產生一影像的信號。該等傳導軌道使該等發光元件連接到各種電子組件，例如電流驅動器、電源接觸等等。該第一基體可由一絕緣材料製成且包括一嵌入式TFT主動矩陣。
該第一底板及該第二底板配置成一層疊，或彼此相疊。包含該TFT層及該等發光元件的第一底板負責提供多種驅動信號以及提供電力給該等發光元件。這些驅動信號可能很複雜，因而需要很多連接。由不同類型之底板提供的第二底板可負責提供較低功能性驅動構件。
在第一底板上提供貫穿孔與在該等貫穿孔內的第一電性貼附構件，且同時在第二底板上提供第二電性貼附構件，以使該等第一接觸墊連接到該等第二接觸墊，有不再需要側邊接觸的優點。因此，相鄰發光模組之間的接縫可大幅減少。
第一及第二底板的層疊類似於在彼此的頂部組裝樂高積木。優點在於，在以層疊方式組裝時，第一底板下表面與第二底板上表面之間的所需連接會自動完成。
該第二底板可用作連接到外部驅動器的介面，從而傳送必要的驅動信號及/或功率信號給該等發光元件。由於第二底板在第一底板下面，因此可輕易地連接到位於顯示器後面的任何一種驅動構件。觀視者仍然看不到這個部件。
這也致能儘可能靠近在TFT層上之發光元件地安裝驅動電子器件。另外，該等個別發光模組便於用第二底板連接到任何一種控制器。 該發光模組最好為光機電載體，其攜載經組配為可產生指向觀視者之影像的發光元件。
有利的是，該第二底板大於第一底板致使至少兩個第一底板經組配為可彼此緊挨著設在該第二底板上。
這有以下優點：可輕易製成包含如以上所界定之至少兩個底板的較大顯示器或顯示模組。另外，由於該等連接在後面做成，因此看不到這兩個第一底板之間的接縫。因此，像素間距不會被在兩個相鄰顯示器之間的接縫干擾且可保持很小，即使該等發光元件例如為微型LED。因此，在兩個相鄰顯示器之間的接縫處沒有視覺假影。
較佳地，該第二底板的表面小於被該第一底板佔據的表面，或小於被配置在該第二底板上之該等至少兩個第一底板佔據的表面。
這提供留出空間用於例如可撓連接件以及將該第二底板連接到附加驅動器電子器件的可能性。
該第一基體由經組配為可收容該TFT層的一電氣絕緣材料製成，例如聚醯亞胺(PI)、聚合物、塑料、玻璃、陶瓷、矽、氧化鋁、碳化矽。
該絕緣材料或基體不需要如同LCD工業那樣透明。該材料可以是平坦及硬挺的，例如玻璃或碳化矽，或者是可撓，例如PI。該材料不易碎是有利的，致使孔的製造比較簡單。另外，該材料是薄的為較佳。
該等發光元件可為下列中之任一者：LED、OLED、及其變體、QD-LED、EL-QLED、AMOLED、mini-LED、micro-LED。本發明所提供的解決方案與發光元件的類型無關。不過，也不受限於發光元件的大小。實際上，用於不存在此類解決方案的mini-LED或甚至micro-LED特別有利。
該第二底板最好為下列中之任一者：PCB，或在電氣絕緣基體上的TFT層。
提供在基體上之TFT層和與PCB配置成層疊的組合非常不常見，且提供許多優點，因為PCB可提供較粗糙的驅動性能，且TFT層提供用於驅動發光元件的較精細電子器件。不過，任何基體可使用於該第二底板，例如TFT。第二底板的類型大多取決於應用類型。
有利的是，該第一電性貼附構件包含內設於該等貫穿孔的金屬致使該等孔為金屬化孔。
金屬化該等孔使在貫穿孔內提供連接很簡單。
第一電性貼附構件包含數個奈米纏結(nano entanglement)是有利的。
實際上，奈米纏結可輕易成長於該等金屬化孔上。
該第二電性貼附構件包含奈米纏結甚至更佳。
藉此，奈米纏結設在該第一及該第二底板的介面上且直接提供強壯的機械電氣連接。
該等第一及第二電性貼附構件也可包含導電膠。
該等第一及第二電性貼附構件也可進一步包含ACF。
該第二底板進一步也可有利地包含數種驅動功能性。
較佳地，該第二底板連接到一外部驅動器，經由一可撓連接件為較佳。可撓連接件例如可由柔性PCB提供。
該第一及/或第二電性貼附構件也可設在該第一及/或第二接觸墊的一部份上。其餘的空白部份因此可使用於測試目的。利用奈米纏結，可輕易控制有奈米纏結成長於上的表面。
該部份的尺寸製作成為最先進的微型測試探針或晶圓探針。
該部份最好配置在第一/第二接觸墊之表面上的空白中央部份周圍。藉此，容易施加在用於測試目的之中央空白部份內的針。也可輕易使用針床。
另外，各自在該第一底板之下表面上及/或在該第二底板之上表面上提供一底膠是有利的。在使第一底板在第二底板上對齊時，這些底膠有所幫助。另外，在兩個第一底板的接點處，也可提供在第二底板之上表面上的底膠，用於對齊目的。
在另一方面，也提供一種用於製造發光模組之方法，該方法包含下列步驟： 提供一第一底板，其包含沉積在該第一基體之一上表面上的一薄膜電晶體層，該薄膜電晶體層進一步包含在該模組之一上表面上的複數個發光元件，用於接觸該等發光元件的數個第一接觸墊，與數個相關傳導軌道，其中，該第一底板進一步包含在各個第一接觸墊下面及位置處設於該第一基體中的數個貫穿孔致使它們延伸到該等第一接觸墊的一下表面， 在該等第一接觸墊下面之該第一基體中的該等貫穿孔中，提供第一電性貼附構件至該第一底板，致使它們延伸到該第一底板的一下表面， 提供一第二底板，其包含在一上表面上用於接觸該等第一接觸墊的第二接觸墊， 在該等第二接觸墊上提供第二電性貼附構件， 將該第一底板層壓至該第二底板致使該第一底板之該下表面與該第二底板之該上表面接觸，且致使該等第一及第二電性貼附構件連接以至少傳送驅動信號和功率信號為較佳從第二底板到第一底板的發光元件，且致使在該發光模組之該上表面上的該等發光元件經組配為可朝向一觀視者發光以產生一影像。
製造發光模組的此一方法非常簡單且非常健壯。它不需要高溫，從而不會損傷TFT層。另外，它提供發光模組，其中，所有的連接都在模組內，從而觀視者看不見。使用TFT具有可埋藏主動矩陣的優點，且使得有可能用更複雜的功能性驅動發光元件，例如脈波寬度調變。
提供第一底板的步驟可進一步包含下列步驟：提供一第一底板，其包含沉積在該第一基體之該上表面上的一薄膜電晶體層，該薄膜電晶體層進一步包含複數個發光元件、用於接觸該等發光元件的數個第一接觸墊、與數個相關傳導軌道，且在該等第一接觸墊的位置處，加工在該第一基體中的貫穿孔致使該等貫穿孔延伸到該等第一接觸墊的該下表面。
有可能首先加工在基體上的TFT層，然後製造貫穿孔。優點是，比較容易加工平面基體上的TFT層，然而，在製造該等孔時，不應損傷該等接觸墊。
替換地，提供第一底板的步驟可進一步包含下列步驟：提供一第一基體；在用於提供數個第一接觸墊的設計位置處，加工在該第一基體中的貫穿孔；且在該第一基體之該上表面上沉積一薄膜電晶體層，該薄膜電晶體層進一步包含複數個發光元件、在該等貫穿孔之位置處的第一接觸墊、與相關傳導軌道。
第二種可能性是首先製造該等孔，這可能比較簡單。不過，在有數孔的表面上製造TFT是有可能的，但稍微更複雜些。
提供一第一底板之該步驟用一取放機器人執行也是個優點。這個方法很容易實施，且很準確。發光模組或第一底板的尺寸可減少到最小，甚至一個像素。最低尺寸的極限與機器人、拾取解決方案及廠商或設備有關係。
有利的是，提供第一底板的步驟也有可能包含下列步驟：提供數個第一底板，該第二底板經組配為可收容該等數個第一底板，且其中，將該第一底板層壓至該第二底板之該步驟包含下列步驟：層壓該等數個第一底板於該第二底板上。
在同一個步驟中提供數個第一底板提供以下優點：可用與發光模組相同的方式製造顯示模組。
藉此，可輕易製成包含數個發光模組的顯示模組或第一底板。
另外，該方法可進一步包含下列步驟：在將該等數個第一底板層壓至該第二底板之前，提供一平面基體，其上組裝有面向該平面基體之該等發光元件的所有數個第一底板。
該平面基體可為例如玻璃。這提供顯示模組之平面度對應至該平面基體之平面度的優點。因此，該第二底板不僅提供所需電子器件功能性，也可提供顯示模組的機械勁度及平面度。
有利的是，提供第一電性貼附構件之該步驟包含下列步驟：金屬化該等貫穿孔。
金屬化該等貫穿孔為簡單的製造步驟。
較佳地，金屬化該等貫穿孔之該步驟包含下列步驟：在該等貫穿孔中成長一導電材料，及/或施加一導電材料膏，其中，該導電材料為下列中之至少一者：銅、銀、鋁。
另一個優點是，提供第一電性貼附構件之該步驟包含下列步驟：在該等金屬化孔上成長奈米纏結，該等奈米纏結從該第一基體的該表面突出。奈米纏結提供許多優點，如下文的進一步描述。
提供第一電性貼附構件的該步驟也可有利地包含下列步驟：在該等第一接觸墊之該下表面上成長奈米纏結直到它們從該第一基體之該表面突出。
甚至更佳地，提供第二電性貼附構件之該步驟包含下列步驟：在該等第二接觸墊上成長奈米纏結。
奈米纏結提供許多優點。例如，成長奈米纏結在室溫可實現。此步驟也很快又可靠。
一旦在該等第一及第二底板上提供該等奈米纏結，使用通過將第一背板壓到第二背板上的機械力，做成機械電氣連接。因此無需回流焊接(這需要較高的溫度)，且例如用取放機器人可快速準確地完成發光模組的安置。焊接例如BGA LED模組，由於熔化的焊料，該等模組容易在載板上漂移，而產生接縫(黑色及白色)。這在本發明可以避免。
這個方法也提供使各種模組在高度上彼此互相完美地對齊的辦法，因為電性貼附構件也用作垂直間隔物。因此，各個模塊之間不會側斜也不會在高度上失準。
此一層疊的另一優點是個別發光模組(第一底板)的大小。相較於第二底板，可做出極小的這些模組。當發光模組出現缺陷時，它可輕易地用另一個發光模組替換，且LED模組的裝填可繼續。大部份的在製顯示器由有直接裝填發光元件於大載體上的單塊製成，這導致在生產主動矩陣LED顯示器時有顯示器良率低的問題。
替換地，提供第一及第二電性貼附構件的步驟可包含下列步驟：施加一導電膠，或提供第一及第二電性貼附構件的步驟可進一步包含下列步驟：施加ACF。
也可以使用其他措施，只要這些措施不是應用高溫，且只要可維持所需精確度。
較佳地，該第一基體由經組配為可收容該TFT層的一絕緣材料製成，例如聚醯亞胺(PI)層、聚合物、塑料、玻璃、陶瓷、矽、氧化鋁、碳化矽。該TFT層包含一嵌入式主動矩陣。
甚至更佳地，該第一基體為一聚醯亞胺層。該方法可進一步包含下列步驟：旋塗該聚醯亞胺層於一玻璃基體上，且該方法進一步包含下列步驟：在沉積該TFT層之後剝離該玻璃基體。
使用帶有PI之玻璃基體的優點在於，玻璃與PI有充分接近的熱膨脹係數以避免與基體產生剪應力。
該等發光元件為下列中之任一者是有利的：LED、OLED、及其變體、QD-LED、EL-QLED、AMOLED、mini-LED、micro-LED。
實際上，本發明可應用於任何類型的發光元件，包含較小尺度的發光元件，例如mini及micro-LED。
甚至更佳地，該第二底板可為下列中之任一者：一PCB、或在一基體上的TFT層。
該第一及/或第二電性貼附構件可有利地施加在該第一及/或第二接觸墊的一部份上以使用用於測試目的的空白部份。
較佳地，該部份配置在該第一/第二接觸墊之該表面上的一空白中央部份周圍。
甚至更佳地，各自提供一底膠於該第一底板之該下表面上及/或於該第二底板之該上表面上。
這些底膠可用來促進第一底板在第二底板上的對齊。
甚至更佳地，在第二底板上表面上的兩個第一底板之接點處施加底膠用於改善這兩個第一底板的對齊。
該第二底板可進一步包含數個驅動功能性是有利的。
該第二底板可連接到一外部驅動器也有利，經由一可撓連接件為較佳，例如一可撓PCB。
該第二底板可用作接到外部驅動構件的介面或可包含這些驅動構件。
在另一方面，也提供一種用本發明所述方法製成的發光模組。
在又一方面，也提供一種用本發明所述方法製成的顯示模組。
根據本發明的方法可完美地擴展到顯示模組的製造，其中在第二底板上配置任何個數的發光模組。個別發光模組(或第一底板)的尺寸可跟像素一樣小或可為例如X個像素乘Y個像素的矩陣，其中，X=4且Y=4。這個封裝件可用作顯示模組的‘組件’。使用較小發光模組的優點在於，如果發生故障，需要更換的組件較少。
也提供一種拼接顯示器，其包含根據本發明之複數個顯示模組。
可進一步組裝該顯示模組成以提供一種拼接顯示器，各拼塊由一顯示模組提供。
在適當地參考附圖仔細閱讀詳細說明後會明白本發明的進一步效益及優點。
用來描述特定具體實施例的術語並非旨在限制本發明。如本文所使用的，「一」與「該」的單數形式旨在也包含複數形式，除非上下文以其他方式清楚表示。用語「及/或」包括列舉相關項目中之一或多個的任何或所有組合。應瞭解，用語「包含」是詳述有列出之特徵的存在，但不預先排除它有或附加一或多個其他特徵的存在。更應瞭解，當方法中之一特定步驟被稱為在另一步驟之後時，它可直接跟隨該另一步驟，或在進行該特定步驟之前，可進行一或多個中間步驟，除非有特定說明。同樣，應瞭解，在描述結構或組件之間的連接時，可直接或通過中間結構或組件來建立此連接，除非有特定說明。
本發明的描述將參考數個特定具體實施例及附圖，但是本發明不受其限制而僅受限於專利請求項。述及附圖只是示意圖且不具限定性。附圖中，為了圖解說明，誇大某些元件的大小且不按比例繪製。當用語「包含」使用於本文及專利請求項中時，它不排斥其他的元件或步驟。
此外，本文及專利請求項中的用語第一、第二、第三及其類似者用來區分類似的元件且不一定用來描述順序或時序。應瞭解，所用術語在適當情況下可以互換且描述於本文的本發明具體實施例能夠以不同於本文所述或所示的其他順序運作。
用語「約」或「大約」及其類似者同義且用來表明，用語所修飾的數值具有與其相關聯的理解範圍，在此該範圍可為+20%、+15%、+10%、+5%、或+1%。用語「實質上」用來表明，結果(例如，測量值)接近目標值，在此接近可意指，例如，結果在數值的80%內，在數值的90%內，在數值的95%內，或在數值的99%內。 定義與縮寫字 主動矩陣
主動矩陣使用於平板顯示器的一種定址方案。在切換個別元件(像素)的這種方法中，各像素附接至在定址其他像素時主動維持像素狀態的一電晶體及電容器。
主動矩陣電路常用在形成於顯示器基體上方之半導體層中的薄膜電晶體(TFT)建造且採用獨立的TFT電路以控制顯示器中的每個發光像素。該半導體層通常為非晶矽、多晶矽且分佈在整個平板顯示器基體上方。主動矩陣顯示器也可為例如LCD或電泳反射透射發光顯示器(electrophoretic reflective transmissive emitting display)或類似者。
一個顯示子像素可用一個控制元件控制，且各個控制元件包括至少一電晶體。例如，在簡單的主動矩陣發光二極體顯示器中，各個控制元件包括兩個電晶體(選擇電晶體與功率電晶體)與用於儲存指定子像素之輝度的一個電容器。各LED元件採用連接到該功率電晶體的一獨立控制電極與一共用電極。本技藝習知主動矩陣中之發光元件的控制經常通過資料信號線、選擇信號線、電源或供電接線(例如，稱為VDD)與接地連接來提供。 BGA 球柵陣列
底板為包含經組配為可驅動發光顯示器之電子組件的板子。底板可為例如PCB底板(例如，FR4 PCB)、或TFT底板。
載板係指經組配為可收容至少一發光模組或顯示模組的板子。它用來作為拼接顯示器的支承結構。該載板可為底板或機械支承結構。它也可用來作為電源、接地以及分配發光元件之驅動信號的配電板。
驅動信號或資料信號為包含用於驅動發光元件之資訊以在顯示器上產生影像的信號。取決於它們在傳輸流動中的那個階段，它們可為數位信號、或類比信號、或光脈衝信號等等。 顯示器
顯示螢幕可由稱為「顯示像素」或「像素」的發光像素結構構成，其中顯示像素的數量決定「顯示解析度」，有時被稱為「原生顯示解析度」或「原生像素解析度」。顯示解析度的測度可為顯示像素在顯示器中的總數，例如1920x1080個像素。各個顯示像素可發射在顯示色域(亦即，顯示器能夠提供的顏色集)之所有顏色中的光線。
各個 顯示像素可由被稱為「 子像素」的發光元件構成，彼等經常能夠發射紅色(R)、綠色(G)或藍色(B)(也有可能是白色、黃色或其他顏色)。顯示像素可包含至少3個子像素：一個紅色、一個綠色和一個藍色子像素。另外，該顯示像素可包含在上述顏色中之任一中的其他子像素(以進一步增加色域)。取決於子像素的類型，該顯示像素則可稱為RGB-、RGGB-、RRGB-像素等等。雖然單一顯示像素可產生顯示色域中的所有顏色，但是單一子像素不能。
單一子像素的發光可個別控制使得各個顯示像素可發射形成請求影像所需的亮度及顏色。
顯示模組為包含配置於一載體上之至少一發光模組的模組。該顯示模組的載體經組配為可將驅動信號及功率信號傳遞到該至少一發光模組。
複數個顯示模組可放在較大的載板(機械介面)上以建立拼接顯示器且連接到外部驅動器或顯示模組。該驅動器的功能性也可嵌入顯示模組。
工作週期，用語工作週期描述「開啟」時間與定期間隔或「週期」時間的比例；低工作週期對應至低功率，因為電源在大部分的時間關閉。工作週期以百分比表示，100%為全開。
FR-4(或FR4)為用於玻璃強化環氧樹脂層壓材料的NEMA等級名稱。FR-4為由有耐火(自熄)環氧樹脂黏合劑之編織纖維玻璃布構成的合成材料。「FR」代表阻燃劑。
對 絕緣的引用隱含地假定它是電氣絕緣的，此類絕緣環或絕緣材料、或絕緣基體係指電氣絕緣環、或電氣絕緣材料或電氣絕緣基體。 LED。發光二極體
發光元件。發光元件可為例如固態發光元件，例如發光二極體，例如LED或OLED(有機LED)。 發光模組
發光模組為有一定尺寸的光機電子載體，其攜載指向觀視者的發光元件和驅動及控制電子器件的可能發光元件。驅動這些發光元件可產生靜態或者是動態(視訊)的影像。以下該發光模組會被稱為「LED模組」，然而本發明不限於LED。數個LED模組或OLED模組可互相緊挨著安置以形成顯示模組。數個顯示模組可拼接在一起以形成較大的拼接顯示器。
為原子元件(亦即，看不見)的微小LED模組可稱為「印模(stamp)」。該發光模組可具有任何大小及形狀。如果適合裝入用來把它放在顯示模組上的取放機器人，它可呈矩形或方形、六角形、三角形、任何形狀。它也可包含含有紅綠藍色發光元件的一個像素。
該發光模組包含至少一底板。該底板的頂面包含發光元件與使各種發光元件連接到各種電子組件(例如，電流驅動器、電源接觸等等)的相關傳導軌道。該底板可為PCB、在玻璃的TFT、在PI上的TFT、等等。
來自同一申請人的以下專利申請案提供LED顯示器及相關用語的定義。從而這些用語的定義併入本文作為參考資料。 - US7972032B2「LED Assembly」 - US7176861B2「Pixel structure with optimized subpixel sizes for emissive displays」 - US7450085「Intelligent lighting module and method of operation of such an intelligent lighting module」 - US7071894「Method of and device for displaying images on a display device」。 MUX多工器 PAM脈波振幅調變
被動矩陣(PM)被動矩陣定址為使用於早期LCD的定址方案。這是意味定址mxn顯示器只需要m+n個控制信號的矩陣定址方案。被動矩陣中的像素必須在沒有主動驅動電路下維持它的狀態直到可再度刷新它。 PWM脈波寬度調變
脈波寬度調變使用調變其脈波寬度會導致波形平均值變動的矩形脈波。該方波有週期T、下限I0(以吾等的情形而言，通常為0)、上限I1與工作週期D。一個脈衝P的持續時間(信號處於上限的時間)為D/100*T(如果D以%表示)。例如，如果D=50%，則脈衝的持續時間為½T。在同一申請人的世界專利世界專利WO2019185935A1中可以找到更完整的定義。 TGV貫穿玻璃通孔
薄膜技術(TFT)係指使用以下薄膜：沉積在玻璃、陶瓷或半導體基體上厚度只有幾個分子的膜以形成例如電容器、電阻器、線圈、冷子管(cryotron)、或其他電路組件。厚度有一到數百個分子的材料膜沉積在例如玻璃或陶瓷的固體基體上，或作為支承液體上的一層。TFT可沉積在例如玻璃或PI的基體上。它包含數層的配線、半導體及隔離層。 說明
儘管本發明的圖示及描述大部份參照LED或微型LED，然而本發明不限於此，且也可有利地用於其他類型的發光元件，如在本申請案中所界定的。
圖1A、1B及1C圖示用於顯示模組或顯示器100的發光模組110。在圖1C中，顯示模組100包含配置在載體120上的複數個發光元件110。該等發光元件可為設在定義區段中的任何發光元件。不過，為清楚起見，圖示實施例將使用LED。因此，特此圖示包含複數個LED模組110的LED顯示器(或顯示模組)100。圖1A提供該顯示器的側視圖，同時圖1C提供正視圖且圖1B為圖1A的近視圖。各模組110通過提供機械電氣連接的接觸配線130固定至載體120。該載體經由連接到經組配為可提供驅動及控制電子器件之外部驅動器連接件150的可撓導線155進一步連接到外部驅動器140。
載體120可為帶有或沒有驅動器電子器件的PCB或TFT底板。在上圖中，載體120為TFT底板，其經由可撓導線155連接到帶有驅動器電子器件140的驅動器PCB。該可撓導線可由例如可撓PCB(柔性PCB)提供。
圖1B圖示LED模組110的近視圖。在此實施例中，該LED模組包含配置成層疊的兩個底板：前170、後180TFT底板。該前及/或後底板也可為PCB。因此，前/後TFT底板/PCB底板的任何組合有可能。本實施例以TFT底板為例圖解說明。
從前底板170到後底板180的連接常用在邊緣上的接觸片2120達成。在兩個TFT底板之間的球體230為間隔物以控制這兩個TFT底板之間的距離。此LED模組110也通過連接240連接到載體120。在此實施例中，載體120為PCB。在組裝後，底板170與後底板180用在其間的間隔物膠黏在一起以維持它們之間的平面性和平行性。
使用微型LED於顯示器中帶來新的挑戰。實際上，如前述，micro-LED顯示器最好用與LCD顯示器類似的方式驅動，亦即，用主動矩陣。因此，應使用TFT技術。
Micro-LED之陽極與陰極的距離約為20-40微米。因此，在兩個相鄰LED之間的空間也大幅減少。在此空間中，需要安裝LED的接觸墊。在兩個相鄰接觸墊之間的空間可約為35微米。
為了提供驅動信號給每個micro-LED，需要藉由電氣連接進出在TFT層上的墊。不過，LED模組的側邊沒有提供此類連接的空間，如圖2B中有例如側邊接觸片2120的實施例所示。
因此，需要提供進出μLED的背面以避免側邊接觸片且致使各個LED的驅動功能性可儘可能靠近μLED本身地配置在TFT上。 另外，可能需要考慮以下限制：
TFT加工限制在基體的一面。在μLED的情形下，高度需要有效的電源佈線，因為μLED是單獨電流驅動的。基於PWM之μLED顯示器的驅動比電流LCD及OLED驅動更加複雜，因此每個像素的功能性在此情形下較高。
由於此類μLED顯示器的複雜性，單一層疊LED模組可能仍然無法提供足夠的空間以提供像素所需的所有功能。因此，該等LED模組可包含一個以上底板，且為至少兩個底板的層疊，第一底板與第二底板。例如，兩個TFT底板或TFT與PCB底板的層疊，其中，層疊(底板)中之各層專用於提供用以驅動顯示器之發光元件的某些控制功能性。
為了增加功能設計在基體上的可用面積，需要一種新的方式在μLED像素之間分配功率及/或驅動信號。
因此，本發明的發明人設想不是從側邊而是從TFT層下面進出設在TFT層上之發光元件的每個接觸墊。
TFT層通常沉積在絕緣基體上。在整個說明中對絕緣基體的引用應理解為電氣絕緣基體。為了能夠以電子方式從下面進出在TFT層上之發光元件的接觸墊，應在絕緣基體中做出直到接觸墊下表面的貫穿孔。
該基體可由絕緣材料製成且包括一嵌入式TFT主動矩陣。
因此，最好使用在其中可輕易做出貫穿孔的材料。
在例如LCD顯示器中，該TFT層通常在玻璃層上加工。為了進出在頂部的接觸，解決方案是在玻璃中提供TGV(貫穿玻璃通孔)。通常在矽的分佈層中提供在玻璃上的TGV。不過，這在顯示器領域比較不常見，因為需要製造成本及較高的工作量，亦即，鑽孔與金屬化。TFT加工也可用於其他材料，例如PI(聚醯亞胺可撓基體)。
在電子器件中常見使用PI來提供可撓基體。不過，在TFT製程中使用PI比較不常見。PI通常旋塗於玻璃層上。然後沉積該TFT層。這有可能，因為PI和玻璃兩者的熱膨脹在此過程中很相似。然後，可用雷射剝蝕來移除該玻璃層。
聚醯亞胺的優點在於，它是充分薄的可撓基體，致使在基體內可製作數個貫穿孔。
實際上，由絕緣材料提供的第一基體可進一步滿足以下要求。
最好該基體的材料足夠平坦和堅硬致使在其上可加工TFT，例如玻璃或碳化矽。如果材料不硬而是可撓的，該材料有與要在其上加工TFT層之基體類似的熱膨脹係數致使在TFT加工期間不會出現剪力約束很重要。例如PI和玻璃會有這種情形。
另外，脆性材料比較不佳，因為在其內部製成孔比較困難。另外，最好是薄的材料。
聚醯亞胺為較佳材料，因為在其上可加工TFT，如上述，且可輕易做出數個貫穿孔。PI的優點是可以做得很薄，例如有20到25微米的厚度。
該發光模組因此可包含第一底板，其包含沉積在第一基體上的薄膜電晶體層，該薄膜電晶體層進一步包含複數個發光元件及第一接觸墊與相關傳導軌道。
該第一基體可為適合收容TFT層的任何絕緣材料，例如聚醯亞胺(PI)、聚合物、塑料、玻璃、陶瓷、矽、氧化鋁、碳化矽。
該基體可由一絕緣材料製成且包括一嵌入式TFT主動矩陣。
因此在各個第一接觸墊的位置處提供第一基體的貫穿孔以便能夠接觸及驅動顯示器的發光元件。
圖2A圖示根據本發明之一具體實施例的發光模組。發光模組200包含第一底板210與第二底板220。該第一底板包含沉積在第一基體212上的薄膜電晶體層215，該薄膜電晶體層進一步包含複數個發光元件255、第一接觸墊251、與相關傳導軌道256。
如圖2A所示，第一基體212中，在第一接觸墊251的位置處提供複數個貫穿孔225。該等貫穿孔使得它們延伸到該等第一接觸墊的下表面。
發光模組200也包含第二底板220，其包含經組配為可提供驅動電流及電源給發光元件255之第一接觸墊251的數個第二接觸墊261。
為了使該等第二接觸墊261連接到第一接觸墊251，在第一底板連接到第一接觸墊之下表面的貫穿孔中提供第一電性貼附構件。在第二底板的第二接觸墊上提供第二電性貼附構件，該等第一及第二電性貼附構件相連接致使驅動電流及/或電源從第二底板傳送到第一底板。
如圖2A所示，且在本發明的所有具體實施例(圖3A、4A)中，第一及第二底板配置成層疊致使該第一底板的一下表面與該第二底板的一上表面接觸。配置成層疊的優點在於，不同的底板可用與樂高積木的類似方式彼此相疊地組裝，且在第一及第二底板配置成層疊時，出現所需連接(電氣及/或電力)。
生產此一發光模組可能有不同的方法。
一般來說，該方法應包含下列步驟。
第一步驟可提供包含含有沉積在第一基體上之薄膜電晶體層的第一底板。該薄膜電晶體層可包含複數個發光元件、用於該等複數個發光元件及相關傳導軌道的第一接觸墊。所提供的第一底板可能已經包含貫穿孔，或者可用加工步驟來提供這些，該等貫穿孔設在各個第一接觸墊的位置處。
作為第二步驟，在第一接觸墊下面的第一基體的貫穿孔中，可提供第一電性貼附構件至第一底板，致使它們延伸到該等第一接觸墊的下表面。
作為第三步驟，也可提供包含用於接觸第一接觸墊之第二接觸墊的第二底板。
作為第四步驟，有利地提供在該等第二接觸墊上的第二電性貼附構件。
最後，可將第一底板層壓或壓印至第二底板致使該等第一及第二電性貼附構件連接以傳送來自該第二底板的驅動信號及/或功率信號到該第一底板的該等發光元件。
圖2B至4圖示製造此一發光模組的不同具體實施例。在圖示實施例中，該等發光元件假設為micro-LED。
提供第一底板有不同的方法。這些方法中之一些圖示於附圖。不過，這些方法大部份取決於所使用之絕緣基體的類型。
例如，參考圖2B，如果第一基體為聚醯亞胺(PI)，則第一步驟可以是加工在玻璃上的PI層。這通常是藉由旋塗PI層於玻璃基體上來完成。
在旋塗PI層於玻璃上之後，沉積TFT層於PI層上，如步驟201所示。TFT層215包含數個LED 255、傳導軌道256與用於接觸LED的第一接觸墊251。該等第一接觸墊251配置在兩個相鄰LED 255之間。
然後，該玻璃可用例如雷射剝蝕(未圖示)移除。
在步驟202，在第一接觸墊251的位置處，提供在PI層內的貫穿孔225，致使該等貫穿孔延伸到第一接觸墊251的下表面。在此製程中，在不損壞接觸墊下移除PI層很重要。因此，為了不損壞接觸墊，此步驟可用例如雷射剝蝕來完成。給定通常在20至25微米之間的PI層之厚度，此製程可用雷射完成。
在步驟203及204，第一電性貼附構件230設在該等貫穿孔中。
例如，首先在步驟203金屬化該等貫穿孔225。實現該等孔的金屬化230a可藉由在該等貫穿孔中成長例如銅的導電材料，或用例如銀膠的導電材料膏填充該等孔、等等。重要的是，該材料延伸達到第一接觸墊的下表面。
在步驟204，奈米纏結230b進一步成長於金屬化孔230a上致使它們從PI表面突出。
在步驟204，提供第二底板220，其中，該第二底板包含位置與該等第一接觸墊之位置對應的第二接觸墊261。第二底板220可包含驅動電子器件、晶片245與連接件246。
第二電性貼附構件235設在第二接觸墊261上。第二電性貼附構件235可包含從第二底板之表面突出的奈米纏結。
在最後一步，將第一底板210層壓至第二底板220上，致使該等第一及第二貼附構件連接，且由第二底板之驅動電子器件、晶片及連接件提供的驅動及/或功率信號可傳送到在TFT層上的LED。
在奈米纏結在PI基體及第二底板之表面突出的情形下，這兩個表面的奈米纏結容易連接且同時提供機械及電氣的牢固連接。該連接提供在較大表面積上的連接，同時提供機械連接。以下說明會進一步描述奈米纏結。
圖3A所示的發光模組用圖3B所示的製程得到，其提供製造LED模組300的第二實施例。也假設，第一基體為PI層。假設，該PI層已用在玻璃(未圖示)上的旋塗加工。
在第一步驟301，在玻璃載體311上的PI層312中提供貫穿孔325。
在第二步驟302，TFT層315沉積於PI層312上，致使在該等貫穿孔的位置處提供第一接觸墊。玻璃載體311仍可存在。然後，該玻璃載體可用例如雷射剝蝕剝離。
第一電性貼附構件330隨後裝設在第一接觸墊351下面的貫穿孔325中。
例如，首先在步驟303金屬化貫穿孔325。實現該等孔的金屬化230a可藉由在貫穿孔中成長銅、或用銀膠填充該等孔、等等。重要的是，該材料延伸達到第一接觸墊的下表面。
在步驟304，奈米纏結230b進一步成長於金屬化孔230a上致使它們從PI表面突出。
在步驟304，提供第二底板320，其中，該第二底板包含位置與第一接觸墊351之位置對應的第二接觸墊361。第二底板320可包含驅動電子器件、晶片245與連接件246。
第二電性貼附構件335設在第二接觸墊361上。第二電性貼附構件335可包含從第二底板之表面突出的奈米纏結。
在最後一步，將第一底板310層壓至第二底板320上，致使該等第一及第二貼附構件連接，且由第二底板之驅動電子器件、晶片及連接件提供的驅動及/或功率信號可傳送到在TFT層上的LED。
此方法的優點在於，該等接觸墊在TFT加工期間直接設在貫穿孔的位置處。不過，沉積TFT於不平坦表面上的製程比較困難。
在用圖2解釋的實施例中，該等貫穿孔在沉積TFT層於電氣絕緣基體上之後製造。反之，在用圖3解釋的實施例中，該等貫穿孔在沉積TFT層於電氣絕緣基體上之前製造。
第三實施例圖示於圖4A及4B。圖4A圖示用圖示於圖4B之製程得到的LED模組。在此實施例中，提供與其他兩個實施例不同的第一電性貼附構件430。不重覆描述在提供第一及第二電性貼附構件之前的步驟401及402，因為這些步驟可作為步驟201及202或301及302執行。
因此，在步驟403，在第一接觸墊461的下表面下面，提供在各個貫穿孔425中的第一電性貼附構件430。在此實施例中，藉由直接成長奈米纏結到第一接觸墊461的下表面上來提供該第一電性貼附構件。因此，在此實施例中，該等貫穿孔不像其他實施例那樣被金屬化。奈米纏結可成長達到所欲長度。最好它們也從PI層的表面突出，如圖4B所示。
在步驟404，提供第二底板420，其中，該第二底板包含位置與該等第一接觸墊451之位置對應的第二接觸墊461。第二底板420可包含驅動電子器件、晶片445與連接件446。
第二電性貼附構件435設在第二接觸墊261上。第二電性貼附構件435也由最好從第二底板420表面突出的奈米纏結提供。
在最後一步，將第一底板410層壓至第二底板420上，致使該等第一及第二貼附構件連接，且由第二底板之驅動電子器件、晶片及連接件提供的驅動及/或功率信號可傳送到在TFT層上的LED。
所有三種情形都能夠使例如PCB(剛性或可撓)或在玻璃或任何其他基體上之其他TFT、具有或沒有驅動電子器件的第二底板連接到第一基體的背面，從而減少接到TFT層上各種控制元件之側邊接觸的需要或個數。
因此，該第二底板可為PCB，但是也可為在例如玻璃或PI或任何上列基體之任何基體上的TFT。它可包含或不包含驅動器電子器件。
因此，也有可能將兩個TFT底板背靠背地連接在一起(背面對應至TFT底板的基體面)，致使兩個TFT層在層疊的外面上。在兩個獨立TFT底板上可加工發光模組的正面及背面。第一底板包含發光模組的已加工電子電路且第二基體包含電源及驅動電子電路，與背面的發光模組。然後，例如，使用導電黏著劑黏膠或熔融接合(fuse bonding)可使第一底板及第二底板背靠背地附接且互相固定。
替換地，如果可利用雙面TFT加工，電源及驅動電路可直接加工到第一TFT底板的背面上。這導致緊湊的設計，其厚度僅為一個基體或顯示面板。附加優點是單晶堆疊(monolithic stack)可減少組裝時間。
如果發光模組的頂層包含完全地平面層(連接到系統地平面的層)，這會致能整個模組的電磁干擾(EMI)屏蔽。
在概述的實施例中，提供第一及第二電性貼附構件的方式不同。電性貼附構件最好滿足以下要求：取決於應用，它們需要足夠精確(例如，在用於micro-LED顯示器的數微米水平)，它們最好在低溫下施加，室溫為較佳，致使TFT層在製程期間不受損。實際上，TFT對溫度很敏感，因為如果使用較高的溫度，它的性質會發生不可逆轉的改變。另外，這些構件最好也提供機械連接。
較佳的構件是利用奈米纏結。此類奈米纏結描述於例如下列專利申請案：歐洲專利EP3711462A1與德國專利DE102018122007A。
這種技術允許同時實現電氣連接與機械連接兩者。這種新方法描述在批次製程中以受控方式在導電表面(例如，銅、鋁)上使奈米導電配線成長到所欲長度的可能性。此方法進一步在較大的範圍內可用來增加大電流裝置(功率發光二極體、配電連接件)的接觸區。做成該連接不需要焊料或黏膠。此一技術對於關鍵應用很有趣。另外，因為它是機械連接，對於X、Y、Z及旋轉的控制是在控制之下。此一技術也是允許在空腔內成長奈米纏結的流電製程(Galvano process)。另外，它在室溫下應用，這對不損壞TFT層有利。
在本申請案中，此類銅奈米纏結可成長於這兩個接觸區上(例如，第二底板上的μLED第一接觸墊與第二接觸墊)。
除了很好的電氣連接以外，它們也提供高度的機械連接。奈米纏結有不規則的形狀，導致更好的接觸表面。實際上，該等配線的表現類似毛刷。因此，當組裝此類毛刷時，可最大化摩擦和接觸表面，這導致很穩定的連接。另外，它們有適應任何表面平面度變化或粗糙度的優點，如下述。
在圖示於圖2A至4B的所有實施例中，使用奈米纏結作為電性貼附構件因此是特別有利的。
在圖示於圖4A及4B的第三實施例中，奈米纏結在貫穿孔內可成長達到所欲長度。實際上，奈米纏結的長度取決於鍍鋅階段(galvanization phase)的持續時間。因此，該等奈米纏結的生長使得它們長到足以克服PI的厚度，如圖4B所示，然後這些可輕易連接到第二底板，亦即，PCB中介層。
因此，在雷射剝蝕PI層中之孔後，在已達到接觸墊的銅層時，在PI層中之所有孔的銅層上面成長出奈米纏結。因此，在此製程中，沒有必要金屬化該等孔。
在圖示於圖2B及3B的第一及第二實施例中使用奈米纏結也是有利的。實際上，該等奈米纏結可成長於金屬化孔與第二底板兩者上，亦即，PCB中介層。由於毛刷和連接的表面積增加，兩個表面的接觸會產生非常牢固的電氣和機械連接。
提供與以上所述類似之優點的其他電性貼附構件例如為導電膠，習知為「UP 400」，例如描述於下列專利申請案者：歐洲專利EP2722415A1。
其他的電性貼附構件包括使用ACF或各向異性導電箔。
例如熔融接合、熱壓縮接合(用熱及壓力產生金屬間化合物)、雷射焊接等等的其他方法為有效的解決方案，只要該材料可承受製程參數，特別是熱。有透過熱壓縮的‘質量接合’方法，在此用熱製程將μLED的矩陣配置於耐熱膠帶上然後裝上基體。
如應用不需要與微型LED相同的解析度，比較不精確的其他技術也可用來提供在貫穿孔中的電性貼附構件。關於TFT，使用在低溫(室溫)施加的製程很重要。
特此提供一種解決方案以藉由避免側邊接觸來電氣及機械組裝配置成層疊的兩個底板以減少接縫且在底板之間提供看不見的連接。可推廣到任意數量的層疊。這些教導也可以推廣到顯示器以外的其他應用。例如，可使用其他類型的感測器，例如光度計，而不是發光元件。
實際上，特此提供新構件以使設在第一底板上之半導體裝置的接觸墊連接到第二底板，該等第一及第二底板配置成層疊。
達成此事是藉由在該等接觸墊下面提供第一底板的貫穿孔，且在貫穿孔中提供電性貼附構件以連接到第二底板。該電性貼附構件由奈米纏結提供為較佳。
可進一步應用與上述辦法類似的辦法以使發光模組或複數個發光模組連接到顯示模組，例如PCB中介層。
圖1A至1C圖示顯示模組100(或顯示器)，其中，在載體120上配置複數個發光模組110。
一般來說，LED模組110的背面可使用BGA技術，致使各個LED模組扇出該等通孔到接觸網格。如圖1A、1B及1C所示，各個LED模組110隨後可組裝到可為PCT底板或TFT的載體120上。使各個LED模組110連接到載體120的一種可能性是用與BGA類似的方式焊接各個LED模組。
不過，包含載體120和LED模組110的完全層疊需要通過回流爐。如前述，並非所有TFT底板技術或在LED上面的對比增強材料(例如，量子點)可承受各種溫度焊接曲線(temperature solder profile)。另一種解決方案可能是使用導電膠，但是此黏膠可能也需要固化(UV、溫度、或時間)。
可應用與上述辦法類似的辦法，將發光模組組裝到顯示模組。藉由重新界定構成顯示器的層疊中之各層的功能性，上述辦法也可用來提供顯示模組或顯示器的新配置。
圖5A及5B根據本發明示意圖示顯示模組500。圖5B圖示顯示模組500的頂視圖，其包含配置在第二底板520上的4個第一底板510。圖5A為圖5B的橫截面。包含如上述之貫穿孔525及第一電性貼附構件530的兩個第一底板510經組配為可配置在如上述也包含第二電性貼附構件535的第二底板520上。
在此具體實施例中，第二底板520因此經組配為可收容至少一第一底板510從而提供顯示模組500。在此實施例中，載體520接替第二底板220、320、420的功能，如在說明圖2A至4B之實施例時所解釋的。
當載體(第二底板)的尺寸致使至少一第一底板210、310、410可組裝於其上時，上述方法因此可用來提供顯示模組500。
該第二底板或載體520可為下列中之任一者：PCB、FR4 PCB或TFT底板，彼等可帶有或沒有驅動器電子器件。在圖示於圖5A的實施例中，載體520為TFT底板，其經由柔性PCB 580連接到帶有驅動器電子器件的驅動器PCB 560。
提供第一及第二電性貼附構件530及535以使該等第一底板510連接到第二底板520，如上述。
此具體實施例的優點是有可能使用用於複數個第一底板的共用第二底板，而不是為每個第一底板提供獨立的第二底板以建立個別LED模組。複數個第一底板配置在此第二底板上的組合導致產生顯示模組。因此，發光模組與顯示模組之間的差異在於第一底板設在第二底板上的個數。
因此，上述用於製造LED模組的方法可用來製造顯示模組，唯一的差異是，第二底板應大到足以容納數個第一底板。
由於第一及第二電性貼附構件的本質，在顯示模組的製造期間有可能提供有改良平面度的顯示模組。實際上，該方法應進一步包含首先提供一平面基體的步驟。下一個步驟是要在該平面基體上配置有面向平面基體之發光元件的數個第一底板。然後，該平面基體應有組成顯示器(或顯示模組)的尺寸。該等數個第一底板應一個相對於另一個地位在最終位置，致使像素間距在顯示模組上保持不變。該平面基體可為例如玻璃，因為可製造出有改良平面度的玻璃。另外，該平面基體可包含對齊構件以使該等數個底板的各個第一底板互相對齊。該對齊構件可由物理標記及/或視覺標記提供。
下一個步驟是要層壓或壓印第二底板於該等複數個第一底板上。由於第一及第二電性貼附構件會適應第一及第二底板的粗糙度(不平整)，該製造方法會提供有改良平面度的顯示模組。
因此，除了為電氣及機械黏合劑以外，該等第一及第二電性貼附材料也有垂直間隔物的功能。
當奈米纏結用來作為第一及第二電性貼附構件時，由於它們像毛刷一樣作用，它們有能夠適應該等第一及第二底板之不平整的優點。
因此，第二底板或載體520不僅是LED模組的電氣介面，也是用於使該等LED模組保持在原位的機械支撐。
使用第一及第二電性貼附構件有不再需要如同一申請人之專利申請案世界專利WO2020126059A1所述之間隔物的優點。因此，該等第一及第二電性貼附構件大幅簡化顯示模組。
另外，第一底板510包含複數個LED，其中，每組3個LED界定一個像素550。兩個相鄰像素的距離ΔP為像素間距。像素間距在顯示模組上保持不變很重要，特別是在兩個相鄰LED模組的接縫處。由於第一底板與第二底板接觸的新方式，使得這成為有可能，因為有足夠的空間用來容納所需電子器件且可減少或去除側邊接觸。
如圖6A及6B所示，拼接顯示模組或顯示牆可包含緊挨著互相拼接的多個顯示模組600。然後，可撓導線580用來使該等顯示模組的第二底板520連接到驅動電子器件560及/或互相連接。可撓導線580的彎曲比有限且因此限制顯示模組600之間所提供的最小距離，從而可能影響像素間距ΔP。
為了克服這個問題且提供足夠的空間給可撓導線580的彎曲(也稱為可撓導線的扇出)，如圖5A至6B所示，可做出比在第二底板520上排列成陣列之組合第一底板510之表面小的第二底板520表面。
另外，圖6A及6B圖解說明可如何組裝兩個顯示模組500以提供拼接顯示器600。ΔM圖示兩個相鄰LED模組之間的空間，且ΔD圖示兩個相鄰載體520之間的間隔。藉由提供適當的ΔM及ΔD，顯示器的像素間距ΔP在LED模組內、兩個相鄰LED模組之間和兩個相鄰顯示模組之間可保持不變。由於有足夠的空間來調整ΔM及ΔD，這成為有可能。如圖6A及6B所示，像素間距ΔP在組成顯示器中保持不變。
值得一提的是，驅動器560的驅動功能性也可嵌入載體520。
這種模組化辦法讓顯示器有以下優點：需要用於發光顯示器之運作的功能性可散佈在層疊的不同層或由彼等共享。層疊的不同層或底板也可進一步提供組成顯示器的機械功能，亦即，用於LED模組及顯示模組之總成的機械板。
實際上，顯示模組(或LED模組的第二底板)的載體可為PCB板且同時提供顯示器的所需機械勁度。
另外，該等驅動功能性可以按照以下方式拆分： - TFT層(第一底板)可提供用於驅動發光元件的較精細功能性， - PCB板(第二底板)可提供較粗糙功能性且同時提供顯示器的所需機械勁度。
例如，對角線55吋的顯示器可由配置在55吋(或更小，如圖6B所示)之PCB載體上的任何個數LED模組構成。然後，可能將或不將此PCB載體連接到外部驅動器。
在用所述方法製造顯示模組時，其中，該等顯示模組包含數個第一底板，該等數個第一底板可使用一取放機器人組裝。例如，在該等發光元件面向平坦表面下，該等數個第一底板可使用一取放機器人組裝於平面基體上。此一取放機器人可以很精確定位該等第一底板。此一機器人在所有方向可提供達2至3微米的精確度。為了(在視覺上)不破壞兩個模組之間的像素間距，可設定大約最多1%像素間距的精確度。使用此一機器人來組裝第一底板的進一步優點在於：可做出極小的第一底板，例如跟像素一樣小。尺寸限制可以只取決於機器人。這有以下優點，如果模組失效，可用另一個模組輕易取代，而不會危及整個顯示器。一旦該等數個第一底板組裝於平面基體上，可將該第二底板層壓至該等數個第一底板。
也有可能只施加第一及/或第二電性貼附構件於第一及/或第二接觸墊中之各者的一部份上。這提供使用第一及/或第二接觸墊中用於測試目的之空白部份的可能性。例如，用於測試目的的空白部份可為接觸墊面積的至少10%。
圖7A及7B圖示接觸墊730A、730B，其中，電性貼附構件732A、732B已只施加至有用表面的一部份上，留下可用於測試目的的其餘表面731A、732B。例如，在把LED模組放在載體520上之前，可使用測試LED模組530的測試針。此模組也可用針床測試。
奈米纏結的優點在於它們可很精確地施加因而可以只施加於接觸墊的一小部份上。
在圖7A中，該電性貼附構件已施加於該表面的一半上。在圖7B中，該電性貼附構件也可設在第一及/或第二接觸墊上的中央空白部份周圍，致使該中央空白部份可使用於測試針及/或測試針床。
使用連接LED模組與載體之第一及/或第二電性貼附構件的附加優點是，除了使用於它們之間以外，底膠710甚至可使用於相鄰LED模組的間隔及/或對齊，及/或第二基體與第一基體的對齊目的。圖7C圖解說明底膠710可如何使用於組成的顯示模組500。
底膠710例如可設在第一底板的下表面上或第二底板的上表面上，或兩者上。底膠711也可設在位於兩個第一底板之接點處的第二底板上。
圖7D圖示不使用底膠的組成顯示模組500。
如上述，該LED模組可包含一個以上底板，且為複數個底板的層疊，各底板由PCB或TFT底板中之任一者提供。包含發光元件的上(第一)底板應由第一基體上的TFT層提供。不過，下方的所有輔助底板可由TFT或PCB底板提供。例如，該LED模組可為兩個TFT底板的層疊。根據本發明的教導，可做出任何兩個底板之間的連接，及/或與側邊接觸結合。
儘管上文已參考數個特定具體實施例來描述本發明，然而這樣做是為了澄清而不是限制本發明。熟諳此藝者會明白，在不脫離本發明的範疇下，所揭露之特徵有可能有各種修改及不同組合。
100:顯示模組/顯示器 110:發光模組 120:載體 130:接觸配線 140:外部驅動器 150:外部驅動器連接件 155:可撓導線 170,180:前、後TFT底板 200:發光模組 201-205:步驟 210:第一底板 212:第一基體 215:TFT層 220:第二底板 225:貫穿孔 230:球體 230a:金屬化 230b:奈米纏結 235:第二電性貼附構件 240:連接 245:晶片 246:連接件 251:第一接觸墊 255:LED 256:傳導軌道 261:第二接觸墊 300:LED模組 301-305:步驟 311:玻璃載體 312:PI層 315:TFT層 320:第二底板 325:貫穿孔 330:第一電性貼附構件 335:第二電性貼附構件 351:第一接觸墊 361:第二接觸墊 401-404:步驟 410:第一底板 420:第二底板 425:貫穿孔 430:第一電性貼附構件 435:第二電性貼附構件 445:晶片 446:連接件 451:第一接觸墊 461:第一接觸墊/第二接觸墊 500:顯示模組 510:第一底板 520:第二底板 525:貫穿孔 530:第一電性貼附構件 535:第二電性貼附構件 550:像素 560:驅動器PCB/驅動電子器件/驅動器 580:可撓導線 600:顯示模組/拼接顯示器 710,711:底膠 730A,730B:接觸墊 731A,731B:表面 732A,732B:電性貼附構件 2120:接觸片 ΔD:兩個相鄰載體520之間的間隔 ΔM:兩個相鄰LED模組之間的空間 ΔP:像素間距
吾等認為是新穎的本發明特徵特別闡述於隨附專利請求項中。然而，本發明本身的最佳理解可參考本發明的以下詳細說明，其結合附圖描述本發明的示範具體實施例，其中： 圖1A為用於顯示模組之發光模組的側視圖。 圖1B為圖1A的近視圖。 圖1C為包含複數個發光模組之顯示模組的正視圖。 圖2A圖示根據本發明之一具體實施例的發光模組 。 圖2B圖示用於製作根據圖2A之發光模組的製程。 圖3A圖示根據本發明之另一具體實施例的發光模組。 圖3B圖示用於製作根據圖3A之發光模組的製程。 圖4A圖示根據本發明之另一具體實施例的發光模組。 圖4B圖示用於製作根據圖4A之發光模組的製程。 圖5A根據本發明之一具體實施例圖示一顯示模組的橫截面。 圖5B根據本發明之一具體實施例圖示圖5A之顯示模組的正視圖。 圖6A圖示根據本發明之拼接顯示模組的橫截面。 圖6B根據本發明之一具體實施例圖示圖6A之拼接顯示模組的正視圖。 圖7A及7B圖示包含測試表面的第一或第二接觸墊。 圖7C的橫截面圖示包含用於對齊目的之底膠的顯示模組。 圖7D的橫截面圖示無底膠的顯示模組。
200:發光模組
210:第一底板
212:第一基體
215:TFT層
220:第二底板
225:貫穿孔
245:晶片
246:連接件
251:第一接觸墊
255:LED
256:傳導軌道
261:第二接觸墊

Claims (43)

  1. 一種用於發光顯示器之發光模組，其包含一第一底板及一第二底板，彼等配置成一層疊致使該第一底板的一下表面與該第二底板的一上表面接觸，其中， 該第一底板包含沉積在一第一基體之一上表面上的一薄膜電晶體(TFT)層，該薄膜電晶體層進一步包含在該模組之一上表面上的複數個發光元件和用於接觸該等發光元件的數個第一接觸墊，與數個相關傳導軌道， 該第二底板在該上表面上包含數個第二接觸墊，彼等經組配為可提供驅動信號及/或電源給該等發光元件的該等第一接觸墊， 其中， 該第一底板進一步包含在各個第一接觸墊之位置處設於該第一基體中的數個貫穿孔，該等貫穿孔致使它們延伸到該等第一接觸墊的該下表面，且其中， 第一電性貼附構件設在該等貫穿孔中致使它們延伸到該第一底板之該第一基體的該下表面，且第二電性貼附構件設在該第二底板的該等第二接觸墊上，該等第一及第二電性貼附構件相連接致使驅動信號及/或電源從該第二底板傳送到該第一底板，其中，該等驅動信號為包含用於驅動該等發光元件之資訊以在該顯示器上產生一影像的信號。
  2. 如請求項1之發光模組，其中，該第二底板大於第一底板，致使至少兩個第一底板經組配為可彼此緊挨著設在該第二底板上。
  3. 如請求項1或2之發光模組，其中，該第二底板的表面小於被該第一底板佔據的表面，或小於被配置在該第二底板上之該等至少兩個第一底板佔據的表面。
  4. 如請求項1至3中之任一項的發光模組，其中，該第一基體由經組配為可收容該TFT層的一電氣絕緣材料製成，例如聚醯亞胺(PI)、聚合物、塑料、玻璃、陶瓷、矽、氧化鋁、碳化矽。
  5. 如請求項1至4中之任一項的發光模組，其中，該等發光元件為下列中之任一者：LED、OLED、及其變體、QD-LED、EL-QLED、AMOLED、mini-LED、micro-LED。
  6. 如請求項1至5中之任一項的發光模組，其中，該第二底板為下列中之任一者：一印刷電路板(PCB)、或在一電氣絕緣基體上的TFT層。
  7. 如請求項1至6中之任一項的發光模組，其中，該第一電性貼附構件包含內設於該等貫穿孔的金屬，致使該等孔為金屬化孔。
  8. 如請求項1至7中之任一項的發光模組，其中，該第一電性貼附構件包含奈米纏結。
  9. 如請求項1至8中之任一項的發光模組，其中，該第二電性貼附構件包含奈米纏結。
  10. 如請求項1至7中之任一項的發光模組，其中，該等第一及第二電性貼附構件包含導電膠。
  11. 如請求項1至7中之任一項的發光模組，其中，該等第一及第二電性貼附構件包含各向異性導電膜(ACF)。
  12. 如請求項1至11中之任一項的發光模組，其中，該第二底板進一步包含驅動功能性。
  13. 如請求項1至11中之任一項的發光模組，其中，該第二底板連接到一外部驅動器，經由一可撓連接件為較佳。
  14. 如請求項1至13中之任一項的發光模組，其中，該第一電性貼附構件及/或該第二電性貼附構件設在該第一接觸墊及/或該第二接觸墊的一部份上。
  15. 如請求項14之發光模組，其中，該部份配置在該第一/第二接觸墊之該表面上的一空白中央部份周圍。
  16. 如請求項1至15中之任一項的發光模組，其中，提供一底膠於該第一底板之該下表面上及/或於該第二底板之該上表面上。
  17. 一種顯示模組，其包含如請求項1至16中之任一項的至少一發光模組。
  18. 一種拼接顯示器，其包含如請求項17所述之複數個顯示模組。
  19. 一種用於製造發光模組之方法，該方法包含下列步驟： 提供一第一底板，其包含沉積在該第一基體之一上表面上的一薄膜電晶體(TFT)層，該薄膜電晶體層進一步包含在該模組之一上表面上的複數個發光元件，用於接觸該等發光元件的數個第一接觸墊，與數個相關傳導軌道，其中，該第一底板進一步包含在各個第一接觸墊下面及位置處設於該第一基體中的數個貫穿孔致使它們延伸到該等第一接觸墊的一下表面。 在該等第一接觸墊下面之該第一基體中的該等貫穿孔中，提供第一電性貼附構件至該第一底板，致使該等貫穿孔延伸到該第一底板的一下表面， 提供一第二底板，其包含在用於接觸該等第一接觸墊之一上表面上的數個第二接觸墊， 在該等第二接觸墊上提供第二電性貼附構件， 將該第一底板層壓至該第二底板致使該第一底板之該下表面與該第二底板之該上表面接觸，以及致使該等第一及第二電性貼附構件連接以傳送來自該第二底板的驅動信號及/或功率信號到該第一底板的該等發光元件，且致使在該發光模組之該上表面上的該等發光元件經組配為可朝向一觀視者發光以產生一影像。
  20. 如請求項19之方法，其中，提供一第一底板的該步驟進一步包含下列步驟： 提供一第一底板，其包含沉積在該第一基體之該上表面上的一薄膜電晶體層，該薄膜電晶體層進一步包含複數個發光元件、用於接觸該等發光元件的數個第一接觸墊、與數個相關傳導軌道， 在該等第一接觸墊的位置處，加工在該第一基體中的貫穿孔致使該等貫穿孔延伸到該等第一接觸墊的該下表面。
  21. 如請求項19之方法，其中，提供一第一底板的該步驟包含下列步驟： 提供一第一基體， 在用於提供數個第一接觸墊的設計位置處，加工在該第一基體中的貫穿孔， 在該第一基體之該上表面上沉積一薄膜電晶體層，該薄膜電晶體層進一步包含複數個發光元件、在該等貫穿孔之位置處的第一接觸墊、與相關傳導軌道。
  22. 如請求項19至21中之任一項的方法，其中，提供一第一底板之該步驟係用一取放機器人執行。
  23. 如請求項19至22中之任一項的方法，其中，提供一第一底板之該步驟包含下列步驟：提供數個第一底板，該第二底板經組配為可收容該等數個第一底板，且其中，將該第一底板層壓至該第二底板之該步驟包含下列步驟：層壓該等數個第一底板於該第二底板上。
  24. 如請求項23之方法，其進一步包含下列步驟：在將該等數個第一底板層壓至該第二底板之前，提供一平面基體，在該平面基體上，所有的數個第一底板組裝有面向該平面基體之該等發光元件。
  25. 如請求項19至24中之任一項的方法，其中，提供第一電性貼附構件之該步驟包含下列步驟：金屬化該等貫穿孔。
  26. 如請求項25之方法，其中，金屬化該等貫穿孔之該步驟包含下列步驟：在該等貫穿孔中成長一導電材料，及/或施加一導電材料膏，其中，該導電材料為下列中之至少一者：銅、銀、鋁。
  27. 如請求項19至26中之任一項的方法，其中，提供第一電性貼附構件之該步驟包含下列步驟：在該等金屬化孔上成長奈米纏結，該等奈米纏結從該第一基體之該表面突出。
  28. 如請求項19至27中之任一項的方法，其中，提供第一電性貼附構件之該步驟包含下列步驟：在該等第一接觸墊之該下表面上成長奈米纏結直到它們從該第一基體之該表面突出。
  29. 如請求項19至28中之任一項的方法，其中，提供第二電性貼附構件之該步驟包含下列步驟：在該等第二接觸墊上成長奈米纏結。
  30. 如請求項19至26中之任一項的方法，其中，提供第一電性貼附構件及第二電性貼附構件之該步驟進一步包含下列步驟：施加一導電膠。
  31. 如請求項19至26中之任一項的方法，其中，提供第一電性貼附構件及第二電性貼附構件之該步驟進一步包含下列步驟：施加ACF。
  32. 如請求項19至31中之任一項的方法，其中，該第一基體由經組配為可收容該TFT層的一絕緣材料製成，例如聚醯亞胺(PI)層、聚合物、塑料、玻璃、陶瓷、矽、氧化鋁、碳化矽。
  33. 如請求項32之方法，其中，該第一基體為一聚醯亞胺層且該方法進一步包含下列步驟：旋塗該聚醯亞胺層於一玻璃基體上，且該方法進一步包含下列步驟：在沉積該TFT層之後剝離該玻璃基體。
  34. 如請求項19至33中之任一項的方法，其中，發光元件為下列中之任一者：LED、OLED、及其變體、QD-LED、EL-QLED、AMOLED、mini-LED、micro-LED。
  35. 如請求項19至34中之任一項的方法，其中，第二底板為下列中之任一者：一PCB、或在一基體上的TFT層。
  36. 如請求項19至35中之任一項的方法，其中，為了使用用於測試目的之該空白部份，該第一電性貼附構件及/或該第二電性貼附構件施加於該第一接觸墊及/或該第二接觸墊的一部份上。
  37. 如請求項36之方法，其中，該部份配置在該第一/第二接觸墊之該表面上的一空白中央部份周圍。
  38. 如請求項19至37中之任一項的方法，其中，各自提供一底膠於該第一底板之該下表面上及/或於該第二底板之該上表面上。
  39. 如請求項19至38中之任一項的方法，其中，該第二底板進一步包含驅動功能性。
  40. 如請求項19至39中之任一項的方法，其中，該第二底板連接到一外部驅動器，經由一可撓連接件為較佳，例如一可撓PCB。
  41. 一種發光模組，其用如請求項19至40中之任一項所述的方法製成。
  42. 一種顯示模組，其用如請求項19至40中之任一項所述的方法製成。
  43. 一種拼接顯示器，其包含如請求項42所述之複數個顯示模組。
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