TWI705562B - 大面積被動式微發光二極體陣列顯示器 - Google Patents

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Abstract

一種大面積被動式微發光二極體陣列顯示器，包括數各具基板、微發光陣列及陣列用絕緣層的微發光二極體陣列，及具載板、數第一、二外部線路、線路用絕緣層及電性鍵合單元的外部線路組件。微發光陣列沿Y方向間隔佈滿基板表面，且沿X方向各具延伸於表面的第一層、數發光層、數第二層、設於第一層的第一內電極層及數設於各第二層的第二內電極層。各第一內電極層具間隔圍繞各發光層的基部及自基部背向表面凸出的凸部。陣列用絕緣層覆蓋微發光陣列以裸露出各凸部與各第二內電極層。微發光二極體陣列比鄰並間隔配置且各凸部與第二內電極層鍵合於電性鍵合單元。

Description

大面積被動式微發光二極體陣列顯示器
本發明是有關於一種被動式微發光二極體(passive Micro-LED)陣列顯示器，特別是指一種大面積被動式微發光二極體陣列顯示器。
就現有的LED顯示器來說，依驅動方式來劃分可被區分為主動式與被動式，而依面積來區劃分則可被區分為大面積顯示器與小面積顯示器。如果以大面積的被動式LED顯示器來說，則多半是如戶外LED看板，其主要都是由單顆封裝完的LED拼接而成，其雖然可以顯示畫面，但解析度卻仍有改進的空間。又，小面積的LED顯示器，則可見有業界統稱的七段顯示器(seven-segment display)，其是藉由八個LED以不同組合來顯示數字與小數點。
參閱圖1與圖2，一種傳統的共陰極(common cathode)七段顯示器1，其主要是由八個發光二極體11與十個引腳12所構成，且各發光二極體11皆包括一陽極與一陰極(見圖2)；其中，所有發光二極體11的陰極是如圖2所示地連接，該等引腳12中的最中 間兩個引腳12是用來接地，且剩餘的八個引腳12是用以對應連接至該等發光二極體11的陽極。雖然前述傳統的共陰極七段顯示器1適合做為小面積顯示器使用，但也只適用於顯示數字，其用來呈現畫面的彈性變化並不大。
此外，隨著科技的演進與市場的需求，各類輕薄短小化之電子裝置的相關研究已成為現階段各大電子廠的開發主流。前述輕薄短小化之電子裝置可見有由微發光二極體所構成之微發光二極體顯示器(Micro-LED display)。
發明人曾於JOURNAL OF THE ELECTRON DEVICES SOCIETY VOLUME 6,2018之Fabrication and Study on Red Light Micro-LED Displays一文中(以下稱前案)公開一種傳統的被動式微發光二極體顯示器，其具體的製法與結構也已詳載於中華民國第108126000申請號發明專利案的先前技術中。
雖然該前案所載的傳統的被動式微發光二極體顯示器之像素可達64行×32列，使得其所呈現出來的畫面更具有彈性與變化。然而，誠如前述申請號在其先前技術所載，該前案在藍寶石基板上仍需預留下其一周緣的面積，以用來製作電性連接至一外部驅動晶片的一外部線路，導致其藍寶石基板上的面積無法有效地被微發光二極體陣列所利用。因此，為了供應藍寶石基板的周緣面積來 製作該傳統的被動式微發光二極體顯示器的外部線路，以致於其像素必須被犧牲掉。
再者，該傳統的被動式微發光二極體顯示器僅屬於小尺寸(2吋)的被動式LED顯示器，若以相同的製法製成一大尺寸的被動式LED顯示器時，其必須使用到一大面積的GaAs基板來磊晶製造其發光膜層結構，並依照該前案的製法完成所有步驟。一旦分散在微發光二極體陣列中的部分微發光二極體晶粒無法運作或發光時，便會影響到該大尺寸的被動式LED顯示器的顯示畫面與解析度。然而，對於解析度要求高的業者而言，甚至會淘汰掉前述解析度受影響的大尺寸被動式LED顯示器，徒增時間與用料等成本。
經上述說明可知，改良大面積被動式微發光二極體陣列顯示器的結構以有效地利用基板面積並減少時間與用料上的成本，是所屬技術領域中的相關技術人員有待突破的課題。
因此，本發明的目的，即在提供一種有效利用基板面積且能即時確定元件是否正常運作以節省成本的大面積被動式微發光二極體陣列顯示器。
於是，本發明大面積被動式微發光二極體陣列顯示器，包括複數微發光二極體陣列，及一外部線路組件。
各微發光二極體陣列包括：一基板、複數微發光陣列， 及一陣列用絕緣層。各微發光二極體陣列之該等微發光陣列自各自所對應之基板的一表面的一側緣背向該側緣彼此間隔地佈滿該基板的表面，各微發光二極體陣列之各微發光陣列具有一獨自地自該基板表面之連接該側緣的一另一側緣背向該另一側緣延伸以形成於該表面上的第一層、複數自該另一側緣背向該另一側緣彼此間隔地形成於其第一層上的發光層、複數分別形成於各自所對應之發光層上的第二層、一自該另一側緣背向該另一側緣延伸地設置於其第一層上的第一內電極層，及複數分別設置於各自所對應之第二層上的第二內電極層。各微發光二極體陣列之各微發光陣列之第一內電極層具有一間隔地圍繞各自所對應之該等發光層的基部，及一自其基部背向該表面凸伸而出的凸部，且各微發光二極體陣列之各第一內電極層的凸部鄰近該基板表面的該另一側緣。各微發光二極體陣列之陣列用絕緣層覆蓋該基板表面與該等微發光陣列，以裸露出各微發光陣列之第一內電極層的凸部與各第二內電極層。
該外部線路組件包括：一載板、複數第一外部線路、複數第二外部線路、一線路用絕緣層，及一電性鍵合單元。該等第一外部線路自該載板之一第一表面的一側緣背向該側緣的一第一方向彼此間隔地設置於該載板的第一表面，且區分為彼此分隔的一第一區及一第二區。該第一區與該第二區之各第一線路具有一自該第一表面之連接該側緣的一另一側緣背向該另一側緣延伸的第一延 伸段，且該第一區之最靠近該第二區之第一外部線路以外的所有各第一外部線路，還具有一自各自所對應的第一延伸段之遠離該載板之第一表面之該另一側緣的一端緣朝向該第二區之第一外部線路之第一延伸段延伸的第二延伸段；該第二區之最靠近該第一區之第一外部線路以外的所有各第一外部線路，還具有一自各自所對應的第一延伸段之遠離該載板之第一表面之該另一側緣的一端緣朝向該第一區之第一外部線路之第一延伸段延伸的第二延伸段。該等第二外部線路沿該第一方向彼此間隔地設置於該第一表面，並介於該等第一外部線路之第一區與第二區間，且各第二外部線路具有一自該第一表面之該另一側緣背向該另一側緣延伸的延伸段。該線路用絕緣層局部覆蓋該第一表面、該等第一外部線路及該等第二外部線路，以局部裸露出該等第一外部線路及該等第二外部線路。該電性鍵合單元設置於經裸露於該線路用絕緣層外的該等第一外部線路之遠離該載板之該另一側緣的一端緣上，及該等第二外部線路上。在本發明中，該等微發光二極體陣列是彼此比鄰且間隔地配置於該外部線路組件，以令各微發光二極體陣列之各微發光陣列的各第一內電極層的凸部與各微發光二極體陣列之各微發光陣列的各第二內電極層電性鍵合於該外部線路組件的電性鍵合單元。
本發明的功效在於：利用各基板表面佈滿該等微發光陣列並配合該外部線路組件能有效地利用該基板表面的面積，且該等 微發光二極體陣列電性鍵合至該外部線路組件前可預先進行電性檢測，以確保各微發光陣列皆能正常運作後再電性鍵合至該外部線路組件，於擴增顯示面積時能提前排除耗費時間與用料等成本問題。
2:微發光二極體陣列
21:基板
211:表面
2111:側緣
2112:另一側緣
22:微發光陣列
221:第一層
222:發光層
223:第二層
224:第一內電極層
225:第二內電極層
2241:基部
2242:凸部
23:陣列用絕緣層
3:外部線路組件
30:載板
31:第一外部線路
311:第一區
3111:第一延伸段
3112:第二延伸段
3113:內連接段
3114:橋接段
312:第二區
3121:第一延伸段
3122:第二延伸段
3123:內連接段
3124:橋接段
32:第二外部線路
321:延伸段
322:內連接段
33:線路用絕緣層
34:電性鍵合單元
301:第一表面
3011:側緣
3012:另一側緣
302:第二表面
341:錫球
9:軟性印刷電路板
X:第一方向(列方向)
Y:第二方向(行方向)
本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一立體圖，說明一種傳統的七段顯示器；圖2是一電路圖，說明圖1之七段顯示器中的八個發光二極體的電路；圖3是一立體圖，說明本發明大面積被動式微發光二極體陣列顯示器的一第一實施例的一微發光二極體陣列；圖4是圖3的一正視示意圖；圖5是一立體圖，說明本發明該第一實施例之一外部線路組件；圖6是圖5的一正視示意圖；圖7是一立體圖，說明本發明該第一實施例之微發光二極體陣列與外部線路組件彼此鍵合後的實施態樣；圖8是圖7的一局部正視示意圖；圖9是一立體圖，說明本發明大面積被動式微發光二極體陣列顯 示器的一第二實施例的一外部線路組件；圖10是圖9的一正視示意圖；圖11是一立體圖，說明本發明該第二實施例之微發光二極體陣列與外部線路組件彼此鍵合後的實施態樣；圖12是圖11的一局部正視示意圖；圖13是一立體圖，說明本發明大面積被動式微發光二極體陣列顯示器的一第三實施例的一微發光二極體陣列；圖14是圖13的一正視示意圖；圖15是一立體圖，說明本發明該第三實施例的一外部線路組件；圖16是圖15的一正視示意圖；圖17是一立體圖，說明本發明該第三實施例之微發光二極體陣列與外部線路組件彼此鍵合後的實施態樣；圖18是圖17的一局部正視示意圖；圖19是一立體圖，說明本發明大面積被動式微發光二極體陣列顯示器的一第四實施例的一外部線路組件；圖20是圖19的一正視示意圖；圖21是立體圖，說明本發明該第四實施例之微發光二極體陣列與外部線路組件彼此鍵合後的實施態樣；及圖22是圖21的一局部正視示意圖。
在本發明被詳細描述的前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖3、圖5與圖7，本發明大面積被動式微發光二極體陣列顯示器的一第一實施例，是用以電性鍵合於一接合有一驅動晶片(圖未示)的印刷電路板(如，軟性印刷電路板)9，本發明該第一實施例包括複數微發光二極體陣列2，及一外部線路組件3。
如圖3與圖4所示，各微發光二極體陣列2實質上是由一基板21、複數微發光陣列22，及一陣列用絕緣層23所構成。在本發明該第一實施例中，各基板21是一雙面拋光的藍寶石基板。
各微發光二極體陣列2之該等微發光陣列22自各自所對應之基板21的一表面211的一側緣2111，背向該側緣2111的一第二方向(行方向)Y彼此間隔地佈滿該基板21的表面211。各微發光二極體陣列2之各微發光陣列22具有一獨自地自該基板21表面211之連接該側緣2111的一另一側緣2112背向該另一側緣2112的一第一方向(列方向)X延伸以形成於該表面211上的第一層221、複數自該另一側緣2112背向該另一側緣2112的第一方向(列方向)X彼此間隔地形成於其第一層221上的發光層222、複數分別形成於各自所對應之發光層222上的第二層223、一自該另一側緣2112背向 該另一側緣2112的第一方向(列方向)X延伸地設置於其第一層221上的第一內電極層224，及複數分別設置於各自所對應之第二層223上的第二內電極層225。各微發光二極體陣列2之各微發光陣列22之第一內電極層224具有一間隔地圍繞各自所對應之該等發光層222的基部2241，及一自其基部2241背向該表面211凸伸而出的凸部2242，且各微發光二極體陣列2之各第一內電極層224的凸部2242鄰近該基板21表面211的該另一側緣2112。
如圖3與圖4所示，各微發光二極體陣列2之陣列用絕緣層23覆蓋該基板21表面211與該等微發光陣列22，以裸露出各微發光陣列22之第一內電極層224的凸部2242與各第二內電極層225。
在本發明該第一實施例中，各微發光二極體陣列2之各微發光陣列22之第一內電極層224的凸部2242是自其基部2241背向該基板21表面211凸伸至實質等高於該等第二內電極層225；各微發光二極體陣列2之各微發光陣列22的第一層221與各第二層223分別是n-GaN與p-GaN，且各第一內電極層224與各第二內電極層225分別是第一金屬(如，Au、Ag、Al、Cu或Ti)與ITO，而該陣列用絕緣層23則是選自SU-8光阻、氧化矽或氧化鋁；此外，該微發光陣列22的數量是32個(即，32列的微發光陣列22)，各微發光陣列22之第一層221上所磊晶製造的發光層222與第二層223的數量有64個，且各微發光陣列22之第一層221、發光層222與第二層 223共同構成64個微發光二極體晶粒。換句話說，本發明該第一實施例具有32×64個微發光二極體晶粒，像素是32列×64行。此外，此處進一步補充說明的是，各微發光陣列22上的每兩相鄰微發光二極體晶粒具有一第一間距d1，各微發光二極體陣列2上之兩相鄰微發光陣列22具有一第二間距d2，該第一間距d1與該第二間距d2是介於20μm至100μm間。在本發明該第一實施例中，該第一間距d1與該第二間距d2為50μm。
如圖5與圖6所示，該外部線路組件3包括一載板30、複數第一外部線路31、複數第二外部線路32、一線路用絕緣層33，及一電性鍵合單元34。在本發明該第一實施例中，該等第一外部線路31與該等第二外部線路32是用以電性鍵合至該軟性印刷電路板9。
該等第一外部線路31自該載板30之一第一表面301的一側緣3011背向該側緣3011的該第一方向(列方向)X彼此間隔地設置於該載板30的第一表面301，且區分為彼此分隔的一第一區311及一第二區312。該第一區311與該第二區312之各第一線路31具有一自該第一表面301之連接該側緣3011的一另一側緣3012，背向該另一側緣3012的第二方向(行方向)Y延伸的第一延伸段3111、3121，且該第一區311之最靠近該第二區312之第一外部線路31以外的所有各第一外部線路31，還具有一自各自所對應的第 一延伸段3111之遠離該載板30之第一表面301之該另一側緣3012的一端緣，朝向該第二區312之第一外部線路31之第一延伸段3121延伸的第二延伸段3112。該第二區312之最靠近該第一區311之第一外部線路31以外的所有各第一外部線路31，還具有一自各自所對應的第一延伸段3121之遠離該載板30之第一表面301之該另一側緣3012的一端緣，朝向該第一區311之第一外部線路31之第一延伸段3111延伸的第二延伸段3122。
該等第二外部線路32沿該第一方向X彼此間隔地設置於該第一表面301，並介於該第一區311之該等第一外部線路31的第一延伸段3111與該第二區312之該等第一外部線路31的第一延伸段3121間，且各第二外部線路32具有一自該第一表面301之該另一側緣3012背向該另一側緣3012的第二方向(行方向)Y延伸的延伸段321。
在本發明該第一實施例中，最靠近該第二區312之該第一區311的該第一外部線路31還各自具有一自其第一延伸段3111之遠離該載板30之該另一側緣3012的一端緣，朝向該第二區312之第一外部線路31之第一延伸段3121延伸的第二延伸段3112，且最靠近該第一區311之該第二區312的該第一外部線路31還各自具有一自其第一延伸段3121之遠離該載板30之該另一側緣3012的一端緣，朝向該第一區311之第一外部線路31之第一延伸段3111延伸 的第二延伸段3122。具體來說，本發明該第一實施例是以各第一外部線路31皆具有第一延伸段3111、3121與第二延伸段3112、3122為例做說明。需知道的是，位於本發明該第一實施例的載板30上的第一區311中最靠近該第二區312的該第一外部線路31，以及位於該載板30上的第二區312中最靠近該第一區311的該第一外部線路31也可以無需該等第二延伸段3112、3122，而僅有該等第一延伸段3111、3121，其同樣是可以實施於本發明該第一實施例。
該線路用絕緣層33局部覆蓋該第一表面301、該等第一外部線路31及該等第二外部線路32，以局部裸露出該等第一外部線路31及該等第二外部線路32。
該電性鍵合單元34設置於經裸露於該線路用絕緣層33外的該等第一外部線路31之遠離該載板30之該另一側緣3012的一端緣上，及該等第二外部線路32上。
在本發明該第一實施例中，該載板30是一玻璃基板，該線路用絕緣層33則是選自SU-8光阻、氧化矽或氧化鋁；該等第一外部線路31是使用銅如前所述的第一金屬，該等第二外部線路32是使用鉬(Mo)或Al。具體來說，本發明該第一實施例之外部線路組件3是一單層金屬線路載板，且該軟性印刷電路板9是電性鍵合至位處於該載板30的該另一側緣3012處的該等第一外部線路31的第一延伸段3111、3121與該等第二外部線路32的延伸段321。
如圖7與圖8所示，該等微發光二極體陣列2是彼此比鄰且間隔地配置於該外部線路組件3，以令各微發光二極體陣列2之各微發光陣列22的各第一內電極層224的凸部2242與各微發光二極體陣列2之各微發光陣列22的各第二內電極層225電性鍵合於該外部線路組件3的電性鍵合單元34。較佳地，各微發光二極體陣列2之最接近各自所對應的基板21一周緣的微發光陣列22至其所比鄰之微發光二極體陣列2之最接近各自所對應之基板21周緣的微發光陣列22具有一間距D，該間距D是介於20μm至3000μm間。更佳地，D/d1與D/d2皆是介於1至150間。再更佳地，D/d1與D/d2皆是介於1至100間。又再更佳地，D/d1與D/d2皆是介於1至50間。在本發明該第一實施例中，該間距D是1000μm；也就是，D/d1與D/d2皆為20。適用於本發明該第一實施例之該外部線路組件3之電性鍵合單元34，是選自一異向性導電膠層(ACF)、一球柵陣列(BGA)、複數焊塊(bump)或複數增厚焊條(stripe)。
再參閱圖5、圖7與圖8，在本發明該第一實施例中，該外部線路組件3的電性鍵合單元34設置於各第一外部線路31之第二延伸段3111、3121之遠離其第一延伸段3111、3121的一端緣上與各第二外部線路32之延伸段321上，該電性鍵合單元34是由複數錫球341所構成的該球柵陣列。本發明該第一實施例是以該球柵陣列為例做說明，但並不限於此，其也可以是採用前述AFC、焊塊或 增厚焊條。詳細的電性鍵合單元34的細部結構，可參閱申請人在中華民國第108126000申請號發明專利案之實施方式所載的技術內容，於此不再多家贅述。
由圖7顯示可知，本發明該第一實施例之大面積被動式微發光二極體陣列顯示器雖然只是以兩個微發光二極體陣列2為例做說明。然而，當該載板30上的第一外部線路31之各第一延伸段3111、3121與第二外部線路32之延伸段321沿該第二方向(行方向)Y延伸的長度增長時，便可容許在該載板30上沿該的二方向(行方向)Y配置更多數量的微發光二極體陣列2。
此處需說明的是，本發明該第一實施例基於使用該外部線路組件3來做為各微發光二極體陣列2對外連接至該軟性印刷電路板9的外部線路，因而可在各微發光二極體陣列2的基板21表面211節省下配置外部線路的空間，相較於先前技術內所提到的該前案，能有效地利用基板21表面211的面積。又接前述說明，本發明該第一實施例基於各基板21表面211節省下配置外部線路的空間，因而各微發光陣列22上位於最鄰近該基板21周緣處的該微發光二極體晶粒至其基板21周緣的距離能相對該前案來得更小，再加上兩相鄰微發光二極體晶粒間的第一間距d1與各微發光二極體陣列2之兩相鄰微發光陣列22間的第二間距d2僅為50μm，且該間距D只有1000μm；因此，就本發明該第一實施例之顯示器在呈現出 顯示畫面上的視覺效果而言，幾乎可忽略掉該間距D的存在感。
附帶說明的是，本發明該第一實施例將該等微發光二極體陣列2電性鍵合至該外部線路組件3前，可以先對各微發光二極體陣列2進行電性檢測，以確保各微發光陣列22上的所有微發光二極體晶粒皆能正常運作/發光後，再將該等微發光二極體陣列2電性鍵合至該外部線路組件3。本發明該第一實施例沒有該前案欲擴增顯示面積時所需面臨到的耗費時間與用料等成本問題，可提前檢測出無法正常運作/發光的微發光二極體晶粒，以精準地篩選出可整體正常運作的微發光二極體陣列2從而符合業界對解析度的高要求。此外，本發明該第一實施例之顯示器的顯示畫面，是藉由該軟性印刷電路板9所鍵合的驅動晶片(圖未示)來驅動，並藉由該驅動晶片來控制該等第一外部線路31與該等第二外部線路32，從而對應控制該等微發光二極體晶粒以令其顯示器呈現出顯示畫面，其亦適用於一般家用的智能型家電產品上的顯示面板。
參閱圖9、圖10、圖11與圖12，本發明大面積被動式微發光二極體陣列顯示器的一第二實施例，大致上是相同於該第一實施例，其不同處是在於，該外部線路組件3的位於該第一區311內的各第一外部線路31與該第二區312內的各第一外部線路31還分別具有至少一內連接段3113、3123，且該外部線路組件3之各第二外部線路32還具有複數內連接段322。
具體來說，各第一外部線路31之內連接段3113、3123是自各自所對應的第二延伸段3112、3122之遠離其第一延伸段3111、3121的一端緣，貫穿該載板30之第一表面301以延伸至一相反於該載板30的第一表面301的第二表面302。
各第二外部線路32之該等內連接段322是自該載板30之該另一側緣3112背向該另一側緣3112的第二方向(行方向)Y彼此間隔地貫穿該載板30之第一表面301以延伸至該第二表面302。
該外部線路組件3的電性鍵合單元34是設置於各第一外部線路31之內連接段3113、3123上與各第二外部線路32之內連接段322上。因此，該等微發光二極體陣列2是沿該第二方向(行方向)Y彼此比鄰且間隔地配置於該載板30的第二表面302。
此處需補充說明的是，就製程上的方便性來說，本發明該第一實施例必須先電性鍵合該等微發光二極體陣列2與該外部線路組件3後，才能將該軟性印刷電路板9電性鍵合至該外部線路組件3的各第一外部線路31與各第二外部線路32。相反地，本發明該第二實施例除了具有前述第一實施例的優點外，更具有製程上的方便性。具體來說，如圖11與圖12所示，本發明該第二實施例基於該軟性印刷電路板9是電性鍵合至該等第一外部線路31的第一延伸段3111、3121與該等第二外部線路32的延伸段321，而該等微發光二極體陣列2則是透過該電性鍵合單元34之該等錫球341電性鍵合 至該等第一外部線路31的各內連接段3113、3123與該等第二外部線路32的內連接段322。然而，由前述說明與圖11、圖12可知，該等第一外部線路31的第一延伸段3111、3121與該等第二外部線路32的延伸段321是位在該載板30的第一表面301，而前述內連接段3113、3123、321是自該載板30的第一表面301貫穿且延伸至該第二表面302。因此，本發明該第二實施例在製程上的方便性來說，無須受限於電性鍵合程序的前後順序，其也可以先將該軟性印刷電路板9電性鍵合至該等第一外部線路31的第一延伸段3111、3121與該等第二外部線路32的延伸段321後，再將該等微發光二極體陣列2電性鍵合至該電性鍵合單元34之該等錫球341以與該等第一外部線路31的各內連接段3113、3123及該等第二外部線路32的內連接段322電性連接，製作程序上更具彈性。
參閱圖13、圖15與圖17，本發明大面積被動式微發光二極體陣列顯示器的一第三實施例，大致上是相同於該第一實施例，其不同處是在於，各微發光二極體陣列2之各微發光陣列22的第一內電極層224的細部結構與該外部線路組件3之該等第一外部線路31與該等的二外部線路32的細部結構。
具體來說，如圖13與圖14所示，各微發光二極體陣列2之各微發光陣列22之第一內電極層224的凸部2242更自其基部2241之間隔圍繞該等發光層222處背向該基板21表面211凸伸至 實質等高於該等第二內電極層225。
此外，參閱圖15與圖16，該外部線路組件3之各第一外部線路31是直接設置於該載板30的第一表面301上，且各第一外部線路31之內連接段3113、3123的數量是複數個；該外部線路組件3之線路用絕緣層33覆蓋各第一外部線路31之第二延伸段3112、3222。該外部線路組件3之各第二外部線路32設置於該線路用絕緣層33上，以局部陷於該線路用絕緣層3且橫向跨設於該等第一外部線路31之第二延伸段3112、3122。具體地說，各第一外部線路31之該等內連接段3113、3123是沿該第一方向(列方向)X彼此間隔地自其第二延伸段3112、3122貫穿該線路用絕緣層33以裸露於該線路用絕緣層33外。
如圖15、圖17與圖18所示，該外部線路組件3之電性鍵合單元34設置於各第一外部線路31之該等內連接段3113、3123上與各第二外部線路32之延伸段321上。具體來說，本發明該第三實施例之外部線路組件3是一雙層金屬線路載板。
此處須說明的是，本發明於圖17所示的該第三實施例雖然是以四個微發光二極體陣列2為例做說明(也就是2×2)。然而，須了解的是，只要該外部線路組件3之載板30面積足夠充分，以供配置數量更多的該等第一外部線路31與該等第二外部線路32，本發明該第三實施例之微發光二極體陣列2也可以是以n×n的配置關係 來擴增其顯示面積。因此，本發明該第三實施例之顯示器所能呈現的顯示畫面相對該第一實施例大。
比較本發明該第一實施例與該第三實施例的詳細說明可知，本發明該第三實施例除了具備有該第一實施例的所有優點外，本發明該第三實施例的各微發光陣列22上的第一內電極層224沒有如該第一實施例之各微發光陣列22般(見圖3、圖4與圖8)，必需貢獻出其第一內電極層224位於鄰近基板31該另一側緣2112處的凸部2241的位置，因而該第三實施例在各微發光二極體陣列2上的該等微發光陣列22上位於最鄰近其基板21周緣處的該微發光二極體晶粒至其基板21周緣的距離能相對小於該第一實施例。因此，本發明該第三實施例之各微發光陣列22中所定義出的微發光二極體晶粒的數量是能相對該第一實施例多出一個微發光二極體晶粒。經前述說明比對可知，該第三實施例之顯示器在畫面的呈現上，更能忽略掉該間距D。
參閱圖19、圖20、圖21與圖22，本發明大面積被動式微發光二極體陣列顯示器的一第四實施例，大致上是相同於該第二實施例與該第三實施例，其不同處是在於，該外部線路組件3的該等第一外部線路31與該等第二外部線路32的細部結構。
如圖19與圖20所示，該外部線路組件3之各第一外部線路31是直接設置於該載板30的第一表面301上，且位於該第一區 311與該第二區312內的該等第一外部線路31還各具有複數橋接段3114、3124。該外部線路組件3之線路用絕緣層33覆蓋各第一外部線路31之第二延伸段3112、3122與各第二外部線路32之延伸段321，並裸露出各第二外部線路32之延伸段321之鄰近該載板30之該另一側緣3012處。各第二外部線路2是橫向跨設於該等第一外部線路31的第二延伸段3112、3122。
具體來說，各第一外部線路31之該等內連接段3113、3123是沿該第一方向(列方向)X彼此間隔地自其第二延伸段3112、3122貫穿該載板30之第一表面301以延伸至該第二表面302。位於該第一區311與該第二區312內的各第一外部線路31之該等橋接段3114、3124是沿該第一方向(列方向)X彼此間隔地埋於該線路用絕緣層33並橫向跨設於該等第二外部線路32之延伸段321以銜接於各自所對應之該等內連接段3113、3123。此處須說明的是，圖19與圖20僅是為了方便呈現出該等橋接段3114、3124而裸露於該線路用絕緣層33外，於實際運用上該等橋接段3114、3124是埋設於該線路用絕緣層33內。
各第二外部線路32之該等內連接段322是自該載板30之該另一側緣3012背向該另一側緣3012的第二方向(行方向)Y彼此間隔地自其延伸段321之鄰近於其與該等第一外部線路31之第二延伸段3112、3122的複數相互交錯處，貫穿該線路用絕緣層33與 該載板30的第一表面301以延伸至該載板30的第二表面302。
該外部線路組件3之電性鍵合單元34設置於各第一外部線路31之該等內連接段3113、3123上與各第二外部線路32之該等內連接段322上。
經前述說明可知，本發明該第四實施例除了具備有該第三實施例的所有優點外，其與該第二實施例相似，各微發光二極體陣列2是電性鍵合在位處於該載板30之第二表面302上的該等第一外部線路31之該等內連接段3113、3123上與各第二外部線路32之該等內連接段322上，而該軟性印刷電路板9是電性鍵合在位處於該載板30之第一表面301上的該等第一外部線路31之該等第一延伸段3111、3121上與各第二外部線路32之該等延伸段321上。因此，本發明該第四實施例在製程上同樣與該第二實施例般，具有製程上的彈性。
綜上所述，本發明大面積被動式微發光二極體陣列顯示器，利用各基板21表面211佈滿該等微發光陣列22並配合該外部線路組件3能有效地利用各基板21表面211的面積，且該等微發光二極體陣列2電性鍵合至該外部線路組件3前可預先進行電性檢測，以確保各微發光陣列22之微發光二極體晶粒皆能正常運作後再電性鍵合至該外部線路組件3，於擴增顯示面積時能提前排除耗費時間與用料等成本問題，故確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
2:微發光二極體陣列
21:基板
23:陣列用絕緣層
3:外部線路組件
30:載板
31:第一外部線路
32:第二外部線路
33:線路用絕緣層
9:軟性印刷電路板
X:第一方向(列方向)
Y:第二方向(行方向)

Claims (9)

  1. 一種大面積被動式微發光二極體陣列顯示器，包含： 複數微發光二極體陣列，各包括： 一基板， 複數微發光陣列，自該基板的一表面的一側緣背向該側緣彼此間隔地佈滿該基板的表面，各微發光陣列具有一獨自地自該基板表面之連接該側緣的一另一側緣背向該另一側緣延伸以形成於該表面上的第一層、複數自該另一側緣背向該另一側緣彼此間隔地形成於其第一層上的發光層、複數分別形成於各自所對應之發光層上的第二層、一自該另一側緣背向該另一側緣延伸地設置於其第一層上的第一內電極層，及複數分別設置於各自所對應之第二層上的第二內電極層，各微發光陣列之第一內電極層具有一間隔地圍繞各自所對應之該等發光層的基部，及一自其基部背向該表面凸伸而出的凸部，且各第一內電極層的凸部鄰近該基板表面的該另一側緣，及 一陣列用絕緣層，覆蓋該基板表面與該等微發光陣列以裸露出各微發光陣列之第一內電極層的凸部與各第二內電極層；及 一外部線路組件，包括： 一載板， 複數第一外部線路，自該載板之一第一表面的一側緣背向該側緣的一第一方向彼此間隔地設置於該載板的第一表面且區分為彼此分隔的一第一區及一第二區，該第一區與該第二區之各第一線路具有一自該第一表面之連接該側緣的一另一側緣背向該另一側緣延伸的第一延伸段，且該第一區之最靠近該第二區之第一外部線路以外的所有各第一外部線路還具有一自各自所對應的第一延伸段之遠離該載板之第一表面之該另一側緣的一端緣朝向該第二區之第一外部線路之第一延伸段延伸的第二延伸段，該第二區之最靠近該第一區之第一外部線路以外的所有各第一外部線路還具有一自各自所對應的第一延伸段之遠離該載板之第一表面之該另一側緣的一端緣朝向該第一區之第一外部線路之第一延伸段延伸的第二延伸段， 複數第二外部線路，沿該第一方向彼此間隔地設置於該第一表面，並介於該第一區之該等第一外部線路的第一延伸段與該第二區之該等第一外部線路的第一延伸段間，且各具有一自該第一表面之該另一側緣背向該另一側緣延伸的延伸段， 一線路用絕緣層，局部覆蓋該第一表面、該等第一外部線路及該等第二外部線路，以局部裸露出該等第一外部線路及該等第二外部線路；及 一電性鍵合單元，設置於經裸露於該線路用絕緣層外的該等第一外部線路之遠離該載板之該另一側緣的一端緣上，及該等第二外部線路上； 其中，該等微發光二極體陣列是彼此比鄰且間隔地配置於該外部線路組件，以令各微發光二極體陣列之各微發光陣列的各第一內電極層的凸部與各微發光二極體陣列之各微發光陣列的各第二內電極層電性鍵合於該外部線路組件的電性鍵合單元。
  2. 如請求項1所述的大面積被動式微發光二極體陣列顯示器，其中，最靠近該第二區之該第一區的該第一外部線路還具有一自其第一延伸段之遠離該載板之該另一側緣的一端緣朝向該第二區之第一外部線路之第一延伸段延伸的第二延伸段，且最靠近該第一區之該第二區的該第一外部線路還具有一自其第一延伸段之遠離該載板之該另一側緣的一端緣朝向該第一區之第一外部線路之第一延伸段延伸的第二延伸段。
  3. 如請求項2所述的大面積被動式微發光二極體陣列顯示器，其中，各微發光陣列之第一內電極層的凸部是自其基部背向該基板表面凸伸至實質等高於該等第二內電極層，且該外部線路組件的電性鍵合單元設置於各第一外部線路之第二延伸段上與各第二外部線路之延伸段上。
  4. 如請求項2所述的大面積被動式微發光二極體陣列顯示器，其中，各微發光陣列之第一內電極層的凸部是自其基部背向該基板表面凸伸至實質等高於該等第二內電極層；該外部線路組件的各第一外部線路還具有至少一內連接段，且該外部線路組件之各第二外部線路還具有複數內連接段； 各第一外部線路之內連接段是自各自所對應的第二延伸段之遠離其第一延伸段的一端緣貫穿該載板之第一表面以延伸至一相反於該載板的第一表面的第二表面； 各第二外部線路之該等內連接段是自該載板之該另一側緣背向該另一側緣彼此間隔地貫穿該載板之第一表面以延伸至該第二表面； 該外部線路組件的電性鍵合單元是設置於各第一外部線路之內連接段上與各第二外部線路之內連接段上。
  5. 如請求項2所述的大面積被動式微發光二極體陣列顯示器，其中，各微發光陣列之第一內電極層的凸部更自其基部之間隔圍繞該等發光層處背向該基板表面凸伸至實質等高於該等第二內電極層；該外部線路組件之各第一外部線路是直接設置於該載板的第一表面上，且還各具有複數內連接段；該外部線路組件之線路用絕緣層覆蓋各第一外部線路之第二延伸段；該外部線路組件之各第二外部線路設置於該線路用絕緣層上，以局部陷於該線路用絕緣層且橫向跨設於該等第一外部線路之第二延伸段；各第一外部線路之該等內連接段是沿該第一方向彼此間隔地自其第二延伸段貫穿該線路用絕緣層以裸露於該線路用絕緣層外；該外部線路組件之電性鍵合單元設置於各第一外部線路之該等內連接段上與各第二外部線路之延伸段上。
  6. 如請求項2所述的大面積被動式微發光二極體陣列顯示器，其中，各微發光陣列之第一內電極層的凸部更自其基部之間隔圍繞該等發光層處背向該基板表面凸伸至實質等高於該等第二內電極層；該外部線路組件之各第一外部線路是直接設置於該載板的第一表面上，且還各具有複數內連接段與複數橋接段；該外部線路組件之線路用絕緣層覆蓋各第一外部線路之第二延伸段與各第二外部線路之延伸段，並裸露出各第二外部線路之延伸段之鄰近該載板之該另一側緣處；各第二外部線路是橫向跨設於該等第一外部線路的第二延伸段，且還各具有複數內連接段； 各第一外部線路之該等內連接段是沿該第一方向彼此間隔地自其第二延伸段貫穿該載板之第一表面以延伸至一相反於該載板之第一表面的第二表面，各第一外部線路之該等橋接段是沿該第一方向彼此間隔地埋於該線路用絕緣層並橫向跨設於該等第二外部線路之延伸段以銜接於各自所對應之該等內連接段； 各第二外部線路之該等內連接段是自該載板之該另一側緣背向該另一側緣彼此間隔地自其延伸段之鄰近其與該等第一外部線路之第二延伸段之複數相互交錯處，貫穿該線路用絕緣層與該載板的第一表面以延伸至該載板的第二表面； 該外部線路組件之電性鍵合單元設置於各第一外部線路之該等內連接段上與各第二外部線路之該等內連接段上。
  7. 如請求項1所述的大面積被動式微發光二極體陣列顯示器，其中，該外部線路組件之電性鍵合單元是選自一異向性導電膠層、一球柵陣列、複數焊塊或複數增厚焊條。
  8. 如請求項1所述的大面積被動式微發光二極體陣列顯示器，其中，各微發光二極體陣列的各微發光陣列之第一層、該等發光層與該等第二層共同構成複數微發光二極體晶粒，各微發光陣列上的兩相鄰微發光二極體晶粒間具有一第一間距(d1)，各微發光二極體陣列上之兩相鄰微發光陣列具有一第二間距(d2)，且各微發光二極體陣列之最接近各自所對應的基板之一周緣的微發光陣列至其所比鄰之微發光二極體陣列之最接近各自所對應的基板之周緣的微發光陣列間具有一間距(D)，D/d1與D/d2皆是介於1至150間。
  9. 如請求項8所述的大面積被動式微發光二極體陣列顯示器，其中，該第一間距(d1)與該第二間距(d2)是介於20 μm至100 μm間，且該間距(D)是介於20 μm至3000 μm間。
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