TWI752595B

TWI752595B - 自發光畫素裝置

Info

Publication number: TWI752595B
Application number: TW109128083A
Authority: TW
Inventors: 陳贊仁; 蔡志豪; 楊於錚; 羅仁宏
Original assignee: 東捷科技股份有限公司
Priority date: 2020-08-18
Filing date: 2020-08-18
Publication date: 2022-01-11
Also published as: TW202209724A

Abstract

本發明的自發光畫素裝置包括電路基板及多個發光元件。電路基板包括不透明絕緣層及導電線路。不透明絕緣層包括頂面及底面。導電線路形成於不透明絕緣層的頂面，且包括多個銲墊。多個發光元件被焊接在多個銲墊上，以向不透明絕緣層的頂面發光。焊接包括透過雷射光束自不透明絕緣層的底面向上投射，以對多個銲墊加熱。雷射光束的光波長介於900nm至1200nm，且對不透明絕緣層的光穿透率大於或等於80%。

Description

自發光畫素裝置

本發明與顯示器有關，特別是指一種自發光畫素裝置。

隨著半導體技術演進，發光二極體(LED)的尺寸逐步被縮減至微米等級，這也提供顯示器畫素的一種新的選擇，也就是直接利用三原色(紅、藍、綠)LED來做為顯示器的自發光畫素，自發光畫素的顯示器技術正在蓬勃發展中。

自發光畫素的顯示器的發光裝置需配置巨量LED晶粒，轉移的方式目前已知的技術是透過表面黏著技術(Surface-Mount Technology,SMT)，該技術是先將LED晶粒黏貼在電路基板上後，透過迴銲爐加熱，以達成銲接的目的。但加熱的過程中，同步會將電路基板上的導電線路層及絕緣層加熱，其中，絕緣層包括有機高分子材料，如此，絕緣層會被受熱而膨脹，進一步影響貼合或銲接的精準度。

另一種銲接方式是透過雷射銲接，雷射焊接是將雷射光束從電路基板的上方向下投射至電路基板的導電線路上，以免雷射光束被電路基板的有機高分子材料吸收。但這種銲接是困難的，因為，發光元件黏貼或接近導電線路時，發光元件本身會擋住雷射光束的投射路徑，而不利於銲接。

有鑑於上述缺失，本發明的自發光畫素裝置可有效地讓發光元件銲接在電路基板上，且雷射光束可以從電路基板的底部向上投射導電線路，以實現銲接的目的並可避免絕緣層吸收雷射光束。

為了達成上述目的，本發明的自發光畫素裝置包括電路基板及多個發光元件。電路基板包括不透明絕緣層及導電線路。不透明絕緣層包括頂面及底面。導電線路形成於不透明絕緣層的頂面，且包括多個銲墊。多個發光元件被焊接在多個銲墊上，以向不透明絕緣層的頂面發光。焊接包括透過雷射光束自不透明絕緣層的底面向上投射，以對多個銲墊加熱。雷射光束的光波長介於900nm至1200nm，且對不透明絕緣層的光穿透率大於或等於80%。

如此，本發明的自發光畫素裝置可以有效率地在有不透明絕緣層的電路基板上設置發光元件，且肉眼不可見的雷射光束及其具有高穿透率的特性，以使雷射光束可以有效地穿透不透明絕緣層來對導電線路加熱。此外，依據電路基板的不透明絕緣層的材質來選擇適當光波長的雷射光束，以提高銲接效率。

有關本創作所提供的自發光畫素裝置的詳細構造、特點、運作或使用方式，將於後續的實施方式詳細說明中予以描述。然而，在本發明領域中具有通常知識者應能瞭解，該等詳細說明以及實施本發明所列舉的特定實施例，僅係用於說明本發明，並非用以限制本發明之專利申請範圍。

10:自發光畫素裝置

11:電路基板

111:不透明絕緣層

113:導電線路

115:頂面

117:底面

119:銲墊

13:發光元件

131:引腳

30:雷射光束

50:轉置裝置

70:晶圓

圖1是本發明的自發光畫素裝置的局部俯視圖。

圖2是沿著圖1的2-2剖線的剖視圖。

圖3至圖8是圖1中本發明的自發光畫素裝置的製造流程圖。

以下，茲配合各圖式列舉對應之較佳實施例來對本發明的自發光畫素裝置的組成構件、連接及達成功效來作說明。然各圖式中自發光畫素裝置的構件、尺寸及外觀僅用來說明本發明的技術特徵，而非對本發明構成限制。

如圖1及圖2所示，圖1是本發明的自發光畫素裝置10的局部俯視圖，圖2是圖1中沿著2-2剖線的剖視圖。本發明的自發光畫素裝置10包括電路基板11及多個發光元件13。發光元件13的其中一尺寸是100微米(um)等級，其他實施例中，發光元件13可以更小。每一畫素包括三個發光元件13，且分別產生紅、藍及綠色光線。

電路基板11包括不透明絕緣層111及導電線路113。不透明絕緣層111包括頂面115及底面117。導電線路113形成於不透明絕緣層111的頂面115，且包括多個銲墊119。不透明絕緣層111也稱為不透明保護層。

其中，不透明絕緣層111包括有機高分子材料製成，且能吸收光波長介於360nm至830nm的光，而使人眼觀察呈現不透明狀態。有機高分子材料包括聚醯亞胺(Polyimide,PI)。光波長介於360nm至830nm是人眼一般可視的範圍。

導電線路113可以包括銅或銀等金屬導電材料，以傳遞電力或信號。

多個發光元件13被焊接在多個銲墊119上，以透過導電線路113的電力來產生光線，並向不透明絕緣層111的頂面115發光。焊接包括透過雷射光束30自不透明絕緣層111的底面117向上投射，以對導電線路或銲墊119加熱，雷射光束的光波長介於900nm至1200nm，且對不透明絕緣層111的光穿透率大於或等於80%。

雷射加工的基礎是雷射光束被材料吸收而在材料上轉換為熱能，來進行加工作業，這裡的材料是電路基板11的不透明絕緣層111及導電線路113。材料的本質(例如反射率、透射率及吸收率)及雷射的光波長、照射時間及光強度都會影響材料的反應，因此，為了讓雷射光束30有效地作用在導電線路113或導電線路113的銲墊119時，因此，本發明採用光波長1064nm的雷射光束30，其對不透明絕緣層111的穿透率大於90%，因此，雷射光束30能有效地在導電線路113或導電線路113的銲墊119上發生作用，以讓發光元件13的引腳131與導電線路113電性連接，而不會被不透明絕緣層111吸收，故不透明絕緣層111的結構或本質不會被破壞或不會過度受熱而膨脹，以可提高焊接的準確性。

本發明的自發光畫素裝置是應用在顯示器。由於本發明的自發光畫素裝置需要巨量轉移發光元件來提高製程效率，巨量轉移製程步驟如圖3至圖8。

圖3至圖5是巨量轉移製程中的拾取步驟，如圖3所示，轉置裝置50先移至晶圓70上方，接著，如圖4所示，轉置裝置50向下拾取晶圓70中的發光元件13，其中，拾取的方式可以透過吸附、黏貼或抓取等方式。之後，如圖5所示，轉置裝置50向上遠離晶圓70，而實現拾取發光元件13。圖6至圖8是巨量轉移製程中的轉移或修補步驟，如圖6所示，轉置裝置50移至電路基板11上方，並讓發光元件13對準導電線路113的銲墊119，接著，如圖7所示，轉置裝置50下壓接觸銲墊119，並透過雷射光束30作用在導電線路113的銲墊119上，最後，如圖 8所示，停止雷射光束作用，並將轉置裝置50移開，而使被銲接的發光元件13連接在銲墊119上。其中，圖7中的雷射光束作用可以選擇對更多銲墊119投射雷射光束，或對更少銲墊119投射雷射光束。

如此，本發明的自發光畫素裝置可以透過雷射光束自電路基板的底面向頂面方向投射，以有效地加熱銲墊來實現銲接而實現巨量轉移(銲接)發光元件。

最後，再次強調，本發明於前揭實施例中所揭露的構成元件，僅為舉例說明，並非用來限制本發明之範圍，其他等效元件的替代或變化，亦應為本發明之申請專利範圍所涵蓋。