TWI799068B - 拼接顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
一種拼接顯示裝置包括基板、多個顯示單元、黏著層以及多個驅動晶片。這些顯示單元設置在基板上，且各自具有電路基板、多個發光元件及至少一接合墊。電路基板具有相對的第一表面與第二表面。這些發光元件設置在第一表面上。至少一接合墊設置在第二表面上，並且電性耦接這些發光元件。黏著層連接基板與這些顯示單元。基板與黏著層具有對應這些顯示單元設置的多個開口。這些顯示單元的多個接合墊位於這些開口內。這些驅動晶片經由這些開口與這些顯示單元的這些接合墊電性接合。
Description
本發明是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種拼接顯示裝置。
隨著顯示裝置的應用逐漸多元化，用以顯示公共訊息或廣告的大型顯示看板在各大展場或百貨商場的運用也日益普及。為了降低大型顯示看板的設置與維護成本，採用多片顯示面板拼接而成的拼接顯示裝置已成為這類大型顯示看板常見的架設方式之一。一般而言，多個顯示面板（例如發光二極體面板）在拼接過程中，因拼接精度的關係而無法緊密排列，造成拼接後容易在這些顯示面板間形成縫隙。此縫隙會增加拼接顯示畫面的影像不連續感（例如暗線）而降低顯示品質。因此，如何解決上述的問題是相關廠商在開發拼接顯示技術的過程中所需正視的課題之一。
本發明提供一種拼接顯示裝置，其多個顯示單元的拼接精度較高，且拼接顯示的效果較佳。
本發明的拼接顯示裝置，包括基板、多個顯示單元、黏著層以及多個驅動晶片。這些顯示單元設置在基板上，且各自具有電路基板、多個發光元件及至少一接合墊。電路基板具有相對的第一表面與第二表面。這些發光元件設置在第一表面上。至少一接合墊設置在第二表面上，並且電性耦接這些發光元件。黏著層連接基板與這些顯示單元。基板與黏著層具有對應這些顯示單元設置的多個開口。這些顯示單元的多個接合墊位於這些開口內。這些驅動晶片經由這些開口與這些顯示單元的這些接合墊電性接合。
基於上述，在本發明的一實施例的拼接顯示裝置中，用於拼接多個顯示單元的基板和黏著層具有對應這些顯示單元設置的多個開口，且多個驅動晶片能經由這些開口與這些顯示單元電性接合。此外，在顯示單元的拼接過程中，這些開口可同時作為對位記號，有助於提升顯示單元的拼接精度。換句話說，可縮小這些顯示單元的拼接縫寬度，進而改善拼接顯示畫面的不連續感。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
本文使用的「約」、「近似」、「本質上」、或「實質上」包括所述值和在本領域普通技術人員確定的特定值的可接受的偏差範圍內的平均值，考慮到所討論的測量和與測量相關的誤差的特定數量（即，測量系統的限制）。例如，「約」可以表示在所述值的一個或多個標準偏差內，或例如±30%、±20%、±15%、±10%、±5%內。再者，本文使用的「約」、「近似」、「本質上」、或「實質上」可依量測性質、切割性質或其它性質，來選擇較可接受的偏差範圍或標準偏差，而可不用一個標準偏差適用全部性質。
在附圖中，為了清楚起見，放大了層、膜、面板、區域等的厚度。應當理解，當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在另一元件「上」或「連接到」另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反，當元件被稱為「直接在另一元件上」或「直接連接到」另一元件時，不存在中間元件。如本文所使用的，「連接」可以指物理及/或電性連接。再者，「電性連接」可為二元件間存在其它元件。
此外，諸如「下」或「底部」和「上」或「頂部」的相對術語可在本文中用於描述一個元件與另一元件的關係，如圖所示。應當理解，相對術語旨在包括除了圖中所示的方位之外的裝置的不同方位。例如，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其它元件的「下」側的元件將被定向在其它元件的「上」側。因此，示例性術語「下」可以包括「下」和「上」的取向，取決於附圖的特定取向。類似地，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其它元件「下方」或「下方」的元件將被定向為在其它元件「上方」。因此，示例性術語「上面」或「下面」可以包括上方和下方的取向。
本文參考作為理想化實施例的示意圖的截面圖來描述示例性實施例。因此，可以預期到作為例如製造技術及/或（and/or）公差的結果的圖示的形狀變化。因此，本文所述的實施例不應被解釋為限於如本文所示的區域的特定形狀，而是包括例如由製造導致的形狀偏差。例如，示出或描述為平坦的區域通常可以具有粗糙及/或非線性特徵。此外，所示的銳角可以是圓的。因此，圖中所示的區域本質上是示意性的，並且它們的形狀不是旨在示出區域的精確形狀，並且不是旨在限制權利要求的範圍。
現將詳細地參考本發明的示範性實施方式，示範性實施方式的實例說明於所附圖式中。只要有可能，相同元件符號在圖式和描述中用來表示相同或相似部分。
圖1是本發明的一實施例的拼接顯示裝置的俯視示意圖。圖2是圖1的拼接顯示裝置的剖視示意圖。圖3是圖2的顯示單元的剖視示意圖。圖4A至圖4F是圖2的拼接顯示裝置的製造流程的剖視示意圖。
請參照圖1至圖3，拼接顯示裝置10包括基板100、黏著層110、多個顯示單元200以及多個驅動晶片300。這些顯示單元200設置在基板100上，且黏著層110連接基板100與這些顯示單元200。舉例來說，這些顯示單元200可分別沿著方向X和方向Y排成多行與多列。亦即，這些顯示單元200可陣列排列在基板100上，但不以此為限。在其他實施例中，多個顯示單元也可以彼此錯位的方式緊密排列，例如蜂巢狀排列。在本實施例中，顯示單元200在基板100上的正投影輪廓例如是矩形，但不以此為限。為了滿足不同使用情境的拼接需求，顯示單元在顯示方向上（例如方向Z）的外輪廓可包含弧線段（例如半圓形或半橢圓形）、折線段（例如正六邊形）、或上述的組合、或其他適合拼接的構型。
在本實施例中，基板100可以是玻璃基板（例如：鈉鈣玻璃基板）、其他材質之硬質基板（例如：無鹼玻璃、石英、矽基板、藍寶石基板、或是其它合適的材質）、或是具有可撓性的軟性基板（例如: PI、PET等高分子聚合物基板，或薄化的金屬/玻璃基板）。黏著層110的材料例如是矽膠系材料,Epoxy或壓克力系材料。
進一步而言，顯示單元200包括電路基板210、多個發光元件220及至少一接合墊230。電路基板210具有相對的第一表面210s1與第二表面210s2。發光元件220設置在電路基板210的第一表面210s1的一側。用於接合驅動晶片300的接合墊230設置在電路基板210的第二表面210s2的一側，且電性耦接發光元件220。接合墊230例如是接合引腳（pin），但不以此為限。需說明的是，雖然圖3僅繪示出一個接合墊230，但並不表示本發明以此數量為限制。顯示單元的接合墊230數量當可根據實際產品的設計（例如顯示單元的尺寸、解析度或驅動電路設計等）做調整。
在本實施例中，電路基板210可包括基板211和設置在基板211上的驅動電路層213。舉例來說，驅動電路層213可選擇性地包含多個主動元件（未繪示）以及製作在至少一導電膜層中的多條電路走線（未繪示），但不以此為限。在其他實施例中，驅動電路層213也可僅配置有多條電路走線，而顯示單元200的多個發光元件220可經由這些電路走線與外部的控制晶片電性耦接，以個別地控制這些發光元件220出光。
詳細地，驅動電路層213上可設有接墊組，例如第一接墊P1和第二接墊P2的組合，而發光元件220可電性接合至此接墊組以實現與驅動電路層213的電性連接關係。其中，發光元件220可包括磊晶結構層ES、第一電極E1和第二電極E2。第一電極E1和第二電極E2設置在磊晶結構層ES的同一側，且分別電性接合至第一接墊P1和第二接墊P2。在本實施例中，位於電路基板210的第二表面210s2上的接合墊230可貫穿電路基板210以電性連接第一接墊P1，而第二接墊P2可經由電路走線（或驅動電路）與另一未繪示的接合墊電性耦接，但不以此為限。在另一未繪示的實施例中，電路基板上連接第一表面210s1和第二表面210s2的側壁可設有側邊線路，此側邊線路用於電性連接位在第一表面210s1的第一接墊P1（或第二接墊P2）與位在第二表面210s2的接合墊230。也就是說，在該實施例中，電路基板是利用側邊線路來取代圖3中的導電通孔以實現接墊與接合墊的電性連接關係。
此處的磊晶結構層ES例如是P型半導體層、發光層及N型半導體層的堆疊結構，且第一電極E1和第二電極E2分別電性連接P型半導體層和N型半導體層。更具體地說，本實施例的發光元件220可以是覆晶式（flip-chip type）發光二極體，但不以此為限。在其他實施例中，顯示單元也可採用不同態樣的發光元件來製作，例如垂直式（vertical type）發光元件或水平式（lateral type）發光元件。
另一方面，顯示單元200可具有多種發光顏色（例如紅色、綠色和藍色），但不以此為限。在其他實施例中，顯示單元的發光元件220也可僅具有單一的發光顏色，並且在至少一部分的發光元件的出光面設置波長轉換層來產生不同顏色的出光。
為了降低驅動電路層213的電路走線的可視性，顯示單元200還可選擇性地包括第一封裝膠層250。第一封裝膠層250覆蓋多個發光元件220及電路基板210的部分第一表面210s1。第一封裝膠層250可以由單一封裝材料或具有多種封裝材料的堆疊結構所形成。
第一封裝膠層250具有封裝表面250s，且封裝表面250s與電路基板210的第一表面210s1之間沿著第一表面210s1的法線方向（例如方向Z）具有第一高度H1。發光元件220具有出光面220s，且出光面220s與電路基板210的第一表面210s1之間沿著第一表面210s1的法線方向具有第二高度H2。在本實施例中，第一高度H1大於第二高度H2，且第一封裝膠層250覆蓋發光元件220的出光面220s，但不以此為限。在其他未繪示的實施例中，封裝表面250s也可大致上切齊發光元件220的出光面220s。亦即，第一高度H1也可等於第二高度H2。
特別注意的是，基板100和黏著層110具有對應多個顯示單元200設置的多個開口OP，且顯示單元200的接合墊230會設置在開口OP內。因此，驅動晶片300可經由開口OP與對應的接合墊230電性接合。在本實施例中，驅動晶片300沿著第二表面210s2的法線方向（例如方向Z）不重疊於基板100和黏著層110定義這些開口OP的部分。也就是說，本實施例的多個驅動晶片300是分別設置在這些開口OP內。然而，本發明不限於此。根據其他實施例，驅動晶片也可自開口OP內延伸出並且重疊於基板100和黏著層110定義這些開口OP的部分。
在本實施例中，驅動晶片300並不接觸基板100和黏著層110定義開口OP的側壁SW。也就是說，基板100和黏著層110的側壁SW與驅動晶片300之間設有空隙。
在本實施例中，驅動晶片300例如是可撓式印刷電路板（flexible printed circuit board，FPC）、覆晶軟板（chip on film，COF）、或其他合適的控制電路單元。需說明的是，圖1的基板100和黏著層110中對應於每一個顯示單元200的拼接區域TR內所設置的開口OP和驅動晶片300的數量都是以兩個為例進行示範性地說明，並不表示本發明以此為限制。在其他實施例中，開口OP的數量也可以是一個或三個以上，且每一個開口OP內所設置的驅動晶片數量也可以是多個。另一方面，開口OP在基板100上的正投影輪廓可以是矩形（如圖1所示）、或其他合適的幾何形狀，本發明並不加以限制。
值得一提的是，這些開口OP的設置除了能作為驅動晶片300與顯示單元200的接合通道外，還能作為顯示單元200在拼接對位時的對位記號（alignment mark）。因此，能有效提升顯示單元200的拼接精度，進而縮小任兩相鄰的顯示單元200間的拼接縫G（如圖2所示）的寬度。換句話說，能改善拼接顯示畫面的不連續感。
另一方面，為了進一步提升拼接精度，基板100與黏著層110還可設有多個定位孔115。舉例來說，基板100與黏著層110在每一個顯示單元200的拼接區域TR都設有四個定位孔115，且這四個定位孔115分別設置在定義拼接區域TR的四個邊界的中心處附近，但不以此為限。在其他實施例中，定位孔115的設置處當可視實際的產品設計或製程需求做調整。
基板100和黏著層110分別具有彼此相背離的基板表面100s和黏著表面110s。在本實施例中，定位孔115可自基板表面100s貫穿基板100與黏著層110並延伸至黏著表面110s。亦即，本實施例的定位孔115為貫孔。然而，本發明不限於此。在未繪示的另一實施例中，定位孔也可以是盲孔，例如：定位孔可僅設置在基板100或黏著層110，或者是貫穿黏著層110但未貫穿基板100。
特別注意的是，在本實施例中，定位孔115沿著平行於基板100的方向（例如方向X或方向Y）的寬度W從黏著表面110s往基板表面100s遞減。另一方面，定位孔115在基板100上的正投影輪廓可以是圓形（如圖1所示）、或其他適合定位用的幾何形狀，本發明並不加以限制。
拼接顯示裝置10還可選擇性地包括第二封裝膠層150。特別注意的是，第二封裝膠層150除了覆蓋多個顯示單元200外，還可填入這些顯示單元200之間的拼接縫G。因此，透過調整第二封裝膠層150的光學密度（optical density，OD），還可進一步降低拼接縫G的可視性。舉例來說，在本實施例中，第二封裝膠層150的光學密度可小於第一封裝膠層250的光學密度。
以下將針對拼接顯示裝置10的製造方法進行示例性的說明。如圖4A所示，提供一暫時基板SUB，並且在此暫時基板SUB上形成基板材料層100L和黏著材料層110L。接著，在基板材料層100L和黏著材料層110L中形成多個定位孔115和多條切割線CL，如圖4B所示。這些切割線CL可將基板材料層100L和黏著材料層110L切分出多個區域Z1和多個區域Z2，其中區域Z1設有這些定位孔115。舉例來說，可採用微影蝕刻製程或是利用雷射光源進行圖案化（例如打點或切割）來形成定位孔115和切割線CL，但本發明不以此為限。
特別說明的是，在另一實施例中，基板材料層和黏著材料層也可不設有上述的定位孔115，而是改以切割線所構成的切割圖案來進行後續顯示單元200的定位。
請參照圖4C，接著，進行多個顯示單元200的轉置步驟。其中，每一個顯示單元200在被轉移到對應的拼接區域TR後，可以定位孔115進行對位並貼合至黏著材料層110L上固定。在這些顯示單元200的轉移步驟完成後，形成第二封裝膠層150，如圖4D所示。其中，第二封裝膠層150覆蓋這些顯示單元200並且填入任兩相鄰的顯示單元200之間的拼接縫G。第二封裝膠層150的材料可包括壓克力系樹脂或環氧樹脂等材料。
接著，進行暫時基板SUB的移除步驟。舉例來說，在移除暫時基板SUB前，可先針對基板材料層100L位在區域Z1的部分進行照光（例如以雷射光LB進行照射，但不以此為限），使基板材料層100L的該部分與暫時基板SUB間的附著力降低。請參照圖4D及圖4E，由於基板材料層100L位在區域Z2的部分未進行照光，其與暫時基板SUB間的附著力維持不變，當暫時基板SUB朝遠離顯示單元200的方向（例如方向Z的反向）脫離時，會一併移除基板材料層100L和黏著材料層110L位於區域Z2的部分，以形成具有多個開口OP的基板100和黏著層110。
請參照圖4F，在暫時基板SUB的移除步驟完成後，進行多個驅動晶片300的接合製程，其中這些驅動晶片300是經由基板100和黏著層110的這些開口OP與多個顯示單元200電性接合。請參照在本實施例中，拼接顯示裝置10的製造方法還可選擇性地包括：進行透光蓋板190的貼合，其中透光蓋板190可經由黏著層170貼合在第二封裝膠層150上，如圖2所示。舉例來說，當基板100為可撓性基板時，為了增加驅動晶片的接合良率，透光蓋板190的貼合步驟可在驅動晶片300的接合製程前進行，以增加整體結構的挺性，但不以此為限。於此便完成拼接顯示裝置10的製作。
綜上所述，在本發明的一實施例的拼接顯示裝置中，用於拼接多個顯示單元的基板和黏著層具有對應這些顯示單元設置的多個開口，且多個驅動晶片能經由這些開口與這些顯示單元電性接合。此外，在顯示單元的拼接過程中，這些開口可同時作為對位記號，有助於提升顯示單元的拼接精度。換句話說，可縮小這些顯示單元的拼接縫寬度，進而改善拼接顯示畫面的不連續感。
10:拼接顯示裝置
100:基板
100L:基板材料層
100s:基板表面
110、170:黏著層
110L:黏著材料層
110s:黏著表面
115:定位孔
150:第二封裝膠層
190:透光蓋板
200:顯示單元
210:電路基板
210s1:第一表面
210s2:第二表面
211:基板
213:驅動電路層
220:發光元件
220s:出光面
230:接合墊
250:第一封裝膠層
250s:封裝表面
300:驅動晶片
CL:切割線
E1:第一電極
E2:第二電極
ES:磊晶結構層
G:拼接縫
H1:第一高度
H2:第二高度
LB:雷射光
OP:開口
P1、P2:接墊
SW:側壁
SUB:暫時基板
TR:拼接區域
W:寬度
X、Y、Z:方向
Z1、Z2:區域
圖1是本發明的一實施例的拼接顯示裝置的俯視示意圖。
圖2是圖1的拼接顯示裝置的剖視示意圖。
圖3是圖2的顯示單元的剖視示意圖。
圖4A至圖4F是圖2的拼接顯示裝置的製造流程的剖視示意圖。
10:拼接顯示裝置
100:基板
100s:基板表面
110、170:黏著層
110s:黏著表面
115:定位孔
150:第二封裝膠層
190:透光蓋板
200:顯示單元
210:電路基板
210s1:第一表面
210s2:第二表面
220:發光元件
250:第一封裝膠層
300:驅動晶片
G:拼接縫
OP:開口
SW:側壁
W:寬度
X、Z:方向
Claims (10)
- 一種拼接顯示裝置，包括： 一基板； 多個顯示單元，設置在該基板上，各該些顯示單元具有一電路基板、多個發光元件以及至少一接合墊，該電路基板具有相對的一第一表面與一第二表面，該些發光元件設置在該第一表面上，該至少一接合墊設置在該第二表面上，且電性耦接該些發光元件； 一黏著層，連接該基板與該些顯示單元，其中該基板與該黏著層具有對應該些顯示單元設置的多個開口，且該些顯示單元的多個該至少一接合墊位於該些開口內；以及 多個驅動晶片，經由該些開口與該些顯示單元的該些接合墊電性接合。
- 如請求項1所述的拼接顯示裝置，其中該基板與該黏著層的至少一者還具有一定位孔。
- 如請求項2所述的拼接顯示裝置，其中該定位孔貫穿該基板與該黏著層。
- 如請求項3所述的拼接顯示裝置，其中該基板與該黏著層分別具有彼此相背離的一基板表面與一黏著表面，該定位孔貫穿該基板表面與該黏著表面，且該定位孔沿著平行於該基板的一方向的寬度從該黏著表面往該基板表面遞減。
- 如請求項1所述的拼接顯示裝置，其中各該些顯示單元還具有一第一封裝膠層，覆蓋該些發光元件。
- 如請求項5所述的拼接顯示裝置，更包括： 一第二封裝膠層，覆蓋該些顯示單元，並且填入該些顯示單元之間。
- 如請求項6所述的拼接顯示裝置，其中該第二封裝膠層的光學密度小於該第一封裝膠層的光學密度。
- 如請求項5所述的拼接顯示裝置，其中該第一封裝膠層具有一封裝表面，各該些發光元件具有一出光面，該封裝表面與該第一表面之間具有一第一高度，該出光面與該第一表面之間具有一第二高度，且該第一高度大於或等於該第二高度。
- 如請求項1所述的拼接顯示裝置，其中該些驅動晶片分別設置在該些開口內，且該些驅動晶片沿著該第二表面的法線方向不重疊於該基板與該黏著層定義該些開口的部分。
- 如請求項1所述的拼接顯示裝置，其中該些驅動晶片不接觸該基板與該黏著層定義該些開口的側壁。
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