TWI843449B - 顯示模組和其製造及修補方法 - Google Patents

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Abstract

一種顯示模組，包含基板、中介板以及至少一微型發光元件。基板具有驅動電路。中介板包含中介層、測試電路以及導電結構。測試電路和導電結構位於中介層，且驅動電路與導電結構電性連接。微型發光元件位於中介板，且微型發光元件與測試電路和導電結構電性連接。

Description

顯示模組和其製造及修補方法
本發明係關於一種顯示模組，特別是一種具有微型發光元件之顯示模組及其製造方法，以及當發現其中的微型發光元件為不良品時的修補方法。
隨著光電科技的進步，光電元件的體積逐漸往小型化發展。微型發光二極體(Micro LED)具有效率高、壽命較長、材料不易受到環境影響而相對穩定等優勢。因而，包含微型發光二極體陣列的顯示器在市場上逐漸受到重視。
為了取得較低的生產成本，包含微型發光二極體陣列的顯示器的製造通常涉及巨量轉移(Mass transfer)技術。其中，將製作好的微型發光二極體放置在暫存基板上，再依據產品需求將置於暫存基板上的微型發光二極體轉移至具有驅動電路的永久基板上。
現有的巨量轉移技術一般採用機械臂拾取或雷射分離的方式將一或多個微型發光二極體轉移至永久基板上。由於微型發光二極體的小型化和顯示面板的尺寸增加，上述方式的轉移效率已無法滿足需求。此外，由於實際製造過程中可能生產出功能異常的微型發光二極體，或是將微型發光二極體轉移至永久基板時發生接合不良的情況，導致需要選擇性以雷射加熱融斷或紫外線照射以移除無法正常運作的微型發光二極體並以新的微型發光二極體進行修補，或是永久基板上需要增加備援電路設計。然而，雷射加熱融斷或紫外線照射所產生的熱能容易損壞微型發光二極體周圍的驅動電路。
鑒於上述問題，本發明提供一種顯示模組，有助於解決轉移效率不佳以及雷射修補容易損壞驅動電路的問題。本發明還提供此顯示模組的製造方法以及修補方法。
本發明一實施例所揭露之顯示模組，包含一基板、一中介板以及至少一微型發光元件。基板具有一驅動電路。中介板包含一中介層、一測試電路以及一導電結構。測試電路和導電結構位於中介層，且驅動電路與導電結構電性連接。微型發光元件位於中介板，且微型發光元件與測試電路和導電結構電性連接。
本發明一實施例所揭露之顯示模組的製造方法，包含：提供一顯示模組半成品，其中顯示模組半成品包含一中介板以及至少一微型發光元件，中介板包含一中介層、一測試電路以及一導電結構，且測試電路和導電結構位於中介層，微型發光元件位中介板，且微型發光元件與測試電路和導電結構電性連接；進行一電性檢測程序，其中透過測試電路輸送檢測訊號至微型發光元件，以確認微型發光元件的良率；以及若微型發光元件被確認為良品，進行一接合程序，其中將導電結構與一基板的一驅動電路電性連接。
本發明一實施例所揭露之顯示模組的修補方法包含：提供前述之顯示模組；進行一電性檢測程序，其中透過測試電路輸送檢測訊號至微型發光元件，以確認微型發光元件的良率；以及若微型發光元件被確認為不良品，進行一修補程序，其中將中介板與基板分離，並且將一替換中介板與基板連接。
根據本發明一實施例所揭露之顯示模組包含中介板，並且微型發光元件位於中介板。中介板包含測試電路以及導電結構，其中測試電路用於進行電性檢測程序以確認微型發光元件的良率，且導電結構將驅動電路與微型發光元件電性連接。
根據本發明一實施例所揭露之顯示模組的製造方法，藉由中介板與永久基板接合的簡易方式實現多個微型發光元件同時被轉移至永久基板，有助於提升轉移效率。形成於中介板的測試電路允許轉移微型發光元件之前先對微型發光元件進行電性檢測，避免轉移之後因為需要修補導致永久基板被雷射損傷。
根據本發明一實施例所揭露之顯示模組的修補方法，可藉由分離永久基板與中介板的方式實現微型發光元件的修補。藉此，修補程序中可以只需要對永久基板與中介板之間的接合物(例如金屬焊料)加熱，避免需要加熱永久基板而造成驅動電路的熱損傷。
以上關於本發明內容之說明及以下實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之原理，並提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。
於以下實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵及功效，其內容足以使任何熟習相關技藝者瞭解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露的內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易理解本發明。以下實施例為進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。
根據本發明的一實施例，顯示模組可包含基板、中介板以及微型發光元件。請參照圖1，為根據本發明第一實施例之顯示模組的示意圖。在本實施例中，顯示模組1a包含基板10、中介板20以及微型發光元件。
基板10例如但不限於是玻璃基板、矽基板、印刷電路板、陶瓷電路板或是金屬基板，其可為顯示模組中的永久基板。基板10可具有驅動電路110，其可為形成於基板10之表面的金屬圖案，或是形成於基板10內且有一部份顯露於外的金屬線路層。作為永久基板的基板10可用於承接自暫存基板(未另繪示)轉移的微型發光元件。
中介板20包含中介層210、測試電路220以及導電結構230。中介層210例如但不限於是矽片或玻璃片。測試電路220和導電結構230位於中介層210，且驅動電路110與導電結構230電性連接。
微型發光元件例如但不限於是微型發光二極體(Micro LED)，其位於中介板20。微型發光元件與測試電路220電性連接，且微型發光元件也與導電結構230電性連接。圖1示例性繪出顯示模組1a包含紅光微型發光元件30a、綠光微型發光元件30b以及藍光微型發光元件30c，且這三個微型發光元件30a、30b、30c共同構成顯示模組1a的一個像素，但本發明並不以此為限。在其他實施例中，顯示模組可包含僅單個微型發光元件或是大於三個微型發光元件，或是顯示模組可包含發射相同顏色之可見光的多個微型發光元件。在其他實施例中，微型發光元件可發射白光或黃綠光等其他顏色的可見光。
根據本發明的一實施例，中介板的導電結構可貫穿中介層。如圖1所示，中介板20的導電結構230包含貫穿中介層210的多個導電通孔231。各個微型發光元件30a、30b、30c與至少其中一個導電通孔231電性連接。
根據本發明的一實施例，微型發光元件可一體成型地形成於中介板。如圖1所示，微型發光元件30a、30b、30c一體成型地形成於中介板20的中介層210。更進一步來說，可藉由磊晶製程於中介層210成長出微型發光元件30a、30b、30c。在這種情況下，中介層210優選為矽片。
根據本發明的一實施例，測試電路位可形成於中介層的表面上。如圖1所示，中介板20的中介層210具有相對的第一表面211以及第二表面212，且第一表面211朝向基板10。測試電路220位於第一表面211，且微型發光元件30a、30b、30c形成於第二表面212。更進一步來說，測試電路220包含相連的線路221以及接觸凸墊222。檢測訊號可自接觸凸墊222通過線路221而被輸送至微型發光元件30a、30b、30c，以確認微型發光元件30a、30b、30c的良率。任一接觸凸墊222可電連接於各個微型發光元件30a、30b、30c。在其他實施例中，可有多個接觸凸墊分別電連接於多個微型發光元件，以實現各個微型發光元件的獨立檢測。
根據本發明的一實施例，顯示模組可進一步包含位於基板與中介層之間的電連接單元。如圖1所示，顯示模組1a更包含介於基板10與中介層210之間的電連接單元40。電連接單元40可包含金屬焊料，例如鉛、錫及其合金。驅動電路110透過電連接單元40與導電結構230電性連接。具體來說，電連接單元40的一端電連接於顯露於外的驅動電路110之部份，且相對另一端經由形成於中介層210的線路(未另繪示)電連接於導電結構230的各個導電通孔231。圖1示例性繪出顯示模組1a包含兩個電連接單元40，但電連接單元40的數量並不以此為限。
根據本發明的一實施例，微型發光元件於基板的表面上的投影與電連接單元於表面上的投影互不重疊。如圖1所示，微型發光元件30a、30b、30c其中任一者於基板10的表面100上形成第一投影，電連接單元40於表面100上形成第二投影，且第一投影與第二投影互不重疊。
根據本發明的一實施例，顯示模組可進一步包含設置於中介板的保護層。如圖1所示，顯示模組1a更包含設置於中介板20的保護層50。保護層50例如但不限於是聚亞醯胺或光固化樹脂，其覆蓋微型發光元件30a、30b、30c。保護層50和中介板20的測試電路220分別位於中介層210的相對兩側。進一步來說，保護層50和微型發光元件30a、30b、30c皆位於中介層210的第二表面212。
根據本發明的一實施例，顯示模組可進一步包含緩衝層。如圖1所示，顯示模組1a更包含設置於基板10與中介層210之間的緩衝層60。緩衝層60例如但不限於是光固化樹脂或是具有一定程度彈性或黏性的有機材料層。
本發明進一步揭露顯示模組1a的製造方法。圖2至圖5為圖1之顯示模組的製造方法的示意圖。如圖2所示，提供中介層210，並且藉由磊晶製程於中介層210上成長微型發光元件30a、30b、30c。接著，如圖3所示，形成覆蓋微型發光元件30a、30b、30c的保護層50。保護層50有助於避免微型發光元件30a、30b、30c的性能受到水氣或灰塵影響。
如圖4所示，係對中介層210進行薄化程序。具體來說，將中介層210的厚度減少至適合在後續步驟形成導電結構的厚度。在本實施例中，可藉由例如蝕刻製程或研磨製程將中介層210的厚度減少至例如約100微米(μm)以下。
如圖5所示，於中介層210形成測試電路220以及導電結構230。具體來說，於中介層210形成通孔，並且填充金屬材質或是於通孔側壁鍍上金屬膜以形成與微型發光元件30a、30b、30c電性連接的導電通孔231。此外，於中介層210的第一表面211上形成測試電路220的線路221以及接觸凸墊222，且微型發光元件30a、30b、30c與線路221電性連接。包含中介板20(中介層210、測試電路220和導電結構230)以及微型發光元件30a、30b、30c的組件可作為本實施例的顯示模組半成品2a。
接著，進行電性檢測程序，係透過測試電路220輸送檢測訊號至微型發光元件30a、30b、30c，以確認微型發光元件30a、30b、30c的良率。進一步來說，測試電路220的接觸凸墊222可作為測試點以允許檢測訊號的輸入。外部裝置(未另繪示)經由測試電路220提供可用於確認良率的檢測訊號給微型發光元件30a、30b、30c。具體來說，特定電壓值或電流值的電訊號可經由測試電路220施加於微型發光元件30a、30b、30c。對於每一個微型發光元件而言，若於施加所述電訊號後能發射出具有符合要求之強度的光線，則此微型發光元件可被確認為良品。反之，若於施加所述電訊號後不能發射光線或是光線強度不足，此微型發光元件可被確認為不良品。
若微型發光元件30a、30b、30c皆被確認為良品，則進行接合程序，係將導電結構230與基板10的驅動電路110電性連接，進而獲得如圖1所示的顯示模組1a。進一步來說，電連接單元40被提供至基板10與中介板20之間，並且電連接單元40連接驅動電路110與導電結構230的導電通孔231，以允許驅動電路110透過電連接單元40和導電結構230將驅動訊號輸送至微型發光元件30a、30b、30c。微型發光元件30a、30b、30c可以各自獨立地被驅動電路110驅動發光。
在進行前述的接合程序前，可先在基板10的表面100或是中介層210的第一表面211提供緩衝層60。由於接合程序可能需要對基板10或中介板20加壓以促進接合品質，額外提供的緩衝層60有助於保護中介板20，以避免因為施力過大而導致中介層210變形或破裂。
在前述的電性檢測程序中，若任一微型發光元件被確認為不良品，包含此不良微型發光元件的顯示模組半成品可被報廢，或是進行修補程序以移除此不良微型發光元件。在本實施例中，若圖5中的微型發光元件30a被確認為不良品，則顯示模組半成品2a可被報廢，爾後提供當中微型發光元件均為良品的另一個顯示模組半成品進行接合程序。
圖6為根據本發明第二實施例之顯示模組的示意圖。在本實施例中，顯示模組1b包含基板10、中介板20、微型發光元件30a、30b、30c以及電連接單元40。本實施例與第一實施例的主要差異將在以下描述。
相較於圖1的顯示模組1a，顯示模組1b中微型發光元件30a、30b、30c與中介板20的中介層210各自獨立。如圖6所示，微型發光元件30a、30b、30c接合於中介層210的導電結構230。更進一步來說，微型發光元件30a、30b、30c可自暫存基板(未另繪示)被轉移至中介板20。
相較於圖1的顯示模組1a，顯示模組1b的中介板20的測試電路220和微型發光元件30a、30b、30c皆位於第二表面212。
相較於圖1的顯示模組1a，顯示模組1b不包含用於覆蓋微型發光元件的保護層，因此微型發光元件30a、30b、30c裸露於外部環境。此外，基板10與中介層210之間可選擇性地設置緩衝層。圖1示例性繪示顯示模組1b不包含緩衝層。
圖7至圖9為圖6之顯示模組的製造方法的示意圖。如圖7所示，係將基板10與中介層210接合。進一步來說，電連接單元40被提供至基板10與中介層210之間，並且透過電連接單元40將基板10與中介層210接合。更具體來說，電連接單元40包含焊錫，並且藉由焊接製程將基板10與中介層210接合。
如圖8所示，係對中介層210進行薄化程序。具體來說，將中介層210的厚度減少至適合在後續步驟形成導電結構的厚度。在本實施例中，可藉由例如蝕刻製程或研磨製程將中介層210的厚度減少至例如約100微米(μm)以下。
如圖9所示，於中介層210形成測試電路220以及導電結構230。具體來說，於中介層210形成通孔，並且填充金屬材質或是於通孔側壁鍍上金屬膜以形成與微型發光元件30a、30b、30c電性連接的導電通孔231。此外，於中介層210的第二表面212上形成測試電路220的線路221以及接觸凸墊222，且微型發光元件30a、30b、30c與線路221電性連接。導電通孔231與電連接單元40電性連接。最後，將微型發光元件30a、30b、30c接合至導電結構230，而獲得如圖6所示的顯示模組1b。
可對微型發光元件30a、30b、30c進行電性檢測程序，以確認微型發光元件30a、30b、30c的良率。進一步來說，測試電路220的接觸凸墊222可作為測試點，以允許檢測訊號的輸入。外部裝置(未另繪示)經由測試電路220提供可用於確認良率的檢測訊號給微型發光元件30a、30b、30c。
在本實施例中，若微型發光元件30a、30b、30c被確認為不良品，可進行修補程序。圖10為圖6之顯示模組的修補方法的示意圖。進一步來說，可藉由移除或破壞電連接單元40的方式將中介板20與基板10分離。爾後，替換中介板(未另繪示)與基板10連接以完成修補程序。更具體來說，可加熱熔化電連接單元40的焊錫，以使中介板20與基板10分離。替換中介板被提供至基板10，接著藉由焊接製程將基板10與替換中介板接合。替換中介板的微型發光元件可被預先檢測以被確認為良品，或是基板10與替換中介板接合後再對其微型發光元件進行電性檢測程序
在本實施例中，微型發光元件30a、30b、30c其中任一者於基板10的表面100上形成第一投影，電連接單元40於表面100上形成第二投影，且這兩個投影互不重疊。換句話說，各個微型發光元件30a、30b、30c與電連接單元40可為非同軸設置。藉此，在修補程序中，當加熱熔化電連接單元40的焊錫時，可降低熱能對於測試電路220及導電結構230的影響。
綜上所述，根據本發明揭露之顯示模組包含中介板，並且微型發光元件位於中介板。中介板包含測試電路以及導電結構，其中測試電路用於進行電性檢測程序以確認微型發光元件的良率，且導電結構將驅動電路與微型發光元件電性連接。藉由中介板與永久基板接合的簡易方式實現多個微型發光元件同時被轉移至永久基板，有助於提升轉移效率。另外，形成於中介板的測試電路允許轉移微型發光元件之前先對微型發光元件進行電性檢測，避免轉移之後因為需要修補導致永久基板被雷射損傷。
再者，於一實施例中，可藉由分離永久基板與中介板的方式實現微型發光元件的修補。藉此，修補程序中可以只需要對永久基板與中介板之間的接合物(例如金屬焊料)加熱，避免需要加熱永久基板而造成驅動電路的熱損傷。
本發明之實施例揭露雖如上所述，然並非用以限定本發明，任何熟習相關技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，舉凡依本發明申請範圍所述之形狀、構造、特徵及精神當可做些許之變更，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
1a、1b:顯示模組 2a:顯示模組半成品 10:基板 100:表面 110:驅動電路 20:中介板 210:中介層 211:第一表面 212:第二表面 220:測試電路 221:線路 222:接觸凸墊 230:導電結構 231:導電通孔 30a、30b、30c:微型發光元件 40:電連接單元 50:保護層 60:緩衝層
圖1為根據本發明第一實施例之顯示模組的示意圖。 圖2至圖5為圖1之顯示模組的製造方法的示意圖。 圖6為根據本發明第二實施例之顯示模組的示意圖。 圖7至圖9為圖6之顯示模組的製造方法的示意圖。 圖10為圖6之顯示模組的修補方法的示意圖。
1a:顯示模組
10:基板
100:表面
110:驅動電路
20:中介板
210:中介層
211:第一表面
212:第二表面
220:測試電路
221:線路
222:接觸凸墊
230:導電結構
231:導電通孔
30a、30b、30c:微型發光元件
40:電連接單元
50:保護層
60:緩衝層

Claims (14)

  1. 一種顯示模組，包含： 一基板，具有一驅動電路；一中介板，包含一中介層、一測試電路以及一導電結構，該測試電路和該導電結構位於該中介層，且該驅動電路與該導電結構電性連接；以及至少一微型發光元件，位於該中介板，且該至少一微型發光元件與該測試電路和該導電結構電性連接。
  2. 如請求項1所述之顯示模組，其中該基板為永久基板。
  3. 如請求項1所述之顯示模組，其中該中介板的該導電結構貫穿該中介層。
  4. 如請求項1所述之顯示模組，其中該至少一微型發光元件一體成型地形成於該中介層。
  5. 如請求項1所述之顯示模組，其中該中介板的該中介層具有相對的一第一表面以及一第二表面，該第一表面朝向該基板，且該測試電路位於該第一表面。
  6. 如請求項1所述之顯示模組，其中該中介板的該中介層具有相對的一第一表面以及一第二表面，該第一表面朝向該基板，且該測試電路位於該第二表面。
  7. 如請求項1所述之顯示模組，更包含位於該基板與該中介層之間的一電連接單元，且該驅動電路透過該電連接單元與該導電結構電性連接。
  8. 如請求項7所述之顯示模組，其中該電連接單元包含金屬焊料。
  9. 如請求項7所述之顯示模組，其中該至少一微型發光元件於該基板的一表面上的投影與該電連接單元於該表面上的投影互不重疊。
  10. 如請求項1所述之顯示模組，更包含設置於該中介板的一保護層，且該保護層覆蓋該至少一微型發光元件。
  11. 如請求項10所述之顯示模組，其中該保護層和該測試電路分別位於該中介層的相對兩側。
  12. 如請求項1所述之顯示模組，更包含一緩衝層，設置於該基板與該中介板的該中介層之間。
  13. 一種顯示模組的製造方法，包含： 提供一顯示模組半成品，其中該顯示模組半成品包含：一中介板，包含一中介層、一測試電路以及一導電結構，且該測試電路和該導電結構位於該中介層；以及至少一微型發光元件，位於該中介板，且該至少一微型發光元件與該測試電路和該導電結構電性連接；進行一電性檢測程序，其中透過該測試電路輸送檢測訊號至該至少一微型發光元件，以確認該至少一微型發光元件的良率；以及若該至少一微型發光元件被確認為良品，進行一接合程序，其中將該導電結構與一基板的一驅動電路電性連接。
  14. 一種顯示模組的修補方法，包含： 提供如請求項1所述之顯示模組；進行一電性檢測程序，其中透過該測試電路輸送檢測訊號至該至少一微型發光元件，以確認該至少一微型發光元件的良率；以及若該至少一微型發光元件被確認為不良品，進行一修補程序，其中將該中介板與該基板分離，並且將一替換中介板與該基板連接。
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