TWI842387B

TWI842387B - 次毫米發光二極體背光板的製法及其製品

Info

Publication number: TWI842387B
Application number: TW112104961A
Authority: TW
Inventors: 張吉和; 劉柏良; 游鎮隆
Original assignee: 國立中興大學; 旺泓有限公司
Filing date: 2023-02-13
Publication date: 2024-05-11

Abstract

本發明提供一種次毫米發光二極體背光板的製法，包含以下步驟：(a)於一柔性基板的一第一面上的一第一線路層固晶複數次毫米發光二極體晶粒；(b)於該步驟(a)後的次毫米發光二極體晶粒上熱壓一附著有一透光性封膠層的透光剛性基板，令該透光性封膠層包覆各次毫米發光二極體晶粒；及(c)於該步驟(b)後的柔性基板之一相反於該第一面之第二面上的一第二線路層鍵合複數驅動晶片；該第一線路層與第二線路層彼此電性連接，從而使該等驅動晶片電性連接該第一線路層上的該等次毫米發光二極體晶粒。本發明亦提供一種前述製法所製得的次毫米發光二極體背光板。

Description

次毫米發光二極體背光板的製法及其製品

本發明是有關於一種背光板，特別是指一種次毫米發光二極體(mini-LED)背光板的製法及其製品。

發光二極體(LED)基於其具備有亮度高、壽命長、反應速度快等優勢，因而將LED應用於液晶顯示裝置的背光模組(backlight module)已成為近十年來業界的主流。此外，隨著光電半導體製程的進步與液晶顯示裝置輕薄短小化的需求，做為液晶顯示裝置之背光源的次毫米發光二極體也成為了液晶顯示裝置相關產業界的發展趨勢。

參閱圖1，一種現有的次毫米發光二極體背光板1，包括一雙面柔性印刷電路板(FPC)11、複數次毫米發光二極體晶粒12，及複數用以驅動該等次毫米發光二極體晶粒12的驅動晶片13。該雙面柔性印刷電路板11具有一柔性基板110、一設置於該柔性基板110之一上表面1101的上線路層111，及一設置於該柔性基板110之一下表面1102並與該上線路層111彼此電連接的下線路層112。該等次毫米發光二極體晶粒12是經由錫膏與焊墊(bonding pad)做金屬共晶(eutectic)而固晶於該上線路層111；該等驅動晶片13同樣是經由錫膏與焊墊形成金屬共晶以鍵合該下線路層112。

此處須說明的是，該現有的次毫米發光二極體背光板1於實際整合至液晶顯示模組以構成液晶顯示裝置前，仍需經過一封膠層(molding layer，圖未示)來對該等次毫米發光二極體晶粒12進行封裝，並於包覆該等次毫米發光二極體晶粒12的封膠層上方設置一波長轉換層(圖未示)，以供應該等次毫米發光二極體晶粒12進行混光從而產生白光的背光源後，才能整合至液晶顯示模組。

眾所周知的是，為使液晶顯示裝置能夠滿足業界對輕薄短小化的需求，該現有的次毫米發光二極體背光板1於製作過程中，該雙面柔性印刷電路板11業界一般是採用厚度薄的FPC。詳細來說，該現有的次毫米發光二極體背光板1的製法是先在該下線路層112上鍵合該等驅動晶片13後，將該雙面柔性印刷電路板11翻轉180度以使其放置於一配置有複數能各自對應地容納各驅動晶片13的定位凹槽的載板(圖未示)上，使其上線路層111朝上，再於該上線路層111上固晶該等次毫米發光二極體晶粒12。然而，也基於該雙面柔性印刷電路板11的厚度薄以致於在其放置於該載板後容易受重力影響而產生翹曲/變形，致使固晶過程中無法精確地使該等次毫米發光二極體晶粒12接著於該上線路層111。因此，容易因打件偏位而產生斷路或發光亮度不均(mura)等問題。

經上述說明可知，改良次毫米發光二極體背光板1結構與製法以解決打件偏位所致的斷路或發光亮度不均(mura)等問題，是本案所屬技術領域中的相關技術人員有待突破的課題。

因此，本發明的第一目的，即在提供一種能解決打件偏位所致的斷路或發光亮度不均等問題的次毫米發光二極體背光板的製法。

於是，本發明之次毫米發光二極體背光板的製法，包括以下步驟：一步驟(a)、一步驟(b)，及一步驟(c)。

該步驟(a)是於一柔性基板的一第一面上的一第一線路層固晶複數次毫米發光二極體晶粒。

該步驟(b)是於該步驟(a)後的次毫米發光二極體晶粒上熱壓一附著有一透光性封膠層的透光剛性基板，令該透光性封膠層包覆各次毫米發光二極體晶粒。

該步驟(c)是於該步驟(b)後的柔性基板之一相反於該第一面之一第二面上的第二線路層鍵合複數驅動晶片；其中，該第一線路層與第二線路層彼此電性連接，從而使該等驅動晶片電性連接該第一線路層上的該等次毫米發光二極體晶粒。

本發明的第二目的，即在提供一種如前述製法所製得的次毫米發光二極體背光板。

本發明之次毫米發光二極體背光板，包括一雙面柔性電路板、複數次毫米發光二極體晶粒、複數驅動晶片，及一透光剛性基板。該雙面柔性電路板包括一柔性基板、一形成於該柔性基板的一第一面上的第一線路層，及一形成於相反於該第一面的一第二面上的第二線路層，該第一線路層與第二線路層彼此電性連接。該等次毫米發光二極體晶粒固晶於該第一線路層。該等驅動晶片鍵合於該第二線路層。該透光剛性基板包括一板本體，及一附著於該板本體上的透光性封膠層，且該透光性封膠層包覆該等次毫米發光二極體晶粒。

本發明的功效在於：該步驟(b)所使用的透光剛性基板本身能夠支撐易受重力影響而產生翹曲的柔性基板，以避免該柔性基板產生翹曲導致在實施該步驟(c)時無法精確地使該等驅動晶片鍵合於該第二線路層，從而解決打件偏位所致的斷路或發光亮度不均等問題。

2:雙面柔性電路板

20:柔性基板

201:第一面

202:第二面

21:第一線路層

22:第二線路層

3:透光剛性基板

31:板本體

32:透光性封膠層

33:波長轉換粒子

4:次毫米發光二極體晶粒

5:驅動晶片

6:圖案化反射層

90:外框

91:光學膜

92:偏振片

93:下TFT元件陣列載板

94:上彩色濾光片載板

95:解像偏振片

96:LCD信號控制線路

97:背光信號控制線路

98:線路集成板

BLP:次毫米發光二極體背光板

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是一示意圖，說明一種現有的次毫米發光二極體背光板；圖2是一示意圖，說明本發明之次毫米發光二極體背光板的製法的一實施例的一步驟(a’)；圖3是一示意圖，說明本發明該實施例之製法的一步驟(a)；圖4是一示意圖，說明本發明該實施例之製法的一步驟(b)；圖5是一示意圖，說明本發明該實施例之製法的一步驟(c)及其所製得的一次毫米發光二極體背光板；及圖6是一示意圖，說明組裝有本發明該實施例之次毫米發光二極體背光板所構成的一液晶顯示裝置。

本發明之次毫米發光二極體背光板BLP的製法的一實施例，包括以下步驟：一步驟(a)、一步驟(b)，及一步驟(c)。

參閱圖3，該步驟(a)是於一柔性基板20的一第一面201上的一第一線路層21固晶複數次毫米發光二極體晶粒4。

參閱圖4，該步驟(b)是於該步驟(a)後的次毫米發光二極體晶粒4上熱壓一附著有一透光性封膠層32的透光剛性基板3，令該透光性封膠層32於熱壓後能包覆各次毫米發光二極體晶粒4(請見圖5)。較佳地，該透光剛性基板3包括透光的一板本體31、附著於該板本體31上的該透光性封膠層32，及複數分散封裝於該板本體31內部的波長轉換粒子33；該透光性封膠層32內分散有複數微粒(圖未示)。適合分散於該透光性封膠層32內的微粒可以是氧化鈦(TiO₂)微粒，適用於本發明該實施例之波長轉換粒子33可以是螢光粉或量子點(quantum dots，以下簡稱QDs)。在本發明該實施例中，該板本體31、分散於該透光性封膠層32內的微粒與該等波長轉換粒子33，分別是以玻璃基板、TiO₂微粒與QDs為例做說明，但其不限於此。例如，該透光剛性基板3也可以是由下而上為玻璃/波長轉換粒子層/玻璃的層狀複合結構。

參閱圖5，該步驟(c)是使該步驟(b)後的柔性基板20翻轉180°，於該柔性基板20之一相反於該第一面201之一第二面202上的第二線路層22鍵合複數驅動晶片5；其中，該第一線路層21與第二線路層22彼此電性連接，從而使該等驅動晶片5電性連接該第一線路層21上的該等次毫米發光二極體晶粒4。

在本發明該實施例中，該柔性基板20、第一線路層21與第二線路層22是採用一市售的雙面柔性印刷電路板(FPC)為例做說明，但並不限於此。詳細來說，該雙面柔性電路板2也可以是使用聚醯亞胺(polyimide，以下簡稱PI)來做為該柔性基板20的主要材質，使PI塗佈於一暫時基板(圖未示)上，依序且重複地經過黃光微影步驟、蝕刻步驟、薄膜沉積步驟、剝離步驟以製得該雙面柔性電路板2。前述以PI來製作該雙面柔性電路板2的製法並非本發明之技術重點，於此不再多加贅述。

較佳地，於該步驟(a)前還包含一步驟(a’)。如圖2所示，該步驟(a’)是於該柔性基板20的第一面201的上方形成一圖案化反射層6，且如圖3所示，該等次毫米發光二極體晶粒4是裸露於該圖案化反射層6外；在實施該步驟(b)後，該圖案化反射層6是由該透光性封膠層32所包覆(如圖5所示)。在本發明該實施例之步驟(a’)中，是以在該柔性基板20的第一面201的上方網印一圖案化的白漆(該圖案化反射層6)為例做說明，但其不限於此。

經本發明該實施例之製法的詳細說明可知，本發明該實施例之製法所製得的次毫米發光二極體背光板BLP是如圖5所示，其包括該雙面柔性電路板2、該等次毫米發光二極體晶粒4、該等驅動晶片5、該透光剛性基板3，及該圖案化反射層6。

該雙面柔性電路板2包括該柔性基板20、形成於該柔性基板20第一面201上的第一線路層21，及形成相反於該第一面201的第二面202上的該第二線路層22，且該第一線路層21與第二線路層22彼此電性連接。

該等次毫米發光二極體晶粒4固晶於該第一線路層21，且該等驅動晶片5鍵合於該第二線路層22。

該透光剛性基板3包括該板本體(玻璃基板)31、附著於該板本體31上且包覆該等次毫米發光二極體晶粒4的透光性封膠層32，及分散於該板本體31內部的波長轉換粒子(QDs)33。該圖案化反射層6是形成於該柔性基板20第一面201的上方(由於圖5是說明該柔性基板20被翻轉180°後的態樣，因此圖5所示之圖案化反射層6是形成於該柔性基板20第一面201的下方，於此合先敘明)，且該等次毫米發光二極體晶粒4是裸露於該圖案化反射層外6並由該透光性封膠層32所包覆。

參閱圖6，當本發明該實施例之次毫米發光二極體背光板BLP被整合至一液晶顯示器模組時，其是被放置於一外框90內後，並於該次毫米發光二極體背光板BLP上依序堆疊一光學膜91、一偏振片(polarizer)92、一下TFT元件陣列載板93、一液晶層(未繪示)、一上彩色濾光片載板94，及一解像偏振片(analyzer)95，使該外框90內的光學膜91、偏振片92、下TFT元件陣列載板93、液晶層(未繪示)、上彩色濾光片載板94及解像偏振片95共同構成該液晶顯示器模組；其中，該液晶顯示器模組與該次毫米發光二極體背光板BLP是各自經由一LCD信號控制線路96與一背光信號控制線路97電性連接至一位在該外框90外部的線路集成板98，從而構成一液晶顯示裝置。

根據本發明前面製法的詳細說明可知，本發明在實施該步驟(b)時(請同時參閱圖4與圖5)，是於該步驟(a)後的次毫米發光二極體晶粒4上直接熱壓附著有該透光性封膠層32且內部分散有該等波長轉換粒子(QDs)33的板本體(玻璃基板)31，令該透光性封膠層32於熱壓後能包覆該等次毫米發光二極體晶粒4。因此，本發明該步驟(b)所使用的透光剛性基板3本身能夠支撐易受重力影響而產生翹曲的雙面柔性電路板2，以避免該雙面柔性電路板2產生翹曲導致在實施該步驟(c)時無法精確地使該等驅動晶片5鍵合於該第二線路層22，解決了先前技術中打件偏位所致的斷路或發光亮度不均等問題。此外，該板本體(玻璃基板)31表面附著有該透光性封膠層32，而其內部更分散有該等波長轉換粒子(QDs)33。因此，本發明在實施完該步驟(b)所提到的熱壓後，該透光封膠層32能直接包覆該等次毫米發光二極體晶粒4，既能直接完成該等次毫米發光二極體晶粒4的封裝步驟，也能省略掉先前技術所提到設置波長轉換層的步驟，本發明該實施例之製法相較於該現有的次毫米發光二極體背光板的製法更為簡化。

綜上所述，本發明之次毫米發光二極體背光板的製法及其製品，能在製作過程中避免該雙面柔性電路板2產生翹曲問題從而精確地使該等驅動晶片5鍵合於該第二線路層22以解決打件偏位所致的斷路或發光亮度不均等問題，也能相對現有技術的製程更為簡化，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。