发光装置的制作方法

1.本发明涉及一种显示装置的发光装置，尤其是涉及显示装置的像素的发光装置。


背景技术：

2.发光二极管(light-emitting diode；led)具有低耗电量、低发热量、操作寿命长、耐撞击、体积小以及反应速度快等特性，因此广泛应用于各种需要使用发光元件的领域，例如，车辆、家电、显示屏及照明灯具等；尤其，led属于一种单色光(monochromatic light)，作为显示器中的像素(pixel)，可得到极佳的对比度以及色彩饱和度。然而目前的led显示前仍存在一些待解决的问题。例如，红、蓝、绿光led芯片的光型及/或发光角并不相同，当使用红、蓝、绿光led芯片作为显示器的次像素(sub-pixel)时，次像素混合出来的颜色将随着观赏角度而变化。


技术实现要素：

3.一种发光装置包含一电路载板，具有一短侧边及一长侧边，其中短侧边的长度小于长侧边；多个发光单元，位于电路载板上并可产生三或多种色光，多个发光单元包含一第一发光单元；一透光胶层，位于电路载板上且覆盖多个发光单元；其中，第一发光单元具有一出光面、一第一侧壁及一第二侧壁，第一侧壁朝向短侧边且与出光面之间具有一第一夹角介于85～95度，第二侧壁朝向长侧边且与出光面之间具有一第二夹角小于85度或大于105度。
附图说明
4.图1为显示模块的示意图；
5.图2为观看者在显示模块的正前方所看到画面颜色分布的示意图；
6.图3为发光单元的发光角度差异所造成显示模块显示画面呈现不均匀颜色分布的示意图；
7.图4为发光装置的发光强度测量方法的示意图；
8.图5为发光装置的理想光型的示意图；
9.图6a为发光装置的俯视图；
10.图6b为图6a中发光装置的剖面示意图；
11.图7为发光单元116的实际光型的示意图；
12.图8为图1中发光装置1沿着dd’线段的剖面示意图；
13.图9为图1中发光装置1沿着cc’线段的剖面示意图；
14.图10为发光单元116歪斜地固定在电路载板12的示意图；
15.图11为显示模块2000的示意图；
16.图12a为发光装置4的俯视图；
17.图12b为图12a中发光装置4的剖面示意图；
18.图13a及图13b为发光装置1a及发光装置4a的剖面示意图。
19.符号说明
20.发光装置1、1a、4、4a
21.发光元件组11
22.发光单元112、114、116
23.观看视角θ1
24.基板112t、114t、116t
25.半导体叠层112u、114u、116u
26.p电极116a
27.n电极116b
28.中心轴116c
29.侧表面116s1～116s4
30.电路载板12、12’31.表面12s、12s’32.上表面13s、13s’、112s、114s、116s
33.上电极124
34.下电极126
35.透光元件3、13、13’36.透光层131
37.吸光层132
38.导电胶14
39.绝缘部141
40.导电部142
41.目标基板2、2’42.侧边2a、2b、2c、2d、2a’、2b’、2c’、2d’43.较佳光型9
44.显示模块1000、2000
45.线段aa’、cc’、dd’、ee’46.连线bb’47.距离d1
48.间距g1、g2
49.距离p
50.夹角α1、α2、α3、α451.厚度h1、h2、h3、h4、h5、h6
具体实施方式
52.图1显示一显示模块1000，显示模块1000包含一目标基板2及多个发光装置1以阵列方式排放在目标基板2上。每个发光装置1包含至少一发光元件组11。一个发光元件组11包含至少三个发光单元，例如：一第一发光单元112、一第二发光单元114及一第三发光单元
116。第一发光单元112、第二发光单元114及第三发光单元116可被独立操控以发出相同或不同的色光。因为发光元件组11可以发出可被独立操控的色光。若发光元件组11所发出的色光包含三原色(即红光、蓝光与绿光)，发光元件组11可作为显示模块1000中的一个显示像素(display pixel)。多个发光装置1以矩阵的方式排放、固定在目标基板2上，排放的方式包含一颗接一颗(one by one)或多个发光装置1一次性地排放在目标基板2上。在x轴上(横向)，两相邻发光元件组11里，两相邻发光单元112、两相邻发光单元114及两相邻发光单元116之间的水平距离都为d1(两相邻发光单元之中心线间的水平距离)；在y轴上(纵向)，两相邻发光元件组11里，两相邻发光单元112、两相邻发光单元114及两相邻发光单元116之间的垂直距离也都为d1(两相邻发光单元的中心线间的垂直水平距离)。距离d1是根据目标基板2的尺寸以及显示模块1000的分辨率而决定。在x轴上，两相邻发光装置1之间具有一间距g1(两相邻发光装置的相邻边界间的水平距离)；在y轴上，两相邻发光装置1之间具有一间距g2(两相邻发光装置的相邻边界间的垂直距离)。在一实施例中，间距g1及间距g2介于5μm到1000μm。较大的间距g1、g2有助于后续更换故障发光装置1的程序。
53.在一般的使用状况下，观看者会在显示模块1000的x轴上(水平方向)的观看视角θ1内，改变观看的位置，因此在观看视角θ1范围内，红光、蓝光及绿光的光强度比例要尽量一致，以确保在观看视角θ1内，每一发光元件组11的色彩差异减到最小。以下以图2、图3说明发光元件组11中的发光单元的发光角度差异所造成的影响。如图2所示，，若显示模块1000显示单一色彩(例如：红、蓝、或绿色)时，观看者在显示模块1000的正前方可以看到颜色均匀的画面。如图3所示，当观看者移到其他的特定角度时，两相邻发光元件组11发出光线在特定角度的色彩差异过大时，观看者会看到色彩深浅不均、任意散布的点状图型，这种状况俗称为麻屏(mura)。为了降低显示模块1000麻屏的情况发生，在每一个发光装置1中，发光元件组11的发光单元112、发光单元114及发光单元116在x轴方向上或特定观看视角内的光型较佳地要彼此相近。x轴方向上光型的测量方法如图4所示，在xz平面上，以发光装置1为中心测量发光单元112、发光单元114及发光单元116从-90度到90度之间的发光强度。如图5所示，当发光元件组11的发光单元112、发光单元114及发光单元116在xz平面上的光型近似椭圆，且最大发光强度约落在极坐标的0
±
10度的位置，称之为较佳光型9。若是显示模块1000上每一个发光单元112、发光单元114及发光单元116都具有接近的光型，例如，较佳光型9时，麻屏现象可以获得减缓。
54.图6a为根据一实施例的发光装置1俯视图，图6b显示图6a中发光装置1沿着aa’线段的剖面示意图。实务上，发光单元112与发光单元114及发光单元116的材料及/或结构虽不完全相同但大体上类似，例如，蓝光与绿光发光单元的材料及/或结构通常相近，但红光发光单元的材料及/或结构与蓝光/绿光发光单元的材料及/或结构通常相异。为简化说明，仅以发光单元116的剖面示意图为例，说明发光单元112、114、116与电路载板12之间的连接结构，如图6b所示。发光装置1包含一电路载板12、发光单元116位于电路载板12上，以及一透光元件13位在电路载板12上并覆盖发光单元116以及电路载板12的表面12s。
55.如图6b所示，载板12为一电路板，例如，abf(ajinomoto build-up film)载板、bt(bismaleimide triazine)载板、以及hdi载板等，具有上电极124位于表面12s上以及下电极126位于相对表面12s的另一侧，上电极124用于电连接发光元件组11中的发光单元116，下电极用于固定且电连至接目标基板2。
90|＜∣α
2-90|，∣α
3-90|＜∣α
4-90|。
61.由于没有斜裂的侧表面116s1、116s3相较于有斜裂的侧表面116s2、116s4更接近一个垂直面，发光单元116的蓝宝石(sapphire)基板在xz平面的剖面形状比在yz平面的剖面形状相较于发光单元116的中心轴(未显示)更为对称，且较为对称的蓝宝石(sapphire)基板形状可以产生较近似于椭圆形的光型，因此发光单元116在xz面的光型比在yz面的光型更近似于椭圆。如图1所示，显示模块1000的目标基板2具有四个侧边2a、2b、2c、2d，其中侧边2a相对于侧边2c、侧边2b相对于侧边2d。标准化的电子显示装置的分辨率规格都为宽度大于高度，例如，full hd(1920
×
1080)、4k uhd(3840
×
2160)、8k ultra hd(7680
×
4320)等，因此显示模块1000的外观通常设计为长方形。若目标基板2的侧边2a、2c的长度短于侧边2b、2d，当播放影像给观看者时，短侧边2a、2c是位于观看者的左右两侧。为了降低显示模块1000麻屏的情况发生，在发光装置1中，发光元件组11的发光单元112、发光单元114及发光单元116沿着发光单元的中心轴方向的光型必须尽量对称，以发光单元116为例，如图6b及图8所示，发光单元116沿着中心轴116c方向的光型必须尽量对称。因此，发光单元116中没有发生斜裂或较垂直的侧表面116s1、116s3较佳地朝向短侧边2a与2c，而发生斜裂或较不垂直的侧表面116s2、116s4较佳地朝向长侧边2b、2d。由于发光单元112、114与发光单元116具有相似的结构，发光单元112、114中，没有发生斜裂或较垂直的侧表面朝向短侧边2a、2c，发生斜裂或较不垂直的侧表面朝向长侧边2b、2d。
62.在一实施例中，如图8及图9所示，发光单元112、114、116分别通过导电胶14与电路载板12上的上电极124电连接，由于发光单元112、114、116的结构相同或类似，后续以发光单元116的结构进行说明。导电胶14包含绝缘部141及多个导电部142，且两个导电部142之间彼此不接触。导电部142分别连接电极116a、116b与上电极124。绝缘部141围绕导电部142以确保相邻导电部142之间完全隔绝。绝缘部141的材料包含硅胶、环氧树脂或其混合物，导电部142包含金属，例如锡、金、银、铜等。在一实施例中，未固化前的导电胶14为包含金属颗粒的液态胶体。导电胶14施作的制作工艺包含：液态胶体涂布在上电极124上；接着把发光单元112、114、116放置在液态状的胶体上；进行烘烤的制作工艺，金属颗粒会分别聚集在上电极124与电极116a、116b之间形成两个导电部142，且绝缘部141被固化。若过多的胶体被涂布在上电极124上面，发光单元112、114、116容易发生歪斜的状况。当烘烤的制作工艺完成后，发光单元112、114、116会歪斜地固定在电路载板12上。如图10显示，发光单元116歪斜地固定在电路载板12上的示意图，此时发光单元116的最大发光强度无法落在-10度到10度之间且无法对称。
63.如上说明，为避免发光单元112、114、116歪斜地固定在电路载板12上，在涂布液态胶体在上电极124上的程序中，液态状的胶体的量必须适当控制。如图8所示，若固化后的导电胶14的厚度h2被控制在5μm内，发光单元116的表面116s与电路载板的表面12s较容易保持平行，发光单元116的最大发光强度在光型极坐标中也较容易落在-10度到10度之间而得到一个近似椭圆形的光型。
64.图11根据一实施例显示一显示模块2000的示意图。显示模块2000包含一目标基板2’及多个发光装置4以阵列方式排放在目标基板2’上。目标基板2’与图1显示的目标基板2功能相同，结构近似。发光装置4与第1图显示的发光装置1差异在于发光装置4具有多个发光元件组11。在一实施例中，一个发光装置4具有四或更多个发光元件组11，其中，每一个发
光元件组11中的发光单元112、114、116分别可发出红光、蓝光与绿光，并可作为显示模块2000中的一个显示像素。显示模块2000中的发光装置4以矩阵的方式排放、固定在目标基板2’上。沿x轴与y轴的方向上，单一个发光装置4中的两相邻的同色发光单元的距离p，以及两相邻发光装置4中的两相邻的同色发光单元的距离p都相同。
65.图12a显示发光装置4的俯视图，图12b显示图12a中发光装置4沿着ee’线段的剖面示意图。如图12b所示，发光装置4包含一电路载板12’、发光元件组11的发光单元112、114、116通过导电胶14固定在电路载板12’上的上电极124’，以及一透光元件13’覆盖发光元件组11的发光单元112、114、116以及电路载板12’的表面12s’，其中，电路载板12’、导电胶14、透光元件13’的结构与前述发光装置1的电路载板12、导电胶14、透光元件13分别具有相同的功能、结构与材料。
66.如图12b所示，在一实施例中，透光元件13’具有一上表面13s’与电路载板12’的表面12s’平行，亦即透光元件13’在电路载板12’的表面12s’上具有一固定的厚度。透光元件13’的上表面13s’与发光单元116的上表面116s之间的厚度h3介于1μm～500μm之间。在一实施例中，厚度h3介于50μm～150μm之间，发光单元112、114、116的最大发光强度在极坐标中落在-10度到10度之间，且光型近似一个椭圆形。
67.在一实施例中，发光单元112、114、116中没有发生斜裂或较垂直的侧表面，朝向显示模块2000中目标载板2’的短侧边2a’、2c’。如图12b所示，以发光单元116为例，侧表面116s1、116s3为没有发生斜裂或较垂直的侧表面且朝向短的侧边2a’、2c’。侧表面116s1、116s3与上表面116s之间的夹角α1、α3介于85～95度之间，发光单元112、114、116的最大发光强度落在-10度到10度之间，且光型近似一个椭圆形。
68.在一实施例中，如图12b所示，以发光单元116为例，导电胶14的厚度h4在5μm内，发光单元116的表面116s与电路载板的表面12s’在制作工艺中以及制作工艺后保持平行或近似平行，发光单元116的光型在极坐标图中，最大发光强度落在-10度到10度之间，且光型近似一个椭圆形。
69.图13a及图13b根据一实施例中显示发光装置1a及发光装置4a的剖面结构。发光装置1a与发光装置1差异在于透光元件13包含一吸光层132以及一透光层131位于吸光层132上，其中吸光层132覆盖发光单元112、114、116的所有或部分侧表面，并露出上表面112s、114s、116s。透光层131与吸光层132及上表面112s、114s、116s直接接触。吸光层132用以限制发光单元112、114、116发出的所有或多数的光线从上表面112s、114s、116s射出。此外，在一实施例中，透光层131在上表面112s、114s、116s上的厚度h5介于50μm～150μm之间，发光单元112、114、116的光型在极坐标图中，最大发光强度落在-10度到10度之间，且光型近似一个椭圆形。发光装置4a的透光元件13’与发光装置1a的透光元件13具有相同的结构与功效。

技术特征：
1.一种发光装置，包含：电路载板，具有短侧边及长侧边，其中该短侧边的长度小于该长侧边；多个发光单元，位于该电路载板上并可产生三或多种色光，该多个发光单元包含第一发光单元；透光胶层，位于该电路载板上且覆盖该多个发光单元；其中，该第一发光单元具有出光面、第一侧壁及第二侧壁，该第一侧壁朝向该短侧边且与该出光面之间具有第一夹角介于85～95度，该第二侧壁朝向该长侧边且与该出光面之间具有第二夹角小于85度或大于105度。2.如权利要求1所述的发光装置，其中，该电路载板包含上电极。3.如权利要求2所述的发光装置，其中，第一发光单元包含电极朝向该上电极并与其电连接。4.如权利要求2所述的发光装置，还包含导电胶层位于该电极与该上电极之间，且电连接该电极与该上电极。5.如权利要求4所述的发光装置，其中，该导电胶层位于该电极与该上电极之间的厚度小于5μm。6.如权利要求3所述的发光装置，还包含吸光胶层，位于该透光胶层与该电路载板之间。7.如权利要求6所述的发光装置，其中，该第一发光单元具有多个侧壁，该吸光胶层覆盖该多个侧壁。8.如权利要求1所述的发光装置，其中，该透光胶层包含硅胶、环氧树脂、亚克力或玻璃。9.一种显示装置，包含：基板；以及多个如权利要求1～8所述的发光装置，以阵列的型式固定在该基板上。10.如权利要求9所述的显示装置，其中，该三或多种色光包含红光、蓝光及绿光。

技术总结
本发明公开一种发光装置，其包含一电路载板，具有一短侧边及一长侧边，其中短侧边的长度小于长侧边；多个发光单元，位于电路载板上并可产生三或多种色光，多个发光单元包含一第一发光单元；一透光胶层，位于电路载板上且覆盖多个发光单元；其中，第一发光单元具有一出光面、一第一侧壁及一第二侧壁，第一侧壁朝向短侧边且与出光面之间具有一第一夹角介于85～95度，第二侧壁朝向长侧边且与出光面之间具有一第二夹角小于85度或大于105度。有一第二夹角小于85度或大于105度。有一第二夹角小于85度或大于105度。


技术研发人员：谢明勋 刘欣茂 王子翔 林雅雯 蒲计志 邱筱珮 王崇宇 郑景太
受保护的技术使用者：元丰新科技股份有限公司
技术研发日：2022.01.18
技术公布日：2023/7/13