像素单元的制作方法

1.本发明涉及影像显示的领域，特别是指一种像素单元，其能电连接一个显示设备。


背景技术：

2.已知的显示设备包括：液晶系技术(即液晶显示面板，原文缩写lcd) 和电浆系技术(即电浆显示面板)两种技术，让显示器拥有大尺寸与使用期限长的发光面板。然而，液晶显示面板存在功率效率与方向性等问题，电浆显示面板则有功率消耗和屏幕烙印等问题。
3.以有机发光二极管(organic light-emitting diode，缩写为oled)为基础开发的替代技术，迄今仍未得到令人满意的成果。甚至，该oled的使用期限较短，造成显示器的闪烁问题，降低智能型手机采用oled制作显示器的意愿。
4.另外，所述的lcd、电浆显示面板与oled等技术，采用薄膜沉积技术制造的控制电路称为薄膜晶体管(thin-film transistor，缩写为tft)。譬如 lcd通过连续沉积原料的薄膜形成5到9个通道区，电连接控制电路的晶体管、电容器、电气线路等组件，故依tft技术制造的控制电路成本非常昂贵。同时，tft技术制作大尺寸主动阵列，需要大面积沉积薄膜的机器或设备，实质上增加制造的成本，成为少数的投资者能够经营高成本tft技术的门坎。
5.因此，本案发明人致力于低成本、整合性高且量产率佳的发光装置研究，并申请中国第202010849066.3号、美国第16/999,086号以及中国台湾第 109125291号等国家和地区的专利，在案可稽。


技术实现要素：

6.然而，本案发明人不因此自满，仍旧持续相关领域的技术研究，发明一种像素单元，其主要目的在于：延续前述的研究方向，实现微小体积的微型 led，占用显示设备最小的表面积，不仅具备影像完整的像素，而且填充率较佳。
7.本发明的像素单元制法，其主要目的在于：导电膜配合电极将电流导向焊垫，生产多个电连接点的像素单元，故焊垫是微型led与电极的共面电接触点，能够直接地结合显示设备的驱动电路，减少配电的线材数量。
8.源于上述目的的达成，本发明的像素单元，包括：一组焊垫；一个或多个电极焊接或固晶于对应的焊垫；一颗或多个微型led焊接或固晶于对应的焊垫，该微型led周边涂布一个光阻层，该光阻层不遮蔽微型led的顶面；一个外壳直接或间接包住光阻层与电极，使微型led和电极的顶面露出外壳；以及，一层导电膜形成于外壳的表面，该导电膜内侧的一个电路布局面电连接微型led与电极的顶面。
9.如此，本发明的像素单元，延续前述的研究方向，实现微小体积的微型 led，占用显示设备最小的表面积，不仅具备影像完整的像素，而且填充率较佳。其次，导电膜配合电极将电流导向焊垫，生产多个电连接点的像素单元，故焊垫是微型led与电极的共面电接触点，能够直接地结合显示设备的驱动电路，减少配电的线材数量。
10.为使本发明的目的、特征和优点浅显易懂，兹举一个或以上较佳的实施例，配合所
附的图式详细说明如下。
附图说明
11.图1为本发明制作像素单元的第一流程。
12.图2～9为第一流程从组件到成品的具体结构。
13.图10为第一流程制作像素单元的内部构造。
14.图11为本发明制作像素单元的第二流程。
15.图12～16为第二流程局部的构成。
16.图17为第二流程制作像素单元的内部构造。
17.附图标记说明：10、51-微点胶；11、52-巨量转移；12、53-回流贴焊； 13、54-光阻成型；14、55-溅镀；15、56-蚀刻；16、57-切割；17、67-像素单元；20-基板；21-接着物；22-移动平台；23-柱；24、61-成形部；25-贴附部； 26-焊垫；27、66-外壳；28-光阻层；30-led组；31-微型led；32、33-电极； 40-导电膜；41-电路布局面；42-第一纹路；43-第二纹路；50-基板成型；60
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形成手段；62-槽；63-孔；64-填隙部。
具体实施方式
18.在图1中，从一项微点胶10步骤开始，历经巨量转移11、回流贴焊12、光阻成型13、溅镀14和蚀刻15等程序，到一项切割16步骤为止，完成本发明的第一流程，取得大量的像素单元。图2～图9显示组件到成品的具体结构，有助于第一流程的了解。通过图10的剖视角度，探索一个像素单元17的内部构造。
19.如图1、图2所示，通过至少一个移动设备(图未示)，在一片基板20 布置一些接着物21，完成微点胶10步骤。该接着物21在基板20的部位是预先设置的。
20.在本实施例，该基板20是具备导电特性的金属板，如铜板。当然，其他具备导电特性的板片，亦能充当基板20使用。
21.此处所称的接着物21，泛指锡膏与银胶之一，或是其他具备导电性的焊料。
22.如图1、图3所示，在巨量转移11步骤中，单次转移若干led组30与多颗电极32到基板20的接着物21上。
23.其中，单颗电极32和led组30聚在一起。每个led组30是由三颗微型led 31所组成，每颗微型led 31的体积是一般led(原文light-emitting diode)体积的1/100。通电后，这些微型led 31分别发射红、绿、蓝(r、 g、b)光。
24.此处所称的转移，泛指一个移动平台22的底面配置多根柱23。在本实施例，四根柱23排成正方形视为一组。当移动平台22沿着高度方向执行升降运动，每组柱23的端面能够附着三颗微型led 31与单颗电极32。在移动平台22顺着水平方向位移，每组柱23带动led组30和电极32来到基板20 上方。待移动平台22再次升降运动后，该柱23离开led组30或电极32，该led组30或电极32粘着基板20的接着物21。
25.如图1、图4所示，进行回流贴焊12步骤，通过接着物21的加热固化手段，使led组30和电极32固定在基板20的单面。
26.此处所称的加热固化，泛指接着物21被回流焊接(reflow)技术熔化并冷却为贴附部25(见图6)，该贴附部25是固体，足以让微型led 31与电极32紧密贴合(或附着)在基板20
表面。因此，所述的回流贴焊12步骤，又称固晶流程。
27.光阻成型13流程分成前、后步骤进行。前半部的流程中，除了顶面以外，该微型led 31的周围表面形成一个光阻层28。
28.此处所称的光阻层28，泛指光阻剂历经曝光显影的变化，保留在微型led31表面的物体。由于微型led 31的顶面发光，其底面接触贴附部25(见第 6图)，只能用喷涂设备将光阻剂涂布在微型led 31周围的表面形成光阻层 28。
29.如图1、图5所示，光阻成型13步骤的后半段，通过一体成型手段，以不导电材料构成一层成形部24结合基板20的单面。同时，该成形部24包裹微型led 31的光阻层28(见图6)与电极32周围，使微型led 31和电极 32的顶面露出成形部24。
30.在本实施例，所述的成形部24通常会采用热固性塑料，譬如人造树脂 (epoxy resin)、环氧树脂(epoxy)等。通过不导电的热固性塑料制作成形部24自然是绝缘的。
31.如图1、图6所示，在成形部24、led组30和电极32的表面溅镀一层导电膜40，该导电膜40内侧具备一个电路布局面41，该电路布局面41电连接微型led 31与电极32的顶面，完成溅镀14步骤。
32.此处所称的溅镀(sputter deposition coating)，泛指电浆体高能量的离子撞击固体靶(target)或源(source)的原子，该原子离开固体进入气体的物理过程。根据电子学的知识或技术人员的经验，溅镀亦称溅射(sputtering)，属于气相沉积技术之一。
33.此处所称的导电膜40，其成分包括：氧化铟锡(ito)或掺锡氧化铟。由于氧化铟锡是铟(iii族)氧化物(in2o3)与锡(iv族)氧化物(sno2) 的混合物，在薄膜状态具备无色的透明特性，故导电膜40是透明的。
34.如图1、图7、图8所示，蚀刻14步骤的标的，区分为基板20与导电膜 40二对象。
35.此处所称的蚀刻，泛指酸性、腐蚀性或有研磨效能的物质，在固体的表面达成刻印或移除的目的。比方说，通过电浆的解离，形成离子与物质表面进行化学反应或是物理轰击，属于非等向性蚀刻(又称干式蚀刻)。或者，物质和化学液体进行化学反应，属于等向性蚀刻(亦称湿式蚀刻)。
36.在图7中，通过蚀刻的手段，该导电膜40形成相交的多条第一纹路42 和第二纹路43，从而在导电膜40表面规划若干方格区域。
37.在图8中，通过蚀刻的手段，该基板20(见图7)去除多余的部分形成多组焊垫26，该焊垫26连接贴附部25(见图10)而保留在成形部24的表面。
38.如图1、图7、图9、图10所示，依第一、第二纹路42、43方向，以雷射手段精准的切开导电膜40和成形部24，取得大量的像素单元17成品，完成切割15步骤。此刻，四片焊垫26为一组，配合电路布局面41电连接微型 led 31与电极32，共同组成像素单元17的电路。同时，该成形部24分成多个外壳27，这些外壳27的数量等于像素单元17的数量，每个外壳27是不导电的，包覆电性相连的led组30和电极32。
39.从图9、图10来看，该像素单元17的内部结构包括：一组焊垫26；一个电极32电连接该组焊垫26之一；三颗分别发射红、绿、蓝(r、g、b) 光的微型led 31为一个led组30，该led组30电连接其他的焊垫26，每颗微型led 31周边涂布一个光阻层28，该光阻层28不遮蔽微型led 31的顶面；一个不导电的外壳27包住光阻层28与电极32周围，使led组30和电极32的顶面露出外壳27；以及，一层导电膜40形成于外壳27、led组 30和电极32的表面，该导电膜
40内侧的一个电路布局面41电连接微型led31与电极32的顶面。
40.在电路方面，该微型led 31隶属p型或n型半导体，该半导体具备p、 n二个电极。假设，该微型led 31的n电极通过贴附部25电连接焊垫26，以微型led 31的p电极电连接导电膜40的电路布局面41，该电路布局面41 经由电极32电连接另一个焊垫26。
41.使用时，该像素单元17的焊垫26电连接一个显示设备(图未示)，负极电流经焊垫26传输至微型led 31的n电极，正极电流通过电极32与电路布局面41输出至微型led 31的p电极。通电后，该微型led 31发射红、绿、蓝(r、g、b)光之一。
42.在本实施例，该光阻层28是黑色的，吸收所有的光，不反射任何颜色的光。该微型led 31的光入射透明的导电膜40，产生正确的颜色或趋近于真实的颜色。如此，该显示设备具备微型led 31的数量愈多，代表显示设备的分辨率愈高。同时，该微型led 31发射正确的光色，或是趋近于真实颜色，代表影像接近真实的物体。
43.根据第一流程，该像素单元17的优点：首先，该像素单元17拥有红、绿、蓝(r、g、b)三色光的微型led 31，不仅具备影像完整的像素(pixel)，而且微型led 31的体积微小，使像素单元17占用显示设备的表面积最小，深具较佳的填充率。
44.其次，该焊垫26是微型led 31与电极32的共面电接触点，能够直接地结合显示设备的驱动电路。
45.再者，第一流程完成大量的微型led 31制作，产生多个电连接点的像素单元17，减少配电的线材数量。
46.图11是流程图，描绘本发明的第二流程，从一项基板成型50步骤开始，历经微点胶51、巨量转移52、回流贴焊53、光阻成型54、溅镀55和蚀刻56 等程序，到切割57步骤为止，取得功能相同于第一流程的像素单元。图12 ～图16显示部分组件的具体结构，有助于第二流程的了解。通过图17的剖视角度，探索像素单元67的内部构造。
47.如图11～图13所示，通过形成手段60，以不导电材料构成的成形部61 结合于基板20的单面，完成基板成型50步骤。采用三个槽62搭配一个孔63 的排列模式，顺着厚度方向凹陷于成形部61。在本实施例，该槽62是方形，该孔63是圆的，二者不会贯穿基板20。换句话说，所述的基板20封住槽62 与孔63的底部。
48.此处所称的形成手段60，泛指一体成型或是射出成型等技术之一。
49.所述的不导电材料，通常是指人造树脂(epoxy resin)、环氧树脂(epoxy) 等热固性塑料，具备不导电特性。因此，该成形部61是绝缘的。
50.利用移动设备(图未示)运送接着物布置在槽62或孔63底部的基板20 表面，完成微点胶51步骤。所述的接着物是锡膏、银胶或其他具备导电性的焊料。所述的基板20是铜板，或其他具备导电特性的板片。
51.如图11、图14所示，单次转移若干led组30与多颗电极33经过基板 20的槽62与孔63落在接着物上面，完成巨量转移52步骤。因为三个槽62 与一个孔63聚在一起，所以三颗微型led 31构成单一led组30和单颗电极33也聚在一起。当然，每颗微型led 41的体积是一般led体积的1/100，通电发射红光、绿光或蓝光。
52.在本实施例，该电极33是圆柱体，符合孔63的造型，却不同于前述的矩形体。
53.此处所称的转移，利用移动平台22的柱23(请参考图3)搬运led组30和电极33，故不予赘述。
54.该接着物被回流焊接技术熔化，冷却为固态的贴附部25，使微型led 31 与电极33贴附在基板20表面，完成回流贴焊53步骤。
55.光阻成型54前半段的流程，该微型led 31与槽62的壁面维持一个距离，允许光阻剂涂布微型led 31的周围，让一个光阻层28形成于微型led 31 的周围表面，却不遮蔽微型led 31的顶面。必要时，利用一个刷具刮除微型 led 31顶面的光阻剂，在本发明的容许范围内。
56.至于光阻剂如何成为光阻层28，请参考前面的说明，于此不再赘述。
57.光阻成型54步骤的后半段流程，则是让填隙剂无气泡地注入微型led 31 与槽壁的空隙，以及孔63的壁面至电极33的空隙，进而成为不导电的一个填隙部64。同时，该填隙部64包裹光阻层28，该微型led 31顶面的电极端露出填隙部64。当然，该填隙部64也能围住电极33周边，却不会覆盖电极 33的顶面。如此，该微型led 31和电极33的顶面就会露出成形部61与填隙部64。
58.如图11、图15所示，在led组30、电极33、成形部61和填隙部64的表面溅镀单层导电膜40，该导电膜40内侧的电路布局面41电连接微型led31与电极33的顶面，完成溅镀55步骤。
59.如图11、图16所示，蚀刻56步骤之标的区分为二：一为基板20，一为导电膜40。通过蚀刻的手段，在导电膜40形成多条相交的第一、第二纹路 42、43，并规划若干方格区域。
60.通过蚀刻的手段，该基板20去除多余部分形成多组焊垫26(参阅第8图)，该焊垫26连接贴附部25(见图17)而保留在成形部61的表面。
61.如图11、图16、图17所示，依第一、第二纹路42、43方向，以雷射手段精准的切开导电膜40和成形部61，取得大量具备外壳66的像素单元67，完成切割57步骤。该像素单元67大致相同于第一流程的像素单元，故外壳 66还是拥有不导电特性，差异处在于：多了填隙部64，相对改变外壳66、微型led 31与电极33的联结关系。
62.从图17来看，该像素单元67的结构包括：一组焊垫26；一个电极33电连接该组焊垫26之一；三颗分别发射红、绿、蓝光的微型led 31为一个led 组30，该led组30电连接其他的焊垫26，每颗微型led 31周边涂布一个光阻层28，该光阻层28不遮蔽微型led 31的顶面；一个不导电的外壳66 形成多组槽62与多个孔63，该槽62接收相应的微型led 31，该微型led 31 电连接的焊垫26封住槽62底部，该孔63接收电极33，该电极33电连接的焊垫26封住孔63底部；多个填隙部64，该填隙部64填补微型led 31与槽 62的空隙，使外壳66间接包住光阻层28，抑或填补电极33和孔63的空隙，使外壳66间接包住电极33周围，使微型led 31和电极33的顶面露出填隙部64和外壳66；以及，一层导电膜40形成于外壳66、led组30、电极33 和填隙部64的表面，该导电膜40内侧一个电路布局面41电连接微型led 31 与电极33的顶面。
63.使用时，该像素单元67同样具备：
64.一、用三个微型led 31发射红、绿、蓝三色混成白光，不仅具备影像完整的像素，而且微型led 31微小的体积，使像素单元67占用显示设备的表面积最小，深具较佳的填充率。
65.二、该焊垫26是微型led 31与电极33的共面电接触点，能够直接地结合显示设备的驱动电路。
66.三、第二流程完成大量的微型led 31制作，产生多个电连接点的像素单元67，减少配电的线材数量。
67.在某些实施例中，该像素单元包括：一组焊垫；一个或多个电极焊接或固晶于对应的焊垫；一颗或多颗微型led焊接或固晶于对应的焊垫，该微型 led周边涂布一个光阻层，该光阻层不遮蔽微型led的顶面；一个外壳直接或间接包住光阻层与电极，使微型led和电极的顶面露出外壳；以及，一层导电膜形成于外壳的表面，该导电膜内侧的一个电路布局面电连接微型led 与电极的顶面。
68.无论led组是由同色光的多颗发射微型led组成，或是分别发射红、绿、蓝光的三颗微型led组成，该外壳直接或间接包住led组的光阻层与电极，同样能让像素单元达到相同目的与功效。