具有微芯片阵列的光学组件制造方法及该组件技术

本发明专利技术公开了一种具有微芯片阵列的光学组件，上述光学组件包括：一阵列基板，具有一设置面供形成一阵列布局的驱动电路；复数对应焊固至上述阵列基板的上述驱动电路上的微芯片晶粒，上述微芯片供发出和/或接收一光线，以及彼此相邻的上述微芯片晶粒之间具有一预定间隔；以及一透明封装盖板，包括一透光盖板本体和一遮光层，前述透光盖板本体具有一面向上述设置面的对向面和一相反于上述对向面的光穿透面，上述遮光层是设置于上述对向面、且对应于上述微芯片的预定间隔的复数网格，以及前述网格的厚度小于上述预定间隔。此外，本发明专利技术还公开了具有微芯片阵列的光学组件的制造方法。公开了具有微芯片阵列的光学组件的制造方法。公开了具有微芯片阵列的光学组件的制造方法。

【技术实现步骤摘要】
具有微芯片阵列的光学组件制造方法及该组件


[0001]本专利技术涉及一种具有微芯片阵列的光学组件，此外，本专利技术还涉及该光学组件的制造方法。

技术介绍

[0002]发光二极管(LED,light-emitting diode)被专利技术之初即取代传统的小型钨丝灯泡，而应用在各式设备上指示用灯号：随着荧光粉材料和封装技术不断进步，LED逐渐走向大型化且高流明化，并且具有省电的特性，因而以灯条的型式模仿冷阴极管，并取代旧有的冷阴极管被应用在液晶显示器的背光模块中充当被动开启和关闭的光源。
[0003]之后又因为人们对液晶显示器的原生对比以及画面响应速度的要求日益提高，因而有人提出动态背光的概念，借由在画面周期结束时强制关闭背光电源以产生黑画面，来避免消费者看到液晶分子反转不及所产生的拖尾残影；以及在画素写入时间内强制关闭背光电源，以产生黑画面来避免消费者看到画面切换时液晶分子转动中的杂乱画面；甚至将数条LED灯条并排构成背光模块，依照要显示的画面内容，选择只驱动对应的特定灯条，来达到强调画面主题或增强对比以及省电的目的，此即著名的区域控制(local dimming)技术。某些高阶的液晶电视机还会采取递色(dithering)技术搭配区域控制技术，在LED背光的某些区域产生亮度灰阶，以便更精准提供画面主题需要的亮度和对比，因为LED的响应速度比当时的液晶面板快千倍以上，所以非常适合搭配区域控制技术而运用在液晶显示器上，但是LED芯片的颗粒大且灯条数量不多，因此，上述区域控制技术仅能将整个显示器画面区分为少量几个区域来控制，对于液晶显示器的显示质量改善程度还是十分有限。
[0004]随着LED的发光效率越见提高而且小型化，因此大量的LED芯片被制造而且直接组装成为照明设备，并快速取代传统的省电灯泡与灯管，已有多家LED芯片厂具有大量供应宽度小到100-150微米(μm)的次毫米发光二极管(mini LED)的能力，背光模块业者也得以实现由数万颗以上的mini LED组成的阵列式mini LED背光模块，而进一步开发出更多微小区域的主动矩阵动态背光技术，将液晶显示器的对比和演色能力推升至足以和有机发光二极管(OLED，organic light emitting diode)显示器匹敌的程度，而且成本仅为OLED显示器的70-80％，具有立即的市场竞争力。
[0005]有些大型液晶面板厂甚至直接将巨量的红光、绿光和蓝光的三原色mini LED芯片当做次画素，每三颗一组(构成全彩画素)地安装在阵列基板上，组装成具有高分辨率、高色饱和度、高对比度以及高画面更新速度的大尺寸mini LED显示器，以8K分辨率的显示器来说，其在长度方向具有3840画素而在宽度方向具有2160画素整个画面总共是8,294,400画素，而每颗画素中又包含红色、蓝色和绿色等3颗次画素，所以使用的mini LED芯片总数达到24,883,200颗，并将完成的大尺寸mini LED显示器在世界各大型显示器展览会场展示而大显锋头其未来市场荣景可期。
[0006]不论是上述的mini LED背光模块或是mini LED显示器都是先在一基板上按照预定的mini LED阵列位置，形成对应每一颗mini LED芯片配置位置的主动驱动电路阵列，一
般来说每一颗mini LED芯片和上下左右相邻的mini LED芯片的安装位置的间隔距离在50μm左右，再以黑色树脂形成在上述的间隔设置网格状围墙，然后再将每一颗mini LED芯片安装在上述网格中的驱动电路上而形成mini LED阵列，最后再以具有低介电常数且高透光性的封装材料连续覆盖网格状围墙以及mini LED芯片，以阻绝静电、水分和空气对驱动电路和mini LED芯片的危害。
[0007]然而，如图16所示，为了在面积有限的阵列基板9上尽可能设置最多的mini LED芯片90而提升画面分辨率，每一个上述网格92的宽度一般在110-160μm左右，只比mini LED芯片90的宽度略大。在将巨量的mini LED芯片90同时转移到如此密集的网格92内时，很难精准定位，容易发生部分mini LED芯片90歪斜，导致mini LED芯片90和驱动电路(图中未标示)焊接面积变小，而使电性连接阻抗升高，因此降低该mini LED芯片90发光亮度而衍生出整体亮度不均匀的问题。
[0008]随着芯片尺寸逐步缩小，画面分辨率无疑可以更进一步提升，但是在组装过程中，精准定位也成为更大难题：尤其是做为遮蔽侧光的网格状围墙94如何精准成形，如果要先移转芯片并且焊接固定到驱动电路上，当微芯片安装偏斜甚至部分占据原本应该是间隔的位置时，网格状围墙就难以准确成形；相反地，如果要先成形网格状围墙，由于围墙本身还有一定高度，微芯片根本无法被正确放置到驱动电路上焊接。
[0009]也因此，如何巨量转移且准确成形网格状围墙，就变成LED尺寸缩减后亟需被克服的技术问题，而mini LED的下一代显示产品micro LED显示器因为芯片尺寸更小，更需要一种有效的巨量转移技术来实现商品化，因此著名的Apple公司、Samsung公司以及各国顶尖大型企业着手进行研发，多年来招募大量尖端科技人才和投资庞大资金仍未有重大的改善，所以如何巨量转移微芯片而加以定位安装，就是本专利技术要解决的问题。
[0010]此外，例如中国台湾专利TWI686566和图17所揭露，也有相关业者提出一种mini-LED阵列或micro-LED阵列的直下式背光模块，其是以黑色矩阵树脂材料95填充于上述背光模块中相邻的micro-LED组件96之间的间隙，以防止不同颜色的光束互相干扰，造成背光模块色纯不佳，以及为了确保上述间隙被完整填充，黑色矩阵树脂材料还淹没覆盖上述micro-LED组件的出光面97一定厚度，然后再经研磨减薄上述覆盖的黑色矩阵树脂材料厚度，甚至于将覆盖的厚度部分的黑色矩阵树脂完全移除，以露出上述micro-LED组件而得到最大的光取出量。然而，中国台湾专利TWI686566专利固然可以解决上述色纯的问题，但是其采用研磨方式移除多余的黑色矩阵树脂时，在不完全移除黑色矩阵树脂的状态下，会造成光透过率下降的问题；相对在完全移除黑色矩阵树脂的状态下，则很难避免对micro-LED组件造成损伤。因此，如何安全有效地阻止micro-LED阵列中的光混色产生的色纯问题，仍是当代直下式背光模块业者需要继续努力克服的难题。
[0011]另方面，诸如指纹辨识或面部辨识等光学检测芯片，也需要布局为阵列模式，同样涉及芯片尺寸微型化，以及各晶胞(cell)间必须由网格状围墙隔绝侧向光干扰的技术困扰，这也是本专利技术所要解决的技术难题。

技术实现思路

[0012]针对现有技术的上述不足，根据本专利技术的实施例，希望提供一种具有微芯片阵列的光学组件，其具有精准布局的遮光层网格，能够改善上述阵列中邻近的微芯片互相干扰
的问题，大幅提升产品的光学性能；即使微芯片在巨量转移过程中略有歪斜，仍能加以矫正而可以被正常驱动，大幅提升产品良率。此外，本专利技术还希望提供一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有微芯片阵列的光学组件，其特征是，上述光学组件包括：一阵列基板，具有一设置面供形成一阵列布局的驱动电路；复数对应焊固至上述阵列基板的上述驱动电路上的微芯片晶粒，上述微芯片供发出和/或接收一光线，以及彼此相邻的上述微芯片晶粒之间具有一预定间隔；以及一透明封装盖板，包括一透光盖板本体和一遮光层，上述透光盖板本体具有一面向上述设置面的对向面和一相反于上述对向面的光穿透面，上述遮光层是设置于上述对向面、且对应于上述微芯片的预定间隔的复数网格，以及前述网格的厚度小于上述预定间隔。2.如权利要求1所述的具有微芯片阵列的光学组件，其特征是，上述微芯片晶粒至少包含放射一种主波长光的发光二极管晶粒。3.如权利要求1所述的具有微芯片阵列的光学组件，其特征是，上述透明封装盖板还包含至少一设置在至少一上述网格之内的一荧光材料层。4.如权利要求1所述的具有微芯片阵列的光学组件，其特征是，上述微芯片晶粒至少包含一光感应芯片。5.如权利要求1所述的具有微芯片阵列的光学组件，其特征是，上述遮光层具有一连结上述对向面的根部和远离上述对向面的顶部，且前述根部的厚度是大于前述顶部，使得上述遮光层在凸出上述设置面的方向上至少具有一倾斜面。6.如权利要求1所述的具有微芯片阵列的光学组件，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾国书，邱昱维，庄弘毅，
申请(专利权)人：旭丰半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：