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TWI681556B - 發光二極體顯示裝置及其製造方法 - Google Patents

發光二極體顯示裝置及其製造方法 Download PDF

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TWI681556B
TWI681556B TW107131885A TW107131885A TWI681556B TW I681556 B TWI681556 B TW I681556B TW 107131885 A TW107131885 A TW 107131885A TW 107131885 A TW107131885 A TW 107131885A TW I681556 B TWI681556 B TW I681556B
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Abstract

發光二極體顯示裝置包括第一基板、多個發光二極體、黏著層、彩色層及第二基板。第一基板具有多個開關元件。發光二極體包括第一半導體層、多個第二半導體層、多個發光層、第一電極及多個第二電極。第一電極配置於第一半導體層上。第二電極分別配置於對應的第二半導體層上。第二電極分別電性連接於對應的開關元件。黏著層與第一基板分別位於發光二極體的相對兩側。彩色層配置於第一基板上，並覆蓋黏著層及發光二極體。彩色層包括多個彩色單元以及多個擋牆。各擋牆配置於各彩色單元之間。第二基板與第一基板相對設置。

Description

發光二極體顯示裝置及其製造方法
本發明是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種發光二極體顯示裝置。
雖然市場上主流的顯示器是以液晶顯示器、有機發光二極體顯示器為大宗，但隨著科技的進步，許多光電元件的體積也逐漸往小型化發展。而作為液晶顯示器的背光源的發光二極體在小型化之後，可被分區為較小的單元並可操作其明暗。因此，使得小型化的發光二極體可應用於高動態範圍（High Dynamic Range，HDR）技術或是進一步作為顯示器。然而，將小型化的發光二極體應用作為顯示器仍面臨有許多的問題，特別是在封裝後的發光二極體元件的巨量轉移過程中，常會有不易進行巨量轉移，甚至有巨量轉移良率不佳的問題。
本發明提供一種發光二極體顯示裝置，可提供寬色域的色彩規格。
本發明另提供一種發光二極體顯示裝置的製造方法，可用於製造上述的發光二極體顯示裝置，並可改善巨量轉移的良率。
本發明的一種發光二極體顯示裝置包括第一基板、多個發光二極體、黏著層、彩色層以及第二基板。第一基板具有多個開關元件。發光二極體包括第一半導體層、多個第二半導體層、多個發光層、第一電極以及多個第二電極。發光層分別配置於第一半導體層與對應的第二半導體層之間。第一電極配置於第一半導體層上。第二電極分別配置於對應的第二半導體層上。第二電極分別電性連接於對應的開關元件。黏著層配置於第一基板上。黏著層與第一基板分別位於發光二極體的相對兩側。彩色層配置於第一基板上，並覆蓋黏著層及發光二極體。彩色層包括多個彩色單元以及多個擋牆，且各擋牆配置於各彩色單元之間。第二基板與第一基板相對設置，且第二基板覆蓋彩色層、黏著層以及發光二極體。
本發明的一種發光二極體顯示裝置的製造方法，包括以下步驟：形成第一組件、形成第二組件以及使第一組件與第二組件相對設置。其中，形成第一組件包括以下步驟：提供第一基板，且第一基板具有多個開關元件；形成多個發光二極體於成長基板上；轉移發光二極體至第一基板上；以及形成黏著層於第一基板上，其中黏著層與第一基板分別位於發光二極體的相對兩側。形成第二組件包括以下步驟：提供第二基板；以及形成彩色層於第二基板上，其中彩色層包括多個彩色單元以及多個擋牆，且各擋牆配置於各彩色單元之間。使第一組件與第二組件相對設置，其中彩色層覆蓋黏著層及發光二極體，且第二基板覆蓋彩色層、黏著層以及發光二極體。
在上述實施例之一的發光二極體顯示裝置可提供寬色域的色彩規格。
在上述實施例之一的發光二極體顯示裝置的製造方法可改善巨量轉移的良率。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1A繪示為本發明一實施例的一種發光二極體顯示裝置的俯視示意圖。圖1B繪示為圖1A的發光二極體顯示裝置沿Ⅰ-Ⅰ’剖線的剖面示意圖。圖1C繪示為圖1B的區域A的放大圖。為了方便說明，圖1A中的發光二極體顯示裝置10省略繪示了黏著層130及第二基板150。
請同時參照圖1A至圖1C，本實施例的發光二極體顯示裝置10包括第一基板110、多個發光二極體120（圖1A示意地繪示為多個）、黏著層130、彩色層140及第二基板150。第一基板110具有多個開關元件112a、112b（圖1C示意地繪示為2個）。毎個發光二極體120包括第一半導體層121、多個第二半導體層122a、122b（圖1C示意地繪示為2個）、多個發光層123a、123b（圖1C示意地繪示為2個）、第一電極124、多個第二電極125a、125b（圖1C示意地繪示為2個）及絕緣層126。發光層123a（或發光層123b）配置於第一半導體層121與對應的第二半導體層122a（或第二半導體層122b）之間。第一電極124配置於第一半導體層121上並適於接收一電壓。第二電極125a、125b分別配置於對應的第二半導體層122a、122b上。第二電極125a、125b分別電性連接於對應的第二半導體層122a、122b與對應的開關元件112a、112b。黏著層130配置於第一基板110上，且黏著層130與第一基板110分別位於發光二極體120的相對兩側。彩色層140配置於第一基板110上，並覆蓋黏著層130及發光二極體120。彩色層140包括多個彩色單元142a、142b（圖1C示意地繪示為2個）以及多個擋牆144（圖1C示意地繪示為3個），且各擋牆144配置於各彩色單元142a、142b之間。第二基板150與第一基板110相對設置，且第二基板150覆蓋彩色層140、黏著層130以及發光二極體120。
具體來說，請繼續參照圖1A，發光二極體顯示裝置10包括多個畫素單元P1、P2，且畫素單元P1、P2分別包括顯示區E1、E2與非顯示區T1、T2。此處，每個畫素單元P1、P2的大小例如是介於40微米至400微米之間，較佳地，例如是317.5微米。在本實施例中，非顯示區T1可為透明區，使得發光二極體顯示裝置10的透光度例如是大於60%。
請再參照圖1B與圖1C，彩色層140配置於第二基板150與發光二極體120之間，彩色層140中的毎一個彩色單元142a、142b與毎一個擋牆144交替排列。需要注意的是，在區域A中，彩色單元142a對應於發光二極體120的發光層123a設置，且彩色單元142b對應於發光二極體120的發光層123b設置，以使得發光層123a發出的光可經由彩色單元142a來顯示，且發光層123b發出的光可經由彩色單元142b來顯示。更具體來說，彩色單元142a包括彩色濾光層1421a及螢光材料層1422a，且第二基板150與螢光材料層1422a分別位於彩色濾光層1421a的相對兩側。彩色單元142b包括彩色濾光層1421b及螢光材料層1422b，且第二基板150與螢光材料層1422b分別位於彩色濾光層1421b的相對兩側。其中，彩色濾光層1421a、1421b可分別呈現不同的顏色，以使得發光二極體120可發出紅光、綠光或藍光。
此外，第一基板110還包括基底SB與絕緣層114。其中開關元件112a、112b配置於基底SB上，且開關元件112a、112b位於絕緣層114與基底SB之間。
值得說明的是，在本實施例中，由於發光二極體顯示裝置10的發光二極體120具有2個發光層123a、123b，且發光層123a、123b分別有其對應的第二半導體層122a、122b以及第二電極125a、125b。接著，第二電極125a、125b也分別電性連接至其對應的開關元件112a、112b。也就是說，發光二極體120的2個發光層123a、123b可分別由不同的開關元件112a、112b控制其發光，並使得各個發光層123a、123b發出的光可對應於其上方的彩色單元142a、142b來顯示出紅光、綠光或藍光。換言之，本實施例中的毎個發光二極體120具有2個發光位置，且毎個發光位置可各自由不同的開關元件112a、112b控制。此外，雖然在本實施例中，發光二極體120具體化為垂直式發光二極體，但不以此為限，在其他實施例中，發光二極體也可以是水平式發光二極體或其他形式的發光二極體。
須要說明的是，雖然本實施例的發光二極體顯示裝置10的發光二極體120是以2個發光層123a、123b、2個第二半導體層122a、122b以及2個第二電極125a、125b來表示，但不以此為限。也就是說，在其他實施例中，發光二極體顯示裝置的發光二極體也可以有2個以上的發光層以及與發光層數量相當的第二半導體層以及第二電極。
此外，在一些實施例中，發光二極體顯示裝置10更包括膠層160，以包覆發光二極體120，並使彩色層140與第一基板110分別位於膠層160的相對兩側。此處，膠層160可例如是框膠、光學膠或其他適合的光學膠材，但不以此為限。
請再參照圖1B，在一些實施例中，發光二極體顯示裝置10的彩色層140的高度H1例如是50微米，膠層160的高度H2例如是100微米，第二基板150的高度H3例如是125微米，第一基板110的高度H4例如是125微米，發光二極體120的寬度W1例如是150微米，彩色單元142a、142b的寬度W2例如是20微米，但不以此為限。
在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，下述實施例不再重複贅述。
須要說明的是，雖然在微型發光二極體顯示裝置10中，彩色單元142a、142b可包括彩色濾光層1421a、1421b及螢光材料層1422a、1422b，但不以此為限。在一些實施例中，微型發光二極體顯示裝置10a的彩色層140c的彩色單元142c也可以是量子點材料層，如圖1D所示。在一些實施例中，微型發光二極體顯示裝置10b的彩色層140d的彩色單元142d也可以包括彩色濾光層1421d，且其螢光材料層170不設置在彩色層140d內，如圖1E所示。
圖1E繪示為本發明另一實施例的一種微型發光二極體顯示裝置的剖面示意圖。請同時參考圖1B與圖1E，本實施例的微型發光二極體顯示裝置10b與圖1B中的微型發光二極體顯示裝置10相似，惟二者主要差異之處在於：本實施例的微型發光二極體顯示裝置10b的彩色層140d的彩色單元142d包括彩色濾光層1421d，且發光二極體顯示裝置10b更包括螢光材料層170。其中，螢光材料層170與彩色層140d為不同的疊層，螢光材料層170配置於彩色層140d與發光二極體120之間，且第二基板150與螢光材料層170分別位於彩色層140d的相對兩側。
基於上述，在本實施例的發光二極體顯示裝置10中，由於發光二極體120包括第一半導體層121、多個第二半導體層122a、122b、多個發光層123a、123b、第一電極124以及多個第二電極125a、125b。其中，發光層123a、123b分別對應於第二半導體層122a、122b與第二電極125a、125b設置，且第二電極125a、125b分別電性連接於對應的開關元件112a、112b。藉此設計，使得本實施例的發光二極體120具有至少2個發光位置，進而使得發光二極體顯示裝置10可提供寬色域的色彩規格。
圖2A至圖2F繪示為本發明一實施例的一種發光二極體顯示裝置的製造方法的剖面示意圖。
在本實施例中，發光二極體顯示裝置10c的製造方法包括形成第一組件101c、形成第二組件102c以及使第一組件101c與第二組件102c相對設置。
詳細來說，首先，請先參照圖2A至圖2C，形成第一組件101c，其包括以下步驟：如圖2A所示，提供第一基板110，且第一基板110具有多個開關元件組115、絕緣層114以及基底SB。其中，毎個開關元件組115包括多個開關元件112c，而開關元件112c配置於基底SB上，且開關元件112c位於絕緣層114與基底SB之間。接著，形成多個發光二極體120於成長基板上(未繪示)。再者，如圖2B所示，轉移發光二極體120至第一基板110上，且將發光二極體120配置於由絕緣層114所暴露出的多個開關元件112c上。然後，如圖2C所示，形成黏著層130於第一基板110上，使黏著層130包覆發光二極體120，且使黏著層130與第一基板110分別位於發光二極體120的相對兩側。
接著，請參照圖2D至圖2E，形成第二組件102c，其包括以下步驟：如圖2D所示，提供第二基板150，並形成彩色層140d於第二基板150上。彩色層140d包括多個彩色單元142d以及多個擋牆144，其中，彩色單元142d包括彩色濾光層1421d，且各擋牆144配置於各彩色單元142d之間。如圖2E所示，形成螢光材料層170於彩色層140d上，使螢光材料層170與第二基板150分別位於彩色層140d的相對兩側。
最後，請參照圖2F，將第一組件101c與第二組件102c相對設置，以形成發光二極體顯示裝置10c。其中，彩色層140d覆蓋螢光材料層170、黏著層130及發光二極體120，且第二基板150覆蓋彩色層140d、螢光材料層170、黏著層130以及發光二極體120。
值得說明的是，由於在本實施例中採用上述的發光二極體120，而發光二極體120包括2個發光層123a、123b、與發光層123a、123b數量相當的第二半導體層122a、122b以及第二電極125a、125b，使得發光二極體120相較於ㄧ般的微型發光二極體具有較寬的寬度W1，例如是150微米。此外，更由於發光二極體120不先經過封裝過程也不含有螢光層，且另外設計螢光材料層170的位置在第二基板150上，進而使得本實施例的發光二極體顯示裝置10c的製造方法能改善巨量轉移的良率。
圖3A至圖3E繪示為本發明另一實施例的一種發光二極體顯示裝置的製造方法的剖面示意圖。請同時參照圖2A至圖2F與圖3A至圖3E，本實施例的微型發光二極體顯示裝置10d的製造方法與圖2A至圖2F中的微型發光二極體顯示裝置10c的製造方法相似，惟二者主要差異之處在於：本實施例的微型發光二極體顯示裝置10d的製造方法將螢光材料層170形成於第一基板110，且微型發光二極體顯示裝置10d更包括膠層160。
詳細來說，請參照圖3A至圖3C，形成第一組件101d。其中，圖3A至圖3B與圖2A至圖2B的步驟相同，於此不再贅述。請參照圖3C，在形成黏著層130於第一基板110上之前，更包括：形成膠層160以包覆發光二極體120，以及形成螢光材料層170於膠層160上，並使螢光材料層170與發光二極體120分別位於膠層160的相對兩側。接著，請參照圖3D，形成第二組件102d，其步驟與圖2D相同，於此不再贅述。最後，請參照圖3E，將第一組件101d與第二組件102d相對設置，以形成發光二極體顯示裝置10d。
圖4繪示為本發明另一實施例的一種微型發光二極體顯示裝置的剖面示意圖。請同時參考圖3E與圖4，本實施例的微型發光二極體顯示裝置10e與圖3E中的微型發光二極體顯示裝置10d相似，惟二者主要差異之處在於：本實施例的微型發光二極體顯示裝置10e更包括觸控電路層180。其中，觸控電路層180配置於第二基版150遠離彩色層140d的一側，但不以此為限。在其他實施例中，觸控電路層180也可以配置於第一基板110與第二基版150之間，或配置於第一基板110遠離發光二極體120的一側。
綜上所述，在本實施例的發光二極體顯示裝置及其製造方法中，由於發光二極體包括多個第二半導體層、多個發光層以及多個第二電極。其中，發光層分別對應於第二半導體層與第二電極設置，且第二電極分別電性連接於對應的開關元件。藉此設計，使得毎個發光二極體可發出至少2種的顏色的光且具有較寬的尺寸，進而使得本實施例的發光二極體顯示裝置具有可提供寬色域的色彩規格並能改善巨量轉移的良率。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10、10a、10b、10c、10d、10e‧‧‧發光二極體顯示裝置 101b‧‧‧第一組件 102b‧‧‧第二組件 110‧‧‧第一基板 112a、112b‧‧‧開關元件 114‧‧‧絕緣層 115‧‧‧開關元件區 120‧‧‧發光二極體 121‧‧‧第一半導體層 122a、122b‧‧‧第二半導體層 123a、123b‧‧‧發光層 124‧‧‧第一電極 125a、125b‧‧‧第二電極 126‧‧‧絕緣層 130‧‧‧黏著層 140‧‧‧彩色層 142a、142b、142c‧‧‧彩色單元 1421a、1422b、1421c‧‧‧彩色濾光層 1422a、1422b‧‧‧螢光材料層 144‧‧‧擋牆 150‧‧‧第二基板 160‧‧‧膠層 170‧‧‧螢光材料層 A‧‧‧區域 E1‧‧‧顯示區 P1、P2‧‧‧畫素單元 SB‧‧‧基底 T1‧‧‧非顯示區
圖1A繪示為本發明一實施例的一種發光二極體顯示裝置的俯視示意圖。 圖1B繪示為圖1A的發光二極體顯示裝置沿Ⅰ-Ⅰ’剖線的剖面示意圖。 圖1C繪示為圖1B的區域A的放大圖。 圖1D與圖1E繪示為本發明多個實施例的一種微型發光二極體發光二極體顯示裝置的剖面示意圖。 圖2A至圖2F繪示為本發明一實施例的一種發光二極體顯示裝置的製造方法的剖面示意圖。 圖3A至圖3E繪示為本發明另一實施例的一種發光二極體顯示裝置的製造方法的剖面示意圖。 圖4繪示為本發明另一實施例的一種微型發光二極體顯示裝置的剖面示意圖。
10‧‧‧發光二極體顯示裝置
110‧‧‧第一基板
112a、112b‧‧‧開關元件
114‧‧‧絕緣層
120‧‧‧發光二極體
121‧‧‧第一半導體層
122a、122b‧‧‧第二半導體層
123a、123b‧‧‧發光層
124‧‧‧第一電極
125a、125b‧‧‧第二電極
126‧‧‧絕緣層
130‧‧‧黏著層
140‧‧‧彩色層
142a、142b‧‧‧彩色單元
1421a、1421b‧‧‧彩色濾光層
1422a、1422b‧‧‧螢光材料層
144‧‧‧擋牆
150‧‧‧第二基板
160‧‧‧膠層
SB‧‧‧基底

Claims (9)

  1. 一種發光二極體顯示裝置，包括：一第一基板，具有多個開關元件；多個發光二極體，配置於該第一基板上，各該發光二極體包括：一第一半導體層；多個第二半導體層；多個發光層，分別配置於該第一半導體層與對應的該第二半導體層之間；一第一電極，配置於該第一半導體層上；以及多個第二電極，分別配置於對應的該第二半導體層上，且該些第二電極分別電性連接於對應的該開關元件；一黏著層，配置於該第一基板上，且該黏著層與該第一基板分別位於該些發光二極體的相對兩側；一彩色層，配置於該第一基板上，並覆蓋該黏著層及該些發光二極體，其中該彩色層包括多個彩色單元以及多個擋牆，各該擋牆配置於各該彩色單元之間；以及一第二基板，與該第一基板相對設置，且該第二基板覆蓋該彩色層、該黏著層以及該些發光二極體。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體顯示裝置，其中該些彩色單元包括一彩色濾光層，且該發光二極體顯示裝置更包括： 一螢光材料層，配置於該彩色層與該些發光二極體之間，使該第二基板與該螢光材料層分別位於該彩色層的相對兩側。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體顯示裝置，更包括：一膠層，包覆該些發光二極體，其中該彩色層與該第一基板分別位於該膠層的相對兩側。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體顯示裝置，其中該些彩色單元包括一彩色濾光層及一螢光材料層，且該第二基板與各該螢光材料層分別位於各該彩色濾光層的相對兩側。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體顯示裝置，其中該些彩色單元包括量子點材料層。
  6. 一種發光二極體顯示裝置的製造方法，包括：形成一第一組件，包括：提供一第一基板，該第一基板具有多個開關元件；形成多個發光二極體於一成長基板上，其中該些發光二極體至少包括：一第一半導體層；多個第二半導體層；多個發光層，分別配置於該第一半導體層與對應的該第二半導體層之間；一第一電極，配置於該第一半導體層上；以及多個第二電極，分別配置於對應的該第二半導體層 上，且該些第二電極分別電性連接於對應的該開關元件；轉移該些發光二極體至該第一基板上；以及形成一黏著層於該第一基板上，其中該黏著層與該第一基板分別位於該些發光二極體的相對兩側；形成一第二組件，包括：提供一第二基板；以及形成一彩色層於該第二基板上，其中該彩色層包括多個彩色單元以及多個擋牆，且各該擋牆配置於各該彩色單元之間；以及使該第一組件與該第二組件相對設置，其中該彩色層覆蓋該黏著層及該些發光二極體，且該第二基板覆蓋該彩色層、該黏著層以及該些發光二極體。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的發光二極體顯示裝置的製造方法，其中當該些彩色單元包括一彩色濾光層及一螢光材料層時，在形成該彩色層於該第二基板上之前，更包括：形成該彩色濾光層及該螢光材料層於該些彩色單元內，並使該第二基板與各該螢光材料層分別位於各該彩色濾光層的相對兩側。
  8. 如申請專利範圍第6項所述的發光二極體顯示裝置的製造方法，其中當該些彩色單元包括一彩色濾光層時，在形成該彩色層於該第一基板上之後，更包括： 形成一螢光材料層於該彩色層上，使該螢光材料層與該第二基板分別位於該彩色層的相對兩側。
  9. 如申請專利範圍第6項所述的發光二極體顯示裝置的製造方法，其中該些彩色單元包括量子點材料層。
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