TWI769817B

TWI769817B - 顯示裝置及其製造方法

Info

Publication number: TWI769817B
Application number: TW110117818A
Authority: TW
Inventors: 阮丞禾; 曾建洲; 侯智元
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2021-05-17
Filing date: 2021-05-17
Publication date: 2022-07-01
Also published as: CN113745387B; CN113745387A; US12132156B2; TW202247130A; US20220367767A1

Abstract

一種顯示裝置，包括軟性基底、接合墊、發光二極體、封裝膠以及支撐結構。接合墊以及發光二極體位於軟性基底上。封裝膠包覆發光二極體。支撐結構橫向地位於發光二極體與接合墊之間。支撐結構具有斜面，且支撐結構靠近發光二極體的厚度大於支撐結構靠近接合墊的厚度。

Description

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包括發光二極體的顯示裝置及其製造方法

發光二極體是一種電致發光的半導體元件，具有效率高、壽命長、不易破損、反應速度快、可靠性高等優點。隨著大量的時間與金錢的投入，發光二極體的尺寸逐年縮小。為了保護這些微小的發光二極體，通常會利用封裝技術將發光二極體以封裝材料包覆起來。發光二極體的封裝材料例如包含矽膠。一般而言，封裝材料須要有足夠的厚度，以確保封裝材料可以完整的包覆發光二極體。

本發明提供一種顯示裝置，能改善顯示裝置中出現氣泡的問題。

本發明提供一種顯示裝置的製造方法，能改善顯示裝置中出現氣泡的問題。

本發明的至少一實施例提供一種顯示裝置。顯示裝置包括軟性基底、接合墊、發光二極體、封裝膠以及支撐結構。接合墊以及發光二極體位於軟性基底上。封裝膠包覆發光二極體。支撐結構橫向地位於發光二極體與接合墊之間。支撐結構具有斜面，且支撐結構靠近發光二極體的厚度大於支撐結構靠近接合墊的厚度。

本發明的至少一實施例提供一種顯示裝置的製造方法，包括：提供畫素電路於硬質載板上，畫素電路包括軟性基底以及位於軟性基底上的接合墊與發光二極體；形成封裝膠材料於畫素電路上，以包覆發光二極體；固化封裝膠材料以形成封裝膠；形成支撐結構材料於畫素電路上，其中支撐結構材料橫向地位於發光二極體與接合墊之間；固化支撐結構材料以形成支撐結構，其中支撐結構具有斜面，且支撐結構靠近發光二極體的厚度大於支撐結構靠近接合墊的厚度；提供保護層於支撐結構的斜面上與封裝膠上；移除硬質載板；以及將畫素電路貼於軟質載板上。

圖1A至圖1L是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的製造方法的剖面示意圖。圖2是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的上視示意圖，其中圖1L對應了圖2線A-A’的位置。

請參考圖1A至圖1C，提供畫素電路10於硬質載板SB1上，畫素電路10包括軟性基底100以及位於軟性基底100上的接合墊150與發光二極體170。在本實施例中，畫素電路10還包括第一絕緣層110、訊號線120、第二絕緣層130以及第三絕緣層140。

請參考圖1A，軟性基底100形成於硬質載板SB1上。硬質載板SB1例如包括玻璃基板、藍寶石基板、金屬基板、晶圓、陶瓷或其他合適的基板。軟性基底100的材料例如包括聚醯胺（Polyamide，PA）、聚亞醯胺（Polyimide，PI）、聚甲基丙烯酸甲酯（Poly（methyl methacrylate），PMMA）、聚萘二甲酸乙二醇酯（Polyethylene naphthalate，PEN）、聚對苯二甲酸乙二酯（Polyethylene terephthalate，PET）、玻璃纖維強化塑膠（Fiber reinforced plastics，FRP）、聚醚醚酮（Polyetheretherketone，PEEK）、環氧樹脂或其他合適的材料或前述至少二種之組合，但本實施例不限於此。

第一絕緣層110形成於軟性基底100上。第一絕緣層110的材料包含無機材料(例如：氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、其他合適的材料、或上述至少二種材料的堆疊層)、有機材料或其他合適的材料或上述材料之組合。

訊號線120形成於第一絕緣層110上。訊號線120為單層或多層結構。在本實施例中，訊號線120為多層結構，且包含走線122、電極124以及轉接電極126，其中電極124以及轉接電極126形成於走線122上。在本實施例中，第二絕緣層130形成於走線122上，且具有重疊於走線122的第一通孔TH1以及第二通孔TH2。電極124以及轉接電極126形成於第二絕緣層130上，且分別藉由第一通孔TH1以及第二通孔TH2而與走線122連接。

第二絕緣層130的材料包含無機材料(例如：氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、其他合適的材料、或上述至少二種材料的堆疊層)、有機材料或其他合適的材料或上述材料之組合。

走線122、電極124以及轉接電極126的材料包含金屬、金屬材料的氮化物、金屬材料的氧化物、金屬材料的氮氧化物或其他合適的導電材料或是金屬材料與其他導材料的堆疊層。

在本實施例中，走線122例如包含扇出線(Fanout line)。在一些實施例中，訊號線120的結構並不限於圖1A的結構。舉例來說，訊號線120的走線122可以為不連續的結構，且不連續的走線122藉由其他橋接結構(未示出)而彼此電性連接。藉由橋接結構的設計，走線122可以跨過不同走向的其他線路。

第三絕緣層140形成於訊號線120以及第二絕緣層130上，且具有分別重疊於電極124以及轉接電極126的第三通孔TH3以及第四通孔TH4。第三絕緣層140的材料包含無機材料(例如：氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、其他合適的材料、或上述至少二種材料的堆疊層)、有機材料或其他合適的材料或上述材料之組合。

接合墊150形成於第三絕緣層140上，且藉由第四通孔TH4而與轉接電極126連接。接合墊150的材料包含銦錫氧化物，但本發明不以此為限。在一些實施例中，接合墊150的材料包含金屬、金屬材料的氮化物、金屬材料的氧化物、金屬材料的氮氧化物或其他合適的導電材料或是金屬材料與其他導材料的堆疊層。

請參考圖1B，選擇性地形成連接結構160於電極124上。連接結構160為單層或多層結構。在本實施例中，連接結構160為多層結構，且至少包括第一層162以及第二層164。在一些實施例中，形成連接結構160的方式包括化學鍍鎳浸金(Electroless Nickel Immersion Gold，ENIG)、化學鍍鎳鈀浸金(Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold，ENEPIG)或其他合適的方法，但本發明不以此為限。

請參考圖1C，將發光二極體170電性連接至電極124。在一些實施例中，低熔點金屬(例如錫、銦、鉍、錫鉍混合金屬、錫銦混合金屬、錫銅混合金屬、錫銀混合金屬、錫銻混合金屬、錫鋅混合金屬、錫銀銅混合金屬、錫銀銅鉍混合金屬或前述材料的組合或堆疊)形成於發光二極體170上或連接結構160上。發光二極體170透過加熱前述低熔點金屬而與連接結構160共晶接合。加熱前述低熔點金屬的方式例如包括熱壓製程、雷射製程或其他合適的製程。在其他實施例中，發光二極體170透過異方性導電膠（Anisotropic Conductive Film，ACF）而電性連接至電極124。換句話說，連接結構160亦可為異方性導電膠。

圖1A至圖1L以及圖2僅繪出發光二極體170透過一個訊號線120而電性連接至一個接合墊150，但本發明不以此為限。每個發光二極體170包含兩個接墊，且每個發光二極體170的兩個接墊分別對應於發光二極體170的陰極以及陽極。發光二極體170的陰極以及陽極分別電性連接至不同條訊號線120，且透過不同條訊號線120而電性連接至不同的接合墊150。在一些實施例中，發光二極體170為水平式發光二極體或垂直式發光二極體。在一些實施例中，發光二極體170的接墊位於發光二極體170背對訊號線120的一側，因此，藉由於發光二極體170上形成其他導電結構以使前述接墊電性連接至對應的訊號線120。

請參考圖1D，形成擋牆210於畫素電路10上。在本實施例中，擋牆210形成於第三絕緣層140，且擋牆210環繞多個發光二極體170(請參考圖2)。擋牆210的材料例如包括有機材料（例如聚甲基丙烯酸甲酯（Poly(methyl methacrylate)，PMMA））、陶瓷材料或其他合適的材料。在一些實施例中，於畫素電路10上形成擋牆膠，擋牆膠的黏度為200000cps至500000cps，接著固化前述擋牆膠以獲得擋牆210。在本實施例中，擋牆210的頂面高於發光二極體170的頂面，擋牆210的厚度H1例如為300微米至150微米。

請參考圖1E，形成封裝膠材料220於畫素電路10上，以包覆發光二極體170。在本實施例中，形成封裝膠材料220於擋牆210環繞的區域中。封裝膠材料220例如包含矽膠(Silicone)，且前述矽膠可以包含甲基及/或苯基。在一些實施例中，封裝膠材料220的黏性小於10000cps，例如為5000 cps至10000cps，藉此使封裝膠材料220更容易填入微小的縫隙，避免發光二極體170周圍出現氣泡。

請參考圖1F，固化封裝膠材料220以形成封裝膠220’，其中封裝膠220’包覆發光二極體170。封裝膠220’的折射率約為1.4至1.5。在一些實施例中，封裝膠220’的厚度H2為150微米至350微米。在本實施例中，擋牆210圍繞封裝膠220’，且擋牆210的厚度H1大於、等於或小於封裝膠220’的厚度H2。在本實施例中，擋牆210的頂面高於封裝膠220’的頂面，且擋牆210的頂面與封裝膠220’的頂面具有高度差HD。在一些實施例中，固化封裝膠材料220會使封裝膠材料220中的溶劑揮發，因此，封裝膠220’的厚度略低於封裝膠材料220的厚度。

請參考圖1G，形成支撐結構材料230於畫素電路10上，其中支撐結構材料230橫向地位於發光二極體170與接合墊150之間。在一些實施例中，形成支撐結構材料230於畫素電路10上的方法包括刮刀成型法。刮刀成型法例如是以刮刀TP滑過支撐結構材料230，藉此形成支撐結構材料230的斜面232。在一些實施例中，支撐結構材料230的黏性大於封裝膠材料220的黏性。因此，支撐結構材料230不會因為流動性太高而難以形成斜面232。在一些實施例中，支撐結構材料230的黏性大於300000cps，例如為300000cps至500000 cps。

在一些實施例中，支撐結構材料230的材料包括有機材料（例如聚甲基丙烯酸甲酯（Poly(methyl methacrylate)，PMMA））、陶瓷材料或其他合適的材料。在一些實施例中，支撐結構材料230例如與擋牆膠包括相同的材料。

請參考圖1H，固化支撐結構材料230以形成支撐結構230’，其中支撐結構230’具有斜面232’。擋牆210位於支撐結構230’與封裝膠220’之間。在本實施例中，擋牆210與支撐結構230’直接接觸。在本實施例中，擋牆210與支撐結構230’分開成型，且擋牆210與支撐結構230’之間具有界面。

在本實施例中，藉由斜面232’的設置，支撐結構230’靠近發光二極體170的厚度大於支撐結構230’靠近接合墊150的厚度。在本實施例中，支撐結構230’的最大厚度H3為150微米至350微米。擋牆210的厚度H1約等於支撐結構230’的最大厚度H3。在本實施例中，擋牆210的頂面連接支撐結構230’的斜面232’。

在本實施例中，支撐結構230’在第一方向D1上位於接合墊150與發光二極體170之間，且支撐結構230’在第一方向D1上的寬度W3大於支撐結構230’的最大厚度H3。在本實施例中，支撐結構230’的寬度W3為1500微米至3000微米。支撐結構230’的寬度W3例如為厚度H3的十倍以上。

在本實施例中，支撐結構230’的斜面232’與支撐結構230’的底面234’之間的夾角θ大於0度且小於或等於30度，夾角θ較佳為大於或等於5度至小於或等於10度。

在本實施例中，顯示裝置1包括畫素電路10、封裝膠210、擋牆220’以及支撐結構230’。

請參考圖1I，將保護層PF貼於顯示裝置1上。在本實施例中，提供保護層PF於支撐結構230’的斜面232’上與封裝膠220’上。在本實施例中，保護層PF覆蓋擋牆210、封裝膠220’、支撐結構230’的斜面232’以及接合墊150。保護層PF例如藉由滾軸RL1而貼合於擋牆210、封裝膠220’、支撐結構230’的斜面232’以及接合墊150。

擋牆210的頂面與畫素電路10的頂面不齊平，因此，若沒有設置支撐結構230’，則保護層PF與畫素電路10之間容易因為擋牆210的頂面與畫素電路10的頂面之間的斷差而形成空隙。換句話說，在本實施例中，藉由支撐結構230’的設置，避免了保護層PF與畫素電路10之間形成空隙。

保護層PF例如為膠帶，且其材料包括聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET）、聚萘二甲酸乙二醇酯（Polyethylene naphthalate，PEN）、聚碳酸酯（Polycarbonate，PC）、環烯烴共聚物（Cyclic olefin copolymer，COC）、三醋酸纖維素（Cellulose Triacetate，TAC）、玻璃纖維強化塑膠（Fiber-reinforced plastic，FRP）或其他類似的材質。保護層PF的黏著面朝向顯示裝置1。

請參考圖1J，移除硬質載板SB1。在本實施例中，從硬質載板SB1的底面以雷射LS照射畫素電路10，藉此使硬質載板SB1與畫素電路10分離。

請參考圖1K，將軟質載板SB2貼於顯示裝置1上。在本實施例中，提供軟質載板SB2於軟性基底100上。在本實施例中，軟質載板SB2覆蓋軟性基底100的底面。軟質載板SB2例如藉由滾軸RL2而貼合於軟性基底100的底面。在一些實施例中，軟質載板SB2例如為膠帶，且其材料包括聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET）、聚萘二甲酸乙二醇酯（Polyethylene naphthalate，PEN）、聚碳酸酯（Polycarbonate，PC）、環烯烴共聚物（Cyclic olefin copolymer，COC）、三醋酸纖維素（Cellulose Triacetate，TAC）、玻璃纖維強化塑膠（Fiber-reinforced plastic，FRP）或其他類似的材質。

在本實施例中，由於支撐結構230’減少了保護層PF與畫素電路10之間的空隙，因此，在將軟質載板SB2貼於軟性基底100時，軟性基底100不會因為保護層PF與畫素電路10之間的空隙而變形，進一步避免了軟質載板SB2與軟性基底100之間形成空隙。

請參考圖1L與圖2，移除保護層PF。在一些實施例中，軟質載板SB2對顯示裝置1的黏性大於保護層PF對顯示裝置1的黏性，因此，在移除保護層PF時，顯示裝置1留在軟質載板SB2上。

圖3是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的剖面示意圖。圖4是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的上視示意圖，其中圖3對應了圖4線B-B’的位置。

在此必須說明的是，圖3和圖4的實施例沿用圖1A至圖2的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似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，在此不贅述。

圖3與圖4的顯示裝置2與圖1L與圖2的顯示裝置1的不同之處在於：顯示裝置2的擋牆210a與支撐結構230a一體成型。

在本實施例中，先同時形成擋牆210a與支撐結構230a，接著於擋牆210a環繞的區域中形成封裝膠220’。

在本實施例中，支撐結構230a橫向地位於發光二極體170與接合墊150之間。支撐結構230a具有斜面232a，且支撐結構230a靠近發光二極體170的厚度大於支撐結構230a靠近接合墊150的厚度。

在本實施例中，支撐結構230a在第一方向D1上位於接合墊150與發光二極體170之間，且支撐結構230a在第一方向D1上的寬度W3大於支撐結構230a的最大厚度H3。在本實施例中，支撐結構230a的寬度W3為1500微米至3000微米。支撐結構230a的寬度W3例如為厚度H3的十倍以上。支撐結構230a的寬度W3實質上等於斜面232a垂直投影於軟質載板SB2寬度。

在本實施例中，支撐結構230a的斜面232a與支撐結構230a的底面234a之間的夾角θ為大於0度且小於或等於30度，夾角θ較佳為大於或等於5度至小於或等於10度。

在本實施例中，藉由支撐結構230a的設置，避免了軟質載板SB2與軟性基底100之間形成空隙。

1、2:顯示裝置 10:畫素電路 100:軟性基底 110:第一絕緣層 120:訊號線 122:走線 124:電極 126:轉接電極 130:第二絕緣層 140:第三絕緣層 150:接合墊 160:連接結構 162:第一層 164:第二層 170:發光二極體 210、210a:擋牆 220:封裝膠材料 220’:封裝膠 230:支撐結構材料 230’、230a:支撐結構 232、232’、232a:斜面 234’:底面 A-A’、B-B’:線 D1:第一方向 H1、H2、H3:厚度 HD:高度差 LS:雷射 PF:保護層 RL1、RL2:滾軸 SB1:硬質載板 SB2:軟質載板 TH1:第一通孔 TH2:第二通孔 TH3:第三通孔 TH4:第四通孔 TP:刮刀 W3:寬度 θ:夾角

圖1A至圖1L是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的製造方法的剖面示意圖。圖2是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的上視示意圖。圖3是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的剖面示意圖。圖4是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的上視示意圖。

1:顯示裝置

10:畫素電路

100:軟性基底

110:第一絕緣層

120:訊號線

122:走線

124:電極

126:轉接電極

130:第二絕緣層

140:第三絕緣層

150:接合墊

160:連接結構

162:第一層

164:第二層

170:發光二極體

210:擋牆

220’:封裝膠

230’:支撐結構

232’:斜面

234’:底面

A-A’:線

D1:第一方向

H1:厚度

W3:寬度

HD:高度差

SB2:軟質載板

TH2:第二通孔

TH4:第四通孔

θ:夾角

Claims

一種顯示裝置，包括：一軟性基底；一接合墊，位於該軟性基底上；一發光二極體，位於該軟性基底上；一封裝膠，包覆該發光二極體；以及一支撐結構，橫向地位於該發光二極體與該接合墊之間，其中該支撐結構在一第一方向上位於該接合墊與該發光二極體之間，且該支撐結構在該第一方向上的寬度大於該支撐結構的最大厚度，其中該支撐結構具有一斜面，且該支撐結構靠近該發光二極體的厚度大於該支撐結構靠近該接合墊的厚度。
如請求項1所述的顯示裝置，更包括：一擋牆，圍繞該封裝膠，且該擋牆位於該支撐結構與該封裝膠之間。
如請求項2所述的顯示裝置，其中該擋牆與該支撐結構一體成型。
如請求項2所述的顯示裝置，其中該擋牆與該支撐結構分開成型，且該擋牆與該支撐結構直接接觸。
如請求項2所述的顯示裝置，其中該支撐結構的該斜面與該支撐結構的一底面之間的夾角為大於0度至小於或等於30度。
如請求項2所述的顯示裝置，其中該擋牆的厚度約等於該支撐結構的最大厚度，且該擋牆的厚度大於該封裝膠的厚度。
一種顯示裝置的製造方法，包括：提供一畫素電路於一硬質載板上，該畫素電路包括：一軟性基底；一接合墊，位於該軟性基底上；以及一發光二極體，位於該軟性基底上；形成一封裝膠材料於該畫素電路上，以包覆該發光二極體；固化該封裝膠材料以形成一封裝膠；形成一支撐結構材料於該畫素電路上，其中該支撐結構材料橫向地位於該發光二極體與該接合墊之間；固化該支撐結構材料以形成一支撐結構，其中該支撐結構具有一斜面，且該支撐結構靠近該發光二極體的厚度大於該支撐結構靠近該接合墊的厚度；提供一保護層於該支撐結構的該斜面上與該封裝膠上；移除該硬質載板；以及將該畫素電路貼於一軟質載板上。
如請求項7所述的顯示裝置的製造方法，其中該支撐結構材料的黏性大於該封裝膠材料的黏性。
如請求項7所述的顯示裝置的製造方法，更包括：移除該保護層。
如請求項7所述的顯示裝置的製造方法，更包括：形成一擋牆於該畫素電路上；以及形成該封裝膠材料於該擋牆環繞的區域中。
如請求項7所述的顯示裝置的製造方法，其中形成該支撐結構材料於該畫素電路上的方法包括刮刀成型法。