TWI858911B - 顯示裝置及其製造方法 - Google Patents

Abstract

一種顯示裝置包括驅動背板、透明金屬氧化物圖案層、多個發光元件及多個透明結構。透明金屬氧化物圖案層具有實體及實體定義的多個開口。多個發光元件分別位於透明金屬氧化物圖案層的多個開口中。多個透明結構分別包覆多個發光元件、分別重疊於透明金屬氧化物圖案層的多個開口，且暴露多個發光元件的多個電極。多個透明結構位於多個發光元件與驅動背板之間。此外，上述顯示裝置的製造方法也被提出。

Description

顯示裝置及其製造方法

本發明是有關於一種光電裝置及其製造方法，且特別是有關於一種顯示裝置及其製造方法。

發光二極體顯示面板包括驅動背板及轉置於驅動背板上的多個發光二極體。繼承發光二極體的特性，發光二極體顯示面板具有省電、高效率、高亮度及反應時間快等優點。此外，相較於有機發光二極體顯示面板，發光二極體顯示面板還具有色彩易調校、發光壽命長、無影像烙印等優勢。因此，發光二極體顯示面板被視為下一世代的顯示技術。

在發光二極體顯示面板的製造過程中，須將生長基板上的發光二極體轉移至第一暫存基板的第一黏著層上，將第一暫存基板的第一黏著層上的發光二極體轉移至第二暫存基板的第二黏著層上，再將第二暫存基板的第二黏著層上發光二極體轉移至驅動背板上且使發光二極體與驅動背板電性連接。位於第一暫存基板之第一黏著層上的發光二極體轉移至第二暫存基板的第二黏著層上時，發光二極體上會殘留部分的第一黏著層。在去除殘留於發光二極體上的部分第一黏著層時，用以去除殘留之部分第一黏著層的蝕刻氣體會損傷第二暫存基板的第二黏著層，使得第二黏著層產生龜裂現象。設置於龜裂之第二黏著層的發光二極體會偏離正常位置，進而導致與驅動背板的接合不良，使得發光二極體顯示面板的製造良率下降。

本發明提供一種顯示裝置，製造良率高。

本發明提供一種顯示裝置的製造方法，能提高製造良率。

本發明的顯示裝置包括驅動背板、透明金屬氧化物圖案層、多個發光元件及多個透明結構。透明金屬氧化物圖案層具有實體及實體定義的多個開口。多個發光元件分別位於透明金屬氧化物圖案層的多個開口中，其中多個發光元件的多個電極接合至驅動背板。多個透明結構分別包覆多個發光元件、分別重疊於透明金屬氧化物圖案層的多個開口，且暴露多個發光元件的多個電極。多個透明結構位於多個發光元件與驅動背板之間。

本發明的顯示裝置的製造方法包括下列步驟：提供發光元件基板，其中發光元件基板包括暫存基底、黏著層、多個發光元件及多個黏著圖案，黏著層設置於暫存基底上，多個發光元件設置於黏著層上，且多個黏著圖案分別設置於多個發光元件上；於暫存基底上形成透明金屬氧化物層，以覆蓋黏著層、多個發光元件及多個黏著圖案；圖案化透明金屬氧化物層，以形成透明金屬氧化物圖案層，其中透明金屬氧化物圖案層的實體覆蓋黏著層的一部分，且透明金屬氧化物圖案層的多個開口分別暴露多個黏著圖案；在透明金屬氧化物圖案層的實體覆蓋黏著層的一部分的情況下，移除多個發光元件上的多個黏著圖案，以暴露分別位於透明金屬氧化物圖案層之多個開口中的多個發光元件的多個電極；分別於多個發光元件上形成多個透明結構，其中多個透明結構分別包覆多個發光元件、分別重疊於透明金屬氧化物圖案層的多個開口且暴露多個發光元件的多個電極，一發光元件陣列結構包括透明金屬氧化物圖案層、多個發光元件及多個透明結構；分離發光元件陣列結構與至少一部分的黏著層；以及，接合發光元件陣列結構與驅動背板，其中多個發光元件的多個電極電性連接至驅動背板。

現將詳細地參考本發明的示範性實施例，示範性實施例的實例說明於附圖中。只要有可能，相同元件符號在圖式和描述中用來表示相同或相似部分。

應當理解，當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在另一元件“上”或“連接到”另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反，當元件被稱為“直接在另一元件上”或“直接連接到”另一元件時，不存在中間元件。如本文所使用的，“連接”可以指物理及/或電性連接。再者，“電性連接”或“耦合”可以是二元件間存在其它元件。

本文使用的“約”、“近似”、或“實質上”包括所述值和在本領域普通技術人員確定的特定值的可接受的偏差範圍內的平均值，考慮到所討論的測量和與測量相關的誤差的特定數量（即，測量系統的限制）。例如，“約”可以表示在所述值的一個或多個標準偏差內，或±30％、±20％、±10％、±5％內。再者，本文使用的“約”、“近似”或“實質上”可依光學性質、蝕刻性質或其它性質，來選擇較可接受的偏差範圍或標準偏差，而可不用一個標準偏差適用全部性質。

除非另有定義，本文使用的所有術語（包括技術和科學術語）具有與本發明所屬領域的普通技術人員通常理解的相同的含義。將進一步理解的是，諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本發明的上下文中的含義一致的含義，並且將不被解釋為理想化的或過度正式的意義，除非本文中明確地這樣定義。

圖1A至圖1K為本發明一實施例之顯示裝置的製造流程的剖面示意圖。

請參照圖1A，首先，提供發光元件基板100，其中發光元件基板100包括暫存基底110、黏著層120、多個發光元件130及多個黏著圖案140，黏著層120設置於暫存基底110上，多個發光元件130設置於黏著層120上，且多個黏著圖案140分別設置於多個發光元件130上。多個發光元件130位於多個黏著圖案140與黏著層120之間。

在一實施例中，發光元件130可包括第一半導體層131、第二半導體層132、設置於第一半導體層131與第二半導體層132之間的主動層133和分別電性連接至第一半導體層131及第二半導體層132的第一電極134及第二電極135。在一實施例中，發光元件130的第一電極134及第二電極135可選擇性地位於主動層133的同一側。也就是說，發光元件130可選擇性地是水平式微型發光二極體（lateral μLED），但本發明不以此為限。在一實施例中，發光元件130的主動層133可選擇性地位於暫存基底110與發光元件130的第一電極134之間以及暫存基底110與發光元件130的第二電極135之間，但本發明不以此為限。

請參照圖1B，接著，於暫存基底110上形成一透明金屬氧化物層200，以覆蓋黏著層120、多個發光元件130及多個黏著圖案140。詳細而言，在一實施例中，透明金屬氧化物層200可覆蓋黏著層120之未被發光元件130占據的所有區域、發光元件130的側壁130b、黏著圖案140之背向暫存基底110的頂面140a及黏著圖案140的側壁140b。舉例而言，在一實施例中，透明金屬氧化物層200的材質可為銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鍺鋅氧化物、或其它合適的氧化物、或者是上述至少二者的堆疊層。

請參照圖1B及圖1C，接著，圖案化透明金屬氧化物層200，以形成一透明金屬氧化物圖案層210，其中透明金屬氧化物圖案層210的一實體212覆蓋黏著層120的一部分，且透明金屬氧化物圖案層210的多個開口214分別暴露多個黏著圖案140。詳細而言，在一實施例中，可在透明金屬氧化物層200上形成一光阻圖案PR，其中光阻圖案PR覆蓋透明金屬氧化物層200之未與多個黏著圖案140重疊的區域且暴露多個黏著圖案140；接著，以光阻圖案PR為遮罩蝕刻透明金屬氧化物層200，而形成透明金屬氧化物圖案層210。請參照圖1C，在一實施例中，透明金屬氧化物圖案層210的實體212可覆蓋黏著層120之未被發光元件130占據的所有區域，且透明金屬氧化物圖案層210的多個開口214分別暴露多個黏著圖案140及多個發光元件130。

請參照圖1D及圖1E，接著，在透明金屬氧化物圖案層210的實體212覆蓋黏著層120之一部分的情況下，移除多個發光元件130上的多個黏著圖案140，以暴露分別位於透明金屬氧化物圖案層210之多個開口214中的多個發光元件130的多個電極。舉例而言，在一實施例中，可以SF ₆及O ₂作為蝕刻氣體，以去除多個黏著圖案140，但本發明不以此為限。在一實施例中，在移除多個黏著圖案140後，可暴露出每一發光元件130的第一電極134及第二電極135，但本發明不以此為限。

請參照圖1F，接著，分別於多個發光元件130上形成多個透明結構300，其中多個透明結構300分別包覆多個發光元件130、分別重疊於透明金屬氧化物圖案層210的多個開口214且暴露多個發光元件130的多個電極。在一實施例中，每一透明結構300可暴露對應之一個發光元件130的第一電極134及第二電極135，但本發明不以此為限。在一實施例中，透明結構300的材料可為有機材料、無機材料或其組合。

多個透明結構300定義多個發光區10r、10g、10b。在一實施例中，多個發光元件130可包括分別用以發出第一色光LR、第二色光LG及第三色光LB（可參考圖1K）的第一發光元件130R、第二發光元件130G及第三發光元件130B，多個發光區10r、10g、10b可包括第一發光區10r、第二發光區10g及第三發光區10b，且第一發光元件130R、第二發光元件130G及第三發光元件130B分別設置於第一發光區10r、第二發光區10g及第三發光區10b。在一實施例中，第一色光LR、第二色光LG及第三色光LB（可參考圖1K）例如分別是紅光、綠光及藍光，但本發明不以此為限。

請參照圖1G，接著，分別於多個透明結構300上形成多個反射圖案400，其中多個反射圖案400分別設置於多個透明結構300上且暴露多個發光元件130的多個電極。在一實施例中，每一反射圖案400可暴露對應之一個發光元件130的第一電極134及第二電極135，但本發明不以此為限。多個反射圖案400定義多個發光區10r、10g、10b的發光方向d。在一實施例中，發光方向d可以是由發光元件130的主動層133指向透明金屬氧化物圖案層210之開口214的方向。

請參照圖1H，接著，形成遮光層500，以覆蓋多個反射圖案400之間的間隙g1。遮光層500隔開多個發光元件130且用以增加對比。透明金屬氧化物圖案層210、多個發光元件130、多個透明結構300、多個反射圖案400及遮光層500，形成一發光元件陣列結構1。

請參照圖1H及圖1I，接著，分離發光元件陣列結構1與至少一部分的黏著層120。詳細而言，在一實施例中，黏著層120包括靠近暫存基底110的第一部分121與靠近發光元件130的第二部分122；分離發光元件陣列結構1與至少一部分的黏著層120的步驟可為：分離發光元件陣列結構1與黏著層120的第一部分121，其中發光元件陣列結構1與黏著層120的第一部分121分離後，黏著層120的第二部分122殘留於發光元件陣列結構1的多個發光元件130及透明金屬氧化物圖案層210上。舉例而言，在一實施例中，可使用雷射剝除（laser lift off；LLO）工序分離發光元件陣列結構1與至少一部分的黏著層120，但本發明不以此為限。

請參照圖1I，接著，接合發光元件陣列結構1與驅動背板2，其中發光元件陣列結構1之多個發光元件130的多個電極（即多個第一電極134與多個第二電極135）電性連接至驅動背板2。舉例而言，在一實施例中，驅動背板2具有多個接墊組2a，每一發光元件130的第一電極134及第二電極135可分別接合至對應的一個接墊組2a的多個接墊，但本發明不以此為限。

請參照圖1J及圖1K，在一實施例中，接著，可於透明金屬氧化物圖案層210遮蔽遮光層500的情況下，移除殘留於發光元件陣列結構1上的黏著層120的第二部分122。舉例而言，在一實施例中，可以SF ₆及O ₂作為蝕刻氣體，以去除殘留之黏著層120的第二部分122，但本發明不以此為限。於此，便完成本實施例的顯示裝置DP。

值得一提的是，如圖1D及圖1E所示，在去除多個黏著圖案140的過程中，透明金屬氧化物圖案層210係做為一保護層，保護其下方的黏著層120，使其不易受到蝕刻氣體的影響進而發生龜裂現象。當黏著層120不易發生龜裂現象時，多個發光元件130由暫存基底110轉移至驅動背板2之正確位置上的成功率大增，進而能提升顯示裝置DP的製造良率。此外，在一實施例中，在發光元件陣列結構1由暫存基底110轉移至驅動背板2之後，若有部分的黏著層120殘留在發光元件陣列結構1上（如圖1J所示），於去除殘留的部分黏著層120的過程中，透明金屬氧化物圖案層210可再次做為保護層，保護其下方的構件（例如但不限於：遮光層500），進而提升顯示裝置DP的信賴性。

圖2為本發明一實施例之顯示裝置的上視示意圖。圖1K對應圖2的剖線I-I’。請參照圖1K及圖2，顯示裝置DP包括驅動背板2及接合至驅動背板2的發光元件陣列結構1。發光元件陣列結構1包括透明金屬氧化物圖案層210、多個發光元件130、多個透明結構300、多個反射圖案400及遮光層500。

透明金屬氧化物圖案層210具有一實體212及實體212定義的多個開口214。多個發光元件130分別位於透明金屬氧化物圖案層210的多個開口214中，其中多個發光元件130的多個電極（例如但不限於：多個第一電極134與多個第二電極135）接合至驅動背板2。多個透明結構300分別包覆多個發光元件130、分別重疊於透明金屬氧化物圖案層210的多個開口214，且暴露多個發光元件130的多個電極（例如：多個第一電極134與多個第二電極135），其中多個透明結構300位於多個發光元件130與驅動背板2之間。多個反射圖案400分別設置於多個透明結構300上，且暴露多個發光元件130的多個電極（例如但不限於：多個第一電極134與多個第二電極135），其中多個反射圖案400位於多個透明結構300與驅動背板2之間。遮光層500覆蓋多個反射圖案400之間的間隙g1。遮光層500位於透明金屬氧化物圖案層210與驅動背板2之間。

在一實施例中，透明金屬氧化物圖案層210的實體212具有定義多個開口214的多個側壁212b，多個發光元件130與多個側壁212b之間存在多個間隙g2，且多個透明結構300填入多個間隙g2。

在一實施例中，每一透明結構300於實質上平行於驅動背板2的方向x上的一最大尺寸W300大於對應的透明金屬氧化物圖案層210的一個開口214於相同之方向x上的尺寸W214。在一實施例中，每一反射圖案400至少部分地重疊於對應的透明金屬氧化物圖案210的一個開口214。

在一實施例中，遮光層500除了位於透明金屬氧化物圖案層210的實體212與驅動背板2之間，遮光層500還位於多個反射圖案400與驅動背板2之間。在一實施例中，遮光層500的實體502重疊於透明金屬氧化物圖案層210的實體212。在一實施例中，遮光層500的多個開口504分別重疊於透明金屬氧化物圖案層210的多個開口214。

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，下述實施例不再重述。

圖3A至圖3K為本發明一實施例之顯示裝置的製造流程的剖面示意圖。圖4為本發明一實施例之顯示裝置的上視示意圖。圖3K對應圖4的剖線II-II’。

圖3A至圖3K的顯示裝置DP-A的製造流程與圖1A至圖1K的顯示裝置DP的製造流程類似。關於圖3A至圖3K的顯示裝置DP-A的製造流程，請參照圖3A至圖3K及前述對應的說明，於此便不再重述。

圖3K及圖4的顯示裝置DP-A與圖1K及圖2的顯示裝置DP類似，兩者的差異在於：顯示裝置DP-A的發光元件130A與顯示裝置DP的發光元件130不同。

請參照圖3K及圖4，具體而言，在本實施例中，每一發光元件130A的第一電極134及第二電極135是分別位於主動層133的相對兩側。也就是說，發光元件130A為垂直式微型發光二極體（Vertical μLED）。在本實施例中，接合至驅動背板2的多個發光元件130A的多個電極可為多個發光元件130A的多個第一電極134，多個發光元件130A的多個第一電極134分別電性連接至驅動背板2的多個接墊2b，而多個發光元件130A的多個第二電極135可透過設置於透明金屬氧化物圖案層210上的透明導電層220電性連接至驅動背板2的共用電極2c。在本實施例中，透明導電層220可包括金屬氧化物，例如：銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鍺鋅氧化物、其它合適的氧化物、或者是上述至少二者之堆疊層，但本發明不以此為限。

1:發光元件陣列結構 2:驅動背板 2a:接墊組 2b:接墊 2c:共用電極 10r、10g、10b:發光區 100:發光元件基板 110:暫存基底 120:黏著層 121:第一部分 122:第二部分 130、130A、130R、130G、130B:發光元件 130b、140b、212b:側壁 131:第一半導體層 132:第二半導體層 133:主動層 134:第一電極 135:第二電極 138、139:焊料 140:黏著圖案 140a:頂面 200:透明金屬氧化物層 210:透明金屬氧化物圖案層 212、502:實體 214、504:開口 220:透明導電層 300:透明結構 400:反射圖案 500:遮光層 DP、DP-A:顯示裝置 d:發光方向 g1、g2:間隙 LR:第一色光 LG:第二色光 LB:第三色光 PR:光阻圖案 W214、W300:尺寸 x:方向 I-I’、II-II’:剖線

圖1A至圖1K為本發明一實施例之顯示裝置的製造流程的剖面示意圖。 圖2為本發明一實施例之顯示裝置的上視示意圖。 圖3A至圖3K為本發明一實施例之顯示裝置的製造流程的剖面示意圖。 圖4為本發明一實施例之顯示裝置的上視示意圖。

1:發光元件陣列結構

2:驅動背板

2a:接墊組

10r、10g、10b:發光區

110:暫存基底

120:黏著層

130、130R、130G、130B:發光元件

130b、212b:側壁

131:第一半導體層

132:第二半導體層

133:主動層

134:第一電極

135:第二電極

138、139:焊料

210:透明金屬氧化物圖案層

212、502:實體

214、504:開口

300:透明結構

400:反射圖案

500:遮光層

DP:顯示裝置

d:發光方向

g1、g2:間隙

LR:第一色光

LG:第二色光

LB:第三色光

W214、W300:尺寸

x:方向

I-I’:剖線

Claims (12)

1. 一種顯示裝置，包括：一驅動背板；一透明金屬氧化物圖案層，具有一實體及該實體定義的多個開口；多個發光元件，分別位於該透明金屬氧化物圖案層的該些開口中，其中該些發光元件的多個電極接合至該驅動背板；多個透明結構，分別包覆該些發光元件、分別重疊於該透明金屬氧化物圖案層的該些開口，且暴露該些發光元件的該些電極，其中該些透明結構位於該些發光元件與該驅動背板之間；多個反射圖案，分別設置於該些透明結構上，且暴露該些發光元件的該些電極，其中該些反射圖案位於該些透明結構與該驅動背板之間；以及一遮光層，覆蓋該些反射圖案之間的一間隙，其中該遮光層位於該透明金屬氧化物圖案層與該驅動背板之間；其中每一該透明結構於實質上平行於該驅動背板的一方向上的一最大尺寸大於對應的該透明金屬氧化物圖案層的一該開口於該方向上之一尺寸。
2. 如請求項1所述的顯示裝置，其中該透明金屬氧化物圖案層的該實體具有定義該透明金屬氧化物圖案層之該些開口的多個側壁，該些發光元件與該透明金屬氧化物圖案層的該些側壁之間存在多個間隙，且該些透明結構填入該些間隙。
3. 如請求項1所述的顯示裝置，其中每一該反射圖案至少部分地重疊於對應的該透明金屬氧化物圖案的一該開口。
4. 如請求項1所述的顯示裝置，其中該遮光層更位於該些反射圖案與該驅動背板之間。
5. 如請求項1所述的顯示裝置，其中該遮光層的一實體重疊於該透明金屬氧化物圖案層的該實體。
6. 如請求項1所述的顯示裝置，其中該遮光層的多個開口分別重疊於該透明金屬氧化物圖案層的該些開口。
7. 如請求項1所述的顯示裝置，其中每一該發光元件包括一第一半導體層、一第二半導體層、設置於該第一半導體層與該第二半導體層之間的一主動層和分別電性連接至該第一半導體層及該第二半導體層的一第一電極及一第二電極，該第一電極及該第二電極分別位於該主動層的相對兩側；接合至該驅動背板的該些發光元件的該些電極為該些發光元件的多個第一電極；該些發光元件的多個第二電極透過該透明金屬氧化物圖案層電性連接至該驅動背板。
8. 一種顯示裝置的製造方法，包括：提供一發光元件基板，其中該發光元件基板包括一暫存基底、一黏著層、多個發光元件及多個黏著圖案，該黏著層設置於該暫存基底上，該些發光元件設置於該黏著層上，且該些黏著圖案分別設置於該些發光元件上；於該暫存基底上形成一透明金屬氧化物層，以覆蓋該黏著 層、該些發光元件及該些黏著圖案；圖案化該透明金屬氧化物層，以形成一透明金屬氧化物圖案層，其中該透明金屬氧化物圖案層的一實體覆蓋該黏著層的一部分，且該透明金屬氧化物圖案層的多個開口分別暴露該些黏著圖案；在該透明金屬氧化物圖案層的該實體覆蓋該黏著層之該部分的情況下，移除該些發光元件上的該些黏著圖案，以暴露分別位於該透明金屬氧化物圖案層之該些開口中的該些發光元件的多個電極；分別於該些發光元件上形成多個透明結構，其中該些透明結構分別包覆該些發光元件、分別重疊於該透明金屬氧化物圖案層的該些開口且暴露該些發光元件的該些電極，一發光元件陣列結構包括該透明金屬氧化物圖案層、該些發光元件及該些透明結構；分離該發光元件陣列結構與至少一部分的該黏著層；以及接合該發光元件陣列結構與一驅動背板，其中該些發光元件的該些電極電性連接至該驅動背板。
9. 如請求項8所述的顯示裝置的製造方法，更包括：分別於該些透明結構上形成多個反射圖案，其中該些反射圖案分別設置於該些透明結構上且暴露該些發光元件的該些電極，該發光元件陣列結構包括該透明金屬氧化物圖案層、該些發光元件、該些透明結構及該些反射圖案。
10. 如請求項9所述的顯示裝置的製造方法，更包括：形成一遮光層，以覆蓋該些反射圖案之間的一間隙，其中該發光元件陣列結構包括該透明金屬氧化物圖案層、該些發光元件、該些透明結構、該些反射圖案及該遮光層。
11. 如請求項10所述的顯示裝置的製造方法，其中分離該發光元件陣列結構與該至少一部分的該黏著層的步驟包括：分離該發光元件陣列結構與該黏著層的一第一部分，其中該發光元件陣列結構與該黏著層的該第一部分分離後，該黏著層的一第二部分殘留於該發光元件陣列結構的該些發光元件及該透明金屬氧化物圖案層上。
12. 如請求項11所述的顯示裝置的製造方法，更包括：在該透明金屬氧化物圖案層遮蔽該遮光層的情況下，移除該發光元件陣列結構上的該黏著層的該第二部分。

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