CN108987412B - 显示设备及其形成方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种显示设备。显示设备包括基板、设置于基板上的发光单元。发光单元包括相互重叠的第一导体层与第二导体层、设置于第一导体层与第二导体层之间的第一半导体层、设置于第一半导体层与第一导体层之间的第二半导体层、设置于第一半导体层与第二半导体层之间的量子井结构、贯穿第一半导体层及量子井结构的贯穿孔以及设置于贯穿孔中的导电材料。第二导体层经由导电材料电性连接第二半导体层。

Description

显示设备及其形成方法
技术领域
本公开是有关于显示设备，且特别有关于包括发光单元的显示设备。
背景技术
随着数字科技的发展，显示设备已被广泛地应用在日常生活的各个层面中，例如其已广泛应用于电视、笔记本电脑、计算机、移动电话(例如：智能型手机)等现代化信息设备，且此显示设备不断朝着轻、薄、短小及时尚化方向发展。
在各种类型的显示设备中，发光二极管(LED)显示设备因其具有如高效能及使用寿命长的优点而越来越受欢迎。
然而，现有的发光二极管显示设备并非在各方面皆令人满意。
发明内容
本公开一些实施例提供一种显示设备。显示设备包括基板、设置于基板上的发光单元。发光单元包括相互重叠的第一导体层与第二导体层、设置于第一导体层与第二导体层之间的第一半导体层、设置于第一半导体层与第一导体层之间的第二半导体层、设置于第一半导体层与第二半导体层之间的量子井结构、贯穿第一半导体层及量子井结构的贯穿孔以及设置于贯穿孔中的导电材料。第二导体层经由导电材料电性连接第二半导体层。在这些实施例中，发光单元在上下两侧皆设有导体层，因此发光单元的上下两侧皆可用来连接显示设备的基板，而可增加形成显示设备的制程上的弹性。
本公开一些实施例提供一种显示设备的形成方法。显示设备的形成方法包括提供基板。基板上设置有多个接合垫。显示设备的形成方法亦包括形成粘合层于基板上并覆盖此些接合垫、利用光刻制程形成图案化粘合层以对应此些接合垫、经由图案化粘合层将一发光单元接合至少一接合垫。在这些实施例中，由于显示设备的图案化粘合层是经由光刻制程形成，因此所形成的图案可具有较小的尺寸而可应用于接合小尺寸的发光单元与显示设备的基板。
本公开一些实施例提供一种显示设备。显示设备包括基板、设置于基板上的第一发光单元及第二发光单元。第一发光单元相邻第二发光单元。在第一方向上，第一发光单元具有长度P1，且第一发光单元与第二发光单元具有间距Z1。显示设备亦包括设置于基板与第一发光单元之间的第一粘合层、设置于基板与第二发光单元之间的第二粘合层。在第一方向上，第一粘合层与第二粘合层具有间距Z3，其中，Z1、Z3与P1符合以下公式：0<Z3<(Z1+P1)，且Z1、Z3及P1皆大于0微米(micrometer，μm)。在这些实施例中，借由将第一发光单元的长度P1、相邻发光单元之间距Z1以及相邻粘合层之间距Z3设定调整为符合以下公式0<Z3<(Z1+P1)，而可减少粘合层与发光单元因粘着面积过小导致附着力不足而造成发光单元与显示设备基板之间电性连接不良的问题。
以下将参照附图对实施例进行详细说明。
附图说明
当与附图一起阅读时，可从以下的详细描述中更充分地理解本公开。值得注意的是，按照业界的标准做法，各特征并未被等比例绘示。事实上，为了明确起见，各种特征的尺寸可被任意地放大或缩小。
图1A、1B、1C、1D、1F为一系列的剖面图，其绘示出本公开一些实施例的发光单元的形成方法。
图1E是根据本公开一些实施例绘示出发光单元的上视图。
图1G是根据本公开一些实施例绘示出显示设备10的剖面图。
图1H是根据本公开一些实施例绘示出显示设备10的剖面图。
图2A及图2B是根据本公开一些实施例绘示出显示设备20的上视图与剖面图。
图3A及图3B是根据本公开一些实施例绘示出显示设备30的上视图与剖面图。
图4A及图4B是根据本公开一些实施例绘示出显示设备40的上视图与剖面图。
图5A及图5B是根据本公开一些实施例绘示出显示设备50的上视图与剖面图。
图6A、6B、6C、6D、6E为一系列的剖面图，其绘示出本公开一些实施例的显示设备60的形成方法。
图6F是根据本公开一些实施例绘示出显示设备60’的剖面图。
图6G、6H是根据本公开一些实施例绘示出显示设备60”的上视图以及剖面图。
图6I是根据本公开一些实施例绘示出显示设备60”的上视图。
图6J是根据本公开一些实施例绘示出显示设备60a的上视图。
图6K是根据本公开一些实施例绘示出显示设备60a的上视图。
图6L是根据本公开一些实施例绘示出显示设备60a的上视图。
图6M是根据本公开一些实施例绘示出显示设备60a的上视图。
图6N是根据本公开一些实施例绘示出显示设备60a的上视图。
图7A、7B、7C、7D为一系列的剖面图，其绘示出本公开一些实施例的显示设备70的形成方法。
图8A、8B、8C、8D为一系列的剖面图，其绘示出本公开一些实施例的显示设备80的形成方法。
图9A、9B、9C、9D为一系列的剖面图，其绘示出本公开一些实施例的显示设备90的形成方法。
符号说明
10、20、30、40、50、60、60’、60”、60a、70、80、90～显示设备
100～基板
102～第一半导体层
102a～第一半导体层的第一侧
102b～第一半导体层的第二侧
103～发光单元
104～量子井结构
106～第二半导体层
108a～第一导体层
110a～第三导体层
108b～第二导体层
110b～第四导体层
112a、112b～保护层
114～暂时性基板
115～第二绝缘层
116～贯穿孔
116a～导电材料
116b～第一绝缘层
118～基板
120～接合垫
600～第一基板
601～抓取头
602～粘合层
602a、602b、602c、602d、602e、602f、602g、602h、602i、602j～粘合层的部分
603～导电粒子
604～发光单元
606～发光单元的发光主体
608～第一导体层或第二导体层
610～第三导体层或第四导体层
612～第二基板
700～基板
704～粘合层
704A～第一图案
704a～第一图案的子图案
704B～第二图案
704b～第二图案的子图案
706～发光单元
708～发光单元的发光主体
710～第一导体层或第二导体层
712～第三导体层或第四导体层
C1、C2、C3、C4～接合垫
S1、S2、S3、S4～间距
O1、O2、O3、O4～开口
d1～导电粒子的直径
d2～距离
R1、R2～电流路径
W1、W2～宽度
A-A、B-B～剖面线
Y～第一方向
X～第二方向
F1、F2～中心线
M～错位
L1、L2、L3～列
P1、P2～发光单元的长度
Z1、Z2～相邻发光单元的间距
Z3、Z4～相邻粘合层的间距
V～像素
具体实施方式
以下的公开内容提供许多不同的实施例或范例以实施本案的不同特征。以下的公开内容叙述各个构件及其排列方式的特定范例，以简化说明。当然，这些特定的范例并非用以限定。例如，若是本公开叙述了一第一特征形成于一第二特征之上或上方，即表示其可能包含上述第一特征与上述第二特征是直接接触的实施例，亦可能包含了有附加特征形成于上述第一特征与上述第二特征之间，而使上述第一特征与第二特征可能未直接接触的实施例。
另外，以下所公开的不同范例可能重复使用相同的参考符号及/或标记。这些重复是为了简化与清晰的目的，并非用以限定所讨论的不同实施例及/或结构之间有特定的关系。
以下将叙述本公开一些实施例。在此些实施例中所述的步骤之前、之间及/或之后可提供额外的操作。一些所述的步骤可于不同的实施例中被取代或省略。此外，虽然后文以特定顺序的数个步骤说明本公开一些实施例，但亦可以其他合理的顺序进行此些步骤。
[第一实施例]
本实施例的发光单元在上下两侧皆设有导体层，因此上下两侧皆可用来连接显示设备的基板，而可增加形成显示设备的制程上的弹性。举例而言，上述导体层可为发光单元的电极，而显示设备的基板可为薄膜晶体管基板。
举例而言，当使用气体或液体以流动的方式或震动的方式将发光单元转置到基板上时，发光单元与上述基板的接触面是随机地产生。若使用传统上仅于单侧形成导体层的发光单元，将有可能造成发光单元与基板接触的一侧没有导体层可用来电性连接发光单元与上述基板，使得发光单元无法被驱动而导致无法发光。
以下将配合图1A-1F例示性地说明本实施例的发光单元的形成方法。
如图1A所示，提供基板100。在一实施例中，基板100可为一磊晶基板，例如：蓝宝石基板(sapphire substrate)。在一些其他的实施例中，基板100亦可包括碳化硅(SiC)基板、硅(Si)基板、铝酸镁(MgAl2O4)基板、氧化镁(MgO)基板、偏铝酸锂(LiAlO2)基板、锂酸镓(LiGaO2)基板、氮化镓(GaN)基板、砷化镓(GaAs)基板、磷化镓(GaP)基板、玻璃基板、其他适当的基板或上述的组合，但本公开不以此为限。
在一些实施例中，基板100可包括缓冲层(未绘示于图中)，以减少因基板100以及基板100上的半导体层之间的晶格不匹配(lattice mismatch)所产生的缺陷。举例而言，上述缓冲层可例如包含氮化铝(AlN)、氮化铝镓(AlGaN)、其他适当的材料或上述的组合，但本公开不以此为限。
请继续参照图1A，基板100上可形成有发光单元103。举例而言，发光单元103可为发光二极管(例如：蓝色发光二极管、红色发光二极管或绿色发光二极管)。在一些实施例中，如图1A所示，发光单元103包括垂直堆栈的第一半导体层102与第二半导体层106，以及设置于第一半导体层102与第二半导体层106之间的量子井结构104。
举例而言，可经由磊晶制程依序形成第一半导体层102、量子井结构104与第二半导体层106于基板100(例如：蓝宝石基板)之上，但本公开不以此为限。举例而言，上述磊晶制程可包括分子束磊晶制程(molecular-beam epitaxy，MBE)、金属有机化学气相沉积制程(metalorganic chemical vapor deposition，MOCVD)、氢化物气相磊晶制程(hydridevapor phase epitaxy，HVPE)、其他适当的磊晶制程或上述的组合。在一些实施例中，第一半导体层102、第二半导体层106与量子井结构104可由同一种制程形成，而三者的差异在于掺杂物质(Dopants)不同，且三者的掺杂浓度亦可不同。
在一些实施例中，可使用适当的图案化制程图案化第一半导体层102、量子井结构104与第二半导体层106。举例而言，上述图案化制程可包括光刻制程、蚀刻制程、其他适当的制程或上述的组合。在一些实施例中，上述光刻制程可包括光阻涂布(resist coating)、软烘烤(soft baking)、曝光(exposure)、曝光后烘烤(post-exposure baking)、显影(developing)、其他适当的制程或上述的组合，而上述蚀刻制程可包括湿式蚀刻、干式蚀刻、其他适当的制程或上述的组合。
举例而言，第一半导体层102与第二半导体层106以及量子井结构104各自可例如包含氮化镓(GaN)、氮化铝镓(AlGaN)、氮化铝(AlN)、砷化镓(GaAs)、磷化铟镓(GaInP)、砷化铝镓(AlGaAs)、磷化铟(InP)、砷化铟铝(InAlAs)、砷化铟镓(InGaAs)、磷化铟镓铝(AlGaInP)、其他适当的III-V族半导体材料或上述的组合，但本公开不以此为限。在一些实施例中第一半导体层102与第二半导体层106可掺杂有相反导电型态的掺杂物质。举例而言，可使用离子布植(Ion implantation)或原位掺杂(in-situ doping)的方式掺杂(doping)第一半导体层102与第二半导体层106。举例而言，在本实施例中，第一半导体层102是由掺杂有如硅或氧的掺杂物质的n型GaN所形成，第二半导体层106是由掺杂有如镁的掺杂物质的p型GaN所形成，而量子井结构104则可包括由如InGaN及GaN交错层叠所形成的叠层结构，并可使电子、电洞在此叠层结构内的复合(recombination)几率增加而提升发光效率。
请继续参照图1A，发光单元103更包括设置于发光单元103的一侧的第一导体层108a以及第三导体层110a。详细而言，第一导体层108a以及第三导体层110a可设置于第一半导体层102的第一侧102a。如图1A所示，第一导体层108a可与第二半导体层106电性连接，而第三导体层110a则可与第一半导体层102电性连接。在一些实施例中，第一导体层108a是直接接触第二半导体层106，而第三导体层110a则直接接触第一半导体层102。
在一些实施例中，第一导体层108a与第三导体层110a的材料可包括金属材料、其他适当的导电材料或上述的组合，但本公开不以此为限。金属材料可例如包含：铜、钨、银、锡、镍、铬、钛、铅、金、铋、锑、锌、锆、镁、铟、碲、镓、其他适当的金属材料、其合金或上述的组合。在一些其他的实施例中，第一导体层108a与第三导体层110a的材料可为透明导电材料，上述透明导电材料可例如包含：铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)、氧化锡(SnO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟镓锌(IGZO)、氧化铟锡锌(ITZO)、氧化锑锡(ATO)、氧化锑锌(AZO)、其他适当的透明导电材料或上述的组合，但本公开不以此为限。
在一些实施例中，可先以物理气相沉积法(例如蒸镀或溅镀)、电镀、原子层沉积法、其他适当的方法或上述的组合形成一金属毯覆层(blanket layer)或透明导电材料的毯覆层(未绘示于图中)于第一半导体层102与第二半导体层106之上，接着使用如光刻制程及蚀刻制程的图案化制程图案化上述金属毯覆层或透明导电材料的毯覆层以形成第一导体层108a与第三导体层110a。
请继续参照图1A，在一些实施例中，可视设计需求形成保护层112a于第一半导体层102上，保护层112a可至少部分地填充第一导体层108a与第三导体层110a之间的间隙，而可提升发光单元103的可靠度。举例而言，保护层112a可包括有机材料(例如包含：丙烯酸基材料(acrylic-based material))、无机材料(例如包含：氧化硅、氮化硅)、其他适当的材料或上述的组合。在一些实施例中，保护层112a可包括硅基材料(silicon-based material)，但本公开不以此为限。在一些实施例中，可使用旋转涂布法、化学气相沉积法(例如：等离子辅助化学气相沉积法(plasma-enhanced CVD，简称PECVD))、其他适当的方法或上述的组合形成保护层112a，但本公开不以此为限。
接着，如图1B所示，将基板100及发光单元103倒置，并将发光单元103接合至暂时性基板114上。如图1B所示，基板100与暂时性基板114是分别设置于发光单元103相对的两侧。举例而言，暂时性基板114可由硅、玻璃、聚亚酰胺、聚乙烯对苯二甲酸酯、其他适当的材料或上述的组合所形成，但本公开不以此为限。在一些实施例中，可经由粘合层(未绘示于图中)接合发光单元103与暂时性基板114。举例而言，上述粘合层可例如包含热固化材料及/或光固化材料，但本公开不以此为限。
接着，如图1C所示，移除基板100。在本实施例中，是以激光剥离制程(laser lift-off process)移除基板100。举例而言，上述激光剥离制程的激光光源可包括准分子激光(excimer laser)、皮秒激光(pico laser)、飞秒激光(femto laser)、其他适当的激光光源或上述的组合，但本公开不以此为限。在一些其他的实施例中，亦可使用机械剥离(mechanical peeling)、研磨制程、蚀刻制程、其他适当的制程或上述的组合移除基板100，但本公开不以此为限。
接着，如图1D所示，形成第二绝缘层115于第一半导体层102的第二侧102b上。举例而言，第二绝缘层115可包括有机材料(例如包含：丙烯酸基材料(acrylic-basedmaterial))、无机材料(例如包含：氧化硅、氮化硅)、其他适当的材料或上述的组合，但本公开不以此为限。在一些实施例中，可使用旋转涂布法、化学气相沉积法(例如：等离子辅助化学气相沉积法)、网印(screen printing)、其他适当的方法或上述的组合形成第二绝缘层115，并以如光刻制程及蚀刻制程图案化第二绝缘层115。举例而言，此处所述的光刻制程及蚀刻制程可类似或相同于如前文所述的光刻制程及蚀刻制程。
接着，请继续参照图1D，形成贯穿孔(via)116，并于贯穿孔116中形成第一绝缘层116b与导电材料116a，第一绝缘层116b在贯穿孔116与导电材料116a之间。在一些实施例中，如图1D所示，贯穿孔116是贯穿第二绝缘层115、第一半导体层102与量子井结构104，且导电材料116a与第二半导体层106电性连接。举例而言，导电材料116a可直接接触第二半导体层106或透过其他导电组件与第二半导体层106电性连接。
如图1D所示，在一些实施例中，第一绝缘层116b可环设于导电材料116a的侧壁上。在一些实施例中，第一绝缘层116b可设置在贯穿孔116的孔壁与导电材料116a之间。进一步而言，在一些实施例中，如图1D所示，第一绝缘层116b是环设于导电材料116a的侧壁上但仍露出导电材料116a的顶表面及/或底表面。举例而言，第一绝缘层116b可分隔导电材料116a与第一半导体层102，且第一绝缘层116b分隔导电材料116a与量子井结构104。换句话说，第一绝缘层116b可设置于导电材料116a与第一半导体层102之间，且第一绝缘层116b设置于导电材料116a与量子井结构104之间。举例而言，可使用如机械钻孔(mechanicaldrilling)、激光钻孔(laser drilling)、干式蚀刻、湿式蚀刻、其他适当的方法或上述的组合先形成贯穿第二绝缘层115、第一半导体层102与量子井结构104的贯穿孔116，接着可使用如原子层沉积制程(atomic layer deposition process)、化学气相沉积制程、其他适当的制程或上述的组合形成一绝缘层于贯穿孔116的孔壁与底部上，然后经由蚀刻制程移除贯穿孔116底部上的绝缘层，留下贯穿孔116孔壁上的绝缘层作为第一绝缘层116b。举例而言，第一绝缘层116b可包括氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiNx)、其他适当的绝缘材料或上述的组合。上述化学气相沉积制程可例如包括：高密度等离子化学气相沉积制程(high-densityplasma chemical vapor deposition process)、低压化学气相沉积制程(low-pressurechemical vapor deposition process)或等离子辅助化学气相沉积制程。上述蚀刻制程可例如包括：非等向性(anisotropical)蚀刻制程，但本公开不以此为限。
接着，可以物理气相沉积法(例如蒸镀或溅镀)、电镀、原子层沉积法、其他适当的方法或上述的组合沉积铜、钨、银、锡、镍、铬、钛、铅、铋、锑、锌、锆、镁、铟、碲、镓、其合金、其他适当的导电材料或上述的组合于贯穿孔116中以形成导电材料116a。在一些实施例中，可在沉积上述导电材料的步骤之后进行如化学机械研磨或回蚀刻的制程移除贯穿孔116外多余的导电材料。在一些实施例中，导电材料116a可包括耐酸蚀的金属(例如包含：铜、银、金或铂)。
接着，如图1E及图1F所示，于第一半导体层102的第二侧102b形成第二导体层108b与第四导体层110b，以形成两侧皆有导体层的发光单元103。详细而言，图1E为本实施例的形成发光单元的方法的制程部分上视图，而图1F为沿着图1E的剖面线A-A而得的剖面图。应注意的是，为了简明起见，于图1E中是省略了保护层112b。
大抵而言，第一半导体层102第二侧102b的第二导体层108b与第四导体层110b在功能上及/或位置及/或尺寸上是对应第一半导体层102第一侧102a的第一导体层108a与第三导体层110a。在一些实施例中，第二导体层108b可与第二半导体层106电性连接，而第四导体层110b则可与第一半导体层102电性连接。进一步而言，在一些实施例中，第二导体层108b是经由贯穿孔116中的导电材料116a电性连接第二半导体层106，而第四导体层110b则直接接触第一半导体层102。
在一些实施例中，在上视图中，第一半导体层102第二侧102b的第二导体层108b与第四导体层110b的面积是各自实质上相等于与第一半导体层102第一侧102a的第一导体层108a与第三导体层110a的面积。在一些实施例中，第一半导体层102的第二侧102b的第二导体层108b、第四导体层110b以及第一半导体层102第一侧102a的第一导体层108a、第三导体层110a为镜面对称。
应理解的是，虽然于本实施例中所形成的发光单元103是包括三个贯穿孔116，但本公开并非以此为限。在一些其他的实施例中，亦可视设计需求形成其他数量(例如：1至20个)的贯穿孔116并于上述贯穿孔116中形成第一绝缘层116b与导电材料116a。举例而言，在一些实施例中，发光单元103可包括一个或两个贯穿孔116。
图1G根据本发明一些实施例绘示出显示设备10的部分剖面图。如图1G所示，将显示设备10中的暂时性基板114移除，并将发光单元103设置于基板118上。显示设备10包括前述实施例的包含贯穿孔116的发光单元103，且上述发光单元103是与基板118电性连接。举例而言，基板118可包括一或多个有源组件(未绘示于图中)，例如：晶体管。举例而言，基板118可为薄膜晶体管(Thin-Film Transistor，TFT)基板，但本公开不以此为限。在一些实施例中，驱动电路(未绘示于图中)可设置于基板118上，且发光单元103可设置于驱动电路上并与驱动电路电性连接。
上述一或多个有源组件可与发光单元103电性连接。在一些实施例中，上述一或多个有源组件可控制或调整传递至发光单元103的驱动信号(例如：电流信号)，以调整发光单元103的亮度。在一些实施例中，多个发光单元103可各自与不同的有源组件电性连接。换句话说，传递至多个发光单元103的驱动信号可经由各自所对应的有源组件分开控制，而可达到区域调光控制(local dimming)的目的。
如图1G所示，基板118上可设置有至少一接合垫120。在一些实施例中，发光单元103的第一导体层108a与第三导体层110a或发光单元103的第二导体层108b与第四导体层110b是经由接合垫120与基板118电性连接。
在一些实施例中，可进行如共晶接合的接合制程将发光单元103的第一导体层108a与第三导体层110a或发光单元103的第二导体层108b与第四导体层110b接合至接合垫120。
在一些实施例中，发光单元103的第一导体层108a与第三导体层110a或发光单元103的第二导体层108b与第四导体层110b可经由如异方向性导电胶(anisotropicconductive film，ACF)的粘合层(未绘示于图中)接合至接合垫120。举例而言，上述异方向性导电胶可包含多个位于其中的导电粒子。在一些实施例中，上述导电粒子包括由高分子所形成的核心部分以及涂布于上述核心部分上的金属或金属合金外壳。
如图1G所示，当发光单元103以第一半导体层102第一侧102a的第一导体层108a与第三导体层110a电性连接接合垫120时(例如图1G右侧的发光单元103)，电流可经由路径R1流经第一导体层108a、第二半导体层106、量子井结构104、第一半导体层102以及第三导体层110a，而可使发光单元103达到发光的功能。
请继续参照图1G，当发光单元103以第一半导体层102第二侧102b的第二导体层108b与第四导体层110b电性连接接合垫120时(例如图1G左侧的发光单元103)，电流可经由路径R2流经第二导体层108b、贯穿孔116中的导电材料116a、第二半导体层106、量子井结构104、第一半导体层102以及第四导体层110b，而可使发光单元103达到发光的功能。
在一些实施例中，由于发光单元103的第一半导体层102与第二导体层108b之间设置有第二绝缘层115，因此可确保电流可经由贯穿孔116中的导电材料116a流经第二半导体层106与量子井结构104，而不会从第二导体层108b直接经由第一半导体层102流至第四导体层110b。在一些实施例中，第一绝缘层116b可分隔导电材料116a与第一半导体层102并分隔导电材料116a与量子井结构104，因此可确保电流可流经第二半导体层106。
在一些实施例中，未接合至基板118的第一导体层108a与第三导体层110a(或者第二导体层108b与第四导体层110b)是由透明的导电材料所形成，因此在显示设备10之中可降低对发光单元103的出光的影响。举例而言，透明导电材料可例如包含：铟锡氧化物(ITO)、氧化锡(SnO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟镓锌(IGZO)、氧化铟锡锌(ITZO)、氧化锑锡(ATO)、氧化锑锌(AZO)等透明导电材料，但本公开不以此为限。举例而言，图1G中左侧的发光单元103的第一半导体层102第一侧102a的第一导体层108a与第三导体层110a以及图1G中右侧的发光单元103的第一半导体层102第二侧102b的第二导体层108b与第四导体层110b是由透明导电材料所形成，因此不须进行额外的步骤将其移除而可达到减少显示设备10的制程步骤与缩短工时的效果。
在一些其他的实施例中，未接合至基板118的第一导体层108a与第三导体层110a(或者第二导体层108b与第四导体层110b)是由不透光的导电材料所形成(例如包含：铜、钨、银、锡、镍、铬、钛、铅、金、铋、锑、锌、锆、镁、铟、碲或镓等金属材料)，若将未接合至基板118的第一导体层108a与第三导体层110a(或者第二导体层108b与第四导体层110b)留在显示设备10之中，将可能造成发光单元103无法正常出光。因此，在此些实施例中，可进行如蚀刻及/或研磨的制程移除未接合至基板118的第一导体层108a与第三导体层110a(或者第二导体层108b与第四导体层110b)。换句话说，未接合至基板118的第一导体层108a与第三导体层110a(或者第二导体层108b与第四导体层110b)将不会留在最终的显示设备10中。举例而言，可以蚀刻制程及/或研磨制程移除图1G中右侧的发光单元103的第一半导体层102第二侧102b的第二导体层108b与第四导体层110b以及图1G中左侧的发光单元103的第一半导体层102第一侧102a的第一导体层108a与第三导体层110a，而得到如图1H所示的显示设备10。
在一些实施例中，为了降低贯穿孔116中的导电材料116a被上述蚀刻制程损坏而进一步侵蚀发光单元103的其他组件，可使用耐酸蚀的金属(例如包含：铜、银、金或铂)形成贯穿孔116中的导电材料116a。另外，在一些实施例中，上述蚀刻制程亦移除了与未接合至基板118的第一导体层(或第二导体层)与第三导体层(或第四导体层)同一侧的保护层(例如：图1G中右侧的发光单元103的保护层112b以及图1G中左侧的发光单元103的保护层112a亦被移除)。
综合上述，在接合至基板(例如：薄膜晶体管基板)之前，本公开一些实施例的发光单元的相对两侧皆设置有导体层(例如：电极)。因此发光单元的相对两侧皆可用来连接上述基板。此外，在一些实施例中，发光单元包括前述的贯穿孔以及形成于贯穿孔中的导电材料，而可确保发光单元以相对两侧的任一侧接合至上述基板时皆可与上述基板产生电性连接以达到正常出光的功能。
图2A、2B、3A、3B、4A、4B、5A、5B是绘示出本实施例的显示设备10的一些变化例。应注意的是，除非特别说明，此些变化例与前述实施例的相同或类似的组件将以相同的组件符号表示，且其形成方法亦可相同或类似于前述实施例的形成方法。
图2A及图2B是根据一些实施例绘示出本公开的显示设备20。详细而言，图2A为显示设备20的部分上视图，而图2B是为沿着图2A的剖面线A-A而得的剖面图。应注意的是，为了简明起见，并未将显示设备20的所有组件绘示于图2A及图2B中。
显示设备20与显示设备10的其中一个差异在于显示设备20的发光单元103的外型是设计为圆形或对称多边形(例如：于上视图图2A中，显示设备20为圆形)，而可克服左右不对称造成的出光损失。
图3A及图3B是根据一些实施例绘示出本公开的显示设备30。详细而言，图3A为显示设备30的部分上视图，而图3B为沿着图3A的剖面线A-A而得的剖面图。应注意的是，为了简明起见，并未将显示设备30的所有组件绘示于图3A及图3B中。
显示设备30与前述实施例的显示设备20的其中一个差异在于显示设备30的发光单元103包括多个分离的导体层。举例而言，如图3A所示，在一些实施例中，发光单元103的未与基板118接合的一侧包括四个分离的第三导体层110a，而与基板118接合的一侧亦包括四个分离的第四导体层110b。由于上述导体层为相互分离，因此可减少从发光单元103的量子井结构104所发出的侧向光被挡住，而可提高发光效率。应理解的是，虽然于此以发光单元103的一侧包括四个分离的第三导体层110a或第四导体层110b为例进行说明，但本公开并非以此为限，亦可视设计需求使发光单元103的一侧包括其他数量的第三导体层110a或第四导体层110b。
图4A及图4B是根据一些实施例绘示出本公开的显示设备40。详细而言，图4A为显示设备40的部分上视图，而图4B为沿着图4A的剖面线A-A而得的剖面图。应注意的是，为了简明起见，并未将显示设备40的所有组件绘示于图4A及图4B中。
如图4A及图4B所示，显示设备40与前述实施例的显示设备的差异之一在于显示设备40的发光单元103的量子井结构104是设置于发光单元103的外围，因此可更有效地利用从发光单元103的量子井结构104所发出的侧向光而提高发光效率。如图4B所示，在本实施例中，贯穿孔116与导电材料116a亦可部分贯穿进入第二半导体层106中，但不接触第一导体层110a。在一些其他的实施例中，如图1D所示，贯穿孔116与导电材料116a并未贯穿进入第二半导体层106中，但本公开并非以此为限。
图5A及图5B是根据一些实施例绘示出本公开的显示设备50。详细而言，图5A为显示设备50的部分上视图，而图5B为沿着图5A的剖面线A-A而得的剖面图。应注意的是，为了简明起见，并未将显示设备50的所有组件绘示于图5A及图5B中。
如图5A及图5B所示，显示设备50与前述实施例的显示设备40的差异之一在于显示设备50的发光单元103包括多个分离的量子井结构104，而可提高出光效率。应理解的是，虽然于此以发光单元103包括四个分离的量子井结构104为例进行说明，但本公开并非以此为限，亦可视设计需求使发光单元103包括其他数量的量子井结构104。
应注意的是，虽然未绘示于上述图中，一些其他的组件(例如：盖板或光学膜)可形成于上述实施例的显示设备上。举例而言，上述盖板可由玻璃、氧化铟锡、聚亚酰胺(polyimide)、聚乙烯对苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate)、其他适当的材料或上述的组合所形成，但本公开并非以此为限。举例而言，上述光学膜可包括扩散板(diffuserfilm)、聚光透镜、其他适当的光学膜或上述的组合，但本公开并非以此为限。
此外，为了方便说明起见，在前文的一些图中仅绘示出显示设备的一个发光单元。然而，所属领域具通常知识者应当理解可依设计需求使显示设备包括任何适当数量的发光单元。
[第二实施例]
本实施例提供一种将发光单元(例如：发光二极管)接合至基板(例如：薄膜晶体管)而形成显示设备的方法。在上述方法中是先将粘合层提供于第一基板上，然后以发光单元沾附上述粘合层的一部分并经由该部分将上述发光单元接合至如薄膜晶体管基板的第二基板上，以形成本实施例的显示设备。相较于传统上先将粘合层整片贴合于第二基板上，然后将发光单元接合至第二基板的接合方式，本实施例的显示设备的形成方法具有较大的制程弹性且可用于修补有缺陷的组件。
图6A至图6E为一系列的制程剖面图，其绘示出本实施例的形成显示设备的方法。
首先，如图6A所示，提供粘合层602于第一基板600上。在一些实施例中，于后续的制程中，粘合层602将被用来接合发光单元至另一基板。
在一些实施例中，粘合层602可由如异方向性导电胶的导电材料所形成。举例而言，粘合层602可包含多个大抵上均匀分布于其中的导电粒子603。举例而言，任一导电粒子603在剖面图中可为实质上的圆形或椭圆形。举例而言，任一导电粒子603的直径d1可为0.1至10微米。
在一些实施例中，导电粒子603可为间隔物(spacer)，其可用来控制结合后发光单元与基板之间的距离。在一些实施例中，上述间隔物的长度(或直径)小于发光单元的导体层(例如：后文所述的导体层608、610)的厚度。举例而言，上述间隔物表面可镀上可做共晶结合或低温焊接的金属，例如包含锡(Sn)、银(Ag)、铟(In)、铜(Cu)、金(Au)、镍(Ni)、钯(Pd)、铂(Pt)、上述的合金或上述的组合，但本公开不以此为限。
在一些实施例中，粘合层602亦可包括底部填充薄膜(under fill film)。
请继续参照图6A，将发光单元604移动至第一基板600上并使发光单元604部分地插入粘合层602中。在一些实施例中，可使用抓取头(pick head)601抓取发光单元604并将发光单元604移动至粘合层602的上方，然后使抓取头601下降以使发光单元604压印于粘合层602上。
于本实施例中，在抓取头601抓取发光单元604之前，发光单元604的发光单元母板(未绘示于图中)是已被移除，但本公开并非以此为限。在一些其他的实施例中，在抓取头601抓取发光单元604时，上述发光单元母板(例如：蓝宝石基板)尚未被移除，因此上述发光单元母板可位于抓取头601与发光单元604之间，而抓取头601可经由抓取并移动上述发光单元母板来连动控制发光单元604的移动。举例而言，可在将发光单元604接合至后文所述的第二基板之后，以如激光剥离的制程移除上述发光单元母板。
如图6A所示，发光单元604可包括发光主体606、导体层608与导体层610。在一些实施例中，导体层608与导体层610可相同或类似于前述实施例的第一导体层108a与第三导体层110a。在一些其他的实施例中，导体层608与导体层610可相同或类似于前述实施例的第二导体层108b与第四导体层110b。举例而言，第一导体层(或第二导体层)608与第三导体层(或第四导体层)610可为发光单元604的电极并电性连接显示设备的基板。
接着，如图6B所示，可经由抓取头601将发光单元604向上提起，使得粘合层602的一部分602a附着于发光单元604上并与第一基板600分离。详细而言，上述与第一基板600分离的粘合层602的部分602a可附着于发光单元604的第一导体层(或第二导体层)608与第三导体层(或第四导体层)610上。
接着，如图6C所示，在一些实施例中，以抓取头601将发光单元604及粘合层602的部分602a移动至第二基板612上，然后经由粘合层602的部分602a将发光单元604接合至第二基板612上并将抓取头601自发光单元604移开。详细而言，在一些实施例中，可经由粘合层602的部分602a将发光单元604的第一导体层(或第二导体层)608与第三导体层(或第四导体层)610接合至第二基板612的接合垫(未个别绘示于图中)上。举例而言，上述接合垫可由如金属的导电材料所形成。
举例而言，第二基板612可包括一或多个有源组件(未绘示于图中)，例如：晶体管。举例而言，第二基板612可为薄膜晶体管基板。在一些实施例中，上述一或多个有源组件可经由上述第二基板612的接合垫与第一导体层(或第二导体层)608与第三导体层(或第四导体层)610电性连接发光单元604。在一些实施例中，上述一或多个有源组件可控制或调整传递至发光单元604的驱动信号(例如：电流信号)，以调整发光单元604的亮度。
在一些实施例中，将发光单元604接合至第二基板612的步骤可包括对粘合层602的部分602a施加适当的压力(例如：1至100MPa)及/或温度(例如：100至300℃)以增加粘合层602的部分602a的粘附力，使得粘合层602的部分602a可接合发光单元604与第二基板612。
在一些实施例中，将发光单元604接合至第二基板612的步骤可包括共晶接合制程(eutectic bonding process)。共晶接合制程可能需要特定的金属材料(例如包含锡合金或银-金混合物等)，且若将制程温度提高到合适的温度就可能会发生。举例而言，上述共晶接合制程可使第一导体层(或第二导体层)608、第三导体层(或第四导体层)610与导电粒子603之间以及上述基板118的接合垫与导电粒子603之间发生共晶反应，以接合发光单元604与第二基板612。
承前述，在一些实施例中，导电粒子603可为当间隔物，其可用来控制发光单元604与基板612之间的距离d2。在一些导电粒子603可为间隔物的实施例中，发光单元604与第二基板612之间的距离d2大抵上等于任一导电粒子603的直径d1。
接着，如图6D及图6E所示，可重复上述步骤将另一发光单元604经由粘合层602的部分602b接合至基板618，而形成本公开的显示设备60。在一些实施例中，可重复多次上述步骤将多个不同颜色(例如：红色、蓝色以及绿色)的发光单元604经由粘合层602接合至基板612。
在一些实施例中，每一发光单元604皆有其相应的接合步骤。换句话说，在此些实施例中，在一发光单元604及附着于其上的粘合层的部分被移动至所对应的第二基板612的接合垫上之后，皆进行一相应的接合步骤以将该发光单元接合至第二基板612。然而，在一些其他的实施例中，亦可先将多个发光单元604以及附着于其上的粘合层的部分各自移动至所对应的第二基板612的接合垫上之后，才统一进行一接合步骤(例如施加前述适当的压力及/或温度或进行一共晶接合制程)以将数个发光单元604同时接合至第二基板612，而达到减少制程步骤与缩短工时的效果。
在一些实施例中，在将数个发光单元604接合至第二基板612之后，可对上述数个发光单元604进行质量测试。举例而言，若任一发光单元604的质量出现异常，则可将该发光单元604以及所对应的粘合层的部分自第二基板612移除(例如：以机械力将其自第二基板612剥离)，然后可进行图6A至图6C所述的步骤将另一发光单元604接合至第二基板612上以取代该质量异常的发光单元604。换句话说，相较于传统上将粘合层整片贴合于第二基板上的接合方式，本实施例的方法可局部替换质量异常的发光单元，因此可增加制程弹性并达到减少制程步骤与缩短工时的效果。
以下提供本实施例的一些变化例。应注意的是，除非特别说明，此些变化例与前述实施例的相同或类似的组件将以相同的组件符号表示，且其形成方法亦可相同或类似于前述实施例的形成方法。
图6F绘示出本公开一些实施例的显示设备60’。显示设备60’与显示设备60其中一个差异在于显示设备60’的粘合层602是由不导电的材料所形成。举例而言，上述不导电的材料可包聚亚酰胺、包含环氧基(epoxy-containing)的树脂、硅、光阻其他适当的材料或上述的组合。在一些实施例中，由于粘合层602不导电，因此发光单元604的第一导体层(或第二导体层)608与第三导体层(或第四导体层)610是直接接触第二基板612的接合垫(未绘示于图中)以电性连接第二基板612。在一些实施例中，可进一步使第一导体层(或第二导体层)608与第三导体层(或第四导体层)610与上述第二基板612的接合垫进行共晶反应以增加两者之间的接合力。
在一些实施例中，粘合层602可包括光固化材料及/或热固化材料。举例而言，可将未经固化的粘合层602提供于第一基板600上，接着进行相同或类似于图6A至图6E所述的步骤将发光单元604及其对应的粘合层的部分602a及/或602b转移至第二基板612上，接着可进行一光固化及/或热固化制程固化粘合层602的部分602a及/或602b以增加其粘附力，使得粘合层602的部分602a及/或602b可接合发光单元604与第二基板612。
图6G、6H是各自绘示出本公开一些实施例的显示设备60”的部分上视图以及剖面图。详细而言，图6H为沿着图6G的剖面线B-B所绘示的剖面图。在此些实施例中，抓取头601是一次同时抓取多个(例如：三个、六个、八个、数百个、数百个以上或其他适当的数量)发光单元604，并将所抓取的此些发光单元604经由粘合层602的一部分(例如：图6G所绘示的部分602a-602i的任一者)接合至第二基板612上，接着可重复上述步骤以抓取头601同时抓取多个其他发光单元604并将所抓取的此些发光单元604经由粘合层602的另一部分(例如：图6G所绘示的部分602a-602i的另一者)接合至第二基板612。换句话说，在图6G所绘示的实施例中，是重复性地以抓取头601一次同时抓取多个发光单元604并经由粘合层602的一部分(例如：部分602a-602i的任一者)将所抓取的此些发光单元604接合至第二基板612。在一些实施例中，如图6G所示，粘合层602的多个分离的部分602a-602i的任一者可对应八个发光单元604，但本公开不以此为限。应理解的是，粘合层602的多个分离的部分的任一者(例如：部分602a-602i的任一者)是将所对应的发光单元604接合至第二基板612，且在上视图中粘合层602的多个分离的部分的任一者是与所对应的发光单元604重叠或部分地重叠。举例而言，如图6G所示，粘合层602的多个分离的部分602a-602i的任一者是与八个发光单元604重叠并将所对应的八个发光单元604接合至第二基板612。
如图6G所示，在一些实施例中，显示设备置60”的粘合层602的多个部分在第一方向Y以及第二方向X(第二方向X可大抵上垂直于第一方向Y)上皆彼此对齐排列，但本公开并不以此为限。在一些其他的实施例中，粘合层602的多个部分于第一方向Y以及第二方向X的至少一者上可具有一错位。举例而言，在图6I所绘示的实施例中，从第一方向Y来看，粘合层602的相邻两列之间具有错位。详细而言，在图6I所绘示的实施例中，粘合层602的第一列L1(包括部分602a、602b与602c)与第二列L2(包括部分602d、602e、602f与602g)之间具有错位，而第二列L2与第三列L3(包括部分602h、602i、与602j)之间亦具有错位。在一些实施例中，上述错位可定义为两相邻的粘合层602的部分(上述两部分是各自位于相邻的两列上)各自的中心线之间的距离(例如：第一列L1的部分602b的中心线F1与第二列L2的部分602f的中心线F2之间的距离M)。
以下提供本实施例的另一些变化例。应注意的是，除非特别说明，此些变化例与前述实施例的相同或类似的组件将以相同的组件符号表示，且其形成方法亦可相同或类似于前述实施例的形成方法。
图6J是绘示出本公开一些实施例的显示设备60a的部分上视图。应理解的是，为了简明起见，于图6J中仅绘示出显示设备60a的数个发光单元604以及对应此些发光单元604的粘合层602的数个部分(例如：部分602a-602d)。如图6J所示，粘合层602是包括多个大抵上紧邻的部分(例如：部分602a-602d)。于后文中为了方便说明起见，部分602a、部分602b、部分602c与部分602d亦可分别称为第一粘合层602a、第二粘合层602b、第三粘合层602c与第四粘合层602d。
在一些实施例中，显示设备60a可具有多个像素V。举例而言，在一些实施例中，一个像素V可对应(或包括)至少一个发光单元604(如图6J所示)并对应(或包括)与该发光单元604对应的粘合层602的部分，但本公开不以此为限。应理解的是，虽然于图6J中仅绘示出四个像素V，但本公开不以此为限，可视设计需求使显示设备60a具有任何适当数量的像素V。
如图6J所示，多个发光单元604的一个在第一方向Y上可具有长度P1(例如：1至100微米)且在第二方向X上(第二方向X可大抵上垂直于第一方向Y)可具有长度P2(例如：1至100微米)。在一些实施例中，长度P1可小于长度P2，但本公开不以此为限。在一些其他的实施例中，长度P1亦可大于或者是等于长度P2。如图6J所示，两相邻的发光单元604之间在第一方向Y上可具有间距Z1且在第二方向X上可具有间距Z2。在一些实施例中，间距Z1可为1至1000微米，而间距Z2可为1至1000微米。
如图6J所示，显示设备60a的数个粘合层的一个(例如：第一粘合层602a、第二粘合层602b、第三粘合层602c与第四粘合层602d的一个)是与各自所对应的发光单元604至少部分地重叠。详细而言，如图6J所示，在一些实施例中，第一粘合层602a、第二粘合层602b、第三粘合层602c与第四粘合层602d是各自与一发光单元604部分地重叠。在一些实施例中，如第6J图所示，于第一方向Y上相邻的粘合层(例如：第一粘合层602a与第二粘合层602b)之间可具有间距Z3，而于第二方向X上相邻的粘合层(例如：第一粘合层602a与第三粘合层602c)之间可具有间距Z4。在一些实施例中，0<Z3<(Z1+P1)且/或0<Z4<(Z2+P2)，而可减少粘合层与发光单元604因粘着面积过小导致附着力不足，所造成的发光单元604与第二基板612之间电性连接不良的问题。
在一些实施例中，如图6K所示，一个像素V可对应三个发光单元604并对应与此三个发光单元604对应的粘合层。举例而言，显示设备60a的数个粘合层的一个(例如：第一粘合层602a、第二粘合层602b、第三粘合层602c与第四粘合层602d的一个)所对应的三个发光单元604可包括一红色发光单元、一蓝色发光单元以及一绿色发光单元，但本公开并不以此为限。在一些其他实施例中，显示设备60a的数个粘合层的一个所对应的三个发光单元604亦可皆为相同颜色的发光单元。
类似地，在一些图6K所绘示的实施例中，0<Z3<(Z1+P1)且/或0<Z4<(Z2+P2)，而可减少粘合层602与发光单元604因粘着面积过小导致附着力不足所造成的发光单元604与第二基板612之间电性连接不良的问题。应理解的是，虽然于前述的实施例中，一个像素V是对应三个发单光单元604，且显示设备60a的数个粘合层的一个(例如：第一粘合层602a、第二粘合层602b、第三粘合层602c与第四粘合层602d的一个)所对应的三个发光单元604是排列成一列(或一行)，但本公开并不以此为限。在一些其他的实施例中，显示设备60a的数个粘合层的一个所对应的三个发光单元604亦可排列成三角形(如图6L、6M所示)。
类似地，在一些图6L或6M所绘示的实施例中，0<Z3<(Z1+P1)且/或0<Z4<(Z2+P2)，而可减少粘合层602与发光单元604因粘着面积过小导致附着力不足所造成的发光单元604与第二基板612之间电性连接不良的问题。
在一些其他的实施例中，显示设备60a的数个粘合层的一个(例如：第一粘合层602a、第二粘合层602b、第三粘合层602c与第四粘合层602d的一个)是对应于六个发光单元604设置(如图6N所示)。在此些实施例中，显示设备60a的数个粘合层的一个所对应的六个发光单元604可皆为相同颜色的发光单元或者包括不同颜色的发光单元。
类似地，在一些图6N所绘示的实施例中，0<Z3<(Z1+P1)且/或0<Z4<(Z2+P2)，而可减少粘合层602与发光单元604因粘着面积过小导致附着力不足所造成的发光单元604与第二基板612之间电性连接不良的问题。
应理解的是，在一些其他的实施例中，可视设计需求使一个像素V对应任何其他适当数量的发光单元604。
本实施例的发光单元604亦可包括前述第一实施例中所述的发光单元103。换句话说，可使用本实施例所述的方法将发光单元103接合至如薄膜晶体管基板的基板上。
[第三实施例]。
本实施例提供一种将发光单元(例如：发光二极管)接合至基板(例如：薄膜晶体管)而形成显示设备的方法。在上述方法中是将粘合层提供于如薄膜晶体管基板的基板上，然后以光刻制程图案化上述粘合层。由于上述图案化的粘合层是经由光刻制程形成，因此所形成的图案可具有较小的尺寸而可应用于接合小尺寸的发光单元与显示设备的基板(例如：薄膜晶体管基板)。
图7A至图7D为一系列的制程剖面图，其绘示出本实施例的形成显示设备的方法。
如图7A所示，提供基板700。在一些实施例中，基板700可包括一或多个设置于其上的接合垫。举例而言，在图7A所绘示的实施例中，基板700是包括四个接合垫C1、C2、C3以及C4，但本公开并非以此为限，亦可根据设计需求(例如：接合至基板700的发光单元的数量)使基板700包括任何适当数量的接合垫。在一些实施例中，上述接合垫(例如：C1、C2、C3以及C4)可由如金属的导电材料所形成。
在一些实施例中，两相邻的接合垫C1、C2以及接合垫C3、C4可各自对应到不同的发光单元。如图7A所示，对应至同一发光单元的相邻的接合垫之间可具有间距S1(例如：接合垫C1、C2的间距或接合垫C3、C4的间距)。在一些实施例中，间距S1大抵上相等于将接合至基板700的发光单元的导体层(例如：电极)之间的间距。举例而言，间距S1可为2至200微米。
在一些实施例中，对应至不同发光单元的相邻的接合垫之间可具有间距S2(例如：接合垫C2与C3的间距)。举例而言，应用于大型显示设备中时，间距S2可达50公厘(millimeter，mm)。然而，随着显示设备的微型化，间距S2亦逐渐缩小。在一些实施例中，间距S2可为小至2微米(例如：2微米至500微米)。应理解的是，本制程方法均可适用于微型装置与大型显示设备。
接着，如图7B所示，形成粘合层704于基板700之上，且粘合层704可覆盖接合垫C1、C2以及接合垫C3、C4。在一些实施例中，粘合层704是由不导电的材料所形成。在一些实施例中，粘合层704为可经由光刻制程图案化的光阻材料。举例而言，光阻材料可例如包含：聚甲基丙烯酸甲酯(Acrylic)、硅氧烷(Siloxane)或聚酰亚胺(Polyimide)等，但本公开不以此为限。在一些实施例中，粘合层704可包括尚未被固化的光固化材料及/或热固化材料。举例而言，可使用涂布喷嘴(Slit Nozzle)将粘合层704涂布于基板700之上。
在一些实施例中，在将粘合层704涂布于基板700之上的步骤之后可进行一软烘烤制程，以增加粘合层704在基板700表面的附着性。
接着，如图7C所示，将粘合层704图案化以形成图案化的粘合层704。举例而言，上述图案化的步骤可包括曝光(exposure)、曝光后烘烤(post-exposure baking)、显影(developing)、其他适当的制程或上述的组合。
在一些实施例中，在上述图案化步骤之后，图案化的粘合层704可具有对应于不同发光单元的多个彼此分离的图案(例如：第一图案704A与第二图案704B)。在一些实施例中，如图7C所示，第一图案704A是对应至接合垫C1、C2所对应的发光单元，而第二图案704B则对应到接合垫C3、C4所对应的发光单元。
承前述，随着显示设备的微型化，间距S2可能逐渐缩小，因此第一图案704A与第二图案704B之间的间距S3亦逐渐缩小(例如：间距S3可由传统上的50公厘缩小至2微米)。因此，若使用传统上如网印的方式形成图案化的粘合层704，将使得间距S3过大而不利于显示设备的微型化。相较之下，本实施例所述的方法是以光刻制程形成图案化的粘合层704，因此具有较小之间距S3(例如：间距S3可缩小至约为2微米至200微米)。
此外，随着发光单元的尺寸缩减(例如宽度)，发光单元所对应的第一图案704A与第二图案704B的宽度W1亦需相应缩小。因此，若使用传统上如网印的方式形成图案化的粘合层704，将使得宽度W1过大而不适合用来接合小尺寸的发光单元。相较之下，本实施例所述的方法是以光刻制程形成图案化的粘合层704，因此第一图案704A与第二图案704B可具有较小的宽度W1。在一些实施例中，第一图案704A与第二图案704B的宽度W1可缩小至约为8微米(例如：约为8微米至240微米)。
在一些实施例中，如图7C所示，在上述图案化步骤之后，图案化的粘合层704仍覆盖接合垫C1、C2、C3及C4而未露出接合垫C1、C2、C3及C4各自的顶表面。进一步而言，在一些实施例中，图案704A是覆盖相应的接合垫C1、C2，而图案704B则覆盖相应的接合垫C3、C4。
接着，如图7D所示，将发光单元706插入图案化的粘合层704的图案704A以及图案704B中。
在一些实施例中，如图7D所示，由于在图案化的粘合层704尚未被固化时就将发光单元706插入图案化的粘合层704的第一图案704A与第二图案704B中，因此第一图案704A与第二图案704B的材料可受到发光单元706的挤压而向外侧流动。在一些实施例中，如图7D所示，在将发光单元706插入图案化的粘合层704的第一图案704A与第二图案704B中的步骤之后，第一图案704A与第二图案704B可具有弯曲的侧壁轮廓。
接着，仍如图7D所示，进行一固化制程(例如：热固化制程及/或光固化制程)固化图案化的粘合层704，以增加图案化的粘合层704的粘附力，使得图案化的粘合层704可接合发光单元706与基板700以形成本公开的显示设备70。在一些实施例中，由于经固化的图案化粘合层704可接合发光单元706与基板700，因此不需进行额外的接合制程(例如：使发光单元706的第一导体层(或第二导体层)710、第三导体层(或第四导体层)712与基板700的接合垫C1、C2、C3、C4发生共晶反应的共晶接合制程)即可将发光单元706的第一导体层(或第二导体层)710、第三导体层(或第四导体层)712接合至基板700的接合垫C1、C2、C3、C4，以经由基板700的接合垫C1、C2、C3、C4使基板700与发光单元706产生电性连接。
如图7D所示，显示设备70的相邻的发光单元706可具有间距S4。在一些实施例中，由于以光刻制程形成图案化的粘合层704，因此第一图案704A与第二图案704B可具有较小之间距S2，使得相邻的发光单元706亦可具有较小之间距S4，因而可增加单位面积上发光单元706的数量而有利于显示设备的微型化。举例而言，在一些实施例中，间距S4可为缩小至约为2微米(例如：约为2微米至200微米)。
承前述，在一些实施例中，由于以光刻制程形成图案化的粘合层704，因此第一图案704A与第二图案704B可具有较小的宽度W1(例如：8微米至240微米)。换句话说，在此些实施例中，第一图案704A与第二图2案704B适合用来将小尺寸的发光单元706接合至基板700。举例而言，在一些实施例中，第一图案704A与第二图案704B可用来将宽度W2为8微米至240微米的发光单元706接合至基板700。
在一些实施例中，如图7D所示，第一图案704A与第二图案704B可填充或者部分填充发光单元706的导体层710与712之间的间隙，而可增加发光单元706固定于基板700上的强度。在一些实施例中，由于第一图案704A与第二图案704B环绕发光单元706的导体层710、712与基板700的接合垫C1、C2、C3、C4，因此可保护发光单元706的导体层710、712与基板700的接合垫C1、C2、C3、C4免于如湿气的损害。
图8A至图8D是绘示出本实施例的显示设备的形成方法的一些变化例。应注意的是，除非特别说明，此些变化例与前述实施例的相同或类似的组件将以相同的组件符号表示，且其形成方法亦可相同或类似于前述实施例的形成方法。
图8A、图8B、图8C与图8D所述的步骤是各自相同或类似于图7A、图7B、图7C与图7D所述的步骤，因此以下仅针对不同的处进行说明。
如图8C所示，在一些实施例中，图案化的粘合层704的第一图案704A与第二图案704B是露出接合垫C1、C2与接合垫C3、C4的顶表面。详细而言，在一些实施例中，第一图案704A系包括露出接合垫C1、C2的开口O1、O2，而第二图案704B则包括露出接合垫C3、C4的开口O3、O4。
接着，如第8D图所示，经由第一图案704A与第二图案704B接合发光单元706至基板700以形成本公开的显示设备80。在一些实施例中，如第8D图，由于第一图案704A与第二图案704B包括开口O1、O2与O3、O4，且导体层710、712是插入开口O1、O2、O3与O4，因此第一图案704A与第二图案704B的材料大抵上可降低受到发光单元706的挤压而向外侧流动，使得第一图案704A与第二图案704B在上述接合制程之后可具有大抵上笔直的侧壁。
在一些实施例中，由于第一图案704A与第二图案704B包括开口O1、O2与O3、O4，因此在将发光单元706接合至基板700的时候，可改善第一图案704A与第二图案704B的材料大量向外溢出的情形。
另外，本实施例的发光单元706亦可包括前述第一实施例中所述的发光单元103。换句话说，可使用本实施例所述的方法将发光单元103接合至如薄膜晶体管基板的基板上。
[第四实施例]。
本实施例亦提供一种将发光单元(例如：发光二极管)接合至基板(例如：薄膜晶体管)而形成显示设备的方法。本实施例与第三实施例其中一个差异在于本实施例所使用的粘合层是包括导电材料。换句话说，发光单元可经由粘合层电性连接显示设备的基板。
应注意的是，除非特别说明，本实施例与前述实施例的相同或类似的组件将以相同的组件符号表示，且其形成方法亦可相同或类似于前述实施例的形成方法。
图9A、图9B、图9C与图9D所述的步骤是各自相同或类似于图7A、图7B、图7C与图7D所述的步骤，因此以下仅针对不同的处进行说明。
如图9B所示，在一些实施例中，粘合层704可由光阻材料(例如：压克力(Acrylic)、硅氧烷(Siloxane)材料或聚酰亚胺(PI，Polyimide)等)以及添加于上述光阻材料中的导电材料所形成。在一些实施例中，粘合层704可包括尚未被固化的光固化材料及/或热固化材料。举例而言，导电材料可为电碳分子(石墨、石墨烯、纳米碳管)、金属粒子(铜、钨、银、锡、镍、铬、钛、铅、金、铋、锑、锌、锆、镁、铟、碲、镓)或其合金粒子、导电金属氧化物粒子(铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)、氧化锡(SnO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟镓锌(IGZO)、氧化铟锡锌(ITZO)、氧化锑锡(ATO)、氧化锑锌(AZO))、其他适当的导电材料，但本公开不以此为限。
接着，如图9C所示，将粘合层704图案化。在一些实施例中，图案化的粘合层704可包括第一图案704A与第二图案704B，且第一图案704A可包括两个子图案704a而第二图案704B可包括两个子图案704b。在一些实施例中，第一图案704A的两个子图案704a相互分离(第二图案704B的两个子图案704b亦相互分离)，而可减少经由第一图案704A及/或第二图案704B接合至基板700的发光单元706的第一导体层(或第二导体层)710与第三导体层(或第四导体层)712之间发生短路的情形。
接着，如图9D所示，将发光单元706设置于图案化的粘合层704上并进行如光固化及/或热固化的制程固化图案化的粘合层704以增加图案化的粘合层704的粘附力，使得发光单元706可经由第一图案704A与第二图案704B接合至基板700，以形成本公开的显示设备90。详细而言，在一些实施例中，第一图案704A之两个子图案704a是各自连接至一发光单元706的第一导体层(或第二导体层)710与第三导体层(或第四导体层)712，而第二图案704B的两个子图案704b则各自连接至另一发光单元706的第一导体层(或第二导体层)710与第三导体层(或第四导体层)712。
在一些实施例中，由于图案化的粘合层704具有导电的性质，因此第一导体层(或第二导体层)710与第三导体层(或第四导体层)712可经由图案化的粘合层704电性连接基板700的接合垫C1、C2、C3与C4。换句话说，在此些实施例中，第一导体层(或第二导体层)710与第三导体层(或第四导体层)712不需直接接触接合垫C1、C2、C3与C4。
另外，本实施例的发光单元706亦可包括前述第一实施例中所述的发光单元103。换句话说，可使用本实施例所述的方法将发光单元103接合至如薄膜晶体管基板的基板上。
应理解的是，本实施例的方法可应用于各种尺寸的发光单元(例如：各种尺寸的发光二极管)。在一些实施例中，发光单元为发光二极管，上述发光二极管的芯片尺寸约为300微米(μm)到10毫米(mm)，但本公开并不以此为限。在一些实施例中，发光单元为次毫米发光二极管(mini LED)，上述次毫米发光二极管的芯片尺寸约为100微米(μm)到300微米(μm)，但本公开并不以此为限。在一些实施例中，发光单元为微发光二极管(micro LED)，微发光二极管的芯片尺寸约为1微米(μm)到100微米(μm)，但本公开并不以此为限。
前文概述了数个实施例的特征，使得所属领域具通常知识者可更好地理解本公开的各面向。所属领域具通常知识者应可理解且可轻易地以本公开为基础来设计或修饰其他制程及结构，并以此达到相同的目的及/或达到与在此介绍的实施例相同的优点。所属领域具通常知识者也应了解这些相等的结构并未背离本公开的精神与范围。在不背离本公开的精神与范围之前提下，可对本公开的实施例进行各种改变、置换或修改。

Claims (10)

1.一种显示设备，包括：
一基板；以及
一发光单元，设置于该基板上；
其中该发光单元包括：
一第一导体层与一第二导体层相互重叠；
一第一半导体层，设置于该第一导体层与该第二导体层之间；
一第二半导体层，设置于该第一半导体层与该第一导体层之间；
一量子井结构，设置于该第一半导体层与该第二半导体层之间；
一贯穿孔，贯穿该第一半导体层及该量子井结构，且未完全贯穿该第二半导体层；以及
一导电材料，设置于该贯穿孔中，
其中，该第二导体层经由该导电材料电性连接该第二半导体层。
2.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于，该发光单元更包括：
一第三导体层，其中该第三导体层与相邻的该第一导体层设置于该第一半导体层的一第一侧上。
3.如权利要求2所述的显示设备，更包括：
一粘合层，设置于该基板与该发光单元之间，该粘合层部分设置于该第一导体层与该第三导体层之间隙。
4.如权利要求2所述的显示设备，其特征在于，该发光单元更包括一第四导体层，该第四导体层与相邻的该第二导体层设置于该第一半导体层的一第二侧上，且该第一侧与该第二侧相对设置。
5.如权利要求4所述的显示设备，更包括：
一粘合层，设置于该基板与该发光单元之间，该粘合层部分设置于该第二导体层与该第四导体层之间隙。
6.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于，该导电材料直接接触该第二半导体层。
7.如权利要求1所述的显示设备，更包括一第一绝缘层，设置于该导电材料及该贯穿孔的一孔壁之间。
8.如权利要求7所述的显示设备，其特征在于，该第一绝缘层设置于该导电材料与该第一半导体层之间，且该第一绝缘层设置于该导电材料与该量子井结构之间。
9.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于，该发光单元更包括：
一第二绝缘层，设置于该第一半导体层与该第二导体层之间，其中该贯穿孔贯穿该第二绝缘层。
10.如权利要求1所述的显示设备，更包括一驱动电路设置于该基板上，该发光单元设置于该驱动电路上，且该发光单元与该驱动电路电性连接。
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