CN111933654A - 显示装置与其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本申请揭露一种显示装置与其制造方法。显示装置的制造方法包括：在一基材上形成多个发光组件；形成一平坦化层覆盖于多个发光组件与基材上；以及形成多个主动开关于平坦化层上，其中多个主动开关分别与多个发光组件对应设置，且各主动开关分别通过平坦化层的一通孔与对应的发光组件电性连接。本申请具有能够适用于大批量生产的优点。
Description
技术领域
本申请关于一种显示装置与其制造方法，特别关于一种能够适用大批量生产的显示装置与其制造方法。
背景技术
微发光二极管(Micro LED)显示器与液晶显示器(Liquid-crystal Display,LCD)和有机发光二极管显示器(Organic Light-Emitting Diode Display,OLED)相比，其解决了LCD的穿透率不足和OLED的寿命问题。在微发光二极管显示器的制造过程中，是将LED的结构进行薄膜化、微小化、阵列化，并将其尺寸做到1μm至50μm等级左右后，再将微发光二极管进行批量转移(Mass Transfer)至电路基板上。
然而，目前业界遇到的问题在于，如何将制备好的微发光二极管利用批量转移到电路基板(例如TFT基板)上。现有的技术是通过使用金属或者其它固体吸盘将微发光二极管进行批量转移，但是，由于金属的硬度高，容易刮伤微发光二极管元件，或者，在批量转移过程中，出现部分的微发光二极脱落现象。此外，由于微发光二极管的尺寸相当小，批量转移的精度也难以精准控制。
发明内容
有鉴于先前技术的不足，发明人经研发后得本申请。本申请的目的为提供一种显示装置与其制造方法。相较于传统的制造方法而言，本申请省去了传统的批量转移微发光二极管的步骤，可具有较强的应用潜力，更能够适用于大批量生产。
本申请提出一种显示装置的制造方法，包括：在一基材上形成多个发光组件；形成一平坦化层覆盖于多个发光组件与基材上；以及形成多个主动开关于平坦化层上，其中多个主动开关分别与多个发光组件对应设置，且各主动开关分别通过平坦化层的一通孔与对应的发光组件电性连接。
在一实施例中，在形成发光组件的步骤中，包括：形成一第一电极于基材上；形成于一发光层于第一电极上；及形成一第二电极于发光层上。
在一实施例中，在形成主动开关的步骤中，包括：形成一栅极于平坦化层上；形成一栅极介电层覆盖于栅极与平坦化层上；对应于栅极位置处形成一有源层于栅极介电层上；及形成一源极与一漏极于有源层上，使源极与漏极分别接触有源层的两侧。
在一实施例中，制造方法还包括：在栅极介电层上形成另一通孔，其中另一通孔与通孔对应设置；及使源极或漏极的材料填入另一通孔与通孔内而与发光组件的第二电极接触而电性连接。
在一实施例中，制造方法还包括：形成一钝化层覆盖于多个主动开关上。
本申请还提出一种显示装置，包括一基材、多个发光组件、一平坦化层以及多个主动开关。多个发光组件设置于基材上。平坦化层设置并覆盖于多个发光组件与基材上。多个主动开关设置于平坦化层上，多个主动开关分别与多个发光组件对应设置，且各主动开关分别通过平坦化层的一通孔与对应的发光组件电性连接。
在一实施例中，发光组件包括一第一电极、一发光层与一第二电极，第一电极设置于基材上，发光层设置于第一电极上，第二电极设置于发光层上。
在一实施例中，主动开关包括一栅极、一栅极介电层、一有源层、一源极与一漏极，栅极设置于平坦化层上，栅极介电层设置并覆盖于栅极与平坦化层上，有源层对应于栅极位置处设置于栅极介电层上，源极与漏极设置于有源层上，且源极与漏极分别接触有源层的两侧。
在一实施例中，栅极介电层具有另一通孔，另一通孔与通孔对应设置，源极或漏极的材料填入另一通孔与通孔内而与发光组件的第二电极接触而电性连接。
在一实施例中，显示装置还包括一钝化层，其设置并覆盖于多个主动开关上。
本申请还提出一种显示装置，包括一基材、多个微发光二极管、一平坦化层、多个主动开关以及一钝化层。多个微发光二极管间隔设置于基材上，各微发光二极管包括一第一电极、一发光层与一第二电极，第一电极设置于基材上，发光层设置于第一电极上，第二电极设置于发光层上。平坦化层设置并覆盖于多个微发光二极管与基材上。多个主动开关设置于平坦化层上，多个主动开关分别与多个微发光二极管对应设置，且各主动开关分别通过平坦化层的一通孔与对应的微发光二极管电性连接。钝化层设置并覆盖于多个主动开关上。
承上所述，在本申请之显示装置与其制造方法中，通过直接在基材上制备发光组件(例如微发光二极管)，再于发光组件上进行对应的主动开关制备的方式，相较于传统将微发光二极管利用批量转移到电路基板的方式，本申请省去了传统的发光二极管的批量转移步骤，因此，可具有较强的应用潜力，还能够适用于大批量的生产。
附图说明
所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。在附图中：
图1A与图1B分别为本申请一实施例之一种显示装置制造方法的不同流程步骤图。
图2A至图2D分别为本申请一实施例的显示装置的制造过程示意图。
图3是本申请一实施例的显示装置的上视示意图。
具体实施方式
这里所公开的具体结构和功能细节仅仅是代表性的，并且是用于描述本申请的示例性实施例的目的。但是本申请可以通过许多替换形式来具体实现，并且不应当被解释成仅仅受限于这里所阐述的实施例。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。另外，术语“包括”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包括。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包括”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或元件的存在，而不排除存在或添加一个或更多其它特征、整数、步骤、操作、单元、元件和/或其组合。
以下将参照相关图式，说明依本申请一些实施例之显示装置与其制造方法，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。
图1A与图1B分别为本申请一实施例之一种显示装置制造方法的不同流程步骤图。如图1A所示，显示装置的制造方法可包括：在一基材上形成多个发光组件(步骤S01)；形成一平坦化层覆盖于多个发光组件与基材上(步骤S02)；以及形成多个主动开关于平坦化层上，其中多个主动开关分别与多个发光组件对应设置，且各主动开关分别通过平坦化层的一通孔与对应的发光组件电性连接(步骤S03)。另外，如图1B所示，除了上述的步骤S01与步骤S03之外，显示装置的制造方法还可包括：形成一钝化层覆盖于多个主动开关上(步骤S04)。
以下，请分别参照图1A、图1B并配合图2A至图3所示，以说明上述的制造方法。其中，图2A至图2D分别为本申请一实施例的显示装置1的制造过程示意图，而图3是本申请一实施例的显示装置1的上视示意图。
首先，如图2A所示，先在一基材11上形成多个发光组件12(步骤S01，图2A显示一个发光组件12为例)。在实施上，基材11可为硬性基材，并为可透光或不可透光材料制成。其中，透光材料例如是玻璃、石英、蓝宝石或类似物、塑料、橡胶、玻璃纤维或其它高分子材料，可选的材料为硼酸盐无碱玻璃基板(alumino silicate glass substrate)。另外，基材11也可以是软性基材，其材料可为有机高分子材料，有机高分子材料例如但不限于为聚亚酰胺(Polyimide,PI)、聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)或聚乙烯对苯二甲酸酯(PolyethyleneTerephthalate,PET)，使其成为可弯折的基材，进而使显示装置1为可弯折的电子装置。
在一些实施例中，发光组件12可為发光二极管或微发光二极管。发光组件12一般可包含一个以上的发光层与一个以上的电极。在一些实施例中，在形成发光组件12的步骤S01中，可利用薄膜(Thin-Film)制程制作发光组件12，其中，可通过例如光刻技术形成多个间隔配置的发光组件12(例如微发光二极管)于基材11上，其步骤可包括：形成一第一电极121于基材11上；形成于一发光层122于第一电极121上；以及形成一第二电极123于发光层122上，使发光层122夹置于第一电极121与第二电极123之间。在一些实施例中，发光组件12的发光层122可以氮化镓(GaN)为基底的材料制成。在一些实施例中，第一电极121与第二电极123的材质可为不透光的金属(例如为铝、铜、银、钼、铬、或钛)或其合金所构成的单层或多层结构，或者，第一电极121与第二电极123的材质为可透光的导电材料制成，例如铟锡氧化物(Indium Tin Oxide,ITO)或铟锌氧化物(Indium Zinc Oxide,IZO)，本申请不限定。当第一电极121与第二电极123之间具有一电压差时，可使发光层122发光。
以微发光二极管为例，各发光组件12的边长可大于等于1微米(μm)，且小于等于100μm。在一些实施例中，发光组件12的边长例如可小于50μm，例如可为25μm×25μm。在一些实施例中，相邻两个发光组件12的最小间距例如但不限于为1微米，藉此，可以制作出分辨率相当高的显示器。在一些实施例中，一个发光组件12可分别对应一个子像素，或者，也可多个发光组件12对应一个子像素，本申请不限制。此外，在一些实施例中，可依需求使间隔配置的多个发光组件12排列成一直行、或一横列、或行与列的矩阵状，或是排列成多边形或不规则状。在图3的实施例中，是使多个发光组件12排成二维阵列为例。
接着，如图2B所示，形成一平坦化层13覆盖于多个发光组件12与基材11上(步骤S02)。于此，平坦化层13可为钝化层，或是绝缘层，并可以沉积方式形成于发光组件12与基材11上，其材料例如可为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、氧化铝、氧化铪、或上述材质之单层或多层结构，并不限定。平坦化层13需完整覆盖多个发光组件12，且形成一平坦面。此外，在形成平坦化层13的步骤S02中，还可包括：在平坦化层13上形成至少一通孔H1，如图2C所示。
之后，如图2C所示，再形成多个主动开关14于平坦化层13上，其中多个主动开关14分别与多个发光组件12对应设置，且各主动开关14分别通过平坦化层13的通孔H1与对应的发光组件12电性连接(步骤S03，图2C只显示一个主动开关14为例)。于此，主动开关14可为薄膜晶体管，并可以薄膜制程制作。其中，可利用光刻技术在平坦化层13上形成对应于各发光组件12的各主动开关14，并使每一个主动开关14分别与对应的发光组件12电性连接，以通过各主动开关14分别控制各发光组件12发光。本实施例在形成主动开关14(薄膜晶体管)的步骤S03中，可包括以下步骤：形成一栅极G于平坦化层13上；形成一栅极介电层GI覆盖于栅极G与平坦化层13上；对应于栅极G位置处形成一有源层C于栅极介电层GI上；以及形成一源极S与一漏极D于有源层C上，使源极S与漏极D分别接触有源层之上表面的两侧。于此，如图2C所示，可利用光刻技术分别形成主动开关14的各膜层于平坦化层13上。其中，栅极G、源极S与漏极D的材质为不透光的金属，例如为铝、铜、银、钼、铬、或钛，或其合金所构成的单层或多层结构，并不限定。栅极介电层GI的材质例如可为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、氧化铝、氧化铪、或上述材质之单层或多层结构，本申请亦不限定。本实施例的主动开关14的漏极D是通过平坦化层13的通孔H1与发光组件12电性连接。
在一些实施例中，与多个发光组件12电连接的多个主动开关14可构成矩阵电路，并可为主动矩阵(Active Matrix,AM)电路。其中，为主动矩阵电路可类似于液晶显示面板的主动矩阵电路，除了主动开关14外，主动矩阵电路还可包括交错配置的栅级线(gateline)与数据线(data line)。通过栅级线可控制主动开关14，使数据线所传送的数据电压可通过主动开关14传送至对应的发光组件12，以控制发光组件12发光。
在制作主动开关的一些实施例中，部分用以传输驱动信号之导线，例如栅级线，可以使用与栅级G同层且同一制程之结构，彼此电性相连。此外，部分用以传输驱动信号之导线，例如数据线，可以使用与源极S与漏极D同层且同一制程之结构，彼此电性相连。
另外，在上述形成栅极介电层GI的步骤中，显示装置1的制造方法还可包括：在栅极介电层GI上形成另一通孔H2，其中通孔H2与平坦化层13的通孔H1对应设置且相通，并使源极S或漏极D的材料(图2C为漏极D的材料)可填入通孔H2与通孔H1内而与发光组件12的第二电极123接触而电性连接。
接着，如图1B与图2D所示，再形成一钝化层15覆盖于多个主动开关14上(步骤S04)，以保护主动开关14与发光组件12免于水气或异物的入侵而破坏其特性。于此，可例如以沉积方式形成钝化层15，其可为有机材质例如为有机硅氧化合物，或无机材质例如为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、氧化铝、氧化铪、或上述材质之单层或多层结构。
因此，在图2D与图3中，显示装置1可包括一基材11、多个发光组件12(例如发光二极管)、一平坦化层13(图3未绘示平坦化层13)以及多个主动开关14(图3未绘示主动开关14)。多个发光组件12间隔设置于基材11上，平坦化层13设置并覆盖于多个发光组件12与基材11上，多个主动开关14设置于平坦化层13上，其中，多个主动开关14分别与多个发光组件12对应设置，且各主动开关14分别通过平坦化层13的通孔H1与对应的发光组件12电性连接。另外，本实施例之显示装置1还可包括一钝化层15，钝化层15设置并覆盖于多个主动开关14上，且主动开关14的漏极D通过通孔H2、通孔H1与发光组件12电性连接。
在一些实施例中，显示装置1可例如为一主动矩阵式显示装置，并可为微发光二极管显示装置，且当主动开关14的栅极G接受栅级线传输的栅级信号而导通时，可使数据线所传送的数据电压通过主动开关14的源极S、漏极D传送至至对应的发光组件12，使发光组件12发光。
承上，本申请之显示装置1与其制造方法，是采取直接在基材11上例如以薄膜制程制备发光组件12(微发光二极管)的方式，再于发光组件12上进行对应的主动开关14的制备，相较于传统将微发光二极管利用批量转移到电路基板的方式，本申请省去了传统的发光二极管的批量转移步骤，因此，可具有较强的应用潜力，还能够适用于大批量的生产。
此外，本申请的微发光二极管显示装置可依据局部发光需求，透过矩阵电路的驱动，使发光组件可分别被点亮而发光(不需发光的发光组件可不需点亮)，借此，可使微发光二极管显示装置达到局部调光的效果。
综上所述，在本申请之显示装置与其制造方法中，通过直接在基材上制备发光组件(例如微发光二极管)，再于发光组件上进行对应的主动开关制备的方式，相较于传统将微发光二极管利用批量转移到电路基板的方式，本申请省去了传统的发光二极管的批量转移步骤，因此，可具有较强的应用潜力，还能够适用于大批量的生产。
以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本申请的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包括于权利要求书范围中。
Claims (10)
1.一种显示装置的制造方法，其特征在于，包括：
在一基材上形成多个发光组件；
形成一平坦化层覆盖于所述多个发光组件与所述基材上；以及
形成多个主动开关于所述平坦化层上，其中所述多个主动开关分别与所述多个发光组件对应设置，且各所述主动开关分别通过所述平坦化层的一通孔与对应的所述发光组件电性连接。
2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在形成所述发光组件的步骤中，包括：
形成一第一电极于所述基材上；
形成于一发光层于所述第一电极上；及
形成一第二电极于所述发光层上。
3.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，在形成所述主动开关的步骤中，包括：
形成一栅极于所述平坦化层上；
形成一栅极介电层覆盖于所述栅极与所述所述平坦化层上；
形成一有源层于所述栅极介电层上；及
形成一源极与一漏极于所述有源层上，使所述源极与所述漏极分别接触所述有源层的两侧。
4.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，还包括：
在所述栅极介电层上形成另一通孔，其中所述另一通孔与所述通孔对应设置；及
使所述源极或所述漏极的材料填入所述另一通孔与所述通孔内而与所述发光组件的所述第二电极接触。
5.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，还包括：
形成一钝化层覆盖于所述多个主动开关上。
6.一种显示装置，其特征在于，包括：
一基材；
多个发光组件，设置于所述基材上；
一平坦化层，设置并覆盖于所述多个发光组件与所述基材上；以及
多个主动开关，设置于所述平坦化层上，所述多个主动开关分别与所述多个发光组件对应设置，且各所述主动开关分别通过所述平坦化层的一通孔与对应的所述发光组件电性连接。
7.如权利要求6所述的显示装置，其中所述发光组件包括一第一电极、一发光层与一第二电极，所述第一电极设置于所述基材上，所述发光层设置于所述第一电极上，所述第二电极设置于所述发光层上。
8.如权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述主动开关包括一栅极、一栅极介电层、一有源层、一源极与一漏极，所述栅极设置于所述平坦化层上，所述栅极介电层设置并覆盖于所述栅极与所述所述平坦化层上，所述有源层设置于所述栅极介电层上，所述源极与所述漏极设置于所述有源层上，且所述源极与所述漏极分别接触所述有源层的两侧。
9.如权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述栅极介电层具有另一通孔，所述另一通孔与所述通孔对应设置，所述源极或所述漏极的材料填入所述另一通孔与所述通孔内而与所述发光组件的所述第二电极接触。
10.一种显示装置，其特征在于，包括：
一基材；
多个微发光二极管，间隔设置于所述基材上，各所述微发光二极管包括一第一电极、一发光层与一第二电极，所述第一电极设置于所述基材上，所述发光层设置于所述第一电极上，所述第二电极设置于所述发光层上；
一平坦化层，设置并覆盖于所述多个微发光二极管与所述基材上；
多个主动开关，设置于所述平坦化层上，所述多个主动开关分别与所述多个微发光二极管对应设置，且各所述主动开关分别通过所述平坦化层的一通孔与对应的所述微发光二极管电性连接；以及
一钝化层，设置并覆盖于所述多个主动开关上。
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|---|---|---|---|
| CN202010837466.2A CN111933654A (zh) | 2020-08-19 | 2020-08-19 | 显示装置与其制造方法 |
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|---|---|
| CN111933654A true CN111933654A (zh) | 2020-11-13 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2020-08-19 CN CN202010837466.2A patent/CN111933654A/zh active Pending
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