TW201929188A - 微型元件結構 - Google Patents

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Abstract

一種微型元件結構，包括基板、至少一微型元件以及至少一固定結構。微型元件配置於基板上且具有遠離基板的頂表面。固定結構配置於基板上且包括至少一連接部以及至少一固定部。連接部配置於微型元件的至少一邊緣。固定部連接連接部且延伸至基板。從俯視方向觀看下，連接部從微型元件的邊緣往固定部的寬度漸增。

Description

微型元件結構
本發明是有關於一種半導體結構，且特別是有關於一種微型元件結構。
目前微型發光二極體的轉移主要是透過靜電力或磁力等方式，將載體基板上的微型發光二極體轉板至接收基板上。一般來說，微型發光二極體會透過固定結構來固持而使微型發光二極體較容易自載體基板上拾取並運輸與轉移至接收基板上放置，且藉由固定結構來鞏固微型發光二極體於轉板時不會受到其他外因而影響品質。然而，固定結構與微型發光二極體之間接觸面的面積大小以及形狀，會影響微型發光二極體的運輸與轉移的良率。因此，如何讓固定結構可以暫時地固持微型發光二極體，且可以更輕易且更有效率地運輸與轉移微型發光二極體於載體基板與接收基板之間，已成為目前業界相當重視的課題之一。
本發明提供一種微型元件結構，其可有效提升微型元件的運輸與轉移的良率。
本發明的一種微型元件結構，包括基板、至少一微型元件以及至少一固定結構。微型元件配置於基板上。微型元件具有遠離基板的頂表面。固定結構配置於基板上。固定結構包括至少一連接部以及至少一固定部。連接部配置於微型元件的至少一邊緣。固定部連接連接部且延伸至基板，其中從俯視方向觀看下，連接部從微型元件的邊緣往固定部的寬度漸增。
在本發明的一實施例中，從俯視方向觀看下，上述的固定結構的連接部的外型輪廓為曲線輪廓。
在本發明的一實施例中，從俯視方向觀看下，上述的固定結構的連接部的外型輪廓為直線輪廓。
在本發明的一實施例中，上述的微型元件包括第一型電極與第二型電極，而第一型電極與第二型電極位於相對於頂表面的底表面上。
在本發明的一實施例中，上述的固定結構於頂表面的正投影面積與微型元件的頂表面的面積的比值大於等於0.5且小於1。
在本發明的一實施例中，上述的微型元件包括第一型電極與第二型電極，而第一型電極或第二型電極位於頂表面上。
在本發明的一實施例中，上述的固定結構於頂表面的正投影面積與微型元件的該頂表面的面積的比值大於等於0.01且小於等於0.5。
在本發明的一實施例中，上述的固定結構更包括至少一覆蓋部。覆蓋部配置於微型元件的頂表面上，且連接部連接於覆蓋部與固定部之間。
在本發明的一實施例中，上述的覆蓋部的中心寬度大於連接部於頂表面相對應的邊緣的寬度。
在本發明的一實施例中，上述的覆蓋部具有多個反曲點，且覆蓋部從這些反曲點往連接部的寬度漸增。
在本發明的一實施例中，上述的覆蓋部的中心寬度小於連接部於頂表面相對應的邊緣的寬度。
在本發明的一實施例中，上述的覆蓋部往連接部的寬度漸增。
在本發明的一實施例中，上述的至少一覆蓋部包括多個覆蓋部，且這些覆蓋部彼此分離。
在本發明的一實施例中，上述的微型元件的頂表面的中心至每一個這些覆蓋部的最小距離相同。
在本發明的一實施例中，上述的微型元件的頂表面的中心至每一個這些覆蓋部的最小距離小於等於1/2的頂表面的最短邊長。
在本發明的一實施例中，上述的每一個這些覆蓋部至頂表面的邊緣具有最大距離，且最大距離與對應的微型元件的邊緣的長度的比值小於等於0.2。
在本發明的一實施例中，上述的連接部於邊緣的寬度與邊緣的長度的比值介於0.01至0.6之間。
在本發明的一實施例中，上述的微型元件結構更包括至少一個緩衝結構。緩衝結構配置於固定結構的固定部與基板之間，其中固定部透過緩衝結構連接至基板上。
在本發明的一實施例中，上述的固定結構的材質不同於緩衝結構的材質，且固定結構的楊式模量大於緩衝結構的楊式模量。
在本發明的一實施例中，上述的緩衝結構遠離微型元件。
在本發明的一實施例中，上述的緩衝結構於基板上的正投影與微型元件於基板上的正投影具有一最小距離，而前述的最小距離小於等於10微米。
在本發明的一實施例中，其中於一單位面積內，上述的這緩衝結構於基板上的正投影面積與這固定結構於基板上的正投影面積的比值介於0.2至0.9之間。
基於上述，在本發明的微型元件結構的設計中，從俯視方向觀看下，固定結構的連接部沿水平方向延伸而連接於覆蓋部與固定部之間，且連接部從微型元件的邊緣往固定部的寬度變化是逐漸增加。也就是說，固定結構的連接部在微型元件的邊緣的寬度實質上是最窄（或最小）。藉此設計，可使得微型元件在不同的暫時基板之間的運輸與轉移以應用於微型元件顯示器時，讓固定結構的斷裂點可以盡量地接近微型元件的邊緣或角落，以降低固定結構斷不乾淨或殘留的問題，進而可以提升微型發光二極體的運輸與轉移的良率。
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。
本發明的實施例描述微型元件(例如微型發光二極體(Micro LED)和微型晶片)的結構，使之準備好拾取及轉移到線路基板。例如，接收基板可為顯示基板、發光基板、具諸如電晶體或積體電路(ICs)等功能元件的基板或具金屬重分配線的基板，但不以此為限。雖然本發明的一些實施例特定於描述包含p-n二極體的微型發光二極體，但應理解本發明的實施例不限於此，某些實施例亦可應用到其他微型半導體元件，該等元件依此一方式設計成控制執行預定電子功能(例如二極體、電晶體、積體電路)或光子功能(LED、雷射)。
圖1A繪示為本發明第一實施例的一種微型元件結構的俯視示意圖。圖1B繪示為圖1A的微型元件結構的剖面示意圖。於此需說明的是，圖1B的微型元件結構100是沿圖1A的A-A’剖線所繪示。
請同時參照圖1A與圖1B，本實施例的微型元件結構100包括基板120、至少一微型元件140（圖1A中示意地繪示多個）以及至少一固定結構160（圖1A中示意地繪示多個）。微型元件140配置於基板120上。微型元件140具有頂表面141、底表面142、周圍表面143、第一型電極144以及第二型電極145。頂表面141與底表面142彼此相對，且頂表面141較底表面142遠離基板120。周圍表面143連接頂表面141與底表面142。固定結構160配置於基板120上，並且與對應的微型元件140的第一型電極144與第二型電極145不直接接觸。每一固定結構160包括至少一個覆蓋部163（圖1A中示意地繪示一個）、至少一個連接部（圖1A中示意地繪示二個連接部162a、162b）以及至少一個固定部（圖1A中示意地繪示二個固定部161a、161b）。覆蓋部163直接接觸微型元件140的部分頂表面141。連接部162a、162b分別自微型元件140的相對二邊緣SD1、SD3連接覆蓋部163。固定部161a、161b連接連接部162a、162b且延伸至基板120上。如圖1A所示，相鄰兩個微型元件140透過對應的固定結構160的固定部161a、161b而連接在一起。並且，從俯視方向觀看下，連接部162a、162b沿平行於基板120的延伸方向的一水平方向D1延伸而連接於覆蓋部163與固定部161a、161b之間，且連接部162a、162b從微型元件140的相對二邊緣SD1、SD3往對應的固定部161a、161b的寬度變化為逐漸增加。
具體而言，基板120例如是一塑膠基板、一玻璃基板或一藍寶石基板等可具有固定性且表面平整的臨時基板，但不以此為限。如圖1A所示，從俯視方向觀看下，微型元件140的頂表面141具有四個邊緣SD1、SD2、SD3、SD4以及與邊緣SD1、SD2、SD3、SD4所構成的四個角落C1、C2、C3、C4。微型元件140的頂表面141的邊緣SD1與邊緣SD3相對設置，而邊緣SD2與邊緣SD4相對設置。在本實施例中，邊緣SD1與邊緣SD3的長度大於邊緣SD2與邊緣SD4的長度。也就是說，微型元件140於俯視方向觀看下的輪廓具體化為矩形，但本發明並不以此為限。於其他實施例中，微型元件140於俯視時的輪廓亦可為其他適當的形狀，如梯形或其他適宜的形狀。須說明的是，如圖1A所示，此處微型元件140的頂表面141是指對應微型元件140的發光層146位置的表面。
在本實施例中，微型元件140的第一型電極144位於頂表面141上。也就是說，本實施例的微型元件140實質上為水平式微型元件。當然，於其他未繪示的實施例中，亦可以是第二型電極145位於頂表面141上，但本發明不限於此。此處，第一型電極144例如為P型電極，而第二型電極145例如為N型電極。然而，在其他實施例中，第一型電極144也可以是N型電極，而第二型電極145也可以是P型電極，於此並不加以限制。在其他實施例中，微型元件140的形式也可以為水平式微型發光二極體或是其他不同種類的微型發光二極體。此處，微型元件140例如是一微型發光二極體，且微型元件140的一最大尺寸小於等於100微米，後續可以轉移整合及組裝到異質整合系統，包括微型顯示器至大面積顯示器等任何尺寸的基板。在其他未繪示的實施例中，微型元件140也可以是微型積體電路（micro IC）、微型雷射二極體（micro LD）或微型感測器（micro sensor）等，於此並不加以限制。
請再參考圖1A，固定結構160的連接部162a是從微型元件140的頂表面141的邊緣SD1連接覆蓋部163的一側，且從微型元件140的邊緣SD1往固定部161a的寬度變化是逐漸增加。固定結構160的連接部162b是從微型元件140的頂表面141的邊緣SD3連接覆蓋部163的另一側，且連接部162b從微型元件140的邊緣SD3往固定部161b的寬度變化是逐漸增加。換句話說，連接部162a於微型元件140的頂表面141相對應的邊緣SD1上具有最小寬度W1，且連接部162b於微型元件140的頂表面141相對應的邊緣SD3上具有最小寬度W2。較佳地，連接部162a、162b於邊緣SD1、SD3的最小寬度W1、W2與相對應的邊緣SD1、SD3的長度的比值介於0.01至0.6之間。小於0.01時，固定結構160無法有效地固定微型元件140，即固定結構160所提供的固定力不夠大；反之，當比值大於0.6時，固定結構160所提供的固定力太大，導致無法順利地從基板120上拾取微型元件140。其中最小寬度W1、W2例如是小於等於20微米。更具體來說，從俯視方向觀看下，本實施例的固定結構160的連接部162a、162b的外型輪廓為曲線輪廓，但並不以此為限。特別說明的是，固定結構160於頂表面141上的正投影面積與微型元件140的頂表面141的表面積的比值例如是大於等於0.01且小於等於0.6。小於0.01時，固定結構160所提供的固定力不夠大；大於0.6時，將可能造成固定結構160接觸到第一型電極144，影響後續轉移到線路基板(未繪示)的良率。
需要說明的是，當從基板120上拾取微型元件140時，拾取的力（如：下壓力或上拉力）會使固定結構160產生斷裂。由於連接部162a、162b具有最小寬度W1、W2的位置是在對應的微型元件140的邊緣SD1、SD3上，因此可以使固定結構160的斷裂點盡量地接近或實質上位於微型元件140的邊緣SD1、SD3，以降低固定結構160斷不乾淨或殘留的問題，進而可以提升微型元件140的運輸與轉移的良率。
在一些實施例中，若固定結構160的連接部162a、162b直接覆蓋於微型元件140的其中一個或多個角落C1、C2、C3、C4，也可以使連接部162a、162b於所覆蓋的角落C1、C2、C3、C4或對應的邊緣SD1、SD2、SD3、SD4（如：角落C1所對應的邊緣SD1、SD4）具有最小寬度，而可以提升微型元件140的運輸與轉移的良率。
請再同時參考圖1A與圖1B，在本實施例中，固定結構160的連接部162a、162b更直接接觸微型元件140的周圍表面143，但本發明不限於此。從俯視方向觀看下，固定結構160的覆蓋部163連續地連接於微型元件140的頂表面141上，且覆蓋部163從連接部162a、162b往微型元件140的頂表面141的中心141P方向的寬度變化逐漸變小。也就是說，覆蓋部163的中心寬度W3小於連接部162a、162b於頂表面141相對應的邊緣SD1、SD3的寬度（即，最小寬度W1、W2）。如此一來，在藉由曝光蝕刻製程以形成固定結構160的過程中，縱使具有不預期的細微偏移，例如是沿D1方向的偏移，亦可以使固定結構160配置於微型元件140的頂表面141而不致於偏移至其他位置，亦可以使固定結構160的連接部162a、162b在微型元件140的邊緣SD1、SD3與固定部161a、161b間的寬度W1、W2可以最窄，藉此可以提升固定結構160的製程裕度（process window）。
在本實施例中，固定結構160的固定部161a、161b直接接觸基板，但本發明不限於此。此外，微型元件140與基板120之間可以不具有任何構件（如：微型元件140與基板120之間在非真空狀態下具有空氣間隙/氣體間隙），上述仍屬於本發明所欲保護的範圍。
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照前述實施例，下述實施例不再重複贅述。
圖2A繪示為本發明第二實施例的一種微型元件結構的俯視示意圖。圖2B繪示為圖2A的微型元件結構的剖面示意圖。於此需說明的是，圖2B的微型元件結構200是沿圖2A的B-B’剖線所繪示。本實施例的微型元件結構200與第一實施例的微型元件結構100相似，兩者的差異在於：微型元件結構200更包括至少一緩衝結構（圖2A中示意地繪示多個緩衝結構280a、280b）。緩衝結構280a、280b配置於固定結構260的固定部261a、261b與基板120之間，其中固定部261a、261b透過緩衝結構280a、280b連接至基板120上。
具體而言，緩衝結構280a、280b遠離微型元件140，亦即緩衝結構280a、280b不直接接觸微型元件140。緩衝結構280a、280b的相對兩側分別直接接觸固定結構260與基板120。也就是說，本實施例的固定結構260並不是直接接觸基板120，而是透過緩衝結構280a、280b而連接於基板120上。此處，固定結構260在基板120上的正投影重疊於緩衝結構280a、280b在基板120上的正投影。較佳地，於一單位面積U內，緩衝結構280a、280b於基板120上的正投影面積與固定結構260於基板120上的正投影面積的比值例如是介於0.2至0.9之間。小於0.2緩衝結構的緩衝力不夠；大於0.9緩衝結構與固定結構之間的連接太大會影響後續的拾取。更佳地，於單位面積U內，緩衝結構280a、280b於基板120上的正投影面積與對應緩衝結構280a、280b位置的固定部261a、261b於基板120上的正投影面積的比值例如是介於0.5至0.9之間，使得緩衝結構280a、280b可提供更大範圍的緩衝且不至於影響後續的拾取。
在本實施例中，固定結構260的材質不同於緩衝結構280a、280b的材質，且固定結構260的楊式模量大於緩衝結構280a、280b的楊式模量，藉此緩衝結構280a、280b具有緩衝的功能。此處，固定結構260的材質例如是無機材料，且緩衝結構280a、280b的材質例如是有機材料。
如圖2A所示，緩衝結構280a、280b於基板120上的正投影不重疊於微型元件140於基板120上的正投影，因此緩衝結構280a、280b可在吸收固定結構260在固持微型元件140進行運輸與轉移時所受到外力，以提高運輸與轉移的良率的情況下，不影響微型元件140的拾取良率。較佳地，緩衝結構280a、280b於基板120上的正投影與微型元件140於基板120上的正投影相隔的一最小距離L3，最小距離L3可以小於等於10微米，但本發明不限於此。
此外，如圖2B所示，本實施例的固定結構260、基板120、微型元件140以及緩衝結構280a、280b之間具有一空氣間隙G1。此處，固定結構260的連接部262a、262b並未完全覆蓋微型元件140的周圍表面143。其中，微型元件140與基板120之間的垂直距離H1是依據微型元件140的高度來做設計。較佳地，垂直距離H1大於0且小於微型元件140的高度的0.5倍。若垂直距離H1大於微型元件140的高度的0.5倍，固定結構260的高低落差過大，不易製作且會產生斷裂現象。一般來說垂直距離H1是介於0.1微米至5微米之間。
圖3繪示為本發明第三實施例的一種微型元件結構的俯視示意圖。本實施例的微型元件結構300與第一實施例的微型元件結構100相似，兩者的差異在於：本實施例的固定結構360的連接部362a、362b的外型輪廓為直線輪廓。
具體而言，從俯視方向觀看下，覆蓋部363、連接部362a、362b及固定部361a、361b所構成的形狀例如是啞鈴形。固定結構360連續地連接於微型元件140的頂表面141上，且覆蓋部363從連接部362a、362b往元件的頂表面141的中心141P方向的寬度變化為先逐漸變小，再趨於一致。如此一來，在藉由曝光蝕刻製程以形成固定結構360的過程中，縱使具有不預期的細微偏移，例如是沿D1方向的偏移，亦可以使固定結構160配置配置於微型元件140的頂表面141而不致於偏移至其他位置，亦可以使固定結構360的連接部362a、362b在微型元件140的邊緣SD1、SD3與固定部361a、361b間的寬度為最窄（即最小寬度W1、W2），藉此可以提升固定結構360的製程裕度。
圖4A繪示為本發明第四實施例的一種微型元件結構的俯視示意圖。圖4B繪示為圖4A的微型元件結構的剖面示意圖。於此需說明的是，圖4B的微型元件結構400是沿圖4A的C-C’剖線所繪示。本實施例的微型元件結構400與第二實施例的微型元件結構200相似，兩者的差異在於：本實施例的微型元件440的第一型電極444與第二型電極445位於同一表面上。此處，微型元件440的第一型電極444與第二型電極445位於底表面442上。固定結構460的形狀例如是綁帶形。具體而言，從俯視方向觀看下，固定結構460連續地連接於微型元件440的頂表面441上，且覆蓋部463的中心寬度W3大於連接部462a、462b於頂表面141相對應的邊緣SD1、SD3的寬度（即最小寬度W1、W2）。此處，較佳地，固定結構460的於微型元件440的頂表面441的正投影面積與微型元件440的頂表面441的表面積的比值大於等於0.5且小於1。較佳地，固定結構460的於微型元件440的頂表面441的正投影面積與微型元件440的頂表面441的表面積的比值大於0.7且小於1。值得一提的是，由於本實施例的固定結構460的覆蓋部463幾乎佈滿微型元件440的頂表面441，因此可增加微型元件440於後續轉移時的平整度。
圖5繪示為本發明第五實施例的一種微型元件結構的俯視示意圖。本實施例的微型元件結構500與第一實施例的微型元件結構100相似，兩者的差異在於：本實施例的各個固定結構560皆具有二個彼此分離的覆蓋部563a、563b。也就是說，本實施例的覆蓋部563a、563b的結構為非連續性的結構。
更具體來說，固定結構560的二個覆蓋部563a、563b分別位於相對的兩個邊緣SD1、SD3上，而連接部562a於微型元件140的頂表面141相對應的邊緣SD2上具有最小寬度W1，且連接部562b於微型元件140的頂表面41相對應的邊緣SD4上具有最小寬度W2。覆蓋部563a、563b從對應的連接部562a、562b往微型元件140的頂表面141的中心141P方向的寬度變化逐漸變小，而可以提升固定結構560的製程裕度。
從俯視方向觀看下，固定結構560不重疊該微型元件140的頂表面141的中心141P，且微型元件140的頂表面141的中心141P至每一個覆蓋部563a、563b的最小距離L1可以相同，但本發明不限於此。較佳地，微型元件140的頂表面141的中心141P至每一個覆蓋部563a、563b的距離L1可以小於等於1/2的邊緣SD2、SD4的長度，可有較佳固定力，但本發明不限於此。此外，如圖5所示，每一個覆蓋部563a、563b至微型元件140的頂表面141的邊緣SD1、SD3具有一最大距離L2。較佳地，最大距離L2與邊緣SD1、SD3的長度的比值小於等於0.2。大於0.2時會使固定力太大，影響後續的拾取轉移。特別說明的是，最大距離L2可以小於等於10微米。
圖6A繪示為本發明第六實施例的一種微型元件結構的俯視示意圖。圖6B繪示為一種微型元件結構的剖面示意圖。需要說明的是，圖6B為沿圖6A的剖線D-D’所繪示。本實施例的微型元件結構600與第五實施例的微型元件結構200相似，兩者的差異在於：本實施例的固定結構660部分配置於頂表面641上。更具體來說，從俯視觀之，本實施例的微型元件640具有彼此相鄰的一第一側邊S1與一第二側邊S2，第一側邊S1的長度L4小於第二側邊S2的長度L5，固定結構660的連接部662a、662b及覆蓋部663a、663b分別配置於相對的第一側邊S1上，亦即固定結構660配置於微型元件640的相對較短邊上，透過固定結構660配置於微型元件640的相對較短邊，可以使微型元件640排列更密集，減少微型元件640的製作成本。特別說明的是，如圖6B所示，固定結構660不共平面。具體而言，固定結構660的連接部662a、662b及覆蓋部663a、663b不共平面，避免固定結構660配置於微型元件640的落差上，增加製作時的製程裕度。
此外，本實施例的微型元件結構600更包括至少一緩衝結構（圖6中示意地繪示多個緩衝結構680a、680b、680c）。緩衝結構680a、680b、680c配置於固定結構560與基板120之間，以使固定結構560透過緩衝結構680a、680b、680c連接至基板120。在本實施例中，緩衝結構680a、680b、680c的配置方式與前述實施例的緩衝結構（如：第二實施例中的緩衝結構280a、280b）的配置方式可以相同或相似，故於此不加以贅述。
圖7繪示為本發明第七實施例的一種微型元件結構的俯視示意圖。本實施例的微型元件結構700與第一實施例的微型元件結構100相似，兩者的差異在於：本實施例的固定結構760的覆蓋部763具有多個反曲點763p，且覆蓋部763從反曲點763p往連接部162a、162b的寬度變化為逐漸變寬。換言之，固定結構760的覆蓋部763在反曲點763p的位置具有最小寬度W4。較佳地，覆蓋部763的中心寬度W3大於連接部162a、162b於頂表面641相對應的邊緣SD1、SD3的一寬度（即最小寬度W1、W2），可以避開第一型電極644且佈滿微型元件140的頂表面641，增加微型元件140於後續轉移時的平整度。透過上述反曲點763p，在藉由曝光蝕刻製程以形成固定結構760的過程中，縱使具有不預期的細微偏移，可以使固定結構760配置配置於微型元件140的頂表面641而不致於偏移至其他位置，亦也可以使固定結構760的連接部162a、162b在微型元件140的邊緣SD1、SD3的寬度為最窄（即最小寬度W1、W2），藉此可以提升固定結構760的製程裕度。特別說明的是，此處固定結構760通過頂表面641的中心641P，使得固定結構760可以更牢固的固持微型元件140。
圖8繪示為本發明第八實施例的一種微型元件結構的俯視示意圖。本實施例的微型元件結構800與第四實施例的微型元件結構400相似，兩者的差異在於：本實施例的每一個固定結構860具有多個連接部（圖8中示意地繪示四個862a、862b、862c、862d），且連接部862a、862b、862c、862d從微型元件840的角落C1、C2、C3、C4延伸而連接於覆蓋部863與固定部861之間。
從俯視方向觀看下，其中連接部862a、862b、862c、862d分別直接接觸微型元件840的頂表面841的四個角落C1、C2、C3、C4。具體來說，連接部862a直接接觸頂表面841的角落C1並連接固定部861與覆蓋部863，連接部862b直接接觸頂表面841的角落C2並連接固定部861與覆蓋部863，連接部862c直接接觸頂表面841的角落C3並連接固定部861與覆蓋部863，連接部862d直接接觸頂表面841的角落C4並連接固定部861與覆蓋部863。需要說明的是，本實施例是將固定結構860的連接部861a、861b、861c、861d設置在微型元件840的頂表面841的對角位置。藉此設計可節省配置多個固定結構860所需要的空間，並使多個微型元件840能密集排列，進而減少成本。另須說明的是，在其他未繪示實施例中，並不限定固定結構配置於微型元件的角落數，只要是固定結構配置於微型元件的頂表面的角落處，使多個微型元件能密集排列，皆屬本發明的範圍。
圖9繪示為本發明第九實施例的一種微型元件結構的俯視示意圖。本實施例的微型元件結構900與第八實施例的微型元件結構800相似，兩者的差異在於：本實施例的微型元件結構900的各個固定結構960具有二個連接部962a、962b。連接部962a直接接觸微型元件840的頂表面841的角落C2並連接固定部861與覆蓋部863，而連接部962b直接接觸頂表面841的角落C4並連接固定部861與覆蓋部863。
圖10繪示為本發明第十實施例的一種微型元件結構的剖面示意圖。請同時參照圖1B與圖10，本實施例的微型元件結構1000與第一實施例的微型元件結構100相似，兩者的差異在於：本實施例的微型元件結構1000間具有緩衝層170。換言之，本實施例的微型元件140、固定結構1060以及基板120之間可以不具有空氣間隙。此處，固定結構1060的固定部1061直接接觸基板120，且固定結構1060的連接部1062直接接觸微型元件140的周圍表面143，緩衝層170直接接觸固定結構1060與微型元件140。緩衝層170可吸收微型元件140接合至基板120上時所產生應力，以提高接合良率。換言之，緩衝層170可提供微型元件140與基板120之間應力緩衝的效果。較佳的，緩衝層170的楊氏模量小於固定結構1060的楊氏模量。此處，緩衝層170的材質包括一發泡材料或有機高分子材料，而使緩衝層170具有多個不規則的空氣孔洞，其中由發泡材料所構成的緩衝層170的孔隙率可以大於等於50%，可提供良好的緩衝效果。
圖11繪示為本發明第十一實施例的一種微型元件結構的剖面示意圖。請同時參照圖10與圖11，本實施例的微型元件結構1100與第十實施例的微型元件結構1000相似，兩者的差異在於：本實施例的微型元件結構1100的固定結構1160的連接部1162不直接接觸微型元件140的周圍表面143。
圖12繪示為本發明第十二實施例的一種微型元件結構的剖面示意圖。請同時參照圖11與圖12，本實施例的微型元件結構1200與第十一實施例的微型元件結構1100相似，兩者的差異在於：本實施例的固定結構1260的固定部1261更延伸覆蓋在微型元件140的部分底表面142上。也就是說，固定結構1260的固定部1261延伸接觸微型元件140的底表面142。
圖13繪示為本發明第十三實施例的一種微型元件結構的剖面示意圖。請同時參照圖11與圖13，本實施例的微型元件結構1300與第十一實施例的微型元件結構1100相似，兩者的差異在於：本實施例的固定結構1360的固定部1361更延伸配置於微型元件140的部分底表面142上。也就是說，固定結構1360的固定部1361延伸接觸微型元件140的底表面142。
圖14繪示為本發明第十四實施例的一種微型元件結構的剖面示意圖。請同時參照圖11與圖14，本實施例的微型元件結構1400與第十一實施例的微型元件結構1100相似，兩者的差異在於：本實施例的固定結構1460的固定部1461未切齊微型元件140的周圍表面143。也就是說，微型元件140於基板120上的正投影不重疊於固定結構1460的固定部1461於基板120上的正投影。
圖15繪示為本發明第十五實施例的微型元件結構的剖面示意圖。請同時參照圖11與圖15，本實施例的微型元件結構1500與第十一實施例的微型元件結構1100相似，兩者的差異在於：本實施例的固定結構1560的連接部1562未完全覆蓋微型元件140的周圍表面143。也就是說，固定結構1560的連接部1562僅覆蓋部分周圍表面143，所以微型元件140於基板120上的正投影不重疊於固定結構1560的連接部1562於基板120上的正投影。
圖16繪示為本發明第十六實施例的一種微型元件結構的剖面示意圖。請同時參照圖10與圖16，本實施例的微型元件結構1600與第十實施例的微型元件結構1000相似，兩者的差異在於：本實施例的固定結構1660的覆蓋部1663a、1663b有多個且彼此分離。
圖17繪示為本發明第十七實施例的一種微型元件結構的剖面示意圖。請同時參照圖10與圖17，本實施例的微型元件結構1700與第十實施例的微型元件結構1000相似，兩者的差異在於：在本實施例中，相鄰兩微型元件140、140’透過固定結構1760、1760’的固定部1761、1761’而連接在一起。於未繪示出的實施例中，固定部1761、1761’亦可以不互相連接，在此並不為限。
圖18繪示為本發明第十八實施例的一種微型元件結構的剖面示意圖。請同時參照圖10與圖18，本實施例的微型元件結構1800與第十實施例的微型元件結構1000相似，兩者的差異在於：本實施例的微型元件結構1800分別更包括多個緩衝結構1880、1880’，其中微型元件140、140’的固定結構1860、1860’分別透過緩衝結構1880、1880’而連接至基板120，且相鄰兩微型元件140、140’透過固定結構1860、1860’的固定部1861、1861’而連接在一起。
圖19繪示為本發明第十九實施例的一種微型元件結構的微型元件的剖面示意圖。請同時參照圖4B與圖19，本實施例的微型元件結構1900的微型元件940包括第一型半導體層947、發光層946、第二型半導體層948、絕緣層949、通孔T、第一型電極944以及第二型電極945。具體而言，通孔T依序貫穿第二型半導體層948、發光層946以及第一型半導體層947的一部分。絕緣層949覆蓋周圍表面943、部份底表面942以及通孔T的內壁。固定結構1960直接接觸頂表面941與位於周圍表面943上的絕緣層949。第一型電極944以及第二型電極945配置於底表面942上，且第一型電極944填入通孔T內並與第一型半導體層947電性連接，而第二型電極945穿過底表面942上的絕緣層949並與第二型半導體層948電性連接。
更具體而言，在本實施例中，固定結構1960的材質不同於絕緣層949的材質。此處，絕緣層949的材質例如是二氧化矽、氮化矽、氧化矽玻璃（SOG）或相似材料，但不以此為限。較佳地，固定結構1960的硬度等於或低於絕緣層949的硬度，固定結構1960的厚度小於或等於絕緣層949的厚度。藉此設計，可避免微型元件940於轉移時，固定結構1960與絕緣層949同時被拔除。此外，在本實施例中，固定結構1960的重心低於微型元件940的重心，且固定結構1960在微型元件940的頂表面941以及周圍表面943的角度相同，可更有效固定微型元件940於基板120上。
另須說明的是，當微型元件結構100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900中的微型元件140、140'、440、640、840、940從基板120上拾取並運輸與轉移至線路基板2020（請參考圖20）上放置後，僅有部份固定結構160、260、360、460、560、660、760、860、960、1060、1160、1260、1360、1460、1560、1660、1760、1760'、1860、1860'、1960仍會覆蓋在微型元件140、140'、440、640、840、940的頂表面141、441、641、841、941或部份周圍表面143、943上，其相關實施例將於以下方進行說明。
圖20繪示為本發明一實施例的一種微型元件結構轉移至線路基板上的剖面示意圖。請參照圖20，將多個微型元件140轉移至線路基板2020上，而形成微型元件裝置2000。微型元件裝置2000例如為微型發光二極體顯示器或其他具有顯示器之電子裝備。此處，微型元件140繪示為覆晶式微型發光二極體，可以是相同色光的發光二極體或是不同色光的發光二極體，於此並不加以限制。也就是說，微型元件140以覆晶的方式電性連接至線路基板2020上。原本在微型元件140的頂表面141上的固定結構，在拾取微型元件140後，可以僅剩下一部分，即為導光結構2050。在一些未繪示的實施例中，導光結構也可以同時配置在微型元件的頂表面與部份周圍表面上。此處，線路基板2020可例如是顯示背板或其他具有電路的基板。
圖21繪示為本發明另一實施例的一種微型元件結構轉移至線路基板上的剖面示意圖。請同時參照圖20與圖21，本實施例的微型元件裝置2100與圖20的微型元件裝置2000相似，兩者的差異在於：本實施例的微型元件裝置2100更包括導光層2110。具體而言，導光層2110配置於微型元件140上，且導光結構2050與微型元件140分別位與導光層2110的相對兩側，其中導光層2110直接接觸微型元件140的頂表面141。較佳地，導光層2110同形配置於微型元件140上，且導光結構2050同形配置於導光層210上。
在本實施例中，微型元件140的折射率可以大於導光層2110的折射率，且/或導光層2110的折射率可以大於等於導光結構2050的折射率。藉此設計，可避免微型元件140發出的光在導光層2110與微型元件140之間的介面及/或導光結構2050與導光層2110之間的介面產生全反射，進而可提高微型元件140的出光率。此處，導光層2110的材質可不同於導光結構2050微型元件140的材質，其中導光層2110的材質例如是二氧化矽、氮化矽、氧化矽玻璃（SOG）或其組合，但不以此為限。此外，本實施例的導光層2110的楊式模量小於微型元件140的楊式模量。導光結構2050於微型元件140的頂表面141上的正投影面積等於導光層2110於頂表面141上的正投影面積，但不以此為限。
圖22繪示為本發明又一實施例的一種微型元件結構轉移至線路基板上的剖面示意圖。請同時參照圖21與圖22，本實施例的微型元件裝置2200與圖21的微型元件裝置2100相似，兩者的差異在於：本實施例的微型元件裝置2200的導光結構2250於頂表面141上的正投影面積小於導光層2110於頂表面141上的正投影面積。較佳地，導光結構2250於頂表面141上的正投影面積與導光層2110於頂表面141上的正投影面積的比值為介於0.8至1之間。
綜上所述，在本發明的微型元件結構的設計中，從俯視方向觀看下，固定結構的連接部沿水平方向延伸而連接於覆蓋部與固定部之間，且連接部從微型元件的邊緣或角落往固定部的寬度變化是逐漸增加。也就是說，固定結構的連接部在微型元件的邊緣或角落的寬度可以最窄。藉此設計，可使得微型元件在不同的暫時基板之間的運輸與轉移時，可以控制固定結構的斷裂點可以接近微型元件的邊緣或角落，以降低固定結構斷不乾淨或殘留的問題，而可以提升微型發光二極體的運輸與轉移的良率。
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。
100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900‧‧‧微型元件結構
2000、2100、2200‧‧‧微型元件裝置
120‧‧‧基板
140、140'、440、640、840、940‧‧‧微型元件
141P、641P‧‧‧中心
141、441、641、841、941‧‧‧頂表面
142、442、942‧‧‧底表面
143、943‧‧‧周圍表面
144、444、644、944‧‧‧第一型電極
145、445、645、945‧‧‧第二型電極
146、646、946‧‧‧發光層
947‧‧‧第一型半導體層
948‧‧‧第二型半導體層
949‧‧‧絕緣層
T‧‧‧通孔
160、260、360、460、560、660、760、860、960、1060、1160、1260、1360、1460、1560、1660、1760、1760'、1860、1860'、1960‧‧‧固定結構
161a、161b、261a、261b、361a、361b、861、1061、1261、1361、1461、1761、1761'、1861、1861'‧‧‧固定部
162a、162b、262a、262b、362a、362b、462a、462b、562a、562b、662a、662b、862a、862b、862c、862d、962a、962b、1062、1162、1562‧‧‧連接部
163、363、463、563a、563b、663a、663b、763、863、1663a、1663b‧‧‧覆蓋部
763p‧‧‧反曲點
170‧‧‧緩衝層
280a、280b、680a、680b、680c、1880、1880'‧‧‧緩衝結構
2110‧‧‧導光層
2020‧‧‧線路基板
2050、2250‧‧‧導光結構
SD1、SD2、SD3、SD4‧‧‧邊緣
C1、C2、C3、C4‧‧‧角落
H1‧‧‧垂直距離
L‧‧‧距離
L2‧‧‧最大距離
L3‧‧‧最小距離
L4、L5‧‧‧長度
G1‧‧‧空氣間隙
D1‧‧‧水平方向
W1、W2、W4‧‧‧最小寬度
W3‧‧‧中心寬度
U‧‧‧單位面積
圖1A繪示為本發明第一實施例的一種微型元件結構的俯視示意圖。 圖1B繪示為圖1A的微型元件結構的剖面示意圖。 圖2A繪示為本發明第二實施例的一種微型元件結構的俯視示意圖。 圖2B繪示為圖2A的微型元件結構的剖面示意圖。 圖3繪示為本發明第三實施例的一種微型元件結構的俯視示意圖。 圖4A繪示為本發明第四實施例的一種微型元件結構的俯視示意圖。 圖4B繪示為圖4A的微型元件結構的剖面示意圖。 圖5繪示為本發明第五實施例的一種微型元件結構的俯視示意圖。 圖6A繪示為本發明第六實施例的一種微型元件結構的俯視示意圖。 圖6B繪示為圖6A的微型元件結構的剖面示意圖。 圖7繪示為本發明第七實施例的一種微型元件結構的俯視示意圖。 圖8繪示為本發明第八實施例的一種微型元件結構的俯視示意圖。 圖9繪示為本發明第九實施例的一種微型元件結構的俯視示意圖。 圖10繪示為本發明第十實施例的一種微型元件結構的剖面示意圖。 圖11繪示為本發明第十一實施例的一種微型元件結構的剖面示意圖。 圖12繪示為本發明第十二實施例的一種微型元件結構的剖面示意圖。 圖13繪示為本發明第十三實施例的一種微型元件結構的剖面示意圖。 圖14繪示為本發明第十四實施例的一種微型元件結構的剖面示意圖。 圖15繪示為本發明第十五實施例的一種微型元件結構的剖面示意圖。 圖16繪示為本發明第十六實施例的一種微型元件結構的剖面示意圖。 圖17繪示為本發明第十七實施例的一種微型元件結構的剖面示意圖。 圖18繪示為本發明第十八實施例的一種微型元件結構的剖面示意圖。 圖19繪示為本發明第十九實施例的一種微型元件結構的剖面示意圖。 圖20繪示為本發明一實施例的一種微型元件結構轉移至線路基板上的剖面示意圖。 圖21繪示為本發明另一實施例的一種微型元件結構轉移至線路基板上的剖面示意圖。 圖22繪示為本發明又一實施例的一種微型元件結構轉移至線路基板上的剖面示意圖。

Claims (22)

  1. 一種微型元件結構，包括： 一基板； 至少一微型元件，配置於該基板上，且具有遠離該基板的一頂表面；以及 至少一固定結構，配置於該基板上，且該固定結構包括： 至少一連接部，配置於該微型元件的至少一邊緣；以及 至少一固定部，連接該連接部且延伸至該基板，其中從俯視方向觀看下，該連接部從該微型元件的該邊緣往該固定部的寬度漸增。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的微型元件結構，其中從俯視方向觀看下，該固定結構的該連接部的外型輪廓為曲線輪廓。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的微型元件結構，其中從俯視方向觀看下，該固定結構的該連接部的外型輪廓為直線輪廓。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的微型元件結構，其中該微型元件包括一第一型電極與一第二型電極，而該第一型電極與該第二型電極位於一相對於該頂表面的底表面上。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的微型元件結構，其中該固定結構於該頂表面的正投影面積與該微型元件的該頂表面的面積的比值大於等於0.5且小於1。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的微型元件結構，其中該微型元件包括一第一型電極與一第二型電極，而該第一型電極或該第二型電極位於該頂表面上。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的微型元件結構，該些固定結構於該頂表面的正投影面積與該微型元件的該頂表面的面積的比值大於等於0.01且小於等於0.5。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的微型元件結構，其中該固定結構更包括至少一覆蓋部，配置於該微型元件的該頂表面上，且該連接部連接於該覆蓋部與該固定部之間。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的微型元件結構，其中該覆蓋部的一中心寬度大於該連接部於該頂表面相對應的該邊緣的一寬度。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的微型元件結構，其中該覆蓋部具有多個反曲點，且該覆蓋部從該些反曲點往該連接部的寬度漸增。
  11. 如申請專利範圍第8項所述的微型元件結構，其中該覆蓋部的一中心寬度小於該連接部於該頂表面相對應的該邊緣的一寬度。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的微型元件結構，其中該覆蓋部往該連接部的寬度漸增。
  13. 如申請專利範圍第8項所述的微型元件結構，其中該至少一覆蓋部包括多個覆蓋部，且該些覆蓋部彼此分離。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的微型元件結構，其中該微型元件的該頂表面的中心至每一該些覆蓋部的最小距離相同。
  15. 如申請專利範圍第13項所述的微型元件結構，其中該微型元件的該頂表面的中心至每一該些覆蓋部的最小距離小於等於1/2的該頂表面的最短邊長。
  16. 如申請專利範圍第13項所述的微型元件結構，其中每一該些覆蓋部至該頂表面的該邊緣具有一最大距離，且該最大距離與對應的該微型元件的該邊緣的長度的比值小於等於0.2。
  17. 如申請專利範圍第1項所述的微型元件結構，其中該連接部於該邊緣的寬度與該邊緣的長度的比值介於0.01至0.6之間。
  18. 如申請專利範圍第1項所述的微型元件結構，更包括： 至少一緩衝結構，配置於該固定結構的該固定部與該基板之間，其中該固定部透過該緩衝結構連接至該基板上。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的微型元件結構，其中該固定結構的材質不同於該些緩衝結構的材質，且該固定結構的楊式模量大於該緩衝結構的楊式模量。
  20. 如申請專利範圍第18項所述的微型元件結構，其中該緩衝結構遠離該微型元件。
  21. 如申請專利範圍第20項所述的微型元件結構，其中該緩衝結構於該基板上的正投影與該微型元件於該基板上的正投影具有一最小距離，而該最小距離小於等於10微米。
  22. 如申請專利範圍第18項所述的微型元件結構，其中於一單位面積內，該緩衝結構於該基板上的正投影面積與該固定結構於該基板上的正投影面積的比值介於0.2至0.9之間。
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