TW201939739A - 顯示裝置及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種顯示裝置，其包括陣列基板、發光二極體晶粒、圖案化絕緣層、第一電極、第二電極及黏著膠層。發光二極體晶粒配置於陣列基板上且與陣列基板電性連接。發光二極體晶粒包括支撐層、第一導電層、第一半導體層、發光層、第二半導體層及第二導電層。第一半導體層的面積小於支撐層的面積且位於支撐層的面積範圍內。圖案化絕緣層設置於發光二極體晶粒上。圖案化絕緣層具有第一開口及第二開口。第一電極透過第一開口電性連接至第一導電層。第二電極透過第二開口電性連接至第二導電層。黏著膠層位於陣列基板與發光二極體晶粒的支撐層之間。
Description
本發明是有關於一種顯示裝置及其製造方法，且特別是有關於一種具有發光二極體晶粒的顯示裝置及其製造方法。
發光二極體（light emitting diode；LED）具有諸如壽命長、體積小、高抗震性、低熱產生及低功率消耗等優點，因此已被廣泛應用於家用及各種設備中的指示器或光源。近年來，發光二極體已朝多色彩及高亮度發展，因此其應用領域已擴展至大型戶外看板、交通號誌燈及相關領域。在未來，發光二極體甚至可能成為兼具省電及環保功能的主要照明光源。
一般具有發光二極體晶粒的顯示裝置的製作方法先是在磊晶基板上形成圖案化模層（如：圖案化半導體層、圖案化導電層或圖案化絕緣層），而形成多個彼此分離的發光二極體晶粒之後，再將磊晶基板翻轉至另一基板上，並將這些發光二極體晶粒自磊晶基板上分離，以將這些發光二極體晶粒轉移至另一基板上。然而，在前述的將這些發光二極體晶粒自磊晶基板上分離的過程中，由於內應力的釋放而可能會造成發光二極體晶粒的偏移（shift），進一步而影響到發光二極體晶粒放置位置的精度。另外，由於圖案化模層在前述的轉移過程前已經形成在磊晶基板上。因此，在單一個發光二極體晶粒內，模層的內應力釋放也可能造成各模層圖案之間（如：對位標誌（alignment mark）與圖案所形成的開口）的相對位置產生偏移。前述的偏移現象都可能造成良率的降低。因此，如何進一步提升顯示裝置的良率，實已成目前亟欲解決的課題。
本發明提供一種具有發光二極體晶粒的顯示裝置及其製造方法，其製程較為簡單且具有較佳的良率。
本發明提供一種顯示裝置的製造方法，其包括以下步驟。提供基板，其中在基板的表面上具有堆疊的第二半導體材料層、發光材料層、第一半導體材料層、第一導電材料層以及支撐材料層。藉由接著材料層將基板上的支撐材料層與載板連接。移除基板，以暴露出於載板上的第二半導體材料層。形成第二導電材料層於載板的第二半導體材料層上。形成多個貫穿第二導電材料層、第二半導體材料層、發光材料層、第一半導體材料層、第一導電材料層以及支撐材料層的溝槽，以形成多個彼此分離的發光二極體晶粒。圖案化接著材料層，以形成圖案化接著層。圖案化接著層具有多個接著層開口，接著層開口對應於發光二極體晶粒配置且暴露出部分的載板。形成絕緣材料層於載板上，以覆蓋發光二極體晶粒、圖案化接著層以及接著層開口所暴露出的載板。圖案化絕緣材料層，以形成多個圖案化絕緣層和多個連接結構，其中連接結構連接於發光二極體晶粒與載板之間。移除圖案化接著層，以使發光二極體晶粒藉由連接結構連接於載板，且發光二極體晶粒與載板之間具有空隙。
本發明提供一種顯示裝置，其包括陣列基板、至少一發光二極體晶粒、圖案化絕緣層、第一電極、第二電極以及黏著膠層。發光二極體晶粒配置於陣列基板上且與陣列基板電性連接。發光二極體晶粒包括自陣列基板依序堆疊的支撐層、第一導電層、第一半導體層、發光層、第二半導體層以及第二導電層。在陣列基板的垂直投影方向上，第一半導體層的垂直投影面積小於支撐層的垂直投影面積且位於支撐層的垂直投影面積範圍內。圖案化絕緣層設置於發光二極體晶粒上，且圖案化絕緣層具有至少一第一開口以及至少一第二開口。第一電極透過第一開口電性連接至第一導電層。第二電極透過第二開口電性連接至第二導電層。黏著膠層位於陣列基板與發光二極體晶粒的支撐層之間。
基於上述，本發明是將用於構成發光二極體晶粒的第二半導體材料層、發光材料層、第一半導體材料層、第一導電材料層以及支撐材料層設置於一基板上，並將前述的模層轉移至載板。然後，用於構成發光二極體晶粒的第二導電材料層被設置於載板上後，才將第二導電材料層、第二半導體材料層、發光材料層、第一半導體材料層、第一導電材料層以及支撐材料層圖案化，以形成多個彼此分離的發光二極體晶粒，且在載板上的發光二極體晶粒是藉由連接結構連接至載板。然後，才將發光二極體晶粒轉移至陣列基板以構成顯示裝置。因此，可以降低在製造過程中因為發光二極體晶粒的偏移所造成的不良影像，而可以提升顯示裝置的良率。
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。
圖1A至圖1L是依照本發明的第一實施例的顯示裝置的製造過程的局部剖面示意圖。圖1M是依照本發明的第一實施例的顯示裝置的部分製造過程的局部上視示意圖。圖1N是依照本發明的第一實施例的顯示裝置的部分製造過程的局部上視示意圖。圖1O是依照本發明的第一實施例的顯示裝置的部分製造過程的局部上視示意圖。具體而言，圖1E至圖1I可以是對應於圖1M中A-A’剖線的製造過程的剖面示意圖，圖1J與圖1K可以是對應於圖1N中B-B’剖線的製造過程的剖面示意圖，圖1L可以為圖1O中C-C’剖線的剖面示意圖，且為求簡潔以清楚表示，於圖1M至圖1O中省略繪示了部分的模層。
請參照圖1A，提供基板10，其中基板10的表面10a上具有依序堆疊的第二半導體材料層160、發光材料層150、第一半導體材料層140、第一導電材料層130以及支撐材料層120。
在本實施例中，基板10可以為砷化鎵（GaAs）基板、磷化鎵（GaP）基板、磷化銦（InP）基板、藍寶石（Sapphire）基板、碳化矽（SiC）基板或氮化鎵（GaN）基板，以適於將多個半導體材料層、多個導電材料層及/或多個絕緣材料層鍍覆於其表面10a上。
在本實施例中，第二半導體材料層160為N型（N-type）半導體層，且第一半導體材料層140為P型（P-type）半導體層，但本發明不限於此。在其他實施例中，第二半導體材料層160可以為P型半導體層，且第一半導體材料層140為N型半導體層。N型（N-type）半導體層的材料例如是具有IVA族元素（如：矽）摻雜的N型氮化鎵（n-GaN），P型半導體層的材料例如是具有IIA族元素（如：鎂）摻雜的P型氮化鎵（p-GaN）。發光材料層150例如具有多層量子井（Multiple Quantum Well；MQW）結構。多重量子井結構包括以重複的方式交替設置的多個量子井層（Well）和多個量子阻障層（Barrier）。進一步來說，發光材料層150的材料例如是包括交替堆疊的多層氮化銦鎵以及多層氮化鎵（InGaN/GaN），藉由設計發光材料層150中銦或鎵的比例，可使發光材料層150發出特定的顏色。第二半導體材料層160、發光材料層150及第一半導體材料層140例如可以藉由有機金屬氣相沉積法（Metal-organic Chemical Vapor Deposition；MOCVD）形成。值得注意的是，關於上述的第二半導體材料層160、發光材料層150、第一半導體材料層140或第一導電材料層130的材料或形成方式僅為舉例，本發明並不以此為限。
在本實施例中，第一導電材料層130具有光穿透性，例如可以是藉由物理氣相沉積法（Physical Vapor Deposition；PVD）、加熱蒸鍍或其他適宜的方法所形成的透明金屬氧化物層。
在本實施例中，支撐材料層120為絕緣材質，但本發明不限於此。絕緣材質包括矽的氧化物，且例如可以藉由化學氣相沉積法（Chemical Vapor Deposition；CVD）、熱氧化法（thermal oxidation）或其他適宜的方法所形成。
在本實施例中，支撐材料層120可以包括絕緣的分佈式布拉格反射器（Distributed Bragg Reflector；DBR），絕緣的分佈式布拉格反射器的材質例如是二氧化矽（SiO2
）與二氧化鈦（TiO2
）的疊層或者是二氧化矽與五氧化二鉭（Ta2
O5
）的疊層，但本發明不限於此。在其他實施例中，也可採用其他具有可反射功能的材料來取代布拉格反射結構。
在本實施例中，第二半導體材料層160、發光材料層150、第一半導體材料層140、第一導電材料層130以及支撐材料層120為覆蓋於基板10的表面10a上。也就是說，在第二半導體材料層160、發光材料層150、第一半導體材料層140、第一導電材料層130以及支撐材料層120的製程中是可以全面性地覆蓋於基板10的表面10a上，而不具有圖案化的步驟。如此一來，在前述模層的製程中，至少可以省略圖案化的步驟中必要的對位及黃光微影蝕刻製程，因此在顯示裝置100的製程上較為簡單且可提升顯示裝置100的生產量（throughput）。
值得注意的是，在本發明中，全面性地覆蓋可以是在不具有圖案化的步驟下，將後形成的模層藉由沉積或鍍覆的方式，覆蓋於基板及/或先形成的膜層上。當然，在一般的半導體製程中，後形成的膜層是有可能進一步地部分覆蓋於基板及/或先形成的膜層的邊緣，或是，因沉積或鍍覆的機台既有的部件（如：用於減少側鍍的遮罩框（shadow frame）或用於固定基板的固定件（fixed parts））可能造成部分的未覆蓋區域，上述的情況皆可被包含於本發明「全面性地覆蓋」的定義中。
請參照圖1B，藉由接著材料層20將基板10上的支撐材料層120與載板30連接。舉例而言，可以晶圓接合製程（wafer bonding process），以使基板10上的支撐材料層120與載板30的表面30a藉由接著材料層20而彼此相連接。
載板30的材質可為玻璃、石英、有機聚合物、矽質晶圓或是其他適宜的材料，但本發明不限於此。在本實施例中，載板30的表面30a的面積可以大於或等於基板10的表面10a的面積，以於後續的製程中，可以使支撐材料層120、第一導電材料層130、第一半導體材料層140、發光材料層150以及第二半導體材料層160設置於載板30的表面30a上且被載板30所支撐。另外，接著材料層20的面積可以大於或等於支撐材料層120的面積，以使支撐材料層120可以藉由接著材料層20而與載板30接合。
在本實施例中，接著材料層20的材質可以不同於載板30、支撐材料層120、第一導電材料層130、第一半導體材料層140、發光材料層150以及第二半導體材料層160的材質。舉例而言，在本實施例中，接著材料層20的材質可以為聚合物（如：苯環丁烯（benzocyclobutene；BCB））、金屬層或前述材料的組合，以於後續的製程中，可以藉由蝕刻氣體（如：氧氣與氟化物氣體的混合氣體）將接著材料層20移除。換言之，一蝕刻劑（etching reagent）對接著材料層20的蝕刻率大於前述蝕刻劑對載板30、支撐材料層120、第一導電材料層130、第一半導體材料層140、發光材料層150以及第二半導體材料層160的蝕刻率，以於後續的製程中，可以藉由前述蝕刻劑以將接著材料層20移除。
請參照圖1C，將基板10上的支撐材料層120與載板30以接著材料層20相接合後，移除基板10以暴露出於載板30上的第二半導體材料層160。舉例而言，可以在將圖1B所示的結構上下翻轉（upside down）之後，例如可以藉由雷射剝離（laser lift-off；LLO）或其他適宜的方法，以將第二半導體材料層160自基板10的表面10a分離。如此一來，載板30的表面30a上具有依序堆疊接著材料層20、支撐材料層120、第一導電材料層130、第一半導體材料層140、發光材料層150以及第二半導體材料層160。
請參照圖1D，移除基板10（繪示於圖1C）後，於載板30的表面30a上形成第二導電材料層170。在本實施例中，第二導電材料層170具有光穿透性，例如可以是藉由物理氣相沉積法、加熱蒸鍍或其他適宜的方法所形成的透明金屬氧化物層。
在本實施例中，第二導電材料層170可以覆蓋於位於載板30的第二半導體材料層160上。也就是說，第二導電材料層170的製程中是全面性地覆蓋於位於載板30的第二半導體材料層160上，而不具有圖案化的步驟。如此一來，在第二導電材料層170的製程中，至少可以省略圖案化的步驟中必要的對位及黃光微影蝕刻製程，因此在顯示裝置100的製程上較為簡單且可提升顯示裝置100的生產量。
請同時參照圖1D與圖1E，形成第二導電材料層170後，可以藉由分離蝕刻（iso-etching）製程以形成多個貫穿第二導電材料層170、第二半導體材料層160、發光材料層150、第一半導體材料層140、第一導電材料層130以及支撐材料層120的溝槽40，而形成多個彼此分離的發光二極體晶粒110。另外，可以藉由平台蝕刻（mesa etching）製程，以於第二半導體材料層160、發光材料層150及/或第一半導體材料層140上形成平台（mesa），以提升發光二極體晶粒110的光取出效率（light extraction efficiency）。如此一來，在藉由上述製程後，載板30上的第二導電材料層170、第二半導體材料層160、發光材料層150、第一半導體材料層140、第一導電材料層130以及支撐材料層120分別形成構成各個發光二極體晶粒110的第二導電層171、第二半導體層161、發光層151、第一半導體層141、第一導電層131以及支撐層121。當然，可以先進行分離蝕刻製程後進行平台蝕刻製程，也可以先進行平台蝕刻製程後進行分離蝕刻製程，於本發明中並不加以限制。
請參照圖1F，在形成多個發光二極體晶粒110後，例如可以藉由蝕刻的方式將接著材料層20（繪示於圖1E）圖案化，以形成圖案化接著層21。圖案化接著層21具有多個接著層開口21a，且接著層開口21a對應於發光二極體晶粒110配置且暴露出部分的載板30的表面30a。
請參照圖1G，在形成圖案化接著層21後，於載板30的表面30a上形成絕緣材料層180。絕緣材料層180覆蓋發光二極體晶粒110、圖案化接著層21以及接著層開口21a所暴露出的載板30。
在本實施例中，絕緣材料層180為覆蓋於載板30上。也就是說，絕緣材料層180可以是共形地（conformally）覆蓋發光二極體晶粒110、圖案化接著層21以及接著層開口21a所暴露出的載板30的表面30a。
請參照圖1H與圖1M，在形成絕緣材料層180（繪示於圖1G）後，例如可以藉由蝕刻的方式將絕緣材料層180圖案化，以形成多個圖案化絕緣層181以及多個連接結構182。發光二極體晶粒110與連接結構182彼此相連接，圖案化絕緣層181覆蓋於發光二極體晶粒110上，以使發光二極體晶粒110與載板30藉由連接結構182而彼此連接。
在本實施例中，各個圖案化絕緣層181包括第一開口181a以及第二開口181b。第一開口181a暴露出各個發光二極體晶粒110中未被第一半導體層141所覆蓋的部分第一導電層131。第二開口181b暴露出各個發光二極體晶粒110中的部分第二導電層171。
請參照圖1I，在形成圖案化絕緣層181以及連接結構182之後，移除發光二極體晶粒110與該載板30之間的圖案化接著層21（繪示於圖1H）。如此一來，發光二極體晶粒110與載板30之間具有一空隙41，且各個發光二極體晶粒110藉由對應的連接結構182連接於載板30。
在本實施例中，各個發光二極體晶粒110藉由對應的一個連接結構182連接於載板30，但本發明不限於此。在其他實施例中，各個發光二極體晶粒110藉由對應的多個連接結構182連接於載板30。
請參照圖1J，例如可藉由微型取放機（pick and place machine）、聚二甲基矽氧烷（Polydimethylsiloxane；PDMS）基板轉印或其他適宜的轉移製程，以發光二極體晶粒110的支撐層121朝向陣列基板50的方式，將發光二極體晶安裝於具有主動元件51的陣列基板50上。舉例而言，於微型取放機或轉印基板下壓或是提取的過程中，會在發光二極體晶粒110與載板30之間產生應力，而前述的應力會使發光二極體晶粒110與載板30之間的連接結構182產生對應的斷裂（crack），如此一來，可以使發光二極體晶粒110自載板30分離而可被轉移。在其他可行的實施例中，也可藉由蝕刻或其他適宜的方式，將發光二極體晶粒110與載板30之間的連接結構182移除，以使發光二極體晶粒110自載板30分離而可被轉移。
在本實施例中，發光二極體晶粒110可以藉由黏著膠層60固定於陣列基板50上。舉例而言，可以藉由塗佈法、黏合法、溶膠凝膠法（Sol-Gel method）、壓合法或其他適宜的方式將環氧樹脂（epoxy）、光阻或矽膠或其他適宜的膠材形成於陣列基板50上。然後，可以在將發光二極體晶粒110置於覆有膠材的陣列基板50上之後，依據膠材的性質進行光聚合（photopolymerization）或烘烤（baking）製程，使膠材固化而形成黏著膠層60。
在本實施例中，由於發光二極體晶粒110具有支撐層121，且支撐層121的厚度121h大於著膠層的厚度60h。因此，在發光二極體晶粒110固定至陣列基板50的過程中，縱使膠材因擠壓而使黏著膠層60具有輕微的黏著膠突起61，所形成的黏著膠層60也不會進一步填入圖案化絕緣層181的第一開口181a。
請參照圖1K及圖1N，例如可以藉由黃光微影蝕刻、機械穿孔或雷射鑽孔或其他適宜的方式，以於黏著膠層60上形成多個黏著膠層開口60a，且黏著膠層開口60a暴露出陣列基板50上對應的第一連接墊52與第二連接墊53。
接著參照圖1L及圖1O，於陣列基板50上形成多個第一電極71與多個第二電極72。各個第一電極71透過對應的圖案化絕緣層181的第一開口181a電性連接至對應的發光二極體晶粒110的第一導電層131。各個第二電極72透過對應的圖案化絕緣層181的第二開口181b電性連接至對應的發光二極體晶粒110的第二導電層171。更詳而言之，在本實施例中，各個發光二極體晶粒110的第一導電層131藉由第一電極71與第一連接墊52電性連接；各個發光二極體晶粒110的第二導電層171藉由第二電極72與第二連接墊53電性連接。如前述，由於發光二極體晶粒110的支撐層121的厚度121h大於黏著膠層60的厚度60h，因此在形成的第一電極71時，可以降低第一電極71無法透過第一開口181a電性連接至第一導電層131的可能，而可以提升顯示裝置100的良率。
經過上述製程後即可大致上完成本實施例的顯示裝置100的製作。上述的顯示裝置100包括陣列基板50、至少一發光二極體晶粒110、圖案化絕緣層181、第一電極71、第二電極72以及黏著膠層60。發光二極體晶粒110配置於陣列基板50上且與陣列基板50電性連接。發光二極體晶粒110包括自陣列基板50依序堆疊的支撐層121、第一導電層131、第一半導體層141、發光層151、第二半導體層161以及第二導電層171。在陣列基板50的垂直投影方向上，第一半導體層141的垂直投影面積小於支撐層121的垂直投影面積且位於支撐層121的垂直投影面積範圍內。圖案化絕緣層181覆蓋於發光二極體晶粒110上，且圖案化絕緣層181具有至少一第一開口181a以及至少一第二開口181b。第一電極71透過第一開口181a電性連接至第一導電層131。第二電極72透過第二開口181b電性連接至第二導電層171。黏著膠層60位於陣列基板50與發光二極體晶粒110的支撐層121之間。
陣列基板50包括主動元件51，其中第二電極72藉由第二連接墊53與主動元件51電性連接，以接收主動元件51所傳遞的對應電壓。主動元件51包括源極S、汲極D、閘極G以及通道層CH。閘極G與掃描線（未繪示）電性連接。源極S與資料線（未繪示）電性連接。在本實施例中，主動元件51例如為低溫多晶矽薄膜電晶體（Low temperture poly Si thin film transistor；LTPS TFT），但本發明並不以此為限制。在操作上，第一電極71例如藉由第一連接墊52電性連接至一共通電壓源，以接收共通電壓源所輸出的共通電壓（common voltage），而閘極G可以控制主動元件51的開啟（導通）與關閉（斷路），當主動元件51為開啟（導通）的情形下，主動元件51可以允許源極S藉由通道層CH電性導通至汲極D，以使發光二極體晶粒110接收來自於汲極D所傳遞的對應電壓而發光。
在本實施例中，支撐層121為絕緣材質。在陣列基板50的垂直投影方向上，部分的第一導電層131的上表面131a未被第一半導體層141覆蓋，且第一開口181a與部分的第一導電層131的上表面131a對應設置，以使第一電極71可設置於第一開口181a中，而可直接與第一導電層131接觸且電性連接。
在本實施例中，支撐層121的厚度121h大於黏著膠層60的厚度60h，且支撐層121可以包括布拉格反射結構。如此一來，在顯示裝置100的製程中，可以避免黏著膠層60填入圖案化絕緣層181的第一開口181a。並且，在顯示裝置100的應用上，可以藉由支撐層121的布拉格反射結構反射由發光材料層150所產生的光線，進而可增加光利用率，以提升顯示裝置100的出光效率。
圖2A、圖2B、圖2C、圖2F及圖2G是依照本發明的第二實施例的顯示裝置的部分製造過程的局部剖面示意圖。圖2D是依照本發明的第二實施例的顯示裝置的部分製造過程的局部上視示意圖。圖2E是依照本發明的第二實施例的顯示裝置的部分製造過程的局部上視示意圖。具體而言，圖2B與圖2C所示的剖面位置可以參考圖1E與圖1I所示的剖面位置；圖2F可以為圖2D中D-D’剖線的剖面示意圖；圖2G可以為圖2E中E-E’剖線的剖面示意圖，且為求簡潔以清楚表示，於圖2D與圖2E中省略繪示了部分的模層。在此必須說明的是，圖2A至圖2G的實施例沿用圖1A至圖1O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，下述實施例不再重複贅述。
請同時參照圖2A至圖2G，本實施例的顯示裝置200的製造過程與圖1A至圖1O的實施例的顯示裝置100的製造過程相似，兩者的差異在於：支撐材料層220包括導電材質。詳細而言，本實施例的顯示裝置200的製造方法可以如以下的內容所述。
首先，請參照圖2A。提供基板10，其中基板10的表面10a上具有依序堆疊且全面性地覆蓋於基板10的表面10a上的第二半導體材料層160、發光材料層150、第一半導體材料層140、第一導電材料層130以及支撐材料層220。
在本實施例中，支撐材料層220為包括導電材質。在本實施例中，支撐材料層可以包括導電的分佈式布拉格反射器，導電的分佈式布拉格反射器的材質例如是鋁、矽及/或二氧化矽的疊層，但本發明不限於此。在另一實施例中，支撐材料層220可以為金屬，且具有可反射功能。
接著，請參照圖2A至圖2B。類似於圖1A至圖1E的步驟，可以藉由分離蝕刻製程以形成多個貫穿第二導電材料層170、第二半導體材料層160、發光材料層150、第一半導體材料層140、第一導電材料層130以及支撐材料層220的溝槽40’，以分別構成各個發光二極體晶粒210的第二導電層171、第二半導體層161、發光層151、第一半導體層141、第一導電層231以及支撐層221。
在本實施例中，由於發光二極體晶粒210的支撐層221包括導電材質，因此第一導電層231的面積可以等於第一半導體層141的面積，也就是說，支撐層221的面積可以大於第一半導體層141的面積或者支撐層221的面積可以大於第一導電層231的面積，但本發明不限於此。由於發光二極體晶粒210的支撐層221與第一導電層231都可以導電，因此在其他實施例中，第一導電層231的面積也可以等於支撐層221的面積。
接著，請參照圖2B至圖2C。首先，類似於圖1E至圖1I的步驟，在形成絕緣材料層180（如圖1G所繪示）後，例如可以藉由蝕刻的方式將絕緣材料層180圖案化，以形成多個圖案化絕緣層281以及多個連接結構282。如圖2C所示，各個圖案化絕緣層281包括第一開口281a以及第二開口281b，其中第一開口281a暴露出各個發光二極體晶粒210中未被第一導電層231所覆蓋的部分支撐層221，第二開口281b暴露出各個發光二極體晶粒210中的部分第二導電層171。
接著，請參照圖2D與圖2F。類似於圖1J至圖1K的步驟，以發光二極體晶粒210的支撐層221朝向陣列基板50的方式，將發光二極體晶210藉由黏著膠層60安裝於陣列基板50上。
接著，請參照圖2E與圖2G。於陣列基板50上形成多個第一電極71與多個第二電極72。第一電極71電性連接至第一導電層231。第二電極72電性連接至第二導電層171。在本實施例中，各個第一電極71透過對應的圖案化絕緣層281的第一開口281a電性連接至對應的發光二極體晶粒210的支撐層221，以電性連接至第一導電層231。第二電極72透過第二開口281b以電性連接第二導電層171。更詳而言之，在本實施例中，第一導電層231藉由第一電極71和第一連接墊52電性連接至一共通電壓源，以接收共通電壓源所輸出的共通電壓（common voltage）；第二導電層171藉由第二電極72和第二連接墊52與主動元件51電性連接，以接收主動元件51所傳遞的對應電壓，但本發明不限於此。
值得注意的是，由於發光二極體晶粒210的支撐層221可以導電，因此在圖案化絕緣層281的配置上至少需覆蓋於支撐層221的部分側表面221b上，以使第二電極72與支撐層221可以藉由圖案化絕緣層281而彼此分離。
經過上述製程後即可大致上完成本實施例的顯示裝置200的製作。本實施例的顯示裝置200與前述實施例的顯示裝置100類似，差別在於：支撐層221包括導電材質，且各發光二極體晶粒210的支撐層221的面積大於第一半導體層141的面積。在陣列基板50的垂直投影方向上，部分的支撐層221的上表面221a未被第一導電層231覆蓋，且第一開口281a與部分的支撐層221的上表面221a對應設置，以使第一電極71可設置於第一開口281a中，而可直接與支撐層221接觸且電性連接。
在本實施例中，支撐層221的厚度221h大於黏著膠層60的厚度60h，且支撐層221可以包括布拉格反射結構。如此一來，在顯示裝置200的製程中，可以避免黏著膠層60不會填入圖案化絕緣層281的第一開口281a。並且，在顯示裝置200的應用上，可以藉由支撐層221的布拉格反射結構反射由發光材料層150所產生的光線，進而可增加光利用率，以提升顯示裝置200的出光效率。
綜上所述，本發明是將用於構成發光二極體晶粒的第二半導體材料層、發光材料層、第一半導體材料層、第一導電材料層以及支撐材料層覆蓋於基板上，不進行圖案化的步驟，並將前述的模層轉移至載板。由於前述的模層並未圖案化，故在轉移的過程並不會有偏移所造成的影響。然後，用於構成發光二極體晶粒的第二導電材料層再覆蓋於載板上後，才將第二導電材料層、第二半導體材料層、發光材料層、第一半導體材料層、第一導電材料層以及支撐材料層圖案化，以形成多個彼此分離的發光二極體晶粒，且在載板上的發光二極體晶粒是藉由連接結構連接至載板。然後，才將發光二極體晶粒轉移至陣列基板以構成顯示裝置。因此，可以降低在製造過程中因為發光二極體晶粒的偏移所造成的影像，而可以提升顯示裝置的良率。
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‧‧‧顯示裝置
10‧‧‧基板
10a‧‧‧基板的表面
20‧‧‧接著材料層
21‧‧‧圖案化接著層
21a‧‧‧接著層開口
30‧‧‧載板
30a‧‧‧載板的表面
40、40’‧‧‧溝槽
41‧‧‧空隙
50‧‧‧陣列基板
51‧‧‧主動元件
S‧‧‧源極
D‧‧‧汲極
G‧‧‧閘極
CH‧‧‧通道層
52‧‧‧第一連接墊
53‧‧‧第二連接墊
60‧‧‧黏著膠層
60a‧‧‧黏著膠層開口
60h‧‧‧黏著膠層的厚度
61‧‧‧黏著膠突起
71‧‧‧第一電極
72‧‧‧第二電極
110、210‧‧‧發光二極體晶粒
120、220‧‧‧支撐材料層
130‧‧‧第一導電材料層
140‧‧‧第一半導體材料層
150‧‧‧發光材料層
160‧‧‧第二半導體材料層
170‧‧‧第二導電材料層
180‧‧‧絕緣材料層
121、221‧‧‧支撐層
221a‧‧‧支撐層的上表面
221b‧‧‧支撐層的側表面
121h、221h‧‧‧支撐層的厚度
131、231‧‧‧第一導電層
131a‧‧‧第一導電層的上表面
141‧‧‧第一半導體層
151‧‧‧發光層
161‧‧‧第二半導體層
171‧‧‧第二導電層
181、281‧‧‧圖案化絕緣層
181a、281a‧‧‧第一開口
181b、281a‧‧‧第二開口
182‧‧‧連接結構
圖1A至圖1L是依照本發明的第一實施例的顯示裝置的製造過程的局部剖面示意圖。 圖1M是依照本發明的第一實施例的顯示裝置的部分製造過程的局部上視示意圖。 圖1N是依照本發明的第一實施例的顯示裝置的部分製造過程的局部上視示意圖。 圖1O是依照本發明的第一實施例的顯示裝置的部分製造過程的局部上視示意圖。 圖2A、圖2B、圖2C、圖2F及圖2G是依照本發明的第二實施例的顯示裝置的部分製造過程的局部剖面示意圖。 圖2D是依照本發明的第二實施例的顯示裝置的部分製造過程的局部上視示意圖。 圖2E是依照本發明的第二實施例的顯示裝置的部分製造過程的局部上視示意圖。
Claims (14)
- 一種顯示裝置的製造方法，包括： 提供一基板，其中在該基板的一表面上具有堆疊的一第二半導體材料層、一發光材料層、一第一半導體材料層、一第一導電材料層以及一支撐材料層； 藉由一接著材料層將該基板上的該支撐材料層與一載板連接； 移除該基板，以暴露出於該載板上的該第二半導體材料層； 形成一第二導電材料層於該載板的該第二半導體材料層上； 形成多個貫穿該第二導電材料層、該第二半導體材料層、該發光材料層、該第一半導體材料層、該第一導電材料層以及該支撐材料層的溝槽，以形成多個彼此分離的發光二極體晶粒； 圖案化該接著材料層，以形成一圖案化接著層，該圖案化接著層具有多個接著層開口，該些接著層開口對應於該些發光二極體晶粒配置且暴露出部分的該載板； 形成一絕緣材料層於該載板上，以覆蓋該些發光二極體晶粒、該圖案化接著層以及該些接著層開口所暴露出的該載板； 圖案化該絕緣材料層，以形成多個圖案化絕緣層和多個連接結構，其中該些連接結構連接於該些發光二極體晶粒與該載板之間；以及 移除該圖案化接著層，以使該些發光二極體晶粒藉由該些連接結構連接於該載板，且該些發光二極體晶粒與該載板之間具有一空隙。
- 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置的製造方法，其中： 在該基板的該表面上堆疊的該第二半導體材料層、該發光材料層、該第一半導體材料層、該第一導電材料層以及該支撐材料層覆蓋於該基板的該表面上；且 形成該第二導電材料層的步驟中，該第二導電層覆蓋於第二半導體材料層上。
- 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置的製造方法，在形成該絕緣材料層的步驟中，該絕緣材料層覆蓋該載板。
- 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置的製造方法，其中該支撐材料層的材質包括矽的氧化物。
- 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置的製造方法，其中在形成貫穿該第二導電材料層、該第二半導體材料層、該發光材料層、該第一半導體材料層、該第一導電材料層以及該支撐材料層的該些溝槽的步驟中，分別形成構成各該發光二極體晶粒的一第二導電層、一第二半導體層、一發光層、一第一半導體層、一第一導電層以及一支撐層。
- 如申請專利範圍第5項所述的顯示裝置的製造方法，其中： 該支撐材料層包括導電材質，且各該發光二極體晶粒的該支撐層的面積大於該第一半導體層的面積；且 各該圖案化絕緣層包括一第一開口，且該第一開口暴露出對應的該發光二極體晶粒的該支撐層。
- 如申請專利範圍第5項所述的顯示裝置的製造方法，其中： 該支撐材料層為絕緣材質，且各該發光二極體晶粒的該第一導電層的面積大於該第一半導體層的面積；且 各該圖案化絕緣層包括一第一開口，且該第一開口暴露出對應的該發光二極體晶粒的該第一導電層。
- 如申請專利範圍第6項或第7項所述的顯示裝置的製造方法，其中各該圖案化絕緣層更包括一第二開口，且該第二開口暴露出對應的該發光二極體晶粒的該第二導電層。
- 如申請專利範圍第5項所述的顯示裝置的製造方法，更包括： 提供一陣列基板，其中該陣列基板的一表面上具有一黏著膠層； 移除該些發光二極體晶粒與該載板之間的該些連接結構；以及 將該些發光二極體晶粒的該支撐層朝向該陣列基板以將該些發光二極體晶粒轉置於該陣列基板上。
- 一種顯示裝置，包括： 一陣列基板； 至少一發光二極體晶粒，配置於該陣列基板上且與該陣列基板電性連接，其中該至少一發光二極體晶粒包括自該陣列基板依序堆疊的一支撐層、一第一導電層、一第一半導體層、一發光層、一第二半導體層以及一第二導電層，其中在該陣列基板的一垂直投影方向上，該第一半導體層的垂直投影面積小於該支撐層的垂直投影面積且位於該支撐層的垂直投影面積範圍內； 一圖案化絕緣層，設置於該至少一些發光二極體晶粒上； 一第一電極，電性連接至該第一導電層； 一第二電極，電性連接至該第二導電層；以及 一黏著膠層，位於該陣列基板與該至少一發光二極體晶粒的該支撐層之間。
- 如申請專利範圍第10項所述的顯示裝置，其中： 該支撐層包括導電材質； 該圖案化絕緣層具有至少一第一開口以及至少一第二開口； 在該陣列基板的該垂直投影方向上，一部分的該支撐層的上表面未被該第一導電層覆蓋，且該至少一第一開口與該部分的該支撐層的上表面對應設置；以及 該第一電極設置於該至少一第一開口中，以透過該支撐層與該第一導電層電性連接，且該第二電極透過該至少一第二開口與該第二導電層電性連接。
- 如申請專利範圍第10項所述的顯示裝置，其中： 該支撐層為絕緣材質； 該圖案化絕緣層具有至少一第一開口以及至少一第二開口； 在該陣列基板的該垂直投影方向上，一部分的該第一導電層的上表面未被該第一半導體層覆蓋，且該至少一第一開口與該部分的該第一導電層的上表面對應設置；以及 該第一電極設置於該至少一第一開口中，以與該第一導電層電性連接，且該第二電極透過該至少一第二開口與該第二導電層電性連接。
- 如申請專利範圍第10項所述的顯示裝置，其中該支撐層的厚度大於該黏著膠層的厚度。
- 如申請專利範圍第10項所述的顯示裝置，其中該圖案化絕緣層更覆蓋於該支撐層的至少部分側表面上。
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