TW202301664A - 微型發光二極體面板及其製造方法 - Google Patents

微型發光二極體面板及其製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202301664A
TW202301664A TW110128003A TW110128003A TW202301664A TW 202301664 A TW202301664 A TW 202301664A TW 110128003 A TW110128003 A TW 110128003A TW 110128003 A TW110128003 A TW 110128003A TW 202301664 A TW202301664 A TW 202301664A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light emitting
thin film
substrate
emitting diode
transistor
Prior art date
Application number
TW110128003A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI783602B (zh
Inventor
廖冠詠
李允立
吳志凌
Original Assignee
錼創顯示科技股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 錼創顯示科技股份有限公司 filed Critical 錼創顯示科技股份有限公司
Priority to US17/701,678 priority Critical patent/US20220415860A1/en
Application granted granted Critical
Publication of TWI783602B publication Critical patent/TWI783602B/zh
Publication of TW202301664A publication Critical patent/TW202301664A/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
    • H01L25/167—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits comprising optoelectronic devices, e.g. LED, photodiodes
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
    • H01L27/153—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
    • H01L27/156—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars two-dimensional arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40—Details of LED load circuits
    • H05B45/44—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/08—Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements
    • G09G2300/0804—Sub-multiplexed active matrix panel, i.e. wherein one active driving circuit is used at pixel level for multiple image producing elements
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/08—Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements
    • G09G2300/0809—Several active elements per pixel in active matrix panels
    • G09G2300/0814—Several active elements per pixel in active matrix panels used for selection purposes, e.g. logical AND for partial update
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/08—Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements
    • G09G2300/0809—Several active elements per pixel in active matrix panels
    • G09G2300/0842—Several active elements per pixel in active matrix panels forming a memory circuit, e.g. a dynamic memory with one capacitor
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/0233—Improving the luminance or brightness uniformity across the screen
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/0271—Adjustment of the gradation levels within the range of the gradation scale, e.g. by redistribution or clipping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Illuminated Signs And Luminous Advertising (AREA)
  • Control Of El Displays (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

一種微型發光二極體面板包括電路基板、多個電晶體元件和多個微型發光二極體。電路基板包括多條訊號線、多個接合墊與多個薄膜電晶體。這些接合墊延伸自這些訊號線的至少一部分。這些電晶體元件電性接合至這些接合墊的一部分，並且與這些薄膜電晶體電性連接。這些微型發光二極體電性接合至這些接合墊的另一部分，並且與這些薄膜電晶體電性連接。各個薄膜電晶體具有第一半導體圖案。各個電晶體元件具有第二半導體圖案，且第一半導體圖案與第二半導體圖案的電子遷移率差值大於30 cm 2/V·s。一種微型發光二極體的製造方法亦被提出。

Description

微型發光二極體面板及其製造方法
本發明是有關於一種微型元件的轉移技術，且特別是有關於一種微型發光二極體面板及其製造方法。
近年來，在有機發光二極體（Organic light-emitting diode，OLED）顯示面板的製造成本偏高及其使用壽命無法與現行的主流顯示器相抗衡的情況下，微型發光二極體顯示器（Micro LED Display）逐漸吸引各科技大廠的投資目光。微型發光二極體顯示器具有與有機發光二極體顯示技術相當的光學表現，例如高色彩飽和度、應答速度快及高對比，且具有低耗能及材料使用壽命長的優勢。
隨著顯示尺寸與解析度的逐漸增加，顯示面板所採用的電晶體元件的操作電性，例如：電子遷移率（electron mobility），勢必要有所提升。其中，低溫多晶矽薄膜電晶體（low temperature poly-silicon thin film transistor，LTPS TFT）因具有較高的電子遷移率而廣泛地應用於小尺寸且解析度高的顯示面板。然而，LTPS TFT在關閉時的漏電流較大。為了提高顯示面板的功耗效率，一種採用非晶系氧化物半導體，例如銦鎵鋅氧化物（IGZO）半導體，作為主動層（active layer）的薄膜電晶體被提出。然而，這類的金屬氧化物半導體電晶體的電子遷移率並無法滿足高解析度顯示面板的應用需求。
本發明提供一種微型發光二極體面板，其具有較佳的操作電性與可靠度。
本發明提供一種微型發光二極體面板的製造方法，其製程彈性較佳且產品的設計裕度較大。
本發明的微型發光二極體面板，包括電路基板、多個電晶體元件和多個微型發光二極體。電路基板包括多條訊號線、多個接合墊與多個薄膜電晶體。這些訊號線由層疊的多個金屬導電層構成並定義出多個畫素區。這些接合墊延伸自這些訊號線的至少一部分。這些薄膜電晶體形成於電路基板上，且各自具有第一半導體圖案以及由這些金屬導電層構成的多個電極。這些電極電性連接這些接合墊的至少一部分。這些電晶體元件電性接合至這些接合墊的一部分，並且與這些薄膜電晶體電性連接。這些微型發光二極體電性接合至這些接合墊的另一部分，並且與這些薄膜電晶體電性連接。各個畫素區設有至少一薄膜電晶體、至少一電晶體元件及至少一微型發光二極體。各個電晶體元件具有第二半導體圖案，且第一半導體圖案與第二半導體圖案的電子遷移率差值大於30 cm 2/V·s。
本發明的微型發光二極體面板的製造方法，包括於第一基板上製作多條訊號線、多個薄膜電晶體與多個接合墊，以形成具有多個畫素電路的電路基板、於第二基板上形成多個微型發光二極體、於第三基板或第二基板上形成多個電晶體元件、將第二基板上的這些微型發光二極體轉移並接合至這些接合墊的一部分以電性連接電路基板的這些薄膜電晶體以及將第三基板或第二基板上的這些電晶體元件轉移並接合至這些接合墊的另一部分以電性連接電路基板的這些薄膜電晶體。各個薄膜電晶體具有第一半導體圖案。各個電晶體元件具有第二半導體圖案，且第一半導體圖案與第二半導體圖案的電子遷移率差值大於30 cm 2/V·s。
基於上述，在本發明一實施例的微型發光二極體面板及其製造方法中，用於驅動多個微型發光二極體的電路基板設有兩種電晶體。這兩種電晶體具有明顯不同的電子遷移率，分別為薄膜電晶體和電晶體元件。其中，薄膜電晶體形成在電路基板的製作過程中，而電晶體元件則是在他處製作完成後才轉移接合至電路基板上。因此，能增加微型發光二極體面板的製程彈性和設計裕度。此外，透過特性截然不同的兩種電晶體的設置還可提升畫素電路的操作電性，進而增加微型發光二極體面板的可靠度（reliability）。
在附圖中，為了清楚起見，放大了層、膜、面板、區域等的厚度。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」可為二元件間存在其它元件。
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所附圖式中。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。
圖1是本發明的第一實施例的微型發光二極體面板的俯視示意圖。圖2是圖1的微型發光二極體面板的剖視示意圖。圖3是圖1的畫素電路的電路簡圖。圖4A至圖4E是圖1的微型發光二極體面板的製造方法的流程剖視圖。
請參照圖1及圖2，微型發光二極體面板10包括電路基板100、多個微型發光二極體200以及多個電晶體元件250。其中微型發光二極體200以及電晶體元件250是利用巨量轉移製程由其他載板拾取並接合到電路基板100上。電路基板100包括多條訊號線與多個畫素電路PC。這些訊號線分別朝著至少一方向延伸，並且定義出多個畫素區PA。這些畫素電路PC分別對應這些畫素區PA設置，也就是每一畫素區PA設置有至少一薄膜電晶體150、至少一電晶體元件250與至少一個微型發光二極體200。
舉例來說，電路基板100包括基板101、多條第一訊號線SL1、多條第二訊號線SL2、多條第三訊號線SL3以及多個薄膜電晶體150，其中第一訊號線SL1、第二訊號線SL2、第三訊號線SL3由層疊的多個金屬導電層構成。第一訊號線SL1沿著方向Y排列於基板101上，並且在方向X上延伸。多條第二訊號線SL2和多條第三訊號線SL3沿著方向X交替排列於基板101上，並且在方向Y上延伸。亦即，第二訊號線SL2和第三訊號線SL3相交於第一訊號線SL1。在本實施例中，第一訊號線SL1、第二訊號線SL2和第三訊號線SL3例如分別是掃描線（scan line）、資料線（data line）和電源線（power line），但不以此為限。
另一方面，形成薄膜電晶體150的步驟可包括：於基板101上依序形成閘極GE1、閘絕緣層GI1、半導體圖案SC1、源極SE1和汲極DE1。也就是說，薄膜電晶體150的閘極GE1可選擇性地配置在半導體圖案SC1的下方，以形成底部閘極型薄膜電晶體（bottom-gate TFT），但本發明不以此為限。根據其他實施例的薄膜電晶體，其閘極GE1也可配置在半導體圖案SC1的上方，以形成頂部閘極型薄膜電晶體（top-gate TFT）。
在本實施例中，薄膜電晶體150的多個電極，例如源極SE1、汲極DE1與閘極GE1，也是由前述的多個金屬導電層形成。例如：源極SE1、汲極DE1與多條第二訊號線SL2為同一膜層，而閘極GE1與多條第一訊號線SL1為同一膜層。也就是說，薄膜電晶體150是形成在電路基板100的製作過程中。在本實施例中，薄膜電晶體150的半導體圖案SC1的材質可包括金屬氧化物（metal oxide）、非晶矽（amorphous silicon，a-Si）或低溫多晶矽（Low-temperature polycrystalline silicon，LTPS）半導體材料。亦即，薄膜電晶體150可以是氧化銦鎵鋅電晶體（IGZO Transistor）、非晶矽薄膜電晶體（a-Si TFT）、或多晶矽薄膜電晶體（LTPS TFT）。更具體地說，在一實施例中，包含金屬氧化物的薄膜電晶體，其電子遷移率可介於10 cm 2/V·s至20 cm 2/V·s之間。在另一實施例中，包含非晶矽半導體材料的薄膜電晶體，其電子遷移率是低於10 cm 2/V·s。
特別一提的是，微型發光二極體面板10是搭配巨量轉移（mass transfer）技術製作而成，例如：將預先在他處製作完成的多個微型發光二極體200和多個電晶體元件250轉移並接合至電路基板100的多個接合區（如圖3所示的接合區BA1和接合區BA2）。因此，電路基板100更包括：用於接合這些微型發光二極體200的多個接合墊BP1以及用於接合這些電晶體元件250的多個接合墊BP2。這些接合墊分別與多條訊號線的至少一部分連接。在本實施例中，這些接合墊是由部分的訊號線延伸形成。多個薄膜電晶體150電性連接這些接合墊的至少一部分而與對應的該些訊號線電性連接。
舉例來說，在本實施例中，用於接合電晶體元件250的接合墊BP2數量為三個，分別為接合墊BP2a、接合墊BP2b和接合墊BP2c，其中接合墊BP2a與第三訊號線SL3電性連接，接合墊BP2b與儲存電容器C1的電容電極C1a電性連接。用於接合微型發光二極體200的接合墊BP1數量為一個。此接合墊BP1經由電晶體元件250與第三訊號線SL3電性耦接。
微型發光二極體200包括磊晶結構、第一電極E1與第二電極E2。在本實施例中，第一電極E1與第二電極E2分別設置於磊晶結構的相對兩側，且微型發光二極體200是經由第一電極E1與接合墊BP1的接合關係而電性連接電路基板100。亦即，本實施例的微型發光二極體200為垂直式（vertical type）微型發光元件，但不以此為限。進一步而言，磊晶結構可包括第一型半導體層211、發光層212與第二型半導體層213，且E1與E2分別電性連接第一型半導體層211與第二型半導體層213。在本實施例中，第一型半導體層211與第二型半導體層213可分別為P型半導體與N型半導體，而發光層212可以是多重量子井（Multiple Quantum Well，MQW）結構，但不以此為限。
需說明的是，在本實施例中，第一型半導體層211與第二型半導體層213在基板101的法線方向（例如方向Z）上可具有不同的厚度，例如：第二型半導體層213的垂直厚度大於第一型半導體層211的垂直厚度。也就是說，微型發光二極體200的發光層212可位於磊晶結構較靠近第一電極E1的區域（如圖2所示），但不以此為限。在其他實施例中，第一型半導體層211與第二型半導體層213在方向Z上具有大致上相同的厚度。亦即，發光層212可選擇性地位於磊晶結構的中間區域。
微型發光二極體面板10更包括平坦層PL與透明導電層CL。平坦層PL覆蓋電晶體元件250、微型發光二極體200以及部分的電路基板100，且具有重疊於多個微型發光二極體200的多個開口PLa。透明導電層CL覆蓋平坦層PL並延伸入這些開口PLa內以形成與多個微型發光二極體200電性接觸的第二電極E2。換句話說，本實施例的第二電極E2是以共電極（common electrode）的形式來實施。
進一步而言，也是經由巨量轉移製程並接合至電路基板100上的電晶體元件250可具有源極SE2、汲極DE2、閘極GE2以及半導體圖案SC2，其中源極SE2和汲極DE2電性連接於半導體圖案SC2。特別注意的是，源極SE2、汲極DE2與閘極GE2可位於半導體圖案SC2與電路基板100之間，但不以此為限。在本實施例中，電晶體元件250還可選擇性地具有接墊P1與接墊P2，且接墊P1與接墊P2貫穿電晶體元件250的閘絕緣層GI2以分別電性連接源極SE2與汲極DE2。在本實施例中，電晶體元件250是經由接墊P1、接墊P2和閘極GE2分別與接合墊BP2a、接合墊BP2b和接合墊BP2c的接合關係而電性連接電路基板100，但不以此為限。
特別說明的是，由於電晶體元件250的半導體圖案SC2的材質可包括多晶矽（polysilicon）、單晶矽（single crystalline silicon）或其他高電子遷移率（electron mobility）的材料，因此，電晶體元件250可具有較高的電子遷移率，例如電子遷移率高於100 cm 2/V·s的電晶體元件，有助於提升微型發光二極體面板10在高頻驅動時的操作電性。然而，本發明不限於此，根據其他實施例，半導體圖案SC2的材質也可包括低溫多晶矽（LTPS）；也就是說，電晶體元件250也可以是低溫多晶矽薄膜電晶體（LTPS TFT）或微晶矽薄膜電晶體（micro-Si TFT）。更具體地說，在一實施例中，包含低溫多晶矽的電晶體元件，其電子遷移率可高於50 cm 2/V·s。
請同時參照圖3，在本實施例中，電路基板100的畫素電路PC為2T1C的架構，例如包含一個經由轉移接合至基板101上的電晶體元件250、形成在基板101上的一個薄膜電晶體150和一個儲存電容器C1。其中，電晶體元件250的控制端（例如閘極GE2端）電性連接儲存電容器C1的電容電極C1b，電晶體元件250的第一端（例如源極SE2端）電性連接第三訊號線SL3以接收一系統高電壓VDD，電晶體元件250的第二端（例如汲極DE2端）電性連接微型發光二極體200的陽極（例如第一電極E1）。微型發光二極體200的陰極（例如第二電極E2）連接至一系統低電壓VSS或接地。薄膜電晶體150的控制端（例如閘極GE1端）電性連接第一訊號線SL1以接收一閘極驅動信號SCAN，薄膜電晶體150的第一端（例如源極SE1端）電性連接第二訊號線SL2以接收一影像資料Vdata，薄膜電晶體150的第二端（例如汲極DE1端）電性連接儲存電容器C1的電容電極C1b和電晶體元件250的控制端。
舉例而言，在一顯示週期內，畫素電路PC的驅動可分為兩階段，分別為資料寫入階段和發光階段。在資料寫入階段，薄膜電晶體150會被開啟，使影像資料Vdata能寫入儲存電容器C1。在完成影像資料Vdata的寫入後，關閉薄膜電晶體150，而電晶體元件250會根據儲存電容器C1的寫入電壓值調整流經微型發光二極體200的驅動電流大小，以驅使微型發光二極體200發出具有對應光強度的光線。在顯示週期內，不同的畫素電路PC會依序被致能而發出影像光線，並且透過人眼的視覺暫留效應來達到顯示的效果。
由於薄膜電晶體150是直接在基板101上以半導體製程製作而成，具有較均勻的電性表現，因此可作為畫素電路PC中用於控制影像資料Vdata寫入儲存電容器C1的開關（switch）電晶體。另一方面，雖然在本實施例中，薄膜電晶體150的電子遷移率低於電晶體元件250的電子遷移率，但薄膜電晶體150在關閉時的漏電流卻較電晶體元件250來得低。另外，電晶體元件250可作為畫素電路PC中用於控制流經微型發光二極體200的電流大小的驅動（drive）電晶體。舉例來說，薄膜電晶體150的半導體圖案SC1和電晶體元件250的半導體圖案SC2的電子遷移率差值可大於30 cm 2/V·s。
換句話說，電晶體元件250具有可高頻操作的特性，而薄膜電晶體150具有穩定的電流操控特性。因此，透過這兩種電晶體的搭配使用，除了可增加畫素電路PC的設計裕度外，還可提升畫素電路PC的操作電性，進而增加微型發光二極體面板10的可靠度。從另一觀點來說，由於這兩種電晶體的電性差異較大，所需的製程條件也不大一樣，因此，將其中一種電晶體在他處先進行製作後再進行轉移，可增加整體製程的彈性並確保顯示面板的良率與顯示品質。
舉例來說，在本實施例中，電晶體元件250為單晶矽或多晶矽薄膜電晶體，而薄膜電晶體150為金屬氧化物電晶體或非晶矽薄膜電晶體。由於單晶矽或多晶矽薄膜電晶體的製程溫度較金屬氧化物電晶體或非晶矽薄膜電晶體來得高，因此，在他處先以高溫製程進行電晶體元件250的製作，可避免電路基板100上的其他元件（例如薄膜電晶體150）在高溫製程中劣化而影響電性。換句話說，在提升畫素電路PC的操作電性的同時，還能確保整體的生產良率。
以下將針對微型發光二極體面板10的製造流程進行示例性地說明。請參照圖1及圖2，首先，於基板101上製作多條第一訊號線SL1、多條第二訊號線SL2、多條第三訊號線SL3、多個薄膜電晶體150、多個接合墊BP1以及多個接合墊BP2，以形成具有多個畫素電路PC的電路基板100，其中這些薄膜電晶體150電性連接這些第一訊號線SL1和這些第二訊號線SL2，且這些接合墊BP2的一部分電性連接這些第三訊號線SL3。
多個電晶體元件250則是在另一基板上進行製作。請參照圖4A及圖4B，首先，形成半導體材料基板35。詳細而言，在一載板31形成犧牲層32。在另一矽晶圓40形成例如包括單晶矽材料層41、氫摻雜晶矽材料層41d與無機絕緣層42的堆疊結構；亦即，矽晶圓40可以是多層半導體材料層與無機絕緣層42的多層堆疊結構。特別說明的是，氫摻雜晶矽材料層41d可選擇性地位於單晶矽材料層41較靠近無機絕緣層42的區域內。換句話說，單晶矽材料層41位於氫摻雜晶矽材料層41d與無機絕緣層42之間的部分可形成一單晶矽薄膜。
舉例而言，本實施例的半導體材料基板35是透過將矽晶圓（silicon wafer）40接合於磊晶基板（epitaxial substrate）30上來形成。更具體地說，在形成半導體材料基板35的過程中，矽晶圓40是透過無機絕緣層42與犧牲層32的接合關係而連接於磊晶基板30。在矽晶圓40與磊晶基板30接合後，可進行一高溫製程使氫摻雜晶矽材料層41d起泡（blistering）並剝離（peeling）致使單晶矽材料層41位於氫摻雜晶矽材料層41d相對兩側的兩部分彼此分離開來。接著，可進一步將單晶矽材料層41仍連接於無機絕緣層42的部分進行一化學機械研磨（chemical mechanical polishing，CMP）製程以形成半導體材料基板35的半導體材料層。更詳細來說，控制氫摻雜晶矽材料層41d的深度位置可初步控制單晶矽材料層41的厚度，再藉由化學機械研磨較精準地控制半導體材料層的厚度。然而，本發明不限於此，根據其他實施例，半導體材料基板也可透過磊晶成膜的方式於磊晶基板上形成半導體材料層。
在本實施例中，載板31例如是藍寶石（sapphire）基板、玻璃基板、矽晶圓（silicon wafer）基板、碳化矽（silicon carbide）基板或高分子基板，但本發明不以此為限。在本實施例中，犧牲層32的材料可包括氮化鎵（GaN）、氧化矽、或氮化矽。無機絕緣層42的材質包括氧化矽（SiO2）、氮化矽（SiNx）、氮氧化矽（SiOxNy；x＞y）、氧氮化矽（SiNxOy；x＞y）、或其他適合的無機絕緣材料。
接著，於半導體材料基板35上形成多個電晶體元件250，如圖4B所示。同時參照圖2，舉例而言，形成電晶體元件250的步驟可包括將半導體材料層與無機絕緣層42進行圖案化製程以形成多個半導體圖案SC2與多個絕緣圖案42P、形成源極SE2與汲極DE2、形成閘絕緣層GI2以及形成閘極GE2。基於導電性的考量，源極SE2、汲極DE2與閘極GE2的材料一般是使用金屬材料。然而，本發明不限於此，根據其他的實施例，源極SE2、汲極DE2與閘極GE2也可使用其他導電材料，例如：合金、金屬材料的氮化物、金屬材料的氧化物、金屬材料的氮氧化物、或其他合適的材料、或是金屬材料與其他導電材料的堆疊層。
在本實施例中，由於絕緣圖案42P與半導體圖案SC2是在同一道微影蝕刻製程中所形成，絕緣圖案42P在載板31的法線方向上可切齊半導體圖案SC2。亦即，絕緣圖案42P可完全地重疊於半導體圖案SC2。然而，本發明不限於此，根據其他實施例，無機絕緣層42也可選擇性地與閘絕緣層GI2同時進行微影蝕刻製程以形成多個絕緣圖案。進一步而言，形成電晶體元件250的步驟還可包括形成多個接墊，例如接墊P1與接墊P2，其中接墊P1與接墊P2貫穿閘絕緣層GI2以分別電性連接源極SE2與汲極DE2，但本不以此為限，接墊也可在後續轉移製程才製作。在本實施例中，接墊P1、接墊P2與閘極GE2的材質可選擇性地相同；也就是說，接墊P1、接墊P2與閘極GE2可屬於同一膜層，但不以此為限。
微型發光二極體面板10的製造方法更包括：於又一基板上形成多個微型發光二極體200。首先，於一磊晶基板上磊晶形成第二型半導體材料層（未繪示）、發光材料層（未繪示）、第一型半導體材料層（未繪示）的磊晶結構薄膜以及電極層（未繪示）。接著，對第二型半導體材料層、發光材料層、第一型半導體材料層以及電極層進行一蝕刻步驟（即圖案化製程）以形成多個微型發光二極體200的多個磊晶結構和多個第一電極E1，其中磊晶結構是由第一型半導體材料層圖案化而成的第一型半導體層211、由發光材料層圖案化而成的發光層212以及由第二型半導體材料層圖案化而成的第二型半導體層213所堆疊而成。
請參照圖4D至圖4E，在形成電晶體元件250後，可選擇性地先將這些電晶體元件250自載板31轉移至暫時基板，再利用此暫時基板將這些電晶體元件250轉移並接合至電路基板100，但不以此為限。在其他實施例中，電晶體元件250也可直接轉移至電路基板100。在本實施例中，電晶體元件250是經過兩次的轉移製程轉置到電路基板100上。
詳細而言，在電晶體元件250的轉移過程中，先利用具有黏著層的載板結構（未繪示）將電晶體元件250暫時性地固著於載板結構。過程中，可移除犧牲層32使這些電晶體元件250與載板31分離開來。舉例而言，可採用雷射剝離（laser lift off, LLO）的方式移除犧牲層32，但本發明不以此為限。在其他實施例中，也可於載板31上形成固定結構，此固定結構適於將多個電晶體元件250暫時性地固定於載板31上。在載板結構黏取電晶體元件250後的抬升過程中，此固定結構可輕易地被破壞而致使電晶體元件250脫離載板31。舉例而言，黏著層的材質可包括黏性材料。黏性材料例如是有機材料（例如苯並環丁烯（benzocyclobutene）、酚醛樹脂（phenol formaldehyde resin）、環氧樹脂（epoxy resin）、聚異戊二烯橡膠（polyisoprene rubber）或其組合）、無機材料（例如氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、或其組合）、或熱變質材料（例如冷脆材料、熱熔性材料、光阻材料、或其組合）。黏著層可透過與電晶體元件250的黏著關係來轉置（轉移放置）電晶體元件250，但本發明不以此為限。
接著，再利用可選擇性轉移的載板結構80的轉移部81提取載板結構上的電晶體元件250，且電晶體元件250透過絕緣圖案42P與轉移部81的黏接關係而固定於載板結構80上（如圖4D所示）。載板結構80可選擇性地翻轉並將這些電晶體元件250轉置到電路基板100上（如圖4E所示）。此時，有別於電晶體元件250與絕緣圖案42P於載板31上的配置方式（如圖4B所示），電晶體元件250可選擇性地位於電路基板100與絕緣圖案42P之間，但不以此為限。值得一提的是，由於電晶體元件250遠離電路基板100的一側設有絕緣圖案42P，在後製程中，無需形成額外的絕緣層來避免其他導電膜層與電晶體元件250電性短路，有助於降低生產成本。在其他實施例中，電晶體元件250的轉置技術所使用的提取方式也可包括靜電力（Electrostatic force）或凡德瓦力（Van Der Waals force）等方式。
請參照圖4C及圖4E，在形成多個微型發光二極體200後，可將這些微型發光二極體200自晶圓基板60轉移並接合至電路基板100。在本實施例中，微型發光二極體200和電晶體元件250可經由多個焊料凸塊SB與電路基板100的多個接合墊電性接合，其中焊料凸塊SB例如是由銦、錫等導電材料製作而成，但不以此為限。
舉例而言，微型發光二極體200可透過載板結構80A的轉移部81A而被轉置到電路基板100上兩相鄰的電晶體元件250之間的區域。換句話說，多個電晶體元件250與多個微型發光二極體200可沿第二訊號線SL2的延伸方向交替排列於電路基板100上（如圖1所示）。根據其他實施例，兩相鄰的電晶體元件250之間也可設有兩個以上的微型發光二極體200。需說明的是，本發明並不以圖式揭示內容而加以限制載板結構上的多個轉移部的配置方式。在其他實施例中，載板結構的多個轉移部的配置方式（例如排列週期或間距）也可根據實際產品的設計與製程需求而調整。
請參照圖2，在多個微型發光二極體200和多個電晶體元件250轉置到電路基板100後，形成平坦層PL以覆蓋電晶體元件250與微型發光二極體200，其中平坦層PL具有重疊於多個微型發光二極體200的多個開口PLa。在本實施例中，平坦層PL的材質可包括無機材料（例如：氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、其它合適的材料、或上述至少兩種材料的堆疊層）、有機材料、或其它合適的材料、或上述之組合。接著，於平坦層PL上形成透明導電層CL，其中透明導電層CL覆蓋平坦層PL並延伸入平坦層PL的這些開口PLa以電性連接多個微型發光二極體200。於此，便完成本實施例的微型發光二極體面板10。
特別說明的是，在本實施例的微型發光二極體面板10的製造流程中，採用轉移技術的構件係以電晶體元件250與微型發光二極體200為例進行示範地說明，並不表示本發明以此為限制。根據其他未示出的實施例，微型發光二極體面板也可進一步包括微型積體電路（micro integrated circuit）、微型感測器(micro sensor)、具有電路的微晶片（microchip）、或其他具可控制執行預定電子功能的微型半導體，且這些微型元件也可透過前述的轉置方式進行轉移。
以下將列舉另一些實施例以詳細說明本揭露，其中相同的構件將標示相同的符號，並且省略相同技術內容的說明，省略部分請參考前述實施例，以下不再贅述。
圖5是本發明的第二實施例的微型發光二極體面板的剖視示意圖。請參照圖5，本實施例的微型發光二極體面板10A與圖2的微型發光二極體面板10的差異在於：電晶體元件與微型發光二極體的構型不同。具體而言，微型發光二極體面板10A的電晶體元件250A例如是金氧半場效電晶體（MOSFET）的結構。舉例來說，電晶體元件250A可包括半導體圖案SCP1、SCP2、源極SE2、汲極DE2、閘極GE2和氧化物層OL。半導體圖案SCP2對應源極SE2和汲極DE2設置並與分別電性連接，且位於閘極GE2和氧化物層OL的相對兩側。氧化物層OL設置在半導體圖案SCP1和閘極GE2之間。
在本實施例中，半導體圖案SCP1、SCP2的材料例如是經過離子布植的單晶矽，並藉由不同的元素摻雜來形成不同電性的電晶體；也就是說，電晶體元件250A可以是NMOS電晶體，但不以此為限。在其他實施例中，也可以是P型半導體；或是，電晶體元件250A可以是多個電晶體元件的集合而形成CMOS電晶體元件。
另一方面，本實施例的微型發光二極體面板10A的微型發光二極體200B例如是覆晶式（flip-chip type）的結構，詳細來說，本實施例的微型發光二極體200B的第一電極E1A與第二電極E2A形成在磊晶結構的同一側，並接合於電路基板100上的不同接合墊BP1上。第一電極E1A與第二電極E2A貫穿覆蓋磊晶結構的絕緣層220以分別電性連接磊晶結構的第一型半導體層211與第二型半導體層213。
圖6是本發明的另一實施例的畫素電路的電路簡圖。請參照圖6，本實施例的畫素電路PC-A與圖3的畫素電路PC的差異在於：畫素電路PC-A為6T2C的架構。舉例來說，在本實施例中，畫素電路PC-A可包括兩個薄膜電晶體150A、四個電晶體元件250B、儲存電容器C1-A和補償電容器C2。其中，四個電晶體元件251~254與微型發光二極體200是在他處製作完成後才轉移並接合至電路基板的多個接合區，例如：接合區BA1、接合區BA2和接合區BA3。
詳細而言，薄膜電晶體151的控制端接收閘極驅動信號SCAN1，薄膜電晶體151的第一端接收一重置信號Vint，而薄膜電晶體151的第二端耦接電晶體元件253的控制端、儲存電容器C1-A的第一端、補償電容器C2的第一端以及薄膜電晶體152的第一端。儲存電容器C1-A的第二端和電晶體元件252的第一端耦接至一系統高電壓VDD。電晶體元件252的第二端耦接電晶體元件253的第一端和電晶體元件254的第二端。電晶體元件253的第二端耦接薄膜電晶體152的第二端和電晶體元件251的第一端。電晶體元件254的第一端接收一影像資料Vdata，而電晶體元件254的控制端接收閘極驅動信號SCAN2。電晶體元件251的控制端和電晶體元件252的控制端接收一發光信號EM。電晶體元件251的第二端耦接微型發光二極體200的第一端。薄膜電晶體152的控制端耦接補償電容器C2的第二端和電晶體元件254的控制端。微型發光二極體200的第二端耦接至一系統低電壓VSS。
在本實施例中，畫素電路PC-A的操作流程可區分為三個階段，分別是重置階段、資料寫入階段以及發光階段。其中，電晶體元件252、電晶體元件253、電晶體元件254和儲存電容器C1-A為畫素電路PC-A的驅動單元，用以在資料寫入階段將影像資料Vdata寫入儲存電容器C1-A以及在發光階段控制流經微型發光二極體200的驅動電流。電晶體元件251為畫素電路PC-A的發光控制單元，用以在發光階段將來自驅動單元的驅動電流傳導至微型發光二極體200。
薄膜電晶體151為畫素電路PC-A的重置單元，用以在重置階段初始化驅動單元的儲存電容器C1-A的第一端的電壓。補償電容器C2和薄膜電晶體152為畫素電路PC-A的補償單元，用以在發光階段調整流經微型發光二極體200的驅動電流。驅動單元耦接於重置單元與發光控制單元之間，且補償單元耦接發光控制單元與驅動單元之間。
特別一提的是，為了滿足畫素電路PC-A中不同單元的操作電性需求，各個電路單元所使用的電晶體種類可不同。舉例來說，在本實施例中，重置單元和補償單元的開關元件可以選用電子遷移率較低但漏電流較小的薄膜電晶體150A，驅動單元和發光控制單元的開關元件可以選用電子遷移率較高但漏電流較高的電晶體元件250B，但不以此為限。
透過這兩種電晶體的搭配使用，除了可增加畫素電路PC-A的設計裕度外，還可提升畫素電路PC-A的操作電性，進而提升微型發光二極體面板的可靠度。從另一觀點來說，由於這兩種電晶體的電性差異較大，所需的製程條件也不大一樣，因此，將其中一種電晶體在他處先進行製作後再進行轉移，可增加整體製程的彈性。換句話說，在提升畫素電路PC-A的操作電性的同時，還能確保整體的生產良率。
圖7是本發明的第三實施例的微型發光二極體面板的剖視示意圖。圖8是圖7的微型發光二極體面板的畫素電路的電路簡圖。請參照圖7，本實施例的微型發光二極體面板10B與圖2的微型發光二極體面板10的主要差異在於：微型發光二極體面板10B的微型發光二極體200A和電晶體元件251B是在轉移製程中同時接合到電路基板100上。
在本實施例中，部分的電晶體元件250C和微型發光二極體200A可製作在同一半導體基板210上以形成轉移單元TU。舉例來說，微型發光二極體面板10B的製造方法還可選擇性地包括，於同一磊晶基板上形成一半導體基板210、電晶體元件250C和微型發光二極體200A，其中電晶體元件250C與微型發光二極體200A形成於半導體基板210內，且電晶體元件250C與微型發光二極體200A的轉移接合步驟包括半導體基板210的轉移。
特別注意的是，微型發光二極體200A的第一電極E1A和第二電極E2A是位在磊晶結構的同一側。更具體地說，本實施例的微型發光二極體200A例如是覆晶式微型發光元件。電晶體元件250C具有第一型半導體層SCL1、第二型半導體層SCL2、源極SE2、汲極DE2與閘極GE2。源極SE2、汲極DE2與閘極GE2位於第一型半導體層SCL1背離第二型半導體層SCL2的一側。
轉移單元TU還設有覆蓋半導體基板210、電晶體元件250C和微型發光二極體200A的絕緣層220。微型發光二極體200A的第一電極E1A和第二電極E2A貫穿絕緣層220以分別電性連接第一型半導體層211和第二型半導體層213。電晶體元件250C的源極SE2和汲極DE2貫穿絕緣層220以電性連接第一型半導體層SCL1的不同兩區。
舉例來說，第一型半導體層SCL1和第二型半導體層SCL2分別是AlGaN層和GaN層，而這兩個半導體層的異質接面能形成二維電子氣（two-dimensional electron gas，2DEG）。在2DEG中，電子可具有例如400 cm 2/V·s至800 cm 2/V·s的高遷移率。也就是說，本實施例的電晶體元件250C為高電子遷移率電晶體（high electron mobility transistor，HEMT），適用於高頻與高功率的應用。由於本實施例的薄膜電晶體150B相似於圖2的薄膜電晶體150，因此詳細的說明請參見前述實施例的相關段落，於此便不再重述。
請同時參照圖8，在本實施例中，微型發光二極體面板10B的畫素電路PC-B為7T1C的架構。舉例來說，畫素電路PC-B可包括三個薄膜電晶體150B、四個電晶體元件250C、儲存電容器C1-B以及微型發光二極體200A。其中，四個電晶體元件251B~254B與微型發光二極體200A是在他處製作完成後才轉移並接合至電路基板100A的多個接合區，例如：接合區BA2-A和接合區BA3-A。特別說明的是，相似於電晶體元件251B和微型發光二極體200A，電晶體元件252B、電晶體元件253B和電晶體元件254B也可在轉移製程中同時接合至電路基板100上。也就是說，這些電晶體元件252B~254B可形成在同一個半導體基板上以形成另一個轉移單元，但不以此為限。
在本實施例中，電晶體元件251B的控制端接收閘極驅動信號SCAN1，電晶體元件251B的第一端耦接薄膜電晶體152B的第一端，並且接收一重置信號Vint，而電晶體元件251B的第二端耦接薄膜電晶體151的第二端和微型發光二極體200A的第一端（即第一電極E1A端）。電晶體元件252B的控制端耦接電晶體元件254B，並接收閘極驅動信號SCAN2，電晶體元件252B的第一端耦接薄膜電晶體151的第一端和電晶體元件253B的第二端，電晶體元件252B的第二端耦接電晶體元件253B的控制端、薄膜電晶體152B的第二端和儲存電容器C1-B的第一端。電晶體元件253B的第一端耦接電晶體元件254B的第二端和薄膜電晶體153的第二端。電晶體元件254B的第一端接收一影像資料Vdata。微型發光二極體200A的第二端（即第二電極E2A端）耦接至一系統低電壓VSS。薄膜電晶體151的控制端耦接薄膜電晶體153的控制端，並接收發光信號EM。薄膜電晶體152B的控制端接收閘極驅動信號SCAN1。薄膜電晶體153的第一端耦接儲存電容器C1-B的第二端和一系統高電壓VDD。
在本實施例中，畫素電路PC-B的操作流程可區分為三個階段，分別是重置階段、資料寫入階段以及發光階段。其中，電晶體元件253B、電晶體元件254B、薄膜電晶體153和儲存電容器C1-B為畫素電路PC-B的驅動單元，用以在資料寫入階段將影像資料Vdata寫入儲存電容器C1-B以及在發光階段控制流經微型發光二極體200A的驅動電流。薄膜電晶體151為畫素電路PC-B的發光控制單元，用以在發光階段將來自驅動單元的驅動電流傳導至微型發光二極體200A。
電晶體元件251B和薄膜電晶體152B為畫素電路PC-B的重置單元，用以在重置階段初始化驅動單元的儲存電容器C1-B的第一端的電壓。電晶體元件252B為畫素電路PC-B的補償單元，用以在發光階段調整流經微型發光二極體200A的驅動電流。驅動單元耦接於重置單元與發光控制單元之間，且補償單元耦接發光控制單元與驅動單元之間。
透過薄膜電晶體150B和電晶體元件250C的搭配使用，除了可增加畫素電路PC-B的設計裕度外，還可提升畫素電路PC-B的操作電性，進而提升微型發光二極體面板10B的可靠度。從另一觀點來說，由於這兩種電晶體的電性差異較大，所需的製程條件也不大一樣，因此，將其中一種電晶體在他處先進行製作後再進行轉移，可增加整體製程的彈性。換句話說，在提升畫素電路PC-B的操作電性的同時，還能確保整體的生產良率。
綜上所述，在本發明一實施例的微型發光二極體面板及其製造方法中，用於驅動多個微型發光二極體的電路基板設有兩種電晶體。這兩種電晶體具有明顯不同的電子遷移率，分別為薄膜電晶體和電晶體元件。其中，薄膜電晶體形成在電路基板的製作過程中，而電晶體元件則是在他處製作完成後才轉移接合至電路基板上。因此，能增加微型發光二極體面板的製程彈性和設計裕度。此外，透過特性截然不同的兩種電晶體的設置還可提升畫素電路的操作電性，進而增加微型發光二極體面板的可靠度（reliability）。
10、10A、10B:微型發光二極體面板 30、50:磊晶基板 31:載板 32:犧牲層 35:半導體材料基板 40:矽晶圓 41:單晶矽材料層 41d:氫摻雜晶矽材料層 42:無機絕緣層 42P:絕緣圖案 60:晶圓基板 80、80A:載板結構 81、81A:轉移部 100:電路基板 101:基板 150、150A、150B、151、152、152B、153:薄膜電晶體 200、200A、200B:微型發光二極體 210:半導體基板 211、SCL1:第一型半導體層 212:發光層 213、SCL2:第二型半導體層 220:絕緣層 250、250A、250B、250C、251、252、253、254、251B、252B、253B、254B:電晶體元件 BA1、BA2、BA3、BA2-A、BA3-A:接合區 BP1、BP2、BP2a、BP2b、BP2c:接合墊 C1、C1-A、C1-B:儲存電容器 C2:補償電容器 C1a、C1b:電容電極 CL:透明導電層 DE1、DE2:汲極 E1:第一電極 E2:第二電極 EM:發光信號 GE1、GE2:閘極 GI1、GI2:閘絕緣層 OL:氧化物層 PA:畫素區 P1、P2:接墊 PC、PC-A、PC-B:畫素電路 PL:平坦層 PLa:開口 SB:焊料凸塊 SCAN、SCAN1、SCAN2:閘極驅動信號 SC1、SC2、SCP1、SCP2:半導體圖案 SE1、SE2:源極 SL1、SL2、SL3:訊號線 TU:轉移單元 Vdata:影像資料 Vint:重置信號 VDD:系統高電壓 VSS:系統低電壓 X、Y、Z:方向
圖1是本發明的第一實施例的微型發光二極體面板的俯視示意圖。 圖2是圖1的微型發光二極體面板的剖視示意圖。 圖3是圖1的畫素電路的電路簡圖。 圖4A至圖4E是圖1的微型發光二極體面板的製造方法的流程剖視圖。 圖5是本發明的第二實施例的微型發光二極體面板的剖視示意圖。 圖6是本發明的另一實施例的畫素電路的電路簡圖。 圖7是本發明的第三實施例的微型發光二極體面板的剖視示意圖。 圖8是圖7的微型發光二極體面板的畫素電路的電路簡圖。
10:微型發光二極體面板
101:基板
150:薄膜電晶體
200:微型發光二極體
250:電晶體元件
BP1、BP2、BP2a、BP2b、BP2c:接合墊
C1:儲存電容器
C1a、C1b:電容電極
DE1:汲極
GE1:閘極
PA:畫素區
PC:畫素電路
SC1:半導體圖案
SE1:源極
SL1、SL2、SL3:訊號線
X、Y、Z:方向

Claims (19)

  1. 一種微型發光二極體面板，包括： 一電路基板，包括： 多條訊號線，由層疊的多個金屬導電層構成並定義出多個畫素區； 多個接合墊，延伸自該些訊號線的至少一部分；以及 多個薄膜電晶體，形成於該電路基板上，各該些薄膜電晶體具有一第一半導體圖案以及由該些金屬導電層構成的多個電極，該些電極電性連接該些接合墊的至少一部分； 多個電晶體元件，電性接合至該些接合墊的一部分，並且與該些薄膜電晶體電性連接；以及 多個微型發光二極體，電性接合至該些接合墊的另一部分，並且與該些薄膜電晶體電性連接，其中各該些畫素區設置有至少一該薄膜電晶體、至少一該電晶體元件與至少一該微型發光二極體，各該些電晶體元件具有一第二半導體圖案，且該第一半導體圖案與該第二半導體圖案的電子遷移率差值大於30 cm 2/V·s。
  2. 如請求項1所述的微型發光二極體面板，更包括： 多個焊料凸塊，其中該些電晶體元件與該些微型發光二極體經由該些焊料凸塊與該電路基板電性接合。
  3. 如請求項1所述的微型發光二極體面板，其中各該些薄膜電晶體的該些電極包括一源極、一汲極和一閘極，該源極與該汲極電性連接該第一半導體圖案，該些訊號線包括多條掃描線和多條資料線，該源極、該汲極與該些資料線為同一膜層，且該閘極與該些掃描線為同一膜層。
  4. 如請求項3所述的微型發光二極體面板，其中各該些薄膜電晶體的該第一半導體圖案的電子遷移率小於等於20 cm 2/V·s。
  5. 如請求項1所述的微型發光二極體面板，其中各該些電晶體元件還具有一源極、一汲極以及一閘極，該源極與該汲極電性連接該第二半導體圖案，其中該源極、該汲極與該閘極位於該第二半導體圖案與該電路基板之間，且各該些電晶體元件的該第二半導體圖案的電子遷移率大於50 cm 2/V·s。
  6. 如請求項1所述的微型發光二極體面板，其中該電路基板具有多個畫素電路，設置在該些訊號線之間，各該些畫素電路包括： 一驅動單元，用以在一發光階段控制流經該些微型發光二極體的其中一者的一驅動電流；以及 一發光控制單元，用以在該發光階段將來自該驅動單元的該驅動電流傳導至該些微型發光二極體的其中該者，其中該發光控制單元設有該些薄膜電晶體的一第一薄膜電晶體，且該驅動單元設有該些電晶體元件的一第一電晶體元件。
  7. 如請求項6所述的微型發光二極體面板，其中各該些畫素電路更包括一重置單元，用以在一重置階段初始化該驅動單元的一儲存電容器連接該重置單元的一第一端的電壓，該驅動單元耦接於該重置單元與該發光控制單元之間，且該重置單元設有該些電晶體元件的一第二電晶體元件。
  8. 如請求項7所述的微型發光二極體面板，其中各該些畫素電路更包括一補償單元，耦接於該發光控制單元與該驅動單元之間，該補償單元用以在該發光階段調整流經該些微型發光二極體的其中該者的該驅動電流，且設有該些薄膜電晶體的一第二薄膜電晶體。
  9. 如請求項8所述的微型發光二極體面板，其中該補償單元更設有一補償電容器，連接該第二薄膜電晶體的一控制端與該第二薄膜電晶體連接該重置單元的一端。
  10. 如請求項1所述的微型發光二極體面板，其中該些電晶體元件的至少一者與該些微型發光二極體的其中一者設置在一半導體基板上，且該些電晶體元件的該至少一者與該些微型發光二極體的其中該者位於該半導體基板與該電路基板之間。
  11. 一種微型發光二極體面板的製造方法，包括： 於一第一基板上製作多條訊號線、多個薄膜電晶體與多個接合墊，以形成具有多個畫素電路的一電路基板，其中該些薄膜電晶體電性連接該些接合墊的至少一部分，該些接合墊電性連接該些訊號線的至少一部分； 於一第二基板上形成多個微型發光二極體； 於一第三基板或該第二基板上形成多個電晶體元件，其中各該些薄膜電晶體具有一第一半導體圖案，各該些電晶體元件具有一第二半導體圖案，且該第一半導體圖案與該第二半導體圖案的電子遷移率差值大於30 cm 2/V·s； 將該第二基板上的該些微型發光二極體轉移並接合至該些接合墊的一部分，以電性連接該電路基板的該些薄膜電晶體；以及 將該第三基板或該第二基板上的該些電晶體元件轉移並接合至該些接合墊的另一部分，以電性連接該電路基板的該些薄膜電晶體。
  12. 如請求項11所述的微型發光二極體面板的製造方法，其中該第二基板為一磊晶基板。
  13. 如請求項11所述的微型發光二極體面板的製造方法，其中該第三基板為一晶圓基板。
  14. 如請求項11所述的微型發光二極體面板的製造方法，其中各該些畫素電路包括： 一驅動單元，用以在一發光階段控制流經該些微型發光二極體的其中一者的一驅動電流；以及 一發光控制單元，用以在該發光階段將來自該驅動單元的該驅動電流傳導至該些微型發光二極體的其中該者，其中該些電晶體元件的轉移接合步驟包括將多個第一電晶體元件分別轉移並接合至各該些畫素電路的該驅動單元。
  15. 如請求項14所述的微型發光二極體面板的製造方法，其中該些電晶體元件的該轉移接合步驟還包括將多個第二電晶體元件分別轉移並接合至各該些畫素電路的一重置單元，其中該重置單元用以在一重置階段初始化該驅動單元的一儲存電容器連接該重置單元的一第一端的電壓，該驅動單元耦接於該重置單元與該發光控制單元之間。
  16. 如請求項11所述的微型發光二極體面板的製造方法，更包括： 於該第二基板上形成一半導體基板，其中該些電晶體元件與該些微型發光二極體形成於該半導體基板內，且該些電晶體元件與該些微型發光二極體的轉移接合步驟包括該半導體基板的轉移。
  17. 如請求項11所述的微型發光二極體面板的製造方法，其中各該些薄膜電晶體還具有一源極、一汲極和一閘極，該源極與該汲極電性連接該第一半導體圖案，該些訊號線包括多條掃描線和多條資料線，該源極、該汲極與該些資料線為同一膜層，且該閘極與該些掃描線為同一膜層。
  18. 如請求項11所述的微型發光二極體面板的製造方法，其中各該些薄膜電晶體的該第一半導體圖案的電子遷移率小於等於20 cm 2/V·s。
  19. 如請求項11所述的微型發光二極體面板的製造方法，其中各該些電晶體元件還具有一源極、一汲極以及一閘極，該源極與該汲極電性連接該第二半導體圖案，其中該源極、該汲極與該閘極位於該第二半導體圖案與該電路基板之間，且該第二半導體圖案的電子遷移率大於50 cm 2/V·s。
TW110128003A 2021-06-29 2021-07-30 微型發光二極體面板及其製造方法 TWI783602B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/701,678 US20220415860A1 (en) 2021-06-29 2022-03-23 Micro light emitting diode panel and method of fabricating the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202163215996P 2021-06-29 2021-06-29
US63/215,996 2021-06-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI783602B TWI783602B (zh) 2022-11-11
TW202301664A true TW202301664A (zh) 2023-01-01

Family

ID=78252456

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110128003A TWI783602B (zh) 2021-06-29 2021-07-30 微型發光二極體面板及其製造方法
TW110131126A TWI776647B (zh) 2021-06-29 2021-08-23 微型發光二極體顯示裝置
TW111100625A TWI795164B (zh) 2021-06-29 2022-01-06 微型發光二極體顯示面板及其畫素驅動電路

Family Applications After (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110131126A TWI776647B (zh) 2021-06-29 2021-08-23 微型發光二極體顯示裝置
TW111100625A TWI795164B (zh) 2021-06-29 2022-01-06 微型發光二極體顯示面板及其畫素驅動電路

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11810500B2 (zh)
CN (3) CN113594197A (zh)
TW (3) TWI783602B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114758620B (zh) * 2022-04-26 2023-06-30 武汉天马微电子有限公司 显示模组及其驱动方法、显示装置
KR20230155635A (ko) * 2022-05-03 2023-11-13 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0130411D0 (en) * 2001-12-20 2002-02-06 Koninkl Philips Electronics Nv Active matrix electroluminescent display device
KR100649246B1 (ko) * 2004-06-30 2006-11-24 삼성에스디아이 주식회사 역다중화 장치와, 이를 이용한 표시 장치 및 그 표시 패널
KR100747259B1 (ko) * 2005-09-05 2007-08-07 엘지전자 주식회사 유기전계발광소자 및 그 표시장치, 그 구동방법
KR101229773B1 (ko) * 2007-04-02 2013-02-06 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치의 램프 구동 장치
TWI410929B (zh) * 2010-04-16 2013-10-01 Au Optronics Corp 有機發光二極體的畫素電路及其顯示器與驅動方法
JP2013015803A (ja) * 2011-06-10 2013-01-24 Jvc Kenwood Corp 液晶表示装置及びその駆動方法
US9754535B2 (en) * 2013-04-02 2017-09-05 Sharp Kabushiki Kaisha Display device and method for driving display device
US11145787B2 (en) * 2014-10-31 2021-10-12 eLux, Inc. System and method for light emitting diode (LED) display repair
KR102605174B1 (ko) * 2016-12-19 2023-11-22 엘지디스플레이 주식회사 발광 다이오드 디스플레이 장치
KR20180071743A (ko) * 2016-12-20 2018-06-28 엘지디스플레이 주식회사 발광 다이오드 칩 및 이를 포함하는 발광 다이오드 디스플레이 장치
EP4344389A2 (en) * 2017-06-30 2024-03-27 LG Display Co., Ltd. Display device and method for fabricating the same
TWI639230B (zh) * 2017-08-03 2018-10-21 錼創科技股份有限公司 微型發光二極體顯示面板
TWI679627B (zh) * 2018-06-28 2019-12-11 友達光電股份有限公司 顯示裝置
TWI674525B (zh) * 2018-08-14 2019-10-11 友達光電股份有限公司 抗反射整合觸控顯示面板
US10658392B1 (en) * 2018-11-15 2020-05-19 Mikro Mesa Technology Co., Ltd. Micro light-emitting diode display device and micro light-emitting diode driving circuit thereof
TWI790405B (zh) * 2019-06-21 2023-01-21 錼創顯示科技股份有限公司 半導體材料基板、微型發光二極體面板及其製造方法
CN110491896B (zh) * 2019-08-16 2022-01-04 錼创显示科技股份有限公司 微型发光元件显示装置及其制造方法
US11676529B2 (en) * 2019-12-23 2023-06-13 Intel Corporation Methods and apparatus for in-pixel driving of micro-LEDs
KR20210099973A (ko) * 2020-02-05 2021-08-13 삼성전자주식회사 공통 led 구동 회로를 포함하는 발광 소자 기반 디스플레이 패널 및 발광 소자 디스플레이 장치
US20200327843A1 (en) * 2020-06-27 2020-10-15 Intel Corporation Redundant sub-pixels in a light-emitting diode display
CN112967680B (zh) * 2021-03-18 2022-12-16 合肥京东方卓印科技有限公司 像素结构及其驱动方法、显示基板

Also Published As

Publication number Publication date
CN114220392A (zh) 2022-03-22
CN113611246A (zh) 2021-11-05
CN113594197A (zh) 2021-11-02
TWI783602B (zh) 2022-11-11
TW202301310A (zh) 2023-01-01
TW202301313A (zh) 2023-01-01
US11810500B2 (en) 2023-11-07
US20220415247A1 (en) 2022-12-29
TWI776647B (zh) 2022-09-01
TWI795164B (zh) 2023-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9793252B2 (en) Method of integrating inorganic light emitting diode with oxide thin film transistor for display applications
US11800783B2 (en) Array substrate, stretchable display device, and method for manufacturing array substrate
US10325893B2 (en) Mass transfer of micro structures using adhesives
US11721718B2 (en) Display device and method of fabricating the same
CN110707119B (zh) 半导体材料基板、微型发光二极管面板及其制造方法
TWI783602B (zh) 微型發光二極體面板及其製造方法
US11107800B2 (en) Display device
US20220302340A1 (en) Micro light emitting diode panel
KR20180102424A (ko) 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조방법
WO2021259356A1 (zh) 芯片结构及其制作方法、显示装置
US11843086B2 (en) Micro semiconductor display device
CN111192893B (zh) 显示装置及其制造方法
US20230023582A1 (en) Display device using semiconductor light emitting device
US20210167177A1 (en) Display device using semiconductor light emitting diode and method for manufacturing the same
US20220415860A1 (en) Micro light emitting diode panel and method of fabricating the same
TWI650852B (zh) 主動式驅動發光二極體陣列的製造方法
US11348968B2 (en) Display device structure
KR20220013193A (ko) 표시 장치
KR20220009249A (ko) 표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법
WO2024037537A1 (zh) 集成式封装
TWI807739B (zh) 顯示面板及其製造方法
US20230411372A1 (en) Electronic Device and Fabrication Method Thereof
TW202410343A (zh) 集成式封裝
US20220077223A1 (en) Processes, articles and apparatus that incorporate semiconductor switches and drive circuitry on compound semiconductor chiplets
KR20230085100A (ko) 디스플레이 화소용 반도체 발광소자 및 이의 본딩 방법과 반도체 발광소자를 포함하는 디스플레이 장치