TW202318624A - 微型發光二極體封裝結構 - Google Patents
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Abstract
提供一種微型發光二極體封裝結構。微型發光二極體封裝結構包括重分佈線路層、控制元件、多個微型發光二極體以及可撓性材料層。控制元件和微型發光二極體設置於重分佈線路層上並與重分佈線路層電性連接。可撓性材料層覆蓋控制元件和微型發光二極體,其中微型發光二極體接觸可撓性材料層。
Description
本揭露是關於微型發光二極體封裝結構,特別是關於整合控制元件和微型發光二極體的微型發光二極體封裝結構。
由於發光二極體具有低耗電的優點,發光二極體(light-emitting diode, LED)顯示螢幕成為顯示技術領域的主流。然而,由於發光二極體本身元件厚度及尺寸無法進一步微縮,現有的封裝技術難以達到小間距和低成本的目標。
因此,仍需要進一步改良封裝結構及其形成方法,以製造出符合產品需求的顯示裝置。
本揭露一些實施例提供一種微型發光二極體封裝結構。微型發光二極體封裝結構包括重分佈線路層、控制元件和多個微型發光二極體以及可撓性材料層。控制元件和微型發光二極體設置於重分佈線路層上並與重分佈線路層電性連接。可撓性材料層覆蓋控制元件和微型發光二極體,其中微型發光二極體接觸可撓性材料層。
以下參照本發明實施例之圖式以更全面地闡述本揭露。然而,本揭露亦可以各種不同的實施方式實現,而不應限於本文中所述之實施例。圖式中的層與區域的厚度可能會為了清楚起見而放大,並且在各圖式中相同或相似之參考號碼表示相同或相似之元件。
本揭露實施例提供一種微型發光二極體封裝結構及其形成方法。微型發光二極體封裝結構將控制元件和多個微型發光二極體整合在同一封裝結構中成為像素封裝體,可其各別/獨立地被控制,且可進一步縮小封裝結構體積,以應用於小間距的顯示器,例如穿戴式顯示裝置或特殊圖騰式微光源。
以下將以第1-14圖說明本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構500,其包括微型發光二極體封裝結構微型發光二極體封裝結構500a-500i、500k-500n、500p。第1圖為本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構500a的剖面示意圖。微型發光二極體封裝結構500a包括重分佈線路層(redistribution layer,RDL)220、控制元件212、微型發光二極體205(包括微型發光二極體206、208、210)以及可撓性材料層250。如第1圖所示,重分佈線路層220具有彼此相對的第一側220-1和第二側220-2,設置於微型發光二極體206、208、210和控制元件212上方,並電性連接微型發光二極體206、208、210和控制元件212。重分佈線路層220用以將微型發光二極體205和控制元件212的原電性接點位置扇出繞線至微型發光二極體封裝結構的指定位置。在一些實施例中,重分佈線路層220包括例如鉻(Cr)、鋁(Al)、鎳(Ni)、金(Au)、鉑(Pt)、錫(Sn)、銅(Cu)或上述之組合的導電材料膜層堆疊,且可利用例如蒸鍍或電鍍的鍍覆製程形成。
如第1圖所示,彼此隔開的控制元件212與多個微型發光二極體205並排設置於重分佈導電層220的第一側220-1上並與重分佈線路層220電性連接。控制元件212具有接觸墊212p和遠離接觸墊212p的背面212b,且微型發光二極體206、208、210分別具有電極206p、208p、210p和遠離相應電極206p、208p、210p的背面206b、208b、210b。在一些實施例中,微型發光二極體206、208、210的背面206b、208b、210b也為微型發光二極體206、208、210的出光面。重分佈線路層220設置於微型發光二極體206、208、210的電極206p、208p、210p和控制元件212的接觸墊212p上,並接觸微型發光二極體206、208、210的電極206p、208p、210p和控制元件212的接觸墊212p。在一些實施例中,控制元件212的背面212b與微型發光二極體206、208、210的背面206b、208b、210b齊平。在一些實施例中,控制元件212包括微型驅動積體電路裝置、微型控制積體電路裝置或上述之組合。在一些實施例中,微型發光二極體205包括多個發出不同波長光線的微型發光二極體206、208、210,以形成一個像素(pixel)單元。舉例來說,發出不同色光的微型發光二極體205可包括發出紅光的微型發光二極體206、發出綠光的微型發光二極體208、發出藍光的微型發光二極體210,但本揭露實施例並非以此為限。在一些實施例中,微型發光二極體205包括多個例如發出藍光(blue light)或紫外光(ultraviolet (UV) light)之發出相同波長光線的微型發光二極體206、208、210,且分別被不同成份的螢光粉或量子點材料包覆,以吸收微型發光二極體206、208、210發出的光線並轉換為紅光、綠光或藍光,以形成一個像素(pixel)單元。
如第1圖所示,可撓性材料層250覆蓋並接觸控制元件212的背面212b和微型發光二極體206、208、210的背面206b、208b、210b。控制元件與可撓性材料層250之間的界面251遠離微型發光二極體206、208、210多個電極。而微型發光二極體封裝結構500a的出光面260在可撓性材料層250與界面251的相對表面。在一些實施例中,可撓性材料層250包括具有良好光穿透率(光穿透率例如大於90%)的可撓性材料,例如甲基丙烯酸甲酯(poly(methyl methacrylate) ,PMMA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚間苯二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate,PEN)、聚苯乙烯(polystyrene,PS)、聚丙烯(polypropylene,PP)、聚醯胺(polyamide,PA)、聚羧酸酯(polycarbonate,PC)、聚醯亞胺(polyimide,PI)、環氧樹脂(epoxy)、矽膠(silicone)、聚二甲基矽氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)或上述任兩者以上之組合,且可利用例如貼膜、噴塗等方式形成。
如第1圖所示,微型發光二極體封裝結構500a還包括設置於重分佈線路層220的第一側220-1和可撓性材料層250之間的絕緣層216。絕緣層216接觸重分佈線路層220和可撓性材料層250。並且,絕緣層216圍繞控制元件212和微型發光二極體206、208、210,並覆蓋電極206p、208p、210p和接觸墊212p,以提供控制元件212和微型發光二極體206、208、210之間的電性絕緣。如第1圖所示,重分佈線路層220穿過位於控制元件212和微型發光二極體206、208、210上方的部分絕緣層216,以電性連接微型發光二極體206、208、210的電極206p、208p、210p和控制元件212的接觸墊212p。如第1圖所示,控制元件212的背面212b和微型發光二極體206、208、210的背面206b、208b、210b從絕緣層216暴露出來。在一些實施例中,絕緣層216在重分佈線路層220和可撓性材料層250之間的高度(圖未顯示)大於微型發光二極體206、208、210和控制元件212的高度,以提供較佳電性絕緣效果。在一些實施例中,絕緣層216包括聚醯亞胺(PI)、環氧樹脂(epoxy)、苯並環丁烯(Benzocyclobutene,BCB)等具有低介電常數以良好及階梯覆蓋性的絕緣材料,且可利用例如旋轉塗佈(spin coating)、噴塗(spray coating)等塗佈製程形成。
如第1圖所示,微型發光二極體封裝結構500a還包括絕緣層222以及多個焊墊224做為內連線結構。如第1圖所示,絕緣層222設置於重分佈線路層220的第二側220-2上且覆蓋重分佈線路層220,以做為重分佈線路層220之間的電性絕緣部件。如第1圖所示,焊墊224設置於絕緣層222上,穿過絕緣層222並電性連接至重分佈線路層220,並用以電性連接外部電路(圖未顯示)。在一些實施例中,絕緣層216和絕緣層222可具有相同或類似的材料和製程。在一些實施例中,焊墊224和重分佈線路層220可具有相同或類似的材料和形成方式。
第2圖為本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構500b的剖面示意圖,圖中與第1圖相同或相似之元件符號表示相同或相似之元件。如第2圖所示,微型發光二極體封裝結構500b與微型發光二極體封裝結構500a的不同處為微型發光二極體封裝結構500b包括設置於重分佈線路層220和可撓性材料層250之間的遮光層236,其可提高微型發光二極體封裝結構500b的對比度。如第2圖所示,遮光層236接觸絕緣層216和可撓性材料層250,圍繞微型發光二極體206、208、210,且接近微型發光二極體206、208、210的背面206b、208b、210b。當微型發光二極體206、208、210從背面206b、208b、210b發光時,遮光層236可包括黑色矩陣(black matrix)。在一些實施例中,遮光層236包括膠體材料及無機材料,膠體材料包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、丙烯基二甘醇碳酸酯(CR-39)、聚苯乙烯(PS)、環氧樹脂(epoxy)、聚醯胺(polyamide)、丙烯酸酯(acrylate)、矽膠(silicone)或上述之組合,且無機材料可包括碳粉或鈣鈦礦等。在一些實施例中,遮光層236包括膠體材料及有機材料,有機材料包括添加黑色顏料或染料的聚醯亞胺(Polyimide)樹脂、聚乙烯醇(Poly-vinyl Alcohol)樹脂及/或壓克力(Acrylate)樹脂。在一些實施例中,遮光層236利用例如旋轉塗佈、模鑄(molding)等方式形成。
第3圖為本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構500c的剖面示意圖,圖中與第1、2圖相同或相似之元件符號表示相同或相似之元件。如第3圖所示,微型發光二極體封裝結構500c與微型發光二極體封裝結構500a的不同處為微型發光二極體封裝結構500c包括設置於重分佈線路層220和可撓性材料層250之間的遮光層246。如第3圖所示,遮光層246可用以取代微型發光二極體封裝結構500a的絕緣層216,其同時提供電性絕緣和提高微型發光二極體封裝結構500c的對比度的功能。在一些實施例中,遮光層236和遮光層246可具有相同或類似的材料和形成方式。
第4圖為本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構500d的剖面示意圖,圖中與第1-3圖相同或相似之元件符號表示相同或相似之元件。如第4圖所示,微型發光二極體封裝結構500d與微型發光二極體封裝結構500a的不同處為微型發光二極體封裝結構500d包括接近微型發光二極體206、208、210的電極206p、208p、210p且接觸重分佈線路層220的分散式布拉格反射鏡(Distributed Bragg Reflector)層240,以增加微型發光二極體封裝結構500d的發光效率。在一些實施例中,分散式布拉格反射鏡層240圍繞微型發光二極體206、208、210,且沿微型發光二極體206、208、210的側壁延伸接近電極206p、208p、210p。分散式布拉格反射鏡層240接觸重分佈線路層220和絕緣層216,且微型發光二極體206、208、210的電極206p、208p、210p從布拉格反射鏡層240暴露出來。分散式布拉格反射鏡層240將微型發光二極體206、208、210的側壁與絕緣層216隔開。在一些實施例中,分散式布拉格反射鏡層240包括由兩種以上具有不同折射率之同質或異質材料之薄膜相互堆疊所構成。舉例來說,分散式布拉格反射鏡層240可由二氧化矽(SiO
2)與二氧化鈦(TiO
2)交互堆疊所構成、由二氧化矽(SiO
2)/氧化鋁(Al
2O
3)/二氧化鈦(TiO
2)交互堆疊所構成、或由二氧化鈦(TiO
2)/二氧化矽(SiO
2)/五氧化二鉭(Ta
2O
5)交互堆疊所構成。在一些實施例中,分散式布拉格反射鏡層240利用例如蒸鍍、原子層沉積(ALD)、金屬有機氣相化學沉積(MOCVD)等沉積製程及後續的圖案化製程形成。
第5圖為本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構500e的剖面示意圖,圖中與第1-4圖相同或相似之元件符號表示相同或相似之元件。如第5圖所示,微型發光二極體封裝結構500e與微型發光二極體封裝結構500a的不同處為微型發光二極體封裝結構500e包括設置於重分佈線路層220和可撓性材料層250之間的遮光層236和分散式布拉格反射鏡層240,其可同時提高微型發光二極體封裝結構500e的對比度和發光效率。如第5圖所示,遮光層236圍繞微型發光二極體206、208、210,並接觸沿微型發光二極體206、208、210的側壁延伸的分散式布拉格反射鏡層240。分散式布拉格反射鏡層240將微型發光二極體206、208、210與絕緣層216和遮光層236隔開。
第6圖為本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構500f的剖面示意圖,圖中與第1-5圖相同或相似之元件符號表示相同或相似之元件。如第6圖所示,微型發光二極體封裝結構500f與微型發光二極體封裝結構500c的不同處為微型發光二極體封裝結構500f包括圍繞微型發光二極體206、208、210的分散式布拉格反射鏡層240,以進一步增加微型發光二極體封裝結構500f的發光效率。在一些實施例中,分散式布拉格反射鏡層240,將微型發光二極體206、208、210與遮光層246隔開。
第7圖為本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構500g的剖面示意圖,圖中與第1-6圖相同或相似之元件符號表示相同或相似之元件。如第7圖所示,微型發光二極體封裝結構500g包括重分佈線路層320、控制元件312、微型發光二極體305(包括微型發光二極體306、308、310)以及可撓性材料層350。在一些實施例中,控制元件312可具有與控制元件212相同或類似的結構,微型發光二極體305(包括微型發光二極體306、308、310)可具有與微型發光二極體205(包括微型發光二極體206、208、210)相同或類似的結構,重分佈線路層320可具有與重分佈線路層220相同或類似的材料和形成方式,可撓性材料層350可具有與可撓性材料層250相同或類似的材料和形成方式。
如第7圖所示,微型發光二極體封裝結構500a與微型發光二極體封裝結構500g的不同處為微型發光二極體封裝結構500g的重分佈線路層320具有彼此相對的第一側320-1和第二側320-2,控制元件312設置於重分佈線路層320的第一側320-1上,且微型發光二極體306、308、310於設置於重分佈線路層320的第二側320-2上。詳細來說,控制元件312的接觸墊312p接觸重分佈線路層320的第一側320-1,微型發光二極體306、308、310的電極306p、308p、310p接觸重分佈線路層320的第二側320-2。微型發光二極體封裝結構500g的微型發光二極體306、308、310較控制元件312接近微型發光二極體封裝結構的出光面360。
如第7圖所示,絕緣層316設置於重分佈線路層320的第一側320-1上,且接觸控制元件312。絕緣層316位於重分佈線路層320和控制元件312之間,且重分佈線路層320穿過控制元件312上方的部分絕緣層316,以電性連接至控制元件312的接觸墊312p。控制元件312的背面312b遠離接觸墊312p,且從絕緣層316暴露出來。另外,絕緣層316具有暴露重分佈線路層320的開口(圖未顯示),用以將重分佈線路層320電性連接至外部電路(圖未顯示)。在一些實施例中,絕緣層216和絕緣層316具有相同或類似的材料和形成方式。
如第7圖所示,微型發光二極體封裝結構500g的可撓性材料層350設置於重分佈線路層320的第二側320-2上。覆蓋且接觸重分佈線路層320、微型發光二極體306、308、310的側壁、電極306p、308p、310p和背面306b、308b、310b、以及未被重分佈線路層320覆蓋的絕緣層316。
如第7圖所示,微型發光二極體封裝結構500g還包括覆蓋控制元件312的背面312b的黏著層304R。在一些實施例中,黏著層304R包括苯並環丁烯(Benzocyclobutene,BCB)、聚醯亞胺(polyimide,PI) 、環氧樹脂(epoxy)、矽膠(silicone)等具黏著力之黏著材料。
第8圖為本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構500h的剖面示意圖,圖中與第1-7圖相同或相似之元件符號表示相同或相似之元件。如第8圖所示,微型發光二極體封裝結構500h與微型發光二極體封裝結構500g的不同處為微型發光二極體封裝結構500g包括設置於重分佈線路層320和可撓性材料層350之間的遮光層336,其可提高微型發光二極體封裝結構500g的對比度。如第8圖所示,遮光層336設置於重分佈線路層320的第二側320-2上,且順應性覆蓋重分佈線路層320。遮光層336接觸絕緣層316、重分佈線路層320和可撓性材料層350。遮光層336覆蓋控制元件312且圍繞微型發光二極體306、308、310。並且,遮光層336接近微型發光二極體306、308、310的電極306p、308p、310p。在一些實施例中,遮光層236和遮光層336可具有相同或類似的材料,且可使用旋轉塗佈、噴塗等塗佈製程形成遮光層336。
第9圖為本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構500i的剖面示意圖,圖中與第1-8圖相同或相似之元件符號表示相同或相似之元件。如第9圖所示,微型發光二極體封裝結構500h與微型發光二極體封裝結構500i的不同處為微型發光二極體封裝結構500i包括接近微型發光二極體306、308、310的電極306p、308p、310p且接觸重分佈線路層320的分散式布拉格反射鏡層340,以增加微型發光二極體封裝結構500i的發光效率。分散式布拉格反射鏡層340位於可撓性材料層350和絕緣層316之間,順應性覆蓋絕緣層316,且接觸重分佈線路層320的第一側320-1。另外,分散式布拉格反射鏡層340部分覆蓋控制元件312。在一些實施例中,分散式布拉格反射鏡層240和分散式布拉格反射鏡層340可具有相同或類似的材料和形成方式。
如第9圖所示,微型發光二極體封裝結構500i還包括多個焊墊324。焊墊324設置於絕緣層316和分散式布拉格反射鏡層340之間,且電性連接至重分佈線路層320。焊墊324可從絕緣層316的開口(圖未顯示)暴露出來,以電性連接至外部電路。在一些實施例中,焊墊224和焊墊324可具有相同或類似的材料和形成方式。
第10圖為本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構500k的剖面示意圖,圖中與第1-9圖相同或相似之元件符號表示相同或相似之元件。如第10圖所示,微型發光二極體封裝結構500k與微型發光二極體封裝結構500g的不同處為微型發光二極體封裝結構500k包括設置於重分佈線路層320的第一側320-1上的分散式布拉格反射鏡層340,以及設置於重分佈線路層320的第二側320-2上的遮光層336,其可提高微型發光二極體封裝結構500e的對比度和發光效率。如第10圖所示,接近微型發光二極體封裝結構500k邊緣和接近微型發光二極體306、308、310的電極306p、308p、310p的分散式布拉格反射鏡層340和遮光層336彼此接觸。
第11圖為本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構500l的剖面示意圖,圖中與第1-10圖相同或相似之元件符號表示相同或相似之元件。如第11圖所示,微型發光二極體封裝結構500l包括重分佈線路層420、控制元件412、微型發光二極體405(包括微型發光二極體406、408、410)以及可撓性材料層450。在一些實施例中,微型發光二極體405(包括微型發光二極體406、408、410)可具有與微型發光二極體205(包括微型發光二極體206、208、210)和微型發光二極體305(包括微型發光二極體306、308、310)相同或類似的結構,重分佈線路層420可具有與重分佈線路層220、320相同或類似的材料和形成方式,可撓性材料層450可具有與可撓性材料層250、350相同或類似的材料和形成方式。
如第11圖所示,微型發光二極體封裝結構500a與微型發光二極體封裝結構500l的不同處為微型發光二極體封裝結構500l的重分佈線路層420具有彼此相對的第一側420-1和第二側420-2,控制元件412設置於重分佈線路層420的第一側420-1上,且微型發光二極體406、408、410於設置於重分佈線路層420的第二側420-2上。詳細來說,控制元件412接觸且電性連接重分佈線路層420的第一側420-1,微型發光二極體406、408、410的電極406p、408p、410p接觸重分佈線路層420的第二側420-2。並且,微型發光二極體封裝結構500l的微型發光二極體406、408、410位於控制元件412的正上方,且與控制元件412部分重疊。如第11圖所示,微型發光二極體406、408、410較控制元件412接近微型發光二極體封裝結構的出光面460。在一些實施例中,控制元件412包括薄膜電晶體裝置。在其他實施例中,控制元件412包括微型驅動積體電路裝置、微型控制積體電路裝置、或上述之組合。
如第11圖所示,絕緣層416設置於重分佈線路層420的第一側420-1上,且接觸控制元件412。絕緣層416覆蓋控制元件412的背面412b,使控制元件412位於絕緣層416和重分佈線路層420之間。並且,控制元件412位於絕緣層416和微型發光二極體406、408、410之間。另外,絕緣層416具有暴露重分佈線路層420的開口(圖未顯示),用以將重分佈線路層420電性連接至外部電路(圖未顯示)。在一些實施例中,絕緣層416作為支撐層,其用以承載例如薄膜電晶體裝置的控制元件412。
如第11圖所示,微型發光二極體封裝結構500l的可撓性材料層450設置於重分佈線路層420的第二側420-2上,覆蓋且接觸重分佈線路層420、微型發光二極體406、408、410的側壁和背面406b、408b、410b、以及未被重分佈線路層420覆蓋的控制元件412。可撓性材料層450藉由控制元件412和重分佈線路層420與絕緣層416隔開。
第12圖為本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構500m的剖面示意圖,圖中與第1-11圖相同或相似之元件符號表示相同或相似之元件。如第12圖所示,微型發光二極體封裝結構500m與微型發光二極體封裝結構500l的不同處為微型發光二極體封裝結構500m還包括接近微型發光二極體406、408、410的電極406p、408p、410p且接觸重分佈線路層420的分散式布拉格反射鏡層440,以增加微型發光二極體封裝結構500m的發光效率。分散式布拉格反射鏡層440位於可撓性材料層450和絕緣層416之間,順應性覆蓋控制元件412和絕緣層416,且接觸重分佈線路層420的第一側420-1。另外,分散式布拉格反射鏡層440部分覆蓋控制元件412。
第13圖為本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構500n的剖面示意圖,圖中與第1-12圖相同或相似之元件符號表示相同或相似之元件。如第13圖所示,微型發光二極體封裝結構500n與微型發光二極體封裝結構500l的不同處為微型發光二極體封裝結構500n還包括設置於重分佈線路層420和可撓性材料層450之間的遮光層436,其可提高微型發光二極體封裝結構500n的對比度。如第13圖所示,遮光層436設置於重分佈線路層420的第二側420-2上,且順應性覆蓋重分佈線路層420。遮光層436接觸絕緣層416、重分佈線路層420和可撓性材料層450。遮光層436圍繞微型發光二極體406、408、410且覆蓋控制元件412。並且,遮光層436接近微型發光二極體406、408、410的電極406p、408p、410p。
第14圖為本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構500p的剖面示意圖,圖中與第1-13圖相同或相似之元件符號表示相同或相似之元件。如第14圖所示,微型發光二極體封裝結構500p與微型發光二極體封裝結構500l的不同處為微型發光二極體封裝結構500p還包括設置於重分佈線路層420的第一側420-1上的分散式布拉格反射鏡層440,以及設置於重分佈線路層420的第二側420-1上的遮光層436,其可同時提高微型發光二極體封裝結構500p的對比度和發光效率。如第14圖所示,接近微型發光二極體封裝結構500p邊緣和接近微型發光二極體406、408、410的電極406p、408p、410p的分散式布拉格反射鏡層440和遮光層436彼此接觸。
第15圖為本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構500的底視圖,其顯示分散式布拉格反射鏡層的面積(AD)與微型發光二極體封裝結構上表面的總面積(AT)之間的關係。第15圖同時顯示,重分佈線路層(包括重分佈線路層220、320、420)、微型發光二極體(包括微型發光二極體205、305、405)、控制元件(包括控制元件212、312、412)與分散式布拉格反射鏡層(包括分散式布拉格反射鏡層240、340、440)的配置關係,其中在微型發光二極體封裝結構500四個角落的部分重分佈線路層作為各個微型發光二極體的陽極和共用陰極與外部電路的電性連接部分,可視為微型發光二極體封裝結構500的接合墊。並且,位於微型發光二極體封裝結構500左上角的接合墊與各個微型發光二極體及控制元件之間寬度較窄的重分佈線路層部分可視為微型發光二極體封裝結構500的其中一條導線,其可將控制元件的接觸墊以及各個微型發光二極體的陰極同時連接至左上角的接合墊。此外,位於微型發光二極體封裝結構500右上角、右下角和左下角的三個接合墊各別與控制元件之間寬度較窄的重分佈線路層部分可視為微型發光二極體封裝結構500的其他不同導線。上述不同導線可將控制元件的接觸墊以及各個微型發光二極體的陽極分別連接至右上角、右下角和左下角的三個接合墊。如第15圖所示,在相對於微型發光二極體封裝結構500的出光面(例如出光面260、360、460)的底面的俯視圖中,分散式布拉格反射鏡層240、340、440的面積AD為微型發光二極體封裝結構500的總面積AT的10%至95%之間。若分散式布拉格反射鏡層的面積AD小於微型發光二極體封裝結構500的總面積AT的10%,則分散式布拉格反射鏡層無法完全將微型發光二極體向底面散射的光線反射至出光面,導致微型發光二極體封裝結構500的反射效果不佳。若分散式布拉格反射鏡層的面積AD大於微型發光二極體封裝結構500的總面積AT的95%,則難以在微型發光二極體封裝結構500的邊緣保留切割道及重分佈線路層與外部電路的電性連接部分的空間。
第16圖為本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構500的微型發光二極體(包括微型發光二極體205、305、405)的放大剖面示意圖,其顯示微型發光二極體205、305、405的示例結構及其背面205b、305b、405b的表面形貌。如第16圖所示。在微型發光二極體的製程中,可利用雷射剝離(laser lift-off, LLO)的方式,將生長基板(例如藍寶石基板)與其上形成的半導體磊晶堆疊結構(包括P型半導體層、N型半導體層及發光層)分離以製成尺寸為微米(μm)等級的微型發光二極體。因此,在微型發光二極體封裝結構500中的至少一個微型發光二極體205、305、405的背面205b、305b、405b(也可視為出光面)為粗糙面,可降低可撓性材料層(第1-14圖)與微型發光二極體205、305、405的背面205b、305b、405b之間的全反射(total internal reflection)所造成的損耗,從而提高微型發光二極體的出光率。
以下說明微型發光二極體封裝結構500的形成方法。為了方便說明,第17A-17K至31A-31C圖繪示一個微型發光二極體封裝結構(一個像素單元)的形成方法,但本揭露實施例並非以此為限。在一些其他的實施例中,發光二極體封裝結構500的形成方法可形成多個週期性排列的微型發光二極體封裝結構。
第17A-17K圖為形成如第1圖所示的本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構500a在不同階段的剖面示意圖。如第17A圖所示,首先,提供載板200。載板200用以承載後續轉移於載板200的表面201上的微型發光二極體和控制元件。在一些實施例中,載板200的材質包括玻璃、藍寶石、透明高分子或上述之組合。接著,塗佈黏著層204於載板200的表面201上。黏著層204用以將後續轉移於載板200上的微型發光二極體和控制元件黏附於載板200的表面201上。在一些實施例中,黏著層204 包括聚醯亞胺(polyimide,PI)、環氧樹脂(epoxy)、矽膠(silicone)等具黏著力且其與載板200的界面易於在後續移除製程(例如雷射剝離 (laser lift off,LLO))中被解離破壞之高分子材料。
接著,如第17B圖所示,將控制元件212設置於載板200的表面201上,且將多個微型發光二極體205(包括微型發光二極體206、208、210)轉移至載板200的表面201上。並且,控制元件212與微型發光二極體205並排設置。並且,控制元件212的背面212b和微型發光二極體206、208、210的背面206b、208b、210b連接黏著層204,而控制元件212的接觸墊212p和微型發光二極體206、208、210的電極206p、208p、210p遠離載板200和黏著層204。在一些實施例中,控制元件212和微型發光二極體205可藉由例如印章轉移(stamp transfer)、雷射轉移(laser transfer)等巨量轉移(mass transfer)方式於轉移至載板200上。
接著,如第17C圖所示,進行塗佈製程及後續的圖案化製程,形成絕緣層216於載板200上。在一些實施例中,絕緣層216圍繞且部分覆蓋控制元件212和微型發光二極體206、208、210。並且,絕緣層216具有多個開口216a、216b、216c、216d,以分別暴露控制元件212的接觸墊212p和微型發光二極體206、208、210的電極206p、208p、210p。
接著,如第17D圖所示,將控制元件212和微型發光二極體206、208、210轉移至載板200上之後,進行鍍覆製程及後續的圖案化製程,形成重分佈線路層220於控制元件212和微型發光二極體206、208、210上。重分佈線路層220穿過絕緣層216的開口216a、216b、216c、216d(第17C圖),並分別與控制元件212的接觸墊212p和微型發光二極體206、208、210的電極206p、208p、210p電性連接。如第17C圖所示,控制元件212和微型發光二極體206、208、210設置於重分佈線路層220的第一側220-1上。
接著,如第17E圖所示,形成重分佈線路層220之後,進行塗佈製程及後續的圖案化製程,形成絕緣層222覆蓋重分佈線路層220。絕緣層222具有暴露部分重分佈線路層220的開口222a,以定義後續焊墊的形成位置。
接著,如第17F圖所示,進行鍍覆製程及後續的圖案化製程,在絕緣層222上形成多個焊墊224。焊墊224穿過絕緣層222的開口222a(第17E圖)並電性連接至重分佈線路層220。
接著,如第17G圖所示,可利用貼膜機進行貼附製程,將薄膜層226貼附於重分佈線路層220的第二側220-2上。在一些實施例中,薄膜層226接觸焊墊224,而不接觸載板200。在一些實施例中,薄膜層226包括基材上塗佈一層黏著劑所構成的結構,例如紫外光解黏膠帶(UV tape),其基材材質包括環氧樹脂(epoxy)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride,PVC)、聚醯亞胺(polyimide,PI)、或上述之組合。
接著,如第17H圖所示,進行移除製程,從黏著層204移除載板200。在一些實施例中,移除製程包括雷射剝離(laser debonding)或其他適當的移除製程。
接著,如第17I圖所示,進行另一道移除製程,去除黏著層204,使控制元件212的背面212b和微型發光二極體206、208、210的背面206b、208b、210b從絕緣層216暴露出來,以提升微型發光二極體封裝結構的出光率。在一些實施例中,移除製程包括化學蝕刻、電漿蝕刻或其他適當的移除製程。
接著,如第17J圖所示,移除載板200和黏著層204之後,進行貼膜或塗佈製程,形成可撓性材料層250,覆蓋控制元件212和微型發光二極體206、208、210。在一些實施例中,可撓性材料層250接觸控制元件212的背面212b和微型發光二極體206、208、210的背面206b、208b、210b。
接著,如第17K圖所示,進行切割製程,從切割道252L切割可撓性材料層250和重分佈線路層220,以形成多個分離的微型發光二極體封裝結構。在一些實施例中,切割製程包括雷射切割、鑽石輪鋸割(dicing saw) 或其他適當的切割製程。最後,移除薄膜層226,形成如第1圖所示的微型發光二極體封裝結構500a。
在一些實施例中,可將控制元件212和微型發光二極體206、208、210直接設置於可撓性材料層上,以形成微型發光二極體封裝結構500a。第18A-18E圖為形成如第1圖所示的本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構500a在不同階段的剖面示意圖,圖中與第1-16、17A-17K圖相同或相似之元件符號表示相同或相似之元件。
如第18A圖所示,首先,提供可撓性材料層250。接著,如第18B圖所示,將控制元件212設置於可撓性材料層250上,且將多個微型發光二極體微型發光二極體205(包括微型發光二極體206、208、210)巨量轉移至可撓性材料層250上,使控制元件212的背面212b和微型發光二極體206、208、210的多個背面206b、208b、210b接觸可撓性材料層250。控制元件212和微型發光二極體206、208、210與可撓性材料層250之間的界面251遠離控制元件212的接觸墊212p和微型發光二極體206、208、210的電極206p、208p、210p。
接著,如第18C圖所示,進行塗佈製程及後續的圖案化製程,形成絕緣層216於可撓性材料層250上。絕緣層216圍繞控制元件212和微型發光二極體206、208、210。絕緣層216的多個開口216a、216b、216c、216d分別暴露控制元件212的接觸墊212p和微型發光二極體206、208、210的電極206p、208p、210p。
接著,如第18D圖所示,進行鍍覆製程及後續的圖案化製程,形成重分佈線路層220於控制元件212和微型發光二極體206、208、210上。重分佈線路層220穿過絕緣層216的開口216a、216b、216c、216d(第18C圖),並分別與控制元件212的接觸墊212p和微型發光二極體206、208、210的電極206p、208p、210p電性連接。
如第18E圖所示,形成重分佈線路層220之後,進行塗佈製程及後續的圖案化製程,形成絕緣層222覆蓋重分佈線路層220。絕緣層222具有暴露部分重分佈線路層220的開口222a,以定義後續焊墊的形成位置。
接著,如第1圖所示,進行鍍覆製程及後續的圖案化製程,形成多個焊墊224,穿過絕緣層222並電性連接至重分佈線路層220。經過上述製程之後,形成如第1圖所示的微型發光二極體封裝結構500a。
第19A-19J圖為形成如第2圖所示的本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構500b在不同階段的剖面示意圖,圖中與第1-16、17A-17K、18A-18E圖相同或相似之元件符號表示相同或相似之元件。
如第19A圖所示,進行如第17A、17B圖所示製程(或進行第18A圖所示製程)之後,以旋轉塗佈或模鑄等方式,形成遮光層236於載板200上。遮光層236圍繞控制元件212和微型發光二極體206、208、210。
接著,如第19B圖所示,進行類似第17C圖所示的製程,形成絕緣層216於遮光層236上。在一些實施例中,絕緣層216圍繞控制元件212和微型發光二極體206、208、210且覆蓋遮光層236。
接著,如第19C-19G圖所示,依序進行類似第17D-17H圖所示的製程,形成重分佈線路層220於控制元件212和微型發光二極體206、208、210上,接著形成絕緣層222覆蓋重分佈線路層220,然後在絕緣層222上形成多個焊墊224電性連接至重分佈線路層220,之後將薄膜層226貼附於重分佈線路層220的第二側220-2上,接著從黏著層204移除載板200。
接著,如第19H圖所示,進行類似第17I圖所示的製程,去除黏著層204,使控制元件212的背面212b和微型發光二極體206、208、210的背面206b、208b、210b從遮光層236暴露出來。
接著,如第19I圖所示,進行類似第17J圖所示的製程,形成可撓性材料層250,覆蓋遮光層236、控制元件212的背面212b和微型發光二極體206、208、210的背面206b、208b、210b。
接著,如第19J圖所示,進行類似第17K圖所示的製程,從切割道252L切割遮光層236、可撓性材料層250和重分佈線路層220,以形成多個分離的微型發光二極體封裝結構。最後,移除薄膜層226,形成如第2圖所示的微型發光二極體封裝結構500b。微型發光二極體封裝結構500b在形成絕緣層216和重分佈線路層220之前形成遮光層236。遮光層236形成於重分佈線路層220和可撓性材料層250之間,且圍繞控制元件212和微型發光二極體206、208、210。
第20A-20I圖為形成如第3圖所示的本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構500c在不同階段的剖面示意圖,圖中與第1-16、17A-17K、18A-18E、19A-19J圖相同或相似之元件符號表示相同或相似之元件。
如第20A圖所示,進行如第17A、17B所示製程(或進行第18A所示製程)之後,進行類似第19A圖所示的製程以及後續的圖案化製程,形成遮光層246於載板200上。遮光層246圍繞且部分覆蓋控制元件212和微型發光二極體206、208、210。並且,遮光層246具有多個開口(圖未顯示),以分別暴露控制元件212的接觸墊212p和微型發光二極體206、208、210的電極206p、208p、210p。
接著,如第20B圖所示,進行類似第17D圖所示的製程,形成重分佈線路層220於遮光層246、控制元件212和微型發光二極體206、208、210上。
接著,如第20C-20F圖所示,依序進行類似第17E-17H圖所示的製程,形成絕緣層222覆蓋重分佈線路層220,接著在絕緣層222上形成多個焊墊224,然後將薄膜層226貼附於重分佈線路層220的第二側220-2上,之後從黏著層204移除載板200。
接著,如第20G圖所示,進行類似第17I圖所示的製程,去除黏著層204,使控制元件212的背面212b和微型發光二極體206、208、210的背面206b、208b、210b從遮光層246暴露出來。
接著,如第20H圖所示,進行類似第17J圖所示的製程,形成可撓性材料層250,覆蓋遮光層246、控制元件212的背面212b和微型發光二極體206、208、210的背面206b、208b、210b。
接著,如第20I圖所示,進行類似第17K圖所示的製程,從切割道252L切割可撓性材料層250和重分佈線路層220,以形成多個分離的微型發光二極體封裝結構。最後,移除薄膜層226,形成如第3圖所示的微型發光二極體封裝結構500c。微型發光二極體封裝結構500c在形成重分佈線路層220之前形成遮光層246。遮光層246形成於重分佈線路層220和可撓性材料層250之間,且圍繞控制元件212和微型發光二極體206、208、210。
第21A-21I圖為形成如第4圖所示的本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構500d在不同階段的剖面示意圖,圖中與第1-16、17A-17K、18A-18E、19A-19J、20A-20I圖相同或相似之元件符號表示相同或相似之元件。
如第21A圖所示,進行如第17A、17B所示製程(或進行第18A所示製程)之後,進行沉積製程及後續的圖案化製程,在微型發光二極體206、208、210上形成分散式布拉格反射鏡層240。分散式布拉格反射鏡層240從微型發光二極體206、208、210的側壁延伸接近電極206p、208p、210p。並且,分散式布拉格反射鏡層240具有多個開口240a、240b、240c,以分別暴露控制元件212的接觸墊212p和微型發光二極體206、208、210的電極206p、208p、210p。
接著,如第21B圖所示,依序進行類似第17C、17D圖所示的製程,形成絕緣層216於載板200和分散式布拉格反射鏡層240上,且圍繞分散式布拉格反射鏡層240、控制元件212和微型發光二極體206、208、210。並且,形成重分佈線路層220於絕緣層216、分散式布拉格反射鏡層240、控制元件212和微型發光二極體206、208、210上,且重分佈線路層220接觸分散式布拉格反射鏡240。
接著,如第21C-21G圖所示,依序進行類似第17E-17I圖所示的製程,在重分佈線路層220上形成絕緣層222和焊墊224,然後於重分佈線路層220的第二側220-2上貼附薄膜層226,之後從黏著層204移除載板200,接著去除黏著層204,使控制元件212的背面212b和微型發光二極體206、208、210的背面206b、208b、210b從絕緣層216和分散式布拉格反射鏡240暴露出來。
接著,如第21H圖所示,進行類似第17J圖所示的製程,形成可撓性材料層250,覆蓋分散式布拉格反射鏡240、控制元件212的背面212b和微型發光二極體206、208、210的背面206b、208b、210b。
接著,如第21I圖所示,進行類似第17K圖所示的製程,從切割道252L切割可撓性材料層250和重分佈線路層220,以形成多個分離的微型發光二極體封裝結構。最後,移除薄膜層226,形成如第4圖所示的微型發光二極體封裝結構500d。微型發光二極體封裝結構500d在形成重分佈線路層220之前形成分散式布拉格反射鏡240。分散式布拉格反射鏡240形成於重分佈線路層220和可撓性材料層250之間,且圍繞控制元件212和微型發光二極體206、208、210。
第22A-22I圖為形成如第5圖所示的本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構500e在不同階段的剖面示意圖,圖中與第1-16、17A-17K、18A-18E、19A-19J、20A-20I、21A-21I圖相同或相似之元件符號表示相同或相似之元件。
如第22A圖所示,依序進行如第17A、17B所示製程(或進行第18A所示製程)之後,進行如第21A圖所示製程,在微型發光二極體206、208、210上形成分散式布拉格反射鏡層240。接著,進行如第19A圖所示製程,形成遮光層236於載板200上。且圍繞布拉格反射鏡層240、控制元件212和微型發光二極體206、208、210。
接著,如第22B-22G圖所示,依序進行類似第17C-17I圖所示的製程,在遮光層236和分散式布拉格反射鏡240上形成絕緣層216,之後在絕緣層216上形成重分佈線路層220,接著在重分佈線路層220上依序形成絕緣層222和焊墊224,然後於重分佈線路層220的第二側220-2上貼附薄膜層226,之後從黏著層204移除載板200,接著去除黏著層204,使控制元件212的背面212b和微型發光二極體206、208、210的背面206b、208b、210b從遮光層236和分散式布拉格反射鏡240暴露出來。
接著,如第22H圖所示,進行類似第17J圖所示的製程,形成可撓性材料層250,覆蓋遮光層236、分散式布拉格反射鏡240、控制元件212的背面212b和微型發光二極體206、208、210的背面206b、208b、210b。
接著,如第22I圖所示,進行類似第17K圖所示的製程,從切割道252L切割遮光層236、可撓性材料層250和重分佈線路層220,以形成多個分離的微型發光二極體封裝結構。最後,移除薄膜層226,形成如第5圖所示的微型發光二極體封裝結構500e。微型發光二極體封裝結構500e在形成重分佈線路層220之前形成遮光層236和分散式布拉格反射鏡240,遮光層236和分散式布拉格反射鏡240形成於重分佈線路層220和可撓性材料層250之間,且圍繞控制元件212和微型發光二極體206、208、210。
第23A-23H圖為形成如第6圖所示的本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構500f在不同階段的剖面示意圖,圖中與第1-16、17A-17K、18A-18E、19A-19J、20A-20I、21A-21I、22A-22I圖相同或相似之元件符號表示相同或相似之元件。
如第23A圖所示,依序進行如第17A、17B所示製程(或進行第18A所示製程),接著進行如第21A所示製程之後,進行如第20A圖所示製程,形成遮光層246於載板200上。遮光層246圍繞分散式布拉格反射鏡240、控制元件212和微型發光二極體206、208、210。接著,進行類似第17D圖所示的製程,形成重分佈線路層220於遮光層246、分散式布拉格反射鏡240、控制元件212和微型發光二極體206、208、210上。
接著,如第23B-23F圖所示,依序進行類似第17E -17I圖所示的製程,在重分佈線路層220上依序形成絕緣層222和焊墊224,然後於重分佈線路層220的第二側220-2上貼附薄膜層226,之後從黏著層204移除載板200,接著去除黏著層204,使控制元件212的背面212b和微型發光二極體206、208、210的背面206b、208b、210b從遮光層246和分散式布拉格反射鏡240暴露出來。
接著,如第23G圖所示,進行類似第17J圖所示的製程,形成可撓性材料層250,覆蓋遮光層246、分散式布拉格反射鏡240、控制元件212的背面212b和微型發光二極體206、208、210的背面206b、208b、210b。
接著,如第23H圖所示,進行類似第17K圖所示的製程,從切割道252L切割遮光層246、可撓性材料層250和重分佈線路層220,以形成多個分離的微型發光二極體封裝結構。最後,移除薄膜層226,形成如第6圖所示的微型發光二極體封裝結構500f。微型發光二極體封裝結構500f在形成重分佈線路層220之前形成遮光層246和分散式布拉格反射鏡240。遮光層246和分散式布拉格反射鏡240形成於重分佈線路層220和可撓性材料層250之間,且圍繞控制元件212和微型發光二極體206、208、210。
第24A-24H圖為形成如第7圖所示的本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構500g在不同階段的剖面示意圖,圖中與第1-16、17A-17K、18A-18E、19A-19J、20A-20I、21A-21I、22A-22I、23A-23H圖相同或相似之元件符號表示相同或相似之元件。
如第24A圖所示,首先,提供載板300。在一些實施例中,載板200、300包括相同或類似的材質。接著,塗佈黏著層304於載板300的表面301上。在一些實施例中,黏著層204、304包括相同或類似的材質。
接著,如第24B圖所示,可藉由例如印章轉移(stamp transfer)、雷射轉移(laser transfer)等巨量轉移(mass transfer)方式,將控制元件312設置於載板300的表面301上。之後,進行移除製程,去除未被控制元件312覆蓋的黏著層304。在控制元件312的背面312b和載板300之間剩餘的黏著層標示為黏著層304R。在一些實施例中,移除製程包括化學蝕刻、電漿蝕刻或其他適當的移除製程。
接著,如第24C圖所示,將控制元件312設置於載板300上之後,進行塗佈製程及後續的圖案化製程,形成絕緣層316覆蓋載板300和控制元件312。絕緣層316可順應性覆蓋且圍繞控制元件312。並且,絕緣層316具有開口316a以暴露控制元件312的接觸墊312p。
接著,如第24D圖所示,將控制元件312設置於載板300上之後,進行鍍覆製程及後續的圖案化製程,形成重分佈線路層320於控制元件312上。重分佈線路層320部分覆蓋絕緣層316,且穿過絕緣層316的開口316a(第24C圖)與控制元件312的接觸墊312p電性連接。如第24D圖所示,控制元件312設置於重分佈線路層320的第一側320-1上。
接著,如第24E圖所示,形成重分佈線路層320之後,將多個微型發光二極體305(包括微型發光二極體306、308、310)轉移至載板300的表面301上。控制元件312與微型發光二極體305並排設置。並且,微型發光二極體305設置於重分佈線路層320的第二側320-2上。如第24E圖所示,微型發光二極體306、308、310的電極306p、308p、310p電性連接重分佈線路層320。並且,控制元件312的接觸墊312p和微型發光二極體306、308、310的背面306b、308b、310b遠離載板300。在一些實施例中,微型發光二極體205、305具有相同或類似的配置和轉移方式。
接著,如第24F圖所示,進行貼膜或塗佈製程,形成可撓性材料層350,覆蓋控制元件312和微型發光二極體306、308、310。在一些實施例中,可撓性材料層350接觸微型發光二極體306、308、310的背面306b、308b、310b,且藉由絕緣層316和重分佈線路層320與控制元件312隔開。
接著,如第24G圖所示,可利用貼膜機進行貼附製程,將薄膜層326貼附於重分佈線路層320的第二側320-2上。在一些實施例中,薄膜層326接觸可撓性材料層350,而不接觸載板300。在一些實施例中,薄膜層226、326具有相同或類似的材料。接著,進行移除製程,從黏著層304R移除載板300。在一些實施例中,移除製程包括雷射剝離(laser debonding)或其他適當的移除製程。
接著,如第24H圖所示,對絕緣層316進行圖案化製程,於絕緣層316中形成暴露出部分重分佈線路層320的開口316b、316c,以將重分佈線路層320電性連接至外部電路。然後,進行切割製程,從切割道352L切割可撓性材料層350和重分佈線路層320,以形成多個分離的微型發光二極體封裝結構。在一些實施例中,切割製程包括雷射切割、鑽石輪鋸割(dicing saw) 或其他適當的切割製程。最後,移除薄膜層326,形成如第7圖所示的微型發光二極體封裝結構500g。相較於微型發光二極體封裝結構500a-500f,微型發光二極體封裝結構500g的形成方法,包括將控制元件312設置於載板300上之後形成重分佈線路層320,且在形成該重分佈線路層320之後將微型發光二極體305轉移至載板300上。在形成重分佈線路層320之前,形成絕緣層316覆蓋載板300和控制元件312。另外,在移除載板300之前,形成可撓性材料層350。
第25A-25D圖為形成如第8圖所示的本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構500h在不同階段的剖面示意圖,圖中與第1-16、17A-17K、18A-18E、19A-19J、20A-20I、21A-21I、22A-22I、23A-23H、24A-24H圖相同或相似之元件符號表示相同或相似之元件。
如第25A圖所示,依序進行類似第24A-24E圖所示製程之後,進行塗佈製程,形成遮光層336順應性覆蓋重分佈線路層320,且圍繞微型發光二極體306、308、310。
接著,如第25B-25D圖所示,依序進行類似第24F-24H所示製程,形成可撓性材料層350覆蓋遮光層336、控制元件312和微型發光二極體306、308、310,接著將薄膜層326貼附於重分佈線路層320的第二側320-2上,然後從黏著層304R移除載板300,之後從切割道352L切割可撓性材料層350和重分佈線路層320,以形成多個分離的微型發光二極體封裝結構。最後,移除薄膜層326,形成如第8圖所示的微型發光二極體封裝結構500h。相較於微型發光二極體封裝結構500g,微型發光二極體封裝結構500h在形成重分佈線路層320且將微型發光二極體305巨量轉移至載板300上之後形成遮光層336。遮光層336形成於重分佈線路層320和可撓性材料層350之間,且圍繞微型發光二極體305。
第26A-26G圖為形成如第9圖所示的本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構500i在不同階段的剖面示意圖,圖中與第1-16、17A-17K、18A-18E、19A-19J、20A-20I、21A-21I、22A-22I、23A-23H、24A-24H、25A-25D圖相同或相似之元件符號表示相同或相似之元件。
如第26A圖所示,依序進行類似第24A-24C圖所示製程之後,進行鍍覆製程,形成多個焊墊324於絕緣層316上。焊墊324用以將後續形成於其上的重分佈線路層320電性連接至外部電路。
接著,如第26B圖所示,進行沉積製程及後續的圖案化製程,形成分散式布拉格反射鏡層340於絕緣層316上。並且,分散式布拉格反射鏡層340具有多個開口340a、340b、340c,以分別暴露控制元件312的接觸墊312p和焊墊324。
接著,如第26C-26G圖所示,依序進行類似第24D-24H所示製程,形成重分佈線路層320於分散式布拉格反射鏡層340和控制元件312上,接著將多個微型發光二極體305轉移至載板320上,形成可撓性材料層350覆蓋分散式布拉格反射鏡層340、控制元件312和微型發光二極體306、308、310,接著將薄膜層326貼附於重分佈線路層320的第二側320-2上,然後從黏著層304R移除載板300,之後從切割道352L切割可撓性材料層350和重分佈線路層320,以形成多個分離的微型發光二極體封裝結構。最後,移除薄膜層326,形成如第9圖所示的微型發光二極體封裝結構500i。相較於微型發光二極體封裝結構500g,微型發光二極體封裝結構500i在形成該重分佈線路層320之前形成接近微型發光二極體306、308、310的多個電極306p、308p、310p的分散式布拉格反射鏡層340,且重分佈線路層320接觸分散式布拉格反射鏡層340。
第27A-27D圖為形成如第10圖所示的本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構500k在不同階段的剖面示意圖,圖中與第1-16、17A-17K、18A-18E、19A-19J、20A-20I、21A-21I、22A-22I、23A-23H、24A-24H、25A-25D、26A-26G圖相同或相似之元件符號表示相同或相似之元件。
如第27A圖所示,在依序進行類似第24A-24C、26A-26D圖所示製程之後,進行類似第25A所示製程,形成遮光層336順應性覆蓋重分佈線路層320和分散式布拉格反射鏡層340,且圍繞微型發光二極體306、308、310。
接著,如第27B-27D圖所示,依序進行類似第24F-24H所示製程,形成可撓性材料層350覆蓋遮光層336、分散式布拉格反射鏡層340、控制元件312和微型發光二極體306、308、310,接著將薄膜層326貼附於重分佈線路層320的第二側320-2上,然後從黏著層304R移除載板300,之後從切割道352L切割遮光層336、分散式布拉格反射鏡層340、可撓性材料層350和重分佈線路層320,以形成多個分離的微型發光二極體封裝結構。最後,移除薄膜層326,形成如第10圖所示的微型發光二極體封裝結構500k。相較於微型發光二極體封裝結構500g,微型發光二極體封裝結構500k在形成重分佈線路層320之前形成布拉格反射鏡層340。並且,形成重分佈線路層320且將微型發光二極體305巨量轉移至載板300上之後,形成遮光層336。
第28A-28F圖為形成如第11圖所示的本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構在500l不同階段的剖面示意圖,圖中與第1-16、17A-17K、18A-18E、19A-19J、20A-20I、21A-21I、22A-22I、23A-23H、24A-24H、25A-25D、26A-26G、27A-27D圖相同或相似之元件符號表示相同或相似之元件。
如第28A圖所示,首先,提供載板400。在一些實施例中,載板200、300、400包括相同或類似的材質。接著,塗佈黏著層404於載板400的表面401上。在一些實施例中,黏著層204、304、404包括相同或類似的材質。在一些實施例中,載板400上可不塗佈黏著層404。
接著,如第28B圖所示,進行塗佈製程及後續的圖案化製程,形成絕緣層416覆蓋載板400的表面401。絕緣層416作為控制元件412的支撐層,其具有開口416a、416b以定義後續形成於其上的重分佈線路層420與外部電路的連接部分。形成絕緣層416之後,將控制元件412設置於絕緣層416上。在一些實施例中,控制元件412的背面412b接觸絕緣層416。
接著,如第28C圖所示,將控制元件412設置於載板400上之後,進行鍍覆製程及後續的圖案化製程,形成重分佈線路層420於控制元件412上。重分佈線路層420部分覆蓋絕緣層416,且穿過絕緣層416的開口416a、416b(第28B圖)與控制元件412電性連接。如第28C圖所示,控制元件412設置於重分佈線路層320的第一側420-1上。
接著,如第28D圖所示,形成重分佈線路層420之後,將多個微型發光二極體405(包括微型發光二極體406、408、410)巨量轉移至控制元件412的正上方。並且,微型發光二極體405設置於重分佈線路層420的第二側420-2上。如第28D圖所示,微型發光二極體406、408、410的電極406p、408p、410p電性連接重分佈線路層420。並且,微型發光二極體406、408、410的背面406b、408b、410b遠離載板400。在一些實施例中,微型發光二極體205、305、405具有相同或類似的配置和轉移方式。
接著,如第28E圖所示,進行貼膜或塗佈製程,形成可撓性材料層450,覆蓋控制元件412和微型發光二極體406、408、410。在一些實施例中,可撓性材料層450接觸微型發光二極體406、408、410的背面406b、408b、410b,且藉由重分佈線路層420與控制元件412隔開。
接著,如第28F圖所示,進行移除製程,從黏著層404移除載板400。在一些實施例中,移除製程包括雷射剝離(laser debonding)或其他適當的移除製程。接著,進行切割製程,從切割道452L切割可撓性材料層450和重分佈線路層420,以形成多個分離的微型發光二極體封裝結構。在一些實施例中,切割製程包括雷射切割、鑽石輪鋸割(dicing saw) 或其他適當的切割製程。最後形成如第11圖所示的微型發光二極體封裝結構500l。相較於微型發光二極體封裝結構500a-500i、500k,微型發光二極體封裝結構500l的形成方法包括將控制元件412設置於載板400上之後形成重分佈線路層420,且在形成該重分佈線路層420之後將微型發光二極體405轉移至控制元件412的正上方。在設置控制元件412之前,形成絕緣層416覆蓋載板400。另外,在移除載板400之前,形成可撓性材料層450。
第29A-29E圖為形成如第12圖所示的本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構500m在不同階段的剖面示意圖,圖中與第1-16、17A-17K、18A-18E、19A-19J、20A-20I、21A-21I、22A-22I、23A-23H、24A-24H、25A-25D、26A-26G、27A-27D、28A-28F圖相同或相似之元件符號表示相同或相似之元件。
如第29A圖所示,在依序進行類似第28A、28B圖所示製程之後,進行沉積製程及後續的圖案化製程,形成分散式布拉格反射鏡層440於絕緣層416上。並且,分散式布拉格反射鏡層440具有對應於開口416a、416b及後續轉移於其上的微型發光二極體405的電極位置的多個開口(圖未顯示),以供後續形成的重分佈線路層420穿過上述開口以將控制元件412、微型發光二極體405電性連接至外部電路。
接著,如第29B-29E圖所示,依序進行類似第28C-28F圖所示製程,形成重分佈線路層420於分散式布拉格反射鏡層440和控制元件412上,接著將多個微型發光二極體405(包括微型發光二極體406、408、410)巨量轉移至控制元件412的正上方,然後形成可撓性材料層450,覆蓋分散式布拉格反射鏡層440、控制元件412和微型發光二極體406、408、410,之後從黏著層404移除載板400,接著從切割道452L切割分散式布拉格反射鏡層440、可撓性材料層450和重分佈線路層420,最後形成如第12圖所示的微型發光二極體封裝結構500m。相較於微型發光二極體封裝結構500l,微型發光二極體封裝結構500m在形成該重分佈線路層420之前,形成接近微型發光二極體406、408、410的多個電極406p、408p、410p的分散式布拉格反射鏡層440,且重分佈線路層420接觸分散式布拉格反射鏡層440。
第30A-30C圖為形成如第13圖所示的本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構500n在不同階段的剖面示意圖,圖中與第1-16、17A-17K、18A-18E、19A-19J、20A-20I、21A-21I、22A-22I、23A-23H、24A-24H、25A-25D、26A-26G、27A-27D、28A-28F、29A-29E圖相同或相似之元件符號表示相同或相似之元件。
如第30A圖所示,在依序進行類似第28A-28D圖所示製程之後,進行塗佈製程,形成遮光層436順應性覆蓋重分佈線路層420和控制元件412,且圍繞微型發光二極體406、408、410。
接著,如第30B、30C圖所示,依序進行類似第28E、28F圖所示製程,形成可撓性材料層450,覆蓋遮光層436、控制元件412和微型發光二極體406、408、410,之後從黏著層404移除載板400,接著從切割道452L切割遮光層436、可撓性材料層450和重分佈線路層420,最後形成如第13圖所示的微型發光二極體封裝結構500n。相較於微型發光二極體封裝結構500l,微型發光二極體封裝結構500n在形成該重分佈線路層420且將微型發光二極體405巨量轉移至載板400上之後,形成遮光層436。
第31A-31C圖為形成如第14圖所示的本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構500p在不同階段的剖面示意圖,圖中與第1-16、17A-17K、18A-18E、19A-19J、20A-20I、21A-21I、22A-22I、23A-23H、24A-24H、25A-25D、26A-26G、27A-27D、28A-28F、29A-29E、30A-30C圖相同或相似之元件符號表示相同或相似之元件。
如第31A圖所示,在依序進行類似第28A、28B、29A-29C圖所示製程之後,進行類似第30A所示製程,形成遮光層436順應性覆蓋分散式布拉格反射鏡層440、重分佈線路層420和控制元件412,且圍繞微型發光二極體406、408、410。
接著,如第31B、31C圖所示,依序進行類似第28E、28F圖所示製程,形成可撓性材料層450,覆蓋遮光層436、分散式布拉格反射鏡層440、控制元件412和微型發光二極體406、408、410,之後從黏著層404移除載板400,接著從切割道452L切割遮光層436、分散式布拉格反射鏡層440、可撓性材料層450和重分佈線路層420,最後形成如第14圖所示的微型發光二極體封裝結構500p。相較於微型發光二極體封裝結構500l,微型發光二極體封裝結構500p在形成該重分佈線路層420之前,形成接近微型發光二極體406、408、410的多個電極406p、408p、410p的分散式布拉格反射鏡層440。並且,在形成重分佈線路層420且將微型發光二極體405巨量轉移至載板400上之後,形成遮光層436。
本發明實施例的微型發光二極體封裝結構及其形成方法可將控制元件和多個微型發光二極體整合在同一封裝結構中成為可各別/獨立地控制的像素封裝體。微型發光二極體封裝結構包括重分佈線路層、控制元件和多個微型發光二極體以及可撓性材料層。控制元件和微型發光二極體設置於重分佈線路層上並與重分佈線路層電性連接。可撓性材料層覆蓋控制元件和微型發光二極體,其中微型發光二極體接觸可撓性材料層。在一些實施例中,微型發光二極體封裝結構更包括接近微型發光二極體的電極且接觸重分佈線路層的分散式布拉格反射鏡層,以增加微型發光二極體封裝結構的發光效率。在一些實施例中,微型發光二極體封裝結構更包括設置於重分佈線路層和可撓性材料層之間的遮光層,其可提高微型發光二極體封裝結構的對比度。在一些實施例中,控制元件和微型發光二極體可設置於重分佈線路層的同一側或相對側。或者,微型發光二極體可設置於例如為薄膜電晶體裝置的控制元件的正上方,以進一步微縮微型發光二極體封裝結構的尺寸。本發明實施例的微型發光二極體封裝結構可進一步縮小封裝結構體積,以應用於小間距的顯示器,例如穿戴式顯示裝置或特殊圖騰式微光源。
雖然本發明以前述之實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可做些許之更動與潤飾。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
200,300,400:載板
201,301,401:表面
204,304,304R,404:黏著層
205,206,208,210,305,306,308,310,405,406,408,410:微型發光二極體
205b,206b,208b,210b,212b,305b,306b,308b,310b,405b,406b,408b,410b,412b:背面
206p,208p,210p,306p,308p,310p,406p,408p,410p:電極
212,312,412:控制元件
212p,312p:接觸墊
216,222,316:絕緣層
216a,216b,216c,216d,222a,240a,240b,240c,316a,316b,316c,340a,340b,340c,416a,416b:開口
220,320,420:重分佈線路層
220-1,320-1,420-1:第一側
220-2,320-2,420-2:第二側
224,324:焊墊
226,326:薄膜層
236,246,336,436:遮光層
240,340,440:分散式布拉格反射鏡層
250,350,450:可撓性材料層
251:界面
252L,352L,452L:切割道
260,360,460:出光面
500a,500b,500c,500d,500e,500f,500g,500h,500i,500k,500l,500m,500n,500p:微型發光二極體封裝結構
AD:面積
AT:總面積
當與所附圖式一起閱讀時,從以下詳細描述中可以更加理解本發明實施例的觀點。應注意的是,依據在業界的標準做法,各種特徵並未按照比例繪製且僅用以說明例示。事實上,可任意地放大或縮小元件的尺寸,以清楚地表現出本發明實施例的特徵。
第1-14圖為本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構的剖面示意圖。
第15圖為本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構的一底視圖,其顯示分散式布拉格反射鏡層的面積(AD)與微型發光二極體封裝結構的總面積(AT)之間的關係。
第16圖為本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構的微型發光二極體的剖面示意圖,其顯示微型發光二極體背面的表面形貌。
第17A-17K圖為形成如第1圖所示的本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構在不同階段的剖面示意圖。
第18A-18E圖為形成如第1圖所示的本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構在不同階段的剖面示意圖。
第19A-19J圖為形成如第2圖所示的本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構在不同階段的剖面示意圖。
第20A-20I圖為形成如第3圖所示的本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構在不同階段的剖面示意圖。
第21A-21I圖為形成如第4圖所示的本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構在不同階段的剖面示意圖。
第22A-22I圖為形成如第5圖所示的本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構在不同階段的剖面示意圖。
第23A-23H圖為形成如第6圖所示的本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構在不同階段的剖面示意圖。
第24A-24H圖為形成如第7圖所示的本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構在不同階段的剖面示意圖。
第25A-25D圖為形成如第8圖所示的本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構在不同階段的剖面示意圖。
第26A-26G圖為形成如第9圖所示的本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構在不同階段的剖面示意圖。
第27A-27D圖為形成如第10圖所示的本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構在不同階段的剖面示意圖。
第28A-28F圖為形成如第11圖所示的本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構在不同階段的剖面示意圖。
第29A-29E圖為形成如第12圖所示的本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構在不同階段的剖面示意圖。
第30A-30C圖為形成如第13圖所示的本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構在不同階段的剖面示意圖。
第31A-31C圖為形成如第14圖所示的本揭露一些實施例之微型發光二極體封裝結構在不同階段的剖面示意圖。
205,206,208,210:微型發光二極體
206b,208b,210b,212b:背面
206p,208p,210p:電極
212:控制元件
212p:接觸墊
216,222:絕緣層
220:重分佈線路層
220-1:第一側
220-2:第二側
224:焊墊
250:可撓性材料層
251:界面
260:出光面
500a:微型發光二極體封裝結構
Claims (10)
- 一種微型發光二極體封裝結構,包括: 一重分佈線路層; 一控制元件和多個微型發光二極體,設置於該重分佈線路層上並與該重分佈線路層電性連接;以及 一可撓性材料層,覆蓋該控制元件和該些微型發光二極體;其中該些微型發光二極體接觸該可撓性材料層。
- 如請求項1之微型發光二極體封裝結構,其中該控制元件包括一微型驅動積體電路裝置、一微型控制積體電路裝置、一薄膜電晶體裝置或上述之組合。
- 如請求項1之微型發光二極體封裝結構,其中該些微型發光二極體包含多個電極,且該重分佈線路層接觸該些電極,且其中該些微型發光二極體分別具有遠離該些電極的一背面,該可撓性材料層接觸該些微型發光二極體的該些背面。
- 如請求項3之微型發光二極體封裝結構,其中該些微型發光二極體中的至少一個該微型發光二極體的該背面為一粗糙面。
- 如請求項1之微型發光二極體封裝結構,更包括: 一遮光層,設置於該重分佈線路層和該可撓性材料層之間,且圍繞該些微型發光二極體。
- 如請求項3之微型發光二極體封裝結構,更包括: 一分散式布拉格反射鏡層,接近該些微型發光二極體的該些電極,且接觸該重分佈線路層。
- 如請求項6之微型發光二極體封裝結構,其中在一俯視圖中,該分散式布拉格反射鏡層的一面積為該微型發光二極體封裝結構的一上表面的一總面積的10%至95%之間。
- 如請求項1之微型發光二極體封裝結構,其中該重分佈線路層包含一第一側,且該控制元件和該些微型發光二極體設置於該第一側上。
- 如請求項3之微型發光二極體封裝結構,其中該控制元件具有一背面與一接觸墊,且該背面遠離該接觸墊;其中該控制元件的該背面與該些微型發光二極體的該些背面齊平。
- 如請求項1之微型發光二極體封裝結構,更包括: 一第一絕緣層,設置於該重分佈線路層和該可撓性材料層之間,且圍繞該控制元件和該些微型發光二極體。
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