TW202341522A - 微發光二極體及其製備方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種微發光二極體及其製備方法，該微發光二極體包含有一基板、多數個發光二極體晶元，一架橋層、多數個量子點層及一隔絕矩陣，其中該多數個量子點層係以噴墨的方式設置於架橋層上且分別覆蓋其中多數個發光二極體晶元，而可將所覆蓋發光二極體晶元所發出的藍光轉換成紅光或綠光，而使一個未覆蓋量子點層的發光二極體晶元與一個覆蓋可轉換紅光量子點層的發光二極體晶元及一個覆蓋可轉換綠光量子點層的發光二極體晶元共同組成一個像素點，而藉此構成一種可快速製造且節省材料以降低成本之微發光二極體者。
Description
本發明涉及一種微發光二極體，尤是涉及透過噴墨製程製備的微發光二極體者。
發光二極體(light-emitting diode,LED)現已廣泛運用於照明發光等各個領域中，且為目前液晶電視或螢幕的主要光源，而為縮小發光二極體的體積，目前亦有晶體尺寸小至0.1毫米的微發光二極體(Micro LED)的技術，一般現有微發光二極體在製造時，請配合參看圖5，主要係於一基板40上形成有可發出藍光的發光二極體晶元42，再利用量子點色轉換技術於基板40上形成有一覆蓋所有的發光二極體晶元42上的紅色量子點層(quantum dots)。再利用曝光顯影及蝕刻的方法，讓部份晶元上形成一紅色的量子點44，如此該發光二極體晶元42所發出的藍光將轉換成紅色，然後再於基板40上形成一層綠色的量子點層，再利用曝光顯影及蝕刻的方法，於另外部份發光二極體晶元上形成一綠色的量子點442，最後再於各發光二極體晶元42間形成一黑色的隔絕矩陣46，以避免各發光二極體晶元42的色光彼此干擾，如此由藍、紅及綠三個點即可形成一組的像素點。
然而此種現有微發光二極體的製造方法需經過多次的曝光顯影及蝕刻程序，不僅製造時程較長，製造效率慢，且紅色及綠色量子點層係先形成
於所有的發光二極體晶元42上，再以曝光顯影及蝕刻方式去除不需要的部份，而留下需要的量子點44,442，因此在材料的使用上會造成無謂的浪費，且量子點材料成本高，故現有的微發光二極體的製造成本高昂，實有進一步改良之必要。
因此，本發明人有鑑於現有微發光二極體製造方法之問題與缺失，特經過不斷的試驗與研究，終於發展出一種可改良現有缺失之本發明。
本發明之主要目的，在於提供一種微發光二極體及其製備方法，其不僅可縮短微發光二極體的製造時程，且可節省微發光二極體的量子點材料，達到降低微發光二極體整體製造成本之目的者。
為達上述目的，本發明係提供一種微發光二極體，其包含有：
一基板；
多數個可發出藍光的發光二極體晶元，係間隔設置於基板上；
一架橋層，設置於該基板上，且覆蓋所有的發光二極體晶元；
多數個量子點層，設置於架橋層上且分別覆蓋其中多數個發光二體晶元，而可將所覆蓋發光二極體晶元所發出的藍光轉換成紅光或綠光，而使一個未覆蓋量子點層的發光二極體晶元與一個覆蓋可轉換紅光量子點層的發光二極體晶元及一個覆蓋可轉換綠光量子點層的發光二極體晶元共同組成一個像素點；以及
一隔絕矩陣，係設置於基板上，以隔絕各發光二極體晶元的隔絕矩陣，於隔絕矩陣上形成有可供多數個可供發光二極體晶元及量子點外露的凹孔。
所述之微發光二極體，其中於隔絕矩陣的各凹孔內設置有一覆蓋所對應量子點層或發光二極體晶元的濾光層。
所述之微發光二極體，其中隔絕矩陣各凹孔的內壁係與所相對應的發光二極體晶元周緣對齊。
所述之微發光二極體，其中該架橋層係為高酸價的壓克力樹脂。
所述之微發光二極體，架橋層的酸價係界於50至200mg/g KOH之間。
本發明另提供一種微發光二極體的製備方法，其包含有下列步驟：
提供一基板；
於基板上設置多數個相互間隔且可發出藍光的發光二極體晶元；
於基板上形成有一覆蓋所有發光二極體晶元的架橋層；
以噴墨的方式於架橋層上對應部份發光二極體晶元的位置上噴附一層可轉換紅光或綠光的量子點層，而令一個未覆蓋量子點層的發光二極體晶元與一個覆蓋可轉換紅光量子點層的發光二極體晶元及一個覆蓋可轉換綠光量子點層的發光二極體晶元共同組成一個像素點；以及
於基板上形成有一可隔絕各發光二極體晶元的隔絕矩陣。
所述之微發光二極體的製備方法，其中在形成隔絕矩陣時，係將一光阻材料塗覆於基板上，再利用曝光顯影及蝕刻之方式於光阻材料上形成有可供發光二極體晶元及量子點外露的凹孔，而使該光阻材料形成矩陣形態。
所述之微發光二極體的製備方法，其中在形成該隔絕矩陣時，係利用噴墨的方式將光阻材料噴灑於基板上，使光阻材料固化後，再利用雷射切割的方式於固化的光阻材料上形成凹孔，以構成該隔絕矩陣。
所述之微發光二極體的製備方法，其中於隔絕矩陣的各凹孔內再以噴墨的方式設置有一覆蓋所對應量子點層或發光二極體晶元的濾光層。
所述之微發光二極體的製備方法，其中以噴墨方式形成量子點層後，再進行一量子點切割步驟而使各相鄰周緣交疊的量子點層間形成間隙而不相互交疊。
藉由上述技術手段，本發明主要係利用噴墨的方式來形成量子點層，故可精準地控制量子點層所設置的位置，而不需再經蝕刻等方式來去除多餘的量子點材料，如此不僅可提昇微發光二極體整體的製造與生產效率，更可減少量子點材料無謂的浪費，而達到降低微發光二極體整體生成本成之效果者。
10:基板
12:發光二極體晶元
14:架橋層
16:量子點層
18:濾光層
20:隔絕矩陣
22:凹孔
30:噴頭
40:基板
42:發光二極體晶元
44:量子點
442:量子點
46:隔絕矩陣
圖1係本發明形成光阻之流程示意圖。
圖2係本發明形成隔絕矩陣之流程示意圖。
圖3係本發明另一種形成隔絕矩陣實施例之流程示意圖。
圖4係本發明進行量子點切割步驟之上視示意圖。
圖5係現有微發光二極體之剖面示意圖。
為能詳細瞭解本發明的技術特徵及實用功效，並可依照說明書的內容來實施，進一步以如圖式所示的較佳實施例，詳細說明如下。
請配合圖1，本發明提供一種微發光二極體及其製備方法，由圖中可看到，本發明的微發光二極體在製造時，主要係於一如晶元等之基板10上先
設置有多數個相互間隔且可發出藍色的發光二極體晶元12，然後再於基板10上形成一覆蓋所有發光二極體晶元12的架橋層14，其中，該架橋層14可為高酸價的壓克力樹脂，較佳地，該壓克力樹脂的酸價可界於50至200mg/g KOH之間，再以噴墨的方式於架橋層14上對應部份發光二極體晶元12的位置上噴附一層可轉換紅光或綠光的量子點層16，且各量子點層16係可完整覆蓋所對應的發光二極體晶元12，接著可利用紫外線固化等方式令量子點層16固化，藉此使一個未覆蓋量子點層16的發光二極體晶元12與一個覆蓋可轉換紅光量子點層16的發光二極體晶元12及一個覆蓋可轉換綠光量子點層16的發光二極體晶元12共同組成一個像素點，此時因量子點層16係形成於架橋層14上，故藉由架橋層14的設置可提高量子點層16與發光二極體晶元12間的結合密著性，避免量子點層16與發光二極體晶元12脫離，而縮短了微發光二極體的使用壽命。
請配合參看圖2，待量子點層16固化後，再於基板10上形成有一隔絕各發光二極體晶元12的隔絕矩陣20，其中在形成隔絕矩陣20時，可如圖2所示，可將一光阻材料塗覆於基板10上，再利用曝光顯影及蝕刻之方式於光阻材料上形成有可供發光二極體晶元12及量子點層16外露的凹孔22，而使該光阻材料形成矩陣形態，以避免發光二極體晶元12所發出的光線或經量子點層16所轉換的色光會彼此干擾，其中各凹孔22的內壁可與所相對應的發光二極體晶元12周緣對齊，最後再於隔絕矩陣20的各凹孔22內利用噴墨的方式形成有一濾光層18，藉由濾光層18的設置可過濾掉多餘的藍光，而使各發光二極體晶元12所發出或經轉換的色光能更銳利。
另外，請配合參看圖3，在形成隔絕矩陣20時，亦可以一噴頭30利用噴墨的方式將光阻材料噴灑於基板10上，再利用紫外線固化等方式使光阻
材料固化，最後再利用雷射切割的方式於固化的光阻材料上形成凹孔22，以構成該隔絕矩陣20，最後再以噴墨的方式形成濾光層18，而完成微發光二極體的製造程序。
再請配合參看圖4，當以噴墨方式形成量子點層16時，若各量子點層16的周緣有相互交疊的情況時，則可於量子點噴墨步驟後，再進行一量子點切割步驟，如此使各相鄰的量子點層16間形成間隙而不相互交疊，如此可避免各發光二極體晶元12所發出的光，經交疊的量子點層16而暈透至相鄰的量子點層16，而干擾到各量子點層16所轉換色光的色澤，而讓各點的色光的光色更為純粹，而其中量量子點切割步驟係採用雷射切割的方式。
因本發明各發光二極體晶元12上的量子點層16係以噴墨方式設置於架橋層14上，且噴墨方式係可方便且精準地控制令量子點層16僅覆蓋於所需對應的發光二極體晶元12，而不需於整個基板10上均噴灑量子點材料，亦不需如現有者須以蝕刻的方式去除多餘的量子點材料，所以本發明微發光二極體的製程不僅方便快速，可縮短微發光二極體體的製造時程，提昇微發光二體的造效率，並且可避免量子點材料的過度浪費，能降低微發光二極體整體的製造成本，提昇產品的競爭力。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用以限定本發明主張的權利範圍，凡其它未脫離本發明所揭示的精神所完成的等效改變或修飾，均應包括在本發明的申請專利範圍內。
10:基板
12:發光二極體晶元
14:架橋層
16:量子點層
Claims (10)
- 一種微發光二極體，其包含有：一基板；多數個可發出藍光的發光二極體晶元，係間隔設置於基板上；一架橋層，設置於該基板上，且覆蓋所有的發光二極體晶元；多數個量子點層，設置於架橋層上且分別覆蓋其中多數個發光二體晶元，而可將所覆蓋發光二極體晶元所發出的藍光轉換成紅光或綠光，而使一個未覆蓋量子點層的發光二極體晶元與一個覆蓋可轉換紅光量子點層的發光二極體晶元及一個覆蓋可轉換綠光量子點層的發光二極體晶元共同組成一個像素點；以及一隔絕矩陣，係設置於基板上，以隔絕各發光二極體晶元的隔絕矩陣，於隔絕矩陣上形成有可供多數個可供發光二極體晶元及量子點外露的凹孔。
- 如請求項第1項所述之微發光二極體，其中於隔絕矩陣的各凹孔內設置有一覆蓋所對應量子點層或發光二極體晶元的濾光層。
- 如請求項第1或2項所述之微發光二極體，其中隔絕矩陣各凹孔的內壁係與所相對應的發光二極體晶元周緣對齊。
- 如請求項第1或2項所述之微發光二極體，其中該架橋層係為高酸價的壓克力樹脂。
- 如請求項第4項所述之微發光二極體，其中該架橋層的酸價係界於50至200mg/g KOH之間。
- 一種微發光二極體的製備方法，其包含有下列步驟：提供一基板；於基板上設置多數個相互間隔且可發出藍光的發光二極體晶元；於基板上形成有一覆蓋所有發光二極體晶元的架橋層；以噴墨的方式於架橋層上對應部份發光二極體晶元的位置上噴附一層可轉換紅光或綠光的量子點層，而令一個未覆蓋量子點層的發光二極體晶元與一個覆蓋可轉換紅光量子點層的發光二極體晶元及一個覆蓋可轉換綠光量子點層的發光二極體晶元共同組成一個像素點；以及於基板上形成有一可隔絕各發光二極體晶元的隔絕矩陣。
- 如請求項第6項所述之微發光二極體的製備方法，其中在形成隔絕矩陣時，係將一光阻材料塗覆於基板上，再利用曝光顯影及蝕刻之方式於光阻材料上形成有可供發光二極體晶元及量子點外露的凹孔，而使該光阻材料形成矩陣形態。
- 如請求項第6項所述之微發光二極體的製備方法，其中在形成該隔絕矩陣時，係利用噴墨的方式將光阻材料噴灑於基板上，使光阻材料固化後，再利用雷射切割的方式於固化的光阻材料上形成凹孔，以構成該隔絕矩陣。
- 如請求項第7或8項所述之微發光二極體的製備方法，其中於隔絕矩陣的各凹孔內再以噴墨的方式設置有一覆蓋所對應量子點層或發光二極體晶元的濾光層。
- 如請求項第6至8項任一項所述之微發光二極體的製備方法，其中以噴墨方式形成量子點層後，再進行一量子點切割步驟而使各相鄰周緣交疊的量子點層間形成間隙而不相互交疊。
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