TWI633681B - 微發光二極體顯示模組的製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明關於一種微發光二極體顯示模組的製造方法。該微發光二極體顯示模組，包括一驅動晶片區塊、一發光二極體區塊、一電路板及一色層。該驅動晶片區塊具有複數像素電極。該發光二極體區塊設於該驅動晶片區塊，且具有二半導體層、及複數溝槽，該二半導體層其中一者電性連接該等像素電極、另一者連接一透光導電層。該等溝槽界定出複數呈矩陣排列之微發光二極體像素，各該溝槽至少穿透該發光層、及一該半導體層，各該微發光二極體像素對應一該像素電極。該電路板電性連接該驅動晶片區塊，該色層設於該透光導電層。

Description

微發光二極體顯示模組的製造方法
本發明係關於一種發光二極體，特別係一種微發光二極體顯示模組的製造方法
傳統發光二極體(Light Emitting Diode,LED)多用於LCD(Liquid Crystal Device)的背光源或是直接做為發光像素點使用，然而後者由於解析度不足之因素，多用於大型的廣告燈板，較少應用於消費性電子產品。
近年來開始發展一種新的顯示技術-微發光二極體(Micro LED)，主要是將LED進行微小化、薄膜化、以及陣列化，其尺寸大小為微米級。Micro LED除了具有以往無機LED的特點-高色彩飽和度、高效率、高亮度、反應迅速等，並且應用於顯示裝置時，僅需透過自發光而無需背光源即可達到顯示之目的，更具節能、機構簡易、輕薄等優勢，最重要的是，微發光二極體還具有超高解析度之特性。
除此之外，微發光二極體相較於有機發光二極體，其色彩更容易準確的調整，且具有更長的發光壽命、更高的亮度、較少的影像殘留以及具有較佳的材料穩定性等優點。
一般利用如台灣專利TW 201640697A或論文「Zhao Jun Liu et al.,Monolithic LED Microdisplay on Active Matrix Substrate Using Flip-Chip Technology,IEEE Journal Of Selected Topics In Quantum Electronics,pp.1-5(2009)」所述之微發光二極體來製造顯示模組時，通常需要分批製造不同顏色之微發光二極體，再將其分批大量轉貼到控制電路板上，再利用物理沉積製程來設置保護層以及電極，之後再進行封裝以完成一個微發光二極體顯示模組。
然而，分批轉貼不同顏色之微發光二極體之過程中，因為每個微發光二極體的體積十分細小，並不易轉移(拾取與放置)以及接線連接(Wire Bonding)，進而產生良率不佳、製造緩慢以及成本耗費等問題。
本發明提供一種微發光二極體顯示模組的製造方法，可以將複數微發光二極體以陣列的方式生成並設置於驅動晶片區塊上，使驅動晶片上的像素電極個別驅動每個微發光二極體像素，並且使用透光導電層或微發光二極體內部的結構(例如半導體層)來作為複數像素的共同電極，如此一來，每一個微發光二極體即可經由驅動晶片定址控制而單獨驅動點亮。
另外，為了使微發光二極體顯示模組可以全色顯示，可另外設置RGB(Red,Green,Blue)色層，例如設置RGB濾光片或噴塗量子點。透過此種結構即可製作高解析度的微發光二極體顯示模組；並且可降低轉移過程中產生良率不佳等問題。
為達成上述目的，本發明提供一種微發光二極體顯示模組的製造方法，該方法包括以下步驟：製備一發光二極體晶圓及一驅動電路晶圓，其中該發光二極體晶圓之部分區域界定為一發光二極體區塊，該發光 二極體區塊具有一第一半導體層、一發光層、及一第二半導體層，該發光層設於該第一半導體層及該第二半導體層之間，該第一半導體層連接一基材，該第一及該第二半導體層其中一者係為N型半導體層、另一者係為P型半導體層，該驅動電路晶圓之一晶片大小的區域界定為一驅動晶片區塊；將該發光二極體區塊之第二半導體層與一透光導電層接合；去除該基材；蝕刻該發光二極體區塊，而形成交錯排列之複數溝槽，該等溝槽界定出呈矩陣排列的複數微發光二極體像素，各該溝槽至少穿透該第一半導體層及該發光層，其中該透光導電層具有對應該等微發光二極體像素之共同電極；接合該發光二極體區塊及該驅動晶片區塊，其中該第一半導體層電性連接該驅動晶片區塊之複數像素電極，各該微發光二極體像素對應一該像素電極；設置一色層於該透光導電層上，其中該色層係為RGB色層。
110‧‧‧發光二極體晶圓
111‧‧‧發光二極體區塊
120‧‧‧驅動電路晶圓
121‧‧‧驅動晶片區塊
122‧‧‧像素電極
600‧‧‧微發光二極體顯示模組
610‧‧‧發光二極體晶圓
611‧‧‧發光二極體區塊
612‧‧‧基材
613‧‧‧N型半導體層
800‧‧‧微發光二極體顯示模組
810‧‧‧發光二極體晶圓
811‧‧‧發光二極體區塊
812‧‧‧基材
813‧‧‧N型半導體層
814‧‧‧N型摻雜層
815‧‧‧N型緩衝層
816‧‧‧發光層
817‧‧‧P型半導體層
818‧‧‧P型摻雜層
614‧‧‧N型摻雜層
615‧‧‧N型緩衝層
616‧‧‧發光層
617‧‧‧P型半導體層
618‧‧‧P型摻雜層
619‧‧‧P型緩衝層
620‧‧‧驅動電路晶圓
621‧‧‧驅動晶片區塊
630‧‧‧微發光二極體像素
631‧‧‧溝槽
632‧‧‧非導電膠
640‧‧‧透光導電層
650‧‧‧導電膠
660‧‧‧電路板
700‧‧‧微發光二極體顯示模組
710‧‧‧發光二極體晶圓
711‧‧‧發光二極體區塊
712‧‧‧基材
713‧‧‧N型半導體層
714‧‧‧N型摻雜層
715‧‧‧N型緩衝層
819‧‧‧P型緩衝層
821‧‧‧驅動晶片區塊
830‧‧‧微發光二極體像素
831‧‧‧溝槽
832‧‧‧非導電膠
840‧‧‧透光導電層
850‧‧‧導電膠
860‧‧‧電路板
900‧‧‧微發光二極體顯示模組
910‧‧‧發光二極體晶圓
911‧‧‧發光二極體區塊
912‧‧‧藍寶石基材
913‧‧‧N型半導體層
914‧‧‧N型摻雜層
915‧‧‧N型緩衝層
916‧‧‧發光層
917‧‧‧P型半導體層
918‧‧‧P型摻雜層
919‧‧‧P型緩衝層
920‧‧‧驅動電路晶圓
921‧‧‧驅動晶片區塊
716‧‧‧發光層
717‧‧‧P型半導體層
718‧‧‧P型摻雜層
719‧‧‧P型緩衝層
720‧‧‧驅動電路晶圓
721‧‧‧驅動晶片區塊
730‧‧‧微發光二極體像素
731‧‧‧溝槽
732‧‧‧非導電膠
740‧‧‧透光導電層
741‧‧‧透光導電層
750‧‧‧導電膠
760‧‧‧電路板
930‧‧‧微發光二極體像素
931‧‧‧溝槽
932‧‧‧非導電膠
950‧‧‧導電膠
960‧‧‧電路板
970‧‧‧凸出部
170‧‧‧色層
171‧‧‧像素區域
172‧‧‧像素區域
173‧‧‧像素區域
180‧‧‧色層
圖1係為本發明之發光二極體晶圓之示意圖。
圖2係為本發明之發光二極體區塊之示意圖。
圖3係為本發明之發光二極體區塊之剖面示意圖。
圖4係為本發明之驅動電路晶圓之示意圖。
圖5係為本發明之驅動晶片區塊之示意圖。
圖6A至圖6I係為第一實施例及其它替代實施例之示意圖。
圖7A至圖7L係為第二實施例及其它替代實施例之示意圖。
圖8A至圖8G係為第三實施例及其它替代實施例之示意圖。
圖9A至圖9H係為第四實施例及其它替代實施例之示意圖。
圖10至11為本發明之設置色層步驟之示意圖。
圖10A為本發明之色層之局部放大圖。
以下僅以實施例說明本發明可能之實施態樣，然並非用以限制本發明所欲保護之範疇，合先敘明。
請參閱圖1至5，其顯示本發明製造之初所需製備的發光二極體晶圓110、發光二極體區塊111、驅動電路晶圓120、以及驅動晶片區塊121。為便於描述各種實施例，在說明書未明確說明前，發光二極體區塊111可以係代表發光二極體晶圓110之部分區域(還與該發光二極體晶圓110之其它部分一體相連)、亦可以是已從該發光二極體晶圓110切割分離的區塊；該驅動晶片區塊121可以係代表該驅動電路晶圓120之部分區域(還與該驅動電路晶圓120之其它部分一體相連)、或是已從該驅動電路晶圓120切割分離而成的驅動晶片。各該驅動晶片區塊121上具有複數像素電極122，各該像素電極122可獨立驅動一微發光二極體像素。
也就是說，將該發光二極體區塊111從該發光二極體晶圓110切割分離或/及該驅動晶片區塊121從該驅動電路晶圓120切割分離之時間點，可以在製備該發光二極體晶圓及該驅動電路晶圓的步驟與將該驅動晶片區塊與一電路板電性連接的步驟之間的任何時候皆可。
於本發明中，在製作該發光二極體晶圓110及該驅動電路晶圓120時，亦可留有部分空白區域(例如部分區域不設置半導體層、發光層、像素電極)，供之後設置電極連接墊或多道切割程序之用。
此外，於各圖中的部分線條，僅係用以表示後續製程如蝕刻或切割之假想線，實際上可以不具有該些線條。
請參閱圖6C、6D、6E、6F、6G、6H，其顯示本發明之第一實施例，本實施例之微發光二極體顯示模組600的製造方法包括以下步驟。
一開始，製備一發光二極體晶圓610及一驅動電路晶圓620。該發光二極體晶圓610之部分區域界定為一發光二極體區塊611，該驅動電路晶圓620之一晶片大小的區域界定為一驅動晶片區塊621，其中該發光二極體區塊611具有一第一半導體層、一發光層616、及一第二半導體層，該發光層616設於該第一半導體層及該第二半導體層之間，該第一半導體層連接一基材612。更明確的說，該第一及該第二半導體層其中一者係為N型半導體層、另一者係為P型半導體層，於本實施例，該第一半導體層係為N型半導體層613，該第二半導體層係為P型半導體層617。其中，該N型半導體層613包括一N型摻雜層614及一N型緩衝層615，該N型摻雜層614位於該N型緩衝層615與該發光層616之間。該P型半導體層617還包括一P型摻雜層618及一P型緩衝層619，該P型摻雜層618位於該P型緩衝層619與該發光層616之間，於某些實施例，亦可不具有N型或P型緩衝層。更進一步說，該驅動晶片區塊621具有複數可獨立驅動的像素電極以及積體電路。該N型摻雜層614係為富含電子的負極半導體層，該P型摻雜層618係為富含電洞的正極半導體層。而該N型及該P型緩衝層615、619則是該N型摻雜層極614及該P型摻雜層618與外界材料相連接的過渡層。
接著，請參閱圖6C、6D，將該發光二極體區塊611與該驅動晶片區塊621接合，該P型半導體層617與該驅動晶片區塊621之複數像素電極電性連接。較佳地，為避免影響材料性質，該發光二極體區塊611與該驅動晶片區塊621係以低於攝氏200度之低溫混合連接技術進行接合，使該發 光二極體區塊611與該驅動晶片區塊621之像素電極黏合，可理解的是，亦可另設有電極連接墊，以便於黏合或導電。要說明的是，於本實施例，該發光二極體區塊611及該驅動晶片區塊621係為已分別從該發光二極體晶圓及該驅動電路晶圓切割分離的區塊，之後才進行此接合步驟。此外，於另一實施例，如圖6A，亦可將整個發光二極體晶圓610與驅動電路晶圓620接合；抑或是，如圖6B，先從該發光二極體晶圓切割分離出該發光二極體區塊611，再將該發光二極體區塊611接合至該驅動電路晶圓620。
接著請參閱圖6E，將基材612去除，並且蝕刻該發光二極體區塊611，而形成交錯排列之複數溝槽631，該等溝槽631界定出呈矩陣排列之複數微發光二極體像素630(微發光二極體陣列)，各該微發光二極體像素630對應一該像素電極，如此一來，即可透過各該像素電極單獨供電給相對應的微發光二極體像素630。要說明的是，各該微發光二極體像素630之尺寸通常係為微米級的。
接著，請參閱圖6F，將非導電膠632注入該等溝槽631，以增加該等微發光二極體像素630之間的結構強度。於其它實施例中，亦可不進行此步驟。
接下來，請參閱圖6G，設置一透光導電層640於該N型半導體層613上。更明確地說，該透光導電層640包括一披覆有一ITO導電膜之玻璃層，該ITO導電膜與各該微發光二極體像素630電性連接，該ITO導電膜即為對應該等微發光二極體像素630之共同電極。並且，該透光導電層640藉由一導電膠650(抑或是其它導體)電性連接該驅動晶片區塊621。透過該ITO導電膜與該等像素電極之間的電位差，即可控制各該微發光二極體像素630 發亮。
接著，請參閱圖6H，將該驅動晶片區塊621與一電路板660(印刷電路板或軟性電路板)電性連接，進一步說，該驅動晶片區塊621係設置於該電路板660上，並透過打線接合(Wire Bonding)之方式使該驅動晶片區塊621與該電路板660電性連接。要說明的是，進行此步驟時，該驅動晶片區塊621與該發光二極體區塊611皆係已從該驅動電路晶圓及該發光二極體晶圓上切割分離的區塊(即為獨立的發光二極體像素陣列以及驅動晶片)。於另一實施例中，例如圖6I，該導電膠650亦可不連接該驅動晶片區塊621，而係連接該透光導電層640與該電路板660。於某些實施例中，亦可不設有導電膠，而將該ITO導電膜電性連接其它外部電源，只要該ITO導電膜與該像素電極之間具有電位差即可，即可使各微發光二極體像素發亮。
經過上述步驟，即製造出如圖6H所示之微發光二極體顯示模組600。該微發光二極體顯示模組包括該驅動晶片區塊621、該發光二極體區塊611、該透光導電層640、及該電路板660。該驅動晶片區塊621具有該複數像素電極。該發光二極體區塊611設於該驅動晶片區塊621上。該發光二極體區塊611具有該第一半導體層、該發光層616、該第二半導體層、及該複數溝槽631。該發光層616位於該第一及該第二半導體層之間，該第二半導體層電性連接該等像素電極，該等溝槽631界定出該複數呈矩陣排列之微發光二極體像素630，各該溝槽631穿透該第一半導體層、該第二半導體層及該發光層616。各該微發光二極體像素630對應一該像素電極，該第一及該第二半導體層其中一者係為N型半導體層613、另一者係為P型半導體層617。各該溝槽631內填充有非導電膠632。
該透光導電層640設於該發光二極體區塊611且連接該第一半導體層，該發光二極體區塊611介於該透光導電層640與該驅動晶片區塊621之間。該電路板660電性連接該驅動晶片區塊621，且該驅動晶片區塊621介於該發光二極體區塊611與該電路板660之間。該透光導電層640與該驅動晶片區塊621之間設有一導電膠650，該導電膠650分別電性連接該透光導電層640及該驅動晶片區塊621。該透光導電層640包括一披覆有一ITO導電膜之玻璃層，該ITO導電膜與各該微發光二極體像素630電性連接。於另一實施例，如圖6I，亦可於該透光導電層640與該驅動晶片區塊621之間設有該導電膠650，該導電膠650分別電性連接該透光導電層640及該驅動晶片區塊621。
請參閱圖7A、7B、7E、7F、7G、7H、7I，其顯示本發明之第二實施例，本實施例之微發光二極體顯示模組700的製造方法包括以下步驟。
一開始，製備一發光二極體晶圓710及一驅動電路晶圓720。該發光二極體晶圓710之部分區域界定為一發光二極體區塊711，該驅動電路晶圓720之一晶片大小的區域界定為一驅動晶片區塊721，其中該發光二極體區塊711具有一第一半導體層、一發光層716、及一第二半導體層，該發光層716設於該第一半導體層及該第二半導體層之間，該第一半導體層連接一基材712，該第一及該第二半導體層其中一者係為N型半導體層、另一者係為P型半導體層。更明確地說，該第一半導體層係為N型半導體層713，該第二半導體層係為P型半導體層717。其中，該N型半導體層713包括一N型摻雜層714及一N型緩衝層715，該N型摻雜層714位於該N型緩衝層715與 該發光層716之間。該P型半導體層717還包括一P型摻雜層718及一P型緩衝層719，該P型摻雜層718位於該P型緩衝層719與該發光層716之間，於某些實施例，亦可不具有N型或P型緩衝層。
請參閱圖7A，蝕刻該發光二極體區塊711，而形成交錯排列之複數溝槽731，該等溝槽731界定出呈矩陣排列之複數微發光二極體像素730(如同微發光二極體陣列)，各該溝槽731至少穿透該P型半導體層717及該發光層716。進一步說，各該溝槽731未穿透該N型半導體層713，該N型半導體層713係為對應該等微發光二極體像素730之共同電極。於其它實施例，亦可以使各溝槽穿透N型半導體層或僅穿透N型摻雜層，只要讓透光導電層具有共同電極即可。可理解的是，於進行蝕刻該發光二極體區塊之步驟時，可以係蝕刻整個發光二極體晶圓、抑或是僅蝕刻經過切割分離的發光二極體區塊711。
接著，請參閱圖7B，將非導電膠732注入該等溝槽731，以增加該等微發光二極體像素730之間的結構強度。於某些實施例中，亦可不進行此步驟。
接著，請參閱圖7E、7F，接合該發光二極體區塊711及該驅動晶片區塊721，其中該P型半導體層717電性連接該驅動晶片區塊721之複數像素電極。較佳地，為避免影響材料性質，該發光二極體區塊711與該驅動晶片區塊721係以低於攝氏200度之低溫混合連接技術進行接合。且各該微發光二極體像素730對應一該像素電極。如此一來，即可透過各該像素電極單獨驅動相對應的微發光二極體像素730。要說明的是，各該微發光二極體像素730之尺寸通常係為微米級的。於本實施例，該發光二極體區塊711 及該驅動晶片區塊721係為分別從該發光二極體晶圓710及該驅動電路晶圓720切割分離的區塊，之後才進行此接合步驟。可理解的是，於另一實施例，如圖7C，亦可將整個發光二極體晶圓710與驅動電路晶圓720接合，於後續步驟再進行切割分離；抑或是，如圖7D，先從該發光二極體晶圓710切割分離出該發光二極體區塊711，再將該發光二極體區塊711接合至該驅動電路晶圓720中相對應之位置上，之後再進行切割。
接著，請參閱圖7G，將基材去除。
接下來，請參閱圖7H，設置一透光導電層740於該N型半導體層713上，其中該透光導電層740具有對應該等微發光二極體像素730之共同電極，進一步說，該透光導電層740包括一披覆有一ITO導電膜之玻璃層，該ITO導電膜與各該微發光二極體像素730電性連接，該ITO導電膜即為對應該等微發光二極體像素730之共同電極。此外，該透光導電層740藉由一導電膠750電性連接該驅動晶片區塊721，透過該ITO導電膜與該等像素電極之間的電位差，即可控制各該微發光二極體像素730發亮。於另一實施例，如圖7K及圖7L，透光導電層741亦可以是以物理濺鍍方式(Physical Sputtering)而形成的ITO導電層，而不具有玻璃層。
接下來，請參閱圖7I，將該驅動晶片區塊721另與一電路板760電性連接，要說明的是，進行此步驟時，該驅動晶片區塊721與該發光二極體區塊711皆係已從該驅動電路晶圓720及該發光二極體晶圓710上切割分離的區塊(即為獨立的發光二極體像素陣列以及驅動晶片)。於另一實施例中，例如圖7J，導電膠750亦可不連接該驅動晶片區塊721，而係連接該透光導電層740與該電路板760。於其它實施例中，亦可不設有導電膠，而將 該ITO導電膜以其它導體電性連接其它外部電源，只要ITO導電膜與像素電極之間具有電位差，即可驅動各微發光二極體像素發亮。
本實施例經過上述步驟，即製造出如圖7I所示之微發光二極體顯示模組700。該微發光二極體顯示模組700包括該驅動晶片區塊721、該發光二極體區塊711、該透光導電層740、及該電路板760。該驅動晶片區塊721具有該複數像素電極。該發光二極體區塊711設於該驅動晶片區塊721上。該發光二極體區塊711具有該第一半導體層、該發光層716、該第二半導體層、及該複數溝槽731。該發光層716位於該第一及該第二半導體層之間，該第二半導體層電性連接該等像素電極，該等溝槽731界定出該複數呈矩陣排列之微發光二極體像素730，各該溝槽731穿透該第二半導體層及該發光層716。各該微發光二極體像素730對應一該像素電極，該第一及該第二半導體層其中一者係為N型半導體層713、另一者係為P型半導體層717。各該溝槽731內填充有非導電膠732。
該透光導電層740設於該發光二極體區塊711上且連接該第一半導體層，該發光二極體區塊711介於該透光導電層740與該驅動晶片區塊721之間。該電路板760電性連接該驅動晶片區塊721，且該驅動晶片區塊721介於該發光二極體區塊711與該電路板760之間。該透光導電層740與該驅動晶片區塊721之間設有一導電膠750，該導電膠750分別電性連接該透光導電層740及該驅動晶片區塊721。該透光導電層740包括一披覆有一ITO導電膜之玻璃層，該ITO導電膜與各該微發光二極體像素730電性連接(當然亦可如圖7L僅具有ITO導電層而不具有玻璃層)。於另一實施例，如圖7J，亦可將該導電膠750設於該透光導電層740與該驅動晶片區塊721之間，該導 電膠750分別電性連接該透光導電層740及該驅動晶片區塊721。
請參閱圖8A、8B、8C、8D、8E、8F，其顯示本發明之第三實施例，本實施例之微發光二極體顯示模組800的製造方法包括以下步驟。
一開始，製備一發光二極體晶圓810及一驅動電路晶圓。該發光二極體晶圓810之部分區域界定為一發光二極體區塊811，該驅動電路晶圓820之一晶片大小的區域界定為一驅動晶片區塊821，其中該發光二極體區塊811具有一第一半導體層、一發光層816、及一第二半導體層，該發光層816設於該第一半導體層及該第二半導體層之間，該第一半導體層連接一基材812，該第一及該第二半導體層其中一者係為N型半導體層、另一者係為P型半導體層。更明確地說，該第一半導體層係為N型半導體層813，該第二半導體層係為P型半導體層817。其中，該N型半導體層813包括一N型摻雜層814及一N型緩衝層815，該N型摻雜層814位於該N型緩衝層815與該發光層816之間。該P型半導體層817還包括一P型摻雜層818及一P型緩衝層819，該P型摻雜層818位於該P型緩衝層819與該發光層816之間，於某些實施例，亦可不具有N型或P型緩衝層。
將該發光二極體區塊811之P型半導體層817與一透光導電層840接合。進一步說，該透光導電層840包括一披覆有一ITO導電膜之玻璃層，該ITO導電膜與該P型半導體層817電性連接。於本實施例，如圖8A所示，本步驟實際上係將該發光二極體晶圓810與該透光導電層840接合，且該透光導電層840係為ITO玻璃晶圓。此步驟結束之後，再將該發光二極體區塊811從該發光二極體晶圓810切割分離，如圖8B所示。於其它實施例，亦可於後續步驟再將發光二極體區塊811從該發光二極體晶圓810切割分離
接著，如圖8C所述，去除該基材812；且蝕刻該發光二極體區塊811。該發光二極體區塊811形成交錯排列之複數溝槽831，該等溝槽831界定出呈矩陣排列的複數微發光二極體像素830，各該溝槽831至少穿透該N型半導體層813及該發光層816。於本實施例，各該溝槽831未穿透該P型半導體層813，該ITO導電膜及該P型半導體層813係為對應該等微發光二極體像素830的共同電極。於其它實施例，亦可以使各溝槽穿透N型半導體層或僅穿透N型摻雜層。可理解的是，於進行蝕刻該發光二極體區塊之步驟時，亦可以蝕刻整個發光二極體晶圓。
接著，請參閱圖8D，將非導電膠832注入該等溝槽831，以增加該等微發光二極體像素830之間的結構強度。於某些實施例中，亦可不進行此步驟。
接著，請參閱圖8E，接合該發光二極體區塊811及該驅動晶片區塊821，其中該N型半導體層813電性連接該驅動晶片區塊821之複數像素電極，較佳地，為避免影響材料性質，該發光二極體區塊811與該驅動晶片區塊821係以低於攝氏200度之低溫混合連接技術進行接合，且該驅動晶片區塊821與該透光導電層840係分別位於該發光二極體區塊811之兩側。各該微發光二極體像素830對應一該像素電極，如此一來，即可透過各該像素電極單獨供電給相對應的微發光二極體像素830。要說明的是，各該微發光二極體像素830之尺寸通常係為微米級的。於本實施例，該發光二極體區塊811及該驅動晶片區塊821係為已分別從該發光二極體晶圓及該驅動電路晶圓切割分離的區塊，之後才進行此接合步驟。可理解的是，於其它實施例，亦可將整個發光二極體晶圓與驅動電路晶圓接合；抑或是，先從該發光二 極體晶圓切割分離出該發光二極體區塊，再將該發光二極體區塊接合至該驅動電路晶圓中像對應之位置上，於後需步驟再切割該驅動電路晶圓。
接下來請參閱圖8F，將該驅動晶片區塊821另與一電路板860電性連接，要說明的是，進行此步驟時，該驅動晶片區塊821與該發光二極體區塊811皆係已從該驅動電路晶圓及該發光二極體晶圓上切割分離的區塊(即為獨立的發光二極體像素陣列以及驅動晶片)。於本實施例，將該透光導電層840藉由一導電膠850電性連接該驅動晶片區塊821，如此一來，透過該ITO導電膜與該等像素電極之間的電位差，即可控制各該微發光二極體像素830發亮。於其它實施例，如圖8G，亦可將導電膠850電性連接該透光導電層840及該電路板860，而不連接驅動晶片區塊821。於某些實施例中，亦可不設有導電膠，而將該ITO導電膜以其它導體電性連接至其它外部電源，只要ITO導電膜與像素電極之間具有電位差即可，即可使各微發光二極體像素發亮。
本實施例經過上述步驟，即可製造出如圖8F所示之微發光二極體顯示模組800。該微發光二極體顯示模組包括該驅動晶片區塊821、該發光二極體區塊811、該透光導電層840、及該電路板860。該驅動晶片區塊821具有該複數像素電極。該發光二極體區塊811設於該驅動晶片區塊821上。該發光二極體區塊811具有該第一半導體層、該發光層816、該第二半導體層、及該複數溝槽831。該發光層816位於該第一及該第二半導體層之間，該第二半導體層電性連接該等像素電極，該等溝槽831界定出該複數呈矩陣排列之微發光二極體像素830，各該溝槽831穿透該第二半導體層及該發光層816。各該微發光二極體像素830對應一該像素電極，該第一及該第 二半導體層其中一者係為N型半導體層813、另一者係為P型半導體層817。各該溝槽831內填充有非導電膠832。
該透光導電層840設於該發光二極體區塊811且連接該第一半導體層，該發光二極體區塊811介於該透光導電層840與該驅動晶片區塊821之間。該電路板860電性連接該驅動晶片區塊821，且該驅動電路晶片區塊介於該發光二極體區塊811與該電路板860之間。該透光導電層840與該驅動晶片區塊821之間設有一導電膠850，該導電膠850分別電性連接該透光導電層840及該驅動晶片區塊821。該透光導電層840包括一披覆有一ITO導電膜之玻璃層，該ITO導電膜與各該微發光二極體像素830電性連接。於另一實施例，如圖8G，亦可將該導電膠850設於該透光導電層840與該驅動晶片區塊821之間，該導電膠850分別電性連接該透光導電層840及該驅動晶片區塊821。
請參閱圖9A、9B、9E、9F、9G，其顯示本發明之第四實施例，本實施例之微發光二極體顯示模組900的製造方法包括以下步驟。
一開始，製備一發光二極體晶圓910及一驅動電路晶圓920。該發光二極體晶圓910之部分區域界定為一發光二極體區塊911，該驅動電路晶圓920之一晶片大小的區域界定為一驅動晶片區塊921，其中該發光二極體區塊911具有一第一半導體層、一發光層916、及一第二半導體層，該發光層916設於該第一半導體層及該第二半導體層之間，該第一半導體層連接一藍寶石基材912，該第一及該第二半導體層其中一者係為N型半導體層、另一者係為P型半導體層。更明確地說，該第一半導體層係為N型半導體層913，該第二半導體層係為P型半導體層917。其中，該N型半導體層913 包括一N型摻雜層914及一N型緩衝層915，該N型摻雜層914位於該N型緩衝層915與該發光層916之間。該P型半導體層917還包括一P型摻雜層918及一P型緩衝層919，該P型摻雜層918位於該P型緩衝層919與該發光層916之間，於某些實施例，亦可不具有N型或P型緩衝層。
請參閱圖9A，蝕刻該發光二極體區塊911，而形成交錯排列之複數溝槽931，該等溝槽931界定出呈矩陣排列之複數微發光二極體像素930，各該溝槽931穿透該P型半導體層917及該發光層916。進一步說，各該溝槽931未穿透該N型半導體層913，該N型半導體層913具有對應該等微發光二極體像素930之共同電極。於另一實施例，亦可以使各該溝槽穿透該N型摻雜層，只要至少部分該N型半導體層可作為共同電極即可。可理解的是，於進行蝕刻該發光二極體區塊之步驟時，可以係蝕刻整個發光二極體晶圓、抑或是僅蝕刻經過切割分離的發光二極體區塊911。並且，該N型半導體層913具有對應該等微發光二極體像素930之共同電極，且該共同電極水平方向上凸伸有一凸出部970，於本實施例，該N型緩衝層915具有該凸出部970，該凸出部970係於執行蝕刻發光二極體步驟中產生的，而該N型緩衝層915係為該等為發光二極體像素之共同電極。
接著，請參閱圖9B，將非導電膠932注入該等溝槽931，以增加該等微發光二極體像素930之間的結構強度。於某些實施例中，亦可不進行此步驟。
接著，請參閱圖9E及9F，接合該發光二極體區塊911及該驅動晶片區塊921，其中該P型半導體層917電性連接該驅動晶片區塊921之複數像素電極。較佳地，為避免影響材料性質，該發光二極體塊與該驅動晶 片區塊921係以低於攝氏200度之低溫混合連接技術進行接合。且各該微發光二極體像素930對應一該像素電極。如此一來，即可透過各該像素電極單獨供電給相對應的微發光二極體像素930。要說明的是，各該微發光二極體像素930通常尺寸係微米級。要說明的是，於本實施例，該發光二極體區塊911及該驅動晶片區塊921係為已分別從該發光二極體晶圓及該驅動電路晶圓切割分離的區塊，之後才進行此接合步驟。可理解的是，於其它實施例，如圖9C，亦可將整個發光二極體晶圓910與驅動電路晶圓920接合；抑或是，如圖9D，先從該發光二極體晶圓切割分離出該發光二極體區塊911，再將該發光二極體區塊911接合至該驅動電路晶圓920中像對應之位置上，之後再進行切割。
除此之外，該凸出部970藉由一導電膠950電性連接該驅動晶片區塊921，透過該N型緩衝層915與該等像素電極之間的電位差，即可控制各該微發光二極體像素930發亮。
要說明的是，此實施例毋須將該藍寶石基材912去除。
接下來，請參閱圖9G，將該驅動晶片區塊921另與一電路板960電性連接，要說明的是，進行此步驟時，該驅動晶片區塊921與該發光二極體區塊911皆係已從該驅動電路晶圓及該發光二極體晶圓上切割分離的區塊(即為獨立的發光二極體像素陣列以及驅動晶片)。於另一實施例，例如圖9H，導電膠950亦可不連接該驅動晶片區塊921，而係連接該凸出部970與該電路板960。於某些實施例中，亦可不設有導電膠950，而將該ITO導電膜以其它導體電性連接其它外部電源，只要ITO導電膜與像素電極之間具有電位差即可，即可使各該微發光二極體像素930發亮。
本實施例經過上述步驟，即製造出如圖9G所示之微發光二極體顯示模組。該微發光二極體顯示模組包括該驅動晶片區塊921、該發光二極體區塊911、及該電路板960。該驅動晶片區塊921具有該複數像素電極。該發光二極體區塊911設於該驅動晶片區塊921上。該發光二極體區塊911具有該第一半導體層、該發光層916、該第二半導體層、及該複數溝槽931。該發光層916位於該第一及該第二半導體層之間，該第二半導體層電性連接該等像素電極，該等溝槽931界定出該複數呈矩陣排列之微發光二極體像素930，各該溝槽931穿透該第二半導體層及該發光層916。各該微發光二極體像素930對應一該像素電極。各該溝槽931內填充有非導電膠932。該第一半導體層水平方向上凸伸有該凸出部970。且該第一半導體層與該藍寶石基材912相連接，該第一半導體層介於該藍寶石基材912與該發光層916之間。
該電路板960電性連接該驅動晶片區塊921，且該驅動晶片區塊921介於該發光二極體區塊911與該電路板960之間。該凸出部970與該驅動晶片區塊921之間設有一導電膠950，該導電膠950分別電性連接該凸出部970及該驅動晶片區塊921。於另一實施例，如圖9H所示，亦可將導電膠950設於該凸出部970與該電路板960之間，該導電膠950分別電性連接該凸出部970及該電路板960。
請參閱圖10，為了使上述所有實施例之微發光二極體顯示模組發出不同顏色，可另外設置一色層170(RGB色層)，以使該微發光二極體顯示模組發出三色光。進一步說，該色層170的形成方式係於各該微發光二極體像素上方噴塗相對應的RGB量子點，以各該微發光二極體像素的發光 激發量子點產生三色光。進一步說，該色層170具有複數紅色、藍色、綠色的像素區域171、172、173，各該像素區域171、172、173對應一該微發光二極體像素，而該色層170具有複數全色顯示點(可顯示三色光的最小單位)。各該全色顯示點具有至少三個相鄰的像素區域171、172、173，各該全色顯示點至少包括一該紅色像素區域171、一該藍色像素區172域以及一該綠色像素區域173。較佳地，為了製程需求，一該全色顯示點可包括四個相鄰的像素區域(例如一個紅色像素區域171、一個藍色像素區域172及二個綠色像素區域173)，以使全色顯示點之排列較有規律。於其它實施例，如圖11所示，色層180亦可為RGB濾光片。

Claims (14)

  1. 一種微發光二極體顯示模組的製造方法，該方法包括以下步驟：製備一發光二極體晶圓及一驅動電路晶圓，其中該發光二極體晶圓之部分區域界定為一發光二極體區塊，該發光二極體區塊具有一第一半導體層、一發光層、及一第二半導體層，該發光層設於該第一半導體層及該第二半導體層之間，該第一半導體層連接一基材，該第一及該第二半導體層其中一者係為N型半導體層、另一者係為P型半導體層，該驅動電路晶圓之一晶片大小的區域界定為一驅動晶片區塊；將該發光二極體區塊之第二半導體層與一透光導電層接合；去除該基材；蝕刻該發光二極體區塊，而形成交錯排列之複數溝槽，該等溝槽界定出呈矩陣排列的複數微發光二極體像素，各該溝槽至少穿透該第一半導體層及該發光層，其中該透光導電層具有對應該等微發光二極體像素之共同電極；接合該發光二極體區塊及該驅動晶片區塊，其中該第一半導體層電性連接該驅動晶片區塊之複數像素電極，各該微發光二極體像素對應一該像素電極，該驅動晶片區塊與該透光導電層係分別位於該發光二極體區塊之兩側；設置一色層於該透光導電層上，其中該色層係為RGB色層。
  2. 如請求項1所述的製造方法，其中該N型半導體層還包括一N型摻雜層及一N型緩衝層，該N型摻雜層位於該N型緩衝層與該發光層之間。
  3. 如請求項1所述的製造方法，其中該P型半導體層還包括一P型摻雜層及一P型緩衝層，該P型摻雜層位於該P型緩衝層與該發光層之間。
  4. 如請求項1所述的製造方法，其中於蝕刻該發光二極體區塊的步驟，各該溝槽未穿透該第二半導體層。
  5. 如請求項1所述的製造方法，另包括一步驟：將該驅動晶片區塊另與一電路板電性連接，其中該驅動晶片區塊係為從該驅動電路晶圓上切割分離的驅動晶片。
  6. 如請求項5所述的製造方法，另包括一步驟：將該透光導電層藉由一導電膠另與該電路板電性連接。
  7. 如請求項1所述的製造方法，其中將該透光導電層藉由一導電膠電性連接該驅動晶片區塊。
  8. 如請求項1所述的製造方法，其中該透光導電層包括一披覆有一ITO導電膜之玻璃層，該ITO導電膜與各該微發光二極體像素電性連接。
  9. 如請求項1所述的製造方法，其中該色層係為濾光片。
  10. 如請求項1所述的製造方法，其中該色層係以噴塗量子點方式形成。
  11. 如請求項1所述的製造方法，其中於接合該發光二極體區塊與該驅動晶片區塊之步驟之前、且於蝕刻該發光二極體區塊之步驟之後，另包括一步驟：將該發光二極體區塊從該發光二極體晶圓切割分離；於接合該發光二極體區塊與該驅動晶片區塊之步驟中，係將該發光二極體區塊與該具有該驅動晶片區塊之驅動電路晶圓接合。
  12. 如請求項1所述的製造方法，其中於接合該發光二極體區塊與該驅動晶片區塊之步驟之前、於製備該驅動電路晶圓之步驟之後，另包括一步驟： 將該發光二極體區塊及該驅動晶片區塊分別從該發光二極體晶圓及該驅動電路晶圓切割分離。
  13. 如請求項1所述的製造方法，其中於接合該發光二極體區塊及該驅動晶片區塊之步驟中，係將該具有該發光二極體區塊之發光二極體晶圓與該具有該驅動晶片區塊之驅動電路晶圓接合。
  14. 如請求項1所述的製造方法，另包括一步驟：將非導電膠注入該等溝槽。
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