TWI657563B - 光電裝置及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係揭露一種光電裝置及其製造方法。光電裝置的製造方法，包括以下步驟：設置一矩陣電路於一基材，矩陣電路的最高點相對於基材的表面具有一矩陣電路厚度；設置複數第一凸部於基材之上，至少一個第一凸部的最高點相對基材的表面具有一第一凸部厚度，第一凸部厚度係大於矩陣電路厚度；將位於一第一承載基板上之複數個第一光電元件進行一第一光電元件轉置步驟，以藉由一黏著材料分別接合該等第一凸部與至少其中二個該等第一光電元件。

Description

光電裝置及其製造方法
本發明係關於一種電子裝置，特別是關於一種光電裝置及其製造方法。
由微發光二極體(Micro LED，μLED)所組成的微發光二極體陣列(Micro LED Array)顯示器，相較於傳統發光二極體顯示器，其因無需額外的背光光源，更具助於達成輕量化及薄型化等目的。而與同樣是自發光的有機發光二極體(OLED)顯示器相較，其穩定性更高，且無影像烙印(Image Sticking)等問題。並且，微發光二極體應用範圍相當廣泛，例如微投影機、頭戴式顯示器及抬頭顯示器，同時更是未來高解析顯示器的發展主流。
然而微發光二極體之尺寸通常邊長約為50微米(μm)，相較於傳統發光二極體(超過100微米)所製成的顯示器，於製造過程中，需要更高的元件設置精度，因而使得製程時間增加，製造成本提高。然而，若是直接使用選取頭(pick-up head)，自承載基板上一次捉取多個微發光二極體以轉置到矩陣基板上時，則因微發光二極體本身尺寸極小的關係，於設置過程中，微發光二極體容易與矩陣基板上的其他元件發生干涉的情況，因而導致所製作出來的顯示面板品質不良，反而因此增加後續檢驗及維修等生產成本。
因此，如何降低在微發光二極體等這種小尺寸的光電元件轉置過程中可能產生與矩陣基板上的其他元件發生干涉情況，因而降低生產成本，實為本技術領域尚待解決之課題。
本發明之目的為提供一種光電裝置及其製造方法，其可降低各光電元件與基板上已存在的諸元件所可能發生碰撞干涉所導致的元件損壞的情況，而提升光電裝置的製造良率，因而降低製造成本。
為達上述目的，依據本發明的一種光電裝置製造方法，包括以下步驟：設置一矩陣電路於一基材，矩陣電路的最高點相對於基材的表面具有一矩陣電路厚度；設置複數第一凸部於基材之上，至少一個第一凸部的最高點相對基材的表面具有一第一凸部厚度，第一凸部厚度係大於矩陣電路厚度；將位於一第一承載基板上之複數個第一光電元件進行一第一光電元件轉置步驟，以藉由一黏著材料分別接合該等第一凸部與至少其中二個該等第一光電元件。
在一實施例中，黏著材料具有導電性，且該等第一光電元件藉由黏著材料與矩陣電路電性連接。
在一實施例中，第一光電元件轉置步驟包括：反置第一承載基板使該等第一光電元件面對該矩陣電路；以及對位矩陣電路上的該等第一凸部與該第一承載基板上不相鄰的該等第一光電元件。
在一實施例中，第一承載板上的不相鄰的二個第一光學元件之間距，實質上等於基板上相鄰的二個第一凸部之間距。
在一實施例中，第一光電元件轉置步驟包括：藉由一多晶選取裝置，同時選取第一承載基板上之複數個不相鄰第一光電元件；以及藉由多晶選取裝置以將該等第一光電元件，放置於該等第一凸部上。
在一實施例中，光電裝置製造方法還包括以下步驟：設置一平坦化層覆蓋該等第一凸部及至少部份之第一光電元件；蝕刻平坦化層並形成至少一開口以露出位於矩陣電路的一驅動電極；以及電性連結各第一光電元件的一導電部以及驅動電極。
在一實施例中，光電裝置製造方法還包括以下步驟：設置複數第二凸部於基板之上，至少一該第二凸部的最高點相對基材的表面具有一第二凸部厚度。
在一實施例中，第二凸部厚度大於第一凸部厚度。
在一實施例中，光電裝置製造方法還包括以下步驟：將位於 一第二承載基板上之第二光電元件進行一第二光電元件轉置步驟，以藉由另一黏著材料分別接合該等第二凸部與至少其中二個第二光電元件。
在一實施例中，第二光電元件與第二凸部厚度之總和，係大於第一光電元件與第一凸部厚度之總和。
為達上述目的，本發明更提供一種光電裝置，包括：一基材、一矩陣電路、複數第一凸部、以及複數第一光電元件。矩陣電路設置在基材上，矩陣電路的最高點相對於基材的表面具有一矩陣電路厚度，各個第一凸部則設置於基材之上，各個第一光電元件均係藉由一黏著材料分別接合於各個第一凸部，至少一個第一凸部的最高點相對基材的表面具有一第一凸部厚度，且第一凸部厚度係大於矩陣電路厚度。
在一實施例中，第一凸部具有一頂面面積，頂面面積係大於第一光電元件底面面積之50%。
在一實施例中，黏著材料具有導電性，且該等第一光電元件藉由黏著材料與矩陣電路電性連接。
在一實施例中，第一光電元件係為雙電極元件或三電極元件。
在一實施例中，光電裝置還包括：一平坦化層，覆蓋該等第一凸部及至少部份之該等第一光電元件，其中平坦化層具有至少一開口，並露出位於矩陣電路的一驅動電極，其中各第一光電元件的一導電部係電性連接驅動電極。
在一實施例中，光電裝置還包括：至少一黑框層，設置在平坦化層上，且圍繞至少一該第一光電元件。
在一實施例中，光電裝置還包括：至少一螢光層，設置於至少部分該等第一光電元件上。
在一實施例中，光電裝置還包括：一蓋板，對應基材設置。
在一實施例中，該蓋板更具有複數濾光層，該等濾光層係分別對應於該等第一光電元件。
在一實施例中，第一凸部係形成一二維矩陣。
在一實施例中，光電裝置還包括：複數個第二凸部，設置於 基材之上，至少一該第二凸部的最高點相對基材的表面具有一第二凸部厚度；以及複數個第二光電元件，藉由另一黏著材料分別接合於該等第二凸部。
在一實施例中，該第二光電元件與該第二凸部厚度之總和，係大於第一光電元件與第一凸部厚度之總和。
在一實施例中，第二凸部厚度大於第一凸部厚度。
承上所述，依據本發明之光電裝置及其製造方法，其係利用基材上凸部佈設方式及與其他元件的相對高度設計，使光電元件於轉置過程中，可因此降低各光電元件與基材上已存在的諸元件所可能發生碰撞干涉所導致的元件損壞，進而可以縮短製程時間並且同時維持甚至是提升光電裝置的製造良率，因而降低製造成本。
S1、S2、S2a、S3、S3a、S31、S31b、S32、S32b、S41、S41a、S42、S42a、S43、S43a、S5、S5a、S6、S6a、S7‧‧‧步驟
1、1a、1b‧‧‧光電裝置
11‧‧‧基材
12‧‧‧矩陣電路
121‧‧‧驅動電極
122、122a、161‧‧‧第二導線
122b、122c、143b、143c‧‧‧第二電極
13‧‧‧第一凸部
131‧‧‧第一導線
13a‧‧‧第一黏著材料
14、14a、14b、14c‧‧‧第一光電元件
141、141a‧‧‧導電部
142b、142c‧‧‧第一電極
15‧‧‧平坦化層
151‧‧‧開口
16‧‧‧第二凸部
17‧‧‧第二光電元件
17a‧‧‧第二黏著材料
18‧‧‧第三凸部
19‧‧‧第三光電元件
BX‧‧‧黑框層
PL‧‧‧螢光層
CV‧‧‧蓋板
CF‧‧‧濾光層
H2‧‧‧第二光電元件與其對應的第二凸部厚度之總和
H1‧‧‧第一光電元件與其對應的第一凸部厚度之總和
C1‧‧‧第一承載基板
C2‧‧‧第二承載基板
C3‧‧‧第三承載基板
L1‧‧‧基板上相鄰的二個第一凸部之間距
L2‧‧‧第一承載基板上的不相鄰的二個第一光學元件之間距
Tm‧‧‧矩陣電路厚度
Tt1‧‧‧第一凸部厚度
Tt2‧‧‧第二凸部厚度
SP‧‧‧次畫素區域
P‧‧‧畫素區域
圖1A為本發明之較佳實施例之光電裝置製造方法的流程示意圖。
圖1B為本發明之較佳實施例之光電裝置製造方法中第一光電元件轉置步驟的流程示意圖。
圖1C為本發明之較佳實施例之光電裝置製造方法中第一光電元件轉置步驟的另一流程示意圖。
圖2A為本發明較佳實施例之光電裝置製造方法之基材與矩陣電路設置方式示意圖。
圖2B及圖2C為本發明較佳實施例之光電裝置製造方法之不同態樣的第一凸部示意圖。
圖2D為本發明之較佳實施例之光電裝置製造方法中第一光電元件轉置示意圖。
圖2E為本發明之較佳實施例之光電裝置製造方法中使用雷射剝離方式進行第一光電元件轉置示意圖。
圖2F至圖2H為本發明較佳實施例之光電裝置製造方法中平坦化層設置過程示意圖。
圖2I為本發明較佳實施例之光電裝置製造方法中黑框層設置示意圖。
圖2J為本發明較佳實施例之光電裝置製造方法中螢光層設置示意圖。
圖2K為本發明較佳實施例之光電裝置製造方法中蓋板設置示意圖。
圖2L為本發明較佳實施例之光電裝置製造方法中使用另一種第一光電元件所組成之光電裝置示意圖。
圖2M為本發明較佳實施例之光電裝置製造方法中使用又一種第一光電元件所組成之光電裝置示意圖。
圖2N為本發明較佳實施例之光電裝置製造方法中使用再一種第一光電元件所組成之光電裝置示意圖。
圖3為本發明另一較佳實施例之光電裝置製造方法的流程示意圖。
圖4A為本發明另一較佳實施例之光電裝置製造方法中第二凸部設置示意圖。
圖4B為本發明另一較佳實施例之光電裝置製造方法中第二光電元件轉置示意圖。
圖4C為本發明另一較佳實施例之光電裝置製造方法中第二光電元件轉置完成後之示意圖。
圖5A至圖5H，為本發明較佳實施例光電裝置製造方法中各個光電元件轉置至基材之過程示意圖。
圖6為經過本發明較佳實施例之光電裝置製造方法之所製得之光電裝置俯視示意圖。
以下將參照相關圖式，說明本發明之光電裝置製造方法及光電裝置的較佳實施例，其中相同的元件、步驟將以相同的參照符號加以說明。
圖1A為本發明之較佳實施例之光電裝置製造方法的流程示意圖，請參考圖1A所示。此外，以下實施例所述之「光電裝置」，可為顯示面板、廣告看板、感測裝置、半導體裝置或照明裝置等等，本發明在此不做任何限制。本實施例的光電裝置製造方法，包括以下步驟。
請同時參考圖2A，為本發明較佳實施例之光電裝置製造方法之基材與矩陣電路設置方式示意圖。步驟S1：設置矩陣電路12於基材11之上，而矩陣電路12的最高點相對於基材11的表面具有一矩陣電路厚度Tm。基材11可為硬板或軟板(又稱可撓式基板，例如軟性電路板)，本實施例在此不做任何限制。此外，矩陣電路12與基材11又可合稱為「矩陣基板」，依照基材11上所佈設的電路形式，可為主動矩陣(active matrix)基板，或被動矩陣(passive matrix)基板。舉例而言，矩陣基板可為液晶顯示裝置中的矩陣基板，其中佈設有交錯的資料線與掃描線。
接著，進行步驟S2：設置複數第一凸部13於基材11之上(above)，第一凸部13可設置於基材11表面，或是設置於矩陣電路12上。至少一個第一凸部13的最高點相對該基材11的表面具有一第一凸部厚度Tt1，而第一凸部厚度Tt1係大於矩陣電路厚度Tm。前述的矩陣電路厚度Tm與第一凸部厚度Tt1亦可稱為矩陣電路高度(height)與第一凸部高度。藉由上述設計，第一凸部13可防止第一光電元件14於進行下述第一光電元件轉置步驟S3(特別是採用反置法時)，所可能造成的干涉以及在第一光電元件14設置時可能產生的溢膠情況。
而第一凸部13的材質可為金屬、導電材料，或是使用絕緣材料加上導電線的組合。如圖2A所示，第一凸部13的頂部已具有第一導線131，以與矩陣電路12電性連接。而如圖2B及圖2C所示，第一凸部13頂面的形狀不限定為一平台，亦可為其他不規則形狀。如圖2B中所示，第一凸部13頂面具有一凹陷區域；或是如圖2C中所示，第一凸部13頂面具有多個凸點，凸點或凸部可分別與第一光電元件14的不同電極電性連結。
步驟S3：將位於一第一承載基板C1上之複數個第一光電元件14進行一第一光電元件轉置步驟，以藉由一第一黏著材料13a分別接合該等第一凸部13與至少其中二個該等第一光電元件14。其中，第一光電元件14可以是為雙電極元件(包括但不限於發光二極體、光二極體(photo diode)或影像感測器(image sensor))，也可以是三電極元件(例如電晶體)。本實施例中係以發光二極體為例進行說明，而發光二極體又可為裸晶或經過封裝後的發光二極體封裝體。發光二極體的電極可為p極與n極在同一 側(水平結構)，後續則以覆晶方式接合於矩陣基板；或是，電極為p極與n極分別位在上下兩側(上下導通型或垂直結構)的發光二極體。若以其顯色波長來分類，當第一光電元件14為發光二極體時，可為藍光發光二極體、或紅光、綠光、白光等發光二極體或其組合。而第一黏著材料13a可依照所使用的接合方式來選擇，當使用光固化方式(例如UV光)來使第一黏著材料13a分別接合第一凸部13與第一光電元件14時，則第一黏著材料13a可為UV膠；而當使用熱固化方式時，則第一黏著材料13a可為熱固化黏著材料，例如異方性導電薄膜(Anisotropic Conductive Film；ACF)等薄膜式(film type)黏著材料，或是異方性導電塗膠(anisotropic conductive paste；ACP)。而第一黏著材料13a係設置於發光二極體與第一凸部之間，第一黏著材料13a的設置方式，則可利用點膠製程或是藉由圖案化的方式，將薄膜式的第一黏著材料13a設置於第一凸部上。
前述第一黏著材料13a較佳可具有導電性，舉例而言可為錫，或例如前述的ACF、ACP，或是銀膠；於此，第一光電元件14係以pn電極位於二側，且第一光電元件14一側的電極則是藉由第一黏著材料13a與第一凸部13上的第一導線131而與矩陣電路12電性連接。
而為了使第一凸部13能夠穩固承載第一光電元件14，第一凸部13的頂部面積，較佳係大於接合於第一凸部13的第一光電元件14面積的50%，亦即，第一凸部13與其所接合第一光電元件14的頂部面積，要超過該第一光電元件14面積的一半。如此一來，於製造光電裝置過程中，不致使第一光電元件14設置於第一凸部13後大部分的底面呈現懸空狀態因而不穩固，使其在後續的製程中(例如設置平坦化層15(見圖2F)等)受到其他裝置的碰撞或震盪後不會很容易地掉落，若非如此，將使後續製程更加困難。而更佳的情況，則是第一凸部13與其所接合第一光電元件14的頂部面積，大於或等於該第一光電元件14的面積。舉例而言，第一光電元件14的尺寸可為20微米(μm)x 20微米，而略小於第一凸部之尺寸(25微米x 25微米)。
此外，對於步驟S3之第一光電元件轉置方法，可以有下列幾種較佳的方式，例如：反置法、奈米貼布轉置法、多晶吸嘴轉置法等等， 來轉置第一光電元件14。本實施例以下係先以反置法為例進行說明，但不以此為限。請參考圖1B，為本較佳實施例之光電裝置製造方法中第一光電元件轉置步驟的流程示意圖。如圖所示，利用反置法時，則進行步驟S31以及步驟S32。步驟S31：反置第一承載基板，使第一光電元件面對矩陣電路。步驟S32：對位該矩陣電路上的該等第一凸部與該第一承載基板上不相鄰的該等第一光電元件。
請同時參考圖2D，於步驟S31中，第一光電元件轉置步驟時，會先將承載有複數個第一光電元件14的第一承載基板C1，翻轉反置，使第一光電元件14面向矩陣電路12與基材11。接著，將矩陣電路12上的第一凸部13與第一承載基板C1上不相鄰的第一光電元件14進行對位。之後，如圖2E所示，可使用雷射剝離(laser lift off)的方式，使欲與第一凸部13黏著的第一光電元件14自第一承載基板C1上脫離。第一承載基板C1可為一長晶基板，亦可為其他承載基板，例如具有黏性的膜(業界稱為blue tape)，承載經分級篩選過的發光二極體(即第一光電元件14)。而同前所述，為了避免第一光電元件14於採用反置法時，所可能發生與矩陣基板上的元件產生干涉以及第一黏著材料13a設置時可能產生的溢膠情況，因此於基材11上設置第一凸部13，且較佳的態樣中，會是將基材11上相鄰的二個第一凸部13之間距(pitch)L1設定實質上等於第一承載基板C1上的不相鄰的二個第一光學元件14之間距(pitch)L2。
此外，除前述反置方式之外，亦可採用多晶轉置方式來進行第一光電元件之轉置步驟。此時，如圖1C所示，為本較佳實施例之光電裝置製造方法中第一光電元件轉置步驟的另一流程示意圖，則採行步驟S31b以及步驟S32b。步驟S31b：藉由一多晶選取裝置，同時選取該第一承載基板上之複數個不相鄰第一光電元件。步驟S32b：藉由該多晶選取裝置以將該等第一光電元件，放置於該等第一凸部上。而採取此方式時，所使用的治具可具有多個吸嘴(pick-up head)或利用有鏤空部或棋盤式之奈米貼布，以選取複數個光電元件。
本實施例的光電裝置製造方法，較佳時還可以包括以下步驟S41-S7(如圖1A所示)。請同時參考圖2F至圖2H，為本發明較佳實施例 之光電裝置的平坦化層設置過程示意圖。首先，如圖2F所示，將經由步驟S3處理已完成第一光電元件轉置的光電裝置，執行步驟S41：設置平坦化層15覆蓋各個第一凸部13及在基板11上的至少某些個第一光電元件14。接著，如圖2G所示，進行步驟S42：利用適當的蝕刻方式，蝕刻平坦化層15，並形成至少一開口151以露出位於矩陣電路12上的驅動電極121，驅動電極121係用以驅動第一光電元件14作動。此外，第一光電元件14之導電部141和驅動電極121皆以露出平坦化層15為佳。完成蝕刻之後，如圖2H所示，進行步驟S43：利用第二導線122來電性連結各個第一光電元件14的導電部141(即第一光電元件14另一側的電極)以及驅動電極121。
設置完平坦化層15並且將各個第一光電元件14的導電部141與驅動電極121電性連接後，則繼續進行黑框層BX、螢光層PL以及蓋板CV的設置。如圖2I所示，接著進行步驟S5：設置至少一黑框層BX於平坦化層15上，且黑框層BX圍繞至少一個第一光電元件14。設置完黑框層BX之後，如圖2J所示，進行步驟S6：設置至少一螢光層PL於至少部分這些個第一光電元件14上，並且如圖所示的，螢光層PL會至少部分位在黑框層BX圍繞第一光電元件14所定義出的區域中。之後，如圖2K所示，進行步驟S7：設置一蓋板CV，而蓋板CV會對應基材11設置。蓋板CV更具有複數濾光層CF，各個濾光層CF係分別對應於各個第一光電元件14。其中，蓋板CV可為習知液晶顯示裝置中的彩色濾光基板(color filter substrate,CF substrate)，以協助光電裝置1全彩化。此外，如圖2L中所示，若無改變第一光電元件14a的顯色色彩之需求，例如於綠色顯示面板中直接使用會發出綠色光的發光二極體時，蓋板CV也可不具有濾光層CF而直接設置於螢光層PL及黑框層BX上。同樣地，第一光電元件14a一側的電極則是藉由第一黏著材料13a與第一凸部13上的第一導線131而與矩陣電路12電性連接，而各個第一光電元件14a的導電部141a(即第一光電元件14a另一側的電極)則藉由第二導線122a與驅動電極121電性連結。
再者，前述所使用的第一光電元件14及14a均以垂直結構(其p極與n極位於相反兩側)的發光二極體為例進行繪示與說明，而當 使用水平結構(其p極與n極位於相同的一側)的第一光電元件時，所製成的光電裝置則會如同圖2M或圖2N所示。首先，圖2M中所示的，係為使用水平結構的第一光電元件14b依本較佳實施例的製造方法所製成的光電裝置示意圖。其中，第一光電元件14b具有位於同側且均朝向第一凸部13的第一電極142b與第二電極143b，第一電極142b及第二電極143b則都是藉由黏著材料(本圖未繪示)接合於第一凸部13。而第一電極142b則是藉由第一導線131與矩陣電路12電性連接，而第二電極143b則是藉由第二電極122b與矩陣電路12的驅動電極121電性連接。而圖2M中所示的光電裝置，與圖2K所示的光電裝置類似，因其需要改變第一光電元件14b的顯色色彩，故其蓋板CV上具有濾光層CF並設置於螢光層PL及黑框層BX上，藉此改變第一光電元件14b的顯色色彩，以協助光電裝置1全彩化。而圖2N中所示的光電裝置1，則與圖2M中類似，所使用的第一光電元件14c也是水平結構，因此具有位於同側且均朝向第一凸部13的第一電極142c與第二電極143c，第一電極142c及第二電極143c則都是藉由黏著材料(本圖未繪示)接合於第一凸部13。而第一電極142c則是藉由第一導線131與矩陣電路12電性連接，而第二電極143c則是藉由第二電極122c與矩陣電路12的驅動電極121電性連接。而與圖2M所示之光電裝置不同之處在於，其無改變第一光電元件14c的顯色色彩之需求，蓋板CV不具有濾光層CF而直接設置於螢光層PL及黑框層BX上。
請再參考圖6，為經過本發明較佳實施例之光電裝置製造方法之所製得之光電裝置俯視示意圖，但為了易於說明，光電裝置的蓋板則先忽略不顯示。如圖中所示，光電裝置1已設置好矩陣電路12。值得注意的是，每一個虛線框所框出的範圍實際上代表一個次畫素(sub-pixel)區域SP。舉例而言，三個次畫素中分別設置藍色發光二極體，並藉由對應不同顏色的濾光層，而形成RGB畫素，以使得光電裝置能全彩化。也就是說，在圖6中每一個次畫素區域SP中包含有一個第一凸部13、一個第一光電元件14(以LED為例)、一個黑框層BX、一個螢光層PL，以及控制各個第一光電元件14與使其能與矩陣電路12電性連接所需要的驅動電極121、第一黏著材料13a(本圖中未示)以及第一導線131(本圖中未示)等。而如 圖中所示，為製造方便之故，每個次畫素所對應的濾光層CF，其涵蓋範圍可以是整個虛線所框出的次畫素區域SP範圍，不必僅限於黑框層BX所對應的尺寸大小。因此，在本實施例中，實際所製成的光電裝置1，其每個黑框層BX所圍繞第一光電元件14所定義出的區域面積，較佳會小於其上的濾光層CF所涵蓋面積。
以上實施例中所描述的，在光電裝置1所設置的第一光電元件14均為相同，例如為藍色發光二極體，故所製成的光電裝置1若蓋板上搭配的是使用同色的濾光層CF時，則為單色顯示面板(monochrome display)。若要製成可顯示不同顏色的光電裝置時，則可於蓋板CV上對應各個第一光電元件14處搭配使用不同顏色的濾光層CF(若須顯示為全彩者，則可於每個次畫素區域中各自使用三種不同顏色的濾光層CF，使其可對應發出紅、綠、藍三原色光)；或者是可以在基板上設置具有不同顯色波長的光電元件，亦即可以在基板上設置兩種以上各自具有不同顯色波長的光電元件。如此一來，則需至少在基板上設置對應不同光電元件的第一及第二凸部，其設置方式則如下所述。
請參考圖3及圖4A至圖4C，圖3為本發明另一較佳實施例之光電裝置1a製造方法的流程示意圖。與前一實施例中相同，均是執行步驟S1，設置矩陣電路12於基材11之上以及步驟S2，設置複數第一凸部13於基材11之上。之後接著進行步驟S2a，如圖4A所示，設置複數個第二凸部16於基材11之上，至少一個第二凸部16的最高點相對基材11的表面具有一第二凸部厚度Tt2。各個第二凸部16分別與矩陣電路12電性連接。而在本步驟中，各個第二凸部厚度Tt2大於各個第一凸部厚度Tt1。第二凸部16所在位置之最高點係高於第一凸部13之最高點且低於第一凸部13和第一光電元件14厚度之和。而更佳的是，各個第二凸部厚度Tt2會大於各個第一凸部厚度Tt1。
設置完第二凸部16於基材11之上後，則執行與前一較佳實施例中步驟S3相同的第一光電元件14的轉置步驟。接著，完成第一光電元件14的轉置及在第一凸部13的設置後(步驟S3、S31與S32)，則接著進行步驟S3a：如圖4B及圖4C中所示，將位於一第二承載基板C2上之第 二光電元件17進行一第二光電元件轉置步驟，以藉由第二黏著材料17a分別接合各個第二凸部16與至少其中二個該等第二光電元件17。與設置第一光電元件14的方法類似，第二光電元件17的設置方法亦可利用反置法、奈米貼布轉置法、或多晶吸嘴轉置法，來設置第二光電元件17。而使用反置法時，其細部流程同於前述較佳實施例之步驟S31與S32；而使用多晶吸嘴轉置法時，其細部流程則同於前述較佳實施例之步驟S31b與S32b，故在此均不再贅述。此外，所使用的第二黏著材料17a與前述較佳實施例中所述之第一黏著材料13a相同，亦可為錫、ACF、ACP、或銀膠，使第二光電元件17藉由第二黏著材料17a而與各個第二凸部16上的第二導線161黏接，並藉由第二導線161從而與矩陣電路12電性連接。完成轉置後，則如圖4C所示。此時，較佳的情況是，第二光電元件17與其對應的(亦即其所黏接的)第二凸部厚度Tt2之總和H2，會大於第一光電元件14與其對應的(亦即其所黏接的)第一凸部厚度Tt1之總和H1。
而將第一光電元件14與第二光電元件17設置於對應的第一凸部13與第二凸部16上，並和矩陣電路12完成電性連接後，則繼續進行步驟S41至S7相同的步驟(即平坦化層設置步驟S41a至S43a、黑框層設置步驟S5a、螢光層設置步驟S6a、以及蓋板(含濾光層)設置步驟S7)，故在此不再贅述。惟值得注意的是，本較佳實施例之光電裝置1a的製造方法，係利用設置不同顯色波長的光電元件來達成顯示多色之目的，因此則可選用同樣顏色濾光層設置於各個光電元件上；此時，濾光層則係扮演微調光電元件所發出光之顯示顏色或勻光的功能。
為使本發明所屬技術領域具有通常知識者更能明瞭前述較佳實施例之光電裝置製造方法，於實際應用至製造全彩LED顯示面板時，擺放紅光、綠光、與藍光LED於各自對應之第一、第二及第三凸部是如何操作，以更能明瞭本發明較佳實施例之優點所在，將以以下之敘述並搭配圖5A至圖5H之過程示意圖加以說明。
請再參考圖5A至圖5H，為本發明較佳實施例之各個光電元件轉置至基材之過程示意圖。首先，請參考圖5A，基材11上已分別設置好矩陣電路(為畫面簡潔考量，於圖5A中矩陣電路並未顯示，可參考圖 2A)與第一凸部13、第二凸部16及第三凸部18，亦即已完成前述較佳實施例中步驟S3。而圖5A中每一方框所圍成包含有各一個第一凸部13、第二凸部16及第三凸部18的區域，則相當於一個畫素(pixel)區域P。惟圖中之第一凸部13、第二凸部16及第三凸部18設置於畫素區域內的位置，並未有特別的限制，可集中於畫素的某個角落，而非均勻地設置於畫素區域中，而圖5A對本發明所屬技術領域具有通常知識者而言自能明瞭其僅為示意之用，非為限定本發明。接著，如圖5B至圖5C中所示，係進行第一光電元件的轉置，其細部流程同於前述較佳實施例之步驟S3、步驟S31以及步驟S32，在此不再贅述。如圖中所示，承載有複數個第一光電元件14的第一承載基板C1(圖中較粗的黑框)，以反置法將各個第一光電元件14轉置至對應的第一凸部13上。此外，第一承載基板C1於轉置過程中的移動方向，係以同觀看者觀看圖示之上方自下方移動，再由同觀看者觀看圖示之左方至右方移動，同時所需的第一光電元件14(LED)黏著於對應的第一凸部13而留下，其餘的隨著第一承載基板C1移到另一區域重複相同的轉置(包含雷射剝除)動作。從圖中可以看出，第一承載基板C1所對應的範圍超過一個顯示畫素的區域(圖中以同時涵蓋4個顯示畫素的區域為例)，因而每次可以同時轉置4個第一光電元件14至對應的第一凸部13上，藉此縮短製程時間。並且如前所述的，第一凸部13的最高點相對基材11的表面所具有的第一凸部厚度Tt1大於矩陣電路厚度Tm(前述各元件厚度標示及對比請見圖2A)，因而在轉置過程中，可以降低第一承載基板C1上的其他第一光電元件14與矩陣電路12所可能發生碰撞干涉所導致的元件損壞情況。
而完成第一光電元件14的設置之後，則繼續進行第二光電元件17的轉置步驟。請參考圖5D至圖5E，係進行第二光電元件17的轉置過程示意圖，其細部流程同於前述較佳實施例之步驟S3a，在此不再贅述。如圖中所示，承載有複數個第二光電元件17的第二承載基板C2，以反置法將各個第二光電元件17轉置至對應的第二凸部16上。此外，第二承載基板C2於轉置過程中的移動方向，同樣以同於觀看者觀看圖示之上方自下方移動，再由同觀看者觀看圖示之左方至右方移動。從圖中可以看出， 第二承載基板C2所對應的範圍亦同時涵蓋4個畫素的區域，因而每次可以同時轉置4個第二光電元件17至對應的第二凸部16上。並且如前所述的，各個第二凸部厚度Tt2會大於各個第一凸部厚度Tt1，且第二凸部16所在位置之最高點係高於第一凸部13之最高點且低於第一凸部13和第一光電元件14厚度之和。並且第二光電元件17與其對應的(亦即其所接合的)第二凸部厚度Tt2之總和H2，會大於第一光電元件14與其對應的(亦即其所接合的)第一凸部厚度Tt1之總和H1(前述各元件厚度標示及對比請見圖4A)。而更佳的方式則可以同時在第二承載基板C2上對應已經設置在第一凸部13上的第一光電元件14以及尚未設置有第三光電元件19的第三凸部18的直排位置，皆不承載第二光電元件17。藉由前述諸元件的安排設計，在轉置過程中，可以降低第二承載基板C2上的其他第二光電元件17與矩陣電路12、已轉置完成的第一光電元件14與基材11上此時已存在的其他元件所可能發生碰撞干涉所導致的元件損壞情況。
同樣地，而完成第二光電元件17的設置之後，則繼續進行第三光電元件19的轉置步驟。請參考圖5F至圖5G，係進行第三光電元件19的轉置過程示意圖，其細部流程同於前述較佳實施例之步驟S3a，在此不再贅述。如圖中所示，承載有複數個第三光電元件19的第三承載基板C3，以反置法將各個第三光電元件19轉置至對應的第三凸部18上。此外，第三承載基板C3於轉置過程中的移動方向，同樣以同於觀看者觀看圖示之上方自下方移動，再由同觀看者觀看圖示之左方至右方移動。從圖中可以看出，第三承載基板C3所對應的範圍亦同時涵蓋4個顯示畫素的區域，因而每次可以同時轉置4個第三光電元件19至對應的第三凸部18上。並且第三凸部18的最高點相對基材11的表面所具有的第三凸部厚度亦大於矩陣電路厚度(前述各元件厚度標示及對比可參考圖2A)。而更佳的方式則可以同時在第三承載基板C3上對應第一凸部13與其上的第一光電元件14以及第二凸部16與其上的第二光電元件17的橫列位置，不承載第三光電元件19。藉由前述諸元件的安排設計，在轉置過程中，可以降低第三承載基板C3上的其他第三光電元件19與矩陣電路12、已轉置完成的第一光電元件14、第二光電元件17與基材11上此時已存在的其他元件所可能發生 碰撞干涉所導致的元件損壞以及在第三光電元件19設置過程中可能產生的溢膠情況。完成第一光電元件14、第二光電元件17與第三光電元件19設置後的光電裝置1b俯視示意圖則如圖5H所示。
此外，本發明亦提供又一較佳實施例，為一種光電裝置，而光電裝置的製造方法已於前面說明，以下，係大致說明光電裝置的結構，而光電裝置中的元件及連結關係、變化態樣，均已於前述的光電裝置的製造方法進行說明。請參考圖2K與圖6，為本發明較佳實施例之光電裝置1b的結構示意圖，其中圖2K同時亦為圖6中沿AA線段之剖面示意圖。光電裝置1b包括一基材11、矩陣電路12、複數個第一凸部13、以及複數個第一光電元件14。矩陣電路12設置在基材11上，矩陣電路12的最高點相對於基材11的表面具有一矩陣電路厚度Tm。而複數個第一凸部13則均設置於基材11上。複數個第一光電元件14則是藉由一第一黏著材料13a分別接合於各個第一凸部13上。第一黏著材料13a具有導電性，且各個第一光電元件14藉由第一黏著材料13a與矩陣電路12電性連接。黏著材料可為錫、ACF、ACP、或銀膠。此外，各個第一光電元件14亦可藉由第一黏著材料13a而與各個第一凸部13上的第一導線131黏接，並藉由第一導線131從而與矩陣電路12電性連接。此外，至少一個第一凸部13的最高點相對基材11的表面具有一第一凸部厚度Tt1，而第一凸部厚度Tt1係大於矩陣電路厚度Tm。
此外，光電裝置1還更可包括一平坦化層15，平坦化層15覆蓋各個第一凸部13及至少覆蓋該些第一光電元件14中的一部分。平坦化層15具有至少一開口151，使位於該開口151處的矩陣電路12的驅動電極121露出，並且各第一光電元件14的導電部141係電性連接各驅動電極121。較佳的情況，第一光電元件14的導電部141和矩陣電路12的驅動電極121皆藉由平坦化層15的開口151露出於外。
更進一步的，光電裝置1還可以包括至少一黑框層BX、至少一螢光層PL、以及蓋板CV。黑框層BX則是設置在平坦化層15上，且圍繞至少一個第一光電元件14。而螢光層PL則設置於至少部分的該些第一光電元件14上，並且螢光層PL位在黑框層BX圍繞第一光電元件14所 定義出的區域中。而蓋板CV則對應基材11設置。而蓋板CV更具有複數濾光層CF，該些濾光層CF則分別對應於該些第一光電元件14設置。
此外，請再參考圖4C，光電裝置1b更可包括複數個第二凸部16與複數個第二光電元件17。該些第二凸部16亦均是設置於基材11上，同時至少一個第二凸部16的最高點相對基材11的表面具有第二凸部厚度Tt2。該些第二光電元件17則藉由另一黏著材料17a分別接合於各個第二凸部16。此時，第二光電元件17與其對應的(亦即其所黏接的)第二凸部厚度Tt2之總和H2，會大於第一光電元件14與其對應的(亦即其所黏接的)第一凸部厚度Tt1之總和H1。而較佳的是，各個第二凸部厚度Tt2會大於各個第一凸部厚度Tt1。第一光電元件14或第二光電元件17可以是雙電極元件(包括但不限於發光二極體或光二極體(photo diode))，也可以是三電極元件(例如電晶體)。本實施例中係以兩者均為發光二極體為例進行說明。而較佳的情況是，基材11上的第一凸部13係形成一二維矩陣；此外，基材11上的第二凸部16亦可形成另一二維矩陣。
而為了使第一凸部13能夠穩固承載第一光電元件14，第一凸部13的頂部面積，較佳係大於接合於第一凸部13的第一光電元件14面積的50%，亦即，第一凸部13與其所接合第一光電元件14的頂部面積，要超過該第一光電元件14面積的一半。如此一來，於製造光電裝置過程中，不致使第一光電元件14設置於第一凸部13後大部分的底面呈現懸空狀態因而不穩固，使其在後續的製程中(例如設置平坦化層15(見圖2F)等)受到其他裝置的碰撞或震盪後不會很容易地掉落，若非如此，將使後續製程更加困難。而更佳的情況，則是第一凸部13與其所接合第一光電元件14的頂部面積，大於該第一光電元件14的面積。舉例而言，第一光電元件14的尺寸可為20微米(μm)x 20微米，而略小於第一凸部之尺寸(25微米x 25微米)。綜上所述，依據本發明之光電裝置製造方法及光電裝置，其係利用基材上凸部佈設方式及與其他元件的相對高度設計，使光電元件於轉置過程中，可因此降低各光電元件與基材上已存在的諸元件所可能發生碰撞干涉所導致的元件損壞情況，進而可以縮短製程時間並且同時維持甚至是提升光電裝置的製造良率，因而降低製造成本。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

Claims (22)

  1. 一種光電裝置製造方法，包括：設置一矩陣電路於一基材，該矩陣電路的最高點相對於該基材的表面具有一矩陣電路厚度；設置複數第一凸部於該基材之上，至少一該第一凸部的最高點相對該基材的表面具有一第一凸部厚度，該第一凸部厚度係大於該矩陣電路厚度；以及將位於一第一承載基板上之複數個第一光電元件進行一第一光電元件轉置步驟，以藉由一黏著材料分別接合該等第一凸部與至少其中二個該等第一光電元件；其中該第一凸部具有一頂面面積，該頂面面積係大於該第一光電元件底面面積之50%。
  2. 如申請專利範圍第1項之光電裝置製造方法，其中該黏著材料具有導電性，且該等第一光電元件藉由該黏著材料與該矩陣電路電性連接。
  3. 如申請專利範圍第1項之光電裝置製造方法，其中該第一光電元件轉置步驟包括：反置該第一承載基板使該等第一光電元件面對該矩陣電路；以及對位該等第一凸部與該第一承載基板上不相鄰的該等第一光電元件。
  4. 如申請專利範圍第3項之光電裝置製造方法，該第一承載板上的不相鄰的二該第一光學元件之間距，等於該基板上相鄰的二該第一凸部之間距。
  5. 如申請專利範圍第1項之光電裝置製造方法，其中該第一光電元件轉置步驟包括：藉由一多晶選取裝置，同時選取該第一承載基板上之複數個不相鄰第一光電元件；以及藉由該多晶選取裝置以將該等第一光電元件，放置於該等第一凸部上。
  6. 如申請專利範圍第1項之光電裝置製造方法，還包括：設置一平坦化層覆蓋該等第一凸部及至少部份之該第一光電元件；蝕刻該平坦化層並形成至少一開口以露出位於該矩陣電路的一驅動電 極；以及電性連結各該第一光電元件的一導電部以及該驅動電極。
  7. 如申請專利範圍第1項之光電裝置製造方法，還包括：設置複數第二凸部於該基板之上，至少一該第二凸部的最高點相對該基材的表面具有一第二凸部厚度。
  8. 如申請專利範圍第7項之光電裝置製造方法，其中該等第二凸部厚度大於該等第一凸部厚度。
  9. 如申請專利範圍第7項之光電裝置製造方法，還包括：將位於一第二承載基板上之該等第二光電元件進行一第二光電元件轉置步驟，以藉由另一黏著材料分別接合該等第二凸部與至少其中二個該等第二光電元件。
  10. 如申請專利範圍第9項之光電裝置製造方法，其中該第二光電元件與該第二凸部厚度之總和，係大於該第一光電元件與該第一凸部厚度之總和。
  11. 一種光電裝置，包括：一基材；一矩陣電路，該矩陣電路設置在該基材上，該矩陣電路的最高點相對於該基材的表面具有一矩陣電路厚度；複數第一凸部，設置於該基材之上；以及複數第一光電元件，藉由一黏著材料分別接合(bonded to)於該等第一凸部，其中，至少一該第一凸部的最高點相對該基材的表面具有一第一凸部厚度，該第一凸部厚度係大於該矩陣電路厚度；該第一凸部具有一頂面面積，該頂面面積係大於該第一光電元件底面面積之50%。
  12. 如申請專利範圍第11項之光電裝置，其中該黏著材料具有導電性，且該等第一光電元件藉由該黏著材料與該矩陣電路電性連接。
  13. 如申請專利範圍第11項之光電裝置，其中該第一光電元件係為雙電極元件或三電極元件。
  14. 如申請專利範圍第11項之光電裝置，還包括：一平坦化層，覆蓋該等第一凸部及至少部份之該等第一光電元件，其中該平坦化層具有至少一開口，並露出位於該矩陣電路的一驅動電極，其中各該第一光電元件的一導電部係電性連接該驅動電極。
  15. 如申請專利範圍第14項之光電裝置，還包括：至少一黑框層，設置在該平坦化層上，且圍繞至少一該第一光電元件。
  16. 如申請專利範圍第11項之光電裝置，還包括：至少一螢光層，設置於至少部分該等第一光電元件上。
  17. 如申請專利範圍第11項之光電裝置，還包括：一蓋板，對應該基材設置。
  18. 如申請專利範圍第17項之光電裝置，其中該蓋板更具有複數濾光層，該等濾光層係分別對應於該等第一光電元件。
  19. 如申請專利範圍第11項之光電裝置，其中該等第一凸部係形成一二維矩陣。
  20. 如申請專利範圍第11項之光電裝置，還包括：複數個第二凸部，設置於該基材之上，至少一該第二凸部的最高點相對該基材的表面具有一第二凸部厚度；以及複數個第二光電元件，藉由另一黏著材料分別接合於該等第二凸部。
  21. 如申請專利範圍第20項之光電裝置，其中該第二光電元件與該第二凸部厚度之總和，係大於該第一光電元件與該第一凸部厚度之總和。
  22. 如申請專利範圍第20項之光電裝置，其中該等第二凸部厚度大於該等第一凸部厚度。
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