TWI688139B - 檢測裝置的製造方法與檢測方法 - Google Patents
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Abstract
一種檢測裝置的製造方法。首先,提供成長基板與形成於成長基板上的發光結構。接著,在發光結構上形成模型層。接著,在模型層上形成多個第一電極件與多個第二電極件,其中這些第一電極件穿過模型層而連接發光結構。之後,將這些第一電極件與第二電極件固定於承載基板。之後,移除成長基板與部分發光結構,以分離出多個發光元件。各個發光元件的一電極位於其中一個第二電極件的對面。接著,移除模型層,以使各個發光元件的電極與其對面的第二電極件之間形成間隙。各個發光元件經由第一懸臂而連接於其中一個第一電極件。
Description
本發明是有關於一種檢測裝置的製造方法與檢測方法,且特別是有關於一種能檢測發光元件的裝置的製造方法與檢測方法。
目前的固態發光技術(Solid-State Lighting,SSL)已發展出一種微米尺寸的微型發光二極體(Micro Light Emitting Diode,μLED),其長度或寬度可在10微米(μm)以下。例如,微型發光二極體的底面可以是10微米乘10微米的正方形。由於微型發光二極體的尺寸微小,所以微型發光二極體適合用來製作成畫素型顯示器(pixel display)。
一般的發光二極體在完成後都會進行電性檢測,以確保完成後的發光二極體能正常運作,而目前的電性檢測設備通常是使用探針(probe)來接觸發光二極體的電極(electrode),以使發光二極體能被通電,從而檢測此發光二極體是否會發光。然而,相較於尺寸過小的微型發光二極體,上述探針的尺寸過大而不易對微型發光二極體進行電性檢測,甚至探針可能會戳壞微型發光二極體,以至於目前的電性檢測設備難以使用探針來對微型發光二極體進行檢測。
本發明提供一種檢測裝置的製造方法,其所製造出來的檢測裝置具有多個能將待測的發光元件懸置的懸臂。
本發明還提供一種檢測裝置的檢測方法,其利用壓迫多個發光元件的手段來使這些被壓迫的發光元件與線路檢測基板電性導通。
本發明所提供的檢測裝置的製造方法包括提供成長基板以及形成於成長基板上的發光結構。接著,在發光結構上形成模型層,其具有多個暴露發光結構的貫孔。接著,在模型層上形成多個第一電極件與多個第二電極件,其中這些第一電極件分別經由這些貫孔而接觸及連接發光結構。接著,將這些第一電極件與這些第二電極件固定於承載基板。之後,移除成長基板。在移除成長基板之後,移除部分發光結構,以分離出多個發光元件,其中各發光元件位於相鄰的第一電極件與第二電極件的對面,而各個發光元件的一電極位於其中一個第二電極件的對面,並且不接觸第二電極件。之後,移除模型層,以使各個發光元件的電極與其對面的第二電極件之間形成間隙,其中各個發光元件經由第一懸臂而連接於其中一個第一電極件。
在本發明的一實施例中,形成模型層的方法包括形成多層彼此堆疊的光阻圖案。各個光阻圖案具有多個開口,而各個貫孔是由至少兩層光阻圖案的開口彼此連通而形成。
在本發明的一實施例中,形成發光結構的方法包括在成長基板上依序形成第一半導層、發光層、第二半導層、導體層以及金屬層,而移除部分發光結構的方法包括對發光結構進行微影與蝕刻製程,其中微影與蝕刻製程保留與這些第一電極件重疊的部分金屬層與部分導體層。
在本發明的一實施例中,形成發光結構的方法包括在成長基板上形成多個彼此分離的發光元件。在成長基板上形成支撐層,其中支撐層圍繞各個發光元件,並且暴露這些發光元件的這些電極。在支撐層上形成多個第一懸臂與多個第二懸臂,其中各個發光元件連接其中一個第一懸臂與其中一個第二懸臂。移除部分發光結構的方法包括移除支撐層。
本發明所提供的檢測裝置的檢測方法包括提供線路檢測基板、多個發光元件以及多個第一懸臂。線路檢測基板包括多個第一電極件與多個第二電極件,而各個發光元件配置於線路檢測基板上,並具有一對電極,其中各個發光元件的其中一個電極與其對面的第二電極件彼此分離而形成一間隙,而各個第一懸臂連接其中一個發光元件與其中一個第一電極件。接著,令擷取件壓迫多個發光元件,以使多個電極分別接觸於多個第二電極件。之後,通電至至少一個第一電極件與至少一個第二電極件,以使被擷取件壓迫的這些發光元件中的多個合格發光元件發出光線。根據上述光線,量測這些合格發光元件的數量。
在本發明的一實施例中,上述檢測方法還包括提供多個第二懸臂,其中各個第二懸臂連接其中一個發光元件與其中一個第二電極件,而各個發光元件的這些電極分別位於第一電極件與第二電極件的對面,並與第一電極件及第二電極件彼此分離。當擷取件壓迫多個發光元件時,這些發光元件的這些電極分別接觸於多個第一電極件與多個第二電極件。
在本發明的一實施例中,當這些合格發光元件的數量與被擷取件壓迫的這些發光元件的數量之間的比例大於0.99時,從線路檢測基板擷取被擷取件壓迫的這些發光元件,並用擷取件將這些發光元件裝設於元件陣列基板。
在本發明的一實施例中,在通電至至少一個第一電極件與至少一個第二電極件之後,令擷取件壓迫多個發光元件。
在本發明的一實施例中,在通電至至少一個第一電極件與至少一個第二電極件之前,令擷取件壓迫多個發光元件。
在本發明的一實施例中,當擷取件壓迫多個發光元件時,同時通電至至少一個第一電極件與至少一個第二電極件。
本發明因採用多個懸臂(例如第一懸臂)來將多個發光元件懸置在線路檢測基板上方,以使這些發光元件在檢測以前與線路檢測基板斷路。當檢測這些發光元件時,可以壓迫這些發光元件,以使發光元件的電極能接觸於電極件(例如第二電極件)。如此,這些被壓迫的發光元件能與線路檢測基板導通,進而能檢測這些發光元件。
為讓本發明的特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下。
在以下的內文中,將以相同的元件符號表示相同的元件。其次,為了清楚呈現本案的技術特徵,圖式中的元件(例如層、膜、基板以及區域等)的尺寸(例如長度、寬度、厚度與深度)會以不等比例的方式放大。因此,下文實施例的說明與解釋不受限於圖式中的元件所呈現的尺寸與形狀,而應涵蓋如實際製程及/或公差所導致的尺寸、形狀以及兩者的偏差。例如,圖式所示的平坦表面可以具有粗糙及/或非線性的特徵,而圖式所示的銳角可以是圓的。所以,本案圖式所呈示的元件主要是用於示意,並非旨在精準地描繪出元件的實際形狀,也非用於限制本案的申請專利範圍。
其次,本案內容中所出現的「約」、「近似」或「實質上」等這類用字不僅涵蓋明確記載的數值與數值範圍,而且也涵蓋發明所屬技術領域中具有通常知識者所能理解的可允許偏差範圍,其中此偏差範圍可由測量時所產生的誤差來決定,而此誤差例如是起因於測量系統或製程條件兩者的限制。此外,「約」可表示在上述數值的一個或多個標準偏差內,例如±30%、±20%、±10%或±5%內。本案文中所出現的「約」、「近似」或「實質上」等這類用字可依光學性質、蝕刻性質、機械性質或其他性質來選擇可以接受的偏差範圍或標準偏差,並非單以一個標準偏差來套用以上光學性質、蝕刻性質、機械性質以及其他性質等所有性質。
圖1A繪示出本發明至少一實施例的檢測裝置的俯視示意圖,而圖1B繪示出圖1A中沿線1B-1B剖面所繪製的剖面示意圖。請參閱圖1A與圖1B,多個發光元件200可暫時固定在檢測裝置100上,而檢測裝置100能檢測這些發光元件200。圖1A與圖1B所示的是在進行檢測以前的檢測裝置100。在進行檢測以前,這些發光元件200可以呈陣列(array)排列,並且全部配置在檢測裝置100同一側上,其中這些發光元件200可以是發光二極體(LED)。在尺寸方面,發光元件200可以是尺寸約在10微米以內的微型發光二極體(μLED),或是尺寸約大於10微米,小於100微米的次毫米發光二極體(mini LED)。當然,發光元件200也可以是尺寸大於100微米的發光二極體。
各個發光元件200可包括一對電極211與212、第一半導層221、第二半導層222、發光層223以及導體層241,其中發光層223夾置於第一半導層221與第二半導層222之間,而導體層241形成在電極212與第二半導層222之間。導體層241可以是透明導電層,其可由金屬氧化物所製成,例如銦錫氧化物(Indium Tin Oxide,ITO)、銦鋅氧化物(Indium Zinc Oxide,IZO)、鋁錫氧化物(Aluminum Tin Oxide,ATO)、鋁鋅氧化物(Aluminum Zinc Oxide,AZO)或銦鍺鋅氧化物(Indium Germanium Zinc Oxide,IGZO)。電極211與212可皆為金屬層,其中電極211可為陰極,而電極212可為陽極。此外,電極211與212分別位於發光元件200的上下兩側,即發光元件200可為垂直式發光二極體。
第一半導層221與第二半導層222兩者的主要載子不同。例如,第一半導層221可為N型半導體,其主要載子為電子。第二半導層222可為P型半導體,其主要載子為電洞。發光層223可具有量子井(Multiple Quantum Well,MQW),並接觸第一半導層221與第二半導層222。當發光元件200通電時,第一半導層221與第二半導層222兩者的主要載子,即電子與電洞,能注入於發光層223,並在發光層223內再結合(recombination)而產生光子,以使發光層223發光。
檢測裝置100包括線路檢測基板110,而線路檢測基板110包括多個第一電極件111、多個第二電極件112、第一測試墊113、第二測試墊114、連接層140以及承載基板119,其中第一電極件111、第二電極件112、第一測試墊113以及第二測試墊114可皆為金屬層,並形成於承載基板119的同一平面上,而連接層140能將這些第一電極件111與這些第二電極件112固定在承載基板119上。這些第一電極件111可以彼此並列,並連接第一測試墊113,而這些第二電極件112可以彼此並列,並連接第二測試墊114,以使第一測試墊113電連接這些第一電極件111,而第二測試墊114電連接這些第二電極件112。外部電源可以電連接第一測試墊113與第二測試墊114,並且能供電至第一測試墊113以及第二測試墊114,以使第一電極件111與第二電極件112通電。此外,上述外部電源可為直流電源供應器,所以第一電極件111與第二電極件112所接收的電能為直流電。
第一電極件111與第二電極件112沒有彼此接觸,而且第一測試墊113與第二測試墊114也沒有彼此接觸,所以第一電極件111與第二電極件112之間需要利用導體或元件(例如發光元件200)才能彼此電性導通。換句話說,當沒有任何導體或元件(例如發光元件200)配置在線路檢測基板110的第一電極件111與第二電極件112上時,即使外部電源供電至第一測試墊113與第二測試墊114,電能不會在第一電極件111與第二電極件112之間傳遞。
檢測裝置100還包括多個第一懸臂130,而各個第一懸臂130連接其中一個發光元件200的電極211與其中一個第一電極件111。各個第一懸臂130的最窄寬度130w可介於1微米至10微米之間,例如2微米或3微米。各個第一懸臂130可包括支撐臂131、導體層132與導體墊133,其中支撐臂131為絕緣體,並連接發光元件200與導體墊133。導體層132為金屬層,並接觸與連接於導體墊133與發光元件200的電極211,以電連接導體墊133與電極211。各個導體墊133配置在一個第一電極件111上,並電連接第一電極件111。各個第一電極件111包括第一凸出部111p與第一延伸部111f。第一凸出部111p凸出於第一延伸部111f,並連接一個導體墊133。利用導體層132與導體墊133,第一懸臂130能電連接發光元件200的電極211與第一電極件111,讓電極211與第一電極件111彼此電性導通。
各個發光元件200的電極212位在其中一個第二電極件112的對面,而各個第二電極件112包括第二凸出部112p與第二延伸部112f,其中第二凸出部112p凸出於第二延伸部112f。在檢測這些發光元件200之前,各個電極212與其對面的第二電極件112是彼此分離而形成間隙G2,其中電極212位於第二凸出部112p的對面,所以電極212沒有與第二電極件112電性導通。換句話說,在進行檢測以前,各個發光元件200僅電連接第一電極件111,不會電連接第二電極件112,所以此時的發光元件200與檢測裝置100之間為斷路。因此,即使第一測試墊113與第二測試墊114已經通電,此時各個發光元件200不會發光。
值得一提的是,在圖1B所示的發光元件200中,由於電極212完全覆蓋第二半導層222的底面,並凸出於第一半導層221、第二半導層222與發光層223三者的一側,因此電極212具有比其他膜層(例如第一半導層221、第二半導層222與發光層223)較大的尺寸,以至於從發光層223而來的光線L32很多能被金屬所製的電極212所反射。如此,電極212有助於提升發光元件200的出光效率,如圖1C所示。
圖1C繪示出圖1B中發光元件與現有發光二極體兩者的出光效率及正視角光強度變化的模擬示意圖。請先參閱圖1C,圖1C所示的多條折線M20、M21、M30與M31是利用軟體模擬而繪成。折線M20與M30為圖1B中的發光元件200的模擬結果,而折線M21與M31為現有發光二極體的模擬結果,其中現有發光二極體與發光元件200之間的主要差異在於電極212的有無。也就是說,上述現有發光二極體並不具備如圖1B所示的大尺寸電極212。
圖1C的兩縱軸分別代表出光效率(左邊縱軸)與正視角光強度變化(右邊縱軸),其中正視角光強度變化代表在視角為零度角(Zero degree,0D)處的光強度的變化,而視角為零度角的位置相當於發光元件200與現有發光二極體兩者光軸(optical axis)的位置。也就是說,上述正視角光強度變化是模擬量測發光元件200與現有發光二極體兩者在各自的光軸上的光強度的結果。圖1B的橫軸所示的狀態A、狀態B以及狀態C分別代表發光元件200與現有發光二極體兩者在模擬量測時的條件,其如以下表(一)所示。
表(一)
根據圖1C所示的折線M20與M21,發光元件200的出光效率普遍優於現有發光二極體的出光效率,其中發光元件200在狀態A、B與C中的出光效率分別是61.97%、49.45%以及47.88%。在正視角光強度變化方面,圖1C是以狀態A作為基準去比較發光元件200與現有發光二極體各自在狀態B與C的正視角光強度變化,而狀態A至C的正視角光強度變化滿足以下數學式(1)、(2)與(3)。
△IA=Ia/Ia……………………….……………………………………….. (1)
△IB=Ib/Ia…….……………………………………………………………(2)
△IC=Ic/Ia……..……………………………………………………………(3)
△IA為狀態A的正視角光強度變化,△IB為狀態B的正視角光強度變化,而△IC為狀態C的正視角光強度變化。Ia為在狀態A下的正視角光強度,Ib為在狀態B下的正視角光強度,而Ic為在狀態C下的正視角光強度。此外,從數學式(1)可以得知,發光元件200與現有發光二極體兩者在狀態A下的正視角光強度變化都是1。
根據圖1C所示的折線M30與M31,在狀態B與狀態C下,發光元件200的正視角光強度變化皆大於現有發光二極體的正視角光強度變化。換句話說,即使發光元件200包括電極211與導體層132,發光元件200的正視角光強度也不會大幅衰減,而且也大於現有發光二極體的正視角光強度。由此可知,發光元件200具有優於現有發光二極體的出光效率與正視角光強度。
圖2A至圖2J繪示出圖1B中發光元件與檢測裝置的製造方法的剖面示意圖,其中圖2A至圖2J是以單一個發光元件200的製造作為舉例說明,並沒有要限制發光元件200的數量。請參閱圖2A,在檢測裝置100與發光元件200的製造方法中,首先,提供成長基板180以及形成於成長基板180上的發光結構20,其中形成發光結構20的方法包括在成長基板180上依序形成第一半導層221i、發光層223i、第二半導層222i、導體層240以及金屬層210。所以,發光結構20包括第一半導層221i、發光層223i、第二半導層222i、導體層240以及金屬層210。此外,成長基板180具有表面181,而發光結構20形成於表面181上。
成長基板180可以是單晶基板,例如藍寶石基板或矽基板,而第一半導層221i、發光層223i與第二半導層222i可用磊晶成長(epitaxial growth)來形成,例如金屬有機化學氣相沉積(Metal Organic Chemical Vapor Phase Deposition, MOCVD)或分子束磊晶(Molecular Beam Epitaxy,MBE)。導體層240可為透明導電層,其可由金屬氧化物所製成,例如銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、鋁錫氧化物(ATO)、鋁鋅氧化物(AZO)或銦鍺鋅氧化物(IGZO)。導體層240與金屬層210兩者可用物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition,PVD)或化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition,CVD)來製成,其中前述物理氣相沉積可以包括濺鍍或蒸鍍。
請參閱圖2B,接著,在發光結構20上形成模型層290,其具有多個暴露發光結構20的貫孔T29(圖2B僅繪示一個)。具體而言,形成模型層290的方法可包括在金屬層210上形成多層彼此堆疊的光阻圖案291與292,即模型層290可以是顯影之後的光阻,並包括光阻圖案291與292,其中光阻圖案291的厚度291t可介於1微米至5微米之間,而光阻圖案292的厚度292t可介於1微米至5微米之間。這些光阻圖案291與292每一者具有多個開口。以圖2B為例,光阻圖案291具有多個開口291h(圖2B僅繪示一個),而光阻圖案291具有多個開口292h,其中貫孔T29是由一個開口291h與一個開口292h彼此連通而形成。也就是說,其中一個開口291h會對準一個開口292h,從而形成貫孔T29。因此,各個貫孔T29是由至少兩層光阻圖案291與292的開口291h與292h彼此連通而形成。
由於模型層290可以是顯影之後的光阻,因此開口291h與292h可以利用曝光與顯影而形成。另外,須說明的是,在本實施例中,模型層290包括兩層光阻圖案291與292,但在其他實施例中,模型層290也可以包括兩層以上的光阻圖案。所以,圖2B中的模型層290所包括的光阻圖案291與292僅為舉例說明,並非用以限制模型層290所包括的光阻圖案的層數。
請參閱圖2C,接著,在模型層290上形成多個第一電極件111與多個第二電極件112,其中這些第一電極件111分別經由這些貫孔T29接觸及連接發光結構20。這些第二電極件112則延伸至這些開口292h中,但不延伸至發光結構20,而光阻圖案291將第二電極件112與發光結構20隔開,所以第二電極件112不會接觸到發光結構20。第一電極件111延伸到貫孔T29內的部分會形成第一凸出部111p,而光阻圖案292上的第一電極件111在貫孔T29與開口292h以外的部分會形成第一延伸部111f。相似地,第二電極件112延伸到開口292h內的部分會形成第二凸出部112p,而光阻圖案292上的第二電極件112在貫孔T29與開口292h以外的部分會形成第二延伸部112f。
形成這些第一電極件111與這些第二電極件112的方法可包括沉積、微影與蝕刻,其中沉積可以是物理氣相沉積(PVD),例如蒸鍍(evaporation)或濺鍍(sputtering)。因此,第一電極件111與第二電極件112可以共形地(conformally)覆蓋模型層290。也就是說,第一電極件111與第二電極件112皆為能隨著模型層290的表面起伏而覆蓋模型層290的薄膜,其實質上具有均勻的厚度(constant thickness),並延伸到貫孔T29與開口292h內,如圖2C所示。
請參閱圖2D,在形成第一電極件111與第二電極件112之後,在第一電極件111、第二電極件112以及模型層290上形成絕緣層230,其中絕緣層230可全面性地覆蓋第一電極件111、第二電極件112與模型層290。絕緣層230的構成材料可以是氧化物或氮化物,例如氧化矽或氮化矽。此外,絕緣層230可以利用化學氣相沉積(CVD)來形成,因此絕緣層230也可共形地(conformally)覆蓋第一電極件111、第二電極件112與模型層290,如圖2D所示。
請參閱圖2E,在形成絕緣層230之後,將這些第一電極件111與這些第二電極件112固定於承載基板119,其中這些第一電極件111與這些第二電極件112皆位於承載基板119與成長基板180之間,而承載基板119的構成材料可相同於成長基板180的構成材料,例如藍寶石基板。或者,承載基板119也可為玻璃板。具體而言,可以在承載基板119與絕緣層230之間形成連接層140,其例如是黏膠,而連接層140黏合於承載基板119與絕緣層230之間,並且填滿所有的貫孔T29與開口292h。如此,連接層140得以將這些第一電極件111與這些第二電極件112固定於承載基板119。此外,圖2E中的模型層290、第一電極件111、第二電極件112以及絕緣層230為圖2D中的模型層290、第一電極件111、第二電極件112以及絕緣層230經上下翻轉(invert)與鏡像翻轉(mirror flip)之後的結果。
請參閱圖2E與圖2F,在第一電極件111與第二電極件112皆固定於承載基板119之後,移除成長基板180,其中移除成長基板180的方法可以是雷射剝離(laser lift-off)或蝕刻。之後,移除部分發光結構20,以分離出多個發光元件200i與多個殘留部200f(圖2F皆繪示一個),其中移除部分發光結構20的方法可以是對發光結構20進行微影與蝕刻製程。由於發光元件200i與殘留部200f都是由同一塊發光結構20經微影與蝕刻而形成,所以發光元件200i與殘留部200f兩者的膜層堆疊都相同。例如,發光元件200i與殘留部200f兩者都包括第一半導層221、第二半導層222以及發光層223,其中第一半導層221與第二半導層222分別是由第一半導層221i與第二半導層222i所形成,而發光層223是由發光層223i所形成。
發光元件200i還包括電極212與導體層241,而殘留部200f還包括導體墊133,其中導體墊133包括第一導體層133a與第二導體層133b。導體層241與第一導體層133a都是由同一層導體層240經微影與蝕刻而形成,而電極212與第二導體層133b都是由同一層金屬層210經微影與蝕刻而形成,所以導體層241與第一導體層133a可以是透明導電層,而電極212與第二導體層133b可以是金屬層。因此,除了發光元件200i,上述微影與蝕刻製程會保留其他部分金屬層210與其他部分導體層240,例如保留與這些第一電極件111重疊的部分金屬層210(即第二導體層133b)及部分導體層240(即第一導體層133a)。此外,各個發光元件200i位於相鄰的第一電極件111與第二電極件112的對面,而各個發光元件200i的電極212位於第二電極件112的對面,並且不接觸第二電極件112。
請參閱圖2F與圖2G,接著,移除部分殘留部200f,其中殘留部200f的第一半導層221、第二半導層222與發光層223皆被移除,以保留這些殘留部200f中的導體墊133,而移除第一半導層221、第二半導層222與發光層223的方法可以是蝕刻。此外,在利用蝕刻以移除部分殘留部200f的過程中,可事先在發光元件200i上形成一層光阻層(未繪示),其完全覆蓋發光元件200i,但會暴露整個殘留部200f。所以,在蝕刻殘留部200f的過程中,上述光阻層能保護整個發光元件200i,以避免發光元件200i的第一半導層221、第二半導層222以及發光層223被蝕除。在移除部分殘留部200f之後,移除此光阻層。
請參閱圖2H,之後,在模型層290上形成多個支撐臂131、多個保護層131a與131b(圖2H皆繪示一個),其中支撐臂131、保護層131a與131b可以是由同一層絕緣層經微影與蝕刻之後而形成,而此絕緣層可為氧化物或氮化物,例如氧化矽或氮化矽,並且可用化學氣相沉積來形成。因此,支撐臂131、保護層131a與131b三者不會彼此重疊,並且共形地覆蓋模型層290、發光元件200i以及導體墊133。各個支撐臂131形成在相鄰的發光元件200i以及導體墊133上,並且覆蓋部分發光元件200i與部分導體墊133。例如,支撐臂131覆蓋發光元件200i與導體墊133兩者彼此面對面的側壁與上表面,其中各個支撐臂131更連接這相鄰的發光元件200i與導體墊133,如圖2H所示。
這些保護層131a形成於這些導體墊133上,而這些保護層131b形成於這些發光元件200i上,其中保護層131a覆蓋導體墊133的部分側壁以及部分上表面,而保護層131b覆蓋發光元件200i的部分側壁以及部分上表面。覆蓋同一個發光元件200i的保護層131b與支撐臂131會形成開口H20,而開口H20會暴露部分第一半導層221。這些支撐臂131與這些保護層131a會局部覆蓋模型層290,所以支撐臂131與保護層131a會暴露部分模型層290,不全面覆蓋整個模型層290。
請參閱圖2H與圖2I,接著,形成多個第一懸臂130與多個電極211,其中形成這些第一懸臂130的方法包括在支撐臂131與導體墊133上形成導體層132,以及在發光元件200i上形成電極211。電極211形成於開口H20內,並且覆蓋位在開口H20內的第一半導層221。這些導體層132與這些電極211可以是由同一層金屬層210(請參閱圖2E)經微影與蝕刻之後而形成。在相鄰的導體墊133與發光元件200中,導體層132從導體墊133沿著支撐臂131而延伸至電極211,並可共形地覆蓋支撐臂131。在形成第一懸臂130與電極211之後,線路檢測基板110與多個發光元件200大致上已完成。
請參閱圖2I與圖2J,接著,移除模型層290,以使各個發光元件200的電極212與其對面的第二電極件112之間形成間隙G2。移除模型層290的方法可以是灰化(ashing)。也就是說,模型層290可以用氧電漿來移除。或者,也可以用去光阻液體來移除模型層290。至此,檢測裝置100大致上已製造完成。各個發光元件200能經由第一懸臂130而連接於其中一個第一電極件111的第一凸出部111p,而第一懸臂130能電連接發光元件200的電極211與第一電極件111。在移除模型層290之後,各個電極212與其對面的第二電極件112會彼此分離而形成間隙G2,以使發光元件200只用第一懸臂130來連接線路檢測基板110。從圖2J來看,發光元件200是懸置在線路檢測基板110的上方。
請參閱圖2J,電極212與第二電極件112之間的最短距離,也就是電極212與第二凸出部112p之間的距離D2,實質上會等於光阻圖案291的厚度291t(請參閱圖2B)。所以,在本實施例中,距離D2可以介於1微米至5微米之間。由此可知,電極212與第二電極件112之間的最短距離,即距離D2,可以是由光阻圖案291的厚度291t來決定。
圖3A繪示出圖1B中檢測裝置的檢測方法的流程示意圖。請參閱圖1B與圖3A,本實施例的檢測方法是在檢測裝置100完成後才進行。所以,在此檢測方法中,首先,執行步驟S301,提供線路檢測基板110、多個發光元件200以及多個第一懸臂130,即提供如圖1B所示的檢測裝置100以及多個發光元件200。在步驟S301中,各個發光元件200已配置於線路檢測基板110上,其中各個發光元件200的電極212與其對面的第二電極件112彼此分離而形成間隙G2,而各個第一懸臂130連接其中一個發光元件200與其中一個第一電極件111,並且電連接發光元件200的電極211與第一電極件111。
圖3B至圖3D繪示出圖3A中檢測方法的剖面示意圖。請參閱圖1B、圖3A與圖3B,接著,執行步驟S302,令擷取件310壓迫多個發光元件200(如圖1B所示),其中這些發光元件200包括不合格發光元件200b以及合格發光元件200g(如圖3B所示)。合格發光元件200g以及不合格發光元件200b都是發光元件200,只是合格發光元件200g為正常的發光元件200,並能發光,但不合格發光元件200b為故障的發光元件200,不能發光。擷取件310對這些發光元件200的壓迫能使多個電極212分別接觸於多個第二電極件112的第二凸出部112p,以使電極212能與第二電極件112電性導通。
擷取件310可由聚二甲基矽氧烷(Polydimethylsiloxane,以下簡稱PDMS)所製成,即擷取件310可以是PDMS圖章,並具有黏性。擷取件310可具有多個擷取頭312,而各個擷取頭312的端面312a具有黏性,所以發光元件200(包括合格發光元件200g與不合格發光元件200b)能暫時地固定在端面312a上。這些擷取頭312可呈陣列排列,而各個擷取頭312能對準配置在線路檢測基板110上的一個發光元件200,即這些擷取頭312能一對一地對準多個發光元件200。
須說明的是,在圖3B所示的實施例中,擷取件310為PDMS圖章,但在其他實施例中,擷取件310也可以是真空式的擷取件,其具有多個真空吸嘴,所以各個擷取頭312也可以改成真空吸嘴,而擷取件310不限定是PDMS圖章。此外,在本實施例中,擷取件310的所有擷取頭312只能對準其中一些發光元件200,不會對準所有的發光元件200。換句話說,擷取件310的所有擷取頭312的數量小於配置於線路檢測基板110上的所有發光元件200的數量。
接著,執行步驟S303,通電至至少一第一電極件111以及至少一第二電極件112,以使被擷取件310壓迫的這些發光元件200中的多個合格發光元件200g發出光線L32。外部電源(例如直流電源供應器)可電連接第一測試墊113與第二測試墊114(請參閱圖1A)來供電至第一測試墊113與第二測試墊114,以使所有第一電極件111與所有第二電極件112通電。
由於擷取件310對這些發光元件200的壓迫,讓這些發光元件200的電極212分別與多個第二電極件112電性導通,加上第一懸臂130電連接發光元件200的電極211與第一電極件111,因此被壓迫的這些發光元件200(包括合格發光元件200g與不合格發光元件200b)的電極211與212能分別電連接第一電極件111與第二電極件112。如此,被壓迫的這些合格發光元件200g可以接收到外部電源的電能,從而發出光線L32。
須說明的是,在圖3A所示的實施例中,擷取件310是在通電至第一電極件111與第二電極件112之前壓迫這些發光元件200(包括合格發光元件200g與不合格發光元件200b)。然而,在其他實施例中,擷取件310也可以是在通電至第一電極件111與第二電極件112之後壓迫這些發光元件200。或者,當擷取件310壓迫這些發光元件200時,同時通電至第一電極件111與第二電極件112。所以,步驟S302與步驟S303兩者的先後順序不以圖3A為限。
當被壓迫的這些合格發光元件200g發光時,執行步驟S304,量測這些合格發光元件200g的數量,其中合格發光元件200g的數量是根據這些合格發光元件200g所發出的光線L32來量測。具體而言,可以利用光感測器320來偵測這些合格發光元件200g所發出的光線L32,其中光感測器320例如是電荷耦合器件(Charge-coupled Device,CCD)。當擷取件310為PDMS圖章時,擷取件310可以是透明的,而光感測器320可配置在擷取件310上方,並從擷取件310偵測被這些合格發光元件200g所發出的光線L32。利用光感測器320對光線L32的偵測,光感測器320能判斷出在被壓迫的發光元件200當中有多少個是有在發光,以量測出在被壓迫的發光元件200當中大約有多少個合格發光元件200g。接著,執行步驟S305,判斷這些合格發光元件200g的數量與被擷取件310壓迫的這些發光元件200的數量之間的比例是否大於使用者的設定值,例如0.99。
請參閱圖3B與圖3C,當這些合格發光元件200g的數量以及被擷取件310壓迫的這些發光元件200的數量之間的比例小於使用者的設定值(例如0.99)時,執行步驟S306,捨棄這些被擷取件310壓迫的發光元件200。也就是說,原先被擷取件310壓迫的所有發光元件200,包括合格發光元件200g以及不合格發光元件200b,全部捨棄,並清除固定在端面312a上的所有合格發光元件200g與所有不合格發光元件200b。之後,再次執行步驟S302至步驟S305,重新檢測多個發光元件200。
當這些合格發光元件200g的數量與被擷取件310壓迫的這些發光元件200的數量之間的比例大於使用者的設定值(例如0.99)時,執行步驟S307,從線路檢測基板110擷取被擷取件310壓迫的這些發光元件200。詳細而言,由於各個擷取頭312的端面312a具有黏性,所以這些發光元件200,包括合格發光元件200g與不合格發光元件200b,能分別被固定在這些擷取頭312的端面312a上。
當擷取件310朝向遠離線路檢測基板110的方向移動時,這些合格發光元件200g與這些不合格發光元件200b會跟著擷取件310移動而遠離線路檢測基板110。由於各個第一懸臂130的最窄寬度130w(請參閱圖1A)可以介於1微米至10微米之間,例如2微米或3微米,因此連接合格發光元件200g與不合格發光元件200b的多個第一懸臂130可以被擷取件310拉斷,以使被固定在擷取件310上的合格發光元件200g與不合格發光元件200b能與線路檢測基板110分開。如此,被擷取件310壓迫的這些發光元件200得以被擷取出來。
請參閱圖3D,之後,用擷取件310將這些發光元件200(包括合格發光元件200g與不合格發光元件200b)裝設於元件陣列基板330上。擷取件310會朝向元件陣列基板330移動,直到固定於這些擷取頭312上的這些合格發光元件200g與這些不合格發光元件200b全部裝設於元件陣列基板330上。元件陣列基板330可包括基板331、黏著層332以及多個電極333a與333b,其中黏著層332配置於基板331上,並覆蓋這些電極333a與333b。基板331可具有多個控制元件(未繪示),其例如是電晶體,其中此電晶體可以是薄膜電晶體(Thin Film Transistor,TFT),而這些控制元件分別電連接這些電極333a與333b。在合格發光元件200g與不合格發光元件200b裝設於元件陣列基板330上後,合格發光元件200g與不合格發光元件200b皆被固定於黏著層332上,如圖3D所示。
請參閱圖3E,之後,可以在黏著層332上形成多個電連接層334a與334b,其中各個電連接層334a電連接合格發光元件200g與不合格發光元件200b其中一者的電極211,而各個電連接層334b電連接合格發光元件200g與不合格發光元件200b其中一者的電極212。如此,基板331內的這些控制元件得以電連接這些合格發光元件200g與這些不合格發光元件200b,進而控制這些合格發光元件200g。至此,一種顯示面板300基本上已製造完成。須說明的是,在圖3E所示的實施例中,合格發光元件200g或不合格發光元件200b是利用電連接層334a與334b而裝設於元件陣列基板330。然而,合格發光元件200g或不合格發光元件200b與元件陣列基板330之間的電連接手段不限定只用電連接層334a與334b。
基於上述,在裝設發光元件200於元件陣列基板330上的過程中,被擷取件310一次擷取的所有合格發光元件200g與所有不合格發光元件200b會全部裝設在元件陣列基板330上。然而,在這些被擷取件310擷取的發光元件200當中,由於合格發光元件200g的數量與被擷取件310所擷取的發光元件200的數量之間的比例大於使用者的設定值(例如0.99),而且這些不合格發光元件200b的數量仍在可修補的範圍內,因而有助於維持或提升顯示面板300的良率,並且減少發光元件200的浪費。
在圖3E所示的顯示面板300中,所有合格發光元件200g都會發出相同顏色的光線L32。例如,顯示面板300的所有合格發光元件200g都是藍光發光二極體,並且能發出藍色的光線L32。因此,顯示面板300可以額外增設色轉換層來產生三原色光,以形成彩色影像。此外,在圖3D的擷取件310中,相鄰兩個擷取頭312之間的間距D31a可以等於顯示面板300內相鄰的兩個次畫素之間的間距,而且當擷取件310的所有擷取頭312都對準這些發光元件200時,任一個發光元件200(不論是合格發光元件200g或不合格發光元件200b)不會座落在相鄰的兩個擷取頭312之間,如圖3B所示。不過,在其他實施例中,當擷取件310的所有擷取頭312都對準這些發光元件200時,至少一個發光元件200會座落在相鄰兩個擷取頭312之間,如圖3F所示。
請參閱圖3F與圖3G,配置在線路檢測基板110上的這些發光元件200也可以被不同的擷取件310a壓迫而進行檢測,而擷取件310a與310兩者之間的差異僅在於:相鄰兩個擷取頭312之間的間距。詳細而言,當所有擷取頭312都對準這些發光元件200時,至少一個發光元件200(不論是合格發光元件200g或不合格發光元件200b)座落在相鄰兩個擷取頭312之間。以圖3F為例,單一個發光元件200座落在相鄰兩個擷取頭312之間。然而,在其他實施例中,也可以是兩個或兩個以上的發光元件200座落在相鄰兩個擷取頭312之間。
在擷取件310a所壓迫的這些發光元件200中,合格的發光元件200的數量與被壓迫的這些發光元件200的數量之間的比例大於使用者的設定值(例如0.99)時,利用擷取件310a將這些發光元件200裝設於元件陣列基板330上。當擷取件310a將這些發光元件200裝設於元件陣列基板330上時,先前已裝設在元件陣列基板330上的發光元件201會座落在相鄰兩個擷取頭312之間,其中發光元件201也是利用擷取件310a來裝設。之後,如同圖3E所示的步驟,形成多個電連接層334a與多個電連接層334b(圖3G未繪示)來電連這些發光元件200與元件陣列基板330,從而完成顯示面板300的基本製造。
被擷取件310a所擷取的這些發光元件200都是能發出相同顏色的光線L32,而擷取件310a的相鄰兩個擷取頭312之間的間距D31b可以等於相同顏色的相鄰兩個畫素之間的距離。位在相鄰兩個擷取頭312之間的發光元件201與發光元件200兩者相似,惟主要差異僅在於發光元件201與200兩者所發出的光線的顏色彼此不同。例如,發光元件200能發出藍光,但發光元件201卻能發出紅光,因此擷取件310a可以第一次擷取多個都是發出紅光的發光元件201。之後,擷取件310a可以第二次擷取多個都是發出藍光的發光元件200。如此,利用擷取件310a,可以製造出包括多種發光元件200與201的顯示面板,以產生彩色影像。
基於上述,檢測裝置100可採用多種擷取件,例如擷取件310與310a,來一次擷取不同數量的發光元件200,並將這些發光元件200轉移及裝設到元件陣列基板330上,以分別製成不同類型的顯示面板,例如發光元件200皆為藍光發光二極體的顯示面板300,或是多個發光元件200為紅光、綠光與藍光發光二極體的顯示面板。由此可知,同一個檢測裝置100可採用不同的擷取件(例如擷取件310與310a)來滿足發光元件200在轉移方面的多種需求,以製造出多種類型的顯示面板。換句話說,在多種顯示面板的次畫素尺寸與間距(例如間距D31a或D31b)大致上都相同的條件下,只要改變擷取件的設計,即可讓檢測裝置100適用於這些顯示面板的轉移需求,無須變動或重新設計檢測裝置100。
圖4A繪示出本發明另一實施例的檢測裝置的俯視示意圖,而圖4B繪示出圖4A中沿線4B-4B剖面所繪製的剖面示意圖。請參閱圖4A與圖4B,本實施例的檢測裝置400與發光元件500分別相似於前述實施例的檢測裝置100與發光元件200,而本實施例與前述實施例兩者主要差異在於:發光元件500為水平式發光二極體,而且檢測裝置400包括多個第一懸臂431與多個第二懸臂432,其中一個發光元件500連接一個第一懸臂431與一個第二懸臂432,並利用第一懸臂431與第二懸臂432而連接於檢測裝置400的線路檢測基板410。
多個發光元件500可配置於檢測裝置400,並且可以是發光二極體,其中發光元件500可以是微型發光二極體(μLED)、次毫米發光二極體(mini LED)或是尺寸大於100微米的發光二極體。各個發光元件500可以包括一對電極511與512、第一半導層521、第二半導層522與發光層523,其中發光層523夾置於第一半導層521與第二半導層522之間。第一半導層521、第二半導層522與發光層523可以分別相同於前述實施例中的第一半導層221、第二半導層222以及發光層223。電極511與512可皆為金屬層,其中電極511可為陽極,而電極512可為陰極。在圖4B的實施例中,電極511與512皆位於發光元件500的同一側,所以發光元件500為水平式發光二極體。
線路檢測基板410包括多個第一電極件411、多個第二電極件412、第一測試墊113、第二測試墊114、連接層140及承載基板119,其中這些第一電極件411可以彼此並列,並連接第一測試墊113,而這些第二電極件412可以彼此並列,並連接第二測試墊114,以使第一測試墊113電連接這些第一電極件411,而第二測試墊114電連接這些第二電極件412。不過,第一電極件411與第二電極件412沒有彼此接觸,而第一測試墊113與第二測試墊114也沒有彼此接觸。
各個第一電極件411包括第一凸出部411p、第一延伸部411f與第一連接部411c,其中第一連接部411c與第一凸出部411p皆凸出於第一延伸部411f,而第一延伸部411f連接在第一連接部411c與第一凸出部411p之間。各個第二電極件412包括第二凸出部412p、第二延伸部412f與第二連接部412c,其中第二連接部412c與第二凸出部412p皆凸出於第二延伸部412f,而第二延伸部412f連接在第二連接部412c與第二凸出部412p之間。
各個第一懸臂431連接其中一個發光元件500的電極511與其中一個第一電極件411的第一連接部411c,而各個第二懸臂432連接其中一個發光元件500的電極512與其中一個第二電極件412的第二連接部412c,其中各個第一懸臂431的寬度431w可介於1微米至10微米之間,而各個第二懸臂432的寬度432w可介於1微米至10微米之間。所以,寬度431w與432w例如是2微米或3微米,且可彼此相等,或是不相等。另外,有別於前述實施例中的第一懸臂130,第一懸臂431與第二懸臂432兩者都是絕緣體,所以發光元件500無法利用第一懸臂431與第二懸臂432來電連接線路檢測基板410。
在檢測這些發光元件500之前,各個發光元件500的電極511位在其中一個第一電極件411的對面,而各個發光元件500的電極512位在其中一個第二電極件412的對面,其中電極511對準第一電極件411的第一凸出部411p,而電極512對準第二電極件412的第二凸出部412p。各個發光元件500的電極511及512皆與第一電極件411及第二電極件412彼此分離,以使在第一電極件411及第二電極件412兩者與發光元件500之間形成間隙G5。由於第一懸臂431與第二懸臂432皆為絕緣體,所以在檢測以前,發光元件500與檢測裝置400之間是斷路。
圖5A至圖5I繪示出圖4B中檢測裝置的製造方法的剖面示意圖,其中圖5A至圖5I是以單一個發光元件500的製造作為舉例說明,並沒有要限制發光元件500的數量。請參閱圖5A,在檢測裝置400的製造方法中,首先,在成長基板180上形成多個彼此分離的發光元件500,其中這些發光元件500形成於表面181上。發光元件500與前述發光元件200兩者的製造方法大致上可以彼此相同。例如,在發光元件500中,第一半導層521、第二半導層522與發光層523三者的材料及形成方法皆可分別相同於前述實施例的第一半導層221、第二半導層222與發光層223,而電極511與512兩者的材料及形成方法可相同於前述實施例的電極211與212。另外,發光元件500還可包括保護層540,其覆蓋第一半導層521、第二半導層522與發光層523,並暴露電極511與512。保護層540的材料及形成方法也可以相同於發光元件200的支撐臂131、保護層131a與131b。
請參閱圖5B,接著,在成長基板180的表面181上形成支撐層580,其厚度580t可介於3微米至6微米之間,而從圖5B來看,厚度580t會接近於發光元件500的整體厚度。支撐層580圍繞各個發光元件500,並且暴露這些發光元件500的電極511與512。支撐層580可以是犧牲材料,例如顯影之後的光阻。請參閱圖5C,之後,在支撐層580上形成多個第一懸臂431與多個第二懸臂432,其中第一懸臂431與多個第二懸臂432皆可由同一層絕緣層經微影與蝕刻而形成,而此絕緣層可以是由化學氣相沉積所形成的氧化物或氮化物,例如氧化矽或氮化矽。至此,完成發光結構50,其包括支撐層580、多個第一懸臂431、多個第二懸臂432以及多個發光元件500。
請參閱圖5D,接著,在發光結構50與支撐層580上形成模型層590。模型層590具有多個暴露發光結構50的貫孔T59,其中形成模型層590的方法可包括在發光結構50與支撐層580上依序形成多層彼此堆疊的光阻圖案591、592與593,即模型層590可包括光阻圖案591、592與593,其中光阻圖案591相對於表面181的高度591t可介於1微米至5微米之間,而光阻圖案592相對於表面181的高度592t可介於1微米至3微米之間。
這些光阻圖案591與592每一者具有多個開口。以圖5D為例,光阻圖案591具有多個開口591h,光阻圖案592具有多個開口592h,而光阻圖案593具有多個開口593h,其中貫孔T59是由開口591h、592h與593h彼此連通而形成。也就是說,一個開口591h、一個開口592h與一個開口593h三者可彼此對準而形成貫孔T59。因此,各個貫孔T59可由開口591h、592h與593h彼此連通而形成。此外,一個開口592h可與一個開口593h對準而形成孔洞H59,其中孔洞H59僅延伸至光阻圖案591,沒有延伸到第一懸臂431或第二懸臂432。
請參閱圖5E,接著,在模型層590上形成多個第一電極件411與多個第二電極件412,其中第一電極件411與第二電極件412是經由貫孔T59而分別接觸與連接發光結構50的第一懸臂431與第二懸臂432。第一電極件411與第二電極件412延伸到貫孔T59內的部分分別形成第一凸出部411p與第二凸出部412p。第一電極件411僅延伸到孔洞H59內的部分形成第一凸出部411p,而第二電極件412僅延伸到開口593h內的部分形成第二凸出部412p。所以,第一凸出部411p穿透光阻圖案592與593,但未穿透光阻圖案591,而第二凸出部412p僅穿透光阻圖案593,未穿透光阻圖案591與592,其中第一凸出部411p與第二凸出部412p皆未接觸到發光元件500。第一電極件411與第二電極件412兩者的材料與形成方法可相同於第一電極件111與第二電極件112兩者的材料與形成方法,故不再重複敘述。
請參閱圖5F,在形成這些第一電極件411與這些第二電極件412之後,在第一電極件411、第二電極件412與模型層590上形成絕緣層530,其中絕緣層530可全面性地覆蓋第一電極件411、第二電極件412與模型層590。絕緣層530的構成材料與形成方法可相同於前述實施例的絕緣層230,故不再重複敘述。絕緣層530也可共形地覆蓋第一電極件411、第二電極件412與模型層590。
請參閱圖5G,之後,將這些第一電極件411與這些第二電極件412固定於承載基板119,其中這些第一電極件411與這些第二電極件412皆位於承載基板119與成長基板180之間。在承載基板119與絕緣層530之間可以形成連接層140,而連接層140黏合於承載基板119與絕緣層530之間,並能將這些第一電極件411與這些第二電極件412固定於承載基板119。此外,連接層140還能填滿所有貫孔T59、孔洞H59以及開口593h。
請參閱圖5G與圖5H,其中圖5H中的發光結構50是圖5G中的發光結構50經上下翻轉後的結果。在第一電極件411與第二電極件412皆固定於承載基板119之後,移除成長基板180,其中移除成長基板180的方法可以是雷射剝離或蝕刻。請參閱圖5H與圖5I,之後,移除模型層590與部分發光結構50,其中發光結構50被移除的部分是支撐層580,所以這些發光元件500會被分離出來。
移除支撐層580與模型層590的方法可以是灰化,即利用用氧電漿來移除支撐層580與模型層590。或是,也可用去光阻液來移除支撐層580與模型層590。至此,檢測裝置400與發光元件500大致上已製造完成。此外,在圖5I所示的檢測裝置400與發光元件500中,第一電極件411及第二電極件412兩者與發光元件500之間會形成間隙G5,其中電極511與第一凸出部411p之間的距離D51,以及電極512與第二凸出部412p之間的距離D52,兩者可由模型層590的高度591t與592t(請參閱圖5D)來決定。
圖6A至圖6B繪示出圖4B中檢測裝置的檢測方法的剖面示意圖。請參閱圖5I與圖6A,本實施例的檢測方法是在檢測裝置400完成後才進行,且與前述實施例的檢測方法基本上相同:也是利用擷取件310壓迫多個發光元件500,讓這些被壓迫的發光元件500的電極511能分別接觸於多個第一電極件411的第一凸出部411p,電極512能分別接觸於多個第二電極件412的第二凸出部412p。如此,被壓迫的這些發光元件500能電連接線路檢測基板410,以接收到外部電源的電能,讓合格的發光元件500得以發出光線L52。
由於發光元件500利用第一懸臂431與第二懸臂432而連接於線路檢測基板410,所以在此檢測方法中,不僅要提供線路檢測基板410、多個發光元件500以及多個第一懸臂431,而且還要提供多個第二懸臂432,即提供如圖5I所示的檢測裝置100。此時,各個第二懸臂432連接其中一個發光元件500與其中一個第二電極件412,而各個發光元件500的電極511與512分別位於第一電極件411與第二電極件412的對面,並與第一電極件411及第二電極件412彼此分離。
請參閱圖6A,接著,令擷取件310壓迫多個發光元件500,以使這些發光元件500的多個電極511分別接觸於多個第一電極件411的第一凸出部411p,多個電極512分別接觸於多個第二電極件412的第二凸出部412p。如此,發光元件500的電極511電連接第一電極件411,電極512電連接第二電極件412。此外,除了擷取件310之外,也可以令圖3F的擷取件310a壓迫多個發光元件500,所以線路檢測基板410上的這些發光元件500不限定只能由擷取件310壓迫。
之後,通電至至少一第一電極件411與至少一第二電極件412,以使被擷取件310壓迫的這些發光元件500中的多個合格的發光元件500發出光線L52。須說明的是,雖然在本實施例中,擷取件310是在通電至第一電極件411與第二電極件412之前壓迫這些發光元件500,但是在其他實施例中,擷取件310也可以在通電至第一電極件411與第二電極件412之後壓迫這些發光元件500。或者,當擷取件310壓迫這些發光元件500時,同時通電至第一電極件411與第二電極件412。所以,上述通電與壓迫這兩步驟的執行順序沒有限制。
當被壓迫的這些合格的發光元件500發光時,根據這些發光元件500所發出的光線L52,量測這些合格的發光元件500的數量。與前述實施例相似,可利用光感測器320來偵測這些發光元件500所發出的光線L32,以量測出有發出光線L52的發光元件500的數量,從而得知在這些被壓迫的發光元件500當中,有多少個合格的發光元件500。之後,判斷合格的發光元件500的數量與被擷取件310壓迫的這些發光元件500的數量之間的比例是否大於使用者設定值(例如0.99)。
當合格的發光元件500的數量與被擷取件310壓迫的這些發光元件500的數量之間的比例是否小於使用者設定值(例如0.99)時,捨棄這些被擷取件310壓迫的發光元件500。因此,先前被擷取件310一次壓迫的所有發光元件500,不論合格與否,全部捨棄,並且清除固定在各擷取頭312端面312a上的發光元件500。然後,再令擷取件310壓迫線路檢測基板410上的其他多個發光元件500,以重新進行檢測。
當合格的發光元件500的數量與被擷取件310壓迫的這些發光元件500的數量之間的比例是否大於使用者設定值(例如0.99)時,從線路檢測基板410擷取被擷取件310壓迫的這些發光元件500,並將這些發光元件500裝設於元件陣列基板330(請參閱圖3D)上。各個擷取頭312的端面312a具有黏性,所以這些發光元件500,包括合格與不合格的發光元件500,能分別被固定在這些擷取頭312的端面312a上。當擷取件310朝向遠離線路檢測基板410的方向移動時,發光元件500會跟著擷取件310移動而遠離線路檢測基板410。由於各個第一懸臂431的寬度431w可介於1微米至10微米之間,而各個第二懸臂432的寬度432w可介於1微米至10微米之間,因此連接發光元件500的第一懸臂431與432能被擷取件310拉斷,以使被固定在擷取件310上的發光元件500能與線路檢測基板410分開。
由於發光元件500為水平式發光二極體,即電極511與512皆位於發光元件500的同一側,因此這些發光元件500可以利用焊料(未繪示),並且以覆晶方式(flip chip)裝設於元件陣列基板330。此外,上述焊料每一個可連接在發光元件500的其中一個電極(例如電極511或512)與元件陣列基板330的其中一個電極(例如電極333a或333b)之間,而且這些焊料能將發光元件500直接固定在元件陣列基板330上。這些焊料可利用加壓加熱的方式將這些發光元件500裝設到元件陣列基板330上。詳細而言,在以覆晶方式裝設這些發光元件500於元件陣列基板330的過程中,可以對這些發光元件500施加壓力,並且加熱焊料,以熔化焊料,讓這些發光元件500能被焊接到元件陣列基板330上。
由此可知,元件陣列基板330可以不用黏著層332來連接發光元件500。如此,不僅可以省略形成黏著層332的成本,而且也無須特別製作電連接層334a與334b來電連接發光元件500與元件陣列基板330,從而縮短發光元件500轉移並裝設到元件陣列基板330的時間。在這些發光元件500裝設於元件陣列基板330之後,含有多個發光元件500的顯示面板基本上已製造完成。
綜上所述,利用上述懸臂(例如第一懸臂)可將多個發光元件懸置於線路檢測基板上方,以使這些發光元件與線路檢測基板彼此分開,從而讓這些發光元件與線路檢測基板之間形成斷路。在檢測這些發光元件的過程中,可壓迫這些發光元件,以使被壓迫的發光元件的電極能接觸於電極件(例如第二電極件)。如此,本發明可以在不使用探針的條件下,利用壓迫發光元件的方式來進行檢測,因此相較於現有的電性檢測設備,本發明的檢測方法適合用來檢測小尺寸的發光二極體,例如微型發光二極體。
雖然本發明已以實施例揭露如上,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,在不脫離本發明精神和範圍內,當可作些許更動與潤飾,因此本發明保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
20、50:發光結構
100、400:檢測裝置
110、410:線路檢測基板
111、411:第一電極件
111f、411f:第一延伸部
111p、411p:第一凸出部
112、412:第二電極件
112f、412f:第二延伸部
112p、412p:第二凸出部
113:第一測試墊
114:第二測試墊
119:承載基板
130、431:第一懸臂
130w:最窄寬度
131:支撐臂
131a、131b、540:保護層
132、240、241:導體層
133:導體墊
133a:第一導體層
133b:第二導體層
140:連接層
180:成長基板
181:表面
200、200i、201、500:發光元件
200b:不合格發光元件
200f:殘留部
200g:合格發光元件
210:金屬層
211、212、333a、333b、511、512:電極
221、221i、521:第一半導層
222、222i、522:第二半導層
223、223i、523:發光層
230、530:絕緣層
290、590:模型層
291、292、591、592、593:光阻圖案
291h、292h、591h、592h、593h、H20:開口
292t、292t、580t:厚度
300:顯示面板
310、310a:擷取件
312:擷取頭
312a:端面
320:光感測器
330:元件陣列基板
331:基板
332:黏著層
334a、334b:電連接層
411c:第一連接部
412c:第二連接部
431w、432w:寬度
432:第二懸臂
580:支撐層
591t、592t:高度
D2、D51、D52:距離
D31a、D31b:間距
G2、G5:間隙
H59:孔洞
L32、L52:光線
M20、M21、M30、M31:折線
S301、S302、S303、S304、S305、S306、S307:步驟
T29、T59:貫孔
圖1A繪示出本發明至少一實施例的檢測裝置的俯視示意圖。
圖1B繪示出圖1A中沿線1B-1B剖面所繪製的剖面示意圖。
圖1C繪示出圖1B中發光元件與現有發光二極體兩者的出光效率及正視角光強度變化的模擬示意圖。
圖2A至圖2J繪示出圖1B中發光元件與檢測裝置的製造方法的剖面示意圖。
圖3A繪示出圖1B中檢測裝置的檢測方法的流程示意圖。
圖3B至圖3G繪示出圖3A中檢測方法的剖面示意圖。
圖4A繪示出本發明另一實施例的檢測裝置的俯視示意圖。
圖4B繪示出圖4A中沿線4B-4B剖面所繪製的剖面示意圖。
圖5A至圖5I繪示出圖4B中檢測裝置的製造方法的剖面示意圖。
圖6A至圖6B繪示出圖4B中檢測裝置的檢測方法的剖面示意圖。
100:檢測裝置
110:線路檢測基板
111:第一電極件
111f:第一延伸部
111p:第一凸出部
112:第二電極件
112f:第二延伸部
112p:第二凸出部
119:承載基板
130:第一懸臂
131:支撐臂
132、241:導體層
133:導體墊
140:連接層
200:發光元件
211、212:電極
221:第一半導層
222:第二半導層
223:發光層
G2:間隙
Claims (10)
- 一種檢測裝置的製造方法,包括:提供一成長基板以及一形成於該成長基板上的發光結構;在該發光結構上形成一模型層,其具有多個暴露該發光結構的貫孔;在該模型層上形成多個第一電極件與多個第二電極件,其中該些第一電極件分別經由該些貫孔而接觸及連接該發光結構;將該些第一電極件與該些第二電極件固定於一承載基板;移除該成長基板;在移除該成長基板之後,移除部分該發光結構,以分離出多個發光元件,其中各該發光元件位於相鄰的該第一電極件與該第二電極件的對面,而各該發光元件的一電極位於其中一該第二電極件的對面,並且不接觸該第二電極件;以及移除該模型層,以使各該發光元件的該電極與其對面的該第二電極件之間形成一間隙,其中各該發光元件經由一第一懸臂而連接於其中一該第一電極件。
- 如請求項第1項所述的檢測裝置的製造方法,其中形成該模型層的方法包括形成多層彼此堆疊的光阻圖案,各該光阻圖案具有多個開口,而各該貫孔是由至少兩層光阻圖案的該開口彼此連通而形成。
- 如請求項第1項所述的檢測裝置的製造方法,其中形成該發光結構的方法包括在該成長基板上依序形成一第一半導層、一發光層、一第二半導層、一導體層以及一金屬層,而移除部分該發光結構的方法包括對該發光結構進行一微影與蝕刻製程,其中該微影與蝕刻製程保留 與該些第一電極件重疊的部分該金屬層與部分導體層。
- 如請求項第1或2項所述的檢測裝置的製造方法,其中形成該發光結構的方法包括:在該成長基板上形成多個彼此分離的該發光元件;在該成長基板上形成一支撐層,其中該支撐層圍繞各該發光元件,並且暴露該些發光元件的該些電極;以及在該支撐層上形成多個該第一懸臂與多個第二懸臂,其中各該發光元件連接其中一該第一懸臂與其中一該第二懸臂;移除部分該發光結構的方法包括移除該支撐層。
- 一種檢測裝置的檢測方法,包括:提供一線路檢測基板、多個發光元件以及多個第一懸臂,其中該線路檢測基板包括多個第一電極件與多個第二電極件,各該發光元件配置於該線路檢測基板上,並具有一對電極,其中各該發光元件的其中一該電極與其對面的該第二電極件彼此分離而形成一間隙,而各該第一懸臂連接其中一該發光元件與其中一該第一電極件;令一擷取件壓迫多個該發光元件,以使面對該些第二電極件的多個該電極分別接觸於該些第二電極件,其中在該擷取件壓迫該些發光元件之後,該些發光元件的該些電極分別電連接該些第一電極件與該些第二電極件;通電至至少一該第一電極件與至少一該第二電極件,以使被該擷取件壓迫的該些發光元件中的多個合格發光元件發出一光線;以及根據該光線,量測該些合格發光元件的數量。
- 如請求項第5項所述的檢測裝置的檢測方法,還包括:提供多個第二懸臂,其中各該第二懸臂連接其中一該發光元件與其中一該第二電極件,而各該發光元件的該些電極分別位於該第一電極件與該第二電極件的對面,並與該第一電極件及該第二電極件彼此分離;以及當該擷取件壓迫多個該發光元件時,該些發光元件的該些電極分別接觸於多個該第一電極件與多個該第二電極件。
- 如請求項第5項所述的檢測裝置的檢測方法,其中當該些合格發光元件的數量與被該擷取件壓迫的該些發光元件的數量之間的比例大於0.99時,從該線路檢測基板擷取被該擷取件壓迫的該些發光元件,並用該擷取件將該些發光元件裝設於一元件陣列基板。
- 如請求項第5項所述的檢測裝置的檢測方法,其中在通電至至少一該第一電極件與至少一該第二電極件之後,令該擷取件壓迫多個該發光元件。
- 如請求項第5項所述的檢測裝置的檢測方法,其中在通電至至少一該第一電極件與至少一該第二電極件之前,令該擷取件壓迫多個該發光元件。
- 如請求項第5項所述的檢測裝置的檢測方法,其中當該擷取件壓迫多個該發光元件時,同時通電至至少一該第一電極件與至少一該第二電極件。
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