TWI734963B

TWI734963B - 顯示面板及其製造方法

Info

Publication number: TWI734963B
Application number: TW108105777A
Authority: TW
Inventors: 侯智元; 曾建洲
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2019-02-21
Filing date: 2019-02-21
Publication date: 2021-08-01
Also published as: TW202032829A

Abstract

一種顯示面板，包括控制基板、多個第一防鍍層、多個第二防鍍層、多個金屬疊層、多個發光元件以及至少一控制元件。控制基板具有表面，其區分成顯示區以及位於顯示區外的周邊區。控制基板還包括多個位於顯示區的第一接墊以及多個位於周邊區的第二接墊。多個第一防鍍層分別形成於該些第一接墊上，多個第二防鍍層分別形成於該些第二接墊上，而多個金屬疊層分別形成於該些第一防鍍層上。多個發光元件裝設於表面上並位於顯示區內，且電性連接該些金屬疊層。至少一控制元件裝設於表面的周邊區，且電性連接該些第二防鍍層。

Description

顯示面板及其製造方法

本發明是有關一種顯示面板及其製造方法，尤其是有關一種含有防鍍層的顯示面板及其製造方法。

目前的發光二極體（Light Emitting Diode，LED）已廣為應用於顯示面板中，而在現有的顯示面板中，多個發光二極體與控制元件可裝設（mounted）於基板，其中此基板具有多個接墊（pad），而發光二極體與控制元件皆電性連接這些接墊。在裝設這些發光二極體前，會於這些接墊形成多個金屬疊層，其能保護這些接墊。不過，有些接墊與金屬疊層之間的結合力偏低，以至於金屬疊層容易從接墊脫落，造成電性接觸不良的缺點。

本發明提供一種顯示面板，其所包括的防鍍層能有助於減少金屬疊層從接墊脫落的情形。

本發明還提供一種顯示面板的製造方法，其能製造上述顯示面板。

本發明所提供的顯示面板包括控制基板、多個第一防鍍層、多個第二防鍍層、多個金屬疊層、多個發光元件以及至少一控制元件。控制基板具有表面，其區分成顯示區以及位於顯示區外的周邊區。控制基板還包括多個位於顯示區的第一接墊以及多個位於周邊區的第二接墊。多個第一防鍍層分別形成於該些第一接墊上，多個第二防鍍層分別形成於該些第二接墊上，而多個金屬疊層分別形成於該些第一防鍍層上，但不形成於這些第二防鍍層上。多個發光元件裝設於表面上並位於顯示區內，且電性連接該些金屬疊層。至少一控制元件裝設於表面的周邊區，且電性連接該些第二防鍍層。

在本發明至少一實施例中，上述之第一防鍍層與第二防鍍層皆為鈦層，並且具有200埃至300埃的厚度。

在本發明至少一實施例中，上述之第一防鍍層與第二防鍍層皆為鋁層，並且具有200埃至300埃的厚度。

在本發明至少一實施例中，上述之金屬疊層各包括銅層，銅層配置於第一防鍍層上，並且具有0.5微米至2微米的厚度。

在本發明至少一實施例中，上述之金屬疊層更包括鎳層以及金層，鎳層配置於銅層上，金層配置於鎳層上，其中鎳層具有1微米至3微米的厚度，金層具有0.05微米至0.1微米的厚度。

在本發明至少一實施例中，這些第一接墊與這些第二接墊皆為金屬氧化物層。

本發明所提供的顯示面板製造方法包括提供控制基板的步驟。所述控制基板具有表面，其區分成顯示區以及位於顯示區外的周邊區，所述控制基板包括多個位於顯示區的第一接墊以及多個位於周邊區的第二接墊。所述製造方法還包括分別形成多個第一防鍍層於該些第一接墊上以及分別形成多個第二防鍍層於該些第二接墊上的步驟，分別形成多個金屬疊層於該些第一防鍍層上的步驟，裝設多個發光元件於表面的顯示區內，且電性連接該些發光元件及該些金屬疊層的步驟，以及裝設至少一控制元件於表面的周邊區內，且電性連接至少一控制元件及該些第二防鍍層的步驟。

在本發明至少一實施例中，上述裝設這些發光元件於控制基板表面的顯示區內的步驟包括配置多個焊料於這些發光元件與這些金屬疊層之間。接著，進行迴焊製程並熔化這些焊料，以使這些焊料與這些金屬疊層形成多個介金屬化合物（Intermetallic Compound，IMC）。

在本發明至少一實施例中，形成這些第一防鍍層與這些第二防鍍層的方法包括物理氣相沉積。

在本發明至少一實施例中，上述分別形成多個金屬疊層於這些第一防鍍層上的步驟還包括以無電電鍍在銅層上形成鎳層以及金層。

本發明因採用第二防鍍層，因此有助於減少金屬疊層脫落的情形，從而降低電性接觸不良發生的機率。

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1為本發明一實施例的顯示面板的剖面示意圖。請參閱圖1，顯示面板10包括控制基板100、多個發光元件700以及至少一控制元件800。以圖1為例，顯示面板10包括至少兩個發光元件700以及一個控制元件800。發光元件700可為發光二極體。控制基板100具有表面101，且表面101區分成顯示區120以及周邊區130。周邊區130位於顯示區120外，並且位於顯示區120的一側或周圍。

控制基板100能驅動發光元件700發光，並且可包括基材102、至少兩層介電層103以及至少兩層金屬連線層104a與104b，其中這些金屬連線層104a、104b與這些介電層103皆配置在基材102上。基材102可為玻璃板、藍寶石基板或塑膠板，其中此塑膠板可為可撓性的高分子基板，其例如是由聚醯亞胺（Polyimide，PI）或聚對苯二甲酸乙二酯（polyethylene terephthalate，PET）所製成。

金屬連線層104a、104b與介電層103彼此堆疊。以圖1為例，金屬連線層104a形成在基材102與其中一層介電層103之間，而金屬連線層104b的一部分形成在兩層介電層103之間。此外，控制基板100還可包括多個半導體層（圖未示），而這些半導體層、這些金屬連線層104a、104b與這些介電層103可形成多個薄膜電晶體（Thin Film Transistor，TFT，圖未示）。上述薄膜電晶體在結構上可相似於液晶顯示面板中的薄膜電晶體，所以即使圖式未繪示上述薄膜電晶體，發明所屬技術領域中具有通常知識者也知道上述薄膜電晶體的基本結構。

控制基板100還包括多個第一接墊200以及多個第二接墊300。第一接墊200與第二接墊300電性連接金屬連線層104a與104b，並且經由金屬連線層104a與104b至少一者電性連接上述薄膜電晶體。第一接墊200位於顯示區120，而第二接墊300位於周邊區130。第一接墊200與第二接墊300可皆為金屬氧化物層，其材料例如為氧化銦錫（Indium Tin Oxide，ITO）或氧化銦鋅（Indium Zinc Oxide，IZO），但本發明不以此為限。

顯示面板10還包括多個第一防鍍層410以及多個第二防鍍層420。多個第一防鍍層410分別形成於多個第一接墊200上，而多個第二防鍍層420分別形成於多個第二接墊300上。在至少一實施例中，第一防鍍層410及第二防鍍層420皆可具有200埃至300埃的厚度，並且可皆為鈦層或鋁層，其中第一防鍍層410及第二防鍍層420分別與第一接墊200及第二接墊300接觸。此外，無論第一防鍍層410及第二防鍍層420是鈦層、鋁層或為其他金屬層，第一防鍍層410及第二防鍍層420兩者與金屬氧化物層（例如氧化銦錫或氧化銦鋅）之間存有良好的結合力，以使第一防鍍層410及第二防鍍層420不易自第一接墊200與第二接墊300脫落。

顯示面板10還包括多個金屬疊層500，而這些金屬疊層500分別形成於多個第一防鍍層410上。換句話說，在顯示區120內的第一接墊200上依序堆疊第一防鍍層410以及金屬疊層500，其中第一防鍍層410、第一接墊200以及金屬疊層500彼此電性導通。第二防鍍層420與第二接墊300彼此電性導通。不過，第二防鍍層420上不會形成金屬疊層500。因此，金屬疊層500僅形成在顯示區120內，不形成在周邊區130內。

多個發光元件700裝設於表面101上，並位於顯示區120內，其中這些發光元件700電性連接這些金屬疊層500，以使控制基板100內的這些薄膜電晶體能電性連接這些發光元件700。如此，控制基板100可驅動發光元件700發光。此外，發光元件700可利用打線（wire-bonding）或覆晶（flip chip）而裝設於控制基板100。

控制元件800可為電路板總成（circuit board assembly），其包括電路板以及裝設在此電路板上的晶片（圖未示），其中前述電路板可為軟性印刷電路板（FPCB）、硬性印刷電路板（RPCB）或軟硬複合電路板（Flexible-Rigid Printed Circuit Board）。控制元件800裝設於表面101的周邊區130。此外，在控制元件800中，上述晶片可利用薄膜覆晶封裝（Chip On FPC，COF）的方式裝設於軟性印刷電路板上。

控制元件800電性連接所述第二防鍍層420，從而傳輸電訊號至控制基板100。具體而言，顯示面板10還可包括至少一連接件984，其連接在控制元件800與第二防鍍層420之間。在圖1所示的實施例中，連接件984是直接連接控制元件800與第二防鍍層420，所以連接件984會接觸控制元件800與第二防鍍層420。如此，控制元件800得以電性連接控制基板100，並能經由控制基板100而傳輸電訊號至控制基板100上的這些發光元件700。此外，連接件984可以是焊料或異方向性導電膠（Anisotropic Conductive Film，ACF）。

金屬疊層500進一步包括銅層510，其配置於第一防鍍層410上，並且具有0.5微米至2微米的厚度。銅層510具有1微米的厚度，並可用物理氣相沉積形成於第一防鍍層410上。金屬疊層500還包括鎳層520，其配置於銅層510上，並具有1微米至3微米的厚度，例如2微米。鎳層520可用無電電鍍形成於銅層510上，其中銅層510可作為用於形成鎳層520的種子層，而鎳層520能阻擋銅層510的銅原子擴散，以防止銅原子擴散到發光元件700而影響到發光元件700。此外，銅層510與金屬氧化物層（例如氧化銦錫或氧化銦鋅）之間存有良好的結合力，所以金屬疊層500不易自第一防鍍層410脫落。

金屬疊層500還包括金層530，其配置於鎳層520上，而金層530具有0.05微米至0.1微米的厚度，例如0.05微米，並能防止底下鎳層520與銅層510的氧化。由於金屬疊層500僅形成在顯示區120內，因此金屬疊層500相對於表面101的高度H1會高於第二防鍍層420相對於表面101的高度H2，而且金屬疊層500會凸出於第二防鍍層420的頂面，如圖1所示。

圖2為圖1中的顯示面板製造方法的流程示意圖，而圖3A至圖3B、圖4A至圖4D、圖5A至圖5B以及圖6為圖2中的製造方法的步驟的剖面示意圖。請參閱圖2及圖3A，在顯示面板10的製造方法中，首先，執行步驟S910，提供控制基板100。請參閱圖2與圖3B，接著，進行步驟S920與步驟S930，即分別形成多個第一防鍍層410於這些第一接墊200上，以及分別形成多個第二防鍍層420於這些第二接墊300上，其中步驟S920與步驟S930可以同時進行或不同時進行。

形成這些第一防鍍層410與這些第二防鍍層420的方法可包括物理氣相沉積，其例如是濺鍍。在本實施例中，上述濺鍍可在背景壓力為10-6托爾（Torr）以下以及工作壓力約為10-3托爾的真空腔體中進行，其中背景壓力是指在沒有輸入任何氣體至真空腔體內的情況下，真空腔體內部壓力達到可準備濺鍍的壓力範圍。工作壓力則是指在進行濺鍍期間，真空腔體的內部壓力，所以處於工作壓力下的真空腔體內會存有少量的氣體，例如氬氣。此外，當步驟S920與步驟S930同時進行時，第一防鍍層410與第二防鍍層420也可由同一膜層經微影與蝕刻後而形成，所以第一防鍍層410與第二防鍍層420可以同時形成，其中此膜層例如是金屬層，並可用物理氣相沉積（例如濺鍍）來形成。

接著，執行步驟S940，分別形成多個金屬疊層500於這些第一防鍍層410上。形成這些金屬疊層500的方法包括物理氣相沉積與無電電鍍，其中物理氣相沉積可為濺鍍。請參閱圖4A，在形成這些金屬疊層500的方法中，首先，在第一防鍍層410與第二防鍍層420上以濺鍍的方式形成銅層510與510’。請參閱圖4B與圖4C，接著，於銅層510上配置遮蔽層M並進行蝕刻，從而留下銅層510與移除銅層510’，其中遮蔽層M可為顯影後的光阻，並遮蓋銅層510，以使銅層510不被蝕除。請參閱圖4C與圖4D，在移除銅層510’之後，移除遮蔽層M。

請參閱圖5A，接著，以無電電鍍在銅層510上形成鎳層520及金層530，其中銅層510可作為種子層，以使鎳層520能形成於銅層510上。上述無電電鍍還包括前處理流程，其依序執行清潔、微蝕、酸洗、預浸與活化等步驟。在清潔、微蝕與酸洗的步驟中，可使用pH值介於1與2之間的藥液來清潔銅層510表面。在預浸與活化的步驟中，具活性的觸媒粒子會附著在銅層510的表面上，其中觸媒粒子例如是鈀粒子，並能促使後續鎳層520的形成。

由於第一防鍍層410及第二防鍍層420皆為鈦層或鋁層，因此第一防鍍層410及第二防鍍層420兩者表面會形成緻密氧化物薄膜。此氧化物薄膜難以在上述清潔、微蝕與酸洗的步驟中被移除，以至於這些觸媒粒子無法附著於第二防鍍層420上。因此，這些觸媒粒子只會附著在銅層510的表面上，但不附著在第二防鍍層420上。換句話說，觸媒粒子僅會在顯示區120內，但不會在周邊區130內。如此，在無電電鍍的過程中，鎳層520只會形成在銅層510上，不會形成在第二防鍍層420上。此外，在形成鎳層520的過程中，鍍鎳液的溫度可介於80℃至85℃之間，pH可約4.5，其中此鍍鎳液可含有次磷酸鈉，並以次磷酸鈉作為還原劑。

請參閱圖5B，在形成鎳層520之後，在鎳層520上形成金層530，以完成金屬疊層500。金層530可利用鎳-金置換反應來形成。也就是說，剛形成好的鎳層520的一部分會被替換成金，以形成金層530。在形成金層530的過程中，鍍金液的溫度可介於60℃至80℃之間，例如80℃，而鍍金液可為中性，即鍍金液的pH可約為7。第二防鍍層420的緻密氧化物薄膜也能阻礙鈦-金或鋁-金置換反應的發生，所以金層530僅形成在鎳層520上，不會形成在第二防鍍層420上。換句話說，第二防鍍層420不僅能阻礙鎳層520形成在第二防鍍層420上，而且也能阻礙金層530形成在第二防鍍層420上，以使金屬疊層500僅形成在第一防鍍層410上，所以金屬疊層500相對於表面101的高度H1高於第二防鍍層420相對於表面101的高度H2。

特別一提的是，上述無電電鍍所使用的觸媒粒子不僅能附著於銅層510，而且也能附著於具導電性的金屬氧化物，例如氧化銦錫或氧化銦鋅。也就是說，在沒有形成第二防鍍層420的情況下，這些觸媒粒子也能附著於第二接墊300，以至於鎳層520可直接形成在第二接墊300上。一般而言，鎳層520與金屬氧化物層（例如氧化銦錫或氧化銦鋅）之間的結合力偏低，所以當鎳層520直接形成在第二接墊300上時，鎳層520很容易從第二接墊300脫落。然而，第二防鍍層420能阻礙鎳層520的形成，所以鎳層520不會形成在第二防鍍層420上，有助於減少金屬疊層500脫落的情形。

請參閱圖2與圖6，在執行步驟S940之後，執行步驟S950，裝設多個發光元件700於表面101的顯示區120內，且電性連接這些發光元件700及這些金屬疊層500。裝設這些發光元件700可包括以下步驟。配置多個焊料600於這些發光元件700與這些金屬疊層500之間。接著，進行迴焊製程（reflow process）並熔化這些焊料600，以使這些焊料600與這些金屬疊層500形成多個介金屬化合物，其例如是Ni₃ Sn₄ 。

之後，執行步驟S960，裝設至少一控制元件800於表面101的周邊區130內，且電性連接至少一控制元件800及這些第二防鍍層420，其中控制元件800可利用連接件984來電性連接第二防鍍層420。連接件984可為焊料或異方向性導電膠（ACF）。當連接件984為焊料時，裝設控制元件800的方法可以是焊接。當連接件984為異方向性導電膠時，裝設控制元件800的方法可以是壓合控制元件800與連接件984，以使控制元件800黏合在第二防鍍層420上。至此，顯示面板10基本上已製造完成。

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。

10:顯示面板 100:控制基板 101:表面 102:基材 103:介電層 104a、104b:金屬連線層 120:顯示區 130:周邊區 200:第一接墊 300:第二接墊 410:第一防鍍層 420:第二防鍍層 500:金屬疊層 510、510’:銅層 520:鎳層 530:金層 600:焊料 700:發光元件 800:控制元件 984:連接件 H1、H2:高度 M:遮蔽層 S910、S920、S930、S940、S950、S960:步驟

圖1為本發明一實施例的顯示面板的剖面示意圖。圖2為圖1中的顯示面板製造方法的流程示意圖。圖3A至圖3B、圖4A至圖4D、圖5A至圖5B以及圖6為圖2中的製造方法的步驟的剖面示意圖。

10:顯示面板

100:控制基板

101:表面

102:基材

103:介電層

104a、104b:金屬連線層

120:顯示區

130:周邊區

200:第一接墊

300:第二接墊

410:第一防鍍層

420:第二防鍍層

500:金屬疊層

510:銅層

520:鎳層

530:金層

600:焊料

700:發光元件

800:控制元件

984:連接件

H1、H2:高度

Claims

一種顯示面板，包括：一控制基板，具有一表面，該表面區分成一顯示區以及一位於該顯示區外的周邊區，該控制基板包括多個位於該顯示區的第一接墊以及多個位於該周邊區的第二接墊；多個第一防鍍層，分別形成於該些第一接墊上；多個第二防鍍層，分別形成於該些第二接墊上；多個金屬疊層，分別形成於該些第一防鍍層上，但不形成於該些第二防鍍層上，且各該金屬疊層包括一銅層、一鎳層以及一金層，其中：該銅層配置於該第一防鍍層上，並且具有0.5微米至2微米的厚度；以及該鎳層配置於該銅層上，該金層配置於該鎳層上，其中該鎳層具有1微米至3微米的厚度，該金層具有0.05微米至0.1微米的厚度；多個發光元件，裝設於該表面上，並位於該顯示區內，其中該些發光元件電性連接該些金屬疊層；以及至少一控制元件，裝設於該表面的該周邊區，其中該至少一控制元件電性連接該些第二防鍍層，且該至少一控制元件不藉由該些金屬疊層中之任一個電性連接該些第二防鍍層。
如申請專利範圍第1項所述的顯示面板，其中該第一防鍍層與該第二防鍍層皆為鈦層，並且具有200埃至300埃的厚度。
如申請專利範圍第1項所述的顯示面板，其中該第一防鍍層與該第二防鍍層皆為鋁層，並且具有200埃至300埃的厚度。
如申請專利範圍第1項所述的顯示面板，其中該金屬疊層相對於該表面的高度高於該第二防鍍層相對於該表面的高度。
如申請專利範圍第1項所述的顯示面板，其中該些第一接墊與該些第二接墊皆為金屬氧化物層。
一種顯示面板的製造方法，包括：提供一控制基板，該控制基板具有一表面，該表面區分成一顯示區以及一位於該顯示區外的周邊區，該控制基板包括多個位於該顯示區的第一接墊以及多個位於該周邊區的第二接墊；分別形成多個第一防鍍層於該些第一接墊上；分別形成多個第二防鍍層於該些第二接墊上，其中形成該些第一防鍍層與該些第二防鍍層的方法包括物理氣相沉積；分別形成多個金屬疊層於該些第一防鍍層上，但不形成於該些第二防鍍層上，包括：形成一銅層；以及以無電電鍍在該銅層上形成一鎳層以及一金層；裝設多個發光元件於該表面的該顯示區內，且電性連接該些發光元件及該些金屬疊層；以及裝設至少一控制元件於該表面的該周邊區內，且電性連接該至少一控制元件及該些第二防鍍層，其中該至少一控制元件不藉由該些金屬疊層中之任一個電性連接該些第二防鍍層。
如申請專利範圍第6項所述的顯示面板的製造方法，其中裝設該些發光元件於該表面的該顯示區內的步驟包括：配置多個焊料於該些發光元件與該些金屬疊層之間；以及進行一迴焊製程並熔化該些焊料，以使該些焊料與該些金屬疊層形成多個介金屬化合物。
一種顯示面板，包括：一控制基板，具有一表面，該表面區分成一顯示區以及一位於該顯示區外的周邊區，該控制基板包括多個位於該顯示區的第一接墊以及多個位於該周邊區的第二接墊；多個第一防鍍層，分別形成於該些第一接墊上；多個第二防鍍層，分別形成於該些第二接墊上；多個金屬疊層，分別形成於該些第一防鍍層上，但不形成於該些第二防鍍層上，其中：各該金屬疊層包括一銅層、一鎳層以及一金層，該銅層配置於該第一防鍍層上，該鎳層配置於該銅層上，該金層配置於該鎳層上；多個發光元件，裝設於該表面上，並位於該顯示區內，其中該些發光元件電性連接該些金屬疊層；以及至少一控制元件，裝設於該表面的該周邊區，其中該至少一控制元件電性連接該些第二防鍍層。
一種顯示面板的製造方法，包括：提供一控制基板，該控制基板具有一表面，該表面區分成一顯示區以及一位於該顯示區外的周邊區，該控制基板包括多個位於該顯示區的第一接墊以及多個位於該周邊區的第二接墊；分別形成多個第一防鍍層於該些第一接墊上；分別形成多個第二防鍍層於該些第二接墊上；分別形成多個金屬疊層於該些第一防鍍層上，包括：各於該些第一防鍍層上依序形成一銅層、一鎳層以及一金層；裝設多個發光元件於該表面的該顯示區內，且電性連接該些發光元件及該些金屬疊層；以及裝設至少一控制元件於該表面的該周邊區內，且電性連接該至少一控制元件及該些第二防鍍層。