TWI750838B - Display panel and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本發明是有關於一種顯示面板及其製造方法,且特別是有關於一種微型發光二極體顯示面板及其製造方法。The present invention relates to a display panel and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a miniature light emitting diode display panel and a manufacturing method thereof.
微型發光二極體(micro-LED)因其具低功耗、高亮度、高解析度及高色彩飽和度等特性,因而適用於構建微型發光二極體顯示面板之畫素結構。由於微型發光二極體的尺寸極小,目前製作微型發光二極體顯示面板的方法是採用巨量轉移(Mass Transfer)技術,亦即利用微機電陣列技術進行微型發光二極體晶粒取放,以將大量的微型發光二極體晶粒一次搬運到具有畫素電路的驅動背板上。Because of its low power consumption, high brightness, high resolution and high color saturation, micro-LEDs are suitable for building the pixel structure of micro-LED display panels. Due to the extremely small size of the micro-LEDs, the current method of manufacturing the micro-LED display panel is to use the Mass Transfer technology, that is, to use the micro-electromechanical array technology to pick and place the micro-LED grains. In order to transport a large number of micro light-emitting diode chips to the driving backplane with pixel circuit at one time.
然而,巨量轉移技術不僅使用的設備價格昂貴,而且還存在微型發光二極體與畫素電路接合的良率問題。另外,受限於晶粒取放的最小尺寸限制,像素密度也難以提高。However, the mass transfer technology not only uses expensive equipment, but also has a yield problem of bonding the micro light-emitting diodes to the pixel circuits. In addition, limited by the minimum size of die pick and place, it is difficult to increase the pixel density.
本發明提供一種顯示面板,其具有提高的像素密度與生產良率。The present invention provides a display panel with improved pixel density and production yield.
本發明提供一種顯示面板的製造方法,其具有提高的生產良率且不需使用巨量轉移技術。The present invention provides a method of manufacturing a display panel, which has improved production yield and does not require the use of mass transfer technology.
本發明的一個實施例提出一種顯示面板,包括:第一基板;驅動電路層,設置於第一基板上,且包括彼此間隔開的第一接墊與第二接墊;第一顯示元件疊層,設置於驅動電路層上,且電性連接第一接墊,其中第一顯示元件疊層包括:第一半導體圖案;第二半導體圖案,設置於第一半導體圖案與驅動電路層之間;以及第一發光圖案,設置於第一半導體圖案與第二半導體圖案之間;第一絕緣層,至少接觸第一顯示元件疊層的側壁與第二接墊,並具有暴露出第一顯示元件疊層與第二接墊的第一通孔與第二通孔;以及連接電極,設置於第一絕緣層上,其中連接電極在第一通孔與第二通孔分別接觸第一顯示元件疊層與第二接墊。An embodiment of the present invention provides a display panel, including: a first substrate; a driving circuit layer disposed on the first substrate and including a first pad and a second pad spaced apart from each other; a first display element stack , disposed on the driving circuit layer and electrically connected to the first pad, wherein the first display element stack comprises: a first semiconductor pattern; a second semiconductor pattern, disposed between the first semiconductor pattern and the driving circuit layer; and The first light-emitting pattern is arranged between the first semiconductor pattern and the second semiconductor pattern; the first insulating layer is at least in contact with the sidewall of the first display element stack and the second pad, and has a layer that exposes the first display element stack a first through hole and a second through hole with the second pad; and a connecting electrode, which is arranged on the first insulating layer, wherein the connecting electrode contacts the first display element stack and the first display element stack in the first through hole and the second through hole respectively. Second pad.
在本發明的一實施例中,上述的第一接墊與第二接墊包括層疊的第一導電層與第二導電層。In an embodiment of the present invention, the above-mentioned first pad and second pad include a stacked first conductive layer and a second conductive layer.
在本發明的一實施例中,上述的第一導電層與第二導電層的材質不同。In an embodiment of the present invention, the materials of the first conductive layer and the second conductive layer are different.
在本發明的一實施例中,上述的顯示面板還包括第二絕緣層,第二絕緣層設置於第一導電層與第二導電層之間,第二絕緣層具有第三通孔,第二導電層通過第三通孔連接第一導電層。In an embodiment of the present invention, the above-mentioned display panel further includes a second insulating layer, the second insulating layer is disposed between the first conductive layer and the second conductive layer, the second insulating layer has third through holes, the second insulating layer The conductive layer is connected to the first conductive layer through the third through hole.
在本發明的一實施例中,上述的顯示面板,還包括接合金屬圖案,接合金屬圖案設置於驅動電路層與第一顯示元件疊層之間。In an embodiment of the present invention, the above-mentioned display panel further includes a bonding metal pattern, and the bonding metal pattern is disposed between the driving circuit layer and the first display element stack.
在本發明的一實施例中,上述的接合金屬圖案的材料包括銦、銅或錫。In an embodiment of the present invention, the above-mentioned material for bonding the metal pattern includes indium, copper or tin.
在本發明的一實施例中,上述的第二半導體圖案接合於接合金屬圖案上。In an embodiment of the present invention, the above-mentioned second semiconductor pattern is bonded to the bonding metal pattern.
在本發明的一實施例中,上述的第一顯示元件疊層還包括:匹配圖案,設置於第一半導體圖案上,且第一半導體圖案位於匹配圖案與第一發光圖案之間。In an embodiment of the present invention, the above-mentioned first display element stack further includes: a matching pattern disposed on the first semiconductor pattern, and the first semiconductor pattern is located between the matching pattern and the first light-emitting pattern.
在本發明的一實施例中,上述的第一顯示元件疊層還包括:反射圖案,設置於接合金屬圖案與第二半導體圖案之間。In an embodiment of the present invention, the above-mentioned first display element stack further includes: a reflective pattern disposed between the bonding metal pattern and the second semiconductor pattern.
在本發明的一實施例中,上述的反射圖案的材料包括銀。In an embodiment of the present invention, the material of the above-mentioned reflection pattern includes silver.
在本發明的一實施例中,上述的顯示面板,還包括第二顯示元件疊層,且驅動電路層還包括第三接墊與第四接墊,其中第二顯示元件疊層包括:第一電極,設置於驅動電路層上,且電性連接第三接墊;第三半導體圖案,設置於第一電極上,且電性連接第一電極;第二發光圖案,設置於第三半導體圖案的一側,且第三半導體圖案位於第二發光圖案與第一電極之間;第四半導體圖案,設置於第二發光圖案的一側,且第二發光圖案位於第三半導體圖案與第四半導體圖案之間;以及第二電極,設置於第四半導體圖案的一側,且電性連接第四接墊;其中第一電極與第二電極位於第四半導體圖案的同一側。In an embodiment of the present invention, the above-mentioned display panel further includes a second display element stack, and the driving circuit layer further includes a third pad and a fourth pad, wherein the second display element stack includes: a first The electrode is arranged on the driving circuit layer and is electrically connected to the third pad; the third semiconductor pattern is arranged on the first electrode and is electrically connected to the first electrode; the second light-emitting pattern is arranged on the third semiconductor pattern one side, and the third semiconductor pattern is located between the second light emitting pattern and the first electrode; the fourth semiconductor pattern is disposed on one side of the second light emitting pattern, and the second light emitting pattern is located between the third semiconductor pattern and the fourth semiconductor pattern and a second electrode disposed on one side of the fourth semiconductor pattern and electrically connected to the fourth pad; wherein the first electrode and the second electrode are located on the same side of the fourth semiconductor pattern.
本發明的另一個實施例提出一種顯示面板的製造方法,包括:提供驅動陣列基板,其中驅動陣列基板包括:第一基板;以及驅動電路層,設置於第一基板上,且包括彼此間隔開的第一接墊與第二接墊;提供磊晶基板,其中磊晶基板包括:第二基板;以及磊晶疊層,配置於第二基板上,其中磊晶疊層包括依序堆疊於第二基板上的第一半導體層、第一發光層以及第二半導體層;將磊晶疊層接附於驅動陣列基板上並移除第二基板;於驅動陣列基板上圖案化磊晶疊層並暴露出第二接墊,其中部分的磊晶疊層保留在第一接墊上,以形成第一顯示元件疊層,且另一部分的磊晶疊層被移除,以暴露出第二接墊;於第二接墊及第一顯示元件疊層上沉積第一絕緣層,其中第一絕緣層具有暴露出第一顯示元件疊層與第二接墊的第一通孔與第二通孔;以及於第一絕緣層上形成連接電極,連接電極在第一通孔與第二通孔分別接觸第一顯示元件疊層與第二接墊。Another embodiment of the present invention provides a method for manufacturing a display panel, including: providing a driving array substrate, wherein the driving array substrate includes: a first substrate; and a driving circuit layer disposed on the first substrate and including spaced apart a first pad and a second pad; an epitaxial substrate is provided, wherein the epitaxial substrate includes: a second substrate; and an epitaxial stack is disposed on the second substrate, wherein the epitaxial stack comprises sequentially stacked on the second The first semiconductor layer, the first light-emitting layer and the second semiconductor layer on the substrate; the epitaxial stack is attached to the driving array substrate and the second substrate is removed; the epitaxial stack is patterned on the driving array substrate and exposed extracting a second pad, wherein a part of the epitaxial stack remains on the first pad to form a first display element stack, and another part of the epitaxial stack is removed to expose the second pad; in depositing a first insulating layer on the second pad and the first display element stack, wherein the first insulating layer has a first through hole and a second through hole exposing the first display element stack and the second pad; and on A connection electrode is formed on the first insulating layer, and the connection electrode contacts the first display element stack and the second pad respectively in the first through hole and the second through hole.
在本發明的一實施例中,上述的磊晶疊層藉由接合金屬層接附於驅動陣列基板上,使得接合金屬層位於驅動電路層與磊晶疊層之間。In an embodiment of the present invention, the above-mentioned epitaxial stack is attached to the driving array substrate through a bonding metal layer, so that the bonding metal layer is located between the driving circuit layer and the epitaxial stack.
在本發明的一實施例中,上述的圖案化磊晶疊層之後,接合金屬層被露出,且顯示面板的製造方法更包括:提供氧氣氧化接合金屬層,以形成金屬氧化物層;以及使用酸溶液蝕刻金屬氧化物層,以暴露出第二接墊。在本發明的一實施例中,上述的酸溶液包括鹽酸。In an embodiment of the present invention, after the above-mentioned patterned epitaxial stack, the bonding metal layer is exposed, and the manufacturing method of the display panel further includes: providing oxygen to oxidize the bonding metal layer to form a metal oxide layer; and using The acid solution etches the metal oxide layer to expose the second pad. In an embodiment of the present invention, the above-mentioned acid solution includes hydrochloric acid.
在本發明的一實施例中,上述的第二接墊包括層疊的第一導電層與第二導電層,且顯示面板的製造方法更包括:形成第二絕緣層,第二絕緣層設置於第一導電層與第二導電層之間;以及在第二絕緣層中形成第三通孔,使第二導電層通過第三通孔連接第一導電層,且第二導電層在圖案化磊晶疊層後被露出,而第一導電層在圖案化磊晶疊層後仍被第二絕緣層覆蓋。In an embodiment of the present invention, the above-mentioned second pad includes a stacked first conductive layer and a second conductive layer, and the manufacturing method of the display panel further includes: forming a second insulating layer, and the second insulating layer is disposed on the first conductive layer. between a conductive layer and the second conductive layer; and a third through hole is formed in the second insulating layer, so that the second conductive layer is connected to the first conductive layer through the third through hole, and the second conductive layer is in the patterned epitaxial layer. After the stack is exposed, the first conductive layer is still covered by the second insulating layer after the patterned epitaxial stack.
在本發明的一實施例中,上述的磊晶疊層還包括反射層,且在將磊晶疊層接附於驅動陣列基板上之後,反射層位於驅動陣列基板與第二半導體層之間。In an embodiment of the present invention, the above-mentioned epitaxial stack further includes a reflective layer, and after the epitaxial stack is attached to the driving array substrate, the reflective layer is located between the driving array substrate and the second semiconductor layer.
在本發明的一實施例中,上述的圖案化磊晶疊層的方法包括:使用酸溶液圖案化反射層。在本發明的一實施例中,上述的酸溶液包括磷酸、硝酸或醋酸。In an embodiment of the present invention, the above-mentioned method for patterning an epitaxial stack includes: using an acid solution to pattern a reflective layer. In an embodiment of the present invention, the above-mentioned acid solution includes phosphoric acid, nitric acid or acetic acid.
在本發明的一實施例中,上述的移除第二基板的方法包括雷射剝離。In an embodiment of the present invention, the above-mentioned method for removing the second substrate includes laser lift-off.
本發明的顯示面板利用微影蝕刻製程形成顯示元件疊層,可縮小顯示元件疊層的尺寸,而提高像素密度與顯示面板的解析度。另外,磊晶疊層與驅動陣列基板的接附方式非常簡易,可得到提高的生產良率。此外,不需使用巨量轉移技術,可省下昂貴的巨量轉移設備成本。The display panel of the present invention utilizes the lithography etching process to form the display element stack, which can reduce the size of the display element stack and improve the pixel density and the resolution of the display panel. In addition, the way of attaching the epitaxial stack to the driving array substrate is very simple, which can improve the production yield. In addition, there is no need to use mass transfer technology, which can save the cost of expensive mass transfer equipment.
為讓本發明的上述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。In order to make the above-mentioned features and advantages of the present invention more obvious and easy to understand, the following embodiments are given and described in detail with the accompanying drawings as follows.
圖1A是依照本發明一實施例的顯示面板10的上視示意圖。圖1B是圖1A的顯示面板10的子畫素PXs的放大示意圖。圖1C是沿圖1B的線A-A’所作的剖面示意圖。為了使圖式的表達較為簡潔,圖1A示意性繪示第一基板110、驅動電路層120以及第一顯示元件疊層130,並省略其他構件。圖1B示意性繪示驅動元件DC、驅動電路層120、第一顯示元件疊層130、連接電極150、第一接墊P1、第二接墊P2、第一通孔V1以及第二通孔V2的相對位置。以下,請同時參照圖1A至圖1C,以清楚地理解顯示面板10的整體結構。FIG. 1A is a schematic top view of a
請參照圖1A至圖1C,顯示面板10包括:第一基板110、驅動電路層120、第一顯示元件疊層130、第一絕緣層140以及連接電極150。驅動電路層120設置於第一基板110上,且包括彼此間隔開的第一接墊P1與第二接墊P2。第一顯示元件疊層130設置於驅動電路層120上,且電性連接第一接墊P1。第一絕緣層140至少接觸第一顯示元件疊層130的側壁S1與第二接墊P2,並具有暴露出第一顯示元件疊層130與第二接墊P2的第一通孔V1與第二通孔V2。連接電極150設置於第一絕緣層140上,且連接電極150在第一通孔V1與第二通孔V2分別接觸第一顯示元件疊層130與第二接墊P2。Referring to FIGS. 1A to 1C , the
在本發明的一實施例的顯示面板10中,第一顯示元件疊層130具有發光二極體結構,且是藉由微影蝕刻製程圖案化驅動電路層120上的半導體磊晶疊層所形成。半導體磊晶疊層與驅動電路層120的接合方式簡易,因此,不僅可提升接合良率,也可省下巨量轉移設備的高成本。此外,第一顯示元件疊層130的尺寸可以視需要進一步縮小,而能夠提高像素密度與顯示面板的解析度。In the
具體而言,顯示面板10包括多個子畫素PXs,且多個子畫素PXs呈陣列排列。各子畫素PXs主要由具有發光二極體結構的第一顯示元件疊層130所組成。在一些實施例中,多個子畫素PXs可以皆為藍色發光二極體,且顯示面板10可以另包括設置於多個子畫素PXs上的色轉換層CT,其中色轉換層CT可以包括螢光粉或類似性質的波長轉換材料,以讓藍色發光二極體所發出的藍色光現轉換成不同色彩的光線而實現全彩化的顯示效果。在其他的實施例中,多個子畫素PXs可以為多個紅色發光二極體、多個綠色發光二極體與多個藍色發光二極體,從而實現全彩化的顯示效果。當多個子畫素PXs本身的發光色彩不同時,圖1C中的色轉換層CT可選擇性的被省略或是保留於顯示面板10中。在另外一些實施例中,多個子畫素PXs可以皆是白色發光二極體,而色轉換層CT可以是彩色濾光層以實現全彩化的顯示效果。Specifically, the
在本實施例中,顯示面板10還可以包括驅動元件DC,且驅動元件DC可以電性連接子畫素PXs,以傳遞訊號至第一顯示元件疊層130。舉例而言,第一顯示元件疊層130電性連接至第一接墊P1及第二接墊P2,而驅動元件DC可以分別電性連接第一接墊P1及第二接墊P2。在一些實施例中,多個子畫素PXs中的第一接墊P1彼此分離,而獨立的接收由驅動元件DC提供的訊號。在一些實施例中,多個子畫素PXs中的第二接墊P2可彼此電性相連及/或第二接墊P2在操作時被施加相同的共用電壓。在一些實施例中,驅動元件DC可為接合至第一基板110的晶片或直接形成於驅動電路層120中的電路元件(包含主動元件、被動元件或其組合)。In this embodiment, the
以下,配合圖1A至圖1C,繼續說明顯示面板10的各個子畫素的實施方式,但本發明不以此為限。Hereinafter, with reference to FIG. 1A to FIG. 1C , the implementation of each sub-pixel of the
請參照圖1A至圖1C,顯示面板10的每個子畫素PXs例如包括第一基板110、驅動電路層120、第一顯示元件疊層130、第一絕緣層140、連接電極150以及接合金屬圖案160。驅動電路層120配置於第一基板110上,並且具有第一接墊P1與第二接墊P2。第一顯示元件疊層130例如具有發光二極體一般的結構。第一顯示元件疊層130的其中一端透過接合金屬圖案160接合至驅動電路層120上的第一接墊P1,而另一端透過連接電極150與驅動電路層120上的第二接墊P2電連接。第一絕緣層140則配置於第一顯示元件疊層130與連接電極150之間,且第一絕緣層140至少設置於第一顯示元件疊層130的側壁S1與連接電極150之間,以避免連接電極150與第一顯示元件疊層130之間產生不需要的電連接關係。Referring to FIGS. 1A to 1C , each sub-pixel PXs of the
第一基板110可以是透明基板或非透明基板,其材質可以是石英基板、玻璃基板、高分子基板或其他適當材質,但本發明不以此為限。第一基板110上可設置驅動電路層120,驅動電路層120包括顯示面板10需要的元件或線路,例如驅動元件、開關元件、儲存電容、電源線、驅動訊號線、時序訊號線、電流補償線、檢測訊號線等等。The
在本實施例中,驅動電路層120包括緩衝層121、主動元件122、閘極絕緣層123、層間絕緣層124、平坦層125、第二絕緣層126、第一導電層127、第三絕緣層128以及第二導電層129。在其他實施例中,驅動電路層120可以視需要包括更多的絕緣層以及導電層。主動元件122是由半導體層122C、閘極122G、源極122S與汲極122D所構成。半導體層122C重疊閘極122G的區域可視為主動元件122的通道區。閘極絕緣層123位於閘極122G與半導體層122C之間,層間絕緣層124設置在源極122S與閘極122G之間以及汲極122D與閘極122G之間。閘極122G可透過掃描線(圖未示)而與驅動元件DC電性連接,且源極122S可透過資料線(圖未示)而與驅動元件DC電性連接。In this embodiment, the driving
半導體層122C的材質可包括矽質半導體材料(例如多晶矽、非晶矽等)、氧化物半導體材料、有機半導體材料。閘極122G、源極122S與汲極122D的材質可包括導電性良好的金屬,例如鋁、鉬、鈦、銅等金屬,但本發明不限於此。另外,雖然本實施例中的主動元件122屬於頂閘極型薄膜電晶體,然而,在其他實施例中,主動元件122也可以是底閘極型薄膜電晶體、雙閘極型薄膜電晶體或其他類型的薄膜電晶體。The material of the
第一導電層127包括第一導電圖案127a與第二導電圖案127b,第二導電層129包括第三導電圖案129a與第四導電圖案129b。在本實施例中,第一接墊P1包括層疊的第一導電圖案127a與第三導電圖案129a,且第三絕緣層128設置於第一導電圖案127a與第三導電圖案129a之間。第二接墊P2包括層疊的第二導電圖案127b與第四導電圖案129b,且第三絕緣層128設置於第二導電圖案127b與第四導電圖案129b之間。第三絕緣層128具有第三通孔V3與第四通孔V4,第三導電圖案129a通過第三通孔V3連接第一導電圖案127a,第四導電圖案129b通過第四通孔V4連接第二導電圖案127b。在本實施例中,第一接墊P1以及第二接墊P2為雙層結構,但本發明不限於此。在一些實施例中,第一接墊P1或第二接墊P2可以是單層結構或三層以上的導電層層疊的結構。The first
第二導電層129的材質可以與第一導電層127不同,如此一來,第二導電層129可以在蝕刻製程中充當第一導電層127的蝕刻保護層。舉例而言,第一導電層127的材質可以包括導電性良好的金屬,例如鋁、鉬、鈦、銅等金屬,而第二導電層129的材質可包括銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、銦鎵鋅氧化物(IGZO)或其他適合的導電氧化物。在一些實施例中,第一導電層127與第二導電層129也可以分別具有單層結構或多層結構,多層結構例如上述導電金屬或導電氧化物中任意兩層或更多層的疊層,可視需要進行組合與變化。舉例而言,第一導電層127可以包括依續堆疊的鈦層、鋁層以及鈦層或是依續堆疊的鉬層、鋁層以及鉬層,但本發明不以此為限。The material of the second
緩衝層121、閘極絕緣層123、層間絕緣層124、第二絕緣層126及第三絕緣層128的材質可以包括透明的絕緣材料,例如氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或上述材料的疊層,但本發明不限於此。平坦層125的材質可以包括透明的絕緣材料,例如有機材料、壓克力(acrylic)材料、矽氧烷(siloxane)材料、聚醯亞胺(polyimide)材料、環氧樹脂(epoxy)材料等,但本發明不限於此。緩衝層121、閘極絕緣層123、層間絕緣層124、平坦層125、第二絕緣層126及第三絕緣層128也可以分別具有單層結構或多層結構,多層結構例如上述絕緣材料中任意兩層或更多層的疊層,可視需要進行組合與變化。The
第一顯示元件疊層130包括:第一半導體圖案131、第二半導體圖案132以及第一發光圖案133。第二半導體圖案132設置於第一半導體圖案131與驅動電路層120之間。第一發光圖案133設置於第一半導體圖案131與第二半導體圖案132之間。第一顯示元件疊層130的第一半導體圖案131和第二半導體圖案132可以包括Ⅱ-Ⅵ族材料(例如:鋅化硒(ZnSe))或Ⅲ-Ⅴ氮族化物材料(例如:氮化鎵(GaN)、氮化鋁(AlN)、氮化銦(InN)、氮化銦鎵(InGaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)或氮化鋁銦鎵(AlInGaN))。舉例而言,在本實施例中,第一半導體圖案131例如是N型摻雜半導體層,N型摻雜半導體層的材料例如是N型氮化鎵(n-GaN),第二半導體圖案132例如是P型摻雜半導體層,P型摻雜半導體層的材料例如是P型氮化鎵(p-GaN),但本發明不以此為限。另外,第一發光圖案133的結構例如是多層量子井結構(Multiple Quantum Well, MQW),多重量子井結構包括交替堆疊的多層氮化銦鎵(InGaN)以及多層氮化鎵(GaN),藉由設計第一發光圖案133中銦或鎵的比例,可調整第一發光圖案133的發光波長範圍,但本發明不以此為限。The first
第一顯示元件疊層130還可以包括其他可調整元件發光特性的層,例如磊晶緩衝圖案134與匹配圖案135。在本實施例中,匹配圖案135設置於磊晶緩衝圖案134與第一半導體圖案131之間,且第一半導體圖案131設置於匹配圖案135與第一發光圖案133之間。磊晶緩衝圖案134與匹配圖案135可用以調整第一半導體圖案131的材料性質,例如晶格常數、載子傳輸效率等。磊晶緩衝圖案134可以具有開口OP,以暴露出匹配圖案135,且連接電極150可在開口OP中接觸匹配圖案135。開口OP的設置位置、凹入深度等可以視實際需求進行調整,本發明不以此為限。在其他的實施例中,磊晶緩衝圖案134可被省略,或是磊晶緩衝圖案134與匹配圖案135可同時被省略。另外,磊晶緩衝圖案134與匹配圖案135可以都由半導體材料,例如氮化鎵,製作而成,因此第一半導體圖案131、磊晶緩衝圖案134與匹配圖案135之間可能不存在明顯的交界。The first
接合金屬圖案160設置於驅動電路層120與第一顯示元件疊層130之間。在一些實施例中,接合金屬圖案160可以設置於驅動電路層120的表面上,例如第一接墊P1、第二接墊P2及第三絕緣層128上,且第二半導體圖案132接合於接合金屬圖案160上。或者,在其他實施例中,接合金屬圖案160也可以一部分設置於驅動電路層120的表面上,另一部分設置於第一顯示元件疊層130的第二半導體圖案132上。接合金屬圖案160的材料包括銦、銅或錫,但本發明不限於此。此外,第一顯示元件疊層130還可以包括反射圖案136,以增加光的反射。反射圖案136可設置於接合金屬圖案160與第二半導體圖案132之間,但本發明不以此為限。反射圖案136的材質可包括反射率較高的材料,例如銀或鉻。The
在本實施例中,第一絕緣層140從驅動電路層120延伸至第一顯示元件疊層130,且第一絕緣層140接觸第二接墊P2、第一顯示元件疊層130的側壁S1以及匹配圖案135的頂表面。具體而言,第一絕緣層140的第一通孔V1與磊晶緩衝圖案134的開口OP重疊,因此,第一通孔V1可以暴露出匹配圖案135。同時,第一絕緣層140的第二通孔V2可以暴露出第二接墊P2。如此一來,連接電極150可經由第一通孔V1與開口OP接觸第一顯示元件疊層130的匹配圖案135,並經由第二通孔V2接觸第二接墊P2。In this embodiment, the first insulating
在本實施例的顯示面板10中,第二半導體圖案132可透過接合金屬圖案160電性耦接第一接墊P1,且第一半導體圖案131可透過連接電極150電性耦接第二接墊P2,由於接合金屬圖案160是以大面積耦接第二半導體圖案132與第一接墊P1,且連接電極150是透過沉積以及圖案化製程製作,因此,第一顯示元件疊層130與第一接墊P1及第二接墊P2的接合不需精確對準,且接合良率高。此外,第一顯示元件疊層130的尺寸可以藉由微影蝕刻製程進行調整,使得顯示面板10能夠具有提高的像素密度與解析度。In the
圖2A至圖2F是依照本發明一實施例的顯示面板10的製造方法的步驟流程的剖面示意圖。在以下的圖2A至圖2F的實施例中,說明顯示面板10的製造方法的實施態樣,並沿用圖1A至圖1C的實施例的元件標號與相關內容,其中,採用相同的標號來表示相同或近似的元件,並省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明,可參考圖1A至圖1C的實施例,在以下的說明中不再重述。2A to 2F are schematic cross-sectional views illustrating the steps of a manufacturing method of the
首先,請參照圖2A,提供驅動陣列基板100,其中驅動陣列基板100包括第一基板110以及驅動電路層120。驅動電路層120設置於第一基板110上,且包括彼此間隔開的第一接墊P1與第二接墊P2。在一實施例中,可先在第一基板110上依序形成緩衝層121、半導體層122C、閘極絕緣層123、閘極122G、層間絕緣層124、源極122S與汲極122D、平坦層125、第二絕緣層126以及第一導電層127,其中半導體層122C、閘極122G、源極122S以及汲極122D構成主動元件122。First, referring to FIG. 2A , a driving
之後,將第一導電層127圖案化而形成第一導電圖案127a與第二導電圖案127b。接著,在第一導電圖案127a、第二導電圖案127b及第二絕緣層126上形成第三絕緣層128,並在第三絕緣層128中形成暴露出第一導電圖案127a的第三通孔V3與暴露出第二導電圖案127b的第四通孔V4。After that, the first
之後,在第三絕緣層128上形成第二導電層129,然後將第二導電層129圖案化而形成第三導電圖案129a與第四導電圖案129b,使得第三導電圖案129a通過第三通孔V3連接第一導電圖案127a,且第四導電圖案129b通過第四通孔V4連接第二導電圖案127b。因此,在本實施例中,第一接墊P1包括層疊的第一導電圖案127a與第三導電圖案129a,而第二接墊P2包括層疊的第二導電圖案127b與第四導電圖案129b。After that, a second
驅動陣列基板100上還可以設置接合金屬層161。舉例而言,可在第一接墊P1、第二接墊P2及第三絕緣層128上形成接合金屬層161。接合金屬層161可以是藉由物理汽相沉積(PVD)形成的金屬層,接合金屬層161的材質可以包括銦、銅或錫,但本發明不限於此。A
接著,請參照圖2B,提供磊晶基板200,磊晶基板200包括第二基板210以及磊晶疊層220。。第二基板210可以是用於生長磊晶材料的生長基板,例如藍寶石(Sapphire)基板。在本實施例中,磊晶疊層220包括依序堆疊於第二基板210上的磊晶緩衝層224、匹配層225、第一半導體層221、第一發光層223、第二半導體層222以及反射層226。在一些實施例中,磊晶緩衝層224、匹配層225、第一半導體層221、第一發光層223與第二半導體層222是以磊晶生長的方式成長於第二基板210上,其主要材料包括氮化鎵,但可含有不同的摻雜。不過,這些磊晶層的主要材料不以此為限。反射層226例如是以沉積的方式形成於第二半導體層222上,其材質可以包括反射率較高的材料,例如銀或鉻。在其他實施例中,反射層226可以是不拉格反射層,而不以金屬反射層為限。磊晶基板200上還可以設置接合金屬層262,接合金屬層262的形成方式與材料可類似於接合金屬層161,但本發明不限於此。Next, referring to FIG. 2B , an
接著,請參照圖2C,將驅動陣列基板100與磊晶基板200大致對齊,並使磊晶疊層220接附於驅動陣列基板100上,然後移除第二基板210。在本實施例中,磊晶疊層220可藉由接合金屬層262接附於驅動陣列基板100的接合金屬層161上,使得反射層226位於驅動陣列基板100與第二半導體層222之間,且接合金屬層161、262位於驅動電路層120與磊晶疊層220之間。在接合金屬層161與接合金屬層262彼此接觸之後,可以進行共晶製程,以使磊晶疊層220附接於驅動陣列基板100。舉例而言,共晶製程可包括對接合金屬層161、262進行雷射熔融處理,以使接合金屬層161與接合金屬層262結合成為接合金屬層260。在一些實施例中,可以藉由雷射剝離的方式來移除第二基板210。Next, referring to FIG. 2C , the driving
接著,請參照圖2D,於驅動陣列基板100上將磊晶疊層220與接合金屬層260圖案化,並暴露出第二接墊P2,其中部分的磊晶疊層220保留在第一接墊P1上,而形成第一顯示元件疊層130,且另一部分的磊晶疊層220被移除,而暴露出第二接墊P2。在一實施例中,圖案化磊晶疊層220與接合金屬層260的方式可以利用蝕刻製程,並使用各層所需的蝕刻劑依序圖案化磊晶緩衝層224、匹配層225、第一半導體層221、第一發光層223、第二半導體層222、反射層226以及接合金屬層260,以分別形成磊晶緩衝圖案134、匹配圖案135、第一半導體圖案131、第一發光圖案133、第二半導體圖案132、反射圖案136以及接合金屬圖案160,其中磊晶緩衝圖案134、匹配圖案135、第一半導體圖案131、第一發光圖案133、第二半導體圖案132以及反射圖案136構成第一顯示元件疊層130。在一些實施例中,可進一步圖案化磊晶緩衝層224以在第一顯示元件疊層130頂面形成開口OP,讓開口OP可暴露出匹配圖案135,但不以此為限。Next, referring to FIG. 2D , the
在一些實施例中,反射層226的材料為金屬,例如銀,而圖案化反射層226的步驟可以使用例如磷酸、硝酸或醋酸等酸溶液,但不以此為限。在一些實施例中,接合金屬層260的材質包括銦,在圖案化反射層226後,可以先提供氧氣來氧化被露出來的接合金屬層260,以形成金屬氧化物層;隨後再使用例如鹽酸的酸溶液來蝕刻金屬氧化物層,直到暴露出第二接墊P2。在本實施例中,第一接墊P1與第二接墊P2各自採用多種材料的導電圖案製作。舉例而言,第一接墊P1的第一導電圖案127a與第二接墊P2的第二導電圖案127b可以為金屬材料製作,而第一接墊P1的第三導電圖案129a與第二接墊P2的第四導電圖案129b可以為非金屬導電材料製作。如此一來,接合金屬層260會直接接觸非金屬導電材料的第三導電圖案129a、第四導電圖案129b與第三絕緣層128,而不接觸金屬材料的第一導電圖案127a與第二導電圖案127b。接合金屬層260的圖案化過程中,非金屬導電材料的第四導電圖案129b與第三絕緣層128可以充當第二導電圖案127b的保護層,以免金屬材料製作的第二導電圖案127b受氧化步驟或是蝕刻劑損害。因此,第二接墊P2雖在圖案化接合金屬層260的過程中被露出,卻可保有理想的導電性質,這有助於提高製作良率。In some embodiments, the material of the
接著,請參照圖2E,於第三絕緣層128、第二接墊P2以及第一顯示元件疊層130上沉積第一絕緣層140,其中第一絕緣層140接觸第二接墊P2、第一顯示元件疊層130的側壁S1、磊晶緩衝圖案134的頂表面以及匹配圖案135。接著,利用蝕刻製程圖案化第一絕緣層140,以形成第一通孔V1與第二通孔V2,其中第一通孔V1於第一基板110上的正投影可以重疊磊晶緩衝圖案134的開口OP於第一基板110上的正投影,且第二通孔V2於第一基板110上的正投影可以重疊第二接墊P2於第一基板110上的正投影。如此一來,第一通孔V1與開口OP可以暴露出第一顯示元件疊層130的匹配圖案135,而第二通孔V2可以暴露出第二接墊P2的四導電圖案129b。Next, referring to FIG. 2E, a first insulating
接著,請參照圖2F,於第一絕緣層140上沉積導電層並進行圖案化,以形成連接電極150。連接電極150可通過第一通孔V1與開口OP接觸第一顯示元件疊層130的匹配圖案135,並通過第二通孔V2接觸第二接墊P2的四導電圖案129b。連接電極150的材質可包括銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、銦鎵鋅氧化物(IGZO)或其他適合的導電氧化物,但本發明不限於此。Next, referring to FIG. 2F , a conductive layer is deposited on the first insulating
承上述,在本實施例的顯示面板10的製造方法中,將驅動陣列基板100與磊晶基板200相接即可使磊晶疊層220接附於驅動陣列基板100,因此,磊晶疊層220與驅動電路層120的接合良率高。另外,第一顯示元件疊層130是在磊晶疊層220接合至驅動電路層120後進行圖案化而形成的,因此,第一顯示元件疊層130的設置位置、尺寸與間距主要由微影蝕刻的製程精度決定。相較於巨量轉移的製程精度,微影蝕刻的製程精度明顯較高。因此,第一顯示元件疊層130的尺寸與間距可以縮小,從而提高顯示面板10的像素密度與解析度。此外,由於不需使用巨量轉移技術,故可省下巨量轉移設備的高成本。Based on the above, in the manufacturing method of the
圖3是依照本發明一實施例的顯示面板30的剖面示意圖。在圖3的實施例中,說明顯示面板30的實施態樣,並沿用圖1C的實施例的元件標號與相關內容,其中,採用相同的標號來表示相同或近似的元件,並省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明,可參考圖1C的實施例,在以下的說明中不再重述。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a
請參照圖3,顯示面板30包括第一基板110、驅動電路層320、第一顯示元件疊層130、第一絕緣層140、連接電極150、接合金屬圖案160以及第二顯示元件疊層330。在本實施例中,第一基板110、第一顯示元件疊層130、第一絕緣層140、連接電極150以及接合金屬圖案160的材質、細部結構以及形成方式請參照前述說明,於此不再贅述。3 , the
驅動電路層320可以包括用以形成主動元件122、第一接墊P1、第二接墊P2、第三接墊P3以及第四接墊P4的多個導電層以及多個絕緣層。舉例而言,第一接墊P1包括層疊的第一導電圖案127a與第三導電圖案129a,且第三導電圖案129a通過第三絕緣層128中的第三通孔V3連接第一導電圖案127a。第二接墊P2包括層疊的第二導電圖案127b與第四導電圖案129b,且第四導電圖案129b通過第三絕緣層128中的第四通孔V4連接第二導電圖案127b。第三接墊P3以及第四接墊P4可以具有類似第一接墊P1以及第二接墊P2的結構,例如第三接墊P3可以包括層疊的第五導電圖案127c與第七導電圖案129c,且第七導電圖案129c通過第三絕緣層128中的第五通孔V5連接第五導電圖案127c;第四接墊P4可以包括層疊的第六導電圖案127d與第八導電圖案129d,且第八導電圖案129d通過第三絕緣層128中的第六通孔V6連接第六導電圖案127d,但本發明不限於此。The driving
第一顯示元件疊層130可以具有發光二極體一般的結構。第一顯示元件疊層130的一端可透過接合金屬圖案160接合至第一接墊P1。第一絕緣層140設置於第一顯示元件疊層130的側壁S1與連接電極150之間,以避免連接電極150與第一顯示元件疊層130之間產生不需要的電連接關係。連接電極150的一端通過第一絕緣層140中的第一通孔V1以及第一顯示元件疊層130的開口OP接觸第一顯示元件疊層130,連接電極150的另一端通過第一絕緣層140中的第二通孔V2接觸第二接墊P2,使得第一顯示元件疊層130的另一端可透過連接電極150與第二接墊P2電性連接。The first
第二顯示元件疊層330例如是於基板301上形成後,直接透過第一連接材362以及第二連接材364而電性連接至驅動電路層320的第三接墊P3以及第四接墊P4。在一些實施例中,第二顯示元件疊層330是於生長基板上形成並且單顆化後,先被轉置至基板301,然後再分別透過第一連接材362以及第二連接材364而電性連接至驅動電路層320的第三接墊P3以及第四接墊P4。第一連接材362以及第二連接材364例如為銲料、導電膠或其他材料。For example, after the second
在一些實施例中,第二顯示元件疊層330包括依序設置於基板301上的磊晶緩衝圖案334、匹配圖案335、第四半導體圖案331、第二發光圖案333、第三半導體圖案332以及反射圖案336。此外,第二顯示元件疊層330還包括第一電極352以及第二電極354,第一電極352以及第二電極354分別透過第一連接材362以及第二連接材364電性連接至第三接墊P3以及第四接墊P4,而設置於驅動電路層320上。在本實施例中,第一電極352以及第二電極354設置在第四半導體圖案331的同一側,因此,第二顯示元件疊層330為水平式微型發光二極體,且第一電極352為陽極,第二電極354為陰極,但本發明不以此為限。In some embodiments, the second
在本實施例中,第一電極352電性耦接第三接墊P3至第三半導體圖案332,且每個第二顯示元件疊層330的第一電極352分別電性連接至一個第三接墊P3。在本實施例中,第二電極354電性耦接第四接墊P4至第四半導體圖案331,且多個第二顯示元件疊層330的第二電極354電性連接至一個第四接墊P4。在其他實施例中,第一電極352電性耦接第四接墊P4至第三半導體圖案332,第二電極354電性耦接第三接墊P3至第四半導體圖案331。在本實施例中,第一電極352及第二電極354的材質可包括合金、金屬材料的氮化物、金屬材料的氧化物、金屬材料的氮氧化物或其他合適的材料或是金屬材料與其他導電材料的堆疊層或其他低阻值的材料。In this embodiment, the
舉例而言,在一些實施例中,當圖1A至圖1C所示的顯示面板10中的某個第一顯示元件疊層130損壞時,可以先藉由雷射在垂直於第一基板110的方向上切割損壞的第一顯示元件疊層130的外緣,再將損壞的第一顯示元件疊層130移除,而留下第三接墊P3以及第四接墊P4,然後將第二顯示元件疊層330的第一電極352以及第二電極354分別藉由第一連接材362以及第二連接材364連接至第三接墊P3以及第四接墊P4,即可完成修補,而得到顯示面板30。然而,第二顯示元件疊層330並不限定是為了修補才接合至第三接墊P3以及第四接墊P4。For example, in some embodiments, when one of the first display element stacks 130 in the
綜上所述,在本發明的顯示面板以及顯示面板的製造方法中,磊晶疊層與驅動陣列基板的接附方式非常簡易,可得到提高的生產良率;利用微影蝕刻製程形成顯示元件疊層,可縮小顯示元件疊層的尺寸與間距,以提高像素密度與顯示面板的解析度;而且不需使用巨量轉移技術,可省下昂貴的巨量轉移設備成本。In conclusion, in the display panel and the display panel manufacturing method of the present invention, the attachment method of the epitaxial stack and the driving array substrate is very simple, and the production yield can be improved; the lithography etching process is used to form the display element Lamination can reduce the size and spacing of the display element stack to improve the pixel density and the resolution of the display panel; and does not need to use mass transfer technology, which can save the cost of expensive mass transfer equipment.
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,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明的精神和範圍內,當可作些許的更動與潤飾,故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。Although the present invention has been disclosed above by the embodiments, it is not intended to limit the present invention. Anyone with ordinary knowledge in the technical field can make some changes and modifications without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, The protection scope of the present invention shall be determined by the scope of the appended patent application.
10、30:顯示面板 100:驅動陣列基板 110:第一基板 120:驅動電路層 121:緩衝層 122:主動元件 122C:半導體層 122D:汲極 122G:閘極 122S:源極 123:閘極絕緣層 124:層間絕緣層 125:平坦層 126:第二絕緣層 127:第一導電層 127a:第一導電圖案 127b:第二導電圖案 127c:第五導電圖案 127d:第六導電圖案 128:第三絕緣層 129:第二導電層 129a:第三導電圖案 129b:第四導電圖案 129c:第七導電圖案 129d:第八導電圖案 130:第一顯示元件疊層 131:第一半導體圖案 132:第二半導體圖案 133:第一發光圖案 134:磊晶緩衝圖案 135:匹配圖案 136:反射圖案 140:第一絕緣層 150:連接電極 160:接合金屬圖案 161、260、262:接合金屬層 200:磊晶基板 210:第二基板 220:磊晶疊層 221:第一半導體層 222:第二半導體層 223:第一發光層 224:磊晶緩衝層 225:匹配層 226:反射層 301:基板320:驅動電路層 330:第二顯示元件疊層 331:第四半導體圖案 332:第三半導體圖案 333:第二發光圖案 334:磊晶緩衝層 335:匹配圖案 336:反射圖案 352:第一電極 354:第二電極 362:第一連接材 364:第二連接材 A-A’:線 CT:色轉換層 DC:驅動元件 OP:開口 P1:第一接墊 P2:第二接墊 P3:第三接墊 P4:第四接墊 PXs:子畫素 S1:側壁 V1:第一通孔 V2:第二通孔 V3:第三通孔 V4:第四通孔 V5:第五通孔 V6:第六通孔 10, 30: Display panel 100: Drive array substrate 110: The first substrate 120: Driver circuit layer 121: Buffer layer 122: Active Components 122C: Semiconductor layer 122D: Drain 122G: Gate 122S: source 123: gate insulating layer 124: interlayer insulating layer 125: flat layer 126: Second insulating layer 127: first conductive layer 127a: first conductive pattern 127b: second conductive pattern 127c: Fifth conductive pattern 127d: sixth conductive pattern 128: The third insulating layer 129: second conductive layer 129a: the third conductive pattern 129b: fourth conductive pattern 129c: seventh conductive pattern 129d: Eighth conductive pattern 130: first display element stack 131: first semiconductor pattern 132: Second semiconductor pattern 133: The first light-emitting pattern 134: Epitaxial buffer pattern 135: Match Pattern 136: Reflection Pattern 140: first insulating layer 150: Connect electrodes 160: Join Metal Pattern 161, 260, 262: bonding metal layers 200: Epitaxial substrate 210: Second substrate 220: Epitaxy stack 221: first semiconductor layer 222: the second semiconductor layer 223: the first light-emitting layer 224: epitaxial buffer layer 225: Matching Layer 226: Reflective layer 301: Substrate 320: Driving circuit layer 330: Second display element stack 331: Fourth semiconductor pattern 332: Third semiconductor pattern 333: Second light-emitting pattern 334: epitaxial buffer layer 335: Match Pattern 336: Reflection Pattern 352: First Electrode 354: Second Electrode 362: The first connecting material 364: Second connecting material A-A': line CT: color conversion layer DC: drive element OP: opening P1: first pad P2: Second pad P3: The third pad P4: Fourth pad PXs: Subpixels S1: Sidewall V1: first through hole V2: second via V3: third via V4: Fourth through hole V5: Fifth through hole V6: sixth through hole
圖1A是依照本發明一實施例的顯示面板的上視示意圖。 圖1B是圖1A的顯示面板的子畫素PXs的放大示意圖。 圖1C是沿圖1B的線A-A’所作的剖面示意圖。 圖2A至圖2F是依照本發明一實施例的顯示面板的製造方法的步驟流程的剖面示意圖。 圖3是依照本發明一實施例的顯示面板的剖面示意圖。 FIG. 1A is a schematic top view of a display panel according to an embodiment of the present invention. FIG. 1B is an enlarged schematic view of sub-pixels PXs of the display panel of FIG. 1A . Fig. 1C is a schematic cross-sectional view taken along line A-A' of Fig. 1B. 2A to 2F are schematic cross-sectional views illustrating the steps of a manufacturing method of a display panel according to an embodiment of the present invention. 3 is a schematic cross-sectional view of a display panel according to an embodiment of the present invention.
10:顯示面板 10: Display panel
110:第一基板 110: The first substrate
120:驅動電路層 120: Driver circuit layer
121:緩衝層 121: Buffer layer
122:主動元件 122: Active Components
122C:半導體層 122C: Semiconductor layer
122D:汲極 122D: Drain
122G:閘極 122G: Gate
122S:源極 122S: source
123:閘極絕緣層 123: gate insulating layer
124:層間絕緣層 124: interlayer insulating layer
125:平坦層 125: flat layer
126:第二絕緣層 126: Second insulating layer
127:第一導電層 127: first conductive layer
127a:第一導電圖案 127a: first conductive pattern
127b:第二導電圖案 127b: second conductive pattern
128:第三絕緣層 128: The third insulating layer
129:第二導電層 129: second conductive layer
129a:第三導電圖案 129a: the third conductive pattern
129b:第四導電圖案 129b: fourth conductive pattern
130:第一顯示元件疊層 130: first display element stack
131:第一半導體圖案 131: first semiconductor pattern
132:第二半導體圖案 132: Second semiconductor pattern
133:第一發光圖案 133: The first light-emitting pattern
134:磊晶緩衝圖案 134: Epitaxial buffer pattern
135:匹配圖案 135: Match Pattern
136:反射圖案 136: Reflection Pattern
140:第一絕緣層 140: first insulating layer
150:連接電極 150: Connect electrodes
160:接合金屬圖案 160: Join Metal Pattern
CT:色轉換層 CT: color conversion layer
OP:開口 OP: opening
P1:第一接墊 P1: first pad
P2:第二接墊 P2: Second pad
S1:側壁 S1: Sidewall
V1:第一通孔 V1: first through hole
V2:第二通孔 V2: second via
V3:第三通孔 V3: third via
V4:第四通孔 V4: Fourth through hole
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