TWI765519B - 微發光二極體顯示裝置及其製造方法 - Google Patents

微發光二極體顯示裝置及其製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI765519B
TWI765519B TW110100664A TW110100664A TWI765519B TW I765519 B TWI765519 B TW I765519B TW 110100664 A TW110100664 A TW 110100664A TW 110100664 A TW110100664 A TW 110100664A TW I765519 B TWI765519 B TW I765519B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
micro
funnel
display device
protective layer
led display
Prior art date
Application number
TW110100664A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202228279A (zh
Inventor
姜哲文
Original Assignee
大陸商業成科技（成都）有限公司
大陸商業成光電（深圳）有限公司
大陸商業成光電（無錫）有限公司
英特盛科技股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 大陸商業成科技（成都）有限公司, 大陸商業成光電（深圳）有限公司, 大陸商業成光電（無錫）有限公司, 英特盛科技股份有限公司 filed Critical 大陸商業成科技（成都）有限公司
Application granted granted Critical
Publication of TWI765519B publication Critical patent/TWI765519B/zh
Publication of TW202228279A publication Critical patent/TW202228279A/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H01L33/54—Encapsulations having a particular shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
    • H01L27/153—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
    • H01L27/156—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars two-dimensional arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502—Wavelength conversion materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/505—Wavelength conversion elements characterised by the shape, e.g. plate or foil
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0041—Processes relating to semiconductor body packages relating to wavelength conversion elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/005—Processes relating to semiconductor body packages relating to encapsulations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

一種微發光二極體顯示裝置包括基板、微發光二極體晶片、保護層與漏斗管型結構陣列。微發光二極體晶片位於基板上。保護層覆蓋微發光二極體晶片與基板。漏斗管型結構陣列位於保護層上且包括複數個漏斗管型結構。每一漏斗管型結構具有背對保護層的頂面。漏斗管型結構分別與微發光二極體晶片在垂直方向上重疊，且漏斗管型結構的寬度從保護層往漏斗管型結構的頂面逐漸增加。

Description

微發光二極體顯示裝置及其製造方法
本揭露是有關一種微發光二極體顯示裝置及一種微發光二極體顯示裝置的製造方法。
Micro LED (Light-emitting diode)具備LCD (Liquid crystal display)與OLED (Organic light-emitting diode)兩大顯示技術的優點，可視為新世代的顯示器技術。Micro LED的光場型一般為朗伯分布(Lambertian distribution)，因此應用於影像顯示器需額外的結構搭配，如色彩轉換膜、光纖偶合、陣列式透鏡(Lens array)等。
色彩轉換膜技術(Color conversion layer)是利用藍光Micro LED經過色彩轉換膜轉換成紅、綠、藍光之三原色。由於只用單藍光Micro LED，無法達成紅、綠、藍光所可混出之最大NTSC標準。另外，光纖耦合是把紅、綠、藍光耦合入同條光纖，但其技術含量高且製程成本高。此外，陣列式透鏡(Lens array)的每顆Micro LED需搭配相對應之透鏡，利用透鏡收斂Micro LED的大角度光，以達所需的光場型，此方法製程成本高且難以讓光均勻化。
目前Micro LED顯示裝置大多處於研究發展階段，其顯示與製造技術如何達至可量產的水準為一大課題。
本揭露之一技術態樣為一種微發光二極體顯示裝置。
根據本揭露之一實施方式，一種微發光二極體顯示裝置包括基板、複數個微發光二極體晶片、保護層與漏斗管型結構陣列。微發光二極體晶片位於基板上。保護層覆蓋微發光二極體晶片與基板。漏斗管型結構陣列位於保護層上且包括複數個漏斗管型結構。每一漏斗管型結構具有背對保護層的頂面。漏斗管型結構分別與微發光二極體晶片在垂直方向上重疊，且漏斗管型結構的寬度從保護層往漏斗管型結構的頂面逐漸增加。
在本揭露一實施方式中，上述每一漏斗管型結構具有傾斜邊緣，且此傾斜邊緣與保護層之間夾銳角，銳角在45度至85度的範圍中。
在本揭露一實施方式中，上述漏斗管型結構的材料包括負型光阻。
在本揭露一實施方式中，上述微發光二極體晶片包括紅色微發光二極體晶片、綠色微發光二極體晶片與藍色微發光二極體晶片，漏斗管型結構為透明的且折射率在1.5至2的範圍中。
在本揭露一實施方式中，上述微發光二極體晶片為藍色微發光二極體晶片，且漏斗管型結構包括紅色色阻、綠色色阻與藍色色阻。
在本揭露一實施方式中，上述漏斗管型結構的材料包括二氧化鈦或量子點(Quantum dot；QD)。
在本揭露一實施方式中，上述漏斗管型結構的頂面的面積大於漏斗管型結構的底面的面積。
在本揭露一實施方式中，上述漏斗管型結構的長軸線分別穿過微發光二極體晶片的中心。
在本揭露一實施方式中，上述漏斗管型結構直接接觸保護層。
在本揭露一實施方式中，上述保護層位於漏斗管型結構與微發光二極體晶片之間。
本揭露之一技術態樣為一種微發光二極體顯示裝置的製造方法。
根據本揭露之一實施方式，一種微發光二極體顯示裝置的製造方法包括設置複數個微發光二極體晶片於基板上；形成保護層覆蓋微發光二極體晶片與基板；形成具有複數個漏斗管型結構的漏斗管型結構陣列於保護層上，其中漏斗管型結構分別與微發光二極體晶片在垂直方向上重疊，且漏斗管型結構的寬度從保護層往漏斗管型結構的頂面逐漸增加。
在本揭露一實施方式中，上述形成漏斗管型結構陣列於保護層上包括：形成負型光阻於保護層上；使用紫外光照射負型光阻；以及蝕刻負型光阻，以形成漏斗管型結構陣列。
在本揭露一實施方式中，上述使用紫外光照射負型光阻包括：使紫外光通過光罩的複數個透光區，其中透光區分別與微發光二極體晶片在垂直方向上對齊，且透光區的寬度大於等於微發光二極體晶片的寬度。
在本揭露一實施方式中，上述微發光二極體顯示裝置的製造方法更包括將光罩靠近負型光阻的頂面。
在本揭露一實施方式中，上述蝕刻負型光阻使得負型光阻具有傾斜邊緣，且傾斜邊緣與保護層之間夾銳角。
在本揭露一實施方式中，上述形成該漏斗管型結構陣列於該保護層上包括：形成正型光阻於保護層上；使用紫外光照射正型光阻；蝕刻正型光阻，以形成在微發光二極體晶片上方的複數個開口；形成填充材於正型光阻的開口中，以形成漏斗管型結構陣列。
在本揭露一實施方式中，上述使用紫外光照射正型光阻包括使紫外光通過光罩的複數個透光區，其中透光區分別與微發光二極體晶片在垂直方向上對齊，且透光區的寬度大於等於微發光二極體晶片的寬度。
在本揭露一實施方式中，上述微發光二極體顯示裝置的製造方法更包括將光罩靠近正型光阻的頂面。
在本揭露一實施方式中，上述微發光二極體顯示裝置的製造方法更包括形成填充材於正型光阻的開口中後，去除正型光阻。
在本揭露一實施方式中，上述蝕刻正型光阻使得正型光阻具有傾斜邊緣，且傾斜邊緣與保護層之間夾鈍角。
在本揭露上述實施方式中，由於微發光二極體顯示裝置具有位在保護層上的漏斗管型結構，且漏斗管型結構的寬度從保護層往漏斗管型結構的頂面逐漸增加，因此當漏斗管型結構下方的微發光二極體晶片發光時，微發光二極體晶片發出的光線可進入漏斗管型結構並在漏斗管型結構的傾斜邊緣(Sloped edge)發生全內反射。如此一來，不僅可增加微發光二極體顯示裝置的出光效率，還可收斂微發光二極體晶片的大角度光，達到所需的光場型，且對微發光二極體顯示裝置的光均勻化有所助益。
以下揭露內容提供用於實施所提供標的之不同特徵的許多不同實施例或實例。以下描述部件及佈置之特定實例以簡化本揭露之實施例。當然，這些僅為實例，且並不意欲為限制性的。舉例而言，在如下描述中第一特徵在第二特徵之上或在第二特徵上形成可包括其中第一特徵與第二特徵形成為直接接觸之實施例，且亦可包括其中額外特徵可在第一特徵與第二特徵之間形成而使得第一特徵與第二特徵可不直接接觸的實施例。另外，本揭露之實施例可在各種實例中重複元件符號及/或字母。此重複是出於簡化及清楚目的，且其自身並不表示所論述之各種實施例及/或配置之間的關係。
另外，為了描述簡單，可在本文中使用諸如「在……之下」、「下方」、「下部」、「上方」、「上部」及其類似術語之空間相對術語，以描述如諸圖中所圖示之一個元件或特徵與另一（其他）元件或特徵的關係。除了諸圖中所描繪之定向以外，這些空間相對術語意欲涵蓋元件在使用中或操作中之不同定向。裝置可以其他方式定向（旋轉90度或以其他定向），且可同樣相應地解釋本文中所使用之空間相對描述詞。在本文的整個論述中，除非另作說明，否則不同附圖中之相同或類似數字表示藉由使用相同或類似材料的相同或類似形成方法形成的相同或類似元件。
第1圖繪示根據本揭露一實施方式之微發光二極體顯示裝置100的上視圖。第2圖繪示第1圖之微發光二極體顯示裝置100沿線段2-2的剖視圖。同時參閱第1圖與第2圖，微發光二極體顯示裝置100包括基板110、複數個微發光二極體晶片120(Micro LED，μLED)、保護層130與具有複數個漏斗管型結構140的漏斗管型結構陣列141。微發光二極體晶片120位於基板110上。微發光二極體120可以為紅色、綠色或藍色微發光二極體，且排列方式並不用以限制本揭露。基板110可設有電晶體與電極，配置以點亮微發光二極體晶片120。保護層130覆蓋微發光二極體晶片120與基板110。保護層130的材料可以為透明壓克力膠，但並不以此為限。保護層130可避免其下方的微發光二極體晶片120與導線腐蝕。
漏斗管型結構陣列141位於保護層130上。漏斗管型結構140的折射率大於微發光二極體晶片120的折射率，微發光二極體晶片120的折射率大於保護層130的折射率。漏斗管型結構140具有背對保護層130的頂面142及朝向保護層130的底面144。漏斗管型結構140分別與微發光二極體晶片120在垂直方向上重疊，且漏斗管型結構140的寬度W1從保護層130往漏斗管型結構140的頂面142逐漸增加。也就是說，漏斗管型結構140具有傾斜邊緣146(Sloped edge)，且漏斗管型結構140的頂面142的面積大於漏斗管型結構140的底面144的面積。舉例來說，頂面142的半徑在3μm至30μm的範圍中，底面144的半徑在0至15μm的範圍中，漏斗管型結構140的高度在3μm至10μm的範圍中。此外，漏斗管型結構140的傾斜邊緣146與保護層130之間夾銳角θ1。在本實施方式中，漏斗管型結構140的傾斜邊緣146與保護層130之間的銳角θ1可在45度至85度的範圍中，以利於光在漏斗管型結構140產生全內反射(Total internal reflection；TIR)。
由於微發光二極體顯示裝置100具有位在保護層130上的漏斗管型結構140，且漏斗管型結構140的寬度W1從保護層130往漏斗管型結構140的頂面142逐漸增加，因此當漏斗管型結構140下方的微發光二極體晶片120發光時，微發光二極體晶片120發出的光線L可進入漏斗管型結構140並在漏斗管型結構140的傾斜邊緣146發生全內反射。如此一來，不僅可增加微發光二極體顯示裝置100的出光效率，還可收斂微發光二極體晶片120的大角度光，達到所需的光場型，且對微發光二極體顯示裝置100的光均勻化有所助益。
在一些實施方式中，漏斗管型結構140的材料可以為負型光阻、二氧化鈦或量子點(Quantum dot；QD)，其製作方式可採用曝光顯影技術(將於第3圖至第12圖說明)，於兩相鄰漏斗管型結構140之間形成開口O1，以形成漏斗管型結構140的陣列。相鄰的漏斗管型結構140可由紅、綠、藍(RGB)光阻形成(將於第3圖至第7圖說明)，或者由蝕刻光阻後所填充的紅、綠、藍(RGB)量子點形成(將於第8圖至第12圖說明)。在一些實施方式中，微發光二極體晶片120可包括紅色微發光二極體晶片、綠色微發光二極體晶片與藍色微發光二極體晶片。漏斗管型結構140為透明的且其折射率在1.5至2的範圍中，以利光向上傳遞。此外，在一些實施方式中，微發光二極體晶片120皆為藍色微發光二極體晶片，且漏斗管型結構140包括紅色色阻、綠色色阻與藍色色阻。
在本實施方式中，漏斗管型結構140的長軸線Z可穿過微發光二極體晶片120的中心，使漏斗管型結構140對準微發光二極體晶片120。此外，漏斗管型結構140可直接接觸保護層130的頂面，且保護層130位於漏斗管型結構140與微發光二極體晶片120之間。
微發光二極體顯示裝置100還包括蓋板150，其作為微發光二極體顯示裝置100的上基板，可用來保護漏斗管型結構140並避免漏斗管型結構140受到汙染。
應瞭解到，已敘述過的元件連接關係、材料與功效將不再重複贅述，合先敘明。在以下敘述中，將說明第2圖之微發光二極體顯示裝置100的製造方法。
第3圖繪示根據本揭露一實施方式之微發光二極體顯示裝置的製造方法的流程圖。首先在步驟S1中，設置複數個微發光二極體晶片於基板上。接著在步驟S2中，形成保護層覆蓋微發光二極體晶片與基板。之後在步驟S3中，形成負型光阻於保護層上。接著在步驟S4中，使用紫外光照射負型光阻。之後在步驟S5中，蝕刻負型光阻，以形成漏斗管型結構陣列。在一些實施方式中，微發光二極體顯示裝置的製造方法並不限於上述步驟S1至步驟S5，例如在兩前後步驟之間可進一步包括其他步驟，又例如步驟S1至S5亦可分別包括多個較詳細的步驟。在以下敘述中，將說明上述微發光二極體顯示裝置的製造方法的各步驟。
第4圖、第5圖、第7圖繪示第3圖之微發光二極體顯示裝置的製造方法的各種中間步驟的剖面圖。請參閱第4圖，微發光二極體晶片120可用轉移的方式設置於基板110上，基板110上的微發光二極體晶片120可為相同顏色(例如藍色)或不同顏色(例如紅色、綠色、藍色)，且排列方式可依設計需求而定。待微發光二極體晶片120設置於基板110上後，可形成保護層130覆蓋微發光二極體晶片120與基板110。
同時參閱第4圖與第5圖，保護層130形成後，可形成負型光阻140a於保護層130上。微發光二極體晶片120的厚度可約為7μm，保護層130的厚度愈接近微發光二極體晶片120的厚度對於出光效率有正面助益。在一些實施方式中，負型光阻140a可採旋轉塗佈(Spin coating)的方式形成於保護層130上。接著，可使用紫外光UV照射負型光阻140a。在此步驟中，可將光罩200靠近負型光阻140a的頂面，並使紫外光UV通過光罩200的複數個透光區202，以對負型光阻140a曝光。光罩200的透光區202分別與微發光二極體晶片120在垂直方向上對齊，且透光區202的寬度W2大於等於微發光二極體晶片120的寬度W3，以在後續步驟保留微發光二極體晶片120上方的負型光阻140a。此外，光罩200的材料可以為玻璃，但並不以此為限。負型光阻140a可為透明的，其折射率可約為1.79，但並不用以限制本揭露。
第6圖繪示第5圖之光罩200的下視圖。同時參閱第5圖與第6圖，光罩200的遮光區204圍繞透光區202。紫外光UV可穿過光罩200的透光區202但會被遮光區204阻擋。紫外光UV的光強度從透光區202的中心往遮光區204漸減。經光罩200的透光區202曝光的負型光阻140a的區域經顯影為不可溶解，而未經光罩200的透光區202曝光的負型光阻140a的區域經顯影為可溶解。上述步驟可採接觸式曝光，當紫外光UV穿過光罩200的透光區202時，會產生繞射效應。
請參閱第7圖，待負型光阻140a曝光顯影後，可蝕刻負型光阻140a。由於繞射效應，使曝光顯影後的負型光阻140a的邊緣(側壁)非垂直於保護層130，因此可形成漏斗管型結構140。相鄰的漏斗管型結構140可由紅、綠、藍(RGB)的負型光阻140a形成。經由蝕刻負型光阻140a的步驟，可讓負型光阻140a具有傾斜邊緣146，且傾斜邊緣146與保護層130之間夾銳角θ1。銳角θ1可在45度至85度的範圍中。
經由以上步驟，可在保護層130上形成材料為負型光阻140a的漏斗管型結構陣列141，其中漏斗管型結構140分別與微發光二極體晶片120在垂直方向上重疊，且漏斗管型結構140的寬度W1從保護層130往漏斗管型結構140的頂面142逐漸增加。也就是說，漏斗管型結構140的寬度W1往遠離微發光二極體晶片120的方向(向上)逐漸增加。漏斗管型結構140利用狹縫繞射結合半導體製程技術，可製造漏斗管型結構140的陣列，本揭露有關漏斗管型結構140的製造方法可用於大量生產，且具有製程簡易、低成本等優點。
待漏斗管型結構140形成後，可於第7圖的漏斗管型結構140上設置蓋板150(見第2圖)，而得到第2圖的微發光二極體顯示裝置100。
應瞭解到，已敘述過的元件連接關係、材料與功效將不再重複贅述，合先敘明。在以下敘述中，將說明第2圖之微發光二極體顯示裝置100的另一種製造方法。
第8圖繪示根據本揭露另一實施方式之微發光二極體顯示裝置的製造方法的流程圖。首先在步驟S1’中，設置複數個微發光二極體晶片於基板上。接著在步驟S2’中，形成保護層覆蓋微發光二極體晶片與基板。之後在步驟S3’中，形成正型光阻於保護層上。接著在步驟S4’中，使用紫外光照射正型光阻。之後在步驟S5’中，蝕刻正型光阻，以形成在微發光二極體晶片上方的複數個開口。接著在步驟S6’中，形成填充材於正型光阻的開口中，以形成漏斗管型結構陣列。在一些實施方式中，微發光二極體顯示裝置的製造方法並不限於上述步驟S1’至步驟S6’，例如在兩前後步驟之間可進一步包括其他步驟，又例如步驟S1’至S6’亦可分別包括多個較詳細的步驟。在以下敘述中，將說明上述微發光二極體顯示裝置的製造方法的各步驟。
第9圖至第12圖繪示第8圖之微發光二極體顯示裝置的製造方法的各種中間步驟的剖面圖。請參閱第9圖，微發光二極體晶片120、保護層130與基板110之整體的形成方式與第4圖的實施方式雷同。微發光二極體晶片120可用轉移的方式設置於基板110上，基板110上的微發光二極體晶片120可為相同顏色(例如藍色)或不同顏色(例如紅色、綠色、藍色)，且排列方式可依設計需求而定。待微發光二極體晶片120設置於基板110上後，可形成保護層130覆蓋微發光二極體晶片120與基板110。
保護層130形成後，可形成正型光阻140b於保護層130上。在一些實施方式中，正型光阻140b可採旋轉塗佈(Spin coating)的方式形成於保護層130上。接著，可使用紫外光UV照射正型光阻140b。在此步驟中，可將光罩200靠近正型光阻140b的頂面，並使紫外光UV通過光罩200的複數個透光區202，以對正型光阻140b曝光。光罩200的透光區202分別與微發光二極體晶片120在垂直方向上對齊，且透光區202的寬度W2大於等於微發光二極體晶片120的寬度W3，以在後續步驟移除微發光二極體晶片120上方的正型光阻140b。此外，光罩200的材料可以為玻璃，但並不以此為限。正型光阻140b可為透明的，但並不用以限制本揭露。
第9圖的光罩200其下視圖與第6圖同。同時參閱第6圖與第9圖，光罩200的遮光區204圍繞透光區202。紫外光UV可穿過光罩200的透光區202但會被遮光區204阻擋。紫外光UV的光強度從透光區202的中心往遮光區204漸減。經光罩200的透光區202曝光的正型光阻140b的區域經顯影為可溶解，而未經光罩200的透光區202曝光的正型光阻140b的區域經顯影為不可溶解。上述步驟可採接觸式曝光，當紫外光UV穿過光罩200的透光區202時，會產生繞射效應。
請參閱第10圖，待正型光阻140b曝光顯影後，可蝕刻正型光阻140b，以形成在微發光二極體晶片120上方的開口O2。由於繞射效應，使曝光顯影後的正型光阻140b的邊緣(側壁)非垂直於保護層130，因此可使正型光阻140b具有傾斜邊緣141。正型光阻140b的傾斜邊緣141與保護層130之間夾鈍角θ2，且鈍角θ2可在95度至135度的範圍中。
同時參閱第10圖與第11圖，待正型光阻140b的開口O2形成後，可形成填充材160於正型光阻140b的開口O2中。在本實施方式中，填充材160的材料包括二氧化鈦或量子點，填充材160可於後續步驟形成漏斗管型結構140。量子點可提高演色性且增加出光效率。相鄰的漏斗管型結構140可由蝕刻正型光阻140b後所填充的紅、綠、藍(RGB)量子點形成。在其他實施方式中，設計者可依實際需求選用合適的填充材160作為漏斗管型結構140，提升選用材料的彈性。
同時參閱第11圖與第12圖，形成填充材160於正型光阻140b的開口O2中後，可去除正型光阻140b，使兩相鄰填充材160之間具有開口O3。由於第11圖之正型光阻140b的傾斜邊緣141，因此可在填充材160填入正型光阻140b後，讓填充材160也具有傾斜邊緣146，且傾斜邊緣146與保護層130之間夾銳角θ1。銳角θ1可在45度至85度的範圍中，且與第10圖的鈍角θ2為互補。
經由以上步驟，可在保護層130上形成材料為填充材160(例如二氧化鈦或量子點)的漏斗管型結構陣列141，其中漏斗管型結構140分別與微發光二極體晶片120在垂直方向上重疊，且漏斗管型結構140的寬度W1從保護層130往漏斗管型結構140的頂面142逐漸增加。也就是說，漏斗管型結構140的寬度W1往遠離微發光二極體晶片120的方向(向上)逐漸增加。漏斗管型結構140利用狹縫繞射結合半導體製程技術，可製造漏斗管型結構140的陣列，本揭露有關漏斗管型結構140的製造方法可用於大量生產，且具有製程簡易、低成本等優點。
待漏斗管型結構140形成後，可於第12圖的漏斗管型結構140上設置蓋板150(見第2圖)，而得到第2圖的微發光二極體顯示裝置100。
第13圖繪示根據本揭露一實施方式之漏斗管型結構140及微發光二極體晶片120陣列的立體圖。在本實施方式中，漏斗管型結構140及微發光二極體晶片120的排列以3x3陣列呈現，但並不用以限制本揭露。漏斗管型結構140及微發光二極體晶片120沿X方向與Y方向排列。漏斗管型結構140具有傾斜邊緣146及相對的頂面142與底面144。傾斜邊緣146位於頂面142與底面144之間且鄰接頂面142與底面144。漏斗管型結構140的底面144朝向微發光二極體晶片120，漏斗管型結構140的頂面142背對微發光二極體晶片120。漏斗管型結構140的頂面142與底面144可以為矩形(例如正方形)。在一些實施方中，漏斗管型結構140的頂面142的尺寸(例如寬度或面積)大於微發光二極體晶片120。漏斗管型結構140的底面144的尺寸(例如寬度或面積)大於等於微發光二極體晶片120。
第14圖繪示第13圖之漏斗管型結構140及微發光二極體晶片120陣列的照度分布圖。同時參閱第13圖與第14圖，漏斗管型結構140直立於對應的微發光二極體晶片120上，可產生類似畫素(Pixel) 之功能，且漏斗管型結構140相較垂直結構，更能提升微發光二極體晶片120的光均勻性，且能增加出光效率。由第14圖可知，漏斗管型結構140及微發光二極體晶片120陣列的照度分布相當均勻。
綜上所述，由於微發光二極體顯示裝置具有位在保護層上的漏斗管型結構，且漏斗管型結構的寬度從保護層往漏斗管型結構的頂面逐漸增加，因此當漏斗管型結構下方的微發光二極體晶片發光時，微發光二極體晶片發出的光線可進入漏斗管型結構並在漏斗管型結構的傾斜邊緣發生全內反射。如此一來，不僅可增加微發光二極體顯示裝置的出光效率，還可收斂微發光二極體晶片的大角度光，達到所需的光場型，且對微發光二極體顯示裝置的光均勻化有所助益。此外，微發光二極體顯示裝置的製造方法可在保護層上形成材料為負型光阻或填充材的漏斗管型結構。漏斗管型結構利用狹縫繞射結合半導體製程技術，可製造漏斗管型結構的陣列。微發光二極體顯示裝置的製造方法可用於大量生產，且具有製程簡易、低成本等優點。
以上概述了若干實施例的特徵，使得本領域技術人員可以更好地理解本揭露的各方面。本領域技術人員應當理解，他們可以容易地使用本揭露作為設計或修改其他工藝和結構以實現本文介紹的實施例的相同目的和/或實現本文介紹的實施例的相同優點的基礎。本領域技術人員還應該認識到，這樣的等同構造不脫離本揭露的精神和範圍，並且他們可以在不脫離本揭露的精神和範圍的情況下在本文中進行各種改變、替換和變更。
100:微發光二極體顯示裝置
110:基板
120:微發光二極體晶片
130:保護層
140:漏斗管型結構
141:漏斗管型結構陣列
140a:負型光阻
140b:正型光阻
142:頂面
144:底面
141:傾斜邊緣
146:傾斜邊緣
150:蓋板
160:填充材
200:光罩
202:透光區
204:遮光區
2-2:線段
L:光線
O1,O2,O3:開口
S1,S2,S3,S4,S5:步驟
S1’,S2’,S3’,S4’,S5’,S6’:步驟
UV:紫外光
W1,W2,W3:寬度
X:方向
Y:方向
Z:長軸線
θ1:銳角
θ2:鈍角
當與隨附圖示一起閱讀時，可由後文實施方式最佳地理解本揭露內容的態樣。注意到根據此行業中之標準實務，各種特徵並未按比例繪製。實際上，為論述的清楚性，可任意增加或減少各種特徵的尺寸。 第1圖繪示根據本揭露一實施方式之微發光二極體顯示裝置的上視圖。 第2圖繪示第1圖之微發光二極體顯示裝置沿線段2-2的剖視圖。 第3圖繪示根據本揭露一實施方式之微發光二極體顯示裝置的製造方法的流程圖。 第4圖、第5圖、第7圖繪示第3圖之微發光二極體顯示裝置的製造方法的各種中間步驟的剖面圖。 第6圖繪示第5圖之光罩的下視圖。 第8圖繪示根據本揭露另一實施方式之微發光二極體顯示裝置的製造方法的流程圖。 第9圖至第12圖繪示第8圖之微發光二極體顯示裝置的製造方法的各種中間步驟的剖面圖。 第13圖繪示根據本揭露一實施方式之漏斗管型結構及微發光二極體晶片陣列的立體圖。 第14圖繪示第13圖之漏斗管型結構及微發光二極體晶片陣列的照度分布圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100:微發光二極體顯示裝置
110:基板
120:微發光二極體晶片
130:保護層
140:漏斗管型結構
141:漏斗管型結構陣列
142:頂面
144:底面
146:傾斜邊緣
150:蓋板
L:光線
O1:開口
W1:寬度
Z:長軸線
θ1:銳角

Claims (20)

  1. 一種微發光二極體顯示裝置，包括：一基板；複數個微發光二極體晶片，位於該基板上；一保護層，覆蓋該些微發光二極體晶片與該基板；以及一漏斗管型結構陣列，位於該保護層上，且包括複數個漏斗管型結構，每一該些漏斗管型結構具有背對該保護層的一頂面，其中該些漏斗管型結構分別與該些微發光二極體晶片在垂直方向上重疊，且該些漏斗管型結構的寬度從該保護層往該些漏斗管型結構的該些頂面逐漸增加，且該保護層的折射率小於該些漏斗管型結構的折射率。
  2. 如請求項1所述之微發光二極體顯示裝置，其中每一該些漏斗管型結構具有一傾斜邊緣，且該傾斜邊緣與該保護層之間夾一銳角，該銳角在45度至85度的範圍中。
  3. 如請求項1所述之微發光二極體顯示裝置，其中該些漏斗管型結構的材料包括負型光阻。
  4. 如請求項1所述之微發光二極體顯示裝置，其中該些微發光二極體晶片包括紅色微發光二極體晶片、綠色微發光二極體晶片與藍色微發光二極體晶片，該些漏斗管型結構為透明的且折射率在1.5至2的範圍中。
  5. 如請求項1所述之微發光二極體顯示裝置，其中該些微發光二極體晶片為藍色微發光二極體晶片，且該些漏斗管型結構包括紅色色阻、綠色色阻與藍色色阻。
  6. 如請求項1所述之微發光二極體顯示裝置，其中該些漏斗管型結構的材料包括二氧化鈦或量子點(Quantum dot；QD)。
  7. 如請求項1所述之微發光二極體顯示裝置，其中該些漏斗管型結構的該些頂面的面積大於該些漏斗管型結構的底面的面積。
  8. 如請求項1所述之微發光二極體顯示裝置，其中該些漏斗管型結構的長軸線分別穿過該些微發光二極體晶片的中心。
  9. 如請求項1所述之微發光二極體顯示裝置，其中該些漏斗管型結構直接接觸該保護層。
  10. 如請求項1所述之微發光二極體顯示裝置，其中該保護層位於該些漏斗管型結構與該些微發光二極體晶片之間。
  11. 一種微發光二極體顯示裝置的製造方法，包括：設置複數個微發光二極體晶片於一基板上；形成一保護層覆蓋該些微發光二極體晶片與該基板；形成具有複數個漏斗管型結構的一漏斗管型結構陣列於該保護層上，其中該些漏斗管型結構分別與該些微發光二極體晶片在垂直方向上重疊，且該些漏斗管型結構的寬度從該保護層往該些漏斗管型結構的頂面逐漸增加，且該保護層的折射率小於該些漏斗管型結構的折射率。
  12. 如請求項11所述之微發光二極體顯示裝置的製造方法，其中形成該漏斗管型結構陣列於該保護層上包括：形成一負型光阻於該保護層上；使用一紫外光照射該負型光阻；以及蝕刻該負型光阻，以形成該漏斗管型結構陣列。
  13. 如請求項12所述之微發光二極體顯示裝置的製造方法，其中使用一紫外光照射該負型光阻包括：使該紫外光通過一光罩的複數個透光區，其中該些透光區分別與該些微發光二極體晶片在垂直方向上對齊，且該些透光區的寬度大於等於該些微發光二極體晶片的寬度。
  14. 如請求項13所述之微發光二極體顯示裝 置的製造方法，更包括：將該光罩靠近該負型光阻的頂面。
  15. 如請求項12所述之微發光二極體顯示裝置的製造方法，其中蝕刻該負型光阻使得該負型光阻具有一傾斜邊緣，且該傾斜邊緣與該保護層之間夾銳角。
  16. 如請求項11所述之微發光二極體顯示裝置的製造方法，其中形成該漏斗管型結構陣列於該保護層上包括：形成一正型光阻於該保護層上；使用一紫外光照射該正型光阻；蝕刻該正型光阻，以形成在該些微發光二極體晶片上方的複數個開口；形成一填充材於該正型光阻的該些開口中，以形成該漏斗管型結構陣列。
  17. 如請求項16所述之微發光二極體顯示裝置的製造方法，其中使用一紫外光照射該正型光阻包括：使該紫外光通過一光罩的複數個透光區，其中該些透光區分別與該些微發光二極體晶片在垂直方向上對齊，且該些透光區的寬度大於等於該些微發光二極體晶片的寬度。
  18. 如請求項17所述之微發光二極體顯示裝置 的製造方法，更包括：將該光罩靠近該正型光阻的頂面。
  19. 如請求項16所述之微發光二極體顯示裝置的製造方法，更包括：形成該填充材於該正型光阻的該些開口中後，去除該正型光阻。
  20. 如請求項16所述之微發光二極體顯示裝置的製造方法，其中蝕刻該正型光阻使得該正型光阻具有一傾斜邊緣，且該傾斜邊緣與該保護層之間夾鈍角。
TW110100664A 2021-01-04 2021-01-07 微發光二極體顯示裝置及其製造方法 TWI765519B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110003650.1 2021-01-04
CN202110003650.1A CN112802832B (zh) 2021-01-04 2021-01-04 微发光二极体显示装置及其制造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI765519B true TWI765519B (zh) 2022-05-21
TW202228279A TW202228279A (zh) 2022-07-16

Family

ID=75807877

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110100664A TWI765519B (zh) 2021-01-04 2021-01-07 微發光二極體顯示裝置及其製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11764340B2 (zh)
CN (1) CN112802832B (zh)
TW (1) TWI765519B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI766632B (zh) * 2021-03-30 2022-06-01 錼創顯示科技股份有限公司 微型發光二極體顯示裝置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107689426A (zh) * 2017-09-30 2018-02-13 京东方科技集团股份有限公司 发光器件、电子装置及发光器件制作方法
TW201930851A (zh) * 2017-12-28 2019-08-01 美商伊路米納有限公司 光能螢光激發
CN111146325A (zh) * 2018-11-05 2020-05-12 三星电子株式会社 发光器件封装件和使用该发光器件封装件的显示装置
US20200166767A1 (en) * 2018-11-22 2020-05-28 Hefei Boe Optoelectronics Technology Co., Ltd. Light collimating thin film, edge-type backlight module, liquid crystal display device and micro light emitting diode display device
TW202038477A (zh) * 2019-04-12 2020-10-16 采鈺科技股份有限公司 固態成像裝置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001281480A (ja) * 2000-03-29 2001-10-10 Nec Corp フォトニック結晶光導波路と方向性結合器
DE102005018336A1 (de) * 2005-02-28 2006-08-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Lichtleiter
US9111464B2 (en) * 2013-06-18 2015-08-18 LuxVue Technology Corporation LED display with wavelength conversion layer
TWI665800B (zh) * 2015-06-16 2019-07-11 友達光電股份有限公司 發光二極體顯示器及其製造方法
CN106684108B (zh) * 2015-11-05 2019-10-08 群创光电股份有限公司 发光二极管显示设备
CN105976725B (zh) * 2016-06-20 2019-04-02 深圳市华星光电技术有限公司 微发光二极管显示面板
CN106526976B (zh) * 2017-01-05 2019-08-27 京东方科技集团股份有限公司 一种背光结构及显示装置
CN107452283A (zh) * 2017-08-07 2017-12-08 京东方科技集团股份有限公司 显示组件及其制造方法、显示装置
WO2020212111A1 (en) * 2019-04-18 2020-10-22 Lumileds Holding B.V. Lighting device
CN110082854B (zh) * 2019-05-16 2020-12-01 京东方科技集团股份有限公司 一种背光模组及其制作方法、驱动方法、显示装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107689426A (zh) * 2017-09-30 2018-02-13 京东方科技集团股份有限公司 发光器件、电子装置及发光器件制作方法
TW201930851A (zh) * 2017-12-28 2019-08-01 美商伊路米納有限公司 光能螢光激發
CN111146325A (zh) * 2018-11-05 2020-05-12 三星电子株式会社 发光器件封装件和使用该发光器件封装件的显示装置
US20200166767A1 (en) * 2018-11-22 2020-05-28 Hefei Boe Optoelectronics Technology Co., Ltd. Light collimating thin film, edge-type backlight module, liquid crystal display device and micro light emitting diode display device
TW202038477A (zh) * 2019-04-12 2020-10-16 采鈺科技股份有限公司 固態成像裝置

Also Published As

Publication number Publication date
US20220216381A1 (en) 2022-07-07
TW202228279A (zh) 2022-07-16
US11764340B2 (en) 2023-09-19
CN112802832A (zh) 2021-05-14
CN112802832B (zh) 2023-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102315232B (zh) 固体摄像装置的制造方法
US10693103B2 (en) Light-emitting device and manufacturing method thereof, electronic apparatus
TWI719775B (zh) 顯示裝置
CN111129341A (zh) 有机发光二极管显示装置
TWI765519B (zh) 微發光二極體顯示裝置及其製造方法
US20210159465A1 (en) Display apparatus and method for manufacturing the same
CN111081685B (zh) 显示装置
CN110114882B (zh) 显示基板、显示装置、掩模板和制造方法
TWI778492B (zh) 顯示裝置
CN113410276A (zh) 阵列基板及其制备方法、显示装置
WO2024082488A1 (zh) 封装发光单元、显示装置和封装发光单元的制作方法
US11404662B2 (en) Display panel, packaging cover plate and manufacturing method of the same for improved display and packaging effect
CN116547569A (zh) 一种微透镜结构、其制作方法及显示装置
TW202239035A (zh) 微型發光二極體顯示裝置
TWI834302B (zh) 顯示裝置
CN111965932A (zh) 掩膜板及显示面板制备方法
TWI781738B (zh) 發光陣列基板、發光陣列基板的製備方法及顯示面板
JP2002303858A (ja) 液晶装置
US20230035525A1 (en) Array substrate, display panel, display device and manufacturing method of array substrate
TWI747272B (zh) 具有透紫外光基板的微芯片陣列光學組件製造方法及該組件
TW202339244A (zh) 顯示裝置
WO2023226019A1 (zh) 发光基板及其制备方法、显示装置
TW202334717A (zh) 顯示裝置以及其製造方法
TW202332097A (zh) 顯示器結構及其形成方法
TW202309999A (zh) 電子裝置的製造方法