TWI783724B

TWI783724B - 顯示面板

Info

Publication number: TWI783724B
Application number: TW110137799A
Authority: TW
Inventors: 陳明倫; 田堃正; 戴俊翔; 林俊佑; 李明賢
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2021-10-12
Filing date: 2021-10-12
Publication date: 2022-11-11
Also published as: TW202316654A

Abstract

一種顯示面板包括畫素電路基板、接墊組、第一導電圖案、第二導電圖案、第三導電圖案及發光元件。接墊組設置在畫素電路基板上，且包括第一接墊和第二接墊。第一導電圖案重疊於第一接墊，且電性連接第一接墊。第二導電圖案重疊於第二接墊，且電性連接第二接墊。第三導電圖案重疊於第二導電圖案，且電性連接第二導電圖案和畫素電路基板。發光元件具有出光面，且包括磊晶結構層、第一電極接墊和第二電極接墊。電性連接發光元件的第一導電圖案和第三導電圖案在出光面位在第一電極接墊與第二電極接墊間的子表面上的兩正投影不相互重疊。

Description

顯示面板

本發明是有關於一種顯示技術，且特別是有關於一種顯示面板。

近年來，在有機發光二極體（Organic light-emitting diode，OLED）顯示面板的製造成本偏高及其使用壽命無法與現行的主流顯示器相抗衡的情況下，微型發光二極體顯示器（Micro LED Display）逐漸吸引各科技大廠的投資目光。除了低耗能及材料使用壽命長的優勢外，微型發光二極體顯示器還具有優異的光學表現，例如高色彩飽和度、應答速度快及高對比。為了取得較低的生產成本與較大的產品設計裕度，微型發光二極體顯示器的製造技術係採用晶粒轉移的方式，例如：晶粒製造商需先將客戶所需的微型發光二極體晶粒製作（或放置）在暫存基板上，客戶再依據不同的應用需求將存放在暫存基板上的微型發光二極體晶粒轉移至不同產品的驅動電路板上，即巨量轉移（Mass transfer）技術。

由於這些微型發光二極體晶粒被轉移至驅動電路板後，各自下方所重疊的金屬膜層分布（例如走線分布和主動元件分布）狀況並不相同，因此對於微型發光二極體晶粒朝向電路板發出的光線的反射程度也不同，容易造成這些微型發光二極體在同灰階顯示時的亮度不均。

本發明提供一種顯示面板，其製程良率較高。

本發明的顯示面板，包括畫素電路基板、多個接墊組、多個第一導電圖案、多個第二導電圖案、多個第三導電圖案以及多個發光元件。這些接墊組設置在畫素電路基板上，且各自包括第一接墊和第二接墊。這些第一導電圖案分別重疊於這些接墊組的多個第一接墊，並且電性連接這些第一接墊。這些第二導電圖案分別重疊於這些接墊組的多個第二接墊，並且電性連接這些第二接墊。這些第三導電圖案分別重疊於這些第二導電圖案，並且電性連接這些第二導電圖案和畫素電路基板。這些發光元件分別電性接合至這些接墊組。各個發光元件具有出光面，且包括磊晶結構層以及電性連接磊晶結構層的第一電極接墊和第二電極接墊。出光面具有位在第一電極接墊與第二電極接墊間且不重疊於第一電極接墊與第二電極接墊的子表面。電性連接這些發光元件的第一發光元件的第一導電圖案和第三導電圖案在第一發光元件的出光面的子表面上的兩正投影不相互重疊。

基於上述，在本發明的一實施例的顯示面板中，發光元件在背離出光面一側的兩個電極接墊之間的區域重疊有兩個導電圖案。這兩個導電圖案除了能提供兩電極接墊與畫素電路基板的電性連接關係外，還能用以提升發光元件的出光效率以及多個發光元件在同灰階顯示時的出光均勻度。透過這兩個導電圖案在所述區域內的正投影互不重疊，可有效提升顯示面板的生產良率。

本文使用的「約」、「近似」、「本質上」、或「實質上」包括所述值和在本領域普通技術人員確定的特定值的可接受的偏差範圍內的平均值，考慮到所討論的測量和與測量相關的誤差的特定數量（即，測量系統的限制）。例如，「約」可以表示在所述值的一個或多個標準偏差內，或例如±30%、±20%、±15%、±10%、±5%內。再者，本文使用的「約」、「近似」、「本質上」、或「實質上」可依量測性質、切割性質或其它性質，來選擇較可接受的偏差範圍或標準偏差，而可不用一個標準偏差適用全部性質。

在附圖中，為了清楚起見，放大了層、膜、面板、區域等的厚度。應當理解，當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在另一元件「上」或「連接到」另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反，當元件被稱為「直接在另一元件上」或「直接連接到」另一元件時，不存在中間元件。如本文所使用的，「連接」可以指物理及/或電性連接。再者，「電性連接」可為二元件間存在其它元件。

現將詳細地參考本發明的示範性實施方式，示範性實施方式的實例說明於所附圖式中。只要有可能，相同元件符號在圖式和描述中用來表示相同或相似部分。

圖1是本發明的一實施例的顯示面板的剖視示意圖。圖2是圖1的顯示面板的局部區域的立體示意圖。圖3是圖1的顯示面板的局部區域的俯視示意圖。為清楚呈現起見，圖2僅繪示出圖1的發光元件LED、第一接墊P1、第二接墊P2、第一導電圖案CP1、第二導電圖案CP2和第三導電圖案CP3，圖3省略了圖1的封裝膠層140、吸光層ABL和保護層150的繪示。

請參照圖1至圖3，顯示面板10包括畫素電路基板100、多個接墊組PP和多個發光元件LED。畫素電路基板100可包括基板105以及設置在基板105上的畫素電路層110。基板105的材料例如包括玻璃、半導體基板、高分子聚合物（例如聚醯亞胺、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚對苯二甲酸乙二醇酯）、或其他合適的板材。接墊組PP設置在畫素電路基板100上，且包括第一接墊P1和第二接墊P2。接墊組PP用於電性接合發光元件LED。

在本實施例中，畫素電路層110可包括多條資料線（未繪示）、多條掃描線（未繪示）、多條電源線（未繪示）、多個薄膜電晶體（未繪示）和多個電容器（未繪示）。至少部分的薄膜電晶體可電性連接至這些資料線和這些掃描線，並且用以控制多個顯示畫素出光。舉例來說，第一接墊P1或第二接墊P2可電性連接至畫素電路層110的一薄膜電晶體。畫素電路層110可經由這些接墊提供發光元件LED發光所需的驅動電流，並且經由至少一薄膜電晶體來致能（enable）或禁能（disable）發光元件LED。

更具體地說，發光元件LED的驅動架構可以是透過例如具有1T1C的架構、2T1C的架構、3T1C的架構、3T2C的架構、4T1C的架構、4T2C的架構、5T1C的架構、5T2C的架構、6T1C的架構、6T2C的架構、7T2C的架構或是任何可能的架構的驅動單元來驅動。

詳細而言，發光元件LED包括磊晶結構層ESL、第一電極接墊EP1和第二電極接墊EP2。發光元件LED具有出光面LEDe，而第一電極接墊EP1和第二電極接墊EP2設置在磊晶結構層ESL背離出光面LEDe的同一側，並且電性連接磊晶結構層ESL。更具體地說，發光元件LED例如是覆晶式（flip-chip type）發光元件。磊晶結構層ESL包括第一型半導體層211、發光層212和第二型半導體層213，其中第一電極接墊EP1和第二電極接墊EP2分別電性連接第一型半導體層211和第二型半導體層213。

然而，本發明不限於此。根據其他實施例，磊晶結構層在電極接墊的一側表面也可以是完整的平面，亦即，第一型半導體層和發光層還可延伸至第二電極接墊的設置區域。也因此，磊晶結構層和這些電極接墊之間還可設有絕緣層。第一電極接墊貫穿此絕緣層以電性連接第一型半導體層，第二電極接墊貫穿第一型半導體層和發光層以電性連接第二型半導體層，其中第二電極接墊與第一型半導體層和發光層之間設有此絕緣層。

在本實施例中，顯示面板10更包括多個第一導電圖案CP1、多個第二導電圖案CP2和多個第三導電圖案CP3。這些第一導電圖案CP1分別對應多個第一接墊P1設置，並且與這些第一接墊P1電性連接。這些第二導電圖案CP2分別對應多個第二接墊P2設置，並且與這些第二接墊P2電性連接。這些第三導電圖案CP3分別對應這些第二導電圖案CP2設置，並且與這些第二導電圖案CP2電性連接。更具體地說，第一接墊P1可經由第一導電圖案CP1電性連接畫素電路層110，第二接墊P2可經由第二導電圖案CP2和第三導電圖案CP3電性連接畫素電路層110。

在本實施例中，第一導電圖案CP1與第二導電圖案CP2屬於同一導電膜層，第三導電圖案CP3屬於另一導電膜層，且這兩導電膜層之間設有平坦層120。詳細而言，平坦層120可具有對應多個第三導電圖案CP3設置的多個開口120a，且多個第二導電圖案CP2分別延伸入這些開口120a內以電性連接這些第三導電圖案CP3。

第一導電圖案CP1與第二導電圖案CP2上還可設有鈍化層130。鈍化層130的材料例如是無機材料（例如：氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、其它合適的材料、或上述至少二種材料的堆疊層）、有機材料、其它合適的材料、或上述材料的組合。在本實施例中，鈍化層130具有對應多個第一導電圖案CP1和多個第二導電圖案CP2設置的多個開口130a，且這些開口130a內分別設有多個第一接墊P1和多個第二接墊P2。舉例來說，這些接墊可以採用無電電鍍（例如化鍍）的製程形成在這些第一導電圖案CP1和這些第二導電圖案CP2被鈍化層130的這些開口130a所暴露的表面上，且接墊的材料可選用鎳金合金。詳細而言，接墊的形成步驟可包括先進行膜厚為1.5微米的鎳層的化鍍後，再進行膜厚為0.5微米的金層的化鍍，但不以此為限。在其他實施例中，接墊的材料還可選用銅和鎢鎳合金，例如先進行銅層的化鍍後，再進行鎢鎳合金的化鍍。

雖然發光元件LED發出的大部分光線會從出光面LEDe出射，但仍有一部分光線會朝背離出光面LEDe的方向（例如方向Z的反向）出射。舉例來說，發光層212發出的一部分光線會經由第一電極接墊EP1和第二電極接墊EP2間的區域朝畫素電路基板100傳遞。因此，將第一導電圖案CP1、第二導電圖案CP2和第三導電圖案CP3與兩電極接墊間的區域相重疊，可讓通過兩電極接墊間的區域的光線經由這些導電圖案反射回出光面LEDe出射，有助於提升發光元件LED的出光效率。

詳細而言，發光元件LED的出光面LEDe具有位在第一電極接墊EP1和第二電極接墊EP2間且不重疊於這兩個電極接墊的一子表面A（如圖3所示）。此處的重疊與否例如是指兩構件沿著畫素電路基板100的表面100s的法線方向（例如方向Z）的投影關係。在一較佳的實施例中，重疊於同一發光元件LED的第一導電圖案CP1和第三導電圖案CP3在出光面LEDe的此子表面A上的正投影面積與此子表面A的表面積的百分比值介於50%至100%之間。

在本實施例中，接墊組PP的第一接墊P1和第二接墊P2是沿著方向X排列。重疊於任一個發光元件LED的第一導電圖案CP1和第二導電圖案CP2沿著方向X具有間距S1，重疊於任一個發光元件LED的第一導電圖案CP1和第三導電圖案CP3沿著方向X具有間距S2，且間距S2可小於間距S1。也就是說，本實施例的第三導電圖案CP3在出光面LEDe的子表面A的投影面積都較第一導電圖案CP1和第二導電圖案CP2來得大，但不以此為限。

在一較佳的實施例中，重疊於任一個發光元件LED的第一導電圖案CP1和第二導電圖案CP2的間距S1可大於0微米且小於等於5微米，而重疊於任一個發光元件LED的第一導電圖案CP1和第三導電圖案CP3的間距S2可大於等於0微米且小於等於5微米。也因此，可進一步縮短發光元件LED的第一電極接墊EP1和第二電極接墊EP2之間的距離，以增加發光元件LED在轉移製程中的偏移容許量，有助於提升發光元件LED的轉移良率。

特別注意的是，重疊於任一個發光元件LED的第三導電圖案CP3和第一導電圖案CP1在對應的出光面LEDe的子表面A上的兩正投影不相互重疊。例如：在本實施例中，重疊於同一個發光元件LED的第一導電圖案CP1與第三導電圖案CP3在出光面LEDe上的兩正投影之間設有間隙G（如圖3所示）。據此，可有效避免這兩個導電圖案在製程中發生電性短路，有助於提升顯示面板10的生產良率。

為了進一步提升發光元件LED的出光效率，發光元件LED的第一電極接墊EP1、第二電極接墊EP2、磊晶結構層ESL以及沿著方向Z重疊於此發光元件LED的第三導電圖案CP3之間還可設有光穿透率大於50%的封裝膠層140。在本實施例中，封裝膠層140還可設置在多個發光元件LED之間，並且覆蓋這些發光元件LED朝向彼此的側壁LEDs。封裝膠層140的材料例如可選自環氧樹脂（epoxy）或矽膠。

顯示面板10還可選擇性地包括吸光層ABL，設置在封裝膠層140上，並且位在多個發光元件LED之間。更具體地說，吸光層ABL沿著這些發光元件LED的排列方向（例如方向X）重疊於這些發光元件LED各自的磊晶結構層ESL。特別說明的是，在本實施例中，磊晶結構層ESL的發光層212和吸光層ABL相對於畫素電路基板100的表面100s分別具有第一高度H1和第二高度H2，且第二高度H2大於第一高度H1。據此，可避免相鄰的兩個發光元件LED所產生的光線彼此串擾（crosstalk），有助於提升顯示面板10的顯示品質。從另一觀點來說，吸光層ABL相較於發光層212設置在較靠近出光面LEDe但仍低於出光面LEDe的高度位置，如此可避免吸光層ABL與發光元件LED的出光面LEDe相重疊而影響發光效率，或者是發光層212的側向出光被吸光層ABL吸收。

另一方面，顯示面板10還可包括設置在多個發光元件LED上的保護層150。保護層150覆蓋這些發光元件LED和吸光層ABL。保護層150的材料可選自環氧樹脂（epoxy）或矽膠。特別注意的是，在本實施例中，保護層150除了覆蓋這些發光元件LED各自的出光面LEDe外，還覆蓋這些發光元件LED朝向彼此的側壁LEDs。

在本實施例中，顯示面板10可包括多種發光顏色不同的發光元件，例如：適於發出紅光的第一發光元件LED1、適於發出綠光的第二發光元件LED2以及適於發出藍光的第三發光元件LED3，且每一個顯示畫素可設有一個第一發光元件LED1、一個第二發光元件LED2和一個第三發光元件LED3，但不以此為限。

舉例來說，具有不同發光顏色的發光元件LED所電性連接的第一導電圖案CP1、第二導電圖案CP2和第三導電圖案CP3的設置方式可大致上相同。例如：電性連接第一發光元件LED1的第一導電圖案CP1和第三導電圖案CP3在第一發光元件LED1的磊晶結構層ESL的出光面LEDe的子表面A上的正投影面積大致上等於電性連接第二發光元件LED2的第一導電圖案CP1和第三導電圖案CP3在第二發光元件LED2的磊晶結構層ESL的出光面LEDe的子表面A上的正投影面積。特別說明的是，此處的「大致上等於」是指上述的兩正投影面積的百分比值介於90%至110%之間。

由於顯示面板10的每一個發光元件LED所電性連接的導電圖案的配置方式都大致上相同，因此對於以非預期方向出射的光線的反射效果也大致上相同，有助於提升這些發光元件LED在同灰階顯示時的出光均勻度。從另一觀點來說，還可以增加畫素電路層110的電路設計裕度。

以下將列舉另一些實施例以詳細說明本揭露，其中相同的構件將標示相同的符號，並且省略相同技術內容的說明，省略部分請參考前述實施例，以下不再贅述。

圖4是本發明的另一實施例的顯示面板的剖視示意圖。圖5是圖4的顯示面板的局部區域的立體示意圖。請參照圖4及圖5，本實施例的顯示面板10A與圖1的顯示面板10的差異在於：導電圖案的配置方式不同。具體而言，顯示面板10A的第二導電圖案CP2A中較靠近第一導電圖案CP1的一側表面CP2s沿著方向Z可選擇性地切齊第三導電圖案CP3A中較靠近第一導電圖案CP1的一側表面CP3s。

由於本實施例的第一導電圖案CP1、第二導電圖案CP2A和第三導電圖案CP3A對顯示面板10A所產生的技術效果相似於圖1的第一導電圖案CP1、第二導電圖案CP2和第三導電圖案CP3對顯示面板10所產生的技術效果，因此，詳細的說明請參見前述實施例的相關段落，於此便不再贅述。

綜上所述，在本發明的一實施例的顯示面板中，發光元件在背離出光面一側的兩個電極接墊之間的區域重疊有兩個導電圖案。這兩個導電圖案除了能提供兩電極接墊與畫素電路基板的電性連接關係外，還能用以提升發光元件的出光效率以及多個發光元件在同灰階顯示時的出光均勻度。透過這兩個導電圖案在所述區域內的正投影互不重疊，可有效提升顯示面板的生產良率。

10、10A:顯示面板

100:畫素電路基板

100s:表面

105:基板

110:畫素電路層

120:平坦層

120a、130a:開口

130:鈍化層

140:封裝膠層

150:保護層

211:第一型半導體層

212:發光層

213:第二型半導體層

A:子表面

ABL:吸光層

CP1:第一導電圖案

CP2、CP2A:第二導電圖案

CP2s、CP3s:側表面

CP3、CP3A:第三導電圖案

EP1:第一電極接墊

EP2:第二電極接墊

ESL:磊晶結構層

G:間隙

H1:第一高度

H2:第二高度

LED、LED1、LED2、LED3:發光元件

LEDe:出光面

LEDs:側壁

P1:第一接墊

P2:第二接墊

PP:接墊組

S1、S2:間距

X、Z:方向

圖1是本發明的一實施例的顯示面板的剖視示意圖。圖2是圖1的顯示面板的局部區域的立體示意圖。圖3是圖1的顯示面板的局部區域的俯視示意圖。圖4是本發明的另一實施例的顯示面板的剖視示意圖。圖5是圖4的顯示面板的局部區域的立體示意圖。

10:顯示面板