TWI787890B - 微型發光二極體顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

提供一種微型發光二極體顯示裝置。微型發光二極體顯示裝置包含顯示背板，顯示背板具有第一連接電極與第二連接電極。微型發光二極體顯示裝置也包含微型發光二極體結構，微型發光二極體結構設置於顯示背板之上。微型發光二極體顯示裝置更包含第一接合結構與第二接合結構，第一接合結構與第二接合結構設置於顯示背板及微型發光二極體結構之間。微型發光二極體結構包含磊晶結構。微型發光二極體結構也包含第一電極與第二電極，第一電極與第二電極電性連接於磊晶結構且設置於磊晶結構靠近顯示背板的一側。第一電極具有延伸部分，第二電極具有延伸部分，第一電極的延伸部分與第一電極的延伸部分於顯示背板上的正投影皆超出磊晶結構於顯示背板上的正投影。第一接合結構與第一延伸部分及第一連接電極直接接觸，而第二接合結構與第二延伸部分及第二連接電極直接接觸。第一接合結構與第二接合結構於顯示背板上的正投影與磊晶結構的底面於顯示背板上的正投影彼此不重疊。

Description

微型發光二極體顯示裝置
本揭露實施例是有關於一種發光二極體顯示裝置，且特別是有關於一種覆晶式(flip-chip)的微型發光二極體顯示裝置。
隨著光電科技的進步，光電元件的體積逐漸往小型化發展。相較於有機發光二極體(organic light-emitting diode, OLED)，微型發光二極體(micro LED, mLED/μLED)具有效率高、壽命較長、材料不易受到環境影響而相對穩定等優勢。因而，使用以陣列排列製作的微型發光二極體的顯示器在市場上逐漸受到重視。
隨著微型發光二極體的微小化，每個微型發光二極體結構中的電極的面積也隨之縮小，且兩個電極之間的距離縮短。當將多個微型發光二極體結構進行巨量轉移(mass transfer)製程並接合於顯示裝置的顯示背板時，容易發生電極短路或接合失敗等現象，導致微型發光二極體顯示裝置出現暗點，即整體良率不佳。
在微型發光二極體顯示裝置中，每個微型發光二極體結構是透過兩個接合結構(電性)連接於顯示背板。在本揭露實施例的微型發光二極體顯示裝置中，接合結構是與微型發光二極體結構的兩個電極的延伸部分直接接觸。由於電極的延伸部分的距離較遠，兩個接合結構彼此不易接觸。亦即，不容易發生電極短路。此外，在接合過程中，微型發光二極體結構中的磊晶結構也不易受到損傷，進而降低暗點出現的機率，有效提升微型發光二極體顯示裝置的整體良率。
本揭露實施例包含一種微型發光二極體顯示裝置。微型發光二極體顯示裝置包含一顯示背板，顯示背板具有一第一連接電極與一第二連接電極。微型發光二極體顯示裝置也包含一微型發光二極體結構，微型發光二極體結構設置於顯示背板之上。微型發光二極體顯示裝置更包含一第一接合結構與一第二接合結構，第一接合結構與第二接合結構設置於顯示背板及微型發光二極體結構之間。微型發光二極體結構包含一磊晶結構。微型發光二極體結構也包含一第一電極與一第二電極，第一電極與第二電極電性連接於磊晶結構且設置於磊晶結構靠近顯示背板的一側。第一電極具有一延伸部分，第二電極具有一延伸部分，第一電極的延伸部分與第二電極的延伸部分於顯示背板上的正投影皆超出磊晶結構於顯示背板上的正投影。第一接合結構第一電極的延伸部分及第一連接電極直接接觸，而第二接合結構與第二電極的延伸部分及第二連接電極直接接觸。第一接合結構與第二接合結構於顯示背板上的正投影與磊晶結構的底面於顯示背板上的正投影彼此不重疊。
本揭露實施例包含一種微型發光二極體顯示裝置。微型發光二極體顯示裝置包含一顯示背板，顯示背板具有一顯示區與圍繞顯示區的一非顯示區。微型發光二極體顯示裝置也包含多個畫素，畫素以陣列形式設置於顯示區中。每個畫素包含多個微型發光二極體結構及一緩衝層，微型發光二極體結構設置於顯示背板之上，而緩衝層形成於多個磊晶結構的外側以連接微型發光二極體結構。多個微型發光二極體結構發出不同顏色的光。微型發光二極體顯示裝置更包含一第一接合結構與一第二接合結構，第一接合結構與第二接合結構設置於顯示背板及微型發光二極體結構之間。微型發光二極體結構包含一磊晶結構。微型發光二極體結構也包含一第一電極與一第二電極，第一電極與第二電極電性連接於磊晶結構且設置於磊晶結構靠近顯示背板的一側。第一電極與第二電極位於緩衝層之上。第一電極具有一延伸部分，第二電極具有一延伸部分，第一電極的延伸部分與第二電極的延伸部分於顯示背板上的正投影皆超出磊晶結構於顯示背板上的正投影。第一接合結構第一電極的延伸部分及第一連接電極直接接觸，而第二接合結構與第二電極的延伸部分及第二連接電極直接接觸。第一接合結構與第二接合結構於顯示背板上的正投影與磊晶結構的底面於顯示背板上的正投影彼此不重疊。
以下的揭露內容提供許多不同的實施例或範例以實施本案的不同特徵。以下的揭露內容敘述各個構件及其排列方式的特定範例，以簡化說明。當然，這些特定的範例並非用以限定。例如，若是本揭露實施例敘述了一第一特徵部件形成於一第二特徵部件之上或上方，即表示其可能包含上述第一特徵部件與上述第二特徵部件是直接接觸的實施例，亦可能包含了有附加特徵部件形成於上述第一特徵部件與上述第二特徵部件之間，而使上述第一特徵部件與第二特徵部件可能未直接接觸的實施例。
應理解的是，額外的操作步驟可實施於所述方法之前、之間或之後，且在所述方法的其他實施例中，部分的操作步驟可被取代或省略。
此外，其中可能用到與空間相關用詞，例如「在… 之下方」、「在… 的下方」、「較低的」、「在… 之上」、「在… 的上方」、「較高的」及類似的用詞，這些空間相關用詞係為了便於描述圖示中一個(些)元件或特徵部件與另一個(些)元件或特徵部件之間的關係，這些空間相關用詞包括使用中或操作中的裝置之不同方位，以及圖式中所描述的方位。當裝置被轉向不同方位時(旋轉90度或其他方位)，則其中所使用的空間相關形容詞也將依轉向後的方位來解釋。
在說明書中，「約」、「大約」、「大致上」之用語通常表示在一給定值或範圍的20%之內，或10%之內，或5%之內，或3%之內，或2%之內，或1%之內，或0.5%之內。在此給定的數量為大約的數量，亦即在沒有特定說明「約」、「大約」、「大致上」的情況下，仍可隱含「約」、「大約」、「大致上」之含義。
除非另外定義，在此使用的全部用語(包括技術及科學用語)具有與此篇揭露所屬之一般技藝者所通常理解的相同涵義。能理解的是，這些用語，例如在通常使用的字典中定義的用語，應被解讀成具有與相關技術及本揭露的背景或上下文一致的意思，而不應以一理想化或過度正式的方式解讀，除非在本揭露實施例有特別定義。
以下所揭露之不同實施例可能重複使用相同的參考符號及/或標記。這些重複係為了簡化與清晰的目的，並非用以限定所討論的不同實施例及/或結構之間有特定的關係。
第1圖是根據本揭露一實施例繪示微型發光二極體顯示裝置100的部分電路圖。第2圖至第4圖是根據本揭露一實施例繪示將微型發光二極體結構轉移至微型發光二極體顯示裝置100的顯示背板60的不同階段的部分剖面圖。要注意的是，為了更清楚顯示本揭露實施例的技術特徵，第1圖至第4圖中可能省略部分部件。此外，第1圖中僅示意微型發光二極體顯示裝置的排列與電路連接關係，並非代表微型發光二極體顯示裝置的實際結構。
參照第1圖，微型發光二極體顯示裝置100包含一顯示背板60與多個畫素P。顯示背板60具有顯示區3A與非顯示區3N，非顯示區3N圍繞顯示區3A，而多個畫素P以陣列形式設置於顯示區3A中。在一些實施例中，如第1圖所示，每個畫素P包含三個微型發光二極體結構(例如，微型發光二極體結構32R、微型發光二極體結構32G及微型發光二極體結構32B)，但本揭露實施例並非以此為限。在一些其他的實施例中，每個畫素P包含超過三個微型 發光二極體結構，其可依實際需求調整。此外，如第1圖所示，微型發光二極體顯示裝置100包含掃描驅動電路5及資料驅動電路7，掃描驅動電路5及資料驅動電路7設置於非顯示區3N中。
參照第2圖，將多個磊晶結構30R、磊晶結構30G及磊晶結構30B配置於一臨時基板(template)10之上。舉例來說，臨時基板10可包含塑膠基板、陶瓷基板、玻璃基板、藍寶石基板或其他無線路的基板，但本揭露實施例並非以此為限。臨時基板10用以承載多個磊晶結構30R、磊晶結構30G及磊晶結構30B。如第2圖所示，可透過一黏著層20將磊晶結構30R、磊晶結構30G及磊晶結構30B配置於臨時基板10之上。舉例來說，黏著層20可包含由同種分子結構或多種分子結構為重複單元所組成的高分子聚合物，並可利用光裂解或溫度裂解來釋放黏附其上的元件。
例如，調整重複單元的分子鍵結種類以針對不同的光波長進行吸收。在所對應的波長(例如，100nm~400nm)與能量下，可以使高分子聚合物中的吸光基團的鏈段光裂解成小分子片段而釋放出所黏著之元件。這類的吸光基團的分子鏈可包含乙烯鍵(C=C bond)、氫氧鍵(O-H,hydroxyl group)、碳氟鍵(C-F bond)、碳氫鍵(C-H bond)、氮氫鍵(N-H bond)、氮氮鍵(N-N bond)、偶氮鍵(N=N bond)、氧氧鍵(O-O,bond)、過氧鍵(O=O bond)、碳氧鍵(C-O bond)、碳碳鍵(C-C bond)、碳氯鍵(C-Cl bond)、碳氮鍵(C-N bond)等或其組合。
或者，當調整重複單元的分子結構種類或分子量可得不同的熱裂解溫度。在所設定的溫度下(例如，攝氏300度以下) 可以使高分子聚合物熱裂解成小分子片段而釋放出所黏著之元件。高分子聚合物可以是聚乙烯(polyethylene,PE)、聚丙烯(polypropylene,PP)、聚酯(polyesters)、聚胺甲酸酯(polyurethanes,PU)、丙烯酸鹽聚合物(acrylate polymers)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)、聚醋酸乙烯酯(polyvinyl acetate,PVA)、聚二甲基矽氧烷(polydimethylsiloxane)等，或是其相關的共聚合物，或其分子鏈包含甲基(-CH3,methyl group)、亞甲基(-CH2-,methylene bridge)、苯環(benzene ring)、醚基(-O-,ether linkage)、酯基(-COO-,ester linkage)、氨基甲酸酯基(-NH-COO-,urethane linkage)、脲基(-NH-CO-NH-,urea linkage)、醯胺基(-NH-CO-,peptide linkage)、矽基(-Si-,silyl linkage)、醯亞胺基(-CO-N-CO-,imide linkage)等或其組合。
如第2圖所示，在一些實施例中，磊晶結構30R包含一第一型半導體層31、一發光層33R與一第二型半導體層35，發光層33R設置於第一型半導體層31之上，第二型半導體層35設置於發光層33R之上。磊晶結構30G及磊晶結構30B具有與磊晶結構30R類似的結構，其差異在於磊晶結構30G及磊晶結構30B分別包含發光層33G及發光層33B。舉例來說，發光層33R可發出紅色(red)光，發光層33G可發出綠色(green)光，而發光層33B可發出藍色(blue)光。也就是說，本實施例是先將可發出紅色光、藍色光、綠色光的微型發光二極體的磊晶結構轉移排列並設置於臨時基板10 之上，但本揭露實施例並非以此為限。在一些其他的實施例中，將多個其他的磊晶結構配置於臨時基板10之上。舉例來說，這些其他的磊晶結構的發光層可發出白色(white)光、青色(cyan)光、洋紅色(magenta)光、黃色(yellow)光、其他合適的色光或其組合。
在一些實施例中，第一型半導體層31包含N型半導體材料。舉例來說，第一型半導體層31可包含II-VI族材料(例如，硒化鋅(ZnSe))或Ⅲ-V氮族化合物材料(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))，且第一型半導體層31可包含矽(Si)或鍺(Ge)等摻雜物，但本揭露實施例並非以此為限。此外，第一型半導體層31可以是單層或多層結構。
在一些實施例中，發光層33R、發光層33G及發光層33B可包含至少一無摻雜(undoped)半導體層或是至少一低摻雜半導體層。舉例來說，發光層33R、發光層33G及發光層33B可分別為一量子井(quantum well,QW)層，其可包含氮化銦鎵(indium gallium nitride,InxGa1-xN)或氮化鎵(gallium nitride,GaN)，但本揭露實施例並非以此為限。在一些實施例中，發光層33R、發光層33G及發光層33B也可分別為一多重量子井(multiple quantum well,MQW)層，但本揭露實施例並非依此為限。
在一些實施例中，第二型半導體層35包含P型半導體材料。舉例來說，第二型半導體層35可包含II-VI族材料(例如，硒化鋅(ZnSe))或Ⅲ-V氮族化合物材料(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))，且第二型半導體層35可包含鎂(Mg)、碳(C)等摻雜物，但本揭露實施例並非以此為限。此外，第二型半導體層35可以是單層或多層結構。
接著，如第3圖所示，在黏著層20之上形成圖案化的一緩衝層40，緩衝層40圍繞磊晶結構30R、磊晶結構30G及磊晶結構30B。在一些實施例中，緩衝層40包含介電材料，例如氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、低介電常數介電材料、氧化鋁、氮化鋁、類似的材料或前述之組合，但本揭露實施例並非以此為限。舉例來說，緩衝層40也可以是結構性光阻。在一些實施例中，緩衝層40的楊氏係數小於磊晶結構30R、磊晶結構30G及磊晶結構30B的楊氏係數。
更詳細地說，緩衝層40可先透過沉積製程在臨時基板10與磊晶結構上形成一平坦膜層，沉積製程例如包含化學氣相沉積製程、原子層沉積製程、旋轉塗佈製程、類似的沉積製程或前述之組合，但本揭露實施例並非以此為限。接著，對此平坦膜層進行一圖案化製程，以裸露每個磊晶結構30R、30G及30B的一部分(例如，第一型半導體層31及第二型半導體層35)與黏著層20(或臨時基板10)的一部分。舉例來說，圖案化製程可包含在前述的材料之上形成遮罩層(未繪示)，接著蝕刻前述的材料未被遮罩層覆蓋的部分，以形成圖案化的緩衝層40，但本揭露實施例並非以此為限。
接著，在每個磊晶結構30R、磊晶結構30G及磊晶結構30B之上形成一第一電極51及一第二電極53，以形成微型發光二 極體結構32R、微型發光二極體結構32G及微型發光二極體結構32B。第一電極51與第一型半導體層31電性連接，而第二電極53與第二型半導體層35電性連接。如第3圖所示，第一電極51與第二電極53形成於緩衝層40之上。具體而言，第一電極51與第二電極53填入圖案化的緩衝層40的溝槽中並延伸設置於緩衝層40的表面40S，以分別與第一型半導體層31及第二型半導體層35電性連接，但本揭露實施例並非以此為限。舉例來說，可透過一沉積製程與一圖案化製程形成第一電極51及第二電極53，但本揭露實施例並非以此為限。沉積製程與圖案化製程的範例如前所述，在此不多加贅述。
在一些實施例中，第一電極51及第二電極53包含導電材料，例如金屬、金屬矽化物、類似的材料或前述之組合，但本揭露實施例並非以此為限。舉例來說，金屬可包含金(Au)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、銥(Ir)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、鎢(W)、鋁(Al)、銅(Cu)、類似的材料、前述之合金或前述之組合，但本揭露實施例並非以此為限。
在一些實施例中，第一電極51具有延伸部分511(即，第3圖中的虛線圈起處)，第一電極51的延伸部分511於臨時基板10的正投影超出磊晶結構30R(或磊晶結構30G、磊晶結構30B)於臨時基板10上的正投影。亦即，第一電極51的延伸部分511於臨時基板10的正投影與磊晶結構30R(或磊晶結構30G、磊晶結構30B)於臨時基板10上的正投影不重疊。類似地，在一些實施例中，第二電極53具有延伸部分531(即，第3圖中的虛線圈起處)，第二電 極53的延伸部分531於臨時基板10的正投影超出磊晶結構30R(或磊晶結構30G、磊晶結構30B)於臨時基板10上的正投影。亦即，第二電極53的延伸部分531於臨時基板10的正投影與磊晶結構30R(或磊晶結構30G、磊晶結構30B)於臨時基板10上的正投影不重疊。
參照第4圖，將臨時基板10上的微型發光二極體結構32R、微型發光二極體結構32G及微型發光二極體結構32B轉移至顯示背板60之上，以形成微型發光二極體顯示裝置100。具體而言，多個微型發光二極體結構32R、微型發光二極體結構32G及微型發光二極體結構32B可從臨時基板10被大量轉移(mass transfer)至顯示背板60之上，並藉由多個接合結構(72、74)與顯示背板60接合。此外，第4圖可例如沿著第1圖中的線B-B’所切的部分剖面圖，但本揭露實施例並非以此為限。
在一些實施例中，顯示背板60具有多個第一連接電極62與第二連接電極64，用以與每個微型發光二極體結構32R、微型發光二極體結構32G與微型發光二極體結構32B的第一電極51與第二電極53電性連接。亦即，第一電極51與第二電極53電性連接於對應的磊晶結構(例如，磊晶結構30R、磊晶結構30G或磊晶結構30B)且設置於此磊晶結構靠近顯示背板60的一側。第一連接電極62與第二連接電極64包含導電材料，導電材料的範例如前所述，在此將不再重複。
此外，如第4圖所示，在一些實施例中，微型發光二 極體顯示裝置100包含多個第一接合結構72與第二接合結構74，第一接合結構72與第二接合結構74設置於顯示背板60及微型發光二極體結構32R、微型發光二極體結構32G及微型發光二極體結構32B之間。第一接合結構72用於將每個磊晶結構的第一電極51與對應的第一連接電極62連接，而第二接合結構74用於將每個磊晶結構的第二電極53與對應的第二連接電極64連接。
具體而言，第一電極51的延伸部分511(第4圖中的虛線圈起處)與第一接合結構72直接接觸，而第二電極53的延伸部分531(第4圖中的虛線圈起處)與第二接合結構74直接接觸。在一些實施例中，如第4圖所示，第一接合結構72只形成於第一電極51的延伸部分511之上，而第二接合結構74只形成於第二電極53的延伸部分531之上。在一些實施例中，第一電極51的延伸部分511與第二電極53的延伸部分531於顯示背板60上的正投影皆位於磊晶結構(32R、32G或32B)於顯示背板60上的正投影之外。
由於第一電極51的延伸部分511與第二電極53的延伸部分531的距離較遠，(與第一電極51的延伸部分511直接接觸的)第一接合結構72和(與第二電極53的延伸部分531直接接觸的)第二接合結構74彼此不易接觸，因此在接合過程中不容易發生電極短路。
在一些實施例中，第一接合結構72與第二接合結構74於顯示背板60上的正投影與對應的磊晶結構(30R、30G或30B)於顯示背板60上的正投影不重疊。具體而言，如第4圖所示，在一 些實施例中，第一接合結構72與第二接合結構74於顯示背板60上的正投影與對應的磊晶結構(30R、30G或30B)的底面(30RB、30GB或30BB)於顯示背板60上的正投影不重疊。亦即，第一接合結構72與第二接合結構74於顯示背板60上的正投影與對應的磊晶結構於顯示背板60上的正投影幾乎不重疊或重疊的比例較低。因此，當進行接合製程(例如，包含一壓合製程)時，能有效防止磊晶結構碎裂(crack)。亦即，在一些實施例中，於接合過程中，微型發光二極體結構中的磊晶結構不易受到損傷，進而降低暗點出現的機率，有效提升微型發光二極體顯示裝置100的整體良率。
在一些實施例中，每個磊晶結構(30R、30G或30B)於顯示背板60上的正投影的面積與對應的微型發光二極體結構(32R、32G或32B)於顯示背板60上的正投影的面積的比例大於約50%且小於約70%。若此比例大於70%，微型發光二極體結構的電極的延伸部分(例如，第一電極51的延伸部分511或第二電極53的延伸部分531)面積太小使接合面積不足，可能導致接合良率過低；若此比例小於50%，微型發光二極體結構佔據的空間太大，會造成空間浪費。
如第4圖所示，在一些實施例中，磊晶結構(30R、30G或30B)的頂面(30RT、30GT或30BT)與緩衝層40的頂面40T共平面。在此，磊晶結構的頂面定義為磊晶結構遠離顯示背板60的表面，而緩衝層40的頂面定義為緩衝層40遠離顯示背板60的表面。此外，由於第一電極51與第二電極53形成於緩衝層40面對顯示背板 60的一表面上，因此緩衝層40面對顯示背板60的表面不會與顯示背板60直接接觸。
第5圖是根據本揭露另一實施例繪示微型發光二極體顯示裝置102的部分剖面圖。類似地，為了更清楚顯示本揭露實施例的技術特徵，第5圖中可能省略微型發光二極體顯示裝置102的部分部件。
本實施例中的微型發光二極體顯示裝置102與第4圖的微型發光二極體顯示裝置100相似，主要不同之處在於電極的結構不同。在一些實施例中，於磊晶生長基板(圖未示)上形成磊晶結構(例如，磊晶結構30R、磊晶結構30G及磊晶結構30B)時就先做好底電極51a、53a(或可稱為歐姆接觸電極)，底電極51a、53a連接於磊晶結構(與磊晶結構直接接觸)。具體而言，在一些實施例中，底電極51a與磊晶結構的第一型半導體層31電性連接，而底電極53a與磊晶結構的第二型半導體層35電性連接。換言之，底電極51a、53a是在形成磊晶結構的磊晶生長基板上所形成，接著將具有底電極51a、53a的磊晶結構排列到臨時基板(例如，臨時基板10)後，再形成緩衝層40、上電極51b、53b。具體而言，上電極51b連接於底電極51a以形成第一電極51，而上電極53b連接於底電極53a以形成第二電極53。在一些實施例中，如第5圖所示，第一電極51的上電極51b具有延伸部分511(即，第5圖中的虛線圈起處)，而第二電極53的上電極53b具有延伸部分531(即，第5圖中的虛線圈起處)。
在一些實施例中，底電極51a、上電極51b、底電極53a及上電極53b包含導電材料，導電材料的範例如前所述，在此將不再重複。在一些實施例中，底電極51a的材料與上電極51b的材料不同，或者底電極53a的材料與上電極53b的材料不同。在一些其他的實施例中，底電極51a的材料與上電極51b的材料相同，或者底電極53a的材料與上電極53b的材料相同。可依實際需求選擇底電極51a、上電極51b、底電極53a及上電極53b的材料。
類似地，上電極51b的延伸部分511(即，第5圖中的虛線圈起處)與第一接合結構72直接接觸，而上電極53b的延伸部分531(即，第5圖中的虛線圈起處)與第二接合結構74直接接觸。上電極51b(或53b)的延伸部分511(或531)於顯示背板60上的正投影位於磊晶結構(32R、32G或32B)於顯示背板60上的正投影之外。第一接合結構72與第二接合結構74於顯示背板60上的正投影與對應的磊晶結構於顯示背板60上的正投影不重疊。具體而言，在一些實施例中，第一接合結構72與第二接合結構74於顯示背板60上的正投影與對應的磊晶結構(30R、30G或30B)的底面(30RB、30GB或30BB)於顯示背板60上的正投影不重疊。
第6圖至第7圖是根據本揭露另一實施例繪示將微型發光二極體結構轉移至微型發光二極體顯示裝置104的顯示背板60的各個階段的部分剖面圖。類似地，為了更清楚顯示本揭露實施例的技術特徵，第6圖至第7圖中可能省略部分部件。
參照第6圖，將磊晶結構30形成於一磊晶生長基板 300之上。在一些實施例中，磊晶結構30可透過磊晶成長製程形成於磊晶生長基板300之上。在一些實施例中，磊晶生長基板300為半導體基板，例如可包含矽、矽鍺、氮化鎵、砷化鎵、其他適用的半導體材料或其組合。在一些實施例中，磊晶生長基板300為半導體位於絕緣體之上的基板，例如絕緣層上的矽(silicon on insulator,SOI)基板。在一些實施例中，磊晶生長基板300為玻璃基板或陶瓷基板，例如可包含碳化矽(silicon carbide,SiC)、氮化鋁(aluminum nitride,AlN)、玻璃或藍寶石(sapphire)。然而，本揭露實施例並非此為限。
在一些實施例中，在每個磊晶結構30之上形成底電極51a及底電極53a，底電極51a與第一型半導體層31電性連接，而底電極53a與第二型半導體層35電性連接。接著，將一脫離層(debonding layer)80形成於磊晶生長基板300之上。脫離層80圍繞磊晶結構30並鄰近磊晶結構30的底部。舉例來說，脫離層80可包含磊晶材料(例如，氮化鎵GaN)或具有吸光基團的高分子聚合物。以高分子聚合物為例，在所對應的波長(例如，100nm~400nm)與能量下，可以使高分子聚合物中的吸光基團的鏈段光裂解成小分子片段而釋放出所黏著之元件。這類的吸光基團的分子鏈可包含乙烯鍵(C=C bond)、氫氧鍵(O-H,hydroxyl group)、碳氟鍵(C-F bond)、碳氫鍵(C-H bond)、氮氫鍵(N-H bond)、氮氮鍵(N-N bond)、偶氮鍵(N=N bond)、氧氧鍵(O-O,bond)、過氧鍵(O=O bond)、碳氧鍵(C-O bond)、碳碳鍵(C-C bond)、碳氯鍵(C-Cl bond)、碳氮鍵(C-N bond)等或其組合。此外，脫離層80的厚度可例如介於約0.1μm至5μm，但本揭露實施例並非以此為限。
接著，在各磊晶結構30與脫離層80之上形成圖案化的一緩衝層40’，緩衝層40’圍繞磊晶結構30。緩衝層40’的材料與製造方法的範例如前所述，在此將不再重複。接著，在緩衝層40’之上形成上電極51b與上電極53b，上電極51b和上電極53b分別連接於底電極51a和底電極53a。類似地，上電極51b連接於底電極51a以形成第一電極51，而上電極53b連接於底電極53a以形成第二電極53。
第一電極51的上電極51b的延伸部分511(即，第6圖中的虛線圈起處)於磊晶生長基板300的正投影超出磊晶結構30於磊晶生長基板300上的正投影。亦即，第一電極51的上電極51b的延伸部分511於磊晶生長基板300的正投影與磊晶結構30於磊晶生長基板300上的正投影不重疊。類似地，第二電極53的上電極53b的延伸部分531(即，第6圖中的虛線圈起處)於磊晶生長基板300的正投影超出磊晶結構30於磊晶生長基板300上的正投影。亦即，第二電極53的上電極53b的延伸部分531於磊晶生長基板300的正投影與磊晶結構30於磊晶生長基板300上的正投影不重疊。
磊晶結構30、第一電極51、第二電極53與緩衝層40’可視為一微型發光二極體結構32。接著，將磊晶生長基板300上的微型發光二極體結構32轉移排列到臨時基板，或選擇性轉移至顯示背板。舉例來說，可透過雷射剝離(Laser Lift-Off,LLO)使得微 型發光二極體結構32從脫離層80移除，並將微型發光二極體結構32配置於臨時基板之上，再選擇性地將其巨量轉移至顯示背板上。
參照第7圖，將不同發光顏色的微型發光二極體結構32R、微型發光二極體結構32G及微型發光二極體結構32B(對應於第6圖中的微型發光二極體結構32)轉移至顯示背板60之上，以形成微型發光二極體顯示裝置104。
類似地，如第7圖所示，在一些實施例中，顯示背板60具有多個第一連接電極62與第二連接電極64，用以與每個磊晶結構30R、磊晶結構30G及磊晶結構30B的第一電極51與第二電極53電性連接。此外，如第7圖所示，在一些實施例中，微型發光二極體顯示裝置104包含多個第一接合結構72與第二接合結構74，第一接合結構72與第二接合結構74設置於顯示背板60及微型發光二極體結構32R、微型發光二極體結構32G及微型發光二極體結構32B之間。第一接合結構72用於將每個磊晶結構的第一電極51與對應的第一連接電極62連接，而第二接合結構74用於將每個磊晶結構的第二電極53與對應的第二連接電極64連接。
類似地，如第7圖所示，在一些實施例中，第一電極51的上電極51b的延伸部分511(即，第7圖中的虛線圈起處)與第二電極53的上電極53b的延伸部分531(即，第7圖中的虛線圈起處)於顯示背板60上的正投影皆超出磊晶結構(30R、30G或30B)於顯示背板60上的正投影。此外，如第7圖所示，在一些實施例中，第一接合結構72與第二接合結構74分別與上電極51b的延伸部分511與 上電極53b的延伸部分531直接接觸。
在一些實施例中，磊晶結構30R(或30G、30B)的頂面30RT(或30GT、30BT)高於緩衝層40’的頂面40T’。在此，磊晶結構30R(或30G、30B)的頂面30RT(或30GT、30BT)定義為磊晶結構30R(或30G、30B)遠離顯示背板60的表面，而緩衝層40’的頂面定義為緩衝層40’遠離顯示背板60的表面。換言之，磊晶結構30R(或30G、30B)的頂面30RT(或30GT、30BT)與顯示背板60的距離大於緩衝層40’的頂面40T’與顯示背板60的距離。
第8圖是根據本揭露一實施例繪示微型發光二極體顯示裝置106的部分剖面圖。類似地，為了更清楚顯示本揭露實施例的技術特徵，第8圖中可能省略微型發光二極體顯示裝置106的部分部件。
參照第8圖，在一些實施例中，微型發光二極體結構32R、微型發光二極體結構32G及微型發光二極體結構32B可透過緩衝層40”彼此連接。舉例來說，類似第2圖的排列所示，但本實施例是先將不同顏色的磊晶結構30R、磊晶結構30G及磊晶結構30B依畫素設計排列於臨時基板10之上。接著，在臨時基板10之上形成緩衝層40”，此緩衝層40”形成於磊晶結構30R、磊晶結構30G及磊晶結構30B的外側並將磊晶結構30R、磊晶結構30G及磊晶結構30B彼此連接。接著，在每個磊晶結構30R、磊晶結構30G及磊晶結構30B之上形成一第一電極51及一第二電極53，以形成微型發光二極體結構32R、微型發光二極體結構32G及微型發光二極體結 構32B一體構成的畫素組合。
最後，將透過緩衝層40”彼此連接的至少一組(通常為多組)微型發光二極體結構32R、微型發光二極體結構32G及微型發光二極體結構32B的畫素組合轉移至顯示背板60之上，以形成微型發光二極體顯示裝置106。換言之，可透過緩衝層40”以如第1圖所示的一個畫素P(其包含微型發光二極體結構32R、微型發光二極體結構32G及微型發光二極體結構32B)為單位進行轉移，但本揭露實施例並非以此為限。更仔細來說，在同一畫素P中不同顏色的微型發光二極體結構32R、微型發光二極體結構32G及微型發光二極體結構32B彼此連接，且被緩衝層40”包覆磊晶結構30R、磊晶結構30G及磊晶結構30B的側面，但不同畫素P間的緩衝層40”則是分離的。
在第8圖所示的實施例中，緩衝層40”是將一個微型發光二極體結構32R、一個微型發光二極體結構32G及一個微型發光二極體結構32B彼此連接，但本揭露實施例並非以此為限。緩衝層40”所連接的微型發光二極體結構的數量以及這些微型發光二極體結構所發出的色光可依據實際需求調整。此外，緩衝層40”是於臨時基板10之上所形成，並與其所圍繞磊晶結構30R、磊晶結構30G及磊晶結構30B一起轉移至顯示背板60之上。因此，在一些實施例中，緩衝層40”的底面40B與顯示背板60的表面是具有間隙、彼此分離的。
承上述說明，在本揭露實施例的微型發光二極體顯 示裝置中，接合結構是與微型發光二極體結構的兩個電極的延伸部分直接接觸。由於電極的延伸部分的距離較遠，兩個接合結構彼此不易接觸。亦即，不容易發生電極短路。此外，在接合過程中，微型發光二極體結構中的磊晶結構也不易受到損傷，進而降低暗點出現的機率，有效提升微型發光二極體顯示裝置的整體良率。
以上概述數個實施例的部件，以便在本揭露所屬技術領域中具有通常知識者可以更理解本揭露實施例的觀點。在本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應該理解，他們能以本揭露實施例為基礎，設計或修改其他製程和結構以達到與在此介紹的實施例相同之目的及/或優勢。在本揭露所屬技術領域中具有通常知識者也應該理解到，此類等效的結構並無悖離本揭露的精神與範圍，且他們能在不違背本揭露之精神和範圍之下，做各式各樣的改變、取代和替換。因此，本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。另外，雖然本揭露已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露。
整份說明書對特徵、優點或類似語言的引用，並非意味可以利用本揭露實現的所有特徵和優點應該或者可以在本揭露的任何單個實施例中實現。相對地，涉及特徵和優點的語言被理解為其意味著結合實施例描述的特定特徵、優點或特性包括在本揭露的至少一個實施例中。因而，在整份說明書中對特徵和優點以及類似語言的討論可以但不一定代表相同的實施例。
再者，在一個或多個實施例中，可以任何合適的方 式組合本揭露的所描述的特徵、優點和特性。根據本文的描述，相關領域的技術人員將意識到，可在沒有特定實施例的一個或多個特定特徵或優點的情況下實現本揭露。在其他情況下，在某些實施例中可辨識附加的特徵和優點，這些特徵和優點可能不存在於本揭露的所有實施例中。
100,102,104,106:微型發光二極體顯示裝置
3A:顯示區
3N:非顯示區
5:掃描驅動電路
7:資料驅動電路
10:臨時基板
20:黏著層
30,30B,30G,30R:磊晶結構
30BB,30GB,30RB:底面
30BT,30GT,30RT:頂面
31:第一型半導體層
32B,32G,32R:微型發光二極體結構
33B,33G,33R:發光層
35:第二型半導體層
40,40’,40”:緩衝層
40B:底面
40S:表面
40T,40T’:頂面
51:第一電極
51a:底電極
51b:上電極
511:延伸部分
53:第二電極
53a:底電極
53b:上電極
531:延伸部分
60:顯示背板
62:第一連接電極
64:第二連接電極
72:第一接合結構
74:第二接合結構
80:脫離層
300:磊晶生長基板
B-B’:線
P:畫素
以下將配合所附圖式詳述本揭露實施例。應注意的是，各種特徵部件並未按照比例繪製且僅用以說明例示。事實上，元件的尺寸可能經放大或縮小，以清楚地表現出本揭露實施例的技術特徵。 第1圖是根據本揭露一實施例繪示微型發光二極體顯示裝置的部分電路圖。 第2圖至第4圖是根據本揭露一實施例繪示將微型發光二極體結構轉移至微型發光二極體顯示裝置的顯示背板的各個階段的部分剖面圖。 第5圖是根據本揭露另一實施例繪示微型發光二極體顯示裝置的部分剖面圖。 第6圖至第7圖是根據本揭露另一實施例繪示將微型發光二極體結構轉移至微型發光二極體顯示裝置的顯示背板的各個階段的部分剖面圖。 第8圖是根據本揭露一實施例繪示微型發光二極體顯示裝置的部分剖面圖。
100:微型發光二極體顯示裝置
30B,30G,30R:磊晶結構
30BB,30GB,30RB:底面
30BT,30GT,30RT:頂面
32B,32G,32R:微型發光二極體結構
40:緩衝層
40T:頂面
51:第一電極
511:延伸部分
53:第二電極
531:延伸部分
60:顯示背板
62:第一連接電極
64:第二連接電極
72:第一接合結構
74:第二接合結構

Claims (12)

  1. 一種微型發光二極體顯示裝置，包括：一顯示背板，具有一第一連接電極與一第二連接電極；一微型發光二極體結構，設置於該顯示背板之上，其中該微型發光二極體結構包括：一磊晶結構；及一第一電極與一第二電極，電性連接於該磊晶結構且設置於該磊晶結構靠近該顯示背板的一側，其中該第一電極具有一延伸部分，該第二電極具有一延伸部分，該第一電極的延伸部分與該第二電極的延伸部分於該顯示背板上的正投影皆超出該磊晶結構於該顯示背板上的正投影；以及一第一接合結構與一第二接合結構，設置於該顯示背板及該微型發光二極體結構之間，其中該第一接合結構與該第一電極的延伸部分及該第一連接電極直接接觸，而該第二接合結構與該第二電極的延伸部分及該第二連接電極直接接觸，且該第一接合結構與該第二接合結構於該顯示背板上的正投影與該磊晶結構的底面於該顯示背板上的正投影彼此不重疊。
  2. 如請求項1所述之微型發光二極體顯示裝置，其中該磊晶結構於該顯示背板上的正投影的面積與該微型發光二極體結構於該顯示背板上的正投影的面積的比例大於50%且小於70%。
  3. 如請求項1所述之微型發光二極體顯示裝置，其中該第一電極包括： 一第一底電極，連接於該磊晶結構；及一第一上電極，連接於該第一底電極，其中該第一電極的延伸部分位於該第一上電極；其中該第二電極包括：一第二底電極，連接於該磊晶結構；及一第二上電極，連接於該第二底電極，其中該第二電極的延伸部分位於該第二上電極。
  4. 如請求項3所述之微型發光二極體顯示裝置，該第一底電極的材料與該第一上電極的材料不同，或該第二底電極的材料與該第二上電極的材料不同。
  5. 如請求項1所述之微型發光二極體顯示裝置，其中該微型發光二極體結構更包括：一緩衝層，圍繞該磊晶結構，其中該第一電極與該第二電極設置於該緩衝層之上。
  6. 如請求項5所述之微型發光二極體顯示裝置，其中該磊晶結構的頂面與該緩衝層的頂面共平面。
  7. 如請求項5所述之微型發光二極體顯示裝置，其中該磊晶結構的頂面與該顯示背板的距離大於該緩衝層的頂面與該顯示背板的距離。
  8. 如請求項5所述之微型發光二極體顯示裝置，其中該緩衝層的楊氏係數小於該磊晶結構的楊氏係數。
  9. 如請求項1所述之微型發光二極體顯示裝置，其中 該磊晶結構包括：一第一型半導體層；一發光層，設置於該第一型半導體層之上；及一第二型半導體層，設置於該發光層之上；其中該第一電極電性連接於該第一型半導體層，而該第二電極電性連接於該第二型半導體層。
  10. 如請求項1所述之微型發光二極體顯示裝置，更包括複數個畫素，其中該顯示背板包含一顯示區，該些畫素以陣列形式設置於該顯示區中，每該畫素包括複數個微型發光二極體結構，且該些微型發光二極體結構發出不同顏色的光。
  11. 一種微型發光二極體顯示裝置，包括：一顯示背板，具有一第一連接電極與一第二連接電極並區分為一顯示區與圍繞該顯示區的一非顯示區；複數個畫素，以陣列形式設置於該顯示區中，其中每該畫素包括；複數個微型發光二極體結構，設置於該顯示背板之上，其中該些微型發光二極體結構發出不同顏色的光，且每該微型發光二極體結構包括：一磊晶結構；及一第一電極與一第二電極，電性連接於該磊晶結構且設置於該磊晶結構靠近該顯示背板的一側，其中該第一電極具有一延伸部分，該第二電極具有一延伸部分，該第一電極的延 伸部分與該第二電極的延伸部分於該顯示背板上的正投影皆超出該磊晶結構於該顯示背板上的正投影；及一緩衝層，形成於該磊晶結構外側以連接該些微型發光二極體結構，且該第一電極與該第二電極位於該緩衝層之上；以及一第一接合結構與一第二接合結構，設置於該顯示背板及每該微型發光二極體結構之間，其中該第一接合結構與該第一電極的延伸部分及該第一連接電極直接接觸，而該第二接合結構與該第二電極的延伸部分及該第二連接電極直接接觸，且該第一接合結構與該第二接合結構於該顯示背板上的正投影與該磊晶結構的底面於該顯示背板上的正投影彼此不重疊。
  12. 如請求項11所述之微型發光二極體顯示裝置，其中該緩衝層的底面與該顯示背板分離。
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