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TW202423265A - 顯示裝置及其製造方法 - Google Patents

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TW202423265A
TW202423265A TW111148080A TW111148080A TW202423265A TW 202423265 A TW202423265 A TW 202423265A TW 111148080 A TW111148080 A TW 111148080A TW 111148080 A TW111148080 A TW 111148080A TW 202423265 A TW202423265 A TW 202423265A
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友達光電股份有限公司
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Abstract

一種顯示裝置，包括電路基板、第一發光二極體、異方性導電膠結構以及導電連接件。第一發光二極體位於電路基板之上。異方性導電膠結構位於電路基板與第一發光二極體之間，且電性連接電路基板至第一發光二極體的下電極。導電連接件電性連接第一發光二極體之上電極至電路基板。部分導電連接件位於異方性導電膠結構上。

Description

顯示裝置及其製造方法
本發明是有關於一種顯示裝置及其製造方法。
發光二極體是一種電致發光的半導體元件，具有效率高、壽命長、不易破損、反應速度快、可靠性高等優點。一般而言，製造微發光二極體顯示器的關鍵技術在於如何將大量之微發光二極體轉移至畫素陣列基板上。微發光二極體通常會透過銲料而與畫素陣列基板電性連接。然而，以銲料固定的微發光二極體容易在後續製程（例如導電連接製程）中因為受熱或衝擊而脫落，導致微發光二極體沒辦法正常運作。
本發明提供一種顯示裝置及其製造方法，可以減少發光二極體脫落的機率，並降低導電連接件的製造難度。
本發明的至少一實施例提供一種顯示裝置。顯示裝置包括電路基板、第一發光二極體、異方性導電膠結構以及導電連接件。第一發光二極體位於電路基板之上。異方性導電膠結構位於電路基板與第一發光二極體之間，且電性連接電路基板至第一發光二極體的下電極。以電路基板的頂面為基準，異方性導電膠結構的頂面高於或等於第一發光二極體之發光層的頂面，且異方性導電膠結構的頂面低於第一發光二極體之上電極。導電連接件電性連接第一發光二極體之上電極至電路基板。部分導電連接件位於異方性導電膠結構上。
本發明的至少一實施例提供一種顯示裝置的製造方法，包括以下步驟。將異方性導電膠結構置於電路基板之上。將第一發光二極體設置於電路基板之上，其中異方性導電膠結構位於電路基板與第一發光二極體之間。對第一發光二極體加壓，使第一發光二極體陷入異方性導電膠結構，其中以電路基板的頂面為基準，異方性導電膠結構的頂面高於或等於第一發光二極體之發光層的頂面，且異方性導電膠結構的頂面低於第一發光二極體之上電極，其中異方性導電膠結構電性連接電路基板至第一發光二極體的下電極。形成導電連接件於第一發光二極體之上電極、異方性導電膠結構以及電路基板上，其中導電連接件電性連接第一發光二極體之上電極至電路基板。
圖1A至圖1G是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的製造方法的剖面示意圖。請參考圖1A至圖1C，將彼此分離的多個異方性導電膠結構212置於電路基板100之上。舉例來說，先將異方性導電膠材料層210整面地貼於載板200上，如圖1A所示。接著請參考圖1B，將載板200以及異方性導電膠材料層210移動至電路基板100上方，並利用雷射LS照射部分的異方性導電膠材料層210。在照射雷射LS之後，部分的異方性導電膠材料層210轉移至電路基板100之上，以形成異方性導電膠結構212，如圖1B至圖1C所示。在本實施例中，以雷射LS控制想要轉移至電路基板100上之異方性導電膠結構212的尺寸以及形狀，且在將異方性導電膠結構212轉移至電路基板100上以後，部分異方性導電膠材料層210仍殘留於載板200上。
在一些實施例中，異方性導電膠結構212為透明。於另一些實施例中，異方性導電膠結構212可添加碳黑材料而成為例如灰色或黑色。當異方性導電膠結構212添加碳黑材料時，異方性導電膠結構212可以做為抗反射層使用，用以降低顯示裝置之顯示區的反射率。
在本實施例中，電路基板100的表面包括多個第一接墊102以及多個第二接墊104。電路基板100的內部還包括其他電路結構（未繪示），且電路結構的布局可以依照需求而進行調整。在本實施例中，每個第一接墊102上設置有對應的一個異方性導電膠結構212。
接著請參考圖1D，將多個第一發光二極體300設置於電路基板100之上，其中異方性導電膠結構212位於電路基板100與第一發光二極體300之間。
舉例來說，先於生長基板（未繪出）上形成多個第一發光二極體300。在本實施例中，第一發光二極體300為垂直式發光二極體，每個第一發光二極體300包括依序重疊的下電極310、第一半導體層320、發光層330、第二半導體層340以及上電極350，其中第一半導體層320與第二半導體層340中的一者為N型半導體，且另一者為P型半導體。
接著，將生長基板上的第一發光二極體300轉移至轉移基板400上。第一發光二極體300例如黏在轉移基板400的黏著層410上。
再來，利用轉移基板400將第一發光二極體300轉移至電路基板100上，並使異方性導電膠結構212黏接第一發光二極體300。第一發光二極體300與異方性導電膠結構212之間的黏著力大於第一發光二極體300與黏著層410之間的黏著力，因此，在移除轉移基板400之後，第一發光二極體300會留在異方性導電膠結構212上，其中每個異方性導電膠結構212位於電路基板100與對應的第一發光二極體300之間。
接著請參考圖1E至圖1F，對第一發光二極體300加壓，使第一發光二極體300陷入異方性導電膠結構212。舉例來說，利用加壓構件500同時對多個第一發光二極體300加壓。在一些實施例中，加壓構件500的表面包括緩衝層510，且緩衝層510同時接觸多個第一發光二極體300。
在對第一發光二極體300加壓之後，以電路基板100的頂面100t為基準，異方性導電膠結構212的頂面212t高於或等於第一發光二極體300之發光層330的頂面330t，且異方性導電膠結構212的頂面212t低於第一發光二極體300之上電極350。因此，異方性導電膠結構212覆蓋下電極310的側壁、第一半導體層320的側壁以及發光層330的側壁。基於前述，可以避免後續形成的導電連接件與下電極310或第一半導體層320短路。
在一些實施例中，藉由調整異方性導電膠結構212在受壓前的厚度T1與寬度W1（請參考圖1E），以使異方性導電膠結構212在受壓之後，可以包覆下電極310、第一半導體層320以及發光層330。舉例來說，在一些實施例中，異方性導電膠結構212在受壓前的厚度T1大於第一發光二極體300的下電極310的厚度T2。在一些實施例中，異方性導電膠結構212的寬度W1大於第一發光二極體300的寬度W2。
在對第一發光二極體300加壓之後，異方性導電膠結構212電性連接電路基板100的第一接墊102至第一發光二極體300的下電極310。在本實施例中，異方性導電膠結構212在受壓之後，可以在受壓的方向F上導電，如圖1F中的垂直於電路基板100的頂面100t的方向F。
在本實施例中，利用異方性導電膠結構212將第一發光二極體300接合至電路基板100可以減少第一發光二極體300脫落的機率。
在一些實施例中，在對第一發光二極體300加壓的同時，加熱異方性導電膠結構212以使異方性導電膠結構212固化，在一些實施例中，將異方性導電膠結構212加熱至攝氏100度至攝氏180度以使異方性導電膠結構212固化。
最後請參考圖1G，形成多個導電連接件800於第一發光二極體300之上電極350、異方性導電膠結構212以及電路基板100的第二接墊104上。部分導電連接件800位於異方性導電膠結構212上。導電連接件800電性連接第一發光二極體300之上電極350至電路基板100的第二接墊104。導電連接件800接觸上電極350、第二半導體層340、導電連接件800以及第二接墊104，且部分異方性導電膠結構212夾在導電連接件800與發光層330之間、導電連接件800與第一半導體層320之間、導電連接件800與下電極310之間以及導電連接件800與第一接墊102之間。在一些實施例中，導電連接件800包括金屬、金屬氧化物（例如銦錫氧化物）、金屬氮化物或其他合適的材料。在本實施例中，由於異方性導電膠結構212不會在水平方向H上導電，因此，即使導電連接件800接觸異方性導電膠結構212的側壁212s，導電連接件800也不會與第一半導體層320或第一接墊102短路。
在本實施例中，異方性導電膠結構212可以作為台階使用，使導電連接件800不容易因為上電極350與第二接墊104之間的段差過大而出現斷線的問題，藉此降低導電連接件800的製造難度。
在本實施例中，顯示裝置10包括電路基板100、第一發光二極體300、異方性導電膠結構212以及導電連接件800。在一些實施例中，由於顯示裝置10包括彼此分離的多個異方性導電膠結構212，因此可以於顯示裝置10中設置不包含異方性導電膠結構212的穿透區，使顯示裝置10成為透明顯示裝置。相較於形成整面的異方性導電膜於電路基板100，透過形成彼此分離的多個異方性導電膠結構212可以提升透明顯示裝置的穿透區的面積。
圖2A至圖2G是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的製造方法的剖面示意圖。在此必須說明的是，圖2A至圖2G的實施例沿用圖1A至圖1G的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。請參考圖2A，將第二發光二極體600透過銲料層710而接合至電路基板100。在本實施例中，第二發光二極體600為覆晶式(Flip Chip)發光二極體，其具有位於第二發光二極體600同一側的第一電極610與第二電極650。第二發光二極體600的第一電極610透過銲料層710而與第一接墊102接合，第二電極650透過銲料層710而與第二接墊104接合。在一些實施例中，銲料層710的熔點高於攝氏180度，藉此避免銲料層710在後續的製程中熔融的機率。
請參考圖2B至圖2C，將彼此分離的多個異方性導電膠結構212置於電路基板100之上。舉例來說，先將異方性導電膠材料層210整面地貼於載板200上，如圖1A所示。接著請參考圖2B，將載板200以及異方性導電膠材料層210移動至電路基板100上方，並利用雷射LS照射部分的異方性導電膠材料層210。在照射雷射LS之後，部分的異方性導電膠材料層210轉移至電路基板100之上，以形成異方性導電膠結構212，如圖2B至圖2C所示。
在本實施例中，異方性導電膠結構212形成於未接合至第二發光二極體600的第一接墊102上。
請參考圖2D，將多個第一發光二極體300設置於電路基板100之上，其中異方性導電膠結構300位於電路基板100與第一發光二極體300之間。
舉例來說，利用轉移基板400將第一發光二極體300轉移至電路基板100上，並使異方性導電膠結構212黏接第一發光二極體300。第一發光二極體300與異方性導電膠結構212之間的黏著力大於第一發光二極體300與黏著層410之間的黏著力，因此，在移除轉移基板400之後，第一發光二極體300會留在異方性導電膠結構212上，其中每個異方性導電膠結構212位於電路基板100與對應的第一發光二極體300之間。
在一些實施例中，以電路基板100的頂面100t為基準，第一發光二極體300的頂面300t的高度高於第二發光二極體600的頂面600t的高度，因此，在轉移第一發光二極體300時，黏著層410不會接觸第二發光二極體600。
接著請參考圖2E至圖2F，對第一發光二極體300加壓，使第一發光二極體300陷入異方性導電膠結構212。舉例來說，利用加壓構件500同時對多個第一發光二極體300加壓。在一些實施例中，加壓構件500的表面包括緩衝層510，且緩衝層510同時接觸多個第一發光二極體300。在一些實施例中，在對第一發光二極體300加壓之後，以電路基板100的頂面100t為基準，第一發光二極體300的頂面300t的高度高於或等於第二發光二極體600的頂面600t的高度。在其他實施例中，加壓構件500以及緩衝層510會避開設置有第二發光二極體600的位置，在這種狀況下，在對第一發光二極體300加壓之後第一發光二極體300的頂面300t的高度可以低於第二發光二極體600的頂面600t的高度。
最後請參考圖2G，形成多個導電連接件800於第一發光二極體300之上電極350、異方性導電膠結構212以及電路基板100的第二接墊104上。部分導電連接件800位於異方性導電膠結構212上。導電連接件800電性連接第一發光二極體300之上電極350至電路基板100的第二接墊104。導電連接件800接觸上電極350、第二半導體層340以及第二接墊104，且部分異方性導電膠結構212夾在導電連接件800與發光層330之間、導電連接件800與第一半導體層320之間、導電連接件800與下電極310之間以及導電連接件800與第一接墊102之間。在一些實施例中，導電連接件800包括金屬、金屬氧化物（例如銦錫氧化物）、金屬氮化物或其他合適的材料。
在本實施例中，異方性導電膠結構212可以作為台階使用，使導電連接件800比較不容易因為上電極350與第二接墊104之間的段差過大而出現斷線的問題，藉此降低導電連接件800的製造難度。
在本實施例中，顯示裝置20包括電路基板100、第一發光二極體300、異方性導電膠結構212、導電連接件800、第二發光二極體600以及銲料層710。在一些實施例中，由於顯示裝置20包括彼此分離的多個異方性導電膠結構212，因此可以於顯示裝置20中設置不包含異方性導電膠結構212的穿透區，使顯示裝置20成為透明顯示裝置。相較於形成整面的異方性導電膜於電路基板100，透過形成彼此分離的多個異方性導電膠結構212可以提升透明顯示裝置的穿透區的面積。在一些實施例中，第二發光二極體600為紅色發光二極體，採用覆晶式結構的紅色發光二極體相較於採用垂直式結構的紅色發光二極體具有更佳的紅光發光效率，因此顯示裝置20中的紅色發光二極體為用覆晶式結構可以提升顯示裝置20的紅光發光效率。
圖3是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的製造方法的剖面示意圖。在此必須說明的是，圖3的實施例沿用圖2A至圖2G的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
請參考圖3，在本實施例中，將第一發光二極體300設置於電路載板100上的方法包括雷射轉移（laser transfer ）。具體地說，利用雷射LS照射黏著層410，使特定的第一發光二極體300離開轉移基板400，並掉落至異方性導電膠結構212上。後續的步驟請參考圖2E至圖2G以及相關說明。
圖4是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的製造方法的剖面示意圖。在此必須說明的是，圖4的實施例沿用圖1A至圖1G的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
請參考圖4，在本實施例中，將異方性導電膠結構212置於電路基板100之上的方法包括以下步驟。首先，於載板200上形成彼此分離的多個異方性導電膠結構212。接著，透過雷射LS使載板200上的異方性導電膠結構212與載板200分離，並掉落至電路基板100的第一接墊102上。在本實施例中，透過雷射LS將異方性導電膠結構212自載板200上移除，但本發明不以此為限。在其他實施例中，直接將載板200壓向電路基板100，使載板200上的多個異方性導電膠結構212黏在電路基板100的多個第一接墊102上。
圖5是依照本發明的一實施例的一種異方性導電膠結構在受壓前的剖面示意圖。請參考圖5，異方性導電膠結構212a包括母材M以及散布於母材M中的多個導電粒子CP。在異方性導電膠結構212a受壓前（即在對第一發光二極體加壓之前（請參考圖1C與圖2C））導電粒子CP陣列於母材M中，且導電粒子CP不構成導電通路。在異方性導電膠結構212a受壓後（即在對第一發光二極體加壓之後（請參考圖1F與圖2F）），在受壓方向上的導電粒子CP將彼此接觸，並構成在受壓方向上的導電通路。
圖6是依照本發明的一實施例的一種異方性導電膠結構在受壓前的剖面示意圖。請參考圖6，異方性導電膠結構212b包括母材M以及散布於母材M中的多個導電粒子CP。在本實施例中，導電粒子CP包括導電核心CC以及絕緣層I，其中絕緣層I位於導電核心CC的表面。絕緣層I可以用於避免異方性導電膠結構212b產生非預期之導電通路的機率。在異方性導電膠結構212b受壓前（即在對第一發光二極體加壓之前（請參考圖1C與圖2C））絕緣層I包覆導電核心CC，因此，即使導電粒子CP彼此接觸，導電核心CC也不容易彼此連通成導電通路。在異方性導電膠結構212b受壓後（即在對第一發光二極體加壓之後（請參考圖1F與圖2F）），在受壓方向上的導電粒子CP將彼此接觸，並導致絕緣層I受壓破裂，以構成在受壓方向上彼此連成導電通路的導電核心CC。
綜上所述，本發明的第一發光二極體透過異方性導電膠結構而電性連接至電路基板，藉此減少發光二極體脫落的機率。此外，透過在異方性導電膠結構上形成導電連接件，可以降低導電連接件因為段差過大而斷線的風險，藉此減少導電連接件的製造難度。
10, 20:顯示裝置 100:電路基板 100t, 212t, 300t, 330t, 600t:頂面 102:第一接墊 104:第二接墊 210:異方性導電膠材料層 212, 212a, 212b:異方性導電膠結構 212s:側壁 300:第一發光二極體 310:下電極 320:第一半導體層 330:發光層 340:第二半導體層 350:上電極 400:轉移基板 410:黏著層 500:加壓構件 510:緩衝層 600:第二發光二極體 610:第一電極 650:第二電極 710:銲料層 800:導電連接件 CC:導電核心 CP:導電粒子 H, F:方向 I:絕緣層 LS:雷射 M:母材 T1, T2:厚度 W1, W2:寬度
圖1A至圖1G是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的製造方法的剖面示意圖。 圖2A至圖2G是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的製造方法的剖面示意圖。 圖3是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的製造方法的剖面示意圖。 圖4是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的製造方法的剖面示意圖。 圖5是依照本發明的一實施例的一種異方性導電膠結構在受壓前的剖面示意圖。 圖6是依照本發明的一實施例的一種異方性導電膠結構在受壓前的剖面示意圖。
10:顯示裝置
100:電路基板
102:第一接墊
104:第二接墊
212:異方性導電膠結構
212s:側壁
300:第一發光二極體
310:下電極
320:第一半導體層
330:發光層
340:第二半導體層
350:上電極
800:導電連接件
H:方向

Claims (17)

  1. 一種顯示裝置，包括： 一電路基板； 一第一發光二極體，位於該電路基板之上； 一異方性導電膠結構，位於該電路基板與該第一發光二極體之間，且電性連接該電路基板至該第一發光二極體的一下電極，其中以該電路基板的頂面為基準，該異方性導電膠結構的頂面高於或等於該第一發光二極體之一發光層的頂面，且該異方性導電膠結構的頂面低於該第一發光二極體之一上電極；以及 一導電連接件，電性連接該第一發光二極體之該上電極至該電路基板，其中部分該導電連接件位於該異方性導電膠結構上。
  2. 如請求項1所述的顯示裝置，其中該異方性導電膠結構具有碳黑材料。
  3. 如請求項1所述的顯示裝置，其中該異方性導電膠結構包括： 一母材；以及 多個導電粒子，散布於該母材中，其中各該導電粒子包括： 一導電核心；以及 一絕緣層，位於該導電核心的表面。
  4. 如請求項1所述的顯示裝置，更包括： 一第二發光二極體，位於該電路基板之上，且透過一銲料層而電性連接至該電路基板，其中該銲料層的熔點高於攝氏180度。
  5. 如請求項4所述的顯示裝置，其中該第一發光二極體為垂直式發光二極體，且該第二發光二極體為覆晶式發光二極體。
  6. 如請求項4所述的顯示裝置，其中以該電路基板的頂面為基準，該第一發光二極體的頂面的高度低於或等於該第二發光二極體的頂面的高度。
  7. 如請求項1所述的顯示裝置，更包括： 多個第一發光二極體，位於該電路基板之上；以及 多個異方性導電膠結構，位於該電路基板與該些第一發光二極體之間，且各該異方性導電膠結構電性連接該電路基板至對應的該第一發光二極體，其中該些異方性導電膠結構彼此分離； 多個導電連接件，其中各該導電連接件電性連接對應的該第一發光二極體至該電路基板。
  8. 如請求項1所述的顯示裝置，其中該第一發光二極體包括依序重疊的該下電極、一第一半導體層、該發光層、一第二半導體層以及該上電極，其中該異方性導電膠結構覆蓋該第一半導體層的側壁。
  9. 如請求項8所述的顯示裝置，其中該導電連接件接觸該上電極以及該第二半導體層。
  10. 一種顯示裝置的製造方法，包括： 將一異方性導電膠結構置於一電路基板之上； 將一第一發光二極體設置於該電路基板之上，其中該異方性導電膠結構位於該電路基板與該第一發光二極體之間； 對該第一發光二極體加壓，使該第一發光二極體陷入該異方性導電膠結構，其中以該電路基板的頂面為基準，該異方性導電膠結構的頂面高於或等於該第一發光二極體之一發光層的頂面，且該異方性導電膠結構的頂面低於該第一發光二極體之一上電極，其中該異方性導電膠結構電性連接該電路基板至該第一發光二極體的一下電極； 形成一導電連接件於該第一發光二極體之該上電極、該異方性導電膠結構以及該電路基板上，其中該導電連接件電性連接該第一發光二極體之該上電極至該電路基板。
  11. 如請求項10所述的顯示裝置，其中在對該第一發光二極體加壓之前，該異方性導電膠結構的厚度大於該第一發光二極體的該下電極的厚度，且該異方性導電膠結構的寬度大於該第一發光二極體的寬度。
  12. 如請求項10所述的顯示裝置的製造方法，其中該異方性導電膠結構包括： 一母材；以及 多個導電粒子，散布於該母材中，其中在對該第一發光二極體加壓之前，該些導電粒子陣列於該母材中。
  13. 如請求項10所述的顯示裝置的製造方法，其中將該異方性導電膠結構置於該電路基板之上的方法包括： 將一異方性導電膠材料層整面地貼於一載板上； 將該載板以及該異方性導電膠材料層移動至該電路基板上方； 利用雷射照射部分的該異方性導電膠材料層，使部分的該異方性導電膠材料層轉移至該電路基板之上，以形成該異方性導電膠結構。
  14. 如請求項10所述的顯示裝置的製造方法，其中將該異方性導電膠結構置於該電路基板之上之前，更包括： 將一第二發光二極體透過一銲料層而接合至該電路基板，其中該銲料層的熔點高於攝氏180度。
  15. 如請求項14所述的顯示裝置的製造方法，其中該第一發光二極體為垂直式發光二極體，且該第二發光二極體為覆晶式發光二極體。
  16. 如請求項10所述的顯示裝置的製造方法，更包括： 將多個異方性導電膠結構置於該電路基板之上； 將多個第一發光二極體設置於該電路基板之上，其中各該異方性導電膠結構位於該電路基板與對應的該第一發光二極體之間； 對該些第一發光二極體加壓，使該些第一發光二極體陷入該些異方性導電膠結構； 形成多個導電連接件於該些第一發光二極體、該些異方性導電膠結構以及該電路基板上，其中各該導電連接件電性連接對應的該第一發光二極體至該電路基板。
  17. 請求項16所述的顯示裝置的製造方法，其中對該些第一發光二極體加壓的方法包括： 利用一加壓構件同時對該些第一發光二極體加壓。
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