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TWI594661B - 發光二極體顯示器及其製造方法 - Google Patents

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TWI594661B
TWI594661B TW102113992A TW102113992A TWI594661B TW I594661 B TWI594661 B TW I594661B TW 102113992 A TW102113992 A TW 102113992A TW 102113992 A TW102113992 A TW 102113992A TW I594661 B TWI594661 B TW I594661B
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light
emitting diode
adhesive layer
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Inventor
李佳恩
侯佳宏
Original Assignee
隆達電子股份有限公司
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Publication date
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Priority to US14/959,026 priority patent/US9484506B2/en
Priority to JP2015255398A priority patent/JP6069479B2/ja
Priority to US15/281,229 priority patent/US9818915B2/en
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Description

發光二極體顯示器及其製造方法
本發明是有關於一種顯示器及其製造方法，且特別是有關於一種發光二極體顯示器製造方法，及以此種方法製造之可發出多波長光的發光二極體顯示器。
目前市面上常見的平面顯示器包括液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)及有機發光二極體顯示器(Organic Light-Emitting Diode display,OLED)。
其中，液晶顯示器為市場主流，相關技術已發展得相當完善，價格也較低廉。然而，液晶顯示器需要使用額外的背光源，因此其厚度及重量都難以再進一步地降低。
有機發光二極體顯示器則是自發光，不需額外的背光源，較液晶顯示器輕薄。然而，其發光材料的成本較高、使用壽命也較短。此外，有機發光二極體顯示器的製程較為複雜。導致有機發光二極體顯示器至今仍無法取代液晶顯示器而被廣泛應用。
本發明提供一種發光二極體顯示器及其製造方法。本發明提供的發光二極體顯示器製造方法係利用暫時基板提供發光二極體晶片，而可簡單地製造出發光二極體顯示器。並且，利用此種方法製造而成的發光二極體顯示器具有輕薄、省電、高對比、高反應速度、低成本、使用壽命長等優點。
在本發明的一實施例中，提供一種發光二極體顯示器的製造方法。此種製造方法包括提供表面具有一第一黏著層以及複數個固定於第一黏著層上之第一、第二及第三發光二極體晶片的一暫時基板，以及提供表面包括有複數個畫素單元的一第一透光基板，其中每一個畫素單元包括一第一子畫素、一第二子畫素及一第三子畫素，且第一、第二及第三子畫素之四周分別被一遮光結構所環繞。接著將暫時基板與第一透光基板結合，使得各個第一、第二及第三發光二極體晶片分別對應並固定於每一個第一、第二及第三子畫素內。之後移除暫時基板。
在本發明的另一實施例中，提供一種發光二極體顯示器。此種發光二極體顯示器包括一第一透光基板、形成於第一透光基板上的複數個畫素單元、填入畫素單元的一封裝材料及與第一透光基板平行相對的一第二透光基板。其中每一個畫素單元包括分別被一遮光結構所環繞的一第一子畫素、一第二子畫素及一第三子畫素、分別形成於第一、第二及第三子畫素內的一第一波長轉換層、一第二波長轉換層及一第三波長轉換層、分別位於第一、第二及第三波長轉換層上的一黏著層及分別固定設置於第 一、第二及第三子畫素內之黏著層上的一第一發光二極體晶片、一第二發光二極體晶片及一第三發光二極體晶片。其中封裝材料係填入每一個畫素單元的第一、第二及第三子畫素中。並且，藉由封裝材料而使得第一、第二及第三發光二極體晶片與第二透光基板接合。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
100‧‧‧基板
102‧‧‧第一發光二極體晶片
104‧‧‧第二發光二極體晶片
106‧‧‧第三發光二極體晶片
108‧‧‧暫時基板
109‧‧‧表面
110‧‧‧第一黏著層
200‧‧‧第一透光基板
201‧‧‧表面
202‧‧‧第一波長轉換層
204‧‧‧第二波長轉換層
206‧‧‧第三波長轉換層
208‧‧‧第二黏著層
210‧‧‧遮光結構
300‧‧‧第二透光基板
302‧‧‧：封裝材料
400‧‧‧發光二極體顯示器
L1‧‧‧發光二極體晶片的長
L2‧‧‧畫素單元的長
P‧‧‧畫素單元
P1‧‧‧第一子畫素
P2‧‧‧第二子畫素
P3‧‧‧第三子畫素
W1‧‧‧發光二極體晶片的寬
W2‧‧‧畫素單元的寬
第1A~1H圖為繪示根據本發明一實施例之發光二極體顯示器製造方法的示意圖。
第2A~2B圖為繪示根據本發明一實施例之發光二極體顯示器的示意圖。
請參照第1A~1H圖，其繪示根據本發明一實施例之一種發光二極體顯示器的製造方法。在此，為求清楚起見，圖式中元件的尺寸與比例可能有縮放的情形，而非實際上的尺寸與比例，並且，於部分圖式中將省略部分元件符號的標示，以避免圖式過於複雜。
第1A圖繪示磊晶形成有複數個發光二極體的基板的俯視示意圖與沿著俯視示意圖中A-A’線的剖面示意圖。如第1A圖所示，在基板(例如藍寶石基板)100上形成有多個發光二極 體晶片，包括第一發光二極體晶片102、第二發光二極體晶片104及第三發光二極體晶片106。其中第一發光二極體晶片102、第二發光二極體晶片104及第三發光二極體晶片106為實際上相同之發光二極體晶片，但本發明不以此為限。在一實施例中，第一發光二極體晶片102、第二發光二極體晶片104及第三發光二極體晶片106的長L1、寬W1例如分別小於等於60微米。第一發光二極體晶片102、第二發光二極體晶片104及第三發光二極體晶片106例如發出365奈米~480奈米的光，亦即，第一發光二極體晶片102、第二發光二極體晶片104及第三發光二極體晶片106可為紫外光發光二極體晶片或藍光發光二極體晶片。
如第1B圖所示，提供一暫時基板108，暫時基板108之表面109具有一第一黏著層110。暫時基板108可以是塑膠基板、玻璃基板、矽基板或藍寶石基板。第一黏著層110可使用黏膠、膠帶或感光膠帶。
接著如第1C圖所示，接合第1A及1B圖所示結構，使得第一發光二極體晶片102、第二發光二極體晶片104及第三發光二極體晶片106固定於第一黏著層110上。
再如第1D圖所示，移除基板100。留下的暫時基板108表面109具有第一黏著層110以及固定於第一黏著層110上的第一發光二極體晶片102、第二發光二極體晶片104及第三發光二極體晶片106。
如第1E圖所示，提供一第一透光基板200。第一透 光基板200可為玻璃基板或塑膠基板，作為最終形成之發光二極體顯示器的出光基板。第一透光基板200的表面201包括有複數個畫素單元P(圖中為求簡便只繪示出其中一個)，每一個畫素單元P包括一第一子畫素P1、一第二子畫素P2及一第三子畫素P3。在一實施例中，畫素單元P的長L2、寬W2(示於第2A圖)例如分別小於等於200微米。
在此，可將一第一波長轉換材料、一第二波長轉換材料及一第三波長轉換材料分別塗佈於每一個第一子畫素P1、第二子畫素P2及第三子畫素P3內，以於各個第一子畫素P1、第二子畫素P2及第三子畫素P3內分別形成一第一波長轉換層202、一第二波長轉換層204及一第三波長轉換層206。第一波長轉換材料、第二波長轉換材料及第三波長轉換材料的選用係依之後要搭配使用的第一發光二極體晶片102、第二發光二極體晶片104及第三發光二極體晶片106而定。舉例而言，若第一發光二極體晶片102、第二發光二極體晶片104及第三發光二極體晶片106為紫外光發光二極體晶片，則形成可被紫外光激發並分別發出紅光、綠光及藍光之螢光層作為第一波長轉換層202、第二波長轉換層204及第三波長轉換層206。若第一發光二極體晶片102、第二發光二極體晶片104及第三發光二極體晶片106為藍光發光二極體晶片，則形成可被藍光激發並分別發出紅光、綠光及藍光之螢光層作為第一波長轉換層202、第二波長轉換層204及第三波長轉換層206。
接著可將一第二黏著層208塗佈於各個第一子畫素P1、第二子畫素P2及第三子畫素P3內的第一波長轉換層202、第二波長轉換層204及第三波長轉換層206上，使得第一發光二極體晶片102、第二發光二極體晶片104及第三發光二極體晶片106可在接下來的步驟中藉著第二黏著層208被分別固定於各個第一波長轉換層202、第二波長轉換層204及第三波長轉換層206上。第二黏著層208的材料可包括光固化材料或熱固化材料，例如矽膠。
此外，第一透光基板200表面201形成有一遮光結構210，環繞於第一子畫素P1、第二子畫素P2及第三子畫素P3的四周，以藉著遮光結構210來定義各個第一子畫素P1、第二子畫素P2及第三子畫素P3的範圍和擋光。並且，在第一子畫素P1中形成有第一波長轉換層202及其上的第二黏著層208，在第二子畫素P2中形成有第二波長轉換層204及其上的第二黏著層208，在第三子畫素P3中形成有第三波長轉換層206及其上的第二黏著層208。
而後如第1F圖所示，接合第1D及1E圖所示結構。此時，將暫時基板108與第一透光基板200結合，使得各個第一發光二極體晶片102、第二發光二極體晶片104及第三發光二極體晶片106分別對應並固定於每一個第一子畫素P1、第二子畫素P2及第三子畫素P3內。
在此，係以第二黏著層208來將第一發光二極體晶 片102、第二發光二極體晶片104及第三發光二極體晶片106固定於各個第一子畫素P1、第二子畫素P2及第三子畫素P3內。舉例而言，在使用光固化材料作為第二黏著層208的情況下，固化第二黏著層208的步驟係利用光固化來達成。在使用熱固化材料作為第二黏著層208的情況下，固化第二黏著層208的步驟則利用熱固化來達成。
如第1G圖所示，移除暫時基板108，並移除第一黏著層110。
其中移除第一黏著層110的步驟可在移除暫時基板108的步驟後進行。舉例而言，當第一黏著層110為一黏膠(例如熱熔膠)時，在將暫時基板108移除後，露出第一黏著層110，再利用例如熱融或雷射燒融來移除第一黏著層110。
或者，移除第一黏著層110的步驟可與移除暫時基板108的步驟同時進行。舉例而言，當第一黏著層110為一可直接被撕除之膠帶時，在移除暫時基板108的同時便可連帶地將第一黏著層110自第一發光二極體晶片102、第二發光二極體晶片104及第三發光二極體晶片106上撕離，而達成第一黏著層110的移除。再舉一例，當第一黏著層110為一可被紫外光固化而後被撕除之感光膠帶時，可先以紫外光固化第一黏著層110，以減低第一黏著層110的黏性，再進行移除暫時基板108的步驟，並同時連帶地將第一黏著層110自第一發光二極體晶片102、第二發光二極體晶片104及第三發光二極體晶片106上撕離，達成第 一黏著層110的移除。
在此，第一黏著層110與第二黏著層208係使用不同材料，因而在移除第一黏著層110時，不會損及將第一發光二極體晶片102、第二發光二極體晶片104及第三發光二極體晶片106固定於第一透光基板200的第二黏著層208。
之後如第1H圖所示，提供一第二透光基板300，並提供一封裝材料302。
第二透光基板300例如是玻璃基板或塑膠基板。並且，可預先於第二透光基板300上形成發光二極體顯示器的電路結構，例如掃描電路及驅動電路等。
封裝材料302填入於每一個第一子畫素P1、第二子畫素P2及第三子畫素P3中，使第一發光二極體晶片102、第二發光二極體晶片104及第三發光二極體晶片106與第二透光基板300接合。封裝材料302例如矽膠或環氧樹脂。在填滿第一子畫素P1、第二子畫素P2及第三子畫素P內之剩餘空間的情況下，封裝材料302也可達到保護第一發光二極體晶片102、第二發光二極體晶片104及第三發光二極體晶片106的作用。
至此，發光二極體顯示器400的製造方法及其結構大致上已介紹如上。
在上述的發光二極體顯示器製造方法中，由於是先將形成於基板100上的發光二極體晶片轉移至暫時基板108上，再藉由暫時基板108將第一發光二極體晶片102、第二發光二極 體晶片104及第三發光二極體晶片106一次提供到發光二極體顯示器400的各個第一子畫素P1、第二子畫素P2及第三子畫素P3，因此所花的製程時間短，效率高。
並且，由於毋須進行基板(例如藍寶石基板)100的切割，因此不受基板100硬度所導致之無法將發光二極體晶片長、寬降低至200微米以下的切割限制，第一發光二極體晶片102、第二發光二極體晶片104及第三發光二極體晶片106的長L1、寬W1可降低至小於等於60微米，進而畫素單元P的長L2、寬W2可小於等於200微米，符合顯示器的使用需求。
請參照第2A~2B圖，其繪示根據本發明一實施例之發光二極體顯示器，在此所繪示者為以前述製造方法製造而成的發光二極體顯示器400。第2A圖為發光二極體顯示器400的示意圖，第2B圖為沿著第2A圖中B-B’線的剖面示意圖。為突顯本發明的特徵，圖式中元件的尺寸與比例可能有縮放的情形，而非實際上的尺寸與比例，且部分元件符號的標示係自圖中省略。
發光二極體顯示器400包括平行相對之一第一透光基板200及一第二透光基板300、複數個畫素單元P以及一封裝材料302。其中第一透光基板200例如是玻璃基板或塑膠基板，發光二極體顯示器400由第一透光基板200出光。而第二透光基板300例如可為玻璃基板或塑膠基板。
畫素單元P形成於第一透光基板200上，其長L2、寬W2分別小於等於200微米。每一個畫素單元P各包括一第一 子畫素P1、一第二子畫素P2及一第三子畫素P3，第一子畫素P1、第二子畫素P2及第三子畫素P3分別被一遮光結構210所環繞。畫素單元P並包括一第一波長轉換層202、一第二波長轉換層204、一第三波長轉換層206、一黏著層208、一第一發光二極體晶片102、一第二發光二極體晶片104及一第三發光二極體晶片106。第一波長轉換層202形成於第一子畫素P1內。第二波長轉換層204形成於第二子畫素P2內。第三波長轉換層206形成於第三子畫素P3內。黏著層208形成於第一波長轉換層202、第二波長轉換層204及第三波長轉換層206上，其材料可包括光固化材料或熱固化材料，例如矽膠。第一發光二極體晶片102固定設置於第一子畫素P1內之黏著層208上。第二發光二極體晶片104固定設置於第二子畫素P2內之黏著層208上。第三發光二極體晶片106固定設置於第三子畫素P3內之黏著層208上。第一發光二極體晶片102、第二發光二極體晶片104及第三發光二極體晶片106可為紫外光發光二極體晶片或藍光發光二極體晶片，其長L1(示於第1A圖)、寬W1(示於第1A圖)分別小於等於60微米。此外，當第一發光二極體晶片102、第二發光二極體晶片104及第三發光二極體晶片106為紫外光發光二極體晶片時，第一波長轉換層202、第二波長轉換層204及第三波長轉換層206為可被紫外光激發並分別發出紅光、藍光與綠光之螢光層；當第一發光二極體晶片102、第二發光二極體晶片104及第三發光二極體晶片106為藍光發光二極體晶片時，第一波長轉換層202、第二波 長轉換層204及第三波長轉換層206為可被藍光激發並分別發出紅光、藍光與綠光之螢光層。
封裝材料302填入每一個第一子畫素P1、第二子畫素P2及第三子畫素P3中。封裝材料302例如包括矽膠或環氧樹脂。第二透光基板300係藉由封裝材料302使得第一發光二極體晶片102、第二發光二極體晶片104及第三發光二極體晶片106與之接合。封裝材料302可填滿第一子畫素P1、第二子畫素P2及第三子畫素P內之剩餘空間，以保護第一發光二極體晶片102、第二發光二極體晶片104及第三發光二極體晶片106。
發光二極體顯示器400係藉由本身的第一發光二極體晶片102、第二發光二極體晶片104及第三發光二極體晶片106自發光，毋需額外的背光源，因此可製作得相當輕薄。
再者，第一發光二極體晶片102、第二發光二極體晶片104及第三發光二極體晶片106發出的光係經由第一波長轉換層202、第二波長轉換層204及第三波長轉換層206轉換成多波長的光。第一波長轉換層202、第二波長轉換層204及第三波長轉換層206為螢光層，相較於習知的彩色濾光片具有更高的對比。
此外，發光二極體顯示器400係使用發光二極體作為光源。發光二極體本身，特別是相較於有機發光二極體而言，具有高效率、高反應速度、低成本、較長之使用壽命等特性。因此，使用發光二極體作為光源的發光二極體顯示器400具有省 電、高反應速度、低成本、較長之使用壽命等優點。
綜上所述，本發明提供了利用暫時基板提供發光二極體晶片而可簡單地製造出發光二極體顯示器的製造方法，並且，依此方法製成的發光二極體顯示器具有輕薄、省電、高對比、高反應速度、低成本、使用壽命長等優點。本發明的發光二極體顯示器可適用於任何尺寸的平面顯示器應用，例如適用於6吋~8吋的平面顯示器應用，但本發明不以此為限。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
102‧‧‧第一發光二極體晶片
104‧‧‧第二發光二極體晶片
106‧‧‧第三發光二極體晶片
200‧‧‧第一透光基板
202‧‧‧第一波長轉換層
204‧‧‧第二波長轉換層
206‧‧‧第三波長轉換層
208‧‧‧第二黏著層
210‧‧‧遮光結構
300‧‧‧第二透光基板
302‧‧‧封裝材料
400‧‧‧發光二極體顯示器
P1‧‧‧第一子畫素
P2‧‧‧第二子畫素
P3‧‧‧第三子畫素

Claims (20)

  1. 一種發光二極體顯示器之製造方法，包括：提供一暫時基板，該暫時基板之表面具有一第一黏著層以及複數個第一、第二及第三發光二極體晶片固定於該第一黏著層上；提供一第一透光基板，該第一透光基板之表面包括有複數個畫素單元，且每一該些畫素單元包括一第一子畫素、一第二子畫素及一第三子畫素，且該第一、第二及第三子畫素之四周分別被一遮光結構所環繞和擋光；將該暫時基板與該第一透光基板結合，使得各該第一、第二及第三發光二極體晶片分別對應並固定於每一該些第一、第二及第三子畫素內；以及移除該暫時基板。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中在移除該暫時基板之步驟後，更包括一步驟以移除該第一黏著層。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之製造方法，其中該第一黏著層為一黏膠，移除該第一黏著層之步驟係利用熱融或雷射燒融而達成。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該第一黏著層為一可直接被撕除之膠帶或一可被紫外光固化後被撕除之感光膠帶。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中在該暫時基 板結合至該第一透光基板之步驟前，更包括一步驟以將一第一、第二及第三波長轉換材料分別塗佈於每一該些第一、第二及第三子畫素內，以於各該第一、第二及第三子畫素內分別形成一第一、第二及第三波長轉換層。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之製造方法，在該第一、第二及第三波長轉換材料分別塗佈於每一該些第一、第二及第三子畫素區內之步驟後，更包括一步驟將一第二黏著層塗佈於各該第一、第二及第三子畫素內之該第一、第二及第三波長轉換層上，使得各該第一、第二及第三發光二極體晶片可藉該第二黏著層被分別固定於各該第一、第二及第三波長轉換層上。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之製造方法，其中利用該第二黏著層固定該些第一、第二及第三發光二極體晶片之步驟包括固化該第二黏著層。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之製造方法，其中固化該第二黏著層之步驟係利用光固化或熱固化達成。
  9. 如申請專利範圍第5項所述之製造方法，其中該些第一、第二及第三發光二極體晶片為紫外光發光二極體晶片。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之製造方法，其中該第一、第二及第三波長轉換層為可被紫外光激發並分別發出紅光、綠光及藍光之螢光層。
  11. 如申請專利範圍第5項所述之製造方法，其中該些第一、第二及第三發光二極體晶片為藍光發光二極體晶片。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之製造方法，其中該第一、第二及第三波長轉換層為可被藍光激發並分別發出紅光、綠光及藍光之螢光層。
  13. 如申請專利範圍第2項所述之製造方法，在移除該第一黏著層之步驟後，更包括：提供一第二透光基板；以及提供一封裝材料，並將該封裝材料填入於每一該些第一、第二及第三子畫素中，使該些第一、第二及第三發光二極體晶片與該第二透光基板接合。
  14. 一種發光二極體顯示器，包括：一第一透光基板；複數個畫素單元形成於該第一透光基板上，每一該些畫素單元包括：一第一子畫素、一第二子畫素及一第三子畫素，且該第一子畫素、該第二子畫素與該第三子畫素分別被一遮光結構所環繞和擋光；一第一波長轉換層，形成於該第一子畫素內；一第二波長轉換層，形成於該第二子畫素內；一第三波長轉換層，形成於該第三子畫素內；一黏著層，分別位於該第一、第二及第三波長轉換層上；及一第一、第二及第三發光二極體晶片，分別固定設置於 該第一、第二及第三子畫素內之該黏著層上；一封裝材料，填入每一該些畫素單元之該第一、第二及第三子畫素中；以及一第二透光基板，與該第一透光基板平行相對，並藉由該封裝材料使該些第一、第二及第三發光二極體晶片與該第二透光基板接合。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之發光二極體顯示器，其中每一該些畫素單元的長和寬分別小於等於200微米。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之發光二極體顯示器，其中各該發光二極體晶片的長和寬分別小於等於60微米。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之發光二極體顯示器，其中該些第一、第二及第三發光二極體晶片為紫外光發光二極體晶片。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之發光二極體顯示器，其中該些第一、第二及第三波長轉換層係可被紫外光所激發並分別發出紅光、藍光與綠光之螢光層。
  19. 如申請專利範圍第14項所述之發光二極體顯示器，其中該些第一、第二及第三發光二極體晶片為藍光發光二極體晶片。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之發光二極體顯示器，其中該些第一、第二及第三波長轉換層係可被藍光所激發並分別發出紅光、藍光與綠光之螢光層。
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