显示面板及其制造方法与流程

本发明涉及一种显示面板及其制造方法，且特别涉及一种具有反射层的发光二极管显示面板及其制造方法。

背景技术：

发光二极管(lightemittingdiode；led)具有诸如寿命长、体积小、高抗震性、低热产生及低功率消耗等优点，因此已被广泛应用于家用及各种设备中的指示器或光源。近年来，发光二极管已朝多色彩及高亮度发展，因此其应用领域已扩展至大型户外看板、交通号志灯及相关领域。在未来，发光二极管甚至可能成为兼具省电及环保功能的主要照明光源。

一般来说，发光二极管显示器是利用发光二极管晶粒激发光致发光材料(photoluminescence)，以产生荧光(fluorescence)或磷光(phosphorescence)的激发光。然而，前述的激发光会往四面八方散射，因此容易产生漏光或是混光的问题，导致显示品质不佳。此外，目前通过转置技术来将发光二极管设置在主动阵列基板上的过程，容易出现对位不准，造成发光二极管的偏移(shift)，进一步影响到发光二极管放置位置的精度，加剧漏光以及混光的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种显示面板及其制造方法，其工艺简单且可减少漏光及混光的产生，增加出光效率，并提升显示品质。

本发明提供一种显示面板的制造方法，其包括以下步骤。提供承载基板。形成多个发光元件于承载基板上。形成反射层于承载基板上。提供阵列基板，将阵列基板设置于承载基板的对向。转移这些发光元件及反射层至阵列基板。移除承载基板。

在本发明的一实施例中，上述的显示面板的制造方法，更包括以下步骤。提供对向基板，其设置于阵列基板的对向。形成遮光层于对向基板上，且遮光层具有多个遮光开口。形成多个色光图案于这些遮光开口中。

本发明提供一种显示面板，其包括阵列基板、钝化层、反射层、以及多个发光元件。钝化层设置于阵列基板上，且钝化层具有多个钝化层开口并暴露阵列基板。反射层设置于钝化层上，且反射层具有多个第一开口。这些发光元件设置于阵列基板上。这些发光元件的顶面和反射层的顶面实质上位于同一水平面。

在本发明的一实施例中，上述的显示面板更包括对向基板和阵列基板相对设置。遮光层和多个色光图案设置于对向基板和阵列基板之间。遮光层具有多个遮光开口。这些色光图案设置于各遮光开口中，且各色光图案包括色光层及发光材料层。

基于上述，在本发明的显示面板及其制造方法中，由于发光元件对位设置于钝化层开口中，且钝化层开口对位于反射层的第一开口，因此反射层可以环绕发光元件。如此，发光元件所产生的光可以被集中，以减少漏光及混光的产生，并增加出光效率，以提升显示面板的显示品质。此外，由于发光元件与反射层同时形成于承载基板上，因此工艺简单，且同时转移至阵列基板上，因此可以避免制作及转移反射层所产生的公差。如此一来，可以减少发光元件与反射层之间的精度公差，还可省去在转移发光元件后进行反射层对位的步骤，以实现发光元件自动对位反射层。此外，显示面板更可以避免异常间距的产生，进一步减少漏光及混光的机率，并提升对位的精度。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1a至图1i绘示为本发明一实施例中转移发光元件及反射层至阵列基板的流程的剖面示意图；

图2绘示为图1i的反射层的俯视示意图；

图3a至图3d绘示为本发明一实施例中形成遮光层及色光图案于对向基板的流程的剖面示意图；

图4a绘示为本发明一实施例的显示面板的剖面示意图；

图4b绘示为图4a的显示面板的俯视示意图；

图5绘示为本发明另一实施例的显示面板的剖面示意图；

图6a绘示为本发明另一实施例的显示面板的剖面示意图；

图6b绘示为图6a的显示面板的俯视示意图。

其中，附图标记

10、10’、10a：显示面板

100：承载基板

120、120’：发光元件

121：发光材料层

122：发光层

123：发光元件的顶面

124：电极层

125：侧壁

140、140a：反射层

141：边

142：第一开口

143：反射层的顶面

144：第二开口

160：阵列基板

180：钝化层

181：钝化材料层

182：钝化层开口

200：对向基板

210：遮光材料层

220：遮光层

222：遮光开口

240：色光图案

242：色光层

244：光转换层

300：激光

a-a’、b-b’、c-c’：剖面线

h1、h1’：距离

h1a：转移精度公差

h1b：工艺精度公差

h2：宽度

h3：间隙

lout：激发光

q：量子点

具体实施方式

以下将参照本实施例的附图以更全面地阐述本发明。然而，本发明亦可以各种不同的形式体现，而不应限于本文中所述的实施例。图中的层与区域的厚度会为了清楚起见而放大。相同或相似的参考号码表示相同或相似的元件，以下段落将不再一一赘述。另外，实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。此外，在各图中使用相似或相同的元件符号来标示相似或相同元件或特征，且图中如有与前一图相同的元件符号，则将省略其赘述。

图1a至图1i绘示为本发明一实施例中转移发光元件及反射层至阵列基板的流程的剖面示意图。图2绘示为图1i的反射层的俯视示意图。具体而言，图1a至图1i可以是对应于图2中a-a’剖线的制造过程的剖面示意图，且为求简洁以清楚表示，于图2中省略绘示了部分的膜层。在本实施例中，显示面板10的制造方法包括以下步骤：提供承载基板100；形成多个发光元件120于承载基板100上；形成反射层140于承载基板100上；提供阵列基板160；转移发光元件120及反射层140至阵列基板160；以及移除承载基板100。以下将以具有发光二极管的显示面板10的制造方法为例，详细地进行说明。

首先，请参考图1a，提供承载基板100。举例而言，承载基板100适于生长发光二极管于其表面上的暂时性基板。在本实施例中，承载基板100可以为砷化镓(gaas)基板、磷化镓(gap)基板、磷化铟(inp)基板、蓝宝石(sapphire)基板、碳化硅(sic)基板或氮化镓(gan)基板，但本发明不以此为限。

接着，请参考图1b、图1c以及图1d，形成多个发光元件120于承载基板上。请先参考图1b，上述形成这些发光元件120于承载基板100上的步骤包括，形成发光材料层121于承载基板100上。在本实施例中，发光材料层121例如具有多层量子阱(multiplequantumwell；mqw)结构。多重量子阱结构包括以重复的方式交替设置的多个量子阱层(well)和多个量子阻障层(barrier)。发光材料层121的材料例如是包括交替堆叠的多层氮化铟镓以及多层氮化镓(ingan/gan)。藉由设计发光材料层121中铟或镓的比例，可使发光材料层121发出特定的颜色，例如红色、蓝色、绿色或白色，但本发明不以此为限。在其他实施例中，发光材料层121也可以发出紫外光或其他合适颜色的光。发光材料层121例如可以藉由有机金属化学气相沉积法(metal-organicchemicalvapordeposition；mocvd)形成。需注意的是，关于上述的发光材料层121的材料或形成方式仅为举例，本发明并不以此为限。

然后，请参考图1c，图案化发光材料层121以形成发光层122。接着，请参考图1d，形成电极层124于发光层122上，以完成发光元件120的制作。举例而言，电极层124的材料例如为有机导电材料、金属、金属氧化物或合金。电极层124例如可以藉由物理气相沉积法、化学气相沉积法、加热蒸镀或其他合适的方法，本发明不以此为限。

在本实施例中，发光元件120是以发光二极管为例，包含有机发光二极管(oled)、微型发光二极管(microled)、次毫米发光二极管(miniled)以及量子点发光二极管(quantumdot,qd)，但本发明不以此为限。

接着，请参考图1d，形成反射层140于承载基板100上。在本实施例中，上述形成反射层140的步骤包括，先形成反射材料层(未绘示)于承载基板100上。接着，图案化反射材料层以形成反射层140。在本实施例中，反射层140包括多个第一开口142。

在本实施例中，反射材料层可以在电极层124形成后，再形成于承载基板100上，并通过黄光微影蚀刻工艺进行图案化，以形成反射层140及第一开口142，但本发明不以此为限。在其他实施例中，电极层124和反射层140同时形成。举例而言，反射材料层可以先形成于承载基板100上，再通过一次黄光微影蚀刻工艺，同时形成电极层124于发光层122上以及反射层140于承载基板100上。在另一实施例中，电极层124与反射层140更可为相同的材料，并通过一次蚀刻工艺，同时形成电极层124和反射层140。换句话说，反射层140和电极层124可通过同一光罩制作，节省制作时间及成本。在本实施例中，反射层140的材料为铝、银、铝合金或金，但本发明不以此为限。

接着，请参考图1e，提供阵列基板160。在本实施例中，于进行转移发光元件120的步骤前，会先上下翻转(upsidedown)承载基板100，再将阵列基板160设置于承载基板100的对向，使形成于承载基板100上的发光元件120以及反射层140面向阵列基板160。在本实施例中，阵列基板160举例包括多个驱动元件(未绘示)的驱动阵列基板。举例而言，驱动元件可以是薄膜电晶体或二极管，本发明不以此为限。在本实施例中，阵列基板160的基板材料可为玻璃、石英、有机聚合物、或是不透光/反射材料(例如：导电材料、金属、晶圆、陶瓷或其它可适用的材料)或是其它可适用的材料，本发明不以此为限。

在本实施例中，在阵列基板160设置于承载基板100的对向的步骤之前，更包括以下步骤。请参考图1e，先形成钝化材料层181于阵列基板160上。在本实施例中，钝化材料层181的材料可为无机介电材料、有机介电材料或其组合。举例而言，无机介电材料可以是氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或其组合；有机介电材料可以是聚酰亚胺系树脂、环氧系树脂或亚克力系树脂等高分子材料，但本发明不以此为限。

接着，请参考图1e以及图1f，图案化钝化材料层181以形成钝化层180。图案化钝化材料层181的方法可包括黄光微影蚀刻工艺、激光蚀刻工艺或其他合适的方法，本发明不以此为限。在本实施例中，钝化层180具有多个钝化层开口182，且这些钝化层开口182暴露阵列基板160。在本实施例中，各钝化层开口182对应发光元件120，且适于容置发光元件120。

接着，请参考图1g、图1h及图1i，转移这些发光元件120及反射层140至阵列基板160。在本实施例中，请参考图1g，转移这些发光元件120及反射层140至阵列基板160的步骤更包括，将各发光元件120对位设置于各钝化层开口182中。接着，将反射层140转移至钝化层180上。在本实施例中，由于发光层122及反射层140是设置在承载基板100的表面上，实质上位于相同的水平面上，因此发光元件120的顶面123和反射层140的顶面143实质上位于同一水平面。在上述的设置下，发光元件120的顶面123和反射层140的顶面143可以大致平坦，以提供后续工艺平坦的表面，减少漏光及混光的机率，并提升后续工艺中对位的精度。

接着，请参考图1h及图1i，移除承载基板160。举例而言，移除承载基板160的方法包括激光剥离法(laserlift-off,llo)。在本实施例中，于承载基板100上的发光元件120以及反射层140转移至阵列基板160后，可以通过对承载基板100照射激光300，以将发光层122及反射层140自承载基板100的表面分离。在本实施例中，激光300的波长可选择性地为248nm，且能量为500mj，频率为100hz，但本发明不以此为限。

接着，请参考图1i以及图2。具体而言，图1i绘示为图2沿剖面线a-a’的剖面图。移除承载基板100以完成转移发光元件120及反射层140至阵列基板160。在本实施例中，反射层140的一边141与发光元件120对应的侧壁125之间具有距离h1。举例而言，距离h1约为0微米至15微米。钝化层开口182的宽度h2等于或大于发光元件120的尺寸，且宽度h2约为5微米至300微米，但本发明不以此为限。

值得一提的是，在本实施例中，距离h1可视为发光元件120与反射层140之间的精度公差。举例而言，距离h1包括发光元件120转移至阵列基板160上的转移精度公差h1a，以及发光元件120和反射层140形成于承载基板100上的工艺精度公差h1b。在上述的设置下，相较于一对照实施例转移发光元件再形成反射层的工艺，由于本发明的发光元件120与反射层140是同时形成于承载基板100上，且同时转移至阵列基板160上，因此可以避免制作及转移反射层140的公差。藉此，本发明显示面板10的制造方法，可以减少发光元件120与反射层140之间的精度公差，还可省去在转移发光元件120后进行反射层140对位的步骤，以实现发光元件120自动对位反射层140。

另外，在本发明的显示面板10的制造方法中，可以直接将发光元件120以及反射层140直接且全面地制作于承载基板100上。相较于一对照实施例先转移发光元件至阵列基板，再制作反射层于阵列基板上的工艺，本实施例的制造方法可在转移步骤前，完成发光元件120以及反射层140的制作，而可省略图案化的步骤中必要的对位以及黄光微影蚀刻工艺。因此，本发明的显示面板10的工艺上较为简单，且可提升显示面板10的生产量(throughput)。

图3a至图3d绘示为本发明一实施例中形成遮光层及色光图案于对向基板的流程的剖面示意图。请参考图3a，在本实施例中，显示面板10的制造方法更包括提供对向基板200。对向基板200的材质可为玻璃、石英、有机聚合物、硅质晶圆或是其他适宜的材料，但本发明不限于此。

接着，请参考图3b及图3c，形成遮光层220于对向基板200上。举例而言，请参考图3b，形成遮光层220的步骤包括，形成遮光层材料210于对向基板200上。然后，请参考图3c，再通过黄光微影蚀刻工艺进行图案化，以形成遮光层220，但本发明不以此为限。在本实施例中，遮光层220具有多个遮光开口222。

接着，请参考图3d，形成多个色光图案240于这些遮光开口222中。在本实施例中，色光图案240例如为包括量子点q的材料。举例而言，色光图案240包括色光层242及光转换层244。色光层242例如是可吸收红色、绿色或蓝色之外的可见光的光阻材料，并且例如是藉由光阻的涂布、曝光、显影、烘烤及研磨等步骤来形成。另外，色光层242的材料也可包括红色、绿色或蓝色油墨材料，并且例如是藉由喷墨印刷及固化程序等步骤来形成，但本发明不以此为限。光转换层244可以为包含红色量子点材料、绿色量子点材料及蓝色量子点材料，且不同颜色的量子点材料可分别对应不同颜色的色光层242设置。量子点q例如为硒化镉/硫化锌(cdse/zns)或具有类似特性的材料。在光转换层244中，做为量子点材料的主体材料可例如是聚碳酸酯(polycarbonate)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate)、丙烯-丁二烯-苯乙烯树脂(acrylonitrile-butadiene-styrene)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate)、环氧树脂或是玻璃等材料所组成。但本发明不以此为限。

图4a绘示为本发明一实施例的显示面板的剖面示意图。图4b绘示为图4a的显示面板的俯视示意图。具体而言，图4a绘示为图4b沿着b-b’剖面线的剖面图，且为求简洁以清楚表示，于图4b中省略绘示了部分的膜层。接着，请参考图4a及图4b，将对向基板200设置于阵列基板160的对向，并将对向基板200与阵列基板160接合。在本实施例中，各发光元件120与遮光开口222对应第一开口142设置。至此，已完成显示面板10的制作。以下将简单的叙述显示面板10的结构。

请参考图4a及图4b，在本实施例中，显示面板10包括阵列基板160、钝化层180设置于阵列基板160上、反射层140设置于钝化层180上、以及多个发光元件120设置于阵列基板160上。钝化层180具有多个钝化层开口182并暴露阵列基板160。反射层140具有多个第一开口142。发光元件120的顶面123和反射层140的顶面143实质上位于同一水平面。在本实施例中，发光元件120对位设置于钝化层开口182中。发光元件120及钝化层开口182对位反射层140的第一开口142，且发光元件120的侧壁125对应反射层140的一边141之间具有距离h1。在此需注意的是，本实施例是以钝化层开口182的宽度h2等于发光元件120的尺寸为例进行说明。换句话说，本实施例的发光元件120紧邻并接触钝化层180，且钝化层开口182至第一开口142之间的距离与反射层140至发光元件120的距离h1实质上相同，但本发明不以此为限。在其他实施例中，发光元件120也可以与钝化层开口182之间具有间隙，而不与钝化层180接触。

在本实施例中，显示面板10更包括对向基板200与阵列基板160相对设置。遮光层220和色光图案240设置于对向基板200和阵列基板160之间。在本实施例中，色光图案240设置于遮光层220的遮光开口222(标示于图3d)中。色光图案240包括色光层242及光转换层244。在本实施例中，遮光开口222与色光图案240对应第一开口142及位于第一开口142中的发光元件120设置。在本实施例中，发光元件120包括电极层124以及发光层122，且发光层122设置于电极层124上。

值得注意的是，由于显示面板10的反射层140以及形成于反射层140上的遮光层220，于俯视上环绕发光元件120，因此可以藉由遮光层220减少漏光的产生。此外，发光元件120所产生的光(举例为紫外光、白光或其他颜色的光，本发明不以此为限)可以激发所对应的色光图案240中的量子点q以产生激发光lout，且激发光lout可以是向四面八方散射的光。藉由反射层140的设置，激发光lout可经由反射层140的反射而集中，降低激发光lout进入邻近的其他色光图案240的机率，以减少混光的产生，并增加出光效率，以提升显示面板10的显示品质。另外，由于发光元件120的顶面123与反射层140的顶面143实质上位于同一水平面，因此当对向基板200设置于阵列基板160上时，发光元件120的顶面123不会凸出反射层140的顶面143的水平面，进而不会影响对向基板200上的遮光层220以及色光图案240。如此一来，可以避免对向基板200与阵列基板160之间产生异常间距，进一步减少漏光及混光的机率，并提升对位的精度。

简言之，本实施例的显示面板10及其制造方法，由于发光元件120对位设置于钝化层开口182中，且钝化层开口182对位于反射层140的第一开口142，因此反射层140及形成于反射层140上的遮光层220可以环绕发光元件120。如此，发光元件120激发色光图案240所产生的激发光lout可以被集中，以减少漏光及混光的产生，并增加出光效率，以提升显示面板10的显示品质。此外，由于发光元件120与反射层140同时形成于承载基板100上，因此工艺简单，且同时转移至阵列基板160上，因此可以避免制作及转移反射层140所产生的公差。如此一来，可以减少发光元件120与反射层140之间的精度公差，还可省去在转移发光元件120后进行反射层140对位的步骤，以实现发光元件120自动对位反射层140。此外，显示面板10更可以避免对向基板200与阵列基板160之间产生异常间距，进一步减少漏光及混光的机率，并提升对位的精度。

下述实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，关于省略了相同技术内容的部分说明可参考前述实施例，下述实施例中不再重复赘述。

图5绘示为本发明另一实施例的显示面板的剖面示意图。本实施例所示的显示面板10’与图4a所示的显示面板10类似，主要的差异在于：钝化层开口182的宽度h2大于发光元件120’的尺寸，且发光元件120’于阵列基板160上的正投影位于钝化层开口182中。换句话说，发光元件120’不紧邻钝化层180，且钝化层开口182至发光元件120’之间更具有间隙h3。相较于图4a的距离h1，本实施例的距离h1’为第一开口141至钝化层开口182之间的距离与间隙h3的总和，且距离h1’大于距离h1。如此，本实施例可获致与前述实施例相同的技术效果。

图6a绘示为本发明另一实施例的显示面板的剖面示意图。图6b绘示为图6a的显示面板的俯视示意图。具体而言，图6a绘示为图6b沿着c-c’剖面线的剖面图，且为求简洁以清楚表示，于图6b中省略绘示了部分的膜层。本实施例所示的显示面板10a与图4a所示的显示面板10类似，主要的差异在于：在本实施例中，反射层140a更包括第二开口144，且第二开口144环绕第一开口142。在本实施例中，遮光层220对应第二开口144设置，而发光元件120与遮光开口222对应第一开口142设置。如此，遮光层220可以直接抵接至第二开口144所暴露的钝化层180的表面，以增加遮光层220与阵列基板160之间的接合力，进一步防止对向基板200与阵列基板160的移位。藉此，显示面板10a对位的精度可以提升，并可减少漏光及混光的机率，以提升显示面板10a的显示品质。

综上所述，本发明一实施例的显示面板及其制造方法，由于发光元件对位设置于钝化层开口中，且钝化层开口对位于反射层的第一开口，因此反射层及形成于反射层上的遮光层可以环绕发光元件。如此，发光元件激发色光图案所产生的激发光可以被集中，以减少漏光及混光的产生，并增加出光效率，以提升显示面板的显示品质。此外，由于发光元件与反射层是同时形成于承载基板上，因此工艺简单，且同时转移至阵列基板上，因此可以避免制作及转移反射层所产生的公差。如此一来，可以减少发光元件与反射层之间的精度公差，还可省去在转移发光元件后进行反射层对位的步骤，以实现发光元件自动对位反射层。此外，显示面板更可以避免对向基板与阵列基板之间产生异常间距，进一步减少漏光及混光的机率，并提升对位的精度。此外，显示面板更可以通过图案化反射层来防止对向基板与阵列基板的移位。藉此，显示面板对位的精度可再提升，并减少漏光及混光的机率。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。