显示面板的制作方法

1.本发明涉及一种显示器，且特别涉及一种显示面板。


背景技术：

2.近年来，微型发光二极管显示器(micro led display)逐渐吸引各科技大厂的投资目光。除了低耗能及材料使用寿命长的优势外，微型发光二极管显示器还具有优异的光学表现，例如高色彩饱和度、应答速度快及高对比。为了取得较低的生产成本与较大的产品设计裕度，微型发光二极管显示器的制造技术是采用晶粒转移的方式，例如：晶粒制造商需先将客户所需的微型发光二极管晶粒制作(或放置)在暂存基板上，客户再依据不同的应用需求将存放在暂存基板上的微型发光二极管晶粒转移至不同产品的驱动电路板上。
3.一般来说，在微型发光二极管与电路板的接合过程中，需要藉助焊料层来稳固微型发光二极管与电路板上的接合垫的接合关系。然而，焊料层与接合垫的材料若匹配性不佳，则容易造成焊料层溢流或接合不良的问题。也因此，限制了接合垫材料和焊料的选用弹性。如何增加接合材料的选用弹性，又能同时避免焊料溢流和接合不良的问题，是一个亟待解决的课题。


技术实现要素：

4.本发明提供一种显示面板，其发光元件的接合良率较佳。
5.本发明的显示面板，包括电路板、多个接合垫、多个发光元件以及多个焊料图案。这些接合垫设置在电路板上，且各自包括第一金属层与第二金属层。第二金属层位在第一金属层与电路板之间。第一金属层具有重叠于第二金属层的开口。第一金属层的材料不同于第二金属层的材料。这些发光元件电性接合至这些接合垫。这些焊料图案各自电性连接这些发光元件的其中一者与这些接合垫的其中一者。各个焊料图案经由这些接合垫的其中该者的第一金属层的开口接触第二金属层并形成共金接合。
6.基于上述，在本发明的一实施例的显示面板中，用来接合发光元件的接合垫包含第一金属层和第二金属层的叠层结构，且这两个金属层的材料不相同。较靠近发光元件的第一金属层设有显露出部分第二金属层的开口，焊料图案可经由第一金属层的此开口与第二金属层相接触并形成共金接合。通过上述接合垫的叠层与开口设计，除了能降低焊料图案在接合过程中发生溢流而自发光元件与接合垫之间流失，还能稳固焊料图案与接合垫间的共金接合关系。
附图说明
7.图1是依照本发明的第一实施例的显示面板的剖视示意图。
8.图2是图1的显示面板的俯视示意图。
9.图3是依照本发明的第二实施例的显示面板的剖视示意图。
10.图4是依照本发明的第三实施例的显示面板的剖视示意图。
11.图5是图4的显示面板的俯视示意图。
12.附图标记说明：
13.10、10a、10b：显示面板
14.100：电路板
15.200：发光元件
16.210：第一型半导体层
17.220：发光层
18.230：第二型半导体层
19.230s、ml1s、ml2s：表面
20.241、242：元件电极
21.250：绝缘层
22.280：光学微结构
23.bp1、bp2、bp1-a、bp2-a：接合垫
24.dee：电极边缘
25.ml1、ml1-a：第一金属层
26.ml2：第二金属层
27.op、op-a：开口
28.ope：开口边缘
29.sp、sp-a、sp-b：焊料图案
30.sx、sy：最短间距
31.x、y、z：方向
具体实施方式
32.本文使用的“约”、“近似”、“本质上”、或“实质上”包括所述值和在本领域普通技术人员确定的特定值的可接受的偏差范围内的平均值，考虑到所讨论的测量和与测量相关的误差的特定数量(即，测量系统的限制)。例如，“约”可以表示在所述值的一个或多个标准偏差内，或例如
±
30％、
±
20％、
±
15％、
±
10％、
±
5％内。再者，本文使用的“约”、“近似”、“本质上”、或“实质上”可依测量性质、切割性质或其它性质，来选择较可接受的偏差范围或标准偏差，而可不用一个标准偏差适用全部性质。
33.在附图中，为了清楚起见，放大了层、膜、面板、区域等的厚度。应当理解，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称为在另一元件“上”或“连接到”另一元件时，其可以直接在另一元件上或与另一元件连接，或者中间元件可以也存在。相反，当元件被称为“直接在另一元件上”或“直接连接到”另一元件时，不存在中间元件。如本文所使用的，“连接”可以指物理及/或电性连接。再者，“电性连接”可为二元件间存在其它元件。
34.此外，诸如“下”或“底部”和“上”或“顶部”的相对术语可在本文中用于描述一个元件与另一元件的关系，如图所示。应当理解，相对术语旨在包括除了图中所示的方位之外的装置的不同方位。例如，如果一个附图中的装置翻转，则被描述为在其它元件的“下”侧的元件将被定向在其它元件的“上”侧。因此，示例性术语“下”可以包括“下”和“上”的取向，取决于附图的特定取向。类似地，如果一个附图中的装置翻转，则被描述为在其它元件“下方”或“下方”的元件将被定向为在其它元件“上方”。因此，示例性术语“上面”或“下面”可以包括上方和下方的取向。
35.本文参考作为理想化实施例的示意图的截面图来描述示例性实施例。因此，可以预期到作为例如制造技术及/或(and/or)公差的结果的图示的形状变化。因此，本文所述的实施例不应被解释为限于如本文所示的区域的特定形状，而是包括例如由制造导致的形状偏差。例如，示出或描述为平坦的区域通常可以具有粗糙及/或非线性特征。此外，所示的锐角可以是圆的。因此，图中所示的区域本质上是示意性的，并且它们的形状不是旨在示出区域的精确形状，并且不是旨在限制权利要求。
36.现将详细地参考本发明的示范性实施方式，示范性实施方式的实例说明于说明书附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。
37.图1是依照本发明的第一实施例的显示面板的剖视示意图。图2是图1的显示面板的俯视示意图。为清楚呈现，图2省略了图1的焊料图案sp的示出。请参照图1及图2，显示面板10包括电路板100、多个接合垫bp1、多个接合垫bp2、多个发光元件200及多个焊料图案sp。接合垫bp1和接合垫bp2设置在电路板100上，且电性连接电路板100。这些发光元件200电性接合至这些接合垫。
38.在本实施例中，发光元件200例如是覆晶式(flip-chip type)发光二极管，而沿着一方向(例如方向x)相邻排列的一个接合垫bp1与一个接合垫bp2适于接合一个发光元件200。然而，本发明不限于此。在其他实施例中，发光元件也可以是垂直式(vertical type)发光二极管，而用于接合垂直式发光二极管的接合垫数量可以是一个。
39.为了电性导通发光元件200与接合垫(例如接合垫bp1和接合垫bp2)，发光元件200与接合垫之间设有焊料图案sp。焊料图案sp除了能提供发光元件200与接合垫间的电性连接关系外，还能将发光元件200稳定地固定在电路板100上。
40.进一步而言，接合垫bp1和接合垫bp2各自包括材料彼此不同的第一金属层ml1和第二金属层ml2。第二金属层ml2位在第一金属层ml1与电路板100之间。特别注意的是，第一金属层ml1对焊料图案sp的材料的接触角大于第二金属层ml2对焊料图案sp的材料的接触角。优选地，第一金属层ml1对焊料图案sp的材料的接触角大于90度，第二金属层ml2对焊料图案sp的材料的接触角小于90度。也就是说，焊料图案sp在第二金属层ml2上较容易润湿(wetting)，而在第一金属层ml1上较容易内缩(de-wetting)而无法延展开来。
41.从另一观点来说，第一金属层ml1对焊料图案sp的可焊性(solderability)小于第二金属层ml2对焊料图案sp的可焊性。优选地，第一金属层ml1对焊料图案sp的可焊性小于50％，第二金属层ml2对焊料图案sp的可焊性大于95％。举例来说，第一金属层ml1的材料可包括钨镍(wni)，第二金属层ml2的材料可包括铜(cu)、镍金(niau)、或上述的组合，而焊料图案sp的材料可包括锡(sn)，但不以此为限。
42.特别注意的是，第一金属层ml1具有开口op。开口op沿着两金属层的层叠方向(例如方向z)重叠于第二金属层ml2，并且暴露出第二金属层ml2的部分表面ml2s。焊料图案sp可经由第一金属层ml1的开口op接触第二金属层ml2并形成共金接合(eutectic bonding)。由于焊料图案sp与第二金属层ml2的共金接合稳定性高，可稳固发光元件200与接合垫的接合关系。
43.另一方面，由于第一金属层ml1对焊料图案sp的可焊性为低，在发光元件200与接
合垫的接合过程中，焊料图案sp较不容易在第一金属层ml1上延展开。因此，在接合过程中，焊料图案sp大致上可局限在第一金属层ml1的开口op内。换句话说，可避免焊料图案sp在接合过程中发生溢流而导致发光元件200与接合垫之间形成空腔，有助于确保发光元件200与接合垫之间的导通电性。
44.举例来说，在本实施例中，发光元件200与接合垫的接合工艺完成后，焊料图案sp仅分布在第一金属层ml1的开口op内，并未覆盖第一金属层ml1背离第二金属层ml2的表面ml1s，但不以此为限。
45.在本实施例中，发光元件200包括第一型半导体层210、发光层220、第二型半导体层230、元件电极241、元件电极242以及绝缘层250。发光层220夹设在第一型半导体层210与第二型半导体层230之间。第一型半导体层210例如是p型半导体层，第二型半导体层230例如是n型半导体层，而发光层220例如是多重量子井(multiple quantum well，mqw)层。需说明的是，第一型半导体层210、发光层220及第二型半导体层230各自的材料和结构可由本领域技术人员对于形成发光元件所周知的任一半导体层和任一发光层来实现，本发明并不以附图公开内容为限制。
46.进一步而言，绝缘层250覆盖第一型半导体层210、发光层220及第二型半导体层230。元件电极241和元件电极242贯穿覆盖绝缘层250以分别电性连接第一型半导体层210与第二型半导体层230。元件电极241和元件电极242沿着方向z分别重叠于接合垫bp1和接合垫bp2的两个开口op。焊料图案sp连接在发光元件200的元件电极与接合垫之间。
47.特别注意的是，在本实施例中，接合垫bp1和接合垫bp2各自的第一金属层ml1的开口op在电路板100上的正投影面积可大于元件电极241和元件电极242各自在电路板100上的正投影面积，但不以此为限。在另一未示出的实施例中，接合垫的第一金属层的开口在电路板100上的正投影面积也可大致上等于发光元件的元件电极在电路板100上的正投影面积。
48.在本实施例中，第一金属层ml1还具有定义开口op的开口边缘ope。元件电极241和元件电极242各自具有电极边缘dee。第一金属层ml1的开口边缘ope与元件电极的电极边缘dee在电路板100上的两个正投影沿着至少一方向具有最短间距，且所述最短间距可大于或等于5微米且小于或等于13微米。
49.举例来说，在本实施例中，第一金属层ml1的开口op和发光元件200的元件电极在电路板100上的正投影轮廓可以是矩形。第一金属层ml1的开口边缘ope与元件电极的电极边缘dee在电路板100上的两个正投影沿着方向x具有最短间距sx，且沿着方向y具有最短间距sy。最短间距sx与最短间距sy可相同也可不同。
50.然而，本发明不限于此。根据其他实施例，第一金属层的开口和发光元件的元件电极在电路板上的正投影轮廓可彼此不同，且分别是圆形、正方形、或其他合适的形状。
51.另一方面，为了满足不同的出光光型需求，发光元件200在第二型半导体层230背离电路板100的表面230s可选择性地设有多个光学微结构280，但不以此为限。
52.以下将列举另一些实施例以详细说明本公开，其中相同的构件将标示相同的符号，并且省略相同技术内容的说明，省略部分请参考前述实施例，以下不再赘述。
53.图3是依照本发明的第二实施例的显示面板的剖视示意图。请参照图3，本实施例的显示面板10a与图1的显示面板10的差异在于：焊料图案在接合垫上的延展状态不同。具
体而言，不同于图1的焊料图案sp，本实施例的焊料图案sp-a可进一步延展至开口op外并接触第一金属层ml1的表面ml1s。特别说明的是，本实施例的焊料图案sp-a与第一金属层ml1的接触面积增加，有助于形成焊料图案sp-a与第一金属层ml1的共金接合关系。换句话说，除了第二金属层ml2与焊料图案sp-a的共金接合外，通过第一金属层ml1与焊料图案sp-a的共金接合，可以进一步稳固发光元件200与接合垫的接合关系。
54.图4是依照本发明的第三实施例的显示面板的剖视示意图。图5是图4的显示面板的俯视示意图。请参照图4及图5，本实施例的显示面板10b与图1的显示面板10的差异在于：第一金属层的开口的配置方式不同。举例来说，在本实施例中，接合垫bp1-a和接合垫bp2-a各自的第一金属层ml1-a的开口op-a是开放式的开口。亦即，第一金属层ml1-a定义开口op-a的开口边缘并未围绕发光元件200的元件电极设置。
55.从另一观点来说，接合垫bp1-a和接合垫bp2-a各自的第一金属层ml1-a并不具有延伸在元件电极241和元件电极242之间的部分。因此，本实施例的焊料图案sp-b可进一步地往接合垫bp1-a和接合垫bp2-a的间隙延展，并增加焊料图案sp-b与第二金属层ml2的接触面积，使焊料图案sp-b与接合垫的接合关系更为稳固。特别说明的是，当显示面板10b的像素分辨率越高时，上述开口op-a的设计可以有效提升发光元件200与接合垫的接合强度。
56.综上所述，在本发明的一实施例的显示面板中，用来接合发光元件的接合垫包含第一金属层和第二金属层的叠层结构，且这两个金属层的材料不相同。较靠近发光元件的第一金属层设有显露出部分第二金属层的开口，焊料图案可经由第一金属层的此开口与第二金属层相接触并形成共金接合。通过上述接合垫的叠层与开口设计，除了能降低焊料图案在接合过程中发生溢流而自发光元件与接合垫之间流失，还能稳固焊料图案与接合垫间的共金接合关系。