被动矩阵式显示装置及其制作方法与流程

1.本发明涉及一种被动矩阵式显示装置与此被动矩阵式显示装置的制作方法。


背景技术：

2.平面显示装置主要分为主动矩阵式显示装置和被动矩阵式显示装置，其中主动矩阵式显示装置的像素具有例如薄膜晶体管等主动元件，并由主动元件控制像素发光，而被动矩阵式显示装置则是由像素的上下电极控制像素发光。另一方面，发光二极管晶粒主要可分为横向结构和垂直结构等两种类型，其中横向结构发光晶粒为阳极和阴极位于主动层的同一侧，而垂直结构发光晶粒为阳极和阴极分别位于主动层的相对两侧。一般被动矩阵式显示装置采用的发光晶粒为横向结构发光晶粒。然而，对于采用横向结构发光晶粒的被动矩阵式显示装置而言，数据线和扫描线均是制作在同一基板上，故需要较大的布线空间，其不利于达成窄边框的效果。此外，采用垂直结构发光晶粒的被动矩阵式发光晶粒，通常具有横向电流分布不均和像素串扰的问题，且因阳极和阴极是位于发光晶粒的同一侧，故也具有较大的电极遮光问题。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于提供一种被动矩阵式显示装置，其可利于达成窄边框效果，且相较于常规被动矩阵式显示装置而言，本发明可避免横向电流分布不均问题、降低像素串扰、改善电极遮光问题、提高发光效率、以及提升显示解析度。
4.依据上述目的，本发明公开了一种被动矩阵式显示装置，此被动矩阵式显示装置包含第一基板、多条第一电极线、多个发光晶粒、第二基板和多条第二电极线。第一电极线位于第一基板上。发光晶粒位于第一基板上，每个发光晶粒包含第一电极与第二电极，第一电极与第二电极中的一个与另一个分别为阳极与阴极，且每个发光晶粒的第一电极电连接对应的第一电极线。第二基板位于多个发光晶粒上，第二基板包括多个开口，且每个发光晶粒的第二电极的至少一部分在垂直第一基板的方向上重叠于对应的开口。第二电极线，位于第二基板上，且第二电极线经由对应的所述开口电连接对应的所述发光晶粒。
5.依据本发明的一些实施例，所述被动矩阵式显示装置还包含绝缘层，此绝缘层位于第一基板与第二基板之间且填充所述发光晶粒之间的空隙。
6.依据本发明的一些实施例，所述被动矩阵式显示装置还包含多个接垫与电路板。接垫设置在第二基板上且电连接对应的第二电极线。电路板接合至接垫。
7.依据本发明的一些实施例，所述被动矩阵式显示装置还包含驱动电路，其电连接所述电路板。
8.依据本发明的一些实施例，所述接垫为第一接垫，所述电路板为第一电路板，且所述被动矩阵式显示装置还包含多个第二接垫与第二电路板。第二接垫设置在所述第一基板且电连接对应的第一电极线。第二电路板接合至第二接垫。
9.依据本发明的一些实施例，所述被动矩阵式显示装置还包含另一驱动电路，其电
连接第二电路板，其中驱动电路与另一驱动电路中的一个与另一个分别为行驱动电路与列驱动电路。
10.本发明另提出一种制作被动矩阵式显示装置的方法，此方法包含：在第一基板上形成多条第一电极线；在第一基板上设置多个发光晶粒，每个发光晶粒包含第一电极与第二电极，第一电极与第二电极中的一个与另一个分别为阳极与阴极，且每个发光晶粒的第一电极电连接对应的第一电极线；提供第二基板，此第二基板具有多个开口；将第二基板设置在多个发光晶粒上，且每个所述发光晶粒的所述第二电极的至少一部分在垂直所述第一基板的方向上重叠对应的开口；以及在第二基板上形成多条第二电极线，且第二电极线经由对应的开口电连接对应的发光晶粒。
11.依据本发明的一些实施例，在设置多个发光晶粒于第一基板上的步骤以及将第二基板设置在多个发光晶粒上的步骤之间，还包含：设置绝缘层于第一基板上，且绝缘层的至少一部分填充至多个发光晶粒之间的间隙。
12.依据本发明的一些实施例，在形成多条第二电极线于第二基板上的步骤后，还包含：将电路板电连接多条第二电极线。
13.依据本发明的一些实施例，在形成多条第二电极线于第二基板上的步骤后，还包含：将另一电路板电连接所述多条第一电极线。
14.本发明的优点至少在于，数据线和扫描线分别配置在发光晶粒的上下相对两侧，可缩小在基板上的布线空间，而利于达成窄边框效果，且相较于常规被动矩阵式显示装置而言，本发明可避免横向电流分布不均问题、降低像素串扰、改善电极遮光问题、提高发光效率、以及提升显示解析度。
附图说明
15.为了更完整了解实施例及其优点，现参照结合所附附图所做的下列描述，其中：
16.图1a为依据本发明实施例的被动矩阵式显示装置的示意图；
17.图1b为依据本发明实施例的被动矩阵式显示装置的示意图；
18.图2为依据本发明实施例的显示面板的俯视示意图；
19.图3a、图4a、图5a、图6、图7a、图8a、图9为依据本发明实施例的被动矩阵式显示装置的制作方法的各阶段立体透视示意图；
20.图3b、图4b、图5b、图7b、图8b分别为沿图3a、图4a、图5a、图7a、图8a所示的a-a’切线的剖面示意图。
具体实施方式
21.以下仔细讨论本揭示的实施例。然而，可以理解的是，实施例提供许多可应用的概念，其可实施于各式各样的特定内容中。所讨论的特定实施例仅供说明，并非用以限定本揭示的范围。
22.在本文中所使用的用语仅是为了描述特定实施例，非用以限制权利要求书。除非另有限制，否则单数形式的“一”或“该”用语也可用来表示复数形式。
23.可理解的是，虽然在本文中所使用的“第一”、“第二”等术语可用来描述不同的信号和/或实体，此些信号和/或实体应不受此些术语的限制。此些术语仅为了将一个信号和/
或实体与其他信号和/或实体作区别。
24.为了简化和明确说明，本文可能会在各种实施例中重复使用元件符号和/或字母，但这并不表示所讨论的各种实施例及/或配置之间有因果关系。
25.图1a为依据本发明实施例的被动矩阵式显示装置100a的电路示意图。被动矩阵式显示装置100a包含显示面板110a、行驱动电路120和列驱动电路130。显示面板110a具有多个发光单元l、多条扫描线sl和多条数据线dl。发光单元l分别配置在扫描线sl与数据线dl的交会处，且各发光单元l的第一电极和第二电极分别电连接对应的扫描线sl和数据线dl。第一电极与第二电极可分别为阳极与阴极，或是分别为阴极与阳极。图1a是以第一电极与第二电极分别为阳极与阴极为例示，但不以此为限。发光单元l可以是微发光二极管(micro led)、次毫米发光二极管(mini led)、或是其他类型的发光二极管。行驱动电路120电性连接至显示面板110a，其用以产生多个行驱动信号，且将行驱动信号分别传输至扫描线sl。列驱动电路130电性连接至显示面板110a，其用以产生多个列驱动信号，且将列驱动信号分别传输至数据线dl，使发光单元l对应发光。通过行驱动电路120和列驱动电路130的驱动，显示面板110a可显示对应的图像。
26.图1b为依据本发明实施例的被动矩阵式显示装置100b的电路示意图。被动矩阵式显示装置100b包含显示面板110b、行驱动电路120和列驱动电路130。被动矩阵式显示装置100a、100b的差别在于，行驱动电路120和列驱动电路130位于显示面板110b的同一侧，且在显示面板110b中，如图1b所示，扫描线sl分别在显示面板110b的左右两侧转折且向下延伸而电连接行驱动电路120。扫描线sl在其他实施例中可变更为在显示面板110b的左侧或右侧转折且向下延伸而电连接行驱动电路120。其他元件分别与被动矩阵式显示装置100a中的对应元件相同，故不再赘述。
27.图2为依据本发明实施例的显示面板200的俯视示意图。如图2所示，显示面板200包含基板240和设置于基板240上的多个发光晶粒210、多个第一电极线220和多个第二电极线230。显示面板200可对应图1a所示的显示面板110a或图1b所示的显示面板110b。也就是说，图2中的发光晶粒210、第一电极线220和第二电极线230分别为图1a或图1b中的发光单元l、数据线dl和扫描线sl，或是分别为图1a或图1b中的发光单元l、扫描线sl和数据线dl。发光晶粒210排列为具有多个发光晶粒行和多个发光晶粒列的阵列。每一发光晶粒210可以是微发光二极管晶粒、次毫米发光二极管晶粒或其他类型的发光二极管晶粒。在垂直于基板240的方向(例如方向d3)上，第一电极线220和第二电极线230分别位于发光晶粒210的下方和上方。第一电极线220沿方向d2延伸且沿方向d1依序设置，而第二电极线230沿方向d1延伸且沿方向d2依序设置。沿着方向d2延伸的同一排发光晶粒210位于同一条第一电极线220的正上方且电连接同一条第一电极线220，而沿着方向d1延伸的同一排发光晶粒210位于同一条第二电极线230的正下方且电连接同一条第二电极线230。需说明的是，上述沿着方向d2延伸的同一排发光晶粒210与沿着方向d1延伸的同一排的发光晶粒210可分别称为发光晶粒列与发光晶粒行，或是分别称为发光晶粒行与发光晶粒列。类似图1a与图1b的实施例，若沿着方向d2延伸的同一排发光晶粒210与沿着方向d1延伸的同一排发光晶粒210分别为发光晶粒列与发光晶粒行，则第一电极线220与第二电极线230可分别为数据线dl与扫描线sl，且分别电连接列驱动电路130与行驱动电路120；若沿着方向d2延伸的同一排发光晶粒210与沿着方向d1延伸的同一排的发光晶粒210分别为发光晶粒行与发光晶粒列，则第
一电极线220与第二电极线230可分别为扫描线sl与数据线dl，且分别电连接行驱动电路120与列驱动电路130。
28.图3a、图4a、图5a、图6、图7a、图8a、图9为依据本发明实施例的被动矩阵式显示装置的制作方法的各阶段立体示意图，且图3b、图4b、图5b、图7b、图8b分别为沿图3a、图4a、图5a、图7a、图8a所示的a-a’切线的剖面示意图。首先，如图3a与图3b所示，在第一基板310上形成多个第一电极线320、多个第一布线w1与多个第一接垫p1。第一电极线320设置于显示区域da中，第一布线w1和接垫p1设置于显示区域da外的周边区域na中，每条第一电极线320电连接对应的第一布线w1，且每个接垫p1电连接对应的第一布线w1。第一基板310可以是例如硅基板、玻璃基板、聚酰亚胺(polyimide；pi)基板、聚酯树脂(polyester resin；pet)基板、电路板、多层电路板、柔性基板等，但不限于此。第一电极线320可通过沉积金属且对沉积的金属进行微影和蚀刻等制程形成。形成第一电极线320所使用的材料可包括铬、钨、钽、钛、钼、铝、铜等金属元素或其他类似元素，或是包括上述金属元素的任意组合所形成的合金或化合物等，但不限于此。第一布线w1和接垫p1的材料可与第一电极线320相同，且可与第一电极线320经由相同的制程形成，但不以此为限。
29.接着，如图4a与图4b所示，在第一电极线320上配置且电连接多个发光晶粒330。发光晶粒330设置在显示区域da中且排列为多个发光晶粒行和多个发光晶粒列，其中每一个第一电极线320可沿着方向d2延伸且耦接沿着方向d2延伸的一排对应的发光晶粒330的电极334，也就是说，沿着方向d2延伸的同一排发光晶粒330电连接同一个第一电极线320。发光晶粒330可利用例如巨量转移技术或其他相似的转移方式设置在第一基板310上。举例而言，可在转移载板(图未绘示)上制作多个发光晶粒330，接着将具有多条第一电极线320的第一基板310与具有发光晶粒330的转移载板对组，使得发光晶粒330分别接触或通过导电材料电连接第一电极线320，最后再将转移基板与发光晶粒330分离，但不以此为限。应注意的是，本发明可以其他方式将发光晶粒330设置在第一基板310上，而不以上述转移方式为限。
30.发光晶粒330可以是微发光二极管晶粒或次毫米发光二极管晶粒或其他类型的发光二极管晶粒。在本实施例中，每一发光晶粒330为垂直结构发光晶粒，其包含主动层331和分别位于主动层331相对两侧的第一掺杂层332和第二掺杂层333以及分别电连接第一掺杂层332和第二掺杂层333的电极334、335。电极334耦接对应的第一电极线320，也就是电极334接触或通过导电材料电连接对应的第一电极线320。主动层331可例如包括多重量子井层(multi-quantum well，mqw)结构，且多重量子井层结构可包含多个量子井层，其可例如由氮化镓(gan)层和氮化铟镓(ingan)层构成，或是例如由磷化铟镓(gainp)层和铝镓铟磷化物(algainp)层构成，但不以此为限。第一掺杂层332和第二掺杂层333中的一个与另一个分别为n型半导体层与p型半导体层。举例来说，第一掺杂层332和第二掺杂层333中的一个与另一个可以例如分别是n型氮化镓(gan)层与p型氮化镓(gan)层，或是分别为n型铝镓铟磷化物(algainp)层与p型铝镓铟磷化物(algainp)层，但不以此为限。依据第一掺杂层332和第二掺杂层333的掺杂物，电极334、335可以分别是阳极和阴极，或者分别是阴极和阳极。举例来说，若第一掺杂层332和第二掺杂层333分别为p型半导体层与n型半导体层，则电极334、335分别是阳极和阴极；若第一掺杂层332和第二掺杂层333分别为n型半导体层与p型半导体层，则电极334、335分别是阴极和阳极。
31.之后，如图5a与图5b所示，在第一基板310上形成绝缘层340，其填充发光晶粒330之间的空隙，以固定发光晶粒330的配置位置。每个发光晶粒330的电极335的至少一部分未被绝缘层340覆盖。换句话说，从垂直第一基板310的方向(例如方向d3)看，每个发光晶粒330的电极335的至少一部分会显露出来且未被绝缘层340覆盖。绝缘层340可通过喷墨印刷(inkjet printing)或其他制程，在发光晶粒330之间的空隙填充绝缘材料而形成。形成绝缘层340所使用的绝缘材料可以是丙烯酸酯、聚碳酸酯、环氧树脂或其他合适材料。在图5a中，绝缘层340覆盖第一电极线320且覆盖第一布线w1的一部分，但不以此为限。在一些实施例中，第一电极线320及第一布线w1可完全被绝缘层340覆盖，且绝缘层340具有多个开口分别显露对应的接垫p1。
32.接着，如图6所示，提供第二基板350，且将图5a所示的结构与第二基板350对组。第二基板350具有多个开口351，且这些开口351在第二基板350的位置分别对应发光晶粒330配置在第一基板310上的位置。发光晶粒330的电极335的至少一部分在垂直第一基板310的方向(例如方向d3)上分别重叠对应的开口351。第二基板350的开口351的尺寸可大于、等于或是小于对应的发光晶粒330的电极335的尺寸。接着，如图7a与图7b所示，在组接第二基板350后，第二基板350的开口351分别位于发光晶粒330的正上方，且在垂直第一基板310的方向(例如方向d3)上，第二基板350的开口351显露对应的发光晶粒330的电极335的至少一部分。
33.之后，如图8a与图8b所示，在第二基板350上形成多个第二电极线360、多个第二布线w2与多个接垫p2。第二电极线360设置于显示区域da中，第二布线w2与接垫p2设置于位于显示区域da外的周边区域na中，每条第二电极线360电连接对应的第二布线w2，且每个接垫p2电连接对应的第二布线w2。每一个第二电极线360沿着方向d1延伸且耦接沿着方向d1延伸的一排对应的发光晶粒330的电极335，也就是沿着方向d1延伸的同一排发光晶粒330电连接同一个第二电极线360。第二电极线360的长度方向不平行于第一电极线320的长度方向。在本实施例中，第二电极线360的长度方向(例如方向d1)可与第一电极线320的长度方向(例如方向d2)垂直，但不以此为限。第二电极线360可通过沉积金属且对沉积的金属进行微影和蚀刻等制程形成。形成第二电极线360所使用的材料可包括铬、钨、钽、钛、钼、铝、铜等金属元素或其他类似元素，或是包括上述金属元素的任意组合所形成的合金或化合物等，但不限于此。第二布线w2和接垫p2的材料可与第二电极线360相同，且可与第二电极线360经由相同的制程形成，但不以此为限。请同时参照图2与图8a，图8a中的第一电极线320、发光晶粒330和第二电极线360可分别对应至图2中的第一电极线220、发光晶粒210和第二电极线230。
34.如图3a与图8a所示，相似于图1b所示的电路配置方式，第一布线w1与接垫p1设置在位于显示区域da下方的周边区域na中，而第二布线w2分别位于显示区域da的左右两侧且延伸至位于显示区域da下方的周边区域na中，也就是第二布线w2的一部分与接垫p2设置在位于显示区域da下方的周边区域na中，因此第一布线w1、接垫p1、第二布线w2的一部分与接垫p2设置在位于显示区域da的同一侧外的周边区域na中，但不以此为限。在其他实施例中，第一布线w1与第二布线w2的设置可相似于图1a所示的电路配置方式，也就是第一布线w1与第二布线w2可分别设置在位于显示区域da不同侧外的周边区域na中。
35.如图9所示，电路板370、380分别接合至第一基板310和第二基板350，使得电路板
370、380分别电连接设置于第一基板310上的接垫p1和设置于第二基板350上的接垫p2。在本实施例中，电路板380与接垫p2亦可分别称为第一电路板380与第一接垫p2，且电路板370与接垫p1亦可分别称为第二电路板370与第二接垫p1。电路板370、380可以是印刷电路板(pcb)或柔性印刷电路板(fpc)，且可分别透过异方性导电膜(anisotropic conductive film；acf)接合至连接垫p1和连接垫p2。然而，本发明的电路板370、380的种类以及电路板370、380分别接合至接垫p1和接垫p2的方式不以上述内容为限。电路板370电连接列第一驱动电路(图9未绘示)，使得第一驱动电路的第一驱动信号可经由电路板370、接垫p1与第一布线w1传输至第一电极线320。电路板380电连接第二驱动电路(图9未绘示)，使得第二驱动电路的第二驱动信号可经由电路板380、接垫p2与第二布线w2传输至第二电极线360。第一驱动电路、第一驱动信号、第二驱动电路与第二驱动信号可分别为列驱动电路、列驱动信号、行驱动电路与行驱动信号，或是分别为行驱动电路、行驱动信号、列驱动电路与列驱动信号。电路板370电连接第一驱动电路以及电路板380电连接第二驱动电路的方式可举例如下。在一些实施例中，电路板370、380可为柔性印刷电路电路板，且第一驱动电路和第二驱动电路可利用卷带式自动接合技术(tape automated bonding；tab)或薄膜覆晶技术(chip on film；cof)分别封装在电路板370、380上，但不以此为限。在另一些实施例中，第一驱动电路与第二驱动电路可设置在一电路基板上，且电路板370、380接合至上述电路基板，使得电路板370、380分别电连接第一驱动电路与第二驱动电路。此外，在又一些实施例中，被动矩阵式显示装置可包括电路板380但不包括电路板370，第一驱动电路可设置在第一基板310上，且第一驱动电路可接合至接垫p1，使得第一驱动电路的第一驱动信号可经由接垫p1与第一布线w1传输至第一电极线320。第二驱动电路可利用卷带式自动接合技术或薄膜覆晶技术封装在电路板380上；或是第二驱动电路可设置在一电路基板上，且电路板380接合至上述电路基板，使得电路板380电连接第二驱动电路；或是第二驱动电路可设置在第一基板310上，且电路板380接合至第一基板310，使得电路板380电连接第二驱动电路。
36.在本实施例中，每一个第一电极线320可沿着方向d2延伸且耦接对应的沿着方向d2延伸的一排发光晶粒330的电极334，且每一个第二电极线360可沿着方向d1延伸且耦接对应的沿着方向d1延伸的一排发光晶粒330的电极335。然而，本发明的第一电极线320、第一布线w1、接垫p1、第二电极线360、第二布线w2与第二接垫p2的设置不以图3a至图9所示内容为限。举例来说，在另一些实施例中，每一个第一电极线320可沿着方向d1延伸且耦接沿着方向d1延伸的一排对应的发光晶粒330的电极334，且每一个第二电极线360可沿着方向d2延伸且耦接对应的沿着方向d2延伸的一排发光晶粒330的电极335。
37.由上述实施例说明可知，本发明的优点至少在于，数据线和扫描线分别配置在发光晶粒的上下相对两侧，可缩小在基板上的布线空间，即缩小显示面板的非可视区边界，进而利于达成窄边框效果。此外，由于本发明的发光晶粒是采用垂直结构发光晶粒，故相较于采用横向结构发光晶粒的被动矩阵式发光晶粒，本发明可避免横向电流分布不均问题、降低像素串扰、改善电极遮光问题、提高发光效率、以及提升显示解析度。
38.应注意的是，上述实施例的被动矩阵式显示装置中各个元件的尺寸和平面配置仅为示例，而非用以限制本发明的范围。举例而言，本发明被动矩阵式显示装置的发光晶粒数量可依产品设计需求对应改变，而不以附图内容为限。
39.虽然本揭示内容已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本揭示内容，任何熟
悉此技艺者，在不脱离本揭示内容的精神和范围内，当可做各种的更动与润饰，因此本揭示内容的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。