TW202129947A - 具有電極定義子畫素的主動矩陣式微發光二極體顯示面板及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明主要提出一種具有電極定義子畫素的主動矩陣式微發光二極體顯示面板，其包括：一雙面拋光透光基板、一第一半導體材料層、一主動層、一第二半導體材料層、一第一絕緣層、M×N個畫素定義電極、M×N個通道層、M×N個第一電極層、M×N個第二電極層、M×N個第二絕緣層、M×N個第三電極層、以及一光轉換單元。其中，一個所述通道層、一個所述第一電極層、一個所述第二電極層、一個所述第二絕緣層、以及一個所述第三電極層係組成一薄膜電晶體(TFT)元件。如此設計，M×N個TFT元件在一外部控制電路的控制之下，允許一外部驅動電流自該第一電極層依序流經該通道層、該第二電極層和該畫素定義電極，從而接著透過該第二半導體材料層驅動該主動層發光。簡單地說，每個子畫素的發光區域大小係正比於其所對應的畫素定義電極的面積大小。

Description

具有電極定義子畫素的主動矩陣式微發光二極體顯示面 板及其製造方法

本發明係關於微發光二極體顯示面板的技術領域，尤指一種具有電極定義子畫素的主動矩陣式微發光二極體顯示面板及其製造方法。

已知，傳統的平面顯示器包括液晶顯示器(LCD)和電漿顯示器，其中，LCD顯示器為一種非自發光型平面顯示器(non-self-emissive flat panel display)，其結構至少包括：白光LED背光模組、液晶面板、和彩色濾光片。利用一驅動電路控制該白光LED背光模組發出一白色背光，使其穿過該液晶面板且接著穿過所述彩色濾光片之後即轉變為紅色光、綠色光、和藍色光，用以作為螢幕上所顯示之紅色子畫素、綠色子畫素、與藍色子畫素。根據統計，使用白光LED背光模組的液晶顯示器能夠展現的最佳色域(color gamut)僅72% NTSC，再者，由於LCD顯示器的亮度無法提升至1000nits以上，致使其在室外環境下的影像和色 彩辨識度過低。

不同於LCD顯示器，發光二極體(LED)顯示器和有機發光二極體(Organic light-emitting diode,OLED)顯示器皆為一種自發光型平面顯示器(Self-emissive flat panel display)。值得一提的是，Mini LED又名「次毫米發光二極體」，最早是由晶元光電(EPISTAR Corporation)所提出，晶粒的對角線長度介於50微米至60微米之間的LED。Micro LED則是新一代發光元件技術，是將LED晶粒進一步地微小化，使其晶粒的對角線長度小於50微米。由於次毫米LED和微LED皆具有低耗能、反應時間快、高亮度、高對比、可薄膜化製造、以及易於定址驅動發光的優勢，因此使用次毫米LED或微LED作為陣列化排列之自發光子畫素的LED顯示器正快速地發展，且具有取代傳統的LCD顯示器之高度潛力。

目前，RGB三原色微LED顯示器於製作上所遭遇的最大困難在於巨量轉移(Mass transfer)。因此，製造廠提出利用光刻技術(Photolithography)僅於一基板上製造M×N個藍光微LED晶片，接著於所述M×N個藍光微LED晶片上方設置一個量子點光轉換單元，從而將所述M×N個藍光微LED晶片所發出的藍光轉變為紅色光、綠色光、和藍色光，用以作為螢幕上所顯示之紅色子畫素、綠色子畫素、與藍色子畫素。

如美國專利號US10,147,858的圖7所示，為了使得一LED顯示面板的各個LED元件之一陽極端和一陰極端都 可以順利地電連接至外部的驅動電路，包含複數條陽極端連接電極和複數條陰極端連接電極的一透明導電基板係被設置於該外部驅動電路與各個LED元件之陽極端和陰極端之間，作為所述外部驅動電路與各個LED元件之間的電連接橋梁。

值得注意的是，在將所述透明導電基板連接至所述LED顯示面板之前，美國專利號US10,147,858係先利用平台蝕刻製程(mesa-etching process)在一基板上製造出M×N個LED發光結構以作為M×N個子畫素。應可理解，這樣的方式係使得包含該LED顯示面板、該透明導電基板以及該外部驅動電路的一個LED顯示器之整體製程變得愈加複雜，同時也提高了製造成本。

由前述說明可知，雖然先前技術所提出的LED顯示面板仍具有需要加以改善之處。因此，本案之發明人係極力加以研究發明，而終於研發完成本發明之一種具有電極定義子畫素的主動矩陣式微發光二極體顯示面板及其製造方法。

本發明之主要目的在於提供一種具有電極定義子畫素的主動矩陣式微發光二極體顯示面板，具有電極定義子畫素的主動矩陣式微發光二極體顯示面板，其包括：一雙面拋光透光基板、一第一半導體材料層、一主動層、一 第二半導體材料層、一第一絕緣層、M×N個畫素定義電極、M×N個通道層、M×N個第一電極層、M×N個第二電極層、M×N個第二絕緣層、M×N個第三電極層、以及一光轉換單元。其中，一個所述通道層、一個所述第一電極層、一個所述第二電極層、一個所述第二絕緣層、以及一個所述第三電極層係組成一薄膜電晶體(TFT)元件。如此設計，M×N個TFT元件在一外部控制電路的控制之下，允許一外部驅動電流自該第一電極層依序流經該通道層、該第二電極層和該畫素定義電極，從而透過該第二半導體材料層驅動該主動層發光。簡單地說，每個子畫素的發光區域大小係正比於其所對應的畫素定義電極的面積大小。

為達成上述目的，本發明提出所述具有電極定義子畫素的主動矩陣式微發光二極體顯示面板的一實施例，其包括：一雙面拋光透光基板，其二表面分別作為一承載面與一出光面；一第一半導體材料層，形成於該承載面之上；一主動層，形成於該第一半導體材料層之上；一第二半導體材料層，形成於該主動層之上；一第一絕緣層，形成於該第二半導體材料層之上，且具有M×N個第一通孔；M×N個畫素定義電極，分別形成於該M×N個第一通孔之 中；M×N個通道層，形成於該第一絕緣層之上；M×N個第一電極層，其中，各所述第一電極層具有一第一部分與一第二部分分別形成於該第一絕緣層及各該通道層之上，且該第二部分和該第一部分相連；M×N個第二電極層，其中，各所述第二電極層亦具有一第一部分與一第二部分分別形成於該第一絕緣層及各該通道層之上，且該第二電極層之所述第一部分與其所述第二部分相連且與部分的該畫素定義電極相接觸；M×N個第二絕緣層，其中，各所述第二絕緣層覆於一個所述通道層、一個所述第一電極層以及一個所述第二電極層之上；M×N個第三電極層，分別形成於該M×N個第二絕緣層之上；以及一光轉換單元，設置於該雙面拋光透光基板的該出光面之上，且包括M×N個光轉換部分別對應該M×N個畫素定義電極。

於前述本發明之主動矩陣式微發光二極體顯示面板的實施例中，一個所述通道層、一個所述第一電極層、一個所述第二電極層、一個所述第二絕緣層、以及一個所述第三電極層係組成一個薄膜電晶體(Thin-Film Transistor,TFT)元件，且該第一電極層、該第二電極層和該第三電極層分別作為該薄膜電晶體元件之一源極、一 汲極和一閘極。

在一可行的實施例中，前述本發明之主動矩陣式微發光二極體顯示面板更包括：一緩衝層，其形成於該第一半導體材料層和該雙面拋光透光基板的該承載面之間，且該緩衝層的製造材料可為下列任一者：未摻雜的氮化鎵(undoped GaN)、氮化鋁(AlN)、或氧化鋅(ZnO)。

在一可行的實施例中，前述本發明之主動矩陣式微發光二極體顯示面板更包括：M×N個第一導線，其中，各所述第一導線以其一端耦接至該第一電極層，且以其另一端耦接至一外部控制電路；以及M×N條第二導線，其中，各所述第二導線以其一端耦接至該第一電極層，且以其另一端耦接至一電流源。

在一可行的實施例中，前述本發明之主動矩陣式微發光二極體顯示面板更包括：M×N個一設置槽，係利用一蝕刻製程而形成於該第一半導體材料層之上，且貫穿該主動層、該第二半導體材料層、和該第一絕緣層，使得該設置槽之一槽口露出於該第一絕緣層之外；一第三絕緣層，形成於該設置槽內，且具有一第二通孔；以及一第四電極層，形成於該第二通孔內；其中，一第三導線以其一端耦接至該第四電極層，且以 其另一端耦接至一接地工作電壓。

進一步地，為達成上述目的，本發明同時提出所述微發光二極體顯示面板的製造方法之一實施例，其包括：

(1)提供具一承載面與一出光面的一雙面拋光透光基板；

(2)依序形成一第一半導體材料層、一主動層、以及一第二半導體材料層於該承載面之上；

(3)在配合使用一第一光阻和一微影蝕刻技術的情況下，於該第二半導體材料層之上製作出具有M×N個第一通孔的一第一絕緣層；

(4)在配合使用一第二光阻和所述微影蝕刻技術的情況下，於每個所述第一通孔之中製作出一畫素定義電極；

(5)在配合使用一第三光阻和所述微影蝕刻技術的情況下，於該第一絕緣層之上製作出M×N個通道層；

(6)在配合使用一第四光阻和所述微影蝕刻技術的情況下，形成M×N個第一電極層以及M×N個第二電極層；其中，各所述第一電極層具有一第一部分與一第二部分分別形成於該第一絕緣層及各該通道層之上，且該第二部分和該第一部分相連；其中，各所述第二電極層亦具有一第一部分與一第二部分分別形成於該第一絕緣層及各該通道層之上，且該第二電極層之所述第一部分與其所述第二部分相連且與部分的該畫素定義電極相接觸；

(7)在配合使用一第五光阻和所述微影蝕刻技術的情況 下，形成M×N個第二絕緣層，其中各所述第二絕緣層覆於一個所述通道層、一個所述第一電極層以及一個所述第二電極層之上；

(8)在配合使用一第六光阻和所述微影蝕刻技術的情況下，形成M×N個第三電極層分別位於於該M×N個第二絕緣層之上；以及

(9)提供一光轉換單元，並將其連接至該雙面拋光透光基板的該出光面，其中該光轉換單元包括M×N個光轉換部分別對應該M×N個畫素定義電極。

在一可行實施例中，該第一半導體材料層之製造材料為N型氮化鎵(n-type gallium nitride,n-GaN)，且所述第二半導體材料層的製造材料為P型氮化鎵(p-type gallium nitride,p-GaN)。

在一可行實施例中，該主動層於該第一半導體材料層和該第二半導體材料層之間形成一個多重量子井結構，且該多重量子井結構為一氮化鋁鎵(Al_xGa_1-xN)層與一氮化銦鎵(In_xGa_1-xN)層的多重交互堆疊結構。

在一可行實施例中，對應於該多重量子井結構包含彼此交互堆疊的多個所述未摻雜的氮化鎵層與多個所述氮化銦鎵層，該M×N個光轉換部包括：複數個紅光轉換部、複數個綠光轉換部以及複數個空轉換部。

在另一可行實施例中，更包含一藍光量子點材料 填充在各所述第三容置槽之中，且該主動層於該第一半導體材料層和該第二半導體材料層之間形成一個多重量子井結構，且該多重量子井結構為一未摻雜的氮化鎵(undoped GaN)層與一氮化銦鎵(In_xGa_1-xN)層的一多重交互堆疊結構。

在前述之另一可行實施例中，對應於該多重量子井結構包含彼此交互堆疊的多個所述未摻雜的氮化鎵(undoped GaN)層與多個所述氮化銦鎵(In_xGa_1-xN)層，該M×N個光轉換部包括：複數個紅光轉換部、複數個綠光轉換部以及複數個藍光轉換部。

<本發明>

1‧‧‧主動矩陣式微發光二極體顯示面板

10‧‧‧雙面拋光透光基板

10E‧‧‧出光面

10S‧‧‧承載面

11‧‧‧第一半導體材料層

12‧‧‧主動層

13‧‧‧第二半導體材料層

14‧‧‧第一絕緣層

141‧‧‧第一通孔

15‧‧‧畫素定義電極

16‧‧‧通道層

17‧‧‧第二絕緣層

18‧‧‧光轉換單元

180‧‧‧透光基板

18S‧‧‧遮光層

18R‧‧‧紅光轉換部

18G‧‧‧綠光轉換部

18B‧‧‧藍光轉換部

18N‧‧‧空轉換部

19‧‧‧第三絕緣層

191‧‧‧第二通孔

E1‧‧‧第一電極層

E11‧‧‧第一部分

E12‧‧‧第二部分

E2‧‧‧第二電極層

E21‧‧‧第一部分

E22‧‧‧第二部分

E3‧‧‧第三電極層

E4‧‧‧第四電極層

O1‧‧‧第一穿孔

O2‧‧‧第二穿孔

O3‧‧‧第三穿孔

L1‧‧‧第一導線

L2‧‧‧第二導線

L3‧‧‧第三導線

G‧‧‧設置槽

2‧‧‧外部控制電路

3‧‧‧電流源

S1-S9‧‧‧步驟

PR1‧‧‧第一光阻

PR2‧‧‧第二光阻

PR3‧‧‧第三光阻

PR4‧‧‧第四光阻

PR5‧‧‧第五光阻

PR6‧‧‧第六光阻

<習知>

無

圖1顯示本發明之一種具有電極定義子畫素的主動矩陣式微發光二極體顯示面板的側剖視圖；

圖2A顯示該主動矩陣式微發光二極體顯示面板之一光轉換單元的一第一示意性立體圖；

圖2B顯示該光轉換單元的一第二示意性立體圖；

圖3顯示本發明之主動矩陣式微發光二極體顯示面板的示意性立體圖；

圖4為圖3所示之主動矩陣式微發光二極體顯示面板的側剖視圖；

圖5A與圖5B顯示本發明之一種具有電極定義子畫素的主動矩陣式微發光二極體顯示面板之製造方法的流程圖；以及

圖6A至圖6N為本發明之主動矩陣式微發光二極體顯示面板的示意性製造流程圖。

為了能夠更清楚地描述本發明所提出之一種具有電極定義子畫素的主動矩陣式微發光二極體顯示面板及其製造方法，以下將配合圖示，詳盡說明本發明之較佳實施例。

圖1顯示本發明之一種具有電極定義子畫素的主動矩陣式微發光二極體顯示面板的側剖視圖。如圖1所示，本發明之具有電極定義子畫素的主動矩陣式微發光二極體顯示面板1(下文簡稱“主動矩陣式微發光二極體顯示面板1”)主要包括：一雙面拋光透光基板10、一第一半導體材料層11、一主動層12、一第二半導體材料層13、一第一絕緣層14、M×N個畫素定義電極15、M×N個通道層16、M×N個第一電極層E1、M×N個第二電極層E2、M×N個第二絕緣層17、M×N個第三電極層E3、以及一光轉換單元18。

更詳細地說明，該雙面拋光透光基板10為具有一 承載面10S與一出光面10E的一種基板，例如：雙面拋光藍寶石基板、雙面拋光尖晶石基板、雙面拋光碳化矽基板、雙面拋光玻璃基板、或雙面拋光石英基板。另一方面，製造材料為N型氮化鎵(n-type gallium nitride,n-GaN)的該第一半導體材料層11形成於該承載面10S之上，該主動層12形成於該第一半導體材料層11之上，且製造材料為P型氮化鎵(p-type gallium nitride,p-GaN)的該第二半導體材料層13形成於該主動層12之上。值得注意的是，該第一絕緣層14係形成於該第二半導體材料層13之上，且具有M×N個第一通孔141用以供M×N個畫素定義電極15分別形成於其中。並且，在可行的實施例中，所述第一絕緣層14的製造材料可為二氧化矽(SiO₂)或氮化矽(Si₃N₄)。另一方面，所述畫素定義電極15為一鎳(Ni)/金(Au)複合物層、一氧化銦錫(Indium Tin Oxide,ITO)層、一氧化鋅鋁摻雜釔(AZO：Y₂O₃)層、一氧化鋅層、或包含上述任兩者或以上的一堆疊結構層。

如圖1所示，該M×N個通道層16形成於該第一絕緣層14之上，且各所述第一電極層E1具有一第一部分E11與一第二部分E12分別形成於該第一絕緣層14及各該通道層16之上，而該第二部分E12和該第一部分E11相連。並且，各所述第二電極層E2亦具有一第一部分E21與一第二部分E22分別形成於該第一絕緣層14及各該通道層16 之上，且該第二電極層E2之所述第一部分E21與其所述第二部分E22相連且與部分的該畫素定義電極15相接觸。

由圖1可發現，該第一電極層E1的該第二部分E12與該第二電極層E2的該第二部分E22於該通道層16之上係保持一絕緣間距，從而避免該第一電極層E1和該第二電極層E2之間的電性短路。進一步地，各所述第二絕緣層17覆於一個所述通道層16、一個所述第一電極層E1以及一個所述第二電極層E2之上。而後，該M×N個第三電極層E3分別形成於該M×N個第二絕緣層17之上。由圖1可知，用以製造該第三電極層E3的材料係填滿所述絕緣間距，且覆蓋部分的該第一電極層E1之該第二部分E12以及部分的該第二電極層E2之該第二部分E22。

繼續參閱圖1，並請同時圖2A與圖2B，其分別顯示光轉換單元18的一第一示意性立體圖和一第二示意性立體圖。如圖1所示，光轉換單元18設置於該雙面拋光透光基板10的該出光面10E之上，且包括M×N個光轉換部分別對應該M×N個畫素定義電極15。如圖2A所示，該光轉換單元18的主體結構包括一透光基板180以及一遮光層18S，其中該遮光層18S形成於該透光基板180的一設置面之上，且由一遮光材料製成。值得注意的是，複數個第一穿孔O1形成於該遮光層18S之上，且該複數個第一穿孔O1共排列成M/3行及N/3列，且各所述第一穿孔O1與該透 光基板180的該設置面一同組成一第一容置槽。此外，複數個第二穿孔O2係形成於該遮光層18S之上，且該複數個第二穿孔O2共排列成M/3行及N/3列，使得各所述第二穿孔O2與該透光基板180的該設置面一同組成一第二容置槽。再者，複數個第三穿孔O3係形成於該遮光層18S之上，且該複數個第三穿孔O3共排列成M/3行及N/3列，使得各所述第三穿孔O3與該透光基板180的該設置面一同組成一第三容置槽。

在一實施例中，該主動層12於該第一半導體材料層11和該第二半導體材料層13之間形成一個多重量子井結構，且該多重量子井結構為一氮化鋁鎵(Al_xGa_1-xN)層與一氮化銦鎵(In_xGa_1-xN)層的多重交互堆疊結構。簡單地說，受到驅動電壓或驅動電流的電性驅動時，該主動層12會發出一藍色光。對應於該多重量子井結構包含彼此交互堆疊的多個所述未摻雜的氮化鎵層與多個所述氮化銦鎵層，如圖2A所示，一紅光量子點材料係填充在各所述第一容置槽之中且一綠光量子點材料係填充在各所述第二容置槽之中，使得所述M×N個光轉換部包括：複數個紅光轉換部18R、複數個綠光轉換部18G以及複數個空轉換部18N。

在另一實施例中，該主動層12於該第一半導體材料層11和該第二半導體材料層13之間形成一個多重量子 井結構，且該多重量子井結構為一未摻雜的氮化鎵(undoped GaN)層與一氮化銦鎵(In_xGa_1-xN)層的一多重交互堆疊結構。簡單地說，受到驅動電壓或驅動電流的電性驅動時，該主動層12會發出一紫外光。對應於該多重量子井結構包含彼此交互堆疊的多個所述未摻雜的氮化鎵(undoped GaN)層與多個所述氮化銦鎵(In_xGa_1-xN)層，如圖2B所示，進一步地將一藍光量子點材料填充在各所述第三容置槽之中，使得所述該M×N個光轉換部包括：複數個紅光轉換部18R、複數個綠光轉換部18G以及複數個藍光轉換部18B。

補充說明的是，在可行的實施例中，可令一緩衝層形成於該第一半導體材料層11和該雙面拋光透光基板10的該承載面10S之間，且該緩衝層的製造材料可為下列任一者：未摻雜的氮化鎵(undoped GaN)、氮化鋁(AlN)、或氧化鋅(ZnO)。

繼續參閱圖1，並請同時參閱圖3，其顯示本發明之主動矩陣式微發光二極體顯示面板的示意性立體圖。依據本發明之設計，一個所述通道層16、一個所述第一電極層E1、一個所述第二電極層E2、一個所述第二絕緣層17、以及一個所述第三電極層E3係組成一個薄膜電晶體(Thin-Film Transistor,TFT)元件，且該第一電極層E1、該第二電極層E2和該第三電極層E3分別作為該薄膜電晶 體元件之一源極、一汲極和一閘極。並且，進一步比較圖1和圖3可以得知，圖3之中大部分的第一絕緣層14被移除，只留下TFT元件附近的第一絕緣層14，目的在於清楚地顯露出第一絕緣層14和畫素定義電極15及第二半導體材料層13之間的連接關係。

繼續參閱圖3，並請同時參閱圖4，其為圖3所示之主動矩陣式微發光二極體顯示面板的側剖視圖。值得說明的是，利用A-A’剖線將圖3所示之主動矩陣式微發光二極體顯示面板1剖開之後，所獲得之剖面即如圖4所示。在可行的實施例中，本發明之主動矩陣式微發光二極體顯示面板1進一步包括：M×N條第一導線L1以及M×N條第二導線L2。其中，各所述第一導線L1以其一端耦接至該第三電極層E3，且以其另一端耦接至一外部控制電路2。並且，各所述第二導線L2以其一端耦接至該第一電極層E1，且以其另一端耦接至一電流源3。

如圖3和圖4所示，本發明更利用一蝕刻製程而在該第一半導體材料層11之上形成一設置槽G，且該設置槽G貫穿該主動層12、該第二半導體材料層13、和該第一絕緣層14，使得該設置槽G之一槽口露出於該第一絕緣層14之外。並且，具有一第二通孔191的一第三絕緣層19係形成於該設置槽G內，使得一第四電極層E4形成於該第二通孔191內，從而與該第一半導體材料層11相接觸。最終， 一第三導線L3以其一端耦接至該第四電極層E4，且以其另一端耦接至一接地工作電壓。簡單來說，透過所述第三導線L3，一接地工作電壓(例如ELVSS)係傳送至該第一半導體材料層11。另一方面，透過所述M×N條第二導線L2，一驅動電源(例如ELVDD)係傳送至各所述第一電極層E1。在此情況下，只要外部控制電路2透過該第一導線L1傳送至一控制訊號(例如高準位訊號)至一個所述第三電極層E3，則具有該第三電極層E3的該TFT元件便會允許一驅動電流自該第一電極層E3依序流經該通道層16、該第二電極層E2和該畫素定義電極15，從而接著透過該第二半導體材料層11驅動該主動層12發光。簡單地說，在本發明之主動矩陣式微發光二極體顯示面板1的設計中，每個子畫素的發光區域大小係正比於其所對應的畫素定義電極15的面積大小。

主動矩陣式微發光二極體顯示面板的製造方法

圖5A與圖5B顯示本發明之一種具有電極定義子畫素的主動矩陣式微發光二極體顯示面板支製造方法的流程圖。並且，圖6A至圖6N為主動矩陣式微發光二極體顯示面板的示意性製造流程圖。如圖5A和圖6A所示，製造方法係首先執行步驟S1以及步驟S2，從而提供具一承載面10S與一出光面10E的一雙面拋光透光基板10，且依序地形成一第一半導體材料層11、一主動層12、以及一 第二半導體材料層13於該承載面10S之上。接著，如圖5A以及圖6B至圖6C所示，在步驟S3之中，係在配合使用一第一光阻PR1和一微影蝕刻技術的情況下，於該第二半導體材料層13之上製作出具有M×N個第一通孔141的一第一絕緣層14。

繼續地，如圖5A以及圖6D至圖6E所示，製造方法係執行步驟S4，從而在配合使用一第二光阻PR2和所述微影蝕刻技術的情況下，於每個所述第一通孔141之中製作出一畫素定義電極15。接著，如圖5A以及圖6F至圖6G所示，於步驟S5之中，係在配合使用一第三光阻PR3和所述微影蝕刻技術的情況下，於該第一絕緣層14之上製作出M×N個通道層16。而後，如圖5B以及圖6H至圖6I所示，於步驟S6之中，係在配合使用一第四光阻PR4和所述微影蝕刻技術的情況下，形成M×N個第一電極層E1以及M×N個第二電極層E2。由圖6I可知，各所述第一電極層E1具有一第一部分E11與一第二部分E12分別形成於該第一絕緣層14及各該通道層16之上，且該第二部分E12和該第一部分E11相連；其中，各所述第二電極層E2亦具有一第一部分E21與一第二部分E22分別形成於該第一絕緣層14及各該通道層16之上，且該第二電極層E2之所述第一部分E21與其所述第二部分E22相連且與部分的該畫素定義電極15相接觸。

而後，如圖5B以及圖6J至圖6K所示，製造方法係執行步驟S7，從而在配合使用一第五光阻PR5和所述微影蝕刻技術的情況下，形成M×N個第二絕緣層17，其中各所述第二絕緣層17覆於一個所述通道層16、一個所述第一電極層E1以及一個所述第二電極層E2之上。繼續地，如圖5B以及圖6L至圖6M所示，在步驟S8之中，係在配合使用一第六光阻PR6和所述微影蝕刻技術的情況下，形成M×N個第三電極層E3分別位於於該M×N個第二絕緣層17之上。最終，如圖5B和圖6N所示，在步驟S9之中，係提供一光轉換單元18，並將其連接至該雙面拋光透光基板10的該出光面10E，其中該光轉換單元18包括M×N個光轉換部分別對應該M×N個畫素定義電極15。

如此，上述係已完整且清楚地說明本發明之一種具有電極定義子畫素的主動矩陣式微發光二極體顯示面板及其製造方法。的所有實施例及其特徵。必須加以強調的是，前述本案所揭示者乃為較佳實施例，舉凡局部之變更或修飾而源於本案之技術思想而為熟習該項技藝之人所易於推知者，俱不脫本案之專利權範疇。

1‧‧‧主動矩陣式微發光二極體顯示面板

2‧‧‧外部控制電路

3‧‧‧電流元

10‧‧‧雙面拋光透光基板

11‧‧‧第一半導體材料層

12‧‧‧主動層

13‧‧‧第二半導體材料層

14‧‧‧第一絕緣層

15‧‧‧畫素定義電極

16‧‧‧通道層

17‧‧‧第二絕緣層

18‧‧‧光轉換單元

E1‧‧‧第一電極層

E2‧‧‧第二電極層

E3‧‧‧第三電極層

L1‧‧‧第一導線

L2‧‧‧第二導線

Claims (24)

1. 一種主動矩陣式微發光二極體顯示面板，包括：

   一雙面拋光透光基板，其二表面分別作為一承載面與一出光面；

   一第一半導體材料層，形成於該承載面之上；

   一主動層，形成於該第一半導體材料層之上；

   一第二半導體材料層，形成於該主動層之上；

   一第一絕緣層，形成於該第二半導體材料層之上，且具有M×N個第一通孔；

   M×N個畫素定義電極，分別形成於該M×N個第一通孔之中；

   M×N個通道層，形成於該第一絕緣層之上；

   M×N個第一電極層，其中，各所述第一電極層具有一第一部分與一第二部分分別形成於該第一絕緣層及各該通道層之上，且該第二部分和該第一部分相連；

   M×N個第二電極層，其中，各所述第二電極層亦具有一第一部分與一第二部分分別形成於該第一絕緣層及各該通道層之上，且該第二電極層之所述第一部分與其所述第二部分相連且與部分的該畫素定義電極相接觸；

   M×N個第二絕緣層，其中，各所述第二絕緣層覆於一個所述通道層、一個所述第一電極層以及一個所述第二電極層之上；

   M×N個第三電極層，分別形成於該M×N個第二絕緣層 之上；以及

   一光轉換單元，設置於該雙面拋光透光基板的該出光面之上，且包括M×N個光轉換部分別對應該M×N個畫素定義電極。
2. 如請求項1所述之主動矩陣式微發光二極體顯示面板，其中，一個所述通道層、一個所述第一電極層、一個所述第二電極層、一個所述第二絕緣層、以及一個所述第三電極層係組成一個薄膜電晶體(Thin-Film Transistor,TFT)元件，且該第一電極層、該第二電極層和該第三電極層分別作為該薄膜電晶體元件之一源極、一汲極和一閘極。
3. 如請求項2所述之主動矩陣式微發光二極體顯示面板，更包括：

   M×N條第一導線，其中，各所述第一導線以其一端耦 接至該第三電極層，且以其另一端耦接至一外部控制電路；以及

   M×N條第二導線，其中，各所述第二導線以其一端耦接至該第一電極層，且以其另一端耦接至一電流源。
4. 如請求項1所述之主動矩陣式微發光二極體顯示面板，更包括：

   一設置槽，係利用一蝕刻製程而形成於該第一半導體 材料層之上，且貫穿該主動層、該第二半導體材料層、和該第一絕緣層，使得該設置槽之一槽口露出於該第一絕緣層之外；

   一第三絕緣層，形成於該設置槽內，且具有一第二通孔；以及

   一第四電極層，形成於該第二通孔內，從而與該第一半導體材料層相接觸；

   其中，一第三導線以其一端耦接至該第四電極層，且以其另一端耦接至一接地工作電壓。
5. 如請求項1所述之主動矩陣式微發光二極體顯示面板，更包括：一緩衝層，其形成於該第一半導體材料層和該雙面拋光透光基板的該承載面之間，且該緩衝層的製造材料可為下列任一者：未摻雜的氮化鎵(undoped GaN)、氮化鋁(AlN)、或氧化鋅(ZnO)。
6. 如請求項1所述之主動矩陣式微發光二極體顯示面板，其中，該雙面拋光透光基板可為下列任一者：雙面拋光藍寶石基板、雙面拋光尖晶石基板、雙面拋光碳化矽基板、雙面拋光玻璃基板、或雙面拋光石英基板。
7. 如請求項1所述之主動矩陣式微發光二極體顯示面板，其中，該第一半導體材料層之製造材料為N型氮化鎵(n-type gallium nitride,n-GaN)，且所述第二半導體材 料層的製造材料為P型氮化鎵(p-type gallium nitride,p-GaN)。
8. 如請求項1所述之主動矩陣式微發光二極體顯示面板，其中，該光轉換單元包括：

   一透光基板；

   一遮光層，形成於該透光基板的一設置面之上，且由一遮光材料製成；

   複數個第一穿孔，形成於該遮光層之上，且該複數個第一穿孔共排列成M/3行及N/3列；其中，各所述第一穿孔與該透光基板的該設置面一同組成一第一容置槽；

   複數個第二穿孔，形成於該遮光層之上，且該複數個第二穿孔共排列成M/3行及N/3列；其中，各所述第二穿孔與該透光基板的該設置面一同組成一第二容置槽；以及

   複數個第三穿孔，形成於該遮光層之上，且該複數個第三穿孔共排列成M/3行及N/3列；其中，各所述第三穿孔與該透光基板的該設置面一同組成一第三容置槽；

   其中，一紅光量子點材料係填充在各所述第一容置槽之中，且一綠光量子點材料係填充在各所述第二容置槽之中。
9. 如請求項8所述之主動矩陣式微發光二極體顯示面板，其中，該主動層於該第一半導體材料層和該第二半導體材料層之間形成一個多重量子井結構，且該多重量子井結構為一氮化鋁鎵(Al_xGa_1-xN)層與一氮化銦鎵(In_xGa_1-xN)層的多重交互堆疊結構。
10. 如請求項9所述之主動矩陣式微發光二極體顯示面板，其中，對應於該多重量子井結構包含彼此交互堆疊的多個所述未摻雜的氮化鎵層與多個所述氮化銦鎵層，該M×N個光轉換部包括：複數個紅光轉換部、複數個綠光轉換部以及複數個空轉換部。
11. 如請求項8所述之主動矩陣式微發光二極體顯示面板，其中，一藍光量子點材料係填充在各所述第三容置槽之中。
12. 如請求項11所述之主動矩陣式微發光二極體顯示面板，其中，該主動層於該第一半導體材料層和該第二半導體材料層之間形成一個多重量子井結構，且該多重量子井結構為一未摻雜的氮化鎵(undoped GaN)層與一氮化銦鎵(In_xGa_1-xN)層的一多重交互堆疊結構。
13. 如請求項12所述之主動矩陣式微發光二極體顯示面板，其中，對應於該多重量子井結構包含彼此交互 堆疊的多個所述未摻雜的氮化鎵(undoped GaN)層與多個所述氮化銦鎵(In_xGa_1-xN)層，且該M×N個光轉換部包括：複數個紅光轉換部、複數個綠光轉換部以及複數個藍光轉換部。
14. 一種主動矩陣式微發光二極體顯示面板的製造方法，包括以下步驟：

    (1)提供具一承載面與一出光面的一雙面拋光透光基板；

    (2)依序形成一第一半導體材料層、一主動層、以及一第二半導體材料層於該承載面之上；

    (3)在配合使用一第一光阻和一微影蝕刻技術的情況下，於該第二半導體材料層之上製作出具有M×N個第一通孔的一第一絕緣層；

    (4)在配合使用一第二光阻和所述微影蝕刻技術的情況下，於每個所述第一通孔之中製作出一畫素定義電極；

    (5)在配合使用一第三光阻和所述微影蝕刻技術的情況下，於該第一絕緣層之上製作出M×N個通道層；

    (6)在配合使用一第四光阻和所述微影蝕刻技術的情況下，形成M×N個第一電極層以及M×N個第二電極層；其中，各所述第一電極層具有一第一部分與一第二部分分別形成於該第一絕緣層及各該通道層之上，且該第二部分和該第一部分相連；其中，各所述第二電極 層亦具有一第一部分與一第二部分分別形成於該第一絕緣層及各該通道層之上，且該第二電極層之所述第一部分與其所述第二部分相連且與部分的該畫素定義電極相接觸；

    (7)在配合使用一第五光阻和所述微影蝕刻技術的情況下，形成M×N個第二絕緣層，其中各所述第二絕緣層覆於一個所述通道層、一個所述第一電極層以及一個所述第二電極層之上；

    (8)在配合使用一第六光阻和所述微影蝕刻技術的情況下，形成M×N個第三電極層分別位於於該M×N個第二絕緣層之上；以及

    (9)提供一光轉換單元，並將其連接至該雙面拋光透光基板的該出光面，其中該光轉換單元包括M×N個光轉換部分別對應該M×N個畫素定義電極。
15. 如請求項14所述之主動矩陣式微發光二極體顯示面板的製造方法，更包括：

    M×N條第一導線，其中，各所述第一導線以其一端耦接至該第三電極層，且以其另一端耦接至一外部控制電路；以及

    M×N條第二導線，其中，各所述第二導線以其一端耦接至該第一電極層，且以其另一端耦接至一電流源。
16. 如請求項14所述之主動矩陣式微發光二極 體顯示面板的製造方法，更包括：

    一設置槽，係利用一蝕刻製程而形成於該第一半導體材料層之上，且貫穿該主動層、該第二半導體材料層、和該第一絕緣層，使得該設置槽之一槽口露出於該第一絕緣層之外；

    一第三絕緣層，形成於該設置槽內，且具有一第二通孔；以及

    一第四電極層，形成於該第二通孔內；

    其中，一第三導線以其一端耦接至該第四電極層，且以其另一端耦接至一接地工作電壓。
17. 如請求項14所述之主動矩陣式微發光二極體顯示面板的製造方法，更包括：

    一緩衝層，形成於該第一半導體材料層和該雙面拋光透光基板的該承載面之間，且該緩衝層的製造材料可為下列任一者：未摻雜的氮化鎵(undoped GaN)、氮化鋁(AlN)、或氧化鋅(ZnO)。
18. 如請求項14所述之主動矩陣式微發光二極體顯示面板的製造方法，其中，該第一半導體材料層之製造材料為N型氮化鎵(n-type gallium nitride,n-GaN)，且所述第二半導體材料層的製造材料為P型氮化鎵(p-type gallium nitride,p-GaN)。
19. 如請求項14所述之主動矩陣式微發光二極體顯示面板的製造方法，其中，該光轉換單元包括：

    一透光基板；

    一遮光層，形成於該透光基板的一設置面之上，且由一遮光材料製成；

    複數個第一穿孔，形成於該遮光層之上，且該複數個第一穿孔共排列成M/3行及N/3列；其中，各所述第一穿孔與該透光基板的該設置面一同組成一第一容置槽；

    複數個第二穿孔，形成於該遮光層之上，且該複數個第二穿孔共排列成M/3行及N/3列；其中，各所述第二穿孔與該透光基板的該設置面一同組成一第二容置槽；以及

    複數個第三穿孔，形成於該遮光層之上，且該複數個第三穿孔共排列成M/3行及N/3列；其中，各所述第三穿孔與該透光基板的該設置面一同組成一第三容置槽；

    其中，一紅光量子點材料係填充在各所述第一容置槽之中，且一綠光量子點材料係填充在各所述第二容置槽之中。
20. 如請求項19所述之主動矩陣式微發光二極體顯示面板的製造方法，其中，該主動層於該第一半導體材料層和該第二半導體材料層之間形成一個多重量子井結 構，且該多重量子井結構為一氮化鋁鎵(Al_xGa_1-xN)層與一氮化銦鎵(In_xGa_1-xN)層的多重交互堆疊結構。
21. 如請求項20所述之主動矩陣式微發光二極體顯示面板的製造方法，其中，對應於該多重量子井結構包含彼此交互堆疊的多個所述未摻雜的氮化鎵層與多個所述氮化銦鎵層，該M×N個光轉換部包括：複數個紅光轉換部、複數個綠光轉換部以及複數個空轉換部。
22. 如請求項19所述之主動矩陣式微發光二極體顯示面板的製造方法，其中，一藍光量子點材料係填充在各所述第三容置槽之中。
23. 如請求項22所述之主動矩陣式微發光二極體顯示面板的製造方法，其中，該主動層於該第一半導體材料層和該第二半導體材料層之間形成一個多重量子井結構，且該多重量子井結構為一未摻雜的氮化鎵(undoped GaN)層與一氮化銦鎵(In_xGa_1-xN)層的一多重交互堆疊結構。
24. 如請求項23所述之主動矩陣式微發光二極體顯示面板的製造方法，其中，對應於該多重量子井結構包含彼此交互堆疊的多個所述未摻雜的氮化鎵(undoped GaN)層與多個所述氮化銦鎵(In_xGa_1-xN)層，該M×N個光轉 換部包括：複數個紅光轉換部、複數個綠光轉換部以及複數個藍光轉換部。

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