TWI521690B - 發光元件的轉移方法以及發光元件陣列 - Google Patents

Description

發光元件的轉移方法以及發光元件陣列

本申請案是有關於一種發光元件陣列的製造方法，且特別是有關於一種發光元件的轉移方法。

無機發光二極體顯示器具備主動發光、高亮度等特點，因此已經廣泛地被應用於照明、顯示器等技術領域中。但單片微顯示器(monolithic micro-displays)一直以來都面臨彩色化的技術瓶頸。目前，已有習知技術提出利用磊晶技術於單一發光二極體晶片中製作出多層能夠發出不同色光之發光層，以使單一發光二極體晶片即可提供不同色光。但由於能夠發出不同色光之發光層的晶格常數不同，因此不容易成長在同一個基板上。此外，其他習知技術提出了利用發光二極體晶片搭配不同色轉換材料之彩色化技術，但是此技術仍面臨色轉材料之轉換效率過低以及塗佈均勻性等問題。

除了上述兩種彩色化技術，亦有習知技術提出了發光二極體之轉貼技術，由於能夠發出不同色光之發光二極體可分別在適當的基板上成長，故發光二極體能夠具備較佳的磊晶品質與發光效率。是以，發光二極體之轉貼技術較有機會使單片微顯示器的亮度以及顯示品質提升。然而，如何快速且有效率地將發光二極體轉貼至單片微顯示器的線路基板上，實為目前業界關注的議題之一。

本申請案之一實施例提供一種發光元件的轉移方法以及發光元件陣列。

本申請案之一實施例提供一種發光元件的轉移方法，其包括下列步驟(a)~步驟(d)。步驟(a)：於一第一基板上形成多個陣列排列之發光元件，各發光元件包括一元件層以及一犧牲圖案，且犧牲圖案位於元件層與第一基板之間。步驟(b)：於第一基板上形成一保護層以選擇性地覆蓋部分的發光元件，其中部分的發光元件未被保護層所覆蓋。步驟(c)：令未被保護層所覆蓋之元件層與一第二基板接合。步驟(d)：移除未被保護層所覆蓋的犧牲圖案，以使部分的元件層與第一基板分離而轉移至第二基板上。

本申請案之一實施例提供一種發光元件陣列，其包括一線路基板以及多個能夠發出不同色光的元件層，其中線路基板具有多個接墊以及多個位於接墊上的導電凸塊，而多個能夠發出不同色光的元件層係透過導電凸塊以及接墊而與線路基板電性連接。能夠發出不同色光的元件層具有不同的厚度，而與能夠發出不同色光的元件層接合的導電凸塊具有不同的高度，以使能夠發出不同色光的元件層之頂表面位於同一水平高度上。

本申請案之另一實施例提供一種發光元件陣列，其包括一線路基板以及多個能夠發出不同色光的元件層，其中線路基板具有多個接墊以及多個位於接墊上的導電凸塊，而多個能夠發出不同色光的元件層係透過導電凸塊以及接墊而與線路基板電性連接。能夠發出不同色光的元件層具 有不同的厚度，而與能夠發出不同色光的元件層接合的導電凸塊具有不同的高度，以使能夠發出不同色光的元件層之頂表面位於不同的水平高度上。

本申請案之一實施例可以快速且有效率地將發光元件由一基板轉移至另一基板上，有助於發光元件在微顯示器領域中的應用。

為讓本申請案之上述特徵能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

【第一實施例】

圖1A至圖1K為本申請案一實施例之發光元件的轉移方法之流程示意圖。請參照圖1A，首先，於一第一基板SUB1上形成多個陣列排列之發光元件100，各個發光元件100包括元件層110以及犧牲圖案120，且犧牲圖案120位於元件層110與第一基板SUB1之間。在本實施例中，位於同一個第一基板SUB1上的元件層110適於發出相同顏色的光線。舉例而言，第一基板SUB1上的元件層110例如同為紅光發光二極體、綠光發光二極體或者藍光發光二極體。此外，每個元件層110皆已包含一電極(未繪示)。

接著請參照圖1B，於第一基板SUB1上形成保護層PV以選擇性地覆蓋部分的發光元件100，其中部分的發光元件100未被保護層PV所覆蓋。在本實施例中，保護層PV例如為一光阻材料或其他介電材料，以在後續之犧牲圖案120的移除過程中，確保被保護層PV所覆蓋的發光 元件100不會與第一基板SUB1分離。舉例而言，保護層PV之材質可以是聚乙醯胺(Polyimide)或其他高分子材質，保護層PV之材質亦可以是氧化矽(SiOx)、氮化矽(SiNx)或其他無機介電材質。

接著請參照圖1C與圖1D，令未被保護層PV所覆蓋之元件層110與一第二基板SUB2接合，並且移除未被保護層PV所覆蓋的犧牲圖案120(如圖1C所示)，以使部分的元件層110與第一基板SUB1分離而轉移至第二基板SUB2上(如圖1D所示)。在本實施例中，第二基板SUB2例如為單片微顯示器(monolithic micro-displays)中的線路基板(如具有多個接墊PAD之互補金氧半導體晶片)，而未被保護層PV所覆蓋之元件層110例如是透過導電凸塊B與第二基板SUB2上之接墊PAD接合。舉例而言，導電凸塊B例如是金凸塊(gold bump)或是其他合金凸塊，而導電凸塊B與第二基板SUB2上之接墊PAD的接合(電性連接)例如是透過回焊(reflow)或是其他焊接製程達成。

如圖1C所示，在導電凸塊B與接墊PAD接合的過程中，保護層PV可以有效且直接地控制第一基板SUB1與第二基板SUB2之間的距離，避免過度壓合的現象產生。換言之，保護層PV提供了接合終止(bonding stop)的功能，使得製程控制更為容易。

在本實施例中，移除犧牲圖案的方法例如為濕式蝕刻(wet etch)。值得注意的是，所選用的蝕刻劑(etchant)與保護層PV之材質相關，具體而言，所選用的蝕刻劑對犧牲圖案120的蝕刻速率需遠高對保護層PV的蝕刻速率，以 確保被保護層PV所覆蓋之元件層110以及犧牲圖案120不會受到蝕刻劑的損害。

圖1A至圖1D已經概略敘述了將發光元件100從第一基板SUB1轉移至第二基板SUB2上的方法，為了將適於發出不同色光的元件層轉移至同一第二基板SUB2上，本實施例可選擇性地進行圖1E至圖1K中所繪示的製程步驟。

接著請參照圖1E，於另一第一基板SUB1’上形成多個陣列排列之發光元件100’，各個發光元件100’包括元件層110’以及犧牲圖案120’，且犧牲圖案120’位於元件層110’與第一基板SUB1’之間。在本實施例中，位於同一個第一基板SUB1’上的元件層110’適於發出相同顏色的光線。舉例而言，第一基板SUB1’上的元件層110’例如同為紅光發光二極體、綠光發光二極體或者藍光發光二極體。值得注意的是，元件層110’與元件層110適於分別發出不同顏色的光線。

如圖1E所示，第一基板SUB1’上形成有保護層PV’以選擇性地覆蓋部分的發光元件100’，其中部分的發光元件100’未被保護層PV’所覆蓋。圖1E中的保護層PV’與圖1B中的保護層PV具有相同的功能，故於此不再贅述。

接著請參照圖1F與圖1G，令未被保護層PV’所覆蓋之元件層110’與一第二基板SUB2接合，並且移除未被保護層PV’所覆蓋的犧牲圖案120’(如圖1F所示)，以使部分的元件層110’與第一基板SUB1’分離而轉移至第二基板SUB2上(如圖1G所示)。在本實施例中，未被保護層 PV’所覆蓋之元件層110’例如是透過導電凸塊B’與第二基板SUB2上之接墊PAD接合。舉例而言，導電凸塊B’例如是金凸塊(gold bump)或是其他合金凸塊，而導電凸塊B’與第二基板SUB2上之接墊PAD的接合(電性連接)例如是透過回焊(reflow)或是其他焊接製程達成。

請參照圖1H，於另一第一基板SUB1”上形成多個陣列排列之發光元件100”，各個發光元件100”包括元件層110”以及犧牲圖案120”，且犧牲圖案120”位於元件層110”與第一基板SUB1”之間。在本實施例中，位於同一個第一基板SUB1”上的元件層110”適於發出相同顏色的光線。舉例而言，第一基板SUB1”上的元件層110”例如同為紅光發光二極體、綠光發光二極體或者藍光發光二極體。值得注意的是，元件層110”、元件層110’與元件層110適於分別發出不同顏色的光線。

如圖1H所示，第一基板SUB1”上形成有保護層PV”以選擇性地覆蓋部分的發光元件100”，其中部分的發光元件100”未被保護層PV”所覆蓋。圖1E中的保護層PV”與圖1B中的保護層PV具有相同的功能，故於此不再贅述。

接著請參照圖1I，令未被保護層PV”所覆蓋之元件層110”與一第二基板SUB2接合，並且移除未被保護層PV”所覆蓋的犧牲圖案120”，以使部分的元件層110”與第一基板SUB1”分離而轉移至第二基板SUB2上(如圖1G所示)。在本實施例中，未被保護層PV”所覆蓋之元件層110”例如是透過導電凸塊B”與第二基板SUB2上之接墊PAD接合。舉例而言，導電凸塊B”例如是金凸塊(gold bump) 或是其他合金凸塊，而導電凸塊B”與第二基板SUB2上之接墊PAD的接合(電性連接)例如是透過回焊(reflow)或是其他焊接製程達成。

如圖1A至圖1I所示，本實施例會依序將元件層110、元件層110’以及元件層110”轉移至第二基板SUB2上。詳言之，本實施例令元件層110與導電凸塊B的總厚度小於元件層110’與導電凸塊B’的總厚度，並令元件層110’與導電凸塊B’的總厚度小於元件層110”與導電凸塊B”的總厚度。當元件層110與導電凸塊B的總厚度小於元件層110’與導電凸塊B’的總厚度時，元件層110”在轉移至第二基板SU2B的過程中便不會受到元件層110的干涉。同樣地，當元件層110’與導電凸塊B’的總厚度小於元件層110”與導電凸塊B”的總厚度時，元件層110'''在轉移至第二基板SU2B的過程中便不會受到元件層110’的干涉。

接著請參照圖1J，為了確保元件層110、110’、100”之間的發生異常的短路現象，本實施例可先於第二基板SUB2上形成一絕緣層IN以填入元件層110、110’、100”之間，之後再於元件層110、110’、100”以及絕緣層IN上形成一共通電極COM。

接著請參照圖1K，由於能夠發出不同色光的元件層110、110’、100”在厚度上不盡相同，而導電凸塊B、B’、B”具有不同的高度，因此能夠發出不同色光的元件層110、110’、100”之頂表面位於不同的水平高度上。承上述，本實施例可於共通電極COM上形成一平坦層PLN，而在完成平坦層PLN的製作之後，本實施例可以選擇性地 於平坦層PLN上形成黑矩陣BM及/或微透鏡陣列MLA。舉例而言，黑矩陣BM具有多個開口AP，且各開口AP分別位於元件層110、110’、100”至少其中一個上方。此外，微透鏡陣列MLA包括多個陣列排列之微透鏡ML，且各微透鏡ML分別位於元件層110、110’、100”至少其中一個上方。更具體而言，各微透鏡ML分別位於其各開口AP中，且對應於元件層110、110’、100”至少其中一個。

由於本實施例採用了犧牲圖案120、120’、120”、保護層PV、PV’、PV”以及導電凸塊B、B’、B”之搭配，因此本實施例可以十分有效率地將不同的元件層110、110’、100”轉移至第二基板SUB2上。

為了更為有效率地將能夠發出不同色光的發光元件轉移至同一個第二基板SUB2上，本實施例提出圖2、圖3以及圖4中的接合順序，透過圖2、圖3以及圖4中的接合順序可以讓所有的發光元件皆順利地轉移至第二基板SUB2上，不會有部分發光元件仍然遺留在第一基板SUB1(或第一基板SUB1’、SUB1”)上的問題。

如圖2至圖4所示，首先，提供3個第一基板SUB1(如圖3所示)或4個第一基板SUB1(如圖2或圖4所示)，其中一個第一基板SUB上具有紅色發光元件110R，另外一個第一基板SUB1上具有藍色發光元件110B，而其餘第一基板SUB1上具有綠色發光元件110G。接著，第一基板SUB1上的紅色發光元件110R、綠色發光元件110G以及藍色發光元件110B轉移至第二基板SUB2的預定位置上(如依照虛線箭頭所示)。如此，即可快速且有效率 地將紅色發光元件110R、綠色發光元件110G以及藍色發光元件110B轉移至第二基板SUB2從第一基板SUB1轉移至第二基板SUB2上，不會有部分發光元件仍然遺留在第一基板SUB1上的問題。

犧牲圖案的製造方法

圖5A至圖5C為一種犧牲圖案的製造方法。首先請參照圖5A，於第一基板SUB1上依序形成犧牲層120a以及半導體磊晶層110a，其中第一基板SUB1例如為藍寶石(sapphire)基板，而犧牲層120a例如是藉由磊晶方式形成的氧化鋅(ZnO)磊晶層、AlGaN磊晶層、AlInN磊晶層等。

接著請參照圖5B，圖案化半導體磊晶層110a以及犧牲層120a，以於第一基板SUB1上形成多個元件層110以及多個位於元件層110與第一基板SUB1之間的犧牲圖案120。在本實施例中。圖案化半導體磊晶層110a以及犧牲層120a的方法例如為微影蝕刻製程。

最後請參照圖5C，當部分的元件層110被保護層PV所覆蓋，未被保護層PV所覆蓋的犧牲圖案120可以透過蝕刻劑而被移除，使未被保護層PV所覆蓋的元件層110與第一基板SUB1分離。當犧牲圖案120之材質為氧化鋅時，所使用的蝕刻劑包括磷酸(H₃PO₄)、鹽酸(HCl)或其他酸性溶液。當犧牲圖案120b之材質為AlGaN或AlInN時，所使用的蝕刻劑包括氫氧化鉀(KOH)、硝酸(HNO₃)或其他溶液。

圖6A至圖6C為另一種犧牲圖案的製造方法。請參照 圖6A，先於第一基板SUB1上形成柵狀犧牲層120b，在於柵狀犧牲層120b以及第一基板SUB1上形成半導體磊晶層110a，其中第一基板SUB1例如為藍寶石(sapphire)基板，而柵狀犧牲層120b例如是藉由磊晶方式形成的氧化鋅(ZnO)磊晶層、AlGaN磊晶層、AlInN磊晶層等。

接著請參照圖6B，圖案化半導體磊晶層110a，以於第一基板SUB1上形成多個元件層110以及多個鑲嵌於元件層110與第一基板SUB1之間的柵狀犧牲圖案120b。在本實施例中。圖案化半導體磊晶層110a的方法例如為微影蝕刻製程。

最後請參照圖6C，當部分的元件層110被保護層PV所覆蓋，未被保護層PV所覆蓋的犧牲圖案120b可以透過蝕刻劑而被移除，使未被保護層PV所覆蓋的元件層110能夠很容易地與第一基板SUB1分離。當犧牲圖案120b之材質為氧化鋅時，所使用的蝕刻劑包括磷酸(H₃PO₄)、鹽酸(HCl)或其他酸性溶液。當犧牲圖案120b之材質為AlGaN或AlInN時，所使用的蝕刻劑包括氫氧化鉀(KOH)、硝酸(HNO₃)或其他溶液。

【第二實施例】

圖7A至圖7K為本申請案第二實施例之發光元件的轉移方法之流程示意圖。請參照圖7A，首先，於成長基板SUB上依序形成第一型摻雜半導體層210a、發光層210b以及第二型摻雜半導體層210c。在本實施例中，第一型摻雜半導體層210a例如是藉由磊晶方式所形成的N型摻雜 GaN磊晶層，發光層210b例如是藉由磊晶方式所形成的單一或多重量子井發光層，而第二型摻雜半導體層210c例如是藉由磊晶方式所形成的P型摻雜GaN磊晶層。此領域具有通常知識者可根據實際設計需求而在此階段進行光子晶體、共振腔、歐姆接觸層等元件的製作，本實施例不再詳加說明。

請參照圖7B，於第一基板SUB1上形成一犧牲層120a，並令第二型摻雜半導體層210c與犧牲層120a暫時性接合。

請參照圖7C，令第一型摻雜半導體層210a與成長基板SUB分離。在本實施例中，令第一型摻雜半導體層210a與成長基板SUB分離的方法包括雷射剝離技術(laser lift-off)。此外，此領域具有通常知識者可選擇性地在第一型摻雜半導體層210a與成長基板SUB分離之後，進行第一型摻雜半導體層210a的薄化製程(例如研磨或回蝕刻)，或於第一型摻雜半導體層210a上進行光子晶體的製作。

請參照圖7D，第一型摻雜半導體層210a與成長基板SUB分離之後，圖案化第一型半導體層210a、發光層210b、第二型半導體層210c以及犧牲層120a，以形成多個第一型半導體圖案210a’、多個發光圖案210b’、多個第二型半導體圖案210c’以及犧牲圖案120。

請參照圖7E，於第一型半導體圖案210a’上形成多個電極210d，其中位於同一個犧牲圖案120上的第一型半導體圖案210a’、發光圖案210b’、第二型半導體圖案210c’ 以及電極210d構成一元件層210。

請參照圖7F，於第一基板SUB1上形成保護層PV以選擇性地覆蓋部分的元件層210以及犧牲圖案120，其中部分的元件層210以及犧牲圖案120未被保護層PV所覆蓋。在本實施例中，保護層PV例如為一光阻材料或其他介電材料，以在後續之犧牲圖案120的移除過程中，確保被保護層PV所覆蓋的元件層210不會與第一基板SUB1分離。舉例而言，保護層PV之材質可以是聚乙醯胺(Polyimide)或其他高分子材質，保護層PV之材質亦可以是氧化矽(SiOx)、氮化矽(SiNx)或其他無機介電材質。

接著請參照圖7G，提供一第二基板SUB2，此第二基板SUB2例如為單片微顯示器(monolithic micro-displays)中的線路基板(如具有多個接墊PAD之互補金氧半導體晶片)。接著，令未被保護層PV所覆蓋之元件層210與一第二基板SUB2接合，並且移除未被保護層PV所覆蓋的犧牲圖案120，以使部分的元件層110與第一基板SUB1分離而轉移至第二基板SUB2上。，而未被保護層PV所覆蓋之元件層210例如是透過導電凸塊B與第二基板SUB2上之接墊PAD接合。舉例而言，導電凸塊B例如是金凸塊(gold bump)或是其他合金凸塊，而導電凸塊B與第二基板SUB2上之接墊PAD的接合(電性連接)例如是透過回焊(reflow)或是其他焊接製程達成。

如圖7G所示，在導電凸塊B與接墊PAD接合的過程中，保護層PV可以有效且直接地控制第一基板SUB1與第二基板SUB2之間的距離，避免過度壓合的現象產生。換言之， 保護層PV提供了接合終止(bonding stop)的功能，使得製程控制更為容易。

請參照圖7H，在將元件層210轉移至第二基板SUB2之後，此領域具有通常知識者可以選擇性地重覆前述圖7A至圖7G中的步驟至少一次，以將元件層210’以及元件層210”轉移至第二基板SUB2上。由於元件層210、210’、210”能夠發出不同色光(例如是紅光、藍光、綠光之組合)，因此第二基板SUB2上的元件層210、210’、210”能夠提供全彩顯示之功能。

如圖7H所示，由於能夠發出不同色光的元件層210、210’、210”具有不盡相同的厚度，且與元件層210、210’、210”接合的導電凸塊B、B’、B”亦具有不盡相同的高度，故元件層210、210’、210”之頂表面能夠位於相同的水平高度上。然而，本實施例並不限定元件層210、210’、210”之頂表面必須位於相同的水平高度上，經過導電凸塊B、B’、B”的高度調整，吾人亦可讓元件層210、210’、210”之頂表面分別位於不同水平高度上。

請參照圖7I與圖7J，在元件層210、210’、210”皆與第二基板SUB2接合之後，接著第二基板SUB2上之元件層210、210’、210”之間形成一絕緣平坦層PLN’(如圖7I所示)，再於元件層210、210’、210”以及絕緣平坦層PLN’上形成一共通電極COM。之後，再於共通電極COM上形成一黑矩陣BM，此黑矩陣BM具有多個開口AP，且各個開口AP分別位於元件層210、210’或210”其中一個上方。在本實施例中，黑矩陣BM可選用導電性良好的遮光 材質，由於黑矩陣BM係直接設置於共通電極COM上，因此黑矩陣BM可以進一步降低共通電極COM的電阻值，以進一步提升元件層210、210’、210”的發光效率。

最後請參照圖7K，為了進一步優化元件層210、210’、210”的光學效能，本實施例可以選擇性地於元件層210、210’、210”上方形成一微透鏡陣列MLA，此微透鏡陣列MLA包括多個陣列排列之微透鏡ML，且各個微透鏡ML分別位於元件層210、210’或210”至少其中一個上方。

【第三實施例】

圖8A至圖8K為本申請案第三實施例之發光元件的轉移方法之流程示意圖。本實施例之發光元件的轉移方法與第二實施例之發光元件的轉移方法類似，惟二者主要差異在於圖8B至圖8H所繪示的步驟。因此，以下將搭配圖8A至圖8K進行詳細之描述。

請參照圖8A，首先，於成長基板SUB上依序形成第一型摻雜半導體層310a、發光層310b以及第二型摻雜半導體層310c。在本實施例中，第一型摻雜半導體層310a例如是藉由磊晶方式所形成的N型摻雜GaN磊晶層，發光層310b例如是藉由磊晶方式所形成的單一或多重量子井發光層，而第二型摻雜半導體層310c例如是藉由磊晶方式所形成的P型摻雜GaN磊晶層。此領域具有通常知識者可根據實際設計需求而在此階段進行光子晶體的製作，本實施例不再詳加說明。

請參照圖8B，於第二型摻雜半導體層310c上形成多 個電極310d’，且電極310d與第二型摻雜半導體層310c之間具有良好的歐姆接觸。

請參照圖8C，於第一基板SUB1上形成一犧牲層120a，並令第二型摻雜半導體層310c與犧牲層120a暫時性接合。

請參照圖8D，令第一型摻雜半導體層310a與成長基板SUB分離。在本實施例中，令第一型摻雜半導體層310a與成長基板SUB分離的方法包括雷射剝離技術(laser lift-off)。此外，此領域具有通常知識者可選擇性地在第一型摻雜半導體層310a與成長基板SUB分離之後，進行第一型摻雜半導體層310a的薄化製程(例如研磨或回蝕刻)，或於第一型摻雜半導體層310a上進行光子晶體的製作。

請參照圖8E，第一型摻雜半導體層310a與成長基板SUB分離之後，圖案化第一型半導體層310a、發光層310b、第二型半導體層310c以及犧牲層120a，以形成多個第一型半導體圖案310a’、多個發光圖案310b’、多個第二型半導體圖案310c’以及犧牲圖案120。此處，位於同一個犧牲圖案120上的第一型半導體圖案310a’、發光圖案310b’、第二型半導體圖案310c’以及電極310d’構成一元件層310。

請參照圖8F，於第一基板SUB1上形成保護層PV以選擇性地覆蓋部分的元件層310以及犧牲圖案120，其中部分的元件層310以及犧牲圖案120未被保護層PV所覆蓋。在本實施例中，保護層PV例如為一光阻材料或其他 介電材料，以在後續之犧牲圖案120的移除過程中，確保被保護層PV所覆蓋的元件層310不會與第一基板SUB1分離。舉例而言，保護層PV之材質可以是聚乙醯胺(Polyimide)或其他高分子材質，保護層PV之材質亦可以是氧化矽(SiOx)、氮化矽(SiNx)或其他無機介電材質。

接著請參照圖8G，提供一第二基板SUB2，此第二基板SUB2例如為一模版(stamp mold)，而此模版具有多個突出P。接著，令此第二基板SUB2上的突出P與未被保護層PV所覆蓋之元件層310接合。之後，移除未被保護層PV所覆蓋的犧牲圖案120，以使部分的元件層310被轉移至模版(SUB2)上。

接著請參照圖8H，接著令轉移至模版(SUB2)上之元件層310與一線路基板SUB3接合，以將元件層310進一步轉移至此線路基板SUB3上，其中線路基板SUB3例如為單片微顯示器(monolithic micro-displays)中的線路基板(如具有多個接墊PAD之互補金氧半導體晶片)。在本實施例中，元件層310例如是透過導電凸塊B與第二基板SUB2上之接墊PAD接合。舉例而言，導電凸塊B例如是金凸塊(gold bump)或是其他合金凸塊，而導電凸塊B與第二基板SUB2上之接墊PAD的接合(電性連接)例如是透過回焊(reflow)或是其他焊接製程達成。

請參照圖8I，在將元件層310先轉移至第二基板SUB2再轉移至線路基板SUB3之後，此領域具有通常知識者可以選擇性地重覆前述圖8A至圖8H中的步驟至少一次，以將元件層310’以及元件層310”轉移至線路基板SUB3上。

如圖8H所示，由於能夠發出不同色光的元件層310、310’、310”具有不盡相同的厚度，且與元件層310、310’、310”接合的導電凸塊B、B’、B”亦具有不盡相同的高度，故元件層310、310’、310”之頂表面能夠位於相同的水平高度上。然而，本實施例並不限定元件層310、310’、310”之頂表面必須位於相同的水平高度上，經過導電凸塊B、B’、B”的高度調整，吾人亦可讓元件層310、310’、310”之頂表面分別位於不同水平高度上。

由於圖8I至圖8K中所述之製程與圖7I至圖7K中所示之製程雷同，故本實施例於此不再重述。

從上述之多個實施例可知，本申請案可以快速且有效率地將發光元件由一基板轉移至另一基板上，有助於發光元件在微顯示器領域中的應用。

雖然本申請案已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本申請案，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本申請案之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本申請案之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100、100’、100”‧‧‧發光元件

100R‧‧‧紅色發光元件

100G‧‧‧綠色發光元件

100B‧‧‧藍色發光元件

110、110’、110”‧‧‧元件層

110a‧‧‧半導體磊晶層

120、120’、120”、120b‧‧‧犧牲圖案

120a‧‧‧犧牲層

210a、310a‧‧‧第一型摻雜半導體層

210b、310b‧‧‧發光層

210c、310c‧‧‧第二型摻雜半導體層

210、210’、210”、310、310’、310”‧‧‧元件層

210a’、310a’‧‧‧第一型半導體圖案

210b’、310b’‧‧‧發光圖案

210c’、310c’‧‧‧第二型半導體圖案

210d、310d‧‧‧電極

PV、PV’‧‧‧保護層

B、B’‧‧‧導電凸塊

IN‧‧‧絕緣層

COM‧‧‧共通電極

PLN‧‧‧平坦層

PLN’‧‧‧絕緣平坦層

BM‧‧‧黑矩陣

AP‧‧‧開口

MLA‧‧‧微透鏡陣列

ML‧‧‧微透鏡

SUB‧‧‧成長基板

SUB1、SUB1’、SUB1”‧‧‧第一基板

SUB2‧‧‧第二基板

SUB3‧‧‧線路基板

PAD‧‧‧接墊

圖1A至圖1K為本申請案第一實施例之發光元件的轉移方法之流程示意圖。

圖2、圖3以及圖4為發光元件與第二基板之接合順序。

圖5A至圖5C為一種犧牲圖案的製造方法。

圖6A至圖6C為另一種犧牲圖案的製造方法。

圖7A至圖7K為本申請案第二實施例之發光元件的轉移方法之流程示意圖。

圖8A至圖8K為本申請案第三實施例之發光元件的轉移方法之流程示意圖。

100‧‧‧發光元件

110‧‧‧元件層

120‧‧‧犧牲圖案

PV‧‧‧保護層

B‧‧‧導電凸塊

SUB1‧‧‧第一基板

SUB2‧‧‧第二基板

PAD‧‧‧接墊

Claims (19)

1. 一種發光元件的轉移方法，包括：(a)於一第一基板上形成多個陣列排列之發光元件，各發光元件包括一元件層以及一犧牲圖案，且該犧牲圖案位於該元件層與該第一基板之間；(b)於該第一基板上形成一保護層以選擇性地覆蓋部分的發光元件，其中部分的發光元件未被該保護層所覆蓋；(c)令未被該保護層所覆蓋之元件層與一第二基板接合；以及(d)將未被該保護層所覆蓋的犧牲圖案從該第一基板與該元件層上移除，以使部分的元件層與該第一基板分離而轉移至該第二基板上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光元件的轉移方法，其中於該第一基板上形成該些發光元件的方法包括：於一成長基板上依序形成一第一型摻雜半導體層、一發光層以及一第二型摻雜半導體層；於該第一基板上形成一犧牲層；令該第二型摻雜半導體層與該犧牲層接合；令該第一型摻雜半導體層與該成長基板分離；圖案化該第一型半導體層、該發光層、該第二型半導體層以及該犧牲層，以形成多個第一型半導體圖案、多個發光圖案、多個第二型半導體圖案以及該犧牲圖案；以及於該些第一型半導體圖案上形成多個電極。
3. 如申請專利範圍第2項所述之發光元件的轉移方法，其中該犧牲層包括一柵狀犧牲層。
4. 如申請專利範圍第1項所述之發光元件的轉移方法，其中該第二基板包括一線路基板，該線路基板具有多個接墊以及多個位於該些接墊上的導電凸塊，而未被該保護層所覆蓋之元件層係透過部分的導電凸塊而與接墊接合，且當未被該保護層所覆蓋的犧牲圖案被移除時，部分的元件層被轉移至該線路基板上。
5. 如申請專利範圍第4項所述之發光元件的轉移方法，更包括重覆步驟(a)至步驟(d)至少一次，以將能夠發出不同色光的元件層轉移至該線路基板上。
6. 如申請專利範圍第5項所述之發光元件的轉移方法，其中能夠發出不同色光的元件層具有不同的厚度，而與能夠發出不同色光的元件層接合的導電凸塊具有不同的高度，以使能夠發出不同色光的元件層之頂表面位於同一的水平高度上。
7. 如申請專利範圍第1項所述之發光元件的轉移方法，更包括：於該第二基板上之該些元件層上形成一共通電極。
8. 如申請專利範圍第7項所述之發光元件的轉移方法，更包括：於該共通電極上形成一黑矩陣，該黑矩陣具有多個開口，且各該開口分別位於至少其中一個元件層上方。
9. 如申請專利範圍第1項所述之發光元件的轉移方法，更包括：形成一微透鏡陣列，該微透鏡陣列包括多個陣列排列之微透鏡，且各該微透鏡分別位於至少其中一個元件層上 方。
10. 如申請專利範圍第1項所述之發光元件的轉移方法，其中於該第一基板上形成該些發光元件的方法包括：於一成長基板上依序形成一第一型摻雜半導體層、一發光層以及一第二型摻雜半導體層；於該第二型摻雜半導體層上形成多個電極；於該第一基板上形成一犧牲層；令該犧牲層與該第二型摻雜半導體層以及該些電極接合；令該第一型摻雜半導體層與該成長基板分離；圖案化該第一型半導體層、該發光層、該第二型半導體層以及該犧牲層，以形成多個第一型半導體圖案、多個發光圖案、多個第二型半導體圖案以及該些犧牲圖案。
11. 如申請專利範圍第10項所述之發光元件的轉移方法，其中該犧牲層包括一柵狀犧牲層。
12. 如申請專利範圍第10項所述之發光元件的轉移方法，其中該第二基板包括一模版(stamp mold)，該模版具有多個突出(protrusions)，而未被該保護層所覆蓋之發光元件係與該些突出接合，且當未被該保護層所覆蓋的犧牲圖案被移除時，部分的元件層被轉移至該模版上。
13. 如申請專利範圍第12項所述之發光元件的轉移方法，更包括：(e)令轉移至該模版上之部分的元件層與一線路基板接合，以將元件層進一步轉移至一線路基板上，其中該線路基板具有多個接墊以及多個位於該些接墊上的導電凸塊，而該些電極係透過部分的導電凸塊而與接墊接合。
14. 如申請專利範圍第10項所述之發光元件的轉移方法，更包括重覆步驟(a)至步驟(e)至少一次，以將能夠發出不同色光的元件層轉移至該線路基板上。
15. 如申請專利範圍第14項所述之發光元件的轉移方法，其中能夠發出不同色光的元件層具有不同的厚度，而與能夠發出不同色光的元件層接合的導電凸塊具有不同的高度，以使能夠發出不同色光的元件層之頂表面位於不同的水平高度上。
16. 一種發光元件陣列，包括：一線路基板，具有多個接墊以及多個位於該些接墊上的導電凸塊；以及多個能夠發出不同色光的元件層，透過該些導電凸塊以及該些接墊而與該線路基板電性連接，其中能夠發出不同色光的元件層具有不同的厚度，而與能夠發出不同色光的元件層接合的導電凸塊具有不同的高度，以使能夠發出不同色光的元件層之頂表面位於同一水平高度上。
17. 如申請專利範圍第16項所述之發光元件陣列，更包括：一共通電極，位於該些元件層上。
18. 如申請專利範圍第17項所述之發光元件陣列，更包括：一黑矩陣，位於該共通電極上，其中該黑矩陣具有多個開口，且各該開口分別位於其中一個元件層上方。
19. 如申請專利範圍第16項所述之發光元件陣列，更包括：一微透鏡陣列，包括多個陣列排列之微透鏡，且各該 微透鏡分別位於其中一個元件層上方。