TWI752755B - 半導體元件的承載結構、顯示面板、半導體元件的承載結構形成方法以及半導體元件之容置結構的修補方法 - Google Patents

半導體元件的承載結構、顯示面板、半導體元件的承載結構形成方法以及半導體元件之容置結構的修補方法 Download PDF

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Abstract

一種半導體元件的承載結構，其包括第一基板、第一電極、第二電極、第一孔洞、第三電極以及半導體元件。第一電極和第二電極設置於第一基板上，第一電極和第二電極相對設置。第一孔洞設置於第一電極和第二電極之間。第三電極設置於第一電極和第二電極上，第三電極為環狀且具有第二孔洞，第二孔洞暴露第一孔洞。半導體元件設置於該第三電極上。

Description

半導體元件的承載結構、顯示面板、半導體元件的承載結 構形成方法以及半導體元件之容置結構的修補方法
本發明關於一種利用環狀電極承載半導體元件之半導體元件的承載結構、顯示面板、半導體元件的承載結構形成方法以及半導體元件的容置結構的修補方法。
近來顯示技術的進步突飛猛進，對顯示器的畫質要求也越來越高，而目前的顯示器為以發光二極體(light-emitting diode,LED)顯示器和有機發光二極體顯示器(organic light-emitting diode,OLED)顯示器為主，有機發光二極體顯示器的畫素雖高，但有機發光二極體的壽命不長；發光二極體顯示器畫素雖低於有機發光二極體顯示器的畫素，但發光二極體的壽命較高。因此，近來廠商想將發光二極體的尺寸縮小為微發光二極體(micro light-emitting diode,micro-LED)，並將微發光二極體應用於顯示器，但是，由於微發光二極體的尺寸為微米等級，勢必需要犧牲結構的輔助來進行巨量轉移(mass transfer)，以將微發光二極體順利地轉移至顯示器的電路板，但利用微發光二極體製造的顯示器良率始終無法改善。
綜觀前所述，本發明之發明者思索並設計一種半導體元件的承載結構及其形成方法，以期針對習知技術之缺失加以改善，進而增進產業上之實施利用。
基於上述目的，本發明提供一種半導體元件的承載結構及其形成方法，用以解決習知技術中所面臨之問題。
基於上述目的，本發明提供一種半導體元件的承載結構，其包括第一基板、第一電極、第二電極、第一孔洞、第三電極以及半導體元件。第一電極和第二電極設置於第一基板上，第一電極和第二電極相對設置。第一孔洞設置於第一電極和第二電極之間。第三電極設置於第一電極和第二電極上，第三電極為環狀且具有第二孔洞，第二孔洞暴露第一孔洞。半導體元件設置於第三電極上。
在本發明的實施例中，本發明進一步包括電晶體層，電晶體層設置於第一基板上，電晶體層包括第一電晶體和第二電晶體，第一電晶體設置於第一基板和第一電極之間，第二電晶體設置於第一基板和第二電極之間。
在本發明的實施例中，第三電極具有第一導電區和第二導電區，第一導電區對應第一電極且部分覆蓋第一電極，第二導電區對應第二電極且部分覆蓋第二電極，第一導電區和第二導電區電性連接半導體元件。
在本發明的實施例中，第一電極和第二電極處於相同膜層。
在本發明的實施例中，半導體元件以第二孔洞為中心的旋轉範圍為-108度至108度。
在本發明的實施例中，第三電極的截面形狀為圓形或多邊形。
基於上述目的，本發明提供一種顯示面板，其包括第一區以及第二區。第一區包括前述半導體元件的承載結構。第二區包括半導體元件之容置結構，半導體元件之容置結構包括第二基板、第四電極、第五電極、第三孔洞以及初始半導體元件。第四電極設置於第二基板上。第五電極設置於第二基板上，第四電極和第五電極相對設置。第三孔洞設置於第四電極和第五電極之間。初始半導體元件設置於第三孔洞。
在本發明的實施例中，半導體元件之容置結構包括第三電晶體以及第四電晶體，第三電晶體和第四電晶體設置於第二基板上，第三電晶體設置於第二基板和第四電極之間，第四電晶體設置於第二基板和第五電極之間。
在本發明的實施例中，其中第四電極和第五電極設置於相同膜層，第三電晶體和第四電晶體設置於相同膜層。
基於上述目的，本發明提供一種半導體元件的承載結構的形成方法，其包括：(1)分別形成第一電極和第二電極於基板上，第一電極和第二電極相對設置，第一電極和第二電極之間具有第一孔洞。(2)形成第三電極於第一電極和第二電極上，第三電極為環狀且具有第二孔洞，第二孔洞暴露第一孔洞。(3)黏著半導體元件於第三電極上。
在本發明的實施例中，於分別形成第一電極和第二電極之步驟前，形成電晶體層於基板上，電晶體層包括第一電晶體、第二電晶體，第一電晶體設置於基板和第一電極之間，第二電晶體設置於基板和第二電極之間。
在本發明的實施例中，於黏著半導體元件後，切割第三電極而使其分為第一導電區和第二導電區，第一導電區對應第一電極且部分覆蓋第一電極，第二導電區對應第二電極且部分覆蓋第二電極。
在本發明的實施例中，第一電極和第二電極處於相同膜層。
在本發明的實施例中，半導體元件以第二孔洞為中心的旋轉範圍為-108度至108度。
在本發明的實施例中，若檢測第一半導體元件為異常時，剝離第一半導體元件並重新黏著正常的第一半導體元件於第三電極上。
基於上述目的，本發明提供一種半導體元件之容置結構的修補方法，其包括：(1)分別形成第一電極和第二電極於基板上，第一電極和第二電極相對設置，第一電極和第二電極之間具有第一孔洞。(2)設置初始半導體元件於第一孔洞。(3)若檢測初始半導體為異常時，剝離初始半導體元件。(4)形成第三電極於第一電極和第二電極上，第三電極為環狀且具有第二孔洞，第二孔洞暴露第一孔洞。(5)黏著半導體元件於第三電極上。
在本發明的實施例中，於分別形成第一電極和第二電極之步驟前，形成第一電晶體以及第二電晶體於基板上，第一電晶體設置於基板和第一電極之間，第二電晶體設置於基板和第二電極之間。
在本發明的實施例中，第一電極和第二電極設置於相同膜層，第一電晶體和第二電晶體設置於相同膜層。
在本發明的實施例中，於黏著半導體元件後，切割第三電極而使其分為第一導電區和第二導電區，第一導電區對應第一電極且部分覆蓋第一電極，第二導電區對應第二電極且部分覆蓋第二電極。
在本發明的實施例中，其中半導體元件以第二孔洞為中心的旋轉範圍為-108度至108度。
承上所述，本發明之半導體元件的承載結構及其形成方法，利用第三電極的環狀設置，使本發明能容忍半導體元件的旋轉偏差增大，提高製程良率。
10:基板
10A:第一基板
10B:第二基板
21、21A:第一電極
22、22A:第二電極
23:第四電極
24:第五電極
30、30A:第三電極
31、31A:第一導電區
32、32A:第二導電區
41、41A:第一電晶體
42、42A:第二電晶體
43:第三電晶體
44:第四電晶體
AS:半導體元件之容置結構
BS:半導體元件之承載結構
DP:顯示面板
DS:顯示區
H1、H11、H12:第一孔洞
H2:第二孔洞
NDS:非顯示區
OSD:初始半導體元件
R1:第一區
R2:第二區
SD:半導體元件
S11~S15、S21~S27:步驟
第1圖為本發明之顯示面板的配置圖。
第2圖為本發明之半導體元件之承載結構的配置圖。
第3圖為本發明之半導體元件之容置結構的配置圖。
第4圖為本發明之第三電極之第一實施例的示意圖。
第5圖為本發明之第三電極之第二實施例的示意圖。
第6圖為本發明之半導體元件的承載結構的形成方法之流程圖。
第7圖為本發明之半導體元件的容置結構的修補方法之流程圖。
本發明之優點、特徵以及達到之技術方法將參照例示性實施例及所附圖式進行更詳細地描述而更容易理解，且本發明可以不同形式來實現，故不應被理解僅限於此處所陳述的實施例，相反地，對所屬技術領域具有通常知識者而言，所提供的實施例將使本揭露更加透徹與全面且完整地傳達本發明的範疇，且本發明將僅為所附加的申請專利範圍所定義。
應當理解的是，儘管術語「第一」、「第二」等在本發明中可用於描述各種元件、部件、區域、層及/或部分，但是這些元件、部件、區域、層及/或部分不應受這些術語的限制。這些術語僅用於將一個元件、部件、區域、層及/或部分與另一個元件、部件、區域、層及/或部分區分開。因此，下文討論的「第一元件」、「第一部件」、「第一區域」、「第一層」及/或「第一部分」可以被稱為「第二元件」、「第二部件」、「第二區域」、「第二層」及/或「第二部分」，而不悖離本發明的精神和教示。
另外，術語「包括」及/或「包含」指所述特徵、區域、整體、步驟、操作、元件及/或部件的存在，但不排除一個或多個其他特徵、區域、整體、步驟、操作、元件、部件及/或其組合的存在或添加。
除非另有定義，本發明所使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有與本發明所屬技術領域的普通技術人員通常理解的相同含義。將進一步理解的是，諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本發明的上下文中的含義一致的定義，並且將不被解釋為理想化或過度正式的意義，除非本文中明確地這樣定義。
請參閱第1圖，其為本發明之顯示面板的配置圖。如第1圖所示，本發明之顯示面板DP，其包括顯示區DS和非顯示區NDS，非顯示區NDS環繞於顯示區DS。顯示區DS則包括第一區R1和第二區R2，第一區R1包括半導體元件之承載結構BS，第二區R2包括半導體元件之容置結構AS。
請參閱第2圖，其為本發明之半導體元件之承載結構的配置圖。如第1圖所示，本發明之半導體元件之承載結構BS，其包括第一基板10A、第一電極21、第二電極22、第一孔洞H1、第三電極30以及半導體元件SD。第一電極 21和第二電極22設置於第一基板10A上，第一電極21和第二電極22相對設置。第一孔洞H1設置於第一電極21和第二電極22之間。第三電極30設置於第一電極21和第二電極22上，第三電極30為環狀且具有第二孔洞H2(如第4圖和第5圖所示)，第二孔洞H2暴露第一孔洞H1。半導體元件SD設置於第三電極30上。
本發明之半導體元件之承載結構BS進一步包括電晶體層，電晶體層包括第一電晶體41和第二電晶體42，第一電晶體41和第二電晶體42設置於第一基板10A上，第一電晶體41設置於第一基板10A和第一電極21之間，第二電晶體42設置於第一基板10A和第二電極22之間，第一孔洞H1也位於第一電晶體41和第二電晶體42之間。其中，第一電極21和第二電極22位於相同膜層，第一電晶體41和第二電晶體42也位於相同膜層。
請參閱第3圖，其為本發明之半導體元件之容置結構的配置圖。如第3圖所示，本發明之半導體元件之容置結構AS，其包括第二基板10B、第三電晶體43和第四電晶體44、第四電極23、第五電極24、第三孔洞H3以及初始半導體元件OSD。第三電晶體43和第四電晶體44設置於第二基板10B上，第四電極23設置於第三電晶體43上且從第三電晶體43的表面延伸至第三電晶體43和第二基板10B之交界處，第五電極24設置於第四電晶體44上；亦即，第三電晶體43設置於第二基板10B和第四電極23之間，第四電晶體44設置於第二基板10B和第五電極24之間。第三孔洞H3設置於第三電晶體43和第四電晶體44之間，第三孔洞H3也設置於第四電極23和第五電極24之間。初始半導體元件OSD設置於第三孔洞H3。其中，第四電極23和第五電極24設置於相同膜層，第三電晶體43和第四電晶體44設置於相同膜層。
其中，第一基板10A和第二基板10B例如可包括玻璃基板、石英基板、聚合物樹脂所形成的基板或例如聚亞醯胺之可撓性材料形成的可撓性基板。聚合物樹脂的材料可包括聚醚碸(polyethersulfone，PES)、聚丙烯酸酯(polyacrylate，PA)、聚芳酯(polyarylate，PAT)、聚醚醯亞胺(polyetherimide，PEI)、聚2,6萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate，PEN)、聚對酞酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚苯硫(polyphenylene sulfide，PPS)、聚芳基酸酯(polyallylate)、聚亞醯胺(polyimide，PI)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、纖維素三乙酸酯(cellulose triacetate，CAT或TAC)、醋酸丙酸纖維素(cellulose acetate propionate，CAP)或其組合物，第一基板10A和第二基板10B可為相同或相異材料的基板。第一電極21、第二電極22、第三電極30、第四電極23以及第五電極24的材料例如可包括銦(In)、錫(Sn)、鋁(Al)、金(Au)、鉑(Pt)、銦(In)、鋅(Zn)、鍺(Ge)、銀(Ag)、鉛(Pb)、鈀(Pd)、銅(Cu)、鈹化金(AuBe)、鈹化鍺(BeGe)、鎳(Ni)、錫化鉛(PbSn)、鉻(Cr)、鋅化金(AuZn)、鈦(Ti)、鎢(W)以及鎢化鈦(TiW)等所組成材料中至少一種。第一電晶體41、第二電晶體42、第三電晶體43以及第四電晶體44可包括薄膜電晶體(thin film transistor,TFT)、底閘極式(bottom-gate)電晶體、頂閘極式(top-gate)電晶體或立體式的電晶體(vertical TFT)。半導體元件SD和初始半導體元件OSD例如可以是水平式發光二極體、覆晶式發光二極體、垂直式發光二極體或其他電子元件，而未侷限於本發明所列舉的範圍。
請參閱第4圖和第5圖，其為本發明之第三電極之第一實施例的示意圖和本發明之第三電極之第二實施例的示意圖。如第4圖所示，第三電極30為圓形環狀並具有第二孔洞H2，第二孔洞H2的截面形狀也為圓形，半導體元件SD的設置於第三電極30上。根據半導體元件SD的設置位置，劃分第一導電區31和 第二導電區32，第一導電區31對應第一電極21且部分覆蓋第一電極21，第二導電區32對應第二電極22且部分覆蓋第二電極22；半導體元件SD以第二孔洞H2為中心的旋轉範圍為-105度至105度，本發明能容忍半導體元件SD的旋轉偏差，進而提高製程良率。
如第5圖所示，第三電極30為方形環狀並具有第二孔洞H2，第二孔洞H2的截面形狀也為方形，半導體元件SD的設置於第三電極30上。同樣地，根據半導體元件SD的設置位置，劃分第一導電區31和第二導電區32，第一導電區31對應第一電極21且部分覆蓋第一電極21，第二導電區32對應第二電極22且部分覆蓋第二電極22；半導體元件SD以第二孔洞H2為中心的旋轉範圍為-108度至108度，本發明能容忍半導體元件SD的旋轉偏差，進而提高製程良率。
其中，根據半導體元件SD的所需，第三電極30的截面形狀可為圓形或多邊形，而未侷限於本發明所列舉的範圍。在一實施例中，第一導電區31和第一電極21的極性為正極，第二導電區32和第二電極22的極性為負極；在另一實施例中，第一導電區31和第一電極21的極性為負極，第二導電區32和第二電極22的極性為正極。
請參閱第6圖，其為本發明之半導體元件的承載結構的形成方法之流程圖。如第6圖所示，並搭配第1圖和第4圖所示說明本發明之半導體元件的承載結構的形成方法如下：S11步驟：形成第一電晶體41和第二電晶體42於基板10上，第一孔洞H11位於第一電晶體41和第二電晶體42之間，第一電晶體41和第二電晶體42相對設置。
S12步驟：分別形成第一電極21和第二電極22於第一電晶體41上和第二電晶體42上，第一孔洞H11也位於第一電極21和第二電極22之間。
S13步驟：形成第三電極30於第一電極21和第二電極22上，第三電極30為環狀且具有第二孔洞(如第4圖所示)，第二孔洞暴露第一孔洞H11。
S14步驟：黏著半導體元件SD於第三電極30上。
S15步驟：根據半導體元件SD的設置位置，切割第三電極30而使其分為第一導電區31和第二導電區32，第一導電區31對應第一電極21且部分覆蓋第一電極21，第二導電區32對應第二電極22且部分覆蓋第二電極22。
若檢測半導體元件SD為異常時，剝離半導體元件SD並重新黏著正常的半導體元件SD於第三電極30上。其中，剝離半導體元件SD的方法可例如利用雷射剝離或濕式剝離。
請參閱第7圖，其為本發明之半導體元件的容置結構的修補方法之流程圖。如第7圖所示，說明本發明之半導體元件的容置結構的修補方法如下：S21步驟：分別形成第一電晶體41A和第二電晶體42A於基板10上，第一孔洞H12位於第一電晶體41A和第二電晶體42A之間，第一電晶體41A和第二電晶體42A相對設置。其中，第一電晶體41A和第二電晶體42A設置於相同膜層。
S22步驟：形成第一電極21A於第一電晶體41A上，第一電極21A從第一電晶體41A的表面延伸至第一電晶體41A和基板10之交界處。
S23步驟：設置初始半導體元件OSD於第一孔洞H12，形成第二電極22A於第二電晶體42A上，而第一電極21A和第二電極22A分別電性接觸初始半導體元件OSD的正極和負極。其中，第一電極21A和第二電極22A設置於相同膜層。
S24步驟：若檢測初始半導體OSD為異常時，剝離初始半導體元件OSD。
S25步驟：形成第三電極30A於第一電極21A和第二電極22A上，第三電極30A為環狀且具有第二孔洞(如第4圖所示)，第二孔洞暴露第一孔洞H12。
S26步驟：重新黏著正常的半導體元件SD於第三電極30A上。
S27步驟：切割第三電極30A而使其分為第一導電區31A和第二導電區32A，第一導電區31A對應第一電極21A且部分覆蓋第一電極21A，第二導電區32A對應第二電極22A且部分覆蓋第二電極22A。
承上所述，本發明之半導體元件的承載結構及其形成方法，利用第三電極30的環狀設置，使本發明能容忍半導體元件SD的旋轉偏差增大，提高製程良率。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。
10A:第一基板
21:第一電極
22:第二電極
30:第三電極
41:第一電晶體
42:第二電晶體
BS:半導體元件之承載結構
H1:第一孔洞
SD:半導體元件

Claims (20)

  1. 一種半導體元件之承載結構，其包括：一第一基板；一第一電極，設置於該第一基板上；一第二電極，設置於該第一基板上，該第一電極和該第二電極相對設置，該第一電極和該第二電極的極性相異；一第一孔洞，設置於該第一電極和該第二電極之間；一第三電極，設置於該第一電極和該第二電極上，該第三電極為環狀且具有一第二孔洞，該第二孔洞暴露該第一孔洞；以及一半導體元件，設置於該第三電極上。
  2. 如請求項1所述之半導體元件之承載結構，進一步包括一電晶體層，設置於該第一基板上，該電晶體層包括一第一電晶體和一第二電晶體，該第一電晶體設置於該第一基板和該第一電極之間，該第二電晶體設置於該第一基板和該第二電極之間。
  3. 如請求項1所述之半導體元件之承載結構，該第三電極具有一第一導電區和一第二導電區，該第一導電區對應該第一電極且部分覆蓋該第一電極，該第二導電區對應該第二電極且部分覆蓋該第二電極，該第一導電區和該第二導電區電性連接該半導體元件。
  4. 如請求項1所述之半導體元件之承載結構，其中該第一電極和該第二電極設置於相同膜層。
  5. 如請求項1所述之半導體元件之承載結構，其中該半導體元件以該第二孔洞為中心的旋轉範圍為-108度至108度。
  6. 如請求項1所述之半導體元件之承載結構，其中該第三電極的截面形狀為圓形或多邊形。
  7. 一種顯示面板，其包括：一第一區，其包括如請求項1至請求項6所述之半導體元件之承載結構；以及一第二區，其包括一半導體元件之容置結構，該半導體元件之容置結構包括：一第二基板；一第四電極，設置於該第二基板上；一第五電極，設置於該第二基板上，該第四電極和該第五電極相對設置；一第三孔洞，該第三孔洞設置於該第四電極和該第五電極之間；以及一初始半導體元件，設置於該第三孔洞。
  8. 如請求項7所述之顯示面板，其中該半導體元件之容置結構包括一第三電晶體以及一第四電晶體，該第三電晶體和該第四電晶體設置於該第二基板上，該第三電晶體設置於該第二基板和該第四電極之間，該第四電晶體設置於該第二基板和該第五電極之間。
  9. 如請求項8所述之顯示面板，其中該第四電極和該第五電極設置於相同膜層，該第三電晶體和該第四電晶體設置於相同 膜層。
  10. 一種半導體元件之承載結構的形成方法，其包括：分別形成一第一電極和一第二電極於一基板上，該第一電極和該第二電極相對設置，該第一電極和該第二電極之間具有一第一孔洞；形成一第三電極於該第一電極和該第二電極上，該第三電極為環狀且具有一第二孔洞，該第二孔洞暴露該第一孔洞；以及黏著一半導體元件於該第三電極上。
  11. 如請求項10所述之半導體元件之承載結構的形成方法，於分別形成該第一電極和該第二電極之步驟前，形成一電晶體層於該基板上，該電晶體層包括一第一電晶體、一第二電晶體，該第一電晶體設置於該基板和該第一電極之間，該第二電晶體設置於該基板和該第二電極之間。
  12. 如請求項10所述之半導體元件之承載結構的形成方法，於黏著該半導體元件後，切割該第三電極而使其分為一第一導電區和一第二導電區，該第一導電區對應該第一電極且部分覆蓋該第一電極，該第二導電區對應該第二電極且部分覆蓋該第二電極。
  13. 如請求項10所述之半導體元件之承載結構的形成方法，其中該第一電極和該第二電極處於相同膜層。
  14. 如請求項10所述之半導體元件之承載結構的形成方法，其中該半導體元件以該第二孔洞為中心的旋轉範圍為-108度至108度。
  15. 如請求項10所述之半導體元件之承載結構的形成方法，若檢測該半導體元件為異常時，剝離該半導體元件並重新黏著正常的該半導體元件於該第三電極上。
  16. 一種半導體元件之容置結構的修補方法，其包括：分別形成一第一電極和一第二電極於一基板上，該第一電極和該第二電極相對設置，該第一電極和該第二電極之間具有一第一孔洞；設置一初始半導體元件於該第一孔洞；若檢測該初始半導體為異常時，剝離該初始半導體元件；形成一第三電極於該第一電極和該第二電極上，該第三電極為環狀且具有一第二孔洞，該第二孔洞暴露該第一孔洞；以及黏著一半導體元件於該第三電極上。
  17. 如請求項16所述之半導體元件之容置結構的修補方法，於分別形成該第一電極和該第二電極之步驟前，形成一第一電晶體以及一第二電晶體於該基板上，該第一電晶體設置於該基板和該第一電極之間，該第二電晶體設置於該基板和該第二電極之間。
  18. 如請求項17所述之半導體元件之容置結構的修補方法，其中該第一電極和該第二電極設置於相同膜層，該第一電晶體和該第二電晶體設置於相同膜層。
  19. 如請求項16所述之半導體元件之容置結構的修補方法，於黏著該半導體元件後，切割該第三電極而使其分為一第一導 電區和一第二導電區，該第一導電區對應該第一電極且部分覆蓋該第一電極，該第二導電區對應該第二電極且部分覆蓋該第二電極。
  20. 如請求項16所述之半導體元件之容置結構的修補方法，其中該半導體元件以該第二孔洞為中心的旋轉範圍為-108度至108度。
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