CN102903804B - 发光元件的转移方法以及发光元件阵列 - Google Patents

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Abstract

一种发光元件的转移方法，其包括：在第一衬底上形成多个阵列排列的发光元件，各发光元件包括元件层以及牺牲图案，且牺牲图案位于元件层与第一衬底之间；在第一衬底上形成保护层以选择性地覆盖部分的发光元件，其中部分的发光元件未被保护层所覆盖；令未被保护层所覆盖的元件层与第二衬底接合；以及移除未被保护层所覆盖的牺牲图案，以使部分的元件层与第一衬底分离而转移至第二衬底上。

Description

发光元件的转移方法以及发光元件阵列
技术领域
本发明是有关于一种发光元件阵列的制造方法，且特别是有关于一种发光元件的转移方法。
背景技术
无机发光二极管显示器具备主动发光、高亮度等特点，因此已经广泛地被应用于照明、显示器等技术领域中。但单片微显示器(monolithicmicro-displays)一直以来都面临彩色化的技术瓶颈。现有技术提出利用外延技术在单一发光二极管芯片中制作出多层能够发出不同色光的发光层，以使单一发光二极管芯片即可提供不同色光。但由于能够发出不同色光的发光层的晶格常数不同，因此不容易成长在同一个衬底上。此外，其他现有技术提出了利用发光二极管芯片搭配不同色转换材料的彩色化技术，但是此技术仍面临色转换材料的转换效率过低以及涂布均匀性等问题。
从而，发光二极管的转贴技术比较有机会使单片微显示器的亮度以及显示质量提升。然而，如何快速且有效率地将发光二极管转贴至单片微显示器的线路衬底上，实为目前业界关注的议题之一。
发明内容
本发明的一实施例提供了一种发光元件的转移方法以及发光元件阵列。
本发明的一实施例提供一种发光元件的转移方法，其包括：在第一衬底上形成多个阵列排列的发光元件，各发光元件包括元件层以及牺牲图案，且牺牲图案位于元件层与第一衬底之间；在第一衬底上形成保护层以选择性地覆盖部分的发光元件，其中部分的发光元件未被保护层所覆盖；令未被保护层所覆盖的元件层与第二衬底接合；以及移除未被保护层所覆盖的牺牲图案，以使部分的元件层与第一衬底分离而转移至第二衬底上。
本发明的一实施例提供一种发光元件阵列，其包括线路衬底以及多个能够发出不同色光的元件层，其中线路衬底具有多个接垫以及多个位于接垫上的导电凸块，而多个能够发出不同色光的元件层通过导电凸块以及接垫而与线路衬底电性连接。能够发出不同色光的元件层具有不同的厚度，而与能够发出不同色光的元件层接合的导电凸块具有不同的高度，以使能够发出不同色光的元件层的顶表面位于同一水平高度上。
本发明的另一实施例提供一种发光元件阵列，其包括线路衬底以及多个能够发出不同色光的元件层，其中线路衬底具有多个接垫以及多个位于接垫上的导电凸块，而多个能够发出不同色光的元件层通过导电凸块以及接垫而与线路衬底电性连接。能够发出不同色光的元件层具有不同的厚度，而与能够发出不同色光的元件层接合的导电凸块具有不同的高度，以使能够发出不同色光的元件层的顶表面位于不同的水平高度上。
本发明的一实施例可以快速且有效率地将发光元件由一衬底转移至另一衬底上，有助于发光元件在微显示器领域中的应用。
为让本发明的上述特征能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
附图说明
图1A至图1K为本发明第一实施例的发光元件的转移方法的流程示意图。
图2、图3以及图4为发光元件与第二衬底的接合顺序。
图5A至图5C为一种牺牲图案的制造方法。
图6A至图6C为另一种牺牲图案的制造方法。
图7A至图7K为本发明第二实施例的发光元件的转移方法的流程示意图。
图8A至图8K为本发明第三实施例的发光元件的转移方法的流程示意图。
【主要元件符号说明】
100、100′、100″：发光元件；
100R：红色发光元件；
100G：绿色发光元件；
100B：蓝色发光元件；
110、110′、110″：元件层；
110a：半导体外延层；
120、120′、120″、120b：牺牲图案；
120a：牺牲层；
210a、310a：第一型掺杂半导体层；
210b、310b：发光层；
210c、310c：第二型掺杂半导体层；
210、210′、210″、310、310′、310″：元件层；
210a′、310a′：第一型半导体图案；
210b′、310b′：发光图案；
210c′、310c′：第二型半导体图案；
210d、310d：电极；
PV、PV′：保护层；
B、B′：导电凸块；
IN：绝缘层；
COM：共通电极；
PLN：平坦层；
PLN′：绝缘平坦层；
BM：黑矩阵；
AP：开口；
MLA：微透镜阵列；
ML：微透镜；
SUB：成长衬底；
SUB1、SUB1′、SUB1″：第一衬底；
SUB2：第二衬底；
SUB3：线路衬底；
PAD：接垫。
具体实施方式
【第一实施例】
图1A至图1K为本发明一实施例的发光元件的转移方法的流程示意图。请参照图1A，在第一衬底SUB1上形成多个阵列排列的发光元件100，各个发光元件100包括元件层110以及牺牲图案120，且牺牲图案120位于元件层110与第一衬底SUB1之间。在本实施例中，位于同一个第一衬底SUB1上的元件层110适于发出相同颜色的光线。举例而言，第一衬底SUB1上的元件层110例如同为红光发光二极管、绿光发光二极管或者蓝光发光二极管。此外，每个元件层110都已包含电极(未绘示)。
接着请参照图1B，在第一衬底SUB1上形成保护层PV以选择性地覆盖部分的发光元件100，其中部分的发光元件100未被保护层PV所覆盖。在本实施例中，保护层PV例如为光刻胶材料或其他介电材料，以在后续的牺牲图案120的移除过程中，确保被保护层PV所覆盖的发光元件100不会与第一衬底SUB1分离。举例而言，保护层PV的材质可以是聚乙酰胺(Polyimide)或其他高分子材质，保护层PV的材质也可以是氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)或其他无机介电材质。
接着请参照图1C与图1D，令未被保护层PV所覆盖的元件层110与第二衬底SUB2接合，并且移除未被保护层PV所覆盖的牺牲图案120(如图1C所示)，以使部分的元件层110与第一衬底SUB1分离而转移至第二衬底SUB2上(如图1D所示)。在本实施例中，第二衬底SUB2例如为单片微显示器(monolithicmicro-displays)中的线路衬底(如具有多个接垫PAD的互补金氧半导体芯片)，而未被保护层PV所覆盖的元件层110例如是通过导电凸块B与第二衬底SUB2上的接垫PAD接合。举例而言，导电凸块B例如是金凸块(goldbump)或是其他合金凸块，而导电凸块B与第二衬底SUB2上的接垫PAD的接合(电性连接)例如是通过回焊(reflow)或是其他焊接工艺达成。
如图1C所示，在导电凸块B与接垫PAD接合的过程中，保护层PV可以有效且直接地控制第一衬底SUB1与第二衬底SUB2之间的距离，避免过度压合的现象产生。换句话说，保护层PV提供了接合终止(bondingstop)的功能，使得工艺控制更为容易。
在本实施例中，移除牺牲图案的方法例如为湿法刻蚀(wetetch)。所选用的刻蚀剂(etchant)与保护层PV的材质相关，具体而言，所选用的刻蚀剂对牺牲图案120的刻蚀速率需远高对保护层PV的刻蚀速率，以确保被保护层PV所覆盖的元件层110以及牺牲图案120不会受到刻蚀剂的损害。
图1A至图1D已经概略叙述了将发光元件100从第一衬底SUB1转移至第二衬底SUB2上的方法，为了将适于发出不同色光的元件层转移至同一第二衬底SUB2上，本实施例可选择性地进行图1E至图1K中所绘示的工艺步骤。
接着请参照图1E，在另一第一衬底SUB1′上形成多个阵列排列的发光元件100′，各个发光元件100′包括元件层110′以及牺牲图案120′，且牺牲图案120′位于元件层110′与第一衬底SUB1′之间。在本实施例中，位于同一个第一衬底SUB1′上的元件层110′适于发出相同颜色的光线。举例而言，第一衬底SUB1′上的元件层110′例如同为红光发光二极管、绿光发光二极管或者蓝光发光二极管。元件层110′与元件层110适于分别发出不同颜色的光线。
如图1E所示，第一衬底SUB1′上形成有保护层PV′以选择性地覆盖部分的发光元件100′，其中部分的发光元件100′未被保护层PV′所覆盖。图1E中的保护层PV′与图1B中的保护层PV具有相同的功能，因此在此不再赘述。
接着请参照图1F与图1G，令未被保护层PV′所覆盖的元件层110′与第二衬底SUB2接合，并且移除未被保护层PV′所覆盖的牺牲图案120′(如图1F所示)，以使部分的元件层110′与第一衬底SUB1′分离而转移至第二衬底SUB2上(如图1G所示)。在本实施例中，未被保护层PV′所覆盖的元件层110′例如是通过导电凸块B′与第二衬底SUB2上的接垫PAD接合。举例而言，导电凸块B′例如是金凸块(goldbump)或是其他合金凸块，而导电凸块B′与第二衬底SUB2上的接垫PAD的接合(电性连接)例如是通过回焊(reflow)或是其他焊接工艺达成。
请参照图1H，在另一第一衬底SUB1″上形成多个阵列排列的发光元件100″，各个发光元件100″包括元件层110″以及牺牲图案120″，且牺牲图案120″位于元件层110″与第一衬底SUB1″之间。在本实施例中，位于同一个第一衬底SUB1″上的元件层110″适于发出相同颜色的光线。举例而言，第一衬底SUB1″上的元件层110″例如同为红光发光二极管、绿光发光二极管或者蓝光发光二极管。元件层110″、元件层110′与元件层110适于分别发出不同颜色的光线。
如图1H所示，第一衬底SUB1″上形成有保护层PV″以选择性地覆盖部分的发光元件100″，其中部分的发光元件100″未被保护层PV″所覆盖。图1E中的保护层PV″与图1B中的保护层PV具有相同的功能，因此在此不再赘述。
接着请参照图1I，令未被保护层PV″所覆盖的元件层110″与第二衬底SUB2接合，并且移除未被保护层PV″所覆盖的牺牲图案120″，以使部分的元件层110″与第一衬底SUB1″分离而转移至第二衬底SUB2上(如图1G所示)。在本实施例中，未被保护层PV″所覆盖的元件层110″例如是通过导电凸块B″与第二衬底SUB2上的接垫PAD接合。举例而言，导电凸块B″例如是金凸块(goldbump)或是其他合金凸块，而导电凸块B″与第二衬底SUB2上的接垫PAD的接合例如是通过回焊(reflow)或是其他焊接工艺达成。
如图1A至图1I所示，本实施例会将元件层110、元件层110′以及元件层110″转移至第二衬底SUB2上。详细说来，本实施例令元件层110与导电凸块B的总厚度小于元件层110′与导电凸块B′的总厚度，并令元件层110与导电凸块B′的总厚度小于元件层110″与导电凸块B″的总厚度。当元件层110与导电凸块B的总厚度小于元件层110′与导电凸块B′的总厚度时，元件层110″在转移至第二衬底SU2B的过程中便不会受到元件层110的干涉。当元件层110′与导电凸块B′的总厚度小于元件层110″与导电凸块B″的总厚度时，元件层110″′在转移至第二衬底SU2B的过程中便不会受到元件层110′的干涉。
接着请参照图1J，为了避免元件层110、110′、100″之间的发生异常的短路现象，本实施例可先在第二衬底SUB2上形成绝缘层IN以填入元件层110、110′、100″之间，之后再在元件层110、110′、100″以及绝缘层IN上形成共通电极COM。
接着请参照图1K，由于能够发出不同色光的元件层110、110′、100″在厚度上不尽相同，而导电凸块B、B′、B″具有不同的高度，因此能够发出不同色光的元件层110、110′、100″的顶表面位于不同的水平高度上。本实施例可在共通电极COM上形成平坦层PLN，而在完成平坦层PLN的制作之后，本实施例可以选择性地在平坦层PLN上形成黑矩阵BM和/或微透镜阵列MLA。举例而言，黑矩阵BM具有多个开口AP，且各开口AP分别位于元件层110、110′、100″至少其中一个上方。此外，微透镜阵列MLA包括多个阵列排列的微透镜ML，且各微透镜ML分别位于元件层110、110′、100″至少其中一个上方。各微透镜ML分别位于其各开口AP中，且对应于元件层110、110′、100″至少其中一个。
由于本实施例采用了牺牲图案120、120′、120″、保护层PV、PV′、PV″以及导电凸块B、B′、B″的搭配，因此本实施例可以十分有效率地将不同的元件层110、110′、100″转移至第二衬底SUB2上。
为了将能够发出不同色光的发光元件转移至同一个第二衬底SUB2上，本实施例提出图2、图3以及图4中的接合顺序，通过图2、图3以及图4中的接合顺序可以让所有的发光元件都顺利地转移至第二衬底SUB2上，不会有部分发光元件仍然遗留在第一衬底SUB1(或第一衬底SUB1′、SUB1″)上的问题。
如图2至图4所示，首先，提供3个第一衬底SUB1(如图3所示)或4个第一衬底SUB1(如图2或图4所示)，其中一个第一衬底SUB上具有红色发光元件110R，另外一个第一衬底SUB1上具有蓝色发光元件110B，而其余第一衬底SUB1上具有绿色发光元件110G。接着，第一衬底SUB1上的红色发光元件110R、绿色发光元件110G以及蓝色发光元件110B转移至第二衬底SUB2的预定位置上(如依照虚线箭头所示)。如此，即可快速且有效率地将红色发光元件110R、绿色发光元件110G以及蓝色发光元件110B从第一衬底SUB1转移至第二衬底SUB2上，不会有部分发光元件仍然遗留在第一衬底SUB1上的问题。
牺牲图案的制造方法
图5A至图5C为一种牺牲图案的制造方法。首先请参照图5A，在第一衬底SUB1上形成牺牲层120a以及半导体外延层110a，其中第一衬底SUB1例如为蓝宝石(sapphire)衬底，而牺牲层120a例如是通过外延方式形成的氧化锌(ZnO)外延层、AlGaN外延层、AlInN外延层等。
接着请参照图5B，图案化半导体外延层110a以及牺牲层120a，以在第一衬底SUB1上形成多个元件层110以及多个位于元件层110与第一衬底SUB1之间的牺牲图案120。在本实施例中。图案化半导体外延层110a以及牺牲层120a的方法例如为光刻刻蚀工艺。
最后请参照图5C，当部分的元件层110被保护层PV所覆盖，未被保护层PV所覆盖的牺牲图案120可以通过刻蚀剂而被移除，使未被保护层PV所覆盖的元件层110与第一衬底SUB1分离。当牺牲图案120的材质为氧化锌时，所使用的刻蚀剂包括磷酸(H3PO4)、盐酸(HCl)或其他酸性溶液。当牺牲图案120b的材质为AlGaN或AlInN时，所使用的刻蚀剂包括氢氧化钾(KOH)、硝酸(HNO3)或其他溶液。
图6A至图6C为另一种牺牲图案的制造方法。请参照图6A，先在第一衬底SUB1上形成栅状牺牲层120b，在在栅状牺牲层120b以及第一衬底SUB1上形成半导体外延层110a，其中第一衬底SUB1例如为蓝宝石(sapphire)衬底，而栅状牺牲层120b例如是通过外延方式形成的氧化锌(ZnO)外延层、AlGaN外延层、AlInN外延层等。
接着请参照图6B，图案化半导体外延层110a，以在第一衬底SUB1上形成多个元件层110以及多个镶嵌于元件层110与第一衬底SUB1之间的栅状牺牲图案120b。在本实施例中。图案化半导体外延层110a的方法例如为光刻刻蚀工艺。
最后请参照图6C，当部分的元件层110被保护层PV所覆盖，未被保护层PV所覆盖的牺牲图案120b可以通过刻蚀剂而被移除，使未被保护层PV所覆盖的元件层110能够很容易地与第一衬底SUB1分离。当牺牲图案120b的材质为氧化锌时，所使用的刻蚀剂包括磷酸(H3PO4)、盐酸(HCl)或其他酸性溶液。当牺牲图案120b的材质为AlGaN或AlInN时，所使用的刻蚀剂包括氢氧化钾(KOH)、硝酸(HNO3)或其他溶液。
【第二实施例】
图7A至图7K为本发明第二实施例的发光元件的转移方法的流程示意图。请参照图7A，首先，在成长衬底SUB上形成第一型掺杂半导体层210a、发光层210b以及第二型掺杂半导体层210c。在本实施例中，第一型掺杂半导体层210a例如是通过外延方式所形成的N型掺杂GaN外延层，发光层210b例如是通过外延方式所形成的单一或多重量子阱发光层，而第二型掺杂半导体层210c例如是通过外延方式所形成的P型掺杂GaN外延层。此领域普通技术人员可根据实际设计需求而在此阶段进行光子晶体、共振腔、欧姆接触层等元件的制作，本实施例不再详加说明。
请参照图7B，在第一衬底SUB1上形成牺牲层120a，并令第二型掺杂半导体层210c与牺牲层120a暂时性接合。
请参照图7C，令第一型掺杂半导体层210a与成长衬底SUB分离。在本实施例中，令第一型掺杂半导体层210a与成长衬底SUB分离的方法包括激光剥离技术(laserlift-off)。此外，此领域普通技术人员可选择性地在第一型掺杂半导体层210a与成长衬底SUB分离之后，进行第一型掺杂半导体层210a的薄化工艺(例如研磨或回刻蚀)，或在第一型掺杂半导体层210a上进行光子晶体的制作。
请参照图7D，第一型掺杂半导体层210a与成长衬底SUB分离之后，图案化第一型半导体层210a、发光层210b、第二型半导体层210c以及牺牲层120a，以形成多个第一型半导体图案210a′、多个发光图案210b′、多个第二型半导体图案210c′以及牺牲图案120。
请参照图7E，在第一型半导体图案210a′上形成多个电极210d，其中位于同一个牺牲图案120上的第一型半导体图案210a′、发光图案210b′、第二型半导体图案210c′以及电极210d构成元件层210。
请参照图7F，在第一衬底SUB1上形成保护层PV以选择性地覆盖部分的元件层210以及牺牲图案120，其中部分的元件层210以及牺牲图案120未被保护层PV所覆盖。在本实施例中，保护层PV例如为光刻胶材料或其他介电材料，以在后续的牺牲图案120的移除过程中，确保被保护层PV所覆盖的元件层210不会与第一衬底SUB1分离。举例而言，保护层PV的材质可以是聚乙酰胺(Polyimide)或其他高分子材质，保护层PV的材质也可以是氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)或其他无机介电材质。
接着请参照图7G，提供第二衬底SUB2，此第二衬底SUB2例如为单片微显示器(monolithicmicro-displays)中的线路衬底(如具有多个接垫PAD的互补金氧半导体芯片)。接着，令未被保护层PV所覆盖的元件层210与第二衬底SUB2接合，并且移除未被保护层PV所覆盖的牺牲图案120，以使部分的元件层110与第一衬底SUB1分离而转移至第二衬底SUB2上。，而未被保护层PV所覆盖的元件层210例如是通过导电凸块B与第二衬底SUB2上的接垫PAD接合。举例而言，导电凸块B例如是金凸块(goldbump)或是其他合金凸块，而导电凸块B与第二衬底SUB2上的接垫PAD的接合(电性连接)例如是通过回焊(reflow)或是其他焊接工艺达成。
如图7G所示，在导电凸块B与接垫PAD接合的过程中，保护层PV可以控制第一衬底SUB1与第二衬底SUB2之间的距离，避免过度压合的现象产生。换句话说，保护层PV提供了接合终止(bondingstop)的功能，使得工艺控制较容易。
请参照图7H，在将元件层210转移至第二衬底SUB2之后，此领域普通技术人员可以选择性地重复前述图7A至图7G中的步骤至少一次，以将元件层210′以及元件层210″转移至第二衬底SUB2上。由于元件层210、210′、210″能够发出不同色光(例如是红光、蓝光、绿光的组合)，因此第二衬底SUB2上的元件层210、210′、210″能够提供全彩显示的功能。
如图7H所示，由于能够发出不同色光的元件层210、210′、210″具有不尽相同的厚度，且与元件层210、210′、210″接合的导电凸块B、B′、B″也具有不尽相同的高度，因此元件层210、210′、210″的顶表面能够位于相同的水平高度上。然而，本实施例并不限定元件层210、210′、210″的顶表面必须位于相同的水平高度上，经过导电凸块B、B′、B″的高度调整，我们也可让元件层210、210′、210″的顶表面分别位于不同水平高度上。
请参照图7I与图7J，在元件层210、210′、210″都与第二衬底SUB2接合之后，接着第二衬底SUB2上的元件层210、210′、210″之间形成绝缘平坦层PLN′(如图7I所示)，再在元件层210、210′、210″以及绝缘平坦层PLN′上形成共通电极COM。之后，再在共通电极COM上形成黑矩阵BM，此黑矩阵BM具有多个开口AP，且各个开口AP分别位于元件层210、210′或210″其中一个上方。在本实施例中，黑矩阵BM可选用导电性良好的遮光材质，由于黑矩阵BM直接设置于共通电极COM上，因此黑矩阵BM可以进一步降低共通电极COM的电阻值，以进一步提升元件层210、210′、210″的发光效率。
最后请参照图7K，为了进一步优化元件层210、210′、210″的光学效能，本实施例可以选择性地在元件层210、210′、210″上方形成微透镜阵列MLA，此微透镜阵列MLA包括多个阵列排列的微透镜ML，且各个微透镜ML分别位于元件层210、210′或210″至少其中一个上方。
【第三实施例】
图8A至图8K为本发明第三实施例的发光元件的转移方法的流程示意图。本实施例的发光元件的转移方法与第二实施例的发光元件的转移方法类似，只是二者主要差异在于图8B至图8H所绘示的步骤。以下将搭配图8A至图8K进行详细的描述。
请参照图8A，首先，在成长衬底SUB上形成第一型掺杂半导体层310a、发光层310b以及第二型掺杂半导体层310c。在本实施例中，第一型掺杂半导体层310a例如是通过外延方式所形成的N型掺杂GaN外延层，发光层310b例如是通过外延方式所形成的单一或多重量子阱发光层，而第二型掺杂半导体层310c例如是通过外延方式所形成的P型掺杂GaN外延层。此领域普通技术人员可根据实际设计需求而在此阶段进行光子晶体的制作，本实施例不再详加说明。
请参照图8B，在第二型掺杂半导体层310c上形成多个电极310d′，且电极310d与第二型掺杂半导体层310c之间具有良好的欧姆接触。
请参照图8C，在第一衬底SUB1上形成牺牲层120a，并令第二型掺杂半导体层310c与牺牲层120a暂时性接合。
请参照图8D，令第一型掺杂半导体层310a与成长衬底SUB分离。在本实施例中，令第一型掺杂半导体层310a与成长衬底SUB分离的方法包括激光剥离技术(laserlift-off)。此外，此领域普通技术人员可选择性地在第一型掺杂半导体层310a与成长衬底SUB分离之后，进行第一型掺杂半导体层310a的薄化工艺(例如研磨或回刻蚀)，或在第一型掺杂半导体层310a上进行光子晶体的制作。
请参照图8E，第一型掺杂半导体层310a与成长衬底SUB分离之后，图案化第一型半导体层310a、发光层310b、第二型半导体层310c以及牺牲层120a，以形成多个第一型半导体图案310a′、多个发光图案310b′、多个第二型半导体图案310c′以及牺牲图案120。此处，位于同一个牺牲图案120上的第一型半导体图案310a′、发光图案310b′、第二型半导体图案310c′以及电极310d′构成元件层310。
请参照图8F，在第一衬底SUB1上形成保护层PV以选择性地覆盖部分的元件层310以及牺牲图案120，其中部分的元件层310以及牺牲图案120未被保护层PV所覆盖。在本实施例中，保护层PV例如为光刻胶材料或其他介电材料，以在后续的牺牲图案120的移除过程中，确保被保护层PV所覆盖的元件层310不会与第一衬底SUB1分离。举例而言，保护层PV的材质可以是聚乙酰胺(Polyimide)或其他高分子材质，保护层PV的材质也可以是氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)或其他无机介电材质。
接着请参照图8G，提供第二衬底SUB2，此第二衬底SUB2例如为模版(stampmold)，而此模版具有多个突出P。接着，令此第二衬底SUB2上的突出P与未被保护层PV所覆盖的元件层310接合。之后，移除未被保护层PV所覆盖的牺牲图案120，以使部分的元件层310被转移至模版(SUB2)上。
接着请参照图8H，接着令转移至模版(SUB2)上的元件层310与线路衬底SUB3接合，以将元件层310进一步转移至此线路衬底SUB3上，其中线路衬底SUB3例如为单片微显示器(monolithicmicro-displays)中的线路衬底(如具有多个接垫PAD的互补金氧半导体芯片)。在本实施例中，元件层310例如是通过导电凸块B与第二衬底SUB2上的接垫PAD接合。举例而言，导电凸块B例如是金凸块(goldbump)或是其他合金凸块，而导电凸块B与第二衬底SUB2上的接垫PAD的接合(电性连接)例如是通过回焊(reflow)或是其他焊接工艺达成。
请参照图8I，在将元件层310先转移至第二衬底SUB2再转移至线路衬底SUB3之后，此领域普通技术人员可以选择性地重复前述图8A至图8H中的步骤至少一次，以将元件层310′以及元件层310″转移至线路衬底SUB3上。
如图8H所示，由于能够发出不同色光的元件层310、310′、310″具有不尽相同的厚度，且与元件层310、310′、310″接合的导电凸块B、B′、B″也具有不尽相同的高度，因此元件层310、310′、310″的顶表面能够位于相同的水平高度上。然而，本实施例并不限定元件层310、310′、310″的顶表面必须位于相同的水平高度上，经过导电凸块B、B′、B″的高度调整，我们也可让元件层310、310′、310″的顶表面分别位于不同水平高度上。
由于图8I至图8K中所述的工艺与图7I至图7K中所示的工艺雷同，因此本实施例在此不再重述。
从上述的多个实施例可知，本发明可以快速且有效率地将发光元件由一衬底转移至另一衬底上，有助于发光元件在微显示器领域中的应用。
虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用于限定本发明，任何所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与修饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (19)

1.一种发光元件的转移方法，包括：
在第一衬底上形成多个阵列排列的发光元件，各发光元件包括元件层以及牺牲图案，且该牺牲图案位于该元件层与该第一衬底之间；
在该第一衬底上形成保护层以选择性地覆盖部分的发光元件，其中部分的发光元件未被该保护层所覆盖；
令未被该保护层所覆盖的元件层与第二衬底接合；以及
移除未被该保护层所覆盖的牺牲图案，以使部分的元件层与该第一衬底分离而转移至该第二衬底上；
其中，在该第一衬底上形成该些发光元件的方法包括：
在成长衬底上依次形成第一型掺杂半导体层、发光层以及第二型掺杂半导体层；
在该第一衬底上形成牺牲层；
令该第二型掺杂半导体层与该牺牲层接合；
令该第一型掺杂半导体层与该成长衬底分离；
图案化该第一型掺杂半导体层、该发光层、该第二型半导体层以及该牺牲层，以形成多个第一型掺杂半导体图案、多个发光图案、多个第二型掺杂半导体图案以及该牺牲图案；以及
在该些第一型掺杂半导体图案上形成多个电极。
2.根据权利要求1所述的发光元件的转移方法，其中该牺牲层包括栅状牺牲层。
3.根据权利要求1所述的发光元件的转移方法，其中该第二衬底包括线路衬底，该线路衬底具有多个接垫以及多个位于该些接垫上的导电凸块，而未被该保护层所覆盖的元件层通过部分的导电凸块而与接垫接合，且当未被该保护层所覆盖的牺牲图案被移除时，部分的元件层被转移至该线路衬底上。
4.根据权利要求3所述的发光元件的转移方法，还包括至少重复一次下述方法：
在第一衬底上形成多个阵列排列的发光元件，各发光元件包括元件层以及牺牲图案，且该牺牲图案位于该元件层与该第一衬底之间；
在该第一衬底上形成保护层以选择性地覆盖部分的发光元件，其中部分的发光元件未被该保护层所覆盖；
令未被该保护层所覆盖的元件层与第二衬底接合；以及
移除未被该保护层所覆盖的牺牲图案，以使部分的元件层与该第一衬底分离而转移至该第二衬底上，以将能够发出不同色光的元件层转移至该线路衬底上。
5.根据权利要求4所述的发光元件的转移方法，其中能够发出不同色光的元件层具有不同的厚度，而与能够发出不同色光的元件层接合的导电凸块具有不同的高度，以使能够发出不同色光的元件层的顶表面位于同一的水平高度上。
6.根据权利要求1所述的发光元件的转移方法，还包括：
在该第二衬底上的该些元件层上形成共通电极。
7.根据权利要求6所述的发光元件的转移方法，还包括：
在该共通电极上形成黑矩阵，该黑矩阵具有多个开口，且各该开口分别位于至少其中一个元件层上方。
8.根据权利要求1所述的发光元件的转移方法，还包括：
形成微透镜阵列，该微透镜阵列包括多个阵列排列的微透镜，且各该微透镜分别位于至少其中一个元件层上方。
9.一种发光元件的转移方法，包括：
在第一衬底上形成多个阵列排列的发光元件，各发光元件包括元件层以及牺牲图案，且该牺牲图案位于该元件层与该第一衬底之间；
在该第一衬底上形成保护层以选择性地覆盖部分的发光元件，其中部分的发光元件未被该保护层所覆盖；
令未被该保护层所覆盖的元件层与第二衬底接合；以及
移除未被该保护层所覆盖的牺牲图案，以使部分的元件层与该第一衬底分离而转移至该第二衬底上；
其中在该第一衬底上形成该些发光元件的方法包括：
在成长衬底上依次形成第一型掺杂半导体层、发光层以及第二型掺杂半导体层；
在该第二型掺杂半导体层上形成多个电极；
在该第一衬底上形成牺牲层；
令该牺牲层与该第二型掺杂半导体层以及该些电极接合；
令该第一型掺杂半导体层与该成长衬底分离；
图案化该第一型掺杂半导体层、该发光层、该第二型掺杂半导体层以及该牺牲层，以形成多个第一型掺杂半导体图案、多个发光图案、多个第二型掺杂半导体图案以及该些牺牲图案。
10.根据权利要求9所述的发光元件的转移方法，其中该牺牲层包括栅状牺牲层。
11.根据权利要求9所述的发光元件的转移方法，其中该第二衬底包括模版，该模版具有多个突出，而未被该保护层所覆盖的发光元件与该些突出接合，且当未被该保护层所覆盖的牺牲图案被移除时，部分的元件层被转移至该模版上。
12.根据权利要求11所述的发光元件的转移方法，还包括：
令转移至该模版上的部分的元件层与线路衬底接合，以将元件层进一步转移至线路衬底上，其中该线路衬底具有多个接垫以及多个位于该些接垫上的导电凸块，而该些电极通过部分的导电凸块而与接垫接合。
13.根据权利要求12所述的发光元件的转移方法，还包括至少重复一次下述方法：
在第一衬底上形成多个阵列排列的发光元件，各发光元件包括元件层以及牺牲图案，且该牺牲图案位于该元件层与该第一衬底之间；
在该第一衬底上形成保护层以选择性地覆盖部分的发光元件，其中部分的发光元件未被该保护层所覆盖；
令未被该保护层所覆盖的元件层与第二衬底接合；
移除未被该保护层所覆盖的牺牲图案，以使部分的元件层与该第一衬底分离而转移至该第二衬底上；以及
令转移至该模版上的部分的元件层与线路衬底接合，以将元件层进一步转移至线路衬底上，其中该线路衬底具有多个接垫以及多个位于该些接垫上的导电凸块，而该些电极通过部分的导电凸块而与接垫接合，以将能够发出不同色光的元件层转移至该线路衬底上。
14.根据权利要求13所述的发光元件的转移方法，其中能够发出不同色光的元件层具有不同的厚度，而与能够发出不同色光的元件层接合的导电凸块具有不同的高度，以使能够发出不同色光的元件层的顶表面位于不同的水平高度上。
15.根据权利要求9所述的发光元件的转移方法，还包括：
在该第二衬底上的该些元件层上形成共通电极。
16.根据权利要求15所述的发光元件的转移方法，还包括：
在该共通电极上形成黑矩阵，该黑矩阵具有多个开口，且各该开口分别位于至少其中一个元件层上方。
17.根据权利要求9所述的发光元件的转移方法，还包括：
形成微透镜阵列，该微透镜阵列包括多个阵列排列的微透镜，且各该微透镜分别位于至少其中一个元件层上方。
18.一种发光元件阵列，包括：
线路衬底，具有多个接垫以及多个位于该些接垫上的导电凸块；
多个能够发出不同色光的元件层，通过该些导电凸块以及该些接垫而与该线路衬底电性连接，其中能够发出不同色光的元件层具有不同的厚度，而与能够发出不同色光的元件层接合的导电凸块具有不同的高度，以使能够发出不同色光的元件层的顶表面位于同一水平高度上；
共通电极，位于该些元件层上；以及
黑矩阵，位于该共通电极上，其中该黑矩阵具有多个开口，且各该开口分别位于其中一个元件层上方。
19.根据权利要求18所述的发光元件阵列，还包括：
微透镜阵列，包括多个阵列排列的微透镜，且各该微透镜分别位于其中一个元件层上方。
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