CN108574032A - 发光元件与显示设备 - Google Patents
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Abstract
一种发光元件与显示设备，其中发光元件具有磊晶结构、第一电极与第二电极；磊晶结构具有第一型半导体层、第二型半导体层与发光层；发光层设置于第一型半导体层与第二型半导体层间；第一电极连接第一型半导体层，且至少部分的第一电极设置于磊晶结构的第一侧面，第二电极连接第二型半导体层，且第二电极设置于磊晶结构的第一侧面，部分的第二电极设置于第二型半导体层与部分的第一电极间。本发明提供的发光元件与显示设备，使发光元件在与相关显示背板接合的过程中受到的应力尽可能地平均，从而避免发光元件在制造过程中断裂，提高了产品合格率。
Description
技术领域
本发明涉及光电领域，尤其涉及一种发光元件与显示设备。
背景技术
发光二极管的能量转换效率高、体积小且使用寿命长，目前已广泛地应用于各式电子产品，通常作为指示、照明或是用于显示器以提供图像。简要地来说，发光二极管具有主动发光层与至少两种掺杂类型的半导体层，借助于调整主动发光层和半导体层所使用的材料，厂商已可制造出不同颜色的发光二极管。
在一般的制造过程中，先形成包括有半导体与主动发光层的磊晶结构，再对磊晶结构进行蚀刻，并设置多个导电部，以使各半导体层可以通过各导电部接触到外部电路，从而让发光二极管受控于外部电路而发光。
但是，以往的发光二极管的结构会因为设置多个导电部而具有空隙，使得发光二极管的部分结构悬空而无所凭依。而且，在将发光二极管接合于相关电路的过程中，发光二极管势必会受到某种程度的压力，以使发光二极管能稳固地接合于相关电路。但由于结构具有空隙的缘故，发光二极管的整体结构受到的应力不均，发光二极管极容易在这样的过程中断裂，造成产品合格率下降。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种发光元件与显示设备，以避免发光元件在制造过程中因应力不均而断裂。
本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：
提供一种发光元件，所述的发光元件具有磊晶结构、第一电极与第二电极；磊晶结构具有第一型半导体层、第二型半导体层与发光层；发光层设置于第一型半导体层与第二型半导体层间；第一电极连接第一型半导体层，且至少部分的第一电极设置于磊晶结构的第一侧面，第二电极连接第二型半导体层，且第二电极设置于磊晶结构的第一侧面，部分的第二电极设置于第二型半导体层与部分的第一电极间。
更好地，部分的该第二电极、该第二型半导体层与部分的该第一电极形成一层叠结构，于该层叠结构中，部分的该第二电极与部分的该第一电极间配置有一绝缘材料。
更好地，配置于该层叠结构中的该绝缘材料的厚度与该磊晶结构的厚度的比值介于0.05至1之间。
更好地，配置于该层叠结构中的该绝缘材料的厚度介于0.3微米至1微米之间。
更好地，配置于该层叠结构中的该绝缘材料的杨氏模数小于该磊晶结构的杨氏模数、该第一电极的杨氏模数与该第二电极的杨氏模数。
更好地，该发光元件设有一出光面，该第一侧面该出光面的相对侧面。
更好地，该出光面为粗糙表面，且平均粗糙度介于50奈米至1000奈米之间。
更好地，设置于该第一侧面上的部分的该第一电极与部分的该第二电极形成共平面。
更好地，该磊晶结构具有至少一贯孔，该第一电极经该至少一贯孔连接该第一型半导体层。
更好地，该第二电极连接该第二型半导体层的连接面积大于该第一电极连接该第一型半导体层的连接面积。
更好地，该第一电极覆盖该磊晶结构部分周缘的一第一侧壁，且该第一电极覆盖该第一型半导体层部分周缘的一第二侧壁，该第一电极于该第二侧壁连接该第一型半导体层。
更好地，该第一电极与该第二电极间具有一空隙，该空隙的最小宽度与该发光元件的最大宽度的比值介于0.01至0.5之间。
本发明还提供一种显示设备，所述的显示设备具有显示背板与多个发光元件；显示背板具有多个第一电极接触部与多个第二电极接触部；每一发光元件具有磊晶结构、第一电极与第二电极；磊晶结构具有第一型半导体层、第二型半导体层与发光层；发光层设置于第一型半导体层与第二型半导体层间；第一电极连接第一电极接触部其中之一与第一型半导体层，且至少部分的第一电极设置于磊晶结构的第一侧面，第二电极连接第二电极接触部其中之一与第二型半导体层，且第二电极设置于磊晶结构的第一侧面，部分的第二电极设置于第二型半导体层与部分的第一电极间。
更好地，多个所述发光元件其中之一的部分的该第二电极、该第二型半导体层与部分的该第一电极形成一层叠结构，于该层叠结构中，部分的该第二电极与部分的该第一电极间设置有一绝缘材料。
更好地，设置于多个所述发光元件其中之一的该层叠结构中的该绝缘材料的厚度与该磊晶结构的厚度的比值介于0.05至1之间。
更好地，设置于多个所述发光元件其中之一的该层叠结构中的该绝缘材料的厚度介于0.3微米至1微米之间。
更好地，设置于多个所述发光元件其中之一的该层叠结构中的该绝缘材料的杨氏模数小于该磊晶结构的杨氏模数、该第一电极的杨氏模数、该第二电极的杨氏模数、该第一电极接触部的杨氏模数与该第二电极接触部的杨氏模数。
更好地，设置于多个所述发光元件其中之一的该第一侧面上的部分的该第一电极、部分的该第二电极、该第一电极接触部与该第二电极接触部形成共平面。
综合以上所述，本发明提供了一种发光元件与显示设备，借助于将至少部分的第一电极设置于磊晶结构的第一侧面，且将部分的第二电极设置于第二型半导体层与部分的第一电极间，减少发光元件的电极与欲接合的相关显示背板之间的空隙，使发光元件在与相关显示背板接合的过程中受到的应力尽可能地平均，从而避免发光元件在制造过程中断裂，提高了产品合格率。
以上的关于记载内容的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的权利要求保护范围更进一步的解释。
附图说明
图1为本发明一实施例的发光元件的剖面图；
图2为本发明另一实施例的发光元件的剖面图；
图3为本发明更一实施例的发光元件的剖面图；
图4为本发明又一实施例的发光元件的剖面图；
图5为本发明一实施例的显示设备的俯视示意图；
图6为图5中的AA’剖面的剖面示意图。
【附图标记说明】
1～4、61 发光元件
6 显示设备
11～41、611 磊晶结构
111～411、6111 第一型半导体层
113～413、6113 第二型半导体层
115～415、6115 发光层
13～43、613 第一电极
15～45、615 第二电极
151～451、6151 反射部
153～453、6153 接触部
171、172～471、472、6172 绝缘材料
29 反射层
50、62 驱动电路
501、621 第一电极接触部
502、622 第二电极接触部
E 空隙
LS、LS’ 层叠结构
S1、S1’ 第一侧面
SC1、SC2 电极接触面
So 出光面
T1、T2、T1’ 厚度
V、V’ 贯孔
d1、d2 长度
具体实施方式
以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使本领域普通技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所记载的内容、权利要求保护范围及附图，本领域普通技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的权利要求保护范围。
请参照图1，图1为本发明一实施例的发光元件的剖面图。如图1所示，发光元件1具有磊晶结构11、第一电极13与第二电极15。磊晶结构11具有第一型半导体层111、第二型半导体层113与发光层115。发光层115设置于第一型半导体层111与第二型半导体层113间。第一电极13连接第一型半导体层111，且至少部分的第一电极13设置于磊晶结构11的第一侧面S1。第二电极15连接第二型半导体层113。且第二电极15设置于磊晶结构11的第一侧面S1，部分的第二电极15设置于第二型半导体层113与部分的第一电极13间。
磊晶结构11可包括Ⅱ-Ⅵ族材料(例如：锌化硒(ZnSe))或Ⅲ-Ⅴ氮族化物材料(例如：氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)、氮化铟(InN)、氮化铟镓(InGaN)、氮化铝镓(AlGaN)或氮化铝铟镓(AlInGaN))。磊晶结构11的厚度T1以不超过6微米(micrometer，μm)为佳，且磊晶结构11的厚度T1通常不小于1微米，太厚或太薄都将影响后续制程的良率。
本实施例的第一型半导体层111的厚度可大于第二型半导体层113的厚度，其中第一型半导体层111的厚度介于1微米至5微米之间，发光层115的厚度介于0.1微米至1微米之间，而第二型半导体层113的厚度介于0.1微米至0.5微米之间，但并不以为限。其中第二型半导体层113与第一型半导体层111的掺杂类型不同。举例来说，第一型半导体层111例如为N型掺杂的半导体层，而第二型半导体层113例如为P型掺杂的半导体层。发光层115例如为一多重量子阱(multiple quantum well，MQW)结构，但并不以为限。特别说明的是，发光元件1的最大宽度尺寸介于1到100微米之间，较佳是介于3到30微米之间，亦即本实施例中的发光元件1为一微型发光元件(Micro LED)。
在图1所示的实施例中，部分的第二电极15、部分的第二型半导体层113与部分的第一电极13形成层叠结构LS。于层叠结构LS中，部分的第二电极15与部分的第一电极13间配置有绝缘材料172，以避免第一电极13与第二电极15相接触产生短路。此外，于层叠结构LS之外，绝缘材料172更延伸覆盖部分的发光层115、部分的第二型半导体层113与部分的第二电极15，以避免第一电极13接触发光层115、第二型半导体层113与第二电极15产生短路。其中，填入于层叠结构LS中的绝缘材料的厚度T2不小于0.3微米，以有较佳的绝缘功能，且填入于层叠结构LS中的绝缘材料172的厚度T2不大于1微米，减少绝缘材料172所占的面积避免影响出光效率。举例来说，填入于层叠结构LS中的绝缘材料172的厚度可以是0.3微米、0.5微米、0.7微米、0.9微米或是当中的任意范围。此外，填入于层叠结构LS中的绝缘材料172的厚度T2与磊晶结构11的厚度T1的比值介于0.05至1之间，小于0.05接合应力无法平均释放，大于1会增加发光元件1的体积。举例来说，绝缘材料172的厚度T2与磊晶结构11的厚度T1的比值可以是0.05、0.075、0.1或当中的任意范围。绝缘材料172例如为介电质薄膜或高分子材料。举例来说，绝缘材料172例如为氧化铝(Al2O3)、氧化硅(SiO2)或氮化硅(Si3N4)及上述材料的组合。特别说明的是，绝缘材料172的杨氏模数小于磊晶结构11、第一电极13及第二电极15上述任一的杨氏模数，因此在接合时可通过形变度较大的绝缘材料172做为接合时的缓冲。
此处，第一电极13例如为一N型电极且第二电极15例如为一P型电极。于一实施例中，第一电极13与第二电极15由高功函数金属(例如：铂、镍、钛、金、铬、银、上述的合金及上述材料的组合)、金属氧化物(如氧化铟锡及氧化锌)或是导电的非金属材料如导电高分子、石墨、石墨烯及黑磷形成。以金属材料为例，所谓的高功函数金属例如为功函数不小于4.5电子伏特的金属材料。由此，以使第一电极13与磊晶结构11有较佳的欧姆接触，且使第二电极15与磊晶结构11有较佳的欧姆接触。
发光元件1用以于依据显示背板50的驱动控制而选择性地发光。显示背板50例如为一是互补式金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS)基板、硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon，LCOS)基板、薄膜晶体管(Thin FilmTransistor，TFT)基板或是其他具有工作电路的基板。显示背板50的结构为本领域普通技术人员经详阅本说明书后可自由设计，相关细节不予赘述。第一电极13用以连接显示背板50的第一电极接触部501，第二电极15用以连接显示背板50的第二电极接触部502。由此，以使发光元件1得以电性连接且受控于显示背板50。
参照图1的结构来说，在一对照实施例中，第一电极与第二电极之间并未设置元件以支撑磊晶结构，使得部分的磊晶结构为第一电极与第二电极所支撑，而磊晶结构的中央部分却是悬空。当施力给发光元件，以使发光元件固着于显示背板时，磊晶结构受到的应力不均，或者说磊晶结构的中央部分并未受到支撑，而使得磊晶结构容易断裂。在另一对照实施例中，第一电极与第二电极之间仅设置有绝缘层，且绝缘层至少接触磊晶结构以支撑磊晶结构。在这样的结构之下，由于绝缘层的应力相关系数与第一电极或第二电极的应力相关系数并不相同，使得绝缘层提供的支撑力道与第一电极或第二电极所提供的支撑力道并不相同。因此，在此对照实施例中，磊晶结构所受到的应力依旧不均，而使磊晶结构还是有于制造过程中断裂的风险。
相较于前述的对照实施例，在图1所示的实施例中，第一电极13、第二电极15与层叠结构LS接触磊晶结构11的第一侧面S1，使得磊晶结构11能为第一电极13、第二电极15与层叠结构LS所支撑，磊晶结构11不再具有悬空的部分。如图1所示，在第一电极13与第二电极15之间有部分的空隙E，然此空隙的尺寸相对为小，且此空隙位于发光元件1的边缘而未与磊晶结构相关联，因此并不构成妨害，亦可增加发光元件1固着于显示背板50时的制程裕度。空隙的最小宽度与发光元件的最大宽度的比值介于0.01至0.5之间。于实务上，所述的空隙的宽度，或者说第一电极13与第二电极15之间的最短距离，空隙E的宽度与该发光元件的最大宽度的比值介于0.01至0.5之间。由于本实施例为一微型发光元件，磊晶结构11相对习知发光元件的磊晶结构的结构强度更为弱，因此要控制接合的应力产生有一定难度。因此当所述的比值超过0.5接合应力无法平均释放可能造成磊晶结构11在接合时产生断裂，而当所述的比值小于0.01可能因为空隙不够而使第一、二电极13、15分别接合于第一、二电极接触部501、502时，第一、二电极接触部501、502溢上第一、二电极13、15而造成短路。举例来说，所述的空隙的宽度例如介于1微米至5微米之间。于另一实施例中，可再借助于另一道制造过程填入绝缘材料或是其他材料于所述的空隙，以更进一步提升发光元件的结构完整程度。
此外，部分的第一电极13、部分的第二电极15与配置于层叠结构LS中的绝缘层实质上平行，进一步使层叠结构LS在受力时能平均分散应力，而稳固地支撑磊晶结构11。换句话说，层叠结构LS具有实质上均匀的材料分布，且层叠结构LS整体的等效应力相关系数相仿于第一电极13的应力相关系数或第二电极15的应力相关系数。因此，得以平均分散磊晶结构11所受到的应力。
更具体地来说，于层叠结构LS中，部分的第一电极13、部分的绝缘材料172与部分的第二电极15相当于彼此重叠。重叠的面积相对于第一电极13的面积比例介于0.1至0.5，重叠的面积相对于第二电极15的面积比例介于0.1至0.5，除了可以平均释放接合应力外，亦可增加第一、二电极13、15连接第一、二型半导体层111、115的面积以得到更佳的电流传导效率。
在此实施例中，设置于第一侧面S1上的部分的第一电极13与部分的第二电极15大致形成共平面。更具体地来说，第一电极13的电极接触面SC1与第二电极15的电极接触面SC2共平面。一般来说，第一电极接触部501与第二电极接触部502的大小并不会特意设计为不同，因此，在第一电极接触部501与第二电极接触部502的尺寸大小大致上相仿的情况下，第一电极13的电极接触面SC1与第二电极15的电极接触面SC2共平面的设计也使得在设置发光元件1于驱动电路时，发光元件1受到的应力能更加平均。
在图1所示的实施例中，磊晶结构11具有贯孔V，第一电极13经贯孔V连接第一型半导体层111。此处贯孔V例如是通过蚀刻而形成，在此实施例中，贯孔V并未贯穿第一型半导体层111，而部分的第一型半导体层111暴露于贯孔V。更详细地来说，贯孔V的孔壁布设有绝缘材料171、172，以避免第一电极13经由贯孔V的孔壁接触到发光层115或是第二型半导体层113。另一方面，在此实施例中，第二电极15连接第二型半导体层113的连接面积大于第一电极13连接第一型半导体层111的连接面积。
此外，发光元件1定义有出光面So。当发光元件1产生激发光时，发光元件1主要经由出光面So出光。第一侧面S1出光面So的相对侧面。发光元件1的出光面So可为一平面或是一粗糙面，此处，发光元件1的出光面So为粗糙表面，以避免激发光于出光面So形成全反射现象，降低出光效率，较佳地，出光面So的平均粗糙度介于50奈米至1000奈米之间。于一实施例中，第二电极15具有反射部151与接触部153，反射部151用以反射发光层115产生的激发光，以使大部分的激发光都能够经由出光面So向外输出，而使得发光元件1能主要经由出光面So提供激发光。在此实施例中，反射部151与接触部153的材料可以是不同，反射部151的材料例如为银、铝及上述材料的合金，接触部153的材料例如为前述的高功函数金属、金属氧化物或是导电的非金属材料。反射部151的厚度例如为介于0.5微米至0.8微米之间。举例来说，反射部151的厚度例如为0.5微米、0.6微米、0.7微米、0.8微米或是当中的任意范围。于图中未示出的实施例中，第二电极的材料例如为前述的高功函数金属、金属氧化物或是导电的非金属材料而一体成型而成，在此并不为限。
请再参照图2，图2为本发明另一实施例所绘示的发光元件的剖面图。在图2所示的实施例中，发光元件2的结构相仿于发光元件1，相关细节不再赘述。在图2所示的实施例中，发光元件2更具有反射层29，反射层29设置于绝缘材料271与第二型半导体层213之间。发光元件2能借助于反射层29与第二电极25的反射部251使发光层115产生的大部分的激发光都能够经由出光面So向外输出。反射层29的材质例如相同于第二电极25的反射部251的材质，或者说，反射层29与第二电极的反射部251由同一道制造过程所形成。反射层29的材料例如为银、铝及上述材料的合金。
请参照图3，图3为本发明更一实施例所绘示的发光元件的剖面图。在图3所示的实施例中，发光元件3的结构大致上相仿于前述的实施例。不同的是，在图3所示的实施例中，贯孔V’位于磊晶结构31的边缘，且贯孔V’暴露于外。但在此实施例中，贯孔V’并未贯穿第一型半导体层311，而部分的第一型半导体层311暴露于贯孔V’。第一电极33覆盖磊晶结构31部分周缘的第一侧壁SS1，并经由贯孔V’连接至第一型半导体层311。由于贯孔V’孔壁并未完全封闭，部分的第一电极33暴露于外。在一实施例中，第一电极33的边缘切齐第一型半导体层311的侧壁。于另一实施例中，第一电极33与第一型半导体层311的连接面积小于第一型半导体层311暴露于贯孔V’的面积。此外，宽度d2与出光面的宽度d1的比值例如介于0.05至0.3之间，以使发光元件3具有适当的发光面积。
请参照图4，图4为根据本发明又一实施例所绘示的发光元件的剖面图。在图4所示的实施例中，发光元件4的结构大致上相仿于图3所述的发光元件3。不同的是，在图4所示的实施例中，第一电极43更覆盖第一型半导体层411部分周缘的第二侧壁SS2，并于第二侧壁SS2连接第一型半导体层411。更详细地来说，第一电极43除了经由贯孔V’连接第一型半导体层411之外，第一电极43更自贯孔V’延伸至第二侧壁SS2。于实务上，发光元件4例如是与其他的发光元件被数组地设置于驱动电路50’。在不考虑边界的情况下，第一电极43自贯孔V’延伸而出的部分位于发光元件4与其他的发光元件之间。由此，得以增加第一电极43与第一型半导体层411的接触面积。另一方面，更可缩小长度d2，以增加发光元件4的发光面积。
在一实施例中，第一电极43的其中一个边缘与出光面So实质上共平面。在出光面So为粗糙表面的实施例中，所述的共平面例如是以出光面So的最高点、最低点或是平均厚度作为参考基准。在另一实施例中，第一电极43由贯孔V’延伸而出，并覆盖完整的第二侧壁SS2。从另一个角度来说，第一电极43覆盖的第二侧壁SS2面积等于第二侧壁SS2的面积。于更一实施例中，第一电极43由贯孔延伸而出，并覆盖部分的第二侧壁SS2。从另一个角度来说，第一电极43覆盖的第二侧壁SS2面积小于第二侧壁SS2的面积。
请再参照图5与图6，其中图5为本发明一实施例的显示设备的俯视示意图，图6为图5中的AA’剖面的剖面示意图。如图5与图6所示，显示设备6具有显示背板62与多个发光元件61。显示背板50例如为一是互补式金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS)基板、硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon，LCOS)基板、薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)基板或是其他具有工作电路的基板。显示背板50的结构为本领域普通技术人员经详阅本说明书后可自由设计，相关细节不予赘述。在本实施例中，显示背板62例如为薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)基板。由于各显示背板具有相仿的结构，在此仅举其中之一说明之。显示背板62具有多个第一电极接触部与多个第二电极接触部，在此举第一电极接触部621与第二电极接触部622为例。发光元件61具有磊晶结构611、第一电极613与第二电极615。磊晶结构611具有第一型半导体层6111、第二型半导体层6113与发光层6115。发光层6115设置于第一型半导体层6111与第二型半导体层6113间。第一电极613连接第一电极接触部621与第一型半导体层6111。至少部分的第一电极613设置于磊晶结构611的第一侧面S1。第二电极615连接第二电极接触部622与第二型半导体层6113。第二电极615设置于磊晶结构611的第一侧面S1。部分的第二电极615设置于第二型半导体层6113与部分的第一电极613间。
其中，显示设备6的各个发光元件61例如数组地排列。此外，显示设备6的各个发光元件61可以分别具有如图1至图4所示的实施例至少其中之一所示的结构，而不仅限于图6所示的结构。发光元件61的相关结构细节如前述本领域普通技术人员当可由前述实施例理解显示设备6的各个发光元件61的结构细节。其中，这些发光元件61可以分别组成多个像素结构PX，每一像素结构PX包括至少一发光元件61，此处是以每三个发光元件61组成一个像素结构PX为例。举图5中的像素结构PX为例来说，像素结构PX的三个发光元件61可分别对应于蓝色子像素、发绿色子像素及红色子像素。特别说明的是，这些像素结构PX可组成40像素密度(Pixels Per Inch，PPI)至500像素密度，具有较佳分辨率。
综合以上所述，本发明提供了一种发光元件与显示设备，借助于将至少部分的第一电极设置于磊晶结构的第一侧面，且将部分的第二电极设置于第二型半导体层与部分的第一电极间，减少发光元件的电极与欲接合的相关电路之间的空隙，使发光元件在与相关电路接合的过程中受到的应力尽可能地平均，从而避免发光元件在制造过程中断裂，提高了产品合格率。
Claims (18)
1.一种发光元件，其特征在于，包括：
一磊晶结构，包括：
一第一型半导体层；
一第二型半导体层；以及
一发光层，设置于该第一型半导体层与该第二型半导体层间；
一第一电极，连接该第一型半导体层，且至少部分的该第一电极设置于该磊晶结构的一第一侧面；以及
一第二电极，连接该第二型半导体层，且该第二电极设置于该磊晶结构的该第一侧面，部分的该第二电极设置于该第二型半导体层与部分的该第一电极间。
2.如权利要求1的发光元件，其特征在于，部分的该第二电极、该第二型半导体层与部分的该第一电极形成一层叠结构，于该层叠结构中，部分的该第二电极与部分的该第一电极间配置有一绝缘材料。
3.如权利要求2的发光元件，其特征在于，配置于该层叠结构中的该绝缘材料的厚度与该磊晶结构的厚度的比值介于0.05至1之间。
4.如权利要求3的发光元件，其特征在于，配置于该层叠结构中的该绝缘材料的厚度介于0.3微米至1微米之间。
5.如权利要求2的发光元件，其特征在于，配置于该层叠结构中的该绝缘材料的杨氏模数小于该磊晶结构的杨氏模数、该第一电极的杨氏模数与该第二电极的杨氏模数。
6.如权利要求1的发光元件，其特征在于，该发光元件设有一出光面，该第一侧面该出光面的相对侧面。
7.如权利要求6的发光元件，其特征在于，该出光面为粗糙表面，且平均粗糙度介于50奈米至1000奈米之间。
8.如权利要求1的发光元件，其特征在于，设置于该第一侧面上的部分的该第一电极与部分的该第二电极形成共平面。
9.如权利要求1的发光元件，其特征在于，该磊晶结构具有至少一贯孔，该第一电极经该至少一贯孔连接该第一型半导体层。
10.如权利要求9的发光元件，其特征在于，该第二电极连接该第二型半导体层的连接面积大于该第一电极连接该第一型半导体层的连接面积。
11.如权利要求1的发光元件，其特征在于，该第一电极覆盖该磊晶结构部分周缘的一第一侧壁，且该第一电极覆盖该第一型半导体层部分周缘的一第二侧壁，该第一电极于该第二侧壁连接该第一型半导体层。
12.如权利要求1的发光元件，其特征在于，该第一电极与该第二电极间具有一空隙，该空隙的最小宽度与该发光元件的最大宽度的比值介于0.01至0.5之间。
13.一种显示设备，其特征在于，包括：
一显示背板，包括多个第一电极接触部与多个第二电极接触部；以及
多个发光元件，每一该发光元件包括：
一磊晶结构，包括：
一第一型半导体层；
一第二型半导体层；以及
一发光层，设置于该第一型半导体层与该第二型半导体层间；
一第一电极，连接多个所述第一电极接触部其中之一与该第一型半导体层，且至少部分的该第一电极设置于该磊晶结构的一第一侧面；以及
一第二电极，连接多个所述第二电极接触部其中之一与该第二型半导体层，且该第二电极设置于该磊晶结构的该第一侧面，部分的该第二电极设置于该第二型半导体层与部分的该第一电极间。
14.如权利要求13的显示设备，其特征在于，多个所述发光元件其中之一的部分的该第二电极、该第二型半导体层与部分的该第一电极形成一层叠结构，于该层叠结构中，部分的该第二电极与部分的该第一电极间设置有一绝缘材料。
15.如权利要求14的显示设备，其特征在于，设置于多个所述发光元件其中之一的该层叠结构中的该绝缘材料的厚度与该磊晶结构的厚度的比值介于0.05至1之间。
16.如权利要求15的显示设备，其特征在于，设置于多个所述发光元件其中之一的该层叠结构中的该绝缘材料的厚度介于0.3微米至1微米之间。
17.如权利要求14的显示设备，其特征在于，设置于多个所述发光元件其中之一的该层叠结构中的该绝缘材料的杨氏模数小于该磊晶结构的杨氏模数、该第一电极的杨氏模数、该第二电极的杨氏模数、该第一电极接触部的杨氏模数与该第二电极接触部的杨氏模数。
18.如权利要求13的显示设备，其特征在于，设置于多个所述发光元件其中之一的该第一侧面上的部分的该第一电极、部分的该第二电极、该第一电极接触部与该第二电极接触部形成共平面。
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|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111463329A (zh) * | 2019-01-18 | 2020-07-28 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 一种led芯片及其制作方法 |
| CN112420890A (zh) * | 2019-08-21 | 2021-02-26 | 财团法人工业技术研究院 | 发光元件及显示装置 |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101027795A (zh) * | 2004-09-27 | 2007-08-29 | 松下电器产业株式会社 | 半导体发光元件及其制造方法和安装方法、发光器件 |
| US20090121241A1 (en) * | 2007-11-14 | 2009-05-14 | Cree, Inc. | Wire bond free wafer level LED |
| CN102412355A (zh) * | 2010-09-17 | 2012-04-11 | Lg伊诺特有限公司 | 发光器件 |
| TW201338198A (zh) * | 2012-03-12 | 2013-09-16 | Univ Chang Gung | 壓合式覆晶發光元件結構及其製作方法 |
| CN103515500A (zh) * | 2012-06-29 | 2014-01-15 | 华夏光股份有限公司 | 半导体发光结构及其制造方法 |
| CN103579438A (zh) * | 2012-08-02 | 2014-02-12 | 东莞市正光光电科技有限公司 | 发光元件及其制作方法 |
| CN103682033A (zh) * | 2012-08-30 | 2014-03-26 | 隆达电子股份有限公司 | 倒装式发光二极管结构及其制造方法 |
| CN104377291A (zh) * | 2013-08-16 | 2015-02-25 | 比亚迪股份有限公司 | Led芯片及其制备方法 |
| CN104603962A (zh) * | 2012-08-28 | 2015-05-06 | 欧司朗光电半导体有限公司 | 用于制造具有反射电极的光电子半导体芯片的方法 |
| CN105390580A (zh) * | 2014-09-02 | 2016-03-09 | 三星电子株式会社 | 半导体发光器件 |
| CN105977359A (zh) * | 2011-02-14 | 2016-09-28 | 欧司朗光电半导体有限公司 | 光电子半导体芯片和用于制造光电子半导体芯片的方法 |
| TW201637236A (zh) * | 2015-04-15 | 2016-10-16 | 晶元光電股份有限公司 | 發光元件及其製造方法 |
| CN106170874A (zh) * | 2014-10-30 | 2016-11-30 | 思特亮株式会社 | 半导体发光元件 |
-
2017
- 2017-03-10 CN CN201710140622.8A patent/CN108574032B/zh active Active
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101027795A (zh) * | 2004-09-27 | 2007-08-29 | 松下电器产业株式会社 | 半导体发光元件及其制造方法和安装方法、发光器件 |
| US20090121241A1 (en) * | 2007-11-14 | 2009-05-14 | Cree, Inc. | Wire bond free wafer level LED |
| CN102412355A (zh) * | 2010-09-17 | 2012-04-11 | Lg伊诺特有限公司 | 发光器件 |
| CN105977359A (zh) * | 2011-02-14 | 2016-09-28 | 欧司朗光电半导体有限公司 | 光电子半导体芯片和用于制造光电子半导体芯片的方法 |
| TW201338198A (zh) * | 2012-03-12 | 2013-09-16 | Univ Chang Gung | 壓合式覆晶發光元件結構及其製作方法 |
| CN103515500A (zh) * | 2012-06-29 | 2014-01-15 | 华夏光股份有限公司 | 半导体发光结构及其制造方法 |
| CN103579438A (zh) * | 2012-08-02 | 2014-02-12 | 东莞市正光光电科技有限公司 | 发光元件及其制作方法 |
| CN104603962A (zh) * | 2012-08-28 | 2015-05-06 | 欧司朗光电半导体有限公司 | 用于制造具有反射电极的光电子半导体芯片的方法 |
| CN103682033A (zh) * | 2012-08-30 | 2014-03-26 | 隆达电子股份有限公司 | 倒装式发光二极管结构及其制造方法 |
| CN104377291A (zh) * | 2013-08-16 | 2015-02-25 | 比亚迪股份有限公司 | Led芯片及其制备方法 |
| CN105390580A (zh) * | 2014-09-02 | 2016-03-09 | 三星电子株式会社 | 半导体发光器件 |
| CN106170874A (zh) * | 2014-10-30 | 2016-11-30 | 思特亮株式会社 | 半导体发光元件 |
| TW201637236A (zh) * | 2015-04-15 | 2016-10-16 | 晶元光電股份有限公司 | 發光元件及其製造方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111463329A (zh) * | 2019-01-18 | 2020-07-28 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 一种led芯片及其制作方法 |
| CN111463329B (zh) * | 2019-01-18 | 2021-09-17 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 一种led芯片及其制作方法 |
| CN112420890A (zh) * | 2019-08-21 | 2021-02-26 | 财团法人工业技术研究院 | 发光元件及显示装置 |
| CN112420890B (zh) * | 2019-08-21 | 2022-04-05 | 财团法人工业技术研究院 | 发光元件及显示装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108574032B (zh) | 2020-09-29 |
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Legal Events
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