CN110268804B - 使用半导体发光元件的显示装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种显示装置，更具体地，涉及使用半导体发光元件的显示装置。根据本发明的显示装置包括：基板，其包括多个金属焊盘；以及绿色半导体发光元件和蓝色半导体发光元件，其通过自组装电连接至所述金属焊盘，其中，所述绿色半导体发光元件和所述蓝色半导体发光元件包括具有不同形状以在连接到基板时彼此可区分的标识部。

Description

使用半导体发光元件的显示装置及其制造方法
技术领域
本公开涉及显示装置及其制造方法，更具体地，涉及一种使用半导体发光元件的柔性显示装置。
背景技术
近年来，在显示技术领域中已经开发出具有诸如小外形、柔性等优异特性的显示装置。相比之下，目前商业化的主要显示器以液晶显示器(LCD)和有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)为代表。
然而，在LCD的情况下存在诸如响应时间不够快、难以实现柔性之类的问题，而在AMOLED的情况下存在诸如寿命短、产量不够好以及柔性差之类的缺点。
另一方面，发光二极管(LED)是众所周知的用于将电流转换为光的半导体发光元件，并且由于使用GaAsP化合物半导体的红色LED与GaP:N基绿色LED一起在1962年被商用，因此发光二极管(LED)已被用作用于在包括信息通信装置的电子装置中显示图像的光源。因此，半导体发光元件可被用于实现柔性显示器，从而提出解决问题的方案。
如上所述，在使用半导体发光元件的显示器的情况下，难以实现大尺寸显示装置。因此，近年来，已经开发出半导体发光元件以自组装方式联接到基板的制造方法。此外，在使用半导体发光元件的显示器的情况下，广泛使用通过将蓝色半导体发光元件与磷光体、滤色器等组合来实现红色、绿色和蓝色的方法，但是这种结构具有低发光效率的缺点。
因此，可以考虑将红色半导体发光元件、绿色半导体发光元件和蓝色半导体发光元件通过自组装分别联接到基板的构造。
发明内容
技术问题
本公开的一个方面是提供一种能够在显示装置中自组装期间检查半导体发光元件的组装状态的结构。
本公开的另一方面是提供一种能够依次自组装红色半导体发光元件、绿色半导体发光元件和蓝色半导体发光元件的显示装置及其制造方法。
技术方案
在使用半导体发光元件的显示装置中，红色半导体发光元件、绿色半导体发光元件和蓝色半导体发光元件可以在视觉上彼此区分开，并且可以容易地检查在自组装期间半导体发光元件的组装状态。
具体地，根据本公开的显示装置可以包括：基板，所述基板具有多个金属焊盘；以及绿色半导体发光元件和蓝色半导体发光元件，所述绿色半导体发光元件和所述蓝色半导体发光元件通过自组装电连接至所述金属焊盘，其中，所述绿色半导体发光元件和所述蓝色半导体发光元件包括具有不同形状以便在联接到所述基板时进行区分的标识部。
根据一个实施方式，所述绿色半导体发光元件和所述蓝色半导体发光元件分别可以包括：导电半导体层；导电电极，所述导电电极被形成在所述导电半导体层的一个表面上；以及钝化层，所述钝化层被配置为包围所述半导体发光元件，并且设置有使所述导电电极暴露的通孔，其中，所述标识部被形成在所述导电半导体层、所述导电电极和所述钝化层中的任何一个上。
根据一个实施方式，该显示装置还可以包括：红色半导体发光元件，所述红色半导体发光元件通过自组装电连接至所述金属焊盘。所述红色半导体发光元件的导电半导体层、导电电极和钝化层中的任何一个可以具有与所述绿色半导体发光元件和所述蓝色半导体发光元件的导电半导体层、导电电极和钝化层中的对应的一个的形状或尺寸不同的形状或尺寸。
根据一个实施方式，所述金属焊盘可以包括：第一金属焊料，所述第一金属焊料电连接至所述绿色半导体发光元件的导电电极，以及第二金属焊料，所述第二金属焊料电连接至所述蓝色半导体发光元件的导电电极。所述第一金属焊料和所述第二金属焊料可以由具有不同熔点的材料形成。
根据一个实施方式，所述绿色半导体发光元件和所述蓝色半导体发光元件分别可以包括：未掺杂半导体层，并且所述标识部被形成在所述未掺杂半导体层上。在所述绿色半导体发光元件的所述未掺杂半导体层和所述蓝色半导体发光元件的所述未掺杂半导体层中可以形成有凹槽，并且用所述凹槽形成的图案可以被配置为在所述绿色半导体发光元件和所述蓝色半导体发光元件中不同。
根据一个实施方式，所述绿色半导体发光元件和所述蓝色半导体发光元件可以具有不同形状，并且所述标识部可以具有不同形状。
另外，本公开公开了一种制造显示装置的方法，该方法可以包括以下步骤：在生长基板上单独生长绿色半导体发光元件和蓝色半导体发光元件，以生长所述绿色半导体发光元件和所述蓝色半导体发光元件的发光结构；将所述绿色半导体发光元件和所述蓝色半导体发光元件从所述生长基板分离，并且通过在填充有流体的腔室中自组装将所述绿色半导体发光元件和所述蓝色半导体发光元件依次联接到基板；以及检查所述绿色半导体发光元件和所述蓝色半导体发光元件是否联接到所述基板的预设位置，其中，所述绿色半导体发光元件和所述蓝色半导体发光元件包括具有不同形状以便在联接至所述基板的同时进行区分的标识部。
根据一个实施方式，用于将半导体发光元件和布线电极接合的焊料材料可以被设置为具有按照半导体发光元件的自组装序列的从高温到低温的熔点。
有益效果
在根据本公开的显示装置中，红色半导体发光元件、绿色半导体发光元件和蓝色半导体发光元件可以使用具有按照自组装置顺序的从高温到低温的熔点的焊料材料依次自组装。由此，本公开可以实现具有高发光效率的大屏幕显示器。
此外，根据本公开，可以使用标识部来区分红色半导体发光元件、绿色半导体发光元件和蓝色半导体发光元件，从而在每个芯片选择性地自组装之后容易地检查组装状态是否正常。如上所述，可以在半导体发光元件联接到基板的同时在不施加电力的情况下视觉上检查组装状态，因此可以在半导体发光元件联接到基板之后立即执行修复工序。因此，在执行后工序之前可以更容易地实施修复工序，从而进一步便于修复。
附图说明
图1是示出根据本公开的一个实施方式的使用半导体发光元件的显示装置的概念图。
图2是图1中的部分“A”的局部放大图，并且图3a和图3b是沿着图2中的线B-B和C-C截取的截面图。
图4是示出图3中的倒装芯片型半导体发光元件的概念图。
图5a至图5c是例示了用于与倒装芯片型半导体发光元件相关地实现颜色的各种形式的概念图。
图6是示出使用根据本公开的半导体发光元件的显示装置的制造方法的截面图。
图7是示出根据本公开的另一实施方式的使用半导体发光元件的显示装置的立体图。
图8是沿着图7中的线D-D截取的截面图。
图9是示出图8中的垂直型半导体发光元件的概念图。
图10是图1中的部分“A”的放大图，用于说明应用了具有新结构的布线基板的半导体发光元件的本公开的另一实施方式。
图11是沿着图10中的线E-E截取的截面图。
图12a、图12b和图12c是例示了图10中的半导体发光元件的平面图。
图13是例示了图10中的半导体发光元件的放大图。
图14至图16是示出针对半导体发光元件实现标识部的各种形式的概念图。
图17和图18是示出根据本公开的制造显示装置的方法的概念图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本文所公开的实施方式，并且相同或相似的元件用相同的附图标记表示，而与附图中的图号无关，并且将省略它们的冗余描述。用于以下描述中所公开的组成元件的后缀“模块”和“单元”仅旨在用于使说明书容易描述，并且后缀本身不给出任何特殊含义或功能。此外，在描述本文所公开的实施方式时，当判断本发明所属公知技术的具体描述使本公开的主旨模糊时，将省略其详细描述。另外，应该注意，例示附图仅为了容易地解释本发明的构思，因此，它们不应被解释为通过附图限制本文所公开的技术构思。
此外，应当理解，当诸如层、区域或基板之类的元件被称为在另一元件“上”时，它能够直接位于另一元件上，或者也可以在它们之间插置中间元件。
本文所公开的显示装置可以包括便携式电话、智能电话、膝上型计算机、数字广播终端、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、导航仪、板式PC、平板PC、超极本、数字TV、台式计算机等。然而，本领域技术人员将容易理解，本文所公开的配置可适用于任何可显示装置，即使它是以后将开发的新产品类型。
图1是示出根据本公开的一个实施方式的使用半导体发光元件的显示装置的概念图。
根据附图，可以使用柔性显示器显示在显示装置100的控制器中处理的信息。
柔性显示器可以包括柔性、可弯曲、可扭曲、可折叠和可卷曲的显示器。例如，柔性显示器可以是在保持相关技术中的平板显示器的显示特性的同时，在能够像纸张一样卷绕、弯曲、折叠或卷曲的薄且柔性的基板上制造的显示器。
在柔性显示器不卷绕的配置(例如，具有无限曲率半径的配置，在下文中，称为“第一配置”)中，柔性显示器的显示区域变为平面。在柔性显示器在第一配置中通过外力而卷绕的配置(例如，具有有限曲率半径的配置，在下文中，称为“第二配置”)中，柔性显示器的显示区域变为弯曲表面。如图所示，在第二配置中显示的信息可以是在弯曲表面上显示的视觉信息。视觉信息可以按照独立地控制以矩阵配置布置的各单位像素(子像素)的发光的方式来实现。单位像素表示用于呈现一种颜色的基本单元。
柔性显示器的子像素可以由半导体发光元件实现。根据本公开，发光二极管(LED)被例示出为一种半导体发光元件。发光二极管也可以被形成为小尺寸，以便即使在第二配置中也起到子像素的作用。
在下文中，将参照附图更详细地描述使用发光二极管实现的柔性显示器。
图2是图1中部分“A”的局部放大图，并且图3a和图3b是沿着图2中的线B-B和C-C截取的截面图，图4是例示了图3a中的倒装芯片型半导体发光元件的概念图，并且图5a至图5c是例示了与倒装芯片型半导体发光元件相关地实现颜色的各种形式的概念图。
根据图2、图3a和图3b中的图，例示了使用无源矩阵(PM)型半导体发光元件的显示装置100，作为使用半导体发光元件的显示装置100。然而，下面描述的示例也可以应用于有源矩阵(AM)型半导体发光元件。
显示装置100可以包括基板110、第一电极120、导电粘合层130、第二电极140和多个半导体发光元件150。
基板110可以是柔性基板。基板110可以包含玻璃或聚酰亚胺(PI)以实现柔性显示装置。另外，如果它是柔性材料，则可以使用诸如聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等中的任何一种。此外，基板110可以是透明材料和非透明材料中的一种。
基板110可以是设置有第一电极120的布线基板，并且因此第一电极120可以放置在基板110上。
根据附图，绝缘层160可以被设置在放置有第一电极120的基板110上，并且辅助电极170可以放置在绝缘层160上。在这种情况下，绝缘层160沉积在基板110上的配置可以是单布线基板。更具体地，绝缘层160可以利用诸如聚酰亚胺(PI)、PET、PEN等的绝缘且柔性材料合并到基板110中，以形成单布线基板。
作为用于将第一电极120电连接至半导体发光元件150的电极的辅助电极170设置在绝缘层160上，并且被设置为与第一电极120的位置对应。例如，辅助电极170具有点形状，并且可以借助于贯穿绝缘层160的电极孔171电连接至第一电极120。电极孔171可以通过在通孔中填充导电材料来形成。
参照附图，导电粘合层130可以形成在绝缘层160的一个表面上，但是本公开可以不必限于此。例如，也可以具有其中导电粘合层130设置在基板110上而无需绝缘层160的结构。在导电粘合层130设置在基板110上的结构中，导电粘合层130可以起到绝缘层的作用。
导电粘合层130可以是具有粘合性和导电性的层，并且为此，可以将导电材料和粘合材料在导电粘合层130上混合。此外，导电粘合层130可以具有柔性，从而允许显示装置中的柔性功能。
对于这样的示例，导电粘合层130可以是各向异性导电膜(ACF)、各向异性导电膏、含有导电颗粒的溶液等。导电粘合层130可以允许沿着贯穿其厚度的z方向的电互连，但是可以被配置为在其水平x-y方向上具有电绝缘的层。因此，导电粘合层130可以称为z轴导电层(然而，下文中称为“导电粘合层”)。
各向异性导电膜是具有其中各向异性导电介质与绝缘基础构件混合的形式的膜，因此当对其施加热和压力时，仅其特定部分可以借助于各向异性导电介质而具有导电性。在下文中，对各向异性导电膜施加热和压力，但是也可以向各向异性导电膜应用其它方法，以部分地具有导电性。所述方法可以包括仅施加热和压力中的任意一个、进行UV固化等。
此外，各向异性导电介质可以是导电球或颗粒。根据附图，在本示例中，各向异性导电膜是具有其中各向异性导电介质与绝缘基础构件混合的形式的膜，因此当对其施加热和压力时，仅其特定部分可以借助于导电球而具有导电性。各向异性导电膜可以处于其中具有导电材料的芯包含由具有聚合物材料的绝缘层涂覆的多个颗粒的状态，并且在这种情况下，它可以在被施加热和压力的部分上的绝缘层破裂的同时借助于芯而具有导电性。这里，芯可以转变为实现具有物体在膜的厚度方向上所接触的两个表面的层。对于更具体的示例，将热和压力整体施加到各向异性导电膜，并且z轴方向上的电连接通过与由于使用各向异性导电膜粘附的配合物体的高度差部分地形成。
又例如，各向异性导电膜可以处于包含其中导电材料被涂覆在绝缘芯上的多个颗粒的状态。在这种情况下，被施加热和压力的部分可以转换(按压和粘附)为导电材料，以在膜的厚度方向上具有导电性。再例如，它可以形成为在其中导电材料沿着z方向贯穿绝缘基础构件的膜的厚度方向上具有导电性。在这种情况下，导电材料可以具有尖端部。
根据附图，各向异性导电膜可以是以导电球插入到绝缘基础构件的一个表面中的形式配置的固定阵列各向异性导电膜(ACF)。更具体地，绝缘基础构件由粘合材料形成，并且导电球密集地设置在绝缘基础构件的底部，并且当对其施加热和压力时，基础构件与导电球一起被修改，从而在其垂直方向上具有导电性。
然而，本公开可以不必限于此，并且各向异性导电膜可以全部被允许具有导电球随机地与绝缘基础构件混合的形式或者利用其中导电球被设置在任一层(双ACF)处的多个层的形式等来配置。
作为与膏和导电球联接的形式的各向异性导电膏可以是其中导电球与绝缘粘合基础材料混合的膏。此外，含有导电颗粒的溶液可以是含有导电颗粒或纳米颗粒的形式的溶液。
再次参照附图，第二电极140与辅助电极170分离地设置在绝缘层160处。换句话说，导电粘合层130被设置在设置有辅助电极170和第二电极140的绝缘层160上。
当导电粘合层130在设置有辅助电极170和第二电极140的状态下形成，然后半导体发光元件150通过施加热和压力以倒装芯片形式与导电粘合层130连接时，半导体光发光元件150电连接至第一电极120和第二电极140。
参照图4，半导体发光元件可以是倒装芯片型半导体发光元件。
例如，半导体发光元件可以包括p型电极156、形成有p型电极156的p型半导体层155、形成在p型半导体层155上的有源层154、形成在有源层154上的n-型半导体层153以及在n型半导体层153上沿水平方向与p型电极156分开设置的n型电极152。在这种情况下，p型电极156可以通过导电粘合层130电连接至辅助电极170，并且n型电极152可以电连接至第二电极140。
再次参照图2、图3a和图3b，辅助电极170可以在一个方向上以细长方式形成，以电连接至多个半导体发光元件150。例如，半导体发光元件的在辅助电极周围的左右p型电极可以电连接至一个辅助电极。
更具体地，将半导体发光元件150压入导电粘合层130中，并且由此，仅半导体发光元件150的p型电极156与辅助电极170之间的部分以及半导体发光元件150的n型电极152与第二电极140之间的部分具有导电性，而其余部分由于没有半导体发光元件的下推而不具有导电性。如上所述，导电粘合层130可以形成电连接，并且允许半导体发光元件150和辅助电极170之间以及半导体发光元件150和第二电极140之间的互联接。
此外，多个半导体发光元件150构成发光阵列，并且磷光体层180形成在发光阵列上。
发光元件阵列可以包括具有不同自发光值的多个半导体发光元件。半导体发光元件150中的每一个构成子像素，并且电连接至第一电极120。例如，可以存在多个第一电极120，并且例如，半导体发光元件被布置成多行，并且每行半导体发光元件可以电连接至多个第一电极中的任意一个。
此外，半导体发光元件可以以倒装芯片形式连接，因此半导体发光元件生长在透明电介质基板上。此外，半导体发光元件可以例如是氮化物半导体发光元件。半导体发光元件150具有优异的亮度特性，因此即使具有小尺寸，也可以配置各个子像素。
根据附图，分隔壁190可以形成在半导体发光元件150之间。在这种情况下，分隔壁190可以执行将各个子像素彼此划分开的作用，并且与导电粘合层130形成为一个整体。例如，当半导体发光元件150被插入到各向异性导电膜中时，各向异性导电膜的基础构件可以形成分隔壁。
此外，当各向异性导电膜的基础构件是黑色时，分隔壁190可以具有反射特性，同时增加对比度而不需要额外的黑色绝缘体。
又例如，反射分隔壁可以与分隔壁190分开设置。在这种情况下，根据显示装置的目的，分隔壁190可以包括黑色绝缘体或白色绝缘体。当使用白色绝缘体的分隔壁时，它可以具有增强反射率的效果，并且在具有反射特性的同时增加对比度。
磷光体层180可以位于半导体发光元件150的外表面处。例如，半导体发光元件150是发射蓝(B)光的蓝色半导体发光元件，并且磷光体层180执行将蓝(B)光转换为子像素的颜色的作用。磷光体层180可以是构成各个像素的红色磷光体层181或绿色磷光体层182。
换句话说，能够将蓝光转换成红(R)光的红色磷光体181可以在实现红色子像素的位置处沉积在蓝色半导体发光元件151上，并且能够将蓝光转换为绿(G)光的绿色磷光体182可以在实现绿色子像素的位置处沉积在蓝色半导体发光元件151上。此外，可以在实现蓝色子像素的位置处仅单独使用蓝色半导体发光元件151。在这种情况下，红色(R)子像素、绿色(G)子像素和蓝色(B)子像素可以实现一个像素。更具体地，可以沿着第一电极120的每条线沉积一种颜色的磷光体。因此，第一电极120上的一条线可以是控制一种颜色的电极。换句话说，红色(R)、绿色(B)和蓝色(B)可以沿第二电极140依次设置，从而实现子像素。
然而，本公开可以不必限于此，并且半导体发光元件150可以代替磷光体而与量子点(QD)组合以实现诸如红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的子像素。
此外，黑底191可以设置在每个磷光体层之间以增强对比度。换句话说，黑底191能够增强亮度的对比度。
然而，本公开可以不必限于此，并且用于实现蓝色、红色和绿色的其它结构也可以适用于此。
参照图5a，半导体发光元件150中的每一个可以用发射包括蓝色的各种光的高功率发光元件来实现，在所述高功率发光元件中主要使用氮化镓(GaN)并且添加铟(In)和/或铝(Al)。
在这种情况下，半导体发光元件150可以分别是红色半导体发光元件、绿色半导体发光元件和蓝色半导体发光元件，以实现各个子像素。例如，红色半导体发光元件(R)、绿色半导体发光元件(G)和蓝色半导体发光元件(B)交替设置，红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素借助于红色半导体发光元件、绿色半导体发光元件和蓝色半导体发光元件实现一个像素，从而实现全彩色显示。
参照图5b，半导体发光元件可以具有设置有用于每个元件的黄色磷光体层的白色发光元件(W)。在这种情况下，红色磷光体层181、绿色磷光体层182和蓝色磷光体层183可以设置在白色发光元件(W)上以实现子像素。此外，可以使用在白色发光元件(W)上以红色、绿色和蓝色重复的滤色器来实现子像素。
参照图5c，还可以具有红色磷光体层181、绿色磷光体层182和蓝色磷光体层183可以设置在紫外发光元件(UV)上的结构。以这种方式，半导体发光元件能够用于直至紫外光以及可见光的整个区域，并且可以扩展到其中紫外线(UV)能够用作激发源的半导体发光元件的形式。
再次考虑本示例，半导体发光元件150被放置在导电粘合层130上以配置显示装置中的子像素。半导体发光元件150可以具有优异的亮度特性，因此即使具有小尺寸，也可以配置各个子像素。各个半导体发光元件150的尺寸可以是其一条边的长度小于80μm，并且利用矩形或正方形元件来形成。在矩形元件的情况下，其尺寸可小于20×80μm。
此外，即使当具有10μm边长的正方形半导体发光元件150被用于子像素时，它也将表现出足以实现显示装置的亮度。因此，例如，在子像素的一条边的尺寸为600μm并且其余一条边为300μm的矩形像素的情况下，半导体发光元件之间的相对距离变得足够大。因此，在这种情况下，可以实现具有HD图像质量的柔性显示装置。
使用前述半导体发光元件的显示装置将通过新型制造方法来制造。在下文中，将参照图6描述制造方法。
图6是示出了使用根据本公开的半导体发光元件的显示装置的制造方法的截面图。
参照附图，首先，在设置有辅助电极170和第二电极140的绝缘层160上形成导电粘合层130。绝缘层160沉积在第一基板110上以形成一个基板(或布线基板)，并且第一电极120、辅助电极170和第二电极140设置在布线基板上。在这种情况下，第一电极120和第二电极140可以沿彼此垂直的方向设置。此外，第一基板110和绝缘层160可以分别包含玻璃或聚酰亚胺(PI)，以实现柔性显示装置。
导电粘合层130例如可以由各向异性导电膜实现，并且为此，可以在设置有绝缘层160的基板上涂覆各向异性导电膜。
接下来，将设置有与辅助电极170和第二电极140的位置相对应并构成各个像素的多个半导体发光元件150的第二基板112设置为使得半导体发光元件150面向辅助电极170和第二电极140。
在这种情况下，作为用于生长半导体发光元件150的生长基板的第二基板112可以是蓝宝石基板或硅基板。
半导体发光元件可以具有在以晶圆为单位形成时能够实现显示装置的间隙和尺寸，因此有效地用于显示装置。
接下来，将布线基板热压至第二基板112。例如，可以通过应用ACF压头将布线基板和第二基板112彼此热压。布线基板和第二基板112利用热压而彼此接合。由于各向异性导电膜的通过热压而具有导电性的特性，致使仅半导体发光元件150与辅助电极170和第二电极140之间的部分可以具有导电性，从而允许电极和半导体发光元件150彼此电连接。此时，半导体发光元件150可以被插入到各向异性导电膜中，从而在半导体发光元件150之间形成分隔壁。
接下来，去除第二基板112。例如，可以使用激光剥离(LLO)或化学剥离(CLO)方法去除第二基板112。
最后，去除第二基板112以将半导体发光元件150暴露于外部。可以在联接到半导体发光元件150的布线基板上涂覆硅氧化物(SiOx)等，以形成透明绝缘层(未示出)。
此外，还可以包括在半导体发光元件150的一个表面上形成磷光体层的工序。例如，半导体发光元件150可以是用于发射蓝(B)光的蓝色半导体发光元件，并且用于将蓝(B)光转换为子像素的颜色的红色磷光体或绿色磷光体可以在蓝色半导体发光元件的一个表面上形成一层。
使用前述半导体发光元件的显示装置的制造方法或结构可以以各种形式来修改。对于这样的示例，前述显示装置可适用于垂直半导体发光元件。在下文中，将参照图5和图6描述垂直结构。
此外，根据以下修改示例或实施方式，相同或相似的附图标记被指定为与前述示例相同或相似的配置，并且其描述将由之前的描述代替。
图7是例示了根据本公开的另一实施方式的使用半导体发光元件的显示装置的立体图。图8是沿着图7中的线D-D截取的截面图，并且图9是例示了图8中的垂直型半导体发光元件的概念图。
根据附图，显示装置可以是使用无源矩阵(PM)型垂直半导体发光元件的显示装置。
显示装置可以包括基板210、第一电极220、导电粘合层230、第二电极240和多个半导体发光元件250。
作为设置有第一电极220的布线基板的基板210可以包含聚酰亚胺(PI)以实现柔性显示装置。另外，可以使用任何一种材料，只要它是绝缘且柔性的材料。
第一电极220可以位于基板210上，并且以沿一个方向伸长的条状电极形成。可以形成第一电极220以执行数据电极的作用。
导电粘合层230形成在设置有第一电极220的基板210上。与应用倒装芯片型发光元件的显示装置类似，导电粘合层230可以是各向异性导电膜(ACF)、各向异性导电膏、含有导电颗粒的溶液等。然而，本实施方式例示了导电粘合层230由各向异性导电膜实现的情况。
当各向异性导电膜在第一电极220位于基板210上的状态下设置，然后被施加热和压力以使半导体发光元件250与其连接时，半导体发光元件250电连接至第一电极220。此时，半导体发光元件250可以优选地设置在第一电极220上。
如上所述，因为当施加热和压力时各向异性导电膜在厚度方向上部分地具有导电性，所以产生电连接。因此，各向异性导电膜被分隔成在其厚度方向上具有导电性的部分231和不具有导电性的部分232。
此外，各向异性导电膜包含粘合剂成分，因此导电粘合层230实现了半导体发光元件250和第一电极220之间的机械联接以及电气联接。
以这种方式，将半导体发光元件250放置在导电粘合层230上，从而在显示装置中配置单独的子像素。半导体发光元件250可以具有优异的亮度特性，因此即使具有小尺寸，也可以配置各个子像素。各个半导体发光元件250的尺寸可以是其一条边的长度小于80μm，并且利用矩形或正方形元件形成。在矩形元件的情况下，其尺寸可小于20×80μm。
半导体发光元件250可以是垂直结构。
沿着与第一电极220的长度方向交叉的方向设置并且电连接至垂直半导体发光元件250的多个第二电极240可以位于垂直半导体发光元件之间。
参照图9，垂直半导体发光元件可以包括p型电极256、形成有p型电极256的p型半导体层255、形成在p型半导体层255上的有源层254、形成在有源层254上的n型半导体层253以及形成在n型半导体层253上的n型电极252。在这种情况下，位于其底部的p型电极256可以通过导电粘合层230电连接至第一电极220，并且位于其顶部的n型电极252可以电连接至稍后将描述的第二电极240。电极可以在垂直半导体发光元件250中沿向上/向下方向设置，从而提供能够减小芯片尺寸的巨大优点。
再次参照图8，磷光体层280可以形成在半导体发光元件250的一个表面上。例如，半导体发光元件250是发射蓝(B)光的蓝色半导体发光元件251，并且用于将蓝(B)光转换为子像素的颜色的磷光体层280可以设置于其上。在这种情况下，磷光体层280可以是构成各个像素的红色磷光体281和绿色磷光体282。
换句话说，能够将蓝光转换成红(R)光的红色磷光体281可以在实现红色子像素的位置处沉积在蓝色半导体发光元件251上，并且能够将蓝光转换为绿(G)光的绿色磷光体282可以在实现绿色子像素的位置处沉积在蓝色半导体发光元件251上。此外，可以在实现蓝色子像素的位置处仅单独使用蓝色半导体发光元件251。在这种情况下，红色(R)子像素、绿色(G)子像素和蓝色(B)子像素可以实现一个像素。
然而，本公开可以不必限于此，并且在应用倒装芯片型发光元件的显示装置中，如上所述，也可以向其应用用于实现蓝色、红色和绿色的其它结构。
再次考虑本实施方式，第二电极240位于半导体发光元件250之间，并且电连接至半导体发光元件250。例如，半导体发光元件250可以设置成多行，并且第二电极240可以位于各行半导体发光元件250之间。
由于构成各个像素的半导体发光元件250之间的距离足够大，所以第二电极240可以位于半导体发光元件250之间。
第二电极240可以以沿一个方向伸长的条状电极形成，并且沿着与第一电极垂直的方向设置。
此外，第二电极240可以通过从第二电极240突出的连接电极电连接至半导体发光元件250。更具体地，连接电极可以是半导体发光元件250的n型电极。例如，n型电极以用于欧姆接触的欧姆电极形成，并且第二电极通过印刷或沉积来覆盖欧姆电极的至少一部分。由此，第二电极240可以电连接至半导体发光元件250的n型电极。
根据附图，第二电极240可以位于导电粘合层230上。根据情况，可以在形成有半导体发光元件250的基板210上形成包含硅氧化物(SiOx)的透明绝缘层(未示出)。当形成透明绝缘层，然后在其上设置第二电极240时，第二电极240可以位于透明绝缘层上。此外，第二电极240可以形成为与导电粘合层230或透明绝缘层分开。
如果使用诸如氧化铟锡(ITO)之类的透明电极将第二电极240设置在半导体发光元件250上，则ITO材料具有与n型半导体的粘附性差的问题。因此，可以将第二电极240放置在半导体发光元件250之间，从而获得不需要透明电极的优点。因此，n型半导体层和具有良好粘附性的导电材料可以用作水平电极，而不受透明材料的选择的限制，从而提高光提取效率。
根据附图，分隔壁290可以形成在半导体发光元件250之间。换句话说，分隔壁290可以设置在垂直半导体发光元件250之间，以将构成各个像素的半导体发光元件250隔离。在这种情况下，分隔壁290可以执行将各个子像素彼此划分开的作用，并且与导电粘合层230形成为一个整体。例如，当半导体发光元件250被插入到各向异性导电膜中时，各向异性导电膜的基础构件可以形成分隔壁。
此外，当各向异性导电膜的基础构件是黑色时，分隔壁290可以具有反射特性，同时增加对比度而不需要附加的黑色绝缘体。
又例如，反射分隔壁可以与分隔壁290分开设置。在这种情况下，根据显示装置的目的，分隔壁290可以包括黑色绝缘体或白色绝缘体。
如果第二电极240精确地位于半导体发光元件250之间的导电粘合层230上，则分隔壁290可以位于半导体发光元件250和第二电极240之间。因此，即使具有小尺寸，也可以使用半导体发光元件250配置各个子像素，并且半导体发光元件250之间的距离可以相对足够大以将第二电极240放置在半导体发光元件250之间，从而具有实现具有HD图像质量的柔性显示装置的效果。
此外，根据附图，黑底291可以设置在每个磷光体层之间以增强对比度。换句话说，黑底291能够增强亮度的对比度。
如上所述，半导体发光元件250位于导电粘合层230上，从而构成显示装置上的各个像素。半导体发光元件250可以具有优异的亮度特性，因此即使具有小尺寸，也可以配置各个子像素。结果，可以借助于半导体发光元件实现其中红色(R)子像素、绿色(G)子像素和蓝色(B)子像素实现一个像素的全彩色显示。
在使用上述本公开的半导体发光元件的显示装置中，在晶圆上生长并通过台面和隔离形成的半导体发光元件用作单独的像素。由于使用将在晶圆上生长的半导体发光元件转移到布线基板的方法，因此存在由于晶圆尺寸限制而难以实现大屏幕显示的问题。为了解决这样的问题，可以应用将半导体发光元件以自组装方式组装到布线基板中的方法。
自组装方法是在填充有流体的腔室中将半导体发光元件放置在布线基板或组装基板上的方法。例如，将半导体发光元件和基板放置在填充有流体的腔室中，并且以使得半导体发光元件自身组装到基板的方式加热流体。为此，基板可以设置有供半导体发光元件插入的凹槽。具体地，在基板上形成有在半导体发光元件与布线电极对准的位置处放置半导体发光元件的凹槽。凹槽被形成为与半导体发光元件的形状对应的形状，并且半导体发光元件在流体中随机移动的同时被组装到凹槽中。
此外，当通过自组装方法实现大尺寸屏幕时，红色半导体发光元件、绿色半导体发光元件和蓝色半导体发光元件可以在不使用磷光体或滤色器的情况下分别自组装，以提高发光效率。
在本公开中，将介绍一种用于当红色半导体发光元件、绿色半导体发光元件和蓝色半导体发光元件通过自组装分别联接到基板时，在每个芯片选择性地自组装之后容易地检查组装状态是否正常的结构和方法。在下文中，将参照附图更详细地描述。
图10是图1中的部分“A”的放大图，用于说明应用了具有新结构的布线基板和半导体发光元件的本公开的另一实施方式的图。图11是沿着图10中的线E-E截取的截面图，图12a、图12b和图12c是例示了图10中的半导体发光元件的平面图，并且图13是例示了图10中的半导体发光元件的放大图。
根据图10、图11、图12a、图12b、图12c和图13的示例，使用半导体发光元件的显示装置1000被例示为使用无源矩阵(PM)型垂直半导体发光元件的显示装置1000。然而，下面描述的示例也可以应用于有源矩阵(AM)型半导体发光元件。
显示装置1000包括基板1010、第一电极1020、第二电极1040、多个半导体发光元件1050、绝缘层1060和金属焊盘1070。这里，第一电极1020和第二电极1040可以分别包括多条电极线。
作为设置有第一电极1020的布线基板的基板1010可以包含聚酰亚胺(PI)以实现柔性显示装置。另外，可以使用任何一种材料，只要它是绝缘且柔性的材料。
第一电极1020可以位于基板1010上，并且以沿一个方向伸长的条状电极形成。可以形成第一电极1020以执行数据电极的作用。
根据附图，绝缘层1060可以设置在放置有第一电极1020的基板1010上，并且金属焊盘1070可以放置在绝缘层1060上。更具体地，第一电极1020可以设置在基板1010的一个表面上，并且覆盖第一电极1020的绝缘层1060可以形成在第一表面1020上。在这种情况下，绝缘层1060沉积在基板1010上的配置可以是单布线基板。另外，第一电极1020可以是由导电材料制成的下布线。
更具体地，绝缘层1060可以在覆盖下布线的同时，用诸如聚酰亚胺(PI)、PET、PEN等的绝缘且柔性的材料合并到基板1010中，以形成单布线基板。
第一电极1020是通过金属焊盘接合到半导体发光元件的p型电极的下布线电极，并且在布线电极顶部的主元件可以是Au、Cu、In或Sn的单组分或具有2、3或4种元素的混合组分。在这种情况下，布线电极可以具有50nm或更大的厚度以减小电阻。
作为用于将第一电极1020电连接至半导体发光元件1050的辅助电极的金属焊盘1070放置在绝缘层1060上，并且设置为与第一电极1020的位置对应。例如，金属焊盘1070具有点形状，并且可以借助于贯穿绝缘层1060的绝缘通孔1071电连接至第一电极1020。换句话说，金属焊盘1070可以连接到下布线，并且设置为通过绝缘层1060暴露于外部。
例如，金属焊盘1070可以由具有低熔点的材料形成并以点形状被施加到第一电极1020。更具体地，金属焊盘1070是焊接材料，并且第一电极1020和半导体发光元件1050通过使用焊接材料的焊接而电气地且物理地连接。焊接是指使用焊料、助焊剂和热将金属接合在一起。焊接材料可以是Sn、Ag、Cu、Pb、Al、Bi、Cd、Fe、In、Ni、Sb、Zn、Co和Au中的至少一种。
此外，金属焊盘可以是金属合金，并且当GaN外延层的面积是100％时，金属焊盘的面积可以是25％至100％，并且其上表面可以优选地具有圆形形状，但是也可以具有包括四个边或更多边的多边形形状。金属焊盘的高度为100纳米至20微米，并且其高度可随着面积增加而增加。在这种情况下，金属焊盘具有向上突出的凸起形状，并且组成材料可以是In、Bi、Sn、Au、Cu或Ag的单组分，或具有2、3、4、5或6种元素的混合组分。
根据例示，半导体发光元件1050具有夹在金属焊盘1070之间的形状，并且包括红色半导体发光元件1051、绿色半导体发光元件1052和蓝色半导体发光元件1053。
在这种情况下，红色半导体发光元件1051、绿色半导体发光元件1052和蓝色半导体发光元件1053的结构相同，并且将首先参照图13进行描述。另外，下面描述的半导体发光元件的结构也可以应用于仅使用单色半导体发光元件(例如，蓝色半导体发光元件)形成显示装置的情况。
半导体发光元件可以被称为微-LED，具有25至250000平方微米的面积范围，并且芯片的厚度可以为约2至10微米。
参照图13，半导体发光元件1050包括第一导电电极1156、形成有第一导电电极1156的第一导电半导体层1155、形成在第一导电半导体层1155上的有源层1154、形成在有源层1154上的第二导电半导体层1153以及形成在第二导电半导体层1153上的第二导电电极1152。
第一导电半导体层1155和第二导电半导体层1153彼此交叠，第二导电电极1152设置在第二导电半导体层1153的上表面上，并且第一导电电极1156设置在第一导电半导体层1155的下表面上。在这种情况下，第二导电半导体层1153的上表面可以是第二导电半导体层1153的距第一导电半导体层1155最远的一个表面，并且第一导电半导体层1155的下表面可以是第一导电半导体层1155的距第二导电半导体层1153最远的一个表面。以这种方式，第一导电电极1156和第二导电电极1152通过将第一导电半导体层1155和第二导电半导体层1153夹在它们之间而分别设置在第一导电半导体层1155的下侧和第二导电半导体层1153的上侧。
参照图13以及图10、图11、图12a、图12b和图12c，第一导电半导体层1155的下表面可以是最接近布线基板的表面，并且第二导电半导体层的上表面可以是距布线基板最远的表面。
更具体地，第一导电电极1156和第一导电半导体层1155可以分别是p型电极和p型半导体层，并且第二导电电极1152和第二导电半导体层1153可以分别是n-型电极和n型半导体层。然而，本公开不限于此，并且第一导电类型可以是n型，而第二导电类型可以是p型。
然而，p型半导体层可以是p型GaAs，并且n型半导体层可以是n型GaAs。然而，在绿色半导体发光元件和蓝色半导体发光元件的情况下，p型半导体层可以是p型GaN，并且n型半导体层可以是n型GaN。另外，本示例中的p型半导体层中的p电极侧可以是掺杂有Mg的p型GaN，并且n型半导体层中的n电极侧可以是掺杂有Si的n型GaN。在这种情况下，上述半导体发光元件可以是没有有源层的半导体发光元件。另外，在下面描述的实施方式中，例示了半导体发光元件包括有源层，但是也可以应用没有有源层的其中p型半导体层的p电极侧是掺杂有Mg的P型GaN并且n型半导体层的n电极侧是掺杂有Si的N型GaN的结构。
在这种情况下，导电半导体层可以具有25至250000平方微米的面积范围，并且具有约2至10微米的厚度，并且具有圆形形状，但是如果需要，也可以具有包括五个边或更多边的多边形形状。
在这种情况下，位于其顶部的p型电极可以通过导电粘合层1030电连接至第一电极1020，并且位于其底部的n型电极可以电连接至第二电极1040。这里，p型电极可以包括由不同金属形成的多个金属层。例如，可以层叠由Ti、Pt、Au、Ti、Cr等制成的多个金属层以形成p型电极。
更具体地，p型电极接合在掺杂Mg的GaN上，并且可以由Au、Cu或其混合物制成。面积是GaN外延层的面积的30％至75％，并且电极的位置可以设置在GaN外延层的中心。电极的形状可以优选地具有圆形形状，但是如果需要，也可以具有包括四个边或更多边的多边形形状。这里，p型电极的面积和形状仅指p型电极的未被钝化层覆盖而敞开的部分。在这种情况下，p型电极的纯面积处于p型电极的封闭的局部面积和GaN外延层的总面积之间。此外，为了增强GaN与Au或Cu之间的接合强度，可以在界面处添加Ti、Cr或Pt层。p型电极的总厚度可以在100纳米和5微米之间。
这里，半导体发光元件包括形成为包围第一导电半导体层1155和第二导电半导体层1153的侧表面的钝化层1160。
钝化层1160覆盖半导体发光元件的侧表面以使半导体发光元件的特性稳定，并且由绝缘材料形成。如上所述，第一导电半导体层1155和第二导电半导体层1153通过钝化层1160电断开，由此半导体发光元件的p型GaN和n型GaN可以彼此绝缘。
在这种情况下，钝化层1160包括使第一导电电极1156暴露的通孔1161。金属焊盘1070插入到通孔1161中，使得半导体发光元件能够联接到布线基板。这里，当半导体发光元件自组装时，布线基板在金属焊盘1070熔化的状态下浸入流体中，并且金属焊盘1070和导电电极在金属焊盘1070凝固的同时彼此联接。
钝化层1160的下表面可以从导电电极的下表面突出，以便限制多个半导体发光元件中的任何一个导电电极在自组装期间与其另一导电电极接触。具体地，它可以具有这样的结构：钝化层1160覆盖第一导电电极1156的下表面(距导电半导体层最远的表面)并且第一导电电极1156不穿过通孔1161。根据这种结构，第一导电电极1156被钝化层1160覆盖成凹入形状，并且金属焊盘1070通过通孔1161联接到第一导电电极1156。
钝化层1160的材料可以是SiO2或SiNx，覆盖GaN外延层的所有侧面并使导电电极的中心部分暴露。下表面被形成为覆盖p型电极或GaN外延层的除了p型电极的暴露于外部的部分之外的所有部分。在这种情况下，假设GaN外延层的下表面的面积是100％，当p型电极的在中心处敞开的面积占30％时，钝化变为70％，并且当p型电极的在中心处敞开的面积占75％时钝化变为25％。换句话说，当GaN外延层的面积为100时，芯片下方的钝化层的面积可以是100-敞开的p型电极面积。钝化层的厚度为50纳米至5微米，并且覆盖其下表面的厚度和覆盖其侧表面的厚度可以彼此不同。
另一方面，红色半导体发光元件1051、绿色半导体发光元件1052和蓝色半导体发光元件1053可以通过自组装电连接至金属焊盘，并参照图10至图12c，发光元件1051、1052、1053中的每一个可以包括标识部1080。
在本公开中，红色半导体发光元件1051、绿色半导体发光元件1052和蓝色半导体发光元件1053可以使用标识部1080彼此区分开，并且由此可以在每个芯片选择性地自组装之后容易地检查组装状态是否正常。然而，在该实施方式中，示出了其中不同颜色使用标识部来标识半导体发光元件的结构，但是本公开不必限于此。例如，上述半导体发光元件的凹入结构和金属焊盘插入通孔的结构等可以单独使用，而与下面描述的标识部无关。
根据例示，标识部1080被形成为根据发射光的颜色而具有不同的形状，以在半导体发光元件联接到基板的状态下区分半导体发光元件。在这种情况下，标识部1080可以形成在导电半导体层1153、1155、导电电极1156和钝化层1160中的任何一个上。在该示例中，标识部1080可以是导电半导体层1153、1155。
根据例示，红色半导体发光元件1051的导电半导体层(下文中，称为红色导电半导体层)、绿色半导体发光元件1052的导电半导体层(下文中，称为绿色导电半导体层)以及蓝色半导体发光元件1051的导电半导体层(下文中，称为蓝色导电半导体层)的形状可以彼此不同。在这种情况下，形成标识部1080的导电半导体层可以是第一导电半导体层1153和第二导电半导体层1155中的至少一个。
更具体地，红色导电半导体层、绿色导电半导体层和蓝色导电半导体层中的任何一个可以具有圆柱形状，并且其余两个可以在具有对称结构的同时具有从圆柱形状部分地变形的形状。对于这样的示例，红色导电半导体层具有根据图12a的圆柱形状，绿色导电半导体层具有根据图12b的六边形柱形状，并且蓝色导电半导体层具有根据图12c的八边形柱形状。因此，红色导电半导体层的平面形状可以是圆形，绿色导电半导体层的平面形状可以是六边形，并且蓝色导电半导体层的平面形状可以是八边形。
在这种情况下，标识部1080可以具有不同形状的导电半导体层1153、1155。此外，在如该示例所示的垂直型半导体发光元件中，导电半导体层1153、1155的形状可以是半导体发光元件的整体形状，并且因此，标识部1080可以具有不同形状的半导体发光元件。这里，不同形状可以包括圆形、矩形、五边形、六边形、八边形等。
作为标识部1080的另一示例，红色导电半导体层、绿色导电半导体层和蓝色导电半导体层可以以不同尺寸形成。由于导电半导体层1153、1155的形状是如上所述的半导体发光元件的整体形状，因此标识部1080可以具有不同尺寸的红色半导体发光元件1051、绿色半导体发光元件1052和蓝色半导体发光元件1053。
此外，标识部1080可以由红色导电半导体层、绿色导电半导体层和蓝色导电半导体层的形状和尺寸的组合来形成。作为这样的示例，红色导电半导体层、绿色导电半导体层和蓝色导电半导体层的形状中的任意一个与另一个形状不同，并且其尺寸可以与其余一个不同。作为这样的示例，红色导电半导体层可以具有大的圆形形状，绿色导电半导体层可以具有小的圆形形状，并且蓝色导电半导体层可以具有六边形形状。在这种情况下，由于导电半导体层的形状和尺寸依据半导体发光元件发射的颜色而不同，所以红色半导体发光元件、绿色半导体发光元件和蓝色半导体发光元件可以在视觉上彼此区分开。
然而，本公开不必限于上述结构。例如，红色半导体发光元件1051可以用绿色半导体发光元件1052或蓝色半导体发光元件1053代替。例如，在半导体发光元件中，两个蓝色半导体发光元件1053和一个绿色半导体发光元件1052可以形成一个像素，在这种情况下，蓝色半导体发光元件1053中的一个可以形成蓝色子像素，而另一个可以形成红色子像素。
例如，磷光体层(未示出)可以与蓝色半导体发光元件1053的上表面交叠。磷光体层执行将蓝光转换为单位像素的颜色的功能。磷光体层包括红色磷光体，并且在红色子像素中将蓝色半导体发光元件的蓝光转换为红光。此外，用于过滤除与红光对应的光以外的波长范围的红色滤色器(未示出)与磷光体层的上表面交叠，以提高色纯度。
当蓝色半导体发光元件1053分别设置在红色子像素和蓝色子像素上时，如上所述，仅针对绿色半导体发光元件1052和蓝色半导体发光元件1053提供标识部1080。此外，甚至在后面参照图14至图16描述的本公开的另一实施方式中，也可以针对红色子像素提供蓝色半导体发光元件1053，并且在这种情况下，可以仅针对绿色半导体发光元件1052和蓝色半导体发光元件1053形成标识部1080。
另一方面，参照图10至图12c，沿着与第一电极1020的长度方向交叉的方向设置并且电连接至半导体发光元件1050的多个第二电极1040可以位于半导体发光元件之间。
根据附图，第二电极1040可以位于平整层1030上。平整层1030设置在布线基板的第二电极1040和绝缘层1060之间。更具体地，绝缘材料填充在半导体发光元件之间以形成平整层，并且作为上布线的第二电极1040设置在平整层1030的一个表面上。在这种情况下，第二电极1040可以通过与半导体发光元件1050的第二导电电极1152接触来电连接。
多个半导体发光元件1050联接到布线基板1010，并且通过前述结构电连接至第一电极1020和第二电极1040。
如图所示，多个半导体发光元件1050可以在与设置在第一电极1020中的多条电极线平行的方向上形成多个行。然而，本公开不必限于此。例如，多个半导体发光元件1050可以沿着第二电极1040形成多个行。
另一方面，本示例的半导体发光元件和金属焊盘设置有能够在自组装期间确保组装可靠性的机构。
例如，金属焊盘1070可以包括电连接至绿色半导体发光元件的导电电极1156的第一金属焊料1071和电连接至蓝色半导体发光元件的导电电极1156的第二金属焊料1072。第一金属焊料1071和第二金属焊料1072可以由具有不同熔点的材料形成。
此外，金属焊盘可以包括电连接至红色半导体发光元件1051的导电电极1156的第三金属焊料1073，并且第三金属焊料1073可以由熔点与第一金属焊料1071和第二金属焊料1072中的至少一个的熔点不同的材料形成。
这里，第一金属焊料1071、第二金属焊料1072和第三金属焊料1073可以是具有按照自组装顺序的从高温到低温的熔点的焊料材料。如果自组装的顺序是红色半导体发光元件1051、绿色半导体发光元件1052和蓝色半导体发光元件1053的顺序，那么其金属焊料可以由具有按照对应金属焊料的顺序的高熔点的材料形成。换句话说，如果首先自组装的半导体发光元件是绿色半导体发光元件1052，则第二金属焊料1072由具有最高熔点的材料形成。
通过调节Sn、Ag、Cu、Pb、Al、Bi、Cd、Fe、In、Ni、Sb、Zn、Co和Au的金属或8-组分合成物当中的一种或更多种元素来控制熔点(融点)。在该实例中，可以适当地调节金属的组分以具有在45至300℃之间的熔点温度，并且对于更具体的示例，可以使用在150至300℃之间的能够耐受显示器的驱动条件和后工序温度的金属焊料。
同时，上述标识部可以变型为各种形式。在下文中，将描述这些变型例。
此外，图14至图16是示出了针对半导体发光元件实现标识部的各种形式的概念图。
在图14的示例中，相同的附图标记指代与上面参照图10至图13描述的示例的组件相同的组件，并且其描述将由前面的描述代替。具体地，除了标识部之外的其余配置与图10至图13中描述的示例的配置相同。
参照本附图，标识部2080是绿色半导体发光元件2052的导电电极和蓝色半导体发光元件2053的导电电极，并且绿色半导体发光元件2052的导电电极和蓝色半导体发光元件2053的导电电极可以具有不同的形状和尺寸。例如，作为图14的(b)中所示的绿色半导体发光元件2052的第一导电电极(下文中，称为绿色导电电极)以及图14的(c)中所示的蓝色半导体发光元件2053的第二导电电极(下文中，称为蓝色导电电极)的标识部2080可以具有不同的形状和尺寸。
在这种情况下，图14的(a)中所示的红色半导体发光元件2051的第一导电电极(下文中，称为红色导电电极)可以具有与绿色导电电极和蓝色导电电极不同的形状或尺寸。例如，红色导电电极可以是圆形，绿色导电电极可以是六边形，而蓝色导电电极可以是八边形。又例如，电极的尺寸可以按照红色导电电极、绿色导电电极和蓝色导电电极的顺序增加。
在这种情况下，由于半导体发光元件的导电半导体层是透明的，所以红色导电电极、绿色导电电极和蓝色导电电极的形状可以在视觉上彼此区分开。因此，根据该示例的结构，可以通过目测检查来确定红色半导体发光元件、绿色半导体发光元件和蓝色半导体发光元件是否被自组装在预设位置处。
在图15的示例中，相同的附图标记指代与上面参照图10至图13描述的示例的组件相同的组件，并且其描述将由前面的描述代替。具体地，除了标识部3080和金属焊盘之外的其余配置与图10至图13中描述的示例的配置相同。
参照附图，标识部3080是图15的(b)中所示的绿色半导体发光元件3052的钝化层以及图15的(c)中所示的蓝色半导体发光元件3053的钝化层，并且形成在绿色半导体发光元件3052的钝化层中的通孔(下文中，称为绿色通孔)和形成在蓝色半导体发光元件3053的钝化层中的通孔(下文中，称为蓝色通孔)可以具有不同的形状和尺寸。此外，如图15的(a)所示，形成在红色半导体发光元件3051的钝化层中的通孔(下文中，称为红色通孔)可以具有与绿色通孔和蓝色通孔的形状或尺寸不同的形状或尺寸。
例如，红色通孔可以是圆形的，绿色通孔可以是六边形，并且蓝色通孔可以是八边形。又例如，通孔的尺寸可以按照红色通孔、绿色通孔和蓝色通孔的顺序增加。同时，由于通孔的形状形成为彼此不同，所以可以限定钝化层的形状在该示例中形成为彼此不同。
此外，根据例示，在金属焊盘暴露于外部的部分中，与绿色半导体发光元件的导电电极联接的第一部分3072和与蓝色半导体发光元件的导电电极联接的第二部分3073可以具有不同的形状或尺寸。另外，与红色半导体发光元件的导电电极联接的第三部分3071可以具有与第一部分3072和第二部分3073不同的形状或尺寸。
更具体地，为了使贯穿绝缘层3060的通孔绝缘，与红色半导体发光元件3051、绿色半导体发光元件3052和蓝色半导体发光元件3053对应的通孔可以形成为具有不同的形状或尺寸。例如，绝缘通孔可以形成为分别具有与对应半导体发光元件的通孔相同的形状。例如，与绿色通孔对应的第一绝缘通孔3062可以是六边形，与蓝色通孔对应的第二绝缘通孔3063可以是八边形，与红色通孔对应的第三绝缘通孔3061可以是圆形。因此，第一部分3072、第二部分3073和第三部分3071可以是分别通过六边形、八边形和圆形通孔涂覆的焊料，因此第一部分3072、第二部分3073和第三部分3071可以被更容易地插入对应钝化层中。
另一方面，根据图16中的示例，例示了使用无源矩阵(PM)倒装芯片型半导体发光元件的显示装置作为使用半导体发光元件的显示装置1000。然而，下面描述的示例也可以应用于有源矩阵(AM)型半导体发光元件。
在下面将要描述的本示例中，相同或相似的附图标记指代与上面参照图10至图12描述的示例的组件相同或相似的组件，并且其描述将由前面的描述代替。
参照本图，半导体发光元件4050可以是具有对称性的圆形、三角形、正方形和多边形。在下文中，将描述圆形半导体发光元件4050作为示例。
根据本公开的半导体发光元件包括第一导电电极4156、形成有第一导电电极4156的第一导电半导体层4155、形成在第一导电半导体层4155上的有源层4154、形成在有源层4154上的第二导电半导体层4153以及形成在第二导电半导体层4153上的第二导电电极4152。
第一导电半导体层4155和第二导电半导体层4153彼此交叠，并且第二导电电极4152设置在第二导电半导体层4153的下表面上，而第一导电电极4156设置在第一导电半导体层4155的下表面上。
在这种情况下，第一导电半导体层4155的下表面可以是最靠近基板4010的表面，而第二导电半导体层4153的上表面可以是距基板4010最远的表面。
如上所述，第一导电电极4156和第二导电电极4152分别设置在第一导电半导体层4155和第二导电半导体层4153的下表面上，并且第一导电电极4156和第二导电电极4152可以布置为在水平方向上彼此间隔开。
此外，根据本公开的半导体发光元件还包括形成为包围半导体发光元件的钝化层4160。钝化层4160可以设置在第一导电电极4156和第二导电电极4152之间，并且第一导电电极4156和第二导电电极4152可以通过钝化层4160彼此绝缘。
钝化层4160形成为包围第一导电半导体层4155、有源层4154和第二导电半导体层4153的侧表面的至少一部分。
如图所示，钝化层4160可以具有环形的第一通孔4161和圆形的第二通孔4162。第一通孔4161可以形成为包围第二通孔4162。
第一导电半导体层4155通过第一通孔4161暴露到外部，并且第一导电电极4156形成在通过第一通孔4161暴露出的第一导电半导体层4155上。类似地，第二导电半导体层4153通过第二通孔4162暴露于外部，并且第二导电电极4152形成在第二导电半导体层4153的通过第二通孔4162暴露的一个表面上。
另一方面，第一导电电极4156沿第二通孔4162的外周延伸，以包围第二导电电极4152，如图所示。在这种情况下，第一导电电极4156可以具有环形形状。
第一电极4020和第二电极4040可以形成在基板的不同层上，并且可以具有其中基板的一部分暴露于外部的结构。焊料材料可以施加到第一电极4020和第二电极4040中的每一个，并且联接到第一导电电极4156和第二导电电极4152。
另一方面，第一导电电极4156和第一导电半导体层4155可以分别是p型电极和p型半导体层，并且第二导电电极4152和第二导电半导体层4153可以分别是n型电极和n型半导体层。
在这种情况下，未掺杂的半导体层4153a可以形成在第二导电半导体层4153的另一表面上。在该示例中，标识部4080可以是形成在未掺杂半导体层中的凹槽。
更具体地，在绿色半导体发光元件4052的未掺杂半导体层和蓝色半导体发光元件4053的未掺杂半导体层中形成凹槽，并且由凹槽形成的图案可以在绿色半导体发光元件4052和蓝色半导体发光元件4053上彼此不同。此外，可以在红色半导体发光元件4051的未掺杂半导体层上形成具有与绿色半导体发光元件4052和蓝色半导体发光元件4053的未掺杂半导体层的图案不同的图案的凹槽。凹槽可以是通过纹理化实现的图案，并且图案可以依据从半导体发光元件发射的光的颜色而改变，从而允许目测检查。
根据上述结构，可以实现其中半导体发光元件根据其颜色依次自组装的显示装置，并且可以实现能够在自组装期间检查组装状态的结构。
在下文中，将参照附图详细描述使用具有前述结构的半导体发光元件的显示装置的制造方法。图17和图18是示出根据本公开的制造显示装置的方法的概念图。
首先，根据制造方法，在生长基板1200(晶圆)上分别生长第二导电半导体层1153、有源层1154和第一导电半导体层1155(图17的(a))。
当生长出第二导电半导体层1153时，接下来，在第二导电半导体层1153上生长有源层1154，然后在有源层1154上生长第一导电半导体层1155。
当如上所述依次生长出第二导电半导体层1153、有源层1154和第一导电半导体层1155时，形成微半导体发光元件的分层结构，如图17的(a)所示。
生长基板1200可以由具有透光特性的材料(例如，蓝宝石(Al2O3)、GaN、ZnO和AlO)中的任何一种形成，但不限于此。此外，生长基板1200可以由载体晶圆形成，载体晶圆是适合于半导体材料生长的材料。生长基板1200可以由具有优异导热性的材料形成，并且例如，可以使用具有比蓝宝石(Al2O3)基板更高热导率的SiC基板或包括Si、GaAs、GaP、InP和Ga2O3中的至少一种的SiC基板。
接下来，进行隔离，使得多个发光元件在生长基板1200上形成发光元件阵列。换句话说，对第一导电半导体层1155、有源层1154和第二导电半导体层1153进行蚀刻以形成多个半导体发光元件(图17的(b))。
接着，如图17的(c)所示，在暴露于外部的第一导电半导体层1155上形成第一导电电极1156，并且如图17的(d)所示地形成钝化层1160，钝化层1160被形成为包围半导体发光元件。
在这种情况下，可以在生长基板上单独生长绿色半导体发光元件和蓝色半导体发光元件，从而生长绿色半导体发光元件和蓝色半导体发光元件的发光结构。此外，可以在单个生长基板上生长红色半导体发光元件，从而生长红色半导体发光元件的发光结构。这里，作为参照图10至图16描述的示例，半导体发光元件可以包括标识部，并且标识部被配置为根据发射光的颜色而具有不同的形状，以在半导体发光元件联接到基板的状态下进行区分。在这种情况下，标识部可以形成在导电半导体层、导电电极和钝化层中的任何一个中。
在该实施方式中，例示了上述标识部设置在导电半导体层中(参照图10至图13)。因此，红色导电半导体层的平面形状是圆形，绿色导电半导体层的平面形状是六边形，并且蓝色导电半导体层的平面形状可以是八边形。然而，该实施方式不限于此，并且还可以提供上面参照图14至图16描述的另一实施方式中的标识部。
接下来，如图18所示，将绿色半导体发光元件1052和蓝色半导体发光元件1053从生长基板分离，并且通过在填充有流体的腔室中自组装来依次联接到基板1010。在这种情况下，红色半导体发光元件1051也可以与生长基板分离并通过自组装联接到基板1010。
参照图18的(a)，首先将红色半导体发光元件1051和基板1010放置在填充有流体的腔室中，并且通过对流体加热使红色半导体发光元件1051自组装至基板1010。在这种情况下，可以仅在要组装红色半导体发光元件1051的位置处向基板1010施加金属焊料。
在这种情况下，半导体发光元件的钝化层1160的下表面可以从导电电极的下表面突出。具体地，它可以具有其中钝化层1160覆盖第一导电电极1156的下表面(距导电半导体层最远的表面)并且第一导电电极1156不穿过通孔1161的结构。根据这种结构，第一导电电极1156可以被钝化层1160以凹入形状覆盖，因此，可以缓解并防止相邻半导体发光元件的导电电极彼此接触。另外，这种凹入结构不限于该示例，并且还可以应用于例如单色半导体发光元件自组装的情况。
参照图18的(b)，将绿色半导体发光元件1052和基板1010放置在腔室中，以通过对流体加热来诱导绿色半导体发光元件1052的自组装。在这种情况下，可以在要组装绿色半导体发光元件1052的位置处将金属焊料施加到基板1010上的第一电极。另外，此时的金属焊料可以由这样的材料形成，该材料的熔点比在组装红色半导体发光元件1051的位置处的金属焊料的熔点低。
最后，参照图18的(c)，将蓝色半导体发光元件1053和基板1010放置在腔室中，以通过对流体加热来诱导蓝色半导体发光元件1053的自组装。在这种情况下，可以在要组装蓝色半导体发光元件1053的位置处向基板1010施加熔点比红色和绿色的金属焊料的熔点低的金属焊料。如上所述，金属焊料可以是在自组装顺序中具有高温到低温的熔点的焊料材料。
接下来，如图18的(d)所示，执行检查绿色半导体发光元件1051和蓝色半导体发光元件1053是否联接到基板1010的预设位置的工序。此外，当红色半导体发光元件1051与绿色半导体发光元件1052和蓝色半导体发光元件1053一起进行自组装时，还可以检查红色半导体发光元件1051是否联接至基板1010的预设位置。
可以通过具有不同形状的标识部进行检查，以便在半导体发光元件联接到基板的状态下进行区分。可以在红色半导体发光元件、绿色半导体发光元件和蓝色半导体发光元件全部自组装之后进行检查，但是本公开不限于此。例如，可以在红色半导体发光元件1051、绿色半导体发光元件1052和蓝色半导体发光元件1053的自组装工序之后执行检查。
可以通过检查去除半导体发光元件当中的在预设位置之外的其它位置处组装的半导体发光元件。可以再次自组装发射与去除的空余空间对应的颜色的光的半导体发光元件，然后可以执行诸如形成平整层和沉积第二电极之类的其余工序以实现显示装置。
根据上述制造方法，可以在每个芯片选择性地自组装之后使用标识部容易地检查组装状态是否正常，并且在执行后工序之前执行修复，从而更便于修复。
根据上述实施方式的配置和方法将不以受限方式应用于使用半导体发光元件的前述显示装置，并且可以选择性地组合和配置每个实施方式的全部或一部分以对其进行各种修改。

Claims (12)

1.一种显示装置，该显示装置包括：
基板，所述基板具有多个金属焊盘；以及
绿色半导体发光元件和蓝色半导体发光元件，所述绿色半导体发光元件和所述蓝色半导体发光元件通过自组装电连接至所述金属焊盘，
其中，所述绿色半导体发光元件和所述蓝色半导体发光元件包括具有不同形状以便在联接到所述基板的同时进行区分的标识部，
其中，所述绿色半导体发光元件和所述蓝色半导体发光元件分别包括：
导电半导体层；
导电电极，所述导电电极被形成在所述导电半导体层的一个表面上；以及
钝化层，所述钝化层被配置为包围所述半导体发光元件，并且设置有使所述导电电极暴露的通孔，并且
其中，所述标识部被形成在所述钝化层中，
形成在所述绿色半导体发光元件的所述钝化层中的通孔与形成在所述蓝色半导体发光元件的所述钝化层中的通孔具有不同的形状或尺寸，并且
其中，在所述金属焊盘的暴露于外部的部分中，与所述绿色半导体发光元件的导电电极联接的第一部分和与所述蓝色半导体发光元件的导电电极联接的第二部分具有不同的形状或尺寸。
2.根据权利要求1所述的显示装置，该显示装置还包括：
红色半导体发光元件，所述红色半导体发光元件通过自组装电连接至所述金属焊盘，
其中，所述红色半导体发光元件的导电半导体层、导电电极和钝化层中的任何一个具有与所述绿色半导体发光元件和所述蓝色半导体发光元件的导电半导体层、导电电极和钝化层中的对应的一个的形状或尺寸不同的形状或尺寸。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述金属焊盘包括：
第一金属焊料，所述第一金属焊料电连接至所述绿色半导体发光元件的导电电极，以及
第二金属焊料，所述第二金属焊料电连接至所述蓝色半导体发光元件的导电电极。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其中，所述第一金属焊料和所述第二金属焊料由具有不同熔点的材料形成。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其中，所述金属焊盘还包括：
第三金属焊料，所述第三金属焊料电连接至红色半导体发光元件的导电电极，并且
所述第三金属焊料由熔点与所述第一金属焊料和所述第二金属焊料中的至少一个的熔点不同的材料形成。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述绿色半导体发光元件和所述蓝色半导体发光元件分别包括：
未掺杂半导体层，并且
所述标识部被形成在所述未掺杂半导体层上。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其中，在所述绿色半导体发光元件的所述未掺杂半导体层和所述蓝色半导体发光元件的所述未掺杂半导体层中形成有凹槽，并且
用所述凹槽形成的图案在所述绿色半导体发光元件和所述蓝色半导体发光元件中不同。
8.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述绿色半导体发光元件和所述蓝色半导体发光元件具有不同形状，并且
所述标识部具有不同形状。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其中，所述不同形状包括圆形形状和六边形形状。
10.一种制造显示装置的方法，该方法包括以下步骤：
在生长基板上单独生长绿色半导体发光元件和蓝色半导体发光元件，以生长所述绿色半导体发光元件和所述蓝色半导体发光元件的发光结构；
将所述绿色半导体发光元件和所述蓝色半导体发光元件从所述生长基板分离，并且通过在填充有流体的腔室中自组装将所述绿色半导体发光元件和所述蓝色半导体发光元件依次联接到基板；以及
检查所述绿色半导体发光元件和所述蓝色半导体发光元件是否联接到所述基板的预设位置，
其中，所述绿色半导体发光元件和所述蓝色半导体发光元件包括具有不同形状以便在联接至所述基板的同时进行区分的标识部，
其中，所述绿色半导体发光元件和所述蓝色半导体发光元件分别包括：
导电半导体层；
导电电极，所述导电电极被形成在所述导电半导体层的一个表面上；以及
钝化层，所述钝化层被配置为包围所述半导体发光元件，并且设置有使所述导电电极暴露的通孔，并且
其中，所述标识部被形成在所述钝化层中，
形成在所述绿色半导体发光元件的所述钝化层中的通孔与形成在所述蓝色半导体发光元件的所述钝化层中的通孔具有不同的形状或尺寸，并且
其中，在金属焊盘的暴露于外部的部分中，与所述绿色半导体发光元件的导电电极联接的第一部分和与所述蓝色半导体发光元件的导电电极联接的第二部分具有不同的形状或尺寸。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述绿色半导体发光元件和所述蓝色半导体发光元件通过焊接分别联接至施加到所述基板的布线电极的第一金属焊料和第二金属焊料。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一金属焊料和所述第二金属焊料具有按照所述自组装的顺序的不同熔点。
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