CN111180480A - 显示器用发光元件和具有其的显示装置 - Google Patents
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Abstract
一种显示器用发光元件，包括：第一LED叠层；第二LED叠层，位于所述第一LED叠层的下方；第三LED叠层，位于所述第二LED叠层的下方；第一基底，用于生长所述第一LED叠层；第二基底，用于生长所述第二LED叠层；以及第三基底，用于生长所述第三LED叠层，其中，所述第二基底包括第一贯通通孔。
Description
本申请是申请日为2018年11月27日、申请号为201880044515.8的发明专利申请“用于显示器的LED单元和具有其的显示设备”的分案申请。
技术领域
发明的示例性实施方式总体上涉及一种用于显示器的发光器件和一种包括该发光器件的显示设备，更具体地，涉及一种用于显示器的微发光器件和一种包括该微发光器件的显示设备。
背景技术
作为无机光源，发光二极管(LED)已经被用于包括显示器、车灯、普通照明等的各种领域中。由于LED与现有光源相比的诸如更长的寿命、更低的功耗以及更快的优势，因此发光二极管已经在迅速取代现有光源。
迄今为止，传统的LED已经被用作显示设备中的背光光源。然而，近来，已经开发了使用发光二极管直接产生图像的LED显示器。
通常，显示设备通过蓝光、绿光和红光的混合光来发射各种颜色。为了产生各种图像，显示设备包括多个像素，所述多个像素中的每个包括与蓝光、绿光和红光对应的子像素。如此，基于子像素的颜色来确定特定像素的颜色，并且通过这样的像素的组合产生图像。
因为LED可以根据其材料而发射不同颜色，所以发射蓝光、绿光和红光的单个LED芯片可以布置在显示设备的二维平面中。然而，当一个LED芯片形成每个子像素时，形成显示设备所需要的LED芯片的数目会超过数百万，从而引起用于安装工艺的大量的时间消耗。
此外，因为子像素布置在显示设备中的二维平面中，所以包括用于蓝光、绿光和红光的子像素的一个像素占据相对大的面积。因此，存在对使每个子像素的面积减小的需要，使得子像素可以形成在有限的面积中。然而，这将由于减小的发光面积而引起亮度的劣化。
在该背景技术部分中公开的以上信息仅用于理解发明构思的背景，因此，其可能包含不构成现有技术的信息。
发明内容
技术问题
根据发明的原理和一些示例性实施方式构造的发光二极管和使用该发光二极管的显示器能够在不增大像素面积的情况下使每个子像素的面积增大。
根据发明的原理和一些示例性实施方式构造的发光二极管和使用例如微LED的发光二极管的显示器提供了一种用于显示器的能够减少用于安装工艺的时间的发光器件。
根据发明的原理和一些示例性实施方式构造的发光二极管和使用例如微LED的发光二极管的显示器通过将第一LED堆叠件至第三LED堆叠件彼此堆叠而提供了一种用于显示器的结构稳定的发光器件以及一种包括该发光器件的显示设备。
根据发明的原理和一些示例性实施方式构造的发光二极管和使用例如微LED的发光二极管的显示器具有通过其中每个LED堆叠件连接到两个电极垫以被独立地驱动的独特的结构来实现的紧凑的构造。例如，每个LED堆叠件中的n型半导体层和p型半导体层中的一个可以连接到单独的通路结构或直接连接到电极垫中的相应的一个，每个LED堆叠件中的另一个n型半导体层或p型半导体层连接到共电极。
根据发明的原理和一些示例性实施方式构造的发光二极管和使用例如微LED的发光二极管的显示器包括用于第一LED堆叠件的生长基底，其可以是GaAs基底，以避免从第一LED堆叠件去除生长基底的工艺，并且提供更坚固的结构。
根据发明的原理和一些示例性实施方式构造的发光二极管和使用例如微LED的发光二极管的显示器提供了一种用于显示器的包括分别用于第一LED堆叠件至第三LED堆叠件的生长基底的发光器件，这可以由于可以避免从LED堆叠件去除生长基底的工艺而简化制造工艺。
根据发明的原理和一些示例性实施方式构造的发光二极管和使用例如微LED的发光二极管的显示器可以包括与欧姆电极的形成在绝缘层上方的部分叠置的电极垫，以防止或降低欧姆电极在制造或使用期间被剥离的可能性。
技术方案
根据示例性实施例的发光二极管包括：第一基底；第一LED子单元，与第一基底相邻；第二LED子单元，与第一LED子单元相邻；第三LED子单元，与第二LED子单元相邻；电极垫，设置在第一基底上；以及通孔通路，将每个电极垫电连接到第一LED子单元、第二LED子单元和第三LED子单元中的相应的一个，其中，通孔通路中的至少一个形成为穿过第一基底、第一LED子单元和第二LED子单元。
第一LED子单元可以设置在第一基底下，第二LED子单元可以设置在第一LED子单元下，第三LED子单元可以设置在第二LED子单元下，并且第一LED子单元、第二LED子单元和第三LED子单元可以被构造为分别发射红光、绿光和蓝光。
发光器件还可以包括插置在第一基底与第一LED子单元之间的分布式布拉格反射器。
第一基底可以包括GaAs材料。
发光器件还可以包括设置在第三LED子单元下的第二基底。
第二基底可以包括蓝宝石基底和GaN基底中的至少一种。
第一LED子单元、第二LED子单元和第三LED子单元可以被构造为被独立地驱动，从第一LED子单元产生的光可以被构造为通过穿过第二LED子单元、第三LED子单元和第二基底而发射到发光器件的外部，从第二LED子单元产生的光可以被构造为通过穿过第三LED子单元和第二基底而发射到发光器件的外部。
电极垫可以包括：共电极垫，电连接到第一LED子单元、第二LED子单元和第三LED子单元中的一个；以及第一电极垫、第二电极垫和第三电极垫，可以分别电连接到第一LED子单元、第二LED子单元和第三LED子单元。
共电极垫可以电连接到至少两个通孔通路。
第二电极垫可以通过通孔通路中的形成为穿过第一基底和第一LED子单元的第一通孔通路电连接到第二LED子单元，第三电极垫可以通过通孔通路中的形成为穿过第一基底、第一LED子单元和第二LED子单元的第二通孔通路电连接到第三LED子单元。
第一电极垫可以电连接到第一基底。
第一电极垫可以通过通孔通路中的形成为穿过第一基底的第三通孔通路电连接到第一LED子单元。
发光器件还可以包括：第一透明电极，插置在第一LED子单元与第二LED子单元之间，并且与第一LED子单元的下表面形成欧姆接触；第二透明电极，插置在第二LED子单元与第三LED子单元之间，并且与第二LED子单元的下表面形成欧姆接触；以及第三透明电极，插置在第二透明电极与第三LED子单元之间，并且与第三LED子单元的上表面形成欧姆接触。
设置在第一基底上的电极垫中的一个可以通过三个通孔通路电连接到第一透明电极、第二透明电极和第三透明电极中的每个。
设置在第一基底上的电极垫中的一个可以连接到第一基底。
发光器件还可以包括：第一滤色器，插置在第二透明电极与第三透明电极之间；以及第二滤色器，插置在第二LED子单元与第一透明电极之间，其中，第一滤色器和第二滤色器包括具有不同折射率的绝缘层。
发光器件还可以包括插置在第一基底与电极垫之间并且覆盖第一LED子单元、第二LED子单元和第三LED子单元的侧表面的至少一部分的绝缘层。
第一LED子单元、第二LED子单元和第三LED子单元可以分别包括第一LED堆叠件、第二LED堆叠件和第三LED堆叠件。
发光器件可以包括具有小于大约10000平方μm的表面积的微LED。
第一LED子单元可以被构造为发射红光、绿光和蓝光中的任意一种光，第二LED子单元可以被构造为发射红光、绿光和蓝光中的与第一LED子单元发射的光不同的一种光，第三LED子单元可以被构造为发射红光、绿光和蓝光中的与第一LED子单元和第二LED子单元发射的光不同的一种光。
显示设备可以包括电路板和布置在电路板上的多个发光器件，其中，发光器件中的至少一些可以包括根据示例性实施例的发光器件。
每个发光器件还可以包括结合到第三LED子单元的第二基底。
根据示例性实施例的用于显示器的发光器件包括：第一发光二极管(LED)子单元；第二LED子单元，设置在第一LED子单元下方；第三LED子单元，设置在第二LED子单元下方；第一基底，第一LED子单元生长在第一基底上；第二基底，第二LED子单元生长在第二基底上；以及第三基底，第三LED子单元生长在第三基底上。
第一LED子单元、第二LED子单元和第三LED子单元可以被构造为分别发射红光、绿光和蓝光。
发光器件还可以包括设置在第一基底与第一LED子单元之间的分布式布拉格反射器。
第二基底可以被构造为透射红光。
第一基底可以包括GaAs材料，第二基底可以包括GaP材料，并且第三基底可包括蓝宝石基底和GaN基底中的至少一种。
第一LED子单元、第二LED子单元和第三LED子单元可以被构造为被独立地驱动，由第一LED子单元产生的光可以被构造为通过穿过第二基底、第二LED子单元、第三LED子单元和第三基底而发射到发光器件的外部，由第二LED子单元产生的光可以被构造为通过穿过第三LED子单元和第三基底而发射到发光器件的外部。
发光器件还可以包括：电极垫，设置在第一基底上；以及通路，穿过第一基底以使电极垫电连接到第一LED子单元、第二LED子单元和第三LED子单元，其中，通路中的至少一个穿过第一基底、第一LED子单元、第二基底和第二LED子单元。
电极垫可以包括：共电极垫，电连接到第一LED子单元、第二LED子单元和第三LED子单元中的每个；以及第一电极垫、第二电极垫和第三电极垫，分别电连接到第一LED子单元、第二LED子单元和第三LED子单元。
共电极垫可以电连接到至少两个通路。
第二电极垫可以通过通路中的穿过第一基底和第一LED子单元的第一通路电连接到第二LED子单元，并且第三电极垫可以通过通路中的穿过第一基底、第一LED子单元、第二基底和第二LED子单元的第二通路电连接到第三LED子单元。
第一电极垫可以电连接到第一基底。
第一电极垫可以通过通路中的穿过第一基底的第三通路电连接到第一LED子单元。
发光器件还可以包括：第一透明电极，与第一LED子单元欧姆接触；第二透明电极，与第二LED子单元欧姆接触；以及第三透明电极，与第三LED子单元欧姆接触。
设置在第一基底上的电极垫中的一个可以通过通路电连接到第一透明电极、第二透明电极和第三透明电极。
设置在第一基底上的电极垫中的一个可以连接到第一基底。
发光器件还可以包括：绝缘层，设置在第一基底与电极垫之间，并且覆盖第一LED子单元、第二LED子单元和第三LED子单元的侧表面的至少一部分；第一滤色器，设置在第二LED子单元与第三LED子单元之间；以及第二滤色器，设置在第一LED子单元与第二LED子单元之间，其中，第一滤色器和第二滤色器包括具有不同折射率的绝缘层。
第一LED子单元、第二LED子单元和第三LED子单元可以分别包括第一LED堆叠件、第二LED堆叠件和第三LED堆叠件。
发光器件可以包括具有小于大约10000平方μm的表面积的微LED。
第一LED子单元可以被构造为发射红光、绿光和蓝光中的任意一种光，第二LED子单元可以被构造为发射红光、绿光和蓝光中的与第一LED子单元发射的光不同的一种光，并且第三LED子单元可以被构造为发射红光、绿光和蓝光中的与第一LED子单元和第二LED子单元发射的光不同的一种光。
显示设备包括电路板和布置在电路板上的多个发光器件，发光器件中的至少一些包括根据示例性实施例的发光器件，电极垫设置在第一基底上，通路穿过第一基底以使电极垫电连接到第一LED子单元、第二LED子单元和第三LED子单元，其中，通路中的至少一个穿过第一基底、第一LED子单元、第二基底和第二LED子单元，并且电极垫电连接到电路板。
第二基底可以包括多个第一通路。
发光器件还可以包括：电极垫，设置在第一基底上；以及第二通路，穿过第一基底以使电极垫电连接到第一LED子单元、第二LED子单元和第三LED子单元，其中，第二通路设置在第二基底上并且电连接到第一通路。
发光器件还可以包括：连接件，设置在第二通路与第一通路之间，并且使第二通路和第一通路电连接。
电极垫可以包括：共电极垫，电连接到第一LED子单元、第二LED子单元和第三LED子单元中的每个；以及第一电极垫、第二电极垫和第三电极垫，分别电连接到第一LED子单元、第二LED子单元和第三LED子单元。
发光器件还可以包括：导体，设置在第二基底与第三基底之间并且使第一通路中的至少一个电连接到第三LED子单元。
第二电极垫可以通过第一通路中的至少一个电连接到第二LED子单元，第三电极垫可以通过第一通路中的至少一个和导体电连接到第三LED子单元。
发光器件还可以包括连接到第三LED子单元的n型半导体层的欧姆电极，其中，第三电极垫通过导体电连接到欧姆电极。
第一通路中的至少一些可以不填充有导电材料。
第一通路可以包括与连接件叠置的第一组以及不与连接件叠置的第二组，并且第一组的第一通路可以与第二组的第一通路填充有不同的材料。
第二组的第一通路可以包括空气或者处于真空。
第三基底可以具有与第一基底和第二基底的纵向宽度不同的纵向宽度。
第三基底可以具有比第一基底和第二基底大的纵向宽度，并且第一基底和第二基底可以具有基本上相同的纵向宽度。
第一通路、第二通路和第三通路可以具有彼此不同的宽度。
根据示例性实施例的用于显示器的发光器件包括：第一基底；第一LED子单元，设置在第一基底上；第二LED子单元，设置在第一LED子单元上；第三LED子单元，设置在第二LED子单元上；第二基底，设置在第三LED子单元上；第一电极垫、第二电极垫、第三电极垫和第四电极垫，设置在第二基底上；以及通孔通路，使第二电极垫、第三电极垫和第四电极垫分别电连接到第一LED子单元、第二LED子单元和第三LED子单元，其中，第一电极垫在不与任何通孔通路叠置的情况下电连接到第一LED子单元。
第四电极垫可以比第二电极垫或第三电极垫与更多数目的通孔通路叠置，并且可以电连接到第一LED子单元、第二LED子单元和第三LED子单元中的每个。
第一LED子单元、第二LED子单元和第三LED子单元可以分别包括第一LED堆叠件、第二LED堆叠件和第三LED堆叠件，并且发光器件可以包括具有小于大约10000平方μm的表面积的微LED。
第一LED堆叠件可以被构造为发射红光、绿光和蓝光中的任意一种光，第二LED堆叠件可以被构造为发射红光、绿光和蓝光中的与第一LED子单元发射的光不同的一种光，并且第三LED堆叠件可以被构造为发射红光、绿光和蓝光中的与第一LED子单元和第二LED子单元发射的光不同的一种光。
发光器件还可以包括设置在第二基底上的第一绝缘层。
发光器件还可以包括设置在第二基底上的电极，其中，第一绝缘层具有至少一个开口，并且电极的第一部分设置在第一绝缘层的至少一个开口中。
电极的第二部分可以设置在第一绝缘层上。
第一电极垫、第二电极垫、第三电极垫和第四电极垫中的至少一个可以与电极的第二部分部分地叠置。
发光器件还可以包括设置在第一绝缘层上的第二绝缘层。
第二绝缘层可以具有开口，并且第一电极垫的一部分、第二电极垫的一部分、第三电极垫的一部分和第四电极垫的一部分可以分别设置在第二绝缘层的开口中。
第二绝缘层中的每个开口可以具有基本上相同的尺寸。
第一电极垫的接触电极的区域的尺寸可以与第二电极垫、第三电极垫和第四电极垫中的一个的接触对应的通孔通路的区域的尺寸不同。
第一电极垫的接触电极的区域的尺寸可以与第二电极垫、第三电极垫和第四电极垫中的一个的接触对应的通孔通路的区域的尺寸基本上相同。
第一绝缘层和第二绝缘层中的至少一个可以覆盖第二基底的侧表面并且暴露第一基底的侧表面。
第二绝缘层的一部分可以设置在第一电极垫与电极之间。
电极可以与第一电极垫、第二电极垫、第三电极垫和第四电极垫中的每个至少部分地叠置。
第一电极垫、第二电极垫、第三电极垫和第四电极垫中的至少一个可以与第一电极垫、第二电极垫、第三电极垫和第四电极垫中的剩余的电极垫中的至少一个设置在不同的平面上。
通孔通路可以形成为穿过第二基底。
将理解的是，前面的总体描述和以下的详细描述两者都是示例性的和解释性的，并且旨在提供对如所要求保护的发明的进一步解释。
有益效果
根据发明的原理和一些示例性实施方式构造的发光二极管和使用该发光二极管的显示器能够在不增大像素面积的情况下使每个子像素的面积增大。
根据发明的原理和一些示例性实施方式构造的发光二极管和使用例如微LED的发光二极管的显示器提供了一种用于显示器的能够减少用于安装工艺的时间的发光器件。
根据发明的原理和一些示例性实施方式构造的发光二极管和使用例如微LED的发光二极管的显示器通过将第一LED堆叠件至第三LED堆叠件彼此堆叠而提供了一种用于显示器的结构稳定的发光器件以及一种包括该发光器件的显示设备。
根据发明的原理和一些示例性实施方式构造的发光二极管和使用例如微LED的发光二极管的显示器具有通过其中每个LED堆叠件连接到两个电极垫以被独立地驱动的独特的结构来实现的紧凑的构造。例如，每个LED堆叠件中的n型半导体层和p型半导体层中的一个可以连接到单独的通路结构，或直接连接到电极垫中的相应的一个，每个LED堆叠件中的另一个n型半导体层或p型半导体层连接到共电极。
根据发明的原理和一些示例性实施方式构造的发光二极管和使用例如微LED的发光二极管的显示器包括用于第一LED堆叠件的生长基底，其可以是GaAs基底，以避免从第一LED堆叠件去除生长基底的工艺，并且提供更坚固的结构。
根据发明的原理和一些示例性实施方式构造的发光二极管和使用例如微LED的发光二极管的显示器提供了一种用于显示器的包括分别用于第一LED堆叠件至第三LED堆叠件的生长基底的发光器件，这可以由于可以避免从LED堆叠件去除生长基底的工艺而简化制造工艺。
根据发明的原理和一些示例性实施方式构造的发光二极管和使用例如微LED的发光二极管的显示器可以包括与欧姆电极的形成在绝缘层上方的部分叠置的电极垫，以防止或降低欧姆电极在制造或使用期间被剥离的可能性。
发明构思的附加特征将在下面的描述中阐释，并且部分地将通过描述变得明显，或者可以通过发明构思的实践而获知。
附图说明
附图示出了发明的示例性实施例，并且与描述一起用于解释发明构思，其中，附图被包括以提供对发明的进一步理解，并且附图被包含在本说明书中且构成本说明书的一部分。
图1是根据发明的示例性实施例的显示设备的示意性平面图。
图2A是根据示例性实施例的用于显示器的发光器件的示意性剖视图。
图2B是沿图2A的线A-A截取的示意性剖视图。
图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9A、图9B、图10A、图10B、图11A、图11B、图12A、图12B、图13A、图13B和图13C是示出根据示例性实施例的制造用于显示器的发光器件的方法的示意性平面图和剖视图。
图14A和图14B是根据另一示例性实施例的用于显示器的发光器件的示意性平面图和剖视图。
图15是根据示例性实施例的显示设备的示意性平面图。
图16A是根据示例性实施例的发光器件的示意性平面图。
图16B是沿图16A的线A-A截取的剖视图。
图17、图18、图19、图20、图21、图22、图23A、图23B、图24A、图24B、图25A、图25B、图26A、图26B、图27A和图27B是示出根据示例性实施例的制造发光器件的方法的示意性平面图和剖视图。
图28A和图28B是根据另一示例性实施例的用于显示器的发光器件的示意性平面图和剖视图。
图29是根据示例性实施例的显示设备的示意性平面图。
图30A是根据示例性实施例的用于显示器的发光器件的示意性平面图。
图30B是沿图30A的线A-A截取的剖视图。
图31、图32、图33、图34、图35、图36、图37A、图37B、图38A、图38B、图39A、图39B、图40A、图40B、图41A和图41B是示出根据示例性实施例的制造用于显示器的发光器件的方法的示意性平面图和剖视图。
图42是根据示例性实施例的用于显示器的发光二极管堆叠件的示意性剖视图。
图43A、图43B、图43C、图43D和图43E是示出根据示例性实施例的制造用于显示器的发光二极管堆叠件的方法的示意性剖视图。
图44是根据示例性实施例的显示设备的示意性电路图。
图45是根据示例性实施例的显示设备的示意性平面图。
图46是图45的显示设备的一个像素的放大平面图。
图47是沿图46的线A-A截取的示意性剖视图。
图48是沿图46的线B-B截取的示意性剖视图。
图49A、图49B、图49C、图49D、图49E、图49F、图49G、图49H、图49I、图49J和图49K是示出根据示例性实施例的制造显示设备的示意性平面图。
图50是根据另一示例性实施例的显示设备的示意性电路图。
图51是根据另一示例性实施例的显示设备的示意性平面图。
图52是根据示例性实施例的用于显示器的发光二极管堆叠件的示意性剖视图。
图53A、图53B、图53C、图53D和图53E是示出根据示例性实施例的制造用于显示器的发光二极管堆叠件的方法的示意性剖视图。
图54是根据示例性实施例的显示设备的示意性电路图。
图55是根据示例性实施例的显示设备的示意性平面图。
图56是图55的显示设备的一个像素的放大平面图。
图57是沿图56的线A-A截取的示意性剖视图。
图58是沿图56的线B-B截取的示意性剖视图。
图59A、图59B、图59C、图59D、图59E、图59F、图59G、图59H、图59I、图59J和图59K是示出根据示例性实施例的制造显示设备的方法的示意性平面图。
图60是根据另一示例性实施例的显示设备的示意性电路图。
图61是根据另一示例性实施例的显示设备的示意性平面图。
图62是根据示例性实施例的显示设备的示意性平面图。
图63是根据示例性实施例的用于显示器的发光二极管像素的示意性剖视图。
图64是根据示例性实施例的显示设备的示意性电路图。
图65A和图65B是根据示例性实施例的显示设备的一个像素的俯视图和仰视图。
图66A是沿图65A的线A-A截取的示意性剖视图。
图66B是沿图65A的线B-B截取的示意性剖视图。
图66C是沿图65A的线C-C截取的示意性剖视图。
图66D是沿图65A的线D-D截取的示意性剖视图。
图67A、图67B、图68A、图68B、图69A、图69B、图70A、图70B、图71A、图71B、图72A、图72B、图73A、图73B、图74A和图74B是示出根据示例性实施例的制造显示设备的方法的示意性平面图和剖视图。
图75是根据另一示例性实施例的用于显示器的发光二极管像素的示意性剖视图。
图76是根据示例性实施例的显示设备的一个像素的放大俯视图。
图77A和图77B分别是沿图76中的线G-G和线H-H截取的剖视图。
图78是根据示例性实施例的用于显示器的发光二极管堆叠件的示意性剖视图。
图79A、图79B、图79C、图79D、图79E和图79F是示出根据示例性实施例的用于制造用于显示器的发光二极管堆叠件的方法的示意性剖视图。
图80是根据示例性实施例的显示设备的示意性电路图。
图81是根据示例性实施例的显示设备的示意性平面图。
图82是图81的显示设备的一个像素的放大平面图。
图83是沿图82的线A-A截取的示意性剖视图。
图84是沿图82的线B-B截取的示意性剖视图。
图85A、图85B、图85C、图85D、图85E、图85F、图85G和图85H是示出根据示例性实施例的用于制造显示设备的方法的示意性平面图。
图86是根据示例性实施例的发光堆叠结构的示意性剖视图。
图87A和图87B是根据示例性实施例的发光堆叠结构的剖视图。
图88是根据示例性实施例的包括布线部的发光堆叠结构的剖视图。
图89是示出根据示例性实施例的发光堆叠结构的剖视图。
图90是根据示例性实施例的显示装置的平面图。
图91是图90的P1部分的放大平面图。
图92是根据示例性实施例的显示装置的结构图。
图93是无源型显示装置的一个像素的电路图。
图94是有源型显示装置的一个像素的电路图。
图95是根据示例性实施例的像素的平面图。
图96A和图96B分别是沿图95的线I-I'和线II-II'截取的剖视图。
图97A、图97B和图97C是沿图95的线I-I'截取的剖视图，示出了在基底上堆叠第一外延堆叠件至第三外延堆叠件的工艺。
图98、图100、图102、图104、图106、图108和图110是示出根据示例性实施例的在基底上制造像素的方法的平面图。
图99A和图99B分别是沿图98的线I-I'和线II-II'截取的剖视图。
图101A和图101B分别是沿图100的线I-I'和线II-II'截取的剖视图。
图103A和图103B分别是沿图102的线I-I'和线II-II'截取的剖视图。
图105A和图105B分别是沿图104的线I-I'和线II-II'截取的剖视图。
图107A和图107B分别是沿图106的线I-I'和线II-II'截取的剖视图。
图109A和图109B分别是沿图108的线I-I'和线II-II'截取的剖视图。
图111A和图111B分别是沿图110的线I-I'和线II-II'截取的剖视图。
图112是根据实施例的显示设备的示意性平面图。
图113A是图112的显示设备的局部剖视图。
图113B是根据示例性实施例的显示设备的示意性电路图。
图114A、图114B、图114C、图114D、图114E、图115A、图115B、图115C、图115D、图115E、图116A、图116B、图116C、图116D、图117A、图117B、图117C、图117D、图118A、图118B、图118C、图118D、图119A、图119B和图120是示出根据示例性实施例的显示设备的制造方法的示意性平面图和剖视图。
图121A、图121B和图121C是根据示例性实施例的金属结合材料的示意性剖视图。
具体实施方式
在下面的描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以提供对发明的各种示例性实施例或实施方式的彻底的理解。如在此所使用的“实施例”和“实施方式”是作为采用在此公开的一个或更多个发明构思的装置或方法的非限制性示例的可互换的词语。然而，明显的是，各种示例性实施例可以在没有这些具体细节或者在一个或更多个等同布置的情况下实施。在其它情况下，为了避免使各种示例性实施例不必要地模糊，以框图形式示出了公知的结构和装置。此外，各种示例性实施例可以不同，但不必是排它的。例如，在不脱离发明构思的情况下，示例性实施例的具体形状、构造和特性可以在另一示例性实施例中使用或实施。
除非另有说明，否则示出的示例性实施例将被理解为提供可以在实践中实施发明构思的一些方式的不同细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离发明构思的情况下，各种实施例的特征、组件、模块、层、膜、面板、区域和/或方面等(在下文中，单独地或共同地称为“元件”)可以另外组合、分离、互换和/或重新布置。
通常在附图中提供交叉阴影线和/或阴影的使用以使相邻元件之间的边界清晰。如此，除非说明，否则交叉阴影线或阴影的存在和不存在都不表达或表示对元件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的元件之间的共性和/或任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚性和/或描述性的目的，可以夸大元件的尺寸和相对尺寸。当示例性实施例可以不同地实施时，可以不同于所描述的顺序来执行特定的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的元件。
当诸如层的元件被称为“在”另一元件或层“上”、“连接到”或“结合到”另一元件或层时，该元件可以直接在所述另一元件或层上、直接连接到或直接结合到所述另一元件或层，或者可以存在中间元件或层。然而，当元件或层被称为“直接在”另一元件或层“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一元件或层时，不存在中间元件或层。为此，术语“连接”可以指在有中间元件或没有中间元件的情况下的物理连接、电连接和/或流体连接。此外，D1轴、D2轴和D3轴不限于直角坐标系的三个轴(诸如x轴、y轴和z轴)，并且可以以更宽的含义进行解释。例如，D1轴、D2轴和D3轴可以彼此垂直，或者可以表示彼此不垂直的不同方向。为了本公开的目的，“X、Y和Z中的至少一个(种/者)”和“从由X、Y和Z组成的组中选择的至少一个(种/者)”可以解释为仅X、仅Y、仅Z或者X、Y和Z中的两个(种/者)或更多个(种/者)的任何组合，诸如以XYZ、XYY、YZ和ZZ为例。如在此所使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的一个或更多个的任何组合和全部组合。
虽然在此可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种类型的元件，但这些元件不应受这些术语限制。这些术语用于将一个元件与另一元件区分开。因此，在不脱离公开的教导的情况下，下面讨论的第一元件可以被命名为第二元件。
为了描述性目的，可以在此使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下”、“下”、“在……上方”、“上”、“在……之上”、“较高的”、“侧”(例如，如在“侧壁”中)等的空间相对术语，由此来描述如附图中示出的一个元件与另一(其它)元件的关系。空间相对术语意图包括设备在使用、操作和/或制造中除了附图中描绘的方位之外的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它元件或特征“下方”或“之下”的元件随后将被定位为“在”所述其它元件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包括上方和下方两种方位。此外，设备可以被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应地解释在此使用的空间相对描述语。
在此使用的术语是出于描述具体实施例的目的，而不意图进行限制。如在此所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一”、“一个(种/者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型用在本说明书中时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如在此使用的，术语“基本(基本上)”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不是用作程度术语，如此，它们被用来解释将由本领域普通技术人员认识到的测量值、计算值和/或提供值的固有偏差。
在此参照作为理想化示例性实施例和/或中间结构的示意图的剖视图和/或分解图示来描述各种示例性实施例。如此，将预期出现例如由制造技术和/或公差引起的图示的形状的变化。因此，在此公开的示例性实施例不应被必然解释为局限于区域的具体示出的形状，而是将包括由例如制造导致的形状上的偏差。以这种方式，附图中示出的区域可以在本质上是示意性的，并且这些区域的形状可以不反映装置的区域的实际形状，如此，不必意图进行限制。
除非另有定义，否则在此使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开作为其一部分的领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。除非在此明确地如此定义，否则术语(诸如在通用字典中定义的术语)应该被解释为具有与它们在相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且不应以理想化的或过于形式化的含义进行解释。
如在此所使用的，根据示例性实施例的发光器件或发光二极管可以包括如本领域中已知的具有小于大约10000平方μm的表面积的微LED(微型LED)。在其它示例性实施例中，取决于具体的应用，微LED可以具有小于大约4000平方μm或小于大约2500平方μm的表面积。
图1是根据示例性实施例的显示设备的示意性平面图。
参照图1，根据示例性实施例的显示设备包括电路板101和多个发光器件100。
电路板101可以包括用于无源矩阵驱动或有源矩阵驱动的电路。在一个示例性实施例中，电路板101可以包括互连线和电阻器。在另一示例性实施例中，电路板101可以包括互连线、晶体管和电容器。另外，电路板101可以具有设置在其上表面上的电极垫(electrode pad，或被称为“电极焊盘”)以允许电连接到位于其中的电路。
发光器件100布置在电路板101上。每个发光器件100可以构成一个像素。发光器件100包括电连接到电路板101的电极垫73a、73b、73c和73d。另外，发光器件100包括位于其上表面上的基底41。因为发光器件100彼此分离，所以设置在发光器件100的上表面上的基底41也彼此分离。
将参照图2A和图2B来描述发光器件100的细节。图2A是根据示例性实施例的用于显示器的发光器件100的示意性剖视图，并且图2B是沿图2A的线A-A截取的示意性剖视图。虽然电极垫73a、73b、73c和73d被示出为设置在上侧处，但是发明构思不局限于此，并且发光器件100可以倒装结合到电路板101，因此，电极垫73a、73b、73c和73d可以设置在下侧处。
参照图2A和图2B，发光器件100包括第一基底21、第二基底41、分布式布拉格反射器22、第一LED堆叠件23、第二LED堆叠件33、第三LED堆叠件43、第一透明电极25、第二透明电极35、第三透明电极45、第一滤色器47、第二滤色器57、第一结合层49、第二结合层59、下绝缘层61、上绝缘层71、欧姆电极63a、通孔通路(through-hole via)63b、65a、65b、67a和67b以及电极垫73a、73b、73c和73d。
第一基底21可以支撑半导体堆叠件23、33和43。第一基底21可以是用于生长第一LED堆叠件23的生长基底(例如，GaAs基底)。具体地，第一基底21可以具有导电性。
第二基底41可以支撑半导体堆叠件23、33和43。半导体堆叠件23、33和43设置在第一基底21与第二基底41之间。第二基底41可以是用于生长第三LED堆叠件43的生长基底。例如，第二基底41可以是蓝宝石基底或GaN基底，例如，图案化的蓝宝石基底。第一LED堆叠件至第三LED堆叠件从第二基底41开始以第三LED堆叠件43、第二LED堆叠件33和第一LED堆叠件23的顺序设置在第二基底41上。在一个示例性实施例中，一个第三LED堆叠件43可以设置在一个第二基底41上。第二LED堆叠件33、第一LED堆叠件23和第一基底21可以设置在第三LED堆叠件43上。因此，发光器件100可以具有单个像素的单芯片结构。
在另一示例性实施例中，多个第三LED堆叠件43可以设置在一个第二基底41上。第二LED堆叠件33、第一LED堆叠件23和第一基底21可以设置在每个第三LED堆叠件43上，从而发光器件100具有多个像素的单芯片结构。
根据示例性实施例，可以省略第二基底41，并且可以暴露第三LED堆叠件43的下表面。在这种情况下，粗糙表面可以通过表面纹理化而形成在第三LED堆叠件43的下表面上。
第一LED堆叠件23、第二LED堆叠件33和第三LED堆叠件43中的每个分别包括：第一导电类型半导体层23a、33a和43a；第二导电类型半导体层23b、33b和43b；以及活性层，插置在第一导电类型半导体层23a、33a和43a与第二导电类型半导体层23b、33b和43b之间。活性层可以具有多量子阱结构。
随着设置得更靠近第二基底41，LED堆叠件可以发射具有更短波长的光。例如，第一LED堆叠件23可以是被构造为发射红光的无机发光二极管，第二LED堆叠件33可以是被构造为发射绿光的无机发光二极管，并且第三LED堆叠件43可以是被构造为发射蓝光的无机发光二极管。第一LED堆叠件23可以包括AlGaInP基阱层，第二LED堆叠件33可以包括AlGaInP基阱层或AlGaInN基阱层，并且第三LED堆叠件43可以包括AlGaInN基阱层。然而，发明构思不局限于此。当发光器件100包括如本领域中已知的具有小于大约10000平方μm(或者在其它示例性实施例中，小于大约4000平方μm或2500平方μm)的表面积的微LED时，由于微LED的小形状因子，第一LED堆叠件23可以发射红光、绿光和蓝光中的一种，并且第二LED堆叠件33和第三LED堆叠件43可以发射红光、绿光和蓝光中的不同的一种，而不会不利地影响操作。
LED堆叠件23、33和43中的每个的第一导电类型半导体层23a、33a和43a可以是n型半导体层，并且LED堆叠件23、33和43中的每个的第二导电类型半导体层23b、33b和43b可以是p型半导体层。具体地，第一LED堆叠件23的上表面可以是n型半导体层23a，第二LED堆叠件33的上表面可以是n型半导体层33a，并且第三LED堆叠件43的上表面可以是p型半导体层43b。更具体地，仅第三LED堆叠件43的半导体层可以以与第一LED堆叠件23和第二LED堆叠件33的半导体层的顺序不同的顺序堆叠。第三LED堆叠件43的第一导电类型半导体层43a可以被表面纹理化以提高光提取效率。另外，第二LED堆叠件33的第一导电类型半导体层33a也可以经受表面纹理化。
第一LED堆叠件23、第二LED堆叠件33和第三LED堆叠件43可以被堆叠为彼此叠置，并且可以具有基本上相同的发光面积。此外，在LED堆叠件23、33和43中的每个中，第一导电类型半导体层23a、33a、43a可以与第二导电类型半导体层23b、33b、43b具有基本相同的面积。具体地，在第一LED堆叠件23和第二LED堆叠件33中的每个中，第一导电类型半导体层23a和33a可以与第二导电类型半导体层23b和33b完全叠置。在第三LED堆叠件43中，形成孔h5以暴露第一导电类型半导体层43a，使得第一导电类型半导体层43a与第二导电类型半导体层43b相比具有略大的面积。
第一LED堆叠件23与第二基底41隔开设置，第二LED堆叠件33设置在第一LED堆叠件23下，并且第三LED堆叠件43设置在第二LED堆叠件下。因为第一LED堆叠件23与第二LED堆叠件33和第三LED堆叠件43相比可以发射具有更长波长的光，所以从第一LED堆叠件23产生的光可以在穿过第二LED堆叠件33和第三LED堆叠件43以及第二基底41之后被发射。另外，因为第二LED堆叠件33与第三LED堆叠件43相比可以发射具有更长波长的光，所以从第二LED堆叠件33产生的光可以在穿过第三LED堆叠件43和第二基底41之后被发射。
分布式布拉格反射器22可以插置在第一基底21与第一LED堆叠件23之间。分布式布拉格反射器22反射从第一LED堆叠件23产生的光以防止光通过被第一基底21吸收而损失。例如，分布式布拉格反射器22可以通过使AlAs基半导体层和AlGaAs基半导体层彼此交替堆叠而形成。
第一透明电极25可以插置在第一LED堆叠件23与第二LED堆叠件33之间。第一透明电极25与第一LED堆叠件23的第二导电类型半导体层23b形成欧姆接触并且透射从第一LED堆叠件23产生的光。第一透明电极25可以包括金属层或诸如氧化铟锡(ITO)层的透明氧化物层。
第二透明电极35与第二LED堆叠件33的第二导电类型半导体层33b形成欧姆接触。如附图中所示，第二透明电极35插置在第二LED堆叠件33与第三LED堆叠件43之间，并且与第二LED堆叠件33的下表面相邻。第二透明电极35可以包括对红光和绿光透明的金属层或导电氧化物层。
第三透明电极45与第三LED堆叠件43的第二导电类型半导体层43b形成欧姆接触。第三透明电极45可以插置在第二LED堆叠件33与第三LED堆叠件43之间，并且与第三LED堆叠件43的上表面相邻。第三透明电极45可以包括对红光和绿光透明的金属层或导电氧化物层。第三透明电极45也可以对蓝光透明。第二透明电极35和第三透明电极45中的每个与每个LED堆叠件的p型半导体层形成欧姆接触以辅助电流扩散。用于第二透明电极35和第三透明电极45的导电氧化物的示例可以包括SnO2、InO2、ITO、ZnO、IZO等。
第一滤色器47可以插置在第三透明电极45与第二LED堆叠件33之间，并且第二滤色器57可以插置在第二LED堆叠件33与第一LED堆叠件23之间。第一滤色器47透射从第一LED堆叠件23和第二LED堆叠件33产生的光，而反射从第三LED堆叠件43产生的光。第二滤色器57透射从第一LED堆叠件23产生的光，而反射从第二LED堆叠件33产生的光。因此，从第一LED堆叠件23产生的光可以通过第二LED堆叠件33和第三LED堆叠件43发射到外部，并且从第二LED堆叠件33产生的光可以通过第三LED堆叠件43发射到外部。以这种方式，根据示例性实施例的发光器件可以通过防止从第二LED堆叠件33产生的光进入第一LED堆叠件23或者防止从第三LED堆叠件43产生的光进入第二LED堆叠件33来防止光损失。
在一些示例性实施例中，第二滤色器57可以反射从第三LED堆叠件43产生的光。
第一滤色器47和第二滤色器57可以是例如允许低频带中(即，长波段(波长带)中)的光通过其的低通滤波器、允许预定波段中的光通过其的带通滤波器或者防止预定波段中的光通过其的带阻滤波器。具体地，第一滤色器47和第二滤色器57中的每个可以通过将具有不同折射率的绝缘层(例如，TiO2和SiO2)彼此交替地堆叠来形成。具体地，第一滤色器47和第二滤色器57中的每个可以包括分布式布拉格反射器(DBR)。另外，分布式布拉格反射器的阻止带可以通过调整TiO2层和SiO2层的厚度而被控制。低通滤波器和带通滤波器可以通过将具有不同折射率的绝缘层彼此交替地堆叠来形成。
第一结合层49使第二LED堆叠件33结合到第三LED堆叠件43。第一结合层49可以插置在第一滤色器47与第二透明电极35之间，以使第一滤色器47结合到第二透明电极35。例如，第一结合层49可以由透明有机材料或透明无机材料形成。有机材料的示例可以包括SU8、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚酰亚胺、聚对二甲苯、苯并环丁烯(BCB)等，并且无机材料的示例可以包括Al2O3、SiO2、SiNx等。具体地，第一结合层49可以由旋涂玻璃(SOG)形成。
第二结合层59使第二LED堆叠件33结合到第一LED堆叠件23。如附图中所示，第二结合层59可以插置在第二滤色器57与第一透明电极25之间。第二结合层59可以包括与形成第一结合层49的材料基本上相同的材料。
孔h1、h2、h3、h4和h5形成为穿过第一基底21。孔h1可以形成为穿过第一基底21、分布式布拉格反射器22和第一LED堆叠件23，以暴露第一透明电极25。孔h2可以形成为穿过第一基底21、分布式布拉格反射器22、第一透明电极25、第二结合层59和第二滤色器57，以暴露第二LED堆叠件33的第一导电类型半导体层33a。
孔h3可以形成为穿过第一基底21、分布式布拉格反射器22、第一透明电极25、第二结合层59、第二滤色器57和第二LED堆叠件33，以暴露第二透明电极35。孔h4可以形成为通过第一基底21、分布式布拉格反射器22、第一透明电极25、第二结合层59、第二滤色器57、第二LED堆叠件33、第二透明电极35、第一结合层49和第一滤色器47，以暴露第三透明电极45。孔h5可以形成为穿过第一基底21、分布式布拉格反射器22、第一透明电极25、第二结合层59、第二滤色器57、第二LED堆叠件33、第二透明电极35、第一结合层49、第一滤色器47、第三透明电极45和第二导电类型半导体层43b，以暴露第三LED堆叠件43的第一导电类型半导体层43a。
虽然孔h1、h3和h4被示出为彼此隔开以分别暴露第一透明电极25、第二透明电极35和第三透明电极45，然而，发明构思不局限于此。例如，第一透明电极25、第二透明电极35和第三透明电极45可以通过单个孔而暴露。
下绝缘层61覆盖第一基底21以及第一LED堆叠件23、第二LED堆叠件33和第三LED堆叠件43的侧表面，同时覆盖第一基底21的上表面。下绝缘层61还可以覆盖孔h1、h2、h3、h4和h5的侧表面。下绝缘层61可以经受图案化以暴露孔h1、h2、h3、h4和h5中的每个的底部。此外，下绝缘层61可以经受图案化以暴露第一基底21的上表面。
欧姆电极63a与第一基底21的上表面形成欧姆接触。欧姆电极63a可以形成在第一基底21的通过将下绝缘层61图案化而暴露的暴露区域中。例如，欧姆电极63a可以由Au-Te合金或Au-Ge合金形成。根据一些示例性实施例，欧姆电极63a的一部分可以形成在下绝缘层61的顶表面上，这将在下面参照图13C更加详细地描述。
通孔通路63b、65a、65b、67a和67b分别设置在孔h1、h2、h3、h4和h5中。通孔通路63b可以设置在孔h1中并且连接到第一透明电极25。通孔通路65a可以设置在孔h2中并且与第一导电类型半导体层33a形成欧姆接触。通孔通路65b可以设置在孔h3中并且连接到第二透明电极35。通孔通路67a可以设置在孔h5中并且与第一导电类型半导体层43a形成欧姆接触。通孔通路67b可以设置在孔h4中并且连接到第三透明电极45。
上绝缘层71覆盖下绝缘层61和欧姆电极63a。上绝缘层71可以在第一基底21以及第一LED堆叠件23、第二LED堆叠件33和第三LED堆叠件43的侧表面处覆盖下绝缘层61，并且可以在第一基底21的上侧处覆盖下绝缘层61。上绝缘层71可以具有暴露欧姆电极63a的开口71a以及暴露通孔通路63b、65a、65b、67a和67b的开口。
下绝缘层61和上绝缘层71可以由氧化硅或氮化硅形成，但是不局限于此。例如，下绝缘层61和上绝缘层71可以是通过堆叠具有不同的折射率的绝缘层而形成的分布式布拉格反射器。具体地，上绝缘层71可以是光反射层或光阻挡层。
电极垫73a、73b、73c和73d设置在上绝缘层71上，并且电连接到第一LED堆叠件23、第二LED堆叠件33和第三LED堆叠件43。例如，第一电极垫73a电连接到通过上绝缘层71的开口71a暴露的欧姆电极63a，并且第二电极垫73b电连接到通过上绝缘层71的开口暴露的通孔通路65a。另外，第三电极垫73c电连接到通过上绝缘层71的开口暴露的通孔通路67a。共电极垫73d公共地电连接到通孔通路63b、65b和67b。如此，在平面图中，第一电极垫73a可以不与通孔通路叠置。
因此，共电极垫73d公共地电连接到第一LED堆叠件23、第二LED堆叠件33和第三LED堆叠件43的第二导电类型半导体层23b、33b和43b，并且电极垫73a、73b和73c中的每个分别电连接到第一LED堆叠件23、第二LED堆叠件33和第三LED堆叠件43的第一导电类型半导体层23a、33a和43a。
根据示例性实施例，第一LED堆叠件23电连接到电极垫73d和73a，第二LED堆叠件33电连接到电极垫73d和73b，并且第三LED堆叠件43电连接到电极垫73d和73c。在这种情况下，第一LED堆叠件23、第二LED堆叠件33和第三LED堆叠件43的阳极公共地电连接到电极垫73d，并且其阴极分别电连接到第一电极垫73a、第二电极垫73b和第三电极垫73c。因此，第一LED堆叠件23、第二LED堆叠件33和第三LED堆叠件43可以被独立地驱动。根据示例性实施例，电极垫73a的接触欧姆电极63a的区域的尺寸可以与电极垫73c的例如接触通孔通路67a的区域的尺寸不同。根据其它示例性实施例，电极垫73a的接触欧姆电极63a的区域的尺寸可以与电极垫73c的例如接触通孔通路67a的区域的尺寸基本上相同。
图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9A、图9B、图10A、图10B、图11A、图11B、图12A、图12B、图13A、图13B和图13C是示出根据示例性实施例的制造用于显示器的发光器件的方法的示意性平面图和剖视图。在这些附图中，每个平面图与图2A对应，并且每个剖视图与沿图2A的线A-A截取的剖视图对应。
参照图3，在第一基底21上生长第一LED堆叠件23。第一基底21可以是例如GaAs基底。第一LED堆叠件23可以形成在AlGaInP基半导体层上并且包括第一导电类型半导体层23a、活性层和第二导电类型半导体层23b。这里，第一导电类型可以是n型并且第二导电类型可以是p型。另一方面，在生长第一LED堆叠件23之前，可以形成分布式布拉格反射器22。分布式布拉格反射器22可以具有通过重复地堆叠AlAs/AlGaAs层而形成的堆叠结构。
可以在第二导电类型半导体层23b上形成第一透明电极25。第一透明电极25可以由诸如氧化铟锡(ITO)的透明氧化物或透明金属形成。
参照图4，在基底31上生长第二LED堆叠件33，并且在第二LED堆叠件33上形成第二透明电极35。第二LED堆叠件33可以由AlGaInP基半导体层或AlGaInN基半导体层形成，并且可以包括第一导电类型半导体层33a、活性层和第二导电类型半导体层33b。基底31可以是使AlGaInP基半导体层在其上生长的基底(例如，GaAs基底或GaP)或者使AlGaInN基半导体层在其上生长的基底(例如，蓝宝石基底)。第一导电类型可以是n型，第二导电类型可以是p型。可以确定用于第二LED堆叠件33的Al、Ga和In的组成比例，使得第二LED堆叠件33发射绿光。另外，当使用GaP基底时，在GaP上形成纯GaP层或掺杂氮(N)的GaP层以发射绿光。第二透明电极35与第二导电类型半导体层33b形成欧姆接触。第二透明电极35可以由金属或导电氧化物(例如，SnO2、InO2、ITO、ZnO、IZO等)形成。
参照图5，在第二基底41上生长第三LED堆叠件43，在第三LED堆叠件43上形成第三透明电极45和第一滤色器47。第三LED堆叠件43由AlGaInN基半导体层形成，并且可以包括第一导电类型半导体层43a、活性层和第二导电类型半导体层43b。这里，第一导电类型可以是n型，第二导电类型可以是p型。
第二基底41是使GaN基半导体层在其上生长的基底，并且与第一基底21不同。确定用于第三LED堆叠件43的AlGaInN的组成比例以使第三LED堆叠件43发射蓝光。第三透明电极45与第二导电类型半导体层43b形成欧姆接触。第三透明电极45可以由例如SnO2、InO2、ITO、ZnO、IZO等的导电氧化物形成。
第一滤色器47与参照图2A和图2B描述的第一滤色器47基本上相同，因此，将省略其详细描述以避免冗余。
参照图6，将图4的第二LED堆叠件33结合到图5的第三LED堆叠件43的上侧，并且从其上去除基底31。
将第一滤色器47结合到第二透明电极35以彼此面对。例如，可以在彼此结合的第一滤色器47和第二透明电极35上形成结合材料层，从而形成第一结合层49。结合材料层可以是例如透明有机材料层或透明无机材料层。有机材料的示例可以包括SU8、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚酰亚胺、聚对二甲苯、苯并环丁烯(BCB)等，并且无机材料的示例可以包括Al2O3、SiO2、SiNx等。更具体地，第一结合层49可以由旋涂玻璃(SOG)形成。
此后，通过激光剥离或化学剥离，可以从第二LED堆叠件33去除基底31。如此，暴露出第二LED堆叠件33的第一导电类型半导体层33a的上表面。可以使第一导电类型半导体层33a的暴露的表面经受纹理化。
参照图7，在第二LED堆叠件33上形成第二滤色器57。第二滤色器57可以通过交替地堆叠具有不同折射率的绝缘层来形成，并且与参照图2A和图2B描述的第二滤色器57基本上相同，因此，将省略其详细描述以避免冗余。
参照图8，将图3的第一LED堆叠件23结合到第二LED堆叠件33。可以将第二滤色器57结合到第一透明电极25以彼此面对。例如，可以在彼此结合的第二滤色器57和第一透明电极25上形成结合材料层，从而形成第二结合层59。结合材料层与第一结合层49的结合材料层基本上相同，因此，将省略其详细描述以避免冗余。
参照图9A和图9B，穿过第一基底21形成孔h1、h2、h3、h4和h5，并且形成限定器件区域的隔离沟槽以暴露第一基底41。
孔h1暴露第一透明电极25，孔h2暴露第一导电类型半导体层33a，孔h3暴露第二透明电极35，孔h4暴露第三透明电极45，孔h5暴露第一导电类型半导体层43a。
可以形成隔离沟槽，以沿着第一LED堆叠件23、第二LED堆叠件33和第三LED堆叠件43中的每个的外围暴露第二基底41。虽然隔离沟槽被示出为形成为暴露第二基底41，但是可以将隔离沟槽形成为暴露第一导电类型半导体层43a。在这种情况下，可以与隔离沟槽一起形成孔h5。
可以通过光刻和蚀刻形成孔h1、h2、h3、h4和h5以及隔离沟槽，不局限于具体的形成顺序。例如，可以在形成较深孔之前形成较浅孔，反之亦然。可以在形成孔h1、h2、h3、h4和h5的步骤之后或之前形成隔离沟槽。可选地，如上所述，可以与孔h5一起形成隔离沟槽。
参照图10A和图10B，在第一基底21上形成下绝缘层61。下绝缘层61可以覆盖第一基底21的侧表面以及通过隔离沟槽暴露的第一LED堆叠件23、第二LED堆叠件33和第三LED堆叠件43的侧表面。
下绝缘层61可以覆盖孔h1、h2、h3、h4和h5的侧表面。这里，使下绝缘层61经受图案化以暴露孔h1、h2、h3、h4和h5中的每个的底部。
下绝缘层61可以由氧化硅或氮化硅形成，但不局限于此。下绝缘层61可以是分布式布拉格反射器。
此后，分别在孔h1、h2、h3、h4和h5中形成通孔通路63b、65a、65b、67a和67b。可以通过电镀等形成通孔通路63b、65a、65b、67a和67b。例如，可以首先在孔h1、h2、h3、h4、h5内部形成籽晶层，并且可以利用籽晶层通过用铜镀覆来形成通孔通路63b、65a、65b、67a、67b。籽晶层可以由例如Ni/Al/Ti/Cu形成。
参照图11A和图11B，可以通过将下绝缘层61图案化暴露第一基底21的上表面。可以在将下绝缘层61图案化以暴露孔h1、h2、h3、h4、h5的底部时，执行将下绝缘层61图案化的工艺以暴露第一基底21的上表面。第一基底21的上表面可以在宽阔的面积中暴露，该面积可以超过例如发光器件的面积的大约一半。
然后，在第一基底21的暴露的上表面上形成欧姆电极63a。欧姆电极63a可以是与第一基底21形成欧姆接触的导电层，并且可以由例如Au-Te合金或Au-Ge合金形成。
参照图11A，欧姆电极63a与通孔通路63b、65a、65b、67a和67b分离。
参照图12A和图12B，形成上绝缘层71，以覆盖下绝缘层61和欧姆电极63a。上绝缘层71可以在第一LED堆叠件23、第二LED堆叠件33和第三LED堆叠件43以及第一基底21的侧表面处覆盖下绝缘层61。这里，可以使上绝缘层71经受图案化以与暴露欧姆电极63a的开口71a一起形成暴露通孔通路63b、65a、65b、67a、67b的开口。
上绝缘层71可以由氧化硅或氮化硅形成，但不局限于此。例如，上绝缘层71可以是例如分布式布拉格反射器的光反射层或诸如光吸收层的光阻挡层。
参照图13A和图13B，在上绝缘层71上形成电极垫73a、73b、73c、73d。电极垫73a、73b、73c、73d可以包括第一电极垫73a、第二电极垫73b和第三电极垫73c以及共电极垫73d。
第一电极垫73a可以连接到通过上绝缘层71的开口71a暴露的欧姆电极63a，第二电极垫73b可以连接到通孔通路65a，并且第三电极垫73c可以连接到通孔通路67a。共电极垫73d可以公共地连接到通孔通路63b、65b、67b。
电极垫73a、73b、73c、73d彼此电分离，因此第一LED堆叠件至第三LED堆叠件23、33、43中的每个电连接到两个电极垫并且因此可以被独立地驱动。
此后，将第二基底41针对每个发光器件划分区域，从而提供发光器件100。如图13A中所示，可以在每个发光器件100的四个角处设置电极垫73a、73b、73c、73d。此外，电极垫73a、73b、73c、73d可以基本上具有矩形形状，但不局限于此。
虽然在示出的示例性实施例中第二基底41被示出为被划分，但是在一些示例性实施例中，可以去除第二基底41。在这种情况下，可以使第一导电类型半导体层43a的暴露的表面经受纹理化。
参照图13C，根据另一示例性实施例的发光器件与图12B的发光器件基本上相似，因此，将省略基本上相似的元件的详细的描述以避免冗余。在根据示出的示例性实施例的发光器件中，电极垫73a、73b、73c和73d可以覆盖欧姆电极63a的与下绝缘层61叠置的每个部分。以这种方式，与欧姆电极63a的与下绝缘层61叠置的端部叠置的电极垫73a、73b、73c和73d可以防止或降低欧姆电极63a在制造或使用时被剥离的可能性。
根据一些示例性实施例，电极垫73a的与欧姆电极63a接触的区域的尺寸可以与电极垫73c的例如与通孔通路67a接触的区域的尺寸不同。如此，对LED堆叠件23、33和43中的每个来说，通过其供应电流的区域可以是不同的。以这种方式，针对每个LED堆叠件23、33和43，可以控制具有不同极性的导体之间的距离，因此，可以使每个LED堆叠件23、33和43中的发光效率彼此平衡以从发光器件获得均匀的光图案。
根据其它示例性实施例，电极垫73a的与欧姆电极63a接触的区域的尺寸可以与电极垫73c的例如与通孔通路67a接触的区域的尺寸基本上相同。以这种方式，LED堆叠件23、33和43中的每个的接触电阻可以彼此基本上相同，从而防止由LED堆叠件23、33和43中的不同的电阻引起的发光器件的可靠性劣化。
根据一些示例性实施例，可以在比剩余的电极垫低的平面上设置电极垫中的一个(诸如电极垫73a)。例如，从第二基底41到电极垫73a的下表面的距离可以比从第二基底41到电极垫73b、73c和73d的下表面的距离小。以这种方式，当在每个电极垫73a、73b、73c和73d上形成用于连接到外部器件或电路的凸块时，可以将形成在电极垫73a上的凸块形成为比形成在电极垫73b、73c和73d上的凸块厚，由于可以使到电极垫73a的热路径增多以散热，所以这可以提高发光器件的可靠性。
图14A和图14B是根据另一示例性实施例的用于显示器的发光器件200的示意性平面图和剖视图。
参照图14A和图14B，除第一LED堆叠件至第三LED堆叠件23、33、43的阳极独立地连接到第一电极垫173a、第二电极垫173b和第三电极垫173c并且它们的阴极电连接到共电极垫173d之外，根据示例性实施例的发光器件200与参照图2A和图2B描述的发光器件100总体上相似。
更具体地，第一电极垫173a通过通孔通路163b电连接到第一透明电极25，第二电极垫173b通过通孔通路165b电连接到第二透明电极35，并且第三电极垫173c通过通孔通路167b电连接到第三透明电极45。共电极垫173d电连接到通过上绝缘层71的开口71a暴露的欧姆电极163a，并且也通过通孔通路165a、167a电连接到第二LED堆叠件33和第三LED堆叠件45的第一导电类型半导体层33a、43a。
根据示例性实施例的发光器件100和200中的每个包括可以分别发射红光、绿光和蓝光的第一LED堆叠件至第三LED堆叠件23、33、43，并且因此可以被用作显示设备中的一个像素。如图1中所描述的，显示设备可以通过在电路板101上布置多个发光器件100或200来提供。因为发光器件100、200中的每个包括第一LED堆叠件至第三LED堆叠件23、33、43，所以可以增大一个像素中的子像素的面积。此外，第一LED堆叠件至第三LED堆叠件23、33、43可以通过安装一个发光器件而安装在电路板上，从而减少安装工艺的数目。可以以无源矩阵或有源矩阵方式驱动安装在根据示例性实施例的电路板101上的发光器件。
图15是根据示例性实施例的显示设备的示意性平面图。
参照图15，显示设备可以包括电路板301和多个发光器件300。
电路板301可以包括用于无源矩阵驱动或有源矩阵驱动的电路。根据示例性实施例，电路板301可以包括位于其中的互连线和电阻器。根据另一示例性实施例，电路板301可以包括互连线、晶体管和电容器。电路板301也可以包括设置在其上表面上的提供与设置在电路板301中的电路的电连接的垫(pad，或被称为“焊盘”)。
多个发光器件300可以布置在电路板301上。每个发光器件300可以包括一个像素。每个发光器件300可以包括电极垫373a、373b、373c和373d，电极垫373a、373b、373c和373d可以电连接到电路板301。发光器件300可以包括设置在其上表面上的基底341。因为发光器件300彼此间隔开，所以设置在发光器件300的上表面上的基底341也可以彼此间隔开。
参照图16A和图16B详细地描述根据示例性实施例的发光器件300。图16A是根据示例性实施例的发光器件的示意性平面图。图16B是沿图16A的线A-A截取的剖视图。尽管图16A和图16B示出了电极垫373a、373b、373c和373d布置在上侧处，但是根据一些示例性实施例，发光器件可以倒装结合到图15的电路板301上，电极垫373a、373b、373c和373d可以布置在下侧处。
参照图16A和图16B，发光器件300可以包括第一基底321、第二基底331、第三基底341、分布式布拉格反射器322、第一LED堆叠件323、第二LED堆叠件333、第三LED堆叠件343、第一透明电极325、第二透明电极335、第三透明电极345、第一滤色器347、第二滤色器357、第一结合层349、第二结合层359、下绝缘层361、上绝缘层371、欧姆电极363a、通路363b、365a、365b、367a和367b以及电极垫373a、373b、373c和373d。
第一基底321可以支撑半导体堆叠件323、333和343。第一基底321可以是用于生长第一LED堆叠件323的基底，例如，可以是GaAs基底。具体地，第一基底321可以具有导电性。
第二基底331可以是用于生长第二LED堆叠件333的基底，例如，可以是GaP基底。第二基底331可以具有导电性。
第三基底341可以支撑半导体堆叠件323、333和343。第三基底341可以是用于生长第三LED堆叠件343的生长基底。例如，第三基底341可以是蓝宝石基底或氮化镓基底，具体地可以是图案化的蓝宝石基底。第一LED堆叠件至第三LED堆叠件可以以第三LED堆叠件343、第二LED堆叠件333和第一LED堆叠件323的顺序布置在第三基底341上。根据示例性实施例，单个第三LED堆叠件可以设置在单个第三基底341上。第二LED堆叠件333、第二基底331、第一LED堆叠件323和第一基底321可以设置在第三LED堆叠件上。因此，发光器件300可以具有单个像素的单芯片结构。
根据另一示例性实施例，多个第三LED堆叠件343可以设置在单个第三基底341上。第二LED堆叠件333、第二基底331、第一LED堆叠件323和第一基底321可以设置在每个第三LED堆叠件343上，并且相应地，发光器件300可以具有多个像素的单芯片结构。
第一LED堆叠件323、第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343可以均包括第一导电类型半导体层323a、333a和343a、第二导电类型半导体层323b、333b和343b和插置在其间的活性层。具体地，活性层可以具有多量子阱结构。
随着LED堆叠件设置得更接近第三基底341，LED堆叠件可以发射具有更短波长的光。例如，第一LED堆叠件323可以是用于发射红光的无机发光二极管，第二LED堆叠件333可以是用于发射绿光的无机发光二极管，并且第三LED堆叠件343可以是用于发射蓝光的无机发光二极管。第一LED堆叠件323可以包括AlGaInP基阱层，第二LED堆叠件333可以包括AlGaP基阱层(例如，掺有氮(N)的GaP阱层)，并且第三LED堆叠件343可以包括AlGaInN基阱层。然而，发明构思不局限于此。例如，当发光器件包括微LED时，由于微LED的小形状因子，第一LED堆叠件323可以发射红光、绿光和蓝光中的任意一种光，第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343可以发射红光、绿光和蓝光中的不同种的光，而不会不利地影响操作。
各个LED堆叠件323、333和343的第一导电类型半导体层323a、333a和343a均可以是n型半导体层，并且第二导电类型半导体层323b、333b和343b均可以是p型半导体层。根据示例性实施例，第一LED堆叠件323的上表面可以是n型半导体层323a，第二LED堆叠件333的上表面可以是n型半导体层333a，并且第三LED堆叠件343的上表面可以是p型半导体层343b。具体地，仅第三LED堆叠件343的半导体层可以以相反的顺序堆叠。然而，发明构思不局限于此。例如，第二LED堆叠件333可以设置在第二基底331的另一侧以与第一LED堆叠件323相邻，并且相应地，第二LED堆叠件333的半导体层也可以以相反的顺序堆叠。
第一LED堆叠件323、第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343可以彼此叠置，并且可以具有拥有基本上相同的尺寸的发射区域。在LED堆叠件323、333和343中的每个中，第一导电类型半导体层323a、333a和343a可以分别具有与第二导电类型半导体层323b、333b和343b的面积基本上相同的面积。具体地，就第一LED堆叠件323和第二LED堆叠件333而言，第一导电类型半导体层323a和333a可以分别与第二导电类型半导体层323b和333b完全叠置。就第三LED堆叠件343而言，由于孔h5被形成为通过其暴露第一导电类型半导体层343a，因此第一导电类型半导体层343a与第二导电类型半导体层343b相比可以具有略大的面积。
第一LED堆叠件323可以设置在第三基底341上，第二LED堆叠件333可以设置在第一LED堆叠件323下方，并且第三LED堆叠件343可以设置在第二LED堆叠件333下方。第一LED堆叠件323与第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343相比可以发射具有更长波长的光，因此，由第一LED堆叠件323产生的光可以透射通过第二基底331、第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343以及第三基底341，然后可以发射到外部。第二LED堆叠件333与第三LED堆叠件343相比可以发射具有更长波长的光，因此，由第二LED堆叠件333产生的光可以透射通过第三LED堆叠件343和第三基底341，然后可以发射到外部。第二基底331可以设置在第二LED堆叠件333下方，在这种情况下，由第二LED堆叠件333产生的光可以透射通过第二基底331。
分布式布拉格反射器322可以设置在第一基底321与第一LED堆叠件323之间。分布式布拉格反射器322可以反射由第一LED堆叠件323产生的光，以防止光被第一基底321吸收而损失。例如，分布式布拉格反射器322可以通过交替地堆叠AlAs基半导体层和AlGaAs基半导体层而形成。
第一透明电极325可以与第一LED堆叠件323欧姆接触。如附图中所示，第一透明电极325可以设置在第一LED堆叠件323与第二LED堆叠件333之间。第一透明电极325可以与第一LED堆叠件323的第二导电类型半导体层323b欧姆接触，并且可以透射由第一LED堆叠件323产生的光。第一透明电极325可以使用诸如氧化铟锡(ITO)的透明氧化物层或者金属层来形成。
第二透明电极335可以与第二LED堆叠件333的第二导电类型半导体层333b欧姆接触。如附图中所示，第二透明电极335可以与第二LED堆叠件333的位于第二LED堆叠件333与第三LED堆叠件343之间的下表面接触。第二透明电极335可以由对红光和绿光透明的金属层或导电氧化物层形成。
第三透明电极345可以与第三LED堆叠件343的第二导电类型半导体层343b欧姆接触。第三透明电极345可以设置在第二LED堆叠件333与第三LED堆叠件343之间，并且可以接触第三LED堆叠件343的上表面。第三透明电极345可以由对红光和绿光透明的金属层或导电氧化物层形成。第三透明电极345可以相对于蓝光透明。第二透明电极335和第三透明电极345可以与每个LED堆叠件的p型半导体层欧姆接触以促进电流扩散。在第二透明电极335和第三透明电极345中使用的导电氧化物层可以是例如SnO2、InO2、ITO、ZnO、IZO等。
第一滤色器347可以设置在第三LED堆叠件343与第二LED堆叠件333之间，第二滤色器357可以设置在第二LED堆叠件333与第一LED堆叠件323之间。第一滤色器347可以透射由第一LED堆叠件323和第二LED堆叠件333产生的光并且可以反射由第三LED堆叠件343产生的光。第二滤色器357可以透射由第一LED堆叠件323产生的光，并且可以反射由第二LED堆叠件333产生的光。因此，由第一LED堆叠件323产生的光可以通过第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343发射到外部，并且由第二LED堆叠件333产生的光可以通过第三LED堆叠件343发射到外部。另外，可以防止由第二LED堆叠件333产生的光入射在第一LED堆叠件323上而在第一LED堆叠件323中损失，并且可以防止由第三LED堆叠件343产生的光入射在第二LED堆叠件333上而在第二LED堆叠件333中损失。
在一些示例性实施例中，第二滤色器357可以反射由第三LED堆叠件343产生的光。
第一滤色器347和第二滤色器357可以是例如用于仅通过低频域(例如，长波长范围)的低通滤波器、用于仅通过预定波长范围的带通滤波器或者用于仅阻挡预定波长范围的带阻滤波器。具体地，第一滤色器347和第二滤色器357可以通过交替地堆叠具有不同折射率的绝缘层来形成，例如，可以通过交替地堆叠TiO2和SiO2来形成。具体地，第一滤色器347和第二滤色器357可以包括分布式布拉格反射器(DBR)。可以通过调整TiO2和SiO2的厚度来控制DBR的阻止带。低通滤波器和带通滤波器可以通过交替地堆叠具有不同折射率的绝缘层来形成。
第一结合层349可以使第二LED堆叠件333结合到第三LED堆叠件343。第一结合层349可以设置在第一滤色器347与第二透明电极之间以使第一滤色器347和第二透明电极结合。根据另一示例性实施例，第一结合层349可以设置在第一滤色器347与第二基底331之间以使第一滤色器347和第二基底331结合。
例如，第一结合层349可以由透明有机层或透明无机层形成。有机层的材料的示例可以包括SU8、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚酰亚胺、聚对二甲苯、苯并环丁烯(BCB)等，无机层的材料的示例可以包括Al2O3、SiO2、SiNx等。第一结合层349也可以通过旋涂玻璃(SOG)形成。
第二结合层359可以使第二LED堆叠件333结合到第一LED堆叠件323。如附图中所示，第二结合层359可以设置在第二滤色器357与第一透明电极325之间。第二结合层359可以由形成第一结合层349的基本上相同的材料形成。
孔h1、h2、h3、h4和h5可以穿过第一基底321。孔h1可以穿过第一基底321、分布式布拉格反射器322和第一LED堆叠件323以通过其暴露第一透明电极325。孔h2可以穿过第一基底321、分布式布拉格反射器322、第一透明电极325、第二结合层359和第二滤色器357以通过其暴露第二基底331。根据另一示例性实施例，孔h2可以穿过第二基底331以通过其暴露第一导电类型半导体层333a。
孔h3可以穿过第一基底321、分布式布拉格反射器322、第一透明电极325、第二结合层359、第二滤色器357、第二基底331和第二LED堆叠件333以通过其暴露第二透明电极335。孔h4可以穿过第一基底321、分布式布拉格反射器322、第一透明电极325、第二结合层359、第二滤色器357、第二基底331、第二LED堆叠件333、第二透明电极335、第一结合层349和第一滤色器347以通过其暴露第三透明电极345。孔h5可以穿过第一基底321、分布式布拉格反射器322、第一透明电极325、第二结合层359、第二滤色器357、第二基底331、第二LED堆叠件333、第二透明电极335、第一结合层349、第一滤色器347、第三透明电极345和第二导电类型半导体层343b以通过其暴露第三LED堆叠件343的第一导电类型半导体层343a。
图16A示出了孔h1、h3和h4彼此间隔开以分别通过其暴露第一透明电极325、第二透明电极335和第三透明电极345，然而，发明构思不局限于此，第一透明电极325、第二透明电极335和第三透明电极345可以通过单个孔暴露。
下绝缘层361可以覆盖第一基底321以及第一LED堆叠件323、第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343的侧表面，并且可以覆盖第一基底321的上表面。下绝缘层361也可以覆盖孔h1、h2、h3、h4和h5的侧壁。然而，下绝缘层361可以被图案化以分别暴露孔h1、h2、h3、h4和h5的底部部分。此外，下绝缘层361也可以被图案化以暴露第一基底321的上表面。
欧姆电极363a可以与第一基底321的上表面欧姆接触。欧姆电极363a可以形成在第一基底321的通过使下绝缘层361图案化而暴露的部分上。欧姆电极363a可以由例如Au-Te合金或Au-Ge合金形成。
通路363b、365a、365b、367a和367b可以分别设置在孔h1、h2、h3、h4和h5中。通路363b可以设置在孔h1中并且可以连接到第一透明电极325。通路365a可以设置在孔h2中并且可以与第二基底331欧姆接触。根据另一示例性实施例，通路365a可以与第一导电类型半导体层333a欧姆接触。通路365b可以设置在孔h3中并且可以连接到第二透明电极335。通路367a可以设置在孔h5中并且可以与第一导电类型半导体层343a欧姆接触。通路367b可以设置在孔h4中并且可以连接到第三透明电极345。
上绝缘层371可以覆盖下绝缘层361并且可以覆盖欧姆电极363a。上绝缘层371可以从第一基底321以及第一LED堆叠件323、第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343的侧表面覆盖下绝缘层361，并且可以从第一基底321的上部覆盖下绝缘层361。上绝缘层371可以具有用于通过其暴露欧姆电极363a的开口371a，并且也可以具有用于通过其暴露通路363b、365a、365b、367a和367b的开口。
下绝缘层361或上绝缘层371可以由氧化硅或氮化硅形成，但是不局限于此。例如，下绝缘层361或上绝缘层371可以由使用具有不同折射率的绝缘层的分布式布拉格反射器形成。具体地，上绝缘层371可以被形成为光反射层或光阻挡层。
电极垫373a、373b、373c和373d可以设置在上绝缘层371上并且可以电连接到第一LED堆叠件323、第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343。例如，第一电极垫373a可以电连接到欧姆电极363a的通过上绝缘层371的开口371a暴露的部分。第二电极垫373b可以电连接到通路365a的通过上绝缘层371的开口暴露的部分。第三电极垫373c可以电连接到通路367a的通过上绝缘层371的开口暴露的部分。共电极垫373d可以公共地电连接到通路363b、365b和367b。
因此，共电极垫373d可以公共地电连接到第一LED堆叠件323、第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343的第二导电类型半导体层323b、333b和343b，电极垫373a、373b和373c可以分别电连接到第一LED堆叠件323、第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343的第一导电类型半导体层323a、333a和343a。
根据示例性实施例，第一LED堆叠件323可以电连接到电极垫373d和373a，第二LED堆叠件333可以电连接到电极垫373d和373b，并且第三LED堆叠件343可以电连接到电极垫373d和373c。因此，第一LED堆叠件323、第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343的阳极可以公共地电连接到电极垫373d，并且阴极可以分别电连接到第一电极垫373a、第二电极垫373b和第三电极垫373c。因此，第一LED堆叠件323、第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343可以被独立地驱动。
图17、图18、图19、图20、图21、图22、图23A、图23B、图24A、图24B、图25A、图25B、图26A、图26B、图27A和图27B是示出根据示例性实施例的制造发光器件300的方法的示意性平面图和剖视图。在附图中，每个平面图与图16A的平面图对应，并且每个剖视图与沿图16A的线A-A截取的剖视图对应。
首先，参照图17，可以在第一基底321上生长第一LED堆叠件323。第一基底321可以是例如GaAs基底。第一LED堆叠件323可以由AlGaInP基半导体层形成，并且可以包括第一导电类型半导体层323a、活性层和第二导电类型半导体层323b。这里，第一导电类型可以是n型，并且第二导电类型可以是p型。在生长第一LED堆叠件323之前，可以首先形成分布式布拉格反射器322。分布式布拉格反射器322可以具有例如其中重复地堆叠AlAs/AlGaAs的堆叠结构。
可以在第二导电类型半导体层323b上形成第一透明电极325。第一透明电极325可以由例如氧化铟锡(ITO)的透明氧化物层或者透明金属层形成。
参照图18，可以在第二基底331上生长第二LED堆叠件333，并且可以在第二LED堆叠件333上形成第二透明电极335。第二LED堆叠件333可以由AlGaP基半导体层形成，并且可以包括第一导电类型半导体层333a、活性层和第二导电类型半导体层333b。第二基底331可以是用于生长GaP半导体层或AlGaP半导体层的基底(例如，GaP基底)。这里，第一导电类型可以是n型，并且第二导电类型可以是p型。第二LED堆叠件333可以发射绿光。例如，可以在GaP基底上形成纯GaP层或掺有氮(N)的GaP层以发射绿光。第二透明电极335可以与第二导电类型半导体层333b欧姆接触。第二透明电极335可以由例如SnO2、InO2、ITO、ZnO或IZO的导电氧化物层或者金属层形成。
参照图19，可以在第三基底341上生长第三LED堆叠件343，并且可以在第三LED堆叠件343上形成第三透明电极345和第一滤色器347。第三LED堆叠件343可以由AlGaInN基半导体层形成，并且可以包括第一导电类型半导体层343a、活性层和第二导电类型半导体层343b。这里，第一导电类型可以是n型，并且第二导电类型可以是p型。
第三基底341可以是用于生长氮化镓基半导体层的基底，并且可以与第一基底321不同。可以确定AlGaInN的组成比例，使得第三LED堆叠件343发射蓝光。第三透明电极345可以与第二导电类型半导体层343b欧姆接触。第三透明电极345可以由例如SnO2、InO2、ITO、ZnO或IZO的导电氧化物层形成。
第一滤色器347与参照图16A和图16B描述的第一滤色器347基本上相同，因此，省略其详细描述以避免冗余。
参照图20，可以将图18的第二LED堆叠件333结合到图19的第三LED堆叠件343上。
根据示例性实施例，可以将第一滤色器347和第二透明电极335彼此结合以彼此面对。例如，可以分别在第一滤色器347和第二透明电极335上形成结合材料层，并且可以将第一滤色器347和第二透明电极335结合以形成第一结合层349。根据另一示例性实施例，可以将第一滤色器347和第二基底331彼此结合以彼此面对。结合材料层可以是例如透明有机层或透明无机层。有机层的材料的示例可以包括SU8、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚酰亚胺、聚对二甲苯、苯并环丁烯(BCB)等，并且无机层的材料的示例可以包括Al2O3、SiO2、SiNx等。第一结合层349也可以通过旋涂玻璃(SOG)形成。
参照图21，可以在第二基底331上形成第二滤色器357。第二滤色器357可以通过将具有不同折射率的绝缘层交替地堆叠而形成，并且与参照图16A和图16B描述的第二滤色器357基本上相同，因此，省略其详细描述以避免冗余。
虽然第二滤色器357被描述为在将第二LED堆叠件结合之后形成在第二基底331上，但是根据一些示例性实施例，当将第一滤色器347和第二基底331彼此结合以彼此面对时，可以在结合之前首先在第二透明电极335上形成第二滤色器357。
然后，参照图22，将图17中所示的第一LED堆叠件323结合到第二LED堆叠件333上。可以将第二滤色器357和第一透明电极325彼此结合以彼此面对。例如，可以分别在第二滤色器357和第一透明电极325上形成结合材料层，可以将第二滤色器357和第一透明电极325结合以形成第二结合层359。结合材料层与第一结合层349基本上相同，因此，省略其详细的描述以避免冗余。
参照图23A和图23B，可以形成穿过第一基底321的孔h1、h2、h3、h4和h5，并且可以形成用于暴露第三基底341的分离沟槽以限定器件区域。
孔h1可以通过其暴露第一透明电极325，孔h2可以通过其暴露第二基底331，孔h3可以通过其暴露第二透明电极335，孔h4可以通过其暴露第三透明电极345，并且孔h5可以通过其暴露第一导电类型半导体层343a。在一些示例性实施例中，孔h2可以通过其暴露第一导电类型半导体层333a。
分离沟槽可以沿着第一LED堆叠件323、第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343的周围通过其暴露第三基底341。虽然图23A和图23B示出了形成分离沟槽以通过其暴露第三基底341，但是在一些示例性实施例中，分离沟槽可以通过其暴露第一导电类型半导体层343a。在这种情况下，可以同时形成孔h5和分离沟槽。
可以使用光刻工艺和蚀刻工艺分别形成孔h1、h2、h3、h4和h5以及分离沟槽，并且不具体限制用于形成它们的顺序。例如，可以首先形成具有低深度的孔，然后可以依次形成具有高深度的孔，或者可以以相反的顺序形成孔。可以在形成所有的孔h1、h2、h3、h4和h5之后或之前形成分离沟槽。如上所述，也可以与分离沟槽一起形成孔h5。
参照图24A和图24B，可以在第一基底321上形成下绝缘层361。下绝缘层361可以覆盖通过分离沟槽暴露的第一基底321的侧表面以及第一LED堆叠件323、第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343的侧表面。
下绝缘层361还可以覆盖孔h1、h2、h3、h4和h5的侧壁。可以使下绝缘层361图案化以暴露孔h1、h2、h3、h4和h5的底部部分。
下绝缘层361可以由氧化硅或氮化硅形成，但是发明构思不局限于此，下绝缘层361可以被形成为例如分布式布拉格反射器。
然后，在孔h1、h2、h3、h4和h5中形成通路363b、365a、365b、367a和367b。可以使用电镀形成通路363b、365a、365b、367a和367b。例如，可以在孔h1、h2、h3、h4和h5中形成籽晶层，然后，可以利用籽晶层用铜镀覆孔h1、h2、h3、h4和h5，以形成通路363b、365a、365b、367a和367b。籽晶层可以由例如Ni/Al/Ti/Cu形成。
参照图25A和图25B，可以使下绝缘层361图案化以暴露第一基底321的上表面。可以与使下绝缘层361图案化以暴露孔h1、h2、h3、h4和h5的底部部分的工艺基本上同时执行使下绝缘层361图案化以暴露第一基底321的上表面的工艺。
第一基底321的上表面的暴露的区域可以形成为遍及大的区域，例如，可以大于发光器件区域的1/2。
然后，可以在第一基底321的暴露的部分上形成欧姆电极363a。欧姆电极363a可以形成为与第一基底321欧姆接触的导电层，并且可以由例如Au-Te合金或Au-Ge合金形成。
如图26A中所示，可以使欧姆电极363a与通路363b、365a、365b、367a和367b间隔开。
参照图26A和图26B，可以形成覆盖下绝缘层361和欧姆电极363a的上绝缘层371。上绝缘层371还可以在第一LED堆叠件323、第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343以及第一基底321的侧表面处覆盖下绝缘层361。可以将上绝缘层371图案化为具有用于通过其暴露通路363b、365a、365b、367a和367b的开口(包括通过其暴露欧姆电极363a的开口371a)。
上绝缘层371可以形成为由诸如氧化硅或氮化硅的材料形成的透明氧化物层，但是不局限于此。上绝缘层371可以由例如诸如分布式布拉格反射器的光反射绝缘层或诸如光吸收层的光阻挡层形成。
参照图27A和图27B，可以在上绝缘层371上形成电极垫373a、373b、373c和373d。电极垫373a、373b、373c和373d可以包括第一电极垫373a、第二电极垫373b和第三电极垫373c以及共电极垫373d。
第一电极垫373a可以连接到通过上绝缘层371的开口371a暴露的欧姆电极363a，第二电极垫373b可以连接到通路365a，并且第三电极垫373c可以连接到通路367a。共电极垫373d可以公共地连接到通路363b、365b和367b。
电极垫373a、373b、373c和373d可以彼此电分离，因此第一LED堆叠件323、第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343中的每个可以分别电连接到两个电极垫，并且可以被独立地驱动。
然后，可以将第三基底341以发光器件区域为单位进行划分，以提供发光器件300。如图27A中所示，可以在发光器件300的四个边缘处分别设置电极垫373a、373b、373c和373d。电极垫373a、373b、373c和373d可以具有基本上矩形形状，但是不局限于此。
图28A和图28B是根据另一示例性实施例的用于显示器的发光器件302的示意性平面图和剖视图。
参照图28A和图28B，除第一LED堆叠件323、第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343的阳极独立地连接到第一电极垫374a、第二电极垫374b和第三电极垫374c并且阴极电连接到共电极垫374d之外，根据示例性实施例的发光器件302与上面参照图16A和图16B描述的发光器件300基本上相似。
更具体地，第一电极垫374a可以通过通路364b电连接到第一透明电极325，第二电极垫374b可以通过通路366b电连接到第二透明电极335，并且第三电极垫374c可以通过通路368b电连接到第三透明电极345。共电极垫374d可以电连接到通过上绝缘层371的开口371a暴露的欧姆电极364a，并且可以通过通路366a和368a电连接到第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343的第一导电类型半导体层333a和343a。例如，通路366a可以连接到第二基底331或第一导电类型半导体层333a，并且通路368a可以连接到第一导电类型半导体层343a。
根据示例性实施例的发光器件300和302可以包括第一LED堆叠件323、第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343以发射红光、绿光和蓝光中的一种，因此，可以被用作显示设备中的一个像素。如参照图15所描述的，可以在电路板301上布置多个发光器件300或302以提供显示设备。发光器件300和302包括第一LED堆叠件323、第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343，因此，在一个像素内，子像素的面积可以增大。另外，可以安装一个发光器件，因此，可以安装第一LED堆叠件323、第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343，从而减少安装工艺的数目。
如上所述，可以以无源矩阵方式或有源矩阵方式驱动根据示例性实施例的安装在电路板301上的发光器件。
图29是根据示例性实施例的显示设备的示意性平面图。
参照图29，显示设备可以包括电路板401和多个发光器件400。
电路板401可以包括用于无源矩阵驱动或有源矩阵驱动的电路。根据示例性实施例，电路板401可以包括位于其中的互连线和电阻器。根据另一示例性实施例，电路板401可以包括互连线、晶体管和电容器。电路板401还可以包括设置在其上表面上的提供与设置在电路板401中的电路的电连接的垫。
多个发光器件400可以布置在电路板401上。每个发光器件400可以包括一个像素。每个发光器件400可以包括电极垫473a、473b、473c和473d，电极垫473a、473b、473c和473d可以电连接到电路板401。发光器件400可以包括设置在其上表面上的基底441。由于发光器件400彼此间隔开，因此设置在发光器件400的上表面上的基底441也可以彼此间隔开。
参照图30A和图30B详细地描述发光器件400的详细的组件。图30A是根据示例性实施例的发光器件400的示意性平面图。图30B是沿图30A的线A-A截取的剖视图。虽然电极垫473a、473b、473c和473d被描述为布置在上侧处，但是根据一些示例性实施例，发光器件400可以倒装结合到图29的电路板401上，在这种情况下，电极垫473a、473b、473c和473d可以布置在下侧处。
参照图30A和图30B，发光器件400可以包括第一基底421、第二基底431、第三基底441、分布式布拉格反射器422、第一LED堆叠件423、第二LED堆叠件433、第三LED堆叠件443、第一透明电极425、第二透明电极435、第三透明电极445、第一滤色器447、第二滤色器457、第一结合层429、第二结合层449、第一绝缘层426、第二绝缘层436、第三绝缘层446、下绝缘层461、上绝缘层471、下欧姆电极444、上欧姆电极465、第一连接件427a、427b和427c、第二连接件437a和437b、第三连接件453a和453b、第四连接件459a、459b和459c、第一通路431v、第二通路463a、463b和463c以及电极垫473a、473b、473c和473d。
第一基底421可以是用于生长第一LED堆叠件423的基底，例如GaAs基底。具体地，第一基底421可以具有导电性。
第二基底431可以是用于生长第二LED堆叠件433的基底，例如图案化的蓝宝石基底。第二基底431可以是由绝缘材料形成的基底，并且可以包括用于电连接的第一通路431v。
例如，第二基底431可以包括多个通孔431h。通孔431h可以穿过第二基底431。通孔431h可以从第二基底431的上表面连接到其下表面。通孔431h的至少一部分可以填充有导电材料以形成第一通路431v。通孔431h的一部分可以填充有绝缘材料或者可以是空置的。具体地，通孔431h的内部部分可以填充有与第二基底431、空气相比具有更低的折射率的材料，或者可以处于真空。
第一通路431v可以向由绝缘材料形成的第二基底431提供导电性以提供从第二基底431的上表面到其下表面的电通道。第一通路431v可以设置在第二基底431的特定的区域中。然而，发明构思不局限于此，通路431v可以分布遍及第二基底431的宽阔的区域。
第三基底441可以支撑半导体堆叠件423、433和443。第三基底441可以是用于生长第三LED堆叠件443的生长基底。例如，第三基底441可以是蓝宝石基底或氮化镓基底，具体地，图案化的蓝宝石基底。第一LED堆叠件至第三LED堆叠件可以以第三LED堆叠件443、第二LED堆叠件433和第一LED堆叠件423的顺序布置在第三基底441上。根据示例性实施例，单个第三LED堆叠件可以设置在单个第三基底441上。第二LED堆叠件433、第二基底431、第一LED堆叠件423和第一基底421可以设置在第三LED堆叠件443上。因此，发光器件400可以具有单个像素的单芯片结构。
第一LED堆叠件423、第二LED堆叠件433和第三LED堆叠件443可以均包括第一导电类型半导体层423a、433a和443a、第二导电类型半导体层423b、433b和443b以及分别插置在其间的活性层(未示出)。活性层可以具体地具有多量子阱结构。
随着LED堆叠件处于更接近第三基底441的位置，LED堆叠件可以发射具有较短波长的光。例如，第一LED堆叠件423可以是用于发射红光的无机发光二极管，第二LED堆叠件433可以是用于发射绿光的无机发光二极管，第三LED堆叠件443可以是用于发射蓝光的无机发光二极管。第一LED堆叠件423可以包括AlGaInP基阱层，第二LED堆叠件433可以包括AlGaInN基阱层，第三LED堆叠件443可以包括AlGaInN基阱层。然而，发明构思不局限于此。例如，当根据示例性实施例的发光器件400包括微LED时，由于微LED的小形状因子，第一LED堆叠件423可以发射红光、绿光和蓝光中的任意一种光，第二LED堆叠件433和第三LED堆叠件443可以发射红光、绿光和蓝光中的不同种的光，而不会不利地影响操作。
各个LED堆叠件423、433和443的第一导电类型半导体层423a、433a和443a均可以是n型半导体层，第二导电类型半导体层423b、433b和443b均可以是p型半导体层。根据示例性实施例，第一LED堆叠件423的上表面可以是n型半导体层423a，第二LED堆叠件433的上表面可以是n型半导体层433a，第三LED堆叠件443的上表面可以是p型半导体层443b。具体地，仅第三LED堆叠件443的半导体层可以以相反的顺序堆叠。然而，发明构思不局限于此。例如，第二LED堆叠件433可以设置在第二基底431上，相应地，第二LED堆叠件433的半导体层也可以以相反的顺序堆叠。
下欧姆电极444可以设置在第三LED堆叠件443的第一导电类型半导体层443a上。下欧姆电极444可以形成在第一导电类型半导体层443a的通过例如蚀刻第二导电类型半导体层443b和活性层而暴露的部分上。下欧姆电极444可以与第一导电类型半导体层443a欧姆接触。
根据示例性实施例，第一LED堆叠件423、第二LED堆叠件433和第三LED堆叠件443可以彼此叠置。如图30B中所示，第二LED堆叠件433和第三LED堆叠件443的外部尺寸可以比第一LED堆叠件423的外部尺寸大。由于形成了第二连接件437a和437b，因此第二LED堆叠件433的发射面积会减小，由于形成了下欧姆电极444，因此第三LED堆叠件443的发射面积会减小。可以调整第一LED堆叠件423、第二LED堆叠件433和第三LED堆叠件443的对应的发射面积以基于可视性(可见性)控制发光强度。例如，发射具有高可视性的绿光的第二LED堆叠件433的发射面积可以比第一LED堆叠件423或第三LED堆叠件443的发射面积小。
第一LED堆叠件423可以远离第三基底441设置，第二LED堆叠件433可以设置在第一LED堆叠件423下方，第三LED堆叠件443可以设置在第二LED堆叠件433下方。第一LED堆叠件423与第二LED堆叠件433和第三LED堆叠件443相比可以发射具有更长波长的光，因此，由第一LED堆叠件423产生的光可以透射通过第二基底431、第二LED堆叠件433和第三LED堆叠件443以及第三基底441，然后可以发射到外部。第二LED堆叠件433与第三LED堆叠件443相比可以发射具有更长波长的光，因此，由第二LED堆叠件433产生的光可以透射通过第三LED堆叠件443和第三基底441，然后可以发射到外部。第二基底431可以设置在第二LED堆叠件433下方，在这种情况下，由第二LED堆叠件433产生的光可以透射通过第二基底431。
分布式布拉格反射器422可以设置在第一基底421与第一LED堆叠件423之间。分布式布拉格反射器422可以反射由第一LED堆叠件423产生的光，以防止光被第一基底421吸收而损失。例如，分布式布拉格反射器422可以通过交替地堆叠AlAs基半导体层和AlGaAs基半导体层而形成。
第一透明电极425可以与第一LED堆叠件423欧姆接触。如附图中所示，第一透明电极425可以设置在第一LED堆叠件423与第二LED堆叠件433之间。第一透明电极425可以与第一LED堆叠件423的第二导电类型半导体层423b欧姆接触，并且可以透射由第一LED堆叠件423产生的光。第一透明电极425可以使用诸如氧化铟锡(ITO)的透明氧化物层或金属层来形成。
第二透明电极435可以与第二LED堆叠件433的第二导电类型半导体层433b欧姆接触。如附图中所示，第二透明电极435可以与第二LED堆叠件433的位于第二LED堆叠件433与第三LED堆叠件443之间的下表面接触。第二透明电极435可以由对红光和绿光透明的金属层或导电氧化物层形成。
第三透明电极445可以与第三LED堆叠件443的第二导电类型半导体层443b欧姆接触。第三透明电极445可以设置在第二LED堆叠件433与第三LED堆叠件443之间，并且可以与第三LED堆叠件443的上表面接触。第三透明电极445可以由对红光和绿光透明的金属层或导电氧化物层形成。第三透明电极445也可以对蓝光透明。第二透明电极435和第三透明电极445可以与每个LED堆叠件的p型半导体层欧姆接触以促进电流扩散。在第二透明电极435和第三透明电极445中使用的导电氧化物层可以是例如SnO2、InO2、ITO、ZnO、IZO等。
第一滤色器447可以设置在第三LED堆叠件443与第二LED堆叠件433之间，第二滤色器457可以设置在第二LED堆叠件433与第一LED堆叠件423之间。第一滤色器447可以透射由第一LED堆叠件423和第二LED堆叠件433产生的光，并且可以反射由第三LED堆叠件443产生的光。第二滤色器457可以透射由第一LED堆叠件423产生的光，并且可以反射由第二LED堆叠件433产生的光。因此，由第一LED堆叠件423产生的光可以通过第二LED堆叠件433和第三LED堆叠件443而发射到外部，由第二LED堆叠件433产生的光可以通过第三LED堆叠件443发射到外部。另外，可以防止由第二LED堆叠件433产生的光入射到第一LED堆叠件423上而在第一LED堆叠件423中损失，可以防止由第三LED堆叠件443产生的光入射到第二LED堆叠件433上而在第二LED堆叠件433中损失。
在一些示例性实施例中，第二滤色器457可以反射由第三LED堆叠件443产生的光。
第一滤色器447和第二滤色器457可以是例如用于仅通过低频域(例如，长波长范围)的低通滤波器、用于仅通过预定波长范围的带通滤波器或者用于仅阻挡预定波长范围的带阻滤波器。具体地，第一滤色器447和第二滤色器457可以通过交替地堆叠具有不同折射率的绝缘层形成，例如，可以通过交替地堆叠TiO2和SiO2形成。具体地，第一滤色器447和第二滤色器457可以包括分布式布拉格反射器(DBR)。通过调整TiO2和SiO2的厚度可以控制DBR的阻止带。低通滤波器和带通滤波器也可以通过交替地堆叠具有不同折射率的绝缘层来形成。
第一结合层429可以使第一LED堆叠件423结合到第二LED堆叠件433。第一结合层429可以设置在第二滤色器457与第一透明电极425之间以使第二滤色器457和第一透明电极425结合。为了增强第一结合层429的结合力，由诸如SiO2的材料形成的第一绝缘层426可以设置在第一透明电极425上。
例如，第一结合层429可以由透明有机层或透明无机层形成。有机层的示例可以包括SU8、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚酰亚胺、聚对二甲苯、苯并环丁烯(BCB)等，无机层的示例可以包括Al2O3、SiO2、SiNx等。第一结合层429可以通过旋涂玻璃(SOG)形成。
第二结合层449可以使第三LED堆叠件443结合到第二LED堆叠件433。如附图中所示，第二结合层449可以设置在第一滤色器447与第二透明电极435之间。为了增强第二结合层449的结合力，第二绝缘层436可以设置在第二透明电极435上。第二结合层449可以由与第一结合层429基本上相同的材料形成。
孔h1、h2和h3可以穿过第一基底421。孔h1可以穿过第一基底421、分布式布拉格反射器422、第一LED堆叠件423和第一透明电极425。孔h1可以穿过第一绝缘层426以通过其暴露第一连接件427a。孔h2可以穿过第一基底421、分布式布拉格反射器422、第一LED堆叠件423和第一透明电极425以通过其暴露第一连接件427b。孔h3可以穿过第一基底421、分布式布拉格反射器422、第一LED堆叠件423、第一透明电极425和第一绝缘层426以通过其暴露第一连接件427c。
第二通路463a、463b和463c可以设置在孔h1、h2和h3中。第二通路463a可以设置在孔h1中并且可以连接到第一连接件427a。第二通路463b可以设置在孔h2中并且可以连接到第一连接件427b，第二通路463c可以设置在孔h3中并且可以连接到第一连接件427c。第二通路463a、463b和463c可以使电极垫473b、473d和473c与第一连接件427a、427b和427c彼此电连接。
第一连接件427a、427b和427c可以设置在第一LED堆叠件423与第二基底431之间。第一连接件427a、427b和427c可以穿过第一结合层429。第一连接件427a和427c可以与第一LED堆叠件423电绝缘，第一连接件427b可以电连接到第一LED堆叠件423的第二导电类型半导体层423b。例如，如图30B中所示，第一连接件427a和427c可以通过第一绝缘层426与第一透明电极425间隔开，第一连接件427b可以连接到第一透明电极425。
第二连接件437a和437b可以设置在第二基底431的下表面上并且可以连接到第一通路431v。第二连接件437a和437b可以穿过第二LED堆叠件433。第二连接件437a可以通过例如第二绝缘层436与第二LED堆叠件433绝缘。第二连接件437b可以电连接到第二透明电极435。第二连接件437b可以通过例如第二绝缘层436与第一导电类型半导体层433a绝缘。
第三连接件453a和453b可以设置在第三LED堆叠件443与第二LED堆叠件433之间，并且可以分别连接到第二连接件437a和437b。如图30B中所示，第三连接件453a和453b可以形成为穿过第一滤色器447和第二结合层449。第三连接件453a可以电连接到第三LED堆叠件443的第一导电类型半导体层443a，第三连接件453b可以电连接到第二导电类型半导体层443b。例如，欧姆电极444可以设置在第一导电类型半导体层443a上，第三连接件453a可以连接到欧姆电极444。第三连接件453b可以连接到第三透明电极445。
第四连接件459a、459b和459c可以设置在第二基底431的上表面上并且可以连接到第一通路431v。第四连接件459a、459b和459c可以穿过第二滤色器457。第四连接件459a、459b和459c可以使第一通路431v与第一连接件427a、427b和427c彼此电连接。
下绝缘层461可以覆盖第一基底421和第一LED堆叠件423的侧表面，并且可以覆盖第一基底421的上表面。下绝缘层461还可以覆盖孔h1、h2和h3的侧壁。然而，下绝缘层461可以被图案化以暴露孔h1、h2和h3中的每个的底部部分。下绝缘层461还可以被图案化以暴露第一基底421的上表面。
上欧姆电极465可以与第一基底421的上表面欧姆接触。上欧姆电极465可以形成在第一基底421的通过将下绝缘层461图案化而暴露的部分上。上欧姆电极465可以由例如Au-Te合金或Au-Ge合金形成。
上绝缘层471可以覆盖下绝缘层461并且可以覆盖上欧姆电极465。上绝缘层471可以在第一基底421以及第一LED堆叠件423、第二LED堆叠件433和第三LED堆叠件443的侧表面处覆盖下绝缘层461，并且可以在第一基底421的上部处覆盖下绝缘层461。上绝缘层471可以包括用于通过其暴露上欧姆电极465的开口471a，并且可以具有用于通过其暴露第二通路463a、463b和463c的开口。
下绝缘层461或上绝缘层471可以由氧化硅或氮化硅形成，但是不局限于此。例如，下绝缘层461或上绝缘层471可以使用具有不同的折射率的绝缘层来形成为分布式布拉格反射器。具体地，上绝缘层471可以形成为光反射层或光阻挡层。如图30B中所示，下绝缘层461和上绝缘层471可以覆盖第二基底431的上表面。
电极垫473a、473b、473c和473d可以设置在上绝缘层471上并且可以电连接到第一LED堆叠件423、第二LED堆叠件433和第三LED堆叠件443。例如，第一电极垫473a可以电连接到上欧姆电极465的通过上绝缘层471的开口471a暴露的部分，第二电极垫473b可以电连接到第二通路463a的通过上绝缘层471的开口暴露的部分。第三电极垫473c可以电连接到第二通路463c的通过上绝缘层471的开口暴露的部分。共电极垫473d可以电连接到第二通路463b。
因此，共电极垫473d可以公共地电连接到第一LED堆叠件423、第二LED堆叠件433和第三LED堆叠件443的第二导电类型半导体层423b、433b和443b，电极垫473a、473b和473c可以分别电连接到第一LED堆叠件423、第二LED堆叠件433和第三LED堆叠件443的第一导电类型半导体层423a、433a和443a。
根据示例性实施例，第一LED堆叠件423可以电连接到电极垫473d和473a，第二LED堆叠件433可以电连接到电极垫473d和473b，第三LED堆叠件443可以电连接到电极垫473d和473c。因此，第一LED堆叠件423、第二LED堆叠件433和第三LED堆叠件443的阳极可以公共地电连接到电极垫473d，阴极可以分别电连接到第一电极垫473a、第二电极垫473b和第三电极垫473c。因此，第一LED堆叠件423、第二LED堆叠件433和第三LED堆叠件443可以被独立地驱动。
图31、图32、图33、图34、图35、图36、图37A、图37B、图38A、图38B、图39A、图39B、图40A、图40B、图41A和图41B是示出制造根据示例性实施例的发光器件400的方法的示意性平面图和剖视图。在附图中，每个平面图被给出为与图30A的平面图对应，每个剖视图被给出为与沿图30A的线A-A截取的剖视图对应。
首先，参照图31，可以在第一基底421上生长第一LED堆叠件423。第一基底421可以是例如GaAs基底。第一LED堆叠件423可以由AlGaInP基半导体层形成并且可以包括第一导电类型半导体层423a、活性层和第二导电类型半导体层423b。这里，第一导电类型可以是n型，第二导电类型可以是p型。在生长第一LED堆叠件423之前，可以首先形成分布式布拉格反射器422。分布式布拉格反射器422可以具有例如其中重复地堆叠AlAs/AlGaAs的堆叠结构。
可以在第二导电类型半导体层423b上形成第一透明电极425。第一透明电极425可以由例如ZnO的透明氧化物层或透明金属层形成。
然后，可以顺序地形成第一绝缘层426和第一结合层429，可以使第一绝缘层426和第一结合层429图案化，然后，可以形成第一连接件427a、427b和427c。可以将第一连接件427b形成为连接到第一透明电极425，可以在第一绝缘层426上形成第一连接件427a和427c。可以使第一连接件427a、427b和427c的上表面与第一结合层429的上表面基本上齐平。第一连接件427a、427b和427c可以由例如AuSn、AuIn等形成。第一结合层429与参照图30A和图30B描述的第一结合层429基本上相同，因此，省略其重复的描述以避免冗余。
参照图32，可以准备第二基底431。第二基底431可以具有多个通孔431h。虽然图32示出了通孔431h穿过第二基底431，但是发明构思不局限于此。例如，在第二基底431的准备操作中，可以将通孔431h形成为第二基底431的部分深度，在随后的操作中，可以去除第二基底431的没有形成有通孔431h的部分，使得通孔431h穿过第二基底431。
可以在具有通孔431h的第二基底431上生长第二LED堆叠件433，可以在第二LED堆叠件433上形成第二透明电极435。第二LED堆叠件433可以由AlGaInN基半导体层形成并且可以包括第一导电类型半导体层433a、活性层和第二导电类型半导体层433b。第二基底431可以是用于生长第二LED堆叠件的基底，例如图案化的蓝宝石基底。这里，第一导电类型可以是n型，第二导电类型可以是p型。第二LED堆叠件433可以发射绿光。第二透明电极435可以与第二导电类型半导体层433b欧姆接触。第二透明电极435可以由例如SnO2、InO2、ITO、ZnO或IZO的导电氧化物层或者金属性层形成。
然后，可以使第二透明电极435和第二LED堆叠件433图案化以形成用于通过其暴露第二基底431的开口。通过开口的孔可以暴露通孔431h的一部分。然后可以形成覆盖第二透明电极435和开口的第二绝缘层436。然后，可以使第二绝缘层436图案化以通过开口的底部部分暴露第二基底431。在这种情况下，可以使第二绝缘层436图案化以部分地暴露第二透明电极435的上表面。
可以在开口中形成第二连接件437a和437b。第二连接件437a可以与第二LED堆叠件433电绝缘。第二连接件437b可以连接到第二透明电极435，并且可以与第一导电类型半导体层433a绝缘。第二连接件437a和437b可以形成为与第二基底431的通孔431h接触，并且可以填充通孔431h的至少一部分。第二连接件437a和437b可以由AuSn、AuIn等形成。
参照图33，可以在第三基底441上生长第三LED堆叠件443，可以在第三LED堆叠件443上形成第三透明电极445。第三LED堆叠件443可以由AlGaInN基半导体层形成并且可以包括第一导电类型半导体层443a、活性层和第二导电类型半导体层443b。这里，第一导电类型可以是n型，第二导电类型可以是p型。
第三基底441可以是用于生长氮化镓基半导体层的基底，并且可以与第一基底421不同。可以确定AlGaInN的组成比例，使得第三LED堆叠件443发射蓝光。第三透明电极445可以与第二导电类型半导体层443b欧姆接触。第三透明电极445可以由例如SnO2、InO2、ITO、ZnO或IZO的导电氧化物层形成。
可以使第三透明电极445和第二导电类型半导体层443b图案化以暴露第一导电类型半导体层443a。然后，可以形成并且可以图案化第三绝缘层446以暴露第一导电类型半导体层443a。可以在第一导电类型半导体层443a的暴露的部分上形成欧姆电极444。
然后，可以形成第一滤色器447和第二结合层449。第一滤色器447和第二结合层449与参照图30A和图30B描述的第一滤色器447和第二结合层449基本上相同，因此，省略它们的重复描述以避免冗余。
然后，可以使第二结合层449和第一滤色器447图案化以形成用于通过其暴露欧姆电极444和第三透明电极445的开口，可以在开口中形成第三连接件453a和453b。第三连接件453a和453b可以由AuSn、AuIn等形成。可以使第三连接件453a和453b的上表面与第二结合层449的上表面基本上齐平。
参照图34，可以使图32中所示的第二LED堆叠件433结合到图33中所示的第三LED堆叠件443上。
如附图中所示，第二绝缘层436可以连接到第二结合层449，第二连接件437a和437b可以设置为与第三连接件453a和453b接触，然后，可以向其施加热以使这些元件结合。
参照图35，可以在第二基底431的通孔431h中填充金属性材料以形成第一通路431v。可以通过使用例如镀覆技术来形成第一通路431v。第一通路431v可以连接到第二连接件437a和437b，并且也可以连接到第一导电类型半导体层433a。通孔431h的一部分可以保持空置而不是被镀覆或以绝缘材料填充。
然后，可以在第二基底431上形成第二滤色器457。如上面参照图30A和图30B所描述的，可以通过交替地堆叠具有不同的折射率的绝缘层形成第二滤色器457。
然后，可以使第二滤色器457图案化以暴露第一通路431v，可以形成第四连接件459a、459b和459c。第四连接件459a、459b和459c可以由AuSn、AuIn等形成。可以使第四连接件459a、459b和459c的上表面与第二滤色器457的上表面基本上齐平。
根据示例性实施例，虽然第二滤色器457被描述为在形成第一通路431v之后形成，但是根据一些示例性实施例，首先可以形成第二滤色器457而暴露用于形成第一通路431v的区域，然后可以使用镀覆技术形成通路431v以及第四连接件459a、459b和459c。
参照图36，然后可以将图31中所示的第一LED堆叠件423结合到第二基底431上。可以将第一基底421和第二基底431设置为使得第一结合层429与第二滤色器457彼此接触并且第一连接件427a、427b和427c与第四连接件459a、459b和459c彼此接触，并且可以向其施加热以使这些元件结合。
参照图37A和图37B，可以形成穿过第一基底421的孔h1、h2和h3，可以形成用于通过其暴露第二基底431的分离沟槽以限定器件区域。
孔h1和h3可以穿过第一LED堆叠件423、第一透明电极425和第一绝缘层426。根据示例性实施例，孔h2可以穿过第一LED堆叠件423和第一透明电极425。因此，孔h1可以暴露第一连接件427a，孔h2可以暴露第一连接件427b，孔h3可以暴露第一连接件427c。根据另一示例性实施例，孔h2可以穿过第一LED堆叠件423以暴露第一透明电极425的上表面。因此，可以不通过孔h2暴露第一连接件427b。
分离沟槽可以沿着第一LED堆叠件423的周围暴露第二基底431。虽然图37A示出了分离沟槽暴露第二基底431，但是发明构思不局限于此。例如，分离沟槽可以通过其暴露第二滤色器457，可以通过其暴露第一导电类型半导体层423a。可选地，可以省略分离沟槽。
可以使用光刻和蚀刻工艺分别形成孔h1、h2和h3以及分离沟槽，可以不具体地限制形成这些元件的顺序。例如，首先可以形成具有低深度的孔h1、h2和h3，随后可以形成分离沟槽，反之亦然。可以与孔h1、h2和h3一起形成分离沟槽。孔h1、h2和h3可以基本上在同一工艺中一起形成或者可以在不同的工艺中形成。
参照图38A和图38B，可以在第一基底421上形成下绝缘层461。下绝缘层461可以覆盖第一基底421的通过分离沟槽暴露的侧表面和第一LED堆叠件423的通过分离沟槽暴露的侧表面。
下绝缘层461也可以覆盖孔h1、h2和h3的侧壁。可以使下绝缘层461图案化以暴露第一连接件427a、427b和427c。
下绝缘层461可以由氧化硅或氮化硅形成，但是不局限于此，并且也可以形成为分布式布拉格反射器。
然后，可以在孔h1、h2和h3中形成第二通路463a、463b和463c。可以使用电镀形成第二通路463a、463b和463c。例如，首先可以在孔h1、h2和h3中形成籽晶层，然后可以利用籽晶层用铜镀覆孔h1、h2和h3，以形成第二通路463a、463b和463c。籽晶层可以由例如Ni/Al/Ti/Cu形成。第一连接件427a、427b和427c可以被用作籽晶，因此可以省略籽晶层。
参照图39A和图39B，可以使下绝缘层461图案化以暴露第一基底421的上表面。可以与使下绝缘层461图案化以暴露孔h1、h2和h3的底部部分的工艺一起执行使下绝缘层461图案化以暴露第一基底421的上表面的工艺。
第一基底421的上表面的暴露区域可以形成为遍及大的区域，例如，可以大于发光器件区域的1/2。
然后，可以在第一基底421的暴露的部分上形成欧姆电极465。欧姆电极465可以由与第一基底421欧姆接触的导电层形成，并且可以由例如Au-Te合金或Au-Ge合金形成。
如图39A中所示，欧姆电极465可以与第二通路463a、463b和463c间隔开。
参照图40A和图40B，可以形成覆盖下绝缘层461和欧姆电极465的上绝缘层471。上绝缘层471还可以在第一LED堆叠件423和第一基底421的侧表面处覆盖下绝缘层461。上绝缘层471可以被图案化为具有用于通过其暴露第二通路463a、463b和463c的开口(包括用于通过其暴露欧姆电极465的开口471a)。
可以使上绝缘层471形成为由诸如氧化硅或氮化硅的材料形成的透明氧化物层，但是不局限于此。上绝缘层471可以由例如诸如分布式布拉格反射器的光反射绝缘层或者诸如光吸收层的光阻挡层形成。
参照图41A和图41B，可以在上绝缘层471上形成电极垫473a、473b、473c和473d。电极垫473a、473b、473c和473d可以包括第一电极垫473a、第二电极垫473b和第三电极垫473c以及共电极垫473d。
第一电极垫473a可以连接到欧姆电极465的通过上绝缘层471的开口471a暴露的部分，第二电极垫473b可以连接到第二通路463a，第三电极垫473c可以连接到第二通路463c。共电极垫473d可以连接到第二通路463b。
电极垫473a、473b、473c和473d可以彼此电分离，因此，第一LED堆叠件423、第二LED堆叠件433和第三LED堆叠件443中的每个可以电连接到两个电极垫并且可以被独立地驱动。
然后，可以将第二基底431和第三基底441以发光器件区域为单位进行划分以提供发光器件400。如图41A中所示，可以在发光器件400的四个边缘处设置电极垫473a、473b、473c和473d。电极垫473a、473b、473c和473d可以具有基本上矩形形状，但是不局限于此。
根据示例性实施例的发光器件400可以包括第一LED堆叠件423、第二LED堆叠件433和第三LED堆叠件443以发射红光、绿光和蓝光，因此，可以被用作显示设备中的一个像素。如参照图29所描述的，可以在电路板401上布置多个发光器件400以提供显示设备。发光器件400包括第一LED堆叠件423、第二LED堆叠件433和第三LED堆叠件443，因此，可以在一个像素中增大子像素的面积。另外，安装一个发光器件可以实质上避免对单独地安装第一LED堆叠件423、第二LED堆叠件433和第三LED堆叠件443的需要，从而减少安装工艺的数目。
如参照图29所描述的，可以以无源矩阵方式或有源矩阵方式驱动安装在电路板401上的发光器件。
图42是根据示例性实施例的用于显示器的发光二极管堆叠件的示意性剖视图。
参照图42，发光二极管堆叠件1000包括支撑基底1510、第一LED堆叠件1230、第二LED堆叠件1330、第三LED堆叠件1430、反射电极1250、欧姆电极1290、第二p透明电极1350、第三p透明电极1450、绝缘层1270、第一滤色器1370、第二滤色器1470、第一结合层1530、第二结合层1550和第三结合层1570。另外，第一LED堆叠件1230可以包括用于欧姆接触的欧姆接触部分1230a。
支撑基底1510支撑半导体堆叠件1230、1330和1430。支撑基底1510可以包括位于其表面上或位于其中的电路，但是发明构思不局限于此。支撑基底1510可以包括例如Si基底或Ge基底。
第一LED堆叠件1230、第二LED堆叠件1330和第三LED堆叠件1430中的每个包括n型半导体层、p型半导体层以及插置在n型半导体层与p型半导体层之间的活性层。活性层可以具有多量子阱结构。
例如，第一LED堆叠件1230可以是被构造为发射红光的无机发光二极管，第二LED堆叠件1330可以是被构造为发射绿光的无机发光二极管，第三LED堆叠件1430可以是被构造为发射蓝光的无机发光二极管。第一LED堆叠件1230可以包括GaInP基阱层，第二LED堆叠件1330和第三LED堆叠件1430中的每个可以包括GaInN基阱层。
另外，第一LED堆叠件1230、第二LED堆叠件1330和第三LED堆叠件1430中的每个的两个表面分别是n型半导体层和p型半导体层。在示出的示例性实施例中，第一LED堆叠件1230、第二LED堆叠件1330和第三LED堆叠件1430中的每个具有n型上表面和p型下表面。因为第三LED堆叠件1430具有n型上表面，所以粗糙表面可以通过化学蚀刻形成在第三LED堆叠件1430的上表面上。然而，发明构思不局限于此，可以可选地布置LED堆叠件中的每个的上表面和下表面的半导体类型。
第一LED堆叠件1230设置在支撑基底1510附近，第二LED堆叠件1330设置在第一LED堆叠件1230上，第三LED堆叠件1430设置在第二LED堆叠件1330上。因为第一LED堆叠件1230与第二LED堆叠件1330和第三LED堆叠件1430相比发射具有更长波长的光，所以从第一LED堆叠件1230产生的光可以通过第二LED堆叠件1330和第三LED堆叠件1430发射到外部。另外，因为第二LED堆叠件1330与第三LED堆叠件1430相比发射具有更长波长的光，所以从第二LED堆叠件1330产生的光可以通过第三LED堆叠件1430发射到外部。
反射电极1250与第一LED堆叠件1230的p型半导体层形成欧姆接触，并且反射从第一LED堆叠件1230产生的光。例如，反射电极1250可以包括欧姆接触层1250a和反射层1250b。
欧姆接触层1250a与第一LED堆叠件1230的p型半导体层部分地接触。为了防止光被欧姆接触层1250a吸收，其中欧姆接触层1250a接触p型半导体层的区域可以不超过p型半导体层的总面积的50％。反射层1250b覆盖欧姆接触层1250a和绝缘层1270。如图42中所示，反射层1250b可以基本上覆盖整个欧姆接触层1250a，但不局限于此。可选地，反射层1250b可以覆盖欧姆接触层1250a的一部分。
因为反射层1250b覆盖绝缘层1270，所以可以通过具有相对高的折射率的第一LED堆叠件1230以及具有相对低的折射率的绝缘层1270和反射层1250b的堆叠结构形成全方位反射器。反射层1250b可以覆盖第一LED堆叠件1230的面积的50％或更多或者第一LED堆叠件1230的大部分，从而提高发光效率。
欧姆接触层1250a和反射层1250b可以是可以包括Au的金属层。反射层1250b可以由相对于从第一LED堆叠件1230产生的光(例如，红光)具有相对高的反射率的金属形成。另一方面，反射层1250b可以由相对于从第二LED堆叠件1330和第三LED堆叠件1430产生的光(例如，绿光或蓝光)具有相对低的反射率的金属形成，以降低已经从第二LED堆叠件1330和第三LED堆叠件1430产生并且朝向支撑基底1510传播的光的干扰。
绝缘层1270插置在支撑基底1510与第一LED堆叠件1230之间，并且具有暴露第一LED堆叠件1230的开口。欧姆接触层1250a在绝缘层1270的开口中连接到第一LED堆叠件1230。
欧姆电极1290设置在第一LED堆叠件1230的上表面上。为了降低欧姆电极1290的欧姆接触电阻，欧姆接触部分1230a可以从第一LED堆叠件1230的上表面突出。欧姆电极1290可以设置在欧姆接触部分1230a上。
第二p透明电极1350与第二LED堆叠件1330的p型半导体层形成欧姆接触。第二p透明电极1350可以包括对红光和绿光透明的金属层或导电氧化物层。
第三p透明电极1450与第三LED堆叠件1430的p型半导体层形成欧姆接触。第三p透明电极1450可以包括对红光、绿光和蓝光透明的金属层或导电氧化物层。
反射电极1250、第二p透明电极1350和第三p透明电极1450可以通过与对应的LED堆叠件的p型半导体层的欧姆接触辅助电流扩散。
第一滤色器1370可以插置在第一LED堆叠件1230与第二LED堆叠件1330之间。第二滤色器1470可以插置在第二LED堆叠件1330与第三LED堆叠件1430之间。第一滤色器1370透射从第一LED堆叠件1230产生的光，而反射从第二LED堆叠件1330产生的光。第二滤色器1470透射从第一LED堆叠件1230和第二LED堆叠件1330产生的光，而反射从第三LED堆叠件1430产生的光。如此，从第一LED堆叠件1230产生的光可以通过第二LED堆叠件1330和第三LED堆叠件1430发射到外部，从第二LED堆叠件1330产生的光可以通过第三LED堆叠件1430发射到外部。此外，可以防止从第二LED堆叠件1330产生的光进入第一LED堆叠件1230，并且可以防止从第三LED堆叠件1430产生的光进入第二LED堆叠件1330，从而防止光损失。
在一些示例性实施例中，第一滤色器1370可以反射从第三LED堆叠件1430产生的光。
第一滤色器1370和第二滤色器1470可以是例如透射低频带中(即，长波段中)的光的低通滤波器、透射预定波段中的光的带通滤波器或者防止预定波段中的光穿过其的带阻滤波器。具体地，第一滤色器1370和第二滤色器1470中的每个可以包括分布式布拉格反射器(DBR)。分布式布拉格反射器可以通过将具有不同折射率的绝缘层(例如，TiO2和SiO2)彼此交替地堆叠来形成。另外，分布式布拉格反射器的阻止带可以通过调整TiO2层和SiO2层的厚度来控制。低通滤波器和带通滤波器也可以通过将具有不同折射率的绝缘层彼此交替地堆叠来形成。
第一结合层1530使第一LED堆叠件1230结合到支撑基底1510。如图42中所示，反射电极1250可以毗邻第一结合层1530。第一结合层1530可以是透光层或不透明层。
第二结合层1550使第二LED堆叠件1330结合到第一LED堆叠件1230。如图42中所示，第二结合层1550可以毗邻第一LED堆叠件1230和第一滤色器1370。欧姆电极1290可以被第二结合层1550覆盖。第二结合层1550透射从第一LED堆叠件1230产生的光。第二结合层1550可以由例如透光旋涂玻璃形成。
第三结合层1570使第三LED堆叠件1430结合到第二LED堆叠件1330。如图42中所示，第三结合层1570可以毗邻第二LED堆叠件1330和第二滤色器1470。然而，发明构思不局限于此。例如，透明导电层可以设置在第二LED堆叠件1330上。第三结合层1570透射从第一LED堆叠件1230和第二LED堆叠件1330产生的光。第三结合层1570可以由例如透光旋涂玻璃形成。
图43A、图43B、图43C、图43D和图43E是示出根据示例性实施例的制造用于显示器的发光二极管堆叠件的方法的示意性剖视图。
参照图43A，在第一基底1210上生长第一LED堆叠件1230。第一基底1210可以是例如GaAs基底。第一LED堆叠件1230可以由AlGaInP基半导体层形成，并且包括n型半导体层、活性层和p型半导体层。
在第一LED堆叠件1230上形成绝缘层1270并图案化绝缘层1270以形成开口。例如，在第一LED堆叠件1230上形成SiO2层，并且将光致抗蚀剂沉积到SiO2层上，随后进行光刻和显影以形成光致抗蚀剂图案。然后，通过用作蚀刻掩模的光致抗蚀剂图案使SiO2层图案化，从而形成绝缘层1270。
然后，在绝缘层1270的开口中形成欧姆接触层1250a。可以通过提离(lift-off)工艺等形成欧姆接触层1250a。在形成欧姆接触层1250a之后，形成反射层1250b以覆盖欧姆接触层1250a和绝缘层1270。可以通过提离工艺等形成反射层1250b。如图43A中所示，反射层1250b可以覆盖欧姆接触层1250a的一部分或其全部。欧姆接触层1250a和反射层1250b形成反射电极1250。
反射电极1250与第一LED堆叠件1230的p型半导体层形成欧姆接触，因此，将在下文中被称为第一p反射电极1250。
参照图43B，在第二基底1310上生长第二LED堆叠件1330，在第二LED堆叠件1330上形成第二p透明电极1350和第一滤色器1370。第二LED堆叠件1330可以由GaN基半导体层形成并且包括GaInN阱层。第二基底1310是在其上可以生长GaN基半导体层的基底，并且与第一基底1210不同。可以确定用于第二LED堆叠件1330的GaInN的组成比例，使得第二LED堆叠件1330发射绿光。第二p透明电极1350与第二LED堆叠件1330的p型半导体层形成欧姆接触。
参照图43C，在第三基底1410上生长第三LED堆叠件1430，在第三LED堆叠件1430上形成第三p透明电极1450和第二滤色器1470。第三LED堆叠件1430可以由GaN基半导体层形成并且包括GaInN阱层。第三基底1410是在其上可以生长GaN基半导体层的基底，并且与第一基底1210不同。可以确定用于第三LED堆叠件1430的GaInN的组成比例，使得第三LED堆叠件1430发射蓝光。第三p透明电极1450与第三LED堆叠件1430的p型半导体层形成欧姆接触。
第一滤色器1370和第二滤色器1470与参照图42描述的第一滤色器1370和第二滤色器1470基本上相同，因此，将省略它们的重复描述以避免冗余。
如此，可以在不同的基底上生长第一LED堆叠件1230、第二LED堆叠件1330和第三LED堆叠件1430，它们的形成顺序不局限于具体的顺序。
参照图43D，将第一LED堆叠件1230经由第一结合层1530结合到支撑基底1510。可以在支撑基底1510上预先形成第一结合层1530，可以使反射电极1250结合到第一结合层1530以面对支撑基底1510。通过化学蚀刻等从第一LED堆叠件1230去除第一基底1210。因此，第一LED堆叠件1230的n型半导体层的上表面被暴露。
然后，在第一LED堆叠件1230的暴露的区域中形成欧姆电极1290。为了降低欧姆电极1290的欧姆接触电阻，可以使欧姆电极1290经受热处理。可以在每个像素区域中形成欧姆电极1290以与像素区域对应。
参照图43E，将第二LED堆叠件1330经由第二结合层1550结合到在其上形成欧姆电极1290的第一LED堆叠件1230。将第一滤色器1370结合到第二结合层1550以面对第一LED堆叠件1230。可以在第一LED堆叠件1230上预先形成第二结合层1550，使得第一滤色器1370可以面对第二结合层1550并且结合到第二结合层1550。可以通过激光剥离或化学剥离工艺使第二基底1310与第二LED堆叠件1330分离。
然后，参照图42和图43C，将第三LED堆叠件1430经由第三结合层1570结合到第二LED堆叠件1330。将第二滤色器1470结合到第三结合层1570以面对第二LED堆叠件1330。可以在第二LED堆叠件1330上预先设置第三结合层1570，使得第二滤色器1470可以面对第三结合层1570并且结合到第三结合层1570。可以通过激光剥离或化学剥离工艺使第三基底1410与第三LED堆叠件1430分离。如此，可以如图42中所示形成用于显示器的发光二极管堆叠件，其使第三LED堆叠件1430的n型半导体层暴露于外部。
通过以像素为单位使支撑基底1510上的第一LED堆叠件1230、第二LED堆叠件1330和第三LED堆叠件1430的堆叠件图案化，随后通过互连部使第一LED堆叠件至第三LED堆叠件彼此连接，可以提供根据示例性实施例的显示设备。在下文中，将描述根据示例性实施例的显示设备。
图44是根据示例性实施例的显示设备的示意性电路图，图45是根据示例性实施例的显示设备的示意性平面图。
参照图44和图45，可以以无源矩阵方式操作根据示例性实施例的显示设备。
例如，因为图42的用于显示器的发光二极管堆叠件包括沿竖直方向堆叠的第一LED堆叠件1230、第二LED堆叠件1330和第三LED堆叠件1430，所以一个像素可以包括三个发光二极管R、G和B。第一发光二极管R可以对应于第一LED堆叠件1230，第二发光二极管G可以对应于第二LED堆叠件1330，第三发光二极管B可以对应于第三LED堆叠件1430。
在图42和图45中，一个像素包括各自对应于子像素的第一发光二极管R、第二发光二极管G和第三发光二极管B。第一发光二极管R、第二发光二极管G和第三发光二极管B的阳极连接到公共线，例如数据线，而它们的阴极连接到不同的线，例如扫描线。更具体地，在第一像素中，第一发光二极管R、第二发光二极管G和第三发光二极管B的阳极共同连接到数据线Vdata1，而它们的阴极分别连接到扫描线Vscan1-1、Vscan1-2和Vscan1-3。如此，可以独立地驱动每个像素中的发光二极管R、G和B。
另外，可以通过脉冲宽度调制或通过改变电流的大小来驱动发光二极管R、G和B中的每个，从而控制每个子像素的亮度。
参照图45，通过使图42的发光二极管堆叠件1000图案化来形成多个像素，并且每个像素连接到反射电极1250以及互连线1710、1730和1750。如图44中所示，反射电极1250可以被用作数据线Vdata，并且互连线1710、1730和1750可以被形成为扫描线。
像素可以以矩阵形式布置，在该矩阵形式中，每个像素的发光二极管R、G和B的阳极共同连接到反射电极1250，而它们的阴极连接到彼此分离的互连线1710、1730和1750。这里，互连线1710、1730和1750可以被用作扫描线Vscan。
图46是图45的显示设备的一个像素的放大平面图，图47是沿图46的线A-A截取的示意性剖视图，图48是沿图46的线B-B截取的示意性剖视图。
参照图45、图46、图47和图48，在每个像素中，反射电极1250的一部分、形成在第一LED堆叠件1230的上表面上的欧姆电极1290(见图49H)、第二p透明电极1350的一部分(也见图49H)、第二LED堆叠件1330的上表面的一部分(见图49J)、第三p透明电极1450的一部分(见图49H)和第三LED堆叠件1430的上表面暴露于外部。
第三LED堆叠件1430可以在其上表面上具有粗糙表面1430a。粗糙表面1430a可以形成在第三LED堆叠件1430的整个上表面之上，或者可以如图47中所示形成在第三LED堆叠件1430的一些区域中。
下绝缘层1610可以覆盖每个像素的侧表面。下绝缘层1610可以由透光材料(诸如SiO2)形成。在这种情况下，下绝缘层1610可以覆盖第三LED堆叠件1430的整个上表面。可选地，下绝缘层1610可以包括分布式布拉格反射器，以反射朝向第一LED堆叠件1230、第二LED堆叠件1330和第三LED堆叠件1430的侧表面传播的光。在这种情况下，下绝缘层1610部分地暴露第三LED堆叠件1430的上表面。
下绝缘层1610可以包括：开口1610a，暴露第三LED堆叠件1430的上表面；开口1610b，暴露第二LED堆叠件1330的上表面；开口1610c(见图49H)，暴露第一LED堆叠件1230的欧姆电极1290；开口1610d，暴露第三p透明电极1450；开口1610e，暴露第二p透明电极1350；开口1610f，暴露第一p反射电极1250。
互连线1710和1750可以在支撑基底1510上形成在第一LED堆叠件1230、第二LED堆叠件1330和第三LED堆叠件1430附近，并且可以设置在下绝缘层1610上以与第一p反射电极1250绝缘。连接部1770a使第三p透明电极1450连接到反射电极1250，并且连接部1770b使第二p透明电极1350连接到反射电极1250，使得第一LED堆叠件1230、第二LED堆叠件1330和第三LED堆叠件1430的阳极共同连接到反射电极1250。
连接部1710a使第三LED堆叠件1430的上表面连接到互连线1710，连接部1750a使第一LED堆叠件1230上的欧姆电极1290连接到互连线1750。
上绝缘层1810可以设置在互连线1710和1750以及下绝缘层1610上，以覆盖第三LED堆叠件1430的上表面。上绝缘层1810可以具有使第二LED堆叠件1330的上表面部分地暴露的开口1810a。
互连线1730可以设置在上绝缘层1810上，并且连接部1730a可以使第二LED堆叠件1330的上表面连接到互连线1730。连接部1730a可以经过互连线1750的上部，并通过上绝缘层1810与互连线1750绝缘。
虽然根据示出的示例性实施例的每个像素的电极被描述为连接到数据线和扫描线，但是各种实施方式是可能的。另外，虽然互连线1710和1750被描述为形成在下绝缘层1610上，并且互连线1730形成在上绝缘层1810上，但是发明构思不限于此。例如，互连线1710、1730和1750中的每条可以形成在下绝缘层1610上，并且被可以具有使互连线1730暴露的开口的上绝缘层1810覆盖。在这种结构中，连接部1730a可以通过上绝缘层1810的开口使第二LED堆叠件1330的上表面连接到互连线1730。
可选地，互连线1710、1730和1750可以形成在支撑基底1510内部，下绝缘层1610上的连接部1710a、1730a和1750a可以使欧姆电极1290、第二LED堆叠件1330的上表面和第三LED堆叠件1430的上表面连接到互连线1710、1730和1750。
图49A至图49K是示出根据示例性实施例的制造包括图46的像素的显示设备的方法的示意性平面图。
首先，准备图42中描述的发光二极管堆叠件1000。
然后，参照图49A，可以在第三LED堆叠件1430的上表面上形成粗糙表面1430a。粗糙表面1430a可以在第三LED堆叠件1430的上表面上形成为与每个像素区域对应。可以通过化学蚀刻(例如，光增强化学蚀刻(PEC))等形成粗糙表面1430a。
通过考虑第三LED堆叠件1430的将在后续工艺中被蚀刻的区域，可以在每个像素区域中部分地形成粗糙表面1430a，但不局限于此。可选地，可以在第三LED堆叠件1430的整个上表面之上形成粗糙表面1430a。
参照图49B，通过蚀刻去除每个像素中的第三LED堆叠件1430的周围区域，以暴露第三p透明电极1450。如图49B中所示，第三LED堆叠件1430可以被保留为具有矩形形状或正方形形状。第三LED堆叠件1430可以沿其边缘具有多个凹陷。
参照图49C，通过在除第三LED堆叠件1430的一个凹陷之外的区域中去除暴露的第三p透明电极1450来暴露第二LED堆叠件1330的上表面。因此，第二LED堆叠件1330的上表面暴露在第三LED堆叠件1430周围以及除了第三p透明电极1450被部分地保留在其中的凹陷之外的其它凹陷中。
参照图49D，通过在除第三LED堆叠件1430的另一凹陷之外的区域中去除暴露的第二LED堆叠件1330来暴露第二p透明电极1350。
参照图49E，通过在除了第三LED堆叠件1430的又一凹陷之外的区域中去除暴露的第二p透明电极1350，使欧姆电极1290与第一LED堆叠件1230的上表面一起暴露。在这种情况下，欧姆电极1290可以暴露在一个凹陷中。因此，第一LED堆叠件1230的上表面暴露在第三LED堆叠件1430周围，欧姆电极1290的上表面暴露在形成在第三LED堆叠件1430中的凹陷中的至少一个凹陷中。
参照图49F，通过去除第一LED堆叠件1230的除暴露在一个凹陷中的欧姆电极1290之外的暴露部分来暴露反射电极1250。反射电极1250暴露在第三LED堆叠件1430周围。
参照图49G，通过对反射电极1250进行图案化来形成线型互连线。这里，可以暴露支撑基底1510。反射电极1250可以使以矩阵布置的像素之中的布置在一列中的像素彼此连接(见图45)。
参照图49H，形成下绝缘层1610(见图47和图48)以覆盖像素。下绝缘层1610覆盖第一LED堆叠件1230、第二LED堆叠件1330和第三LED堆叠件1430的侧表面以及反射电极1250。另外，下绝缘层1610可以至少部分地覆盖第三LED堆叠件1430的上表面。如果下绝缘层1610为诸如SiO2层的透明层，则下绝缘层1610可以覆盖第三LED堆叠件1430的整个上表面。可选地，当下绝缘层1610包括分布式布拉格反射器时，下绝缘层1610可以至少部分地暴露第三LED堆叠件1430的上表面，使得光可以发射到外部。
下绝缘层1610可以包括：开口1610a，暴露第三LED堆叠件1430；开口1610b，暴露第二LED堆叠件1330；开口1610c，暴露欧姆电极1290；开口1610d，暴露第三p透明电极1450；开口1610e，暴露第二p透明电极1350；以及开口1610f，暴露反射电极1250。可以形成一个或更多个开口1610f以暴露反射电极1250。
参照图49I，形成互连线1710、1750以及连接部1710a、1750a、1770a和1770b。可以通过提离工艺等形成这些部件。互连线1710和1750通过下绝缘层1610与反射电极1250绝缘。连接部1710a使第三LED堆叠件1430电连接到互连线1710，并且连接部1750a使欧姆电极1290电连接到互连线1750，使得第一LED堆叠件1230电连接到互连线1750。连接部1770a使第三p透明电极1450电连接到第一p反射电极1250，并且连接部1770b使第二p透明电极1350电连接到第一p反射电极1250。
参照图49J，上绝缘层1810(见图47和图48)覆盖互连线1710和1750以及连接部1710a、1750a、1770a和1770b。上绝缘层1810也可以覆盖第三LED堆叠件1430的整个上表面。上绝缘层1810具有暴露第二LED堆叠件1330的上表面的开口1810a。上绝缘层1810可以由例如氧化硅或氮化硅形成，并且可以包括分布式布拉格反射器。当上绝缘层1810包括分布式布拉格反射器时，上绝缘层1810可以暴露第三LED堆叠件1430的上表面的至少一部分，使得光可以发射到外部。
参照图49K，形成互连线1730和连接部1730a。可以通过提离工艺等形成互连线1730和连接部1730a。在上绝缘层1810上设置互连线1730，并使互连线1730与反射电极1250以及互连线1710和1750绝缘。连接部1730a使第二LED堆叠件1330电连接到互连线1730。连接部1730a可以经过互连线1750的上部，并且通过上绝缘层1810与互连线1750绝缘。
如此，可以形成图46中示出的像素区域。此外，如图45中所示，多个像素可以形成在支撑基底1510上，并且可以通过第一p反射电极1250以及互连线1710、1730和1750彼此连接，从而以无源矩阵方式进行操作。
虽然上面的显示设备已经被描述为被构造为以无源矩阵方式进行操作，但是发明构思不局限于此。更具体地，可以使用图42中所示的发光二极管堆叠件以各种方式制造根据一些示例性实施例的显示设备，从而以无源矩阵方式操作该显示设备。
例如，虽然互连线1730被示出为形成在上绝缘层1810上，但是互连线1730可以与互连线1710和1750一起形成在下绝缘层1610上，并且连接部1730a可以形成在上绝缘层1810上，以使第二LED堆叠件1330连接到互连线1730。可选地，互连线1710、1730和1750可以设置在支撑基底1510内部。
图50是根据另一示例性实施例的显示设备的示意性电路图。可以以有源矩阵方式来驱动根据示出的示例性实施例的显示设备。
参照图50，根据示例性实施例的驱动电路包括至少两个晶体管Tr1、Tr2。当电源连接到选择线Vrow1至Vrow3并且电压被施加到数据线Vdata1至Vdata3时，该电压被施加到对应的发光二极管。此外，对应的电容器根据Vdata1至Vdata3的值而被充电。由于可以通过电容器的充入的电压而保持晶体管Tr2的导通状态，所以即使当切断供应到Vrow1的电力时，电容器的电压也可以得以保持并且可以施加到发光二极管LED1至LED3。另外，可以根据Vdata1至Vdata3的值来改变在发光二极管LED1至LED3中流动的电流。可以通过Vdd连续地供应电流，使得可以连续地发光。
晶体管Tr1、Tr2以及电容器可以形成在支撑基底1510内部。例如，形成在硅基底上的薄膜晶体管可以用于有源矩阵驱动。
发光二极管LED1至LED3可以分别与堆叠在一个像素中的第一LED堆叠件1230、第二LED堆叠件1330和第三LED堆叠件1430对应。第一LED堆叠件至第三LED堆叠件的阳极连接到晶体管Tr2，而它们的阴极接地。
虽然图50示出了根据示例性实施例的用于有源矩阵驱动的电路，但是可以使用其它各种类型的电路。另外，虽然发光二极管LED1至LED3的阳极被描述为连接到不同的晶体管Tr2且它们的阴极被描述为接地，但是发明构思不局限于此，发光二极管的阳极可以连接到电流源Vdd，并且其阴极可以连接到不同的晶体管。
图51是根据另一示例性实施例的显示设备的像素的示意性平面图。在此所描述的像素可以是布置在支撑基底1511上的多个像素中的一个像素。
参照图51，除支撑基底1511是包括晶体管和电容器的薄膜晶体管面板并且反射电极设置在第一LED堆叠件的下部区域中之外，根据示出的示例性实施例的像素与参照图45至图48描述的像素基本上相似。
第三LED堆叠件的阴极通过连接部1711a连接到支撑基底1511。例如，如图51中所示，第三LED堆叠件的阴极可以通过电连接到支撑基底1511而接地。第二LED堆叠件和第一LED堆叠件的阴极也可以通过经由连接部1731a和1751a电连接到支撑基底1511而接地。
反射电极连接到支撑基底1511内部的晶体管Tr2(见图50)。第三p透明电极1771a和第二p透明电极通过连接部1731b也连接到支撑基底1511内部的晶体管Tr2(见图50)。
以这种方式，第一LED堆叠件至第三LED堆叠件彼此连接，从而构造如图50中所示的用于有源矩阵驱动的电路。
虽然图51示出了根据示例性实施例的用于有源矩阵驱动的像素的电连接，但是发明构思不局限于此，用于显示设备的电路可以以各种方式修改为用于有源矩阵驱动的各种电路。
此外，虽然图42的反射电极1250、第二p透明电极1350和第三p透明电极1450被描述为与第一LED堆叠件1230、第二LED堆叠件1330和第三LED堆叠件1430中的每个的对应的p型半导体层形成欧姆接触，并且欧姆电极1290与第一LED堆叠件1230的n型半导体层形成欧姆接触，但是第二LED堆叠件1330和第三LED堆叠件1430中的每个的n型半导体层未设置有单独的欧姆接触层。当像素具有200μm或更小的小尺寸时，即使在n型半导体层中没有形成单独的欧姆接触层，电流扩散的难度也较小。然而，根据一些示例性实施例，透明电极层可以设置在每个LED堆叠件的n型半导体层上，以确保电流扩散。
另外，虽然第一LED堆叠件1230、第二LED堆叠件1330和第三LED堆叠件1430经由结合层1530、1550和1570彼此结合，但是发明构思不局限于此，第一LED堆叠件1230、第二LED堆叠件1330和第三LED堆叠件1430可以以各种顺序并使用各种结构彼此连接。
根据示例性实施例，因为能够使用用于显示器的发光二极管堆叠件1000以晶圆级形成多个像素，所以可以避免发光二极管的单独安装。另外，根据示例性实施例的发光二极管堆叠件具有其中第一LED堆叠件1230、第二LED堆叠件1330和第三LED堆叠件1430沿竖直方向堆叠的结构，从而在有限的像素面积中确保用于子像素的面积。此外，根据示例性实施例的发光二极管堆叠件使从第一LED堆叠件1230、第二LED堆叠件1330和第三LED堆叠件1430产生的光能够穿过其发射到外部，从而减少了光损失。
图52是根据示例性实施例的用于显示器的发光二极管堆叠件的示意性剖视图。
参照图52，发光二极管堆叠2000包括支撑基底2510、第一LED堆叠件2230、第二LED堆叠件2330、第三LED堆叠件2430、反射电极2250、欧姆电极2290、第二p透明电极2350、第三p透明电极2450、绝缘层2270、第一结合层2530、第二结合层2550和第三结合层2570。另外，第一LED堆叠件2230可以包括用于欧姆接触的欧姆接触部分2230a。
通常，光会通过从第二LED堆叠件发射的光而从第一LED堆叠件产生，光会通过从第三LED堆叠件发射的光而从第二LED堆叠件产生。如此，滤色器可以插置在第二LED堆叠件与第一LED堆叠件之间以及第三LED堆叠件与第二LED堆叠件之间。
然而，虽然滤色器可以防止光的干扰，但是形成滤色器的步骤增加了制造的复杂性。根据示例性实施例的显示设备可以在没有滤色器布置在其间的情况下抑制LED堆叠件之间的二次光产生。
因此，在一些示例性实施例中，LED堆叠件之间的光的干扰可以通过控制每个LED堆叠件的带隙而减小，这将在下面更加详细地描述。
支撑基底2510支撑半导体堆叠件2230、2330和2430。支撑基底2510可以包括位于其表面上或者位于其中的电路，但是发明构思不局限于此。支撑基底2510可以包括例如Si基底、Ge基底、蓝宝石基底、图案化的蓝宝石基底、玻璃基底或图案化的玻璃基底。
第一LED堆叠件2230、第二LED堆叠件2330和第三LED堆叠件2430中的每个包括n型半导体层、p型半导体层以及插置在n型半导体层和p型半导体层之间的活性层。活性层可以具有多量子阱结构。
从第一LED堆叠件2230产生的光L1与从第二LED堆叠件2330产生的光L2相比具有更长的波长，从第二LED堆叠件2330产生的光L2与从第三LED堆叠件2430产生的光L3相比具有更长的波长。
第一LED堆叠件2230可以是被构造为发射红光的无机发光二极管，第二LED堆叠件2330可以是被构造为发射绿光的无机发光二极管，第三LED堆叠件2430可以是被构造为发射蓝光的无机发光二极管。第一LED堆叠件2230可以包括GaInP基阱层，并且第二LED堆叠件2330和第三LED堆叠件2430中的每个可以包括GaInN基阱层。
虽然图52的发光二极管堆叠件2000被示出为包括三个LED堆叠件2230、2330和2430，但是发明构思不限制彼此堆叠的LED堆叠件的具体数目。例如，用于发射黄光的LED堆叠件可以进一步添加在第一LED堆叠件2230与第二LED堆叠件2330之间。
第一LED堆叠件2230、第二LED堆叠件2330和第三LED堆叠件2430中的每个的两个表面分别是n型半导体层和p型半导体层。在图52中，第一LED堆叠件2230、第二LED堆叠件2330和第三LED堆叠件2430中的每个被描述为具有n型上表面和p型下表面。因为第三LED堆叠件2430具有n型上表面，所以粗糙表面可以通过化学蚀刻等形成在第三LED堆叠件2430的上表面上。然而，发明构思不局限于此，可以可选择地形成每个LED堆叠件的上表面和下表面的半导体类型。
第一LED堆叠件2230设置在支撑基底2510附近，第二LED堆叠件2330设置在第一LED堆叠件2230上，第三LED堆叠件2430设置在第二LED堆叠件上。因为第一LED堆叠件2230与第二LED堆叠件2330和第三LED堆叠件2430相比发射具有更长波长的光，所以从第一LED堆叠件2230产生的光L1可以通过第二LED堆叠件2330和第三LED堆叠件2430发射到外部。另外，因为第二LED堆叠件2330与第三LED堆叠件2430相比发射具有更长波长的光，所以从第二LED堆叠件2330产生的光L2可以通过第三LED堆叠件2430发射到外部。在第三LED堆叠件2430中产生的光L3从第三LED堆叠件2430直接发射到外部。
在示例性实施例中，第一LED堆叠件2230的n型半导体层可以具有与第一LED堆叠件2230的活性层的带隙相比更宽并且与第二LED堆叠件2330的活性层的带隙相比更窄的带隙。因此，从第二LED堆叠件2330产生的光的一部分可以在到达第一LED堆叠件2230的活性层之前被第一LED堆叠件2230的n型半导体层吸收。如此，因从第二LED堆叠件2330产生的光而在第一LED堆叠件2230的活性层中产生的光的强度可以降低。
另外，第二LED堆叠件2330的n型半导体层具有与第一LED堆叠件2230和第二LED堆叠件2330中的每个的活性层的带隙相比更宽并且与第三LED堆叠件2430的活性层的带隙相比更窄的带隙。因此，从第三LED堆叠件2430产生的光的一部分可以在到达第二LED堆叠件2330的活性层之前被第二LED堆叠件2330的n型半导体层吸收。如此，因从第三LED堆叠件2430产生的光而在第二LED堆叠件2330或第一LED堆叠件2230中产生的光的强度可以降低。
第三LED堆叠件2430的p型半导体层和n型半导体层与第一LED堆叠件2230和第二LED堆叠件2330的活性层相比具有更宽的带隙，从而通过其透射从第一LED堆叠件2230和第二LED堆叠件2330产生的光。
根据示例性实施例，可以通过调节第一LED堆叠件2230和第二LED堆叠件2330的n型半导体层或p型半导体层的带隙来降低LED堆叠件2230、2330和2430之间的光的干扰，这可以避免对诸如滤色器的其它组件的需要。例如，从第二LED堆叠件2330产生并且发射到外部的光的强度可以是因从第二LED堆叠件2330产生的光而从第一LED堆叠件2230产生的光的强度的大约10倍或更多。同样地，从第三LED堆叠件2430产生并且发射到外部的光的强度可以是由从第三LED堆叠件2430产生的光而引起的从第二LED堆叠件2330产生的光的强度的大约10倍或更多。在这种情况下，从第三LED堆叠件2430产生并且发射到外部的光的强度可以是由从第三LED堆叠件2430产生的光而引起的从第一LED堆叠件2230产生的光的强度的大约10倍或更多。因此，可以实现免受由光的干扰而引起的颜色污染的显示设备。
反射电极2250与第一LED堆叠件2230的p型半导体层形成欧姆接触，并且反射从第一LED堆叠件2230产生的光。例如，反射电极2250可以包括欧姆接触层2250a和反射层2250b。
欧姆接触层2250a与第一LED堆叠件2230的p型半导体层部分地接触。为了防止光被欧姆接触层2250a吸收，其中欧姆接触层2250a接触p型半导体层的区域可以不超过p型半导体层的总面积的大约50％。反射层2250b覆盖欧姆接触层2250a和绝缘层2270。如图52中所示，反射层2250b可基本上覆盖整个欧姆接触层2250a，但不局限于此。可选地，反射层2250b可以覆盖欧姆接触层2250a的一部分。
因为反射层2250b覆盖绝缘层2270，所以可以通过具有相对高的折射率的第一LED堆叠件2230和具有相对低的折射率的绝缘层2270以及反射层2250b的堆叠结构形成全方位反射器。反射层2250b可以覆盖第一LED堆叠件2230的面积的大约50％或更多或者第一LED堆叠件2230的大部分，从而提高发光效率。
欧姆接触层2250a和反射层2250b可以由可以包括Au的金属层形成。反射层2250b可以包括相对于从第一LED堆叠件2230产生的光(例如，红光)具有相对高的反射率的金属。另一方面，反射层2250b可以包括相对于从第二LED堆叠件2330和第三LED堆叠件2430产生的光(例如，绿光或蓝光)具有相对低的反射率的金属，以降低已经从第二LED堆叠件2330和第三LED堆叠件2430中产生并且朝向支撑基底2510传播的光的干扰。
绝缘层2270插置在支撑基底2510与第一LED堆叠件2230之间，并且具有暴露第一LED堆叠件2230的开口。欧姆接触层2250a在绝缘层2270的开口中连接到第一LED堆叠件2230。
欧姆电极2290设置在第一LED堆叠件2230的上表面上。为了减小欧姆电极2290的欧姆接触电阻，欧姆接触部分2230a可以从第一LED堆叠件2230的上表面突出。欧姆电极2290可以设置在欧姆接触部分2230a上。
第二p透明电极2350与第二LED堆叠件2330的p型半导体层形成欧姆接触。第二p透明电极2350可以由对红光和绿光透明的金属层或导电氧化物层形成。
第三p透明电极2450与第三LED堆叠件2430的p型半导体层形成欧姆接触。第三p透明电极2450可以由对红光、绿光和蓝光透明的金属层或导电氧化物层形成。
反射电极2250、第二p透明电极2350和第三p透明电极2450可以通过与对应的LED堆叠件的p型半导体层欧姆接触来辅助电流扩散。
第一结合层2530使第一LED堆叠件2230结合到支撑基底2510。如图52中所示，反射电极2250可以毗邻第一结合层2530。第一结合层2530可以是透光层或不透明层。
第二结合层2550使第二LED堆叠件2330结合到第一LED堆叠件2230。如图52中所示，第二结合层2550可以毗邻第一LED堆叠件2230和第二p透明电极2350。欧姆电极2290可以被第二结合层2550覆盖。第二结合层2550透射从第一LED堆叠件2230产生的光。第二结合层2550可以由透光结合材料(例如，透光有机结合剂或透光旋涂玻璃)形成。透光有机结合剂的示例可以包括SU8、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚酰亚胺、聚对二甲苯、苯并环丁烯(BCB)等。另外，第二LED堆叠件2330可以通过等离子体结合等结合到第一LED堆叠件2230。
第三结合层2570使第三LED堆叠件2430结合到第二LED堆叠件2330。如图52中所示，第三结合层2570可以毗邻第二LED堆叠件2330和第三p透明电极2450。然而，发明构思不局限于此。例如，透明导电层可以设置在第二LED堆叠件2330上。第三结合层2570透射从第一LED堆叠件2230和第二LED堆叠件2330产生的光，并且可以由例如透光旋涂玻璃形成。
第二结合层2550和第三结合层2570中的每个可以透射从第三LED堆叠件2430产生的光和从第二LED堆叠件2330产生的光。
图53A至图53E是示出制造根据示例性实施例的用于显示器的发光二极管堆叠件的方法的示意性剖视图。
参照图53A，在第一基底2210上生长第一LED堆叠件2230。第一基底2210可以是例如GaAs基底。第一LED堆叠件2230由AlGaInP基半导体层形成并且包括n型半导体层、活性层和p型半导体层。在一些示例性实施例中，n型半导体层可以具有能够吸收从第二LED堆叠件2330产生的光的能量带隙，p型半导体层可以具有能够吸收从第二LED堆叠件2330产生的光的能量带隙。
在第一LED堆叠件2230上形成绝缘层2270并图案化绝缘层2270以形成位于其中的开口。例如，在第一LED堆叠件2230上形成SiO2层，将光致抗蚀剂沉积到SiO2层上，接着进行光刻和显影以形成光致抗蚀剂图案。然后，通过将光致抗蚀剂图案用作蚀刻掩模使SiO2层图案化，从而形成具有开口的绝缘层2270。
然后，在绝缘层2270的开口中形成欧姆接触层2250a。可以通过提离工艺等形成欧姆接触层2250a。在形成欧姆接触层2250a之后，形成反射层2250b以覆盖欧姆接触层2250a和绝缘层2270。可以通过提离工艺等形成反射层2250b。反射层2250b可以覆盖欧姆接触层2250a的一部分或整个欧姆接触层2250a。欧姆接触层2250a和反射层2250b形成反射电极2250。
反射电极2250与第一LED堆叠件2230的p型半导体层形成欧姆接触，因此，将在下文中被称作第一p反射电极2250。
参照图53B，在第二基底2310上生长第二LED堆叠件2330，在第二LED堆叠件2330上形成第二p透明电极2350。第二LED堆叠件2330可以由GaN基半导体层形成并且可以包括GaInN阱层。第二基底2310是在其上可以生长GaN基半导体层的基底，并且与第一基底2210不同。可以确定用于第二LED堆叠件2330的GaInN的组成比例，使得第二LED堆叠件2330发射绿光。第二p透明电极2350与第二LED堆叠件2330的p型半导体层形成欧姆接触。第二LED堆叠件2330可以包括n型半导体层、活性层和p型半导体层。在一些示例性实施例中，第二LED堆叠件2330的n型半导体层可以具有能够吸收从第三LED堆叠件2430产生的光的能量带隙，第二LED堆叠件2330的p型半导体层可以具有能够吸收从第三LED堆叠件2430产生的光的能量带隙。
参照图53C，在第三基底2410上生长第三LED堆叠件2430，在第三LED堆叠件2430上形成第三p透明电极2450。第三LED堆叠件2430可以由GaN基半导体层形成并且可以包括GaInN阱层。第三基底2410是在其上可以生长GaN基半导体层的基底，并且与第一基底2210不同。可以确定用于第三LED堆叠件2430的GaInN的组成比例，使得第三LED堆叠件2430发射蓝光。第三p透明电极2450与第三LED堆叠件2430的p型半导体层形成欧姆接触。
如此，在不同的基底上生长第一LED堆叠件2230、第二LED堆叠件2330和第三LED堆叠件2430，其形成顺序不限于特定的顺序。
参照图53D，经由第一结合层2530使第一LED堆叠件2230结合到支撑基底2510。可以在支撑基底2510上预先形成第一结合层2530，可以将反射电极2250结合到第一结合层2530以面对支撑基底2510。通过化学蚀刻等从第一LED堆叠件2230去除第一基底2210。因此，第一LED堆叠件2230的n型半导体层的上表面暴露。
然后，在第一LED堆叠件2230的暴露的区域中形成欧姆电极2290。为了减小欧姆电极2290的欧姆接触电阻，欧姆电极2290可以经受热处理。可以在每个像素区域中形成欧姆电极2290，以与像素区域对应。
参照图53E，经由第二结合层2550将第二LED堆叠件2330结合到在其上形成欧姆电极2290的第一LED堆叠件2230。将第二p透明电极2350结合到第二结合层2550以面对第一LED堆叠件2230。可以在第一LED堆叠件2230上预先形成第二结合层2550，使得第二p透明电极2350可以面对第二结合层2550并且结合到第二结合层2550。通过激光剥离或化学剥离工艺可以将第二基底2310从第二LED堆叠件2330分离。
然后，参照图52和图53C，可以经由第三结合层2570将第三LED堆叠件2430结合到第二LED堆叠件2330。将第三p透明电极2450结合到第三结合层2570以面对第二LED堆叠件2330。可以在第二LED堆叠件2330上预先形成第三结合层2570，使得第三p透明电极2450可以面对第三结合层2570并结合到第三结合层2570。可以通过激光剥离或化学剥离工艺将第三基底2410从第三LED堆叠件2430分离。如此，可以形成如图52中所示的用于显示器的发光二极管堆叠件，其使第三LED堆叠件2430的n型半导体层暴露于外部。
可以通过使设置在支撑基底2510上的第一LED堆叠件2230、第二LED堆叠件2330和第三LED堆叠件2430的堆叠件以像素为单位图案化接着通过互连部将第一LED堆叠件2230、第二LED堆叠件2330和第三LED堆叠件2430彼此连接来形成显示设备。然而，发明构思不局限于此。例如，可以通过将第一LED堆叠件2230、第二LED堆叠件2330和第三LED堆叠件2430的堆叠件划分为独立的单元并且将第一LED堆叠件2230、第二LED堆叠件2330和第三LED堆叠件2430转移到诸如印刷电路板的其它支撑基底来制造显示设备。
图54是根据示例性实施例的显示设备的示意性电路图，图55是根据示例性实施例的显示设备的示意性平面图。
参照图54和图55，根据示例性实施例的显示设备可以被实现为以无源矩阵方式驱动。
图52中示出的用于显示器的发光二极管堆叠件具有包括沿竖直方向堆叠的第一LED堆叠件至第三LED堆叠件2230、2330和2430的结构。由于一个像素包括三个发光二极管R、G和B，所以第一发光二极管R可以对应于第一LED堆叠件2230，第二发光二极管G可以对应于第二LED堆叠件2330，第三发光二极管B可以对应于第三LED堆叠件2430。
参照图54和图55，一个像素包括第一发光二极管至第三发光二极管R、G和B，每个发光二极管可以对应于子像素。第一发光二极管至第三发光二极管R、G和B的阳极连接到公共线(例如，数据线)，而它们的阴极连接到不同的线(例如，扫描线)。例如，在第一像素中，第一发光二极管至第三发光二极管R、G和B的阳极共同连接到数据线Vdata1，而它们的阴极分别连接到扫描线Vscan1-1、Vscan1-2和Vscan1-3。如此，可以独立地驱动每个像素中的发光二极管R、G和B。
此外，可以通过脉冲宽度调制或通过改变电流的大小来驱动发光二极管R、G和B中的每个，从而控制每个子像素的亮度。
参照图55，通过图案化图52的堆叠件来形成多个像素，并且每个像素连接到反射电极2250以及互连线2710、2730和2750。如图54中所示，反射电极2250可以被用作数据线Vdata，并且互连线2710、2730和2750可以被形成为扫描线。
像素可以以矩阵形式布置，在该矩阵形式中，每个像素的发光二极管R、G和B的阳极共同连接到反射电极2250，而它们的阴极连接到彼此分开的互连线2710、2730和2750。这里，互连线2710、2730和2750可以被用作扫描线Vscan。
图56是图55的显示设备的一个像素的放大平面图，图57是沿图56的线A-A截取的示意性剖视图，图58是沿图56的线B-B截取的示意性剖视图。
参照图55至图58，在每个像素中，反射电极2250的一部分、形成在第一LED堆叠件2230的上表面上的欧姆电极2290(见图59H)、第二p透明电极2350的一部分(见图59H)、第二LED堆叠件2330的上表面的一部分(见图59J)、第三p透明电极2450的一部分(见图59H)以及第三LED堆叠件2430的上表面被暴露于外部。
第三LED堆叠件2430可以在其上表面上具有粗糙表面2430a。粗糙表面2430a可以形成在第三LED堆叠件2430的整个上表面之上，或者可以形成在第三LED堆叠件2430的一些区域中。
下绝缘层2610可以覆盖每个像素的侧表面。下绝缘层2610可以由透光材料(诸如SiO2)形成。在这种情况下，下绝缘层2610可以基本覆盖第三LED堆叠件2430的整个上表面。可选地，下绝缘层2610可以包括分布式布拉格反射器，以反射朝向第一LED堆叠件至第三LED堆叠件2230、2330和2430的侧表面传播的光。在这种情况下，下绝缘层2610可以部分地暴露第三LED堆叠件2430的上表面。另外可选地，下绝缘层2610可以是吸收光的基于黑色的绝缘层。此外，可以在下绝缘层2610上进一步形成电浮置的金属性反射层，以反射通过第一LED堆叠件至第三LED堆叠件2230、2330和2430的侧表面发射的光。
下绝缘层2610可以包括：开口2610a，暴露第三LED堆叠件2430的上表面；开口2610b，暴露第二LED堆叠件2330的上表面；开口2610c(见图59H)，暴露第一LED堆叠件2230的欧姆电极2290；开口2610d，暴露第三p透明电极2450；开口2610e，暴露第二p透明电极2350；开口2610f，暴露第一p反射电极2250。
互连线2710和2750可以在支撑基底2510上形成在第一LED堆叠件至第三LED堆叠件2230、2330和2430附近，并且可以设置在下绝缘层2610上以与第一p反射电极2250绝缘。连接部2770a使第三p透明电极2450连接到反射电极2250，并且连接部2770b使第二p透明电极2350连接到反射电极2250，使得第一LED堆叠件2230、第二LED堆叠件2330和第三LED堆叠件2430的阳极共同连接到反射电极2250。
连接部2710a使第三LED堆叠件2430的上表面连接到互连线2710，连接部2750a使第一LED堆叠件2230上的欧姆电极2290连接到互连线2750。
上绝缘层2810可以设置在互连线2710和2750以及下绝缘层2610上，以覆盖第三LED堆叠件2430的上表面。上绝缘层2810可以具有部分地暴露第二LED堆叠件2330的上表面的开口2810a。
互连线2730可以设置在上绝缘层2810上，并且连接部2730a可以使第二LED堆叠件2330的上表面连接到互连线2730。连接部2730a可以经过互连线2750的上部，并通过上绝缘层2810与互连线2750绝缘。
虽然每个像素的电极被描述为连接到数据线和扫描线，但是发明构思不限于此。此外，虽然互连线2710和2750被描述为形成在下绝缘层2610上，并且互连线2730被描述为形成在上绝缘层2810上，但发明构思不限于此。例如，所有互连线2710、2730和2750可以形成在下绝缘层2610上，并且可以被可以具有使互连线2730暴露的开口的上绝缘层2810覆盖。以这种方式，连接部2730a可以通过上绝缘层2810的开口使第二LED堆叠件2330的上表面连接到互连线2730。
可选地，互连线2710、2730和2750可以形成在支撑基底2510内部，下绝缘层2610上的连接部2710a、2730a和2750a可以使欧姆电极2290、第二LED堆叠件2330的上表面和第三LED堆叠件2430的上表面连接到互连线2710、2730和2750。
根据示例性实施例，从第一LED堆叠件2230产生的光L1通过第二LED堆叠件2330和第三LED堆叠件2430发射到外部，从第二LED堆叠件2330产生的光L2通过第三LED堆叠件2430发射到外部。此外，从第三LED堆叠件2430产生的光L3的一部分可以进入第二LED堆叠件2330，从第二LED堆叠件2330产生的光L2的一部分可以进入第一LED堆叠件2230。此外，可以通过光L3从第二LED堆叠件2330产生二次光，并且还可以通过光L2从第一LED堆叠件2230产生二次光。然而，这样的二次光会具有低强度。
图59A至图59K是示出根据示例性实施例的制造显示设备的方法的示意性平面图。在下文中，将参照图56的像素给出下面的描述。
首先，准备图52中描述的发光二极管堆叠件2000。
参照图59A，可以在第三LED堆叠件2430的上表面上形成粗糙表面2430a。粗糙表面2430a可以在第三LED堆叠件2430的上表面上形成为对应于每个像素区域。可以通过化学蚀刻(例如，光增强化学蚀刻(PEC))等形成粗糙表面2430a。
通过考虑第三LED堆叠件2430的将在后续工艺中被蚀刻的区域，可以在每个像素区域中部分地形成粗糙表面2430a，但不限于此。可选地，可以在第三LED堆叠件2430的整个上表面之上形成粗糙表面2430a。
参照图59B，通过蚀刻去除每个像素中的第三LED堆叠件2430的周围区域，以暴露第三p透明电极2450。如图59B中所示，第三LED堆叠件2430可以被保留为具有矩形形状或正方形形状。第三LED堆叠件2430可以具有沿其边缘形成的多个凹陷。
参照图59C，通过在除了一个凹陷之外的区域中去除被暴露的第三p透明电极2450来暴露第二LED堆叠件2330的上表面。因此，第二LED堆叠件2330的上表面暴露在第三LED堆叠件1430周围以及除了第三p透明电极2450被部分地保留在其中的凹陷之外的其它凹陷中。
参照图59D，通过在除了一个凹陷之外的区域中去除被暴露的第二LED堆叠件2330来暴露第二p透明电极2350。
参照图59E，通过在除了一个凹陷之外的区域中去除被暴露的第二p透明电极2350，使欧姆电极2290与第一LED堆叠件2230的上表面一起被暴露。这里，欧姆电极2290可以被暴露在一个凹陷中。因此，第一LED堆叠件2230的上表面暴露在第三LED堆叠件2430周围，欧姆电极2290的上表面暴露在形成在第三LED堆叠件2430中的凹陷中的至少一个凹陷中。
参照图59F，通过在除了一个凹陷之外的区域中去除第一LED堆叠件2230的被暴露的部分来暴露反射电极2250。如此，反射电极2250暴露在第三LED堆叠件2430周围。
参照图59G，通过对反射电极2250进行图案化来形成线型互连线。这里，可以暴露支撑基底2510。反射电极2250可以使以矩阵布置的像素之中的布置在一列中的像素彼此连接(见图55)。
参照图59H，形成下绝缘层2610(见图57和图58)以覆盖像素。下绝缘层2610覆盖第一LED堆叠件至第三LED堆叠件2230、2330和2430的侧表面以及反射电极2250。此外，下绝缘层2610可以部分地覆盖第三LED堆叠件2430的上表面。如果下绝缘层2610为诸如SiO2层的透明层，则下绝缘层2610可以基本覆盖第三LED堆叠件2430的整个上表面。可选地，下绝缘层2610可以包括分布式布拉格反射器。在这种情况下，下绝缘层2610可以部分地暴露第三LED堆叠件2430的上表面，使光发射到外部。
下绝缘层2610可以包括：开口2610a，暴露第三LED堆叠件2430；开口2610b，暴露第二LED堆叠件2330；开口2610c，暴露欧姆电极2290；开口2610d，暴露第三p透明电极2450；开口2610e，暴露第二p透明电极2350；开口2610f，暴露反射电极2250。暴露反射电极2250的开口2610f可以形成为单个或多个。
参照图59I，通过提离工艺等形成形成互连线2710、2750以及连接部2710a、2750a、2770a和2770b。互连线2710和2750通过下绝缘层2610与反射电极2250绝缘。连接部2710a使第三LED堆叠件2430电连接到互连线2710，并且连接部2750a使欧姆电极2290电连接到互连线2750，使得第一LED堆叠件2230电连接到互连线2750。连接部2770a使第三p透明电极2450电连接到第一p反射电极2250，并且连接部2770b使第二p透明电极2350电连接到第一p反射电极2250。
参照图59J，上绝缘层2810(见图57和图58)覆盖互连线2710和2750以及连接部2710a、2750a、2770a和2770b。上绝缘层2810还可以基本覆盖第三LED堆叠件2430的整个上表面。上绝缘层2810具有暴露第二LED堆叠件2330的上表面的开口2810a。上绝缘层2810可以由例如氧化硅或氮化硅形成，并且可以包括分布式布拉格反射器。当上绝缘层2810包括分布式布拉格反射器时，上绝缘层2810可以暴露第三LED堆叠件2430的上表面的至少一部分，使得光发射到外部。
参照图59K，形成互连线2730和连接部2730a。可以通过提离工艺等形成互连线2730和连接部2730a。将互连线2730设置在上绝缘层2810上，并与反射电极2250以及互连线2710和2750绝缘。连接部2730a使第二LED堆叠件2330电连接到互连线2730。连接部2730a可以经过互连线2750的上部，并且通过上绝缘层2810与互连线2750绝缘。
如此，可以形成图56中示出的像素区域。此外，如图55中所示，多个像素可以形成在支撑基底2510上，并且可以通过第一p反射电极2250以及互连线2710、2730和2750彼此连接，从而以无源矩阵方式进行操作。
虽然上面描述了制造可以以无源矩阵方式进行操作的显示设备的方法，但是发明构思不限于此。更具体地，可以使用图52中示出的发光二极管堆叠件以各种方式制造根据示例性实施例的显示设备，从而以无源矩阵方式操作该显示设备。
例如，虽然互连线2730被描述为形成在上绝缘层2810上，但是互连线2730可以与互连线2710和2750一起形成在下绝缘层2610上，并且连接部2730a可以形成在上绝缘层2810上，以使第二LED堆叠件2330连接到互连线2730。可选地，互连线2710、2730和2750可以设置在支撑基底2510内部。
图60是根据另一示例性实施例的显示设备的示意性电路图。图60的电路图涉及以有源矩阵方式驱动的显示设备。
参照图60，根据示例性实施例的驱动电路包括至少两个晶体管Tr1、Tr2和电容器。当电源连接到选择线Vrow1至Vrow3并且电压被施加到数据线Vdata1至Vdata3时，该电压被施加到对应的发光二极管。此外，对应的电容器根据Vdata1至Vdata3的值而被充电。由于可以通过电容器的充入的电压而保持晶体管Tr2的导通状态，所以即使当切断供应到Vrow1的电力时，电容器的电压也可以得以保持并且可以施加到发光二极管LED1至LED3。此外，可以根据Vdata1至Vdata3的值来改变在发光二极管LED1至LED3中流动的电流。可以通过Vdd连续地供应电流，因此可以连续地发光。
晶体管Tr1、Tr2和电容器可以形成在支撑基底2510内部。例如，形成在硅基底上的薄膜晶体管可以用于有源矩阵驱动。
这里，发光二极管LED1至LED3可以分别对应于堆叠在一个像素中的第一LED堆叠件至第三LED堆叠件2230、2330和2430。第一LED堆叠件至第三LED堆叠件2230、2330和2430的阳极连接到晶体管Tr2，而它们的阴极接地。
虽然图60示出了根据示例性实施例的用于有源矩阵驱动的电路，但是可以不同地使用其它类型的电路。此外，虽然发光二极管LED1至LED3的阳极被描述为连接到不同的晶体管Tr2且它们的阴极被描述为接地，但是在一些示例性实施例中，发光二极管的阳极可以连接到电流源Vdd，并且其阴极可以连接到不同的晶体管。
图61是根据另一示例性实施例的显示设备的示意性平面图。在下文中，将参照布置在支撑基底2511上的多个像素之中的一个像素给出下面的描述。
参照图61，除了支撑基底2511是包括晶体管和电容器的薄膜晶体管面板并且反射电极2250设置在第一LED堆叠件2230的下部区域中之外，根据示例性实施例的像素基本类似于参照图55至图58描述的像素。
第三LED堆叠件2430的阴极通过连接部2711a连接到支撑基底2511。例如，如图60中所示，第三LED堆叠件2430的阴极可以通过电连接到支撑基底2511而接地。第二LED堆叠件2330和第一LED堆叠件2230的阴极也可以通过经由连接部2731a和2751a电连接到支撑基底2511而接地。
反射电极连接到支撑基底2511内部的晶体管Tr2(见图60)。第三p透明电极和第二p透明电极通过连接部2771a和2731b也连接到支撑基底2511内部的晶体管Tr2(见图60)。
以这种方式，第一LED堆叠件至第三LED堆叠件彼此连接，从而形成如图60中所示的用于有源矩阵驱动的电路。
虽然图61示出了根据示例性实施例的用于有源矩阵驱动的具有电连接的像素，但发明构思不限于此，可以以各种方式将用于显示设备的电路修改为用于有源矩阵驱动的各种电路。
此外，图52的反射电极2250、第二p透明电极2350和第三p透明电极2450被描述为与第一LED堆叠件2230、第二LED堆叠件2330和第三LED堆叠件2430中的每个的p型半导体层形成欧姆接触，并且欧姆电极2290被描述为与第一LED堆叠件2230的n型半导体层形成欧姆接触，第二LED堆叠件2330和第三LED堆叠件2430中的每个的n型半导体层未设置有单独的欧姆接触层。虽然当像素具有200μm或更小的小尺寸时，即使在n型半导体层中没有形成单独的欧姆接触层，电流扩散的难度也较小，然而，根据一些示例性实施例，可以在每个LED堆叠件的n型半导体层上设置透明电极层，以确保电流扩散。
此外，虽然图52示出了第一LED堆叠件至第三LED堆叠件2230、2330和2430经由结合层彼此结合，但发明构思不限于此，第一LED堆叠件2230、第二LED堆叠件2330和第三LED堆叠件2430可以以各种顺序并使用各种结构彼此连接。
根据示例性实施例，因为能够使用用于显示器的发光二极管堆叠件2000以晶圆级形成多个像素，所以可以避免对单独安装发光二极管的需要。此外，根据示例性实施例的发光二极管堆叠件具有第一LED堆叠件至第三LED堆叠件2230、2330和2430沿竖直方向堆叠的结构，因此，可以在有限的像素面积中确保用于子像素的面积。此外，根据示例性实施例的发光二极管堆叠件使从第一LED堆叠件2230、第二LED堆叠件2330和第三LED堆叠件2430产生的光能够穿过其发射到外部，从而减少光损失。
图62是根据示例性实施例的显示设备的示意性平面图，图63是根据示例性实施例的用于显示器的发光二极管像素的示意性剖视图。
参照图62和图63，显示设备包括电路板3510和多个像素3000。每个像素3000包括基底3210以及设置在基底3210上的第一子像素R、第二子像素G和第三子像素B。
电路板3510可以包括无源电路或有源电路。无源电路可以包括例如数据线和扫描线。有源电路可以包括例如晶体管和电容器。电路板3510可以在其表面上或其中具有电路。电路板3510可以包括例如玻璃基底、蓝宝石基底、Si基底或Ge基底。
基底3210支撑第一子像素至第三子像素R、G和B。基底3210在多个像素3000之上连续，并且将子像素R、G和B电连接到电路板3510。例如，基底3210可以是GaAs基底。
第一子像素R包括第一LED堆叠件3230，第二子像素G包括第二LED堆叠件3330，第三子像素B包括第三LED堆叠件3430。第一子像素R被构造为使第一LED堆叠件3230发光，第二子像素G被构造为使第二LED堆叠件3330发光，第三子像素B被构造为使第三LED堆叠件3430发光。可以独立地驱动第一LED堆叠件3230、第二LED堆叠件3330和第三LED堆叠件3430。
第一LED堆叠件3230、第二LED堆叠件3330和第三LED堆叠件3430被堆叠为沿竖直方向彼此叠置。这里，如图63中所示，第二LED堆叠件3330可以设置在第一LED堆叠件3230的一部分上。例如，第二LED堆叠件3330可以在第一LED堆叠件3230上朝向一侧设置。第三LED堆叠件3430可以设置在第二LED堆叠件3330的一部分上。例如，第三LED堆叠件3430可以在第二LED堆叠件3330上朝向一侧设置。虽然图63示出第三LED堆叠件3430朝向右侧设置，但发明构思不限于此。可选地，第三LED堆叠件3430可以朝向第二LED堆叠件3330的左侧设置。
从第一LED堆叠件3230产生的光R可以通过未被第二LED堆叠件3330覆盖的区域发射，从第二LED堆叠件3330产生的光G可以通过未被第三LED堆叠件3430覆盖的区域发射。更具体地，从第一LED堆叠件3230产生的光可以在不穿过第二LED堆叠件3330和第三LED堆叠件3430的情况下发射到外部，从第二LED堆叠件3330产生的光可以在不穿过第三LED堆叠件3430的情况下发射到外部。
第一LED堆叠件3230的通过其发射光R的区域、第二LED堆叠件3330的通过其发射光G的区域以及第三LED堆叠件3430的区域可以具有不同的面积，并且可以通过调整它们的面积来调整从LED堆叠件3230、3330和3430中的每个发射的光的强度。
然而，发明构思不限于此。可选地，从第一LED堆叠件3230产生的光可以在穿过第二LED堆叠件3330之后或者在穿过第二LED堆叠件3330和第三LED堆叠件3430之后发射到外部，并且从第二LED堆叠件3330产生的光可以在穿过第三LED堆叠件3430之后发射到外部。
第一LED堆叠件3230、第二LED堆叠件3330和第三LED堆叠件3430中的每个可以包括第一导电类型(例如，n型)半导体层、第二导电类型(例如，p型)半导体层以及置于第一导电类型半导体层与第二导电类型半导体层之间的活性层。活性层可以具有多量子阱结构。第一LED堆叠件3230、第二LED堆叠件3330和第三LED堆叠件3430可以包括不同的活性层，以发射具有不同波长的光。例如，第一LED堆叠件3230可以是被构造为发射红光的无机发光二极管，第二LED堆叠件3330可以是被构造为发射绿光的无机发光二极管，第三LED堆叠件3430可以是被构造为发射蓝光的无机发光二极管。为此，第一LED堆叠件3230可以包括AlGaInP基阱层，第二LED堆叠件3330可以包括AlGaInP基阱层或AlGaInN基阱层，第三LED堆叠件3430可以包括AlGaInN基阱层。然而，发明构思不限于此。可以改变从第一LED堆叠件3230、第二LED堆叠件3330和第三LED堆叠件3430产生的光的波长。例如，第一LED堆叠件3230、第二LED堆叠件3330和第三LED堆叠件3430可以分别发射绿光、红光和蓝光，或者可以分别发射绿光、蓝光和红光。
此外，分布式布拉格反射器可以置于基底3210与第一LED堆叠件3230之间，以防止从第一LED堆叠件3230产生的光通过被基底3210吸收的损失。例如，通过将AlAs半导体层和AlGaAs半导体层彼此交替地堆叠而形成的分布式布拉格反射器可以置于基底3210与第一LED堆叠件3230之间。
图64是根据示例性实施例的显示设备的示意性电路图。
参照图64，根据示例性实施例的显示设备可以以有源矩阵方式进行驱动。如此，电路板可以包括有源电路。
例如，驱动电路可以包括至少两个晶体管Tr1、Tr2和电容器。当电源连接到选择线Vrow1至Vrow3并且电压被施加到数据线Vdata1至Vdata3时，该电压被施加到对应的发光二极管。此外，根据Vdata1至Vdata3的值对对应的电容器充电。由于可以通过电容器的充入的电压来保持晶体管Tr2的导通状态，所以即使当切断供应到Vrow1的电力时，电容器的电压也可以得以保持并且可以施加到发光二极管LED1至LED3。此外，可以根据Vdata1至Vdata3的值来改变在发光二极管LED1至LED3中流动的电流。可以通过Vdd连续地供应电流，因此，可以连续地发光。
晶体管Tr1、Tr2和电容器可以形成在支撑基底3510内部。这里，发光二极管LED1至LED3可以分别对应于堆叠在一个像素中的第一LED堆叠件3230、第二LED堆叠件3330和第三LED堆叠件3430。第一LED堆叠件3230、第二LED堆叠件3330和第三LED堆叠件3430的阳极连接到晶体管Tr2，而它们的阴极接地。第一LED堆叠件3230、第二LED堆叠件3330和第三LED堆叠件3430的阴极例如可以共同地接地。
虽然图64示出了根据示例性实施例的用于有源矩阵驱动的电路，但是也可以使用其它类型的电路。此外，虽然发光二极管LED1至LED3的阳极被描述为连接到不同的晶体管Tr2且它们的阴极被描述为接地，但是在一些示例性实施例中，发光二极管的阳极可以共同地连接且它们的阴极可以连接到不同的晶体管。
虽然上面示出了用于有源矩阵驱动的有源电路，但发明构思不限于此，根据示例性实施例的像素可以以无源矩阵方式进行驱动。如此，电路板3510可以包括布置在其上的数据线和扫描线，并且每个子像素可以连接到数据线和扫描线。在示例性实施例中，第一LED堆叠件3230、第二LED堆叠件3330和第三LED堆叠件3430的阳极可以连接到不同的数据线，而它们的阴极可以共同地连接到扫描线。在另一示例性实施例中，第一LED堆叠件3230、第二LED堆叠件3330和第三LED堆叠件3430的阳极可以连接到不同的扫描线，而它们的阴极可以共同地连接到数据线。
此外，可以通过脉冲宽度调制或通过改变电流的大小来驱动LED堆叠件3230、3330和3430中的每个，从而控制每个子像素的亮度。此外，可以通过调整第一LED堆叠件至第三LED堆叠件3230、3330和3430的面积以及LED堆叠件3230、3330和3430的通过其发射光R、G和B的区域的面积来调整亮度。例如，发射具有低可视性的光的LED堆叠件(例如，第一LED堆叠件3230)具有比第二LED堆叠件3330或第三LED堆叠件3430的面积大的面积，因此可以在相同的电流密度下发射具有更高强度的光。此外，由于第二LED堆叠件3330的面积大于第三LED堆叠件3430的面积，所以相比于第三LED堆叠件3430，第二LED堆叠件3330可以在相同的电流密度下发射具有更高强度的光。以这种方式，可以通过调整第一LED堆叠件3230、第二LED堆叠件3330和第三LED堆叠件3430的面积而基于从第一LED堆叠件至第三LED堆叠件3230、3330和3430发射的光的可视性来调整光输出。
图65A和图65B是根据示例性实施例的显示设备的一个像素的俯视图和仰视图，图66A、图66B、图66C和图66D分别是沿图65A的线A-A、线B-B、线C-C和线D-D截取的示意性剖视图。
在显示设备中，像素布置在电路板3510(见图62)上，并且每个像素包括基底3210以及子像素R、G和B。基底3210可以对于多个像素连续。在下文中，将描述根据示例性实施例的像素的构造。
参照图65A、图65B、图66A、图66B、图66C和图66D，像素包括基底3210、分布式布拉格反射器3220、绝缘层3250、通孔通路3270a、3270b、3270c、第一LED堆叠件3230、第二LED堆叠件3330、第三LED堆叠件3430、第一-1欧姆电极3290a、第一-2欧姆电极3290b、第二-1欧姆电极3390、第二-2欧姆电极3350、第三-1欧姆电极3490、第三-2欧姆电极3450、第一结合层3530、第二结合层3550、上绝缘层3610、连接件3710、3720、3730、下绝缘层3750以及电极垫3770a、3770b、3770c、3770d。
子像素R、G和B中的每个包括LED堆叠件3230、3330和3430以及欧姆电极。此外，第一子像素R、第二子像素G和第三子像素B的阳极可以分别电连接到电极垫3770a、3770b、3770c，而它们的阴极可以电连接到电极垫3770d，从而允许独立地驱动第一子像素R、第二子像素G和第三子像素B。
基底3210支撑LED堆叠件3230、3330和3430。基底3210可以是其上可以生长AlGaInP基半导体层的生长基底，例如，GaAs基底。具体地，基底3210可以是呈现n型导电性的半导体基底。
第一LED堆叠件3230包括第一导电类型半导体层3230a和第二导电类型半导体层3230b，第二LED堆叠件3330包括第一导电类型半导体层3330a和第二导电类型半导体层3330b，第三LED堆叠件3430包括第一导电类型半导体层3430a和第二导电类型半导体层3430b。活性层可以置于第一导电类型半导体层3230a、3330a或3430a与第二导电类型半导体层3230b、3330b或3430b之间。
根据示例性实施例，第一导电类型半导体层3230a、3330a、3430a中的每个可以是n型半导体层，并且第二导电类型半导体层3230b、3330b、3430b中的每个可以是p型半导体层。可以通过表面纹理化在第一导电类型半导体层3230a、3330a、3430a中的每个的上表面上形成粗糙表面。然而，发明构思不限于此，可以相反地改变第一导电类型和第二导电类型。
第一LED堆叠件3230设置在支撑基底3510附近，第二LED堆叠件3330设置在第一LED堆叠件3230上，第三LED堆叠件3430设置在第二LED堆叠件3330上。第二LED堆叠件3330设置在第一LED堆叠件3230上的一些区域中，使得第一LED堆叠件3230与第二LED堆叠件3330部分地叠置。第三LED堆叠件3430设置在第二LED堆叠件3330上的一些区域中，使得第二LED堆叠件3330与第三LED堆叠件3430部分地叠置。因此，从第一LED堆叠件3230产生的光可以在不穿过第二LED堆叠件3330和第三LED堆叠件3430的情况下发射到外部。此外，从第二LED堆叠件3330产生的光可以在不穿过第三LED堆叠件3430的情况下发射到外部。
用于第一LED堆叠件3230、第二LED堆叠件3330和第三LED堆叠件3430的材料与参照图63描述的用于第一LED堆叠件3230、第二LED堆叠件3330和第三LED堆叠件3430的材料基本相同，因此，将省略其详细描述以避免冗余。
分布式布拉格反射器3220置于基底3210与第一LED堆叠件3230之间。分布式布拉格反射器3220可以包括生长在基底3210上的半导体层。例如，分布式布拉格反射器3220可以通过交替地堆叠AlAs层和AlGaAs层来形成。分布式布拉格反射器3220可以包括将基底3210电连接到第一LED堆叠件3230的第一导电类型半导体层3230a的半导体层。
通孔通路3270a、3270b、3270c穿过基底3210形成。通孔通路3270a、3270b、3270c可以形成为穿过第一LED堆叠件3230。通孔通路3270a、3270b、3270c可以由导电膏形成或通过镀覆形成。
绝缘层3250设置在通孔通路3270a、3270b和3270c与穿过基底3210和第一LED堆叠件3230形成的通孔的内壁之间，以防止第一LED堆叠件3230与基底3210之间的短路。
第一-1欧姆电极3290a与第一LED堆叠件3230的第一导电类型半导体层3230a形成欧姆接触。第一-1欧姆电极3290a可以由例如Au-Te合金或Au-Ge合金形成。
为了形成第一-1欧姆电极3290a，可以部分地去除第二导电类型半导体层3230b和活性层，以暴露第一导电类型半导体层3230a。第一-1欧姆电极3290a可以与设置有第二LED堆叠件3330的区域隔开设置。此外，如图65A中所示，第一-1欧姆电极3290a可以包括垫区域和延伸部，并且连接件3710可以连接到第一-1欧姆电极3290a的垫区域。
第一-2欧姆电极3290b与第一LED堆叠件3230的第二导电类型半导体层3230b形成欧姆接触。如图65A中所示，第一-2欧姆电极3290b可以形成为部分地围绕第一-1欧姆电极3290a，从而有助于电流扩散。第一-2欧姆电极3290b可以不包括延伸部。第一-2欧姆电极3290b可以由例如Au-Zn合金或Au-Be合金形成。此外，第一-2欧姆电极3290b可以具有单层或多层结构。
第一-2欧姆电极3290b可以连接到通孔通路3270a，使得通孔通路3270a可以电连接到第二导电类型半导体层3230b。
第二-1欧姆电极3390与第二LED堆叠件3330的第一导电类型半导体层3330a形成欧姆接触。第二-1欧姆电极3390也可以包括垫区域和延伸部。如图65A中所示，连接件3710可以将第二-1欧姆电极3390电连接到第一-1欧姆电极3290a。第二-1欧姆电极3390可以与设置有第三LED堆叠件3430的区域隔开设置。
第二-2欧姆电极3350与第二LED堆叠件3330的第二导电类型半导体层3330b形成欧姆接触。第二-2欧姆电极3350可以包括反射层3350a和阻挡层3350b。反射层3350a反射从第二LED堆叠件3330产生的光，以提高第二LED堆叠件3330的发光效率。阻挡层3350b可以用作提供反射层3350a的连接垫，并且连接到连接件3720。虽然在该示例性实施例中第二-2欧姆电极3350被描述为包括金属层，但发明构思不限于此。例如，第二-2欧姆电极3350可以由透明导电氧化物(诸如导电氧化物半导体层)形成。
第三-1欧姆电极3490与第三LED堆叠件3430的第一导电类型半导体层3430a形成欧姆接触。如图65A中所示，第三-1欧姆电极3490也可以包括垫区域和延伸部，并且连接件3710可以将第三-1欧姆电极3490连接到第一-1欧姆电极3290a。
第三-2欧姆电极3450可以与第三LED堆叠件3430的第二导电类型半导体层3430b形成欧姆接触。第三-2欧姆电极3450可以包括反射层3450a和阻挡层3450b。反射层3450a反射从第三LED堆叠件3430产生的光，以提高第三LED堆叠件3430的发光效率。阻挡层3450b可以用作提供反射层3450a的连接垫，并且连接到连接件3730。虽然第三-2欧姆电极3450被描述为包括金属层，但发明构思不限于此。可选地，第三-2欧姆电极3450可以由透明导电氧化物(诸如导电氧化物半导体层)形成。
第一-2欧姆电极3290b、第二-2欧姆电极3350和第三-2欧姆电极3450可以与对应的LED堆叠件的p型半导体层形成欧姆接触，以有助于电流扩散，并且第一-1欧姆电极3290a、第二-1欧姆电极3390和第三-1欧姆电极3490可以与对应的LED堆叠件的n型半导体层形成欧姆接触，以有助于电流扩散。
第一结合层3530将第二LED堆叠件3330结合到第一LED堆叠件3230。如附图中所示，第二-2欧姆电极3350可以毗邻第一结合层3530。第一结合层3530可以是透光层或不透明层。第一结合层3530可以由有机材料或无机材料形成。有机材料的示例可以包括SU8、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚酰亚胺、聚对二甲苯、苯并环丁烯(BCB)等，无机材料的示例可以包括Al2O3、SiO2、SiNx等。可以在高真空下结合有机材料层，可以在通过例如化学机械抛光使第一结合层的表面平坦化然后通过等离子体处理调节表面能之后，在高真空下结合无机材料层。第一结合层3530可以由旋涂玻璃形成，或者可以是由AuSn等形成的金属结合层。对于金属结合层，可以在第一LED堆叠件3230上设置绝缘层，以确保第一LED堆叠件3230与金属结合层之间的电绝缘。此外，还可以在第一结合层3530与第一LED堆叠件3230之间设置反射层，以防止从第一LED堆叠件3230产生的光进入第二LED堆叠件3330。
第二结合层3550将第二LED堆叠件3330结合到第三LED堆叠件3430。第二结合层3550可以置于第二LED堆叠件3330与第三-2欧姆电极3450之间，以将第二LED堆叠件3330结合到第三-2欧姆电极3450。第二结合层3550可以由与第一结合层3530的结合材料基本相同的结合材料形成。此外，还可以在第二LED堆叠件3330与第二结合层3550之间设置绝缘层和/或反射层。
当第一结合层3530和第二结合层3550由透光材料形成并且第二-2欧姆电极3350和第三-2欧姆电极3450由透明氧化物材料形成时，从第一LED堆叠件3230产生的光的一些部分可以在穿过第一结合层3530和第二-2欧姆电极3350之后通过第二LED堆叠件3330发射，并且还可以在穿过第二结合层3550和第三-2欧姆电极3450之后通过第三LED堆叠件3430发射。此外，从第二LED堆叠件3330产生的光的一些部分可以在穿过第二结合层3550和第三-2欧姆电极3450之后通过第三LED堆叠件3430发射。
在这种情况下，应该防止从第一LED堆叠件3230产生的光在穿过第二LED堆叠件3330时被第二LED堆叠件3330吸收。如此，相比于第二LED堆叠件3330，第一LED堆叠件3230可以具有更小的带隙，因此，从第一LED堆叠件3230产生的光的波长可以比从第二LED堆叠件3330产生的光的波长长。
此外，为了防止从第二LED堆叠件3330产生的光在穿过第三LED堆叠件3430时被第三LED堆叠件3430吸收，从第二LED堆叠件3330产生的光的波长可以比从第三LED堆叠件3430产生的光的波长长。
当第一结合层3530和第二结合层3550由不透明材料形成时，反射层分别置于第一LED堆叠件3230与第一结合层3530之间以及第二LED堆叠件3330与第二结合层3550之间，以反射已从第一LED堆叠件3230产生并要进入第一结合层3530的光以及已从第二LED堆叠件3330产生并要进入第二结合层3550的光。被反射的光可以通过第一LED堆叠件3230和第二LED堆叠件3330发射。
上绝缘层3610可以覆盖第一LED堆叠件3230、第二LED堆叠件3330和第三LED堆叠件3430。具体地，上绝缘层3610可以覆盖第二LED堆叠件3330的侧表面和第三LED堆叠件3430的侧表面，并且还可以覆盖第一LED堆叠件3230的侧表面。
上绝缘层3610具有暴露第一通孔通路3270a、第二通孔通路3270b、第三通孔通路3270c的开口以及暴露第二LED堆叠件3330的第一导电类型半导体层3330a、第三LED堆叠件3430的第一导电类型半导体层3430a、第二-2欧姆电极3350和第三-2欧姆电极3450的开口。
上绝缘层3610可以由例如氧化硅或氮化硅的任何绝缘材料形成，但不限于此。
连接件3710将第一-1欧姆电极3290a、第二-1欧姆电极3390和第三-1欧姆电极3490彼此电连接。连接件3710形成在上绝缘层3610上，并且与第三LED堆叠件3430的第二导电类型半导体层3430b、第二LED堆叠件3330的第二导电类型半导体层3330b和第一LED堆叠件3230的第二导电类型半导体层3230b绝缘。
连接件3710可以由与第二-1欧姆电极3390和第三-1欧姆电极3490的材料基本相同的材料形成，因此可以与第二-1欧姆电极3390和第三-1欧姆电极3490一起形成。可选地，连接件3710可以由与第二-1欧姆电极3390或第三-1欧姆电极3490的导电材料不同的导电材料形成，因此可以在与第二-1欧姆电极3390和/或第三-1欧姆电极3490的工艺不同的工艺中单独形成。
连接件3720可以将第二-2欧姆电极3350(例如，阻挡层3350b)电连接到第二通孔通路3270b。连接件3730将第三-2欧姆电极(例如，阻挡层3450b)电连接到第三通孔通路3270c。连接件3720可以通过上绝缘层3610与第一LED堆叠件3230电绝缘。连接件3730也可以通过上绝缘层3610与第二LED堆叠件3330和第一LED堆叠件3230电绝缘。
连接件3720、3730可以通过同一工艺一起形成。连接件3720、3730还可以与连接件3710一起形成。此外，连接件3720、3730可以由与第二-1欧姆电极3390和第三-1欧姆电极3490的材料基本相同的材料形成，并且可以与第二-1欧姆电极3390和第三-1欧姆电极3490一起形成。可选地，连接件3720、3730可以由与第二-1欧姆电极3390或第三-1欧姆电极3490的导电材料不同的导电材料形成，因此可以通过与第二-1欧姆电极3390和/或第三-1欧姆电极3490的工艺不同的工艺单独形成。
下绝缘层3750覆盖基底3210的下表面。下绝缘层3750可以在基底3210的下侧处包括暴露第一通孔通路3270a、第二通孔通路3270b、第三通孔通路3270c的开口，并且还可以包括暴露基底3210的下表面的开口。
电极垫3770a、3770b、3770c和3770d设置在基底3210的下表面上。电极垫3770a、3770b和3770c通过绝缘层3750的开口连接到通孔通路3270a、3270b和3270c，电极垫3770d连接到基底3210。
电极垫3770a、3770b和3770c是针对每个像素设置的，以分别电连接到每个像素的第一LED堆叠件3230、第二LED堆叠件3330和第三LED堆叠件3430。虽然电极垫3770d也可以是针对每个像素设置的，但是基底3210对于多个像素连续地设置，这可以避免针对每个像素设置电极垫3770d的需要。
电极垫3770a、3770b、3770c、3770d结合到电路板3510，从而提供显示设备置。
接下来，将描述根据示例性实施例的制造显示设备的方法。
图67A至图74B是示出根据示例性实施例的制造显示设备的方法的示意性平面图和剖视图。每幅剖视图是沿着每幅对应的平面图中示出的线截取的。
参照图67A和图67B，在基底3210上生长第一LED堆叠件3230。基底3210可以为例如GaAs基底。第一LED堆叠件3230由AlGaInP基半导体层形成，并且包括第一导电类型半导体层3230a、活性层和第二导电类型半导体层3230b。可以在生长第一LED堆叠件3230之前形成分布式布拉格反射器3220。分布式布拉格反射器3220可以具有通过反复地堆叠例如AlAs/AlGaAs层而形成的堆叠结构。
然后，通过光刻和蚀刻在第一LED堆叠件3230和基底3210上形成凹槽。凹槽可以形成为穿过基底3210，或者可以在基底3210中形成预定深度，如图67B中所示。
然后，形成绝缘层3250以覆盖凹槽的侧壁，并且形成通孔通路3270a、3270b、3270c以填充凹槽。通孔通路3270a、3270b和3270c可以通过例如以下步骤形成：形成绝缘层以覆盖凹槽的侧壁；使用导电材料层或导电膏通过镀覆填充凹槽；通过化学机械抛光从第一LED堆叠件3230的上表面去除绝缘层和导电材料层。
参照图68A和图68B，可以经由第一结合层3530将第二LED堆叠件3330和第二-2欧姆电极3350结合到第一LED堆叠件3230。
在第二基底上生长第二LED堆叠件3330，并且在第二LED堆叠件3330上形成第二-2欧姆电极3350。第二LED堆叠件3330由AlGaInP基半导体层或AlGaInN基半导体层形成，并且可以包括第一导电类型半导体层3330a、活性层和第二导电类型半导体层3330b。第二基底可以是其上可以生长AlGaInP基半导体层的基底(例如，GaAs基底)或者其上可以生长AlGaInN基半导体层的基底(例如，蓝宝石基底)。可以确定用于第二LED堆叠件3330的Al、Ga和In的组成比，使得第二LED堆叠件3330可以发射绿光。第二-2欧姆电极3350与第二导电类型半导体层3330b(例如，p型半导体层)形成欧姆接触。第二-2欧姆电极3350可以包括反射从第二LED堆叠件3330产生的光的反射层3350a与阻挡层3350b。
第二-2欧姆电极3350被设置为面对第一LED堆叠件3230，并且通过第一结合层3530结合到第一LED堆叠件3230。此后，通过化学蚀刻或激光剥离从第二LED堆叠件3330去除第二基底以暴露第一导电类型半导体层3330a。可以通过表面纹理化在暴露的第一导电类型半导体层3330a上形成粗糙表面。
根据示例性实施例，还可以在形成第一结合层3530之前在第一LED堆叠件3230上形成绝缘层和反射层。
参照图69A和图69B，可以经由第二结合层3550将第三LED堆叠件3430和第三-2欧姆电极3450结合到第二LED堆叠件3330。
在第三基底上生长第三LED堆叠件3430，并且在第三LED堆叠件3430上形成第三-2欧姆电极3450。第三LED堆叠件3430由AlGaInN基半导体层形成，并且可以包括第一导电类型半导体层3430a、活性层和第二导电类型半导体层3430b。第三基底是其上可以生长GaN基半导体层的基底，并且不同于第一基底3210。可以确定用于第三LED堆叠件3430的AlGaInN的组成比，使得第三LED堆叠件3430可以发射蓝光。第三-2欧姆电极3450与第二导电类型半导体层3430b(例如，p型半导体层)形成欧姆接触。第三-2欧姆电极3450可以包括反射从第三LED堆叠件3430产生的光的反射层3450a与阻挡层3450b。
第三-2欧姆电极3450被设置为面对第二LED堆叠件3330，并且通过第二结合层3550结合到第二LED堆叠件3330。此后，通过化学蚀刻或激光剥离从第三LED堆叠件3430去除第三基底以暴露第一导电类型半导体层3430a。可以通过表面纹理化在暴露的第一导电类型半导体层3430a上形成粗糙表面。
根据示例性实施例，还可以在形成第二结合层3550之前在第二LED堆叠件3330上形成绝缘层和反射层。
参照图70A和图70B，在每个像素区域中，对第三LED堆叠件3430进行图案化以在除了第三子像素B中之外去除第三LED堆叠件3430。在第三子像素B的区域中，在第三LED堆叠件3430上形成凹口(缩进部)以通过该凹口暴露阻挡层3450b。
然后，在除了第三子像素B之外的区域中，去除第三-2欧姆电极3450和第二结合层3550以暴露第二LED堆叠件3330。如此，第三-2欧姆电极3450被限制性地定位在第三子像素B的区域附近。
在每个像素区域中，对第二LED堆叠件3330进行图案化以在除了第二子像素G之外的区域中去除第二LED堆叠件3330。在第二子像素G的区域中，第二LED堆叠件3330与第三LED堆叠件3430部分地叠置。
通过图案化第二LED堆叠件3330，暴露第二-2欧姆电极3350。第二LED堆叠件3330可以包括凹口，并且第二-2欧姆电极3350(例如，阻挡层3350b)可以通过该凹口被暴露。
此后，去除第二-2欧姆电极3350和第一结合层3530以暴露第一LED堆叠件3230。如此，将第二-2欧姆电极3350设置在第二子像素G的区域附近。另一方面，第一通孔通路3270a、第二通孔通路3270b和第三通孔通路3270c也与第一LED堆叠件3230一起被暴露。
在每个像素区域中，通过对第一LED堆叠件3230的第二导电类型半导体层3230b进行图案化使第一导电类型半导体层3230a暴露。如图70A中所示，第一导电类型半导体层3230a可以以细长形状(延长形状)暴露，但不限于此。
此外，通过图案化第一LED堆叠件3230使像素区域彼此划分开。如此，限定第一子像素R的区域。这里，也可以划分分布式布拉格反射器3220。可选地，分布式布拉格反射器3220可以对于多个像素连续地设置，而不被划分。此外，第一导电类型半导体层3230a也可以对于多个像素连续地设置。
参照图71A和图71B，在第一LED堆叠件3230上形成第一-1欧姆电极3290a和第一-2欧姆电极3290b。第一-1欧姆电极3290a可以在暴露的第一导电类型半导体层3230a上由例如Au-Te合金或Au-Ge合金形成。第一-2欧姆电极3290b可以在第二导电类型半导体层3230b上由例如Au-Be合金或Au-Zn合金形成。可以在第一-1欧姆电极3290a之前形成第一-2欧姆电极3290b，反之亦然。第一-2欧姆电极3290b可以连接到第一通孔通路3270a。另一方面，第一-1欧姆电极3290a可以包括垫区域和可以从垫区域朝向第一通孔通路3270a延伸的延伸部。
为了电流扩散，第一-2欧姆电极3290b可以被设置为至少部分地围绕第一-1欧姆电极3290a。虽然在图71A中第一-1欧姆电极3290a和第一-2欧姆电极3290b中的每个被示出为具有细长形状，但发明构思不限于此。可选地，例如，第一-1欧姆电极3290a和第一-2欧姆电极3290b中的每个可以具有圆形形状。
参照图72A和图72B，形成上绝缘层3610，以覆盖第一LED堆叠件3230、第二LED堆叠件3330和第三LED堆叠件3430。上绝缘层3610可以覆盖第一-1欧姆电极3290a和第一-2欧姆电极3290b。上绝缘层3610还可以覆盖第一LED堆叠件3230、第二LED堆叠件3330和第三LED堆叠件3430的侧表面以及分布式布拉格反射器3220的侧表面。
上绝缘层3610可以具有：开口3610a，暴露第一-1欧姆电极3290a；开口3610b、3610c，暴露阻挡层3350b、3450b；开口3610d、3610e，暴露第二通孔通路3270b和第三通孔通路3270c；开口3610f、3610g，暴露第二LED堆叠件3330的第一导电类型半导体层3330a和第三LED堆叠件3430的第一导电类型半导体层3430a。
参照图73A和图73B，形成第二-1欧姆电极3390、第三-1欧姆电极3490和连接件3710、3720、3730。在开口3610f中形成第二-1欧姆电极3390，以与第一导电类型半导体层3330a形成欧姆接触，并且在开口3610g中形成第三-1欧姆电极3490，以与第一导电类型半导体层3430a形成欧姆接触。
连接件3710将第二-1欧姆电极3390和第三-1欧姆电极3490电连接到第一-1欧姆电极3290a。连接件3710可以连接到例如暴露在开口3610a中的第一-1欧姆电极3290a。在上绝缘层3610上形成连接件3710以与第二导电类型半导体层3230b、3330b和3430b绝缘。
连接件3720将第二-2欧姆电极3350电连接到第二通孔通路3270b，并且连接件3730将第三-2欧姆电极3450电连接到第三通孔通路3270c。连接件3720、3730被设置在上绝缘层3610上以防止与第一LED堆叠件3230、第二LED堆叠件3330和第三LED堆叠件3430短路。
可以通过同一工艺由基本相同的材料形成第二-1欧姆电极3390、第三-1欧姆电极3490和连接件3710、3720、3730。然而，发明构思不限于此。可选地，可以通过不同的工艺由不同的材料形成第二-1欧姆电极3390、第三-1欧姆电极3490和连接件3710、3720、3730。
此后，参照图74A和图74B，在基底3210的下表面上形成下绝缘层3750。下绝缘层3750具有暴露第一通孔通路3270a、第二通孔通路3270b和第三通孔通路3270c的开口，并且还可以具有暴露基底3210的下表面的(一个或多个)开口。
在下绝缘层3750上形成电极垫3770a、3770b、3770c、3770d。电极垫3770a、3770b、3770c分别连接到第一通孔通路3270a、第二通孔通路3270b和第三通孔通路3270c，并且电极垫3770d连接到基底3210。
因此，电极垫3770a通过第一通孔通路3270a电连接到第一LED堆叠件3230的第二导电类型半导体层3230b，电极垫3770b通过第二通孔通路3270b电连接到第二LED堆叠件3330的第二导电类型半导体层3330b，并且电极垫3770c通过第三通孔通路3270c电连接到第三LED堆叠件3430的第二导电类型半导体层3430b。第一LED堆叠件3230的第一导电类型半导体层3230a、第二LED堆叠件3330的第一导电类型半导体层3330a和第三LED堆叠件3430的第一导电类型半导体层3430a共同地电连接到电极垫3770d。
以这种方式，可以通过将基底3210的电极垫3770a、3770b、3770c、3770d结合到图62中示出的电路板3510来形成根据示例性实施例的显示设备。如上所述，电路板3510可以包括有源电路或无源电路，从而可以以有源矩阵方式或以无源矩阵方式驱动显示设备。
图75是根据另一示例性实施例的用于显示器的发光二极管像素的剖视图。
参照图75，除了第二LED堆叠件3330覆盖第一LED堆叠件3230的大部分并且第三LED堆叠件3430覆盖第二LED堆叠件3330的大部分之外，根据示例性实施例的显示设备的发光二极管像素3001总体上类似于图63的显示设备的发光二极管像素3000。以这种方式，从第一子像素R产生的光在基本穿过第二LED堆叠件3330和第三LED堆叠件3430之后发射到外部，并且从第二LED堆叠件3330产生的光在基本穿过第三LED堆叠件3430之后发射到外部。
第一LED堆叠件3230相比于第二LED堆叠件3330和第三LED堆叠件3430可以包括具有更窄的带隙的活性层，以相比于第二LED堆叠件3330和第三LED堆叠件3430发射具有更长波长的光，第二LED堆叠件3330相比于第三LED堆叠件3430可以包括具有更窄的带隙的活性层，以相比于第三LED堆叠件3430发射具有更长波长的光。
图76是根据示例性实施例的显示设备的一个像素的放大俯视图，图77A和图77B分别是沿图76的线G-G和线H-H截取的剖视图。
参照图76、图77A和图77B，除了第二LED堆叠件3330覆盖第一LED堆叠件3230的大部分并且第三LED堆叠件3430覆盖第二LED堆叠件3330的大部分之外，根据示例性实施例的像素总体上类似于图65A、图65B、图66A、图66B、图66C和图66D的像素。第一通孔通路3270a、第二通孔通路3270b、第三通孔通路3270c可以设置在第二LED堆叠件3330和第三LED堆叠件3430外侧。
此外，第一-1欧姆电极3290a的一部分和第二-1欧姆电极3390的一部分可以设置在第三LED堆叠件3430下面。如此，可以在将第二LED堆叠件3330结合到第一LED堆叠件3230之前形成第一-1欧姆电极3290a，还可以在将第三LED堆叠件3430结合到第二LED堆叠件3330之前形成第二-1欧姆电极3390。
此外，从第一LED堆叠件3230产生的光在基本穿过第二LED堆叠件3330和第三LED堆叠件3430之后发射到外部，从第二LED堆叠件3330产生的光在基本穿过第三LED堆叠件3430之后发射到外部。因此，第一结合层3530和第二结合层3550由透光材料形成，并且第二-2欧姆电极3350和第三-2欧姆电极3450由透明导电层构成。
另一方面，如图77A和图77B中所示，凹口可以形成在第三LED堆叠件3430上以暴露第三-2欧姆电极3450，凹口连续地形成在第三LED堆叠件3430和第二LED堆叠件3330上以暴露第二-2欧姆电极3350。第二-2欧姆电极3350和第三-2欧姆电极3450分别通过连接件3720、3730电连接到第二通孔通路3270b和第三通孔通路3270c。
此外，凹口可以形成在第三LED堆叠件3430上以暴露形成在第二LED堆叠件3330的第一导电类型半导体层3330a上的第二-1欧姆电极3390，凹口可以连续地形成在第三LED堆叠件3430和第二LED堆叠件3330上以暴露形成在第一LED堆叠件3230的第一导电类型半导体层3230a上的第一-1欧姆电极3290a。连接件3710可以将第一-1欧姆电极3290a和第二-1欧姆电极3390连接到第三-1欧姆电极3490。第三-1欧姆电极3490可以与连接件3710一起形成，并且可以连接到第一-1欧姆电极3290a和第二-1欧姆电极3390的垫区域。
第一-1欧姆电极3290a和第二-1欧姆电极3390部分地设置在第三LED堆叠件3430下面，但发明构思不限于此。例如，可以省略第一-1欧姆电极3290a和第二-1欧姆电极3390的设置在第三LED堆叠件3430下面的部分。此外，可以省略第二-1欧姆电极3390，并且连接件3710可以与第一导电类型半导体层3330a形成欧姆接触。
根据示例性实施例，可以通过晶圆结合以晶圆级形成多个像素，因此，可以避免或显著减少单独安装发光二极管的工艺。
此外，由于通孔通路3270a、3270b、3270c形成在基底3210中并被用作电流路径，所以可以不需要去除基底3210。因此，用于生长第一LED堆叠件3230的生长基底可以被用作基底3210，而不需要被从第一LED堆叠件3230去除。
图78是根据示例性实施例的用于显示器的发光二极管(LED)的示意性剖视图。
参照图78，用于显示器4000的发光二极管堆叠件4000可以包括支撑基底4051、第一LED堆叠件4023、第二LED堆叠件4033、第三LED堆叠件4043、反射电极4025、欧姆电极4026、第一绝缘层4027、第二绝缘层4028、互连线4029、第二p透明电极4035、第三p透明电极4045、第一滤色器4037、第二滤色器4047、亲水材料层4052、4054和4056、第一结合层4053(下结合层)、第二结合层4055(中间结合层)以及第三结合层4057(上结合层)。
支撑基底4051支撑半导体堆叠件4023、4033和4043。支撑基底4051可以在其表面上或其内部具有电路，但是不限于此。支撑基底4051可以包括例如玻璃基底、蓝宝石基底、Si基底或Ge基底。
第一LED堆叠件4023、第二LED堆叠件4033和第三LED堆叠件4043各自包括第一导电类型半导体层4023a、4033a和4043a、第二导电类型半导体层4023b、4033b和4043b以及置于第一导电类型半导体层与第二导电类型半导体层之间的活性层。活性层可以具有多量子阱结构。
第一LED堆叠件4023可以是发射红光的无机LED，第二LED堆叠件4033可以是发射绿光的无机LED，第三LED堆叠件4043可以是发射蓝光的无机LED。第一LED堆叠件4023可以包括GaInP基阱层，第二LED堆叠件4033和第三LED堆叠件4043可以包括GaInN基阱层。然而，发明构思不限于此，当LED堆叠件包括微LED时，第一LED堆叠件4023可以发射红光、绿光和蓝光中的任何一种，第二LED堆叠件4033和第三LED堆叠件4043可以发射红光、绿光和蓝光中的不同的一种，由于其小形状因子而不会不利地影响操作或需要滤色器。
每个LED堆叠件4023、4033或4043的相对的表面分别是n型半导体层和p型半导体层。示出的示例性实施例描述了其中第一LED堆叠件至第三LED堆叠件4023、4033和4043中的每个的第一导电类型半导体层4023a、4033a和4043a是n型并且它们的第二导电类型半导体层4023b、4033b和4043b是p型的情况。粗糙的表面可以形成在第一LED堆叠件至第三LED堆叠件4023、4033和4043的上表面上。然而，发明构思不限于此，并且每个LED堆叠件的上表面和下表面的半导体类型的类型可以颠倒。
第一LED堆叠件4023设置为与支撑基底4051相邻，第二LED堆叠件4033设置在第一LED堆叠件4023上，第三LED堆叠件4043设置在第二LED堆叠件4033上。由于第一LED堆叠件4023比第二LED堆叠件4033和第三LED堆叠件4043发射更长波长的光，所以在第一LED堆叠件4023中产生的光可以透射穿过第二LED堆叠件4033和第三LED堆叠件4043并且可以发射到外部。此外，由于第二LED堆叠件4033比第三LED堆叠件4043发射更长波长的光，所以在第二LED堆叠件4033中产生的光可以透射穿过第三LED堆叠件4043并且可以发射到外部。
反射电极4025与第一LED堆叠件4023的第二导电类型半导体层欧姆接触并且反射在第一LED堆叠件4023中产生的光。例如，反射电极4025可以包括欧姆接触层4025a和反射层4025b。
欧姆接触层4025a与第二导电类型半导体层(即，p型半导体层)部分地接触。为了防止光被欧姆接触层4025a吸收，其中欧姆接触层4025a与p型半导体层接触的面积可以不超过p型半导体层的总面积的大约50％。反射层4025b覆盖欧姆接触层4025a，并且还覆盖第一绝缘层4027。如所示出的，反射层4025b可以基本覆盖欧姆接触层4025a的全部或欧姆接触层4025a的一部分。
反射层4025b覆盖第一绝缘层4027，使得可以通过具有相对高折射率的第一LED堆叠件4023以及具有相对低折射率的反射层4025b和第一绝缘层4027的堆叠来形成全方位反射器。反射层4025b覆盖第一LED堆叠件4023的面积的大约50％或更大(优选地，第一LED堆叠件4023的大部分区域)，从而提高光效率。
欧姆接触层4025a和反射层4025b可以由包含金(Au)的金属层形成。欧姆接触层4025a可以由例如Au-Zn合金或Au-Be合金形成。反射层4025b可以由相对于在第一LED堆叠件4023中产生的光(例如，红光)具有高反射率的金属层形成，诸如铝(Al)、银(Ag)或金(Au)。具体地，相对于在第二LED堆叠件4033和第三LED堆叠件4043中产生的光(例如，绿光或蓝光)，Au可以具有相对低的反射率，从而Au可以通过吸收在第二LED堆叠件4033和第三LED堆叠件4043中产生并朝向支撑基底4051传播的光来减小光干扰。
第一绝缘层4027设置在支撑基底4051与第一LED堆叠件4023之间，并且具有暴露第一LED堆叠件4023的开口。欧姆接触层4025a在第一绝缘层4027的开口内连接到第一LED堆叠件4023。
欧姆电极4026与第一LED堆叠件4023的第一导电类型半导体层4023a欧姆接触。欧姆电极4026可以设置在通过部分地去除第二导电类型半导体层4023b而暴露的第一导电类型半导体层4023a上。虽然图78示出了一个欧姆电极4026，但是多个欧姆电极4026在支撑基底4051上的多个区域上排列。欧姆电极4026可以由例如Au-Te合金或Au-Ge合金形成。
第二绝缘层4028设置在支撑基底4051与反射电极4025之间以覆盖反射电极4025。第二绝缘层4028具有暴露欧姆电极4026的开口。第二绝缘层4028可以由SiO2或SOG形成。
互连线4029设置在第二绝缘层4028与支撑基底4051之间，并且通过第二绝缘层4028的开口连接到欧姆电极4026。互连线4029可以在支撑基底4051上将多个欧姆电极4026彼此连接。
第二p透明电极4035与第二LED堆叠件4033的第二导电类型半导体层4033b(即，p型半导体层)欧姆接触。第二p透明电极4035可以由对红光和绿光透明的金属层或导电氧化物层形成。
第三p透明电极4045与第三LED堆叠件4043的第二导电类型半导体层4043b(即，p型半导体层)欧姆接触。第三p透明电极4045可以由对红光、绿光和蓝光透明的金属层或导电氧化物层形成。
反射电极4025、第二p透明电极4035和第三p透明电极4045可以与每个LED堆叠件的p型半导体层欧姆接触，以有助于电流扩散。
第一滤色器4037可以设置在第一LED堆叠件4023与第二LED堆叠件4033之间。此外，第二滤色器4047可以设置在第二LED堆叠件4033与第三LED堆叠件4043之间。第一滤色器4037透射在第一LED堆叠件4023中产生的光并且反射在第二LED堆叠件4033中产生的光。第二滤色器4047透射在第一LED堆叠件4023和第二LED堆叠件4033中产生的光，并反射在第三LED堆叠件4043中产生的光。因此，在第一LED堆叠件4023中产生的光可以通过第二LED堆叠件4033和第三LED堆叠件4043发射到外部，并且在第二LED堆叠件4033中产生的光可以通过第三LED堆叠件4043发射到外部。此外，可以防止在第二LED堆叠件4033中产生的光入射到第一LED堆叠件4023上而损失，或者防止在第三LED堆叠件4043中产生的光入射到第二LED堆叠件4033上而损失。
根据一些示例性实施例，第一滤色器4037还可以反射在第三LED堆叠件4043中产生的光。根据一些示例性实施例，当LED堆叠件包括微LED时，由于微LED的小形状因子，可以省略滤色器。
第一滤色器4037和第二滤色器4047可以是例如仅通过低频区(即，长波长区)的低通滤波器、仅通过预定波段的带通滤波器或者仅阻挡预定波段的带阻滤波器。具体地，第一滤色器4037和第二滤色器4047可以通过交替地堆叠具有不同的折射率的绝缘层来形成，并且可以通过交替地堆叠例如TiO2和SiO2、Ta2O5和SiO2、Nb2O5和SiO2、HfO2和SiO2或者ZrO2和SiO2来形成。此外，第一滤色器4037和/或第二滤色器4047可以包括分布式布拉格反射器(DBR)。分布式布拉格反射器可以通过交替地堆叠具有不同的折射率的绝缘层来形成。此外，可以通过调整TiO2和SiO2的厚度来控制分布式布拉格反射器的阻止带。
第一结合层4053将第一LED堆叠件4023结合到支撑基底4051。如所示出的，互连线4029可以与第一结合层4053接触。此外，互连线4029设置在第二绝缘层4028的一些区域下方，并且第二绝缘层4028的不具有互连线4029的区域可以与第一结合层4053接触。第一结合层4053可以是透光的或不透光的。具体地，可以通过使用吸收光的粘合层(诸如黑色环氧树脂)作为第一结合层4053来改善显示设备的对比度。
第一结合层4053可以与支撑基底4051直接接触，但是如所示出的，亲水材料层4052可以设置在支撑基底4051与第一结合层4053之间的界面上。亲水材料层4052可以将支撑基底4051的表面改变为亲水的，以改善第一结合层4053的粘合性。如在这里所使用的，结合层和亲水材料层可以统称为缓冲层。
第一结合层4053对亲水材料层具有强粘合性，而对疏水材料层具有弱粘合性。因此，在其中粘合性弱的部分处会发生剥离。根据示例性实施例的亲水材料层4052可以将疏水表面改变为亲水的，以增强第一结合层4053的粘合性，从而防止剥离的发生。
亲水材料层4052也可以通过在支撑基底4051的表面上沉积例如SiO2等来形成，并且也可以通过用等离子体处理支撑基底4051的表面以使表面改性来形成。表面改性层提高了表面能，使疏水性变为亲水性。在其中第二绝缘层4028具有疏水性的情况下，亲水材料层也可以设置在第二绝缘层4028上，并且第一结合层4053可以与第二绝缘层4028上的亲水材料层接触。
第二结合层4055将第二LED堆叠件4033结合到第一LED堆叠件4023。第二结合层4055可以设置在第一LED堆叠件4023与第一滤色器4037之间，并且可以与第一滤色器4037接触。第二结合层4055可以透射在第一LED堆叠件4023中产生的光。亲水材料层4054可以设置在第一LED堆叠件4023与第二结合层4055之间的界面中。第一LED堆叠件4023的第一导电类型半导体层4023a通常呈现疏水性。因此，在其中第二结合层4055与第一导电类型半导体层4023a直接接触的情况下，在第二结合层4055与第一导电类型半导体层4023a之间的界面处可能发生剥离。
根据示例性实施例的亲水材料层4054将第一LED堆叠件4023的表面从具有疏水性改变为具有亲水性，因此改善第二结合层4055的粘合性，从而减少或防止剥离的发生。如上所述，亲水材料层4054可以通过沉积SiO2或用等离子体使第一LED堆叠件4023的表面改性来形成。
第一滤色器4037的与第二结合层4055接触的表面层可以是亲水材料层，例如，SiO2。在其中第一滤色器4037的表面层不亲水的情况下，亲水材料层可以形成在第一滤色器4037上，并且第二结合层4055可以与亲水材料层接触。
第三结合层4057将第三LED堆叠件4043结合到第二LED堆叠件4033。第三结合层4057可以设置在第二LED堆叠件4033与第二滤色器4047之间，并且可以与第二滤色器4047接触。第三结合层4057透射在第一LED堆叠件4023和第二LED堆叠件4033中产生的光。亲水材料层4056可以设置在第二LED堆叠件4033与第三结合层4057之间的界面中。第二LED堆叠件4033可以呈现疏水性，结果，在其中第三结合层4057与第二LED堆叠件4033直接接触的情况下，在第三结合层4057与第二LED堆叠件4033之间的界面处可能发生剥离。
根据示例性实施例的亲水材料层4056将第二LED堆叠件4033的表面从疏水性改变为亲水性，因此改善了第三结合层4057的粘合性，从而防止剥离的发生。如上所述，亲水材料层4056可以通过沉积SiO2或用等离子体使第二LED堆叠件4033的表面改性来形成。
第二滤色器4047的与第三结合层4057接触的表面层可以是亲水材料层，例如，SiO2。在其中第二滤色器4047的表面层不亲水的情况下，亲水材料层可以形成在第二滤色器4047上，并且第三结合层4057可以与亲水材料层接触。
第一结合层至第三结合层4053、4055和4057可以由透光SOC形成，但不限于此，并且可以使用其它的透明有机材料层或透明无机材料层。有机材料层的示例可以包括SU8、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚酰亚胺、聚对二甲苯、苯并环丁烯(BCB)等，无机材料层的示例可以包括Al2O3、SiO2、SiNx等。可以以高真空和高压结合有机材料层，可以通过利用例如化学机械抛光工艺使表面平坦化，使用等离子体等改变表面能，然后使用改变的表面能来结合无机材料层。
图79A至图79F是示出根据示例性实施例的制造用于显示器的发光二极管堆叠件4000的方法的示意性剖视图。
参照图79A，首先在第一基底4021上生长第一LED堆叠件4023。第一基底4021可以是例如GaAs基底。第一LED堆叠件4023由AlGaInP基半导体层形成，并且包括第一导电类型半导体层4023a、有源层和第二导电类型半导体层4023b。
接下来，部分地去除第二导电类型半导体层4023b以暴露第一导电类型半导体层4023a。虽然图79A仅示出了一个像素区域，但是第一导电类型半导体层4023a对于每个像素区域被部分地暴露。
在第一LED堆叠件4023上形成第一绝缘层4027并且使第一绝缘层4027图案化以形成开口。例如，在第一LED堆叠件4023上形成SiO2，向其涂覆光致抗蚀剂，并且通过光刻和显影形成光致抗蚀剂图案。接下来，可以通过使用光致抗蚀剂图案作为蚀刻掩模使SiO2图案化来形成其中形成有开口的第一绝缘层4027。第一绝缘层4027的开口之一可以设置在第一导电类型半导体层4023a上，其它开口可以设置在第二导电类型半导体层4023b上。
此后，在第一绝缘层4027的开口中形成欧姆接触层4025a和欧姆电极4026。可以使用提离技术形成欧姆接触层4025a和欧姆电极4026。首先可以形成欧姆接触层4025a，然后可以形成欧姆电极4026，反之亦然。此外，根据示例性实施例，欧姆电极4026和欧姆接触层4025a可以同时由同一材料层形成。
在形成欧姆接触层4025a之后，形成覆盖欧姆接触层4025a和第一绝缘层4027的反射层4025b。可以使用提离技术形成反射层4025b。反射层4025b也可以覆盖欧姆接触层4025a的一部分，并且如所示出的也可以基本覆盖欧姆接触层4025a的全部。反射电极4025由欧姆接触层4025a和反射层4025b形成。
反射电极4025可以与第一LED堆叠件4023的p型半导体层欧姆接触，并且因此可以称为第一p型反射电极4025。反射电极4025与欧姆电极4026间隔开，从而与第一导电类型半导体层4023a电绝缘。
形成覆盖反射电极4025并具有暴露欧姆电极4026的开口的第二绝缘层4028。第二绝缘层4028可以由例如SiO2或SOG形成。
然后，在第二绝缘层4028上形成互连线4029。互连线4029通过第二绝缘层4028的开口连接到欧姆电极4026，从而电连接到第一导电类型半导体层4023a。
虽然互连线4029在图79A中被示出为覆盖第二绝缘层4028的整个表面，但是互连线4029可以部分地设置在第二绝缘层4028上，并且第二绝缘层4028的上表面可以在互连线4029周围暴露。
虽然示出的示例性实施例示出了一个像素区域，但是设置在基底4021上的第一LED堆叠件4023可以覆盖多个像素区域，并且互连线4029可以公共地连接到形成在多个区域上的欧姆电极4026。此外，可以在基底4021上形成多条互连线4029。
参照图79B，在第二基底4031上生长第二LED堆叠件4033，并且在第二LED堆叠件4033上形成第二p透明电极4035和第一滤色器4037。第二LED堆叠件4033可以包括氮化镓基的第一导电类型半导体层4033a、第二导电类型半导体层4033b以及设置在它们之间的活性层，并且活性层可以包括GaInN阱层。第二基底4031是其上可以生长氮化镓基半导体层的基底且与第一基底4021不同。可以确定GaInN的组成比，使得第二LED堆叠件4033可以发射绿光。第二p透明电极4035与第二导电类型半导体层4033b欧姆接触。
可以在第二p透明电极4035上形成第一滤色器4037，并且由于其细节与参照图78描述的细节基本相同，所以将省略其详细描述以避免冗余。
参照图79C，在第三基底4041上形成第三LED堆叠件4043，并且在第三LED堆叠件4043上形成第三p透明电极4045和第二滤色器4047。第三LED堆叠件4043可以包括氮化镓基的第一导电类型半导体层4043a、第二导电类型半导体层4043b以及设置在它们之间的活性层，并且活性层可以包括GaInN阱层。第三基底4041是其上可以生长氮化镓基半导体层的基底且与第一基底4021不同。可以确定GaInN的组成比，使得第三LED堆叠件4043发射蓝光。第三p透明电极4045与第二导电类型半导体层4043b欧姆接触。
由于第二滤色器4047与参照图78所描述的第二滤色器4047基本相同，所以将省略其详细描述以避免冗余。
另外，由于在不同的基底上生长第一LED堆叠件4023、第二LED堆叠件4033和第三LED堆叠件4043，所以其形成的顺序没有特别限制。
参照图79D，接下来，通过第一结合层4053将第一LED堆叠件4023结合到支撑基底4051上。结合材料层可以设置在支撑基底4051和第二绝缘层4028上，并且可以彼此结合以形成第一结合层4053。互连线4029设置为面对支撑基底4051。
另外，在其中支撑基底4051的表面具有疏水性的情况下，可以首先在支撑基底4051上形成亲水材料层4052。也可以通过在支撑基底4051的表面上沉积诸如SiO2的材料层或者用等离子体等处理支撑基底4051的表面以提高表面能来形成亲水材料层4052。通过等离子体处理对支撑基底4051的表面进行改性，并且可以在支撑基底4051的表面上形成具有高表面能的表面改性层。第一结合层4053可以结合到亲水材料层4052，从而改善了第一结合层4053的粘合性。
使用化学蚀刻技术从第一LED堆叠件4023去除第一基底4021。因此，第一LED堆叠件4023的第一导电类型半导体层被暴露在顶表面上。可以对第一导电类型半导体层4023a的暴露的表面进行纹理化以提高光提取效率，并且因此可以在第一导电类型半导体层4023a的表面上形成诸如粗糙表面等的光提取结构。
参照图79E，通过第二结合层4055将第二LED堆叠件4033结合到第一LED堆叠件4023。第一滤色器4037设置为面对第一LED堆叠件4023并且结合到第二结合层4055。结合材料层设置在第一LED堆叠件4023和第一滤色器4037上，并且彼此结合以形成第二结合层4055。
另外，在形成第二结合层4055之前，可以首先在第一LED堆叠件4023上形成亲水材料层4054。亲水材料层4054将第一LED堆叠件4023的表面从疏水性改变为亲水性，从而改善了第二结合层4055的粘合性。也可以通过沉积诸如SiO2的材料层或者用等离子体等处理第一LED堆叠件4023的表面以提高表面能来形成亲水材料层4054。通过等离子体处理对第一LED堆叠件4023的表面进行改性，并且可以在第一LED堆叠件4023的表面上形成具有高表面能的表面改性层。第二结合层4055可以结合到亲水材料层4054，从而改善了第二结合层4055的粘合性。
可以使用诸如激光剥离或化学剥离的技术将第二基底4031与第二LED堆叠件4033分开。此外，为了改善光提取，可以使用表面纹理化在第一导电类型半导体层4033a的暴露的表面上形成粗糙表面。
参照图79F，然后可以在第二LED堆叠件4033上形成亲水材料层4056。亲水材料层4056将第二LED堆叠件4033的表面改变为亲水性，从而改善第三结合层4057的粘合性。也可以通过沉积诸如SiO2的材料层或者用等离子体等处理第二LED堆叠件4033的表面以提高表面能来形成亲水材料层4056。然而，在其中第二LED堆叠件4033的表面具有亲水性的情况下，可以省略亲水材料层4056。
接下来，参照图78和图79C，通过第三结合层4057将第三LED堆叠件4043结合到第二LED堆叠件4033上。第二滤色器4047设置为面对第二LED堆叠件4033并且结合到第三结合层4057。结合材料层设置在第二LED堆叠件4033(或亲水材料层4056)和第三滤色器4047上，并且彼此结合以形成第三结合层4057。
可以使用诸如激光剥离或化学剥离的技术将第三基底4041与第三LED堆叠件4043分开。因此，如图78所示，提供了其中使第三LED堆叠件4043的第一导电层4043a暴露的用于显示器的LED堆叠件。此外，可以通过表面纹理化在第一导电类型半导体层4043a的暴露表面上形成粗糙表面。
设置在支撑基底4051上的第一LED堆叠件至第三LED堆叠件4023、4033和4043的堆叠件以像素为单位进行图案化，并且图案化的堆叠件使用互连线彼此连接，从而可以提供显示设备。在下文中，将描述根据示例性实施例的显示设备。
图80是根据示例性实施例的显示设备的示意性电路图，图81是根据示例性实施例的显示设备的示意性平面图。
参照图80和图81，根据示例性实施例的显示设备可以被实现为以无源矩阵方式驱动。
例如，由于参照图78描述的用于显示器的LED堆叠件具有其中第一LED堆叠件至第三LED堆叠件4023、4033和4043沿竖直方向堆叠的结构，所以一个像素包括三个发光二极管R、G和B。这里，第一发光二极管R可以对应于第一LED堆叠件4023，第二发光二极管G可以对应于第二LED堆叠件4033，第三发光二极管B可以对应于第三LED堆叠件4043。
在图80和图81中，一个像素包括第一发光二极管至第三发光二极管R、G和B，并且每个发光二极管对应于一个子像素。第一发光二极管至第三发光二极管R、G和B的阳极连接到公共线(例如，数据线)，而它们的阴极连接到不同的线(例如，扫描线)。作为示例，对于第一像素，第一发光二极管至第三发光二极管R、G和B的阳极共同连接到数据线Vdata1，其阴极分别连接到扫描线Vscan1-1、Vscan1-2和Vscan1-3。因此，可以单独地驱动同一像素中的发光二极管R、G和B。
此外，可以通过使用脉宽调制或改变电流强度来驱动发光二极管R、G和B中的每个，从而可以调整每个子像素的亮度。
再次参照图81，通过使参照图78描述的堆叠件图案化来形成多个图案，并且各个像素连接到反射电极4025以及互连线4071、4073和4075。如图80中所示，反射电极4025可以用作数据线Vdata，互连线4071、4073和4075可以形成为扫描线。这里，互连线4075可以由互连线4029形成。反射电极4025可以将多个像素的第一LED堆叠件至第三LED堆叠件4023、4033和4043的第一导电类型半导体层4023a、4033a和4043a彼此电连接，并且互连线4029可以设置为基本垂直于反射电极4025，以将多个像素的第一导电类型半导体层4023a彼此电连接。
像素可以以矩阵形式布置，并且每个像素的发光二极管R、G和B的阳极共同地连接到反射电极4025，并且每个像素的发光二极管R、G和B的阴极各自连接到彼此间隔开的互连线4071、4073和4075。这里，互连线4071、4073和4075可以用作扫描线Vscan。
图82是图81的显示设备的一个像素的放大平面图，图83是沿图82的线A-A截取的示意性剖视图，图84是沿图82的线B-B截取的示意性剖视图。
返回参照图81至图84，在每个像素中，反射电极4025的一部分、第二p透明电极4035的一部分、第二LED堆叠件4033的上表面的一部分、第三p透明电极4045的一部分以及第三LED堆叠件4043的上表面暴露于外部。
第三LED堆叠件4043可以具有形成在其上表面上的粗糙表面4043r。粗糙表面4043r也可以形成在第三LED堆叠件4043的整个上表面上或者形成在第三LED堆叠件4043的上表面的一部分上。
下绝缘层4061可以覆盖每个像素的侧表面。下绝缘层4061可以由诸如SiO2的透光材料形成，在这种情况下，下绝缘层4061还可以基本覆盖第三LED堆叠件4043的整个上表面。可选地，根据示例性实施例的下绝缘层4061可以包括光反射层或光吸收层，以防止光从第一LED堆叠件至第三LED堆叠件4023、4033和4043传播到侧表面，在这种情况下，下绝缘层4061至少部分地暴露第三LED堆叠件4043的上表面。下绝缘层4061可以包括例如分布式布拉格反射器或金属性反射层或者透明绝缘层上的有机反射层，也可以包括诸如黑色环氧树脂的光吸收层。诸如黑色环氧树脂的光吸收层可以防止光被发射到像素的外部，从而改善显示设备中的像素之间的对比度。
下绝缘层4061可以具有暴露第三LED堆叠件4043的上表面的开口4061a、暴露第二LED堆叠件4033的上表面的开口4061b、暴露第三p透明电极4045的开口4061c、暴露第二p透明电极4035的开口4061d以及暴露第一p型反射电极4025的开口4061e。第一LED堆叠件4023的上表面可以不暴露于外部。
互连线4071和互连线4073可以在第一LED堆叠件至第三LED堆叠件4023、4033和4043附近形成在支撑基底4051上，并且可以设置在下绝缘层4061上以与第一p型反射电极4025绝缘。连接件4077ab将第二p透明电极4035和第三p透明电极4045连接到反射电极4025。因此，第一LED堆叠件4023、第二LED堆叠件4033和第三LED堆叠件4043的阳极共同连接到反射电极4025。
互连线4075或4029可以在反射电极4025下方设置为基本垂直于反射电极4025，并且连接到欧姆电极4026，从而电连接到第一导电类型半导体层4023a。欧姆电极4026在第一LED堆叠件4023下方连接到第一导电类型半导体层4023a。如图82中所示，欧姆电极4026可以设置在第三LED堆叠件4043的粗糙表面4043r的下部区域外侧，因此可以减少光损失。
连接件4071a将第三LED堆叠件4043的上表面连接到互连线4071，并且连接件4073a将第二LED堆叠件4033的上表面连接到互连线4073。
上绝缘层4081可以设置在互连线4071和4073以及下绝缘层4061上，以保护互连线4071、4073和4075。上绝缘层4081可以具有暴露互连线4071、4073和4075的开口，并且键合引线等可以通过开口连接到互连线4071、4073和4075。
根据示例性实施例，第一LED堆叠件至第三LED堆叠件4023、4033和4043的阳极共同地电连接到反射电极4025，而其阴极分别电连接到互连线4071、4073和4075。因此，可以独立地驱动第一LED堆叠件至第三LED堆叠件4023、4033和4043。然而，发明构思不限于此，可以不同地修改电极和布线的连接。
图85A至图85H是根据示例性实施例的用于描述用于制造显示设备的方法的示意性平面图。在下文中，将描述用于制造图82的像素的方法。
首先，准备如参照图78所描述的发光二极管堆叠件4000。
接下来，参照图85A，可以在第三LED堆叠件4043的上表面上形成粗糙表面4043r。粗糙表面4043r可以形成为对应于第三LED堆叠件4043的上表面上的每个像素区域。可以使用化学蚀刻技术(例如，使用光增强化学蚀刻(PEC)技术)来形成粗糙表面4043r。
考虑到将来要在其中蚀刻第三LED堆叠件4043的区域，可以在每个像素区域内部分地形成粗糙表面4043r。具体地，可以形成粗糙表面4043r，使得欧姆电极4026设置在粗糙表面4043r外侧。然而，发明构思不限于此，粗糙表面4043r也可以基本形成在第三LED堆叠件4043的整个上表面之上。
参照图85B，然后在每个像素区域中蚀刻第三LED堆叠件4043的外围区域以暴露第三p透明电极4045。第三LED堆叠件4043可以如所示出的保留为基本具有矩形或正方形形状，但可以沿着边缘形成至少两个凹陷部分。此外，如所示出的，一个凹陷部分可以形成为比另一凹陷部分大。
参照图85C，然后除了第三p透明电极4045的暴露在相对大的凹陷部分中的一部分之外去除暴露的第三p透明电极4045，从而暴露第二LED堆叠件4033的上表面。第二LED堆叠件4033的上表面在第三LED堆叠件4043周围暴露，并且还暴露在另一凹陷部分中。其中暴露第三p透明电极4045的区域和其中暴露第二LED堆叠件4033的区域形成在相对大的凹陷部分中。
参照图85D，除了形成在相对小的凹陷部分中的第二LED堆叠件4033之外去除暴露在其余区域中的第二LED堆叠件4033，从而暴露第二p透明电极4035。第二p透明电极在第三LED堆叠件4043周围暴露，并且第二p透明电极4035还在相对大的凹陷部分中被暴露。
参照图85E，然后除了暴露在相对大的凹陷部分中的第二p透明电极4035之外去除暴露在第三LED堆叠件4043周围的第二p透明电极4035，从而暴露第一LED堆叠件4023的上表面。
参照图85F，继续去除在第三LED堆叠件4043周围暴露的第一LED堆叠件4023，并且去除第一绝缘层4027，从而暴露反射电极4025。因此，反射电极4025在第三LED堆叠件4043周围暴露。暴露的反射电极4025被图案化以在竖直方向上基本具有细长形状，从而形成线型互连线。被图案化的反射电极4025在竖直方向上设置在多个像素区域之上，并且在水平方向上与相邻的像素间隔开。
在示出的示例性实施例中，描述了在去除第一LED堆叠件4023之后使反射电极4025图案化，但是当在基底4021上形成反射电极4025时，也可以预先将反射电极4025形成为具有图案化的形状。在这种情况下，不需要在去除第一LED堆叠件4023之后使反射电极4025图案化。
通过使反射电极4025图案化，可以暴露第二绝缘层4028。互连线4029设置为垂直于反射电极4025，并且通过第二绝缘层4028与反射电极4025绝缘。
参照图85G，然后形成覆盖像素的下绝缘层4061(图83和图84)。下绝缘层4061覆盖反射电极4025并覆盖第一LED堆叠件至第三LED堆叠件4023、4033和4043的侧表面。此外，下绝缘层4061可以至少部分地覆盖第三LED堆叠件4043的上表面。在其中下绝缘层4061是诸如SiO2的透明层的情况下，下绝缘层4061还可以基本覆盖第三LED堆叠件4043的整个上表面。可选地，下绝缘层4061还可以包括反射层或光吸收层，并且在这种情况下，下绝缘层4061至少部分地暴露第三LED堆叠件4043的上表面，使得光发射到外部。
下绝缘层4061可以具有暴露第三LED堆叠件4043的开口4061a、暴露第二LED堆叠件4033的开口4061b、暴露第三p透明电极4045的开口4061c、暴露第二p透明电极4035的开口4061d以及暴露反射电极4025的开口4061e。可以形成暴露反射电极4025的一个或多个开口4061e。
参照图85H，然后通过提离技术形成互连线4071和4073以及连接件4071a、4073a和4077ab。互连线4071和4073通过下绝缘层4061与反射电极4025绝缘。连接件4071a将第三LED堆叠件4043电连接到互连线4071，连接件4073a将第二LED堆叠件4033连接到互连线4073。连接件4077ab将第三p透明电极4045和第二p透明电极4035电连接到第一p型反射电极4025。
互连线4071和4073可以设置为基本垂直于反射电极4025，并且可以将多个像素彼此连接。
接下来，上绝缘层4081(图83和图84)覆盖互连线4071和4073以及连接件4071a、4073a和4077ab。上绝缘层4081也可以基本覆盖第三LED堆叠件4043的整个上表面。上绝缘层4081可以由例如氧化硅膜或氮化硅膜形成，并且还可以包括分布式布拉格反射器。此外，上绝缘层4081可以包括透明绝缘膜和反射金属层或位于其上的多层结构的有机反射层以反射光，或者可以包括诸如基于黑色的环氧树脂的光吸收层以由此遮挡光。
在其中上绝缘层4081反射或遮挡光的情况下，为了向外部发射光，需要至少部分地暴露第三LED堆叠件4043的上表面。另外，为了允许从外部进行电连接，部分地去除上绝缘层4081，从而部分地暴露互连线4071、4073和4075。此外，也可以省略上绝缘层4081。
当形成上绝缘层4081时，完成了图82中示出的像素区域。此外，如图81中所示，可以在支撑基底4051上形成多个像素，并且这些像素可以通过第一p型反射电极4025和互连线4071、4073和4075彼此连接，并且可以以无源矩阵方式驱动。
在示出的示例性实施例中，描述了用于制造可以以无源矩阵方式驱动的显示设备的方法，但是发明构思不限于此，图78中示出的包括发光二极管堆叠件的显示设备可以被构造为以各种方式驱动。
例如，描述了互连线4071和4073一起形成在下绝缘层4061上，但是互连线4071可以形成在下绝缘层4061上且互连线4073也可以形成在上绝缘层4081上。
另外，在图78中，描述了反射电极4025、第二p透明电极4035和第三p透明电极4045分别与第一LED堆叠件4023、第二LED堆叠件4033和第三LED堆叠件4043的第二导电类型半导体层4023b、4033b和4043b欧姆接触，并且描述了欧姆电极4026与第一LED堆叠件4023的第一导电类型半导体层4023a欧姆接触，但欧姆接触层不单独提供给第二LED堆叠件4033的第一导电类型半导体层4033a和第三LED堆叠件4043的第一导电类型半导体层4043a。根据一些示例性实施例，当像素的尺寸小至200微米或更小时，即使在其中作为n型的第一导电类型半导体层4033a和4043a中没有形成单独的欧姆接触层的情况下，电流分散也没有困难。然而，为了电流分散，透明电极层可以设置在第二LED堆叠件4033和第三LED堆叠件4043的n型半导体层上。
根据示例性实施例，可以通过使用用于显示器的发光二极管堆叠件4000以晶圆级形成多个像素，从而可以避免单独安装发光二极管的步骤。此外，由于发光二极管堆叠件具有第一LED堆叠件至第三LED堆叠件4023、4033和4043竖直地堆叠的结构，所以可以在有限的像素面积内确保子像素的面积。此外，由于在第一LED堆叠件4023、第二LED堆叠件4033和第三LED堆叠件4043中产生的光穿过这些LED堆叠件透射并发射到外部，所以可以减少光损失。
然而，发明构思不限于此，还可以提供其中各个像素彼此分开的发光器件，并且这些发光器件单独地安装在电路板上，从而可以提供显示设备。
此外，描述了在第一导电类型半导体层4023a上形成与第二导电类型半导体层4023b相邻的欧姆电极4026，但是也可以在第一导电类型半导体层4023a的与第二导电类型半导体层4023b相对的表面上形成欧姆电极4026。在这种情况下，对第三LED堆叠件4043和第二LED堆叠件4033进行图案化以暴露欧姆电极4026，并且代替互连线4029，提供将欧姆电极4026连接到电路板的单独的互连线。
图86是根据示例性实施例的发光堆叠结构的剖视图。
参照图86，根据示例性实施例的发光堆叠结构包括多个顺序地堆叠的外延堆叠件。多个外延堆叠件设置在基底5010上。
基底5010基本具有板状，其具有上表面和下表面。
多个外延堆叠件可以安装在基底5010的上表面上，基底5010可以以各种形式设置。基底5010可以由绝缘材料形成。基底5010的材料的示例包括玻璃、石英、硅、有机聚合物、有机/无机复合物等。然而，基底5010的材料不限于此，并且只要基底5010具有绝缘性质就没有特别限制。在示例性实施例中，基底5010还可以包括可以向各个外延堆叠件提供发光信号和共电压的布线部。在示例性实施例中，除了布线部之外，基底5010还可以包括包含薄膜晶体管的驱动元件，在这种情况下，可以以有源矩阵类型驱动各个外延堆叠件。为此，基底5010可以设置为印刷电路板5010或者设置为具有形成在玻璃、硅、石英、有机聚合物或有机/无机复合物上的布线部和/或驱动元件的复合基底。
多个外延堆叠件顺序地堆叠在基底5010的上表面上，并且分别发射光。
在示例性实施例中，可以提供两个或更多个外延堆叠件，每个外延堆叠件发射彼此不同波段的光。也就是说，可以提供多个外延堆叠件，分别具有彼此不同的能带。在示例性实施例中，基底5010上的外延堆叠件被示出为设置有三个顺序地堆叠的层，包括第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040。
每个外延堆叠件可以发射各种波段的可见光段的颜色光。从最下面的外延堆叠件发射的光是最长波长的具有最低能带的颜色光，并且发射的颜色光的波长按从下侧到上侧的顺序变短。从设置在顶部处的外延堆叠件发射的光是最短波长的具有最高能带的颜色光。例如，第一外延堆叠件5020可以发射第一颜色光L1，第二外延堆叠件5030可以发射第二颜色光L2，第三外延堆叠件5040可以发射第三颜色光L3。第一颜色光至第三颜色光L1、L2和L3对应于彼此不同的颜色光，并且第一颜色光至第三颜色光L1、L2和L3可以是彼此不同波段的具有顺序减小的波长的颜色光。也就是说，第一颜色光至第三颜色光L1、L2和L3可以具有彼此不同的波段，并且颜色光可以按照第一颜色光L1至第三颜色光L3的顺序能量变高，波段变短。然而，发明构思不限于此，当发光堆叠结构包括微LED时，由于微LED的小形状因子，最下面的外延堆叠件可以发射具有任何能带的光的颜色，设置在其上的外延堆叠件可以发射具有与最下面的外延堆叠件的能带不同的能带的光的颜色。
例如，在示例性实施例中，第一颜色光L1可以是红光，第二颜色光L2可以是绿光，第三颜色光L3可以是蓝光。
每个外延堆叠件向基底5010的前方向发射光。具体地，从一个外延堆叠件发射的光穿过位于光路中的另一外延堆叠件并向前方向传播。前方向可以与第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040堆叠所沿的方向对应。
在下文中，除了上面提到的前方向和后方向之外，基底5010的“前”方向将被称为“上”方向，并且基底5010的“后”方向将被称为“下”方向。当然，术语“上”或“下”指的是相对方向，其可以根据发光堆叠结构的布置和方向而变化。
每个外延堆叠件沿上方向发射光，并且每个外延堆叠件透射从下面的外延堆叠件发射的光的大部分。具体地，从第一外延堆叠件5020发射的光穿过第二外延堆叠件5030和第三外延堆叠件5040并向前方向传播，并且从第二外延堆叠件5030发射的光穿过第三外延堆叠件5040并向前方向传播。为此，除了最下面的外延堆叠件之外的至少一些或期望所有外延堆叠件可以包括光学透射材料。如在这里使用的，“光学透射的”材料不仅包括透射全部光的透明材料，而且包括透射预定波长的光或透射预定波长的光的一部分的材料。在示例性实施例中，每个外延堆叠件可以透射从设置在其下面的外延堆叠件发射的光的大约60％或更多，或者在另一示例性实施例中透射光的大约80％或更多，或者在又一示例性实施例中透射光的大约90％或更多。
在根据示例性实施例的发光堆叠结构中，用于将发射信号施加到各个外延堆叠件的信号线独立地连接，因此，可以独立地驱动各个外延堆叠件，并且发光堆叠结构可以根据是否从每个外延堆叠件发射光来实现各种颜色。此外，用于发射彼此不同波长的光的外延堆叠件彼此竖直地叠置，从而可以形成在窄的区域中。
图87A和图87B是示出根据示例性实施例的发光堆叠结构的剖视图。
参照图87A，在根据示例性实施例的发光堆叠结构中，第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040中的每个可以经由置于它们之间的粘合层或缓冲层设置在基底5010上。
粘合层5061粘合基底5010并将第一外延堆叠件5020粘合到基底5010上。粘合层5061可以包括导电或非导电材料。当粘合层5061需要电连接到设置在其下面的基底5010时，粘合层5061可以在一些区域中具有导电性。粘合层5061可以包括透明或不透明材料。在示例性实施例中，当基底5010设置有不透明材料并且其上形成有布线部等时，粘合层5061可以包括不透明材料，例如，光吸收材料。对于形成粘合层5061的光吸收材料，可以使用各种聚合物粘合剂，包括例如环氧类聚合物粘合剂。
缓冲层用作使两个相邻层彼此粘合的组件，同时还用于减轻两个相邻层之间的应力或冲击。缓冲层设置在两个相邻的外延堆叠件之间以将两个相邻的外延堆叠件粘合在一起，同时还用于减轻可能影响两个相邻的外延堆叠件的应力或冲击。
缓冲层包括第一缓冲层5063和第二缓冲层5065。第一缓冲层5063可以设置在第一外延堆叠件5020与第二外延堆叠件5030之间，第二缓冲层5065可以设置在第二外延堆叠件5030与第三外延堆叠件5040之间。
缓冲层包括能够减轻应力或冲击的材料，例如，当存在来自外部的应力或冲击时能够吸收应力或冲击的材料。为此，缓冲层可以具有一定的弹性。缓冲层还可以包括具有粘合力的材料。此外，第一缓冲层5063和第二缓冲层5065可以包括非导电材料和光学透射材料。例如，光学透明粘合剂可以用于第一缓冲层5063和第二缓冲层5065。
用于形成第一缓冲层5063和第二缓冲层5065的材料不受特别限制，只要它是光学透明的并且能够在稳定地附着每个外延堆叠件的同时缓冲应力或冲击。例如，第一缓冲层5063和第二缓冲层5065可以由有机材料和无机材料形成，所述有机材料包括诸如SU-8的环氧类聚合物、各种抗蚀剂、聚对二甲苯、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、苯并环丁烯(BCB)、旋涂玻璃(SOG)等，所述无机材料诸如氧化硅、氧化铝等。如果需要，还可以使用导电氧化物作为缓冲层，在这种情况下，导电氧化物应该与其它组件绝缘。当用有机材料作为缓冲层时，可以将有机材料涂覆到粘合表面，然后在真空状态下以高温和高压结合。当用无机材料作为缓冲层时，可以在粘合表面上沉积无机材料，然后通过化学-机械平坦化(CMP)等进行平坦化，之后对该表面进行等离子体处理，然后通过在高真空下粘结来结合。
参照图87B，第一缓冲层5063和第二缓冲层5065中的每个可以包括用于粘合彼此相邻的两个外延堆叠件的粘合增强层5063a或5065a以及用于减轻两个相邻的外延堆叠件之间的应力或冲击的震动吸收层5063b或5065b。
当两个相邻的外延堆叠件中的至少一个暴露于应力或冲击时，位于两个相邻的外延堆叠件之间的震动吸收层5063b和5065b起到吸收应力或冲击的作用。
形成震动吸收层5063b和5065b的材料可以包括但不限于氧化硅、氮化硅、氧化铝等。在示例性实施例中，震动吸收层5063b和5065b可以包括氧化硅。
在示例性实施例中，除了应力或冲击吸收之外，震动吸收层5063b和5065b可以具有预定的粘合力以粘合两个相邻的外延堆叠件。具体地，震动吸收层5063b和5065b可以包括具有与外延堆叠件的表面能相似或相同的表面能的材料，以促进与外延堆叠件的粘合。例如，当通过等离子体处理等使外延堆叠件的表面具有亲水性时，可以使用诸如氧化硅的亲水材料作为震动吸收层，以改善对亲水外延堆叠件的粘合。
粘合增强层5063a或5065a用于牢固地粘合两个相邻的外延堆叠件。用于形成粘合增强层5063a或5065a的材料的示例包括但不限于诸如SOG、SU-8的环氧类聚合物、各种抗蚀剂、聚对二甲苯、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、苯并环丁烯(BCB)等。在示例性实施例中，粘合增强层5063a或5065a可以包括SOG。
在示例性实施例中，第一缓冲层5063可以包括第一粘合增强层5063a和第一震动吸收层5063b，第二缓冲层5065可以包括第二粘合增强层5065a和第二震动吸收层5065b。在示例性实施例中，粘合增强层和震动吸收层中的每个可以设置为一层，但不限于此，并且在另一示例性实施例中，粘合增强层和震动吸收层中的每个可以设置为多个层。
在示例性实施例中，可以各种改变堆叠粘合增强层和震动吸收层的顺序。例如，震动吸收层可以堆叠在粘合增强层上，或者相反，粘合增强层可以堆叠在震动吸收层上。此外，在第一缓冲层5063和第二缓冲层5065中堆叠粘合增强层和震动吸收层的顺序可以不同。例如，在第一缓冲层5063中，可以顺序地堆叠第一震动吸收层5063b和第一粘合增强层5063a，而在第二缓冲层5065中，可以顺序地堆叠第二粘合增强层5065a和第二震动吸收层5065b。图87B示出了其中在第一缓冲层5063中第一震动吸收层5063b堆叠在第一粘合增强层5063a上并且在第二缓冲层5065中第二震动吸收层5065b堆叠在第二粘合增强层5065a上的示例性实施例。
在示例性实施例中，第一缓冲层5063和第二缓冲层5065的厚度可以彼此基本相同或彼此不同。可以考虑在外延堆叠件的堆叠工艺中对外延堆叠件的冲击量来确定第一缓冲层5063和第二缓冲层5065的厚度。在示例性实施例中，第一缓冲层5063的厚度可以大于第二缓冲层5065的厚度。具体地，第一缓冲层5063中的第一震动吸收层5063b的厚度可以大于第二缓冲层5065中的第二震动吸收层5065b的厚度。
根据示例性实施例的发光堆叠结构可以通过其中顺序地堆叠第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040的工艺来制造，因此，在堆叠第一外延堆叠件5020之后堆叠第二外延堆叠件5030，在堆叠第一外延堆叠件5020和第二外延堆叠件5030两者之后堆叠第三外延堆叠件5040。因此，在工艺期间可能施加到第一外延堆叠件5020的应力或冲击的量大于可能施加到第二外延堆叠件5030的应力或冲击的量，并且有增加的频率。具体地，由于第二外延堆叠件5030以在其下方的堆叠件具有浅厚度的状态下被堆叠，所以与施加到堆叠在相对较大厚度的下面的堆叠件上的第三外延堆叠件5040的应力或冲击的量相比，第二外延堆叠件5030经受更大的应力或冲击的量。在示例性实施例中，第一缓冲层5063的厚度大于第二缓冲层5065的厚度，以补偿上述应力或冲击的差异。
图88是根据示例性实施例的发光堆叠结构的剖视图。
参照图88，第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040中的每个可以经由置于其间的粘合层5061以及第一缓冲层5063和第二缓冲层5065设置在基底5010上。
第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040中的每个包括顺序地设置的p型半导体层5025、5035和5045、活性层5023、5033和5043以及n型半导体层5021、5031和5041。
第一外延堆叠件5020的p型半导体层5025、活性层5023和n型半导体层5021可以包括发射红光的半导体材料。
发射红光的半导体材料的示例可以包括砷化铝镓(AlGaAs)、磷砷化镓(GaAsP)、磷化铝镓铟(AlGaInP)、磷化镓(GaP)等。然而，发射红光的半导体材料不限于此，并且可以使用各种其它材料。
第一p型接触电极5025p可以设置在第一外延堆叠件5020的p型半导体层5025下面。第一外延堆叠件5020的第一p型接触电极5025p可以是单层或多层金属。例如，第一p型接触电极5025p可以包括包含诸如Al、Ti、Cr、Ni、Au、Ag、Sn、W、Cu等的金属或其合金的各种材料。第一p型接触电极5025p可以包括具有高反射率的金属，因此，由于第一p型接触电极5025p由具有高反射率的金属形成，所以可以提高从第一外延堆叠件5020沿上方向发射的光的发射效率。
第一n型接触电极5021n可以设置在第一外延堆叠件5020的n型半导体层的上部上。第一外延堆叠件5020的第一n型接触电极5021n可以是单层或多层金属。例如，第一n型接触电极5021n可以由包括诸如Al、Ti、Cr、Ni、Au、Ag、Sn、W、Cu等的金属或其合金的各种材料形成。然而，第一n型接触电极5021n的材料不限于上述材料，因此，可以使用其它的导电材料。
第二外延堆叠件5030包括顺序地设置的n型半导体层5031、活性层5033和p型半导体层5035。n型半导体层5031、活性层5033和p型半导体层5035可以包括发射绿光的半导体材料。用于发射绿光的材料的示例包括氮化铟镓(InGaN)、氮化镓(GaN)、磷化镓(GaP)、磷化铝镓铟(AlGaInP)和磷化铝镓(AlGaP)。然而，发射绿光的半导体材料不限于此，并且可以使用各种其它材料。
第二p型接触电极5035p设置在第二外延堆叠件5030的p型半导体层5035下面。第二p型接触电极5035p设置在第一外延堆叠件5020与第二外延堆叠件5030之间，或者具体地，设置在第一缓冲层5063与第二外延堆叠件5030之间。
第二p型接触电极5035p中的每个可以包括透明导电氧化物(TCO)。透明导电氧化物可以包括氧化锡(SnO)、氧化铟(InO2)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锡锌(ITZO)等。透明导电化合物可以通过化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)(诸如蒸镀、溅射等)来沉积。第二p型接触电极5035p可以设置有足够的厚度，以在下面要描述的制造工艺中用作蚀刻阻挡件，例如，设置有大约5001埃至大约2微米的厚度到满足透明度的程度。
第三外延堆叠件5040包括顺序地设置的p型半导体层5045、活性层5043和n型半导体层5041。p型半导体层5045、活性层5043和n型半导体层5041可以包括发射蓝光的半导体材料。发射蓝光的材料的示例可以包括氮化镓(GaN)、氮化铟镓(InGaN)、硒化锌(ZnSe)等。然而，发射蓝光的半导体材料不限于此，并且可以使用各种其它材料。
第三p型接触电极5045p设置在第三外延堆叠件5040的p型半导体层5045下面。第三p型接触电极5045p设置在第二外延堆叠件5030与第三外延堆叠件5040之间，或者具体地，设置在第二缓冲层5065与第三外延堆叠件5040之间。
第二外延堆叠件5030的p型半导体层5035与第三外延堆叠件5040的p型半导体层5045之间的第二p型接触电极5035p和第三p型接触电极5045p是由第二外延堆叠件5030和第三外延堆叠件5040共用的共用电极。
因为第二p型接触电极5035p和第三p型接触电极5045p至少部分地彼此接触，并且彼此物理连接并电连接，所以当信号施加到第二p型接触电极5035p或第三p型接触电极5045p的至少一部分时，同一信号可以同时施加到第二外延堆叠件5030的p型半导体层5035和第三外延堆叠件5040的p型半导体层5045。例如，当共电压施加到第二p型接触电极5035p和第三p型接触电极5045p中的一个时，共电压通过第二p型接触电极5035p和第三p型接触电极5045p两者施加到第二外延堆叠件5030和第三外延堆叠件5040中的每个的p型半导体层。
在示出的示例性实施例中，虽然第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040的n型半导体层5021、5031和5041以及p型半导体层5025、5035和5045各自被示出为单层，但这些层可以是多层并且还可以包括超晶格层。此外，第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040的活性层5023、5033和5043可以包括单量子阱结构或多量子阱结构。
在示例性实施例中，作为共用电极的第二p型接触电极5035p和第三p型接触电极5045p基本覆盖第二外延堆叠件5030和第三外延堆叠件5040。第二p型接触电极5035p和第三p型接触电极5045p可以包括透明导电材料以透射来自下面的外延堆叠件的光。例如，第二p型接触电极5035p和第三p型接触电极5045p中的每个可以包括透明导电氧化物(TCO)。透明导电氧化物可以包括氧化锡(SnO)、氧化铟(InO2)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锡锌(ITZO)等。透明导电化合物可以通过化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)(诸如蒸镀、溅射)等沉积。第二p型接触电极5035p和第三p型接触电极5045p可以设置有足够的厚度，以在下面要描述的制造工艺中用作蚀刻阻挡件，例如，设置有大约5001埃至大约2微米的厚度到满足透明度的程度。
在示例性实施例中，公共线可以连接到第一p型接触电极至第三p型接触电极5025p、5035p和5045p。在这种情况下，公共线是施加共电压的线。此外，发光信号线可以分别连接到第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040的n型半导体层5021、5031和5041。共电压SC通过公共线施加到第一p型接触电极5025p、第二p型接触电极5035p和第三p型接触电极5045p，并且发光信号通过发光信号线施加到第一外延堆叠件5020的n型半导体层5021、第二外延堆叠件5030的n型半导体层5031以及第三外延堆叠件5040的n型半导体层5041，从而控制第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040的发光。发光信号包括分别对应于第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040的第一发光信号至第三发光信号SR、SG和SB。在示例性实施例中，第一发光信号SR可以是对应于红光的信号，第二发光信号SG可以是对应于绿光的信号，并且第三发光信号SB可以是对应于蓝光的发射的信号。
在上述示出的示例性实施例中，描述了共电压被施加到第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040的p型半导体层5025、5035和5045，并且发光信号被施加到第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040的n型半导体层5021、5031和5041，但是发明构思不限于此。在另一示例性实施例中，共电压可以施加到第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040的n型半导体层5021、5031和5041，并且发光信号可以施加到第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040的p型半导体层5025、5035和5045。
以此方式，根据施加到每个外延堆叠件的发光信号来驱动第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040。具体地，根据第一发光信号SR来驱动第一外延堆叠件5020，根据第二发光信号SG来驱动第二外延堆叠件5030，根据第三发光信号SB来驱动第三外延堆叠件5040。在这种情况下，第一发光信号SR、第二发光信号SG和第三发光信号SB被独立地施加到第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040，结果，第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040中的每个被独立地驱动。发光堆叠结构可以通过组合从第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040向上发射的第一颜色光至第三颜色光来最终提供各种颜色的光。
根据示例性实施例的发光堆叠结构可以以使得不同颜色光的部分被提供在叠置区域上这样的方式实现颜色，而不是在彼此间隔开的不同平面上实现不同颜色光，由此有利地提供发光元件的紧凑性和集成度。在传统的发光元件中，为了实现全色，通常将发射诸如红色、绿色和蓝色的不同颜色的光的发光元件在平面上彼此隔开放置，这将由于每个发光元件布置在平面上而占据相对大的面积。然而，在根据示例性实施例的发光堆叠结构中，与传统发光元件相比，通过提供使发射不同颜色光的发光元件的部分在一个区域中叠置的堆叠结构，可以在显著较小的区域中实现全色。因此，即使在小区域中，也可以制造高分辨率器件。
此外，根据示例性实施例的发光堆叠结构显著地减少了在制造期间可能出现的缺陷。具体地，发光堆叠结构可以通过按照第一外延堆叠件至第三外延堆叠件的顺序堆叠来制造，在这种情况下，在堆叠了第一外延堆叠件的状态下堆叠第二外延堆叠件，在堆叠了第一外延堆叠件和第二外延堆叠件两者的状态下堆叠第三外延堆叠件。然而，由于首先在分开的临时基底上制造第一外延堆叠件至第三外延堆叠件，然后通过将第一外延堆叠件至第三外延堆叠件转移到基底上来堆叠，因此在转移到基底上和去除临时基底的步骤期间可能发生缺陷，第一外延堆叠件至第三外延堆叠件以及第一外延堆叠件至第三外延堆叠件上的其它组件可能暴露于应力或冲击。然而，由于根据示例性实施例的发光堆叠结构在相邻的外延堆叠件之间包括缓冲层或者应力或震动吸收层，因此可以减少在处理期间可能出现的缺陷。
另外，因为传统的发光器件需要分开准备各个发光元件，然后为每个发光元件形成诸如通过互连线等连接的单独的接触件，所以传统的发光器件具有复杂的结构，因此需要复杂的制造工艺。然而，根据示例性实施例，通过在单个基底5010上顺序地堆叠多层的外延堆叠件，然后在多层的外延堆叠件上形成接触件并通过最少的工艺由线连接来形成发光堆叠结构。此外，由于分开制造并分开安装单个颜色的发光元件，所以根据示例性实施例，仅安装单个发光堆叠结构，而不是安装多个发光元件。因此，极大地简化了制造方法。
根据示例性实施例的发光堆叠结构可以另外采用各种组件以提供高纯度和高效率的颜色光。例如，根据示例性实施例的发光堆叠结构可以包括波通滤波器，以阻挡短波长光向发射相对长波长光的外延堆叠件行进。
在下面的示例性实施例中，为了避免冗余描述，将主要描述与上述示例性实施例的差异。
图89是根据示例性实施例的包括预定的波通滤波器的发光堆叠结构的剖视图。
参照图89，在根据示例性实施例的发光堆叠结构中，第一波通滤波器5071可以设置在第一外延堆叠件5020与第二外延堆叠件5030之间。
第一波通滤波器5071选择性地透射特定波长的光，并且可以透射从第一外延堆叠件5020发射的第一颜色光，而阻挡或反射除了第一颜色光之外的光。因此，从第一外延堆叠件5020发射的第一颜色光可以沿上方向传播，而从第二外延堆叠件5030发射的第二颜色光和从第三外延堆叠件5040发射的第三颜色光被阻挡而不朝向第一外延堆叠件5020传播，并且可以被第一波通滤波器5071反射或阻挡。
第二颜色光和第三颜色光是可以具有比第一颜色光相对短的波长的高能量的光，第二颜色光和第三颜色光进入第一外延堆叠件5020时可以在第一外延堆叠件5020中引起附加发光。在示例性实施例中，可以通过第一波通滤波器5071阻挡第二颜色光和第三颜色光进入第一外延堆叠件5020。
在示例性实施例中，第二波通滤波器5073可以设置在第二外延堆叠件5030与第三外延堆叠件5040之间。第二波通滤波器5073透射从第一外延堆叠件5020发射的第一颜色光和从第二外延堆叠件5030发射的第二颜色光，而阻挡或反射除了第一颜色光和第二颜色光之外的光。因此，从第一外延堆叠件5020发射的第一颜色光和从第二外延堆叠件5030发射的第二颜色光可以沿上方向传播，而从第三外延堆叠件5040发射的第三颜色光不被允许沿朝向第一外延堆叠件5020和第二外延堆叠件5030的方向传播，而是被第二波通滤波器5073反射或阻挡。
如上所述，第三颜色光是具有比第一颜色光和第二颜色光的波长短的波长的相对高能量的光，并且在进入第一外延堆叠件5020和第二外延堆叠件5030时，第三颜色光可以在第一外延堆叠件5020和第二外延堆叠件5030中引起附加发射。在示例性实施例中，第二波通滤波器5073防止第三颜色光进入第一外延堆叠件5020和第二外延堆叠件5030。
第一波通滤波器5071和第二波通滤波器5073可以以各种形状形成，并且可以通过交替地堆叠具有不同的折射率的绝缘膜来形成。例如，可以通过交替地堆叠SiO2和TiO2并且调整SiO2和TiO2的堆叠的厚度和数量来确定透射光的波长。具有不同的折射率的绝缘膜可以包括SiO2、TiO2、HfO2、Nb2O5、ZrO2、Ta2O5等。
当通过堆叠具有彼此不同的折射率的无机绝缘膜来形成第一波通滤波器5071和第二波通滤波器5073时，由于在制造工艺期间的应力或冲击，会发生例如剥离或裂纹的缺陷。然而，根据示例性实施例，可以通过提供缓冲层来减轻冲击而显著减少这种缺陷。
根据示例性实施例的发光堆叠结构可以另外采用各种组件以提供高效率的均匀光。例如，根据示例性实施例的发光堆叠结构可以在光出射表面上具有各种不规则部分(或粗糙表面)。例如，根据示例性实施例的发光堆叠结构可以具有形成在第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040的至少一个n型半导体层的上表面上的不规则部分。
在示例性实施例中，可以选择性地形成每个外延堆叠件的不规则部分。例如，可以在第一外延堆叠件5020上提供不规则部分，可以在第一外延堆叠件5020和第三外延堆叠件5040上提供不规则部分，或者可以在第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040上提供不规则部分。每个外延堆叠件的不规则部分可以设置在与每个外延堆叠件的发射表面对应的n型半导体层上。
设置不规则部分以提高发光效率，并且可以以各种形式(诸如多边形棱锥、半球形或者具有随机布置的表面粗糙度的平面)设置不规则部分。不规则部分可以通过各种蚀刻工艺或者通过使用图案化的蓝宝石基底来进行纹理化。
在示例性实施例中，来自第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040的第一颜色光至第三颜色光可以具有不同的光强度，并且强度上的这种差异会导致可视性上的差异。可以通过在第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040的光出射表面上选择性地形成不规则部分来提高发光效率，这使得第一颜色光至第三颜色光之间的可视性差异减小。与红色和/或蓝色对应的颜色光会具有比绿色的可视性低的可视性，在这种情况下，可以对第一外延堆叠件5020和/或第三外延堆叠件5040进行纹理化以减小可视性的差异。具体地，当最下面的发光堆叠件发射红色光时，光强度会是小的。如此，可以通过在其上表面上形成不规则部分来提高光效率。
具有上述结构的发光堆叠结构是能够表现各种颜色的发光元件，从而可以用作显示装置中的像素。在下面的示例性实施例中，显示装置将被描述为包括根据示例性实施例的发光堆叠结构。
图90是根据示例性实施例的显示装置的平面图，图91是示出图90的P1部分的放大平面图。
参照图90和图91，根据示例性实施例的显示装置5100可以显示诸如文本、视频、照片、二维或三维图像等的任何视觉信息。
显示装置5100可以以各种形状设置，各种形状包括诸如矩形的包含直边的封闭多边形或者包含曲边的圆形、椭圆形等、包含直边和曲边的组合的半圆形或半椭圆形。在示例性实施例中，显示装置将被描述为基本具有矩形形状。
显示装置5100具有用于显示图像的多个像素5110。每个像素5110可以是用于显示图像的最小单元。每个像素5110包括具有上述结构的发光堆叠结构，并且可以发射白光和/或颜色光。
在示例性实施例中，每个像素包括发射红光的第一像素5110R、发射绿光的第二像素5110G和发射蓝光的第三像素5110B。第一像素至第三像素5110R、5110G和5110B可以分别对应于上述发光堆叠结构的第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040。
像素5110以矩阵布置。如在这里使用的，以“矩阵”布置的像素不仅可以指像素5110沿行或列布置成线时，还可以指像素5110以任何重复的图案布置时，诸如总体沿行和列布置而在细节上有某些修改，诸如以像素5110布置成Z字形形状为例。
图92是根据示例性实施例的显示装置的结构图。
参照图92，根据示例性实施例的显示装置5100包括时序控制器5350、扫描驱动器5310、数据驱动器5330、布线部和像素。当像素包括多个像素时，每个像素通过布线部单独地连接到扫描驱动器5310、数据驱动器5330等。
时序控制器5350从外部(例如，从用于发送图像数据的系统)接收用于驱动显示装置所需的各种控制信号和图像数据。时序控制器5350对接收到的图像数据进行重排，并将图像数据发送到数据驱动器5330。此外，时序控制器5350产生用于驱动扫描驱动器5310所需的扫描控制信号和用于驱动数据驱动器5330所需的数据控制信号，并将所产生的扫描控制信号和数据控制信号输出到扫描驱动器5310和数据驱动器5330。
扫描驱动器5310从时序控制器5350接收扫描控制信号，并产生对应的扫描信号。数据驱动器5330从时序控制器5350接收数据控制信号和图像数据，并产生对应的数据信号。
布线部包括多条信号线。布线部包括连接扫描驱动器5310和像素的扫描线5130以及连接数据驱动器5330和像素的数据线5120。扫描线5130可以连接到各个像素，因此，对应于各个像素的扫描线5130被标记为第一扫描线至第三扫描线5130R、5130G和5130B(在下文中，统称为“5130”)。
此外，布线部还包括连接在时序控制器5350与扫描驱动器5310之间、时序控制器5350与数据驱动器5330之间或其它组件之间并传输信号的线。
扫描线5130将在扫描驱动器5310处产生的扫描信号提供给像素。在数据驱动器5330处产成的数据信号被输出到数据线5120。
像素连接到扫描线5130和数据线5120。当从扫描线5130供应扫描信号时，像素响应于从数据线5120输入的数据信号选择性地发射光。例如，在每个帧时段期间，每个像素发射具有对应于输入数据信号的亮度的光。被供应有对应于黑色亮度的数据信号的像素在对应的帧时段期间通过不发射光来显示黑色。
在示例性实施例中，像素可以作为无源型或有源型而被驱动。当显示装置作为有源型而被驱动时，除了扫描信号和数据信号之外，显示装置还可以被供应有第一像素电力和第二像素电力。
图93是无源型显示装置的一个像素的电路图。像素可以是R像素、G像素、B像素中的一个，并且第一像素5110R被示出为示例。由于可以以与第一像素基本相同的方式驱动第二像素和第三像素，所以将省略用于第二像素和第三像素的电路图。
参照图93，第一像素5110R包括连接在扫描线5130与数据线5120之间的发光元件5150。发光元件5150可以对应于第一外延堆叠件5020。当等于或大于阈值电压的电压被施加到p型半导体层与n型半导体层之间时，第一外延堆叠件5020发射具有与所施加电压的大小对应的亮度的光。具体地，可以通过控制施加到第一扫描线5130R的扫描信号的电压和/或施加到数据线5120的数据信号的电压来控制第一像素5110R的发射。
图94是有源型显示装置的第一像素的电路图。
当显示装置是有源型时，除了扫描信号和数据信号之外，第一像素5110R还可以供应有第一像素电力和第二像素电力(ELVDD和ELVSS)。
参照图94，第一像素5110R包括发光元件150和与其连接的晶体管部。发光元件150可以对应于第一外延堆叠件5020，发光元件150的p型半导体层可以经由晶体管部连接到第一像素电力ELVDD，并且n型半导体层可以连接到第二像素电力ELVSSS。第一像素电力ELVDD和第二像素电力ELVSS可以具有彼此不同的电势。例如，第二像素电力ELVSS可以具有比第一像素电力ELVDD的电势低至少发光元件的阈值电压的电势。这些发光元件中的每个发射具有与由晶体管部控制的驱动电流对应的亮度的光。
根据示例性实施例，晶体管部包括第一晶体管M1和第二晶体管M2以及存储电容器Cst。然而，发明构思不限于此，可以改变晶体管部的结构。
第一晶体管M1的源电极(例如，开关晶体管)连接到数据线5120，并且漏电极连接到第一节点N1。此外，第一晶体管的栅电极连接到第一扫描线5130R。当从第一扫描线5130R供应能够导通第一晶体管M1的电压的扫描信号时，第一晶体管导通，以将第一节点N1电连接到数据线5120。对应帧的数据信号被供应到数据线5120，因此，数据信号被传输到第一节点N1。传输到第一节点N1的数据信号充入存储电容器Cst中。
第二晶体管M2的源电极连接到第一像素电力ELVDD，漏电极连接到发光元件的n型半导体层。第二晶体管M2的栅电极连接到第一节点N1。第二晶体管M2对应于第一节点N1的电压控制供应到发光元件的驱动电流的量。
存储电容器Cst的一个电极连接到第一像素电力ELVDD，而另一个电极连接到第一节点N1。存储电容器Cst充入与供应到第一节点N1的数据信号对应的电压，并且保持所充入的电压直到供应下一帧的数据信号为止。
图94示出了包括两个晶体管的晶体管部。然而，发明构思不限于此，并且各种修改可应用于晶体管部的结构。例如，晶体管部可以包括更多晶体管、电容器等。此外，虽然未示出第一晶体管和第二晶体管、存储电容器和线的具体结构，但是第一晶体管和第二晶体管、存储电容器和线没有特别限制并且可以不同地提供。
像素可以在发明构思的范围内以各种结构来实现。在下文中，将参照无源矩阵型像素来描述根据示例性实施例的像素。
图95是根据示例性实施例的像素的平面图，图96A和图96B分别是沿图95的线I-I'和线II-II'截取的剖视图。
参照图95、图96A和图96B，从平面图观看，根据示例性实施例的像素包括其中堆叠多个外延堆叠件的发光区域和围绕发光区域的外围区域。多个外延堆叠件包括第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040。
当从平面图观看时，根据示例性实施例的像素具有其中堆叠多个外延堆叠件的发光区域。发光区域的至少一侧设置有用于将布线部连接到第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040的接触件。该接触件包括用于向第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040施加共电压的第一共接触件(公共接触件)5050GC和第二共接触件5050BC、用于向第一外延堆叠件5020提供发光信号的第一接触件5020C、用于向第二外延堆叠件5030提供发光信号的第二接触件5030C以及用于向第三外延堆叠件5040提供发光信号的第三接触件5040C。
在示例性实施例中，堆叠结构可以根据向其施加共电压的第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040的半导体层的极性而变化。也就是说，关于第一共接触件5050GC和第二共接触件5050BC，当设置有用于向第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040中的每个施加共电压的接触电极时，这样的接触电极可以被称为“第一共接触电极至第三共接触电极”，并且当向p型半导体层施加共电压时，第一共接触电极至第三共接触电极可以分别为“第一p型接触电极至第三p型接触电极”。在向n型半导体层施加共电压的示例性实施例中，第一共接触电极至第三共接触电极可以分别是第一n型接触电极至第三n型接触电极。在下文中，共电压将被描述为施加到p型半导体层，因此，第一共接触电极至第三共接触电极将被描述为分别对应于第一p型接触电极至第三p型接触电极。
在示例性实施例中，当从平面图观看时，第一共接触件5050GC和第二共接触件5050BC以及第一接触件至第三接触件5020C、5030C和5040C可以设置在各种位置处。例如，当发光堆叠结构基本具有正方形形状时，第一共接触件5050GC和第二共接触件5050BC以及第一接触件至第三接触件5020C、5030C和5040C可以设置在与正方形的各个角对应的区域中。然而，第一共接触件5050GC和第二共接触件5050BC以及第一接触件至第三接触件5020C、5030C和5040C的位置不限于此，并且根据发光堆叠结构的形状可以应用各种修改。
多个外延堆叠件包括第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040。第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040与用于向第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040中的每个提供发光信号的第一发光信号线至第三发光信号线以及用于向第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040中的每个提供共电压的公共线连接。在示例性实施例中，第一发光信号线至第三发光信号线可以对应于第一扫描线至第三扫描线5130R、5130G和5130B，并且公共线可以对应于数据线5120。因此，第一扫描线至第三扫描线5130R、5130G和5130B以及数据线5120分别连接到第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040。
在示例性实施例中，第一扫描线至第三扫描线5130R、5130G和5130B可以基本沿第一方向(例如，沿如图中所示的横向方向)延伸。数据线5120可以基本沿与第一扫描线至第三扫描线5130R、5130G和5130B相交的第二方向(例如，沿如图中所示的纵向方向)延伸。然而，第一扫描线至第三扫描线5130R、5130G和5130B以及数据线5120的延伸方向不限于此，并且根据像素的布置可以应用各种修改。
数据线5120和第一p型接触电极5025p基本沿与第一方向相交的第二方向延伸，同时向第一外延堆叠件5020的p型半导体层提供共电压。因此，数据线5120和第一p型接触电极5025p可以基本是同一个组件。在下文中，第一p型接触电极5025p可以被称为数据线5120，反之亦然。
用于第一p型接触电极5025p与第一外延堆叠件5020之间的欧姆接触的欧姆电极5025p'设置在设置有第一p型接触电极5025p的发光区域上。
第一扫描线5130R通过第一接触孔CH1连接到第一外延堆叠件5020，并且数据线5120经由欧姆电极5025p'连接。第二扫描线5130G通过第二接触孔CH2连接到第二外延堆叠件5030，并且数据线5120通过第4a接触孔CH4a和第4b接触孔CH4b连接。第三扫描线5130B通过第三接触孔CH3连接到第三外延堆叠件5040，并且数据线5120通过第5a接触孔CH5a和第5b接触孔CH5b连接。
缓冲层、接触电极、波通滤波器等分别设置在基底5010与第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040之间。在下文中，将按照堆叠的顺序来描述根据示例性实施例的像素。
根据示例性实施例，第一外延堆叠件5020经由置于其间的粘合层5061设置在基底5010上。在第一外延堆叠件5020中，p型半导体层、有源层和n型半导体层从下侧到上侧顺序地设置。
第一绝缘膜5081堆叠在第一外延堆叠件5020的下表面上，即，堆叠在面对基底5010的表面上。多个接触孔形成在第一绝缘膜5081中。接触孔设置有与第一外延堆叠件5020的p型半导体层接触的欧姆电极5025p'。欧姆电极5025p'可以包括各种材料。在示例性实施例中，与p型欧姆电极5025p'对应的欧姆电极5025p'可以包括Au/Zn合金或者Au/Be合金。在这种情况下，由于欧姆电极5025p'的材料的反射率比Ag、Al、Au等低，所以可以进一步设置附加的反射电极。可以使用Ag、Au等作为附加的反射电极，并且可以设置Ti、Ni、Cr、Ta等作为用于粘合相邻的组件的粘合层。在这种情况下，粘合层可以薄薄地沉积在包括Ag、Au等的反射电极的上表面和下表面上。
第一p型接触电极5025p和数据线5120与欧姆电极5025p'接触。第一p型接触电极5025p(也用作数据线5120)设置在第一绝缘膜5081与粘合层5061之间。
当从平面图观看时，第一p型接触电极5025p可以以这样的形式设置：第一p型接触电极5025p与第一外延堆叠件5020叠置，或者更具体地，与第一外延堆叠件5020的发光区域叠置同时覆盖发光区域的大部分或全部。第一p型接触电极5025p可以包括反射材料，使得第一p型接触电极5025p可以反射来自第一外延堆叠件5020的光。第一绝缘膜5081也可以形成为具有反射性质，以促进来自第一外延堆叠件5020的光的反射。例如，第一绝缘膜5081可以具有全方位反射器(ODR)结构。
此外，从对从第一外延堆叠件5020发射的光具有高反射率的金属中选择第一p型接触电极5025p的材料，以使从第一外延堆叠件5020发射的光的反射率最大化。例如，当第一外延堆叠件5020发射红光时，对红光具有高反射率的金属(例如，Au、Al、Ag等)可以用作第一p型接触电极5025p的材料。Au对从第二外延堆叠件5030和第三外延堆叠件5040发射的光(例如，绿光和蓝光)不具有高反射率，所以可以减少从第二外延堆叠件5030和第三外延堆叠件5040发射的光造成的颜色的混合。
第一波通滤波器5071和第一n型接触电极5021n设置在第一外延堆叠件5020的上表面上。在示例性实施例中，第一n型接触电极5021n可以包括各种金属和金属合金，例如包括Au/Te合金或者Au/Ge合金。
第一波通滤波器5071设置在第一外延堆叠件5020的上表面上，以基本覆盖第一外延堆叠件5020的所有发光区域。
第一n型接触电极5021n设置在与第一接触件5020C对应的区域中，并且可以包括导电材料。第一波通滤波器5071设置有接触孔，第一n型接触电极5021n穿过接触孔与第一外延堆叠件5020的上表面上的n型半导体层接触。
第一缓冲层5063设置在第一外延堆叠件5020上，并且第二p型接触电极5035p和第二外延堆叠件5030顺序地设置在第一缓冲层5063上。在第二外延堆叠件5030中，p型半导体层、活性层、n型半导体层从下侧到上侧顺序地设置。
在示例性实施例中，去除第二外延堆叠件5030的与第一接触件5020C对应的区域，由此暴露第一n型接触电极5021n的上表面的一部分。此外，第二外延堆叠件5030可以具有比第二p型接触电极5035p的面积小的面积。从第二外延堆叠件5030去除与第一共接触件5050GC对应的区域，由此暴露第二p型接触电极5035p的上表面的一部分。
第二波通滤波器5073、第二缓冲层5065和第三p型接触电极5045p顺序地设置在第二外延堆叠件5030上。第三外延堆叠件5040设置在第三p型接触电极5045p上。在第三外延堆叠件5040中，p型半导体层、活性层和n型半导体层从下侧到上侧顺序地设置。
第三外延堆叠件5040可以具有比第二外延堆叠件5030的面积小的面积。第三外延堆叠件5040可以具有比第三p型接触电极5045p的面积小的面积。从第三外延堆叠件5040去除与第二共接触件5050BC对应的区域，由此暴露第三p型接触电极5045p的上表面的一部分。
覆盖第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040的堆叠结构的第二绝缘膜5083设置在第三外延堆叠件5040上。第二绝缘膜5083可以包括各种无机/有机绝缘材料，但是不限于此。例如，第二绝缘膜5083可以包括无机绝缘材料(包括氮化硅和氧化硅)或有机绝缘材料(包括聚酰亚胺)。
第一接触孔CH1形成在第二绝缘膜5083中，以暴露设置在第一接触件5020C中的第一n型接触电极5021n的上表面。第一扫描线通过第一接触孔CH1连接到第一n型接触电极5021n。
第三绝缘膜5085设置在第二绝缘膜5083上。第三绝缘膜5085可以包括与第二绝缘膜5083基本相同或不同的材料。第三绝缘膜5085可以包括各种有机/无机绝缘材料，但是不限于此。
第二扫描线5130G和第三扫描线5130B以及第一桥接电极BRG和第二桥接电极BRB设置在第三绝缘膜5085上。
第三绝缘膜5085在第二接触件5030C处设置有用于暴露第二外延堆叠件5030的上表面(即，暴露第二外延堆叠件5030的n型半导体层)的第二接触孔CH2，在第三接触件5040C处设置有用于暴露第三外延堆叠件5040的上表面(即，暴露第三外延堆叠件5040的n型半导体层)的第三接触孔CH3，在第一共接触件5050GC处设置有用于暴露第一p型接触电极5025p的上表面的第4a接触孔CH4a和用于暴露第二p型接触电极5035p的上表面的第4b接触孔CH4b，在第二共接触件5050BC处设置有用于暴露第一p型接触电极5025p的上表面的第5a接触孔CH5a和用于暴露第三p型接触电极5045p的上表面的第5b接触孔CH5b。
第二扫描线5130G通过第二接触孔CH2连接到第二外延堆叠件5030的n型半导体层。第三扫描线5130B通过第三接触孔CH3连接到第三外延堆叠件5040的n型半导体层。
数据线5120通过第4a接触孔CH4a和第4b接触孔CH4b以及第一桥接电极BRG连接到第二p型接触电极5035p。数据线5120还通过第5a接触孔CH5a和第5b接触孔CH5b以及第二桥接电极BRB连接到第三p型接触电极5045p。
在这里示出了示例性实施例中的第二扫描线5130G和第三扫描线5130B电连接到第二外延堆叠件5030和第三外延堆叠件5040的n型半导体层并彼此直接接触。然而，在另一示例性实施例中，第二n型接触电极和第三n型接触电极可以进一步设置在第二扫描线5130G和第三扫描线5130B与第二外延堆叠件5030和第三外延堆叠件5040的n型半导体层之间。
根据示例性实施例，不规则部分可以选择性地设置在第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040的上表面上，即，设置在第一外延堆叠件至第三外延堆叠件的n型半导体层的上表面上。每个不规则部分可以仅设置在与发光区域对应的部分处，或者可以设置在各个半导体层的整个上表面之上。
此外，在示例性实施例中，基本非透射膜可以进一步设置在第二绝缘膜5083和/或第三绝缘膜5085的与像素的侧面对应的侧面上。非透射膜是包括光吸收材料或光反射材料的光阻挡膜，光阻挡膜设置为防止来自第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040的光通过像素的侧面出射。
在示例性实施例中，光学非透射膜可以形成为单层或多层金属。例如，光学非透射膜可以由包括诸如Al、Ti、Cr、Ni、Au、Ag、Sn、W、Cu等的金属或其合金的各种材料形成。
光学非透射膜可以作为由诸如金属或其合金的材料形成的单独的层而设置在第二绝缘膜5083的侧面上。
光学非透射膜可以以从第一扫描线至第三扫描线5130R、5130G和5130B以及第一桥接电极BRG和第二桥接电极BRB中的至少一个横向延伸这样的形式来设置。在这种情况下，从第一扫描线至第三扫描线5130R、5130G和5130B以及第一桥接电极BRG和第二桥接电极BRB中的一个延伸的光学非透射膜设置在限制内，使得光学非透射膜不电连接到其它的导电组件。
此外，与第一扫描线至第三扫描线5130R、5130G和5130B以及第一桥接电极BRG和第二桥接电极BRB分开形成的基本非透射膜可以在形成第一扫描线至第三扫描线5130R、5130G和5130B以及第一桥接电极BRG和第二桥接电极BRB中的至少一个的同一工艺期间设置在同一层上并使用基本相同的材料设置。在这种情况下，非透射膜可以与第一扫描线至第三扫描线5130R、5130G和5130B以及第一桥接电极BRG和第二桥接电极BRB电绝缘。
可选地，当不分开设置光学非透射膜时，第二绝缘膜5083和第三绝缘膜5085可以用作光学非透射膜。当第二绝缘膜5083和第三绝缘膜5085用作光学非透射膜时，第二绝缘膜5083和第三绝缘膜5085可以不设置在与第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040的上部(前方向)对应的区域中，以使从第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040发射的光向前方向传播。
基本非透射膜没有特别限制，只要它通过吸收或反射光来阻挡光的透射即可。在示例性实施例中，非透射膜可以是分布式布拉格反射器(DBR)介电镜、形成在绝缘膜上的金属反射膜或黑色的有机聚合物膜。当金属反射膜用作非透射膜时，金属反射膜可以处于与其它像素内的组件电隔离的浮置状态。
通过在像素的侧面上设置非透射膜，可以防止其中从某像素发射的光影响相邻的像素的现象，或者可以防止其中颜色与从相邻的像素发射的光混合的现象。
具有上述结构的像素可以通过在基底5010上顺序地堆叠第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040并使其图案化来制造，这将在下面详细地描述。
图97A至图97C是图95中的线I-I'的剖视图，示出了在基底上堆叠第一外延堆叠件至第三外延堆叠件的工艺。
参照图97A，在基底5010上形成第一外延堆叠件5020。
在第一临时基底5010p上形成第一外延堆叠件5020和欧姆电极5025p'。在示例性实施例中，第一临时基底5010p可以是用于形成第一外延堆叠件5020的诸如GaAs基底的半导体基底。在第一临时基底5010p上以堆叠n型半导体层、活性层和p型半导体层的方式来制造第一外延堆叠件5020。在第一临时基底5010p上形成具有形成在其上的接触孔的第一绝缘膜5081，并且在第一绝缘膜5081的接触孔内形成欧姆电极5025p'。
通过以下步骤来形成欧姆电极5025p'：在第一临时基底5010p上形成第一绝缘膜5081；涂覆光致抗蚀剂；使光致抗蚀剂图案化；在图案化的光致抗蚀剂上沉积欧姆电极5025p'材料；然后提离光致抗蚀剂图案。然而，形成欧姆电极5025p'的方法不限于此。例如，可以通过以下步骤来形成欧姆电极5025p'：形成第一绝缘膜5081；通过光刻使第一绝缘膜5081图案化；用欧姆电极膜材料形成欧姆电极膜；然后通过光刻使欧姆电极膜图案化。
在其上形成有欧姆电极5025p'的第一临时基底5010p上形成第一p型接触电极5025p(也用作数据线5120)。第一p型接触电极5025p可以包括反射材料。例如，可以通过沉积金属性材料并且然后使用光刻使金属性材料图案化来形成第一p型接触电极5025p。
将形成在第一临时基底5010p上的第一外延堆叠件5020翻转，并且经由置于其间的粘合层5061将第一外延堆叠件5020附着到基底5010。
在将第一外延堆叠件5020附着到基底5010之后，去除第一临时基底5010p。可以通过诸如湿法蚀刻、干法蚀刻、物理去除、激光剥离等的各种方法去除第一临时基底5010p。
参照图97B，在去除第一临时基底5010p之后，在第一外延堆叠件5020上形成第一n型接触电极5021n、第一波通滤波器5071以及第一粘合增强层5063a。可以通过沉积导电材料并且然后借由光刻工艺使导电材料图案化来形成第一n型接触电极5021n。可以通过交替地堆叠具有彼此不同的折射率的绝缘膜来形成第一波通滤波器5071。
在去除第一临时基底5010p之后，可以在第一外延堆叠件5020的上表面(n型半导体层)上形成不规则部分。可以通过使用各种蚀刻工艺进行纹理化来形成不规则部分。例如，可以通过各种方法形成不规则部分，所述各种方法诸如使用微光工艺的干法蚀刻、使用晶体特性的湿法蚀刻、使用物理方法(诸如喷砂、离子束蚀刻)的纹理化、基于嵌段共聚物的蚀刻速率的差异的纹理化等。
在单独的第二临时基底5010q上形成第二外延堆叠件5030、第二p型接触电极5035p以及第一震动吸收层5063b。
第二临时基底5010q可以是蓝宝石基底。可以通过在第二临时基底5010q上形成n型半导体层、活性层和p型半导体层来制造第二外延堆叠件5030。
将形成在第二临时基底5010q上的第二外延堆叠件5030翻转，并将其附着到第一外延堆叠件5020上。在这种情况下，第一粘合增强层5063a和第一震动吸收层5063b可以设置为彼此面对然后结合。在示例性实施例中，第一粘合增强层5063a和第一震动吸收层5063b可以分别包括诸如SOG和氧化硅的各种材料。
在附着之后，去除第二临时基底5010q。可以通过诸如湿法蚀刻、干法蚀刻、物理去除、激光剥离等的各种方法去除第二临时基底5010q。
根据示例性实施例，在将形成在第二临时基底5010q上的第二外延堆叠件5030附着到基底5010上的工艺中以及在从第二外延堆叠件5030去除第二临时基底5010q的工艺中，通过第一缓冲层5063(更具体地，通过第一缓冲层5063内的第一震动吸收层5063b)吸收和/或减轻施加到第一外延堆叠件5020、第二外延堆叠件5030、第一波通滤波器5071以及第二p型接触电极5035p的冲击。这最小化了否则可能在第一外延堆叠件5020、第二外延堆叠件5030、第一波通滤波器5071和第二p型接触电极5035p中发生的裂纹和剥离。更具体地，当在第一外延堆叠件5020的上表面上形成第一波通滤波器5071时，与当在第二外延堆叠件5030一侧上形成第一波通滤波器5071时相比，剥离的可能性被显著地降低。当在第二外延堆叠件5030的上表面上形成第一波通滤波器5071并且然后将其附着到第一外延堆叠件5020一侧时，由于在去除第二临时基底5010q的工艺中产生的冲击，可能存在第一波通滤波器5071的剥离缺陷。然而，根据示例性实施例，除了第一波通滤波器5071形成在第一外延堆叠件5020一侧之外，因第一震动吸收层5063b的震动吸收效果可以防止诸如剥离的缺陷的发生。
参照图97C，在从已经去除了第二临时基底5010q的第二外延堆叠件5030上形成第二波通滤波器5073和第二粘合增强层5065a。
可以通过交替地堆叠具有彼此不同的折射率的绝缘膜来形成第二波通滤波器5073。
在去除第二临时基底之后，可以在第二外延堆叠件5030的上表面(n型半导体层)上形成不规则部分。不规则部分可以通过各种蚀刻工艺来进行纹理化，或者可以通过使用用于第二临时基底的图案化的蓝宝石基底来形成。
在单独的第三临时基底5010r上形成第三外延堆叠件5040、第三p型接触电极层5045p和第二震动吸收层5065b。
第三临时基底5010r可以是蓝宝石基底。可以通过在第三临时基底5010r上形成n型半导体层、活性层和p型半导体层来制造第三外延堆叠件5040。
将形成在第三临时基底5010r上的第三外延堆叠件5040翻转并且将其附着到第二外延堆叠件5030上。在这种情况下，第二粘合增强层5065a和第二震动吸收层5065b可以设置为彼此面对然后结合。在示例性实施例中，第二粘合增强层5065a和第二震动吸收层5065b可以分别包括诸如SOG和氧化硅的各种材料。
在附着之后，去除第三临时基底5010r。可以通过诸如湿法蚀刻、干法蚀刻、物理去除、激光剥离等的各种方法去除第三临时基底5010r。
根据示例性实施例，在将形成在第三临时基底5010r上的第三外延堆叠件5040附着到基底5010上的工艺中以及在从第三外延堆叠件5040去除第三临时基底5010r的工艺中，通过第二缓冲层5065(具体地，通过第二缓冲层5065内的第二震动吸收层5065b)来吸收和/或减轻施加到第二外延堆叠件5030、第三外延堆叠件5040、第二波通滤波器5073和第三p型接触电极5045p的冲击。
因此，在基底5010上堆叠了第一外延堆叠件至第三外延堆叠件5020、5030和5040中的全部。
在去除第三临时基底之后，可以在第三外延堆叠件5040的上表面(n型半导体层)上形成不规则部分。不规则部分可以通过各种蚀刻工艺来进行纹理化，或者可以通过使用用于第三临时基底5010r的图案化的蓝宝石基底来形成。
在下文中，将描述根据示例性实施例的通过使堆叠的外延堆叠件图案化来制造像素的方法。
图98、图100、图102、图104、图106、图108和图110是顺序地示出根据示例性实施例的在基底上制造像素的方法的平面图。
图99A、图99B、图101A、图101B、图103A、图103B、图105A、图105B、图107A、图107B、图109A、图109B、图111A、图111B是分别沿对应的图的线I-I'和线II-II'截取的图。
参照图98、图99A和图99B，首先，使第三外延堆叠件5040图案化。去除第三外延堆叠件5040的除了发光区域之外的大部分，具体地，去除与第一接触件和第二接触件5030C以及第一共接触件5050GC和第二共接触件5050BC对应的部分。可以通过诸如使用光刻的湿法蚀刻或干法蚀刻的各种方法来去除第三外延堆叠件5040，并且第三p型接触电极5045p可以用作蚀刻阻挡件。
参照图100、图101A和图101B，从除了发光区域之外的区域去除第三p型接触电极5045p、第二缓冲层5065和第二波通滤波器5073。如此，在第二接触件处5030C处暴露了第二外延堆叠件5030的上表面的一部分。
可以通过诸如使用光刻的湿法蚀刻或干法蚀刻的各种方法来去除第三p型接触电极5045p、第二缓冲层5065和第二波通滤波器5073。
参照图102、图103A和图103B，去除第二外延堆叠件5030的一部分，使第二p型接触电极5035p的上表面在第一共接触件5050GC处的部分暴露于外部。第二p型接触电极5035p在蚀刻期间用作蚀刻阻挡件。
接下来，蚀刻第二p型接触电极5035p、第一缓冲层5063和第一波通滤波器5071的部分。因此，在第一接触件5020C处暴露了第一n型接触电极5021n的上表面，并且在除了发光区域之外的部分处暴露了第一外延堆叠件5020的上表面。
可以通过诸如使用光刻的湿法蚀刻或干法蚀刻的各种方法来去除第二外延堆叠件5030、第二p型接触电极5035p、第一缓冲层5063和第一波通滤波器5071。
参照图104、图105A和图105B，在除了发光区域之外的区域中蚀刻第一外延堆叠件5020和第一绝缘膜5081。在第一共接触件5050GC处和第二共接触件处5050BC处暴露了第一p型接触电极5025p的上表面。
参照图106、图107A和图107B，在基底5010的前侧上形成第二绝缘膜5083，并且形成第一接触孔至第三接触孔CH1、CH2、CH3、第4a接触孔CH4a和第4b接触孔CH4b以及第5a接触孔CH5a和第5b接触孔CH5b。
在沉积之后，可以通过诸如使用光刻的湿法蚀刻或干法蚀刻的各种方法来使第二绝缘膜5083图案化。
参照图108、图109A和图109B，在图案化的第二绝缘膜5083上形成第一扫描线5130R。第一扫描线5130R通过在第一接触件5020C处的第一接触孔CH1连接到第一n型接触电极5021n。
可以以各种方式形成第一扫描线5130R。例如，可以使用多片掩模通过光刻形成第一扫描线5130R。
接下来，在基底5010的前侧上形成第三绝缘膜5085，并且形成第二接触孔CH2和第三接触孔CH3、第4a接触孔CH4a和第4b接触孔CH4b以及第5a接触孔CH5a和第5b接触孔CH5b。
在沉积之后，可以通过诸如使用光刻的湿法蚀刻或干法蚀刻的各种方法来使第三绝缘膜5085图案化。
参照图110、图111A和图111B，在图案化的第三绝缘膜5085上形成第二扫描线5130G、第三扫描线5130B、第一桥接电极BRG、第二桥接电极BRB。
第二扫描线5130G在第二接触件5030C处通过第二接触孔CH2连接到第二外延堆叠件5030的n型半导体层。第三扫描线5130B在第三接触件5040C处通过第三接触孔CH3连接到第三外延堆叠件5040的n型半导体层。第一桥接电极BRG在第一共接触件5050GC处通过第4a接触孔CH4a和第4b接触孔CH4b连接到第一p型接触电极5025p。第二桥接电极BRB在第二共接触件5050BC处通过第5a接触孔CH5a和第5b接触孔CH5b连接到第一p型接触电极5025p。
可以以各种方式(例如使用多片掩模通过光刻)在第三绝缘膜5085上形成第二扫描线5130G、第三扫描线5130B以及第一桥接电极BRG和第二桥接电极BRB。
可以通过下列步骤形成第二扫描线5130G、第三扫描线5130B以及第一桥接电极BRG和第二桥接电极BRB：在其上形成有第三绝缘膜5085的基底5010上施加光致抗蚀剂，然后对光致抗蚀剂进行图案化；在图案化的光致抗蚀剂上沉积第二扫描线、第三扫描线和桥接电极的材料，然后对光致抗蚀剂图案进行提离。
根据示例性实施例，形成布线部的第一扫描线5130R、第二扫描线5130G和第三扫描线5130B以及第一桥接电极BRG和第二桥接电极BRB的顺序不受具体限制，并且可以以各种次序形成。例如，示出了第二扫描线5130G、第三扫描线5130B以及第一桥接电极BRG和第二桥接电极BRB在同一阶段中形成在第三绝缘膜5085上，但它们可以按不同顺序形成。例如，可以首先在同一步骤中形成第一扫描线5130R和第二扫描线5130G，接着形成附加的绝缘膜，然后形成第三扫描线5130B。可选地，可以首先在同一步骤中形成第一扫描线5130R和第三扫描线5130B，接着形成附加的绝缘膜，然后形成第二扫描线5130G。另外，可以在形成第一扫描线5130R、第二扫描线5130G和第三扫描线5130B的步骤中的任何步骤一起形成第一桥接电极BRG和第二桥接电极BRB。
此外，在示例性实施例中，可以不同地形成各个外延堆叠件5020、5030、5040的接触件的位置，在这种情况下，也可以改变第一扫描线至第三扫描线5130R、5130G、5130B以及第一桥接电极BRG和第二桥接电极BRB的位置。
在示例性实施例中，可以在第二绝缘膜5083或第三绝缘膜5085上(在与像素的侧面对应的第四绝缘膜上)进一步设置光学非透射膜。光学非透射膜可以由DBR介电镜、位于绝缘膜上的金属反射膜或有机聚合物膜形成。当金属反射膜用作光学非透射膜时，金属反射膜是在与其它像素中的组件电绝缘的浮置状态下制造的。在示例性实施例中，可以通过沉积具有彼此不同的折射率的两个或更多个绝缘膜来形成光学非透射膜。例如，可以通过按顺序堆叠具有低折射率的材料和具有高折射率的材料来形成光学非透射膜，或者可选地，通过交替地堆叠具有彼此不同的折射率的材料来形成光学非透射膜。具有不同的折射率的材料没有特别限制，但是它们的示例包括SiO2和SiNx。
如上所述，在根据示例性实施例的显示装置中，可以顺序地堆叠多个外延堆叠件，然后同时在多个外延堆叠件处形成与布线部的接触件。
图112是根据实施例的显示设备的示意性平面图，图113A是图112的局部剖视图，图113B是示意性电路图。
参照图112和图113A，显示设备可以包括基底6021、多个像素、第一LED堆叠件6100、第二LED堆叠件6200、第三LED堆叠件6300、具有多层结构的绝缘层(或缓冲层)6130、第一滤色器6230、第二滤色器6330、第一粘合层6141、第二粘合层6161、第三粘合层6261以及阻挡件6350。此外，显示设备可以包括各种电极垫和连接件。
基底6021支撑半导体堆叠件6100、6200和6300。此外，基底6021可以在其中具有电路。例如，基底6021可以是其中形成有薄膜晶体管的硅基底。TFT基底被广泛地应用于显示领域(诸如LCD显示领域等中)的有源矩阵驱动。由于TFT基底的构造被本领域公知，所以将省略其详细的描述。可以以有源矩阵方式驱动多个像素，但是发明构思不限于此。在另一示例性实施例中，基底6021可以包括包含数据线和扫描线的无源电路，因此，可以以无源矩阵方式驱动多个像素。
多个像素可以布置在基底6021上。像素可以通过阻挡件6350彼此间隔开。阻挡件6350可以由光反射材料或光吸收材料形成。阻挡件6350可以通过反射或吸收而阻挡光朝向附近的像素区域传播，从而防止像素之间的光干扰。光反射材料的示例可以包括诸如白色光敏阻焊剂(PSR)的光反射材料，光吸收材料的示例可以包括黑色环氧树脂等。
每个像素包括第一LED堆叠件至第三LED堆叠件6100、6200和6300。第二LED堆叠件6200设置在第一LED堆叠件6100上，并且第三LED堆叠件6300设置在第二LED堆叠件6200上。
第一LED堆叠件6100包括n型半导体层6123和p型半导体层6125，第二LED堆叠件6200包括n型半导体层6223和p型半导体层6225，第三LED堆叠件6300包括n型半导体层6323和p型半导体层6325。此外，第一LED堆叠件至第三LED堆叠件6100、6200和6300各自包括置于n型半导体层6123、6223或6323与p型半导体层6125、6225或6325之间的活性层。具体地，活性层可以具有多量子阱结构。
随着LED堆叠件被定位为更靠近基底6021，LED堆叠件可以发射具有更长波长的光。例如，第一LED堆叠件6100可以是发射红光的无机发光二极管，第二LED堆叠件6200可以是发射绿光的无机发光二极管，第三LED堆叠件6300可以是发射蓝光的无机发光二极管。例如，第一LED堆叠件6100可以包括AlGaInP基阱层，第二LED堆叠件6200可以包括AlGaInP基或AlGaInN基阱层，第三LED堆叠件可以包括AlGaInN基阱层。然而，发明构思不限于此。具体地，当LED堆叠件包括微LED时，更靠近基底6021设置的LED堆叠件可以发射具有更短波长的光，设置在其上的LED堆叠件可以发射具有更长波长的光，而由于微LED的小形状因子而不会不利地影响操作或者需要滤色器。
第一LED堆叠件至第三LED堆叠件6100、6200和6300中的每个的上表面可以是n型并且其下表面可以是p型。然而，根据一些示例性实施例，可以颠倒每个LED堆叠件的上表面和下表面的半导体类型。
当第三LED堆叠件6300的上表面是n型时，可以通过化学蚀刻对第三LED堆叠件6300的上表面进行表面纹理化，以形成粗糙表面(或不规则部分)。也可以通过表面纹理化对第一LED堆叠件6100的上表面和第二LED堆叠件6200的上表面进行粗糙化。另外，当第二LED堆叠件6200发射绿光时，由于绿光具有比红光或蓝光高的可视性，所以与第二LED堆叠件6200的发光效率相比，优选提高第一LED堆叠件6100和第三LED堆叠件6300的发光效率。因此，可以对第一LED堆叠件6100和第三LED堆叠件6300进行表面纹理化以提高光提取效率，并且第二LED堆叠件6200可以无需表面纹理化而使用，以将红光、绿光和蓝光的强度调整到相似的水平。
在第一LED堆叠件6100中产生的光可以透射通过第二LED堆叠件6200和第三LED堆叠件6300并发射到外部。此外，由于第二LED堆叠件6200比第三LED堆叠件6300以更长的波长发射光，所以在第二LED堆叠件6200中产生的光可以通过第三LED堆叠件6300透射并发射到外部。
第一滤色器6230可以设置在第一LED堆叠件6100与第二LED堆叠件6200之间。此外，第二滤色器6330可以设置在第二LED堆叠件6200与第三LED堆叠件6300之间。第一滤色器6230透射在第一LED堆叠件6100中产生的光并反射在第二LED堆叠件6200中产生的光。第二滤色器6330透射在第一LED堆叠件6100和第二LED堆叠件6200中产生的光并反射在第三LED堆叠件6300中产生的光。因此，在第一LED堆叠件6100中产生的光可以通过第二LED堆叠件6200和第三LED堆叠件6300发射到外部，并且在第二LED堆叠件6200中产生的光可以通过第三LED堆叠件6300发射到外部。此外，可以防止在第二LED堆叠件6200中产生的光入射在第一LED堆叠件6100上而损失，或者可以防止在第三LED堆叠件6300中产生的光入射在第二LED堆叠件6200上而损失。
在一些示例性实施例中，第一滤色器6230可以反射在第三LED堆叠件6300中产生的光。
第一滤色器6230和第二滤色器6330可以是例如仅通过低频区(即，长波长区)的低通滤波器、仅通过预定波段的带通滤波器或者仅阻挡预定波段的带阻滤波器。具体地，第一滤色器6230和第二滤色器6330可以通过交替地堆叠具有不同的折射率的绝缘层来形成。例如，第一滤色器6230和第二滤色器6330可以通过交替地堆叠TiO2和SiO2来形成。具体地，第一滤色器6230和第二滤色器6330可以包括分布式布拉格反射器(DBR)。可以通过调整TiO2和SiO2的厚度来控制分布式布拉格反射器的阻止带。低通滤波器和带通滤波器也可以通过交替地堆叠具有不同的折射率的绝缘层来形成。
第一粘合层6141设置在基底6021与第一LED堆叠件6100之间，并且将第一LED堆叠件6100结合到基底6021。第二粘合层6161设置在第一LED堆叠件6100与第二LED堆叠件6200之间，并且将第二LED堆叠件6200结合到第一LED堆叠件6100。此外，第三粘合层6261设置在第二LED堆叠件6200与第三LED堆叠件6300之间，并且将第三LED堆叠件6300结合到第二LED堆叠件6200。
如所示出的，第二粘合层6161可以设置在第一LED堆叠件6100与第一滤色器6230之间，并且可以接触第一滤色器6230。第二粘合层6161透射在第一LED堆叠件6100中产生的光。
第三粘合层6261可以设置在第二LED堆叠件6200与第二滤色器6330之间，并且可以接触第二滤色器6330。第三粘合层6261透射在第一LED堆叠件6100和第二LED堆叠件6200中产生的光。
第一粘合层至第三粘合层6141、6161和6261中的每个由可以被图案化的粘合材料形成。这些粘合层6141、6161和6261可以包括例如环氧树脂、聚酰亚胺、SU8、旋涂玻璃(SOG)、苯并环丁烯(BCB)等，但是不限于此。
金属结合材料可以设置在粘合层6141、6161和6261中的每个中，这将在下面更详细地描述。
绝缘层6130设置在第一粘合层6141与第一LED堆叠件6100之间。绝缘层6130具有多层结构，并且可以包括与第一LED堆叠件6100接触的第一绝缘层6131和与第一粘合层6141接触的第二绝缘层6135。第一绝缘层6131可以由氮化硅膜(SiNx层)形成，第二绝缘层6135可以由氧化硅膜(SiO2层)形成。由于氮化硅膜对GaP基半导体层具有强的粘合力，SiO2层对第一粘合层6141具有强的粘合力，所以第一LED堆叠件6100可以通过堆叠氮化硅膜和SiO2层而被稳定地固定在基底6021上。
根据示例性实施例，分布式布拉格反射器可以进一步设置在第一绝缘层6131与第二绝缘层6135之间。分布式布拉格反射器防止在第一LED堆叠件6100中产生的光被吸收到基底6021中，从而提高光效率。
在图113A中，虽然第一粘合层6141被示出并被描述为通过阻挡件6350被划分为每个像素单元，但是在一些示例性实施例中，第一粘合层6141可以遍及多个像素是连续的。绝缘层6130也可以遍及多个像素是连续的。
第一LED堆叠件至第三LED堆叠件6100、6200和6300可以使用电极垫、连接件和欧姆电极电连接到基底6021中的电路，因此例如可以实现如图113B中所示的电路。下面更详细地描述电极垫、连接件和欧姆电极。
图113B是根据示例性实施例的显示设备的示意性电路图。
参照图113B，根据示例性实施例的驱动电路可以包括两个或更多个晶体管Tr1、Tr2和电容器。当电源连接到选择线Vrow1至Vrow3并且数据电压被施加到数据线Vdata1至Vdata3时，电压被施加到对应的发光二极管。此外，根据Vdata1至Vdata3的值在对应的电容器中充入电荷。晶体管Tr2的导通状态可以通过电容器的充电电压而保持，并因此即使对选择线Vrow1切断电力时，电容器的电压也可以保持并且该电压可以被施加到发光二极管LED1至LED3。此外，可以根据Vdata1至Vdata3的值来改变流过LED1至LED3的电流。可以总是通过Vdd供应电流，因此可以连续发光。
晶体管Tr1、Tr2和电容器可以形成在基底6021中。这里，发光二极管LED1至LED3可以分别与一个像素中堆叠的第一LED堆叠件至第三LED堆叠件6100、6200和6300对应。第一LED堆叠件至第三LED堆叠件6100、6200和6300的阳极连接到晶体管Tr2，它们的阴极接地。第一LED堆叠件至第三LED堆叠件6100、6200和6300可以共同地电接地。
图113B示例性地示出了用于有源矩阵驱动的电路图，但是可以使用用于有源矩阵驱动的其它的电路。此外，根据示例性实施例，也可以实现无源矩阵驱动。
在下文中，将详细地描述显示设备的制造方法。
图114A至图120是示出根据示例性实施例的制造显示设备的方法的示意性平面图和剖视图。在每个附图中，剖视图是沿对应的平面图中示出的线截取的。
首先，参照图114A，在第一基底6121上生长第一LED堆叠件6100。第一基底6121可以是例如GaAs基底。第一LED堆叠件6100由AlGaInP基半导体层形成，并且包括n型半导体层6123、活性层和p型半导体层6125。第一LED堆叠件6100可以具有例如Al、Ga和In的组成以发射红光。
蚀刻p型半导体层6125和活性层以暴露n型半导体层6123。可以使用光刻和蚀刻技术使p型半导体层6125和活性层图案化。在图114A中，虽然示出了对应于一个像素区域的部分，但是可以在基底6121上遍及多个像素区域形成第一LED堆叠件6100，并且将对应于每个像素区域暴露n型半导体层6123。
参照图114B，形成欧姆接触层6127和6129。可以针对每个像素区域形成欧姆接触层6127和6129。欧姆接触层6127与n型半导体层6123欧姆接触，欧姆接触层6129与p型半导体层6125欧姆接触。例如，欧姆接触层6127可以包括AuTe或AuGe，欧姆接触层6129可以包括AuBe或AuZn。
参照图114C，在第一LED堆叠件6100上形成绝缘层6130。绝缘层6130具有多层结构，并且被图案化为具有暴露欧姆接触层6127和6129的开口。绝缘层6130可以包括第一绝缘层6131和第二绝缘层6135，并且还可以包括分布式布拉格反射器6133。第二绝缘层6135可以被包括在分布式布拉格反射器6133中作为分布式布拉格反射器6133的一部分。
第一绝缘层6131可以包括例如氮化硅膜，第二绝缘层6135可以包括氧化硅膜。氮化硅膜对AlGaInP基半导体层呈现好的粘合性，但是氧化硅膜对AlGaInP基半导体层具有差的粘合性。氧化硅膜对将在下面描述的第一粘合层6141具有好的粘合性，而氮化硅膜对第一粘合层6141具有差的粘合性。由于氮化硅膜和氧化硅膜呈现互补的应力特性，所以可以通过一起使用氮化硅膜和氧化硅膜来改善工艺稳定性，从而防止缺陷的发生。
尽管描述为首先形成欧姆接触层6127和6129，之后形成绝缘层6130，但是根据一些示例性实施例，可以首先形成绝缘层6130，可以在绝缘层6130的暴露n型半导体层6123和p型半导体层6125的开口中形成欧姆接触层6127和6129。
参照图114D，随后，形成第一电极垫6137、6138、6139和6140。第一电极垫6137和6139通过绝缘层6130的开口分别连接到欧姆接触层6127和6129。第一电极垫6138和6140设置在绝缘层6130上，并且与第一LED堆叠件6100绝缘。如下面描述的，第一电极垫6138和6140将分别电连接到第二LED堆叠件6200的p型半导体层6225和第三LED堆叠件6300的p型半导体层6325。第一电极垫6137、6138、6139和6140可以具有多层结构，具体地，可以在其上表面上包括阻挡金属层。
参照图114E，然后在第一电极垫6137、6138、6139和6140上形成第一粘合层6141。第一粘合层6141可以接触第二绝缘层6135。
第一粘合层6141被图案化为具有暴露第一电极垫6137、6138、6139和6140的开口。如此，第一粘合层6141由可以被图案化的材料形成，并且可以由例如环氧树脂、聚酰亚胺、SU8、SOG、BCB等形成。
在第一粘合层6141的开口中形成基本具有球形形状的金属结合材料6143。金属结合材料6143可以由例如铟球或诸如AuSn、Sn等的焊球形成。基本具有球形形状的金属结合材料6143可以具有与第一粘合层6141的表面的高度基本相同的高度，或者具有比第一粘合层6141的表面的高度高的高度。然而，每个金属结合材料的体积可以比第一粘合层6141中的开口的体积小。
参照图115A，随后，结合基底6021和第一LED堆叠件6100。在基底6021上对应于第一电极垫6137、6138、6139和6140设置电极垫6027、6028、6029和6030，并且金属结合材料6143将第一电极垫6137、6138、6139和6140与电极垫6027、6028、6029和6030结合。此外，第一粘合层6141将基底6021和绝缘层6130结合。
基底6021可以是用于有源矩阵驱动的其上形成有薄膜晶体管的玻璃基底、其上形成有CMOS晶体管的Si基底等。
尽管第一电极垫6137和6139被示出为与欧姆接触层6127和6129间隔开，但是第一电极垫6137和6139分别穿过绝缘层6130电连接到欧姆接触层6127和6129。
虽然第一粘合层6141和金属结合材料6143被描述为形成在第一基底6121一侧处，但是第一粘合层6141和金属结合材料6143可以形成在基底6021一侧处，或者粘合层可以分别形成在第一基底6121一侧和基底6021一侧处，并且这些粘合层可以彼此结合。
金属结合材料6143在第一电极垫6137、6138、6139和6140与基底6021上的电极垫6027、6028、6029和6030之间被这些垫按压，因此上表面和下表面根据电极垫的形状被变形为具有平坦的形状。由于金属结合材料6143在第一粘合层6141的开口中变形，所以金属结合材料6143可以基本完全填充第一粘合层6141的开口，以与第一粘合层6141紧密接触，或者空的空间可以形成在第一粘合层6141的开口中。在加热和加压条件下，第一粘合层6141可以在竖直方向上缩小并且可以在水平方向上扩大，因此开口的内壁的形状会变形。
下面参照图121A、图121B和图121C来描述金属结合材料6143和第一粘合层6141的形状。
参照图115B，去除第一基底6121，暴露n型半导体层6123。可以使用湿法蚀刻技术等去除第一基底6121。可以在暴露的n型半导体层6123的表面上形成通过表面纹理化而粗糙化的表面。
参照图115C，可以使用硬掩模等形成穿过第一LED堆叠件6100和绝缘层6130的孔H1。孔H1可以分别暴露第一电极垫6137、6138和6140。孔H1未形成在第一电极垫6139上，因此，第一电极垫6139未通过第一LED堆叠件6100暴露。
然后，将绝缘层6153形成为覆盖第一LED堆叠件6100的表面和孔H1的侧壁。将绝缘层6153图案化为暴露孔H1中的第一电极垫6137、6138和6140。绝缘层6153可以包括氮化硅膜或氧化硅膜。
参照图115D，形成分别通过孔H1电连接到第一电极垫6137、6138和6140的第一连接件6157、6158和6160。
第一-1连接件6157连接到第一电极垫6137，第一-2连接件6158连接到第一电极垫6138，第一-3连接件6160连接到第一电极垫6140。第一电极垫6137电连接到第一LED堆叠件6100的n型半导体层6123，因此第一连接件6157也电连接到n型半导体层6123。第一-2连接件6158和第一-3连接件6160与第一LED堆叠件6100电绝缘。
参照图115E，然后在第一连接件6157、6158和6160上形成第二粘合层6161。第二粘合层6161可以接触绝缘层6153。
将第二粘合层6161图案化为具有暴露第一连接件6157、6158和6160的开口。如此，第二粘合层6161由可以相似于第一粘合层6141被图案化的材料形成，并且可以由例如环氧树脂、聚酰亚胺、SU8、SOG、BCB等形成。
在第二粘合层6161的开口中形成基本具有球形形状的金属结合材料6163。金属结合材料6163的材料和形状与上述的金属结合材料6143的材料和形状相似，因此，将省略其详细的描述。
参照图116A，在第二基底6221上生长第二LED堆叠件6200，并且在第二LED堆叠件6200上形成第二透明电极6229。
第二基底6221可以是能够生长第二LED堆叠件6200的基底，例如，蓝宝石基底或GaAs基底。
第二LED堆叠件6200可以由AlGaInP基半导体层或AlGaInN基半导体层形成。第二LED堆叠件6200可以包括n型半导体层6223、p型半导体层6225和活性层，并且活性层可以具有多量子阱结构。例如，可以确定活性层中的阱层的组成比例使得第二LED堆叠件6200发射绿光。
第二透明电极6229与p型半导体层欧姆接触。第二透明电极6229可以由对红光和绿光透明的金属层或导电氧化物层形成。导电氧化物层的示例可以包括SnO2、InO2、ITO、ZnO、IZO等。
参照图116B，将第二透明电极6229、p型半导体层6225和活性层图案化为部分地暴露n型半导体层6223。将在与第二基底6221上的多个像素区域对应的多个区域中暴露n型半导体层6223。
虽然n型半导体层6223被描述为在形成第二透明电极6229之后被暴露，但是在一些示例性实施例中，可以首先暴露n型半导体层6223，可以之后形成第二透明电极6229。
参照图116C，在第二透明电极6229上形成第一滤色器6230。第一滤色器6230形成为透射在第一LED堆叠件6100中产生的光并反射在第二LED堆叠件6200中产生的光。
然后，可以在第一滤色器6230上形成绝缘层6231。绝缘层6231可以形成为控制应力，并且可以由例如氮化硅膜(SiNx)或氧化硅膜(SiO2)形成。可以在形成第一滤色器6230之前首先形成绝缘层6231。
通过使绝缘层6231和第一滤色器6230图案化来形成暴露n型半导体层6223和第二透明电极6229的开口。
虽然第一滤色器6230被描述为在暴露n型半导体层6223之后形成，但是根据一些示例性实施例，可以首先形成第一滤色器6230，然后可以将第一滤色器6230、第二透明电极6229、p型半导体层6225和活性层图案化以暴露n型半导体层6223。然后，可以形成绝缘层6231以覆盖p型半导体层6225和活性层的侧表面。
参照图116D，随后，在第一滤色器6230或绝缘层6231上形成第二电极垫6237、6238和6240。第二电极垫6237可以通过第一滤色器6230的开口电连接到n型半导体层6223，第二电极垫6238可以通过第一滤色器6230的开口电连接到第二透明电极6229。第二电极垫6240设置在第一滤色器6230上并且与第二LED堆叠件6200绝缘。
参照图117A，将参照图116D描述的第二LED堆叠件6200以及第二电极垫6237、6238和6240结合在参照图115E描述的第二粘合层6161和金属结合材料6163上。金属结合材料6163可以分别结合第一连接件6157、6158和6160与第二电极垫6237、6238和6240，第二粘合层6161可以结合绝缘层6231和绝缘层6153。使用第二粘合层6161和金属结合材料6163的结合与参照图115A描述的结合相似，因此，省略其详细的描述。
将第二基底6221从第二LED堆叠件6200分离，暴露第二LED堆叠件6200的表面。可以使用诸如蚀刻、激光剥离等的技术来分离第二基底6221。可以在暴露的第二LED堆叠件6200的表面(即，n型半导体层6223的表面)上形成通过表面纹理化而粗糙化的表面。
虽然第二粘合层6161和金属结合材料6163被描述为形成在第一LED堆叠件6100上以结合第二LED堆叠件6200，但是根据一些示例性实施例，第二粘合层6161和金属结合材料6163可以形成在第二LED堆叠件6200一侧处。此外，可以在第一LED堆叠件6100和第二LED堆叠件6200上分别形成粘合层，并且这些粘合层可以彼此结合。
参照图117B，可以使用硬掩模等形成穿过第二LED堆叠件6200、第二透明电极6229、第一滤色器6230和绝缘层6231的孔H2。孔H2可以分别暴露第二电极垫6237和6240。孔H2未形成在第二电极垫6238上，因此，第二电极垫6238未通过第二LED堆叠件6200暴露。
然后，将绝缘层6253形成为覆盖第二LED堆叠件6200的表面和孔H2的侧壁。将绝缘层6253图案化为暴露孔H2中的第二电极垫6237和6240。绝缘层6253可以包括氮化硅膜或氧化硅膜。
参照图117C，形成分别通过孔H2电连接到第二电极垫6237和6240的第二连接件6257和6260。第二-1连接件6257连接到第二电极垫6237，从而电连接到n型半导体层6223。第二-2连接件6260与第二LED堆叠件6200绝缘，并与第一LED堆叠件6100绝缘。
此外，第二-1连接件6257通过第一-1连接件6157电连接到电极垫6027，第二-2连接件6260通过第一-3连接件6160电连接到电极垫6030。第二-1连接件6257可以沿竖直方向堆叠到第一-1连接件6157，第二-2连接件6260可以沿竖直方向堆叠到第一-3连接件6160。然而，发明构思不限于此。
参照图117D，然后在第二连接件6257和6260上形成第三粘合层6261。第三粘合层6261可以接触绝缘层6253。
将第三粘合层6261图案化为具有暴露第二连接件6257和6260的开口。如此，第三粘合层6261由可以与第一粘合层6141相似地图案化的材料形成，并且可以由例如环氧树脂、聚酰亚胺、SU8、SOG、BCB等形成。
在第三粘合层6261的开口中形成基本具有球形形状的金属结合材料6263。金属结合材料6263的材料和形状与上述的金属结合材料6143的材料和形状相似，因此，省略其详细描述。
参照图118A，在第三基底6321上生长第三LED堆叠件6300，并且在第三LED堆叠件6300上形成第三透明电极6329。
第三基底6321可以是能够生长第三LED堆叠件6300的基底，例如，蓝宝石基底。第三LED堆叠件6300可以由AlGaInN基半导体层形成。第三LED堆叠件6300可以包括n型半导体层6323、p型半导体层6325和活性层，并且活性层可以具有多量子阱结构。例如，可以确定活性层中的阱层的组成比例使得第三LED堆叠件6300发射蓝光。
第三透明电极6329与p型半导体层6325欧姆接触。第三透明电极6329可以由对红光、绿光和蓝光透明的金属层或导电氧化物层形成。导电氧化物层的示例可以包括SnO2、InO2、ITO、ZnO、IZO等。
参照图118B，将第三透明电极6329、p型半导体层6325和活性层图案化为部分地暴露n型半导体层6323。将在与第三基底6321上的多个像素区域对应的多个区域中暴露n型半导体层6323。
虽然n型半导体层6323被描述为在形成第三透明电极6329之后被暴露，但是根据一些示例性实施例，在可以形成第三透明电极6329之前，可以暴露n型半导体层6323。
参照图118C，在第三透明电极6329上形成第二滤色器6330。第二滤色器6330形成为透射在第一LED堆叠件6100和第二LED堆叠件6200中产生的光，并且反射在第三LED堆叠件6300中产生的光。
然后，可以在第二滤色器6330上形成绝缘层6331。绝缘层6331可以形成为控制应力，并且可以由例如氮化硅膜(SiNx)或氧化硅膜(SiO2)形成。可以在形成第二滤色器6330之前首先形成绝缘层6331。另外，通过使绝缘层6331和第二滤色器6330图案化来形成暴露n型半导体层6323和第三透明电极6329的开口。
虽然第二滤色器6330被描述为在暴露n型半导体层6323之后形成，但是根据一些示例性实施例，可以首先形成第二滤色器6330，可以之后将第二滤色器6330、第三透明电极6329、p型半导体层6325和活性层图案化为暴露n型半导体层6323。然后，可以形成绝缘层6331以覆盖p型半导体层6325和活性层的侧表面。
参照图118D，随后，在第二滤色器6330或绝缘层6331上形成第三电极垫6337和6340。第三电极垫6337可以通过第二滤色器6330的开口电连接到n型半导体层6323，第三电极垫6340可以通过第二滤色器6330的开口电连接到第三透明电极6329。
参照图119A，通过参照图117D描述的金属结合材料6263将参照图118D描述的第三LED堆叠件6300和第三电极垫6337和6340结合到第三粘合层6261。金属结合材料6263可以分别结合第二连接件6257和6260与第三电极垫6337和6340，第三粘合层6261可以结合绝缘层6331和绝缘层6253。使用第三粘合层6261和金属结合材料6263的结合与参照图115A描述的结合相似，因此，省略其详细描述。
将第三基底6321从第三LED堆叠件6300分离，暴露第三LED堆叠件6300的表面。可以使用诸如激光剥离、化学剥离等的技术分离第三基底6321。可以在暴露的第三LED堆叠件6300的表面(即，n型半导体层6323的表面)上形成通过表面纹理化而粗糙化的表面。
虽然第三粘合层6261和金属结合材料6263被描述为形成在第二LED堆叠件6200上以结合第三LED堆叠件6300，但是根据一些示例性实施例，第三粘合层6261和金属结合材料6263可以形成在第三LED堆叠件6300一侧处。此外，可以在第二LED堆叠件6200和第三LED堆叠件6300上分别形成粘合层，并且这些粘合层可以彼此结合。
参照图119B，随后，然后蚀刻相邻像素之间的区域以分开像素，可以形成绝缘层6341。绝缘层6341可以覆盖每个像素的侧表面和上表面。可以去除相邻像素之间的区域以暴露基底6021，但是发明构思不限于此。例如，第一粘合层6141可以遍及多个像素区域连续地形成而不分开，绝缘层6130也可以是连续的。
参照图120，随后，可以在像素区域之间的分离区域中形成阻挡件6350。阻挡件6350可以由光反射层或光吸收层形成，因此，可以防止像素之间的光干扰。光反射层可以包括例如白色PSR、分布式布拉格反射器、诸如SiO2的绝缘层以及沉积在其上的反射金属层或者高反射有机层。对于光阻挡层，可以使用例如黑色环氧树脂。
因此，可以提供根据示例性实施例的其中在基底6021上布置有多个像素的显示设备。可以由通过电极垫6027、6028、6029和6030输入的电力而独立地驱动每个像素中的第一LED堆叠件至第三LED堆叠件6100、6200和6300。
图121A、图121B和图121C是金属结合材料6143、6163和6263的示意性剖视图。
参照图121A，金属结合材料6143、6163和6263设置在第一粘合层至第三粘合层6141、6161和6261中的开口中。金属结合材料6143、6163和6263的下表面与电极垫6030或者连接件6160或6260接触，因此，根据电极垫或连接件的上表面形状，金属结合材料6143、6163和6263可以基本具有平坦的形状。根据电极垫6140、6240和6340的形状，金属结合材料6143、6163和6263的上表面可以基本具有平坦的形状。金属结合材料6143、6163和6263的侧表面可以基本具有弯曲的形状。金属结合材料6143、6163和6263的中心部分可以具有向外凸出的形状。
粘合层6141、6161和6261的开口的内壁也可以基本具有向开口的内部凸出的形状，并且金属结合材料6143、6163和6263的侧表面可以与粘合层6141、6161和6261的侧表面接触。然而，如果金属结合材料6143、6163和6263的体积小于粘合层6141、6161和6261的开口的体积，则可以如所示出的在开口中形成空的空间。
参照图121B，根据示例性实施例的金属结合材料6143、6163和6263以及粘合层6141、6161和6261的形状与参照图121A描述的形状基本相似，但是不同之处在于侧表面的凸出的部分通过加热设置在相对低的位置处。
参照图121C，根据示例性实施例的金属结合材料6143、6163和6263的形状与参照图121B描述的形状相似，但是与粘合层6141、6161和6261的开口的内壁的形状不同。具体地，开口的内壁可以形成为被金属结合材料凹陷。
虽然在这里已经描述了某些示例性实施例和实施方式，但是其它的实施例和修改通过该描述将是明显的。因此，如对本领域普通技术人员将明显的是，发明构思不限于这样的实施例，而是限于所附权利要求以及各种明显修改和等同布置的更宽的范围。
Claims (20)
1.一种显示器用发光元件，包括：
第一LED叠层；
第二LED叠层，位于所述第一LED叠层的下方；
第三LED叠层，位于所述第二LED叠层的下方；
第一基底，用于生长所述第一LED叠层；
第二基底，用于生长所述第二LED叠层；以及
第三基底，用于生长所述第三LED叠层，
其中，所述第二基底包括第一贯通通孔。
2.如权利要求1所述的显示器用发光元件，其中，
所述第一LED叠层、所述第二LED叠层以及所述第三LED叠层分别发出红色光、绿色光以及蓝色光。
3.如权利要求1所述的显示器用发光元件，其中，还包括：
分布布拉格反射器，布置在所述第一基底和所述第一LED叠层之间。
4.如权利要求1所述的显示器用发光元件，其中，
所述第二基底是蓝宝石基底。
5.如权利要求4所述的显示器用发光元件，其中，
所述第一基底是GaAs基底，
所述第三基底是蓝宝石基底或者GaN基底。
6.如权利要求5所述的显示器用发光元件，其中，
所述第一LED叠层、所述第二LED叠层以及所述第三LED叠层能够被独立驱动，
从所述第一LED叠层生成的光透过所述第二基底、所述第二LED叠层、所述第三LED叠层以及所述第三基底而发射到外部，
从所述第二LED叠层生成的光透过所述第三LED叠层和所述第三基底而发射到外部。
7.如权利要求1所述的显示器用发光元件，其中，还包括：
电极垫，布置在所述第一基底上部；以及
第二贯通通孔，为了将所述电极垫电连接到所述第一LED叠层至所述第三LED叠层而贯通所述第一基底，
所述第二贯通通孔位于所述第二基底上部，
所述第二贯通通孔电连接到所述第一贯通通孔。
8.如权利要求7所述的显示器用发光元件，其中，还包括：
第一连接件，位于所述第二贯通通孔和所述第一贯通通孔之间而将所述第二贯通通孔和所述第一贯通通孔彼此电连接。
9.如权利要求8所述的显示器用发光元件，其中，所述电极垫包括：
共电极垫，共同电连接到所述第一LED叠层至所述第三LED叠层；以及
第一电极垫、第二电极垫以及第三电极垫，分别电连接到所述第一LED叠层、所述第二LED叠层以及所述第三LED叠层。
10.如权利要求9所述的显示器用发光元件，其中，还包括：
第二连接件，布置在所述第二基底和所述第三基底之间，将所述第一贯通通孔中的至少一个电连接到所述第三LED叠层。
11.如权利要求10所述的显示器用发光元件，其中，
所述第二电极垫通过所述第一贯通通孔中的至少一个电连接到所述第二LED叠层，
所述第三电极垫通过所述第一贯通通孔中的至少一个以及所述第二连接件电连接到所述第三LED叠层。
12.如权利要求11所述的显示器用发光元件，其中，还包括：
欧姆电极，连接到所述第三LED叠层的n型半导体层，其中，所述第三电极垫通过连接件电连接到所述欧姆电极。
13.如权利要求11所述的显示器用发光元件，其中，
所述第一电极垫电连接到所述第一基底。
14.如权利要求7所述的显示器用发光元件，其中，还包括：
第一透明电极，与所述第一LED叠层欧姆接触；
第二透明电极，与所述第二LED叠层欧姆接触；以及
第三透明电极，与所述第三LED叠层欧姆接触。
15.如权利要求14所述的显示器用发光元件，其中，
布置在所述第一基底上部的电极垫中的一个电连接到所述第一透明电极、所述第二透明电极以及所述第三透明电极。
16.如权利要求7所述的显示器用发光元件，其中，还包括：
第一滤色器，布置在所述第三LED叠层和所述第二LED叠层之间；以及
第二滤色器，布置在所述第二LED叠层和所述第一LED叠层之间。
17.如权利要求16所述的显示器用发光元件，其中，
所述第一滤色器和所述第二滤色器包括折射率彼此不同的绝缘层。
18.如权利要求7所述的显示器用发光元件，其中，还包括：
绝缘层，位于所述第一基底和所述电极垫之间。
19.一种显示装置，包括：
电路基板；以及
多个发光元件，排列在所述电路基板上，
其中，所述多个发光元件分别包括：
第一LED叠层；
第二LED叠层，位于所述第一LED叠层的下方，
第三LED叠层，位于所述第二LED叠层的下方；
第一基底，用于生长所述第一LED叠层；
第二基底，用于生长所述第二LED叠层；以及
第三基底，用于生长所述第三LED叠层，
其中，所述第二基底包括第一贯通通孔。
20.如权利要求19所述的显示装置，其中，还包括：
电极垫，布置在所述第一基底上部；以及
第二贯通通孔，为了将所述电极垫电连接到所述第一LED叠层至所述第三LED叠层而贯通所述第一基底，
所述第二贯通通孔位于所述第二基底上部，
所述第二贯通通孔电连接到所述第一贯通通孔，
所述电极垫电连接到所述电路基板。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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