CN111211142A - 发光二极管像素及显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种发光二极管像素及显示装置，用于显示装置的发光二极管像素包括：第一LED堆叠；第二LED堆叠，位于所述第一LED堆叠的一部分区域上；以及第三LED堆叠，位于所述第二LED堆叠的一部分区域上，所述第一LED堆叠、第二LED堆叠和第三LED堆叠分别包括第一导电型半导体层和第二导电型半导体层，从所述第一LED堆叠生成的光从除所述第二LED所位于的一部分区域之外的区域发射，从所述第二LED堆叠生成的光从除所述第三LED所位于的一部分区域之外的区域发射。

Description

发光二极管像素及显示装置
本申请是申请日为2018年12月21日、申请号为201880041207.X、发明名称为“发光堆叠结构和具有所述发光堆叠结构的显示装置”的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种发光二极管像素及显示装置。
背景技术
最近已经开发了使用发光二极管(LED)实现图像的显示装置。采用所述发光二极管的所述显示装置可以包括分别生长在基底上的红色、绿色和蓝色发光二极管。
作为无机光源，发光二极管已经在各种技术领域中使用，例如显示器、车灯和普通照明等。具有寿命长、功耗低和响应速度高的优点，发光二极管已经迅速替代了现有的光源。
发光二极管已经主要用作显示设备中的背光光源。然而，已经开发了微LED显示器作为能够直接使用发光二极管实现图像的下一代显示器。
通常，显示设备通过使用蓝光、绿光和红光的混合色来实现各种颜色。所述显示设备包括各自具有与蓝色、绿色和红色对应的子像素的像素，并且可以基于其中的所述子像素的颜色来确定特定像素的颜色，并且可以通过所述像素的组合来显示图像。
在微LED显示器中，与每个子像素对应的微LED布置在二维平面上。因此，需要在一个基底上设置大量的微LED。然而，微LED具有非常小的尺寸，其具有大约10,000平方微米或更小的表面积，因此，由于这种小尺寸而存在各种问题。具体地，由于其尺寸小，难以将微LED安装在显示面板上，尤其是因为需要超过数十万或数百万。
另外，需要高分辨率和全彩色的显示装置，以及需要能够以简化的方法制造的具有高水平的色纯度和色再现性的显示装置。
在这个背景技术部分中公开的以上信息仅用于理解本发明构思的背景，因此，其可能包括不构成现有技术的信息。
发明内容
技术问题
根据本发明的原理和一些示例性实施例构造的发光堆叠结构能够在不增加像素面积的情况下增加每个子像素的发光面积。
根据本发明的原理和一些示例性实施例构造的发光二极管和使用例如微LED的所述发光二极管的显示器具有能够以精简步骤制造的简单结构。例如，可以通过晶圆接合在晶圆级上形成多个像素，从而不需要单独安装发光二极管。
本发明构思的附加特征将在下面的描述中阐明，并且部分地从所述描述中将变得显而易见，或者可以通过实施本发明构思来获悉。
问题的解决方案
本发明提供一种用于显示装置的发光二极管像素，其包括：第一LED堆叠；第二LED堆叠，位于所述第一LED堆叠的一部分区域上；以及第三LED堆叠，位于所述第二LED堆叠的一部分区域上，所述第一LED堆叠、第二LED堆叠和第三LED堆叠分别包括第一导电型半导体层和第二导电型半导体层，从所述第一LED堆叠生成的光从除所述第二LED所位于的一部分区域之外的区域发射，从所述第二LED堆叠生成的光从除所述第三LED所位于的一部分区域之外的区域发射。
本发明提供一种显示装置，其包括在支撑基底上对齐的多个像素，各个像素包括：第一LED层叠；第二LED层叠，位于所述第一LED堆叠的一部分区域上；以及第三LED堆叠，位于所述第二LED堆叠的一部分区域上，所述第一LED堆叠、第二LED堆叠和第三LED堆叠分别包括第一导电型半导体层和第二导电型半导体层，从所述第一LED堆叠生成的光从除所述第二LED所位于的一部分区域之外的区域发射，从所述第二LED堆叠生成的光从除所述第三LED所位于的一部分区域之外的区域发射。
根据示例性实施例的发光堆叠结构包括彼此叠置的多个外延子单元，所述外延子单元中的每个配置为发射不同颜色的光，其中，每个外延子单元具有彼此重叠的发光区域，并且至少一个外延子单元具有与另一外延子单元的面积不同的面积。
每个外延子单元的面积可以沿着第一方向减小。
在两个相邻的外延子单元之间，上外延子单元可以与具有较大面积的下外延子单元完全重叠。
从每个外延子单元发射的光可以具有彼此不同的能带，并且所述能带可以沿着第一方向增加。
所述外延子单元可以是可独立驱动的。
从下部外延子单元发射的光可以配置为穿过在所述下部外延子单元上设置的上部外延子单元发射到所述发光堆叠结构的外部。
所述上外延子单元可以配置为透射从所述下外延子单元发射的光的至少约80％。
所述外延子单元可以包括：第一外延堆叠，配置为发射第一色光；第二外延堆叠，设置在所述第一外延堆叠上并且配置为发射具有与所述第一色光不同的波段的第二色光；以及第三外延堆叠，设置在所述第二外延堆叠上，并配置为发射具有与所述第一色光和所述第二色光不同的波段的第三色光。
所述第一色光、所述第二色光和所述第三色光可以分别是红光、绿光和蓝光。
所述第一外延堆叠、所述第二外延堆叠和所述第三外延堆叠中的每一个可以包括p型半导体层、设置在所述p型半导体层上的有源层、以及设置在所述有源层上的n型半导体层。
所述发光堆叠结构可以还包括分别连接到所述第一外延堆叠、所述第二外延堆叠和所述第三外延堆叠的所述p型半导体层的第一p型接触电极、第二p型接触电极和第三p型接触电极。
所述发光堆叠结构可以还包括设置在所述第一外延堆叠下方的基底，其中所述第一p型接触电极可以设置在所述基底与所述第一外延堆叠之间。
所述发光堆叠结构可以还包括分别连接到所述第一外延堆叠、所述第二外延堆叠和所述第三外延堆叠的所述n型半导体层的第一n型接触电极、第二n型接触电极和第三n型接触电极。
所述发光堆叠结构可以还包括：公共线，向所述第一p型接触电极、所述第二p型接触电极和所述第三p型接触电极施加公共电压；以及第一发光信号线、第二发光信号线和第三发光信号线，分别向所述第一n型接触电极、所述第二n型接触电极和所述第三n型接触电极施加发光信号。
所述发光堆叠结构可以还包括设置在所述第一外延堆叠和所述第二外延堆叠之间的第一波长通过滤波器和设置在所述第二外延堆叠和所述第三外延堆叠之间的第二波长通过滤波器中的至少一个。
所述发光二极管像素可以包括具有小于约10,000平方微米的表面积的微LED。
所述第一外延堆叠、所述第二外延堆叠和所述第三外延堆叠中的至少一个可以具有在其一个表面上形成的凹凸图案。
根据示例性实施例的显示装置包括多个像素，所述像素中的至少一个包括发光堆叠结构，所述发光堆叠结构包括彼此叠置的多个外延子单元，所述外延子单元中的每个配置为发射不同颜色的光，其中每个外延子单元具有彼此重叠的发光区域，并且至少一个外延子单元具有与另一外延子单元的面积不同的面积。
所述显示装置可以配置为以无源矩阵方式驱动。
所述显示装置可以配置为以有源矩阵方式驱动。
根据示例性实施例的用于显示器的发光二极管像素包括第一LED子单元、设置在所述第一LED子单元的第一部分上的第二LED子单元和设置在所述第二LED子单元的第二部分上的第三LED子单元，其中所述第一LED子单元、所述第二LED子单元和所述第三LED子单元中的每个包括第一导电类型半导体层和第二导电类型半导体层，从所述第一LED子单元生成的光配置为通过所述第一LED子单元的与所述第一部分不同的第三部分发射到所述发光二极管像素的外部，并且从所述第二LED子单元生成的光配置为通过所述第二LED子单元的与所述第二部分不同的第四部分发射到所述发光二极管像素的外部。
所述第一LED子单元、所述第二LED子单元和所述第三LED子单元可以配置为分别发射具有彼此不同的波长的光。
所述第一LED子单元、所述第二LED子单元和所述第三LED子单元可以包括配置为分别发射红光、绿光和蓝光的第一LED堆叠、第二LED堆叠和第三LED堆叠。
所述发光二极管像素还可包括：第一反射层，介于所述第一LED堆叠和所述第二LED堆叠之间，以将从所述第一LED堆叠发射的光反射回到所述第一LED堆叠；以及第二反射层，介于所述第二LED堆叠和所述第三LED堆叠之间，以将从所述第二LED堆叠发射的光反射回到所述第二LED堆叠。
所述发光二极管像素可以还包括：第一透明绝缘层，介于所述第一LED堆叠和所述第一反射层之间；以及第二透明绝缘层，介于所述第二LED堆叠和所述第二反射层之间。
所述发光二极管像素可以还包括：第一接合层，介于所述第一反射层和所述第二LED堆叠之间；以及第二接合层，介于所述第二反射层和所述第三LED堆叠之间。
所述第一接合层和所述第二接合层中的每个可以包括金属。
所述发光二极管像素可以还包括：接触所述第一LED子单元的所述第一导电类型半导体层的第一上欧姆电极；接触所述第一LED子单元的所述第二导电类型半导体层的第一下欧姆电极；接触所述第二LED子单元的所述第一导电类型半导体层的第二上欧姆电极，接触所述第二LED子单元的所述第二导电类型半导体层的第二下欧姆电极，接触所述第三LED子单元的所述第一导电类型半导体层的第三上欧姆电极，以及接触所述第三LED子单元的所述第二导电类型半导体层的第三下欧姆电极，其中所述第一上欧姆电极可以在所述第一LED子单元的与所述第一部分不同的部分中接触所述第一LED子单元的所述第一导电类型半导体层，并且所述第二上欧姆电极可以在所述第二LED子单元的不同于所述第二部分的部分中接触所述第二LED子单元的所述第一导电类型半导体层。
所述第一下欧姆电极可以包括设置在所述第一LED子单元下方的第一反射层。
所述第一下欧姆电极、所述第二下欧姆电极和所述第三下欧姆电极可以电连接到公共线。
所述第二下欧姆电极和所述第三下欧姆电极中的每一个可以分别包括第二反射层和第三反射层。
所述第一反射层可以配置为反射从所述第一LED子单元发射的光，并且所述第二反射层可以配置为反射从所述第二LED子单元发射的光。
所述发光二极管像素可以包括具有小于约10,000平方微米的表面积的微LED。
所述第一LED子单元可以配置为发射红光、绿光和蓝光中的任何一个，所述第二LED子单元可以配置为发射与从所述第一LED子单元中发射的光不同的红光、绿光和蓝光中的任何一个，以及所述第三LED子单元可以配置为发射与从所述第一LED子单元和所述第二LED子单元发射的光不同的红光、绿光和蓝光中的任何一个。
所述第一LED子单元的所述第三部分、所述第二LED子单元的所述第四部分和所述第三LED子单元可以彼此不重叠。
所述第一上欧姆电极、所述第二上欧姆电极和所述第三上欧姆电极中的至少一个可以包括焊盘部分和从其延伸的突出部分。
所述焊盘部分可以具有基本圆形的形状，并且所述突出部分可以具有基本细长的形状。
在平面图中，所述第一LED子单元、所述第二LED子单元和所述第三LED子单元的突出部分可以基本彼此平行。
在平面图中，所述第一LED子单元可以围绕所述第三LED子单元。
所述显示设备可以包括在支撑基底上布置的多个像素，所述像素中的至少一个包括根据示例性实施例的发光二极管像素。
应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述都是示例性和解释性的，并且旨在提供对所要求保护的本发明的进一步解释。
发明的有益效果
根据本发明的原理和一些示例性实施方式构造的发光堆叠结构能够在不增加像素面积的情况下增加每个子像素的发光面积。
根据本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，具有能够以精简步骤制造的简单结构。例如，可以通过晶圆接合在晶圆级上形成多个像素，从而不需要单独安装发光二极管。
附图说明
附图示出了本发明的示例性实施例，并与说明书一起用于解释发明构思，包括附图是为了提供对本发明的进一步理解以及将其并入本说明书并构成本说明书的一部分。
图1是根据示例性实施例构造的发光堆叠结构的示意性截面图。
图2是根据示例性实施例的发光堆叠结构的截面图。
图3是根据示例性实施例的发光堆叠结构的示意性截面图。
图4是根据示例性实施例的显示装置的平面图。
图5是图4的部分P1的放大平面图。
图6是根据示例性实施例的显示装置的框图。
图7是根据示例性实施例的无源矩阵型显示装置的一个像素的电路图。
图8是根据示例性实施例的有源矩阵型显示装置的一个像素的电路图。
图9是根据示例性实施例的像素的平面图。
图10是沿图9的线I-I’截取的截面图。
图11、图13、图15、图17、图19、图21、图23、图25、图27、图29、图31和图33是示出根据示例性实施例的形成第一外延堆叠、第二外延堆叠和第三外延堆叠的方法的平面图。
图12、图14、图16、图18、图20、图22、图24、图26、图28、图30、图32和图34是分别沿图11、图13、图15、图17、图19、图21、图23、图25、图27、图29、图31和图33的线I-I’截取的截面图。。
图35是根据示例性实施例的显示装置的示意性平面图。
图36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截面图。
图37是根据示例性实施例的显示设备的示意性电路图。
图38是根据示例性实施例的显示设备的示意性平面图。
图39是图38的显示设备的一个像素的放大平面图。
图40A是沿着图39的线A-A截取的示意性截面图。
图40B是沿着图39的线B-B截取的示意性截面图。
图40C是沿着图39的线C-C截取的示意性截面图。
图40D是沿着图39的线D-D截取的示意性截面图。
图41A、图41B、图41C、图42A、图42B、图43A、图43B、图44A、图44B、图45A、图45B、图46A、图46B、图47A、图47B、图48A、图48B、图49A、图49B、图50A、图50B、图51、图52A、图52B和图53是示出根据示例性实施例制造显示设备的方法的示意性平面图和截面图。
图54是根据另一示例性实施例的显示设备的示意性截面图。
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，以便提供对本发明的各种示例性实施例或实施方式的透彻理解。如本文中所使用，“实施例”和“实施方式”是可互换的词，其是采用本文所公开的一个或多个发明构思的装置或方法的非限制性示例。然而，显而易见的是，可以在没有这些具体细节或具有一个或多个等效设置的情况下实施各种示例性实施例。在其他情况下，以框图形式示出了公知的结构和装置，以便避免不必要地混淆各种示例性实施例。此外，各种示例性实施例可以不同，但是不必排他。例如，在不脱离本发明构思的情况下，可以在另一示例性实施例中使用或实现示例性实施例的特定形状、配置和特征。
除非另有说明，否则所说明的示例性实施例应理解为提供可在实践中实施本发明构思的某些方式的变化细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则可以将各种实施例的特征、组件、模块、层、膜、面板、区域和/或方面等(在下文中单独或统称为“元件”)进行组合、分离、互换和/或重新布置，而不脱离本发明构思。
通常在附图中使用交叉影线和/或阴影来阐明相邻元件之间的边界。这样，无论是否存在交叉影线或阴影都不能传达或表明对特定材料、材料特性、维度、比例、所示元件之间的共通性和/或元件的任何其他特征、属性、特性等的任何偏爱或要求，除非另有说明。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性目的，可能夸大了元件的尺寸和相对尺寸。当示例性实施例可以不同地实现时，可以与所描述的顺序不同地执行特定处理顺序。例如，两个连续描述的过程可以基本上同时执行或以与所描述的顺序相反的顺序执行。同样，相同的标号表示相同的元件。
当诸如层之类的元件称为在另一元件或层“上”、“连接到”或“耦接到”另一元件或层时，它可以直接在另一元件或层上、直接连接到或耦接到另一元件或层，或者可以存在中间元件或层。然而，当元件或层称为“直接在”另一元件或层“上”、“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件或层时，则不存在中间元件或层。为此，术语“连接”可以指具有或不具有中间元件的物理、电和/或流体连接。此外，D1轴、D2轴和D3轴不限于诸如x、y和z轴的直角坐标系的三个轴，并且可以在广义上解释。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”和“选自由X、Y和Z组成的组中的至少一个”可以解释为仅X、仅Y、仅Z、或X、Y和Z中两个或多个的任意组合，诸如，例如XYZ、XYY、YZ和ZZ。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任何和所有组合。
尽管本文可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种类型的元件，但是这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语用于将一个元件与另一个元件区分开。因此，在不脱离本公开的教导的情况下，下面讨论的第一元件可以称为第二元件。
空间相对术语，例如“在……之下”、“在……下面”、“在……下方”、“下部”、“在……上方”、“上部”、“在……之上”、“较高”、“侧面”(例如，如在“侧壁”中)等等，在本文中可用于描述性目的，从而描述如图中所示的一个元件与另一元件之间的关系。除附图中描绘的方位以外，空间相对术语旨在涵盖设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果转动附图中的设备，则描述为“在”其他元件或特征“下面”或“之下”的元件将定向为在其他元件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……的下面”可以包括“在……上方”和“在……下面”两个方位。此外，所述设备可以以其他方式定向(例如，以90度或以其他方位旋转)，并且因此，相应地解释本文中所使用的空间相对描述语。
本文中使用的术语是出于描述特定实施例的目的，并非旨在进行限制。如本文所使用的，除非上下文另外明确指出，单数形式“一”、“一个”和“所述”也旨在包括多个的形式。而且，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组，但不排除存在或增加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组。还应注意，如本文所使用的，术语“基本上”、“大约”以及其他类似术语用作近似的术语而不是程度的术语，并且因此用于说明本领域普通技术人员所认可的测量的、计算的和/或提供的值的固有偏差。
这里参考截面图和/或分解图描述各种示例性实施例，所述截面图和/或分解图是理想化的示例性实施例和/或中间结构的示意图。这样，例如由于制造技术和/或公差导致的图示形状的变化因此是可以预期的。因此，本文公开的示例性实施例不必一定解释为限于区域的特定示出的形状，而是包括由例如制造引起的形状偏差。以这种方式，附图中示出的区域本质上可以是示意性的，并且这些区域的形状可以不反映装置的区域的实际形状，因此，不一定意在限制。
除非另有定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属领域普通技术人员通常理解的相同含义。术语，例如在常用词典中定义的那些术语，应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，并且不应以理想化或过于正式的意义来解释，除非在本文中如此明确定义。
在下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施例。如本文中所使用的，根据示例性实施例的发光堆叠结构或发光二极管可以包括微LED，所述微LED具有如本领域中已知的小于大约10,000平方微米(μm)的表面积。在其他示例性实施例中，取决于具体应用，微LED的表面积可以小于约4,000平方微米、或小于约2,500平方微米。
图1是根据示例性实施例的发光堆叠结构的截面图。
参照图1，根据示例性实施例的发光堆叠结构包括彼此堆叠设置的多个外延堆叠。这些外延堆叠设置在基底10上。基底10具有大致板状的形状，并具有前表面和后表面。
基底10可以具有各种形状，并且外延堆叠可以设置在基底10的前表面上。基底10可以包括绝缘材料，例如玻璃、石英、硅、有机聚合物或有机-无机复合材料。然而，本发明构思不限于基底10的特定材料，只要基底10具有绝缘特性即可。在示例性实施例中，线路部分可以进一步设置在基底10上，以向每个外延堆叠施加发光信号和公共电压。另外，包括薄膜晶体管的驱动装置可以进一步设置在基底10上，其可以以有源矩阵方法驱动外延堆叠。在这种情况下，基底10可以是印刷电路板或复合基底，其可以通过在例如玻璃、石英、硅、有机聚合物或有机-无机复合材料上形成线路部分和/或驱动装置而获得。
外延堆叠顺序地堆叠在基底10的前表面上。在一些示例性实施例中，可以设置发射具有彼此不同的波段的光的两个或更多个外延堆叠。这样，可以提供多个外延堆叠，并且外延堆叠可以发射具有彼此不同的能带的光。
每个外延堆叠可以具有各种尺寸。在示例性实施例中，至少一个外延堆叠可以具有与其他外延堆叠不同的面积。
当外延堆叠从下部沿向上的方向顺序地堆叠时，外延堆叠的面积可以沿着向上的方向变小。在彼此叠置的两个相邻的外延堆叠之中，上部外延堆叠的至少一部分可以与下部外延堆叠重叠。在一些示例性实施例中，所设置的上部外延堆叠可以与下部外延堆叠完全重叠，并且在这种情况下，上部外延堆叠可以位于与下部外延堆叠对应的区域中。
在所示的示例性实施例中，三个外延堆叠顺序地堆叠在基底10上。设置在基底10上的外延堆叠可以包括第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40。
第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40可以具有彼此不同的尺寸。更具体地，在平面图中第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40可以具有彼此不同的面积，并且在截面图中第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40可以具有彼此不同的宽度。在所示的示例性实施例中，第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40的面积按照第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40的顺序逐渐减小。第二外延堆叠30堆叠在第一外延堆叠20的一部分上。因此，第二外延堆叠30覆盖第一外延堆叠20的一部分，并且在平面图中暴露第一外延堆叠20的其余部分。第三外延堆叠40堆叠在第二外延堆叠30的一部分上。因此，第三外延堆叠40覆盖第二外延堆叠30的一部分，并且在平面图中暴露第二外延堆叠30的其余部分。
第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40的面积可以以各种方式改变。例如，第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40之间的面积比可以是3：2：1，但是，本发明构思不限于此。考虑到从每个外延堆叠发射的光量，第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40中的每一个可以具有不同的面积比。例如，当从第三外延堆叠40发射的光量较小时，第三外延堆叠40的面积比可以相对增加。
每个外延堆叠可以发射各种波段中的可见光带中的色光。在示例性实施例中，从最下层外延堆叠发射的光可以拥有具有最低能带的最长波长，并且从外延堆叠发射的色光的波长可以从最下层外延堆叠到最上层外延堆叠变得更短。例如，从所设置的最上层外延堆叠发射的光可以拥有具有最高能带的最短波长。第一外延堆叠20发射第一色光L1，第二外延堆叠30发射第二色光L2，并且第三外延堆叠40发射第三色光L3。第一色光L1、第二色光L2和第三色光L3可以具有彼此不同的颜色，并且第一色光L1、第二色光L2和第三色光L3可以具有彼此不同的顺序地缩短的波段。具体地，第一色光L1、第二色光L2和第三色光L3可以具有彼此不同的从第一色光L1到第三色光L3逐渐增加的波段。
在示例性实施例中，第一色光L1可以是红光，第二色光L2可以是绿光，以及第三色光L3可以是蓝光。然而，本发明构思不限于此。当发光堆叠结构包括微LED时，所述微LED具有如本领域中已知的小于约10,000平方μm的表面积，或者在其他示例性实施例中小于约4,000平方μm或2,500平方μm的表面积，第一外延堆叠20可以发射红光、绿光和蓝光中的任何一种光，并且第二外延堆叠30和第三外延堆叠40可以发射红光、绿光和蓝光中的不同的光，而不会由于微LED的小尺寸架构而对操作产生不利影响。
每个外延堆叠在背离基底10的方向上发光。在这种情况下，来自一个外延堆叠的光可以沿远离基底10的方向直接发射到外部，或者通过设置在光路中的上部外延堆叠发射。远离基底10的方向可以指示第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40堆叠的方向。以下，远离基底10的方向将称为“前表面方向”或“向上的方向”，朝着基底10面对的方向将称为“后表面方向”或“向下的方向”。然而，术语“向上的”和“向下的”是相对术语，其可以根据发光堆叠结构的设置或堆叠方向而变化。
每个外延堆叠朝着向上的方向发射光。从每个外延堆叠发射的光可以直接沿向上的方向行进，或者穿过设置在其上方的另一个外延堆叠。在示例性实施例中，从第一外延堆叠20发射的光的第一部分直接通过其暴露的上表面以向上的方向行进，从第一外延堆叠20发射的光的第二部分在穿过第二外延堆叠30之后的以向上的方向行进，并且第一外延堆叠20发射的光的第三部分在穿过第二外延堆叠30和第三外延堆叠40之后以向上的方向行进。从第二外延堆叠30发射的光的一部分直接通过其暴露的上表面以向上的方向行进，并且从第二外延堆叠30发射的光的另一部分在穿过第三外延堆叠40之后以向上的方向行进。从第三外延堆叠40发射的光直接以向上的方向行进。
每个外延堆叠可以透射从设置在其下方的外延堆叠发射的大部分光。具体地，从第一外延堆叠20发射的光的一部分在穿过第二外延堆叠30和第三外延堆叠40之后在前表面方向行进，并且从第二外延堆叠30发射的光的一部分在穿过第三外延堆叠40之后在前表面方向行进。这样，除了最下层的外延堆叠之外的其他外延堆叠的至少一部分或全部可以由透光材料形成。如本文所使用的，术语“透光材料”可以指透射全部光的材料或透射预定波长或具有预定波长的光的一部分的材料。在示例性实施例中，每个外延堆叠可以透射从设置在其下方的外延堆叠发射的光的大约60％或更多。根据另一个示例性实施例，每个外延堆叠可以透射来自设置在其下方的外延堆叠的光的大约80％或更多，并且根据另一个示例性实施例，每个外延堆叠可以透射来自设置在其下方的外延堆叠的光的大约90％或更多。
根据示例性实施例，由于分别向外延堆叠施加发光信号的信号线独立地连接至外延堆叠，因此可以独立地驱动外延堆叠，并且因此可以取决于是否从每个外延堆叠发射光而显示各种颜色。另外，由于发射具有不同波长的光的外延堆叠形成为彼此重叠，所以可以在狭窄区域中形成发光堆叠结构。
图2是根据示例性实施例的发光堆叠结构的截面图。
参照图2，根据示例性实施例的发光堆叠结构包括设置在基底10上的第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40，在它们之间具有第一粘合层61、第二粘合层63和第三粘合层65。第一粘合层61可以包括导电或非导电材料。在一些示例性实施例中，第一粘合层61可以在其要电连接到设置在其下方的基底10的部分处具有导电性。第一粘合层61可以包括透明或不透明的材料。当基底10包括不透明材料并且线路部分形成在基底10上时，第一粘合层61可以包括不透明材料，例如光吸收材料，例如环氧基聚合物粘合剂。
第二粘合层63和第三粘合层65可以包括非导电材料，并且可以包括透光材料。例如，第二粘合层63和第三粘合层65可以包括光学透明粘合剂(OCA)。然而，本发明构思不限于第二粘合层63和第三粘合层65的特定材料，只要第二粘合层63和第三粘合层65是光学透明的并且稳定地附着每个外延堆叠即可。例如，第二粘合层63和第三粘合层65可以包括有机材料，例如如SU-8的环氧基聚合物、各种抗蚀剂、聚对二甲苯基、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、苯并环丁烯(BCB)和旋涂玻璃(SOG)，以及无机材料，诸如氧化硅和氧化铝。在一些示例性实施例中，导电氧化物可以用作粘合层，并且在这种情况下，导电氧化物可以与其他组分绝缘。当有机材料用作粘合层时，可以通过将材料涂覆在第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40以及基底10的粘合侧上而将第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40以及基底10彼此附着，并在高真空状态下向材料施加高温和高压。当无机材料用作粘合层时，例如，可以通过将材料沉积在第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40以及基底10的粘合侧上、使用化学机械平坦化(CMP)来平坦化材料、在材料的表面上进行等离子体处理以及在高真空状态下附着，将第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40以及基底10彼此附着。第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40中的每一个包括p型半导体层25、p型半导体层35和p型半导体层45、有源层23、有源层33和有源层43以及n型半导体层21、n型半导体层31和n型半导体层41，它们顺序地堆叠。
第一外延堆叠20的p型半导体层25、有源层23和n型半导体层21可以包括发射红光的半导体材料，例如砷化铝镓(AlGaAs)、磷化砷化镓(GaAsP)、磷化铝镓铟(AlGaInP)和磷化镓(GaP)等，但不限于此。
第一p型接触电极层25p可以设置在第一外延堆叠20的p型半导体层25下方。第一外延堆叠20的第一p型接触电极层25p可以具有单层结构或多层结构并且可以包括金属。例如，第一p型接触电极层25p可以包括诸如Al、Ti、Cr、Ni、Au、Ag、Sn、W、Cu的金属或其合金。第一p型接触电极层25p可以包括具有高反射率的金属，以通过从第一外延堆叠20发射的反射光来提高在向上方向的发光效率。
第一n型接触电极21n可以设置在第一外延堆叠20的n型半导体层上。第一外延堆叠20的第一n型接触电极21n可以具有单层结构或多层结构并且可以包括金属。例如，第一n型接触电极21n可以包括诸如Al、Ti、Cr、Ni、Au、Ag、Sn、W、Cu的金属或其合金。然而，本发明构思不限于此，并且可以使用其他导电材料。
第二外延堆叠30包括顺序堆叠的p型半导体层35、有源层33和n型半导体层31。例如，p型半导体层35、有源层33和n型半导体层31可以包括可以发射绿光的半导体材料，诸如氮化铟镓(InGaN)、氮化镓(GaN)、磷化镓(例如，GaP)、磷化铝镓铟(AlGaInP)和磷化铝镓(AlGaP)，但不限于此。
第二p型接触电极层35p设置在第二外延堆叠30的p型半导体层35的下方。第二p型接触电极层35p设置在第一外延堆叠20和第二外延堆叠30之间，详细地，在第二粘合层63和第二外延堆叠30之间。
第二n型接触电极31n可以设置在第二外延堆叠30的n型半导体层上。第二外延堆叠30的第二n型接触电极31n可以具有单层结构或多层结构，并且可以包括金属。例如，第二n型接触电极31n可以包括诸如Al、Ti、Cr、Ni、Au、Ag、Sn、W、Cu的金属，或其合金。然而，本发明构思不限于此，并且可以使用其他导电材料。
第三外延堆叠40包括顺序堆叠的p型半导体层45、有源层43和n型半导体层41。例如，p型半导体层45、有源层43和n型半导体层41可以包括可以发射蓝光的半导体材料，诸如氮化镓(GaN)、氮化铟镓(InGaN)和硒化锌(ZnSe)，但不限于此。
第三p型接触电极层45p设置在第三外延堆叠40的p型半导体层45下方。第三p型接触电极层45p设置在第二外延堆叠30和第三外延堆叠40之间，详细地，在第三粘合层65和第三外延堆叠40之间。
第三n型接触电极41n可以设置在第三外延堆叠40的n型半导体层上。第三外延堆叠40的第三n型接触电极41n可以具有单层结构或多层结构，并且可以包括金属。例如，第三n型接触电极41n可以包括诸如Al、Ti、Cr、Ni、Au、Ag、Sn、W、Cu的金属或其合金。然而，本发明构思不限于此，并且可以使用其他导电材料。
图2示出了第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40的n型半导体层21、n型半导体层31和n型半导体层41中的每个以及p型半导体层25、p型半导体层35和p型半导体层45中的每个具有单层结构，然而，在一些示例性实施例中，这些层可以具有多层结构，并且可以包括超晶格层。第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40的有源层23、有源层33和有源层43可以具有单量子阱结构或多量子阱结构。
第二p型接触电极层35p可以具有基本覆盖第二外延堆叠30的面积。另外，第三p型接触电极层45p可以具有基本覆盖第三外延堆叠40的面积。在这种情况下，第二p型接触电极层35p和第三p型接触电极层45p可以包括透明导电材料，以透射从设置在其下方的外延堆叠发射的光。例如，第二p型接触电极层35p和第三p型接触电极层45p中的每一个可以包括透明导电氧化物(TCO)，其可以包括氧化锡(SnO)、氧化铟(InO2)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锡(ITO)和氧化铟锡锌(ITZO)。例如，可以通过使用蒸发器或溅射器化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)来沉积透明导电化合物。第二p型接触电极层35p和第三p型接触电极层45p可以具有例如从大约2000埃到大约2微米的厚度，以便在随后的制造过程中用作蚀刻阻挡件，同时具有预定的透光率。
在示例性实施例中，第一p型接触电极层25p、第二p型接触电极层35p和第三p型接触电极层45p可以连接到公共线。公共线是施加有公共电压的线。另外，发光信号线可以分别连接到第一n型接触电极21n、第二n型接触电极31n和第三n型接触电极41n。在示例性实施例中，公共电压Sc通过公共线施加到第一p型接触电极层25p、第二p型接触电极层35p和第三p型接触电极层45p，并且发光信号通过发光信号线施加到第一n型接触电极21n、第二n型接触电极31n和第三n型接触电极41n。因此，可以独立地控制第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40。发光信号包括分别与第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40对应的第一发光信号SR、第二发光信号SG和第三发光信号SB。在示例性实施例中，第一发光信号SR、第二发光信号SG和第三发光信号SB是分别与红光、绿光和蓝光的光发射对应的信号。
在所示的示例性实施例中，将公共电压施加到第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40的p型半导体层25、p型半导体层35和p型半导体层45，并且将发光信号施加到第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40的n型半导体层21、n型半导体层31和n型半导体层41，然而，本发明构思不限于此。例如，在一些示例性实施例中，可以将公共电压施加到第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40的n型半导体层21、n型半导体层31和n型半导体层41，并且发光信号可以施加到第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40的p型半导体层25、p型半导体层35和p型半导体层45。
第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40可以响应于施加到其上的发光信号而驱动。更具体地，响应于第一发光信号SR驱动第一外延堆叠20，响应于第二发光信号SG驱动第二外延堆叠30，并且响应于第三发光信号SB驱动第三外延堆叠40。在这种情况下，将第一发光信号SR、第二发光信号SG和第三发光信号SB独立地施加到第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40，并且因此独立地驱动第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40。发光堆叠结构可以朝向上的方向提供通过从第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40发射的第一色光、第二色光和第三色光的组合具有各种颜色的光。
与具有彼此完全重叠的外延堆叠的结构相比，具有根据示例性实施例的上述结构的发光堆叠结构可以具有提高的光提取效率。具体地，可以增加在不穿过其他外延堆叠的情况下在向上的方向上从第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40发射的光的量，这可以提高光提取效率。
另外，根据示例性实施例的发光堆叠结构可以通过从重叠的外延堆叠发射的不同颜色的光的组合来显示各种颜色，而不是通过在平面上彼此间隔开的不同区域来提供不同颜色的光，因此，根据示例性实施例的发光元件可以具有减小的尺寸和增加的集成度。发射不同颜色的光(例如红光、绿光和蓝光)的常规发光元件在平面上彼此间隔开以实现全色显示。因此，由于发光元件在平面上彼此间隔开，因此常规发光元件所占的面积较大。然而，根据示例性实施例的发射不同颜色的光的发光元件在彼此重叠的同时设置在相同的区域中以形成发光堆叠结构，因此，可以通过比常规技术的区域明显更小的区域来实现全色显示。因此，可以在较小的区域中制造高分辨率的显示装置。
此外，即使在以堆叠方式制造常规发光装置时，也可以通过在每个发光元件中单独形成接触部分，例如，通过单独且分别地形成发光元件并使用布线将发光元件彼此连接来制造常规发光装置，这可能会增加结构复杂性和制造复杂性。然而，可以通过在一个基底上顺序堆叠多个外延堆叠、通过简化工艺在外延堆叠中形成接触部分、以及将线路部分连接到外延堆叠来制造根据示例性实施例的发光堆叠结构。另外，由于根据示例性实施例安装了一种发光堆叠结构，因此与可以分别地制造各个颜色的发光元件并单独地安装发光元件的常规显示装置制造方法相比，可以显著地简化显示装置的制造方法。
根据示例性实施例的发光堆叠结构可以还包括各种组件以提供高纯度的色光和高效率。例如，发光堆叠结构可以包括波长通过滤波器，以防止具有相对较短波长的光朝着发射具有相对较长波长的光的外延堆叠行进。
在下文中，将主要描述与上述特征和元件不同的特征和元件，以避免冗余。这样，将省略基本相同的元件的详细描述以避免冗余。
图3是根据示例性实施例的发光堆叠结构的截面。
参照图3，发光堆叠结构可以包括设置在第一外延堆叠20和第二外延堆叠30之间的第一波长通过滤波器71。
第一波长通过滤波器71可以选择性地透射具有预定波长的光。第一波长通过滤波器71可以透射从第一外延堆叠20发射的第一色光，并且可以阻挡或反射除第一色光之外的光。因此，从第一外延堆叠20发射的第一色光可以在向上的方向上行进，但是分别从第二外延堆叠30和第三外延堆叠40发射的第二色光和第三色光可以不朝着第一外延堆叠20行进，并且可以通过第一波长通过滤波器71反射或阻挡。
第二色光和第三色光可以具有比第一色光相对较短的波长和相对较高的能量。当第二色光和第三色光入射到第一外延堆叠20中时，可以在第一外延堆叠20中引起二次发光。然而，根据示例性实施例，通过第一波长通过滤波器71可以防止第二色光和第三色光入射到第一外延堆叠20。
在示例性实施例中，第二波长通过滤波器73可以设置在第二外延堆叠30和第三外延堆叠40之间。第二波长通过滤波器73可以透射分别从第一外延堆叠20和第二外延堆叠30发射的第一色光和第二色光，并且可以阻挡或反射除第一色光和第二色光之外的光。因此，分别从第一外延堆叠20和第二外延堆叠30发射的第一色光和第二色光可以在向上的方向上行进，但是从第三外延堆叠40发射的第三色光可以不向第一外延堆叠20和第二外延堆叠30行进，并且可以通过第二波长通过滤波器73反射或阻挡。
第三色光具有比第一色光和第二色光相相对较短的波长和相对较高的能量。当第三色光入射到第一外延堆叠20和第二外延堆叠30中时，可以在第一外延堆叠20和第二外延堆叠30中引起二次发光。然而，根据示例性实施例，可以通过第二波长通过滤波器73防止第三色光入射到第一外延堆叠20和第二外延堆叠30中。
第一波长通过滤波器71和第二波长通过滤波器73可以以各种方式形成。例如，第一波长通过滤波器71和第二波长通过滤波器73可以通过交替地堆叠具有彼此不同的折射率的绝缘层来形成。例如，二氧化硅(SiO2)和二氧化钛(TiO2)可以彼此交替堆叠，并且可以通过调节二氧化硅(SiO2)和二氧化钛(TiO2)中的每个的堆叠层的厚度和/或数量来确定光的波长。在一些示例性实施例中，SiO2、TiO2、HfO2、Nb2O5、ZrO2和Ta2O5可以用作具有不同折射率的绝缘层。
根据示例性实施例的发光堆叠结构可以还包括各种组件以提供高效的均匀光。例如，可以在发光表面上形成各种凹凸部分。在一些示例性实施例中，凹凸部分可以形成在第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40中的至少一个的n型半导体层上，其可以是发光表面。
凹凸部分可以提高发光效率。凹凸部分可以以各种形状提供，例如多边形金字塔、半球或具有粗糙度的表面，凹凸部分随机地布置在其上。凹凸部分可以通过各种蚀刻工艺来纹理化，或者可以使用图案化的蓝宝石基底来形成。
从第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40发射的第一色光、第二色光和第三色光可能具有强度差，并且强度差可能导致可见度差异。在示例性实施例中，通过选择性地在第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40的发光表面上形成凹凸部分可以提高发光效率，以减小第一、第二和第三色光之间的可见度差异。因为对应于红色和/或蓝色的色光具有比对应于绿色的色光低的可见度，所以可以通过纹理化第一外延堆叠20和/或第三外延堆叠40来减小可见度的差异。具体地，由于可以从发光堆叠结构的最下层部分提供红色光，所以红色光具有相对较小的强度。在这种情况下，在第一外延堆叠20上形成凹凸部分时提高其光效率。
具有上述结构的发光堆叠结构可以对应于能够显示各种颜色的发光元件，并且可以在显示装置中用作像素。在下文中，将更详细地描述包括根据示例性实施例的发光堆叠结构的显示装置。
图4是根据示例性实施例的显示装置的平面图，并且图5是图4的部分P1的放大平面图。
参照图4和图5，根据示例性实施例的显示装置100可以显示任何视觉信息，诸如文本、视频、照片以及2D或3D图像。
显示装置100可以具有各种形状，例如具有直边的闭合多边形、具有弯曲边的圆形或椭圆形、以及具有直边和弯曲边的半圆形或半椭圆形。在所示的示例性实施例中，显示装置100将描述为具有基本上矩形的形状。
显示装置100包括显示图像的多个像素110。每个像素110可以是显示图像的最小单位。每个像素110可以包括根据示例性实施例的发光堆叠结构，并且可以发射白光和/或色光。
根据示例性实施例的每个像素110包括发射红色光的第一像素110R，发射绿色光的第二像素110G和发射蓝色光的第三像素110B。第一像素110R、第二像素110G和第三像素110B可以分别对应于上述发光堆叠结构的第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40。
像素110以矩阵形式布置。如本文所使用的，以矩阵形式布置的像素110可以指的是，像素110沿着行或列精确地成直线布置，以及像素110基本上沿着行或列布置，同时像素110的详细位置可以改变，例如，之字形。
图6是根据示例性实施例的显示装置的框图。
参照图6，根据示例性实施例的显示装置100包括时序控制器350、扫描驱动器310、数据驱动器330、线路部分和像素。每个像素通过线路部分各自连接到扫描驱动器310和数据驱动器330。
时序控制器350从外部源(例如，发送图像数据的外部系统)接收可用于驱动显示装置100的各种控制信号和图像数据。时序控制器350可以重新布置接收到的图像数据，并将重新布置的图像数据施加到数据驱动器330。另外，时序控制器350可以生成扫描控制信号和数据控制信号，其可以用于驱动扫描驱动器310和数据驱动器330，并将生成的扫描控制信号和数据控制信号分别施加到扫描驱动器310和数据驱动器330。
扫描驱动器310可以从时序控制器350接收扫描控制信号，并且响应于扫描控制信号而生成扫描信号。
数据驱动器330可以从时序控制器350接收数据控制信号和图像数据，并且响应于数据控制信号而生成数据信号。
线路部分包括多条信号线。具体地，线路部分包括将扫描驱动器310连接到像素的扫描线130R、130G和130B(以下统称为“130”)，以及将数据驱动器330连接到像素的数据线120。扫描线130可以分别连接到像素，并且分别连接到像素的扫描线以第一扫描线130R、第二扫描线130G和第三扫描线130B示出。
另外，线路部分可以还包括将时序控制器350和扫描驱动器310、时序控制器350和数据驱动器330或其他组件彼此连接以传输信号的线路。
扫描线130将由扫描驱动器310产生的扫描信号施加到像素。将由数据驱动器330产生的数据信号施加到数据线120。
像素连接到扫描线130和数据线120。当来自扫描线130的扫描信号施加到像素时，像素可以响应于从数据线120提供的数据信号选择性地发射光。例如，在每个帧周期期间，每个像素可以发射具有与施加到其的数据信号对应的亮度的光。施加了与黑亮度对应的数据信号的像素在对应的帧周期内可能不发光，因此显示黑色。
在示例性实施例中，可以以无源或有源矩阵方式来驱动像素。当以有源矩阵方式驱动显示装置时，除了扫描信号和数据信号之外，还可以向显示装置100提供第一像素电源和第二像素电源。
图7是根据示例性实施例的无源矩阵型显示装置的一个像素的电路图。这个像素可以是若干像素例如，红色像素、绿色像素和蓝色像素中的一个，并且将参考第一像素110R描述所述像素。可以以与第一像素基本相同的方式来驱动第二像素和第三像素，因此，将省略第二像素和第三像素的电路图的详细描述以避免冗余。
参照图7，第一像素110R包括连接在第一扫描线130R和数据线120之间的发光元件150。发光元件150可以对应于第一外延堆叠20。当将等于或大于阈值电压的电压施加在p型半导体层和n型半导体层之间时，第一外延堆叠20发射具有与施加到其上的电压的电平对应的亮度的光。这样，可以通过控制施加到第一扫描线130R的扫描信号的电压和/或施加到数据线120的数据信号的电压来控制第一像素110R的发光。
图8是根据示例性实施例的有源矩阵型显示装置的一个像素的电路图。
当显示装置是有源矩阵型显示装置时，除了扫描信号和数据信号之外，还可以向第一像素110R提供第一像素电源ELVDD和第二像素电源ELVSS。
参照图8，第一像素110R包括一个或多个发光元件150和连接到发光元件150的晶体管部分。
发光元件150可以对应于第一外延堆叠20，发光元件150的p型半导体层可以经由晶体管部分连接到第一像素电源ELVDD，并且发光元件150的n型半导体层可以连接到第二像素电源ELVSS。第一像素电源ELVDD和第二像素电源ELVSS可以具有彼此不同的电位。例如，第二像素电源ELVSS可以具有比第一像素电源ELVDD的电位低至少发光元件的阈值电压的电位。每个发光元件可以发射具有与由晶体管部分控制的驱动电流对应的亮度的光。
根据示例性实施例的晶体管部分包括第一晶体管M1和第二晶体管M2以及存储电容器Cst。然而，可以对晶体管部分的配置进行各种修改。
第一晶体管M1(开关晶体管)包括连接至数据线120的源电极、连接至第一节点N1的漏电极和连接至第一扫描线130R的栅电极。当通过第一扫描线130R提供具有足以导通第一晶体管M1的电压的扫描信号时，第一晶体管M1导通以将数据线120和第一节点N1电连接。在这种情况下，将相应帧的数据信号施加到数据线120，因此，将数据信号施加到第一节点N1。利用施加到第一节点N1的数据信号对存储电容器Cst充电。
第二晶体管M2(驱动晶体管)包括连接至第一像素电源ELVDD的源电极、连接至发光元件150的n型半导体层的漏电极以及连接至第一节点N1的栅电极。第二晶体管M2响应于第一节点N1的电压控制提供给发光元件150的驱动电流的量。
存储电容器Cst的一个电极连接至第一像素电源ELVDD，并且存储电容器Cst的另一电极连接至第一节点N1。用对应于施加到第一节点N1的数据信号的电压对存储电容器Cst充电，并保持所述充电电压直到提供下一帧的数据信号。
在所示的示例性实施例中，如图8所示，将晶体管部分描述为包括两个晶体管。但是，本发明构思不限于在晶体管部分中包括的晶体管的特定数量，并且可以以各种方式改变晶体管部分的配置。例如，晶体管部分可以包括更多的晶体管和更多的电容器。另外，第一晶体管和第二晶体管、存储电容器以及线路的配置在本领域中是公知的，因此，将省略其详细描述。在一些示例性实施例中，可以以各种方式来改变第一晶体管和第二晶体管、存储电容器以及线路的配置。在下文中，将参考无源矩阵型像素来描述像素。
图9是根据示例性实施例的像素的平面图，并且图10是沿图9的线I-I’截取的截面图。
参照图9和图10，根据示例性实施例的像素包括彼此堆叠的多个外延堆叠，并且所述外延堆叠包括第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40。
在外延堆叠中，第一外延堆叠20可以具有最大的面积。第二外延堆叠30具有小于第一外延堆叠20的面积的面积，并且设置在第一外延堆叠20的一部分上。第三外延堆叠40具有小于第二外延堆叠30的面积的面积，并且设置在第二外延堆叠30的一部分上。在所示的示例性实施例中，布置第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40，从而顺序地暴露第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40的上表面。
接触部分设置在像素中以将线路部分连接到第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40。在一些示例性实施例中，取决于将公共电压施加到第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40的哪种极性类型的半导体层，可以改变像素的堆叠结构。在下文中，作为示例，将公共电压描述为施加到第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40的p型半导体层。
将发光信号分别施加到第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40的第一发光信号线、第二发光信号线和第三发光信号线以及将公共电压施加到第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40中的每个的公共线连接到第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40。第一发光信号线、第二发光信号线和第三发光信号线可以分别对应于第一扫描线130R、第二扫描线130G和第三扫描线130B，以及公共线可以对应于数据线120，因此，第一扫描线130R、第二扫描线130G和第三扫描线130B以及数据线120连接到第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40。
根据示例性实施例的第一扫描线130R、第二扫描线130G和第三扫描线130B可沿第一方向(例如，图9的水平方向)延伸。数据线120可以沿第二方向延伸，例如，图9的垂直方向，其与第一扫描线130R、第二扫描线130G和第三扫描线130B交叉。然而，第一扫描线130R、第二扫描线130G和第三扫描线130B以及数据线120延伸的方向不限于此，并且可以根据像素的布置以各种方式改变所述方向。
由于数据线120和第一p型接触电极层25p在与第一方向交叉的第二方向延长，并且基本上同时将公共电压施加到第一外延堆叠20的p型半导体层，因此数据线120和第一p型接触电极层25p可以是基本上相同的组件。这样，在下文中，将第一p型接触电极层25p称为数据线120，反之亦然。
欧姆电极25p'设置在其中设置有第一p型接触电极层25p的发光区域中，用于第一p型接触电极层25p和第一外延堆叠20之间的欧姆接触。欧姆电极25p'可以具有各种形状并且可以提供为多个。在所示的示例性实施例中，欧姆电极25p'设置在第一外延堆叠20的下表面通过其暴露的区域中，但是，本发明构思不限于此，并且欧姆电极25p'可以设置在另一个位置。用于欧姆接触的欧姆电极25p'可以包括各种材料。在示例性实施例中，对应于p型欧姆电极25p'的欧姆电极25p'可以包括Au-Zn合金或Au-Be合金。在这种情况下，由于用于欧姆电极25p’的材料具有低于Ag、Al和Au的反射率的反射率，所以可以进一步设置另外的反射电极，其可以包括例如Ag或Au。在这种情况下，可以设置包括Ti、Ni、Cr或Ta的层作为粘合层，用于粘合至相邻组件。例如，粘合层可以稀薄地沉积在包括Ag或Au的反射电极的上表面和下表面上。
第一n型接触电极21n设置在第一外延堆叠20上。第一扫描线130R连接至第一n型接触电极21n。第二n型接触电极31n设置在第二外延堆叠30上。第二扫描线130G连接至第二n型接触电极31n。第三n型接触电极41n设置在第三外延堆叠40上。第三扫描线130B连接到第三n型接触电极41n。
去除第二外延堆叠30的一侧的一部分。第二p型接触电极35pc设置在去除了第二外延堆叠30的一部分的部分上。第二p型接触电极35pc连接到第一桥接电极BRG，并且第一桥接电极BRG通过第一接触孔CH1连接到数据线120。第三p型接触电极45pc连接到第二桥接电极BRB，并且第二桥接电极BRB通过第二接触孔CH2连接到数据线120。因此，公共电压通过数据线120施加到第二p型接触电极35pc和第三p型接触电极45pc。
在示例性实施例中，第一n型接触电极21n、第二n型接触电极31n和第三n型接触电极41n可包括焊盘部分和从所述焊盘部分沿一个方向延伸的延伸部分，所述焊盘部分具有相对宽的区域以易于分别连接至第一扫描线130R、第二扫描线130G和第三扫描线130B。焊盘部分可以具有各种形状，例如，基本上为圆形。延伸部分可以协助向第一外延堆叠20的n型半导体层提供均匀的电流，并且可以从焊盘部分沿一个方向延伸。延伸部分可以具有各种形状，例如，诸如大体上细长的形状。
粘合层、p型接触电极层和波长通过滤波器设置在基底10与第一外延堆叠20，第二外延堆叠30和第三外延堆叠40中的每个之间。在下文中，将根据堆叠顺序来描述示例性实施例的像素。
第一外延堆叠20设置在基底10上，具有第一粘合层61插入它们之间。第一外延堆叠20包括p型半导体层、有源层和n型半导体层，它们从下部沿向上的方向顺序地堆叠。
第一绝缘层81设置在第一外延堆叠20的下表面(例如面向基底10的表面)上。第一绝缘层81具有至少一个接触孔。欧姆电极25p’设置在接触孔中并与第一外延堆叠20的p型半导体层接触。欧姆电极25p’可以包括各种材料。
欧姆电极25p’与第一p型接触电极层25p(例如，数据线120)接触。第一p型接触电极层25p设置在第一绝缘层81和第一粘合层61之间。
第一p型接触电极层25p可以与第一外延堆叠20重叠，更具体地，与第一外延堆叠20的发光区域重叠，并且可以在平面图中覆盖第一外延堆叠20的基本或全部发光区域。第一p型接触电极层25p可以包括反射在第一外延堆叠20中生成的光的反射材料。另外，第一绝缘层81可以具有反射率以增强第一外延堆叠20中的光的反射。例如，第一绝缘层81可以具有全向反射器(ODR)结构。
更具体地，第一p型接触电极层25p可以包括相对于从第一外延堆叠20发射的光具有高反射率的金属。例如，当第一外延堆叠20发射红光时，第一p型接触电极层25p可以包括相对于红光具有高反射率的金属，诸如Au、Al或Ag。具体地，由于Au相对于可能从第二外延堆叠30和第三外延堆叠40发射的绿光和蓝光具有低反射率，因此，可以防止来自第二外延堆叠30和第三外延堆叠40发射的光的颜色混合。
第一n型接触电极21n设置在第一外延堆叠20的上表面上。第一n型接触电极21n可以包括导电材料。在示例性实施例中，第一n型接触电极21n可以包括各种金属及其合金，例如，Au-Te合金或Au-Ge合金。
第二粘合层63设置在第一外延堆叠20上，并且第一波长通过滤波器71、第二p型接触电极层35p和第二外延堆叠30顺序地设置在第二粘合层63上。
第一波长通过滤波器71覆盖第一外延堆叠20的发光区域的一部分，并且设置在第一外延堆叠20的上表面的一部分上，以与其中设置有第二外延堆叠30的区域重叠。
第二外延堆叠30包括在向上的方向上顺序地堆叠的p型半导体层、有源层和n型半导体层。
部分地去除第二外延堆叠30，因此暴露第二p型接触电极层35p的一部分。第二p型接触电极35pc设置在第二p型接触电极层35p的暴露部分上。第二n型接触电极31n设置在第二外延堆叠30上。
第三粘合层65设置在第二外延堆叠30上，并且第二波长通过滤波器73、第三p型接触电极层45p和第三外延堆叠40顺序地设置在第三粘合层65上。
第二波长通过滤波器73覆盖第二外延堆叠30的发光区域的一部分，并且设置在第二外延堆叠30的上表面的一部分上，以与其中设置有第三外延堆叠40的区域重叠。
第三外延堆叠40包括沿向上的方向顺序地堆叠的p型半导体层、有源层和n型半导体层。
部分地去除第三外延堆叠40，并且暴露第三p型接触电极层45p的一部分。第三p型接触电极45pc设置在第三p型接触电极层45p的暴露部分上。第三n型接触电极41n设置在第三外延堆叠40上。
第二绝缘层83和第三绝缘层85顺序地设置在第三外延堆叠40上方的基底10上。第二绝缘层83和第三绝缘层85可以包括各种有机/无机绝缘材料，但不限于此。例如，第二绝缘层83和/或第三绝缘层85可以包括包含氮化硅或氧化硅的无机绝缘材料，或者包含聚酰亚胺的有机绝缘材料。
第一绝缘层81和/或第二绝缘层83提供有接触孔，以暴露第一p型接触电极层25p、第二p型接触电极35pc和第三p型接触电极45pc以及第一n型接触电极21n、第二n型接触电极31n和第三n型接触电极41n的上表面。第一扫描线130R、第二扫描线130G和第三扫描线130B分别连接到第一n型接触电极21n、第二n型接触电极31n和第三n型接触电极41n。第一桥接电极BRG和第二桥接电极BRB通过接触孔连接到第一p型接触电极层25p以及第二p型接触电极35pc和第三p型接触电极45pc。在示例性实施例中，第二扫描线130G、第一桥接电极BRG和第二桥接电极BRB可以设置在第一绝缘层81上，并且第一扫描线130R和第三扫描线130B可以设置在第二绝缘层83上。
在一些示例性实施例中，凹凸部分可以选择性地设置在第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40的上表面上。凹凸部分可以仅设置在与发光区域对应的区域中或在每个半导体层的整个上表面上。
另外，在一些示例性实施例中，非透光层可以进一步设置在第二绝缘层83和/或第三绝缘层85的与像素的侧面对应的侧部上。非透光层可以用作光阻挡层以防止来自第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40的光穿过像素的侧面射出，并且可以包括吸收或反射光的材料。
非透光层可以具有单层或多层金属。例如，非透光层可以包括各种材料，包括Al、Ti、Cr、Ni、Au、Ag、Sn、W和Cu的金属或其合金。
在一些示例性实施例中，可以使用金属或金属合金将非透光层作为单独的层设置在第二绝缘层83和/或第三绝缘层85的侧面上。
在一些示例性实施例中，可以通过将第一扫描线130R、第二扫描线130G和第三扫描线130B以及第一桥接电极BRG和第二桥接电极BRB中的至少一个朝向侧部延伸来提供非透光层。在这种情况下，从第一扫描线130R、第二扫描线130G和第三扫描线130B以及第一桥接电极BRG和第二桥接电极BRB中的至少一个延伸的非透光层可以与其他导电组件绝缘。
在一些示例性实施例中，非透光层可以以相同的工艺形成，包括相同的材料，并且可以与第一扫描线130R、第二扫描线130G和第三扫描线130B以及第一桥接电极BRG和第二桥接电极BRB中的至少一个设置在相同的层上，或者可以与第一扫描线130R、第二扫描线130G和第三扫描线130B以及第一桥接电极BRG和第二桥接电极BRB分开提供。
根据另一示例性实施例，当未分开提供非透光层时，第二绝缘层83和第三绝缘层85可以用作非透光层。在这种情况下，第二绝缘层83和第三绝缘层85可以不设置在第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40的上部(例如，前表面方向)上，从而从第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40发射的光可以沿前表面方向行进。
对根据示例性实施例的非透光层没有特别限制，只要非透光层吸收或反射光以阻挡光的透射即可。例如，非透光层可以是分布式布拉格反射器(DBR)介电镜、形成在绝缘层上的金属反射层或黑色有机聚合物层。当金属反射层用作非透光层时，金属反射层可以处于浮置状态，使得金属反射层与其他像素的组件电绝缘。
以这种方式，当非透光层设置在像素的侧面上时，可以防止光通过其侧面射出，使得一个像素可以不影响与其相邻的像素以及可以防止相邻像素之间的光混合。
可以通过在基底10上顺序堆叠第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40来制造根据示例性实施例的像素，这将在下文中描述。
图11、图13、图15、图17、图19、图21、图23、图25、图27、图29、图31和图33是其上顺序堆叠有第一外延堆叠、第二外延堆叠和第三外延堆叠的基底的平面图。图12、图14、图16、图18、图20、图22、图24、图26、图28、图30、图32和图34是分别沿图11、图13、图15、图17、图19、图21、图23、图25、图27、图29、图31和图33的线I-I’截取的截面图。
参照图11和图12，第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40顺序地形成在基底10上。
具体地，第一外延堆叠20和欧姆电极25p’形成在第一临时基底上。第一临时基底可以是半导体基底，例如砷化镓(GaAs)基底，可以在其上生长第一外延堆叠20。通过在第一临时基底上形成n型半导体层、有源层和p型半导体层来制造第一外延堆叠20。在第一临时基底上形成包括接触孔的第一绝缘层81，并且在第一绝缘层81的接触孔中形成欧姆电极25p’。
例如，通过在第一临时基底上形成第一绝缘层81、涂覆光致抗蚀剂、对光致抗蚀剂进行图案化、在图案化的光致抗蚀剂上沉积用于欧姆电极25p’的材料并剥离光致抗蚀剂图案，可以形成欧姆电极25p’。在一些示例性实施例中，通过形成第一绝缘层81，使用光刻工艺图案化第一绝缘层81，使用用于欧姆电极25p’的材料形成用于欧姆电极25p’的层，以及使用光刻工艺对用于欧姆电极25p’的层进行图案化，可以形成欧姆电极25p’。
第一p型接触电极层25p，例如数据线120，形成在其上形成有欧姆电极25p’的第一临时基底上。第一p型接触电极层25p可以包括反射材料。可以通过在第一临时基底上沉积金属材料并且使用光刻工艺图案化沉积的金属材料来形成第一p型接触电极层25p。
形成在第一临时基底上的第一外延堆叠20相反地附着到基底10上，具有第一粘合层61插入它们之间。
在将第一外延堆叠20附着到基底10之后，去除第一临时基底。可以通过各种方法，诸如湿式蚀刻工艺、干式蚀刻工艺、物理去除工艺或激光剥离工艺，来去除第一临时基底。
在去除第一临时基底之后，在第一外延堆叠20上形成第一n型接触电极21n。可以通过形成导电材料并使用光刻工艺等图案化导电材料来形成第一n型接触电极21n。
在一些示例性实施例中，在去除第一临时基底之后，可以在第一外延堆叠20的上表面(n型半导体层)上形成凹凸部分。可以通过各种蚀刻工艺纹理化凹凸部分。例如，可以通过各种工艺，诸如使用显微照相术的干式蚀刻工艺、利用晶体特性的湿式蚀刻工艺、使用诸如喷砂的物理方法的纹理化工艺、离子束蚀刻工艺、或使用嵌段共聚物蚀刻速率差值的纹理化工艺，形成凹凸部分。
在第二临时基底上形成第二外延堆叠30、第二p型接触电极层35p和第一波长通过滤波器71。
第二临时基底可以是蓝宝石基底。可以通过在第二临时基底上形成n型半导体层、有源层和p型半导体层来制造第二外延堆叠30。
在第二临时基底上形成的第二外延堆叠30相反地附着到第一外延堆叠20，具有第二粘合层63介于它们之间。在将第二外延堆叠30附着到第一外延堆叠20之后，去除第二临时基底。可以通过各种方法，诸如湿式蚀刻工艺、干式蚀刻工艺、物理去除工艺或激光剥离工艺，去除第二临时基底。在一些示例性实施例中，在去除第二临时基底之后，可以在第二外延堆叠30的上表面(n型半导体层)上形成凹凸部分。可以通过各种蚀刻工艺纹理化凹凸部分，或者可以使用图案化的蓝宝石基底作为第二临时基底来形成凹凸部分。
在第三临时基底上形成第三外延堆叠40、第三p型接触电极层45p和第二波长通过滤波器73。
第三临时基底可以是蓝宝石基底。可以通过在第三临时基底上形成n型半导体层、有源层和p型半导体层来制造第三外延堆叠40。
形成在第三临时基底上的第三外延堆叠40相反地附着到第二外延堆叠30，具有第三粘合层65介于它们之间。在将第三外延堆叠40附着到第二外延堆叠30之后，去除第三临时基底。可以通过诸如湿式蚀刻工艺、干式蚀刻工艺、物理去除工艺或激光剥离工艺的各种方法来去除第三临时基底。在一些示例性实施例中，可以在去除第三临时基底之后在第三外延堆叠40的上表面(n型半导体层)上形成凹凸部分。可以通过各种蚀刻工艺纹理化凹凸部分，或者可以使用图案化的蓝宝石基底作为第三临时基底来形成凹凸部分。
在第三外延堆叠40的上表面上形成第三n型接触电极41n。例如，可以通过在第三外延堆叠40的上表面上形成导电材料层并使用光刻工艺图案化导电材料层来形成第三n型接触电极41n。
参照图13和图14，图案化第三外延堆叠40。从像素的预定区域去除第三外延堆叠40的一部分，使得第三外延堆叠40具有小于稍后形成的第一外延堆叠20和第二外延堆叠30的面积的面积。另外，还从将要形成第三p型接触电极45pc的区域去除第三外延堆叠40。使用光刻工艺，通过诸如湿式蚀刻工艺或干式蚀刻工艺的各种方法，可以去除第三外延堆叠40，并且在这种情况下，第三p型接触电极层45p用作蚀刻阻挡件。
参照图15和图16，第三p型接触电极45pc形成在第三p型接触电极层45p的由于去除第三外延堆叠40而暴露的部分上。通过在形成有第三p型接触电极层45p的基底10的上表面上形成导电材料层，并使用光刻工艺对导电材料层进行图案化，可以形成第三p型接触电极45pc。
参照图17和图18，从除了形成第三外延堆叠40的区域之外的区域去除第三p型接触电极层45p、第二波长通过滤波器73和第三粘合层65的部分。因此，暴露第二外延堆叠30的上表面。
使用光刻工艺，通过诸如湿式蚀刻工艺或干式蚀刻工艺的各种方法，可以去除第三p型接触电极层45p、第二波长通过滤波器73和第三粘合层65。
参照图19和20，第二n型接触电极31n形成在第二外延堆叠30的暴露的上表面上。例如，通过在第二外延堆叠30的上表面上形成导电材料层，并且使用光刻工艺对导电材料层进行图案化，可以形成第二n型接触电极31n。
参照图21和图22，图案化第二外延堆叠30。除像素的预定区域之外，去除第二外延堆叠30的部分，使得第二外延堆叠30具有小于稍后将形成的第一外延堆叠20的面积的面积。另外，还从形成第二p型接触电极35pc的区域去除第二外延堆叠30。使用光刻工艺，通过诸如湿式蚀刻工艺或干式蚀刻工艺的各种方法，可以去除第二外延堆叠30，并且在这种情况下，第二p型接触电极层35p用作蚀刻阻挡件。
参照图23和图24，在从其去除第二外延堆叠30的一部分的第二p型接触电极层35p上，形成第二p型接触电极35pc。例如，通过在形成有第二p型接触电极层35p的基底10的上表面上形成导电材料层，并使用光刻工艺对导电材料层进行图案化，可以形成第二p型接触电极35pc。
如上所述，第三n型接触电极41n、第三p型接触电极45pc、第二n型接触电极31n和第二p型接触电极35pc可以分别通过单独的掩模工艺形成，但是，本发明构思不限于此。更具体地，在图案化第三外延堆叠40之前形成第三n型接触电极41n，在图案化第三外延堆叠40之后形成第三p型接触电极45pc，在图案化第二外延堆叠30之前形成第二n型接触电极31n，以及在图案化第二外延堆叠30之后形成第二p型接触电极35pc，但是可以对形成接触电极的方法进行各种修改。
例如，在一些示例性实施例中，在顺序地图案化第三外延堆叠40和第二外延堆叠30之后，通过单个掩模工艺，可以顺序地形成第三n型接触电极41n、第三p型接触电极45pc、第二n型接触电极31n和第二p型接触电极35pc。当第三n型接触电极41n和第二n型接触电极31n由与第三p型接触电极45pc和第二p型接触电极35pc不同的材料形成时，可以使用彼此不同的掩模形成两种类型的接触电极。具体地，在顺序地图案化第三外延堆叠40和第二外延堆叠30之后，可以通过单个掩模工艺基本同时地形成第三n型接触电极41n和第二n型接触电极31n，并且可以通过另外的单个掩模工艺基本同时地形成第三p型接触电极45pc和第二p型接触电极35pc。
参照图25和图26，第二p型接触电极层35p、第一波长通过滤波器71和第二粘合层63的一部分从除设置有第二外延堆叠30的区域之外的区域去除。因此，暴露第一外延堆叠20的上表面。使用光刻工艺，通过诸如湿式蚀刻工艺或干式蚀刻工艺的各种方法，可以去除第二p型接触电极层35p、第一波长通过滤波器71和第二粘合层63。通过蚀刻工艺，暴露出在第一外延堆叠20的上表面上设置的第一n型接触电极21n。
参照图27和图28，图案化第一外延堆叠20。在外延堆叠中，第一外延堆叠20具有最大的面积。使用光刻工艺，通过诸如湿式蚀刻工艺或干式蚀刻工艺的各种方法，可以去除第一外延堆叠20。
在这种情况下，可以基本上同时或额外地去除第一绝缘层81，并且暴露第一p型接触电极25p的上表面，例如数据线。
参照图29和图30，具有接触孔的第二绝缘层83形成在图案化的第一外延堆叠20、第二外延堆叠30和第三外延堆叠40上。
接触孔形成在对应于第一n型接触电极21n、第二n型接触电极31n和第三n型接触电极41n以及第一p型接触电极25pc、第二p型接触电极35pc和第三p型接触电极45pc的位置处，以暴露第一n型接触电极21n、第二n型接触电极31n和第三n型接触电极41n以及第一p型接触电极25pc、第二p型接触电极35pc和第三p型接触电极45pc的部分。例如，可以通过光刻工艺形成具有接触孔的第二绝缘层83。
参照图31和图32，第二扫描线130G、第一桥接电极BRG和第二桥接电极BRB形成在第二绝缘层83上。第二扫描线130G通过对应于第二n型接触电极31n限定的接触孔连接到第二n型接触电极31n。第一桥接电极BRG的一端通过对应于第二p型接触电极35pc限定的接触孔连接到第二p型接触电极35pc，并且第一桥接电极BRG的另一端通过限定在第一p型接触电极层25p上方的第一接触孔CH1连接到第一p型接触电极层25p(例如，数据线120)。第二桥接电极BRB的一端通过对应于第三p型接触电极45pc限定的接触孔连接到第三p型接触电极45pc，并且第二桥接电极BRB的另一端通过限定在第一p型接触电极层25p上方的第二接触孔CH2连接到第一p型接触电极层25p(例如，数据线120)。
参照图33和图34，在第二绝缘层83上形成具有接触孔的第三绝缘层85。
接触孔形成在对应于第一n型接触电极21n和第三n型接触电极41n的位置处，以暴露第一n型接触电极21n和第三n型接触电极41n的部分。例如，可以通过光刻工艺形成具有接触孔的第三绝缘层85。
第一扫描线130R和第三扫描线130B形成在第三绝缘层85上。第一扫描线130R通过对应于第一n型接触电极21n限定的接触孔连接到第一n型接触电极21n。第三扫描线130B通过对应于第三n型接触电极41n限定的接触孔连接到第三n型接触电极41n。
在一些示例性实施例中，可以对形成第一扫描线130R、第二扫描线130G和第三扫描线130B以及第一桥接电极BRG和第二桥接电极BRB的顺序进行各种修改。更具体地，尽管将第二扫描线130G以及第一桥电极BRG和第二桥电极BRB描述为通过相同的工艺形成，然后形成第一扫描线130R和第三扫描线130B，但是，在一些示例性实施例中，可以在通过相同工艺形成第一扫描线130R和第二扫描线130G之后形成第三扫描线130B。作为另一示例，可以在通过相同工艺形成第一扫描线130R和第三扫描线130B之后形成第二扫描线130G。另外，第一和/或第二桥接电极BRG和BRB可以与形成第一、第二和第三扫描线130R、130G和130B的任何操作一起形成。
此外，每个外延堆叠20、30和40的接触部分可以形成在不同的位置，因此，可以改变第一、第二和第三扫描线130R、130G和130B以及第一和第二桥接电极BRG和BRB的位置。
在一些示例性实施例中，可以在与像素的侧面对应的区域中在第二绝缘层83或第三绝缘层85上进一步设置非透光层。可以由分布式布拉格反射器(DBR)介电镜、在绝缘层上形成的金属反射层或有机聚合物层形成非透光层。当金属反射层用作非透光层时，金属反射层可以处于浮置状态以便与其他像素的组件电绝缘。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层来形成非透光层。例如，通过顺序地堆叠具有较低折射率的材料和具有较高折射率的材料或者通过交替堆叠具有彼此不同的折射率的绝缘层，可以形成非透光层。具有彼此不同的折射率的材料可以包括例如SiO2和SiNx。
如上所述，在根据示例性实施例的显示装置中，可以顺序地堆叠外延堆叠，然后可以在外延堆叠中基本上同时形成与线路部分的接触。
在示例性实施例中，可以通过相同的工艺形成第一扫描线和第三扫描线，可以通过相同的工艺形成第二扫描线和第三扫描线，或者可以分别通过不同的工艺形成第一、第二和第三扫描线。
图35是根据示例性实施例的显示装置的示意性平面图，以及图36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截面图。
参照图35，显示装置2000包括支撑基底251和在支撑基底251上布置的多个像素200。每个像素200包括第一至第三子像素R、G、B。
参照图36，支撑基底251支撑LED堆叠223、233、243。支撑基底251可以在其表面上或其中包括电路，但不限于此。支撑基底251可以包括例如Si基底或Ge基底。
第一子像素R包括第一LED堆叠223，第二子像素G包括第二LED堆叠233，并且第三子像素B包括第三LED堆叠243。第一子像素R通过第一LED堆叠223发光，第二子像素G通过第二LED堆叠233发光，并且第三子像素B通过第三LED堆叠243发光。可以独立地驱动第一至第三LED堆叠223、233、243。
第一LED堆叠223、第二LED堆叠233和第三LED堆叠243在垂直方向上一个一个往上地堆叠。具体地，第二LED堆叠233设置在第一LED堆叠223上的某个区域中。如图所示，第二LED堆叠233可以朝着第一LED堆叠223上的一侧设置。另外，第三LED堆叠243设置在第二LED堆叠233上的某个区域中。如图所示，第三LED堆叠243可以朝着第二LED堆叠233上的一侧设置。尽管在附图中将第二LED堆叠233和第三LED堆叠243示出为朝着右侧设置(偏置)，本发明构思不限于此，并且第二LED堆叠233和第三LED堆叠243中的至少一个可以朝着左侧设置。
从第一LED堆叠223生成的光R可以通过第一LED堆叠223的未由第二LED堆叠233覆盖的区域发射，并且从第二LED堆叠233生成的光G可以通过第二LED堆叠233的未由第三LED堆叠243覆盖的区域发射。更具体地，从第一LED堆叠223生成的光可以在不穿过第二LED堆叠233和第三LED堆叠243的情况下发射到外部，并且从第二LED堆叠233生成的光可以在不穿过第三LED堆叠243的情况下发射到外部。
另外，第一LED堆叠223的通过其发射光R的区域的面积、第二LED堆叠233的通过其发射光G的区域的面积和第三LED堆叠的面积可以彼此不同，并且可以通过调节发光区域来调节从LED堆叠223、233、243中的每个发射的光的发光强度。
第一LED堆叠223、第二LED堆叠233和第三LED堆叠243中的每一个包括n型半导体层、p型半导体层以及介于它们之间的有源层。有源层可以具有多量子阱层结构。第一至第三LED堆叠223、233、243可以包括不同的有源层以发射具有不同波长的光。例如，第一LED堆叠223可以是发射红光的无机发光二极管，第二LED堆叠233可以是发射绿光的无机发光二极管，并且第三LED堆叠243可以是发射蓝光的无机发光二极管。在这种情况下，第一LED堆叠223可以包括GaInP基阱层，并且第二LED堆叠233和第三LED堆叠243可以包括GaInN基阱层。然而，本发明构思不限于此。当像素包括具有本领域已知的小于大约10,000平方微米的表面积或在其他示例性实施例中小于大约4,000平方微米或2500平方微米的表面积的微LED时，由于微LED的小尺寸架构，第一LED堆叠223可以发射红光、绿光和蓝光中的任何一个，并且第二LED堆叠233和第三LED堆叠243可以发射红光、绿光和蓝光中的不同的一个，而不会不利地影响操作。图37是根据示例性实施例的显示设备的示意性电路图。
参照图37，可以以无源矩阵方式驱动根据示例性实施例的显示设备。如参照图35和图36所描述的，一个像素包括第一至第三子像素R、G、B。第一子像素R的第一LED堆叠223发射具有第一波长的光，第二子像素G的第二LED堆叠233发射具有第二波长的光，并且第三子像素B的第三LED堆叠243发射具有第三波长的光。第一至第三子像素R、G、B的阳极可以连接至公共线，例如，数据线Vdata 225，并且其阴极可以连接至不同的线，例如，扫描线Vscan271、273、275。
例如，在第一像素中，第一至第三子像素R、G、B的阳极共同连接至数据线Vdata1，而其阴极分别连接至扫描线Vscan1-1、Vscan1-2、Vscan1-3。因此，可以分别驱动同一像素中的子像素R、G、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每个LED堆叠223、233、243，从而使得能够调节每个子像素的亮度。可替代地，可以通过调节第一至第三LED堆叠223、233、243的面积以及第一至第三LED堆叠223、233、243的发射光的区域的面积来调节亮度。例如，可以将发射具有低可见度的光的LED堆叠(例如，第一LED堆叠223)形成为具有比第二LED堆叠233或第三LED堆叠243大的面积，以在相同的电流密度下发射具有更高发光强度的光。另外，由于第二LED堆叠233的面积大于第三LED堆叠243，所以第二LED堆叠233可以在相同的电流密度下发射具有比第三LED堆叠243更高的发光强度的光。以这种方式，通过调节第二LED堆叠233和第三LED堆叠243的面积，根据其可见度可以调节从第一至第三LED堆叠223、233、243发射的光的发光强度。
图38是根据示例性实施例的显示设备的示意性平面图。图39是图38所示的显示设备的一个像素的放大平面图，以及图40A、图40B、图40C和图40D分别是沿着图39的线A-A、B-B、C-C和D-D截取的示意性截面图。
参照图38、图39、图40A、图40B、图40C和图40D，根据示例性实施例的显示设备2000A可以包括支撑基底251、多个像素200A、第一至第三子像素R、G、B、第一LED堆叠223、第二LED堆叠233、第三LED堆叠243、反射电极(第一-2欧姆电极)225、第一-1欧姆电极229、第二-1欧姆电极239、第二-2欧姆电极235、第三-1欧姆电极249、第三-2欧姆电极245、电极焊盘236、246、第一接合层253、第二接合层237、第三接合层247、第一透明绝缘层261、第一反射层263、第二透明绝缘层265、第二反射层267、下绝缘层268、上绝缘层269、互连线271、273、275以及连接部分271a、273a、275a、277a、277b。
子像素R、G、B中的每一个均连接至反射电极225和互连线271、273、275。如图37所示，反射电极225可以用作数据线Vdata，并且互连线271、273、275可以用作扫描线Vscan。
如图38所示，可以以矩阵布置像素，其中每个像素中的子像素R、G、B的阳极共同连接到反射电极225，并且其阴极连接到彼此分离的互连线271、273、275。连接部分271a、273a、275a可以将互连线271、273、275连接到子像素R、G、B。
支撑基底251支撑LED堆叠223、233、243。支撑基底251可以在其表面上或其中包括电路，但不限于此。支撑基底251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223包括第一导电类型半导体层223a和第二导电类型半导体层223b，第二LED堆叠233包括第一导电类型半导体层233a和第二导电类型半导体层233b，以及第三LED堆叠243包括第一导电类型半导体层243a和第二导电类型半导体层243b。另外，可以在第一导电类型半导体层223a、233a、243a和第二导电类型半导体层223b、233b、243b之间分别插入有源层。
在示例性实施例中，每个第一导电类型半导体层223a、233a、243a可以是n型半导体层，并且每个第二导电类型半导体层223b、233b、243b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223a、233a、243a中的至少一个的表面上形成粗糙化的表面。在一些示例性实施例中，可以对每个LED堆叠中的半导体类型进行各种修改。
第一LED堆叠223设置在支撑基底251附近。第二LED堆叠233设置在第一LED堆叠223的上方，并且第三LED堆叠243设置在第二LED堆叠233的上方。另外，第二LED堆叠233设置在第一LED堆叠223上的某个区域中，使得第一LED堆叠223与第二LED堆叠233部分重叠。另外，第三LED堆叠243设置在第二LED堆叠233上的某个区域中，从而第二LED堆叠233与第三LED堆叠243部分重叠。因此，从第一LED堆叠223生成的光可以在不穿过第二和第三LED堆叠233、243的情况下发射到外部。另外，从第二LED堆叠233生成的光可以不穿过第三LED堆叠243的情况下发射到外部。
形成第一LED堆叠223、第二LED堆叠233和第三LED堆叠243的材料的细节与参照图36描述的材料基本相同，因此将省略其详细描述以避免冗余。
反射电极225与第一LED堆叠223的下表面(特别是其第二导电类型半导体层223b)形成欧姆接触。反射电极225包括反射层，以反射从第一LED堆叠223发射的光。如图所示，反射电极225可以基本上覆盖第一LED堆叠223的整个下表面。此外，反射电极225可以共同连接至多个像素200a，并且可以用作数据线Vdata。
反射电极225可以由，例如，与第一LED堆叠223的第二导电类型半导体层223b形成欧姆接触的材料层形成，并且可以包括可以反射从第一LED堆叠223生成的光(例如红光)的反射层。
反射电极225可以包括欧姆反射层，并且可以由例如Au-Zn合金或Au-Be合金形成。这些合金相对于红色范围内的光具有高反射率，并且与第二导电类型半导体层223b形成欧姆接触。
第一-1欧姆电极229与第一子像素R的第一导电类型半导体层223a形成欧姆接触。如图40B所示，第一-1欧姆电极229可以包括焊盘区域和延伸部分，并且连接部分275a可以连接至第一-1欧姆电极229的焊盘区域。第一-1欧姆电极229可以与设置有第二LED堆叠233的区域间隔开。
第二-1欧姆电极239与第二LED堆叠233的第一导电类型半导体层233a形成欧姆接触。如图40C所示，第二-1欧姆电极239还可以包括焊盘区域和延伸部分，并且连接部分273a可以连接到第二-1欧姆电极239的焊盘区域。第二-1欧姆电极239可以与设置有第三LED堆叠243的区域间隔开。
第二-2欧姆电极235与第二LED堆叠233的第二导电类型半导体层233b形成欧姆接触。第二-2欧姆电极235可以包括反射从第二LED堆叠233生成的光的反射层。例如，第二-2欧姆电极235可以包括金属反射层。
电极焊盘236可以形成在第二-2欧姆电极235上。电极焊盘236限制性地设置在第二-2欧姆电极235的一部分上，并且连接部分277b可以连接至电极焊盘236。
第三-1欧姆电极249与第三LED堆叠243的第一导电类型半导体层243a形成欧姆接触。如图40D所示，第三-1欧姆电极249还可以包括焊盘区域和延伸部分，并且连接部分271a可以连接到第三-1欧姆电极249的焊盘区域。
第三-2欧姆电极245与第三LED堆叠243的第二导电类型半导体层243b形成欧姆接触。第三-2欧姆电极245可以包括反射从第三LED堆叠233生成的光的反射层。例如，第三-2欧姆电极245可以包括金属层。
电极焊盘246可以形成在第三-2欧姆电极245上。电极焊盘246限制性地设置在第三-2欧姆电极245的一部分上，并且连接部分277a可以连接到电极焊盘246。
反射电极225、第二-2欧姆电极235和第三-2欧姆电极245可以通过与每个LED堆叠的p型半导体层的欧姆接触而协助电流扩散。第一-1欧姆电极229、第二-1欧姆电极239和第三-1欧姆电极249可以通过与每个LED堆叠的n型半导体层的欧姆接触而协助电流扩散。
第一接合层253将第一LED堆叠223耦接到支撑基底251。如图所示，反射电极225可以邻接第一接合层253。第一接合层253可以是透光或不透光层。第一接合层253可以由有机或无机材料形成。有机材料的实例可包括SU8、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚酰亚胺、聚对二甲苯基、苯并环丁烯(BCB)或其他，并且无机材料的实例可包括Al2O3、SiO2、SiNx或其他。可以在高真空和高压条件下接合有机材料层，并且可以通过例如化学机械抛光来平坦化无机材料层的表面，在使用等离子体改变表面能之后，在高真空下接合无机材料层。具体地，由能够吸收光的黑色环氧树脂形成的接合层可以用作第一接合层253，从而改善显示设备的对比度。第一接合层253可以由例如旋涂玻璃形成。
第一反射层263介于第一LED堆叠223和第二LED堆叠233之间。第一反射层263将从第一LED堆叠223产生并朝着第二LED堆叠233行进的光反射回第一LED堆叠223。反射回第一LED堆叠223的光可以通过未由第二LED堆叠233覆盖的区域发射到外部。以这种方式，第一反射层263防止从第一LED堆叠223生成的光进入并由第二LED堆叠233吸收，从而提高第一LED堆叠223的光提取效率。第一反射层263可以包括相对于从第一LED堆叠223生成的光具有高反射率的金属层，并且可以包括例如Au层、Al层或Ag层。
第二反射层267介于第二LED堆叠233和第三LED堆叠243之间。第二反射层267将从第二LED堆叠233产生并朝着第三LED堆叠243行进的光反射回第二LED堆叠233。反射回第二LED堆叠233的光可以通过未由第三LED堆叠243覆盖的区域发射到外部。以这种方式，第二反射层267防止从第二LED堆叠233生成的光进入并由第三LED堆叠243吸收，从而提高第二LED堆叠233的光提取效率。第二反射层267可以包括对于从第二LED堆叠233生成的光具有高反射率的金属层，并且可以包括例如Au层、Al层或Ag层。
第一透明绝缘层261介于第一反射层263和第一LED堆叠223之间。第一透明绝缘层261使第一反射层263与第一LED堆叠223绝缘。此外，第一透明绝缘层261可以包括诸如SiO2的介电层，其具有比第一LED堆叠223低的折射率。因此，具有高折射率的第一LED堆叠223、具有低折射率的第一透明绝缘层261和第一反射层263一个接一个地顺序堆叠，从而形成全向反射器(ODR)。
第二透明绝缘层265介于第二反射层267和第二LED堆叠233之间。第二透明绝缘层265使第二反射层267与第二LED堆叠233绝缘。此外，第二透明绝缘层265可以包括诸如SiO2的介电层，其具有比第二LED堆叠233低的折射率。因此，具有高折射率的第二LED堆叠233、具有低折射率的第二透明绝缘层265、和第二反射层267一个接一个地顺序堆叠，从而形成全向反射器(ODR)。
第二接合层237将第一LED堆叠223耦接到第二LED堆叠233。第二接合层237可以介于第一反射层263和第二-2欧姆电极235之间，以将第一反射层263接合到第二-2欧姆电极235。第二接合层237可以包括金属接合层，诸如AuSn，但不限于此。可替代地，第二接合层237可以由与第一接合层253基本相同的接合材料形成。
第三接合层247将第二LED堆叠233耦接到第三LED堆叠243。第三接合层247可以介于第二反射层267和第三-2欧姆电极245之间，以将第二反射层267接合到第三-2欧姆电极245。第三接合层247也可以包括金属接合层，诸如AuSn，但不限于此。可替代地，第三接合层247可以由与第一接合层253基本相同的接合材料形成。
下绝缘层268可以覆盖第一至第三LED堆叠223、233、243。下绝缘层268覆盖在第一LED堆叠223周围暴露的反射电极225。具体地，下绝缘层268可以具有开口以提供电连接通道。
上绝缘层269覆盖下绝缘层268。上绝缘层269可以具有开口以提供电连接通道。
下绝缘层268和上绝缘层269可以由任何绝缘材料形成，例如氧化硅或氮化硅，但不限于此。
如图38和图39所示，互连线271、273、275可以设置为与反射电极225正交。互连线271、275设置在上绝缘层269上并且可以通过连接部分271a、275a分别连接至第三-1欧姆电极249和第一-1欧姆电极229。在示例性实施例中，上绝缘层269和下绝缘层268可以具有暴露第三-1欧姆电极249和第一-1欧姆电极229的开口。
互连线273设置在下绝缘层268上并且与反射电极225绝缘。互连线273可以设置在下绝缘层268和上绝缘层269之间，并且可以通过连接部分273a连接至第二-1欧姆电极239。在示例性实施例中，下绝缘层268具有暴露第二-1欧姆电极239的开口。
连接部分277a、277b设置在下绝缘层268和上绝缘层269之间，并将电极焊盘246、236电连接到反射电极225。在示例性实施例中，下绝缘层268可以具有暴露电极焊盘236、246和反射电极225的开口。
互连线271和互连线273通过上绝缘层269彼此绝缘，并且可以设置成在垂直方向上重叠。
每个像素的电极连接到数据线和扫描线。具体地，互连线271、275形成在下绝缘层268上，并且互连线273设置在下绝缘层268和上绝缘层269之间。然而，本发明构思不限于此。例如，所有互连线271、273、275可以形成在下绝缘层268上并且可以由上绝缘层81覆盖，并且连接部分271a、275a可以形成在上绝缘层269上。
接下来，将描述根据示例性实施例的显示设备2000A的制造方法。
图41至图53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截面图。每个截面图是沿着相应平面图的线A-A截取的。
首先，参照图41A，第一LED堆叠223生长在第一基底221上。第一基底221可以是例如GaAs基底。另外，第一LED堆叠223可以由AlGaInP基半导体层形成，并且包括第一导电类型半导体层223a、有源层和第二导电类型半导体层223b。
然后，在第一LED堆叠223上形成反射电极225。反射电极225可以由例如Au-Zn合金或Au-Be合金形成。
可以通过剥离工艺形成反射电极225并且可以对其进行图案化以具有特定形状。例如，可以图案化反射电极225以沿着多个像素延伸。然而，本发明构思不限于此。可替代地，反射电极225可以在第一LED堆叠223的整个上表面之上形成而不进行图案化，或者可以在其上形成之后进行图案化。
反射电极225可以与第一LED堆叠223的第二导电类型半导体层223b(例如p型半导体层)形成欧姆接触。
参照图41B，第二LED堆叠233生长在第二基底231上，并且在第二LED堆叠233上形成第二-2欧姆电极235。第二LED堆叠233可以由GaN基半导体层形成，并且可以包括第一导电类型半导体层233a、GaInN阱层和第二导电类型半导体层233b。第二基底231是能够在其上生长GaN基半导体层的基底，并且可以与第一基底221不同。例如，可以确定第二LED堆叠233的GaInN组成，使得第二LED堆叠233可以发射绿光。第二-2欧姆电极235与第二LED堆叠233的第二导电类型半导体层233b(例如p型半导体层)形成欧姆接触。第二-2欧姆电极235可以包括反射层，以反射从第二LED堆叠233生成的光。
接合材料层237a可以形成在第二-2欧姆电极235上。接合材料层237a可以包括金属层，诸如AuSn，但不限于此。
参照图41C，在第三基底41上生长第三LED堆叠243，并且在第三LED堆叠243上形成第三-2欧姆电极245。第三LED堆叠243可以由GaN基半导体层形成，并且可以包括第一导电类型半导体层243a、GaInN阱层和第二导电类型半导体层243b。第三基底41是能够在其上生长GaN基半导体层的基底，并且可以与第一基底221不同。例如，可以确定第三LED堆叠243的GaInN组成，使得第三LED堆叠243可以发射蓝光。第三-2欧姆电极245与第三LED堆叠243的第二导电类型半导体层243b(例如p型半导体层)形成欧姆接触。第三欧姆-2电极245可以包括反射层，以反射从第三LED堆叠243生成的光。
可以在第三-2欧姆电极245上形成接合材料层247a。接合材料层247a可以包括金属层，诸如AuSn，但不限于此。
第一LED堆叠223、第二LED堆叠233和第三LED堆叠243分别生长在不同的基底上，并且形成第一至第三LED堆叠223、233和243的顺序没有特别限制。
参照图42A和图42B，图41A的第一LED堆叠223经由第一接合层253耦接到支撑基底251的上侧。反射电极225可以设置为面向支撑基底251并且可以接合到第一接合层253。通过化学蚀刻等，从第一LED堆叠223去除第一基底221。这样，暴露第一LED堆叠223的第一导电类型半导体层223a的上表面。例如，可以通过表面纹理化在第一导电类型半导体层223a的暴露表面上形成粗糙化的表面。
然后，在第一LED堆叠223的暴露的表面上形成第一-1欧姆电极229。欧姆电极229可以由例如Au-Te合金或Au-Ge合金形成。欧姆电极229可以形成在每个像素区域中。欧姆电极229可以在每个像素区域中朝着一侧设置。如图42A所示，欧姆电极229可以包括焊盘区域和延伸部分。在此，延伸部分可以基本在反射电极225的纵向方向上延伸。
参照图43A和图43B，在第一LED堆叠223上形成第一透明绝缘层261，然后在其上形成第一反射层263。如图所示，第一透明绝缘层261可以形成为覆盖第一-1欧姆电极229，并且第一反射层263可以不覆盖第一-1欧姆电极229。但是，本发明构思不限于此。例如，第一反射层263可以覆盖第一-1欧姆电极229。
接合材料层237b形成在第一反射层263上，并且图41B的第二LED堆叠233耦接至接合材料层237b的上侧。接合材料层237a设置为面向支撑基底251，并且接合到接合材料层237a以形成第二接合层237，第一LED堆叠223通过第二接合层237耦接到第二LED堆叠233。
通过激光剥离或化学剥离从第二LED堆叠233去除第二基底231。这样，暴露第二LED堆叠233的第一导电类型半导体层233a的上表面。可以通过表面纹理化等在第一导电类型半导体层233a的暴露表面上形成粗糙化的表面。
参照图44A和图44B，首先，在第二LED堆叠233上形成第二透明绝缘层265，然后在其上形成第二反射层267。之后，在第二反射层267上形成接合材料层247b，并且图42B的第二LED堆叠233耦接至接合材料层247b的上侧。接合材料层247a设置为面向支撑基底251，并且接合到接合材料层247a以形成第三接合层247，第二LED堆叠233通过第三接合层247耦接到第三LED堆叠243。
可以通过激光剥离或化学剥离从第三LED堆叠243去除第三基底41。这样，暴露第三LED堆叠243的第一导电类型半导体层243a的上表面。可以通过表面纹理化等在第一导电类型半导体层243a的暴露表面上形成粗糙化的表面。
接下来，在第一导电类型半导体层243a上形成第三-1欧姆电极249。可以朝着像素的另一侧形成第三-1欧姆电极249以与第一-1欧姆电极229相对。第三-1欧姆电极249可以包括焊盘区域和延伸部分。延伸部分可以基本在反射电极225的纵向方向上延伸。
参照图45A和图45B，在每个像素区域中，通过对第三LED堆叠243进行图案化将除了第三子像素B的区域之外的第三LED堆叠243去除。这样，如图所示，暴露了第三-2欧姆电极245。另外，可以在第三子像素B的区域中的第三LED堆叠243上形成凹口。
电极焊盘246可以形成在暴露于凹口的第三-2欧姆电极245上。尽管将第三-2欧姆电极245和电极焊盘246描述为通过单独的工艺形成，但是在一些示例性实施例中，第三-2欧姆电极245和电极焊盘246可以通过相同的工艺一起形成。例如，在暴露第三-2欧姆电极245之后，可以通过例如剥离工艺将第三-2欧姆电极245和电极焊盘246一起形成。
参照图46A和图46B，在每个像素区域中，顺序地对第三-2欧姆电极245、第三接合层247、第二反射层267和第二透明绝缘层265进行图案化以暴露第二LED堆叠233。将第三-2欧姆电极245限制性地设置在第三子像素B的区域附近。
在每个像素区域中，第二-1欧姆电极239形成在第二LED堆叠233上。参照图46A，第二-1欧姆电极239可以包括焊盘区域和延伸部分。延伸部分可以基本在反射电极225的纵向方向上延伸。第二-1欧姆电极239与第一导电类型半导体层233a形成欧姆接触。如图所示，第二-1欧姆电极239可以设置在第一-1欧姆电极229和第三-1欧姆电极249之间，但不限于此。
参照图47A和图47B，通过对第二LED堆叠233进行图案化，将除每个像素中的第二子像素G的区域之外的第二LED堆叠233去除。在第二子像素G的区域中，第二LED堆叠233可以与第三LED堆叠243重叠。
当对第二LED堆叠233进行图案化时，暴露第二-2欧姆电极235。第二LED堆叠233可以包括凹口，使得电极焊盘236可以在所述凹口中的第二-2欧姆电极235上形成。
尽管将第二-1欧姆电极239和电极焊盘236描述为通过单独的工艺形成，但是在一些示例性实施例中，第二-1欧姆电极239和电极焊盘236可以通过相同的工艺一起形成。例如，在暴露第二-2欧姆电极235之后，可以通过剥离工艺等将第二-1欧姆电极239和电极焊盘236一起形成。
参照图48A和图48B，顺序地对第二-2欧姆电极235、第二接合层237、第一反射层263和第一透明绝缘层261进行图案化以暴露第一LED堆叠223。第二-2欧姆电极235限制性地设置在第二子像素G的区域附近。
在每个像素区域中，暴露在第一LED堆叠223上形成的第一-1欧姆电极229。如图48B所示，第一-1欧姆电极229可以包括焊盘区域和延伸部分。延伸部分可以基本在反射电极225的纵向方向上延伸。
参照图49A和图49B，通过对第一LED堆叠223进行图案化，去除除了每个像素中的第一子像素R的区域之外的第一LED堆叠223。第一-1欧姆电极229可以保留在第一子像素R的区域中。第一LED堆叠223与第二LED堆叠233和第三LED堆叠243重叠。具体地，第二LED堆叠233和第三LED堆叠243限制性地设置在第一LED堆叠223的上部区域中。
当对第一LED堆叠223进行图案化时，暴露反射电极225并且可以部分地暴露第一接合层253的表面。在其他示例性实施例中，绝缘层可以设置在第一接合层253上。在这种情况下，暴露绝缘层并且可以不暴露第一接合层253的表面。
参照图50A和图50B，形成下绝缘层268。下绝缘层268可以覆盖第一至第三LED堆叠223、233、243、反射电极225和第一接合层253。可以图案化下绝缘层268以形成暴露第一-1欧姆电极229、第二-1欧姆电极239、第三-1欧姆电极249、电极焊盘236、246和反射电极225的开口。
参照图51，互连线273和连接部分273a、277a、277b形成在下绝缘层268上。连接部分273a将第二-1欧姆电极239连接到互连线273，连接部分277a将电极焊盘246连接至反射电极225，并且连接部分277b将电极焊盘236连接至反射电极225。沿图51的线A-A截取的截面图与图50B相同，因此将省略以避免冗余。
参照图52A和图52B，形成上绝缘层269。上绝缘层269覆盖互连线273和连接部分273a、277a、277b。上绝缘层269可以进行图案化以暴露第一-1欧姆电极229和第三-1欧姆电极249的焊盘区域。
参照图53，互连线271、275和连接部分271a、275a形成在上绝缘层269上。连接部分271a将互连线271连接到第三-1欧姆电极249，并且连接部分275a将互连线275连接至第一-1欧姆电极229。
以这种方式，可以提供参照图38和图39描述的显示设备2000A。沿图53的线A-A截取的截面图与图52B相同，因此将省略以避免冗余。
尽管在所示的示例性实施例中将像素描述为以无源矩阵方式驱动，但是本发明构思不限于此，并且在一些示例性实施例中可以以有源矩阵方式来驱动像素。
图54是根据另一示例性实施例的显示设备的示意性截面图。尽管反射电极225可以如图41A所示直接形成在第二导电类型半导体层223b上，但本发明构思不限于此。
具体地，参照图54，反射电极225可以包括欧姆接触层225a和反射层225b。欧姆接触层225a可以由例如Au-Zn合金或Au-Be合金形成，并且反射层225b可以由Al、Ag或Au形成。当反射层225b由Au形成时，反射层225b相对于从第一LED堆叠223生成的光(例如，红光)可以表现出相对高的反射率，并且相对于从第二LED堆叠233和第三LED堆叠243生成的光，例如绿光或蓝光，可以表现出相对较低的反射率。
绝缘层227可以设置在反射层225b和第二导电类型半导体层223b之间。绝缘层227可以具有暴露第二导电类型半导体层223b的开口，并且欧姆接触层225a可以形成在绝缘层227的开口中。
当反射层225b覆盖绝缘层227时，可以通过具有高折射率的第一LED堆叠223、具有低折射率的绝缘层227和反射层225b的堆叠结构来形成全向反射器(ODR)。
反射电极225可以通过以下工艺形成。首先，在基底221上生长第一LED堆叠223，并且在第一LED堆叠223上形成绝缘层227。然后，通过对绝缘层227进行图案化来形成(多个)开口。例如，在第一LED堆叠223上形成SiO2，并且在其上沉积光致抗蚀剂，然后通过光刻和显影形成光致抗蚀剂图案。之后，使用光致抗蚀剂图案作为蚀刻掩模对SiO2层进行图案化，从而形成其中形成有开口的绝缘层227。
此后，在绝缘层227的(多个)开口中形成欧姆接触层225a。例如，可以通过剥离工艺形成欧姆接触层225a。在形成欧姆接触层225a之后，形成反射层225b以覆盖欧姆接触层225a和绝缘层227。例如，可以通过剥离工艺形成反射层225b。如图所示，反射层225b可以部分或完全覆盖欧姆接触层225a。反射电极225由欧姆接触层225a和反射层225b形成。反射电极225的形状与上述反射电极的形状基本相同，因此，将省略其详细描述以避免冗余。
尽管将第一LED堆叠223描述为由AlGaInP基半导体层形成以发射红光，但是，本发明构思不限于此。例如，第一LED堆叠223可以发射绿光或蓝光。在这种情况下，第一LED堆叠223可以由AlGaInN基半导体层形成。另外，第二LED堆叠233或第三LED堆叠243可以由AlGaInP基半导体层形成。
根据示例性实施例，可以通过晶圆接合在晶圆级上形成多个像素，从而不需要单独安装发光二极管。
尽管这里已经描述了某些示例性实施例和实施方式，但是根据所述描述，其他实施例和修改将是显而易见的。因此，本发明构思不限于这样的实施例，而是由所附权利要求书的较宽范围以及对本领域普通技术人员而言显而易见的各种明显的修改和等同配置限定。

Claims (20)

1.一种用于显示装置的发光二极管像素，包括：
第一LED堆叠；
第二LED堆叠，位于所述第一LED堆叠的一部分区域上；以及
第三LED堆叠，位于所述第二LED堆叠的一部分区域上，
所述第一LED堆叠、第二LED堆叠和第三LED堆叠分别包括第一导电型半导体层和第二导电型半导体层，
从所述第一LED堆叠生成的光从除所述第二LED所位于的一部分区域之外的区域发射，
从所述第二LED堆叠生成的光从除所述第三LED所位于的一部分区域之外的区域发射。
2.根据权利要求1所述的用于显示装置的发光二极管像素，其中，
所述第一LED堆叠、第二LED堆叠和第三LED堆叠分别发射彼此不同波长的光。
3.根据权利要求2所述的用于显示装置的发光二极管像素，其中，
所述第一LED堆叠、第二LED堆叠和第三LED分别发射红色光、绿色光及蓝色光。
4.根据权利要求3所述的用于显示装置的发光二极管像素，其中，
还包括：
第一反射层，介于所述第一LED堆叠和所述第二LED堆叠之间；以及
第二反射层，介于所述第二LED堆叠和所述第三LED堆叠之间。
5.根据权利要求4所述的用于显示装置的发光二极管像素，其中，
还包括：
第一透明绝缘层，介于所述第一LED堆叠和所述第一反射层之间；以及
第二透明绝缘层，介于所述第二LED堆叠和所述第二反射层之间。
6.根据权利要求4所述的用于显示装置的发光二极管像素，其中，
还包括：
第一接合层，介于所述第一反射层和所述第二LED堆叠之间；以及
第二接合层，介于所述第二反射层和所述第三LED堆叠之间。
7.根据权利要求6所述的用于显示装置的发光二极管像素，其中，
所述第一接合层和所述第二接合层分别包括金属接合层。
8.根据权利要求1所述的用于显示装置的发光二极管像素，其中，
还包括：
第一-1欧姆电极，与所述第一LED堆叠的第一导电类型半导体层接触；
第一-2欧姆电极，与所述第一LED堆叠的第二导电类型半导体层接触；
第二-1欧姆电极，与所述第二LED堆叠的第一导电类型半导体层接触；
第二-2欧姆电极，与所述第二LED堆叠的第二导电类型半导体层接触；
第三-1欧姆电极，与所述第三LED堆叠的第一导电类型半导体层接触；以及
第三-2欧姆电极，与所述第三LED堆叠的第二导电类型半导体层接触，
所述第一-1欧姆电极在所述第一LED堆叠的一部分区域外侧与所述第一导电类型半导体层接触，
所述第二-1欧姆电极在所述第二LED堆叠的一部分区域外侧与所述第二导电类型半导体层接触。
9.根据权利要求8所述的用于显示装置的发光二极管像素，其中，
所述第一-2欧姆电极包括第一反射层，
所述第一反射层设置在所述第一LED堆叠的下方。
10.根据权利要求9所述的用于显示装置的发光二极管像素，其中，
所述第一-2欧姆电极、所述第二-2欧姆电极和所述第三-2欧姆电极电公共耦接。
11.根据权利要求10所述的用于显示装置的发光二极管像素，其中，
所述第二-2欧姆电极和所述第三-2欧姆电极分别包括第二反射层和第三反射层。
12.根据权利要求1所述的用于显示装置的发光二极管像素，其中，
所述第一LED堆叠的除一部分区域之外的第一LED堆叠区域的面积、所述第二LED堆叠的除一部分区域之外的第二LED堆叠区域的面积及所述第三LED堆叠区域的面积彼此不同。
13.一种显示装置，
包括在支撑基底上对齐的多个像素，
各个像素包括：
第一LED层叠；
第二LED层叠，位于所述第一LED堆叠的一部分区域上；以及
第三LED堆叠，位于所述第二LED堆叠的一部分区域上，
所述第一LED堆叠、第二LED堆叠和第三LED堆叠分别包括第一导电型半导体层和第二导电型半导体层，
从所述第一LED堆叠生成的光从除所述第二LED所位于的一部分区域之外的区域发射，
从所述第二LED堆叠生成的光从除所述第三LED所位于的一部分区域之外的区域发射。
14.根据权利要求13所述的显示装置，其中，
所述第一LED堆叠、第二LED堆叠和第三LED堆叠分别发射彼此不同波长的光。
15.根据权利要求13所述的显示装置，其中，
所述第一LED堆叠的第二导电型半导体层、所述第二LED堆叠的第二导电型半导体层和所述第三LED堆叠的第二导电型半导体层电连接到公共线，
所述第一LED堆叠的第一导电型半导体层、所述第二LED堆叠的第一导电型半导体层和所述第三LED堆叠的第一导电型半导体层彼此电连接到不同的线。
16.根据权利要求13所述的显示装置，其中，
各个像素还包括：
第一-1欧姆电极，与所述第一LED堆叠的第一导电类型半导体层接触；
第一-2欧姆电极，与所述第一LED堆叠的第二导电类型半导体层接触；
第二-1欧姆电极，与所述第二LED堆叠的第一导电类型半导体层接触；
第二-2欧姆电极，与所述第二LED堆叠的第二导电类型半导体层接触；
第三-1欧姆电极，与所述第三LED堆叠的第一导电类型半导体层接触；以及
第三-2欧姆电极，与所述第三LED堆叠的第二导电类型半导体层接触，
所述第一-1欧姆电极在所述第一LED堆叠的一部分区域外侧与所述第一导电类型半导体层接触，
所述第二-1欧姆电极在所述第二LED堆叠的一部分区域外侧与所述第二导电类型半导体层接触。
17.根据权利要求16所述的显示装置，其中，
所述第一-2欧姆电极包括第一反射层，
所述第一反射层设置在所述第一LED堆叠和所述支撑基底之间。
18.根据权利要求17所述的显示装置，其中，
各个像素还包括将所述第二-2欧姆电极和所述第三-2欧姆电极分别电连接到所述第一-2欧姆电极的连接部分。
19.根据权利要求18所述的显示装置，其中，
所述第一-2欧姆电极贯穿多个像素连续位于而使用为公共线。
20.根据权利要求13所述的显示装置，其中，
所述第一LED堆叠的除一部分区域之外的第一LED堆叠区域的面积、所述第二LED堆叠的除一部分区域之外的第二LED堆叠区域的面积及所述第三LED堆叠区域的面积彼此不同。
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