CN111525006A - 发光堆叠件和具有该发光堆叠件的显示装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种发光堆叠件和具有该发光堆叠件的显示装置。所述发光堆叠结构包括：多个外延堆叠件，被依次堆叠并且向上部方向射出彼此不同的波段的颜色光；以及多个接触部，设置在多个所述外延堆叠件的下部并且施加共电压和发光信号。

Description

发光堆叠件和具有该发光堆叠件的显示装置
本申请是国际申请日为2018年12月14日、申请号为201880066522.8的发明专利申请“发光堆叠结构和具有该发光堆叠结构的显示装置”的分案申请。
技术领域
发明的示例性实施例总体上涉及一种发光堆叠结构和包括该发光堆叠结构的显示装置，更具体地，涉及一种具有堆叠结构的微型发光器件和具有该微型发光器件的显示装置。
背景技术
发光二极管作为无机光源已经广泛地被用在诸如显示装置、车灯和普通照明的各种领域中。具有长寿命、低功耗和高响应速度的优点，发光二极管已经正在迅速地取代现有的光源。
同时，现有技术的发光二极管已经主要被用作显示装置中的背光光源。然而，近来，已经开发出微型LED显示器作为使用发光二极管直接实现图像的下一代显示器。
通常，显示装置通过利用蓝色、绿色和红光的混合颜色来实现各种颜色。显示装置包括多个像素以实现各种颜色的图像，并且每个像素包括具有蓝色、绿色和红色的子像素。通过子像素的颜色来确定特定像素的颜色，并且通过这些子像素的组合来实现图像。此外，通常可以通过在最终基底上形成单独生长的红色LED结构、绿色LED结构和蓝色LED结构来制造使用LED的显示装置，这会增加制造复杂性。
在微型LED显示器的情况下，对应于每个子像素的微型LED布置在二维平面上。因此，在一个基底上需要设置大量的微型LED。然而，微型LED具有非常小的尺寸(具有10000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，难以对具有小尺寸的发光二极管进行处理，并且不容易将发光二极管安装在显示面板上(尤其是将超过几十万或几百万个发光二极管安装在显示面板上)，并且不容易用好的LED替换安装的微型LED中的有缺陷的LED。
此外，由于子像素布置在二维平面上，因此由包括蓝色子像素、绿色子像素和红色子像素的一个像素所占据的面积相对增加。因此，为了将子像素布置在有限的区域内，需要减小每个子像素的面积，由此由于发光区域减小而引起亮度劣化。
在该背景技术部分中公开的上述信息仅用于对发明构思的背景的理解，因此它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的发光堆叠结构能够增大每个子像素的发光区域而不需要增大像素区域。
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(例如，微型LED)提供了改善的颜色纯度和颜色再现性。
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(例如，微型LED)具有可以改善元件之间的连接性和/或降低制造复杂性的简单结构。
【技术方案】
根据示例性实施例的发光堆叠结构包括：多个外延堆叠件，被依次堆叠并且向上部方向射出彼此不同的波段的颜色光；以及多个接触部，设置在多个所述外延堆叠件的下部并且施加共电压和发光信号。
根据示例性实施例的显示装置，包括多个像素，所述像素包括：多个外延堆叠件，被依次堆叠并且向上部方向射出彼此不同波段的颜色光；以及多个接触部，设置在多个所述外延堆叠件的下部并且施加共电压和发光信号。
根据示例性实施例的发光堆叠结构包括：一个在另一个上设置的多个外延子单元，每个外延子单元被构造为沿第一方向发射具有彼此不同的波段的光，以及多个接触部分，设置在外延子单元下以向外延子单元施加共电压和发光信号。
发光堆叠结构还可以包括设置在外延子单元下并具有连接到接触部分的布线的基底。
外延子单元可以包括顺序地设置在基底上的第一外延堆叠件、第二外延堆叠件和第三外延堆叠件。
接触部分可以包括：公共接触部分，将共电压施加到第一外延堆叠件、第二外延堆叠件和第三外延堆叠件；以及第一接触部分、第二接触部分和第三接触部分，可以将发光信号分别施加到第一外延堆叠件、第二外延堆叠件和第三外延堆叠件。
第一外延堆叠件、第二外延堆叠件和第三外延堆叠件中的每个可以包括p型半导体层、活性层和n型半导体层，并且公共接触部分可以连接到第一外延堆叠件的p型半导体层、第二外延堆叠件的p型半导体层和第三外延堆叠件的p型半导体层，并且第一接触部分、第二接触部分和第三接触部分可以分别连接到第一外延堆叠件的n型半导体层、第二外延堆叠件的n型半导体层和第三外延堆叠件的n型半导体层。
第一外延堆叠件可以具有使第一外延堆叠件的n型半导体层暴露的凹部，并且第一接触部分可以在凹部中连接到第一外延堆叠件的暴露的n型半导体层。
第一接触部分可以包括设置在第一外延堆叠件下的第一垫电极，第一垫电极的宽度可以比凹部的宽度大。
第一接触部分还可以包括设置在第一垫电极下的第一垫，第一垫的宽度可以比凹部的宽度大。
第二接触部分和第三接触部分可以包括分别设置在第一外延堆叠件下的第二垫电极和第三垫电极。
公共接触部分可以包括设置在第一外延堆叠件下的公共垫电极。
公共垫电极、第一垫电极、第二垫电极和第三垫电极可以包括基本相同的材料并且设置在同一层上。
第二外延叠堆件的n型半导体层和第三外延叠堆件的n型半导体层中的至少一个可以具有形成在其的一个表面上的凹凸图案。
发光堆叠结构还可以包括分别连接到第一外延叠堆件的p型半导体层、第二外延叠堆件的p型半导体层和第三外延叠堆件的p型半导体层的第一p型电极、第二p型电极和第三p型电极。
第一p型电极可以设置在基底与第一外延叠堆件之间。
第二p型电极可以设置在第一外延堆叠件与第二外延堆叠件之间，并且第三p型电极可以设置在第二外延堆叠件与第三外延堆叠件之间。
第二p型电极和第三p型电极中的至少一个可以包括透明导电材料。
第二外延叠堆件和第三外延叠堆件中的至少一个可以具有第一接触孔，并且第二p型电极和第三p型电极中的至少一个可以具有不同于第一接触孔的直径的直径的第二接触孔。
外延子单元中的至少一个可以包括具有大约10000微米或更小的表面积的微型LED。
外延子单元可以包括：第一外延子单元，设置在基底上，并被构造为发射第一颜色光；第二外延子单元，设置在第一外延子单元上，并被构造为发射具有不同于第一颜色光的波段的波段的第二颜色光；以及第三外延子单元，设置在第二外延子单元上，并被构造为发射具有与第一颜色光和第二颜色光的波段不同的波段的第三颜色光。
第一颜色光、第二颜色光和第三颜色光可以分别是红光、绿光和蓝光。
发光堆叠结构还可以包括设置在第一外延子单元与第二外延子单元之间的第一波通滤波器。
发光堆叠结构还可以包括设置在第二外延子单元与第三外延子单元之间的第二波通滤波器。
布线可以包括第一信号线、第二信号线和第三信号线，以将发光信号分别施加到第一外延子单元的n型半导体层、第二外延子单元的n型半导体层和第三外延子单元的n型半导体层。
从外延子单元发射的光可以具有彼此不同的能带，并且光的能带可以沿第一方向增加。
外延子单元可以是独立可驱动的。
从下外延子单元发射的光可以被构造为透射穿过上外延子单元。
每个外延子单元可以被构造为透射从下外延堆叠件发射的光的至少大约80％。
显示装置可以包括多个像素，像素中的至少一个可以包括根据示例性实施例的发光堆叠结构。
显示装置可以被构造为以无源矩阵方式驱动。
显示装置可以被构造为以有源矩阵方式驱动。
根据示例性实施例的发光堆叠结构包括：一个在另一个上设置的多个外延子单元，每个外延子单元被构造为发射具有彼此不同的波段的有色光；以及共电极，设置在相邻的外延子单元之间并连接到相邻的外延子单元，其中，外延子单元的发光区域彼此叠置。
外延子单元可以包括一个在另一个上顺序地设置的第一外延堆叠件、第二外延堆叠件和第三外延堆叠件。
共电极可以包括设置在第一外延堆叠件与第二外延堆叠件之间或第二外延堆叠件与第三外延堆叠件之间的共用电极。
发光堆叠结构还可以包括设置在外延子单元上以施加共电压和发光信号的接触部分，接触部分可以包括用于将共电压施加到第一外延堆叠件、第二外延堆叠件和第三外延堆叠件的公共接触部分以及用于将发光信号分别施加到第一外延堆叠件、第二外延堆叠件和第三外延堆叠件的第一接触部分、第二接触部分和第三接触部分。
发光堆叠结构还可以包括：第一信号线、第二信号线和第三信号线，以将发光信号分别施加到第一外延堆叠件、第二外延堆叠件和第三外延堆叠件；以及公共线，将共电压施加到第一外延堆叠件、第二外延堆叠件和第三外延堆叠件，并且第一信号线、第二信号线和第三信号线可以分别连接到第一接触部分、第二接触部分和第三接触部分，并且公共线可以连接到公共接触部分。
第一信号线、第二信号线和第三信号线可以在第一方向上延伸，公共线可以在与第一方向相交的第二方向上延伸。
公共接触部分可以包括第一公共接触电极、第二公共接触电极和第三公共接触电极，以将共电压分别施加到第一外延堆叠件、第二外延堆叠件和第三外延堆叠件，并且第二公共接触电极和第三公共接触电极可以形成共用电极。
第一外延堆叠件、第二外延堆叠件和第三外延堆叠件中的每个可以包括p型半导体层、活性层和n型半导体层。
第二外延堆叠件中的n型半导体层、活性层和p型半导体层的堆叠顺序可以不同于第一外延堆叠件和第三外延堆叠件中的至少一个中的n型半导体层、活性层和p型半导体层的堆叠顺序。
共用电极可以与第二外延堆叠件的p型半导体层和第三外延堆叠件的p型半导体层直接接触。
在第二外延堆叠件中，p型半导体层、活性层和n型半导体层可以顺序堆叠，并且在第三外延堆叠件中，n型半导体层、活性层和p型半导体层可以顺序堆叠。
共用电极可以与第二外延堆叠件的n型半导体层和第三外延堆叠件的n型半导体层直接接触。
发光堆叠结构还可以包括设置在第二公共接触电极与第三公共接触电极之间的波通滤波器。
第二公共接触电极和第三公共接触电极可以通过设置在波通滤波器中的接触孔而彼此连接。
第一公共接触电极可以设置在第一外延堆叠件下。
发光堆叠结构还可以包括覆盖第一外延堆叠件、第二外延堆叠件和第三外延堆叠件的绝缘层，其中，第一公共接触电极可以通过形成在绝缘层中的接触孔连接到第二公共接触电极和第三公共接触电极。
从外延子单元发射的光的能带可以从最下面的外延子单元到最上面的外延子单元增加。
外延子单元可以是独立可驱动的。
从下外延子单元发射的光可以被构造为透射穿过上外延子单元。
外延子单元中的每个可以被构造为透射从下外延子单元发射的光的至少大约80％。
外延子单元可以包括：第一外延堆叠件，设置在基底上并被构造为发射第一颜色光；第二外延堆叠件，设置在第一外延堆叠件上，并被构造为发射具有不同于第一颜色光的波段的波段的第二颜色光；以及第三外延堆叠件，设置在第二外延堆叠件上，并被构造为发射具有与第一颜色光和第二颜色光的波段不同的波段的第三颜色光。
第一颜色光、第二颜色光和第三颜色光可以分别是红光、绿光和蓝光。
发光堆叠结构还可以包括设置在第一外延堆叠件与第二外延堆叠件之间的第一波通滤波器。
发光堆叠结构还可以包括设置在第二外延堆叠件与第三外延堆叠件之间的第二波通滤波器。
第一外延堆叠件至第三外延堆叠件中的至少一个可以具有形成在其的一个上表面上的凹凸图案。
显示装置可以包括多个像素，所述多个像素中的至少一个可以包括根据示例性实施例的发光堆叠结构。
显示装置可以被构造为以无源矩阵方式驱动。
显示装置可以被构造为以有源矩阵方式驱动。
根据示例性实施例的显示装置包括：薄膜晶体管(TFT)基底；电极垫，设置在TFT基底的上表面上；第一发光二极管(LED)子单元，设置在TFT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；连接件，使第一LED子单元、第二LED子单元和第三LED子单元电连接到电极垫；以及第一层，设置在第一LED子单元与TFT基底之间，第一层电连接到第一LED子单元的n型半导体层、第二LED子单元的n型半导体层和第三LED子单元的n型半导体层，其中，第一LED子单元、第二LED子单元和第三LED子单元是独立可驱动的，在第一LED子单元中产生的光被构造为穿过第二LED子单元和第三LED子单元发射到显示装置的外部，并且在第二LED子单元中产生的光被构造为穿过第三LED子单元发射到显示装置的外部。
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被构造为发射红光的第一LED堆叠件、发射绿光的第二LED堆叠件和发射蓝光的第三LED堆叠件。
显示装置还可以包括设置在第一LED子单元与TFT基底之间并结合到电极垫的垫，其中，第一LED子单元的p型半导体层、第二LED子单元的p型半导体层和第三LED子单元的p型半导体层可以分别电连接到不同的垫。
垫中的至少一个可以电连接到第一层。
显示装置还可以包括各自设置在垫与第一LED子单元之间的第二辅助电极，第二辅助电极和第一层可以包括基本相同的材料。
第一层可以包括遍及多个像素区域连续设置的接地层。
显示装置还可以包括与第一LED子单元的p型半导体层欧姆接触的第一反射电极，其中，第一反射电极可以与第一层绝缘，并且第一反射电极的一部分置于第一层与TFT基底之间。
第一反射电极可以包括欧姆接触层和反射层。
显示装置还可以包括第一辅助电极，第一辅助电极与反射层设置在同一层上并且与反射层包括相同的材料。
连接件可以包括穿过第一LED子单元的第一下连接件、第二下连接件和第三下连接件，第一下连接件可以电连接到第一LED子单元的n型半导体层，并且第二下连接件和第三下连接件可以与第一LED子单元电绝缘并分别电连接到电极垫。
连接件还可以包括穿过第二LED子单元的第一中间连接件、第二中间连接件和第三中间连接件，第一中间连接件可以将第二LED子单元的n型半导体层电连接到第一下连接件，第二中间连接件可以将第二LED子单元的p型半导体层电连接到第二下连接件，第三中间连接件可以与第二LED子单元电绝缘并且可以连接到第三下连接件。
显示装置还可以包括第二透明电极，第二透明电极置于第一LED子单元与第二LED子单元之间并且与第二LED子单元的p型半导体层欧姆接触，其中，第二下连接件可以连接到第二透明电极。
连接件还可以包括穿过第三LED子单元的第一上连接件和第二上连接件，第一上连接件可以使第三LED子单元的n型半导体层电连接到第一中间连接件，第二上连接件可以使第三LED子单元的p型半导体层电连接到第三中间连接件。
显示装置还可以包括第三透明电极，第三透明电极置于第二LED子单元与第三LED子单元之间并且与第三LED子单元的p型半导体层欧姆接触，其中，第二上连接件可以连接到第三透明电极。
第一下连接件、第一中间连接件和第一上连接件可以沿大致竖直的方向堆叠，第二下连接件和第二中间连接件可以沿大致竖直的方向堆叠，第三下连接件、第三中间连接件和第二上连接件可以沿大致竖直的方向堆叠。
显示装置还可以包括：第一滤色器，置于第一LED子单元与第二LED子单元之间，以透射在第一LED子单元中产生的光，并反射在第二LED子单元中产生的光；以及第二滤色器，置于第二LED子单元与第三LED子单元之间，以透射在第一LED子单元和第二LED子单元中产生的光，并反射在第三LED子单元中产生的光。
显示装置还可以包括置于TFT基底与第一LED子单元之间的底部填充件。
显示装置还可以包括置于第一LED子单元与第二LED子单元之间的第一结合层以及置于第二LED子单元与第三LED子单元之间的第二结合层，其中，第一结合层可以被构造为透射在第一LED子单元中产生的光，第二结合层可以被构造为透射在第一LED子单元和第二LED子单元中产生的光。
显示装置还可以包括设置在第三LED子单元上方的导光件。
显示装置还可以包括设置在导光件上的微透镜。
显示装置还可以包括设置在TFT基底上的多个单位像素，其中，单位像素中的至少一个可以包括电极垫、第一LED子单元、第二LED子单元、第三LED子单元、连接件和第一层。
单位像素中的至少一个可以包括具有小于大约10000微米的表面积的微型LED。
将理解的是，前面的总体性描述和下面的详细描述都是示例性和说明性的，并且意在提供对所要求保护的发明的进一步解释。
【发明的有益效果】
根据发明的原理和一些示例性实施方式的发光堆叠结构能够增大每个子像素的发光区域而不需要增大像素区域。
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(例如，微型LED)提供了改善的颜色纯度和颜色再现性。
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(例如，微型LED)具有可以改善元件之间的连接性和/或降低制造复杂性的简单结构。
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，包括附图以提供对发明的进一步理解，并且附图被并入该说明书中并构成该说明书的一部分。
图1是根据示例性实施例的发光堆叠结构的示意性剖视图。
图2A和图2B是根据示例性实施例的发光堆叠结构的剖视图。
图3是根据示例性实施例的发光堆叠结构的剖视图。
图4、图5和图6是根据示例性实施例的发光堆叠结构的剖视图。
图7是根据示例性实施例的显示装置的平面图。
图8是图7的部分P1的放大平面图。
图9是示出根据示例性实施例的显示装置的框图。
图10是示出根据示例性实施例的无源型显示装置中的一个子像素的电路图。
图11是示出根据示例性实施例的有源型显示装置中的一个子像素的电路图。
图12是根据示例性实施例的像素的平面图。
图13是沿图12的线I-I'截取的剖视图。
图14、图16、图18、图20、图22、图24、图26、图28、图30和图32是示出根据示例性实施例的在基底上形成第一外延堆叠件、第二外延堆叠件和第三外延堆叠件的方法的平面图。
图15A、图15B、图17、图19A、图19B、图21、图23、图25A、图25B、图27A、图27B、图29、图31A、图31B、图31C、图31D、图31E、图33A、图33B、图33C、图33D和图33E是根据示例性实施例的沿对应平面图的线I-I'截取的剖视图。
图34A至图34D是示出与图27A的P2对应的部分的放大剖视图。
图35是根据示例性实施例的发光堆叠结构的示意性剖视图。
图36A和图36B是根据示例性实施例的发光堆叠结构的剖视图。
图37是根据示例性实施例的发光堆叠结构的示意性剖视图。
图38和图39是根据示例性实施例的发光堆叠结构的示意性剖视图。
图40是根据示例性实施例的显示装置的平面图。
图41是图40的部分P1的放大透视图。
图42是根据示例性实施例的显示装置的框图。
图43是根据示例性实施例的无源型显示装置中的子像素的电路图。
图44是根据示例性实施例的有源型显示装置中的子像素的电路图。
图45是根据示例性实施例的像素的平面图。
图46是沿图45的线I-I'截取的剖视图。
图47、图49、图51、图53、图55和图57是示出根据示例性实施例的在基底上顺序地堆叠第一外延堆叠件、第二外延堆叠件和第三外延堆叠件的方法的平面图。
图48、图50A、图50B、图50C、图52A、图52B、图52C、图52D、图52E、图52F、图52G、图52H、图54A、图54B、图54C、图54D、图56和图58是沿图47、图49、图51、图53、图55和图57的线I-I'截取的剖视图。
图59A是根据示例性实施例的显示装置的示意性平面图。
图59B是沿图59A的线A-B截取的示意性剖视图。
图60是根据示例性实施例的显示装置的示意性电路图。
图61A、图61B、图62A、图62B、图63A、图63B、图64A、图64B、图65A、图65B、图66A、图66B、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、图74B、图75A和图75B是示出根据示例性实施例的制造显示装置的方法的示意性平面图和剖视图。
图76A和图76B分别是根据另一示例性实施例的显示装置的示意性平面图和剖视图。
图77A和图77B分别是示出根据另一示例性实施例的显示装置的示意性平面图和剖视图。
图78是根据又一示例性实施例的显示装置的示意性剖视图。
图79是示出根据再一示例性实施例的显示装置的示意性剖视图。
图80A、图80B、图80C和图80D是根据示例性实施例的显示装置的示意性剖视图。
图81是根据再一示例性实施例的显示装置的示意性剖视图。
具体实施方式
在下面的描述中，出于解释的目的，阐述了许多特定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词语。然而，明显的是，可以在没有这些特定细节或者在一个或更多个等同布置的情况下实施各种示例性实施例。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，但不必是排他的。例如，在不脱离发明构思的情况下，示例性实施例的特定形状、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变化的细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离发明构思的情况下，可以对各种实施例的特征、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”)进行另外组合、分离、互换和/或重新布置。
通常在附图中提供交叉影线和/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/或元件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或要求。此外，在附图中，为了清楚和/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来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，该元件或层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中间层。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，不存在中间元件或中间层。为此，术语“连接”可以指在具有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条轴(诸如，x轴、y轴和z轴)，而是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，或者可以表示互不垂直的不同方向。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)”可以被解释为仅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，但是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外的元件的关系。空间相对术语意图涵盖设备在使用、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，如在此所使用的，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被用作程度术语，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/或分解图来描述各种示例性实施例。如此，将预期由于例如制造技术和/或公差导致的图示的形状的变化。因此，在此公开的示例性实施例不应必然被解释为局限于具体示出的区域的形状，而是将包括由例如制造引起的形状上的偏差。按照这种方式，附图中示出的区域在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，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所理解的含义相同的含义。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，并且不应以理想的或过于形式化的含义进行解释，除非这里明确地如此定义。
如在此所使用的，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型LED，该微型LED具有小于如本领域已知的大约10000平方μm的表面积。在其它示例性实施例中，微型LCD可以根据具体的应用而具有小于大约4000平方μm或小于大约2500平方μm的表面积。此外，可以以诸如倒装结合的各种构造来安装发光器件，因此，发明构思不限于第一LED堆叠件、第二LED堆叠件以及第三LED堆叠件的特定堆叠顺序。
图1是根据示例性实施例的发光堆叠结构的示意性剖视图。
参照图1，根据示例性实施例的发光堆叠结构包括顺序地堆叠在基底10上的多个外延堆叠件。基底10以具有前表面和后表面的板的形式设置。
外延堆叠件可以安装在基底10的前表面上，并且基底10可以以各种形式设置。例如，基底10可以由绝缘材料形成。基底10的材料可以包括玻璃、石英、有机聚合物、有机/无机复合物等。然而，发明构思不限于形成基底10的特定材料，而基底10可以包括各种材料，只要其具有绝缘性即可。在示例性实施例中，将发光信号和共电压提供到每个外延堆叠件的布线部分可以设置在基底10上。具体地，当以有源矩阵方式驱动每个外延堆叠件时，除了布线部分之外，还可以在基底10上设置包括薄膜晶体管的驱动元件。在这种情况下，基底10可以形成为印刷电路基底，或者形成为其中布线部分和/或驱动元件形成在玻璃、硅、石英、有机聚合物或有机/无机复合物上的复合基底。
外延堆叠件可以顺序地堆叠在基底10的前表面上。所述多个外延堆叠件中的每个发光。
在示例性实施例中，外延堆叠件的数量可以是两个或更多个，并且外延堆叠件可以分别发射不同波段的光。具体地，外延堆叠件可以具有不同的能带。在下文中，发光堆叠结构将被描述为包括顺序地堆叠在基底10上的三个外延堆叠件20、30和40，然而，发明构思不限于特定数量的外延堆叠层。
每个外延堆叠件可以发射各种波段之中的可见光带中的颜色光。在示例性实施例中，从设置在最下面的外延堆叠件发射的光可以是具有最长波长(具有最低的能带)的颜色光。设置在最下面的外延堆叠件上的外延堆叠件可以从最下面到最上面顺序地发射具有越来越短的波长的颜色光。以这种方式，从设置在最上面的外延堆叠件发射的光可以是最短波长(具有最高能带)的颜色光。例如，第一外延堆叠件20可以发射第一颜色光L1，第二外延堆叠件30可以发射第二颜色光L2，第三外延堆叠件40可以发射第三颜色光L3。这里，第一颜色光L1至第三颜色光L3可以对应于不同的颜色光，第一颜色光L1至第三颜色光L3可以是不同波段中的颜色光，并且第一颜色光L1至第三颜色光L3的波长可以依次变短。具体地，第一颜色光L1至第三颜色光L3可以具有不同的波段，并且随着颜色光从第一颜色光L1朝向第三颜色光L3变化，颜色光可以具有越来越短的波段，其能量变得越来越高。
在示出的示例性实施例中，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。然而，发明构思不限于此。当发光堆叠结构包括微型LED(具有如本领域已知的小于大约10000平方μm的表面积或者在其它示例性实施例中具有小于大约4000平方μm或2500平方μm的表面积)时，由于微型LED的小的形状因子，第一外延堆叠件20可以发射红光、绿光和蓝光中的任何一种，第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40可以发射红光、绿光和蓝光中的不同的光，而不会对操作产生不利影响。
外延堆叠件20、30和40中的每个沿基底10的前表面的方向(在下文中，称为“前方向”)发光。例如，从一个外延堆叠件发射的光在前方向上行进穿过位于光路中的任何其它外延堆叠件。这里，“前方向”可以指从基底10沿其堆叠第一外延堆叠件20、第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40的方向。
在下文中，基底10的“前方向”可以指“上方向”，基底10的“后方向”可以指“下方向”。然而，上面定义的术语(即，“上方向”和“下方向”)是相对方向，并且可以随着发光堆叠结构的外延堆叠件布置或堆叠所沿的方向而变化。
外延堆叠件20、30和40中的每个沿上方向发光，并且外延堆叠件20、30和40中的每个透射从设置在其下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20发射的光穿过第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40以沿前方向行进，并且从第二外延堆叠件30发射的光穿过第三外延堆叠件40以沿前方向行进。如此，除了最下面的外延堆叠件之外的其余外延堆叠件中的至少一些或全部可以由透光材料形成。透光材料可以是透射特定波长的光或特定波长的光的一部分的材料，或者是透射所有光的材料。在示例性实施例中，外延堆叠件20、30和40中的每个可以透射从设置在其下的外延堆叠件发射的光的60％或更多。在另一示例性实施例中，外延堆叠件20、30和40中的每个可以透射从设置在其下的外延堆叠件发射的光的80％或更多。在另一示例性实施例中，外延堆叠件20、30和40中的每个可以透射从设置在其下的外延堆叠件发射的光的90％或更多。
根据示例性实施例的发光堆叠结构的外延堆叠件20、30和40可以通过分别连接将发光信号施加到外延堆叠件的信号线而被独立地驱动。此外，根据示例性实施例的发光堆叠结构可以根据是否从外延堆叠件20、30和40发射光来实现各种颜色。此外，由于发射不同波长的光的外延堆叠件形成为竖直地彼此叠置，因此能够形成发光堆叠结构。
图2A和图2B是根据示例性实施例的发光堆叠结构的剖视图。
参照图2A，根据示例性实施例的发光堆叠结构包括设置在基底10上的第一外延堆叠件20、第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40，且第一粘合层60a、第二粘合层60b和第三粘合层60c置于它们之间。第一粘合层60a可以由导电或非导电材料形成。在一些示例性实施例中，第一粘合层60a的一部分可以具有导电性，以将第一粘合层60a电连接到基底10。第一粘合层60a可以由透明或不透明材料形成。在示例性实施例中，当基底10由不透明材料形成，并且布线部分等形成在基底10上时，第一粘合层60a可以由不透明材料(例如，吸收光的材料)形成。可以使用各种聚合物粘合剂(例如，环氧类聚合物粘合剂)作为用于第一粘合层60a的光吸收材料。
第二粘合层60b和第三粘合层60c由非导电材料形成，并且可以包括透光材料。例如，可以使用光学透明的粘合剂作为第二粘合层60b和第三粘合层60c。第二粘合层60b和第三粘合层60c可以包括各种材料，只要它们是光学透明的并且能够稳定地粘附到每个外延堆叠件即可。例如，第二粘合层60b和第三粘合层60c可以包括作为有机材料的环氧聚合物、各种光致抗蚀剂、聚对二甲苯、PMMA(聚(甲基丙烯酸甲酯))、BCB(苯并环丁烯)等，诸如SU-8，并且可以包括作为无机材料的氧化硅、氧化铝、熔融玻璃等。在一些示例性实施例中，可以使用导电氧化物作为粘合层。在这种情况下，导电氧化物应与任何其它元件绝缘。当使用有机材料或熔融玻璃的无机材料作为粘合层时，可以将材料涂覆在粘合表面上，并且可以在真空状态下在高温和高压下将材料结合在粘合表面上。例如，当使用除熔融玻璃之外的无机材料作为粘合层时，可以通过以下方式将无机材料结合在粘合层上：在粘合层上沉积无机材料，化学机械平坦化(CMP)，在所得结构的表面上进行等离子体处理，并在高真空下进行结合。
第一外延堆叠件20包括一个在另一个上顺序地堆叠的p型半导体层25、活性层23和n型半导体层21。第二外延堆叠件30包括一个在另一个上顺序地堆叠的p型半导体层35、活性层33和n型半导体层31。第三外延堆叠件40包括一个在另一个上顺序地堆叠的p型半导体层45、活性层43和n型半导体层41。
例如，第一外延堆叠件20的p型半导体层25、活性层23和n型半导体层21可以包括发射红光的半导体材料。
发射红光的半导体材料可以包括砷化铝镓(AlGaAs)、磷砷化镓(GaAsP)、磷化铝镓铟(AlGaInP)、磷化镓(GaP)等，但不限于此。
第一p型接触电极27可以设置在第一外延堆叠件20的p型半导体层25下。第一外延堆叠件20的第一p型接触电极27可以由单层金属或多层金属形成。例如，可以使用包括金属(诸如，Al、Ti、Cr、Ni、Au、Ag、Ti、Sn、Ni、Cr、W和Cu，或它们的合金)的各种材料作为第一p型接触电极27。第一p型接触电极27可以包括具有高反射率的金属，以改善第一外延堆叠件20的在上方向上的光输出效率。
第二外延堆叠件30包括顺序地堆叠的p型半导体层35、活性层33和n型半导体层31。例如，p型半导体层35、活性层33和n型半导体层31可以包括发射绿光的半导体材料。发射绿光的半导体材料可以包括氮化铟镓(InGaN)、氮化镓(GaN)、磷化镓(GaP)、AlGaInP、AlGaP等，但不限于此。
第二p型接触电极37设置在第二外延堆叠件30的p型半导体层35下。第二p型接触电极37置于第一外延堆叠件20与第二外延堆叠件30之间，具体地，置于第二粘合层60b与第二外延堆叠件30之间。
第三外延堆叠件40包括顺序地堆叠的p型半导体层45、活性层43和n型半导体层41。例如，p型半导体层45、活性层43和n型半导体层41可以包括发射蓝光的半导体材料。发射蓝光的半导体材料可以包括GaN、InGaN、硒化锌(ZnSe)等，但不限于此。
第三p型接触电极47设置在第三外延堆叠件40的p型半导体层45下。第三p型接触电极47置于第二外延堆叠件30与第三外延堆叠件40之间，具体地，置于第三粘合层60c与第三外延堆叠件40之间。
在示出的示例性实施例中，第一外延堆叠件20、第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40的n型半导体层21、31和41以及p型半导体层25、35和45中的每个被示为具有单层结构，但在一些示例性实施例中，每一层可以具有多层结构，或者可以包括超晶格层。此外，第一外延堆叠件20、第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40的活性层23、33和43可以包括单量子阱结构或多量子阱结构。
第二p型接触电极37基本覆盖第二外延堆叠件30，第三p型接触电极47基本覆盖第三外延堆叠件40。第二p型接触电极37和第三p型接触电极47可以由透明导电材料形成，透明导电材料可以透射从设置在其下的外延堆叠件发射的光。例如，第二p型接触电极37和第三p型接触电极47中的每个可以由透明导电氧化物(TCO)形成。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。可以使用蒸发器和溅射器通过化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)来沉积透明导电氧化物。第二p型接触电极37和第三p型接触电极47可以在满足透射率的限制的情况下具有足够的厚度(例如，大约2000埃或大约2微米的厚度)，以在稍后将更详细地描述的制造工艺中用作蚀刻停止部。
公共线可以连接到第一p型接触电极27、第二p型接触电极37和第三p型接触电极47。公共线可以是供应共电压的线。此外，发光信号线可以分别连接到第一外延堆叠件20的n型半导体层21、第二外延堆叠件30的n型半导体层31和第三外延堆叠件40的n型半导体层41。在示例性实施例中，共电压SC通过公共线施加到第一p型接触电极27、第二p型接触电极37和第三p型接触电极47，并且通过经由发光信号线将发光信号分别施加到第一外延堆叠件20的n型半导体层21、第二外延堆叠件30的n型半导体层31和第三外延堆叠件40的n型半导体层41来控制第一外延堆叠件20、第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40的光发射。发光信号可以包括分别对应于第一外延堆叠件20、第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40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可以是用于发射红光的信号，第二发光信号SG可以是用于发射绿光的信号，第三发光信号SB可以是用于发射蓝光的信号。
虽然共电压被描述为施加到第一外延堆叠件20的p型半导体层25、第二外延堆叠件30的p型半导体层35和第三外延堆叠件40的p型半导体层45，并且发光信号SR、SG和SB被描述为分别施加到第一外延堆叠件20的n型半导体层21、第二外延堆叠件30的n型半导体层31和第三外延堆叠件40的n型半导体层41，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20的n型半导体层21、第二外延堆叠件30的n型半导体层31和第三外延堆叠件40的n型半导体层41，并且发光信号SR、SG和SB可以分别施加到第一外延堆叠件20的p型半导体层25、第二外延堆叠件30的p型半导体层35和第三外延堆叠件40的p型半导体层45。
图2B是根据发明构思的示例性实施例的发光堆叠结构的剖视图，其中共电压施加到第一外延堆叠件20的n型半导体层21、第二外延堆叠件30的n型半导体层31和第三外延堆叠件40的n型半导体层41，并且发光信号SR、SG和SB分别施加到第一外延堆叠件20的p型半导体层25、第二外延堆叠件30的p型半导体层35和第三外延堆叠件40的p型半导体层45。
参照图2B，除了外延堆叠件20、30和40的层按照n型半导体层21、31和41、活性层23、33和43以及p型半导体层25、35和45的顺序形成之外，根据示出的示例性实施例的发光堆叠结构基本类似于图2A的发光堆叠结构。在这种情况下，可以分别在n型半导体层21、31和41下设置n型接触电极29、39和49。如此，将省略对基本类似的元件的详细描述，以避免冗余。
根据示例性实施例，第一外延堆叠件20、第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40分别响应于相关的发光信号而被驱动。更具体地，第一外延堆叠件20通过第一发光信号SR而被驱动，第二外延堆叠件30通过第二发光信号SG而被驱动，第三外延堆叠件40通过第三发光信号SB而被驱动。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件20、第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40，因此，第一外延堆叠件20、第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40可以彼此独立地被驱动。发光堆叠结构可以产生颜色光，所述颜色光可以通过从第一外延堆叠件20、第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40沿上方向发射的第一颜色光、第二颜色光和第三颜色光的组合而不同地确定。
当显示颜色时，不同颜色的光不从不同平面发射，而是不同颜色的光从叠置区域发射，因此，根据示例性实施例的发光堆叠结构能够以减小的尺寸集成发光元件。通常，发射不同颜色光(例如，红光、绿光和蓝光)的传统发光元件在同一平面上彼此隔开以实现全色。在这种情况下，由于每个发光元件设置在同一平面上，所以元件占据相对大的面积。然而，根据示例性实施例的发光元件包括其中元件在一个区域中彼此叠置以发射不同的颜色光的堆叠结构，因此，可以以显著较小的面积实现全色。如此，可以以小面积制造高分辨率器件。
此外，即使以堆叠方式制造传统的发光器件，传统的发光器件仍会通过针对每个发光元件形成用于通过线与各个发光元件连接的各个接触部分来制造，这将由于复杂的结构而增加制造复杂性。然而，根据示例性实施例的发光堆叠结构可以通过以下方式形成：在一个基底上形成多外延堆叠结构，通过最少工艺在多外延堆叠结构处形成接触部分，并将接触部分和多外延堆叠结构连接。此外，与制造并单独安装单颜色的发光元件的传统显示装置制造方法相比，根据发明构思，仅安装一个发光堆叠结构，而不是多个发光元件，从而显著简化了制造方法。
根据示例性实施例的发光堆叠结构还可以包括各种元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用于阻挡相对短波长的光朝向发射具有较长波长的光的外延堆叠件行进的波通滤波器。
下文中，根据示例性实施例的发光堆叠结构的描述将集中于与图1至图2B的发光堆叠结构的不同之处。此外，在下文中，发光信号将被描述为施加到第一外延堆叠件20的n型半导体层21、第二外延堆叠件30的n型半导体层31和第三外延堆叠件40的n型半导体层41，并且共电压将被描述为施加到第一外延堆叠件20的p型半导体层25、第二外延堆叠件30的p型半导体层35和第三外延堆叠件40的p型半导体层45，然而，发明构思不限于此。
图3是根据示例性实施例的发光堆叠结构的示意图。
参照图3，根据示例性实施例的发光堆叠结构可以包括位于第一外延堆叠件20与第二外延堆叠件30之间的第一波通滤波器71。
第一波通滤波器71可以透射从第一外延堆叠件20发射的第一颜色光，并且可以阻挡或反射除了第一颜色光之外的任何其它光。如此，从第一外延堆叠件20发射的第一颜色光可以沿上方向行进，但从第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40发射的第二颜色光和第三颜色光不可以朝向第一外延堆叠件20行进，而是会被第一波通滤波器71反射或阻挡。
当具有比第一颜色光的能量高的能量和比第一颜色光的波长短的波长的第二颜色光和第三颜色光入射到第一外延堆叠件20上时，第二颜色光和第三颜色光会在第一外延堆叠件20中引起额外的光发射。在示出的示例性实施例中，通过第一波通滤波器71防止第二颜色光和第三颜色光入射到第一外延堆叠件20上。
第二波通滤波器73可以设置在第二外延堆叠件30与第三外延堆叠件40之间。第二波通滤波器73可以透射从第一外延堆叠件20和第二外延堆叠件30发射的第一颜色光和第二颜色光，并且可以反射或阻挡除了第一颜色光和第二颜色光之外的任何其它光。如此，从第一外延堆叠件20和第二外延堆叠件30发射的第一颜色光和第二颜色光可以沿上方向行进，但从第三外延堆叠件40发射的第三颜色光不可以朝向第一外延堆叠件20和第二外延堆叠件30行进，而是会被第二波通滤波器73反射或阻挡。
当具有比第一颜色光和第二颜色光的能量高的能量和比第一颜色光和第二颜色光的波长短的波长的第三颜色光入射到第一外延堆叠件20和第二外延堆叠件30上时，第三颜色光会引起第一外延堆叠件20和第二外延堆叠件30的额外的光发射。在示出的示例性实施例中，通过第二波通滤波器73防止第三颜色光入射到第一外延堆叠件20和第二外延堆叠件30上。
根据示例性实施例的发光堆叠结构还可以包括各种元件以提供均匀的光。例如，一些示例性实施例中的发光堆叠结构可以在光输出表面上具有各种凹凸部。
图4至图6是根据示例性实施例的发光堆叠结构的剖视图。
参照图4至图6，根据示例性实施例的发光堆叠结构可以包括位于第一外延堆叠件20、第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40中的至少一个的n型半导体层的上表面上的凹凸部PR。
参照图4，凹凸部PR可以形成在第一外延堆叠件20上。参照图5，凹凸部PR可以分别设置在第一外延堆叠件20和第三外延堆叠件40上。参照图6，凹凸部PR可以分别设置在第一外延堆叠件20、第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40上。在包括凹凸部PR的外延堆叠件中，凹凸部PR可以设置在可以与外延堆叠件的光输出表面对应的n型半导体层上。
凹凸部PR可以形成为各种形状(诸如，多面棱锥形、半球形和随机布置的粗糙表面)以改善发光效率。凹凸部PR可以通过使用各种蚀刻工艺的纹理化来形成。可选地，凹凸部PR可以通过使用具有凹凸部的图案化的蓝宝石基底来形成。当从对应的外延堆叠件去除图案化的蓝宝石基底时，图案化的蓝宝石基底上的凹凸部可以转移到对应的外延堆叠件。
在示例性实施例中，从第一外延堆叠件20、第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40中的每个发射的光可以具有不同的强度，这可能引起可视性的差异。根据示例性实施例，可以通过在第一外延堆叠件20、第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40的光输出表面上选择性地形成凹凸部PR来改善光发射效率，从而减小关于第一颜色光至第三颜色光的可视性的差异。例如，红颜色光和/或蓝颜色光可以具有比绿颜色光低的可视性。如此，对第一外延堆叠件20和/或第三外延堆叠件40进行纹理化可以减小从外延堆叠件发射的光之间的可视性的差异。具体地，由于对应于红光的外延堆叠件可以设置在发光堆叠结构的最下面，因此红光的强度可能小。如此，可以通过在发射红光的外延堆叠件的上表面上形成凹凸部PR来改善光效率。
根据示例性实施例的发光堆叠结构可以形成为可以呈现各种颜色发光元件，因此，发光堆叠结构可以被用作像素，这将在下面进行更详细的描述。
图7是根据示例性实施例的显示装置的平面图，图8是图7的部分P1的放大平面图。
参照图7和图8，根据示例性实施例的显示装置100可以显示任何视觉信息，例如，文本、视频、照片、二维或三维图像等。
显示装置100可以设置为各种形状，诸如包括具有闭环的直线段以形成闭合多边形链或电路的多边形、包括曲边的圆形、椭圆形等以及包括直边或曲边的半圆形、半椭圆形等。在下文中，显示装置100将被描述为具有大致矩形形状，但发明构思不限于此。
显示装置100包括显示图像的多个像素110。每个像素110可以对应于显示图像的最小单位。每个像素110可以包括根据参照图1至图6示出的示例性实施例的发光堆叠结构，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110包括发射红光的第一子像素110R、发射绿光的第二子像素110G和发射蓝光的第三子像素110B。第一子像素110R、第二子像素110G和第三子像素110B可以分别对应于上述发光堆叠结构的第一外延堆叠件20、第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40。
像素110以行和列的矩阵布置。如在此使用的，像素110以行和列的矩阵布置可以指像素110沿行或列精确地布置成直线，或者基本沿行或列以之字形形状布置，由此可以改变像素110的位置等。
图9是根据示例性实施例的显示装置的框图。
参照图9，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、布线部分和像素。当每个像素包括多个子像素时，每个子像素可以通过布线部分连接到扫描驱动器310、数据驱动器330等。
时序控制器350从外部(例如，发送图像数据的外部系统)接收各种控制信号和图像数据，以驱动显示装置100。时序控制器350可以重新整理接收到的图像数据，并将重新整理后的数据提供到数据驱动器330。时序控制器350可以产生扫描控制信号和数据控制信号以驱动扫描驱动器310和数据驱动器330，并将所产生的扫描控制信号和所产生的数据控制信号提供到扫描驱动器310和数据驱动器330。
扫描驱动器310可以产生与从时序控制器350提供的扫描控制信号对应的扫描信号。数据驱动器330可以产生与从时序控制器350提供的数据控制信号和图像数据对应的数据信号。
布线部分包括多条信号线。具体地，布线部分包括使扫描驱动器310和子像素连接的扫描线130R、130G和130B(在下文中，用附图标记“130”统一表示)、以及使数据驱动器330和子像素连接的数据线120。扫描线130可以连接到每个像素110的子像素。因此，连接到每个像素110的子像素的扫描线被称为“第一扫描线130R、第二扫描线130G和第三扫描线130B”。
布线部分可以使时序控制器350和扫描驱动器310连接，使时序控制器350和数据驱动器330连接，或使任何其它元件连接，并且可以包括用于传输可用于驱动显示装置100的相关信号的多条线。
扫描线130将由扫描驱动器310产生的扫描信号提供到子像素。由数据驱动器330产生的数据信号被输出到数据线120。
子像素连接到扫描线130和数据线120。当从扫描线130供应扫描信号时，子像素响应于从数据线120接收的数据信号而选择性地发光。例如，在每一帧周期期间，每个子像素发射与接收到的数据信号对应的亮度的光。供应有与黑色亮度对应的数据信号的子像素可以在相关帧周期期间不发光，从而显示黑色。
在示例性实施例中，子像素可以以无源驱动方式或有源驱动方式驱动。当以有源驱动方式驱动显示装置100时，除了扫描信号和数据信号之外，显示装置100可以基于额外供应到显示装置100的第一像素电压和第二像素电压而被驱动。
图10是示出根据示例性实施例的一个子像素的电路图。具体地，根据示出的示例性实施例的电路图可以对应于包括在无源型显示装置中的子像素(诸如红色子像素110R)。第二子像素110G和第三子像素110B可以以与第一子像素110R的方式基本相同的方式驱动，因此，将省略关于第二子像素110G和第三子像素110B的重复描述，以避免冗余。
参照图10，第一子像素110R包括连接在第一扫描线130R与数据线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件20。当在p型半导体层与n型半导体层之间施加阈值电压或更高的电压时，第一外延堆叠件20发射具有与所施加的电压的大小对应的亮度的光。具体地，可以通过调节施加到第一扫描线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子像素110R的光发射。
图11是示出根据示例性实施例的第一子像素的电路图。根据示出的示例性实施例的电路图可以对应于包括在有源型显示装置中的子像素。
当显示装置100是有源型显示装置时，除了扫描信号和数据信号之外，第一子像素110R还可以供应有第一像素电压ELVDD和第二像素电压ELVSS。
参照图11，第一子像素110R包括至少一个发光元件150和连接到发光元件150的晶体管单元。
发光元件150可以对应于第一外延堆叠件20。发光元件150的n型半导体层可以通过晶体管单元连接到第一像素电压ELVDD，并且发光元件150的p型半导体层可以连接到第二像素电压ELVSS。第一像素电压ELVDD和第二像素电压ELVSS可以具有不同的电位。例如，第二像素电压ELVSS的电位可以比第一像素电压ELVDD的电位低不小于发光元件150的阈值电压。发光元件150可以发射具有与由晶体管单元控制的驱动电流对应的亮度的光。
根据示例性实施例，晶体管单元包括第一晶体管M1和第二晶体管M2以及存储电容器Cst。然而，晶体管单元的结构可以进行各种修改，而不限于图11中示出的结构。
第一晶体管M1(开关晶体管)的源电极连接到数据线120，第一晶体管M1的漏电极连接到第一节点N1。第一晶体管M1的栅电极连接到第一扫描线130R。当通过第一扫描线130R供应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，从而使数据线120和第一节点N1连接。在这种情况下，相关帧的数据信号被供应到数据线120，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(驱动晶体管)的源电极连接到第一像素电压ELVDD，第二晶体管M2的漏电极连接到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基于第一节点N1的电压来控制供应到发光元件150的驱动电流的量。
存储电容器Cst的第一端连接到第一像素电压ELVDD，存储电容器Cst的第二端连接到第一节点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，并保持所充入的电压直到下一帧的数据信号被供应为止。
虽然图11示出了包括两个晶体管的晶体管单元，然而，发明构思不限于此，晶体管单元的结构可以被各种地改变或修改。例如，晶体管单元可以包括更多个晶体管、更多个电容器等。由于第一晶体管、第二晶体管、存储电容器和信号线的结构在本领域中是公知的，因此将省略第一晶体管、第二晶体管、存储电容器和信号线的结构的详细描述。
图12是根据示例性实施例的像素的平面图，图13是沿图12的线I-I'截取的剖视图。
参照图12和图13，根据示例性实施例的像素在平面图中包括其中堆叠有多个外延堆叠件的发光区域和围绕发光区域的外围区域。所述多个外延堆叠件包括第一外延堆叠件20、第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40。
用于使布线部分连接到第一外延堆叠件20、第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40的接触部分设置在发光区域的至少一侧上。接触部分包括：用于将共电压施加到第一外延堆叠件20、第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40的公共接触部分50c；用于将发光信号提供到第一外延堆叠件20的第一接触部分20c；用于将发光信号提供到第二外延堆叠件30的第二接触部分30c；以及用于将发光信号提供到第三外延堆叠件40的第三接触部分40c。
当发光堆叠结构在平面图中具有大致四边形形状时，接触部分20c、30c、40c和50c可以设置在与该四边形的各个角对应的区域中。然而，发明构思不限于此，接触部分20c、30c、40c和50c的位置可以根据发光堆叠结构的形状而不同地改变。
公共垫(pad，也可以称为“焊盘”)电极59c和公共垫59p设置在公共接触部分50c处。公共垫电极59c通过公共桥接电极59b通过第一p型接触电极27、第二p型接触电极37和第三p型接触电极47电连接到第一外延堆叠件20、第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40或者通过直接接触电连接到第一外延堆叠件20、第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40。第一垫电极29c和第一垫29p设置在第一接触部分20c处。第一垫电极29c通过第一n型接触电极29与第一外延堆叠件20电连接。
第二垫电极39c和第二垫39p设置在第二接触部分30c处。第二垫电极39c通过第二桥接电极39b与第二外延堆叠件30电连接。
第三垫电极49c和第三垫49p设置在第三接触部分40c处。第三垫电极49c通过第三桥接电极49b与第三外延堆叠件40电连接。
在平面图中，公共垫电极59c和公共垫59p、第一垫电极29c和第一垫29p、第二垫电极39c和第二垫39p以及第三垫电极49c和第三垫49p可以设置为彼此叠置，并且可以具有基本相同的形状和基本相同的面积。然而，发明构思不限于此，公共垫电极59c和公共垫59p、第一垫电极29c和第一垫29p、第二垫电极39c和第二垫39p以及第三垫电极49c和第三垫49p可以具有各种形状和面积。在示出的示例性实施例中，公共垫电极59c和公共垫59p、第一垫电极29c和第一垫29p、第二垫电极39c和第二垫39p以及第三垫电极49c和第三垫49p将被描述为具有基本相同的形状和基本相同的面积以彼此完全叠置。
欧姆电极27'设置在除了接触部分之外的发光区域中，从而与第一p型接触电极27叠置。欧姆电极27'可以被设置为使第一p型接触电极27和第一外延堆叠件20的p型半导体层电连接，并且可以包括一个或更多个欧姆电极。例如，如示出的示例性实施例中所示，可以设置三个欧姆电极27'。用于欧姆接触的欧姆电极27'可以由各种材料形成。例如，对应于p型欧姆电极的欧姆电极27'可以包括Au(Zn)或Au(Be)。在这种情况下，由于用于欧姆电极27'的材料的反射率比诸如Ag、Al或Au的材料的反射率低，因此还可以设置附加的反射电极。具体地，可以使用Ag、Au等作为用于附加反射电极的材料，并且可以设置由诸如Ti、Ni、Cr或Ta的材料形成的金属粘合层以与相邻元件粘合。在这种情况下，金属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。
欧姆电极27'可以设置在与第一接触部分20c间隔开的区域中。例如，欧姆电极27'可以尽可能地与第一接触部分20c间隔开以用于电流扩散。此外，欧姆电极27'可以设置在与第二接触部分30c和第三接触部分40c分开的区域中。如此，在形成第一垫29p、第二垫39p和第三垫49p时或者在与基底10结合时，可以使可在发光堆叠结构的下部上形成的台阶最小化。
还可以在基底10上设置布线部分以及/或者诸如薄膜晶体管的驱动元件，布线部分可与公共接触部分50c、第一接触部分20c、第二接触部分30c和第三接触部分40c对应并与公共垫59p、第一垫29p、第二垫39p和第三垫49p电连接。在这种情况下，公共线可以连接到公共垫59p，并且第一发光信号线、第二发光信号线和第三发光信号线可以分别连接到第一垫29p、第二垫39p和第三垫49p。
粘合层、接触电极和波通滤波器设置在基底10、第一外延堆叠件20、第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40之间。
具体地，根据示例性实施例，发光堆叠结构设置在基底10上，且第一粘合层60a置于发光堆叠结构与基底10之间。
发光堆叠结构包括顺序堆叠的第一外延堆叠件20、第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40、公共接触部分50c以及连接到第一外延堆叠件20、第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40的第一接触部分20c、第二接触部分30c和第三接触部分40c。布线部分可以形成在基底10上，并且公共接触部分50c、第一接触部分20c、第二接触部分30c和第三接触部分40c可以通过导电粘合层61使公共接触部分50c、第一接触部分20c、第二接触部分30c和第三接触部分40c与基底10的布线部分电连接。
导电粘合层61可以包括导电膏(诸如焊膏或银膏)、导电树脂或各向异性导电膜。
当基底10不包括导电粘合层61时，用于使发光堆叠结构附着到基底10的第一粘合层60a可以设置在基底10与发光堆叠结构之间。
第一外延堆叠件20设置在发光堆叠结构的最下面的部分上。第一外延堆叠件20的部分区域可以具有朝向下侧突出并且朝向上侧凹陷的台面结构。具体地，第一外延堆叠件20的p型半导体层、活性层和n型半导体层的部分可以被去除，以沿下方向暴露n型半导体层。通过去除第一外延堆叠件20的p型半导体层、活性层和n型半导体层的部分而凹陷的部分在下文中可以被称为“凹部”，并且形成台面的部分可以被称为“突起”。在这种情况下，在平面图中，凹部设置在与第一接触部分20c对应的区域(详细地，形成有第一垫29p的区域)内。在示例性实施例中，凹部的尺寸可以比第一垫29p的尺寸小，以使稍后将讨论的可能在使发光堆叠结构和基底10结合时形成的台阶最小化。
第一绝缘层81设置在第一外延堆叠件20的下表面(具体地，第一外延堆叠件20的面对基底10的表面)上。多个接触孔形成在第一绝缘层81中。接触孔分别设置在第一绝缘层81的与凹部和突起对应的区域中。
与第一外延堆叠件20的n型半导体层接触的第一n型接触电极29设置在与凹部对应的接触孔中。与第一外延堆叠件20的p型半导体层接触的欧姆电极27'设置在与突起对应的接触孔中。
第一n型接触电极29可以由各种导电材料形成，并且可以由各种金属及其合金中的至少一种形成。在示例性实施例中，第一n型接触电极29可以由诸如AuGe或AuTe的Au合金形成。欧姆电极27'可以包括Au(Zn)或Au(Be)。这里，由于用于欧姆电极27'的材料的反射率比诸如Ag、Al或Au的材料的反射率低，因此还可以设置附加的反射电极。在示例性实施例中，可以使用Ag、Au等作为用于附加反射电极的材料，并且可以设置由诸如Ti、Ni、Cr或Ta的材料形成的金属粘合层以与相邻元件粘合。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。然而，发明构思不限于此，第一n型接触电极29或欧姆电极27'可以由各种其它材料形成。
第一p型接触电极27、公共垫电极59c、第一垫电极29c、第二垫电极39c和第三垫电极49c设置在欧姆电极27'和第一绝缘层81上。公共垫电极59c设置在公共接触部分50c处，第一垫电极29c、第二垫电极39c和第三垫电极49c分别设置在第一接触部分20c、第二接触部分30c和第三接触部分40c处。这里，第一p型接触电极27和公共垫电极59c可以一体形成，并且与欧姆电极27'接触以进行电连接。
第一p型接触电极27可以由具有反射性的材料形成，以反射从第一外延堆叠件20发射的光。第一绝缘层81可以具有反射性，以助于从第一外延堆叠件20发射的光的反射。例如，第一绝缘层81可以具有全向反射器(ODR)结构。
公共垫电极59c、第一垫电极29c、第二垫电极39c和第三垫电极49c彼此间隔开，因此彼此电绝缘/物理绝缘。公共垫电极59c、第一垫电极29c、第二垫电极39c和第三垫电极49c可以具有足以覆盖分别与公共接触部分50c、第一接触部分20c、第二接触部分30c和第三接触部分40c对应的区域的尺寸。此外，公共垫电极59c、第一垫电极29c、第二垫电极39c和第三垫电极49c可以包括基本相同的材料并且设置在同一层上。
具体地，第一垫电极29c覆盖与第一接触部分20c对应并且形成为比第一外延堆叠件20的凹部大的区域。此外，第二垫电极39c、第三垫电极49c和公共垫电极59c可以覆盖分别与第二接触部分30c、第三接触部分40c和公共接触部分50c对应的区域，并且可以被设置为具有与第一垫电极29c的尺寸相同或相似的尺寸。由于第一垫电极29c的尺寸大于凹部的尺寸，因此可以使稍后在形成第一垫29p时由于凹部而引起的台阶的影响最小化。除了第一垫电极29c之外，第二垫电极39c、第三垫电极49c和公共垫电极59c还可以以基本相同的高度设置在同一绝缘层上，并且即使可以窄地形成与(稍后将描述的)连接到第二垫39p、第三垫49p和公共垫59p的桥接电极的接触，第二垫电极39c、第三垫电极49c和公共垫电极59c也可以被设置为具有足够大的面积。如此，可以使会由于第一垫电极29c、第二垫电极39c、第三垫电极49c和公共垫电极59c而形成在第一外延堆叠件20的后表面上的台阶最小化。
第二绝缘层83设置在第一外延堆叠件20的形成有第一垫电极29c、第二垫电极39c、第三垫电极49c和公共垫电极59c的后表面上。在与公共接触部分50c、第一接触部分20c、第二接触部分30c和第三接触部分40c对应的区域处，第二绝缘层83包括接触孔。公共垫电极59c的下表面、第一垫电极29c的下表面、第二垫电极39c的下表面和第三垫电极49c的下表面的部分通过形成在第二绝缘层83中的接触孔被暴露。第二绝缘层83的接触孔可以形成为比公共垫电极59c、第一垫电极29c、第二垫电极39c和第三垫电极49c小。
公共垫59p、第一垫29p、第二垫39p和第三垫49p设置在第二绝缘层83下。公共垫59p设置在公共接触部分50c上，并且通过接触孔连接到公共垫电极59c。第一垫29p、第二垫39p和第三垫49p分别设置在第一接触部分20c、第二接触部分30c和第三接触部分40c上，并且通过接触孔分别连接到第一垫电极29c、第二垫电极39c和第三垫电极49c。公共垫59p、第一垫29p、第二垫39p和第三垫49p从第二绝缘层83的下表面沿下方向突出。导电粘合层61分别设置在公共垫59p、第一垫29p、第二垫39p和第三垫49p的下表面上，使得公共垫59p、第一垫29p、第二垫39p和第三垫49p附着到基底10。第一粘合层60a设置在其中不设置公共垫59p、第一垫29p、第二垫39p和第三垫49p的基底10与第二绝缘层83之间。
第三绝缘层85设置在第一外延堆叠件20的上表面上。第一外延堆叠件20具有在公共接触部分50c、第二接触部分30c和第三接触部分40c处竖直贯穿的接触孔。公共垫电极59c、第二垫电极39c和第三垫电极49c的上表面的部分被第一外延堆叠件20中的接触孔暴露。使公共垫电极59c与第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40连接的公共桥接电极59b、使第二垫电极39c与第二外延堆叠件30连接的第二桥接电极39b以及使第三垫电极49c与第三外延堆叠件40连接的第三桥接电极49b设置在第一外延堆叠件20的接触孔中。用于与第一外延堆叠件20绝缘的第三绝缘层85设置在接触孔的内侧壁上。
第二粘合层60b设置在第一外延堆叠件20和第三绝缘层85上，第一波通滤波器71、第二p型接触电极37、第二外延堆叠件30和第四绝缘层87顺序地设置在第二粘合层60b上。第二外延堆叠件30可以包括从底部沿上方向堆叠的p型半导体层、活性层和n型半导体层。
第一波通滤波器71、第二p型接触电极37、第二外延堆叠件30和第四绝缘层87具有在公共接触部分50c、第二接触部分30c和第三接触部分40c处竖直贯穿的接触孔。
在公共接触部分50c中，第一波通滤波器71和第二p型接触电极37具有具有拥有第一直径的接触孔，第二外延堆叠件30和第四绝缘层87具有拥有比第一直径大的第二直径的接触孔。第四绝缘层87设置在所有接触孔的侧壁上，因此，形成在接触孔中的公共桥接电极59b与设置在接触孔周围的元件绝缘。然而，由于第二外延堆叠件30中的接触孔的直径比下接触孔的直径大，所以第二p型接触电极37的上表面的一部分在具有更大直径的接触孔中被暴露。公共桥接电极59b设置在在公共接触部分50c处设置的接触孔中，因此，公共桥接电极59b和第二p型接触电极37可以彼此直接接触并连接。
在第二接触部分30c中，第一波通滤波器71、第二p型接触电极37、第二外延堆叠件30和第四绝缘层87具有拥有基本相同的直径的接触孔。形成在第四绝缘层87中的接触孔可以沿接触孔的外表面暴露第二外延堆叠件30的上表面。由于第二桥接电极39b设置在接触孔中，所以第二桥接电极39b覆盖第二外延堆叠件30的上表面的一部分，具体地，覆盖设置在第二外延堆叠件30上的第四绝缘层87的接触孔。如此，第二桥接电极39b可以直接接触第二外延堆叠件30的上部并与第二外延堆叠件30的上部连接。第二外延堆叠件30的上部可以对应于n型半导体层。第四绝缘层87设置在在第一波通滤波器71、第二p型接触电极37、第二外延堆叠件30和第四绝缘层87中设置的接触孔的侧壁上，因此，设置在接触孔中的第二桥接电极39b与设置在接触孔周围的元件绝缘。
在第三接触部分40c中，第一波通滤波器71、第二p型接触电极37、第二外延堆叠件30和第四绝缘层87具有拥有基本相同的直径的接触孔。第四绝缘层87设置在在第一波通滤波器71、第二p型接触电极37、第二外延堆叠件30和第四绝缘层87中设置的接触孔的侧壁上，因此，设置在接触孔中的第二桥接电极39b与设置在接触孔周围的元件绝缘。
第三粘合层60c设置在第二外延堆叠件30上。第二波通滤波器73、第三p型接触电极47、第三外延堆叠件40和第五绝缘层89顺序地设置在第三粘合层60c上。第三外延堆叠件40可以包括从底部沿上方向堆叠的p型半导体层、活性层和n型半导体层。
第二波通滤波器73、第三p型接触电极47、第三外延堆叠件40和第五绝缘层89具有在公共接触部分50c和第三接触部分40c处竖直贯穿的接触孔。在与第二接触部分30c对应的第二波通滤波器73、第三p型接触电极47、第三外延堆叠件40和第五绝缘层89处不设置接触孔。
在公共接触部分50c中，第二波通滤波器73和第三p型接触电极47具有拥有第三直径的接触孔，第三外延堆叠件40和第五绝缘层89具有拥有比第三直径大的第四直径的接触孔。第五绝缘层89设置在所有接触孔的侧壁上，因此，设置在接触孔中的公共桥接电极59b与设置在接触孔周围的元件绝缘。然而，由于形成在第三外延堆叠件40中的接触孔的直径比下接触孔的直径大，所以第三p型接触电极47的上表面的一部分在具有更大直径的接触孔中被暴露。公共桥接电极59b设置在在公共接触部分50c处设置的接触孔中，因此，公共桥接电极59b和第三p型接触电极47可以彼此直接接触并连接。
在第三接触部分40c中，第二波通滤波器73、第三p型接触电极47、第三外延堆叠件40和第五绝缘层89具有拥有基本相同的直径的接触孔。第五绝缘层89具有沿接触孔的外表面暴露第三外延堆叠件40的上表面的接触孔。由于第三桥接电极49b设置在接触孔中，所以第三桥接电极49b覆盖第三外延堆叠件40的上表面的一部分，具体地，覆盖设置在第三外延堆叠件40上的第五绝缘层89的接触孔。如此，第三桥接电极49b可以与第三外延堆叠件40的上部直接接触并与第三外延堆叠件40的上部连接。第三外延堆叠件40的上部可以对应于n型半导体层。第五绝缘层89设置在在第二波通滤波器73、第三p型接触电极47、第三外延堆叠件40和第五绝缘层89中设置的接触孔的侧壁上，因此，设置在接触孔中的第三桥接电极49b与设置在接触孔周围的元件绝缘。
第一绝缘层81、第二绝缘层83、第三绝缘层85、第四绝缘层87和第五绝缘层89可以由各种有机绝缘材料/无机绝缘材料形成，但发明构思不限于形成绝缘层的特定材料。例如，第一绝缘层81、第二绝缘层83、第三绝缘层85、第四绝缘层87和第五绝缘层89可以由包括氮化硅、氧化硅等的无机绝缘材料或包括聚酰亚胺的有机绝缘材料形成。
在示例性实施例中，凹凸部可选择性地设置在第一外延堆叠件20、第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40中的每个的上表面上，具体地，设置在第一外延堆叠件20、第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40中的每个n型半导体层的上表面上。凹凸部可以仅设置在与发光区域对应的部分中，或者可以设置在每个n型半导体层的整个上表面上。
在一些示例性实施例中，第五绝缘层89可以设置在发光堆叠结构的侧表面上，并且除了第五绝缘层89之外，还可以设置附加的不透光层。不透光层可以是用于防止来自第一外延堆叠件20、第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40的光朝向发光堆叠结构的侧面输出的光阻挡层，并且可以包括吸收光或反射光的材料。不透光层没有特别地限制，只要其吸收或反射光即可。在示例性实施例中，不透光层可以是分布式布拉格反射器(DBR)介电镜或形成在绝缘层上的金属反射层，或者可以是黑颜色的有机聚合物层。当金属反射层被用作不透光层时，金属反射层可以与其它发光堆叠结构的元件电绝缘。
当在发光堆叠结构的侧表面上设置不透光层时，可以能够防止从特定发光堆叠结构发射的光对相邻发光堆叠结构具有影响，或者防止在相邻发光堆叠结构之间可能发生的混色现象。
在根据示例性实施例的发光堆叠结构中，共电压通过公共垫电极59c施加到第一外延堆叠件20、第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40，并且第一发光信号、第二发光信号和第三发光信号分别通过第一垫电极29c、第二垫电极39c和第三垫电极49c施加到第一外延堆叠件20、第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40。具体地，公共垫电极59c通过第一p型接触电极27和欧姆电极27'电连接到第一外延堆叠件20的p型半导体层，通过公共桥接电极59b和第二p型接触电极37电连接到第二外延堆叠件30的p型半导体层，并且通过公共桥接电极59b和第三p型接触电极47电连接到第三外延堆叠件40的p型半导体层。第一垫电极29c通过第一n型接触电极29电连接到第一外延堆叠件20的n型半导体层，第二垫电极39c通过第二桥接电极39b电连接到第二外延堆叠件30的n型半导体层，第三垫电极49c通过第三桥接电极49b电连接到第三外延堆叠件40的n型半导体层。
以这种方式，由于共电压被施加到公共接触部分50c并且发光信号被分别施加到第一外延堆叠件20、第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40，所以第一外延堆叠件20、第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40可以被独立地控制以发光，因此，可以根据每个外延堆叠件是否发光来不同地实现颜色。
根据示例性实施例的发光堆叠结构可以通过在基底10上顺序地堆叠第一外延堆叠件20、第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40来制造，这将在后面进行描述。
图14、图16、图18、图20、图22、图24、图26、图28、图30和图32是示出在基底10上形成第一外延堆叠件20、第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40的方法的平面图。图15A、图15B、图17、图19A、图19B、图21、图23、图25A、图25B、图27A、图27B、图29、图31A至图31E和图33A至图33E是沿图14、图16、图18、图20、图22、图24、图26、图28、图30和图32的线I-I'截取的剖视图。
参照图14和图15A，在第一临时基底10p上形成第一外延堆叠件20。在示例性实施例中，第一临时基底10p可以是用于形成第一外延堆叠件20的半导体基底，并且可以是例如GaAs基底。第一外延堆叠件20可以被形成为具有包括凹部RC和突起PTR的台面结构，台面结构可以通过在第一临时基底10p上形成n型半导体层、活性层和p型半导体层并去除n型半导体层、活性层和p型半导体层的部分来形成。凹部RC设置在与第一接触部分20c对应的区域中，并且可以形成为比稍后将形成的第一垫电极29c或第一垫29p小，以减小与除了将形成凹部RC的区域之外的任何其它区域的台阶。
参照图14和图15B，在形成台面结构的第一外延堆叠件20上形成第一绝缘层81，在p型半导体层上形成欧姆电极27'。
根据示例性实施例的欧姆电极27'可以通过以下工艺形成：通过沉积在第一外延堆叠件20上形成绝缘层，涂覆光致抗蚀剂，通过曝光和显影对光致抗蚀剂进行图案化，通过使用光致抗蚀剂图案作为掩模通过湿蚀刻或干蚀刻形成接触孔，在第一外延堆叠件20的其上设置有光致抗蚀剂图案的前表面上沉积欧姆电极层，并剥离光致抗蚀剂图案。在示例性实施例中，可以通过沉积AuBe和Au层中的至少一种来形成欧姆电极27'。
参照图16和图17，在第一绝缘层81上形成第一n型接触电极29。可以在凹部中设置第一n型接触电极29，并且第一n型接触电极29的直径可以比凹部的直径小。
根据示例性实施例的第一n型接触电极29可以通过以下工艺形成：涂覆光致抗蚀剂，通过曝光和显影对光致抗蚀剂进行图案化，通过使用光致抗蚀剂图案作为掩模通过湿蚀刻或干蚀刻形成接触孔，在第一外延堆叠件20的其上设置有光致抗蚀剂图案的前表面上沉积用于第一n型接触电极29的材料，并剥离光致抗蚀剂图案。在示例性实施例中，可以通过沉积AuGe层来形成第一n型接触电极29。
参照图18和图19A，在其中形成有欧姆电极27'和第一n型接触电极29的第一绝缘层81上形成公共垫电极59c、第一p型接触电极27、第一垫电极29c、第二垫电极39c和第三垫电极49c。这里，公共垫电极59c和第一p型接触电极27可以一体地形成。
例如，可以通过沉积导电材料并通过使用光刻法对沉积的导电材料进行图案化来形成公共垫电极59c、第一p型接触电极27、第一垫电极29c、第二垫电极39c和第三垫电极49c。
参照图18和图19B，在公共垫电极59c、第一p型接触电极27、第一垫电极29c、第二垫电极39c和第三垫电极49c上形成第二绝缘层83。第二绝缘层83可以被形成为具有足以抵消凹部和突起之间的台阶的厚度。在第二绝缘层83形成为具有足够的厚度之后，可以执行平坦化以使第二绝缘层83的表面平滑。可以通过使用CMP等来执行平坦化。
参照图20和图21，通过图案化第二绝缘层83，分别在第一接触部分20c、第二接触部分30c、第三接触部分40c和公共接触部分50c处形成接触孔CH。形成在第一接触部分20c、第二接触部分30c、第三接触部分40c和公共接触部分50c处的接触孔使第一垫电极29c、第二垫电极39c、第三垫电极49c和公共垫电极59c的上表面的部分暴露。
参照图22和图23，在其上形成有第二绝缘层83的第一外延堆叠件20上形成公共垫59p、第一垫29p、第二垫39p和第三垫49p。在示例性实施例中，公共垫电极59c、第一垫电极29c、第二垫电极39c和第三垫电极49c可以在单一工艺中形成，因此可以包括基本相同的材料且位于同一层上。
可以在与公共接触部分50c、第一接触部分20c、第二接触部分30c和第三接触部分40c对应的区域中设置公共垫59p、第一垫29p、第二垫39p和第三垫49p，并且公共垫59p、第一垫29p、第二垫39p和第三垫49p可以被形成为覆盖与公共接触部分50c、第一接触部分20c、第二接触部分30c和第三接触部分40c对应的区域。由于公共垫59p、第一垫29p、第二垫39p和第三垫49p形成为尽可能宽，因此可以容易地消散从每个外延堆叠件产生的热，并且降低当结合到基底时不对准的可能性。此外，由于第一垫29p被形成为比形成凹部的区域大，因此可以防止由于凹部的台阶引起的粘合缺陷。
公共垫59p、第一垫29p、第二垫39p和第三垫49p可以由导电材料形成，并且可以包括例如各种金属，诸如Al、Ti、Cr、Ni、Au、Ag、Ti、Sn、Ni、Cr、W和Cu或者它们的合金。此外，公共垫59p、第一垫29p、第二垫39p和第三垫49p可以形成为单层或多层。当公共垫59p、第一垫29p、第二垫39p和第三垫49p形成为多层时，可以添加阻挡金属层以防止特定金属扩散。在示例性实施例中，公共垫59p、第一垫29p、第二垫39p和第三垫49p可以由AuSn形成，并且可以在垫59p、29p、39p和49p与电极50c、29c、39c和49c之间添加包括Cr、Ti、Ni、W或它们的合金的阻挡层，以防止Sn的扩散。
参照图24、图25A和图25B，可以将形成在第一临时基底10p上的第一外延堆叠件20倒置，并将其附着在其上形成有第一粘合层60a的基底10上。如此，第一外延堆叠件20的层按照p型半导体层、活性层和n型半导体层的次序设置在基底10的上表面上。
在基底10的与公共垫59p、第一垫29p、第二垫39p和第三垫49p对应的区域处形成导电粘合层61。如图25B中所示，在将公共垫59p、第一垫29p、第二垫39p和第三垫49p对准第一基底10以面对导电粘合层61之后，可以从顶部沿下方向按压第一基底10。
参照图26和图27A，通过去除第一外延堆叠件20和第一绝缘层81的部分来形成接触孔CH。接触孔分别形成在公共接触部分50c以及第二接触部分30c和第三接触部分40c处，因此，公共垫电极59c、第二垫电极39c和第三垫电极49c的上表面的部分被暴露。
参照图26和图27B，在第一外延堆叠件20上形成第三绝缘层85。第三绝缘层85形成在第一外延堆叠件20的上表面和接触孔的侧表面上，因此公共垫电极59c、第二垫电极39c和第三垫电极49c的上表面的部分依然被暴露。
可以通过在第一外延堆叠件20的上表面上形成包括绝缘材料的层，并且通过使用光刻法各向异性地蚀刻接触孔的内部来形成第三绝缘层85。
虽然形成在第一外延堆叠件20中的接触孔被示出为具有足够的直径，然而，每个接触孔的实际直径可能非常小，这使得当在第一外延堆叠件20的上表面上形成具有足够厚度的第三绝缘层85时，难以仅在每个接触孔的内侧表面上形成第三绝缘层85。在一些示例性实施例中，如下面更详细描述的，可以使用形成附加子绝缘层的工艺来使得更容易在每个接触孔的内侧表面上形成第三绝缘层85。
图34A至图34D是示出根据另一示例性实施例的与图27A的P2对应的部分的放大剖视图，图34A至图34D顺序示出了在接触孔中形成第三绝缘层85的工艺。注意的是，在图34A至图34C中示出的接触孔中形成绝缘层的工艺可以应用于在任何其它外延层的接触孔中形成绝缘层。
参照图34A，在形成接触孔之前，在第一外延堆叠件20的上表面上形成第一子绝缘层85a。参照图34B，通过蚀刻第一子绝缘层85a和第一外延堆叠件20，暴露第二垫电极39c的上表面。参照图34C，在形成接触孔的第一外延堆叠件20和图34B中示出的第一子绝缘层85a上形成第二子绝缘层85b。参照图34D，通过蚀刻第二子绝缘层85b，再次暴露第二垫电极39c的上表面。如此，仅在接触孔的内侧表面上形成第二子绝缘层85b，而在第一外延堆叠件20的上表面上形成第一子绝缘层85a和第二子绝缘层85b。以该方式，由于设置在第一外延堆叠件20的上表面上的最终绝缘层85的厚度比设置在接触孔的内侧表面上的绝缘层的厚度大，因此最终绝缘层85在第一外延堆叠件20的上表面上具有足够的厚度的同时，能够形成薄到足以覆盖接触孔的内侧表面的绝缘层。
返回参照图27B，如上所述，第一外延堆叠件20的上表面和接触孔的内侧表面被第三绝缘层85覆盖。
参照图28和图29，在其上形成有第三绝缘层85的第一外延堆叠件20上形成公共桥接电极59b、第二桥接电极39b和第三桥接电极49b。公共桥接电极59b通过接触孔与公共垫电极59c连接，第二桥接电极39b通过接触孔与第二垫电极39c连接，第三桥接电极49b通过接触孔与第三垫电极49c连接。
参照图30和图31A，在第二临时基底上形成第二外延堆叠件30，并且可以将第二外延堆叠件30倒置并将其附着在第一外延堆叠件20上，且第二粘合层60b置于第二外延堆叠件30与第一外延堆叠件20之间。根据示例性实施例，可以在第二粘合层60b与第二外延堆叠件30之间形成第二p型接触电极37和第一波通滤波器71。可以在将第二外延堆叠件30附着在第一外延堆叠件20上之后去除第二临时基底。可以通过各种方法去除第二临时基底。例如，当第二临时基底是蓝宝石基底时，可以通过激光剥离法、应力剥离法、机械剥离法、物理抛光法等去除蓝宝石基底。
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件30的上表面上(或在n型半导体层上)形成凹凸部PR。可以使用各种蚀刻工艺通过纹理化来形成凹凸部PR。可选地，可以通过使用具有凹凸部的图案化的蓝宝石基底作为临时基底来形成凹凸部PR。当从对应的外延堆叠件去除图案化的蓝宝石基底时，图案化的蓝宝石基底上的凹凸部被转移到对应的外延堆叠件。在一些示例性实施例中，可以通过诸如使用微光工艺的干蚀刻、使用结晶特性的湿蚀刻、使用诸如喷砂的物理方法的纹理化、离子束蚀刻以及使用蚀刻速度差的嵌段共聚物的纹理化的各种其它方法形成凹凸部。
参照图30和图31B，通过去除第二外延堆叠件30的部分形成接触孔CH。接触孔分别形成在公共接触部分50c、第二接触部分30c和第三接触部分40c处，因此，暴露第二p型接触电极37的上表面的部分。第二p型接触电极37可以形成为具有足够的厚度并且用作蚀刻停止部。
参照图30和图31C，通过去除第二p型接触电极37、第一波通滤波器71和第二粘合层60b的与公共接触部分50c、第二接触部分30c和第三接触部分40c对应的部分，在接触孔中形成附加接触孔。公共桥接电极59b、第二桥接电极39b和第三桥接电极49b的上表面的一部分被接触孔暴露。
在这种情况下，形成在公共接触部分50c处的附加接触孔的直径可以比形成在第二外延堆叠件30中的接触孔的直径小。更具体地，假设通过去除第二外延堆叠件30的一部分而形成的接触孔被称为“上接触孔”，通过去除第二p型接触电极37、第一波通滤波器71和第二粘合层60b的部分而形成的接触孔被称为“下接触孔”，则上接触孔的直径比下接触孔的直径大。如此，在形成接触孔之后，第二p型接触电极37的上表面由于上接触孔的更大直径而被暴露。
参照图30和图31D，在其中形成有接触孔的第二外延堆叠件30上形成第四绝缘层87。第四绝缘层87被形成为覆盖第二外延堆叠件30的上表面和每个接触孔的侧表面。
对第四绝缘层87进行蚀刻以暴露公共桥接电极59b、第二桥接电极39b和第三桥接电极49b的上表面的部分。此外，在第四绝缘层87中形成接触孔CH，以暴露第二外延堆叠件30的上表面的与第二接触部分30c对应的部分。
参照图30和图31E，在其上形成有第四绝缘层87的第二外延堆叠件30上形成公共桥接电极59b、第二桥接电极39b和第三桥接电极49b。公共桥接电极59b可以与暴露的第二p型接触电极37直接接触。此外，第二桥接电极39b被形成为覆盖第四绝缘层87中的接触孔，该接触孔使第二外延堆叠件30的上表面的在与第二接触部分30c对应的区域处的部分暴露。以此方式，第二桥接电极39b可以与第二外延堆叠件30的上表面直接接触。
参照图32和图33A，可以在第三临时基底上形成第三外延堆叠件40，并且可以将第三外延堆叠件40倒置并将其附着在第二外延堆叠件30上，且第三粘合层60c置于第三外延堆叠件40与第二外延堆叠件30之间。根据示例性实施例，可以在第三外延堆叠件40与第三粘合层60c之间形成第三p型接触电极47和第二波通滤波器73。可以在将第三外延堆叠件40附着在第二外延堆叠件30上之后去除第三临时基底。可以通过与上述去除第二临时基底的工艺基本相同的工艺去除第三临时基底。
在一些示例性实施例中，在去除第三临时基底之后，可以在第三外延堆叠件40的上表面上(或在n型半导体层上)形成凹凸部PR。
参照图32和图33B，通过去除第三外延堆叠件40的部分，在第三外延堆叠件40中形成接触孔CH。接触孔分别形成在公共接触部分50c和第三接触部分40c处，因此，暴露第三p型接触电极47的上表面的部分。第三p型接触电极47可以形成为具有足够的厚度并且用作蚀刻停止部。
参照图32和图33C，在第三p型接触电极47、第二波通滤波器73和第三粘合层60c中通过去除与公共接触部分50c和第三接触部分40c对应的区域，形成接触孔CH。如此，公共桥接电极59b、第二桥接电极39b和第三桥接电极49b的上表面的部分被接触孔暴露。
公共接触部分50c的形成在第三p型接触电极47、第二波通滤波器73和第三粘合层60c中的接触孔的直径比形成在第三外延堆叠件40中的接触孔的直径小。如此，在形成接触孔之后，第三p型接触电极47的上表面由于上接触孔的更大直径而被暴露。
参照图32和图33D，在其中形成有接触孔的第三外延堆叠件40上形成第五绝缘层89。第五绝缘层89被形成为覆盖第三外延堆叠件40的上表面和每个接触孔的侧表面。
对第五绝缘层89进行蚀刻以暴露公共桥接电极59b、第二桥接电极39b和第三桥接电极49b的上表面的部分。在第五绝缘层89中形成接触孔CH，以暴露第三外延堆叠件40的上表面的与第三接触部分40c对应的区域中的部分。
参照图32和图33E，在其上形成有第五绝缘层89的第三外延堆叠件40上形成公共桥接电极59b和第三桥接电极49b。公共桥接电极59b可以与暴露的第三p型接触电极47直接接触。此外，第三桥接电极49b被形成为覆盖使第三外延堆叠件40的上表面的与第三接触部分40c对应的区域处的部分暴露的接触孔，因此，第三桥接电极49b可以与第三外延堆叠件40的上表面直接接触。
在一些示例性实施例中，第五绝缘层89可以设置在发光堆叠结构的侧表面上，并且除了第五绝缘层89之外，还可以设置附加不透光层。不透光层可以是用于防止来自第一外延堆叠件20、第二外延堆叠件30和第三外延堆叠件40的光穿过发光堆叠结构的侧表面而输出的光阻挡层，因此不透光层可以包括吸收或反射光的材料。可以通过沉积两种不同折射率的绝缘层来形成不透光层。例如，可以通过顺序地堆叠低折射率材料和高折射率材料或者通过堆叠不同折射率的绝缘层来形成不透光层。不同折射率的材料没有特别限制，并且可以包括例如SiO2和SiNx。
如上所述，根据示例性实施例，能够在顺序地堆叠多个外延堆叠件之后在所述多个外延堆叠件处同时形成布线部分和接触件。
图35是根据示例性实施例的发光堆叠结构的示意性剖视图。
参照图35，根据示例性实施例的发光堆叠结构包括顺序堆叠的多个外延堆叠件。外延堆叠件设置在基底210上，基底210具有拥有前表面和后表面的大致板状形状。
多个外延堆叠件可以安装在基底210的前表面上，并且基底210可以以各种形式设置。基底210可以由绝缘材料形成。基底210的材料可以包括玻璃、石英、有机聚合物、有机/无机复合物等。然而，发明构思不限于基底210的特定材料。例如，基底210可以包括各种材料，只要其具有绝缘性即可。在示例性实施例中，还可以在基底210上设置可将发光信号和共电压提供到每个外延堆叠件的布线部分。具体地，当以有源矩阵方式驱动每个外延堆叠件时，除了布线部分之外，还可以在基底210上设置包括薄膜晶体管的驱动元件。如此，基底210可以形成为印刷电路基底，或者可以以其中布线部分和/或驱动元件形成在玻璃、硅、石英、有机聚合物或有机/无机复合物上的复合基底来实现。
多个外延堆叠件可以顺序堆叠在基底210的前表面上。所述多个外延堆叠件中的每个发射颜色光。
在示例性实施例中，两个或更多个外延堆叠件可以一个设置在另一个上，并且外延堆叠件可以分别发射具有不同波段的颜色光。更具体地，多个外延堆叠件可以具有不同的能带。在下文中，发光堆叠结构将被描述为包括设置在基底210上的三个顺序堆叠的外延堆叠件，然而，发明构思不限于特定数量的堆叠的外延层。
每个外延堆叠件可以发射各种波段之中的可见光波段中的颜色光。从最下面的外延堆叠件发射的光可以具有最长的波长(具有最低的能带)，并且从设置在最下面的外延堆叠件之上的外延堆叠件可以发射具有较短的波长的光。从最上面的外延堆叠件发射的光可以具有(作为最高的能带的)最短的波长。例如，第一外延堆叠件220可以发射第一颜色光L1，第二外延堆叠件230可以发射第二颜色光L2，第三外延堆叠件240可以发射第三颜色光L3。第一颜色光L1至第三颜色光L3可以对应于具有彼此不同的颜色(例如，不同的波段)的光，并且第一颜色光L1至第三颜色光L3的波长可以依次变短。具体地，第一颜色光L1至第三颜色光L3可以具有不同的波段，并且光的能量可以从第一颜色光L1朝向第三颜色光L3增加。
在示出的示例性实施例中，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。然而，发明构思不限于此。当发光堆叠结构包括微型LED(具有如本领域已知的小于大约10000平方μm的表面积或者在其它示例性实施例中具有小于大约4000平方μm或2500平方μm的表面积)时，由于微型LED的小的形状因子，第一外延堆叠件220可以发射红光、绿光和蓝光中的任何一种，并且第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240可以发射红光、绿光和蓝光中的不同的光，而不会对操作产生不利影响。
外延堆叠件220、230和240中的每个从基底210沿向上方向(在下文中，称为“前方向”)发光。在这种情况下，从一个外延堆叠件发射的光沿前方向行进穿过位于光路上的任何其它外延堆叠件。前方向可以对应于第一外延堆叠件220、第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240沿其堆叠的方向。
在下文中，基底210的前方向也可以被称为“上方向”，基底210的后方向也可以被称为“下方向”。然而，术语“上方向”和“下方向”是相对术语，并且可以随着发光堆叠结构的外延堆叠件布置或堆叠所沿的方向而变化。
外延堆叠件220、230和240中的每个沿上方向发射光，并且外延堆叠件220、230和240中的每个透射从下外延堆叠件发射的光的大部分。具体地，从第一外延堆叠件220发射的光穿过第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240以沿前方向行进，并且从第二外延堆叠件230发射的光穿过第三外延堆叠件240以沿前方向行进。如此，除了最下面的外延堆叠件之外的其余外延堆叠件中的至少一些或全部可以由透光材料形成。例如，透光材料包括透射特定波长的光或特定波长的光的一部分的材料以及透射所有光的材料。在示例性实施例中，外延堆叠件220、230和240中的每个可以透射从设置在其下的外延堆叠件发射的光的60％或更多。在另一示例性实施例中，外延堆叠件220、230和240中的每个可以透射从设置在其下的外延堆叠件发射的光的80％或更多。在另一示例性实施例中，外延堆叠件220、230和240中的每个可以透射从设置在其下的外延堆叠件发射的光的90％或更多。
根据示例性实施例的发光堆叠结构的外延堆叠件220、230和240可以通过分别连接将发光信号施加到外延堆叠件的信号线来独立地驱动。此外，根据示例性实施例的发光堆叠结构可以根据是否从外延堆叠件220、230和240发射光来实现各种颜色。由于发射不同波长的光的外延堆叠件形成为竖直地彼此叠置，因此能够形成发光堆叠结构。
图36A和图36B是根据示例性实施例的发光堆叠结构的剖视图。
参照图36A，在根据示例性实施例的发光堆叠结构中，第一外延堆叠件220可以设置在基底210上，且第一粘合层260a置于第一外延堆叠件220与基底210之间。第一粘合层260a可以由导电或非导电材料形成。当第一粘合层260a需要电连接到基底210时，第一粘合层260a的部分区域可以具有导电性。第一粘合层260a可以由透明或不透明材料形成。在示例性实施例中，当基底210由不透明材料形成，并且布线部分等形成在基底210上时，第一粘合层260a可以由例如吸收光的不透明材料形成。可以使用各种聚合物粘合剂(例如，环氧类聚合物粘合剂)作为用于第一粘合层260a的光吸收材料。
第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240可以设置在第一外延堆叠件220上，且第二粘合层260b置于第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240与第一外延堆叠件220之间。第二粘合层260b由非导电材料形成，并且可以包括透光材料。例如，可以使用光学透明的粘合剂作为第二粘合层260b。形成第二粘合层260b的材料没有特别限制，只要粘合层可以光学透明并且可以稳定地粘附到每个外延堆叠件即可。例如，第二粘合层260b可以包括作为有机材料的环氧聚合物、各种光致抗蚀剂、聚对二甲苯、PMMA(聚(甲基丙烯酸甲酯))、BCB(苯并环丁烯)等，诸如SU-8，并且可以包括作为无机材料的氧化硅、氧化铝、熔融玻璃等。在一些示例性实施例中，可以使用导电氧化物作为粘合层。在这种情况下，导电氧化物应与任何其它元件绝缘。当使用有机材料作为粘合层时，以及当使用熔融玻璃的无机材料时，可以将材料涂覆在粘合表面上，并且可以在真空状态下在高温和高压下将材料结合在粘合表面上。当使用无机材料(除熔融玻璃之外)作为粘合层时，可以通过以下工艺将无机材料结合在粘合层上：在粘合层上沉积无机材料，化学机械平坦化(CMP)，在所得结构的表面上进行等离子体处理，并在高真空下进行结合。
第一外延堆叠件220包括p型半导体层225、活性层223和n型半导体层221。第二外延堆叠件230包括p型半导体层235、活性层233和n型半导体层231，第三外延堆叠件240包括p型半导体层245、活性层243和n型半导体层241。
第一外延堆叠件220可以包括顺序地堆叠在基底210上的p型半导体层225、活性层223和n型半导体层221，并且可以包括例如发射红光的半导体材料。
发射红光的半导体材料可以包括砷化铝镓(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，而是可以使用各种其它材料。
第一p型接触电极225p可以设置在第一外延堆叠件220的p型半导体层225下。第一外延堆叠件220的第一p型接触电极225p可以由单层金属或多层金属形成。例如，可以使用包括金属(诸如，Al、Ti、Cr、Ni、Au、Ag、Ti、Sn、Ni、Cr、W和Cu，或它们的合金)的各种材料作为第一p型接触电极225p。第一p型接触电极225p可以包括具有高反射率的金属。由于第一p型接触电极225p由高反射率的金属形成，因此可以改善从第一外延堆叠件220沿上方向的光发射效率。
第二外延堆叠件230包括一个在另一个上顺序地堆叠的n型半导体层231、活性层233和p型半导体层235。例如，n型半导体层231、活性层233和p型半导体层235可以包括发射绿光的半导体材料。发射绿光的半导体材料可以包括氮化铟镓(InGaN)、氮化镓(GaN)、磷化镓(GaP)、AlGaInP、AlGaP等。然而，发射绿光的半导体材料不限于此，而是可以使用各种其它材料。
第二n型接触电极231n设置在第二外延堆叠件230的n型半导体层231下。第二n型接触电极231n置于第一外延堆叠件220与第二外延堆叠件230之间，具体地，置于第二粘合层260b与第二外延堆叠件230之间。
第二n型接触电极231n可以由透明导电氧化物(TCO)形成。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。可以使用蒸发器和溅射器通过化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)来沉积透明导电氧化物。第二n型接触电极231n可以在满足预定的透射率的同时具有足以在稍后将描述的制造工艺中用作蚀刻停止部的厚度(例如，大约2000埃或大约2微米的厚度)。
第二p型接触电极235p设置在第二外延堆叠件230的p型半导体层235上。第二p型接触电极235p置于第二外延堆叠件230与第三外延堆叠件240之间。
第三外延堆叠件240包括一个在另一个上顺序地堆叠的p型半导体层245、活性层243和n型半导体层241。例如，p型半导体层245、活性层243和n型半导体层241可以包括发射蓝光的半导体材料。发射蓝光的半导体材料可以包括GaN、InGaN、ZnSe等。然而，发射蓝光的半导体材料不限于此，而是可以使用各种其它材料。
第三p型接触电极245p设置在第三外延堆叠件240的p型半导体层245下。第三p型接触电极245p置于第二外延堆叠件230与第三外延堆叠件240之间。
第二外延堆叠件230的p型半导体层235与第三外延堆叠件240的p型半导体层245之间的第二p型接触电极235p和第三p型接触电极245p可以形成共用电极，该共用电极可以被第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240共用。
第二p型接触电极235p和第三p型接触电极245p可以至少部分地彼此接触，并且可以物理连接和/或电连接。以这种方式，即使将信号施加到第二p型接触电极235p和第三p型接触电极245p中的至少一个，也可以向第二外延堆叠件230的p型半导体层235和第三外延堆叠件240的p型半导体层245施加相同的信号。例如，当将共电压施加到第二p型接触电极235p和第三p型接触电极245p中的任何一个的一侧时，共电压通过第二p型接触电极235p和第三p型接触电极245p两者被施加到第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240中的每个的p型半导体层。
在示出的示例性实施例中，第一外延堆叠件220的n型半导体层221和p型半导体层225、第二外延堆叠件230的n型半导体层231和p型半导体层235以及第三外延堆叠件240的n型半导体层241和p型半导体层245中的每个被示出为单层，但在一些示例性实施例中，每一层可以是多层或者可以包括超晶格层。此外，第一外延堆叠件220的活性层223、第二外延堆叠件230的活性层233和第三外延堆叠件240的活性层243可以包括单量子阱结构或多量子阱结构。
在示出的示例性实施例中，构成共用电极的第二p型接触电极235p和第三p型接触电极245p基本上覆盖第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240。第二p型接触电极235p和第三p型接触电极245p可以由透明导电材料形成，透明导电材料可以透射从下外延堆叠件发射的光。例如，第二p型接触电极235p和第三p型接触电极245p中的每个可以由透明导电氧化物(TCO)形成。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。可以使用蒸发器和溅射器通过化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)来沉积透明导电氧化物。第二p型接触电极235p和第三p型接触电极245p可以在满足预定的透光率的同时具有足以在稍后将描述的制造工艺中用作蚀刻停止部的厚度(例如，大约2000埃或大约2微米的厚度)。
公共线可以连接到第一p型接触电极225p、第二p型接触电极235p和第三p型接触电极245p。公共线可以施加共电压。此外，发光信号线可以分别连接到第一外延堆叠件220的n型半导体层221、第二外延堆叠件230的n型半导体层231和第三外延堆叠件240的n型半导体层241。在示例性实施例中，共电压SC通过公共线施加到第一p型接触电极225p、第二p型接触电极235p和第三p型接触电极245p，并且通过将发光信号通过发光信号线分别施加到第一外延堆叠件220的n型半导体层221、第二外延堆叠件230的n型半导体层231和第三外延堆叠件240的n型半导体层241来控制第一外延堆叠件220、第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240的光发射。发光信号可以包括分别对应于第一外延堆叠件220、第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240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可以是用于发射红光的信号，第二发光信号SG可以是用于发射绿光的信号，第三发光信号SB可以是用于发射蓝光的信号。
如上所述，根据示例性实施例，可以通过共用电极将相同的信号同时提供到两个相邻的外延堆叠件。在这种情况下，两个相邻外延堆叠件的彼此面对的半导体层可以掺杂有相同极性类型的杂质。例如，彼此面对且共用电极置于其间的两个半导体层可以是p型半导体层。
图36A示出了三个外延堆叠件以及设置在第二外延堆叠件230与第三外延堆叠件240之间的共用电极，但发明构思不限于此。例如，共用电极的位置可以被各种改变，只要两个外延堆叠件彼此相邻即可。例如，当将相同信号施加到包括四个外延堆叠件的发光堆叠结构中的两个半导体层时，共用电极可以设置在彼此面对且掺杂有相同极性类型的杂质的两个半导体层之间的任何其它位置处。
根据示例性实施例，由于可以通过共用电极将相同的信号施加到两个相邻的外延堆叠件，因此可以减少用于将信号施加到各个外延堆叠件的接触部分的数量。例如，可以针对三个外延堆叠件中的每个形成接触部分，以将共电压施加到三个外延堆叠件。然而，根据示例性实施例，可以仅通过两个接触部分将共电压施加到三个外延堆叠件。下面将更详细地描述详细的接触结构。
图36B是根据另一示例性实施例的发光堆叠结构的剖视图。除了共电压被施加到第一外延堆叠件220的n型半导体层221、第二外延堆叠件230的n型半导体层231和第三外延堆叠件240的n型半导体层241，并且发光信号被施加到第一外延堆叠件220的p型半导体层225、第二外延堆叠件230的p型半导体层235和第三外延堆叠件240的p型半导体层245之外，根据示出的示例性实施例的发光堆叠结构基本上类似于图36A的发光堆叠结构。
参照图36B，第一外延堆叠件220可以包括顺序地堆叠在基底210上的n型半导体层221、活性层223和p型半导体层225，并且可以包括发射红光的半导体材料。
第一n型接触电极221n可以设置在第一外延堆叠件220的n型半导体层221下。第一外延堆叠件220的第一n型接触电极221n可以是单层金属或多层金属。在示例性实施例中，第一n型接触电极221n可以由诸如AuGe或AuTe的Au合金形成。
第二外延堆叠件230包括一个在另一个上顺序地堆叠的p型半导体层235、活性层233和n型半导体层231。p型半导体层235、活性层233和n型半导体层231可以包括发射绿光的半导体材料。
第二p型接触电极235p设置在第二外延堆叠件230的p型半导体层235下。第二p型接触电极235p置于第一外延堆叠件220与第二外延堆叠件230之间，具体地，置于第二粘合层260b与第二外延堆叠件230之间。
第二n型接触电极231n设置在第二外延堆叠件230的n型半导体层231上。第二n型接触电极231n置于第二外延堆叠件230与第三外延堆叠件240之间。
第三外延堆叠件240包括一个在另一个上顺序地堆叠的n型半导体层241、活性层243和p型半导体层245。n型半导体层241、活性层243和p型半导体层245可以包括发射蓝光的半导体材料。
第三n型接触电极241n设置在第三外延堆叠件240的n型半导体层241下。第三n型接触电极241n置于第二外延堆叠件230与第三外延堆叠件240之间。
第二外延堆叠件230的n型半导体层231与第三外延堆叠件240的n型半导体层241之间的第二n型接触电极231n和第三n型接触电极241n可以构成共用电极，该共用电极可以被第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240共用。
第二n型接触电极231n和第三n型接触电极241n可以至少部分地彼此接触，并且可以彼此物理连接和/或电连接。以这种方式，即使将信号施加到第二n型接触电极231n和第三n型接触电极241n中的至少一个，也可以向第二外延堆叠件230的n型半导体层231和第三外延堆叠件240的n型半导体层241施加相同的信号。
在示出的示例性实施例中，公共线可以连接到第一n型接触电极221n、第二n型接触电极231n和第三n型接触电极241n。发光信号线可以分别连接到第一外延堆叠件220的p型半导体层225、第二外延堆叠件230的p型半导体层235和第三外延堆叠件240的p型半导体层245。共电压SC通过公共线施加到第一n型接触电极221n、第二n型接触电极231n和第三n型接触电极241n，并且通过将发光信号通过发光信号线分别施加到第一外延堆叠件220的p型半导体层225、第二外延堆叠件230的p型半导体层235和第三外延堆叠件240的p型半导体层245来控制第一外延堆叠件220、第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240的光发射。
根据示例性实施例，第一外延堆叠件220、第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240分别响应于相关的发光信号而被驱动。更具体地，第一外延堆叠件220通过第一发光信号SR而被驱动，第二外延堆叠件230通过第二发光信号SG而被驱动，第三外延堆叠件240通过第三发光信号SB而被驱动。第一发光信号SR、第二发光信号SG和第三发光信号SB可以独立地被施加到第一外延堆叠件220、第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240，因此，第一外延堆叠件220、第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240可以彼此独立地被驱动。如此，发光堆叠结构可以产生某一颜色的光，该颜色可以通过从第一外延堆叠件220、第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240沿上方向发射的第一颜色光、第二颜色光和第三颜色光的组合不同地确定。
当显示颜色时，不从不同平面发射不同颜色的光，而是从叠置区域发射不同颜色的光，因此，根据示例性实施例的发光堆叠结构能够以减小的尺寸集成发光元件。通常，发射不同的颜色光(例如，红光、绿光和蓝光)的传统发光元件在同一平面上彼此间隔开以实现全色。在这种情况下，由于每个发光元件设置在同一平面上，所以元件占据相对大的面积。然而，根据示例性实施例的发光元件包括其中元件在一个区域中彼此叠置以发射不同颜色的光的堆叠结构，因此，可以以显著较小的面积实现全色。如此，可以以小面积制造高分辨率器件。
此外，即使以堆叠方式制造传统的发光器件，传统的发光器件仍会通过针对每个发光元件形成用于通过线与各个发光元件连接的各个接触部分来制造，这将由于复杂的结构而增加制造复杂性。然而，根据示例性实施例的发光堆叠结构可以通过以下方式形成：在一个基底上形成多外延堆叠结构，通过最少工艺在多外延堆叠结构处形成接触部分，并将接触部分和多外延堆叠结构连接。具体地，由于接触点的数量由于使用共用电极而减少，因此可以进一步简化结构及其制造方法。此外，与制造并单独安装单种颜色的发光元件的传统显示装置制造方法相比，根据发明构思，仅安装一个发光堆叠结构，而不是多个发光元件，从而显著简化了制造方法。
根据示例性实施例的发光堆叠结构还可以包括各种元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用于阻挡相对短波长的光朝向发射具有较长波长的光的外延堆叠件行进的波通滤波器。
在下文中，根据示例性实施例的发光堆叠结构的描述将集中于与图36A和图36B的不同之处。如此，将省略关于基本相同的元件的详细描述以避免冗余。
图37是根据示例性实施例的发光堆叠结构的示意性剖视图。
参照图37，根据示例性实施例的发光堆叠结构可以包括位于第一外延堆叠件220与第二外延堆叠件230之间的第一波通滤波器271。
第一波通滤波器271可以透射从第一外延堆叠件220发射的第一颜色光，并且可以阻挡或反射除了第一颜色光之外的任何其它光。如此，从第一外延堆叠件220发射的第一颜色光可以沿上方向行进，但从第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240发射的第二颜色光和第三颜色光不可以朝向第一外延堆叠件220行进，而是会被第一波通滤波器271反射或阻挡。
当具有比第一颜色光的能量高的能量和比第一颜色光的波长短的波长的第二颜色光和第三颜色光入射到第一外延堆叠件220上时，第二颜色光和第三颜色光会在第一外延堆叠件220中引起额外的光发射。在示出的示例性实施例中，通过第一波通滤波器271防止第二颜色光和第三颜色光入射到第一外延堆叠件220上。
在示例性实施例中，第二波通滤波器273可以设置在第二外延堆叠件230与第三外延堆叠件240之间。具体地，第二波通滤波器273可以设置在一起构成共用电极的第二p型接触电极235p和第三p型接触电极245p之间。第二波通滤波器273可以被形成为比第二p型接触电极235p和第三p型接触电极245p小，使得第二p型接触电极235p和第三p型接触电极245p在不形成第二波通滤波器273的区域中彼此连接。例如，第二波通滤波器273可以包括至少一个接触孔，并且第二p型接触电极235p和第三p型接触电极245p可以通过接触孔彼此连接。
第二波通滤波器273可以透射从第一外延堆叠件220和第二外延堆叠件230发射的第一颜色光和第二颜色光，并且可以反射或阻挡除了第一颜色光和第二颜色光之外的任何其它光。如此，从第一外延堆叠件220和第二外延堆叠件230发射的第一颜色光和第二颜色光可以沿上方向行进，但从第三外延堆叠件240发射的第三颜色光不可以朝向第一外延堆叠件220和第二外延堆叠件230行进，而是会被第二波通滤波器273反射或阻挡。
当具有比第一颜色光和第二颜色光的能量高的能量和比第一颜色光和第二颜色光的波长短的波长的第三颜色光入射到第一外延堆叠件220和第二外延堆叠件230上时，第三颜色光会在第一外延堆叠件220和第二外延堆叠件230中引起额外的光发射。在示出的示例性实施例中，通过第二波通滤波器273防止第三颜色光入射到第一外延堆叠件220和第二外延堆叠件230上。
根据示例性实施例的发光堆叠结构还可以包括各种元件以提供均匀的光。例如，根据示例性实施例的发光堆叠结构可以在光输出表面上具有各种凹凸部。
图38和图39是根据示例性实施例的发光堆叠结构的剖视图。
参照图38和图39，根据示例性实施例的发光堆叠结构可以包括形成在第一外延堆叠件220、第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240中的至少一个的上表面上的凹凸部。
凹凸部PR可以选择性地形成在第一外延堆叠件220、第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240上。例如，如图38中所示，凹凸部PR可以设置在第一外延堆叠件220上。根据另一示例性实施例，如图39中所示，凹凸部PR可以设置在第一外延堆叠件220和第三外延堆叠件240上。凹凸部PR可以设置在与外延堆叠件的光输出表面对应的半导体层上。
根据示例性实施例，当凹凸部PR形成在第一外延堆叠件220上时，第一波通滤波器271可以直接设置在第一外延堆叠件220的上表面上。在一些示例性实施例中，可以在第一外延堆叠件220与第一波通滤波器271之间设置附加绝缘层。设置在第一外延堆叠件220与第一波通滤波器271之间的绝缘层可以是使其表面平坦化的绝缘层，使得第一波通滤波器271可以对第一外延堆叠件220有效地起作用。
凹凸部PR可以改善光发射效率，并且可以形成为各种形状，诸如多面棱锥形、半球形和随机布置的粗糙表面。凹凸部PR可以通过使用蓝宝石基底来形成，该蓝宝石基底通过各种蚀刻工艺纹被纹理化或图案化。
在示例性实施例中，从第一外延堆叠件220、第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240发射的第一颜色光、第二颜色光和第三颜色光可以具有不同的光强度，这可能引起可视性的差异。根据示例性实施例，可以通过在第一外延堆叠件220、第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240的光输出表面上选择性地形成凹凸部PR来改善光发射效率，从而减小第一颜色光至第三颜色光的可视性的差异。例如，红光和/或蓝光可以具有比绿光低的可视性。如此，可以通过对第一外延堆叠件220和/或第三外延堆叠件240进行纹理化来减小可视性的差异。例如，当发射红光的外延堆叠件设置在发光堆叠结构的最下面时，红光的强度可能小。如此，可以通过在发射红光的外延堆叠件的上表面上形成凹凸部PR来改善光效率。
根据示例性实施例的发光堆叠结构可以呈现各种颜色，因此，可以被用作像素，这将在下面进行更详细的描述。
图40是根据示例性实施例的显示装置的平面图，图41是图40的部分P1的放大图。
参照图40和图41，根据示例性实施例的显示装置2100可以显示任何视觉信息，例如，文本、视频、照片、二维或三维图像等。
显示装置2100可以设置为各种形状，诸如包括具有闭环的直线段以形成闭合多边形链或电路的多边形、包括曲边的圆形、椭圆形等以及包括直边或曲边的半圆形、半椭圆形等。在下文中，显示装置2100将被描述为具有大致矩形形状，但发明构思不限于此。
显示装置2100包括显示图像的多个像素2110。每个像素2110可以对应于显示图像的最小单元。每个像素2110可以包括根据参照图35至图39示出的示例性实施例的发光堆叠结构，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2110包括发射红光的第一子像素2110R、发射绿光的第二子像素2110G和发射蓝光的第三子像素2110B。第一子像素2110R、第二子像素2110G和第三子像素2110B可以分别对应于上述发光堆叠结构的第一外延堆叠件220、第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240。
像素2110以呈行和列的矩阵布置。如在此使用的，像素2110布置以行和列的矩阵布置可以指像素2110沿行或列精确地布置成直线，或者基本沿行或列以之字形形状布置，由此可以改变像素2110的位置等。
图42是根据示例性实施例的显示装置的框图。
参照图42，根据示例性实施例的显示装置2100包括时序控制器2350、扫描驱动器2310、数据驱动器2330、布线部分和像素。当每个像素包括多个子像素时，每个子像素可以通过布线部分连接到扫描驱动器2310、数据驱动器2330等。
时序控制器2350从外部(例如，发送图像数据的外部系统)接收各种控制信号和图像数据，以驱动显示装置2100。时序控制器2350可以重新整理接收到的图像数据，并将重新整理后的数据提供到数据驱动器2330。时序控制器2350可以产生扫描控制信号和数据控制信号以驱动扫描驱动器2310和数据驱动器2330，并将所产生的扫描控制信号和所产生的数据控制信号提供到扫描驱动器2310和数据驱动器2330。
扫描驱动器2310可以产生与从时序控制器2350提供的扫描控制信号对应的扫描信号。
数据驱动器2330可以产生与从时序控制器2350提供的数据控制信号和图像数据对应的数据信号。
布线部分包括多条信号线。具体地，布线部分包括使扫描驱动器2310和子像素连接的扫描线2130、以及使数据驱动器2330和子像素连接的数据线2120。扫描线2130可以连接到每个像素2110的子像素。扫描线包括第一扫描线2130R、第二扫描线2130G和第三扫描线2130B，并且在下文中，可以用附图标记“2130”统一表示。
布线部分可以使时序控制器2350和扫描驱动器2310连接，使时序控制器2350和数据驱动器2330连接，或使任何其它组件连接，并且还可以包括用于传输相关信号的多条线。
扫描线2130将由扫描驱动器2310产生的扫描信号提供到子像素。由数据驱动器2330产生的数据信号被输出到数据线2120。
子像素连接到扫描线2130和数据线2120。当从扫描线2130供应扫描信号时，子像素响应于从数据线2120接收的数据信号而选择性地发光。例如，在每一帧周期期间，每个子像素发射与接收到的数据信号对应的亮度的光。供应有与黑色亮度对应的数据信号的子像素可以在相关帧周期期间不发光，从而显示黑色。
在示例性实施例中，子像素可以以无源驱动方式或有源驱动方式驱动。当以有源驱动方式驱动显示装置2100时，除了扫描信号和数据信号之外，显示装置2100可以基于额外供应到显示装置2100的第一像素电压和第二像素电压而被驱动。
图43是示出根据示例性实施例的一个子像素的电路图。具体地，根据示出的示例性实施例的电路图可以对应于诸如包括在无源型显示装置中的红色子像素2110R的子像素。第二子像素2110G和第三子像素2110B可以以与第一子像素2110R的方式基本相同的方式驱动，因此，将省略关于第二子像素2110G和第三子像素2110B的重复描述以避免冗余。
参照图43，第一子像素2110R包括连接在扫描线2130与数据线2120之间的发光元件2150。发光元件2150可以对应于第一外延堆叠件220。当在p型半导体层与n型半导体层之间施加阈值电压或更高的电压时，第一外延堆叠件220发射具有与所施加电压的大小对应的亮度的光。具体地，可以通过调节施加到扫描线2130的扫描信号的电压和/或施加到数据线2120的数据信号的电压来控制第一子像素2110R的光发射。
图44是示出根据示例性实施例的第一子像素的电路图。根据示出的示例性实施例的电路图可以对应于包括在有源型显示装置中的子像素。
当显示装置2100是有源型显示装置时，除了扫描信号和数据信号之外，第一子像素2110R还可以供应有第一像素电压ELVDD和第二像素电压ELVSS。
参照图44，第一子像素2110R包括发光元件2150和连接到发光元件2150的晶体管单元。
发光元件2150可以对应于第一外延堆叠件220。发光元件2150的n型半导体层可以通过晶体管单元连接到第一像素电压ELVDD，并且发光元件2150的p型半导体层可以连接到第二像素电压ELVSS。第一像素电压ELVDD和第二像素电压ELVSS可以具有不同的电位。例如，第二像素电压ELVSS的电位可以比第一像素电压ELVDD的电位低不小于发光元件2150的阈值电压。发光元件2150可以发射具有与由晶体管单元控制的驱动电流对应的亮度的光。
根据示例性实施例，晶体管单元包括第一晶体管M1和第二晶体管M2以及存储电容器Cst。然而，晶体管单元的结构可以进行各种修改，而不限于图44中示出的结构。
第一晶体管M1(开关晶体管)的源电极连接到数据线2120，第一晶体管M1的漏电极连接到第一节点N1。第一晶体管M1的栅电极连接到第一扫描线2130R。当从第一扫描线2130R供应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，从而使数据线2120和第一节点N1连接。在这种情况下，相关帧的数据信号被供应到数据线2120，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(驱动晶体管)的源电极连接到第一像素电压ELVDD，第二晶体管M2的漏电极连接到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基于第一节点N1的电压来控制供应到发光元件2150的驱动电流的量。
存储电容器Cst的第一端连接到第一像素电压ELVDD，存储电容器Cst的第二端连接到第一节点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，并保持所充入的电压直到供应下一帧的数据信号为止。
虽然图44示出了包括两个晶体管的晶体管单元，然而，发明构思不限于此。例如，晶体管单元可以包括更多个晶体管、更多个电容器等。由于第一晶体管、第二晶体管、存储电容器和信号线的结构在本领域中是公知的，因此将省略它们的详细描述。
下文中，将参照无源矩阵型来描述像素，然而，发明构思不限于此。
图45是根据示例性实施例的像素的平面图，图46是沿图45的线I-I'截取的剖视图。
参照图45和图46，根据示例性实施例的像素包括其中堆叠有多个外延堆叠件的发光区域和围绕发光区域的外围区域。在示出的示例性实施例中，所述多个外延堆叠件包括第一外延堆叠件220、第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240。
根据示例性实施例的像素在平面图中具有其中堆叠有多个外延堆叠件的发光区域。用于使布线部分连接到第一外延堆叠件220、第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240的接触部分设置在发光区域的至少一侧上。接触部分包括：用于将共电压施加到第一外延堆叠件220、第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240的公共接触部分250c；用于将发光信号提供到第一外延堆叠件220的第一接触部分220c，用于将发光信号提供到第二外延堆叠件230的第二接触部分230c；以及用于将发光信号提供到第三外延堆叠件240的第三接触部分240c。
在示例性实施例中，如图36A和图36B中所示，堆叠结构可以根据第一外延堆叠件220、第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240的施加有共电压的半导体层的极性类型而改变。具体地，在公共接触部分250c中，针对第一外延堆叠件220、第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240中的每个设置用于施加共电压的接触电极，并且与第一外延堆叠件220、第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240对应的接触电极可以被称为“第一公共接触电极、第二公共接触电极和第三公共接触电极”。当将共电压施加到p型半导体层时，根据示例性实施例的第一公共接触电极、第二公共接触电极和第三公共接触电极可以分别为第一p型公共接触电极、第二p型公共接触电极和第三p型公共接触电极。当将共电压施加到n型半导体层时，根据另一示例性实施例的第一公共接触电极、第二公共接触电极和第三公共接触电极可以分别为第一n型接触电极、第二n型接触电极和第三n型接触电极。在下文中，共电压将被描述为被施加到p型半导体层，具体地，第一公共接触电极、第二公共接触电极和第三公共接触电极可以分别为第一p型接触电极、第二p型接触电极和第三p型接触电极。
根据示例性实施例，当发光堆叠结构在平面图中具有大致四边形时，接触部分220c、230c、240c和250c可以设置在与该大致四边形的各个角对应的区域中。然而，发明构思不限于此，接触部分220c、230c、240c和250c的位置可以根据发光堆叠结构的形状而不同地改变。
多个外延堆叠件包括第一外延堆叠件220、第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240。将发光信号分别提供到第一外延堆叠件220、第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240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共电压提供到第一外延堆叠件220、第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240的公共线连接到第一外延堆叠件220、第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240。在示出的示例性实施例中，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2130R、第二扫描线2130G和第三扫描线2130B，公共线可以对应于数据线2120。第一扫描线2130R、第二扫描线2130G、第三扫描线2130B和数据线2120连接到第一外延堆叠件220、第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240。
在示例性实施例中，第一扫描线2130R、第二扫描线2130G和第三扫描线2130B可以在第一方向(例如，水平方向)上延伸。数据线2120可以在基本上与第一扫描线2130R、第二扫描线2130G和第三扫描线2130B交叉的第二方向(例如，竖直方向)上延伸。然而，第一扫描线2130R、第二扫描线2130G、第三扫描线2130B和数据线2120的延伸方向不限于此，而是可以根据像素的布置而不同地改变。
由于数据线2120和第一p型接触电极225p基本在与第一方向交叉的第二方向上伸长，并将共电压提供到第一外延堆叠件220的p型半导体层，因此数据线2120和第一p型接触电极225p可以被认为是基本相同的元件。因此，术语“第一p型接触电极225p”和“数据线2120”将在下文中可互换地使用。
用于第一p型接触电极225p和第一外延堆叠件220的欧姆接触的欧姆电极225p'设置在设置有第一p型接触电极225p的发光区域中。欧姆电极225p'可以包括多个欧姆电极。欧姆电极225p'可以用于欧姆接触，并且可以由各种材料形成。在示例性实施例中，对应于p型欧姆电极的欧姆电极225p'可以包括Au(Zn)或Au(Be)。由于用于欧姆电极225p'的材料的反射率比诸如Ag、Al或Au的材料的反射率低，因此还可以设置附加的反射电极。例如，可以使用Ag、Au等作为用于附加反射电极的材料，并且可以设置由诸如Ti、Ni、Cr或Ta的材料形成的金属粘合层以与相邻元件粘合。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。
第一扫描线2130R穿过第一接触孔CH1连接到第一外延堆叠件220，数据线2120通过欧姆电极225p'连接到第一外延堆叠件220。第二扫描线2130G穿过第二接触孔CH2连接到第二外延堆叠件230，数据线2120穿过第四接触孔CH4和第五接触孔CH5连接到第二外延堆叠件230。第三扫描线2130B穿过第三接触孔CH3连接到第三外延堆叠件240，数据线2120穿过第四接触孔CH4和第五接触孔CH5连接到第三外延堆叠件240。第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240穿过设置在第四接触孔CH4和第五接触孔CH5上的桥接线2120b同时连接。
粘合层、接触电极和波通滤波器设置在基底210、第一外延堆叠件220、第二外延堆叠件230和第四外延堆叠件240之间。在下文中，将按照堆叠次序来描述根据示例性实施例的像素。
根据示出的示例性实施例，第一外延堆叠件220设置在基底210上，且第一粘合层260a置于第一外延堆叠件220与基底210之间。第一外延堆叠件220可以包括从底部沿上方向堆叠的p型半导体层、活性层和n型半导体层。
第一绝缘层281设置在第一外延堆叠件220的下表面上，具体地，设置在第一外延堆叠件220的面对基底210的表面上。多个接触孔形成在第一绝缘层281中。与第一外延堆叠件220的p型半导体层接触的欧姆电极225p'设置在接触孔中。欧姆电极225p'可以由各种材料形成。在示例性实施例中，对应于p型欧姆电极的欧姆电极225p'可以包括Au(Zn)或Au(Be)。在这种情况下，由于形成欧姆电极225p'的材料的反射率可以比诸如Ag、Al或Au的材料的反射率低，因此还可以设置附加的反射电极。例如，可以使用Ag、Au等作为用于附加的反射电极的材料，并且可以设置由诸如Ti、Ni、Cr或Ta的材料形成的金属粘合层以与相邻组件粘合。在这种情况下，金属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225p(例如，数据线2120)与欧姆电极225p'接触。第一p型接触电极225p设置在第一绝缘层281与第一粘合层260a之间。
第一p型接触电极225p可以在平面图中与第一外延堆叠件220叠置，具体地，与第一外延堆叠件220的发光区域叠置，并且可以被设置为覆盖发光区域的全部或大部分。第一p型接触电极225p可以包括反射材料以反射从第一外延堆叠件220发射的光。第一绝缘层281还可以包括反射材料，以反射从第一外延堆叠件220发射的光。例如，第一绝缘层281可以具有全向反射器(ODR)结构。
第一波通滤波器271和第一n型接触电极221n设置在第一外延堆叠件220的上表面上。
第一波通滤波器271设置在第一外延堆叠件220的上表面上，以基本覆盖第一外延堆叠件220的全部发光区域。
第一n型接触电极221n可以设置在与第一接触部分220c对应的区域中，并且可以由导电材料形成。接触孔设置在第一波通滤波器271中，并且第一n型接触电极221n穿过接触孔与第一外延堆叠件220的n型半导体层接触。
第二粘合层260b设置在第二外延堆叠件230下，第二n型接触电极231n和第二外延堆叠件230顺序地设置在第二粘合层260b上。第二外延堆叠件230可以包括从底部沿上方向堆叠的n型半导体层、活性层和p型半导体层。
在示例性实施例中，第二外延堆叠件230的面积可以比第一外延堆叠件220的面积小。第二外延堆叠件230的与第一接触部分220c对应的区域被去除，因此，第一n型接触电极221n的上表面的一部分被暴露。此外，第二外延堆叠件230的面积可以比第二n型接触电极231n的面积小。第二外延堆叠件230的与第二接触部分230c对应的区域被去除，因此，第二n型接触电极231n的上表面的一部分被暴露。
第二p型接触电极235p、第二波通滤波器273和第三p型接触电极245p顺序地设置在第二外延堆叠件230的上表面上。第二波通滤波器273的面积可以与第二外延堆叠件230的面积相近，并且第二波通滤波器273可以在其部分区域中具有接触孔。第二p型接触电极235p和第三p型接触电极245p可以穿过接触孔彼此物理连接和电连接。接触孔可以形成有多个，并且可以设置在与特定接触部分(例如，第三接触部分240c)对应的区域中。可选地，可以改变第二p型接触电极235p和第三p型接触电极245p彼此连接的部分。
第三外延堆叠件240设置在第三p型接触电极245p上。第三外延堆叠件240可以包括从底部沿上方向堆叠的p型半导体层、活性层和n型半导体层。
第三外延堆叠件240的面积可以比第二外延堆叠件230的面积小。第三外延堆叠件240的面积可以比第三p型接触电极245p的面积小，因此，第三p型接触电极245p的上表面的一部分可以被暴露。
覆盖第一外延堆叠件220、第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240的堆叠结构的第二绝缘层283设置在第三外延堆叠件240上。第二绝缘层283可以由各种有机/无机绝缘材料形成，诸如包括氮化硅、氧化硅等的无机绝缘材料或者包括聚酰亚胺的有机绝缘材料，但不限于此。
暴露第一n型接触电极221n的上表面的第一接触孔CH1可以形成在第二绝缘层283中。第一扫描线2130R穿过第一接触孔CH1连接到第一n型接触电极221n。
第三绝缘层285设置在第二绝缘层283上。第三绝缘层285可以包括与第二绝缘层283的材料基本相同的材料。第三绝缘层285也可以由各种有机/无机绝缘材料形成，但发明构思不限于第二绝缘层283和第三绝缘层285的特定材料。
第二扫描线2130G、第三扫描线2130B和桥接线2120b设置在第三绝缘层285上。
在第二接触部分230c处暴露第二n型接触电极231n的上表面的第二接触孔CH2、在第三接触部分240c处暴露第三外延堆叠件240的上表面(例如，第三外延堆叠件240的n型半导体层)的第三接触孔CH3、在公共接触部分250c处暴露第三p型接触电极245p的上表面和第一p型接触电极225p的上表面的第四接触孔CH4和第五接触孔CH5设置在第三绝缘层285中。
第二扫描线2130G穿过第二接触孔CH2连接到第二n型接触电极231n。第三扫描线2130B穿过第三接触孔CH3连接到第三外延堆叠件240的n型半导体层。
数据线2120通过设置在第四接触孔CH4和第五接触孔CH5上的桥接线2120b与第三p型接触电极245p连接。由于第三p型接触电极245p与第二p型接触电极235p连接并形成共用电极，并且第一p型接触电极225p与数据线2120对应，所以第一p型接触电极225p、第二p型接触电极235p和第三p型接触电极245p中的每个通过桥接线2120b连接。
第三扫描线2130B可以与第三外延堆叠件240的n型半导体层直接接触，并且可以电连接到第三外延堆叠件240的n型半导体层。然而，发明构思不限于此，在一些示例性实施例中，还可以在第三扫描线2130B与第三外延堆叠件240的n型半导体层之间设置第三n型接触电极。
在示例性实施例中，凹凸部可以选择性地设置在第一外延堆叠件220、第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240中的每个的上表面上。凹凸部可以仅设置在与每个半导体层的发光区域对应的部分中，或者可以设置在每个半导体层的整个上表面上方。
在示例性实施例中，还可以在第三绝缘层285的侧表面(对应于像素的侧表面)上设置不透光层。不透光层可以是包括光吸收材料或光反射材料的光阻挡层，以防止来自第一外延堆叠件220、第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240的光朝向发光堆叠结构的侧面输出。
不透光层没有特别地限制，只要其吸收或反射光即可。在示例性实施例中，不透光层可以是DBR介电镜或形成在绝缘层上的金属反射层，或者可以是黑颜色的有机聚合物层。当金属反射层被用作不透光层时，金属反射层可以与像素的元件电绝缘。
当在像素的侧表面上设置不透光层时，可以防止来自特定像素的光对相邻像素产生影响，或者可以防止来自特定像素的光与从相邻像素发射的光引起混色现象。
可以通过在基底210上顺序地堆叠第一外延堆叠件220、第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240来制造上述像素，这将在下面进行更详细地描述。
图47、图49、图51、图53、图55和图57是示出根据示例性实施例的在基底上顺序地堆叠第一外延堆叠件、第二外延堆叠件和第三外延堆叠件的方法的平面图。
图48、图50A至图50C、图52A至图52H、图54A至图54D、图56和图58是沿图47、图49、图51、图53、图55和图57的线I-I'截取的剖视图。
参照图47和图48，在第一临时基底210p上形成第一外延堆叠件220和欧姆电极225p'。
第一临时基底210p可以是用于形成第一外延堆叠件220的半导体基底，并且可以是例如GaAs基底。通过在第一临时基底210p上堆叠n型半导体层、活性层和p型半导体层形成第一外延堆叠件220。
在第一临时基底210p上形成第一绝缘层281，并且欧姆电极225p'形成在第一绝缘层281的接触孔中。
欧姆电极225p'可以通过以下方式形成：在第一临时基底210p上形成第一绝缘层281，涂覆光致抗蚀剂，图案化光致抗蚀剂，在图案化的光致抗蚀剂上沉积用于欧姆电极225p'的材料，并剥离光致抗蚀剂图案。然而，发明构思不限于此。例如，欧姆电极225p'可以通过以下方式形成：形成第一绝缘层281，通过光刻法对第一绝缘层281进行图案化，通过使用用于欧姆电极225p'的材料形成欧姆电极层，并通过光刻法对欧姆电极层进行图案化。
参照图49和图50A，在其上形成有欧姆电极225p'的第一临时基底210p上形成第一p型接触电极225p(例如，数据线2120)。第一p型接触电极225p可以由反射材料形成。可以例如通过沉积金属材料并通过使用光刻法对沉积的材料进行图案化来形成第一p型接触电极225p。
参照图49和图50B，可以将形成在第一临时基底201p上的第一外延堆叠件220倒置并将其附着在其上形成有第一粘合层260a的基底210上。
参照图49和图50C，可以在将第一外延堆叠件220附着在基底210上之后，去除第一临时基底210p。可以通过各种方法(诸如湿蚀刻、干蚀刻、物理去除和激光剥离)去除第一临时基底210p。
在一些示例性实施例中，在去除第一临时基底210p之后，可以在第一外延堆叠件220的上表面上(或在n型半导体层上)形成凹凸部。可以使用各种蚀刻工艺通过纹理化来形成凹凸部。例如，可以通过诸如使用微光工艺的干蚀刻、使用结晶特性的湿蚀刻、使用诸如喷砂的物理方法的纹理化、离子束蚀刻以及使用嵌段共聚物的蚀刻速度差的纹理化的各种方法形成凹凸部。
参照图51和图52A，在第一外延堆叠件220的上表面上形成第一n型接触电极221n和第一波通滤波器271。
第一n型接触电极221n可以通过以下方式形成：在第一外延堆叠件220上形成第一波通滤波器271，涂覆光致抗蚀剂，图案化光致抗蚀剂，在图案化的光致抗蚀剂上沉积用于第一n型接触电极221n的材料，并剥离光致抗蚀剂图案。然而，发明构思不限于此，例如，可以通过使用两片掩模的光刻法形成第一n型接触电极221n。
参照图51和图52B，在第二临时基底210q上形成第三外延堆叠件240、第三p型接触电极245p和第二波通滤波器273。
第二临时基底210q可以包括蓝宝石基底。通过在第二临时基底210q上堆叠n型半导体层、活性层和p型半导体层形成第三外延堆叠件240。
第二波通滤波器273可以被形成为比第三外延堆叠件240和第三p型接触电极245p小，或者可以被形成为在其中具有接触电极。可以通过光刻法对第二波通滤波器273进行图案化。
参照图51和图52C，在其上形成有第二波通滤波器273的第二临时基底210q上形成第二p型接触电极235p。第二p型接触电极235p可以被形成为具有足以覆盖当没有形成第二波通滤波器273时可能引起的台阶的厚度。由于第二p型接触电极235p与第三p型接触电极245p直接接触，所以第三p型接触电极245p和第二p型接触电极235p在没有设置第二波通滤波器273的区域中一体地形成。
在形成第二p型接触电极235p之后，可以对第二p型接触电极235p的上表面执行平坦化工艺。当形成第二p型接触电极235p时，可能在台阶处形成空隙，这可能形成在未形成第二波通滤波器273处，但由于空隙引起的光散射不会显著。
参照图51和图52D，在第三临时基底201r上形成第二外延堆叠件230和第二p型接触电极235p，并且可以将第二外延堆叠件230倒置，并将其附着在其上形成有第二p型接触电极235p的第二临时基底210q上。
第三临时基底210r可以包括蓝宝石基底。通过在第三临时基底210r上堆叠n型半导体层、活性层和p型半导体层形成第二外延堆叠件230。
在示例性实施例中，可以采用基本相同的材料在第二临时基底210q与第三临时基底210r的彼此面对的两侧中形成第二p型接触电极235p，以改善这两个基底之间的结合。
参照图51和图52E，在将第二外延堆叠件230附着在第三外延堆叠件240上之后，去除第三临时基底210r。可以通过诸如湿蚀刻、干蚀刻、物理去除和激光剥离的各种方法去除第三临时基底210r。例如，当第三临时基底210r是蓝宝石基底时，可以通过激光剥离法、应力剥离法、机械剥离法、物理抛光法等去除蓝宝石基底。
参照图51和图52F，在其上形成有第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240的第二临时基底210q的第二外延堆叠件230上形成第二n型接触电极231n。
参照图51和图52G，可以将其上形成有第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240的第二临时基底210q倒置，并将其附着在第一外延堆叠件220上，且第二粘合层260b置于它们之间。在这种情况下，第二n型接触电极231n和第一波通滤波器271被设置为彼此面对。
参照图51和图52H，在将第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240附着在第一外延堆叠件220上之后，去除第二临时基底210q。可以通过诸如湿蚀刻、干蚀刻、物理去除和激光剥离的各种方法去除第二临时基底210q。例如，当第二临时基底210q是蓝宝石基底时，可以通过激光剥离法、应力剥离法、机械剥离法、物理抛光法等去除蓝宝石基底。
如此，第一外延堆叠件220、第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240堆叠在基底210上。根据示例性实施例，在去除第二临时基底210q之后，可以在第三外延堆叠件240的上表面(或在n型半导体层上)上形成凹凸部。可以使用各种蚀刻工艺通过纹理化来形成凹凸部。可以通过使用具有凹凸部的图案化的蓝宝石基底作为第二临时基底来形成凹凸部。在这种情况下，可以容易地形成第三外延堆叠件240上的凹凸部。当从第三外延堆叠件240去除图案化的蓝宝石基底时，图案化的蓝宝石基底上的凹凸部可以被转移到第三外延堆叠件240。
参照图53和图54A，第一外延堆叠件220的第一p型接触电极225p连接到数据线2120。然而，由于第一外延堆叠件220的第一n型接触电极221n不连接到第一扫描线2130R，并且也不与第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240的第二扫描线2130G和第三扫描线2130B以及数据线2120连接，因此在后续工艺中执行用于与第一扫描线2130R、第二扫描线2130G、第三扫描线2130B和数据线2120连接的工艺。
具体地，对第三外延堆叠件240进行图案化。除了发光区域之外，去除第三外延堆叠件240的大部分。具体地，去除第三外延堆叠件240的与第一接触部分220c、第二接触部分230c和公共接触部分250c对应的部分。可以通过各种方法(诸如使用光刻法的湿蚀刻或干蚀刻)去除第三外延堆叠件240。在这种情况下，第三p型接触电极245p可以用作蚀刻停止部。
参照图53和图54B，在除了发光区域之外的区域中，去除第三p型接触电极245p、第二波通滤波器273、第二p型接触电极235p和第二外延堆叠件230。具体地，去除第三p型接触电极245p、第二波通滤波器273、第二p型接触电极235p和第二外延堆叠件230的与第一接触部分220c和第二接触部分230c对应的部分。可以通过各种方法(诸如使用光刻法的干蚀刻或湿蚀刻)去除第三p型接触电极245p、第二波通滤波器273、第二p型接触电极235p和第二外延堆叠件230。在这种情况下，第二n型接触电极231n可以用作蚀刻停止部。
参照图53和图54C，在除了发光区域之外的区域中，去除第二n型接触电极231n和第二粘合层260b。具体地，去除第二n型接触电极231n和第二粘合层260b的与第一接触部分220c对应的部分。如此，第一接触部分220c上的第一n型接触电极221n的上表面被暴露。可以通过各种方法(诸如使用光刻法的干蚀刻或湿蚀刻)去除第二n型接触电极231n和第二粘合层260b。
参照图53和图54D，在除了发光区域之外的区域中，去除第一波通滤波器271、第一外延堆叠件220和第一绝缘层281，以使第一p型接触电极225p的上表面暴露。可以通过各种方法(诸如使用光刻法的干蚀刻或湿蚀刻)去除第一波通滤波器271、第一外延堆叠件220和第一绝缘层281。在这种情况下，第一p型接触电极225p可以用作蚀刻停止部。
参照图55和图56，在图案化的第一外延堆叠件220、第二外延堆叠件230和第三外延堆叠件240上形成具有多个接触孔的第二绝缘层283，并且在第二绝缘层283上形成第一扫描线2130R。第二绝缘层283在与第一接触部分220c对应的区域中具有第一接触孔CH1，第一n型接触电极221n的上表面被第一接触孔CH1暴露。第一扫描线2130R穿过第一接触孔CH1连接到第一n型接触电极221n。在一些示例性实施例中，除了第一接触孔CH1之外，可以选择性地在第二绝缘层283中形成虚设接触孔CH'。可以在与第二接触部分230c、第三接触部分240c和公共接触部分250c对应的区域中设置虚设接触孔CH'。虚设接触孔CH'可以减小形成在稍后将形成的第二接触部分230c、第三接触部分240c和公共接触部分250c中的第二接触孔至第四接触孔的内侧壁的坡度。
可以通过各种方法(例如，通过使用多片掩模的光刻法)形成第二绝缘层283和第一扫描线2130R。在示例性实施例中，可以通过在基底210的基本整个表面上形成绝缘层283，并通过使用光刻法对绝缘层283进行图案化来形成具有第一接触孔CH1和虚设接触孔CH'的第二绝缘层283。接下来，可以通过在其上形成有第二绝缘层283的基底210上涂覆光致抗蚀剂，图案化光致抗蚀剂，在图案化的光致抗蚀剂上沉积用于第一扫描线2130R的材料，并剥离光致抗蚀剂图案来形成第一扫描线2130R。
参照图57和图58，在其上形成有第一扫描线2130R的基底210上形成第三绝缘层285，并在第三绝缘层285上形成第二扫描线2130G、第三扫描线2130B和桥接线2120b。
可以通过各种方法(例如，通过使用多片掩模的光刻法)在第三绝缘层285上形成第二扫描线2130G、第三扫描线2130B和桥接线2120b。
在示例性实施例中，形成具有第二接触孔CH2、第三接触孔CH3、第四接触孔CH4和第五接触孔CH5的第三绝缘层285。这里，可以通过去除虚设接触孔中的第三绝缘层285形成第二接触孔CH2、第三接触孔CH3和第四接触孔CH4。更具体地，第二接触孔CH2形成在与第二接触部分230c对应的区域中，第三接触孔CH3形成在与第三接触部分240c对应的区域中，第四接触孔CH4形成在与公共接触部分250c对应的区域中。与第二接触孔CH2、第三接触孔CH3和第四接触孔CH4一起，在与公共接触部分250c对应的区域中还形成第五接触孔CH5。如此，第二n型接触电极231n的上表面被第二接触孔CH2暴露，第三外延堆叠件240的上表面被第三接触孔CH3暴露，第三p型接触电极245p的上表面被第四接触孔CH4暴露，第一p型接触电极225p的上表面被第五接触孔CH5暴露。
接下来，形成第二扫描线2130G、第三扫描线2130B和桥接线2120b。
第二扫描线2130G、第三扫描线2130B和桥接线2120b可以通过以下方式形成：在其上形成有第三绝缘层285的基底210上涂覆光致抗蚀剂，图案化光致抗蚀剂，在图案化的光致抗蚀剂上沉积用于第二扫描线2130G、第三扫描线2130B和桥接线2120b的材料，并剥离光致抗蚀剂图案。如此，第二扫描线2130G穿过第二接触孔CH2连接到第二n型接触电极231n，第三扫描线2130B穿过第三接触孔CH3连接到第三外延堆叠件240的n型半导体层。桥接线2120b穿过第四接触孔CH4连接到第三p型接触电极245p，并且穿过第五接触孔CH5连接到第一p型接触电极225p。
在示例性实施例中，还可以在其中形成有第二绝缘层283和/或第三绝缘层285的像素的侧表面上设置不透光层。不透光层可以实现为DBR介电镜、形成在绝缘层上的金属反射层或有机聚合物层。当金属反射层用作不透光层时，不透光层可以被形成为与像素的其它元件处于浮置状态，以电绝缘。在示例性实施例中，可以通过沉积两种不同折射率的绝缘层形成不透光层。例如，可以通过顺序地堆叠低折射率材料和高折射率材料或者通过堆叠诸如SiO2和SiNx的不同折射率的绝缘层来形成不透光层。
如上所述，根据示例性实施例，能够在顺序地堆叠多个外延堆叠件之后在所述多个外延堆叠件处同时形成布线部分和接触件。
根据示例性实施例，发光堆叠结构包括位于第二外延堆叠件与第三外延堆叠件之间的共用电极，并且p型接触电极和n型接触电极分别设置在第一外延堆叠件的上表面和下表面上，而没有台面结构。然而，发明构思不限于此，共用电极可以设置在第二外延堆叠件与第三外延堆叠件之间，并且第一外延堆叠可以具有其中p型接触电极和n型接触电极两者都设置在其下表面上的台面结构。
图59A是根据示例性实施例的显示装置的示意性平面图，图59B是沿图59A的线A-B截取的剖视图。
参照图59A和图59B，根据示例性实施例的显示装置可以包括基底351、电极垫353a、353b、353c和353d、第一LED堆叠件323、第二LED堆叠件333、第三LED堆叠件343、第一反射电极325、第一欧姆电极325n、第一辅助电极325d、接地层328、第二辅助电极328d、第二透明电极335，第三透明电极345、第一滤色器337、第二滤色器347、底部填充件355、第一结合层365和第二结合层375。显示装置还可以包括凸块垫330a、330b、330c和330d、多个连接件359b、359c、359d、369b、369c、369d、379c和379d以及绝缘层326、327、329、357、367和377。
基底351支撑LED堆叠件323、333和343。此外，基底351可以具有设置在其中的电路。例如，基底351可以是其中形成有薄膜晶体管(TFT)的硅基底。TFT基底已经被广泛地用于诸如液晶显示(LCD)领域等的显示领域中的有源矩阵驱动。由于TFT基底的结构在本领域中是公知的，因此将省略其的详细描述。
虽然图59B示出了设置在基底351上的单位像素的剖视图，但可以在基底351上布置多个单位像素，并且可以通过有源矩阵方法驱动所述多个单位像素。
电极垫353a、353b、353c和353d设置在基底351上。对应于相应单位像素的电极垫353a、353b、353c和353d设置在基底351上。电极垫353a、353b、353c和353d均连接到基底351中的电路。虽然电极垫353d被描述为针对每个单位像素设置，但在一些示例性实施例中，可以不针对所有像素设置电极垫353d。如将在下面进行更详细地描述的，接地层328可以遍及像素连续地设置。因此，可以仅针对像素中的一个像素设置电极垫353d。
第一LED堆叠件323、第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343均包括n型半导体层、p型半导体层以及置于n型半导体层与p型半导体层之间的活性层。具体地，活性层可以具有多量子阱结构。
第一LED堆叠件323、第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343越靠近基底351设置发射越长波长的光。例如，第一LED堆叠件323可以是发射红光的无机发光二极管，第二LED堆叠件333可以是发射绿光的无机发光二极管，第三LED堆叠件343可以是发射蓝光的无机发光二极管。第一LED堆叠件323可以包括GaInP基阱层，并且第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343可以包括GaInN基阱层。然而，发明构思不限于此。当像素包括微型LED(具有如本领域已知的小于大约10000平方μm的表面积或者在其它示例性实施例中具有小于大约4000平方μm或2500平方μm的表面积)时，由于微型LED的小的形状因子，第一LED堆叠件323可以发射红光、绿光和蓝光中的任何一种，并且第二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的光，而不会对操作产生不利影响。
此外，每个LED堆叠323、333或343的两个表面分别是n型半导体层和p型半导体层。在下文中，第一LED堆叠件323、第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343中的每个的上表面将被描述为n型，并且第一LED堆叠件323、第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343中的每个的下表面将被描述为p型。然而，发明构思不限于此，每个LED堆叠件的上表面和下表面的半导体的类型可以颠倒。
当第三LED堆叠件343的上表面为n型时，可以通过化学蚀刻通过表面纹理化在第三LED堆叠件343的上表面上形成粗糙表面。还可以通过表面纹理化在第一LED堆叠件323的上表面和第二LED堆叠件333的上表面上形成粗糙表面。一般地，绿光相比于红光或蓝光具有更高的可视性。如此，当第二LED堆叠件333发射绿光时，可以对第一LED堆叠件323和第三LED堆叠件实施表面纹理化，但可以不对第二LED堆叠件333实施表面纹理化或者对第二LED堆叠件333实施较少的表面纹理化。以这种方式，可以改善第一LED堆叠件323和第三LED堆叠件中的光提取效率，以使得LED堆叠件之间的发光效率基本均匀。
第一LED堆叠件323更靠近基底351设置，第二LED堆叠件333设置在第一LED堆叠件323上，第三LED堆叠件343设置在第二LED堆叠件上。由于根据示例性实施例的第一LED堆叠件323可以发射具有相比于第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343的波长更长的波长的光，所以在第一LED堆叠件323中产生的光可以穿过第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343发射到外部。此外，由于根据示例性实施例的第二LED堆叠件333可以发射具有相比于第三LED堆叠件343的波长更长的波长的光，所以在第二LED堆叠件333中产生的光可以穿过第三LED堆叠件343发射到外部。
第一反射电极325与第一LED堆叠件323的p型半导体层欧姆接触，并反射在第一LED堆叠件323中产生的光。例如，第一反射电极325可以包括欧姆接触层325a和反射层325b。
欧姆接触层325a与p型半导体层部分接触。欧姆接触层325a可以形成在有限的区域中，以防止光被欧姆接触层325a吸收。欧姆接触层325a可以在至少一个区域中与第一LED堆叠件323接触。欧姆接触层325a可以由透明导电氧化物或者Au合金(诸如AuZn或AuBe)形成。
反射层325b覆盖第一LED堆叠件323的下表面和欧姆接触层325a。反射层325b可以包括诸如Al、Ag或Au的反射金属层。此外，反射层325b可以包括位于反射金属层的上表面和下表面上的粘合金属层(诸如Ti、Ta、Ni或Cr)，以改善反射金属层的粘附性。反射层325b可以由对第一LED堆叠件323中产生的光(例如，红光)具有高反射性的金属层形成。反射层325b可以对第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343中产生的光(例如，绿光或蓝光)具有低反射性。如此，反射层325b可以吸收在第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343中产生并朝向基底351行进的光，以减少光学干涉。例如，因为Au对红光的高反射性以及对蓝光和绿光的低反射性，因此可以采用Au作为形成第一LED堆叠件323中的反射层325b的材料。
在一些示例性实施例中，可以省略欧姆接触层325a，而第一反射电极325可以包括反射层325b，反射层325b包括具有高反射性并且能够形成欧姆接触的Au合金(诸如AuZn或AuBe)。
第一反射电极325在要形成连接件359b、359c和359d的区域中彼此间隔开，并且由与反射层325b的材料基本相同的材料形成的第一辅助电极325d可以设置在这些区域中。第一辅助电极325d可以被形成为防止在形成凸块垫330a、330b、330c和330d时产生台阶，但在一些示例性实施例中，可以省略第一辅助电极325d。第一辅助电极325d通过绝缘层326与第一LED堆叠件323间隔开。
第一欧姆电极325n设置在第一LED堆叠件323的上表面上，并且与第一LED堆叠件323的n型半导体层欧姆接触。第一欧姆电极325n可以由诸AuGe的Au合金形成。
绝缘层326可以设置在第一反射电极325与第一LED堆叠件323之间，并且可以具有使第一LED堆叠件323的下表面暴露的至少一个开口326a(见图62B)。欧姆接触层325a可以设置在开口326a中，或者反射层325b可以穿过开口326a与第一LED堆叠件323的p型半导体层欧姆接触。
绝缘层327可以设置在第一反射电极325与基底351之间和第一辅助电极325d与基底351之间，并且可以具有使第一反射电极325和第一辅助电极325d暴露的开口。
接地层328设置在绝缘层327与基底351之间。接地层328可以穿过绝缘层327的开口连接到一个第一辅助电极325d。当省略第一辅助电极325d时，接地层328可以与绝缘层326接触，或者可以与绝缘层326间隔开以设置在绝缘层327上。接地层328可以由例如金属的导电材料层形成。接地层328可以设置在仅一个像素区域中，或者连续设置在多个像素区域中。
接地层328与第一反射电极325电绝缘。接地层328与第一LED堆叠件323的n型半导体层、第二LED堆叠件333的n型半导体层和第三LED堆叠件343的n型半导体层共同地电连接。因此，接地层328与电连接到第一LED堆叠件323的p型半导体层的第一反射电极325绝缘。
第二辅助电极328d可以设置在绝缘层327的开口中。第二辅助电极328d可以与接地层328形成在同一平面上，并且可以包括与接地层328的材料基本相同的材料。第二辅助电极328d被设置为防止在形成凸块垫330a、330b、330c和330d时产生台阶，但在一些示例性实施例中，可以省略第二辅助电极328d。第二辅助电极328d中的一个可以连接到第一反射电极325，而第二辅助电极328d中的其它第二辅助电极可以分别设置在第一辅助电极325d上。
绝缘层329可以设置在接地层328与基底351之间和第二辅助电极328d与基底351之间，并且可以具有使接地层328和第二辅助电极328d暴露的开口。
凸块垫330a、330b、330c和330d设置在接地层328与电极垫353a、353b、353c和353d之间和第二辅助电极328d与电极垫353a、353b、353c和353d之间，以使接地层328和第二辅助电极328d与电极垫353a、353b、353c和353d彼此电连接。凸块垫330a、330b、330c和330d可以穿过绝缘层329的开口形成在接地层328和第二辅助电极328d上，并且可以结合到电极垫353a、353b、353c和353d。可以针对所有像素设置凸块垫330d，但发明构思不限于此。例如，像电极垫353d一样，凸块垫330d可以选择性地形成在像素中。
底部填充件355填充凸块垫330a、330b、330c和330d与电极垫353a、353b、353c和353d之间的空间，以保护凸块垫330a、330b、330c和330d与电极垫353a、353b、353c和353d，并增强凸块垫330a、330b、330c和330d的粘附性。在一些示例性实施例中，可以使用各向异性导电膜(ACF)来代替底部填充件355。ACF可以设置在凸块垫330a、330b、330c和330d与电极垫353a、353b、353c和353d之间，以使凸块垫330a、330b、330c和330d与电极垫353a、353b、353c和353d彼此电连接。
第二透明电极335可以与第二LED堆叠件333的p型半导体层欧姆接触。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p型半导体层欧姆接触。第三透明电极345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。第二透明电极335和第三透明电极345可以与各自的LED堆叠件的p型半导体层欧姆接触，以助于电流分布。例如，用于第二透明电极335和第三透明电极345的导电氧化物层可以包括SnO2、InO2、ITO、ZnO、IZO或其它。
第一滤色器337可以设置在第一LED堆叠件323与第二LED堆叠件333之间。第二滤色器347可以设置在第二LED堆叠件333与第三LED堆叠件343之间。第一滤色器337透射在第一LED堆叠件323中产生的光，并且反射在第二LED堆叠件333中产生的光。第二滤色器347透射在第一LED堆叠件323和第二LED堆叠件333中产生的光，并且反射在第三LED堆叠件343中产生的光。如此，在第一LED堆叠件323中产生的光可以穿过第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343发射到外部，并且从第二LED堆叠件333发射的光可以穿过第三LED堆叠件343发射到外部。此外，可以防止在第二LED堆叠件333中产生的光由于入射在第一LED堆叠件323上而损失，或者可以防止在第三LED堆叠件343中产生的光由于入射在第二LED堆叠件333上而损失。
在一些示例性实施例中，第一滤色器337可以反射在第三LED堆叠件343中产生的光。
第一滤色器337和第二滤色器347可以是例如仅使低频范围(例如，长波段)的光通过的低通滤波器、仅使预定波段的光通过的带通滤波器或仅阻挡预定波段的光的带阻滤波器。具体地，第一滤色器337和第二滤色器347可以通过交替堆叠具有彼此不同的折射率的绝缘层来形成，例如，可以通过交替堆叠TiO2绝缘层和SiO2绝缘层来形成。具体地，第一滤色器337和第二滤色器347可以包括分布式布拉格反射器(DBR)。可以通过调节TiO2和SiO2的厚度来控制分布式布拉格反射器的阻带。低通滤波器和带通滤波器也可以通过交替堆叠具有彼此不同的折射率的绝缘层来形成。
第一结合层365使第二LED堆叠件333结合到第一LED堆叠件323。如图中所示，第一结合层365可以与第一LED堆叠件323接触，并且可以与第一滤色器337接触。第一结合层365可以透射在第一LED堆叠件323中产生的光。
第二结合层375使第三LED堆叠件343结合到第二LED堆叠件333。如图中所示，第二结合层375可以与第二LED堆叠件333接触，并且可以与第二滤色器347接触。然而，发明构思不限于此，可以在第二LED堆叠件333上设置有透明导电层。第二结合层375可以透射在第一LED堆叠件323和第二LED堆叠件333中产生的光。
结合层365和375可以通过在彼此结合的两个目标中的每个上形成透明有机层或透明无机层并将目标彼此结合来形成。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)或其它，无机层的示例可以包括Al2O3、SiO2、SiNx或其它。有机层可以在高真空和高压下结合，无机层可以在通过例如化学机械抛光工艺使表面平坦化之后当通过使用等离子体等降低表面能时在高真空条件下结合。此外，第一结合层365和第二结合层375可以由例如透光的旋涂玻璃(light-transmissivespin-on-glass)形成。
同时，为了使第一LED堆叠件323的n型半导体层电连接到接地层328，采用第1-1连接件359d。第1-1连接件359d可以使第一欧姆电极325n连接到接地层328所连接到的第一辅助电极325d。
第1-1连接件359d可以贯穿第一LED堆叠件323，并且通过绝缘层357与第一LED堆叠件323的p型半导体层电绝缘。绝缘层357可以至少部分地覆盖第一LED堆叠件323的上表面，并且可以覆盖第一欧姆电极325n。然而，绝缘层357可以具有使第一辅助电极325d暴露的开口和使第一欧姆电极325n暴露的开口。第1-1连接件359d可以穿过绝缘层357的开口连接到第一辅助电极325d和第一欧姆电极325n。
虽然第1-1连接件359d被描述为贯穿第一LED堆叠件323，但在一些示例性实施例中，第1-1连接件359d可以形成在第一LED堆叠件323的侧表面上。
同时，第1-2连接件359b和第1-3连接件359c可以贯穿第一LED堆叠件323并连接到第一辅助电极325d。第1-2连接件359b和第1-3连接件359c与第一LED堆叠件323绝缘。如此，绝缘层357可以置于第一LED堆叠件323与第1-2连接件359b和第1-3连接件359c之间。
同时，第2-1连接件369d被设置为使第二LED堆叠件333的n型半导体层电连接到电极垫353d。第2-1连接件369d可以连接到第二LED堆叠件333的上表面，并且贯穿第二LED堆叠件333。然而，发明构思不限于此，第2-1连接件369d可以形成在第二LED堆叠件333的侧表面上。同时，如图中所示，第2-1连接件369d可以连接到第1-1连接件359d以电连接到电极垫353d。此外，第2-1连接件369d可以沿竖直方向堆叠在第1-1连接件359d上。
绝缘层367可以置于第二LED堆叠件333与第2-1连接件369d之间，以防止第2-1连接件369d与第二LED堆叠件333的p型半导体层和第二透明电极335短路。绝缘层367可以覆盖第二LED堆叠件333的上表面，但可以具有开口以允许连接第2-1连接件369d。
第2-2连接件369b被设置为使第二透明电极335电连接到电极垫353b。第2-2连接件369b通过第二透明电极335电连接到第二LED堆叠件333的p型半导体层。如图中所示，第2-2连接件369b可以贯穿第二LED堆叠件333。然而，发明构思不限于此，第2-2连接件369b可以形成在第二LED堆叠件333的侧表面上。绝缘层367置于第2-2连接件369b与第二LED堆叠件333之间，以防止第2-2连接件369b与第二LED堆叠件333的上表面短路。
此外，第2-3连接件369c可以被设置为贯穿第二LED堆叠件333。第2-3连接件369c可以电连接到电极垫353c，并且可以连接到例如第1-3连接件359c。第2-3连接件369c与第二LED堆叠件333绝缘。如此，绝缘层367可以置于第二LED堆叠件333与第2-3连接件369c之间。
第2-3连接件369c可以用作中间连接件，并且在一些示例性实施例中可以被省略。
同时，第3-1连接件379d被设置为使第三LED堆叠件343的上表面电连接到电极垫353d。第3-1连接件379d可以连接到第三LED堆叠件343的上表面(即，n型半导体层)，并且贯穿第三LED堆叠件343。如图中所示，第3-1连接件379d可以连接到第2-1连接件369d以电连接到电极垫353d。
同时，绝缘层377可以置于第三LED堆叠件343与第3-1连接件379d之间，以防止第3-1连接件379d与第三LED堆叠件343的下表面短路。绝缘层377可以覆盖第三LED堆叠件343的上表面，但可以具有使第三LED堆叠件343的上表面暴露的开口，以允许连接第3-1连接件379d。
第3-2连接件379c被设置为使第三透明电极345电连接到电极垫353c。第3-2连接件379c通过第三透明电极345电连接到第三LED堆叠件343的下表面。如图中所示，第3-2连接件379c可以贯穿第三LED堆叠件343。然而，发明构思不限于此，第3-2连接件379c可以形成在第三LED堆叠件343的侧表面上。绝缘层377置于第3-2连接件379c与第三LED堆叠件343之间，以防止第3-2连接件379c与第三LED堆叠件343的上表面短路。
如图中所示，第3-2连接件379c可以连接到第2-3连接件369c以电连接到电极垫353c。在这种情况下，第2-3连接件369c和第1-3连接件359c可以用作中间连接件。此外，如图中所示，第3-2连接件379c可以沿竖直方向堆叠在第2-3连接件369c上。如此，第1-3连接件359c、第2-3连接件369c和第3-2连接件379c彼此电连接，并且沿竖直方向堆叠。第1-1连接件359d、第2-1连接件369d和第3-1连接件379d也可以沿竖直方向堆叠。
连接件可以沿着光路设置并且吸收光。当连接件设置为在横向方向上彼此间隔开时，光发射穿过的区域会减小，从而增加光损失。根据示例性实施例，由于连接件沿竖直方向堆叠，因此可以抑制由于连接件而引起在第一LED堆叠件323和第二LED堆叠件333中产生的光的损失。
在一些示例性实施例中，可以形成覆盖第一LED堆叠件323的侧表面、第二LED堆叠件333的侧表面和第三LED堆叠件343的侧表面的光反射层或光阻挡材料层，以防止在光发射穿过第一LED堆叠件323的侧表面、第二LED堆叠件333的侧表面和第三LED堆叠件343的侧表面时可能发生的像素之间的光学干涉。例如，光反射层可以包括分布式布拉格反射器(DBR)或由SiO2等形成的绝缘层，且其上沉积有反射金属层或高反射有机层。作为另一示例，黑色环氧树脂可以被用作光阻挡材料层。以这种方式，光阻挡材料层可以防止发光器件之间的光学干涉以增加图像的对比度。
根据示出的示例性实施例，第一LED堆叠件323电连接到电极垫353d和353a，第二LED堆叠件333电连接到电极垫353d和353b，第三LED堆叠件343电连接到电极垫353d和353c。如此，第一LED堆叠件323的阴极、第二LED堆叠件333的阴极和第三LED堆叠件343的阴极共同电连接到电极垫353d，并且第一LED堆叠件323的阳极、第二LED堆叠件333的阳极和第三LED堆叠件343的阳极分别电连接到不同的电极垫353a、353b和353c。以这种方式，第一LED堆叠件323、第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343可以是可独立驱动的。此外，第一LED堆叠件323、第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343设置在基底351上，并且电连接到基底351中的电路，从而以有源矩阵方式驱动。
图60是根据示例性实施例的显示装置的示意性电路图。
参照图60，根据示例性实施例的驱动电路包括两个或更多个晶体管Tr1和Tr2以及电容器。当电源连接到选择线Vrow1至Vrow3并且数据电压施加到数据线Vdata1至Vdata3时，电压施加到对应的发光二极管。此外，根据数据线Vdata1至Vdata3传输的数据信号的值，在对应的电容器中充入电荷。由于可以通过电容器所充入的电压来保持晶体管Tr2的导通状态，因此即使切断供应到选择线Vrow1的电力，也可以保持电容器的电压，并且可以将电压施加到发光二极管LED1至LED3。此外，流向发光二极管LED1至LED3的电流可以根据数据线Vdata1至Vdata3传输的数据信号的值而改变。可以通过电流源Vdd连续地供应电流，因此能够连续地发光。
晶体管Tr1和Tr2以及电容器可以形成在基底351中。发光二极管LED1至LED3可以对应于堆叠在一个像素中的第一LED堆叠件323、第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343。第一LED堆叠件的阳极、第二LED堆叠件的阳极和第三LED堆叠件的阳极连接到晶体管Tr2，并且第一LED堆叠件的阴极、第二LED堆叠件的阴极和第三LED堆叠件的阴极接地。在示出的示例性实施例中，第一LED堆叠件323、第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343可以共同连接到要接地的接地层328。此外，接地层328可以连续地设置在两个或更多个像素中，甚至设置在全部像素中，并且可以共同连接到显示装置中的全部LED堆叠件。接地层328可以设置在像素与基底之间，以消除有源矩阵驱动电路的噪声。
尽管图61A示出了用于以有源矩阵方式驱动显示装置的电路图，但是本发明构思不限于此，并且还可以使用各种其它电路。
图61A、图61B、图62A、图62B、图63A、图63B、图64A、图64B、图65A、图65B、图66A、图66B、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、图74B、图75A和图75B是示出根据本公开的示例性实施例的制造显示装置的方法的示意性平面图和剖视图。在图中，每个平面图对应于图59A的平面图，并且每个剖视图对应于沿对应平面图的线A-B截取的剖视图。
参照图61A和图61B，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323上形成具有开口326a的绝缘层326，并且形成欧姆接触层325a和反射层325b，从而形成第一反射电极325。第一反射电极325形成在每个像素区域中，并且电连接到第一LED堆叠件323的p型半导体层。可以通过剥离技术等在绝缘层326的开口中形成欧姆接触层325a。
在绝缘层326上形成反射层325b，并且反射层325b覆盖欧姆接触层325a。可以在每个像素区域中的除了三个角部之外的区域中形成反射层325b。可以通过剥离技术等形成反射层325b。当反射层325b包括欧姆接触材料时，在一些示例性实施例中可以省略欧姆接触层325a。
第一辅助电极325d与反射层325b一起形成在绝缘层326上。可以通过剥离技术等且使用与反射层325b的材料基本相同的材料一起形成第一辅助电极325d和反射层325b。可以在每个像素区域的三个角部附近设置第一辅助电极325d。
参照图62A和图62B，在反射层325b和第一辅助电极325d上形成绝缘层327。绝缘层327具有使反射层325b和第一辅助电极325d暴露的开口。绝缘层327的开口可以具有如图中所示的大致矩形形状。然而，绝缘层327的开口的形状不限于此，并且在一些示例性实施例中可以具有另一种形状。
参照图63A和图63B，在绝缘层327上形成接地层328和第二辅助电极328d。接地层328可以覆盖像素区域的大部分，并且可以连接到第一辅助电极325d中的一个。第二辅助电极328d中的一个可以连接到第一反射电极325，而其余的第二辅助电极328d可以分别设置在第一辅助电极325d上。在一些示例性实施例中，可以省略第一辅助电极325d和第二辅助电极328d。
可以在每个像素区域中形成接地层328。然而，发明构思不限于此，接地层328可以连续地形成在多个像素区域中。
参照图64A和图64B，可以在接地层328和第二辅助电极328d上形成绝缘层329。绝缘层329具有使接地层328和第二辅助电极328d暴露的开口。
上述绝缘层326、327和329可以由电绝缘材料(例如，氧化硅或氮化硅)形成。
然后，形成凸块垫330a、330b、330c和330d。凸块垫330a、330b、330c和330d穿过绝缘层329的开口分别设置在接地层328和第二辅助电极328d上。可以在每个像素区域中形成凸块垫330a、330b和330c以及凸块垫330d。然而，发明构思不限于此，可以在一些像素区域中或仅在一个像素区域中形成凸块垫330d。
参照图65A，在第二基底331上生长第二LED堆叠件333，并在第二LED堆叠件333上形成第二透明电极335和第一滤色器337。第二LED堆叠件333可以由氮化镓基半导体层形成，并且包括GaInN阱层。第二基底331是其上可以生长氮化镓基半导体层的基底，并且可以不同于第一基底321。例如，可以确定GaInN的组成比，使得第二LED堆叠件333可以发射绿光。同时，第二透明电极335与p型半导体层欧姆接触。
此外，参照图65B，在第三基底341上生长第三LED堆叠件343，并在第三LED堆叠件343上形成第三透明电极345和第二滤色器347。第三LED堆叠件343可以由氮化镓基半导体层形成，并且包括GaInN阱层。第三基底341是其上可以生长氮化镓基半导体层的基底，并且可以不同于第一基底321。例如，可以确定GaInN的组成比，使得第三LED堆叠件343可以发射蓝光。同时，第三透明电极345与p型半导体层欧姆接触。
第一滤色器337和第二滤色器347与参照图59A和图59B描述的第一滤色器337和第二滤色器347基本相同，因此，为了避免冗余，将省略其详细描述。
参照图66A和图66B，在基底351上形成电极垫353a、353b、353c和353d。基底351可以是其中形成有薄膜晶体管的Si基底。电极垫353a、353b、353c和353d可以分布并设置在四个角部区域中，以对应于一个像素区域。可以在每个像素区域中形成电极垫353d。然而，在一些示例性实施例中，可以仅在一些像素区域中形成或者仅在一个像素区域中形成电极垫353d。
分别在不同的基底上形成第一LED堆叠件323、第二LED堆叠件333、第三LED堆叠件343以及电极垫353a、353b、353c和353d，并且第一LED堆叠件323、第二LED堆叠件333、第三LED堆叠件343以及电极垫353a、353b、353c和353d的形成次序没有特别限制。
参照图67A和图67B，将凸块垫330a、330b、330c和330d结合到基底351上，使得第一LED堆叠件323结合到基底351。底部填充件355可以填充基底351与第一LED堆叠件323之间的空间。在一些示例性实施例中，可以在凸块垫330a、330b、330c和330d与基底351之间设置各向异性导电膜(ACF)，而不是设置底部填充件355。
通过化学蚀刻技术等从第一LED堆叠件323去除第一基底321。如此，第一LED堆叠件323的n型半导体层暴露于上表面。为了改善光提取效率，可以通过表面纹理化在暴露的n型半导体层的表面上形成粗糙表面。
参照图68A和图68B，可以在暴露的第一LED堆叠件323上形成第一欧姆电极325n。可以在每个像素区域中形成第一欧姆电极325n。
然后，图案化第一LED堆叠件323，从而形成使第一辅助电极325d暴露的开口。当图案化第一LED堆叠件323时，可以使第一LED堆叠件323针对每个像素区域彼此分离。
参照图69A和图69B，形成绝缘层357，以覆盖第一LED堆叠件323的位于开口中的侧表面。绝缘层357还可以至少部分地覆盖第一LED堆叠件323的上表面。绝缘层357被形成为暴露第一辅助电极325d和第一欧姆电极325n。
然后，形成各自连接到暴露的第一辅助电极325d的连接件359b、359c和359d。第1-1连接件359d连接到第一欧姆电极325n，并且连接到接地层328所连接到的第一辅助电极325d。如此，第一LED堆叠件323的n型半导体层电连接到接地层328。
第1-2连接件359b和第1-3连接件359c通过绝缘层357与第一LED堆叠件323绝缘。第1-2连接件359b与电极垫353b电连接，第1-3连接件359c与电极垫353c电连接。
参照图70A和图70B，通过第一结合层365将图65A的第二LED堆叠件333结合到其中形成有第1-1连接件359d、第1-2连接件359b和第1-3连接件359c的第一LED堆叠件323上。第一滤色器337被设置为面对第一LED堆叠件323，并且结合到第一结合层365。可以在第一LED堆叠件323上预先设置第一结合层365，并且可以将第一滤色器337设置为面对第一结合层365并且将其结合到第一结合层365。可选地，分别在第一LED堆叠件323和第一滤色器337上形成结合材料层，并且使其彼此结合，使得第二LED堆叠件333可以结合到第一LED堆叠件323。同时，可以通过诸如激光剥离、化学剥离或其它的技术将第二基底331与第二LED堆叠件333分离。如此，第二LED堆叠件333的n型半导体层被暴露。可以通过化学蚀刻或其它对暴露的n型半导体层进行表面纹理化。然而，在一些示例性实施例中，可以省略针对第二LED堆叠件333的表面纹理化。
参照图71A和图71B，图案化第二LED堆叠件333，使得第二透明电极335被暴露，部分地蚀刻暴露的第二透明电极335，然后蚀刻第一滤色器337和第一结合层365，从而形成使第1-1连接件359d暴露的开口。此外，可以通过贯穿第二LED堆叠件333、第二透明电极335、第一滤色器337和第一结合层365而一起形成使第1-2连接件359b和第1-3连接件359c暴露的开口。此外，第二LED堆叠件333可以针对每个像素区域而彼此分离。
参照图72A和图72B，形成覆盖暴露的开口的侧表面的绝缘层367。绝缘层367还可以覆盖第二LED堆叠件333的上表面。然而，绝缘层367暴露第二透明电极335，并且还暴露第1-1连接件359d、第1-2连接件359b和第1-3连接件359c。此外，绝缘层367使第二LED堆叠件333的上表面部分地暴露。
然后，在开口中形成第2-1连接件369d、第2-2连接件369b和第2-3连接件369c。第2-1连接件369d使第二LED堆叠件333的暴露的上表面电连接到第1-1连接件359d。如此，第二LED堆叠件333的n型半导体层电连接到接地层328。第2-1连接件369d通过绝缘层367与第二LED堆叠件333的p型半导体层和第二透明电极层335绝缘。
第2-2连接件369b使第二透明电极335和第1-2连接件359b彼此电连接，并且通过绝缘层367与第二LED堆叠件333的上表面绝缘。第二透明电极335通过第2-2连接件369b、第1-2连接件359b、凸块垫330b等与电极垫353b电连接。如此，第二LED堆叠件333的p型半导体层电连接到电极垫353b，第二LED堆叠件333的n型半导体层电连接到电极垫353d。
第2-3连接件369c连接到第1-3连接件359c，并且通过绝缘层367与第二LED堆叠件333和第二透明电极335绝缘。
参照图73A和图73B，通过第二结合层375将图65B的第三LED堆叠件343结合到其中形成有第2-1连接件369d、第2-2连接件369b和第2-3连接件369c的第二LED堆叠件333上。第二滤色器347可以被设置为面对第二LED堆叠件333，并且结合到第二结合层375。可以在第二LED堆叠件333上预先设置第二结合层375，并且可以将第二滤色器347设置为面对第二结合层375并且将第二滤色器347结合到第二结合层375。可选地，分别在第二LED堆叠件333和第二滤色器347上形成结合材料层，并且使其彼此接合，使得第三LED堆叠件343可以结合到第二LED堆叠件333。同时，可以通过诸如激光剥离、化学剥离或其它的技术将第三基底341与第三LED堆叠件343分离。如此，第三LED堆叠件343的n型半导体层被暴露。可以通过化学蚀刻等对暴露的n型半导体层进行表面纹理化。
参照图74A和图74B，图案化第三LED堆叠件343，使得第三透明电极345被暴露，部分地蚀刻暴露的第三透明电极345，并蚀刻第二滤色器347和第二结合层375，从而形成使第2-1连接件369d暴露的开口。此外，通过贯穿第三LED堆叠件343、第三透明电极345、第二滤色器347和第二结合层375形成使第2-3连接件369c暴露的开口。
参照图75A和图75B，形成覆盖暴露的开口的侧表面的绝缘层377。然而，绝缘层377暴露第三透明电极345，并且还暴露第2-1连接件369d和第2-3连接件369c。此外，绝缘层377可以覆盖第三LED堆叠件343的上表面，但部分地暴露第三LED堆叠件343的上表面。
然后，在开口中形成第3-1连接件379d和第3-2连接件379c。第3-1连接件379d使第三LED堆叠件343的上表面(例如，n型半导体层)连接到第2-1连接件369d。如此，第三LED堆叠件343的n型半导体层电连接到接地层328。
第3-2连接件379c使第三透明电极345和第2-3连接件369c彼此电连接，并且通过绝缘层377与第三LED堆叠件343的上表面绝缘。第三透明电极345通过第3-2连接件379c、第2-3连接件369c、第1-3连接件359c、凸块垫330c等电连接到电极垫353c。
根据示出的示例性实施例，在像素中，第一LED堆叠件323的阴极、第二LED堆叠件333的阴极和第三LED堆叠件343的阴极共同电连接到接地层328和电极垫353d，并且第一LED堆叠件323的阳极、第二LED堆叠件333的阳极和第三LED堆叠件343的阳极分别独立地连接到电极垫353a、353b和353c。
虽然图61A至图75B示出了根据示例性实施例的制造一个单位像素的方法，可以以矩阵形式在基底351上布置多个单位像素，并且可以以基本类似的方式形成显示单元。将第一LED堆叠件323、第二LED堆叠件333和第三LED堆叠件343彼此分离地设置在基底321、331、341上，以对应于单位像素。然而，接地层328可以连续地设置在多个像素区域中。以这种方式，由于以晶片级形成多个像素，因此可以不需要单独安装具有小尺寸的像素。
此外，可以附加地形成覆盖像素的侧表面的光反射层或光阻挡材料层，以防止像素之间的光学干涉。例如，光反射层可以包括分布式布拉格反射器(DBR)或由SiO2等形成的绝缘层，且其上沉积有反射金属层或高反射有机层。例如，黑色环氧树脂可以用作光阻挡材料层，光阻挡材料层可以防止发光器件之间的光学干涉以增加图像的对比度。
图76A和图76B分别是根据另一示例性实施例的显示装置的示意性平面图和剖视图。
参照图76A和图76B，根据示例性实施例的显示装置与上述显示装置的不同之处在于：省略了反射层325b、第一辅助电极325d和绝缘层327，并且接地层328和第二辅助电极328d形成在欧姆接触层325a和绝缘层326上。
接地层328和第二辅助电极328d可以由与反射层325b的材料基本相同的材料形成。如此，接地层328和第二辅助电极328d可以用作反射层325b。为此，欧姆接触层325a可以仅形成在一个第二辅助电极328d下的区域中。
如参照图64A和图64B所描述的，在接地层328和第二辅助电极328d上形成绝缘层329和凸块垫330a、330b、330c和330d，并且可以以与上述方式基本相同的方式执行后续工艺。然而，由于省略了反射层325b和第一辅助电极325d，所以第1-1连接件359d直接连接到接地层328，并且第1-2连接件359b和第1-3连接件359c分别连接到第二辅助电极328d。
图77A和图77B分别是根据另一示例性实施例的显示装置的示意性平面图和剖视图。
参照图77A和图77B，根据示例性实施例的显示装置在省略了反射层325b和第一辅助电极325d的方面与图76A和图76B的显示装置基本相同。然而，根据示出的示例性实施例的显示装置的不同之处在于欧姆接触层325a设置在多个区域中，并且第二辅助电极328d中的一个的形状被改变，从而第二辅助电极328d中的一个使欧姆接触层325a彼此电连接。
图78是根据又一示例性实施例的显示装置的示意性剖视图。
参照图78，除了根据示例性实施例的显示装置还包括设置在第三LED堆叠件343上方的导光层381之外，根据示例性实施例的显示装置与参照图59A和图59B描述的显示装置基本相似。
导光层381可以覆盖第三LED堆叠件343和绝缘层377。导光层381可以引导穿过第三LED堆叠件343的表面发射的光，以防止像素之间的光学干涉。导光层381可以包括具有与第三LED堆叠件343和绝缘层377的折射率不同的折射率的材料层。
图79是示出根据再一示例性实施例的显示装置的示意性剖视图。
参照图79，除了导光层391包括用于导光的导光孔391h之外，根据示例性实施例的显示装置与参照图78描述的显示装置基本相似。导光层391可以由光反射材料或光吸收材料形成。如此，导光层391可以反射或吸收并阻挡朝向相邻像素区域行进的光，以防止像素之间的光学干涉。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或其它。此外，粗糙表面R形成在第三LED堆叠件343的上表面上。
图80A、图80B、图80C和图80D是根据示例性实施例的显示装置的示意性剖视图。
参照图80A，除了导光层391的导光孔391h填充有透明材料393以外，根据示例性实施例的显示装置与参照图79描述的显示装置基本相似。透明材料393具有与导光层391的折射率不同的折射率。如此，可以在透明材料393与导光层391之间的界面上发生内部全反射，从而可以引导发射到外部的光。
在导光层391中形成孔，用透明材料393覆盖导光层391，并通过化学机械抛光使透明材料393平坦化，直到导光层391被暴露，使得导光层391的孔可以填充有透明材料393。
透明材料393的上表面可以平行于导光层391的上表面，但可以如图80B中所示具有与导光层391的上表面相比向上突出的凸面，或者可以如图80C中所示具有与导光层391的上表面相比向下凹陷的凹表面。当透明材料393的上表面具有凸表面时，可以聚光以改善亮度，并且当透明材料393的上表面具有凹表面时，可以增大光的方向角。例如，可以通过化学机械抛光工艺的抛光速度来调节透明材料393的上表面的形状。
此外，尽管导光层391的孔的内壁被描述为倾斜的，但是在一些示例性实施例中，如图80D中所示，导光层391的孔的内壁可以被各种修改，例如，导光层391的孔的内壁竖直地形成。
图81是根据再一示例性实施例的显示装置的示意性剖视图。
参照图81，除了根据示例性实施例的显示装置还包括微透镜395之外，根据示例性实施例的显示装置与参照图80A、图80B、图80C和图80D描述的显示装置基本相似。
微透镜395的上表面可以具有凸透镜形状，但发明构思不限于此。微透镜395设置在每个像素区域上，并且使所发射的光的视角缩小以防止像素之间的光学干涉。
微透镜395可以通过光刻工艺形成，并且可以由例如聚酰亚胺、硅树脂或其它形成。微透镜395的宽度可以为大约200微米或更小，更具体地，100微米或更小。
虽然在此已经描述了某些示例性实施例和实施方式，但通过该描述，其它实施例和修改将是明显的。因此，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如对本领域普通技术人员而言将明显的各种明显的修改和等同布置的更宽范围。

Claims (30)

1.一种发光堆叠件，包括：
多个外延堆叠件，被依次堆叠并且向上部方向射出彼此不同的波段的颜色光；以及
多个接触部，设置在多个所述外延堆叠件的下部并且施加共电压和发光信号。
2.如权利要求1所述的发光堆叠件，其中，还包括：
基底，设置在所述外延堆叠件的下部，并且设置有连接到所述接触部的布线部。
3.如权利要求2所述的发光堆叠件，其中，
多个所述外延堆叠件包括依次堆叠在所述基底上的第一外延堆叠件至第三外延堆叠件。
4.如权利要求3所述的发光堆叠件，其中，
所述接触部包括：
公共接触部，向所述第一外延堆叠件至所述第三外延堆叠件施加所述共电压；以及
第一接触部至第三接触部，向所述第一外延堆叠件至所述第三外延堆叠件分别施加所述发光信号。
5.如权利要求4所述的发光堆叠件，其中，
所述第一外延堆叠件至所述第三外延堆叠件各自包括依次设置在所述基底上的p型半导体层、活性层以及n型半导体层，
所述公共接触部连接到所述第一外延堆叠件至所述第三外延堆叠件的所述p型半导体层，所述第一接触部至所述第三接触部分别连接到所述第一外延堆叠件至所述第三外延堆叠件的所述n型半导体层。
6.如权利要求5所述的发光堆叠件，其中，
所述第一外延堆叠件具有所述p型半导体层、所述活性层以及所述n型半导体层的一部分被去除而暴露所述n型半导体层的下面的凹陷部，所述第一接触部连接到所述凹陷部内的所述n型半导体层的下面。
7.如权利要求6所述的发光堆叠件，其中，
所述第一接触部包括设置在所述第一外延堆叠件的下部的第一垫电极，在平面上观察时，所述第一垫电极的面积大于所述凹陷部的面积。
8.如权利要求7所述的发光堆叠件，其中，
所述第一接触部包括设置在所述第一垫电极的下部的第一垫，所述第一垫大于所述凹陷部的面积。
9.如权利要求8所述的发光堆叠件，其中，
所述第二接触部和所述第三接触部分别还包括设置在所述第一外延堆叠件的下部的第二垫电极和第三垫电极。
10.如权利要求9所述的发光堆叠件，其中，
所述公共接触部还包括设置在所述第一外延堆叠件的下部的公共垫电极。
11.如权利要求10所述的发光堆叠件，其中，
所述公共垫电极以及第一垫电极至第三垫电极用相同材料设置在同一层。
12.如权利要求6所述的发光堆叠件，其中，
所述第二外延堆叠件和所述第三外延堆叠件中的至少一个的n型半导体层具有在其上面形成的凹凸部。
13.如权利要求6所述的发光堆叠件，其中，还包括：
第一p型电极至第三p型电极，分别连接到所述第一外延堆叠件至所述第三外延堆叠件的所述p型半导体层。
14.如权利要求13所述的发光堆叠件，其中，
所述第一p型电极设置在所述基底和所述第一外延堆叠件之间。
15.如权利要求13所述的发光堆叠件，其中，
所述第二p型电极设置在所述第一外延堆叠件和所述第二外延堆叠件之间。
16.如权利要求15所述的发光堆叠件，其中，
所述第二p型电极包括透明导电性材料。
17.如权利要求15所述的发光堆叠件，其中，
所述第三p型电极设置在所述第二外延堆叠件和所述第三外延堆叠件之间。
18.如权利要求17所述的发光堆叠件，其中，
所述第三p型电极包括透明导电性材料。
19.如权利要求2所述的发光堆叠件，其中，
多个所述外延堆叠件包括：
第一外延堆叠件，设置在所述基底上并且射出第一颜色光；
第二外延堆叠件，设置在所述第一外延堆叠件上，并且射出与所述第一颜色光不同的波段的第二颜色光；以及
第三外延堆叠件，设置在所述第二外延堆叠件上，并且射出与所述第一颜色光和所述第二颜色光不同的波段的第三颜色光。
20.如权利要求19所述的发光堆叠件，其中，
所述第一颜色光至所述第三颜色光分别为红色光、绿色光以及蓝色光。
21.如权利要求20所述的发光堆叠件，其中，还包括：
第一波通滤波器，设置在所述第一外延堆叠件和所述第二外延堆叠件之间。
22.如权利要求20所述的发光堆叠件，其中，还包括：
第二波通滤波器，设置在所述第二外延堆叠件和所述第三外延堆叠件之间。
23.如权利要求21所述的发光堆叠件，其中，
所述布线部还包括：第一信号布线至第三信号布线，向所述第一外延堆叠件至所述第三外延堆叠件的n型半导体层施加发光信号。
24.如权利要求1所述的发光堆叠件，其中，
从各个外延堆叠件射出的光具有彼此不同的能带，从各个外延堆叠件射出的光的能带从最下端部外延堆叠件到最上部的外延堆叠件逐渐增加。
25.如权利要求1所述的发光堆叠件，其中，
各个外延堆叠件彼此独立地被驱动。
26.如权利要求1所述的发光堆叠件，其中，
在彼此相邻地堆叠的两个外延堆叠件中，从下部的外延堆叠件射出的光透过上部的外延堆叠件而传播。
27.如权利要求1所述的发光堆叠件，其中，
所述外延堆叠件使从布置在其下端的外延堆叠件发出的光的80％以上透过。
28.一种显示装置，包括多个像素，
所述像素包括：
多个外延堆叠件，被依次堆叠并且向上部方向射出彼此不同波段的颜色光；以及
多个接触部，设置在多个所述外延堆叠件的下部并且施加共电压和发光信号。
29.如权利要求28所述的显示装置，其中，
所述显示装置以无源矩阵方式被驱动。
30.如权利要求28所述的显示装置，其中，
所述显示装置以有源矩阵方式被驱动。
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