CN112467006A - 微型发光二极管结构与使用其的微型发光二极管显示设备 - Google Patents

微型发光二极管结构与使用其的微型发光二极管显示设备 Download PDF

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Abstract

提供一种微型发光二极管结构。微型发光二极管结构包含一第一型半导体层。微型发光二极管结构也包含一发光层，发光层设置于第一型半导体层之上。微型发光二极管结构还包含一第二型半导体层，第二型半导体层设置于发光层之上。此外，微型发光二极管结构包含一第一电极与一第二电极。在微型发光二极管结构的上视图中，发光层与第二型半导体层定义一台面区，台面区的面积小于第一型半导体层的面积。台面区裸露第一型半导体层的一第一顶表面且第一顶表面环绕台面区。

Description

微型发光二极管结构与使用其的微型发光二极管显示设备
技术领域
本公开实施例涉及一种发光二极管结构，尤其涉及一种覆晶式(flip-chip)微型发光二极管结构与使用其的微型发光二极管显示设备。
背景技术
随着光电科技的进步，光电组件的体积逐渐往小型化发展。相较于有机发光二极管(organic light-emitting diode,OLED)，微型发光二极管(micro LED,mLED/μLED)具有效率高、寿命较长、材料不易受到环境影响而相对稳定等优势。因而，使用以数组排列制作的微型发光二极管的显示器在市场上逐渐受到重视。
在一般发光二极管芯片的结构中，发光二极管芯片的其中一个电极通常需要通过贯穿绝缘层、外侧掺杂半导体层、发光层的多个孔洞，以与内侧掺杂半导体层进行连接。然而，上述多个孔洞的制作方式较难在小尺寸的微型发光二极管芯片中完成。由于小尺寸的微型发光二极管芯片其所对应的孔洞较小，需要更为精准的对位以及开孔的制程，否则容易造成短路，导致使用微型发光二极管的显示器的整体良率不佳。
发明内容
本公开实施例是有关于一种覆晶式微型发光二极管结构。在微型发光二极管结构的上视图中，其台面(mesa)区的面积小于第一型半导体层的面积。此外，台面区裸露第一型半导体层的部分顶表面且此部分顶表面环绕台面区。微型发光二极管结构的一电极可通过此裸露的顶表面与第一型半导体层电性连接。因此，不需要制作多个对准的孔洞，可降低制程复杂度，并可有效防止短路，提升使用此发光二极管结构的显示设备的整体良率。
本公开实施例包含一种微型发光二极管结构。微型发光二极管结构包含一第一型半导体层。微型发光二极管结构也包含一发光层，发光层设置于第一型半导体层之上。微型发光二极管结构还包含一第二型半导体层，第二型半导体层设置于发光层之上。此外，微型发光二极管结构包含一第一电极，第一电极具有一第一部分与一第二部分。第一部分位于第二型半导体层的顶表面之上，且第二部分连接第一部分与第一型半导体层。微型发光二极管结构也包含一第二电极，第二电极设置于第二型半导体层的顶表面之上并与第二型半导体层电性连接。在微型发光二极管结构的上视图中，发光层与第二型半导体层定义一台面区，台面区的面积小于第一型半导体层的面积。台面区裸露第一型半导体层的一第一顶表面且第一顶表面环绕台面区。
本公开实施例包含一种微型发光二极管显示设备。微型发光二极管显示设备包含一显示背板，显示背板具有一第一连接电极与一第二连接电极。微型发光二极管显示设备也包含前述的微型发光二极管结构，微型发光二极管结构设置于显示背板之上。第一连接电极与第二连接电极分别电性连接于第一电极与第二电极。
附图说明
以下将配合所附附图详述本公开实施例。应注意的是，各种特征部件并未按照比例绘制且仅用以说明例示。事实上，组件的尺寸可能经放大或缩小，以清楚地表现出本公开实施例的技术特征。
图1至图6A是根据本公开一实施例示出在制造微型发光二极管结构的各个阶段的部分剖面图；
图6B显示根据本公开另一实施例的微型发光二极管结构的部分剖面图；
图7显示图6A的微型发光二极管结构的部分上视图；
图8显示根据本公开另一实施例的微型发光二极管结构的部分剖面图；
图9显示根据本公开又一实施例的微型发光二极管结构的部分剖面图；
图10显示根据本公开一实施例的微型发光二极管显示设备的部分剖面图；
图11显示微型发光二极管显示设备的部分电路示意图。
附图标记说明
1:微型发光二极管显示设备
11:显示背板
13:第一连接电极
15:第二连接电极
17:接合材料
d1,d2:距离
100,100’,102,104:微型发光二极管结构
10:基板
20:第一型半导体材料
20’:图案化第一型半导体材料
21,21’:第一型半导体层
21P:半导体凸块
21S1,21S2:侧表面
21T:顶表面
30:发光材料
31:发光材料层
40:第二型半导体材料
41:第二型半导体层
41A:圆角
41T:顶表面
50:电流分布材料
51:电流分布层
51T:顶表面
60:绝缘材料
61,61’:绝缘层
61H:贯孔
61P:绝缘凸块
71:第一电极
71-1:第一部分
71-2:第二部分
71A:圆角
72:第二电极
H1,H2:沟槽
A-A’:剖面线
D:信号线
H:距离
M:台面区
S:扫描线
T:厚度
W:宽度
具体实施方式
以下的公开内容提供许多不同的实施例或范例以实施本案的不同特征。以下的公开内容叙述各个构件及其排列方式的特定范例，以简化说明。当然，这些特定的范例并非用以限定。例如，若是本公开实施例叙述了一第一特征部件形成于一第二特征部件之上或上方，即表示其可能包含上述第一特征部件与上述第二特征部件是直接接触的实施例，亦可能包含了有附加特征部件形成于上述第一特征部件与上述第二特征部件之间，而使上述第一特征部件与第二特征部件可能未直接接触的实施例。
应理解的是，额外的操作步骤可实施于所述方法之前、之间或之后，且在所述方法的其他实施例中，部分的操作步骤可被取代或省略。
此外，其中可能用到与空间相关用词，例如“在…下方”、“下方”、“较低的”、“在…上方”、“上方”、“较高的”及类似的用词，这些空间相关用词是为了便于描述图示中一个(些)组件或特征部件与另一个(些)组件或特征部件之间的关系，这些空间相关用词包括使用中或操作中的装置的不同方位，以及附图中所描述的方位。当装置被转向不同方位时(旋转90度或其他方位)，则其中所使用的空间相关形容词也将依转向后的方位来解释。
在说明书中，“约”、“大约”、“大抵”的用语通常表示在一给定值或范围的20％之内，或10％之内，或5％之内，或3％之内，或2％之内，或1％之内，或0.5％之内。在此给定的数量为大约的数量，亦即在没有特定说明“约”、“大约”、“大抵”的情况下，仍可隐含“约”、“大约”、“大抵”的含义。
除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与此篇公开所属的本领域技术人员所通常理解的相同涵义。能理解的是，这些用语，例如在通常使用的字典中定义的用语，应被解读成具有与相关技术及本公开的背景或上下文一致的意思，而不应以一理想化或过度正式的方式解读，除非在本公开实施例有特别定义。
以下所公开的不同实施例可能重复使用相同的参考符号和/或标记。这些重复是为了简化与清晰的目的，并非用以限定所讨论的不同实施例和/或结构之间有特定的关系。
图1至图6A是根据本公开一实施例示出在制造微型发光二极管结构100的各个阶段的部分剖面图。要注意的是，为了更清楚显示本公开实施例的技术特征，图1至图6A中可能省略部分部件。
参照图1，将一第一型半导体材料20、一发光材料30与一第二型半导体材料40依序形成于一基板10之上。在一些实施例中，第一型半导体材料20、发光材料30与第二型半导体材料40可通过磊晶成长制程形成于基板10之上。举例来说，磊晶成长制程可包含金属有机化学气相沉积(metal organic chemical vapor deposition,MOCVD)、氢化物气相磊晶法(hydride vapor phase epitaxy,HVPE)、分子束磊晶法(molecular beam epitaxy,MBE)、其他适用的方法或其组合，但本公开实施例并非以此为限。
在一些实施例中，基板10可为半导体基板。举例来说，基板10的材料可包含硅、硅锗、氮化镓、砷化镓、其他适用的半导体材料或其组合。在一些实施例中，基板10可为半导体位于绝缘体之上的基板，例如绝缘层上的硅(silicon on insulator,SOI)基板。在一些实施例中，基板10可为玻璃基板或陶瓷基板。举例来说，基板10的材料可包含碳化硅(siliconcarbide,SiC)、氮化铝(aluminum nitride,AlN)、玻璃或蓝宝石(sapphire)。然而，本公开实施例并非此为限。
参照图1，第一型半导体材料20设置于基板10之上。在一些实施例中，第一型半导体材料20的掺杂为N型。举例来说，第一型半导体材料20可包含Ⅱ-Ⅵ族材料(例如，硒化锌(ZnSe))或Ⅲ-Ⅴ氮族化合物材料(例如，氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)、氮化铟(InN)、氮化铟镓(InGaN)、氮化铝镓(AlGaN)或氮化铝铟镓(AlInGaN))，且第一型半导体材料20可包含硅(Si)或锗(Ge)等掺杂物，但本公开实施例并非以此为限。在本公开的实施例中，第一型半导体材料20可以是单层或多层结构。
参照图1，发光材料30设置于第一型半导体材料20之上。在一些实施例中，发光材料30可包含至少一无掺杂(undoped)半导体层或是至少一低掺杂层。举例来说，发光材料30可以是一量子井(quantum well,QW)层，其可包含氮化铟镓(indium gallium nitride,InxGa1-xN)或氮化镓(gallium nitride,GaN)，但本公开实施例并非以此为限。在一些实施例中，发光材料30也可以是一多重量子井(multiple quantum well,MQW)层，但本公开实施例并非依此为限。
参照图1，第二型半导体材料40设置于发光材料30之上。在一些实施例中，第二型半导体材料40的掺杂为P型。举例来说，第二型半导体材料40可包含Ⅱ-Ⅵ族材料(例如，硒化锌(ZnSe))或Ⅲ-Ⅴ氮族化合物材料(例如，氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)、氮化铟(InN)、氮化铟镓(InGaN)、氮化铝镓(AlGaN)或氮化铝铟镓(AlInGaN))，且第二型半导体材料40可包含镁(Mg)、碳(C)等掺杂物，但本公开实施例并非以此为限。在本公开的实施例中，第二型半导体材料40可以是单层或多层结构。
如图1所示，在一些实施例中，可将一电流分布材料50形成于第二型半导体材料40之上。在一些实施例中，电流分布材料50可通过一沉积制程形成于第二型半导体材料40之上。举例来说，沉积制程可包含化学气相沉积(chemical vapor deposition,CVD)、原子层沉积(atomic layer deposition,ALD)、其他适用的方法或其组合，但本公开实施例并非以此为限。
在一些实施例中，电流分布材料50可包含透明导电材料。举例来说，透明导电材料可包含氧化铟锡(indium tin oxide,ITO)、氧化锡(tin oxide,TO)、氧化铟锌(indiumzinc oxide,IZO)、氧化铟镓锌(indium gallium zinc oxide,IGZO)、氧化铟锡锌(indiumzinc tin oxide,ITZO)、氧化锑锡(antimony tin oxide,ATO)、氧化锑锌(antimony zincoxide,AZO)，但本公开实施例并非以此为限。
参照图2，执行一图案化制程，以形成多个沟槽H1。具体而言，沟槽H1可将发光材料30、第二型半导体材料40与电流分布材料50区分为多个发光层31、第二型半导体层41与电流分布层51，并将第一型半导体材料20形成为一图案化第一型半导体材料20’。在一些实施例中，可在电流分布材料50上设置屏蔽层(未示出)，接着使用此屏蔽层作为蚀刻屏蔽进行蚀刻制程，以完成图案化制程。
举例来说，屏蔽层可以包含光致抗蚀剂，例如正型光致抗蚀剂(positivephotoresist)或负型光致抗蚀剂(negative photoresist)。在一些实施例中，屏蔽层可包含硬屏蔽，且可由氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)、氮氧化硅(SiON)、碳化硅(SiC)、氮碳化硅(SiCN)、类似的材料或前述的组合形成。屏蔽层可以是单层或多层结构。屏蔽层的形成可以包含沉积制程、光微影制程、其他适当的制程或前述的组合。在一些实施例中，沉积制程包含旋转涂布(spin-on coating)、化学气相沉积、原子层沉积、类似的制程或前述的组合。举例来说，光微影制程可以包含光致抗蚀剂涂布(例如旋转涂布)、软烘烤(soft baking)、光罩对准(mask aligning)、曝光(exposure)、曝光后烘烤(post-exposure baking,PEB)、显影(developing)、清洗(rinsing)、干燥(例如硬烘烤)、其他合适的制程或前述的组合。
在一些实施例中，前述蚀刻制程可包含干式蚀刻制程、湿式蚀刻制程或前述的组合。举例来说，干式蚀刻制程可以包含反应性离子蚀刻(reactive ion etch,RIE)、感应耦合式等离子体(inductively-coupled plasma,ICP)蚀刻、中子束蚀刻(neutral beametch,NBE)、电子回旋共振式(electron cyclotron resonance,ERC)蚀刻、类似的蚀刻制程或前述的组合。举例来说，湿式蚀刻制程可使用例如氢氟酸(hydrofluoric acid,HF)、氢氧化铵(ammonium hydroxide,NH4OH)或任何合适的蚀刻剂。
要特别注意的是，在图2所示的实施例中，图案化第一型半导体材料20’也位于多个沟槽H1的下方。亦即，在执行蚀刻制程时，于前述屏蔽层所欲移除的区域中，只会移除发光材料30、第二型半导体材料40、电流分布材料50与一部分的第一型半导体材料20，而另一部分的第一型半导体材料(即图案化第一型半导体材料20’)仍被保留，但本公开实施例并非以此为限。在一些其他的实施例中，在执行蚀刻制程时，也可能将第一型半导体材料20完全保留。
此外，在一些实施例中，在此阶段的剖面中，第二型半导体层41与电流分布层51可形成圆角。举例来说，如图2所示，每个第二型半导体层41与电流分布层51可在其顶表面与侧表面的交界处形成圆角41A。相对的，在此阶段的剖面中，沟槽H1的底面(即图案化第一型半导体材料20’)与沟槽H1的侧面则形成较锐利的斜坡结构。这样的结构会让后续膜层沉积时不易在转角形成断线或发生厚度过薄的情况，而令微型发光二极管结构的光电特性较为稳定。
参照图3，执行一图案化制程，以在图案化第一型半导体材料20’中形成多个沟槽H2。如图3所示，沟槽H2可将图案化第一型半导体材料20’区分为多个第一型半导体层21。图案化制程的范例如前所述，在此不多加赘述。具体而言，沟槽H2可形成于沟槽H1底部的图案化第一型半导体材料20’中，使得每层发光层31、每层第二型半导体层41与每层电流分布层51相对于对应的第一型半导体层21内缩。
此外，在本实施例中，沟槽H2的中心轴与沟槽H1的中心轴分离，使得每层发光层31、每层第二型半导体层41与每层电流分布层51的两侧相对于对应的第一型半导体层21内缩的程度不同。举例来说，在图3所示的剖面图中，发光层31、第二型半导体层41与电流分布层51的左侧相对于对应的第一型半导体层21内缩的程度较发光层31、第二型半导体层41与电流分布层51的右侧相对于对应的第一型半导体层21内缩的程度低，但本公开实施例并非以此为限。为了更清楚说明本公开实施例的特征，于后方附图中，仅示出一层第一型半导体层21、一层发光层31、一层第二型半导体层41与一层电流分布层51。
参照图4，将一绝缘材料60形成于第一型半导体层21、发光层31、第二型半导体层41与电流分布层51之上。具体而言，可通过一沉积制程将绝缘材料60形成于第一型半导体层21的部分顶表面与侧表面、发光层31与第二型半导体层41的侧表面及电流分布层51的顶表面与侧表面，但本公开实施例并非以此为限。
参照图5，执行一图案化制程，以移除部分绝缘材料60并形成绝缘层61。图案化制程的范例如前所述，在此不多加赘述。具体而言，在图5所示，绝缘层61设置于第一型半导体层21、发光层31、第二型半导体层41与电流分布层51之上且可包含贯孔61H，贯孔61H裸露电流分布层51的部分顶表面51T。此外，绝缘层61也接触第一型半导体层21的一部分，并裸露第一型半导体层21的部分顶表面21T。在此阶段的剖面中，第一型半导体层21具有侧表面21S1及与侧表面21S1相对的侧表面21S2，侧表面21S1与部分顶表面21T相邻。亦即，在图5所示实施例中，绝缘层61可覆盖发光层31的侧表面、第二型半导体层41的侧表面及第一型半导体层21的侧表面21S2，但未覆盖第一型半导体层21的部分顶表面21T与侧表面21S1。
参照图6A，形成一第一电极71及一第二电极72，第一电极71与第一型半导体层21电性连接，而第二电极72与第二型半导体层41电性连接，以形成微型发光二极管结构100。举例来说，可通过一沉积制程与一图案化制程形成第一电极71及第二电极72，但本公开实施例并非以此为限。沉积制程与图案化制程的范例如前所述，在此不多加赘述。
具体而言，如图6A所示，第一电极71具有一第一部分71-1与一第二部分71-2，第一部分71-1位于第二型半导体层41的顶表面41T之上(即位于电流分布层51之上)，第二部分71-1连接第一部分71-1与第一型半导体层21，且第二电极72设置于第二型半导体层41的顶表面41T之上(即位于电流分布层51之上)。
如图6A所示，电流分布层51的顶表面51T至第一型半导体层21的部分顶表面21T的最短距离(即，垂直距离)为H，绝缘层61接触第一型半导体层21的部分的宽度为W。在一些实施例中，宽度W与距离H的比例可介于0.9至1.1(即，W/H＝1±0.1)，但本公开实施例并非以此为限。
在图6A所示的实施例中，第一电极71的第二部分71-2与第一型半导体层21的部分顶表面21T直接接触，以与第一型半导体层21电性连接，而第二电极72可通过绝缘层61的贯孔61H与电流分布层51的部分顶表面51T直接接触，以与第二型半导体层41电性连接。如图6A所示，绝缘层61覆盖发光层31的侧表面、第二型半导体层41的侧表面、电流分布层51的侧表面、第一型半导体层21的侧表面21S2，但不覆盖第一型半导体层21的另一侧表面21S1及部分的顶表面21T。此外，绝缘层61也位于第一电极71与发光层31的侧表面之间、第一电极71与第二型半导体层41的侧表面之间及第一电极71与电流分布层51的侧表面之间。
在一些实施例中，如图6A所示，第一电极71的第二部分71-2与第一型半导体层21的侧表面21S1分离。亦即，第一电极71的第二部分71-2可覆盖第一型半导体层21的部分顶表面21T，但并未延伸至第一型半导体层21的侧表面21S1。
图6B显示根据本公开另一实施例的微型发光二极管结构100’的部分剖面图。类似地，电流分布层51的部分顶表面51T与第一型半导体层21的部分顶表面21T的最短距离(即，垂直距离)为H。此外，在图6B所示的实施例中，第一电极71(及第二电极72)的厚度T可大于距离H。因而，第一电极71(的第二部分71-2)可形成一段差(图6B中虚线圈起处)，并形成轮廓较圆滑的形状。这样的形状可有效提升后续进行(大量)转移时的接合良率。
图7显示图6A的微型发光二极管结构100的部分上视图。举例来说，图6A例如是沿着图7中的剖面线A-A’所切的微型发光二极管结构100的部分剖面图，但本公开实施例并非依此为限。在一些实施例中，图7也可显示图6B的微型发光二极管结构100’的部分上视图。类似地，为了更清楚显示本公开实施例的技术特征，图7中可能省略微型发光二极管结构100的部分部件。
参照图7，在微型发光二极管结构100的上视图中，发光层31与第二型半导体层41可形成一台面(mesa)区M，台面区M可视为微型发光二极管结构100的发光区域。在本公开的一些实施例中，台面区M的面积小于第一型半导体层21的面积。亦即，台面区M(发光层31与第二型半导体层41)相较于第一型半导体层21呈一内缩状态。更详细来说，台面区M的面积小于第一型半导体层21的面积，且台面区M裸露第一型半导体层21的部分顶表面21T。如图7所示，在微型发光二极管结构100的上视图中，第一型半导体层21的部分顶表面21T可环绕台面区M。
在一些实施例中，如图7所示，在微型发光二极管结构100的上视图中，第一电极71的第一部分71-1的面积可与第二电极72的面积大致上相等。此外，第一型半导体层21的掺杂例如为N型，而第二型半导体层41的掺杂例如为P型，但本公开实施例并非以此为限。
本公开实施例所述的微型发光二极管结构是指其长和宽在1μm至50μm、高在1μm至10μm范围内的发光二极管结构。在一些实施例中，微型发光二极管结构的最大宽度可为20μm、10μm或5μm，而微型发光二极管结构的最大高度可为8μm或5μm。
如图6A、图7所示，在本公开的一些实施例中，由于台面区M可裸露第一型半导体层21的部分顶表面21T，使第一电极71(的第二部分71-2)可与此部分顶表面21T连接，以将第一电极71与第一型半导体层21电性连接。即便微型发光二极管结构100为一“微型”结构，也不需要制作多个对准的孔洞便能有效防止短路。因此，可降低制程复杂度(例如，对位的精准度可降低，开孔的制程以及整体制程步骤可简化)，并提升使用微型发光二极管结构100的显示设备的整体良率。
再者，微型发光二极管结构100的台面区M(发光层31与第二型半导体层41)相较于第一型半导体层21呈一内缩状态，使得发光层31与第二型半导体层41的侧表面均被绝缘层61所包覆，能有效避免如传统的微型发光二极管容易发生侧面漏电流的可能性。
在一些实施例中，如图6A(或图6B)所示，在微型发光二极管结构100(或100’)的剖面图中，第二型半导体层41与电流分布层51可在其顶表面与侧表面的交界处(相较于第一型半导体层21的部分顶表面21T与侧表面21S1的交界处)具有圆角41A，且第一电极71(的第一部分71-1与第二部分71-2)是顺应性地形成于第二型半导体层41与电流分布层51之上。因此，在微型发光二极管结构100(或100’)的剖面图中，第一电极71的第一部分71-1与第二部分71-2的连接处也可形成一圆角71A。第二型半导体层41与电流分布层51在其顶表面与侧表面的交界处形成的圆角41A圆角可改善第一电极71剥离(peeling)的现象，而第一电极71的第一部分71-1与第二部分71-2的连接处形成的圆角71A可有效降低电荷聚集。后续再将微型发光二极管结构100(或100’)覆晶接合至显示设备的显示背板时，可通过都位于第二型半导体层41上的第二电极72及第一电极71的第一部份71-1与显示背板进行接合，可以有较平均的受力，藉此提高接合良率。
图8显示根据本公开另一实施例的微型发光二极管结构102的部分剖面图。类似地，为了更清楚显示本公开实施例的技术特征，图8中可能省略微型发光二极管结构102的部分部件。
图8所示的微型发光二极管结构102与图6A、图7所示的微型发光二极管结构100相似，其不同之处的其中之一在于微型发光二极管结构102的绝缘层61’可包含至少一绝缘凸块61P，绝缘凸块61P位于贯孔61H中。如图8所示，多个绝缘凸块61P可彼此分离并设置于贯孔61H的位置。绝缘凸块61P有助于电流分散(current spreading)，可降低第二型半导体层41的电流聚集。要注意的是，绝缘凸块61P的数量、形状与位置并未限定于图8所示，可依实际需求调整。在一些实施例中，覆盖部分贯孔61H的绝缘凸块61P所裸露出的电流分布层51的顶表面51T的面积超过50％，以确保第二电极72与电流分布层51间的面电阻不会过高。
图9显示根据本公开又一实施例的微型发光二极管结构104的部分剖面图。类似地，为了更清楚显示本公开实施例的技术特征，图9中可能省略微型发光二极管结构104的部分部件。
图9所示的微型发光二极管结构104与图6A、图7所示的微型发光二极管结构100相似，其不同之处的其中之一在于微型发光二极管结构104的第一型半导体层21’可包含至少一半导体凸块21P。如图9所示，多个半导体凸块21P可位于第一型半导体层21’的部分顶表面21T(即未被绝缘层61覆盖的顶表面)。半导体凸块21P可增加第一电极71(的第二部分71-2)与第一型半导体层21’的接触面积。
在一些实施例中，半导体凸块21P可通过将第一型半导体层21’的部分顶表面21T图案化(例如，进行一蚀刻制程或一表面粗化制程)所形成。因此，半导体凸块21P的材料可与第一型半导体层21’的材料相同，但本公开实施例并非以此为限。
图10显示根据本公开一实施例的微型发光二极管显示设备1的部分剖面图。图11显示微型发光二极管显示设备1的部分电路示意图。类似地，为了更清楚显示本公开实施例的技术特征，图10、图11中可能省略微型发光二极管显示设备1的部分部件。
参照图10，微型发光二极管显示设备1包含一显示背板11，显示背板11具有多个第一连接电极13与多个第二连接电极15，第一连接电极13与第二连接电极15可彼此成对设置。微型发光二极管显示设备1也包含多个微型发光二极管结构100，微型发光二极管结构100设置于显示背板11之上。第一连接电极13与第二连接电极15可分别电性连接于微型发光二极管结构100的第一电极71与第二电极72。具体而言，多个微型发光二极管结构100可从基板10被大量转移(mass transfer)至显示背板11上，并与显示背板11接合。
如图10所示，第一连接电极13可通过接合材料17与第一电极71的第一部分71-1电性连接，但与第一电极71的第二部分71-2分离，而第二连接电极15可通过接合材料17与第二电极72电性连接。在一些实施例中，接合材料17例如是铟或其他导电材料。可通过加热加压制程，使得微型发光二极管结构100稳固地电性连接于第一连接电极13与第二连接电极15。亦即，微型发光二极管结构100是以位于台面区M之上的电极(即第一电极71的第一部分71-1及第二电极72)与显示背板11的第一连接电极13与第二连接电极15接合，且接合时的接触面是平整的，使得接合时微型发光二极管结构100的受力较为平均、避免劈裂。
在一些实施例中，如图10所示，显示背板11的第一连接电极13与第二连接电极15之间的距离d2可小于第一电极71(的第一部分71-1)与第二电极72的距离d1，但本公开实施例并非以此为限。
同时参照图11，微型发光二极管显示设备1包含多个像素P，像素P形成于显示背板11之上，且排列为一数组。每一列像素P通过例如扫描线S与信号线D控制，在此并无示出详细的电路图。每个像素P可包含多个子像素，例如：子像素P1、子像素P2、子像素P3。在一些实施例中，子像素P1、子像素P2、子像素P3可分别呈现红色、绿色、蓝色。亦即，子像素P1中的微型发光二极管结构100可为红光微型发光二极管、子像素P2中的微型发光二极管结构100可为绿光微型发光二极管、子像素P3中的微型发光二极管结构100可为蓝光微型发光二极管，但本公开实施例并非以此为限。在一些其他的实施例中，子像素P1、子像素P2、子像素P3可也呈现黄色、白色或其他合适的颜色。
在一些实施例中，第一连接电极13可例如是显示背板11的共电极线(commonelectrode line)的延伸电极的一部分，而第二连接电极15可例如是显示背板11的数据线(data line)的一部分。亦即，微型发光二极管结构100的第一电极71与第二电极72可分别电性连接于微型发光二极管显示设备1的共电极线与数据线，但本公开实施例并非以此为限。在一些其他的实施例中，微型发光二极管显示设备1也可利用多个设置于显示背板11上的微型集成电路晶粒(micro IC)来控制每一画素P中的微型发光二极管结构100。
要注意的是，虽然在图10、图11所示的微型发光二极管显示设备1中，是以多个微型发光二极管结构100设置于显示背板11之上进行说明，但本公开实施例并非以此为限。在一些其他的实施例中，也可以图6B所示的微型发光二极管结构100’、图8所示的微型发光二极管结构102或图9所示的微型发光二极管结构104取代微型发光二极管结构100设置于显示背板11之上。
承上述说明，在本公开实施例的微型发光二极管结构的上视图中，台面区(发光层与第二型半导体)相较于第一型半导体层内缩，以裸露第一型半导体层的部分顶表面，且裸露的部分顶表面环绕台面区，使第一电极(的第二部分)可与此部分顶表面连接。因此，不需要制作多个对准的孔洞便能有效防止短路，藉此可降低制程复杂度(例如，对位的精准度可降低，开孔的制程可简化)，并提升使用微型发光二极管结构的显示设备的整体良率。
以上概述数个实施例的部件，以便在本公开所属技术领域中技术人员可以更理解本公开实施例的观点。在本公开所属技术领域中技术人员应该理解，他们能以本公开实施例为基础，设计或修改其他制程和结构以达到与在此介绍的实施例相同的目的和/或优势。在本公开所属技术领域中技术人员也应该理解到，此类等效的结构并无悖离本公开的精神与范围，且他们能在不违背本公开的精神和范围之下，做各式各样的改变、取代和替换。因此，本公开的保护范围当视权利要求所界定的为准。另外，虽然本公开已以数个较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本公开。
整份说明书对特征、优点或类似语言的引用，并非意味可以利用本公开实现的所有特征和优点应该或者可以在本公开的任何单个实施例中实现。相对地，涉及特征和优点的语言被理解为其意味着结合实施例描述的特定特征、优点或特性包括在本公开的至少一个实施例中。因而，在整份说明书中对特征和优点以及类似语言的讨论可以但不一定代表相同的实施例。
再者，在一个或多个实施例中，可以任何合适的方式组合本公开的所描述的特征、优点和特性。根据本文的描述，相关领域的技术人员将意识到，可在没有特定实施例的一个或多个特定特征或优点的情况下实现本公开。在其他情况下，在某些实施例中可识别附加的特征和优点，这些特征和优点可能不存在于本公开的所有实施例中。

Claims (18)

1.一种微型发光二极管结构，包括：
第一型半导体层；
发光层，设置于所述第一型半导体层之上；
第二型半导体层，设置于所述发光层之上；
第一电极，具有第一部分与第二部分，其中所述第一部分位于所述第二型半导体层的顶表面之上，且所述第二部分连接所述第一部分与所述第一型半导体层；以及
第二电极，设置于所述第二型半导体层的顶表面之上并与所述第二型半导体层电性连接；
其中在所述微型发光二极管结构的上视图中，所述发光层与所述第二型半导体层定义台面区，所述台面区的面积小于所述第一型半导体层的面积，所述台面区裸露所述第一型半导体层的第一顶表面且所述第一顶表面环绕所述台面区。
2.根据权利要求1的微型发光二极管结构，其中在所述发光二极管结构的所述上视图中，所述第一部分的面积与所述第二电极的面积相等。
3.根据权利要求1的微型发光二极管结构，其中所述第二部分与所述第一顶表面直接接触。
4.根据权利要求1的微型发光二极管结构，其中在所述微型发光二极管结构的剖面图中，所述第一型半导体层具有第一侧表面及与所述第一侧表面相对的第二侧表面，所述第一侧表面与所述第一顶表面相邻，且所述第二部分与所述第一侧表面分离。
5.根据权利要求4的微型发光二极管结构，还包括：
绝缘层，覆盖所述发光层的侧表面、所述第二型半导体层的侧表面、所述第二侧表面，并接触所述第一型半导体层的一部分。
6.根据权利要求5的微型发光二极管结构，其中所述绝缘层具有贯孔，所述第二电极通过所述贯孔与所述第二型半导体层电性连接。
7.根据权利要求6的微型发光二极管结构，其中所述绝缘层包括至少一绝缘凸块，所述绝缘凸块位于所述贯孔中。
8.根据权利要求6的微型发光二极管结构，还包括：
电流分布层，设置于所述二型半导体层与所述绝缘层之间。
9.根据权利要求8的微型发光二极管结构，其中所述贯孔裸露所述电流分布层的一部分顶表面，且所述第二电极与所述部分顶表面直接接触。
10.根据权利要求8的微型发光二极管结构，其中所述绝缘层接触所述第一型半导体层的部分的宽度与所述电流分布层的顶表面至所述第一顶表面的最短距离的比例介于0.9至1.1。
11.根据权利要求1的微型发光二极管结构，其中所述第一型半导体层包括至少一半导体凸块，所述半导体凸块位于所述第一顶表面。
12.根据权利要求1的微型发光二极管结构，其中在所述微型发光二极管结构的剖面图中，所述第二型半导体层的顶表面与侧表面的交界处相较于所述第一型半导体层的第一顶表面与侧面的交界处具有圆角。
13.根据权利要求1的微型发光二极管结构，其中所述发光层与第二型半导体层相对于所述第一型半导体层内缩。
14.根据权利要求13的微型发光二极管结构，其中所述发光层与第二型半导体层的两侧相对于所述第一型半导体层内缩的程度不同。
15.根据权利要求1的微型发光二极管结构，其中所述第一型半导体层的掺杂为N型，而所述第二型半导体层的掺杂为P型。
16.一种微型发光二极管显示设备，包括：
显示背板，具有第一连接电极与第二连接电极；以及
一种如权利要求1～15中任一项的微型发光二极管结构，设置于所述显示背板之上；
其中所述第一连接电极与所述第二连接电极分别电性连接于所述第一电极与所述第二电极。
17.根据权利要求16的微型发光二极管显示设备，其中所述第一连接电极与所述第二连接电极之间的距离小于所述第一电极与所述第二电极之间的距离。
18.根据权利要求16的微型发光二极管结构，其中所述第一连接电极通过接合材料与所述第一部分电性连接并与所述第二部分分离，而所述第二连接电极通过接合材料与所述第二电极电性连接。
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