CN112889155A - 使用半导体发光器件的显示装置及其制造方法 - Google Patents

使用半导体发光器件的显示装置及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种显示装置及其制造方法，更具体地，涉及一种使用半导体发光器件的显示装置。本公开的一个目的是提供一种用于减小在制造包括半导体发光器件的显示装置中的工艺误差的制造方法和结构。

Description

使用半导体发光器件的显示装置及其制造方法
技术领域
本公开涉及一种显示装置及其制造方法，更具体地，涉及一种使用半导体发光器件的显示装置。
背景技术
近年来，液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器和微型LED显示器在显示技术领域中一直在争相实现大面积显示器。
然而，在LCD的情况下存在诸如响应时间慢、由背光产生的光的效率低的问题，在OLED的情况下存在诸如使用寿命短、产量(yeild，成品率)减小以及效率低的缺点。
相反，当在显示器中使用直径或横截面区域为100微米或更小的半导体发光器件(微型LED(μLED))时，因为显示器使用了偏振板等而不吸收光，所以显示器可以提供非常高的效率。然而，由于大尺寸显示器需要数百万个半导体发光器件，所以与其他技术相比，在转移这些器件方面有困难。
当前正在开发的用于转移工艺(process)的技术包括拾取和放置(pick&place)、激光剥离(LLO，laser lift-off)、自组装等。在这些技术之中，自组装方法是用来实现大尺寸显示装置的最有利方法，所述自组装方法是半导体发光器件自身定位在流体中的方法。
近年来，第9,825,202号美国专利提出了一种适合于自组装的微型LED结构，但是还没有针对通过微型LED的自组装来制造显示器的技术的研究。因此，本公开提出了一种新型的可以自组装微型LED的显示装置及其制造方法。
发明内容
技术问题
本公开的一个目的是提供一种用于减小在制造包括半导体发光器件的显示装置中的工艺误差的制造方法和结构。
本公开的另一目的是提供一种用于减少在制造包括半导体发光器件的显示装置中所需的工艺数量的制造方法和结构。
技术方案
本公开可以提供一种显示装置，所述显示装置包括：基底；半导体发光器件，具有设置在基底上且环状地(annularly)形成在半导体发光器件的上边缘上的第一导电电极、以及形成在半导体发光器件的上中心部分上且被第一导电电极围绕的第二导电电极；钝化层，形成为覆盖半导体发光器件的上表面的一部分；第一布线电极(wiring electrode)，电连接到第一导电电极；以及第二布线电极，从半导体发光器件的上边缘延伸到半导体发光器件的上中心部分，并且电连接到第二导电电极，其中，第二布线电极的一部分与第一导电电极的一部分重叠(overlap)而钝化层置于二者之间。
根据一实施例，钝化层可以从半导体发光器件的侧表面沿半导体发光器件的宽度方向延伸，并且可以形成为覆盖第一导电电极的部分和第二导电电极的部分。
根据一实施例，钝化层可以形成为覆盖半导体发光器件的上表面的除了第一导电电极和第二导电电极的连接到第一布线电极和第二布线电极的部分之外的其余部分。
根据一实施例，半导体发光器件可以相对于其宽度方向(widthwise)中心线对称地形成。
根据一实施例，第一导电电极和第二导电电极可以相对于半导体发光器件的厚度方向设置有高度差。
根据一实施例，半导体发光器件可以包括：第一导电半导体层，设置在第一导电电极下方；第二导电半导体层，设置在第二导电电极下方；以及有源层，形成在第一导电半导体层与第二导电半导体层之间。
根据一实施例，有源层可以形成为与设置在半导体发光器件的中心部分处的第二导电电极重叠。
根据一实施例，有源层可以以环形形状形成为与第一导电电极重叠。
另外，本公开可以提供一种显示装置的制造方法，所述方法可以包括：在晶圆上制造多个半导体发光器件，每个所述多个半导体发光器件具有环状地形成在其上边缘上的第一导电电极、以及形成在该半导体发光器件的上中心部分处且被第一导电电极围绕的第二导电电极；形成覆盖半导体发光器件的上表面的钝化层；将基底转移到组装位置，并且将所述多个半导体发光器件放置到流体室中；引导半导体发光器件在流体室中的移动，以将半导体发光器件组装在基底的预设位置处；蚀刻钝化层的与第一导电电极和第二导电电极重叠的部分，以使第一导电电极的部分和第二导电电极的部分暴露；以及将第一布线电极和第二布线电极连接到第一导电电极和第二导电电极。
根据一实施例，形成钝化层可以被执行为覆盖半导体发光器件的整个上表面。
根据一实施例，蚀刻钝化层可以在将多个半导体发光器件组装在基底的预设位置处之后被执行。
根据一实施例，第二布线电极的部分可以被设置为与第一导电电极的一部分重叠而钝化层置于二者之间。
有益效果
根据本公开，不需要在半导体发光器件的制造中执行使半导体发光器件的导电电极暴露于外部的工艺。结果，减少了工艺的数量，并且减小了工艺误差。此外，由于工艺误差的减小，使得半导体发光器件的尺寸可以被减小。
附图说明
附图示出了本发明的实施例并且与描述一起用于解释本发明的原理，这些附图被包括以提供对本发明的进一步理解并且被并入该说明书中并构成该说明书的一部分。在附图中：
图1是示出根据本公开的实施例的使用半导体发光器件的显示装置的视图。
图2是示出图1中的显示装置的部分“A”的局部放大图。
图3是示出图2中的半导体发光器件的放大图。
图4是示出图2中的半导体发光器件的另一实施例的放大图。
图5A至图5G是用于解释制造前述半导体发光器件的新工艺的视图。
图6是示出根据本公开的半导体发光器件的自组装装置的示例的视图。
图7是示出图6中的自组装装置的方框图。
图8A至图8G是示出使用图6中的自组装装置的自组装半导体发光器件的工艺的视图。
图9A至图9C是示出在使用图6中的自组装装置将半导体发光器件自组装在布线基底上之后制造显示装置的工艺的视图。
图10A是示出在转移半导体发光器件之前的布线基底的平面图。
图10B是示出在转移半导体发光器件之后的布线基底的平面图。
图11A至图16是示出根据本公开的显示装置的各种修改(modified)实施例的视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本文公开的实施例，相同或相似的元件用相同的附图标记表示而与附图中的标号无关，并且将省略它们的多余描述。在以下描述中公开的用于构成元件的后缀“模块”和“单元”仅旨在使说明书容易描述，并且后缀本身不给出任何特殊含义或功能。在描述本公开时，如果对相关的已知功能或构造的详细解释被认为不必要地转移了本公开的主旨，则这种解释已经被省略，但是将被本领域技术人员所理解。另外，应当注意，附图仅是为了容易地解释本发明的构思而示出的，因此，它们不应被解释为本文所公开的技术构思由附图限制。
此外，将理解的是，当诸如层、区域或基底的元件被称为在另一元件“上”时，该元件可以直接在所述另一元件上，或者也可以在它们之间插入中间元件。
本文公开的显示装置可以包括便携式电话、智能电话、膝上型计算机、数字广播终端、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、导航、触屏平板PC(slate PC)、平板PC、超级本、数字电视(TV)、数字标牌、头戴式显示器(HMD)、台式计算机等。然而，本领域技术人员将容易理解，即使本文公开的构造(configuration，配置)是之后将开发的新产品类型，其也可以应用于任何可显示装置。
图1是示出根据本公开的实施例的使用半导体发光器件的显示装置的视图，图2是示出图1中的显示装置的部分“A”的局部放大图，图3是示出图2中的半导体发光器件的放大图，图4是示出图2中的半导体发光器件的另一实施例的放大图。
根据图示，在显示装置100的控制器中处理的信息可以显示在显示模块101上。围绕显示模块的边缘的闭合回路形式的壳体可以形成显示装置的边框(bezel)。
显示模块101可以包括在其上显示图像的面板，该面板可以包括(多个)微型尺寸的(micro-sized，微米级的)半导体发光器件150和在其上安装有半导体发光器件150的布线基底110。
布线(wiring lines)可以形成在布线基底110上，并且连接到半导体发光器件150的n型电极152和p型电极156。由此，半导体发光器件150可以作为自发光的单个像素(individual pixel，单独的像素)而设置在布线基底110上。
在面板上显示的图像是视觉信息，并且经由布线通过独立地控制以矩阵形式布置的子像素的发光来实现。
根据本发明，示出了微型LED(发光二极管)，作为将电流转换成光的半导体发光器件150的一种类型。微型LED可以是以100微米或更小的小尺寸形成的发光二极管。半导体发光器件150可以分别设置在蓝色发光区域、红色发光区域和绿色发光区域中，以通过发光区域的组合来实现子像素。换言之，子像素表示用于实现单一颜色的最小单位，并且可以在子像素中设置至少三个微型LED。
更具体地，参照图3，半导体发光器件150可以是竖直结构。
例如，半导体发光器件150可以通过高功率发光器件来实现，该高功率发光器件发射包括蓝色(光)的各种光，其中主要使用氮化镓(GaN)，并且将铟(In)和/或铝(Al)添加至其中。
竖直半导体发光器件可以包括p型电极156、形成有p型电极156的p型半导体层155、形成在p型半导体层155上的有源层154、形成在有源层154上的n型半导体层153、和形成在n型半导体层153上的n型电极152。在这种情况下，位于底部处的p型电极156可以电连接到布线基底的p电极，位于顶部处的n型电极152可以在半导体发光器件的上侧处电连接到n电极。这些电极可以在竖直半导体发光器件150中沿向上/向下方向设置，从而提供能够使芯片尺寸减小的很大优势。
对于另一示例，参照图4，半导体发光器件可以是倒装芯片型(flip chip type)半导体发光器件。
对于这样的示例，半导体发光器件250可以包括p型电极256、形成有p型电极256的p型半导体层255、形成在p型半导体层255上的有源层254、形成在有源层254上的n型半导体层253、以及设置成在n型半导体层253上沿水平方向与p型电极256分离的n型电极252。在这种情况下，p型电极256和n型电极252都可以在半导体发光器件的底部处电连接到布线基底的p电极和n电极。
竖直半导体发光器件和水平半导体发光器件可以分别是绿色半导体发光器件、蓝色半导体发光器件或红色半导体发光器件。绿色半导体发光器件和蓝色半导体发光器件可以主要由氮化镓(GaN)形成，并且将铟(In)和/或铝(Al)添加至其中，以实现发射绿光或蓝光的高功率发光器件。对于这样的示例，半导体发光器件可以是形成在诸如n-Gan、p-Gan、AlGaN和InGa的各种层中的氮化镓薄膜，具体地，p型半导体层可以是p型GaN，并且n型半导体层可以是N型GaN。然而，在红色半导体发光器件的情况下，p型半导体层可以是p型GaAs，并且n型半导体层可以是n型GaAs。
另外，p型半导体层中的p电极侧可以是掺杂有Mg的p型GaN，并且n型半导体层中的n电极侧可以是掺杂有Si的n型GaN。在这种情况下，上述半导体发光器件可以是不具有有源层的半导体发光器件。
另一方面，参照图1至图4，由于发光二极管非常小，所以显示面板可以布置有以精细间距(fine pitch)布置的自发射子像素，从而实现高品质显示装置。
在使用上述的本公开的半导体发光器件的显示装置中，在晶圆上生长(grow)并通过台面(mesa)和隔离(isolation)形成的半导体发光器件用作单个像素。在这种情况下，微型尺寸的半导体发光器件150必须被转移至显示面板的基底上的预定位置处的晶圆。拾取和放置用于转移技术，但是成功率低且需要大量的时间。对于另一示例，存在使用印模(stamp)或辊一次转移多个器件的技术，但是产量受到限制并且不适合于大屏幕显示器。本公开提出了一种能够解决前述问题的显示装置的新的制造方法以及一种使用该方法的制造装置。
为此目的，首先，将描述显示装置的新的制造方法。图5A至图5G是用于解释制造前述半导体发光器件的新的工艺的视图。
在本说明书中，示出了使用无源矩阵(PM)半导体发光器件的显示装置。然而，以下描述的示例也可以应用于有源矩阵(AM)型半导体发光器件。另外，示出了使用水平半导体发光器件的方法，但是也可应用于自组装竖直半导体发光器件的方法。
首先，根据制造方法，第一导电半导体层253、有源层254和第二导电半导体层255分别生长于生长基底(growth substrate)259上。
接着，当第一导电半导体层253生长时，有源层254生长于第一导电半导体层253上，然后第二导电半导体层255生长于有源层1154上。如上所述，当第一导电半导体层253、有源层254和第二导电半导体层255顺序地生长时，第一导电半导体层253、有源层254和第二导电半导体层255形成如图5A所示的层结构。
在这种情况下，第一导电半导体层253可以是n型半导体层，第二导电半导体层255可以是p型半导体层。然而，本公开不限于此，第一导电类型可以是p型，并且第二导电类型可以是n型。
另外，本实施例示出了存在有源层的情况，但是其也能够采用如上所述的不存在有源层的结构。对于这样的示例，p型半导体层可以是掺杂有Mg的p型GaN，并且n型半导体层中的n电极侧可以是掺杂有Si的n型GaN。
生长基底259(晶圆)可以由具有透光性质的材料中的任何一种形成，例如蓝宝石(Al2O3)、GaN、ZnO和AlO，但不限于此。此外，生长基底259可以由载体晶圆形成，所述载体晶圆是适合于半导体材料生长的材料。生长基底(W)可以由具有优异的导热性的材料形成，例如，可以使用导热性比蓝宝石(Al2O3)基底高的SiC基底、或者包括Si、GaAs、GaP、InP和Ga2O3中的至少一种的SiC基底。
接着，移除第一导电半导体层253、有源层254和第二导电半导体层255的至少一部分，以形成半导体发光器件的多个外延芯片(epi chip)(图5B)。
更具体地，执行隔离，使得多个发光器件与外延芯片形成阵列。换言之，沿竖直方向蚀刻第一导电半导体层253、有源层254和第二导电半导体层255以形成多个半导体发光器件(图5C)。
在该阶段，可以沿竖直方向部分地移除有源层254和第二导电半导体层255，以执行使第一导电半导体层253暴露于外部的台面工艺(mesa process)，然后执行蚀刻第一导电半导体层以形成多个半导体发光器件阵列的隔离。在这种情况下，可以将半导体发光器件隔离成直径为100μm或更小的圆形尺寸。
接着，在第二导电半导体层255的一个表面上形成第二导电电极256(或p型电极)(图5D)。可以通过诸如溅射的沉积工艺来形成第二导电电极256，但是本公开不必局限于此。然而，当第一导电半导体层和第二导电半导体层分别是n型半导体层和p型半导体层时，第二导电电极256也可以是n型电极。
接着，形成覆盖半导体发光器件的侧表面和上表面的钝化层170(图5E)。
这里，钝化层可以是聚合物类型或无机类型(例如，SiO2)，但不限于此。同时，钝化层170可以由与形成在半导体发光器件的侧表面和上表面上的钝化层相同的材料形成。
钝化层170形成为覆盖暴露于外部的第一导电半导体层153或第二导电半导体层155，并且形成为覆盖暴露于外部的第一导电电极152和第二导电电极156。因此，钝化层170可以形成为覆盖半导体发光器件的整个上表面。然而，本公开不限于此，钝化层可以形成为仅覆盖半导体发光器件的上表面的一部分。
然后，移除生长基底259，以提供多个半导体发光器件250。例如，可以使用激光剥离(LLO)方法或化学剥离(CLO)方法移除生长基底259(图5F)。
钝化层170存在于已经通过上述工艺释放的半导体发光器件的上表面和侧表面上。然后，是在填充有流体的室中将多个半导体发光器件250安装在基底上的工艺(图5G)。
例如，半导体发光器件250和基底被放置在填充有流体的室中，并且利用流动、重力或表面张力等使半导体发光器件250通过自身组装至基底。
在本公开中，基底可以是布线基底261。换言之，布线基底261被放置在流体室中，从而将半导体发光器件250直接安装在布线基底261上。
在下文中，将参照附图详细描述用于将半导体发光器件250安装在布线基底261上的实施例。
图6是示出根据本发明的半导体发光器件的自组装装置的示例的视图，图7是示出图6中的自组装装置的方框图。此外，图8A至图8G是示出使用图6中的自组装装置自组装半导体发光器件的工艺的视图。
根据图6和图7的图示，本公开的自组装装置160可以包括流体室162、磁体163和位置控制器164。
流体室162具有用于容纳多个半导体发光器件的空间。该空间可以填充有流体，该流体可以包括水等作为组装溶液。因此，流体室162可以是水箱，并且可以被构造为开放类型(open type)。然而，本公开不限于此，流体室162可以是封闭类型，其中该空间形成有封闭空间。
基底261可以设置在流体室162上，使得其上组装有半导体发光器件250的组装表面面向下。例如，基底261可以通过转移单元被转移到组装位置，转移单元可以包括在其上安装有基底的台(stage，台阶)165。台165由控制器定位，基底261可以通过台165被转移到组装位置。
此时，基底261的组装表面在组装位置处面对流体室162的底部。根据图示，基底261的组装表面被设置为浸没在流体室162中的流体中。因此，半导体发光器件250在流体中移动至组装表面。
基底261可以包括基部部分(base portion)261a、介电层261b和多个电极261c、261d，所述基底是可以在其上形成电场的组装基底、以及之后在其上形成布线的布线基底。
基部部分261a可以由绝缘材料制成，多个电极261c可以是被图案化在基部部分261a的一侧上的薄膜或厚膜双平面电极。电极261c可以由例如Ti/Cu/Ti的层叠体(laminate)、Ag膏、ITO等形成。
更具体地，电极261c可以是设置在基底上并且设置有在供应电流时产生电场的第一电极261c和第二电极261d的多对电极。
介电层261b由诸如SiO2、SiNx、SiON、Al2O3、TiO2、HfO2等的无机材料制成。替代地，介电层261b可以由单层或多层构成，作为有机绝缘体。介电层261b的厚度可以是几十纳米到几微米。
此外，根据本公开的布线基底261包括由分隔壁分隔的多个单元(cell)261d。
例如，布线基底261可以设置有多个单元261d，通过这些单元插入半导体发光器件250，从而可以容易地将半导体发光器件250安装在布线基底261上。具体地，其上安装有半导体发光器件250的单元261d在半导体发光器件250与布线电极对准的位置处形成于布线基底261上。半导体发光器件250在流体中移动的同时被组装到单元261d中。
单元261d沿着一个方向顺序地布置，构成单元261d的分隔壁261e被相邻的单元261d共用(share)。在这种情况下，分隔壁261e可以由聚合物材料制成。此外，分隔壁261e从基部部分261a突出，单元261d可以通过分隔壁261e而沿着一个方向顺序地布置。更具体地，单元261d在行方向和列方向上顺序地布置，并且可以具有矩阵结构。
如图所示，单元261d的内部具有用于容纳半导体发光器件250的凹槽，该凹槽可以是由分隔壁261e限定的空间。凹槽的形状可以与半导体发光器件的形状相同或相似。例如，当半导体发光器件呈矩形形状时，凹槽可以为矩形形状。另外，尽管未示出，但是当半导体发光器件为圆形时，形成在单元中的凹槽可以以圆形形状形成。此外，每个单元被构造为容纳单个半导体发光器件。换言之，单个(single)半导体发光器件被容纳在单个单元中。
另一方面，根据本公开，可以通过后续工艺在单元261d的内部填充与分隔壁261e的材料相同的材料。因此，分隔壁261e可以被改为围绕半导体发光器件的钝化层。稍后将对此进行描述。
另一方面，多个电极可以设置在基底上，并且具有在供应电流时产生电场的第一电极和第二电极，第一电极和第二电极可以被称为对电极(pair electrode)261c。在本公开中，可以提供多个对电极261c，并且可以将多个对电极设置在每个单元261d的底部处。第一电极和第二电极可以由电极线形成，多条电极线可以延伸到相邻的单元。
对电极261c设置在单元261d的下方，并且被施加不同的极性以在单元261d中产生电场。为了形成电场，介电层可以形成单元261d的底部，同时介电层覆盖对电极261c。在这样的结构中，当从每个单元261d的下侧向对电极261c施加不同的极性时，可以形成电场，并且半导体发光器件可以通过电场被插入到单元261d中。
在组装位置处，基底261的电极电连接到供电单元171。供电单元171向多个电极施加电力以产生电场。
根据图示，自组装装置可以包括用于向半导体发光器件施加磁力的磁体163。磁体163与流体室162间隔开，以向半导体发光器件250施加磁力。磁体163可以设置成面对基底261的组装表面的相对侧，磁体的位置通过连接到磁体163的位置控制器164来控制。半导体发光器件250可以具有磁性本体，以通过磁体163的磁场在流体中移动。
参照图6和图7，更具体地，自组装装置可以包括可在流体室的顶部上沿x轴线、y轴线和z轴线自动或手动移动的磁体处理器(magnet handler)，或者可以包括能够使磁体163旋转的电机。磁体处理器和电机可以构成位置控制器164。由此，磁体163相对于基底161沿水平方向、顺时针方向或逆时针方向旋转。
另一方面，透光底板166可以形成在流体室162中，并且半导体发光器件可以被设置在底板166与基底161之间。图像传感器167可以定位成查看(view，观察)底板166，以通过底板166监控流体室162的内部。图像传感器167由控制器172控制，并且可以包括用于观察基底261的组装表面的倒置型透镜、CCD等。
上述的自组装设备被构造为使用磁场和电场的组合，并且使用那些场，半导体发光器件可以在因磁体的位置变化而正在移动的过程中通过电场被放置在基底的预设位置处。这种新的制造方法可以是以上参照图5E描述的自组装方法的详细示例。在下文中，将更详细地描述使用上述自组装装置的组装工艺。
首先，通过参照图5A至图5G描述的工艺形成多个半导体发光器件250。在这种情况下，可以在图5C中的形成第二导电电极的工艺中将磁性本体沉积在半导体发光器件上。磁性本体可以通过磁体163控制半导体发光器件的移动。
接着，将基底261转移到组装位置，并且将半导体发光器件250放入到流体室162中(图8A)。
如上所述，基底261的组装位置是组装表面沿向下方向设置在流体室162中所处的位置，其中基底261的半导体发光器件250组装在该组装表面上。
在这种情况下，半导体发光器件250中的一些可以下沉到流体室162的底部，而一些可以漂浮在流体中。当透光底板166被设置在流体室162中时，半导体发光器件250中的一些可以下沉到底板166。
接着，向半导体发光器件250施加磁力，使得半导体发光器件250沿竖直方向漂浮在流体室162中(图8B)。
当自组装装置的磁体163从其原始位置移动到基底261的组装表面的相对侧时，半导体发光器件250在流体中朝向基底261漂浮。原始位置可以是远离流体室162的位置。对于另一示例，磁体163可以由电磁体组成。在这种情况下，将电力供应到电磁体以产生初始磁力。
同时，在该示例中，可以通过调节磁力的大小来控制基底261的组装表面与半导体发光器件250之间的分离距离。例如，利用半导体发光器件250的重量、浮力和磁力来控制分离距离。该分离距离可以距基底的最外边缘几毫米到几十微米。
接着，向半导体发光器件250施加磁力，使得半导体发光器件250在流体室162中沿一个方向移动。例如，磁体163相对于基底沿水平方向、顺时针方向或逆时针方向移动(图8C)。在这种情况下，半导体发光器件250通过磁力而沿与基底161平行的方向在与基底161间隔开的位置处移动。
接着，执行如下工艺：在半导体发光器件250的移动期间，施加电场以将半导体发光器件250引导到基底161的预设位置，从而允许半导体发光器件250被放置在预设位置处(图8D)。半导体发光器件250在沿着与基底161平行的方向移动的同时，通过电场沿与基底261垂直的方向移动以被放置在预设位置上。
多个半导体发光器件通过电场和磁场而被引导到基底的预设位置。
更具体地，将电力供应到对电极(即，基底261的双平面电极)以产生电场，并且仅在预设位置处进行组装。换言之，利用选择性地产生的电场来将半导体发光器件250组装到基底261的组装位置。为此，基底261可以包括其中插入有半导体发光器件250的单元。
此时，半导体发光器件250的磁性本体作为用于上下划分的支柱(post)。具体地，当将具有磁性本体的表面沿朝向对电极261c的方向插入到该单元中时，半导体发光器件不能通过磁性本体而被放置在该单元的底部(介电层的外表面)上。
另一方面，半导体发光器件250可以被引导到预设位置，然后磁体163可以沿远离基底261的方向移动，使得保留在流体室162中的半导体发光器件250下落到流体室162的底部(图8E)。对于另一示例，如果当磁体163是电磁体时停止供电，则保留在流体室162中的半导体发光器件250下落到流体室162的底部。
然后，当收集处于流体室162的底部上的半导体发光器件250时，收集到的半导体发光器件250可以被再利用。
当本公开的显示装置使用蓝色半导体发光器件时，即，当半导体发光器件都是蓝色半导体发光器件时，可以将蓝色半导体发光器件组装到基底的所有单元中。
另一方面，根据该示例，红色半导体发光器件、绿色半导体发光器件和蓝色半导体发光器件中的每个可以被布置在期望的位置处。如果前述半导体发光器件250是蓝色半导体发光器件，则参照图8A至图8E描述的组装工艺可以仅在与蓝色像素对应的单元中产生电场，以将蓝色半导体发光器件组装在对应的位置处。
然后，分别使用绿色半导体发光器件250a和红色半导体发光器件250b执行参照图8A至图8E描述的组装工艺(图8F和图8G)。然而，由于布线基底261已经被装载在组装位置处，所以可以省略将基底装载到组装位置中的工艺。
然后，执行卸载布线基底261的工艺，并且完成组装工艺。
上述自组装装置和方法的特征在于，为了提高流体组装中的组装产量，利用磁场将远距离的部件集中在预设的组装点(assembly site)附近，并且向该组装点施加单独的电场以将这些部件仅选择性地组装于该组装点中。此时，组装基底被放置在水箱的上部部分上，并且组装表面面向下，从而在使由于部件的重量引起的重力影响最小化的同时防止非特定的联接(nonspecific coupling)。换言之，为了提高转移产量，组装基底被放置在顶部上，以使重力或摩擦力的影响最小化，并且防止非特定的联接。
同时，为了使半导体发光器件的非特定联接最小化，半导体发光器件可以具有相对于半导体发光器件的宽度方向对称地形成的结构。
此外，蓝色半导体发光器件、绿色半导体发光器件和红色半导体发光器件可以分别被组装在期望的位置处。
如上所述，根据具有上述构造的本公开，可以在单个像素由半导体发光器件形成的显示装置中一次组装大量的半导体发光器件。
当如上所述完成组装工艺时，可以执行制造显示装置的工艺。在下文中，将参照附图详细地描述这种显示装置的制造工艺。
图9A至图9C是示出在使用图6中的自组装装置将半导体发光器件自组装在布线基底上之后制造显示装置的工艺的视图。
引导半导体发光器件在流体室中的移动，并且通过上述工艺将半导体发光器件组装在基底的预设位置处，然后在将半导体发光器件250、250a、250b组装在基底261的预设位置处的同时使第二导电电极252、256暴露于外部。
为此，执行蚀刻钝化层的与第一导电电极252和第二导电电极256重叠的部分的工艺(图9A)。在该工艺中，仅在将要移除布线电极以及第一导电电极和第二导电电极以用于电连接的部分处蚀刻钝化层170。因此，在钝化层的整个区域上的没有连接到布线电极的部分没有被蚀刻。具体地，在蚀刻工艺中，不是第一导电电极252和第二导电电极256的整个区域都暴露于外部，而是仅第一导电电极252和第二导电电极256的连接到布线电极的部分暴露于外部(图9B)。
然后，执行将第一布线电极和第二布线电极连接到第一导电电极和第二导电电极的工艺(图9C)。在该工艺中，第二布线电极不可避免地与第一导电电极重叠。具体地，由于第一导电电极设置成围绕第二导电电极，所以为了将第二布线电极与第二导电电极电连接，第二布线电极不可避免地与第一导电电极重叠。
然而，由于在蚀刻工序中未移除大部分覆盖第一导电电极的钝化层，因此第二布线电极的部分可以设置成与第一导电电极的部分重叠且钝化层置于二者之间。钝化层防止第一导电电极和第二布线电极彼此电连接。
根据上述的制造方法，由于覆盖大部分半导体发光器件的钝化层是通过半导体发光器件的制造形成的，因此在转移半导体发光器件之后不需要形成附加的钝化层。
另外，根据本公开，不需要在半导体发光器件的制造工艺中执行使半导体发光器件的导电电极暴露于外部的工艺。结果，减少了工艺的数量，并且减少了工艺误差。此外，由于工艺误差的减小，使得半导体发光器件的尺寸可以被减小。
此外，当在半导体发光器件的制造工艺中在使导电电极的部分暴露于外部之后执行图8A至图8G的工艺时，对于每个半导体发光器件而言，使导电电极暴露的位置是不同的。当导电电极不规则地暴露于外部时，难以将布线电极连接到导电电极。根据本公开，由于在转移半导体发光器件之后使导电电极暴露于外部，所以导电电极的暴露于外部的位置变得均匀(uniform)。由此，本公开使得能够在半导体发光器件的转移之后容易地形成布线电极。
在下文中，将更详细地描述通过图9A至图9C中描述的工艺形成的显示装置的结构。
图10A是示出在转移半导体发光器件之前的布线基底的平面图，图10B是示出在转移半导体发光器件之后的布线基底的平面图。
参照图10A，可以在布线基底上形成用于在图8A至图8G中描述的工艺中形成电场的电极261c、用于向半导体发光器件供应外部电源的线电极120、140以及将被放置在指定位置的孔。
图10B示出了将半导体发光器件250放置在布线基底上然后在其上形成布线电极的结构。参照该图，第一导电电极和第二导电电极必须电连接到不同的线电极。连接到第一线电极120的第一布线电极121电连接到第一导电电极252，连接到第二线电极140的第二布线电极141电连接到第二导电电极256。
通过图9A至图9C的工艺制造的显示装置具有图10B的结构。这里，显示装置的结构根据半导体发光器件的结构而变化。
图11A至图12B是示出根据本发明的显示装置的各种修改实施例的视图。
参照图11A至图12B，第一导电电极352以环形形状形成在半导体发光器件的上边缘上，第二导电电极356形成在半导体发光器件的上中心部分处。
另一方面，钝化层170设置为覆盖半导体发光器件的侧表面和上表面的部分。具体地，钝化层170设置为覆盖半导体发光器件的除了第一导电电极352和第二导电电极356的连接到第一布线电极121和第二布线电极141的部分之外的上表面。由于钝化层通过单一工艺形成在半导体发光器件的侧表面和上表面上，因此钝化层可以形成为从半导体发光器件的侧面沿半导体发光器件的宽度方向延伸并且覆盖第一导电电极和第二导电电极的一部分。
另一方面，第一布线电极121和第二布线电极141从半导体发光器件的边缘沿半导体发光器件的中心方向延伸，使得第一布线电极121电连接到第一导电电极352并且第二布线电极141电连接到第二导电电极。因此，第二布线电极141与第一导电电极重叠且钝化层170置于二者之间。
另一方面，第一导电电极和第二导电电极可以相对于半导体发光器件的厚度方向设置有高度差。
首先，参照图11A和图11B，将描述第二导电电极形成在比第一导电电极高的位置处的实施例。图11B是沿着图11A中的线A-A截取的剖视图。
半导体发光器件包括设置在第一导电电极352下方的第一导电半导体层353、设置在第二导电电极356下方的第二导电半导体层355、以及设置在第一导电半导体层353与第二导电半导体层355之间的有源层354。
参照图11B，第二导电电极356可以设置在比第一导电电极352高的位置处。有源层354设置成与设置在半导体发光器件的中心部分处的第二导电电极356重叠。由于从有源层354发射光，因此在图11A和图11B所示的结构中从半导体发光器件的中心部分发射光。
接着，参照图12A和图12B，将描述第一导电电极形成在比第二导电电极高的位置处的实施例。图12B是沿着图12A中的线B-B截取的剖视图。
半导体发光器件包括设置在第一导电电极352下方的第一导电半导体层353、设置在第二导电电极356下方的第二导电半导体层355、以及设置在第一导电半导体层353与第二导电半导体层355之间的有源层354。
参照图12B，第一导电电极352可以设置在比第二导电电极356高的位置处。有源层354以环形形状形成为与第一导电电极352重叠。在图12A和图12B所示的结构中，发光表面以环形形状形成。
另一方面，凹入部可以形成在第一导电半导体层和第二导电半导体层上，第一导电电极和第二导电电极可以设置在凹入部中。
在一个实施例中，参照图13A和图13B，凹入部可以形成在第二导电半导体层455上，并且第二导电电极456可以设置在凹入部中。上述结构可以减小导电半导体层与导电电极之间的高度差，从而使钝化层可以均匀地形成在半导体发光器件的上表面上，然后布线电极可以均匀地形成在半导体发光器件的上表面上。
另一方面，根据本公开的半导体发光器件的形状不限于圆形形状。
图14A和图14B的视图示出导电半导体层与导电电极之间的不同高度差，使得钝化层可以均匀地形成在半导体发光器件的上表面上，然后布线电极可以均匀地形成在半导体发光器件的上表面上。
图15A和图15B的视图示出，第二导电电极456的区域形成为比第二导电半导体层455的上表面小，使得其上表面存在有第二导电半导体层455的一部分以接触钝化层170。
图16是示出根据本公开的被包括在显示装置中的半导体发光器件的形状的视图。
为了使图8A至图8G中描述的自组装工艺中的半导体发光器件的非特定联接最小化，本公开使用具有对称性的半导体发光器件。具体地，根据本公开的被包括在显示装置中的半导体发光器件可以相对于半导体发光器件的宽度方向中心线对称地形成。
根据一实施例，半导体发光器件可以具有如图16的(a)所示的等边三角形形状550a、如图16的(b)所示的正方形形状550b、以及如图16的(c)所示的圆形形状550c。虽然在图16中，半导体发光器件的形状与导电半导体层和导电电极的形状相对应，但是这不是必需的，半导体发光器件的形状可以不同于导电半导体层和导电电极的形状。
当实现通过自组装包括发射不同颜色的光的半导体发光器件的显示装置时，与包括一种类型的半导体发光器件的显示装置相比，发生非特定联接的可能性增大。
本公开通过对从半导体发光器件发射的每种颜色的光实施不同形状的半导体发光器件，可以使非特定联接的可能性最小化。
根据一实施例，发射红光的半导体发光器件可以实施为图16中的(a)所示，发射绿光的半导体发光器件可以实施为图16中的(b)所示，发射蓝光的半导体发光器件可以实施为如图16中的(c)所示。另一方面，不同的形状可以与不同颜色的光相关联。
可以在基底上形成具有分别与红色半导体发光器件、绿色半导体发光器件和蓝色半导体发光器件对应的形状的分隔壁。在自组装期间，红色半导体发光器件、绿色半导体发光器件和蓝色半导体发光器件中的任何一个都可以仅放置在与其对应的分隔壁之间。由此，具有不同颜色的发光器件在自组装期间仅可以被放置在指定的位置处。
在实施例中，第一布线电极和第二布线电极可以彼此垂直地形成。另外，第一导电电极的形状可以不同于第二导电电极的形状。另外，钝化层的厚度可以与第一布线电极的厚度和第二布线电极的厚度不同。
根据上述的本公开的工艺和器件，大量的半导体发光器件可以在具有小尺寸的晶圆上被像素化，然后被直接转移到大面积基底上。由此，能够以低成本制造大面积显示装置。

Claims (20)

1.一种显示装置，包括：
基底；
半导体发光器件，具有设置在所述基底上且环状地形成在所述半导体发光器件的上边缘上的第一导电电极、以及形成在所述半导体发光器件的上中心部分上且被所述第一导电电极围绕的第二导电电极；
钝化层，形成为覆盖所述半导体发光器件的上表面的一部分；
第一布线电极，电连接到所述第一导电电极；以及
第二布线电极，从所述半导体发光器件的所述上边缘延伸到所述半导体发光器件的所述上中心部分，并且电连接到所述第二导电电极，
其中，所述第二布线电极的一部分与所述第一导电电极的一部分重叠且所述钝化层置于两者之间。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述钝化层从所述半导体发光器件的侧表面沿所述半导体发光器件的宽度方向延伸，并且形成为覆盖所述第一导电电极的一部分和所述第二导电电极的一部分。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述钝化层形成为覆盖所述半导体发光器件的所述上表面的除了连接到所述第一布线电极的所述第一导电电极的其余部分和连接到所述第二布线电极的所述第二导电电极的其余部分之外的其余部分。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述半导体发光器件相对于所述半导体发光器件的宽度方向中心线对称地形成。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述第一导电电极和所述第二导电电极相对于所述半导体发光器件的厚度方向设置有高度差。
6.根据权利要求5所述的显示装置，其中，所述第一导电电极的高度大于所述第二导电电极的高度。
7.根据权利要求5所述的显示装置，其中，所述第二导电电极的高度大于所述第一导电电极的高度。
8.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述半导体发光器件还包括：
第一导电半导体层，设置在所述第一导电电极下方；
第二导电半导体层，设置在所述第二导电电极下方；以及
有源层，形成在所述第一导电半导体层与所述第二导电半导体层之间。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其中，所述有源层形成为与设置在所述半导体发光器件的上中心部分处的所述第二导电电极重叠。
10.根据权利要求8所述的显示装置，其中，所述有源层以环形形状形成为与所述第一导电电极重叠。
11.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述第一布线电极和所述第二布线电极彼此垂直地形成。
12.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述半导体发光器件的形状为三角形、矩形和圆形中的一种。
13.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述第一导电电极的形状不同于所述第二导电电极的形状。
14.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述钝化层的厚度不同于所述第一布线电极的厚度和所述第二布线电极的厚度。
15.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述钝化层还形成为覆盖所述半导体发光器件的侧表面。
16.一种显示装置的制造方法，所述方法包括：
在晶圆上制造多个半导体发光器件，各半导体发光器件具有环状地形成在所述半导体发光器件的上边缘上的第一导电电极、以及形成在所述半导体发光器件的上中心部分处且被所述第一导电电极围绕的第二导电电极；
形成覆盖所述半导体发光器件的上表面的钝化层；
将基底转移到组装位置，并且将所述多个半导体发光器件放置到流体室中；
引导所述多个半导体发光器件在所述流体室中的移动，以将所述多个半导体发光器件组装在所述基底的预设位置处；
蚀刻所述钝化层的与所述第一导电电极和所述第二导电电极重叠的部分，以使所述第一导电电极的一部分和所述第二导电电极的一部分暴露；以及
在被暴露的部分处分别将所述第一布线电极连接到所述第一导电电极并且将所述第二布线电极连接到所述第二导电电极。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，形成所述钝化层被执行为，覆盖所述半导体发光器件的整个上表面，从而覆盖所述第一导电电极和所述第二导电电极。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，在将所述多个半导体发光器件组装在所述基底的所述预设位置处之后，执行蚀刻所述钝化层。
19.根据权利要求16所述的方法，其中，所述第二布线电极的一部分被设置为与所述第一导电电极的一部分重叠且所述钝化层置于两者之间。
20.根据权利要求16所述的方法，其中，所述第一导电电极和所述第二导电电极相对于所对应的半导体发光器件的厚度方向形成有高度差。
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