CN113328021B - 微发光二极管、微发光元件及显示器 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种微发光二极管、微发光元件及显示器，该微发光二极管包括半导体堆叠层，半导体堆叠层具有相对设置的第一表面和第二表面，且包括顺序排列的第一类型半导体层、有源层和第二类型半导体层，第一类型半导体层位于靠近第一表面的一侧；第一表面形成有粗糙部，在预定投影方向上粗糙部的投影落在有源层的投影内部，且粗糙部的投影面积等于或小于有源层的投影面积；预定投影方向垂直于第一表面。本申请通过使粗糙部的面积不大于有源层的面积，且第一表面除粗糙部之外的区域以及半导体堆叠层的侧壁均因未被粗化而具有良好的全反射效果，增加半导体堆叠层的粗糙部出光，减小微发光二极管的出光角度，并改善该微发光二极管的色彩表现。

Description

微发光二极管、微发光元件及显示器
技术领域
本申请涉及半导体相关技术领域，尤其涉及一种微发光二极管、微发光元件及显示器。
背景技术
微发光二极管具有低功耗、高度亮、超高分辨率与色彩饱和度、响应速度快、寿命长等优点，是目前热门研究的下一代显示器光源。若采用微发光二极管进行显示，由于现有微发光二极管具有较小尺寸和较大出光角度，微发光二极管所发出的光束之间易相互干扰，进而影响该微发光二极管的色彩表现。
发明内容
本申请的目的是提供一种微发光二极管，其能够减小微发光二极管的出光角度，并改善微发光二极管的色彩表现。
另一目的还在于提供一种微发光元件，以及一种显示器。
第一方面，本申请实施例提供一种微发光二极管，其包括：
半导体堆叠层，具有相对设置的第一表面和第二表面；半导体堆叠层包括在第一表面和第二表面之间顺序排列的第一类型半导体层、有源层和第二类型半导体层，第一类型半导体层位于靠近第一表面的一侧；
粗糙部，形成在第一表面上；在预定投影方向上粗糙部的投影落在有源层的投影内部，且粗糙部的投影面积等于或小于有源层的投影面积；预定投影方向垂直于第一表面。
在一种可能的实施方案中，微发光二极管的宽度为2～5μm、5～10μm、10～20μm、20～50μm或50～100μm；
微发光二极管的长度为2～5μm、5～10μm、10～20μm、20～50μm或50～100μm。
在一种可能的实施方案中，粗糙部的投影面积等于或大于有源层的投影面积的60％，且小于或等于有源层的投影面积的100％。
在一种可能的实施方案中，该微发光二极管还包括：
绝缘层，部分或完全覆盖半导体堆叠层的第二表面。
在一种可能的实施方案中，绝缘层覆盖的区域还包括半导体堆叠层的至少部分侧壁。
在一种可能的实施方案中，绝缘层为分布式布拉格反射镜。
在一种可能的实施方案中，绝缘层的折射率介于1.4～2.6。
在一种可能的实施方案中，第一表面还包括有平台部，平台部位于粗糙部的外围，且粗糙部相对于平台部向第二表面方向凹陷。
在一种可能的实施方案中，该微发光二极管还包括：
保护层，覆盖平台部。
在一种可能的实施方案中，保护层的材料包括氧化硅、氮化硅、氧化铝的一种或多种。
在一种可能的实施方案中，保护层的厚度为100～20000埃。
第二方面，本申请实施例提供一种微发光元件，其包括：
基板；
至少一个微发光二极管，每个微发光二极管包括：
半导体堆叠层，具有相对设置的第一表面和第二表面；半导体堆叠层包括在第一表面和第二表面之间顺序排列的第一类型半导体层、有源层和第二类型半导体层，第一类型半导体层位于靠近第一表面的一侧；
粗糙部，形成在第一表面上；在预定投影方向上粗糙部的投影落在有源层的投影内部，且粗糙部的投影面积等于或小于有源层的投影面积；预定投影方向垂直于第一表面。
在一种可能的实施方案中，基板包括金属基板、蓝宝石衬底、玻璃、硅衬底、碳化硅衬底或者支撑膜。
在一种可能的实施方案中，粗糙部的投影面积等于或大于有源层的投影面积的60％，且小于或等于有源层的投影面积的100％。
在一种可能的实施方案中，每个微发光二极管还包括：
绝缘层，部分或完全覆盖半导体堆叠层的第二表面；绝缘层为分布式布拉格反射镜。
在一种可能的实施方案中，绝缘层覆盖的区域还包括半导体堆叠层的至少部分侧壁。
在一种可能的实施方案中，第一表面还包括有平台部，平台部位于粗糙部的外围，且粗糙部相对于平台部向第二表面方向凹陷。
在一种可能的实施方案中，每个微发光二极管还包括：
保护层，覆盖平台部。
第三方面，本申请实施例提供一种显示器，其包括：
基板；
至少一个微发光二极管，每个微发光二极管包括：
半导体堆叠层，具有相对设置的第一表面和第二表面；半导体堆叠层包括在第一表面和第二表面之间顺序排列的第一类型半导体层、有源层和第二类型半导体层，第一类型半导体层位于靠近第一表面的一侧；
粗糙部，形成在第一表面上；在预定投影方向上粗糙部的投影落在有源层的投影内部，且粗糙部的投影面积等于或小于有源层的投影面积；预定投影方向垂直于第一表面。
与现有技术相比，本申请的有益效果至少如下：
本申请通过使第一表面与有源层所对应的区域被粗化以形成粗糙部，第一表面与有源层不对应的区域以及半导体堆叠层的侧壁均未被粗化，保证第一表面与有源层不对应的区域以及半导体堆叠层的侧壁具有良好的全反射效果，进而增加半导体堆叠层的粗糙部出光，减小微发光二极管的出光角度，并改善微发光二极管、以及采用该微发光二极管的微发光元件、显示器的色彩表现。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为根据本申请实施例示出的一种微发光二极管的俯视图；
图2为图1所示出的微发光二极管的A-A截面示意图；
图3为图2所示出的微发光二极管的可变化形式；
图4为图2所示出的微发光二极管的可变化形式；
图5为图2所示出的微发光二极管的可变化形式；
图6为图2所示出的微发光二极管的可变化形式；
图7为图2所示出的微发光二极管的可变化形式；
图8为图2所示出的微发光二极管的可变化形式；
图9为图2所示出的微发光二极管的可变化形式；
图10为图2所示出的微发光二极管的可变化形式；
图11为根据本申请实施例示出的一种微发光元件的结构示意图；
图12为根据本申请实施例示出的一种微发光元件的结构示意图；
图13～图19为根据本申请实施例示出的一种微发光二极管处于不同制备阶段的结构示意图。
图示说明：
10半导体堆叠层；11第一类型半导体层；12有源层；13第二类型半导体层；14粗糙部；15平台部；16第一部；17第二部；20绝缘层；30第一电极；31第二电极；40保护层；50基板；60生长衬底；70牺牲层；80转移基板。
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或营业，本申请中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”和“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”和“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
根据本申请的一个方面，提供了一种微发光二极管。微发光二极管主要指的是微米级的发光二极管，其宽度和长度的范围为2～5μm、5～10μm、10～20μm、20～50μm或50～100μm。
参见图1和图2，图1为该微发光二极管的俯视图，图2为图1的A-A截面示意图。该微发光二极管包括半导体堆叠层10，半导体堆叠层10具有相对设置的第一表面和第二表面。半导体堆叠层10包括在第一表面和第二表面之间顺序排列的第一类型半导体层11、有源层12和第二类型半导体层13，且第一类型半导体层11位于靠近第一表面的一侧，第二类型半导体层13位于远离第一表面的一侧。第一表面形成有粗糙部14，粗糙部14为规则或不规则图形；在预定投影方向上粗糙部14的投影落在有源层12的投影内部，且粗糙部14的投影面积等于或小于有源层12的投影面积；预定投影方向垂直于第一表面。
第一表面还包括有平台部15，平台部15位于粗糙部14的外围，且粗糙部14相对于平台部15向第二表面方向凹陷。
半导体堆叠层10包括有自第二表面沿垂直于第二表面方向延伸的凹槽，该凹槽暴露出部分第一类型半导体层11，第一电极30形成在该凹槽内并与第一类型半导体层11电性连接。第二电极31形成在第二表面上并与第二类型半导体层13电性连接。上述凹槽可位于半导体堆叠层10的端部(图2)或中间部分(图3)。
现有微发光二极管因侧壁出光而具有较大的出光角度，在采用该微发光二极管的显示器中，显示器通过红光微发光二极管、绿光微发光二极管和蓝光微发光二极管所发出的三原色光来产生色彩，此处的红光微发光二极管、绿光微发光二极管和蓝光微发光二极管均为上述微发光二极管。由于微发光二极管具有较小尺寸和较大出光角度，则红光微发光二极管、绿光微发光二极管和蓝光微发光二极管所发出的光束易相互干扰，影响采用该微发光二极管的显示器的色彩表现。因此，本申请通过使第一表面与有源层12所对应的区域被粗化以形成粗糙部14，第一表面与有源层12不对应的区域以及半导体堆叠层10的侧壁均未被粗化，保证第一表面与有源层12不对应的区域以及半导体堆叠层10的侧壁具有良好的全反射效果，进而增加半导体堆叠层10的粗糙部14出光，减小微发光二极管的出光角度，避免不同微发光二极管所发出的光束相互干扰，并改善采用该微发光二极管的显示器的色彩表现。
在一种实施方式中，参见图2、图3和图6，粗糙部14的投影面积等于有源层12的投影面积，且粗糙部14的宽度D1等于宽度D2。
作为可替换的实施方式，参见图4和图5，粗糙部14的投影面积小于有源层12的投影面积，且粗糙部14的宽度D1小于宽度D2。粗糙部14的投影面积等于或大于有源层12的投影面积的60％，且小于有源层12的投影面积的100％。
在一种实施方式中，第一类型半导体层11和第二类型半导体层13的折射率等于或大于3，且小于或等于3.6。第一类型半导体层11和第二类型半导体层13的折射率越大，则第一表面与有源层12不对应的区域以及半导体堆叠层10侧壁的全反射效果越好，也就更有利于粗糙部14出光。在本实施例中，第一类型半导体层11和第二类型半导体层13为AlInGaP，其折射率介于3.2～3.6。
在一种实施方式中，绝缘层20至少覆盖半导体堆叠层10的部分第二表面，绝缘层20优选为覆盖半导体堆叠层10的第二表面以及至少部分侧壁。绝缘层20的制备材料包括氧化硅、氮化硅、氧化钛、氧化铝的一种或多种，绝缘层20优选为由氧化硅和氧化钛组成的分布式布拉格反射镜。
绝缘层20的折射率介于1.4～2.6，绝缘层20的折射率与第一类型半导体层11、第二类型半导体层13的折射率之间的差值越大，则第一表面与有源层12不对应的区域以及半导体堆叠层10侧壁的全反射效果越好，也就更有利于粗糙部14出光。
在一种实施方式中，参见图2和图3，绝缘层20覆盖半导体堆叠层10的第二表面和全部侧壁。
作为可替换的实施方式，参见图4和图5，半导体堆叠层10包括相连的第一部16和第二部17，第一部16位于半导体堆叠层10靠近第一表面的一侧，第二部17位于半导体堆叠层10远离第一表面的一侧。第一部16的宽度等于或小于第二部17的宽度，此处宽度所在的方向是第一部16或第二部17与第一表面所平行的方向。绝缘层20覆盖半导体堆叠层10的第二表面、以及第二部17的侧壁。
作为可替换的实施方式，参见图6，第一部16的宽度大于第二部17的宽度。绝缘层20覆盖半导体堆叠层10的第二表面、以及第二部17的侧壁。位于第二部17侧壁的绝缘层20包括两部分，分别为覆盖第二部17侧壁的侧部和自第二部17侧壁向外延伸的水平部，侧部与水平部的交点a落在半导体堆叠层10的内部，也可以描述为侧部与水平部的交点a落在半导体堆叠层10在水平面投影区域的内部。侧部与水平部的交点a位于半导体堆叠层10远离粗糙部14的一侧。交点a与半导体堆叠层10最外侧之间的距离等于或大于0.5μm。
使交点a落在半导体堆叠层10在水平面投影区域的内部，则半导体堆叠层10超出交点a的部分可用来保护半导体堆叠层10侧壁处的绝缘层20，避免绝缘层20在对第一表面粗化过程中因暴露在蚀刻流体下而受到损伤，提高绝缘层20的全反射效果。上述的蚀刻流体可为蚀刻液或蚀刻气体，本实施例中蚀刻流体优选为蚀刻液。
较佳地，第一部16的厚度等于或大于0.5μm。若第一部16的厚度小于0.5μm，则在对第一表面粗化过程中，蚀刻流体会自半导体堆叠层10超出交点a的部分渗透至绝缘层20，使得半导体堆叠层10超出交点a的部分不会对绝缘层20起到保护作用。
在一种实施方式中，参见图7，该微发光二极管还包括保护层40，保护层40覆盖平台部15。保护层40靠近粗糙部14的端部与平台部15靠近粗糙部14的端部对齐，保护层40远离粗糙部14的端部与绝缘层20对齐，或者保护层40远离粗糙部14的端部超出绝缘层20。
保护层40由等离子体化学气相沉积法或者原子层沉积法制成，制备材料为氧化硅、氮化硅、氧化铝的一种或多种。保护层40的厚度为100～20000埃。
作为可替换的实施方式，参见图8～图10，保护层40覆盖平台部15、以及半导体堆叠层10除绝缘层20之外的区域。
根据本申请的一个方面，提供了一种微发光二极管的制备方法。以上述实施例中图4所示的微发光二极管的制备方法来示例说明。该制备方法包括以下步骤：
参见图13，提供一生长衬底60，生长衬底60包括砷化镓衬底；采用化学气相沉积的方法在生长衬底60上形成半导体堆叠层10；半导体堆叠层10包括顺序排列的第一类型半导体层11、有源层12和第二类型半导体层13，第一类型半导体层11位于靠近生长衬底60的一侧。
参见图14，蚀刻半导体堆叠层10，并形成台面结构和环绕在台面结构外围的切割区，切割区处保留有部分半导体材料。台面结构暴露出部分第一类型半导体层。
参见图15，在台面结构和切割区覆盖绝缘层20；并在台面结构制作与第一类型半导体层11电性连接的第一电极30，及与第二类型半导体层13电性连接的第二电极31。本实施例中的绝缘层20包括第一开口和第二开口，第一电极30通过第一开口与第一类型半导体层11电性连接；第二电极31通过第二开口与第二类型半导体层13电性连接。
参见图16，在绝缘层20上覆盖牺牲层70，并将半导体堆叠层10通过牺牲层70固定在转移基板80上。
参见图17，移除生长衬底60，并移除切割区处所保留的部分半导体材料，通过控制半导体材料的移除比例，使绝缘层20处于半导体堆叠层10侧壁的部分与半导体堆叠层10最外侧对齐。完成上述操作后的台面结构包括相对设置的第一表面和第二表面，第二表面位于靠近转移基板80的一侧。
参见图18，在切割区处的绝缘层20以及第一表面与有源层12不对应的部分形成保护层40，并采用湿法蚀刻法或干法蚀刻法对第一表面进行粗化处理。本实施例中第一表面的粗化处理过程优选为湿法蚀刻法。保护层40的制备材料为氧化硅、氮化硅、氧化铝的一种或多种，并采用等离子体化学气相沉积法或者原子层沉积法制成。保护层40的厚度为100～20000埃。
利用保护层40对其覆盖的绝缘层20以及第一表面与有源层12不对应的部分进行保护，保证在第一表面进行粗化处理的过程中，绝缘层20以及第一表面与有源层12不对应的部分均未暴露在蚀刻流体下，进而保证绝缘层20以及第一表面与有源层12不对应的部分均未被粗化。第一表面经粗化处理的区域为粗糙部14，粗糙部14外围有平台部15。
参见图19，完全移除保护层40。将牺牲层70以及转移基板80移除、切割切割区即可得到图4中的微发光二极管。
作为可替换的实施方式，在完全移除保护层40之后，还可将台面结构的第一表面继续转移至下一转移基板80上，并将第二表面侧的转移基板80和牺牲层70移除。最后将第二表面侧的转移基板80移除即可得到图4中的微发光二极管。
需要说明的是，若制备图2和图3所示的微发光二极管，只需在蚀刻半导体堆叠层10的步骤中使得切割区处未保留有半导体材料即可。
需要说明的是，若制备图5和图6所示的微发光二极管，只需在移除切割区处所保留的部分半导体材料的步骤中控制半导体材料的移除比例即可。
需要说明的是，若制备图7～图10所示的微发光二极管，只需在移除保护层40的步骤中不移除保护层40即可。
根据本申请的一个方面，提供一种微发光元件。该微发光元件包括基板50以及至少一个上述实施例中的微发光二极管，微发光二极管中半导体堆叠层10的第一表面朝向基板50；或者，微发光二极管中半导体堆叠层10的第一表面背向基板50。图11和图12仅对图2所示的微发光二极管所组成的微发光元件进行示例说明，图3～图10所示的微发光二极管所组成的微发光元件也在本申请所保护的范围之内。
参见图11和图12，每个微发光二极管包括半导体堆叠层10，半导体堆叠层10具有相对设置的第一表面和第二表面。半导体堆叠层10包括在第一表面和第二表面之间顺序排列的第一类型半导体层11、有源层12和第二类型半导体层13，且第一类型半导体层11位于靠近第一表面的一侧，第二类型半导体层13位于远离第一表面的一侧。第一表面形成有粗糙部14，粗糙部14为规则或不规则图形；在预定投影方向上粗糙部14的投影落在有源层12的投影内部，且粗糙部14的投影面积等于或小于有源层12的投影面积；预定投影方向垂直于第一表面。
第一表面还包括有平台部15，平台部15位于粗糙部14的外围，且粗糙部14相对于平台部15向第二表面方向凹陷。
半导体堆叠层10包括有自第二表面沿垂直于第二表面方向延伸的凹槽，该凹槽暴露出部分第一类型半导体层11，第一电极30形成在该凹槽内并与第一类型半导体层11电性连接。第二电极31形成在第二表面上并与第二类型半导体层13电性连接。上述凹槽可位于半导体堆叠层10的端部或中间部分。
现有微发光二极管因侧壁出光而具有较大的出光角度，在微发光元件中，微发光元件通过红光微发光二极管、绿光微发光二极管和蓝光微发光二极管所发出的三原色光来产生色彩，此处的红光微发光二极管、绿光微发光二极管和蓝光微发光二极管均为上述微发光二极管。由于微发光二极管具有较小尺寸和较大出光角度，则红光微发光二极管、绿光微发光二极管和蓝光微发光二极管所发出的光束易相互干扰，影响该微发光元件的色彩表现。因此，本申请通过使第一表面与有源层12所对应的区域被粗化以形成粗糙部14，第一表面与有源层12不对应的区域以及半导体堆叠层10的侧壁均未被粗化，保证第一表面与有源层12不对应的区域以及半导体堆叠层10的侧壁具有良好的全反射效果，进而增加半导体堆叠层10的粗糙部14出光，减小微发光二极管的出光角度，避免不同微发光二极管所发出的光束相互干扰，并改善微发光元件的色彩表现。
在一种实施方式中，基板50包括金属基板、蓝宝石衬底、玻璃、硅衬底、碳化硅衬底或者支撑膜。在基板50为金属基板、蓝宝石衬底、玻璃、硅衬底或者碳化硅衬底时，基板50用于承载微发光二极管的表面设有胶膜51，该胶膜51便于将微发光二极管转移至基板50上。胶膜51的制备材料包括聚酰亚胺或者亚克力胶，聚酰亚胺或者亚克力胶能够透过紫外波段的激光，且在紫外波段即可被激光充分分解，保证微发光二极管不受激光损伤。较佳地，聚酰亚胺或者亚克力胶至少部分吸收波长为360nm以下的激光，且对波长为360nm以下的激光的透过率不小于90％。
胶膜51的宽度等于或大于半导体堆叠层10的宽度，此处宽度所在的方向是胶膜51或半导体堆叠层10与第一表面平行的方向。胶膜51的厚度等于或大于0.1μm，且小于或等于2μm。在本实施例中，胶膜51的厚度优选为等于或小于0.5μm。胶膜51的厚度也可小于0.1μm，其能够尽可能降低胶膜51的吸光问题。
作为可替换的实施方式，胶膜51的宽度小于半导体堆叠层10的宽度。在本实施例中，胶膜51的面积为半导体堆叠层10面积的80％～90％，也可以描述为胶膜51在水平面上的投影面积为半导体堆叠层10在水平面上的投影面积的80％～90％。
在一种实施方式中，粗糙部14的投影面积等于有源层12的投影面积，且粗糙部14的宽度D1等于宽度D2。
作为可替换的实施方式，粗糙部14的投影面积小于有源层12的投影面积，且粗糙部14的宽度D1小于宽度D2。粗糙部14的投影面积等于或大于有源层12的投影面积的60％，且小于有源层12的投影面积的100％。
在一种实施方式中，第一类型半导体层11和第二类型半导体层13的折射率等于或大于3，且小于或等于3.6。第一类型半导体层11和第二类型半导体层13的折射率越大，则第一表面与有源层12不对应的区域以及半导体堆叠层10侧壁的全反射效果越好，也就更有利于粗糙部14出光。在本实施例中，第一类型半导体层11和第二类型半导体层13为AlInGaP，其折射率介于3.2～3.6。
在一种实施方式中，绝缘层20至少覆盖半导体堆叠层10的部分第二表面，绝缘层20优选为覆盖半导体堆叠层10的第二表面以及至少部分侧壁。绝缘层20的制备材料包括氧化硅、氮化硅、氧化钛、氧化铝的一种或多种，绝缘层20优选为由氧化硅和氧化钛组成的分布式布拉格反射镜。
绝缘层20的折射率介于1.4～2.6，绝缘层20的折射率与第一类型半导体层11、第二类型半导体层13的折射率之间的差值越大，则第一表面与有源层12不对应的区域以及半导体堆叠层10侧壁的全反射效果越好，也就更有利于粗糙部14出光。
在一种实施方式中，参见图11和图12，绝缘层20覆盖半导体堆叠层10的第二表面和全部侧壁。
作为可替换的实施方式，半导体堆叠层10包括相连的第一部16和第二部17，第一部16位于半导体堆叠层10靠近第一表面的一侧，第二部17位于半导体堆叠层10远离第一表面的一侧。第一部16的宽度等于或小于第二部17的宽度，此处宽度所在的方向是第一部16或第二部17与第一表面所平行的方向。绝缘层20覆盖半导体堆叠层10的第二表面、以及第二部17的侧壁。
作为可替换的实施方式，第一部16的宽度大于第二部17的宽度。绝缘层20覆盖半导体堆叠层10的第二表面、以及第二部17的侧壁。位于第二部17侧壁的绝缘层20包括两部分，分别为覆盖第二部17侧壁的侧部和自第二部17侧壁向外延伸的水平部，侧部与水平部的交点a落在半导体堆叠层10的内部，也可以描述为侧部与水平部的交点a落在半导体堆叠层10在水平面投影区域的内部。侧部与水平部的交点a位于半导体堆叠层10远离粗糙部14的一侧。交点a与半导体堆叠层10最外侧之间的距离等于或大于0.5μm。
使交点a落在半导体堆叠层10在水平面投影区域的内部，则半导体堆叠层10超出交点a的部分可用来保护半导体堆叠层10侧壁处的绝缘层20，避免绝缘层20在对第一表面粗化过程中因暴露在蚀刻流体下而受到损伤，提高绝缘层20的全反射效果。上述的蚀刻流体可为蚀刻液或蚀刻气体，本实施例中蚀刻流体优选为蚀刻液。
较佳地，第一部16的厚度等于或大于0.5μm。若第一部16的厚度小于0.5μm，则在对第一表面粗化过程中，蚀刻流体会自半导体堆叠层10超出交点a的部分渗透至绝缘层20，使得半导体堆叠层10超出交点a的部分不会对绝缘层20起到保护作用。
在一种实施方式中，该微发光二极管还包括保护层40，保护层40覆盖平台部15。保护层40靠近粗糙部14的端部与平台部15靠近粗糙部14的端部对齐，保护层40远离粗糙部14的端部与绝缘层20对齐，或者保护层40远离粗糙部14的端部超出绝缘层20。
保护层40由等离子体化学气相沉积法或者原子层沉积法制成，制备材料为氧化硅、氮化硅、氧化铝的一种或多种。保护层40的厚度为100～20000埃。
作为可替换的实施方式，保护层40覆盖平台部15、半导体堆叠层10除绝缘层20之外的区域。
根据本申请的一个方面，提供一种显示器。该显示器的结构与上述实施例中的微发光元件的结构相同，在这里就不再一一赘述。
由以上的技术方案可知，本申请通过使第一表面与有源层12所对应的区域被粗化以形成粗糙部14，第一表面与有源层12不对应的区域以及半导体堆叠层10的侧壁均未被粗化，保证第一表面与有源层12不对应的区域以及半导体堆叠层10的侧壁具有良好的全反射效果，进而增加半导体堆叠层10的粗糙部14出光，减小微发光二极管的出光角度，并改善微发光二极管、以及采用该微发光二极管的微发光元件、显示器的色彩表现。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本申请的保护范围。

Claims (13)

1.一种微发光二极管，其特征在于，包括：
半导体堆叠层，具有相对设置的第一表面和第二表面；所述半导体堆叠层包括在所述第一表面和第二表面之间顺序排列的第一类型半导体层、有源层和第二类型半导体层，所述第一类型半导体层位于靠近所述第一表面的一侧；
粗糙部，形成在所述第一表面上；在预定投影方向上所述粗糙部的投影落在所述有源层的投影内部，且所述粗糙部的投影面积大于等于所述有源层的投影面积的60%、并小于等于所述有源层的投影面积，从而减小微发光二极管的出光角度，避免不同微发光二极管所发出的光束相互干扰，改善色彩表现；所述预定投影方向垂直于所述第一表面；
所述半导体堆叠层包括相连的第一部和第二部，所述第一部位于所述半导体堆叠层靠近第一表面的一侧，所述第二部位于所述半导体堆叠层远离第一表面的一侧；所述第一部的宽度大于所述第二部的宽度，所述第一部的厚度等于或大于 0.5μm；绝缘层覆盖半导体堆叠层的第二表面、以及第二部的侧壁，位于第二部侧壁的绝缘层包括两部分，分别为覆盖第二部侧壁的侧部和自第二部侧壁向外延伸的水平部，侧部与水平部的交点落在半导体堆叠层的内部。
2.根据权利要求1所述的微发光二极管，其特征在于，所述微发光二极管的宽度为2~5μm、5~10μm、10~20μm、20~50μm或50~100μm；
所述微发光二极管的长度为2~5μm、5~10μm、10~20μm、20~50μm或50~100μm。
3.根据权利要求1所述的微发光二极管，其特征在于，所述绝缘层为分布式布拉格反射镜。
4.根据权利要求1所述的微发光二极管，其特征在于，所述绝缘层的折射率介于1.4~2.6。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的微发光二极管，其特征在于，所述第一表面还包括有平台部，所述平台部位于所述粗糙部的外围，且所述粗糙部相对于所述平台部向第二表面方向凹陷。
6.根据权利要求5所述的微发光二极管，其特征在于，还包括：
保护层，覆盖所述平台部。
7.根据权利要求6所述的微发光二极管，其特征在于，所述保护层的材料包括氧化硅、氮化硅、氧化铝的一种或多种。
8.根据权利要求6所述的微发光二极管，其特征在于，所述保护层的厚度为100~20000埃。
9.一种微发光元件，其特征在于，包括：
基板；
至少一个微发光二极管，每个所述微发光二极管包括：
半导体堆叠层，具有相对设置的第一表面和第二表面；所述半导体堆叠层包括在所述第一表面和第二表面之间顺序排列的第一类型半导体层、有源层和第二类型半导体层，所述第一类型半导体层位于靠近所述第一表面的一侧；
粗糙部，形成在所述第一表面上；在预定投影方向上所述粗糙部的投影落在所述有源层的投影内部，且所述粗糙部的投影面积大于等于所述有源层的投影面积的60%、并小于等于所述有源层的投影面积，从而减小微发光二极管的出光角度，避免不同微发光二极管所发出的光束相互干扰，改善色彩表现；所述预定投影方向垂直于所述第一表面；
所述半导体堆叠层包括相连的第一部和第二部，所述第一部位于所述半导体堆叠层靠近第一表面的一侧，所述第二部位于所述半导体堆叠层远离第一表面的一侧；所述第一部的宽度大于所述第二部的宽度，所述第一部的厚度等于或大于 0.5μm；绝缘层覆盖半导体堆叠层的第二表面、以及第二部的侧壁，位于第二部侧壁的绝缘层包括两部分，分别为覆盖第二部侧壁的侧部和自第二部侧壁向外延伸的水平部，侧部与水平部的交点落在半导体堆叠层的内部。
10.根据权利要求9的微发光元件，其特征在于，所述基板包括金属基板、蓝宝石衬底、玻璃、硅衬底、碳化硅衬底或者支撑膜。
11.根据权利要求9~10中任一项所述的微发光元件，其特征在于，所述第一表面还包括有平台部，所述平台部位于所述粗糙部的外围，且所述粗糙部相对于所述平台部向第二表面方向凹陷。
12.根据权利要求11所述的微发光元件，其特征在于，还包括：
保护层，覆盖所述平台部。
13.一种显示器，其特征在于，包括：
基板；
至少一个微发光二极管，每个所述微发光二极管包括：
半导体堆叠层，具有相对设置的第一表面和第二表面；所述半导体堆叠层包括在所述第一表面和第二表面之间顺序排列的第一类型半导体层、有源层和第二类型半导体层，所述第一类型半导体层位于靠近所述第一表面的一侧；
粗糙部，形成在所述第一表面上；在预定投影方向上所述粗糙部的投影落在所述有源层的投影内部，且所述粗糙部的投影面积大于等于所述有源层的投影面积的60%、并小于等于所述有源层的投影面积，从而减小微发光二极管的出光角度，避免不同微发光二极管所发出的光束相互干扰，改善色彩表现；所述预定投影方向垂直于所述第一表面；
所述半导体堆叠层包括相连的第一部和第二部，所述第一部位于所述半导体堆叠层靠近第一表面的一侧，所述第二部位于所述半导体堆叠层远离第一表面的一侧；所述第一部的宽度大于所述第二部的宽度，所述第一部的厚度等于或大于 0.5μm；绝缘层覆盖半导体堆叠层的第二表面、以及第二部的侧壁，位于第二部侧壁的绝缘层包括两部分，分别为覆盖第二部侧壁的侧部和自第二部侧壁向外延伸的水平部，侧部与水平部的交点落在半导体堆叠层的内部。
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