CN114467173A - 显示用发光元件及具有该显示用发光元件的显示装置 - Google Patents
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Abstract
公开一种显示用发光元件及具有该显示用发光元件的显示装置。根据一实施例的显示装置,包括电路基板及排列于所述电路基板上的多个像素,其中,所述像素中的至少一个包括:第一发光元件;以及第二发光元件,从所述第一发光元件沿横向隔开,其中,所述第一发光元件具有生成第一峰值波长的光的第一LED叠层,所述第二发光元件包括:第二LED叠层,生成第二峰值波长的光;以及第三LED叠层,位于所述第二LED叠层上,并生成第三峰值波长的光。
Description
技术领域
本公开涉及一种显示用发光元件及显示装置,尤其涉及一种具有LED堆叠结构的显示用发光元件及具有其的显示装置。
背景技术
发光二极管作为无机光源,被多样地用于诸如显示装置、车辆用灯具、一般照明等的多种领域。发光二极管具有寿命长、功耗低且响应速度快的优点,因此正快速地替代现有光源。
另外,现有的发光二极管在显示装置中主要用作背光源。但是,对于使用背光源的显示装置而言,存在由于发光强度的限制而难以在明亮的地方识别画面并且由于并不是自发光的结构而无法实现优异画质的显示器的问题。为了解决使用背光源的显示器的缺点,最近正在积极地进行针对蓝色、绿色及红色发光二极管直接用作像素来实现图像的微型LED的研究。
显示装置通常利用蓝色、绿色及红色的混合色实现多样的颜色。显示装置为了实现多样的图像而包括多个像素,各个像素具有蓝色、绿色及红色的子像素,并且通过这些子像素的颜色来确定特定像素的颜色,并且通过这些像素的组合来实现图像。
LED可以根据其材料射出多样颜色的光,从而可以通过将射出蓝色、绿色及红色的单个LED芯片排列于二维平面上来提供显示装置。但是当在各个子像素排列一个LED芯片时,LED芯片的数量增加,从而在贴装工艺中花费很多时间。通常,对于微型LED而言,需要将数百万个至数千万个LED贴装到基板,随此无法避免生产率下降等的问题,结果必然导致产品价格上升。
进一步地,由于将子像素排列在二维平面上,因此包括蓝色、绿色及红色子像素的一个像素占有的面积也相对变宽。因此,为了在有限的面积内排列子像素而需要减小每个LED芯片的面积。但是,减小LED芯片的大小会使LED芯片的贴装变得困难,进而导致发光面积的减小并降低发光强度。
另外,实现多种颜色的显示装置需要一贯地提供高品质的白光。现有的TV为了实现D65的标准白色光而使用了3:6:1的RGB混合比。即,比起蓝色的发光强度,红色的发光强度相对更高,绿色的发光强度相对最高。然而,由于当前使用的LED芯片中通常蓝色LED的发光强度相对较高于其他LED的发光强度,因此存在利用LED芯片的显示装置难以匹配RGB混合比的问题。
发明内容
本公开期望解决的技术问题在于提供一种能够在有限的像素面积内增加各个子像素的面积的显示用发光元件及显示装置。
本公开期望解决的又一技术问题在于提供一种能够缩短贴装工艺时间的显示用发光元件及显示装置。
本公开期望解决的又一技术问题在于提供一种能够增大工艺良率的显示用发光元件及显示装置。
本公开期望解决的又一技术问题在于提供一种能够容易地控制RGB混合比的显示用发光元件及显示装置。
根据本公开的一实施例的显示装置,包括电路基板及排列于所述电路基板上的多个像素,其中,所述像素中的至少一个包括:第一发光元件;以及第二发光元件,从所述第一发光元件沿横向隔开,其中,所述第一发光元件具有生成第一峰值波长的光的第一LED叠层,所述第二发光元件包括:第二LED叠层,生成第二峰值波长的光;以及第三LED叠层,位于所述第二LED叠层上,并生成第三峰值波长的光。
根据本公开的一实施例的显示用发光元件,包括:下部LED叠层,包含第一导电型半导体层及第二导电型半导体层;上部LED叠层,包含第一导电型半导体层及第二导电型半导体层,并且布置于所述下部LED叠层上;以及接合物质层,接合所述下部LED叠层及所述上部LED叠层,所述显示用发光元件只射出两个峰值波长的光。
根据本公开的一实施例的显示装置,包括电路基板及排列于所述电路基板上的多个像素,其中,所述像素中的至少一个包括:第一LED叠层,生成第一峰值波长的光;第二LED叠层,从所述第一LED叠层沿横向隔开,生成第二峰值波长的光;以及第三LED叠层,位于所述第二LED叠层上,并生成第三峰值波长的光。
附图说明
图1是用于说明根据本公开的实施例的显示装置的示意性的立体图。
图2是用于说明根据本公开的一实施例的显示面板的示意性的平面图。
图3A是用于说明根据本公开的一实施例的第一发光元件的示意性的平面图。
图3B是沿图3A的截取线A-A′而截取的示意性的剖面图。
图4A、图4B及图4C是用于说明根据本公开的多样的实施例的第一发光元件的示意性的剖面图。
图5A是用于说明根据本公开的一实施例的第二发光元件的示意性的平面图。
图5B是沿图5A的截取线B-B′而截取的示意性的剖面图。
图6A及图6B是用于说明根据本公开的多样的实施例的第二发光元件的示意性的剖面图。
图7是用于说明根据本公开的一实施例的显示面板的示意性的剖面图。
具体实施方式
以下,参照附图详细说明本公开的实施例。为了能够将本公开的思想充分传递给本公开所属技术领域的通常技术人员,作为示例提供以下介绍的实施例。因此,本公开并不局限于如下所述的实施例,其可以具体化为其他形态。另外,在附图中,也可能为了便利而夸张表现构成要素的宽度、长度、厚度等。并且,当记载为一个构成要素位于另一构成要素的“上部”或“上”时,不仅包括各部分“直接”位于其他部分的“上部”或“上”的情形,还包括各构成要素与另一构成要素之间夹设有又一构成要素的情形。在整个说明书中,相同的附图标记表示相同的构成要素。
根据本公开的一实施例的显示装置,包括电路基板及排列于所述电路基板上的多个像素,其中,所述像素中的至少一个包括:第一发光元件;以及第二发光元件,从所述第一发光元件沿横向隔开,其中,所述第一发光元件具有生成第一峰值波长的光的第一LED叠层,所述第二发光元件包括:第二LED叠层,生成第二峰值波长的光;以及第三LED叠层,位于所述第二LED叠层上,并生成第三峰值波长的光。
通过选择第二LED叠层及第三LED叠层彼此重叠的第二发光元件,能够减少发光元件的贴装工艺数,并且,可以在不增加像素面积的情况下增加各个子像素的发光面积。
所述第一峰值波长可以是相比于所述第二及第三峰值波长更长的波长。具有长波长的第一LED叠层相比于第二及第三LED叠层在相对较低的电压下工作。因此,通过将第二及第三LED叠层彼此重叠地布置于第二发光元件内,并且将第一LED叠层布置为从第二发光元件隔开,从而可以适合利用互不相同的电源来驱动第一及第二发光元件。但是本公开并不局限于利用互不相同的电源来驱动第一发光元件和第二发光元件。
在一实施例中,所述第二峰值波长可以是相比于所述第三峰值波长更长的波长。具有相对长波长的第二峰值波长的光可以通过第三LED叠层而在没有光损失的情况下容易地射出到外部。在另一实施例中,所述第二峰值波长可以是相比于所述第三峰值波长更短的波长。具有相对短波长的第二峰值波长的光在通过第三LED叠层时可能有一部分损失,因此,第二峰值波长的光的发光强度可能被减小。因此,可以通过减小射出到外部的第二峰值波长的光的发光强度来调节第二峰值波长与第三峰值波长的光的发光强度。
例如,所述第一、第二及第三LED叠层可以分别射出红色光、蓝色光及绿色光。
所述显示装置还可以包括:阻光物质,覆盖所述第一发光元件及第二发光元件的侧表面。进而,所述阻光物质可以覆盖所述第一发光元件及第二发光元件的上表面。
在一实施例中,所述第二发光元件的上表面可以位于相比于所述第一发光元件的上表面更高的位置。在另一实施例中,所述第一发光元件和第二发光元件的上表面可以位于实质上相同的高度。
另外,所述第一至第三LED叠层中的每一个可以包括第一导电型半导体层及第二导电型半导体层,所述第二发光元件可以包括:共阳极电极或者共阴极电极,所述共阳极电极共同电连接于所述第二LED叠层及第三LED叠层的第二导电型半导体层;所述共阴极电极共同电连接于第一导电型半导体层。
通过选择共阴极电极或者共阳极电极能够减少接合垫的数量。
进而,所述第一LED叠层的第一导电型半导体层或者第二导电型半导体层可以电连接于所述共阳极电极或者所述共阴极电极。
在特定实施例中,所述第一发光元件可以包括:至少两个活性层,利用隧道结而堆叠。因此,能够增加所述第一发光元件的发光强度。
在一实施例中,所述第二LED叠层的第二导电型半导体层与所述第三LED叠层的第二导电型半导体层可以通过接合而彼此电连接。
另外,所述电路基板针对所显示的画面具有左右方向x及上下方向z,并且所述第一发光元件与第二发光元件可以沿上下方向排列。因此,可以减小在所显示的画面中的左右方向的色差。
根据本公开的一实施例的显示用发光元件包括:下部LED叠层,包含第一导电型半导体层及第二导电型半导体层;上部LED叠层,包含第一导电型半导体层及第二导电型半导体层,并且布置于所述下部LED叠层上;接合物质层,接合所述下部LED叠层及所述上部LED叠层;以及共阳极电极或者共阴极电极,所述共阳极电极共同电连接于所述下部LED叠层及上部LED叠层的第二导电型半导体层,所述共阴极电极共同电连接于所述下部LED叠层及所述上部LED叠层的第一导电型半导体层,并且所述显示用发光元件只射出两个峰值波长的光。
所述两个峰值波长的光可以是绿色光及蓝色光。在一实施例中,所述下部LED叠层可以射出绿色光,所述上部LED叠层可以射出蓝色光,并且所述蓝色光可以穿过所述下部LED叠层而射出到外部。然而在另一实施例中,可以是下部LED叠层射出蓝色光,上部LED叠层射出绿色光。
另外,所述显示用发光元件还可以包括:单独的电极,分别电连接于所述下部LED叠层及所述上部LED叠层的所述第一导电型半导体层或者第二导电型半导体层。
因此,所述下部LED叠层与上部LED叠层可以利用单独的电极及公共电极来独立驱动。
所述显示用发光元件还可以包括:基板,位于所述下部LED叠层下方,其中,所述基板可以是所述下部LED叠层的生长基板。
根据本公开的一实施例的显示装置,包括电路基板及排列于所述电路基板上的多个像素,其中,所述像素中的至少一个包括:第一LED叠层,生成第一峰值波长的光;第二LED叠层,从所述第一LED叠层沿横向隔开,生成第二峰值波长的光;以及第三LED叠层,位于所述第二LED叠层上,并生成第三峰值波长的光。
所述电路基板针对所显示的画面具有左右方向x及上下方向z,所述第一LED叠层与所述第二LED叠层可以沿上下方向排列。
另外,所述第三峰值波长是相比于所述第二峰值波长更长的波长。
以下,参照附图对本公开的实施例进行具体说明。
图1是用于说明根据本公开的实施例的显示装置的示意性的立体图。
本公开的发光元件并不会被特别地限定,但是尤其可以用于诸如智能手表1000a、VR头戴式设备1000b之类的VR显示装置,或者诸如增强现实眼镜1000c之类的AR显示装置中。
在显示装置内贴装有用于实现图像的显示面板。图2是用于说明根据本公开的一实施例的显示面板的示意性的平面图。
参照图2,显示面板包括电路基板101及像素100。
电路基板101可以包括用于无源矩阵驱动或者有源矩阵驱动的电路。在一实施例中,电路基板101可以在内部包括布线及电阻器。在另一实施例中,电路基板101可以包括布线、晶体管及电容器。电路基板101还可以在上表面具有用于允许电连接于布置在内部的电路的垫。
多个像素100整齐排列于电路基板101上。各个像素100可以包括第一发光元件100R及第二发光元件100GB。虽然所有像素100都可以包括第一发光元件100R及第二发光元件100GB,但是本公开并不局限于此,只要是至少一个像素100包括第一及第二发光元件100R、100GB就属于本公开的范围。
第二发光元件100GB从第一发光元件100R沿横向隔开。尤其,当以所显示的画面为基准来定义左右方向x及上下方向z时,第一发光元件100R和第二发光元件100GB可以如图2所示地沿上下方向z排列。即,第二发光元件100GB可以从第一发光元件100R沿上下方向隔开。虽然示出为在第一发光元件100R的下方布置有第二发光元件100GB的情形,但是并不局限于此,也可以是第一发光元件100R布置在第二发光元件100GB的下方。通常,观看所显示的画面时,与上下方向相比,用户可能更敏感地识别出左右方向的色差。因此,通过沿上下方向排列第一发光元件100R和第二发光元件100GB而可以防止在左右方向x上发生色差。
以下将针对第一发光元件100R及第二发光元件100GB的具体的构成进行详细说明。
图3A是用于说明第一发光元件100R的示意性的平面图,图3B是沿图3A的截取线A-A′而截取的示意性的剖面图。
为了便于说明,示出并说明为凸起垫30a、30b布置于上方,然而发光元件100R如图2所示地倒装接合于电路基板101上,此时,凸起垫30a、30b将布置于第一发光元件100R的下方。进而,在特定实施例中,凸起垫30a、30b也可以被省略。
参照图3A及图3B,第一发光元件100R可以包括第一LED叠层23R、欧姆电极25、绝缘层27、连接器29a、29b及凸起垫30a、30b。第一LED叠层23R包括第一导电型半导体层23a、第二导电型半导体层23b及活性层23c。
第一LED叠层23R射出第一峰值波长的光。其中,第一峰值波长的光可以是红色光。为此,第一LED叠层23R可以包括AlGaInP系列的阱层。
欧姆电极25欧姆接触于第二导电型半导体层23b。欧姆电极25可以包括反射由第一LED叠层23生成的光的反射金属层。但是本公开并不局限于此,欧姆电极25也可以利用诸如氧化烟锡(ITO)等的透明氧化物层或者金属层来形成。欧姆电极25可以覆盖第二导电型半导体层23b的几乎整个表面,因此,可以在第一发光元件100R内较宽地分散电流。
另外,连接器29a可以电连接于第一导电型半导体层23a。连接器29a可以通过贯通第二导电型半导体层23b及活性层23c的贯通孔来连接于第一导电型半导体层23a,但是并不局限于此,也可以连接于通过台面蚀刻而暴露的第一导电型半导体层23a。并且,尽管未示出,但是在第一导电型半导体层23a上额外地形成欧姆电极,连接器29a也可以连接于欧姆电极。
另外,连接器29a可以通过绝缘层27而与第二导电型半导体层23b及活性层23c绝缘。绝缘层27还可以覆盖第二导电型半导体层23b及欧姆电极25。如图所示,连接器29a可以在绝缘层27上具有相对较宽的垫。
连接器29b可以电连接于欧姆电极25。如图所示,连接器29b可以通过绝缘层27连接于欧姆电极25。连接器29b可以在绝缘层27上包括相对较宽的垫。但是,本公开并不局限于此,连接器29b可以直接形成在欧姆电极25上。
另外,各个凸起垫30a、30b可以布置在各个连接器上29a、29b。当将第一发光元件100R接合到电路基板101上时,凸起垫30a、30b可以用作接合垫。在另一实施例中,也可以省略凸起垫30a、30b,而将连接器29a、29b用作接合垫。
根据本实施例的第一发光元件100R可以通过在诸如GaAs基板的生长基板上生长第一导电型半导体层23a、活性层23c及第二导电型半导体层23b之后,再形成欧姆电极25、连接器29a、29b及凸起垫30a、30b,然后去除生长基板而形成。因此,第一发光元件100R不包括生长基板。但是本公开并不局限于此,其结构及形状可以多种多样。
图4A、图4B及图4C是用于说明根据本公开的多样的实施例的第一发光元件的示意性的剖面图。
参照图4A,根据本实施例的第一发光元件100R′可以包括生长基板21。生长基板21可以是例如GaAs基板,但是并不局限于此。
另外,连接器及凸起垫可以形成在生长基板21上部或者下部,使活性层23c生成的光能够射出到外部。
参照图4B,差异在于,根据本实施例的第一发光元件100R″包括窗口121来代替生长基板21。例如,如图4A所示,在生长基板21上生长第一导电型半导体层23a、活性层23c及第二导电型半导体层23b之后,可以在第二导电型半导体层23b上形成窗口121,在此之后,去除生长基板21来提供第一发光元件100R″。
活性层23c生成的光可以通过窗口121射出到外部,为此,连接器及凸起垫可以形成在第一导电型半导体层23a下部,使光通过窗口121射出。
参照图4C,根据本实施例的第一发光元件100R″′包括借由隧道结(tunneljunction)形成的两个活性层23c、23c′。例如,可以在生长基板上顺序地生长第一导电型半导体层23a、活性层23c、第二导电型半导体层23b、第一导电型半导体层23a′、活性层23c′及第二导电型半导体层23b′来形成第一LED叠层23R′,并且第二导电型半导体层23b和第一导电型半导体层23a′可以借由隧道结层而接合。
另外,如参照图4B所述,可以通过形成窗口121并且去除生长基板来提供具有图4C的叠层结构的第一发光元件100R″′。但是本公开并不局限于此,可以在不形成窗口121的情况下去除生长基板,也可以不去除生长基板而留下生长基板。
图5A是用于说明根据本公开的一实施例的第二发光元件的示意性的平面图,图5B是沿图5A的截取线B-B′而截取的示意性的剖面图。
为了便于说明,图示并说明为凸起垫63a、63b及63c布置于上侧,但是发光元件100GB如图2所示地倒装接合于电路基板101上,此时,凸起垫63a、63b、63c将布置于第二发光元件100GB的下侧。进而,在特定实施例中,凸起垫63a、63b、63c也可能被省略。
参照图5A及图5B,第二发光元件100GB可以包括第二LED叠层33、第三LED叠层43、第二欧姆电极35、第三欧姆电极45、n电极垫47a、下部p电极垫47b、上部p电极垫37b、接合(bonding)层49、下部绝缘层51、侧壁绝缘层53、掩埋层55a、55b、55c、55d、连接器57a、57b、57c、上部绝缘层61及凸起垫63a、63b、63c。
如图5B所示,在本公开的实施例中,第二LED叠层33和第三LED叠层43沿垂直方向重叠。另外,虽然各个LED叠层33、43在互不相同的生长基板上生长,但是生长有第二LED叠层33的生长基板从第二LED叠层33分离。并且,基板41可以是用于生长第三LED叠层43的生长基板,可以保留在第二发光元件100GB内,或者也可以被去除。
第二LED叠层33及第三LED叠层43各自包括第一导电型半导体层33a或者43a、第二导电型半导体层33b或者43b及夹设在它们之间的活性层(未示出)。尤其,活性层可以具有多量子阱结构。本说明书中,各个LED叠层23、33或者43的第一导电型半导体层23a、33a、43a是n型半导体层,第二导电型半导体层23b、33b、43b是p型半导体层。
在一实施例中,第二LED叠层33的下方布置有第三LED叠层43。因此,第二LED叠层33可以被称为上部LED叠层,第三LED叠层43可以被称为下部LED叠层。然而,如图2所示,当第二发光元件100GB贴装于电路基板101上时,要注意第二发光元件100GB的上下方向可以被翻转。
第二LED叠层33及第三LED叠层43生成的光最终可以通过第三LED叠层43射出到外部。即,第三LED叠层43生成的光可以直接射出到外部,第二LED叠层33生成的光可以通过第三LED叠层43射出到外部。
第二LED叠层33及第三LED叠层43可以射出相比于第一LED叠层23R射出的第一峰值波长的光而言短波长的光。进而,在一实施例中,第二LED叠层33相比于第三LED叠层43而言可以射出作为长波长的第二峰值波长的光,第三LED叠层43可以射出相比于第一峰值波长及第二峰值波长而言短波长的第三峰值波长的光。例如,第二LED叠层33是发出绿色光的无机发光二极管,第三LED叠层43是发出蓝色光的无机发光二极管。第二LED叠层33可以包括AlGaInP系列或者AlGaInN系列的阱层,第三LED叠层43可以包括AlGaInN系列的阱层。由于第二LED叠层33相比于第三LED叠层43而言射出长波长的光,因此第二LED叠层33生成的光可以透射LED叠层43而射出到外部。
在另一实施例中,第二LED叠层33相比于第三LED叠层43而言射出短波长的第二峰值波长的光,第三LED叠层43射出相比于第二峰值波长而言长波长的第三峰值波长的光。例如,第二LED叠层33可以是射出蓝色光的无机发光二极管,第三LED叠层43可以是射出绿色光的无机发光二极管。第三LED叠层43可以包括AlGaInP系列或者AlGaInN系列的阱层,第二LED叠层33可以包括AlGaInN系列的阱层。由于第二LED叠层33相比于第三LED叠层43而言射出短波长的光,因而第二LED叠层33生成的光中的一部分光可能被第三LED叠层43吸收而损失。
通常,射出蓝色光的LED的外部量子效率相对高于射出绿色光的LED的外部量子效率。当第二LED叠层33射出绿色光、第三LED叠层43射出蓝色光时,绿色光和蓝色光的发光强度比可能不满足显示器中所要求的混合比。例如,显示器中所要求的发光强度的混合比大致确定为红色:绿色:蓝色的发光强度比接近3:6:1。但是,当蓝色光的发光强度过高时,难以满足其发光强度混合比,从而难以实现良好的颜色的图像。因此,通过将第二发光元件100GB形成为使第二LED叠层33射出蓝色光且使第三LED叠层43射出绿色光,从而可以使部分蓝色光被第三LED叠层43吸收而损失,因此,可以降低蓝色光的发光强度,从而调节发光强度混合比。
进而,为了调节发光强度混合比,可以使第二LED叠层33的发光面积小于第三LED叠层43的发光面积。
另外,在本实施例中,第二LED叠层33的上表面是p型半导体层33b,第三LED叠层43的上表面是p型半导体层43b。将第二LED叠层33的半导体层按与第三LED叠层43的半导体层相同的顺序来布置,据此可以确保工艺稳定性。为了将第二LED叠层33按与第三LED叠层43相同的顺序来堆叠,可以使用临时接合和解接合(TBDB:temporary bonding&debonding)技术。
第二LED叠层33可以包括第二导电型半导体层33b被去除而使第一导电型半导体层33a的上表面暴露的台面蚀刻区域。如图5B所示,掩埋层55a、55b贯通第二LED叠层33的台面蚀刻区域而形成,并且,在第二LED叠层33的台面蚀刻区域上可以形成掩埋层55c。为了形成掩埋层,可以形成贯通第二LED叠层33的贯通孔。贯通孔可以形成为贯通暴露于台面蚀刻区域的第一导电型半导体层33a,但并不是必须局限于此,也可以将第二导电型半导体层33b及第一导电型半导体层33a全都贯通。
第三LED叠层43也可以包括第二导电型半导体层43b被去除而使第一导电型半导体层43a的上表面暴露的台面蚀刻区域。
第二发光元件100GB的侧表面可以以从第二LED叠层33趋向第三LED叠层43而宽度变宽的方式倾斜,因此,第三LED叠层43的发光面积可以大于第二LED叠层33的发光面积。相对于第三LED叠层43的上表面,第二发光元件100GB的侧表面形成的倾斜角可以是约75度至90度。如果倾斜角小于75度,则第二LED叠层33的发光面积太小,从而难以减小第二发光元件100GB的大小。
另外,第二欧姆电极35欧姆接触于第二LED叠层33的第二导电型半导体层33b。如图所示,第二欧姆电极35接触于第二LED叠层33的上表面。第二欧姆电极35可以利用金属层或者导电氧化物层形成。导电氧化物层的示例可以列举SnO2、InO2、ITO、IZO等。第二欧姆电极35还可以包括诸如Al或者Ag之类的反射金属层。
第三欧姆电极45欧姆接触于第三LED叠层43的第二导电型半导体层43b。第三欧姆电极45可以位于第二LED叠层33和第三LED叠层43之间,并且接触于第三LED叠层43的上表面。第三欧姆电极45可以利用对于从第二LED叠层33射出的光而言透明的金属层或者导电氧化物层。导电氧化物层的示例可以列举SnO2、InO2、ITO、ZnO、IZO等。尤其,第三欧姆电极45可以利用ZnO形成,并且由于ZnO可以在第三LED叠层43上形成为单晶,因此与金属层或者其他导电氧化物层相比,其具有优异的电学及光学特性。尤其,由于ZnO针对第三LED叠层43具有较强的接合力,因此即使利用激光剥离技术分离生长基板,ZnO也不会受损并留存下来。
第三欧姆电极45可以沿第三LED叠层43的边缘而局部地被去除,因此,第三欧姆电极45的外侧表面不被暴露于外部,而是可以被接合层49覆盖。即,第三欧姆电极45侧表面相比于第三LED叠层43的侧表面向内凹陷,并且第三欧姆电极45凹陷的区域可以用接合层49填充。此外,第三欧姆电极45也在第三LED叠层43的台面蚀刻区域附近凹陷,且凹陷的区域可以用接合层49填充。
n电极垫47a欧姆接触于第三LED叠层43的第一导电型半导体层43a。n电极垫47a可以布置于通过第二导电型半导体层43b暴露的第一导电型半导体层43a上,即可以布置于台面蚀刻区域。n电极垫47a例如可以利用Cr/Au/Ti形成。n电极垫47a的上表面可以高于第二导电型半导体层43b的上表面,进而可以高于第三欧姆电极45的上表面。例如,n电极垫47a的厚度可以是约2μm以上。n电极垫47a可以是圆锥台形状,但并不局限于此,可以具有诸如四角锥台、圆筒形、四棱柱等多样的形状。在另一实施例中,n电极垫47a也可以被省略。
下部p电极垫47b可以利用与n电极垫47a相同的材料形成,然而,下部p电极垫47b的上表面可以位于与n电极垫47a相同的高度,因此,下部p电极垫47b的厚度可以小于n电极垫47a。即,下部p电极垫47b的厚度可以大致相同于朝第二欧姆电极45的上方突出的n电极垫47a部分的厚度。例如,下部p电极垫47b的厚度可以是约1.2μm以下。通过使下部p电极垫47b的上表面位于与n电极垫47a的上表面相同的高度,从而在形成贯通第二LED叠层33的贯通孔时,可以使下部p电极垫47b和n电极垫47a同时暴露。当n电极垫47a和下部p电极垫47b的高度不同时,某一个电极垫可能在蚀刻工艺中严重受损。因此,可以通过使n电极垫47a和下部p电极垫47b的高度大致对齐为相同来防止某一个的电极垫被严重受损。
接合层49将第二LED叠层33结合到第三LED叠层43。接合层49可以在第一导电型半导体层33a和第三欧姆电极45之间将这些结合。接合层49可以局部地接触于第二导电型半导体层43b,且可以局部地接触于暴露在台面蚀刻区域的第一导电型半导体层43a。进而,接合层49可以覆盖n电极垫47a及下部p电极垫47b。
接合层49可以利用透明有机物层形成,或者可以利用透明无机物层形成。有机物层可以列举SU8、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA:polymethylmethacrylate)、聚酰亚胺,聚对二甲苯,苯并环丁烯(BCB:Benzocyclobutene)等,无机物层可以列举Al2O3、SiO2、SiNx等。并且,接合层49可以利用旋涂玻璃(SOG)形成。
上部p电极垫37b可以布置于第二欧姆电极35上。如图5B所示,上部p电极垫37b可以被下部绝缘层51覆盖。上部p电极垫37b例如可以利用Ni/Au/Ti形成,且可以形成为约2μm的厚度。
下部绝缘层51形成于第二LED叠层上,并且覆盖第二欧姆电极35。下部绝缘层51也可以覆盖第二LED叠层33的台面蚀刻区域来提供平坦的上部表面。下部绝缘层51例如可以利用SiO2形成。
可以形成贯通下部绝缘层51的贯通孔,在贯通孔内可以形成掩埋层55a、55b、55c、55d。至少两个贯通孔贯通下部绝缘层51、第二LED叠层33及第一接合层49而分别暴露n电极垫47a及下部p电极垫47b。并且,至少一个贯通孔暴露第二LED叠层33的第一导电型半导体层33a。进而,至少一个贯通孔暴露上部p电极垫37b。
侧壁绝缘层53覆盖贯通孔的侧壁,并具有暴露贯通孔的底部的开口部。侧壁绝缘层53例如可以使用化学沉积技术或者原子层沉积技术来形成,并且例如可以利用Al2O3、SiO2、Si3N4等形成。部分贯通孔内的侧壁绝缘层53也可以被省略。尤其,暴露n电极垫47a的贯通孔内的侧壁绝缘层53、暴露第一导电型半导体层33a的贯通孔内的侧壁绝缘层、或者暴露上部p电极垫37b的贯通孔内的侧壁绝缘层53可以被省略。
各个掩埋层55a、55b、55c、55d可以填充各个贯通孔。掩埋层55b借由侧壁绝缘层53而与第二LED叠层33绝缘。
掩埋层55a可以电连接于n电极垫47a,掩埋层55b可以电连接于下部p电极垫47b,掩埋层55c可以电连接于第二LED叠层33的第一导电型半导体层33a。并且,掩埋层55d可以电连接于上部p电极垫37b。
掩埋层55a、55b、55c、55d可以利用化学机械抛光技术来形成。例如,可以通过形成种子层并利用镀覆金属技术填充贯通孔之后,利用化学机械抛光技术来去除下部绝缘层51上的金属层,据此形成掩埋层55a、55b、55c、55d。进而,也可以在形成种子层之前形成金属阻挡层。
掩埋层55a、55b、55c、55d可以通过同一工艺而一起形成。因此,掩埋层55a、55b、55c、55d的上表面可以大致平行于下部绝缘层51。但是本公开并不局限于本实施例,可以通过互不相同的工艺来形成掩埋层55a、55b、55c、55d。
连接器57a、57b、57c形成于下部绝缘层51上。公共连接器57c可以共同连接至掩埋层55a及掩埋层55c,连接器57a可以连接至掩埋层55b,连接器57b可以连接至掩埋层55d。
第二LED叠层33的第一导电型半导体层33a及第三LED叠层43的第一导电型半导体层43a借由公共连接器57c及掩埋层55a、55c,而彼此电连接。同时,连接器57a、57b彼此电隔开,并且分别电连接于第二导电型半导体层33b、43b。
连接器57a、57b、57c可以在同一工艺中利用相同的材料形成,例如,可以形成为Ni/Au/Ti的多层结构。
上部绝缘层61覆盖下部绝缘层51,并且覆盖连接器57a、57b、57c。上部绝缘层61还可以覆盖第二LED叠层33及第三LED叠层43的侧表面。上部绝缘层61可以具有暴露连接器57a、57b、57c的开口部。上部绝缘层61可以形成为硅氧化膜或者硅氮化膜,例如,可以形成为约400nm的厚度。
各个凸起垫63a、63b、63c可以在上部绝缘层61的开口部内布置于连接器57a、57b、57c上并与其电连接。
第一凸起垫63a可以通过上部连接器57a、掩埋层55b、下部p电极垫47b及第三欧姆电极45而电连接于第三LED叠层43的第二导电型半导体层43b。第二凸起垫63b可以通过连接器57b、掩埋层55d及第二欧姆电极35而电连接于第二LED叠层33的第二导电型半导体层33b。
公共凸起垫63c将公共连接器57c、掩埋层55a、55c、下部n电极垫47a共同电连接于第二LED叠层33及第三LED叠层43的第一导电型半导体层33a、43a。
即,第一凸起垫63a及第凸起垫63b分别电连接于第二LED叠层33及第三LED叠层43的第二导电型半导体层33b、43b,公共凸起垫63c共同电连接于第二LED叠层33及第三LED叠层43的第一导电型半导体层33a、43a。
所述凸起垫63a、63b、63c可以布置于上部绝缘层61的开口部内,凸起垫的上表面可以是平坦的表面。凸起垫63a、63b、63c可以位于连接器57a、57b、57c的平坦的表面上。所述凸起垫63a、63b、63c可以形成为Au/In,例如Au形成为3μm的厚度,In形成为约1μm的厚度。第二发光元件100GB可以利用In而接合于电路基板101上的垫。在本实施例中,虽然针对利用In而接合凸起垫的情形进行说明,但并不局限于In,也可以利用Pb或者AuSn而接合。
根据本实施例,第一LED叠层23电连接于凸起垫30a、30b,第二LED叠层33电连接于凸起垫63b、63c,第三LED叠层43电连接于凸起垫63a、63c,因此,能够独立地驱动第一LED叠层23、第二LED叠层33以及第三LED叠层43。
另外,在本实施例中,第二发光元件100GB是第二LED叠层33及第三LED叠层43的第一导电型半导体层33a、43a共同电连接的发光元件,包括共阴极电极及单独的阳极电极。进而,第一发光元件100R的第一导电型半导体层23a可以通过电路基板101电连接于共阴极电极。当使用共阴极电极时,可以利用互不相同的驱动电源来驱动第一发光元件100R和第二发光元件100GB。因此,第一发光元件100R可以与第二发光元件100GB以电隔开。
但是本公开并不局限于此,也可以是第二发光元件100GB包括共阳极电极及单阴极电极,第一发光元件100R的第二导电型半导体层23b通过电路基板101而电连接于共阳极电极。
在本实施例中,虽然以形成凸起垫63a、63b、63c的情形作为示例进行说明,但是凸起垫也可以被省略。尤其,当利用各向异性导电膜或者各向异性导电膏等来将第二发光元件100GB接合于电路基板101时,凸起垫可以被省略,而连接器57a、57b、57c被直接接合。据此,可以增加接合面积。
图6A及图6B是用于说明根据本公开的多样的实施例的第二发光元件的示意性的剖面图。
参照图6A,根据本公开的第二发光元件100GB′与参照图5A及图5B进行说明的第二发光元件100GB大致相似,但是差异在于第二LED叠层33的顺序有变化。即,第二欧姆电极35布置为朝向第三LED叠层43,且第一导电型半导体层33a位于第二导电型半导体层33b上。
第二发光元件100GB′可以通过如下方式而形成:不使用临时接合和解接合工艺,利用接合层149将形成在生长基板上的第二LED叠层33接合为面向第三LED叠层43之后,在第二LED叠层33中去除生长基板。
此后,可以形成连接于第二LED叠层33及第三LED叠层43的电极,以具有共阴极电极或者共阳极电极。
在本实施例中,第二欧姆电极35和第三欧姆电极45彼此通过接合层149来接合。在本实施例中,接合层149可以是与上述的接合层49相同的物质。
另外,由于第二欧姆电极35布置于第二LED叠层33生成的光的路径上,因此第二欧姆电极35需形成为透射第二LED叠层33生成的光的透明氧化物层或者金属层。
参照图6B,根据本实施例的第二发光元件100GB″的第二LED叠层33与第三LED叠层43借由导电物质层50而接合。导电物质层50可以是透明氧化物层或者金属层。例如,导电物质层50可以是铟锡氧化物层(ITO),因此,第二导电型半导体层33b、43b可以彼此电连接。
在本实施例中,掩埋层155c及公共连接器157c可以电连接于导电物质层50,因此,可以提供共阳极电极。另外,掩埋层155a及连接器157a电连接于第三LED叠层43的第一导电型半导体层43a,掩埋层155b及连接器157b可以电连接于第二LED叠层33的第一导电型半导体层33a。
图7是用于说明根据本公开的又一实施例的显示面板的示意性的剖面图。
参照图7,根据本实施例的显示面板与参照图2进行说明的显示面板相似,但是差异在于还包括阻光物质200。
电路基板101可以包括暴露在表面的垫103,第一发光元件100R及第二发光元件100GB可以利用凸起垫30、63接合于垫103。
如上述说明,第一发光元件100R可以包括两个凸起垫30,第二发光元件100GB可以包括三个凸起垫63,但是并不局限于此。并且除了凸起垫63以外,也可以由连接器29a、29b、57a、57b、57c接合于垫103。
另外,尽管示出为第一发光元件100R所接合的垫与第二发光元件100GB所接合的垫相互分离,但是第一发光元件100R所接合的垫中的一个与第二发光元件100GB所接合的垫中的一个可以相互连接。据此,第一发光元件100R与第二发光元件100GB可以连接为共阴极或者共阳极结构。
另外,如图7所示,布置于电路基板101上的第一发光元件100R及第二发光元件100GB的上表面可以位于实质相同的高度。因此,通过第一发光元件100R射出的第一峰值波长的光及通过第二发光元件100GB射出的第二及第三峰值波长的光可以从相同的高度射出到外部。
另外,阻光物质200覆盖第一发光元件100R及第二发光元件100GB的侧表面。阻光物质200阻挡朝第一发光元件100R及第二发光元件100GB的侧表面射出的光来防止发光元件之间的干扰。如图7所示,阻光物质200还可以覆盖第一发光元件100R及第二发光元件100GB的上表面。然而,覆盖第一发光元件100R及第二发光元件100GB的上表面的阻光物质200的厚度受到限制,因此,第一及第二发光元件100R、100GB射出的光可以穿过阻光物质射出到外部。
阻光物质200可以利用反光物质或者吸光物质形成。例如,阻光物质200可以是黑色环氧成型材料。
在本实施例中,虽然示出及说明为第一发光元件100R和第二发光元件的上表面布置于相同的高度,但是本公开并不局限于此。例如,第二发光元件100GB的上表面可以位于相比于第一发光元件100R的上表面更高。因此,当先贴装第一发光元件100R后再贴装第二发光元件100GB时,可以防止第一发光元件100R受损。
以上,已对本公开的多样的实施例进行了说明,但是本公开并不局限于这些实施例。并且,在不脱离本公开的技术思想的范围内,对一个实施例说明的事项或构成要素也可以应用于其他实施例。
Claims (21)
1.一种显示装置,包括电路基板及排列于所述电路基板上的多个像素,其特征在于,
所述像素中的至少一个包括:
第一发光元件;以及第二发光元件,从所述第一发光元件沿横向隔开,
其中,所述第一发光元件具有生成第一峰值波长的光的第一LED叠层,
所述第二发光元件包括:第二LED叠层,生成第二峰值波长的光;以及第三LED叠层,位于所述第二LED叠层上,并生成第三峰值波长的光。
2.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,
所述第一峰值波长是相比于所述第二峰值波长及第三峰值波长更长的波长。
3.根据权利要求2所述的显示装置,其特征在于,
所述第二峰值波长是相比于所述第三峰值波长更短的波长。
4.根据权利要求3所述的显示装置,其特征在于,
所述第一LED叠层、所述第二LED叠层及所述第三LED叠层分别发出红色光、蓝色光以及绿色光。
5.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,还包括:
阻光物质,覆盖所述第一发光元件及第二发光元件的侧表面。
6.根据权利要求5所述的显示装置,其特征在于,
所述阻光物质覆盖所述第一发光元件及第二发光元件的上表面。
7.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,
所述第二发光元件的上表面位于相比于所述第一发光元件的上表面更高的位置。
8.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,
所述第一发光元件和第二发光元件的上表面位于实质上相同的高度。
9.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,
所述第一LED叠层、所述第二LED叠层及所述第三LED叠层中的每一个包括第一导电型半导体层及第二导电型半导体层,
所述第二发光元件包括:共阳极电极或者共阴极电极,所述共阳极电极共同电连接于所述第二LED叠层及所述第三LED叠层的第二导电型半导体层;所述共阴极电极共同电连接于第一导电型半导体层。
10.根据权利要求9所述的显示装置,其特征在于,
所述第一LED叠层的第一导电型半导体层或者第二导电型半导体层电连接于所述共阳极电极或者所述共阴极电极。
11.根据权利要求9所述的显示装置,其特征在于,
所述第一发光元件包括:至少两个活性层,利用隧道结而堆叠。
12.根据权利要求9所述的显示装置,其特征在于,
所述第二LED叠层的第二导电型半导体层与所述第三LED叠层的第二导电型半导体层通过接合而彼此电连接。
13.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,
所述电路基板针对所显示的画面具有左右方向(x)及上下方向(z),并且所述第一发光元件与第二发光元件沿上下方向排列。
14.一种显示用发光元件,其特征在于,包括:
下部LED叠层,包含第一导电型半导体层及第二导电型半导体层;
上部LED叠层,包含第一导电型半导体层及第二导电型半导体层,并且布置于所述下部LED叠层上;
接合物质层,接合所述下部LED叠层及所述上部LED叠层;以及
共阳极电极或者共阴极电极,所述共阳极电极共同电连接于所述下部LED叠层及所述上部LED叠层的第二导电型半导体层,所述共阴极电极共同电连接于第一导电型半导体层,
所述显示用发光元件只射出两个峰值波长的光。
15.根据权利要求14所述的显示用发光元件,其特征在于,
所述两个峰值波长的光为绿色光及蓝色光。
16.根据权利要求15所述的显示用发光元件,其特征在于,
所述下部LED叠层射出绿色光,所述上部LED叠层射出蓝色光,
所述蓝色光穿过所述下部LED叠层射出到外部。
17.根据权利要求14所述的显示用发光元件,其特征在于,还包括:
单独的电极,分别电连接于所述第一导电型半导体层或者第二导电型半导体层。
18.根据权利要求14所述的显示用发光元件,其特征在于,还包括:
基板,位于所述下部LED叠层下方,
其中,所述基板为所述下部LED叠层的生长基板。
19.一种显示装置,包括电路基板及排列于所述电路基板上的多个像素的显示装置,其特征在于,
所述像素中的至少一个包括:
第一LED叠层,生成第一峰值波长的光;
第二LED叠层,从所述第一LED叠层沿横向隔开,并生成第二峰值波长的光;以及
第三LED叠层,位于所述第二LED叠层上,并生成第三峰值波长的光。
20.根据权利要求19所述的显示装置,其特征在于,
所述电路基板针对所显示的画面具有左右方向(x)及上下方向(z),所述第一LED叠层与所述第二LED叠层沿上下方向排列。
21.根据权利要求19所述的显示装置,其特征在于,
所述第三峰值波长的光是相比于所述第二峰值波长的光更长的波长。
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