CN215451452U - 发光元件及显示装置 - Google Patents

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CN215451452U CN202121754069.5U CN202121754069U CN215451452U CN 215451452 U CN215451452 U CN 215451452U CN 202121754069 U CN202121754069 U CN 202121754069U CN 215451452 U CN215451452 U CN 215451452U
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柳龙禑
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Abstract

本实用新型提供一种发光元件及显示装置。一种叠层式发光元件包括：第一LED叠层；第二LED叠层，布置于第一LED叠层下方；第三LED叠层，布置于第二LED叠层下方；第3‑1连接器及第3‑2连接器，布置于第二LED叠层与第三LED叠层之间；以及多个垫，布置于第一LED叠层上部，电连接于第一LED叠层至第三LED叠层，其中，第一LED叠层、第二LED叠层以及第三LED叠层分别具有光生成区域以及在光生成区域周围布置的周围区域，第3‑1连接器及第3‑2连接器分别电连接于第三LED叠层的光生成区域的第一导电型半导体层及第二导电型半导体层，并且第3‑1连接器及第3‑2连接器中的至少一个覆盖第三LED叠层的周围区域的侧面。

Description

发光元件及显示装置
技术领域
本实用新型涉及利用发光二极管来呈现图像的LED显示装置。
背景技术
最近，正在开发利用发光二极管直接呈现图像的LED显示装置。可以预想到LED显示装置以利用小尺寸(例如微型规模)的无机半导体LED呈现图像来替代现有的LCD显示器或OLED显示器。
显示装置通常利用蓝色、绿色以及红色的混合色而呈现多种颜色。显示装置为了呈现多种图像而包括多个像素，各像素配备有蓝色、绿色以及红色的子像素，通过这些子像素的颜色组合来确定特定像素的颜色，并且通过这些像素的组合而呈现图像。
由于LED可以根据其材料而发出多种颜色的光，因此可以将发出蓝色、绿色以及红色的单个LED芯片排列在二维平面上而提供显示装置。然而，在各子像素排列有一个LED芯片的情形下，LED芯片的数量会变多，从而在贴装工艺消耗大量时间。并且，由于将子像素排列在二维平面上，因此包括蓝色、绿色以及红色子像素的一个像素所占据的面积相对变大。
为了解决这些问题，正在开发具有将蓝色LED、绿色LED以及红色LED沿垂直方向层叠的叠层结构的发光元件。叠层结构的发光元件可以以一个芯片呈现蓝光、绿光以及红光，从而可以将显示装置所需的发光元件的数量减少至现有技术的1/3。据此，可以显著地减少发光元件的贴装工艺时间，并且，能够降低贴装后不良元件的发生。
发光元件利用表面贴装技术等而以集体贴装的方式贴装于面板基板等，为此，垫需要形成在发光元件上。然而，由于叠层式发光元件的垂直层叠结构，难以形成具有稳定结构的垫。并且，为了在高外部量子效率下驱动LED，有必要增加输入于LED的电流密度。虽然，通过在预定电流下减小发光元件的面积，可以增加电流密度，但是减小发光元件的面积会使得更难以形成垫。
此外，从叠层式发光元件发出的蓝光、绿光以及红光的指向角可能发生差异。蓝光、绿光以及红光的指向角的差异使呈现图像变得困难。尤其，从靠近光发出面的LED(例如，绿色LED)发出的光可能朝侧面方向发出而使指向角变大，由于这样的光可能导致在邻近的像素之间产生光干涉。
实用新型内容
示例性的实施例提供一种具有适合表面贴装的稳定结构的发光元件及具有该发光元件的显示装置。
示例性的实施例提供一种适合稳定地形成垫的发光元件及具有该发光元件的显示装置。
示例性的实施例提供一种能够防止像素之间的光干涉的显示装置。
示例性的实施例提供一种能够减小从叠层式发光元件的各个LED发出的光的指向角的显示装置。
示例性的实施例提供一种叠层式发光元件，所述发光元件包括：第一LED叠层；第二LED叠层，布置于所述第一LED叠层下方；第三LED叠层，布置于所述第二LED叠层下方；第3-1连接器及第3-2连接器，布置于所述第二LED叠层与所述第三LED叠层之间；以及多个垫，布置于所述第一LED叠层上部，电连接于所述第一LED叠层至第三LED叠层，其中，所述第一LED叠层、第二LED叠层以及第三LED叠层分别具有光生成区域以及在所述光生成区域周围布置的周围区域，所述第3-1连接器及第3-2连接器分别电连接于所述第三LED叠层的光生成区域的第一导电型半导体层及第二导电型半导体层，所述第3-1连接器及第3-2连接器中的至少一个覆盖所述第三LED叠层的周围区域的侧面。
所述第3-1连接器及第3-2连接器覆盖所述第三LED叠层的周围区域的侧面的80％以上。
所述第3-1连接器及第3-2连接器覆盖所述第三LED叠层的光生成区域的侧面的80％以上。
所述第3-1连接器及第3-2连接器分别覆盖所述第三LED叠层的光生成区域的侧面。
所述发光元件还包括：第2-1连接器、第2中继连接器以及第2-2连接器，布置于所述第一LED叠层与所述第二LED叠层之间，其中，所述第2-1连接器及第2-2连接器分别电连接于所述第二LED叠层的第一导电型半导体层及第二导电型半导体层，所述第2中继连接器贯通所述第二LED叠层的周围区域而电连接于所述第3-2连接器。
所述第2-1连接器、第2中继连接器以及第2-2连接器中的至少一个覆盖所述第二LED叠层的周围区域的侧面。
所述第2-1连接器、第2中继连接器以及第2-2连接器覆盖所述第二LED叠层的周围区域的侧面的80％以上。
所述第2-1连接器、第2中继连接器以及第2-2连接器覆盖所述第二LED叠层的光生成区域的侧面的80％以上。
所述第2-1连接器、第2中继连接器以及第2-2连接器分别覆盖所述第二LED叠层的光生成区域的侧面。
所述发光元件还包括：第1-1连接器、第1-2连接器、第1-1中继连接器以及第1-2中继连接器，布置于所述第一LED叠层与所述多个垫之间，其中，所述第1-1连接器及第1-2连接器电连接于所述第一LED叠层的第一导电型半导体层及第二导电型半导体层，所述第1-1中继连接器及第1-2中继连接器分别贯通所述第一LED叠层的周围区域而电连接于所述第2中继连接器及第2-2连接器。
所述第1-1连接器、第2-1连接器以及第3-1连接器彼此电连接，所述第1-2连接器、第2-2连接器以及第3-2连接器彼此电隔离，所述多个垫包括：第一垫，电连接于所述第1-1连接器、第2-1连接器以及所述第3-1连接器；以及第二垫、第三垫、第四垫，分别电连接于所述第3-2连接器、第2-2连接器以及第1-2连接器。
所述第一垫至第四垫分别布置于所述第一LED叠层的周围区域上。
所述第1-1连接器、第1-2连接器、第1-1中继连接器以及第1-2中继连接器覆盖所述第一LED叠层的光生成区域的侧面的80％以上。
所述第1-1连接器、第1-2连接器、第1-1中继连接器以及第1-2中继连接器分别覆盖所述第一LED叠层的光生成区域的侧面。
所述第一LED叠层至第三LED叠层的周围区域分别包围所述第一LED叠层至第三LED叠层的光生成区域，所述第一LED叠层至第三LED叠层的光生成区域彼此至少部分地重叠。
所述第一LED叠层至第三LED叠层的光生成区域彼此重叠90％以上。
所述第一LED叠层的光生成区域具有与所述第二LED叠层及第三LED叠层的光生成区域的形状不同的形状或者在不同的排列方向上排设。
所述发光元件还包括：透光性基板，布置于所述第三LED叠层下部，其中，所述基板在面向所述第三LED叠层的面具有凹凸图案。
所述发光元件还包括：接合层，布置于所述基板与所述第三LED叠层之间，其中，所述第三LED叠层在面向所述基板的面具有凹凸图案。
所述第三LED叠层的凹凸图案比所述基板的凹凸图案更密。
示例性的实施例提供一种显示装置，所述显示装置包括：电路基板；以及多个发光元件，贴装于所述电路基板上，其中，所述多个发光元件是在上文中所述的发光元件。
根据示例性的实施例的发光元件及具有该发光元件的显示装置可以提供适合表面贴装的稳定结构。
根据示例性的实施例的发光元件及具有该发光元件的显示装置可以改善光效率。
根据示例性的实施例的发光元件及具有该发光元件的显示装置能够减小从叠层式发光元件的各个LED发出的光的指向角。
根据示例性的实施例的发光元件及具有该发光元件的显示装置，能够防止发光元件之间的光干涉。
附图说明
图1是用于说明根据一示例性的实施例的显示装置的示意性的立体图。
图2是用于说明根据示例性的实施例的显示面板的示意性的平面图。
图3A是用于说明根据示例性的实施例的发光元件而在第三LED叠层方向上观察的示意性的平面图。
图3B是用于说明根据示例性的实施例的发光元件而在第二LED叠层方向上观察的示意性的平面图。
图3C是用于说明根据示例性的实施例的发光元件而在第一LED叠层方向上观察的示意性的平面图。
图4A、图4B以及图4C是沿图3C的截取线A-A'、B-B'以及C-C'截取的示意性的剖视图。
图5A、图6A、图7A、图8A、图9A、图10A、图11A、图12A、图13A、图14A、图15A、图16A以及图17A是用于说明制造根据示例性的实施例的发光元件的方法的平面图。
图5B、图6B、图7B、图8B、图9B、图10B、图11B、图12B、图13B、图14B、图15B、图16B以及图17B分别是沿图5A、图6A、图7A、图8A、图9A、图10A、图11A、图12A、图13A、图14A、图15A、图16A以及图17A的截取线A-A'截取的示意性的剖视图。
图18是用于说明根据一实施例的发光元件的示意性的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本实用新型的实施例。下面介绍的实施例是为了向本实用新型所属的技术领域的普通技术人员充分传递本实用新型的思想而作为示例提供的。因此，本实用新型不限于以下说明的实施例，也可以具体化为其他形态。并且在附图中，为了方便起见，可能夸大表示构成要素的宽度、长度、厚度等。并且，在记载为一个构成要素在另一构成要素“上部”或者“之上”时，不仅包括各部分位于另一部分的“紧邻的上部”或者“紧邻的上方”的情形，还包括在各构成要素与另一构成要素之间夹设有其他构成要素的情形。贯穿整个说明书，相同的附图标记表示相同的构成要素。
示例性的实施例提供一种叠层式发光元件，所述发光元件包括：第一LED叠层；第二LED叠层，布置于所述第一LED叠层下方；第三LED叠层，布置于所述第二LED叠层下方；第3-1连接器及第3-2连接器，布置于所述第二LED叠层与所述第三LED叠层之间；以及多个垫，布置于所述第一LED叠层上部，电连接于所述第一LED叠层至第三LED叠层，其中，所述第一LED叠层、第二LED叠层以及第三LED叠层分别具有光生成区域以及在所述光生成区域周围布置的周围区域，所述第3-1连接器及第3-2连接器分别电连接于所述第三LED叠层的光生成区域的第一导电型半导体层及第二导电型半导体层，并且所述第3-1连接器及第3-2连接器中的至少一个覆盖所述第三LED叠层的周围区域的侧面。
由于所述第3-1连接器或第3-2连接器覆盖第三LED叠层的周围区域的侧面，因此能够阻断通过第三LED叠层的侧面朝向外部行进的光。因此，可以减少发光元件之间的光干涉，并且可以减小第一LED叠层至第三LED叠层之间的指向角的差异。
所述第3-1连接器及第3-2连接器可以覆盖所述第三LED叠层的周围区域的侧面的80％以上，进一步覆盖所述第三LED叠层的周围区域的侧面的90％以上，更进一步覆盖所述第三LED叠层的周围区域的侧面的95％以上。
进一步地，所述第3-1连接器及第3-2连接器可以覆盖所述第三LED叠层的光生成区域的侧面的80％以上，进一步覆盖所述第三LED叠层的光生成区域的侧面的90％以上，更进一步覆盖所述第三LED叠层的光生成区域的侧面的95％以上。
所述第3-1连接器及第3-2连接器可以覆盖光生成区域的大部分区域，以阻断光朝向光生成区域的侧面发出。
在一实施例中，所述第3-1连接器及第3-2连接器可以分别覆盖所述第三LED叠层的光生成区域的侧面。在另一实施例中，所述第3-1连接器及第3-2连接器中的任意一个可以覆盖光生成区域的侧面，另一个与光生成区域在水平方向上分隔开。
所述发光元件还可以包括：第2-1连接器、第2中继连接器以及第2-2连接器，布置于所述第一LED叠层与所述第二LED叠层之间，其中，所述第2-1连接器及第2-2连接器可以分别电连接于所述第二LED叠层的第一导电型半导体层及第二导电型半导体层，所述第2中继连接器可以贯通所述第二LED叠层的周围区域而电连接于所述第3-2连接器。
所述第2-1连接器、第2中继连接器以及第2-2连接器中的至少一个可以覆盖所述第二LED叠层的周围区域的侧面。
所述第2-1连接器、第2中继连接器以及第2-2连接器可以覆盖所述第二LED叠层的周围区域的侧面的80％以上，进一步覆盖所述第二LED叠层的周围区域的侧面的90％以上，更进一步覆盖所述第二LED叠层的周围区域的侧面的95％以上。
所述第2-1连接器、第2中继连接器以及第2-2连接器可以覆盖所述第二LED叠层的光生成区域的侧面的80％以上，进一步覆盖所述第二LED叠层的光生成区域的侧面的90％以上，更进一步覆盖所述第二LED叠层的光生成区域的侧面的95％以上。
在一实施例中，所述第2-1连接器、第2中继连接器以及第2-2连接器可以分别覆盖所述第二LED叠层的光生成区域的侧面。在另一实施例中，所述第2-1连接器、第2中继连接器以及第2-2连接器中的任意一个或者两个可以与所述光生成区域在水平方向上分隔开。
所述发光元件还可以包括：第1-1连接器、第1-2连接器、第1-1中继连接器以及第1-2中继连接器，布置于所述第一LED叠层与所述多个垫之间，其中，所述第1-1连接器及第1-2连接器可以电连接于所述第一LED叠层的第一导电型半导体层及第二导电型半导体层，所述第1-1中继连接器及第1-2中继连接器可以分别贯通所述第一LED叠层的周围区域而电连接于所述第2中继连接器及第2-2连接器。
进一步地，所述第1-1连接器、第2-1连接器以及第3-1连接器可以彼此电连接，所述第1-2连接器、第2-2连接器以及第3-2连接器可以彼此电隔离，所述垫可以包括：第一垫，电连接于所述第1-1连接器、第2-1连接器以及所述第3-1连接器；以及第二垫、第三垫、第四垫，分别电连接于所述第3-2连接器、第2-2连接器以及第1-2连接器。
此外，所述第一垫至第四垫可以分别布置于所述第一LED叠层的周围区域上。
所述第1-1连接器、第1-2连接器、第1-1中继连接器以及第1-2中继连接器可以覆盖所述第一LED叠层的光生成区域的侧面的80％以上，进一步覆盖所述第一LED叠层的光生成区域的侧面的90％以上，更进一步覆盖所述第一LED叠层的光生成区域的侧面的95％以上。
在一实施例中，所述第1-1连接器、第1-2连接器、第1-1中继连接器以及第1-2中继连接器可以分别覆盖所述第一LED叠层的光生成区域的侧面。在另一实施例中，所述第1-1连接器、第1-2连接器、第1-1中继连接器以及第1-2中继连接器中的任意一个、两个或者三个可以与所述光生成区域在水平方向上分隔开。
所述第一LED叠层至第三LED叠层的周围区域可以分别包围所述第一LED叠层至第三LED叠层的光生成区域，并且，所述第一LED叠层至第三LED叠层的光生成区域可以彼此至少部分地重叠。
在一实施例中，所述第一LED叠层至第三LED叠层的光生成区域可以彼此重叠90％以上。
在一实施例中，第一LED叠层至第三LED叠层的光生成区域可以具有彼此相同的形状，并且在相同的排列方向上排设。在另一实施例中，第一LED叠层至第三LED叠层的光生成区域中的至少一个可以具有与其余的LED叠层的光生成区域不同的形状，并且即使具有相同的形状，也可以在不同的排列方向上排设。例如，第一LED叠层的光生成区域可以具有与第二LED叠层及第三LED叠层的光生成区域不同的形状或在不同的排列方向上排设。
所述发光元件还可以包括：透光性基板，布置于所述第三LED叠层下部，其中，所述基板可以在面向所述第三LED叠层的面具有凹凸图案。
所述发光元件还可以包括：接合层，布置于所述基板与所述第三LED叠层之间，其中，所述第三LED叠层可以在面向所述基板的面具有凹凸图案。
所述第三LED叠层的凹凸图案可以比所述基板的凹凸图案更密。
示例性的实施例提供一种显示装置，所述显示装置包括：电路基板；以及多个发光元件，贴装于所述电路基板上，其中，所述多个发光元件包括：第一LED叠层；第二LED叠层，布置于所述第一LED叠层下方；第三LED叠层，布置于所述第二LED叠层下方；第3-1连接器及第3-2连接器，布置于所述第二LED叠层与所述第三LED叠层之间；以及多个垫，布置于所述第一LED叠层上部，电连接于所述第一LED叠层至第三LED叠层，其中，所述第一LED叠层、第二LED叠层以及第三LED叠层分别具有光生成区域以及在所述光生成区域周围布置的周围区域，所述第3-1连接器及第3-2连接器分别电连接于所述第三LED叠层的光生成区域的第一导电型半导体层及第二导电型半导体层，所述第3-1连接器及第3-2连接器中的至少一个覆盖所述第三LED叠层的周围区域的侧面，所述多个垫朝向所述电路基板接合。
以下，参照附图具体说明本实用新型的实施例。图1是用于说明根据本实用新型的实施例的显示装置的示意性的立体图。
虽然本实用新型的发光元件并不特别受限制，但尤其可以使用在智能手表1000a、VR头戴式耳机1000b等VR显示装置或者诸如增强现实眼镜1000c等AR显示装置内。并且，本实用新型的发光元件还可以使用在多种尺寸的TV及汽车的平视显示装置。
在显示装置内贴装有用于呈现图像的显示面板。图2是用于说明根据本实用新型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及发光元件100。电路基板101可以包括用于驱动无源矩阵或者有源矩阵的电路。在一实施例中，电路基板101可以在内部包括布线及电阻。在另一实施例中，电路基板101可以包括布线、晶体管以及电容器。电路基板101还可以在其上面具有用于允许与布置在内部的电路之间的电连接的垫。
多个发光元件100整齐排列在电路基板101上。各发光元件100构成一个像素。所述发光元件100具有凸块垫75，并且凸块垫75电连接于电路基板101。例如，凸块垫75能够接合在电路基板101上暴露的垫。
虽然可以在一个电路基板101上排列发光元件100以构成显示面板，但本实用新型不限于此。例如，也可以在多个贴装基板上分别贴装发光元件100，将排列有发光元件100的贴装基板使用例如平铺技术贴装于电路基板101上。
以下对发光元件100的具体结构进行详细说明。图3A、图3B、图3C作为用于说明根据示例性的实施例的发光元件100的示意性的平面图，图3A是从第三LED叠层方向上观察的示意性的平面图，图3B是从第二LED叠层方向上观察的示意性的平面图，图3C是从第一LED叠层方向上观察的示意性的平面图。图4A、图4B以及图4C是沿图3C的截取线A-A'、B-B'以及C-C'截取的示意性的剖视图。
参照图3A、图3B、图3C、图4A、图4B以及图4C，根据示例性的实施例的发光元件100可以包括基板11、第一LED叠层20、第二LED叠层30、第三LED叠层40、第一透明电极25p、第二透明电极35p、第三透明电极45p、第一欧姆电极21n、第一粘合层51、第二粘合层61、绝缘层47、53、63、73、连接器49a、49b、55a、55c、65a、65d、中继连接器55b、65b、65c、凸块垫75a、75b、75c、75d。
发光元件100可以具有500μm×500μm以下的面积，进一步具有300μm×300μm以下的面积，更具体地，具有200μm×200μm以下的面积。微型LED通常意指水平方向面积为100μm×100μm以下的发光元件。然而，本实施例的发光元件100可以具有比100μm×100μm更大的面积。然而，发光元件100包括光生成区域和周围区域。光生成区域发出适合于呈现图像的光，周围区域实质上不生成光。其中，光生成区域可以具有适合被称为微型LED的尺寸，即，可以具有100μm×100μm以下的面积，进一步地，可以具有60μm×60μm以下的面积。光生成区域可以具有例如发光元件100的面积的20％以下的面积，进一步地，可以具有发光元件100的面积的10％以下的面积。通过在使发光元件100的尺寸相对增大的同时减小光生成区域的尺寸，能够有助于发光元件100的分选，进一步地，能够通过增加光生成区域内的电流密度而提高发光元件的外部量子效率。
基板11可以为能够透射光的透明基板。在一些实施例中，基板11也可以形成为透射所选择的特定波长的光或者透射特定波长的光的一部分。基板11可以为用于使半导体层生长的生长基板，例如，可以是用于使第三LED叠层40外延生长的生长基板(例如，蓝宝石基板)。基板11不限于生长基板或者蓝宝石基板，可以包括其他多种透明基板。例如，基板11可以包括玻璃、石英、硅、有机聚合物或有机-无机复合材料，可以是例如碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氮化铟镓(InGaN)、氮化铝镓(AlGaN)、氮化铝(AlN)、氧化镓(Ga2O3)或者硅基板。并且，基板11可以在上表面包括凹凸，例如，可以是图案化的蓝宝石基板。通过在上表面包括凹凸，从而可以提高针对从接触于基板11的从第三LED叠层40生成的光的提取效率。基板11的凹凸可以为了相比于第一LED叠层20或者第二LED叠层30选择性地增加第三LED叠层40的发光强度而采用。另外，在另一实施例中，基板11也可以被去除。在去除基板11的情形下，基板11无需为透明基板。
第一LED叠层20、第二LED叠层30以及第三LED叠层40被构成为朝向基板11发光。因此，从第一LED叠层20发出的光可以通过第二LED叠层30及第三LED叠层40。根据一实施例，第一LED叠层20、第二LED叠层30以及第三LED叠层40可以发出彼此不同的峰值波长的光。在一实施例中，与靠近基板11的LED叠层相比，远离基板11的LED叠层可以发出更长波长的光，从而减少光损失。例如，第一LED叠层20可以发出红光，第二LED叠层30发出绿光，第三LED叠层40发出蓝光。
在另一实施例中，第二LED叠层30可以发出比第三LED叠层40更短的波长的光。据此，可以降低第二LED叠层30的发光强度，并且增加第三LED叠层40的发光强度，利用此可以调节从第一LED叠层20、第二LED叠层30以及第三LED叠层40发出的光的发光强度比率。例如，可以构成为第一LED叠层20发出红光、第二LED叠层30发出蓝光、第三LED叠层40发出绿光。据此，可以相对地降低蓝光的发光强度，并且相对地增加绿光的发光强度，因此，可以容易地将红色、绿色以及蓝色的发光强度比率调节为例如，接近3：6：1。
以下对第二LED叠层30发出比第三LED叠层40更短波长的光(例如蓝光)为例进行说明。然而，应当注意的是，第二LED叠层30也可以发出比第三LED叠层40更长波长的光(例如绿光)。
第一LED叠层20包括第一导电型半导体层21、活性层23以及第二导电型半导体层25。根据一实施例，第一LED叠层20例如可以包括诸如AlGaAs、GaAsP、AlGaInP以及GaP之类的发出红光的半导体物质，但不限于此。
第一LED叠层20包括光生成区域及周围区域。光生成区域及周围区域均可以包括第一导电型半导体层21、活性层23以及第二导电型半导体层25。光生成区域的上表面可以布置为与周围区域的上表面相同的高度。但是，光生成区域构成为从活性层23生成光，然而周围区域不需要从活性层23生成光，进而，实质上不生成光。在一实施例中，周围区域可以包围光生成区域，并可以与光生成区域分离。例如，周围区域可以通过形成在光生成区域周围的槽而与光生成区域分离。另外，所述槽可以使第一透明电极25p暴露。
第一欧姆电极21n布置于光生成区域的第一导电型半导体层21上，并且可以与第一导电型半导体层21形成欧姆接触。第一欧姆电极21n可以具有单层结构或者多层结构，并且可以包括Al、Ti、Cr、Ni、Au、Ag、Sn、W、Cu及其合金，例如Au-Te合金或者Au-Ge合金，但不限于此。在一实施例中，第一欧姆电极21n可以具有约100nm的厚度，并且可以包括高反射率金属以增加朝向基板11的向下光发出效率。
在一实施例中，光生成区域的第一导电型半导体层21的一部分可以被图案化而凹陷，第一欧姆电极21n可以布置于第一导电型半导体层21的凹陷的区域，从而增加欧姆接触水平。
第一透明电极25p可以欧姆接触于第二导电型半导体层25。第一透明电极25p可以布置于第二导电型半导体层25的下方。如图4A所示，第一透明电极25p的一部分可以从光生成区域的下面沿水平方向延伸。并且，如图4A、图4B以及图4C所示，第一透明电极25p不仅在光生成区域接触第二导电型半导体层25，在周围区域也可以接触第二导电型半导体层25。然而，本实施例并不限于此，第一透明电极25p也可以不接触于周围区域的第二导电型半导体层25。第一透明电极25p可以利用能够使从第一LED叠层20生成的光透射的物质层形成。
第二LED叠层30包括第一导电型半导体层31、活性层33以及第二导电型半导体层35。在一实施例中，第二LED叠层30可以包括诸如GaN、InGaN、ZnSe等的发出蓝光的半导体物质，但不限于此。第二LED叠层30也可以包括光生成区域及周围区域。周围区域可以包围光生成区域。周围区域的活性层33及第二导电型半导体层35可以通过台面蚀刻区域与光生成区域的活性层33及第二导电型半导体层35分离。但是，周围区域的第一导电型半导体层31及光生成区域的第一导电型半导体层31可以彼此连接。
第一导电型半导体层31可以在周围区域与光生成区域之间通过台面蚀刻区域而暴露。台面蚀刻区域可以形成为包围光生成区域。例如，可以通过台面蚀刻区域在第一导电型半导体层31上形成包括活性层33及第二导电型半导体层35的台面，并且可以通过所述台面而定义光生成区域，并且使台面周围的第一导电型半导体层31的上表面暴露。
另外，包围光生成区域的周围区域的侧面可以相对于垂直面倾斜。第二LED叠层30的周围区域的倾斜的侧面将从第一LED叠层20生成并入射的光向基板11侧反射，从而改善光提取效率。此外，周围区域的外侧侧面也可以相对于垂直面倾斜。通过台面蚀刻区域，第一导电型半导体层31可以在周围区域的外侧侧面周围暴露。
第二透明电极35p布置于第二LED叠层30的第二导电型半导体层35上。如图4A、图4B以及图4C所示，第二透明电极35p不仅可以布置在光生成区域，还可以布置在周围区域上。然而，在光生成区域上布置的第二透明电极35p可以与在周围区域上布置的第二透明电极35p电绝缘。进一步地，第二透明电极35p也可以以限定于光生成区域上的方式布置。第二透明电极35p可以利用能够使从第一LED叠层20生成的光透射的物质层形成。
第三LED叠层40包括第一导电型半导体层41、活性层43以及第二导电型半导体层45。根据一实施例，第三LED叠层40可以包括诸如GaN、InGaN、GaP、AlGaInP、AlGaP等的发出绿光的半导体物质，但不限于此。第三LED叠层40也可以包括光生成区域及周围区域，周围区域可以包围光生成区域。周围区域的活性层43及第二导电型半导体层45可以通过台面蚀刻区域与光生成区域的活性层43及第二导电型半导体层45分离。但是，周围区域的第一导电型半导体层41及光生成区域的第一导电型半导体层41可以彼此连接。
第一导电型半导体层41可以在周围区域与光生成区域之间通过台面蚀刻区域而暴露。台面蚀刻区域可以形成为包围光生成区域。例如，可以通过台面蚀刻区域在第一导电型半导体层41上形成包括活性层43及第二导电型半导体层45的台面，并且可以通过所述台面而定义光生成区域，并且使台面周围的第一导电型半导体层41的上表面暴露。
另外，包围光生成区域的周围区域的侧面可以相对于垂直面倾斜。第三LED叠层40的周围区域的倾斜的侧面将从第一LED叠层20及第二LED叠层30生成并入射的光向基板11侧反射，从而改善光提取效率。此外，周围区域的外侧侧面也可以相对于垂直面倾斜。通过台面蚀刻区域，第一导电型半导体层41可以在周围区域的外侧侧面周围暴露。
第三透明电极45p布置于第三LED叠层40的第二导电型半导体层45上。如图4A、图4B以及图4C所示，第三透明电极45p不仅可以布置在光生成区域，还可以布置在周围区域上。然而，在光生成区域上布置的第三透明电极45p可以与在周围区域上布置的第三透明电极45p电绝缘。进一步地，第三透明电极45p也可以以限定于光生成区域上的方式布置。第三透明电极45p可以利用能够使从第一LED叠层20及第二LED叠层30生成的光透射的物质层形成。
根据一实施例，第一LED叠层20、第二LED叠层30以及第三LED叠层40的第一导电型半导体层21、31、41及第二导电型半导体层25、35、45分别可以具有单层结构或者多层结构，在一些实施例中，可以包括超晶格层。此外，第一LED叠层20、第二LED叠层30以及第三LED叠层40的活性层23、33、43可以具有单量子阱结构或者多量子阱结构。
另外，第一LED叠层20、第二LED叠层30以及第三LED叠层40的光生成区域可以彼此至少部分地重叠。如图3A、图3B以及图3C所示，第一LED叠层20、第二LED叠层30以及第三LED叠层40的光生成区域可以彼此重叠约50％以上，进一步彼此重叠70％以上，更进一步彼此重叠约90％以上。
另外，如图3A、图3B以及图3C所示，第二LED叠层30以及第三LED叠层40的光生成区域可以具有彼此大致相同的形状，并且可以保持相同的排列方向而排设。相反，第一LED叠层20的光生成区域可以具有与第二LED叠层30以及第三LED叠层40的光生成区域不同的形状，即使具有相似的形状，也可以在彼此不同的排列方向上排设。例如，在图3A、图3B、图3C中，第二LED叠层30及第三LED叠层40的光生成区域具有四边形形状，并且在彼此相同的排列方向上排设，但是第一LED叠层20的光生成区域在相对于第二LED叠层30及第三LED叠层40的排列方向旋转大约45度的排列方向上排设。进一步地，第一LED叠层20的光生成区域具有倒角的形状。
通过将第一LED叠层20的光生成区域的排列方向旋转45度，可以增加垫75a、75b、75c、75d的面积，进一步地，可以减少从第一LED叠层20的光生成区域发出的光在向外部发出的路径上被其他光阻断层阻断。例如，通过将第一LED叠层20的光生成区域如图3C所示地布置，可以减少从第一LED叠层20生成的光被后文所述的第3-2连接器49b或第2-2连接器55c阻断。
第一透明电极25p、第二透明电极35p以及第三透明电极45p分别可以包括使光透射的透明导电物质。例如，第一透明电极25p、第二透明电极35p以及第三透明电极45p可以包括透明导电性氧化物(TCO)，例如，SnO、InO2、ZnO、ITO、ITZO等，但不限于此。
第一粘合层51布置于第二LED叠层30与第三LED叠层40之间，并且第二粘合层61布置于第一LED叠层20与第二LED叠层30之间。第一粘合层51及第二粘合层61可以包括使光透射的非导电性物质。例如，第一粘合层51及第二粘合层61可以包括光学透明粘合剂(OCA)，例如，环氧树脂、聚酰亚胺、SU8、旋涂玻璃(SOG)、苯并环丁烯(BCB)，但不限于此。
第一绝缘层47覆盖第三LED叠层40。如图3A、图4A以及图4B所示，第一绝缘层47可以具有在第三LED叠层40的光生成区域附近暴露第一导电型半导体层41的开口部47a以及在光生成区域上暴露第三透明电极45p的开口部47b。并且，如图3A及图4A所示，第一绝缘层47可以沿周围区域的边缘覆盖第三透明电极45p、第二导电型半导体层45以及活性层43的侧面。进一步地，第一绝缘层47可以至少部分地覆盖暴露在周围区域周围的第一导电型半导体层41的上表面。
第3-1连接器49a及第3-2连接器49b布置于第一绝缘层47上。第3-1连接器49a及第3-2连接器49b分别电连接于光生成区域的第一导电型半导体层41及第二导电型半导体层45。例如，第3-1连接器49a通过开口部47a电连接于第一导电型半导体层41，第3-2连接器49b通过开口部47b电连接于第三透明电极45p。
如图3A、图4A、图4B以及图4C所示，第3-1连接器49a及第3-2连接器49b形成为覆盖周围区域的外侧侧面。即，第3-1连接器49a及第3-2连接器49b分别覆盖将周围区域的外侧侧面覆盖的第一绝缘层47。但是，第3-1连接器49a及第3-2连接器49b可以与暴露在周围区域的第一导电型半导体层31分隔开。在本实施例中图示了第3-1连接器49a及第3-2连接器49b大致相似地分别覆盖周围区域的外侧侧面的情形，但本实用新型不限于此。例如，第3-1连接器49a及第3-2连接器49b中的任意一个也可以比剩余的一个覆盖更多的周围区域的侧面，进一步地，剩余的一个也可以与周围区域的侧面在水平方向上分隔开。
第3-1连接器49a及第3-2连接器49b可以覆盖周围区域的侧面的80％以上，进一步覆盖周围区域的侧面的90％以上，更进一步覆盖周围区域的侧面的95％以上。由于第3-1连接器49a及第3-2连接器49b覆盖周围区域的外侧侧面，因此可以阻断通过周围区域的侧面(例如活性层43及第二导电型半导体层45的侧面)发出的光。尤其，第3-1连接器49a及第3-2连接器49b可以包括诸如Al之类的反射金属层，因此，可以反射朝向第三LED叠层40的侧面行进的光，从而增加通过基板11发出的光。
进一步地，第3-1连接器49a及第3-2连接器49b可以布置于大部分周围区域上部，并且布置为覆盖光生成区域的侧面的大部分区域。例如，如图3A所示，第3-1连接器49a可以覆盖光生成区域的侧面的几乎接近1/2的侧面，第3-2连接器49b也可以覆盖光生成区域的侧面的几乎接近1/2的侧面。第3-1连接器49a及第3-2连接器49b可以覆盖光生成区域的侧面整体区域的80％以上，进一步覆盖光生成区域的侧面整体区域的90％以上，更进一步覆盖光生成区域的侧面整体区域的95％以上。由此，可以急剧减小从光生成区域的活性层43生成的光通过光生成区域的侧面发出，据此，可以减小从第三LED叠层40发出的光的指向角。
在本实施例中，第3-1连接器49a和第3-2连接器49b可以大致相似地分别覆盖光生成区域的侧面。然而，本实用新型不限于此，第3-1连接器49a及第3-2连接器49b中的任意一个可以比另一个覆盖更多的区域。进一步地，还可以为第3-1连接器49a及第3-2连接器49b中的任意一个覆盖光生成区域的侧面，而剩余的一个与光生成区域的侧面在水平方向上分隔开。
另外，如图3B所示，第二LED叠层30可以包括贯通周围区域的贯通孔30h1、30h2。贯通孔30h1、30h2贯通第一粘合层51而分别使第3-1连接器49a及第3-2连接器49b暴露。
第二绝缘层53覆盖第二LED叠层30。如图3B及图4A所示，第二绝缘层53可以具有在第二LED叠层30的光生成区域附近暴露第一导电型半导体层31的开口部53a以及在光生成区域上暴露第二透明电极35p的开口部53b。进一步地，如图3B及图4B所示，第二绝缘层53可以具有在贯通孔30h1、30h2内暴露第3-1连接器49a及第3-2连接器49b的开口部53c、53d。并且，如图3B及图4A所示，第二绝缘层53可以覆盖第二透明电极35p的侧面及周围区域的外侧侧面，并且至少部分地覆盖暴露在周围区域周围的第一导电型半导体层31。
第2-1连接器55a、第2中继连接器55b以及第2-2连接器55c可以布置于第二绝缘层53上。如图3B所示，第2-1连接器55a、第2中继连接器55b以及第2-2连接器55c在同一平面上彼此分隔开布置。
第2-1连接器55a及第2-2连接器55c分别电连接于光生成区域的第一导电型半导体层31及第二导电型半导体层35。例如，第2-1连接器55a可以通过开口部53a电连接于第一导电型半导体层31，第2-2连接器55c可以通过开口部53b电连接于第二透明电极35p。
进一步地，第2-1连接器55a可以通过贯通孔30h1及开口部53c电连接于第3-1连接器49a，并且第2中继连接器55b可以通过贯通孔30h2及开口部53d电连接于第3-2连接器49b。
第2-1连接器55a、第2中继连接器55b以及第2-2连接器55c中的至少一个可以形成为覆盖第二LED叠层30的周围区域的侧面。即，第2-1连接器55a、第2中继连接器55b以及第2-2连接器55c可以覆盖将周围区域的侧面覆盖的第二绝缘层53。但是，第2-1连接器55a、第2中继连接器55b以及第2-2连接器55c可以与暴露在周围区域的第一导电型半导体层31分隔开。
第2-1连接器55a、第2中继连接器55b以及第2-2连接器55c可以覆盖周围区域的侧面的80％以上，进一步覆盖周围区域的侧面的90％以上，更进一步覆盖周围区域的侧面的95％以上。由于第2-1连接器55a、第2中继连接器55b以及第2-2连接器55c覆盖周围区域的外侧侧面，因此可以阻断通过周围区域的侧面(例如活性层33及第二导电型半导体层35的侧面)发出的光。尤其，第2-1连接器55a、第2中继连接器55b以及第2-2连接器55c可以包括诸如Al之类的反射金属层，因此，可以反射朝向第二LED叠层30的侧面行进的光，从而增加通过基板11发出的光。
进一步地，第2-1连接器55a、第2中继连接器55b以及第2-2连接器55c可以布置于大部分周围区域上部，并且布置为覆盖光生成区域的侧面的大部分区域。例如，如图3B所示，第2-1连接器55a可以覆盖光生成区域的侧面的几乎接近1/2的侧面，第2中继连接器55b及第2-2连接器55c分别可以覆盖光生成区域的侧面的几乎接近1/4的侧面。第2-1连接器55a、第2中继连接器55b以及第2-2连接器55c可以覆盖光生成区域的侧面整体区域的80％以上，进一步覆盖光生成区域的侧面整体区域的90％以上，更进一步覆盖光生成区域的侧面整体区域的95％以上。由此，可以急剧减小从光生成区域的活性层33生成的光通过光生成区域的侧面发出，据此，可以减小从第二LED叠层30发出的光的指向角。
在本实施例中，图示并说明了第2-1连接器55a比第2中继连接器55b及第2-2连接器55c覆盖更多光生成区域的侧面的情形，但本实用新型不限于此。可以利用第2-1连接器55a、第2中继连接器55b以及第2-2连接器55c设计覆盖光生成区域的侧面的多种方式。
在本实施例中，第二绝缘层53的开口部53b也可以形成为与第一绝缘层47的开口部47b重叠。因此，第2-2连接器55c连接于第二透明电极35p的部分可以与第3-2连接器49b连接于第三透明电极45p的部分重叠。据此，可以减小光生成区域中被第2-2连接器55c及第3-2连接器49b覆盖的区域。
此外，如图3C所示，第一LED叠层20可以在周围区域包括贯通孔20h1、20h2、20h3。贯通孔20h1、20h2、20h3可以分别贯通第二粘合层61而暴露第2-1连接器55a、第2中继连接器55b以及第2-2连接器55c。
第三绝缘层63覆盖第一LED叠层20。如图3C及图4B所示，第三绝缘层63可以具有在贯通孔20h1、20h2、20h3内暴露第2-1连接器55a、第2中继连接器55b以及第2-2连接器55c的开口部63a、63b、63c。进一步地，第三绝缘层63可以具有在第一LED叠层20的光生成区域附近暴露第一透明电极25p的开口部63d以及在光生成区域上暴露第一欧姆电极21n的开口部63e。进一步地，如图3C及图4A所示，第三绝缘层63可以覆盖周围区域的侧面。第三绝缘层63也可以覆盖周围区域的侧面和第一透明电极25p的侧面，进一步地，可以部分地覆盖第二粘合层61的侧面。
根据示例性的实施例，第一绝缘层47、第二绝缘层53以及第三绝缘层63中的至少一个可以包括多种有机绝缘物质或无机绝缘物质，例如聚酰亚胺、SiO2、SiNX、Al2O3等。第一绝缘层47、第二绝缘层53、第三绝缘层63中的至少一个可以具有单层结构或者利用具有彼此不同的折射率的两个以上的绝缘层而形成的多层结构。例如，第三绝缘层63可以包括分布式布拉格反射器(DBR)。
第1-1连接器65a、第1-1中继连接器65b、第1-2中继连接器65c以及第1-2连接器65d布置于第三绝缘层63上。如图3C所示，第1-1连接器65a、第1-1中继连接器65b、第1-2中继连接器65c以及第1-2连接器65d在同一平面上彼此分隔开布置。如图3C所示，第1-1连接器65a、第1-1中继连接器65b、第1-2中继连接器65c以及第1-2连接器65d可以布置为覆盖第一LED叠层20的光生成区域的侧面的大部分区域。例如，第1-1连接器65a、第1-1中继连接器65b、第1-2中继连接器65c以及第1-2连接器65d可以覆盖光生成区域的侧面的80％以上，进一步覆盖光生成区域的侧面的90％以上，更进一步覆盖光生成区域的侧面的95％以上。第1-1连接器65a、第1-1中继连接器65b、第1-2中继连接器65c以及第1-2连接器65d可以覆盖光生成区域的侧面而减小从第一LED叠层20发出的光的指向角。并且，第1-1连接器65a、第1-1中继连接器65b、第1-2中继连接器65c以及第1-2连接器65d可以包含诸如Al之类的金属反射层，据此，可以改善光效率。
第1-1连接器65a及第1-2连接器65d分别电连接于光生成区域的第一导电型半导体层21及第二导电型半导体层25。例如，第1-1连接器65a可以通过开口部63e电连接于第一欧姆电极21n，并且第1-2连接器65d可以通过开口部63d电连接于第一透明电极25p。
进一步地，第1-1连接器65a可以通过贯通孔20h1及开口部63a电连接于第2-1连接器55a，第1-1中继连接器65b可以通过贯通孔20h2及开口部63b电连接于第2中继连接器55b，并且第1-2中继连接器65c可以通过贯通孔20h3及开口部63c电连接于第2-2连接器55c。
保护绝缘层73覆盖第1-1连接器65a、第1-1中继连接器65b、第1-2中继连接器65c以及第1-2连接器65d。保护绝缘层73还可以覆盖第三绝缘层63，并且可以覆盖第二粘合层61、第二LED叠层30的第一导电型半导体层31、第一粘合层51以及第三LED叠层40的第一导电型半导体层41的侧面。保护绝缘层73具有分别使第1-1连接器65a、第1-1中继连接器65b、第1-2中继连接器65c以及第1-2连接器65d暴露的开口部73a、73b、73c、73d。开口部73a、73b、73c、73d位于第一LED叠层20的周围区域上。
凸块垫75a、75b、75c、75d可以分别通过开口部73a、73b、73c、73d电连接于第1-1连接器65a、第1-1中继连接器65b、第1-2中继连接器65c以及第1-2连接器65d。凸块垫75a、75b、75c、75d可以分别覆盖开口部73a、73b、73c、73d。
第一凸块垫75a可以布置于第1-1连接器65a上，并且可以电连接于第1-1连接器65a、第2-1连接器55a以及第3-1连接器49a。据此，第一凸块垫75a可以共同电连接于第一LED叠层20的第一导电型半导体层21、第二LED叠层30的第一导电型半导体层31以及第三LED叠层40的第一导电型半导体层41。
第二凸块垫75b可以布置于第1-1中继连接器65b上，并且可以通过第1-1中继连接器65b、第2中继连接器55b以及第3-2连接器49b电连接于第三LED叠层40的第二导电型半导体层45。
第三凸块垫75c可以布置于第1-2中继连接器65c上，并且可以通过第1-2中继连接器65c及第2-2连接器55c电连接于第二LED叠层30的第二导电型半导体层35。
第四凸块垫75d可以布置于第1-2连接器65d上，并且可以通过第1-2连接器65d电连接于第一透明电极25p，据此，可以电连接于第一LED叠层20的第二导电型半导体层25。
即，第一LED叠层20电连接于第一凸块垫75a与第四凸块垫75d之间，第二LED叠层30电连接于第一凸块垫75a与第三凸块垫75c之间，并且第三LED叠层40电连接于第一凸块垫75a与第二凸块垫75b之间。据此，第一LED叠层20、第二LED叠层30、第三LED叠层40可以被独立地驱动。
由于凸块垫75a、75b、75c、75d均布置于平坦的第一LED叠层20上，因此凸块垫75a、75b、75c、75d均可以位于大致相同高度。并且，如图3C所示，凸块垫75a、75b、75c、75d可以限定布置于第一LED叠层20的周围区域上，因此可以容易地形成凸块垫75a、75b、75c、75d，进一步地，可以提高它们的稳定性。凸块垫75a、75b、75c、75d可以布置为与第一LED叠层20、第二LED叠层30、第三LED叠层40的光生成区域在水平方向上分隔开布置，如图3C所示，可以布置于发光元件100的边角附近。然而，本实用新型并不一定限于此。
凸块垫75a、75b、75c、75d可以利用例如Au或者Au/In而形成，但不限于此。并且，由于凸块垫75a、75b、75c、75d布置于第一LED叠层20上，因此与布置于基板11或者第三LED叠层40上的情况相比，可以相对较薄地形成。从而提高对于形成凸块垫75a、75b、75c、75d的工艺的选择性。例如，凸块垫75a、75b、75c、75d可以通过电镀容易地形成。
在此，第一导电型半导体层21、31、41可以为n型半导体层，并且第二导电型半导体层25、35、45可以为p型半导体层。据此，发光元件100具有第一导电型半导体层21、31、41彼此共同电连接的共同n型结构。然而，本实用新型并不限于此。例如，在一些示例性的实施例中，各个LED叠层的第一导电型半导体层21、31、41可以为p型，并且各个LED叠层的第二导电型半导体层25、35、45可以为n型，据此，发光元件也可以具有共同p型结构。并且，在一些实施例中，各个LED叠层的层叠顺序不限于附图中所示的顺序，可以以多种方式变形，据此，电连接结构可以以多种方式变形。
图5A、图6A、图7A、图8A、图9A、图10A、图11A、图12A、图13A、图14A、图15A、图16A以及图17A是用于说明根据示例性的实施例的制造发光元件的方法的平面图，图5B、图6B、图7B、图8B、图9B、图10B、图11B、图12B、图13B、图14B、图15B、图16B以及图17B分别是沿图5A、图6A、图7A、图8A、图9A、图10A、图11A、图12A、图13A、图14A、图15A、图16A以及图17A的截取线A-A'截取的示意性的剖视图。
首先，参照图5A及图5B，在基板11上生长第三LED叠层40。第三LED叠层40可以包括第一导电型半导体层41、活性层43以及第二导电型半导体层45。接着，可以在第二导电型半导体层45上形成第三透明电极45p。
第三LED叠层40的第一导电型半导体层41、活性层43以及第二导电型半导体层45可以通过例如金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法或者分子束外延(MBE)方法依次在基板11上生长。第三透明电极45p可以通过例如物理气相沉积法或者化学气相沉积法形成在第二导电型半导体层45上，并且可以包括SnO、InO2、ZnO、ITO、ITZO等的透明导电性氧化物(TCO)。在第三LED叠层40发出绿光的情形下，基板11例如可以为图案化的蓝宝石基板。
另外，第三透明电极45p、第二导电型半导体层45以及活性层43可以被图案化，据此，可以暴露第一导电型半导体层41。例如，可以通过台面蚀刻在第一导电型半导体层41上形成包括第二导电型半导体层45及活性层43的台面，并且可以通过台面而定义光生成区域。如图5A所示，光生成区域可以被周围区域包围。还可以沿周围区域的边沿使第一导电型半导体层41暴露。第三透明电极45p可以布置于光生成区域上的第二导电型半导体层45上，并且还可以布置于周围区域上。
如图5B所示，包围光生成区域的周围区域的侧面可以相对于垂直面倾斜。周围区域的外侧侧面也可以相对于垂直面倾斜。
参照图6A及图6B，形成覆盖第三LED叠层40及第三透明电极45p的第一绝缘层47。第一绝缘层47可以覆盖光生成区域及周围区域，并且，可以覆盖光生成区域与周围区域之间的台面蚀刻区域。
但是，第一绝缘层47可以具有使第一导电型半导体层41暴露的开口部47a及使第三透明电极45p暴露的开口部47b。进一步地，第一绝缘层47也可以使发光元件区域的边缘暴露。开口部47a可以形成在台面蚀刻区域内，开口部47b可以形成在光生成区域。
参照图7A及图7B，第3-1连接器49a及第3-2连接器49b可以形成在第一绝缘层47上。第3-1连接器49a通过开口部47a电连接于第一导电型半导体层41。第3-2连接器49b可以通过开口部47b电连接于第三透明电极45p。第3-2连接器49b可以横越台面蚀刻区域向周围区域延伸。第3-1连接器49a及第3-2连接器49b覆盖光生成区域的侧面的大部分区域，进一步地，可以形成为覆盖周围区域的外侧侧面的大部分区域。第3-1连接器49a及第3-2连接器49b可以通过同一个工艺利用同一种物质一起形成，并且可以在同一平面上彼此分隔开。
参照图8A及图8B，利用第一粘合层51将第二LED叠层30贴附于第三LED叠层40上。第二LED叠层30可以与第三LED叠层40相似地生长在生长基板上，并且可以包括第一导电型半导体层31、活性层33以及第二导电型半导体层35。并且，在第二导电型半导体层35上可以形成第二透明电极35p。
之后，第二LED叠层30可以贴附于临时基板，以与生长基板分离，并且利用临时基板而通过第一粘合层51贴附于第三LED叠层40上。之后，可以去除临时基板，据此，第二LED叠层30可以以第二透明电极35p朝向上方的方式贴附于第三LED叠层40。这种工艺被公知为临时粘合和脱粘(TBDB：Temporary Bonding and Debonding)。
另外，第二透明电极35p、第二导电型半导体层35以及活性层33可以被图案化，从而可以使第一导电型半导体层31暴露。例如，可以在第一导电型半导体层31上形成包括第二导电型半导体层35及活性层33的台面，并且通过台面定义光生成区域。如图8A所示，光生成区域可以被周围区域包围。第二透明电极35p可以布置于光生成区域上的第二导电型半导体层35上，并且，还可以布置于周围区域上。
另外，可以沿周围区域的外侧边沿部分地去除第二导电型半导体层35及活性层33而使第一导电型半导体层31暴露。
参照图9A及图9B，贯通孔30h1、30h2可以形成在第二LED叠层30的周围区域。贯通孔30h1、30h2形成为在贯通第二LED叠层30的同时贯通第一粘合层51，据此，使第3-1连接器49a及第3-2连接器49b暴露。贯通孔30h1、30h2可以通过连续蚀刻第二导电型半导体层35、活性层33、第一导电型半导体层31而形成，也可以通过在台面蚀刻工艺先使第一导电型半导体层31暴露之后追加蚀刻第一导电型半导体层31而形成。
参照图10A及图10B，形成覆盖第二LED叠层30及第二透明电极35p的第二绝缘层53。第二绝缘层53可以覆盖光生成区域及周围区域。尤其，第二绝缘层53可以覆盖周围区域的侧面，并且可以至少部分地覆盖暴露在周围区域周围的第一导电型半导体层31。
但是，第二绝缘层53可以具有使第一导电型半导体层31暴露的开口部53a及使第二透明电极35p暴露的开口部53b，在贯通孔30h1、30h2内可以具有分别使第3-1连接器49a及第3-2连接器49b暴露的开口部53c、53d。开口部53a可以形成在台面蚀刻区域内，并且开口部53b可以形成在光生成区域上。
参照图11A及图11B，第二绝缘层53上可以形成第2-1连接器55a、第2中继连接器55b以及第2-2连接器55c。第2-1连接器55a、第2中继连接器55b以及第2-2连接器55c可以通过同一个工艺利用同一种物质一起形成，并且可以在同一水平位置彼此分隔开。
第2-1连接器55a通过开口部53a电连接于第一导电型半导体层31。并且，第2-1连接器55a在周围区域可以通过贯通孔30h1电连接于第3-1连接器49a。
第2-2连接器55c可以通过开口部53b电连接于第二透明电极35p。第2-2连接器55c可以横越台面蚀刻区域向周围区域延伸。在一实施例中，第2-2连接器55c连接于第二透明电极35p的区域可以与第3-2连接器49b连接于第三透明电极45p的区域重叠。
第2中继连接器55b可以在第二LED叠层30的周围区域通过贯通孔30h2电连接于第3-2连接器49b。
如图11A所示，第2-1连接器55a、第2中继连接器55b以及第2-2连接器55c形成为覆盖光生成区域的侧面的大部分区域，进一步地，形成为覆盖周围区域的外侧侧面的大部分区域。例如，第2-1连接器55a、第2中继连接器55b以及第2-2连接器55c可以覆盖光生成区域的侧面整体的80％以上，进一步覆盖光生成区域的侧面整体的90％以上，更进一步覆盖光生成区域的侧面整体的95％以上。此外，第2-1连接器55a、第2中继连接器55b以及第2-2连接器55c可以覆盖周围区域的侧面整体的80％以上，进一步覆盖周围区域的侧面整体的90％以上，更进一步覆盖周围区域的侧面整体的95％以上。
参照图12A及图12B，第一LED叠层20可以利用第二粘合层61贴附于第二LED叠层30。第一LED叠层20可以生长在生长基板上，并且第一透明电极25p可以形成在生长的第一LED叠层20上。之后，在第一LED叠层20通过第二粘合层61贴附于第二LED叠层30之后，可以去除生长基板。据此，第一LED叠层20可以以第一导电型半导体层21布置于上侧的方式贴附于第二LED叠层30上。即，第一透明电极25p可以贴附于第二粘合层61。
另外，第一欧姆电极21n形成在第一导电型半导体层21上。第一欧姆电极21n可以形成为至少部分地与第二LED叠层30及第三LED叠层40的光生成区域重叠。第一欧姆电极21n欧姆接触于第一导电型半导体层21，为此，第一导电型半导体层21的一部分也可以被去除。例如，为了形成第一欧姆电极21n，第一LED叠层20的第一导电型半导体层21的上表面的一部分可以通过湿式蚀刻而被图案化。第一导电型半导体层21可以为例如n++GaAs层，并且n++GaAs层的上表面的一部分可以通过湿式蚀刻而凹陷。第一欧姆电极21n可以形成于第一导电型半导体层21的凹陷区域内。第一欧姆电极21n例如可以利用AuGe/Ni/Au/Ti形成，并且例如可以以100nm/25nm/100nm/10nm的厚度形成。
此外，通过对第一导电型半导体层21、活性层23以及第二导电型半导体层25图案化而使第一透明电极25p暴露。光生成区域可以形成于第一欧姆电极21n下部，并且周围区域包围光生成区域。光生成区域和周围区域可以被暴露第一透明电极25p的槽分离。
参照图13A及图13B，可以在周围区域形成贯通第一LED叠层20、第一透明电极25p以及第二粘合层61的贯通孔20h1、20h2、20h3。贯通孔20h1、20h2、20h3可以分别使第2-1连接器55a、第2中继连接器55b以及第2-1连接器55c暴露。
贯通孔20h1、20h2、20h3可以通过连续蚀刻第一LED叠层20、第一透明电极25p以及第二粘合层61而形成，但并不一定限于此。例如，在为了分离光生成区域与周围区域而形成槽的过程中，可以部分地去除第一LED叠层20，以使第一透明电极25p在周围区域暴露。接着，通过去除暴露在周围区域的第一透明电极25p及第二粘合层61，可以形成贯通孔20h1、20h2、20h3。
另外，在形成贯通孔20h1、20h2、20h3的过程中，可以沿周围区域边沿去除第一LED叠层20及第一透明电极25p，并且可以至少部分地去除第二粘合层61。据此，周围区域的侧面可以相对于垂直面倾斜地形成。
参照图14A及图14B，形成覆盖第一LED叠层20及第一欧姆电极21n的第三绝缘层63。第三绝缘层63可以覆盖暴露的第一透明电极25p。另外，第三绝缘层63在贯通孔20h1、20h2、20h3内可以具有使第2-1连接器55a、第2中继连接器55b以及第2-1连接器55c暴露的开口部63a、63b、63c。进一步地，第三绝缘层63在光生成区域附近可以具有使第一透明电极25p暴露的开口部63d及使第一欧姆电极21n暴露的开口部63e。进一步地，第三绝缘层63可以覆盖周围区域的侧面、第一透明电极25p的侧面。并且，第三绝缘层63可以覆盖第二粘合层61的侧面的至少一部分。
参照图15A及图15B，第1-1连接器65a、第1-1中继连接器65b、第1-2中继连接器65c以及第1-2连接器65d可以形成在第三绝缘层63上。第1-1连接器65a、第1-1中继连接器65b、第1-2中继连接器65c以及第1-2连接器65d可以通过同一个工艺利用同一种物质一起形成，并且可以在同一水平位置在水平方向上彼此分隔开。
第1-1连接器65a电连接于通过开口部63e暴露的第一欧姆电极21n。第1-1连接器65a还可以从光生成区域向周围区域延伸而电连接于通过贯通孔20h1及开口部63a而暴露的第2-1连接器55a。第1-1连接器65a可以通过第2-1连接器55a及第3-1连接器49a电连接于第二LED叠层30及第三LED叠层40的第一导电型半导体层31、41。
另外，第1-2连接器65d可以电连接于通过开口部63d暴露的第一透明电极25p。开口部63d可以形成在光生成区域与周围区域之间的槽内。第1-2连接器65d可以从开口部63d向周围区域延伸。
第1-1中继连接器65b可以电连接于通过贯通孔20h2及开口部63b暴露的第2中继连接器55b。据此，第1-1中继连接器65b可以通过第2中继连接器55b及第3-2连接器49b电连接于第三LED叠层40的第二导电型半导体层45。
第1-2中继连接器65c可以电连接于通过贯通孔20h3及开口部63c而暴露的第2-2连接器55c。第1-2中继连接器65c可以通过第2-2连接器55c电连接于第二LED叠层30的第二导电型半导体层35。
第1-1连接器65a、第1-1中继连接器65b、第1-2中继连接器65c以及第1-2连接器65d可以形成为覆盖光生成区域的侧面的大部分区域。例如，第1-1连接器65a、第1-1中继连接器65b、第1-2中继连接器65c以及第1-2连接器65d可以覆盖光生成区域侧面的80％以上，进一步覆盖光生成区域侧面的90％以上，更进一步覆盖光生成区域侧面的95％以上。另外，第1-1连接器65a、第1-1中继连接器65b、第1-2中继连接器65c以及第1-2连接器65d可以覆盖周围区域的外侧侧面，但也可以不覆盖。
参照图16A及图16B，执行将基板11上的LED从邻近的LED分离的分离工艺。可以依次去除第二粘合层61、第二LED叠层30、第一粘合层51以及第三LED叠层40而使发光元件之间的基板11暴露。分离工艺可以利用蚀刻技术来执行，也可以利用激光束来执行。
通过所述分离工艺可以使第一粘合层51、第二粘合层61以及第一导电型半导体层31、41的侧面暴露。并且，第一绝缘层47及第二绝缘层53的侧面也可以暴露。
参照图17A及图17B，形成覆盖第1-1连接器65a、第1-1中继连接器65b、第1-2中继连接器65c以及第1-2连接器65d的保护绝缘层73。保护绝缘层73可以覆盖第三绝缘层63的边缘。保护绝缘层73还可以覆盖通过所述分离工艺暴露的第一粘合层51、第二粘合层61以及第一导电型半导体层31、41的侧面。
通过形成保护绝缘层73，可以防止水分等渗透到发光元件100内部。保护绝缘层73例如可以包含SiO2、Si3N4或Al2O3。
保护绝缘层73可以具有使第1-1连接器65a、第1-1中继连接器65b、第1-2中继连接器65c以及第1-2连接器65d暴露的开口部73a、73b、73c、73d。开口部73a、73b、73c、73d可以在水平方向上与第一LED叠层20的光生成区域分隔开而位于周围区域上部。
接着，可以形成覆盖保护绝缘层73的开口部73a、73b、73c、73d的凸块垫75a、75b、75c、75d。凸块垫75a、75b、75c、75d可以形成为比开口部73a、73b、73c、73d更宽的面积而覆盖开口部。但本实用新型不限于此，凸块垫75a、75b、75c、75d也可以形成在开口部内。例如，也可以利用用于形成保护绝缘层73的开口部73a、73b、73c、73d的光致抗蚀剂图案并通过剥离技术形成凸块垫75a、75b、75c、75d。
凸块垫75a、75b、75c、75d例如可以利用电镀技术形成。凸块垫75a、75b、75c、75d可以形成在发光元件100的边角附近。之后，可以通过利用激光截断基板11而完成发光元件100。
在本实施例中，虽然对执行所述分离工艺之后形成保护绝缘层73的情形进行说明，但是分离工艺也可以在形成保护绝缘层73之后与基板分离工艺一起执行。在此情形下，第一粘合层51及第二粘合层61的侧面和第一导电型半导体层31、41的侧面可以暴露在发光元件100外部。
在本实施例中，第一LED叠层20、第二LED叠层30、第三LED叠层40分别具有光生成区域和周围区域。第一LED叠层20的第一导电型半导体层21、活性层23以及第二导电型半导体层全部分成周围区域和光生成区域。相反，虽然第二LED叠层30及第三LED叠层40的活性层33、43以及第二导电型半导体层35、45彼此分离，但是在周围区域和光生成区域下方的第一导电型半导体层31、41彼此连接。但本实用新型不限于此，周围区域和光生成区域下方的第一导电型半导体层31、41也可以彼此分离。
根据本实施例，凸块垫75a、75b、75c、75d形成于第一LED叠层20的周围区域上。由于凸块垫75a、75b、75c、75d无需延伸至第二LED叠层30、第三LED叠层40或者基板11，因此，可以形成为相对较薄的厚度。据此，可以容易地形成凸块垫75a、75b、75c、75d，并且可以提高凸块垫75a、75b、75c、75d的稳定性。
此外，根据本实施例，由于第一LED叠层20、第二LED叠层30、第三LED叠层40的光生成区域的侧面大部分被金属层覆盖，因此可以阻断光在各个LED叠层沿水平方向行进，从而可以减小发出的光的指向角。此外，第二LED叠层30及第三LED叠层40的周围区域的外侧侧面被金属层覆盖，从而可以阻断光向发光元件100的侧面发出，据此可以防止发光元件100之间的光干涉。
图18是用于说明根据一实施例的发光元件的示意性的剖视图。
参照图18，根据本实施例的发光元件200与参照图3A、图3B、图3C、图4A、图4B以及图4C说明的发光元件100大致相似，其区别在于基板111及第三LED叠层40的第一导电型半导体层41的表面结构，并且，其区别在于还包括接合层113。
基板111为使从第一LED叠层20、第二LED叠层30、第三LED叠层40生成的光透射的透明基板。基板111不受特别限制，例如，可以是PET、玻璃基板、石英、蓝宝石基板等。
基板111可以在面向第三LED叠层40的面包括凹凸图案111R。凹凸图案111R使从第一LED叠层20、第二LED叠层30、第三LED叠层40发出的光的指向均匀化。据此，可以防止根据观察的角度不同而发生色差。
凹凸图案111R可以是规则的，也可以是不规则的。凹凸图案111R可以具有例如3μm的节距、2.8μm的直径以及1.8μm的高度。凹凸图案111R通常可以是应用于图案化的蓝宝石基板的图案，但不限于此。
另外，第三LED叠层40的第一导电型半导体层41在面向基板111的面可以具有凹凸图案41R。第一导电型半导体层41可以利用例如光电化学(PEC)蚀刻技术形成。凹凸图案41R使从第一LED叠层20、第二LED叠层30、第三LED叠层40发出的光的指向角均匀化。凹凸图案41R可以比基板111上的凹凸图案111R更密。
接合层113粘合基板111与第三LED叠层40。接合层113例如可以包括光学透明粘合剂(OCA)，例如可以包括环氧树脂、聚酰亚胺、SU8、旋涂玻璃(SOG)、苯并环丁烯(BCB)，但不限于此。
根据本实施例的发光元件200可以通过与参照图5A至图17B说明的发光元件100的制造方法相似的制造方法来制造，但其区别在于将第三LED叠层40利用临时粘合和脱粘(TBDB)技术接合在基板111之后执行工艺。例如，第三LED叠层40可以生长在基板11上，第三透明电极45p可以形成在第三LED叠层40上。之后，在对第三LED叠层40图案化之前利用临时基板将第三LED叠层40从基板11分离，在暴露的第一导电型半导体层41形成凹凸图案41R。接着，可以将第三LED叠层40接合在基板111上并去除临时基板，之后，执行第三LED叠层40的图案化工艺。后续的工艺可以如上文参照图6A至图17B所述执行而制造发光元件200。
虽然在本说明书中对特定示例性的实施例及体现进行了说明，然而通过这些说明应该可以对其他实施例及修改能够明确理解。因此，本实用新型不限于这些实施例，而是包括所附权利要求书的更宽范围以及对于本领域所属技术人员多种显而易见的修改及等价的构成。

Claims (21)

1.一种发光元件，其特征在于，所述发光元件为叠层式，包括：
第一LED叠层；
第二LED叠层，布置于所述第一LED叠层下方；
第三LED叠层，布置于所述第二LED叠层下方；
第3-1连接器及第3-2连接器，布置于所述第二LED叠层与所述第三LED叠层之间；以及
多个垫，布置于所述第一LED叠层上部，电连接于所述第一LED叠层至第三LED叠层，
其中，所述第一LED叠层、第二LED叠层以及第三LED叠层分别具有光生成区域以及在所述光生成区域周围布置的周围区域，
所述第3-1连接器及第3-2连接器分别电连接于所述第三LED叠层的光生成区域的第一导电型半导体层及第二导电型半导体层，
所述第3-1连接器及第3-2连接器中的至少一个覆盖所述第三LED叠层的周围区域的侧面。
2.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，
所述第3-1连接器及第3-2连接器覆盖所述第三LED叠层的周围区域的侧面的80％以上。
3.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，
所述第3-1连接器及第3-2连接器覆盖所述第三LED叠层的光生成区域的侧面的80％以上。
4.根据权利要求3所述的发光元件，其特征在于，
所述第3-1连接器及第3-2连接器分别覆盖所述第三LED叠层的光生成区域的侧面。
5.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，还包括：
第2-1连接器、第2中继连接器以及第2-2连接器，布置于所述第一LED叠层与所述第二LED叠层之间，
其中，所述第2-1连接器及第2-2连接器分别电连接于所述第二LED叠层的第一导电型半导体层及第二导电型半导体层，
所述第2中继连接器贯通所述第二LED叠层的周围区域而电连接于所述第3-2连接器。
6.根据权利要求5所述的发光元件，其特征在于，
所述第2-1连接器、第2中继连接器以及第2-2连接器中的至少一个覆盖所述第二LED叠层的周围区域的侧面。
7.根据权利要求6所述的发光元件，其特征在于，
所述第2-1连接器、第2中继连接器以及第2-2连接器覆盖所述第二LED叠层的周围区域的侧面的80％以上。
8.根据权利要求6所述的发光元件，其特征在于，
所述第2-1连接器、第2中继连接器以及第2-2连接器覆盖所述第二LED叠层的光生成区域的侧面的80％以上。
9.根据权利要求8所述的发光元件，其特征在于，
所述第2-1连接器、第2中继连接器以及第2-2连接器分别覆盖所述第二LED叠层的光生成区域的侧面。
10.根据权利要求5所述的发光元件，其特征在于，还包括：
第1-1连接器、第1-2连接器、第1-1中继连接器以及第1-2中继连接器，布置于所述第一LED叠层与所述多个垫之间，
其中，所述第1-1连接器及第1-2连接器电连接于所述第一LED叠层的第一导电型半导体层及第二导电型半导体层，
所述第1-1中继连接器及第1-2中继连接器分别贯通所述第一LED叠层的周围区域而电连接于所述第2中继连接器及第2-2连接器。
11.根据权利要求10所述的发光元件，其特征在于，
所述第1-1连接器、第2-1连接器以及第3-1连接器彼此电连接，
所述第1-2连接器、第2-2连接器以及第3-2连接器彼此电隔离，
所述多个垫包括：第一垫，电连接于所述第1-1连接器、第2-1连接器以及所述第3-1连接器；以及第二垫、第三垫、第四垫，分别电连接于所述第3-2连接器、第2-2连接器以及第1-2连接器。
12.根据权利要求11所述的发光元件，其特征在于，
所述第一垫至第四垫分别布置于所述第一LED叠层的周围区域上。
13.根据权利要求10所述的发光元件，其特征在于，
所述第1-1连接器、第1-2连接器、第1-1中继连接器以及第1-2中继连接器覆盖所述第一LED叠层的光生成区域的侧面的80％以上。
14.根据权利要求13所述的发光元件，其特征在于，
所述第1-1连接器、第1-2连接器、第1-1中继连接器以及第1-2中继连接器分别覆盖所述第一LED叠层的光生成区域的侧面。
15.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，
所述第一LED叠层至第三LED叠层的周围区域分别包围所述第一LED叠层至第三LED叠层的光生成区域，
所述第一LED叠层至第三LED叠层的光生成区域彼此至少部分地重叠。
16.根据权利要求15所述的发光元件，其特征在于，
所述第一LED叠层至第三LED叠层的光生成区域彼此重叠90％以上。
17.根据权利要求15所述的发光元件，其特征在于，
所述第一LED叠层的光生成区域具有与所述第二LED叠层及第三LED叠层的光生成区域的形状不同的形状或者在不同的排列方向上排设。
18.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，还包括：
透光性基板，布置于所述第三LED叠层下部，
其中，所述基板在面向所述第三LED叠层的面具有凹凸图案。
19.根据权利要求18所述的发光元件，其特征在于，还包括：
接合层，布置于所述基板与所述第三LED叠层之间，
其中，所述第三LED叠层在面向所述基板的面具有凹凸图案。
20.根据权利要求19所述的发光元件，其特征在于，
所述第三LED叠层的凹凸图案比所述基板的凹凸图案更密。
21.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括：
电路基板；以及
多个发光元件，贴装于所述电路基板上，
其中，所述多个发光元件是根据权利要求1至20中的任意一项所述的发光元件。
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