TW201122708A - Light-emitting unit array, mothod for fabricating the same and projection apparatus - Google Patents

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201122708 ^jy«U!39TW 33220twf.doc/n 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種發光單元陣列、其製造方法及一 顯示裝置，且特別是有關於一種能夠提升光取出效率與光 準直性的發光單元陣列、其製造方法及一投影裝置。 【先前技術】

近年來’發光二極體（light-emitting diode, LED)的 發光效率已逐漸提升，且在一些領域中，發光二極體已取 代螢光燈與白熾燈。這些領域包括用以掃描之高反應速率 燈、液晶顯示器（liquid crystal display，LCD )的背光源或 剞光源、用於汽車儀表板的光源、交通號諸燈、投影裝置 的光源及甚至是傳統照明裝置。發光二極體的發光為典型 的=發光，而不是透過熱或放電來發光，因此發光二極體 通常具有較長的使用壽命（高達1〇〇,〇〇〇小時），且毋需 暖，時間發光一極體亦具有下列優點：快速反應時間（約 ^ t)、尺寸小、低功率消耗、低污染、高可靠度及能 °大量生產。因此，發光二極體被廣泛地在許多領域中使 用。 典型的發光二極體通常為使用三_五族化合物的半導 元件，例如麟化鎵（gallium ph〇sphide，⑽）、神化錄 ⑽enide’GaAs)。由於發光二極體之三五族化 二㈣電轉換成光的特性，因此當電流施 :材質時’其中之電子與電洞會結合，並以光 、形式釋放出大量的能量，藉此達到發光的功效。此外， 2〇11227〇8 …，。〜7 Λν 33220twf_doc/n 發光二極體元件的基本結構包括利用三-五族半導體化人 物所製作而成的一P型磊晶及一N型磊晶層’以及—失^ 此二蟲晶層之間的發光層。 上述發光二極體的發光效率主要是決定於發光層的 發光效率及整個發光二極體的光取出效率。發光層的^光 效率主要是決定於發光層的磊品質與結構，且光取出效率 主要是決定於發光層（主動層，active layer)所產生的光 之有效利用率。 因此，如何提供具有高光取出效率與準直性的發光二 極體以及如何簡化發光二極體的製程以減少製造成本，已 成為目前發光二極體技術的重要課題。 【發明内容】 ♦本發明之一實施例提出一種投影裝置，適於將一影像 光束投影至一屏幕。此投影裝置包括一發光單元陣列、/一 電路基板、光彳貞測器、一控制單元及一投影光學元件。 ，光單元陣_以發出影像光束，其巾發光單元陣列包括 複數個整合成一體的發光單元。電路基板配置於發光單元 陣列下方，其中電路基板電性連接至發光單元陣列，以個 =驅動這些發光單元。光制器用以偵測來自屏幕與一環 境之至少其一的電磁波，以藉此產生-訊號。控制^元電 性麵接至發光單元陣列與光偵測器，以根據來自光憤測器 的訊號來控制發光單元陣列的發光。投影光學元件用以將 ，像光束郷，屏幕，其+投影光學元件連接至控制 單凡’且控制單元根據來自光須測器的訊號來控制投影光 201122708 P51980139TW 33220tw£doc/n 學元件。 數個之t實施例提出—種發光，包括複 一 早70 ’，、整合成—體地排列成巧列。每-發光 ::包括-第一摻雜態層、一第二摻雜態層、一發光層及 離^子^體結構。發光層配置於第—摻雜態層與第二摻雜 ’其中第二摻雜態層具有背對發光層之一表面。 子Ba體結構配置於第二摻雜態層之表面上。 列明之又—實施破出—種用以製造發光單元陣 =ΐ體驟。提供一基板。在基板上形成複 在這些半導體層中加人—犧㈣。侧 \二+導體層及犧牲層，以形錢數鮮元。在這元 ^分別形成複數個第—導電时。提供__電路基板·;立中 ，路基板具有複數個配置於其上之電晶體。在這些電晶體 案與這些第二導雷圖二人#將仏第一導電圖 —-導電圖案接合。由制犧牲層以移 板、部分這些半導體層及犧牲層。 ’、 本發明之再-實施例提出—種㈣製造發光單 法’其包括刊步驟。提供—基板。在基板上形^ 發光堆4結構。在半賴發糾4結構上貼附一 =ίΐ μ將基板移除。將半導體發光堆疊結構钱刻成彼 此^離的複數個單元。_複數個凸塊分騎這些單 兀妾。至一電路基板。將暫時基板移除。 兴眘2本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特 牛貫加例，亚配合所附圖式作詳細說明如下。 201122708 x 33220twf.doc/a 【實施方式】 在本發明之實施例中，藉由調整微發光二極體之磊晶 結構的厚度與結構以完成一發光單元陣列（例如一微發光 二極體陣列），進而使光取出效率與光準直性最佳化，以 符合需求。此外，藉由在特定步驟與在發光二極體的特定 位置中加入犧牲層以完成微發光二極體陣列的製造方法， 進而簡化整體製程。再者，完成一發光單元陣^ (例如一 微發光二極體陣列）以調整外部光場分佈，進而達到高光 取出效率。另外，完成一具有根據投影影像之回授機制的 智慧型微投影裝置，進而調整投影影像的品質及減少不必 要之能量損失。 以下描述本發明之實施例。然而，這些實施例並不是 用以限制本發明的保護範圍。此外，一些實施例可以作適 當的組合，以產生本發明之其他不同的實施例。 第一實施例 在本實施例中，藉由調整發光二極體之磊晶結構的厚 度與結構以完成一微發光二極體陣列，進而使光取出效率 (light extraction efficiency)與光準直性（collimati〇n)最 佳化，進而符合需求。 圖1為本發明之第一實施例之微發光二極體陣列的剖 面示意圖。值得注意的是，微發光二極體陣列2〇〇 (即發 光單元陣列的一實施樣態）具有複數個排成陣列且整合成 一體的微發光二極體（即發光單元的一實施樣態）。為了 清楚描述’圖1僅繪示微發光二極體陣列中的一個微發光 201122708 P51980139TW 33220twf.doc/n 二極體的剖面結構。請參照圖1，本實施例之微發光二極 體210包括一反射層220及一發光結構240，其中發光結 構240可包括一 p型磊晶層242、一 N型磊晶層246及一 多重量子井層（multiple quantum well，MQW) 244 (即發 光層的一種實施樣態），而多重量子井層244夾於此二磊 晶層之間。在一實施例中，微發光二極體21〇的寬度貿約 為10微来。 發光結構240的表面230具有一光子晶體結構25〇， 以藉由週期性地排列不同折射率材質以調整所發出的光的 光學特性。具體而言，光子晶體結構250具有週期性排列

的微凸起結構。然而，在其他實施例中，光子晶體結構25〇 亦可以具有非週期性排列的微凸起結構。再者，在其他實 施例中，光子晶體結構250亦可以是具有非週期性排列或 週期性排列之微孔洞結構。由於週期性排列的折射率，會 使電磁波產生布拉格繞射（Bragg diffracti〇n)與干涉 (interference)現象，這會導致光的折射路徑改變，進而 減少今之全反射。如此一來射出微發光二極體外之光強 度之比例便可以提升，因此光取出效率便能夠被有效提升。 詳言之，當光在光子晶體結構250與反射層22〇之間 傳遞時，會形成微共振腔效應（micro-cavity effect)(共 振發光）。發光結構240適於發出波長為；^的光，且發^ 結構240的表面230與反射層220之間的厚度τ會與由 光結構240發出的駐波（standing wave)之波長相關。^ 例而言，光學厚度T與光的波長A()#f上符合下列關係 201122708 r33220twf.doc/n 式（1)與（2): 微共振腔系統：Τ<ηλ〇 (1) 駐波效應：τ 〜（λ〇/2η)*πι + (λ0/4η)+ 0 (2) 在關係式（1)與（2)中，m代表一正整數，11代表 折射率’且0代表半導體與空氣或反射層之間的介面所造 成的相差。由微發光二極體21〇所發出的光可藉由調整光 學厚度Τ與發光層至反射層的距離來形成高準直性，如此 亦需符合關係式（2)。光學厚度τ與發光層至反射層的 距離之誤差容忍度可落在Α〇/8η的範圍内。 請參照圖1，由於在微米尺度下之微發光二極體210 之日日片尺寸具有微腔共振（micr〇_cavky res〇nance )的功 忐，微發光二極體210的光取出效率與準直性可以藉由微 腔共振搭配光子晶體結構之週期性結構所產生的布拉格繞 射（Bragg diffraction)來調整’以符合需求。具體而言， 光子晶體結構250的週期性結構之尺寸與週期可根據所需 的光取出率與所需的準直性而適當地作調整。 圖2A為微發光二極體所發出的光之光取出效率與光 強度分佈曲線圖’其中是以具有不同週期的結構之微發光 二極體所作出的。此處之微發光二極體可代表圖1之微發 光二極體210。光強度分佈圖形中的出光角度0之範圍為〇 至度。9G度代表發光二極體的表面的法線方向:在 本實施例中，光子晶體結構的週期性結構之尺寸與週 以晶格常數來說明。在圖2A中，晶格常數，範圍從^ 奈米至5〇0奈米之條件下的出射光之光取出率與光形皆被 201122708 F5iy»oi39TW 33220twf.doc/n 呈現。 如圖2A所示，當光子晶體結構的晶格常數a改變， 光取出效率與代表出射光準直性的光強度分佈曲線圖皆會 對應改變。具體而言，當光子晶體結構的晶格常數3實質 上等於425奈米時，微發光二極體具有相對較高的光取出 效率’且光之出光角度Θ會朝向90度附近集中。此外，如 圖2A所示，當光子晶體結構的晶格常數a實質上等於45〇 • 奈米時’微發光二極體表現出極佳的準直性。因此，儘管 晶格常數為450奈米的微發光二極體所表現出的光取出效 率沒有晶格常數為425奈米那麼好’但是晶格常數為450 奈米的微發光二極體可用於雷射的應用，以利用其極佳的 準直性。所以，為了符合不同的應用之不同的需求，光子 晶體結構的週期結構之尺寸與週期性可根據所需的光取出 效率與所需的準直性來作適當的調整，但本發明之晶格常 數a的範圍不局限於上述内容。 鲁圖2B繪示從微發光二極體的上表面所發出的光強度 相對於點光源之整體能量的比例，且繪示從微發光二極體 的侧表面所發出的光強度相對於點光源的整體能量之比 例、’，其中微發光二極體具有不同的晶格常數a。此處之微 發光二極體可代表圖1所繪示的微發光二極體210。請參 照圖2B，藉由選擇光子晶體之適當的晶格常數a，從微發 光一極體之上表面所發出的光強度之比例可幾乎達到 100/。舉例而言，當光子晶體結構的晶格常數&實質上等 於425奈米時，從微發光二極體的上表面所發出的光強度 201122708 oiysuuyfW 33220twf.doc/n 之比例可幾乎達到100%。在此同時，請參照圖2A之光強 度分佈曲線圖，微發光二極體亦表現出準直的光，其中光 的出光角度0如圖2 A所示朝向90度附近集中。 第一實施例 在本實施例中’藉由在一特定步驟及微發光二極體的 一特定位置增加一犧牲層以完成製造微發光二極體陣列的 方法，進而簡化具有高光取出效率與高光準直性的微發光 二極體陣列的整體製程。 圖3A至圖3E為繪示本發明之第二實施例之微發光二 極體陣列的製造流程的剖面示意圖。 請參照圖3A，首先，提供一基板31〇。基板31〇的材 質例如為藍寶石（sapphire)。接著，在預定形成微發光二 極體結構的蠢晶堆疊層（epitaxial stacked layer)中增加一 犧牲層340,因此微發光二極體可容易地達到所需的微腔 共振厚度。具體而言，依序在基板310上形成一無摻雜氮 化鎵層320、一第一 N型摻雜氮化鎵層330、一犧牲層340、 一第二N型摻雜氮化鎵層350、一多重量子井層（multiple quantum well layer) 360及一 P型摻雜氮化鎵層370。在本 實施例中，犧牲層340的材質可選擇晶格常數近似氮化鎵 的材料，例如氮化链銦（AlInN )或一内含高品質結的化 5物。由於犧牲層340 (材質例如選擇氮化紹銦）的晶格 常數與氮化鎵的晶格常數互相匹配，所需之微共振腔的厚 度可成長於犧牲層340上。值得注意的是，微共振腔所需 的光學厚度T之概念類似於第一實施例。在本實施例中， 201122708 P51980139TW 33220twf.doc/n 光學厚度T可符合前述關係式（i)與（2) ^此處之所需 的光學厚度T是指圖3A所示之第二N型摻雜氮化鎵層 350、多重量子井層360及P型摻雜氮化鎵層370的整體 厚度。 接著’請參照圖3B，藉由微影製程（photolithography process)在基板310上製作出呈陣列排列之複數個微發光 二極體預定結構380，且形成一微發光二極體陣列基板 φ 300。於基板310上且位於相鄰之微發光二極體預定結構 380之間形成氧化石夕層（siiiccm 〇xide layer) 372。再者， 形成一圖案化保護層（passivation) 390以覆蓋這些微發光 二極體預定結構380，其中圖案化保護層390配置於每一 微發光二極體預定結構380的側邊緣上，以減少漏電流 (leakage current)的形成。此外，圖案化保護層390暴露 出每一發光二極體的上表面。再者，為了進一步提升從發 光二極體的上表面所出射的光，可在形成圖案化保護層 390之前且在形成氧化梦層372之後，在每一微發光二極 籲 體預定結構380的側邊緣進一步形成一金屬反射層392。 然後，請參照圖3C，提供一具有複數個呈陣列排列 之互補式金氧半導體（complementary metal oxide semiconductor，CMOS ) 420 之互補式金氧半導體（CM〇s ) 電路元件400，例如互補式金氧半導體電路基板。可藉由 位於週邊的對位記號（alignment mark) 430a與430b使互 補式金氡半導體電路元件400對準微發光二極體陣列基板 300。在對準之後，將互補式金氧半導體電路元件4〇〇與微 201122708

Fsiysuijyrw 33220twf.doc/n 發光二極體陣列基板300組合。此時，在顯示區（dis region)中’利用分別排列於互補式金氧半導體侧與微 發光一極體380上之兩具有不同形狀的導電鉗合部 (conductive clamping portion)使互補式金氧半導體電路 元件400與微發光二極體陣列基板3〇〇接合。具體而言， 在每一發光二極體之被保護層39〇所暴露出之^表面:形 成一第一導電圖案410a，且在對應於發光二極體的每一互 巧式金氧半導體之上表面上形成一第二導電圖案4i〇b，且 這些導電圖案的材質可以是金屬或氧化銦錫（indium tin oxide，IT0)。由於第一導電圖案41〇a與第二導電圖案41肋 的形狀與位置為互補，因此互補式金氧半導體電路元件 400與微發光二極體陣列基板3〇〇可互相適配（玢）。在 本實施例中，配置於每一微發光二極體預定結構38〇上的 第一導電圖案410a具有一三角形凹陷，且配置於每一互補 式金氧半導體420上之第二導電圖案4l〇b具有一對應的三 角形凸起。藉由鉗合具有互補形狀的第一導電圖案41〇a 與第二導電圖案410b，可使檄發光二極體陣列基板30〇與 互補式金氧半導體電路元件4〇〇彼此組合在一起。為了提 升第一導電圖案41〇a與第二導電圖案410b間的接合強 度’可執行一加熱製程以將第一導電圖案410a與第二導電 圖案410b的溫度提升至共熔點（eutectivpoint)，藉此熔 化第一導電圖案410a與第二導電圖案410b。 在其他實施例中，亦可以採用其他電晶體來取代互補 式金氧半導體420，而這些電晶體例如為薄膜電晶體、金 201122708 P51980139TW 33220twf.doc/n 屬氧化物半導體電晶體或氮化鎵電晶體。此外，在其他實 細例中’这些互補式金氧半導體42()或其他電晶體亦可設 於微發光二極體陣列200中，或設於微發光二極體陣列綱 與電路7L件400之外’且分別電性連接至這些微發光二極 體210及電路元件4〇〇。 ^接著，藉由執行一蝕刻製程以移除發光二極體附近的 氧化石夕層372 ’進而從每一微發光二極體預定結構細的 • 側邊緣暴露出犧牲層340，其中此姓刻製程例如為座式姓 刻·。之後’請參照圖3D，執行-電解液氧化製程（dectr〇lytic oxidation process)以氧化犧牲層34〇。舉例而言，當犧牲 層340的材質為氮化銘銦時，氮化銘銦可被如氮基三醋酸 (nitrilotriacetic acid，NTA):氫氧化鉀（K〇H)之溶液 (NTA.K0H)所氧化，以形成(Α1ΙηΝ)〇χ。在此之後，將 組合後之微發光二極體陣列基板3〇〇與互補式金氧半導體 電路元件400、浸入一钱刻液（etching solution)中，例如一 加熱之硝酸（HNO3)溶液。被氧化之犧牲層34〇 (即 擊 （ΑΠηΝ)Οχ)接著被加熱的硝酸溶液移除，且配置於被氧化 後的犧牲層340之兩側的膜層會因此而互相分離。換言 之’請參照® 3C與圖3D，基板31〇、無摻氮化鎵層& 及第一 Ν型掺雜氮化鎵層33〇因犧牲層34〇的移除而被移 除，且如圖3D所示，第二Ν型摻雜氮化鎵層35〇變成微 發光二極體陣列的上表面。如此一來，第二Ν型播雜氣化 嫁層350、多重量子井層猶與卩型播雜氛化錄詹37〇之 堆疊結構構成-微發光二極體382。然後，如圖3Ε所示， a 13 201122708 ........... 33220twf.d〇c/n 選擇性地在第二N型氣化鎵層350上形成-氧化銦錫詹 430 此，微發光二極體陣列44〇幾乎已被完成。 /月參照圖3E，在形成氧化銦錫層43〇的步驟之前，藉 由光學全像製程或奈米壓印製程先在每—微發光二極體 382的第二N型摻雜氮化鎵層35〇之背對多重量子井層36〇 的表面上^/成光子晶體結構（photonic crystal structure ) 450,以提升光取出效率與光準直性。在其他實施例中，亦 可將光子晶體結構形成於p型氮化鎵層37〇之背封多重量 子井層360的表面，或在第二N型氮化鎵層35〇與p型氮 化鎵層370的表面上皆形成光子晶體結構❶在本實施例 中，是藉由直接形成第二N型摻雜氮化鎵層350的上表面 之週期性孔洞（cavity)以形成光子晶體結構45〇。在每一 微發光一極體382上完成光子晶體結構450之後，第二氮 化鎵層350可直接被視為一共用負電極（c〇mm〇n negauve electrode)，或進一步形成一氧化銦錫層、一薄金層或一 具有分別對應至微發光二極體382的開口之網狀電極以當 作共用負電極，但本發明不以此為限。 因此’藉由上述製造流程可製造出具有高光取出效率 與光準直性的微發光二極體陣列440。藉由將犧牲層安排 於一適當的步驟及一適當的位置，此微發光二極體陣列的 製造方法不需雷射掀離製程（laser lift-off process)，因此 製程可被簡化。 在本實施例中，一全彩微發光二極體陣列可進一步被 完成’如下所述。為了更清楚地說明全彩微發光二極體陣 201122708 F5iy»Ol39TW 33220twf.doc/n 列，以下舉出一些圖式與實施例為例以用來描述全彩微發 光二極體陣列中的一個單元，但本發明並不以此為限。 為了達成全彩顯示，微發光二極體陣列更包括一波長 轉換結構。波長轉換結構的材料可以是奈米螢光粉 (nano-phosphors)或奈米粒子’其中奈米螢光粉例如為砸 化鎘/硫化辞（CdSe/ZnS)量子點（quantuni dots，QDs)， 且奈米粒子例如為四氟化鈉釔：镱，铒（NaYF4:Yb，Er)。 φ 藉由使用奈米螢光粉或奈米粒子作為波長轉換結構，則可 達成全彩顯示’且散射現象亦可被降低。 圖4A為本發明之一實施例之全彩微發光二極體陣列 中之一個單元的剖面示意圖。請參照圖4A，一奈米螢光層 510形成於微發光二極體陣列44〇的一單元中之兩個微發 光一極體的表面上。具體而言，在全彩微發光二極體陣列 的一個單元中有3個微發光二極體。在本實施例中，由於 從N型摻雜氮化鎵層、多重量子井層與p型摻雜氮化鎵層 之堆疊層所發出的光為藍光，因此一紅色奈米螢光圖案 攀 510R及，綠色奈牵螢光圖案5腦分別形成於一個單元中 的兩個微發光一極體上，因此一個單元中的三個微發光二 極體可分別發出藍光、綠光及紅光，所以微發光二極體陣 列500a可作全彩顯示。紅色奈米螢光圖案51〇R的材質例 如為紅色硒化鎘/硫化鋅（CdSe/ZnS).量子點，且綠色奈米 螢光圖案510G的材質例如為綠色硒化鎘/硫化辞量子點。 值得注意的是’奈米螢光圖案51〇尺與51〇G的厚度小於發 光的波長。請參照圖4A’奈米螢光粉的激發光之發光指向 201122708 一一 性可藉由微發光二極體的半導體波導結構（waveguide structure)與光子晶體結構來控制。 圖4B為本發明之另一實施例之全彩微發光二極體陣 列中的一個單元的剖面示意圖。請參照圖4B，一奈米螢光 層510形成於微發光二極體陣列440的一個單元中的兩個 微發光二極體的表面上。本實施例之微發光二極體陣列 500b的單元類似於圖4A所繪示之微發光二極體陣列500a 之單元，而兩者的差異在於在本實施例中，是利用紅色奈 米螢光圖案510R與綠色奈米螢光圖案51〇G直接形成光子 晶體結構450’而不是如圖4A所示的利用發光二極體的第 二氮化鎵層350來形成。也就是說，本實施例之光子晶體 結構450是由紅色奈米螢光圖案51〇r與綠色奈米螢光圖 案510所製成。因此，藉由光子晶體結構45〇，從微發光 二極體陣列500b所發出的光可達到高光取出效率與高光 準直性。 圖4C為本發明之另一實施例之全彩微發光二極體陣 列中的一個單元之剖面示意圖。請參照圖4C，.一具有光子 晶體結構450的奈米粒子層52〇形成於微發光二極體陣列 440的一個單元中之兩個發光二極體的表面上。在本實施 例中，一紅色奈米粒子圖案52〇R與一綠色奈米粒子圖案 520G分別形成於一個單元中的兩個微發光二極體上，因此 一個單元中之三個微發光二極體可分別發出藍光、綠光與 紅光，所以微發光二極體陣列500c可作全彩顯示。紅色奈 米粒子圖案520R的材質例如為紅色四氟化鈉紀：镱，飼： 201122708 P51980139TW 33220twf.doc/n (NaYFwYb’Er)，且綠色奈米粒子圖案52〇G的材質例如 為綠色四氟化鈉釔：镱，铒（NaYF4:Yb，Er)。請參照圖 4C，光子晶體結構450是藉由紅色奈米粒子圖宰盥 綠色奈綠子圖案5观直接職。換言之=實 光子晶體結構450是以紅色奈米粒子圖案520r與綠色奈 米粒子圖案520G所製成。藉由利用由紅色奈米粒子圖案 520R與綠色奈米粒子圖案520G所製成的光子晶體結構 450，從微發光二極體陣列500c所發出的光可達到高光取 出效率與高光準直性。 第三實施例 在本實施例中’完成一微發光二極體陣列以調整微發 光二極體的外部光場分佈，藉此使光取出效率與光準直性 最佳化以符合需求。在一些實施例中，微發光二極體陣列 亦可減少串音現象（cross-talk)。 圖5A至圖5C及圖5E為繪示本發明之第三實施例之 微發光二極體陣列之微光學透鏡結構的製作流程的剖面示 意圖’其申本實施例之微發光二極體陣列更包括微光學透 鏡結構，而微發光二極體對應地配置於其中。為了更清楚 地說明，圖5A至圖5C及圖5E僅繪示微光學透鏡結構， 而省略置於其中之微發光二極體。微發光二極體陣列可以 是上述任一個微發光二極體陣列或其他種類之微發光二極 體陣列，而本實施例不對微發光二極體陣列的類型作限定。 請參照圖5A，微光學透鏡層530藉由回流（refl〇w) 製程或其他適當製程形成於微發光二極體陣列上。接著， 33220twf.doc/n 201122708 5月參照圖5B，利用儀刻製程或壓印（imprint)製程在微光 學透鏡層530上形成溝槽G，以將微光學透鏡層53〇分開 成複數個微透鏡532。如圖5B所示，微透鏡532為各自獨 立。 圖5D為圖5C所繪示的微光學透鏡結構的上視圖。請 參照圖5C與圖5D，提供一分隔材料540，並利用毛細現 象（capillarity phenomenon)將分隔材料540填入相鄰的 微透鏡532間之溝槽G中。分隔材料540可採用遮光材料 或光反射材料。接著’請參照圖5E，使分隔材料540固化 (cure)或硬化（solidify)以形成一分隔結構542。在本 實施例中，分隔結構542與微透鏡532構成一微光學透鏡 結構560。如圖5E所示，環繞每一微透鏡532配置之分隔 結構542可提升配置於其下方之發光二極體550的發光準 直性。 圖6A為本發明之第三實施例之微發光二極體陣列之 微光學透鏡結構之間與内部的結構之剖面示意圖。請參照 圖6A為了降低微透鏡中之發光二極體間的串音現象，在 相鄰的微透鏡632之間且每一微透鏡632的内部更形成一 反射結構636,以使發光各自獨立，進而構成如圖6A所繪 示之微光學透鏡結構660。在本實施例中，反射結構636 例如為一空氣間隙。請參照圖6A，每一微透鏡632的側壁 可作為一全反射表面634，而每一發光二極體650配置於 微透鏡632内。實際上，當發光二極體650所發出的光射 向全反射表面634時，發光二極體650所發出的光會被反 201122708 ^5iy»ui39TW 33220twf.doc/n 射而朝向發光二極體650的上表面。因此，微透鏡的全反 射表面634可以達到使光各自獨立的功能，這能夠增進光 取出效率與光準直性，且更能夠抑制這些發光二極體所發 出的光之間的串音現象。此處之發光二極體Mo可以是上 述微發光二極體或其他類型的發光二極體。 圖6B與圖6C為本發明之第三實施例之圖6A所繪示 之微光學透鏡結構的製造方法之示意圖。請參照圖6B，利 • 用回流（reflow)製程或其他適當製程在微發光二極體陣 列上形成一微光學透鏡層630。接著，提供一具有複數個 碗形結構642的模具（m〇ld) 64〇。以具有複數個碗形結 構642的模具640刺入微光學透鏡層63〇中，藉此形成如 圖6A所繪示之微光學透鏡結構66〇。 再者，為了提升光取出效率，藉由調整螢光層之塗佈 製程而亦完成另一微光學透鏡結構。圖7為本發明對第三 實施例之微發光二極體陣列的一發光二極體封裝的示意 圖，其中發光二極體封裝700包括一微發光二極體71〇、 一微透鏡720及配置於兩者之間的螢光層73〇。 圖8A與圖8B分別繪示利用螢光層之不同的塗佈製程 所形成的圖7中之發光二極體封裝的區域A的局部放大 圖’其中圖8A繪示在將微透鏡720組合至微發光二極體 710之前，先將螢光層730塗佈於微發光二極體71〇上， 而圖8B繪示在將微透鏡720組合至微發光二極體710之 前’先將螢光層730塗佈於微透鏡720上。發明人發現， 右如圖8A所示在將微透鏡720組合至微發光二極體71〇 201122708 w PW 33220twf.doc/n 之前’在微發光二極體710上塗佈螢光層730，容易因雜 散光（stray light)而在微透鏡720的界面上產生全反射。 相反地，若如圖8B所示在將微透鏡720組合至微發光二 極體710之前將螢光層730塗佈於微透鏡720上時，光取 出效率則可提升’這是因為在微透鏡720的界面上之螢光 層730形成粗縫結構（coarsestructure)。 以同樣的方法，圖9A為本發明之第三實施例之微發

光二極體陣列之另一發光二極體封裝的示意圖，而圖9B 為圖9A之發光二極體封裝的區域a的局部放大圖。請參 照圖9A與圖9B，發光二極體封裝8〇〇包括一微發光二極 體810、一微透鏡820及一配置於兩者間的螢光層83〇。由 於在將微透鏡820組合至微發光二極體gw之前，螢光層 830先塗佈於微透鏡820上，而不是塗佈於微發光二極體 810上’因此發光二極體封裝8〇〇的光取出效率會被提升。 第四實施例 在本實施例中，完成一智慧型微投影步置，豆且

據投影影像的回授機制’藉此調整投影影像的品質：：括 亮度、對比，且可減料必要的能量損失。此外，利用一 動態感測II (dynamieSe_) q貞職雜置與屏幕之間 的相對位置、震動及相對㈣，進而調整影像畸變（1卿 distortion) ’且減少影像之手持震動。 圖H)為本發明之第四實_之智慧频投影裝置< 回授控⑽統的示意圖。請參照圖1G，智'雜微投影裝: 1200包括-發光單元陣列（例如為微發光二極體陣; 20 201122708 P51980139TW 33220twf.doc/n 1210)、一投影模組（例如為一投影光學元件（pr〇jecu〇n optics) 1240 )、一感測器1230 (例如為一光偵測器）及 一控制單元（例如為一投影控制電子元件（projector control electronics) 1220)。投影控制電子元件122〇具有一根據 環境亮度、投影光學元件1240的狀態及投影光學元件1240 與屏幕60之被感測器1230所偵測到的相對關係之回授機 制（feedback mechanism)。在本實施例中，感測器123〇

(例如光偵測器）用以偵測環境亮度、影像光束投影至屏 幕60所形成的畫面之亮度及晝面之形狀之至少其一，以產 生一 sil號至控制單元（例如投影控制電子元件122〇)。投 ^控，電子το件1220藉由感測器123()之根據投影距離與 %境凴度70的回授，動態地控制微發光二極體陣列121〇 的輸出光通量’以使投影至屏幕6G的影像之亮度維持穩定 與充足。投影至屏幕60力投影影像的對比亦被_，因此 投影光學元件1240根據投影制電子元件㈣來調整，以 使影像對焦，因此影像的對比可被提升。再者，藉由回授 控制系統’投像峡何畸變（g_etrieal dist〇rti〇n) 亦被調校且手持震動亦被降低。 柯味pH ^ S ’微投影裝置12GG可在任何地點任 6°0時8，二t投f光學元件1240的光軸不垂直於屏幕 ^吊會使投影影像具有梯形畸變（trapezoid 了轉正f的投影f彡像，有需要時常調整 茲的配置角度。再者1於微投影裝置· ;、的狀態’當使用者以手持方式使用微投影裝 Λ. ^ X ^ V/ V X ^ 33220twf.doc/n 置時’投影影像容易震動而影像顯示品質。為了解決上述 問通’元成一微投影裝置1200 ’其利用動態感測器1230 以偵測投影裝置與屏幕之間的相對位置、相對角度及相對 運動，且將所偵測到的上述資訊回授至微發光二極體陣 列’以對應校正幾何畸變及降低震動。 舉例而言’圖11Α至圖11C為投影裝置與屏幕之間的 配置關係的示意圖。請參照圖11A，當微投影裝置12〇〇 的才又衫方向垂直於屏幕60時’微發光二極體陣列121〇上 的原始影像80投影在屏幕上的投影影像9〇可被正常顯示 而沒有畸變（distortion)。請參照圖11B’當投影裝置12〇〇 的投影方向與屏幕60之間的夾角不等於9〇度時，從習知 投影裝置1200所投影出的投影影像90,呈現梯形畸變。^ 參照圖11C’本實施例之投影裝置12〇〇可藉由投影控制^ 元1220及利用感測器1230偵測投影裝置12〇〇與屏"幕 間的空間關係來校正及補償微發光二極體陣列121〇之 像’因此無論投影裝置12〇〇的投影方向與屏幕的失角為= 何角度，因微發光二極體陣列1210上的影像着，被調整， 故投影影像90”可以正常地顯示而沒有畴變，此影像綠 調整機制亦可Μ補償微投频㈣存在周私量二 題，藉由提高顯示影像周邊的亮度補償之。 / 此外’投影裝置的投影距離會隨著屏幕（例如牆辟 天花板、桌©或任何表面）的位置而有很大的變動。ς 影距離過小，若投影裝置處於輸出固定光通量的條件^ 投影影像的亮度會過亮’且使用者需手動調整亮度以改善 201122708 P51980139TW 33220twf.doc/n 過亮現象。另一方面，當投影距離過遠，若投影裝置處於 輸出固定光通量的條件下，投影影像的亮度會過暗，而使 用者需手動調整亮度以改善過暗現象。 為了解決上述問題，採用一内建式感測器1230配置 於微投影裝置1200内，因此微投影裝置12⑻可根據感測 器1230的偵測結果來調整投影影像的亮度。具體而言，感 測器1230獲得環境亮度70、投影距離或投影影像的亮度 _ 等資訊，而接著回授至投影控制單元1220，進而控制投影 光學元件1240與主動光發射顯示器（即微發光二極體陣列 1210)以調整輸出光通量（〇utpUt iumin〇us £jux)與焦距 (focus distance)。因此，投影影像之適當的亮度與對比 可在一環境壳度下被顯示，如此便可避免由過亮現象所導 致的不必要之能量損失。 此外，感測器1230可以是紅外光接受器/發射器、電 何輕合元件（charge coupled device, CCD)、互補式金氧 半導體（complementary metal-oxide semiconductor, CMO S )、光子彳貞測器（photon detector )、甚至是微波接 收器/發射器等、及任何具有光感測、距離量測及/或影像 分析（image-analyzing )的元件。投影控制單元（例如投 影控制電子元件1220)為一處理器，用以處理感測器123〇 所傳送之回授電子訊號或回授光學訊號。投影控制電子元 件1220根據回授訊號的運作來決定主動光發射顯示器的 適當亮度或投影光學元件的適當位置，藉此調整影像之顯 示光學特性，例如對比、清晰度（sharpness)、演色性（c〇1〇r .W 33220twf.doc/n 201122708 rendering index)、色溫（color temperature)、幾何畴變 (geometrical distortion)、畸變、亮度等及亮度均勻性β 主動光發射顯示器包括一微發光二極體陣列1210，其伴隨 一電路陣列，電路陣列可獨立地控制每一微發光二極體的 開關。開關電路可藉由驅動積體電路（driving integrated circuit，driving 1C)來控制，進而使微發光二極體陣列可形 成影像。 一严再者，一光準直器（諸如微透鏡、光子晶體或光柵單 兀等之類的聚光結構）ό]·進—步結合至主動光發射顯示器 中，因此發光二極體的發光光場之發散角度可以被收斂。 j收斂後的發光光場之發散角可以減少雜散光，且降低投 影光學元件的尺寸。因此’這對微投影裝置系統會有幫助。 表1指出一般環境的輝度範圍。 ------__ -互型環赛輝度（單位:勒克司/米2) 暗伐· ' ------- 0·0(Π 〜0.02 月夜 0.02 〜0.3 _堂議室（將窗簾關卜 <1 在辦公室（由螢光燈管照 明） 50 〜1〇〇 室内靠窗座位（陰夭） 5〜50 至内罪1¾座位（晴天） 100〜1000 夏天中午的曰光 109 閱讀所需照明 50 〜60 201122708 P51980139TW 33220twf.doc/n 表2 指出對應至不同投影螢幕之尺寸之利用一且有 1 〇流明輸A的投影裝置讀料彡像的輝度。鮮昭表、2, =幕的尺=為25时（inch)為例，由於對應的輝度為517 Ά大於縣所有的環境亮度，因此輸出流明可 以藉由回授機制來減少，以節省能源。 表2 投影屏幕的尺 寸（吋） 輝度（勒克 司） 25 517 32 315 46 151 60 90

另外’微結構可設於投影屏幕上以選擇波長或偏振 態。藉由分別反射具有不同波長或偏振態的光至觀察者的 雙眼’觀察者可觀察到三維立體影像，因此微投影裝置在 此條件下可應用至立體投影領域.（ stereoscopic projection field)，例如三維顯示（3D display)。在此應用下，顯示 源需根據波長或偏振態輸出兩不同的影像。 本發明之發光單元陣列及電路基板不限定以上述方 式所形成’且不限定其結構為上述結構。以下以實施例舉 出投影裝置之發光單元陣列與電路基板的不同結構及不同 的製作方式。 第五實施例 201122708 j- j 17〇υ 1 ^ rW 33220twf.doc/n 圖12A至圖12J為本發明之另一實施例之用以製造發 光單兀陣列的方法之流程示意圖。本實施例之用以製造發 光單元陣列的方法包括下列步驟。請參照圖12A，首先， 提供一基板131CN在本實施例中，基板131〇例如為藍寶 石基板或其他適當的基板。接著，在基板1310上形成一半 導體發光堆疊結構1320。在本實施例中，半導體發光堆疊 結構1320包括由靠近基板131〇處往遠離基板處依序堆疊 之一無摻雜半導體層1322、一第一摻雜態半導體層DM、 一發光層1326及一第二摻雜態半導體層1328，其中無摻 雜半導體層1322例如為無摻雜氮化鎵層，第一摻雜態半導 體層1324例如為N型氮化鎵層，發光層1326例如為量子 井層，而第二摻雜態半導體層1328例如為p型氮化鎵層。 然而’本發明不限定半導體發光堆疊結構132〇是包括這幾 個膜層，在其他實施例中，半導體發光堆疊結構132〇亦可 以是包括圖3A之無摻雜氮化鎵層32〇、第一 N型摻雜氮 化，層330、犧牲層340、第二摻雜氮化鎵層35〇、多 重 1子井層（multiple quantum well layer) 360 及 P 型摻雜 氮化鎵層370 〇 y ’ 請參照圖12B，在本實施例中，接著在半導體發光堆 疊結構1320上形成複數個電極133〇。請參照圖12(：，之 後，在半導體發光堆疊結構132〇上貼附一暫時基板134〇。 在本實施例中，可藉由黏著層1342將暫時基板134〇貼附 至電極1330與半導體發光堆疊結構132〇上。在本實施例 中，於形成半導體發光堆疊結構132〇時，可在第二摻雜態 201122708 P51980139TW 33220twf.doc/n 半導體層1328上形成如圖1、圖3E及圖4A至圖4C之光 子晶體結構250、450，在此不再詳述。 請參照圖12D，再來，將基板131〇移除。在本實施 例中，可利用雷射剝離製程（laser lift_〇ff pr〇cess，LL〇 process)將基板i3i〇移除。在本實施例中，可接著利用 化子機械研磨製程（chemical mechanical polishing，CMP) 以將半導體發光堆疊結構132〇的底部磨平，或將半導體發 • 光堆疊結構1320磨薄，以形成半導體發光堆疊結構 1320’。在本實施例中，半導體發光堆疊結構132〇，包括第 一摻雜態半導體層1324、發光層1326及第二摻雜態半導 體層1328，其中無摻雜半導體層1322已被磨掉。被磨薄 之半導體發光堆疊結構1320,的厚度可如上述實施例所述 視光子晶體結構250、450的設計及微共振腔的設計而定。 此外，在其他實施例中，若半導體發光堆疊結構132〇包括 犧牲層340’則可如上述實施例那樣藉由 來將基板1310移除。 • 轉關12E ’之後，將半導體發絲疊結構132〇, ，刻成彼此相互分離的複數鮮元⑽^換言之，相鄰兩 單元1350之間有溝渠1352將兩者互相分離，以使這些單 元1350之間彼此電性絕緣。 請參照® 12F，在本實施例巾，接著在這些單元135〇 ^分別形成概㈣極136G，例如是在這些單元135〇的 ，雜態半導體層1324上形成這些電極⑽。然後， 本只化例中，在這些電極i36〇上形成複數個凸塊137〇。 27 201122708

W 33220twf.doc/n 請參照圖12G，接著，利用這些凸塊1370分別將這 些單元1350接合至一電路基板14〇〇。在本實施例中，電 路基板1400為電晶體基板，例如為互補式金氧半導體基 板，而這些凸塊1370分別接合至電路基板14〇〇上的複數 個接墊1410。 請參照圖12H，然後，將暫時基板134〇移除。在本 實施例中，圖12G與圖12H的步驟可重複多次，以將可以 發出不同波長的光之單元1350接合至電路基板14〇〇。舉 例而言，可先利用帶有發出紅光的單元135〇之暫時基板 1340與電路基板丨40〇接合，接著移除此暫時基板1340。 然後，再利用帶有發出綠光的單元1350之暫時基板134〇 與電路基板1400接合，並接著移除此暫時基板134〇。最 後’再利用帶有發出藍光的單元1350之暫時基板1340與 電路基板1400接合，並接著移除此暫時基板134〇。發光 顏色不同的單元135〇接合至不同的接墊1410，且發光顏 色不同的單元135〇相互交替配置。如此一來，可使投影裝 置提供全彩影像。 *月參照圖121 ’接著，在本實施例中’可利用絕緣層 1380包覆這些單元135〇與凸塊137〇，其中絕緣層138〇 填入相鄰兩單元1350之間，且填入相鄰兩凸塊1370之間。 然後’以化學機械研磨製程將絕緣層1380的表面磨平，以 暴路出電極1330。 請參照圖12J，然後，在本實施例中，在這些單元1350 上形成一導電層1390，並使導電層1390電性連接這些單 28 201122708 ^iy8〇i39TW 33220twf.doc/n 元1350。具體而言，在這些單元1350上形成導電層 的步驟包括在這些電極1330上形成導電層139〇，並使這 些電極1330分別電性連接這些單元133〇與導電層135〇。 再者，在本實施例中，導電層丨39〇亦形成於絕緣層1380 的表面上。在本實施例中，導電層丨390可以是透明導電層 或網狀金屬層，以使這些單元133〇所發出的光能夠穿透導 電層1390。之後，在這些單元137〇的一側（例如絕緣層

1380的一側）形成一導電路徑結構1510，以電性連接導電 層1390與電路基板1400，其中導電路徑結構1510的材料 例如是金屬或其他非金屬導體。在圖12J所完成的結構 中，凸塊1370分別電性連接單元137〇與電路基板14〇〇， 而電極層1390覆蓋這些單元135〇且電性連接至每一 1350。 。。圖13A至圖13L為本發明之又一實施例之用以製造發 光單元陣列的方法之流程示意圖。本實施例之用以製造發 ，單元陣列的方法類似於圖12A至圖⑵之用以製造發光 單疋陣列的方法兩者的相異處與相同處請參照下述說 明’且相同標號代表糊_似的元件或膜層。本實施例 =用以製造發光單元陣列的方法包括下列倾。請參 ^士供基板跡並在基板上形成半導體料 層^其中半導體發光堆疊結構⑽的細部膜 圖A’在此省略而不再詳細繪出。接著，在半 體t光堆疊結構⑽上形成導電層1390。 睛參照圖13B，然後，在導電層139〇上形成一圖案 29 201122708 V 33220twf.doc/n 化隔光結構1520，其中圖案化隔光結構152〇具有複數個 開口 1522’以暴露出部分導電層1390。圖案化隔光結構 1520例如由吸光材質、光反射材質所構成、金屬或其他光 不可穿透之材質所構成。 請參照圖13C，之後，形成複數個微透鏡153〇，其中 這些微透鏡1530分別填入這些開口 1522。微透鏡1530的 材質例如為有機體或介電質材料。請參照圖131)，然後， 在這些微透鏡1530與圖案化隔光結構1520上貼附暫時基 板1340，例如是藉由黏著層1342來貼附。 請參照圖13E，再來，移除基板1310。請參照圖13F， 接著’使半導體發光堆疊結構1320的厚度減薄為半導體發 光堆疊結構1320’的厚度，例如是利用化學機械研磨製程 來減薄，詳細描述請參照對圖12D之描述。 請參照圖13G，之後，將半導體發光堆疊結構1320, 餘刻成彼此互相分離的複數個單元1350。在本實施例中， 將半導體發光堆疊結構1320’姓刻成彼此相互分離的這些 單元1350時，使這些單元1350對準這些開口 1522，亦即 對準這些微透鏡1530。請參照圖13H，然後，在這些單元 1350上分別依序形成複數個電極136〇與複數個凸塊 1372 ’且在電路基板14〇〇的這些接墊1410上分別形成複 數個凸塊1374。請參照圖131，之後，將凸塊]372與凸塊 1374接合，以形成凸塊1370，其中這些凸塊]37〇分別電 性連接這些單元1350與電路基板1400。 請參照圖13J，接著，在導電層1390與電路基板1400 30 201122708 r^iysui39TW 33220tw£doc/n 之間填入絕緣層1380，而絕緣層1380例如為底膠 (under-fill)。絕緣層1380包覆這些單元1350與這些凸 塊1370，且填入任兩相鄰單元1350之間，並填入任兩相 鄰凸塊1370之間。請參照圖13K，之後，將暫時基板1340 移除。請參照13L，然後’在這些單元1350的一側形成導 電路徑結構1510 ’以電性連接導電層1390與電路基板 1400。 圖14與圖15為本發明之另兩實施例之投影裝置的部 分結構之剖面示意圖。請參照圖14與圖15，此兩實施例 之結構與製造方法類似於圖13L之結構與製造方法，而其 差異如下所述。請先參照圖14,本實施例之結構具有複數 個導電路徑結構1510，且這些導電路徑結構151〇穿插於 至少部分這些單元1350之間，而在圖14中是以這些導電 路徑結構1510穿插於任兩相鄰之單元1350之間。此外， 在本實施例中，這些導電路徑結構1510亦穿插於這些凸塊 1370之間。再者’在本實施例中，導電路徑結構15ι〇與 單元1350之間及導電路徑結構1510與凸塊1370之間是以 絕緣層1380將彼此電性絕緣。 在本實施例中，形成導電路徑結構1510的時機可以 是在圖13H與圖131的時候形成，換言之，導電路徑結構 1510亦可以利用兩凸塊接合的方式來形成，以使這些導電 路徑結構1510電性連接導電層1390與電路基板1400，且 使這些導電路徑結構1510穿插於至少部分這些單元1350 之間，且穿插於至少部分這些凸塊1370之間。 31 *1； 33220twf.doc/n 201122708 請參照圖15，在本實施例中，導電路徑結構1510穿 插於部分這些單元1350之間，且穿插於部分這些凸塊1370 之間。舉例而言’導電路徑結構151〇可以不用穿插於每兩 相鄰之單元135〇之間，且可以不用穿插於每兩相鄰之凸塊 1370之間，而是在導電基板14〇〇上等間隔或隨機排列， 而此間隔大於相鄰兩單元1350之間的距離。 综上所述，本發明之實施例的一應用為利用發光單元 陣列（例如微發光二極體陣列）來取代習知投影裝置的光 源與顯示元件，因此可有效地縮小系統的尺寸，可減少所 需的元件’可節省成本’且可提升級率。#由感測器及 投影控制單元所提供的回授機制，微發光二極體陣列的輸 出亮，可根據環境亮度與投影距絲作控制，因此投影影 像的亮度可以最小總電能雜的方式被顯示，以滿足^ 微投影裝置的㈣需求1外，本發明之實施例之用以擊 造發光單树列財法府有財現上·光單 盘 上述投影裝置中的結構。 雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以 2明’任何所屬技術職巾具錢常知識者，在不 2明之精神和範圍内，當可作些許之更動與潤飾， 【圖式簡單說明】 疋者為準。 面示^為本發明之第一實施例之微發光二極體陣列的剖 圖 2A為微發光二極體所發出的光之光取出效率與光 201122708 r3iy»i>i39TW 33220twf.doc/n 強度分佈曲線圖。 圖2B續·示從微發光二極體的上表面所發出的光強度 相對於點光源之整體能量的比例，且繪示從微發光二極體 的侧表面所發出的光強度相對於點光源的整體能量之比 例。 圖3A至圖3E為繪示本發明之第二實施例之微發光二 極體陣列的製造流程的剖面示意圖。 φ 圖4A為本發明之一實施例之全彩微發光二極體陣列 中之一個單元的剖面示意圖。 圖4B為本發明之另一實施例之全彩微發光二極體陣 列中的一個單元的剖面示意圖。 圖4C為本發明之另一實施例之全彩微發光二極體陣 列中的一個單元之剖面示意圖。 圖5A至圖5C及圖5E為繪示本發明之第三實施例之 微發光二極體陣列之微光學透鏡結構的製作流程的剖面示 意圖。 春圖5D為圖5C所繪示的微光學透鏡結構的上視圖。. 圖6A為本發明之第三實施例之微發光二極體陣列之 微光學鏡結構之間與内部的結構之剖面示意圖。 圖6B與圖6c為本發明之第三實施例之圖6A所繪示 之微光學透鏡結構的製造方法之示意圖。 圖7為本發明對三實施例之微發光二極體陣列的一發 光一極體封裝的示意圖。 圖8A與圖8B分別纟會示利用螢光層之不同的塗佈製程 I'W 33220twf.doc/n 201122708 所形成的圖7中之發光二極體封裝的區域A的局部 圖。 。大 圖9A為本發明之第三實施例之微發光二極體陣列 另一發光二極體封裝的示意圖。 圖9B為圖9A之發光二極體封裝的區域A的局部玫 大圖。 圖10為本發明之第四實施例之智慧型微投影裴置的 回授控制系統的示意圖。 、 圖11A至圖11C為投影裝置與屏幕之間的配置關係的 示意圖。 圖12A至圖12J為本發明之另一實施例之用以製造發 光單元陣列的方法之流程示意圖。 圖13A至圖13L為本發明之又一實施例之用以製造發 光單元陣列的方法之流程示意圖。 圖14與圖15為本發明之另兩實施例之投影裝置的部 分結構之剖面示意圖。 【主要元件符號說明】 60 :屏幕 7〇 =環境亮度 80 :原始影像 8〇” ：影像 90、90’、90” ：投影影像 200、440、500a、500b、500c、1210 :微發光二極體 陣列 34 201122708 myi5Ul39TW 33220twf.doc/n 210、382、710、810 :微發光二極體 220 :反射層 230 :表面 240 :發光結構 242 : P型磊晶層 244、360 :多重量子井層 246 :N型磊晶層 250、450 :光子晶體結構 300 :微發光二極體陣列基板 310、1310 :基板 320 :無摻雜氮化鎵層 330 :第一 N型摻雜氮化鎵層 340 :犧牲層 350:第二N型摻雜氮化鎵層 370 : P型摻雜氮化鎵層 372 :氧化矽層 • 380 :微發光二極體預定結構 390 :圖案化保護層 392 :金屬反射層 400:互補式金氧半導體電路元件， 410a :第一導電圖案 410b :第二導電圖案 420 :互補式金氧半導體 430 :氧化銦錫層 35 201122708 rw 33220twf.doc/n 430a、430b :對位記號 510 :奈米螢光層 510R :紅色奈米螢光圖案 510G :綠色奈米螢光圖案 520 :奈米粒子層 520R :紅色奈米粒子圖案 520G :綠色奈米粒子圖案 530、630 :微光學透鏡層 532、632、720、820 :微透鏡 540 :分隔材料 542 :分隔結構 550、650 :發光二極體 560、660 :微光學透鏡結構 634 :全反射表面 636 :反射結構 640 :模具 642 :碗形結構 700、800 :發光二極體封裝 730、830 :螢光層 1200 :微投影裝置 1220 :投影控制電子元件 1230 :感測器 1240 :投影光學元件 1320、1320’ ：半導體發光堆疊結構 201122708 ^xy5Ui39TW 33220twf.doc/n 1322 :無摻雜半導體層 1324 :第一摻雜態半導體層 1326 :發光層 1328 :第二摻雜態半導體層 1330、1360 :電極 1340 :暫時基板 1342 :黏著層 1350:單元 _ 1352 :溝渠 1370、1372、1374 :凸塊 1380 :絕緣層 1390 :導電層 1400 :電路基板 1410 :接墊 1510 :導電路徑結構 1520 :圖案化隔光結構 • 1522 :開口- A .區域 G :溝槽 T :厚度 W :寬度 37

Claims (1)

1. 201122708 * ------ rw 33220twf.doc/n 七 申請專利範B 】.一種投織置，雜將1縣 該投影裝置包括·· 末奴衫至一屏幕， 一發光單元陣列，用以發出該影像 單元陣列包括複數個整合成一體的發光“令該發光 一電路基板，配置於該發光單元陣列之丄 =板電性連接至該發光單元陣列，以個別二= -的電該屏幕與-環境之至少其 ，以’紐祕至該發光單辑顺該光侧 器以根據來自該光偵測器的該訊號來 列的發光；以及 贯尤早兀陣 彳xt/絲元件’帛以將該影縣束鄕线屏幕， 1、中該投影光學元件電性連接至該控制單元，且該控制單 70根據來自該光仙❻_猶來控_投影光學元件。 ^如申請專利範圍第1項所述之投影裝置，其中該光 ^測器包括-紅外線接收器、一紅外線發射器、一電荷耦 合7G件、一互補式金氧半導體感測元件、一光子偵測器、 一微波接收器與一微波發射器之至少其一。 3_如申請專利範圍第1項所述之投影裝置，其中該光 债測器用以债測該環境的亮度、該影像光束投影至該屏幕 後所形成的-晝面之亮度與該畫面之形狀之至少其一，以 藉此產生傳送至該控制單元的該訊號。 38 201122708 FMysui39TW 33220twf.doc/n _器為-動月態債：第1項^述之投影裝置’其中該光 之-㈣位置」：二該 藉此產生傳遞至該控制單元的該訊號。 其一’以 5.如申請專利範圍第i項所述之投影裝置， 路基板包括魏個電晶體，分別電性連接至該些發光^

   曰6.如帽專利範圍第5項所述之投影裝置，其中該些 =為溥膜電晶體、金屬氧化物半導體電晶體或氮“ 7.如申請專利範圍第丨項所述之投影裝置 數個電晶體’該些電晶體分別電性連接至該 該電路基板。 ^ 8.，申請專利範圍第1項所述之投影裝置，其中每一 該發光單元包括-第—摻雜態層、一第二摻雜態層及一配 置於該第—摻雜態層與該第三摻雜層之間的-發光層， 該投影裝置更包括一配置於該些發光單元與該電路基板之 間的反射層，且該第一摻雜態層配置於該發光層與該反射 層之間。 9·如申請專利範圍第8項所述之投影裝置，其中該第 一摻雜態層與該第二摻雜態層之至少其一具有背對該發光 層的一表面，且背對該發光層的該表面具有一配置於該第 一摻雜‘％層與該第二摻雜態層之至少其一上的光子晶體結 構。 10.如申請專利範圍第9項所述之投影裝置，其中該 39 201122708 ---------i W 33220twf.doc/n 光子晶體結構包括複數個微凸起或微孔洞，該些微凸起或 微孔洞週期性或非週期性地排列於該第一摻雜態層與該第 一摻雜態層之至少其一上。 11.如申請專利範圍第8項所述之投影裝置，其中該 =射層與該些發光單元之背對該反射層的 一表面之間的光 予厚度為 T，以符合 τ<ηλ& T=(?i/2n)*m +(λ/4η)+ψ，其 中η為該些發光單元的折射率，λ為來自該發光層的電磁 波=波長，ψ為該些發光單元與空氣之間的界面及該些發 光單元與該反射層之間的界面所造成的光學相移，且m為 一正整數。 如申請專利範圍第8項所述之投影裝置，其中該 發光單，_更包括—電極層’覆蓋該些發光單it且電性 連接至每一該發光單元，且該電極層為透明電極層或具有 分別對應至雜發光單元的複數個開孔。 “ If二如申請專利範圍第8項所述之投影裝置，其中該 發光單元陣列更包括複數個螢光層，分別配置於至少部分 該些發光單元上。 如申請專利範圍第8項所述之投影裝置，其中該 發光早70陣列更包括複數個光子晶體螢光圖案，分別配置 於至少部分該些發光單元上。 、=.如申請專利範圍第8項所述之投影裝置，其中該 f光單元_更包括配置於至少部分該些發光單si之禮 κ 數個奈米粒子圖案或複數個奈米螢光粉圖案。 16.如申請專利範圍第8項所述之投影裝置，其中該 201122708 ^iy»Ui39TW 33220twf.doc/n 發光單元陣列更包括複數個微透鏡，分別配置於該些發光 單元上。 17. 如申請專利範圍第16項所述之投影裝置，其中任 二相鄰之該微透鏡之間形成有一分隔材料，且該分隔材料 為一遮光材料或一光反射材料。 18. 如申請專利範圍第16項所述之投影裝置，其中任 二相鄰之該微透鏡之間形成有至少一空氣間隙。

   19. 如申請專利範圍第16項所述之投影裝置，其中該 發光單元陣列更包括複數個螢光層，配置於該些微透鏡與 該些發光單元之間。 20. 如申請專利範圍第16項所述之投影裝置，其中該 發光單元陣列更包括複數個螢光層，配置於該些微透鏡上。 21. 如申請專利範圍第1項所述之投影裝置，其中該 些發光單凡為雷射二極體、發光二極體或有機發光二極體。 、卜22.如申請專利範圍第丨項所述之投影裝置，更包括 複數個導電凸塊，分別電性連接触發光單元與該電路基 板。 23·如申請專利範圍第22項所述之投影裝置，包括一 絕緣層’填充於該些發光單元之間，且填充於該些導電凸 塊之間。 — 置，其中該 24.如申請專利範圍第1項所述之投影裝 發光單元陣列更包括： 一電極層 光單元；以及 覆蓋該些發光單元且電性連接至每一該發 201122708 jr j υ^ rw 33220twf.doc/n 板。至少-導電路技結構，電性連接該電極層與該電路基 25.如”糊朗第24項所狀投 導電路徑結構配置於該發光單元陣列的一側。其中該 pit申請專利範圍第24項所述之投影裝置，其中該 路二構穿Si:構^複數個導電路徑結構’且該些導電 路位、Μ冓穿插於至少部分該些發光單元之間。 电 27· —種發光單元陣列，包括： —複數個發光單元，整合成一體地排列成一陣列， 母一該發光單元包括： ’、中 一第一摻雜態層； 一第二摻雜態層； 之門雜態層與該第二推雜態層 、曰〃中該第4雜態層具有背對該發光層之-表面； 以及 ’ -光子晶體結構，配置於該第二摻雜態層之該 上。 28.如申凊專利範圍帛η項所述之發光單元陣列，其 中該反射層與該些發料元之㈣該反射層的—表面之間 的厚度為 τ，以符合 τ< ηλ& τ=(λ/2η)5Νιη +(λ/4η)+ψ，其 :η為該些發光單元的折射率，1為來自該發光層的電磁 波長’ ψ為該些發光單元與空氣之間的界面及該些發 光單元與該反射層之_界面所造·光學祕，且m為 一正整數。 42 201122708 P51980139TW 33220twf.d〇c/n _ 29.如申請專利範圍第28項所述之發光單元陣列，其 中該光子晶體結構包括複數個微凸起或微 ς 排列於該第二摻雜態層的該表面上。 也雅地 30. 如申請專利範圍第27項所述之發光單元陣列，立 3 一日H光單元包括—反射層，配置於該第—摻雜態層 下方’且該第-摻㈣層配置於該發光層與觀射層之間。 31. 如申請專利範圍第27項所述之發光單元^更 St個電晶體’其中該些電晶體分別電性連接至該些 ^i2.如申請專利範圍第31項所述之發光單元陣列，其 化i電=為賴電晶體、金屬氧化物半導體電晶體或氮 33.如申請專利範圍第27項所述之發光單元陣列，更 =一電極層’覆蓋該些發光單元且紐連接至每一該發 發透明電極層或具有分別對應至該些 中光^ ^專利範圍第27項所述之發光單元陣列，其 部分該些發光單元上。 m 35.如申請專利範圍第27項所述之發光單元陣列，其 置二::曰:體ί構包括複數個光子晶體營光圖案，分別配 置於至少部分該些發光單元上。 1如中請專利範圍第27項所述之發光_陣列，盆 中該光子晶體結構包括配置於至少部分該些發光單元上之 43 201122708 rjiyouuyi'W 33220twf.doc/n 複數個奈米粒子圖案或複數個奈米螢光粉圖案。 37. 如申請專利範圍第27項所述之發光單元陣列，其 中該發光單S陣列更包括複數個微透鏡，分別配置 ^ 發光單元上。 二 38. 如申請專利範圍第37項所述之發光單元陣列，其 中任二相鄰之該微透鏡之間形成有一分隔材料，且該分隔 材料為一遮光材料或一光反射材料。 39. 如申請專利範圍第37項所述之發光單元陣列，其 中任二相鄰之該微透鏡之間形成有至少一空氣間隙。 40. 如申請專利範圍第37項所述之發光單元陣列，其 2發光單元陣列更包括姆光層，配置於該些微^ 鏡與該些發光單元之間。 礼如中請專利範圍第37項所述之發光單元陣列，盆 2發光早4列更包括複數靖光層，配置於該些微透 42. -種用以製造發光單元陣列的方法 提供一基板； j · 中加形職個半咖，增些半導體層 半導體層及該犧牲層，以形成複數個單元； ，該二早70上分別形成複數個第一導電圖案； 其上路基板，其中該電路基板具有複數個配置於 在該些電晶體上分別形成複數個第二導電圖案； 44 201122708 P51980139TW 33220twf.doc/n 分別將該些第-導電圖案與該些第二導電圖索接合； 藉由钱刻該犧牲層以移除該基板、部分伞導 及該犧牲層。 一 43.如申請專利範圍第42項所述之用以製造發光單 j列的方法，其中形成該些半導體層及該犧牲廣的步驟 括· 在該基板上形成該些半導體層的一部分； 在該些半導體層的該部分上形成該犧牲層； 在該犧牲層上形成一第一摻雜態半導體層. f該第-摻雜態半導體層上形成—發光層；以及 在該發光層上形成-第二摻雜態半導體層。 元陣列的圍第42項所述之用以製造發光單 圖案的-以=每一該單元之背對該些第-導電 元陣二一42該:所述之用以製造發光單 圖案的-側形成一光子晶體結;舞早7"之背對該些第-導電 元陣二第42項所述之用以製造發光單 :幻的方去，更包括在至少部分該些單 = 一導電圖案的—側上分別形成複數個螢光層。.§"二 47.如申睛專利範圍第42項所 、 元=方法，更包括在至少部分該以== 圖案的_側上形成複數個光子晶體鸯=該些第 48·如申古眚直法丨^阁楚 ％圖案0 申―圍苐42項所述之用㈣造發光單 ^ 33220twf.doc/r 201122708 元陣列的方法，更包括分別在至少部分該些單元之背對該 些第一導電圖案的一側上分別形成複數個奈米粒子圖案。 49·如申請專利範圍第42項所述之用以製造發光單 元陣列的方法，更包括： 形成一微透鏡陣列膜’其中該微透鏡陣列膜包括複數 個排列成一陣列之微透鏡； 在相鄰的該些微透鏡之間形成複數個溝槽 ;以及 將具有該些溝槽的該微透鏡陣列膜覆蓋在該些單元 之背對該些第一導電圖案的一側上。 _ 50·如中請專利範圍第49項所述之用以製造發光單 元陣列的方法’更包括在該些溝射填人—遮光材料。 51. 如申请專利範圍第49項所述之用以製造發光單 70陣列的方法，更包括在該些溝槽中填入-光反射材料。 52. 一種用以製造發光單元陣列的方法，包括： 提供一基板； 在該基板上形成—半導料光堆疊結構； 在該半導體發光堆.疊結構上貼 將該基板移除,· 數個=半㈣發光堆疊結構朗成彼此相互分離的複 板；=複數個凸塊分別將該些單元接合至一電路基 將該暫時基板移除。 53.如申請專利範圍第52項所述之用以製造發光單 46 201122708 F5]y»oi39TW 33220twf.doc/n 元陣列的方法，更包括： 在將該暫時基板移除之後，在該些單元上形成一導電 層，並使該導電層電性連接該些單元。 54.如申請專利範圍帛53項所述之用 元陣列的方法，更包括：

   ^在該半導體發光堆疊結構上貼附該暫時基板的步驟 之前’在該轉體發光堆疊結構上形成複數個電極，其中 在該些單元上形成該導電層的步驟包括在該些電極上形成 該導電層，並使該些電極分卿性連錢鮮元與該導電 項所述之用以製造發光單 55·如申請專利範圍第52 元陣列的方法，更包括： 在該半導體發光堆疊結構上形成一導電層； _、，在該V電層上形成一圖案化隔光結構，其中該圖案化 隔光結構具有複數個開口，以暴露出部分該導電層；以及 形成複數個微透鏡，其中該些微透鏡分別填入該些開 口，其中在該半導體發光堆疊結構上貼附該暫時基板的步 ，匕括在該些微透鏡與該圖案化隔光結構上貼附該暫時基 板0 一 ％·如申請專利範圍第55項所述之用以製造發光單 疋陣列的方法，更包括： 在δ亥些單兀與該些凸塊的一側形成—導電路徑結 構，以電性連接該導電層與該電路基板。 57.如申請專利範圍第55項所述之用以製造發光單 S 47 33220twf.doc/n 201122708 元陣列的方法，更包括： 形成複數個導電路徑結構，使該些導電路徑結構電性 連接該導電層與該電路基板，且使該些導電路徑結構穿插 於至少部分該些單元之間，且穿插於至少部分該些凸塊之 間。 58.如申請專利範圍第55項所述之用以製造發光單 元陣列的方法，更包括： 將該半導體發光堆疊結構蝕刻成彼此相互分離的該 些單元時，使該些單元對準該些開口。

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