TW201530809A - 具有電流注入侷限溝槽之發光二極體 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種用於形成一陣列之LED裝置的方法及結構。根據本發明之實施例之LED裝置可包含一受侷限電流注入區域、嵌入鏡面或側壁鈍化層及其之任何組合。

Description

具有電流注入侷限溝槽之發光二極體
本發明係關於發光二極體(LED)裝置。
發光二極體(LED)越來越被視作針對現有光源之一替換技術。例如，在標示、交通信號、車尾燈、行動電子器件顯示器及電視機中找到LED。相較於傳統光源，LED之各種優點可包含增加之效率、較長之壽命、可變之發射光譜及與各種形式因數整合之能力。
一種類型之LED係一有機發光二極體(OLED)，其中該二極體之發射層由一有機化合物形成。OLED之一個優點係能夠在可撓性基板上印刷該有機發射層。OLED已整合至薄、可撓性顯示器中且通常用於使該等顯示器用於可攜式電子裝置(諸如，蜂巢式電話及數位相機)。
另一類型之LED係一基於半導體之LED，其中該二極體之該發射層包含夾置於較厚基於半導體之包覆層之間的一或多個基於半導體之量子井層。相較於OLED，基於半導體之LED的一些優點可包含增大之效率及較長之壽命。高發光效能(以每瓦特之流明(l m/W)表達)係基於半導體之LED照明之該等主要優點之一者，相較於其他光源其允許使用較低能量或功率。照度(亮度)係在一所給方向上每光源單位區域發射之光量且以每平方米之坎德拉(cd/m2)量測且亦通常稱作為一尼特(nt)。照度隨著操作電流的增大而增大，且發光效能取決於電流密度 (A/cm2)，歸因於被稱為「效率下降」之一現象，該發光效能最初隨著電流密度的增大而增大、達到一最大值且接著減小。許多因數對一LED裝置之發光效能有貢獻，包含被稱為內部量子效率(IQE)之內部產生光子之能力。內部量子效率係LED裝置之品質及結構之一函數。外部量子效率(EQE)定義為光輸出除以電輸入功率。EQE係LED裝置之IQE及光提取效率之一函數。在低操作電流密度(亦稱作注入電流密度，或正向電流密度)處，一LED裝置之IQE及EQE最初隨著操作電流密度的增大而增大，接著當操作電流密度增大於被稱作效率下降之現象中時開始變小。在低電流密度處，歸因於強的缺陷效應或電子及電洞藉由其等重新組合而不產生光(稱作非放射性再組合)之其他程序，該效率係低的。隨著彼等缺陷變得飽和，放射性再組合主導且效率增加。隨著注入電流密度超過一低值(通常在1.0A/cm2與10A/cm2之間)，一「效率下降」或效率逐漸減小開始。
在多種應用中通常找到基於半導體之LED，包含使用為指示器及標示之低功率LED、媒體功率LED(諸如用於光板及汽車尾燈)及高功率LED(諸如用於固態照明及液晶顯示器(LCD)背光)。在一個應用中，高功率基於半導體之LED照明裝置可通常在400mA至1500mA處操作，且可展現大於1000000cd/m2之一照度。高功率基於半導體之LED照明裝置通常在對LED裝置之效率曲線特性上之正確峰值效率良好的電流密度處操作。低功率基於半導體之LED指示器及標示應用通常展現以近似20mA至100mA之操作電流之近似100cd/m2之一照度。低功率基於半導體之LED照明裝置通常在LED裝置之效率曲線特性上之正確峰值效率處或至LED裝置之效率曲線特性上之正確峰值效率之電流密度處操作。為提供增大之光發射，已增大LED晶粒大小，其中一1mm2晶粒變成一相當常見大小。較大LED晶粒大小可導致減小之電流密度，其繼而可允許使用自數百mA至大於一安培之較高電流， 藉此減小在此等較高電流處與LED晶粒相關聯之效率下降的效應。
因此，由於增大LED大小導致減小的電流密度及較少效率下降，所以當前最先進基於半導體之LED的趨勢係增大操作電流以及增大LED大小兩者以增大LED之效率。此時，商業基於半導體之LED不大大地小於1mm2。
揭示LED裝置及用於形成具有一受侷限電流注入區域、嵌入鏡面及/或鈍化層之LED裝置的方式。在一實施例中，一LED裝置包含具有一頂部表面及一底部表面之一p-n二極體層，該底部表面包含一內部底部表面及一周圍底部表面。外部側壁在該頂部表面與該周圍底部表面之間延伸。一量子井層位於該p-n二極體層之一n摻雜層與一p摻雜層之間。一侷限溝槽自該p-n二極體層之該底部表面延伸通過該量子井層且實體地將該量子井層之一內部部分與相鄰於該等外部側壁之該量子井層之一周圍部分隔離。該侷限溝槽亦實體地將該p-n二極體層之該內部底部表面與相鄰於該等外部側壁之該p-n二極體層之該周圍底部表面隔離。一底部導電觸點與該p-n二極體層之該內部底部表面電接觸且不與該p-n二極體層之該周圍底部表面電接觸。以此方式，該LED裝置之電流注入區域侷限於該p-n二極體層之該內部部分。
一鏡面層可形成於該LED裝置上，其沿該內部底部表面且沿該侷限溝槽內之侷限溝槽側壁跨越。在一實施例中，該鏡面層不沿該p-n二極體層之該等外部側壁跨越。一鈍化層可形成於該鏡面層與該等侷限溝槽側壁之間。在一實施例中，該鈍化層亦沿該p-n二極體層之該等外部側壁跨越。一開口可形成於該p-n二極體層之該內部底部表面上之該鈍化層中。在一實施例中，該鏡面層形成於該p-n二極體層之該內部底部表面上之該鈍化層之該開口內。
該p-n二極體層之該頂部表面之一頂部表面區域可大於由該侷限 溝槽包圍之該p-n二極體層之該內部底部表面之一表面區域。在一實施例中，該LED裝置由一支柱支撐且該支柱之一頂部表面之一表面區域小於由該侷限溝槽包圍之該p-n二極體層之該內部底部表面之一表面區域。根據本發明之實施例之LED裝置可併入多種照明或顯示應用(諸如，一可攜式電子裝置之一顯示區域)中。
在一實施例中，一種用於形成一LED裝置陣列的方法包含：圖案化一p-n二極體層以形成由一陣列之台面溝槽分離的一陣列之台面結構及該陣列之台面結構內之一對應陣列之侷限溝槽。該等侷限溝槽延伸通過該等台面結構之各者中之一量子井層且實體地將各台面結構中之該p-n二極體層之一內部底部表面與該p-n二極體層之一周圍底部表面隔離。形成一陣列之底部導電觸點，其與每一各自台面結構之該p-n二極體層的該陣列之內部底部表面電接觸而不與該p-n二極體層之該對應周圍底部表面電接觸。接著將該經圖案化p-n二極體層接合至一載體基板且自該經圖案化p-n二極體層移除一處置基板。在一實施例中，可在圖案化該p-n二極體層以形成該陣列之台面結構之前及在形成一陣列之底部導電觸點之前沈積一導電觸點層於該p-n二極體層上。
一經圖案化鏡面層可形成於該陣列之台面結構上且形成於該陣列之侷限溝槽內。例如，一光阻提升技術可使用於一實施例中。一犧牲釋放層可沈積於該陣列之台面結構上方且經圖案化以形成該p-n二極體層的一陣列之內部底部表面上方之該犧牲釋放層中的一陣列之開口。在圖案化該犧牲釋放層之後，使用一接合材料將包含該犧牲釋放層之該處置基板接合至一載體基板，使得該接合材料位於該犧牲釋放層中的該陣列之開口內。
在一實施例中，一鈍化層沈積於該陣列之底部導電觸點上及沈積於該陣列之台面溝槽及該陣列之侷限溝槽內。在一實施例中，使用 原子層沈積而沈積該鈍化層。在一實施例中，在圖案化該p-n二極體層以形成該陣列之台面溝槽及該對應陣列之侷限溝槽之後，可執行退火以形成該陣列之底部導電觸點與該陣列之台面結構之間的歐姆接觸。在一實施例中，一陣列之開口形成於該鈍化層中且一經圖案化鏡面層形成於該陣列之台面結構上、於該鈍化層中的該陣列之開口內及於該陣列之侷限溝槽內。
在一實施例中，一種用於操作一顯示器(諸如，一可攜式電子裝置)之方法包含：發送一控制信號至一驅動電晶體及回應於該控制信號而驅動通過包含一受侷限電流注入區域之一LED裝置之一電流。該LED裝置包括一侷限溝槽，該侷限溝槽延伸通過一量子井層且實體地將該量子井層之一內部部分與相鄰於該LED裝置之外部側壁之該量子井層之一周圍部分隔離。在一實施例中，該電流係自1nA至400nA。流動通過該裝置之該電流可取決於該顯示器之解析度及亮度。在一實施例中，該電流係自1nA至30nA。例如，一對應電流密度可係自0.001A/cm2至3A/cm2。在一實施例中，該電流係自200nA至400nA。例如，一對應電流密度可係自0.2A/cm2至4A/cm2。在一實施例中，該電流係自100nA至300nA。例如，一對應電流密度可係自0.01A/cm2至30A/cm2。
100‧‧‧塊狀發光二極體基板
102‧‧‧處置基板/生長基板/GaAs生長基板/透明生長基板/透明藍寶石生長基板
104‧‧‧蝕刻終止層/層
105‧‧‧p-n二極體層
106‧‧‧摻雜半導體層/n摻雜層/摻雜層
107‧‧‧緩衝層
108‧‧‧量子井層
110‧‧‧摻雜半導體層/p摻雜層
111‧‧‧導電觸點層
112‧‧‧導電觸點/底部導電觸點
113‧‧‧導電軌跡
116‧‧‧台面溝槽/溝槽
118‧‧‧侷限溝槽/溝槽
119‧‧‧侷限溝槽側壁
120‧‧‧台面結構
122‧‧‧鈍化層
124‧‧‧開口
126‧‧‧經圖案化鏡面層
128‧‧‧犧牲釋放層
129‧‧‧開口
130‧‧‧開口
132‧‧‧穩定層
134‧‧‧穩定支柱
136‧‧‧分段腔室側壁
140‧‧‧載體基板
141‧‧‧頂部導電觸點層
142‧‧‧頂部導電觸點
143‧‧‧歐姆接觸層
144‧‧‧光阻層
150‧‧‧LED裝置
152‧‧‧內部部分
154‧‧‧周圍部分
156‧‧‧表面區域
158‧‧‧表面區域
162‧‧‧頂部表面
164‧‧‧周圍底部表面/底部表面
166‧‧‧內部底部表面/底部表面
168‧‧‧外部側壁
200‧‧‧基板
204‧‧‧微裝置轉移頭/靜電轉移頭
206‧‧‧轉移頭總成
207‧‧‧通孔
300‧‧‧基板
302‧‧‧觸點襯墊
304‧‧‧像素區域
310‧‧‧資料驅動電路
312‧‧‧掃描驅動器電路
313‧‧‧可撓性電路板(FCB)
314‧‧‧電力供應線
316‧‧‧接地環
318‧‧‧頂部電極層
326‧‧‧圖案化堤層
327‧‧‧堤開口
328‧‧‧子像素
332‧‧‧開口
342‧‧‧底部電極層
344‧‧‧接地結線
346‧‧‧囊封層
348‧‧‧鈍化層
1800‧‧‧顯示背板
1900‧‧‧顯示系統
1910‧‧‧處理器
1920‧‧‧資料接收器
1930‧‧‧顯示器
1940‧‧‧顯示驅動器IC
2000‧‧‧照明系統
2010‧‧‧電力供應器
2020‧‧‧接收介面
2030‧‧‧電力控制單元
2040‧‧‧光源
圖1係根據本發明之一實施例之一塊狀LED基板之一橫截面側視圖繪示。
圖2A係根據本發明之一實施例之一塊狀LED基板上之一導電觸點層之一橫截面側視圖繪示。
圖2B係根據本發明之一實施例之一塊狀LED基板上之一經圖案化導電觸點層之一橫截面側視圖繪示。
圖3A至圖3B係根據本發明之實施例之形成於一p-n二極體層中之 一陣列之台面溝槽及侷限溝槽之橫截面側視圖繪示。
圖4A至圖4B係根據本發明之實施例之形成於一陣列之台面結構上方之一鈍化層之橫截面側視圖繪示。
圖5A至圖5B係根據本發明之一實施例之形成於一陣列之台面結構上方之一鈍化層中之觸點開口之橫截面側視圖繪示。
圖6係根據本發明之一實施例之形成於一陣列之台面結構上方之一經圖案化鏡面層之一橫截面側視圖繪示。
圖7係根據本發明之一實施例之形成於一陣列之台面結構上方之一犧牲釋放層之一橫截面側視圖繪示。
圖8係根據本發明之一實施例之形成於一陣列之台面結構上方之一犧牲釋放層中的一陣列之開口之一橫截面側視圖繪示。
圖9A至圖9B係根據本發明之實施例之使用一穩定層而接合至一載體基板之一經圖案化塊狀LED基板之橫截面側視圖繪示。
圖10係根據本發明之一實施例之在移除一處置基板後之一載體基板上的一陣列之台面結構之一橫截面側視圖繪示。
圖11係根據本發明之一實施例之形成於一載體基板之一陣列之台面結構上方之一頂部導電觸點層之一橫截面側視圖繪示。
圖12係根據本發明之一實施例之在形成於一載體基板之一陣列之台面結構上方的一頂部導電觸點層上方形成之一經圖案化層之一橫截面側視圖繪示。
圖13係根據本發明之一實施例之在填充台面溝槽位置處之一部分移除的導電觸點層及鈍化層之一橫截面側視圖繪示。
圖14係根據本發明之一實施例之在移除一經圖案化層後嵌入於一犧牲釋放層中之一陣列之LED裝置之一橫截面側視圖繪示。
圖15A至圖15B係根據本發明之實施例在移除一犧牲釋放層後由一陣列之穩定支柱支撐之一陣列之LED裝置之橫截面側視圖繪示。
圖16A係根據本發明之一實施例之一LED裝置之一橫截面側視圖繪示。
圖16B至圖16E係根據本發明之實施例之LED裝置之頂部-底部組合示意圖繪示。
圖17A至圖17E係根據本發明之一實施例之自載體基板將LED裝置轉移至一接收基板之一陣列之靜電轉移頭之橫截面側視圖繪示。
圖18A係根據本發明之一實施例之一顯示器面板之一俯視圖繪示。
圖18B係根據本發明之一實施例之沿線X-X及Y-Y取得之圖18A之該顯示器面板之一側視圖繪示。
圖19係根據本發明之一實施例之一顯示系統之一示意性繪示。
圖20係根據本發明之一實施例之一照明系統之一示意性繪示。
圖21係根據本發明之實施例之一LED裝置之內部量子效率與電流密度之關係之一圖形繪示。
本發明之實施例描述LED裝置及用於形成具有一受侷限電流注入區域、嵌入鏡面及/或鈍化層之LED裝置的方式。特定言之，本發明之一些實施例可關於微LED裝置及用於形成具有一受侷限電流注入區域、嵌入鏡面及/或鈍化層之微LED裝置的方式。
在各種實施例中，參考圖做描述。然而，可不使用一或多個此等特定細節或與使用其他已知方法及組態組合實踐某些實施例。在下列描述中陳述許多特定細節(諸如特定組態、尺寸及程序等)，以提供對本發明之一完全理解。在其他例子中，並未特定詳細描述熟知半導體程序及製造技術操作以免不必要地模糊本發明。在整個此說明書中，對「一個實施例」之參考意謂結合該實施例所描述之一特定特徵、結構、組態或特性被包含在本發明之至少一個實施例中。因此， 在整個此說明書中各處出現片語「在一個實施例中」並不一定指代本發明之相同實施例。此外，可依任何適當方式將特定特徵、結構、組態或特性組合在一或多個實施例中。
如本文中所使用之術語「跨越」、「在上方」、「至」、「在之間」及「在上面」可指相對於其他層之一層的一相對位置。「跨越另一層」、「在另一層上方」、「在另一層上面」或「接合至另一層」或「與另一層接觸」之一層可與另一層直接接觸或可具有一或多個介入層。「在層之間」的一層可與該等層直接接觸或可具有一或多個介入層。
在一態樣中，本發明之實施例描述一LED裝置整合設計，其中一LED裝置自一載體基板轉移且使用一靜電轉移頭總成接合至一接收基板。根據本發明之實施例，施加一引入電壓至一靜電轉移頭以產生一LED裝置上之一抓持壓力。已觀察到，當微裝置大小減小至低於該真空夾持設備之一特定臨界尺寸(諸如，近似300μm或更小，或更明確言之，近似100μm或更小)時，難以或無法產生足夠的抓持壓力以使用真空夾持設備拾取微裝置。此外，可使用根據本發明之實施例之靜電轉移頭以產生與真空夾持設備相關聯之大於1atm壓力之抓持壓力。例如，可根據本發明之實施例使用2atm或更大或甚至20atm或更大之抓持壓力。據此，在一態樣中，本發明之實施例提供將微LED裝置轉移及整合至其中不可使用當前真空夾持設備之整合的應用中之能力。在一些實施例中，如本文中所使用之術語「微」LED裝置或結構可指某些裝置或結構之描述大小(例如，長度或寬度)。在一些實施例中，「微」LED裝置或結構在許多應用中可係1μm至近似300μm或100μm或更小之尺度。然而，將瞭解，本發明之實施例不一定受限於此且該等實施例之某些態樣可用於較大微LED裝置或結構及可較小大小尺度之微LED裝置或結構。
在一態樣中，本發明之實施例描述LED裝置，該等LED裝置待拾 取且由一或多個穩定支柱支撐。根據本發明之實施例，施加一引入電壓至一轉移頭以產生一LED裝置上之一抓持壓力並拾取該LED裝置。根據本發明之實施例，需要自一穩定支柱拾取一LED裝置之最小量拾取壓力可由形成穩定支柱之黏著接合材料與LED裝置(或任何中間層)之間的黏著強度以及該穩定支柱之頂部表面與該LED裝置之間的接觸面積來判定。例如，必須克服以拾取一LED裝置之黏著強度與由一轉移頭產生之最小拾取壓力有關，如方程式(1)中所提供：P1A1=P2A2 (1)
其中，P1係需要由一轉移頭產生之最小抓持壓力，A1係一轉移頭接觸表面與LED裝置接觸表面之間的接觸面積，A2係一穩定支柱之一頂部表面上之接觸面積及P2係一穩定支柱之該頂部表面上之黏著強度。在一實施例中，一轉移頭產生大於1大氣壓之一抓持壓力。例如，各轉移頭可產生2大氣壓或更大或甚至20大氣壓或更大之一抓持壓力而無歸因於該等轉移頭之介電崩潰之短路。歸因於該較小面積，在該對應穩定支柱之該頂部表面處實現比由一轉移頭產生之抓持壓力更高之一壓力。
在另一態樣中，本發明之實施例描述LED裝置，其等可係包含一受侷限電流注入區域之微LED裝置。在一實施例中，一LED裝置包含具有一頂部表面及一底部表面之一p-n二極體層，該底部表面包含一內部底部表面及一周圍底部表面。外部側壁在該頂部表面與該周圍底部表面之間延伸，且一量子井層位於該p-n二極體層之一n摻雜層與一p摻雜層之間。一侷限溝槽自該p-n二極體層之該底部表面延伸通過該量子井層且實體地將該量子井層之一內部部分與相鄰於該等外部側壁之該量子井層之一周圍部分隔離，以及實體地將該p-n二極體層之該內部底部表面與相鄰於該等外部側壁之該p-n二極體層之該周圍底部表面隔離。位於該內部底部表面上之一底部導電觸點與該內部底部表 面電接觸且不與該p-n二極體層之該周圍底部表面電接觸以便侷限該電流注入區域至該LED裝置之該內部部分。以此方式，可設計一LED裝置，其中該p-n二極體層之該頂部表面之一頂部表面區域大於由該侷限溝槽包圍之該p-n二極體層之該內部底部表面之一表面區域。此實現製造較大LED裝置，其對使用一靜電轉移頭總成而轉移該等LED裝置而言可係有利的，同時其亦提供一結構(其中由於該電流注入區域受限於藉由該侷限溝槽位置而界定之該量子井層之該內部部分，所以該受侷限電流注入區域導致該LED裝置之一增大電流密度及增大效率，尤其當在低於或接近該LED裝置內部量子效率曲線之預下降區域之注入電流及注入電流密度處操作時)。
根據本發明之實施例之LED裝置在光發射處係高度有效的且相較於LCD或OLED顯示技術可消耗非常小的功率。例如，一習知顯示器面板可達成100cd/m2至750cd/m2之一全白螢幕照度。應瞭解，針對陽光下可讀取螢幕可需要大於686cd/m2之一照度。根據本發明之一些實施例，一LED裝置可轉移且接合至一顯示器背板(諸如，使用於OLED顯示器面板之一薄膜基板背板，其中該基於半導體之LED裝置取代該OLED顯示器之有機LED膜)。以此方式，一高度有效的基於半導體之LED裝置取代一較低效率有機LED膜。此外，該基於半導體之LED裝置之寬度/長度可大大地小於該顯示器面板之經分配的子像素區域，該顯示器面板通常由該有機LED膜填充。
為繪示之目的，根據本發明之實施例，預期可使用與一習知OLED顯示器面板(例如，一薄膜電晶體(TFT)背板)類似之一驅動電路驅動LED裝置。然而，實施例不限於此。例如，在另一實施例中，該等LED裝置由微控制器晶片驅動，該等微控制器晶片亦靜電地轉移至一接收基板。假定25nA注入電流之子像素操作特性，則具有一1μm2侷限電流注入區域之一實例性LED裝置大致對應於2.5A/cm2之一電流 密度，具有一25μm2侷限電流注入區域之一實例性LED裝置大致對應於0.1A/cm2之一電流密度及具有一100μm2侷限電流注入區域之一實例性LED裝置大致對應於0.025A/cm2之一電流密度。參考圖21，根據本發明之實施例，此等低注入電流及電流密度可對應於該等LED裝置之一特性效率曲線之一預下降區域或最大IQE處或剛剛通過最大IQE之效率曲線之一區域。此正好低於標準LED之正常或經設計的操作條件。此外，在一些實施例中，該等低注入電流及電流密度可對應於該LED裝置之特性效率曲線之預下降區域上之一部分，其中該曲線之斜率大於1：1，使得一小的電流密度增大導致LED裝置之一較大的IQE增大且因此導致EQE增大。據此，根據本發明之實施例，可藉由侷限該LED裝置之電流注入區域而獲取顯著效率增大，導致該LED裝置之增大發光效能及照度。在一些實施例中，具有受侷限電流注入區域之LED裝置實施於經設計為針對室內顯示應用之近似300Nit及針對室外顯示應用之大於686cd/m2之目標照度值的顯示器面板應用中。在一些實施例中，該等嵌入鏡面可額外地改變該等LED裝置之發射分佈，進一步增大一LED裝置之照度。將瞭解，該等上文實例(包含注入電流及顯示應用)實際上係實例性的以提供用於實施本發明之實施例之一內容脈絡，且實施例不限於此且可與其他操作條件一起使用，且實施例不受限於顯示應用或TFT背板。
在另一態樣中，本發明之實施例描述包含一嵌入鏡面之LED裝置。在一實施例中，一LED裝置(其可係一微LED裝置)包含沿由該侷限溝槽包圍之該p-n二極體層之一內部底部表面及沿該侷限溝槽內之側壁跨越之一鏡面層。一鈍化層可形成於該鏡面層與該等侷限溝槽側壁之間以防止該p-n二極體層之該p摻雜層與該n-摻雜層之間的短路。由於該鏡面層與該量子井層直接相鄰，所以在該LED裝置之該p-n二極體層內嵌入該鏡面層可增大自該LED裝置之光提取。藉由移動該鏡 面靠近該量子井層(其中大量光發射可發生)，此減少自用於鈍化或封裝圍繞該LED裝置(例如，當一外部鏡面用於一LED裝置外側時)之中間材料的光吸收。在一實施例中，該嵌入鏡面與對應於一受侷限電流注入區域之該量子井層之一內部部分直接相鄰。以此方式，該鏡面層能夠反射自該LED裝置之該內部部分發射之光，使得不需要光通過可吸收之該LED裝置之該周圍部分。由於該嵌入鏡面可反射比包含一外部鏡面之一組態小之周圍光，所以該嵌入鏡面可亦改良照明或顯示應用之對比度。
在一態樣中，本發明之實施例描述一LED裝置整合方案，其中包含一嵌入鏡面之LED裝置整合至一顯示器面板中，其中外部鏡面層不提供於該顯示基板上以反射自該等LED裝置之光。已觀察到，用於反射自LED裝置之光之顯示基板鏡面亦可反射周圍光。例如，圓形偏光器可用於發射顯示器中以增強可讀性且抑制周圍光反射。已觀察到，雖然圓形偏光器可抑制周圍光反射，但其亦可吸收自一發射顯示器發射之光。根據跟發明之一些實施例，可不需要一圓形偏光器抑制周圍光反射。因此，根據本發明之實施例之顯示器面板可不用一圓形偏光器封裝，導致該顯示器面板之增大照度。
在又另一態樣中，本發明之實施例描述LED裝置，其等可係包含一側壁鈍化層之微LED裝置。該側壁鈍化層可跨越該p-n二極體層之側壁，包含該p-n二極體層之該等侷限溝槽側壁及外部側壁。該側壁鈍化層可保護該量子井免受其他材料的影響，該等其他材料可降級或使該等LED裝置短路以及終止該曝露表面上之懸鍵。在一實施例中，該側壁鈍化層亦可用於使該LED裝置之該等側壁(例如，沿侷限溝槽側壁)上之表面狀態鈍化以改良該LED裝置之IQE且減少沿彼等側壁之非放射性再組合。在一實施例中，該側壁鈍化層可保護該LED裝置免受一導電材料的影響，該導電材料使用為至該p-n二極體層之該頂部 表面之一電接觸(例如，陽極或陰極)。當留存在該載體基板上時，該側壁鈍化層亦可提供該等LED裝置之間的鈍化且在靜電轉移期間免受LED裝置之間的潛在電弧效應。在一些實施例中，該側壁鈍化層形成於該侷限溝槽內以使該p-n二極體層與該侷限溝槽內之該鏡面層電絕緣。以此方式，該側壁鈍化層可經圖案化以幫助侷限該電流注入區域通過該量子井層之該內部部分。
在下列描述中，描述實例性處理順序用於形成一陣列之LED裝置，其等可係微LED裝置。明確言之，描述實例性主要處理順序用於形成一陣列之發紅光LED裝置，而針對發藍光或發綠光LED裝置提供輔助描述及圖。將瞭解，針對發紅光、發藍光及發綠光LED裝置之該等實例性處理順序可共用類似特徵及方法。在可能的情況下，使用諸圖及下列描述中之類似註解繪示類似特徵。雖然針對發紅光LED裝置描述該等主要處理順序，但將理解，該等實例性處理順序可使用於具有不同發射光譜之LED裝置，且預期某些修改，尤其當處理不同材料時。據此，將理解，描述包含一受侷限電流注入區域、一嵌入鏡面層及/或一側壁鈍化層之LED裝置之形成及轉移的本發明之實施例不受限於發紅光、發藍光或發綠光LED裝置。
現參考圖1，提供根據本發明之一實施例之一塊狀LED基板100之一橫截面側視圖繪示。例如，圖1中所繪示之塊狀LED基板可經設計用於紅光(例如，620nm至750nm波長)、綠光(例如，495nm至570nm波長)或藍光(例如，450nm至495nm波長)之發射，然本發明之實施例不受限於此等實例性發射光譜。
在一實施例中，一塊狀LED基板100包含形成於一生長基板102上之一p-n二極體層105。取決於p-n二極體層105之材料選擇及色彩發射光譜，一選用蝕刻終止層104或緩衝層107可形成於p-n二極體層105之間。p-n二極體層105可包含一摻雜半導體層106(例如，n摻雜)、一或 多個量子井層108及一摻雜半導體層110(例如，p摻雜)。p-n二極體層105可視需要包含摻雜半導體層106與生長基板102之間的一歐姆層以幫助與該p-n二極體層之一歐姆接觸之後續形成。可藉由多種技術將蝕刻終止層104或緩衝層107及p-n二極體層105形成於生長基板102上。在一實施例中，藉由一或多個異質磊晶生長技術而形成蝕刻終止層104或緩衝層107及p-n二極體層105。
p-n二極體層105可由具有對應於光譜中之一特定區域之一帶隙之多種化合物半導體形成。例如，p-n二極體層105可包含基於II-VI材料(例如，ZnSe)或包含III-V氮化物材料(例如，GaN、AlN、InN、InGaN及其等之合金)及III-V磷化物材料(例如，GaP、AlGaInP及其等之合金)之III-V材料之一或多個層。生長基板102可包含任何適當基板(諸如(但不限於)矽、SiC、GaAs、GaN及藍寶石)。
參考圖1，在一實施例中，塊狀LED基板100經設計用於紅光發射。在此一實施例中，處置基板102係由GaAs形成之一生長基板且可近似500μm厚。蝕刻終止層104可由InGaP形成且近似2000埃厚。該歐姆層可由GaAs形成且近似500埃厚。在一實施例中，n摻雜層106由AlGaInP形成且近似1μm至3μm厚。一或多個量子井層108可具有近似0.5μm之一厚度。在一實施例中，p摻雜層110由GaP形成且近似1μm至2μm厚。
該等下列實施例不受限於發紅光LED裝置之形成且亦可使用於其他LED裝置(諸如，由諸如氮化銦鎵(InGaN)、氮化鎵(GaN)、磷化鎵(GaP)、磷化鋁鎵銦(AlGaInP)及磷化鋁鎵(AlGaP)之材料形成之發綠光LED裝置或由諸如氮化鎵(GaN)、氮化銦鎵(InGaN)及硒化鋅(ZnSe)之材料形成之發藍光LED裝置)之形成。
仍參考圖1，在一實施例中，塊狀LED基板100經設計用於藍光或綠光之發射，處置基板102係由藍寶石形成之一生長基板且可近似200 μm厚。緩衝層107由GaN形成且具有近似0.5μm至5μm之一厚度。在一實施例中，n摻雜層106由GaN形成且近似0.1μm至3μm厚。一或多個量子井層108可具有近似0.3μm之一厚度。在一實施例中，p摻雜層110由GaN形成且近似0.1μm至1μm厚。
現參考圖2A，一導電觸點層111可接著形成於塊狀LED基板100之p-n二極體層105上方。在一實施例中，圖2A中所繪示之塊狀LED基板100係經設計用於紅光、黃光、橙光或紅外光發射之砷化鎵(GaAs)基板上之一磷化鋁鎵銦(AlGaInP)系統。導電觸點層111可由包含金屬、導電氧化物及導電聚合物之多種導電材料形成。在一實施例中，使用一適當技術(諸如，蒸鍍或濺鍍)形成導電觸點層111。在一實施例中，導電觸點層111由一透明電極材料形成。導電觸點層111可包含BeAu金屬合金或Au/GeAu/Ni/Au之一金屬堆疊層。導電觸點層111亦可係一透明導電氧化物(TCO)(諸如，氧化銦錫(ITO))。導電觸點層亦可係一或多個金屬層及一導電氧化物之一組合。在一實施例中，導電觸點層111係近似600埃厚之ITO。
圖2B係根據本發明之一實施例之一導電觸點層之一橫截面側視圖繪示，該導電觸點層已經圖案化以形成一塊狀LED基板上之一陣列之導電觸點112。在一實施例中，圖2B中所繪示之塊狀LED基板100經設計用於藍光或綠光發射。圖2B之該等導電觸點可由與圖2A之導電觸點層112相同之材料形成。在一實施例中，圖2B之導電觸點112包含一BeAu金屬合金或Au/GeAu/Ni/Au之一金屬堆疊層。
現參考圖3A至圖3B，p-n二極體層105經圖案化以形成處置基板102上方由一陣列之台面溝槽116分離之一陣列之LED台面結構120。p-n二極體層105亦經圖案化以包含該陣列之LED台面結構120內之一對應陣列之侷限溝槽118。如所繪示，侷限溝槽118延伸通過LED台面結構120之各者中之量子井層108。在一實施例中，侷限溝槽118部分 延伸至摻雜層106中，而不完全通過p-n二極體層105(例如，若存在，不完全通過摻雜層106或一歐姆接觸層)。在一實施例中，台面溝槽116完全延伸通過摻雜層106。在圖3A中所繪示之一實施例中，台面溝槽116延伸通過蝕刻終止層104。在此一實施例中，台面溝槽116可終止於處置基板102上或部分延伸至處置基板102中。在圖3B中所繪示之一實施例中，台面溝槽116不完全延伸通過摻雜層106。在另一實施例中，台面溝槽116部分或完全延伸通過緩衝層107。
如所繪示，各台面結構120包含由侷限溝槽118界定之一內部底部表面166及侷限溝槽118與台面溝槽116之間的一周圍底部表面164。圖3A至圖3B中所繪示之台面溝槽116及侷限溝槽118可以任意順序循序形成或同時形成。在一實施例中，使用相對深度同時蝕刻溝槽116、118，該等相對深度由用於蝕刻之一光罩層中之開口大小控制。取決於所要溝槽116、118之側壁角度，蝕刻可係濕式的或乾式的。圖3A之導電觸點層112可經圖案化以形成該p-n二極體層之該陣列之內部底部表面166上方之一陣列之導電觸點112及該p-n二極體層之周圍底部表面164上方之一陣列之導電軌跡113。如所繪示，該陣列之導電觸點112與導電軌跡113實體地電分離。可使用用於蝕刻p-n二極體層105及蝕刻終止層104之相同或不用蝕刻化學物蝕刻圖3A之導電觸點層112。在一實施例中，可使用乾蝕刻技術(諸如，反應離子蝕刻(RIE)、電子迴旋共振(ECR)、電感耦合電漿反應離子蝕刻(ICP-RIE)及化學輔助離子束蝕刻(CAIBE))。圖3A至圖3B之該等蝕刻化學物可係基於鹵素，含有諸如Cl2、BCl3或SiCl4之物種。圖3A之該等蝕刻化學物亦可係含有諸如Br2或HIO4之物種之濕化學物。在此一實施例中，一單獨濕蝕刻化學物可用於蝕刻導電觸點層112。在圖3A中所繪示之一實施例中，使用一適當乾蝕刻化學物(諸如Cl2、BCl3或SiCl4)由台面結構120乾蝕刻導電觸點層112。
參考圖3A，在其中蝕刻終止層104由InGaP形成之一實施例中，蝕刻終止層104可由HCl+H3PO4之一溶液中之濕蝕刻移除。如圖3A中所繪示，台面溝槽116之蝕刻可連續至生長基板102中。例如，可使用一H2SO4+H2O2溶液、NH4OH+H2O2溶液或CH3OH+Br2化學物蝕刻一GaAs生長基板102。
參考圖3B，在一實施例中，台面溝槽116之蝕刻終止於摻雜層106內。在一實施例中，在摻雜層106及緩衝層107由相同材料(諸如，GaN)形成的情況下，該等層之間的唯一差異可係摻雜分佈。在此一例子中，不存在一實體層邊界。
在台面溝槽116及侷限溝槽118之形成後，一鈍化層122可形成於所得結構之表面構形上方，如圖4A至圖4B中所繪示。在該等所繪示之特定實施例中，鈍化層122係該下伏結構之表面構形之一輪廓之保形且形成下伏結構之表面構形之一輪廓。鈍化層122可由任何適當電絕緣材料(諸如，氧化物或氮化物)形成。在一實施例中，鈍化層係近似50埃至3000埃厚之Al2O3。在一實施例中，使用一高品質薄膜沈積程序(諸如，原子層沈積(ALD))形成鈍化層122。如將在下列描述中更加明白，在犧牲釋放層蝕刻操作期間，一高品質薄膜沈積程序可保護鈍化層122之完整性。在沈積鈍化層122後，在一實施例中，退火該基板總成以產生與該陣列之導電觸點112及該陣列之台面結構120之歐姆接觸。在一實施例中，在溝槽116、118形成後之退火幫助恢復對p-n二極體層105之側壁168、119之損壞，此損壞由溝槽116、118之形成所致。可預期，在溝槽116、118之形成後執行退火操作可增大所得LED裝置之效率。
仍參考圖4A至圖4B，該p-n二極體層之內部底部表面166上之導電觸點112與該p-n二極體層之內部底部表面166電接觸且不與該p-n二極體層之周圍底部表面164電接觸。
現參考圖5A至圖5B，觸點開口124可形成於由侷限溝槽118界定之台面結構120之內部底部表面166上方之鈍化層122中。在一實施例中，觸點開口124之一面積小於由侷限溝槽118界定之台面結構120之內部底部表面166上之導電觸點112之一面積。以此方式，鈍化層122及觸點開口124可用於至少部分界定該LED裝置內之電流注入區域。在一實施例中，使用微影及一緩衝氧化物蝕刻(BOE)化學物(諸如，一稀氫氟酸(HF))形成開口124。
為清晰及簡潔起見，關於圖5A之結構做關於圖6至圖14之下列描述。不提供關於圖5B之結構之單獨描述及繪示，然將瞭解，預期類似處理順序。
現參考圖6，在一實施例中，一經圖案化鏡面層126接著形成於該陣列之台面結構120上。在所繪示之特定實施例中，一經圖案化鏡面層126沿該p-n二極體層之該底部表面及沿侷限溝槽118內之侷限溝槽側壁119跨越。例如，經圖案化鏡面層126可形成於鈍化層122中之觸點開口124內以做與由侷限溝槽118界定之台面結構120之內部底部表面166上之導電觸點112的電接觸。鈍化層122可防止經圖案化鏡面層126與台面結構120之周圍底部表面164做電接觸。在所繪示之特定實施例中，經圖案化鏡面層126不沿由台面溝槽116界定之該p-n二極體層之外部側壁168跨越。此可幫助以下列處理順序形成橫向單獨LED裝置。此可亦對一靜電轉移操作有利的，其中沿該等LED裝置之外部側壁定位之一導體可潛在地使一靜電轉移頭短路，導致該LED裝置不能被拾取。
經圖案化鏡面層126可由基於p-n二極體層105之發射光譜特性之多種不同材料形成且可使用不同方法形成。例如，可藉由毯覆性沈積隨後接著微影及蝕刻而形成經圖案化鏡面層126，或可使用一光阻提升技術形成經圖案化鏡面層126。在其中p-n二極體層105經設計用於 紅光色彩發射之一實施例中，經圖案化鏡面層126可由(例如)具有500埃至0.5μm之一厚度之金形成。金可反射大於90%之紅光波長光譜。此外，金可係用於待形成之穩定層132之一適當接合材料。在其中p-n二極體層105經設計用於綠光或藍光發射之應用中，接著經圖案化鏡面層126可包含一或多個層。在一實施例中，使用鋁或銀來反射該綠光或藍光發射光譜。在一實施例中，經圖案化鏡面層126額外地包含一接合層(諸如，金)以使用待形成之穩定層132控制該接合強度。例如，一經圖案化鏡面層126可包含一第一反射層(諸如，(例如)具有500埃至0.5μm之一厚度之用於藍光或綠光光波反射之鋁或銀)，隨後接著一障壁層(諸如，具有50埃至200埃之一厚度之Ti、Pt、TiW)，及沈積於障壁層上以使用穩定層132控制黏著強度之一500埃至0.5μm厚之接合層(諸如，金)。
如圖7中所繪示，一犧牲釋放層128可接著形成於該陣列之台面結構120上方。在所繪示之特定實施例中，犧牲釋放層128形成於台面溝槽116及侷限溝槽118兩者內。如將在下列描述中更加明白，鈍化層122、鏡面層126及犧牲釋放層128之厚度可全部對開口129之尺寸有貢獻，在形成穩定層之後該開口將變成分段腔室側壁136。在一實施例中，犧牲釋放層128不用於與該陣列之LED裝置做電接觸且由一電絕緣材料形成。在一實施例中，犧牲釋放層128由一材料形成，該材料可使用蒸汽(例如，蒸汽HF)或電漿蝕刻容易地且選擇地移除。在一實施例中，該犧牲釋放層由具有0.2μm至2μm之一厚度之氧化物(例如，SiO2)或氮化物(例如，SiNx)形成。在一實施例中，使用相較於鈍化層122之一相當低品質之膜形成技術形成該犧牲釋放層。在一實施例中，藉由濺鍍、低溫電漿增強化學沈積(PECVD)或電子束蒸鍍而形成犧牲釋放層128。
現參考圖8，犧牲釋放層128經圖案化以形成該陣列之台面結構 120上方之一陣列之開口130。在所繪示之特定實施例中，該陣列之開口130形成於由侷限溝槽118界定之台面結構120之內部底部表面166上方。在一實施例中，各開口130曝露一下伏鏡面層126。如將在下列描述中更加明白，犧牲釋放層128中之開口130之尺寸對應於待形成之穩定支柱之尺寸及接觸面積，且因此對應於黏著強度，該黏著強度必須被克服以拾取由該陣列之穩定支柱支撐且待自該陣列之穩定支柱拾取之該陣列之LED裝置。在一實施例中，開口130使用微影技術而形成且具有近似1μm×1μm之一長度及寬度，然該等開口可係較大或較小。在一實施例中，開口130具有小於由侷限溝槽118界定之台面結構120之內部底部表面166之寬度(或面積)之一寬度(或面積)。在一實施例中，一或多個開口130形成於侷限溝槽118內。以此方式，待形成之該等穩定支柱將嵌入於該等LED裝置內，進一步使該等LED裝置穩定於該載體基板上。
現參考圖9A至圖9B，在一實施例中，一穩定層132形成於經圖案化之犧牲釋放層128上方且接合至一載體基板140。根據本發明之實施例，穩定層132可由一黏著接合材料形成。在一實施例中，該黏著接合材料係一熱固性材料(諸如，苯並環丁烯(BCB)或環氧樹脂)。例如，在固化期間，該熱固性材料可與10%或更少之體積收縮(或更特定言之，在固化期間約6%或更少之體積收縮)相關聯，以便不自待形成之該等LED裝置上之鏡面層126脫層。在一BCB穩定層為條件化該下伏結構的情況下，為增大黏著，可使用一助黏劑(諸如，購自Dow Chemical公司之AP3000)處理該下伏結構。AP3000(例如)可旋轉塗佈至下伏結構上且在施加穩定層132於經圖案化之犧牲釋放層128上方之前軟烘焙(例如，100℃)或旋轉乾燥以移除該等溶劑。
在一實施例中，穩定層132旋轉塗佈或噴射塗佈於經圖案化之犧牲釋放層128上方，然可使用其他應用技術。在施加穩定層132之後， 可預烘焙該穩定層以移除該等溶劑。在預烘焙穩定層132之後，使用穩定層132將經圖案化之塊狀基板100接合至載體基板140。在一實施例中，接合包含固化穩定層132。在穩定層132由BCB形成的情況下，固化溫度不應超過近似350℃，其表示在其處BCB開始降級之溫度。根據本發明之實施例，可不需要達成該穩定層之一100%全部固化。在一實施例中，穩定層132固化至在其點穩定層132將不再回流之一充分固化百分比(例如，針對BCB之70%或更大)。而且，已觀察到，部分經固化之BCB可具有與載體基板140及經圖案化之犧牲釋放層128之充分黏著強度。在一實施例中，穩定層可經充分固化以充分地抵抗犧牲釋放層釋放操作。
在一實施例中，穩定層132厚於經圖案化之犧牲釋放層128中之開口130之高度。以此方式，填充開口130之該穩定層之厚度將變成穩定支柱134，且經填充開口130上方之穩定層132之厚度之剩餘者可作用為黏著地接合經圖案化之塊狀LED基板100至一載體基板140。在一實施例中，穩定層132之一部分流動至開口129中以形成分段腔室側壁136。在圖9A中所繪示之一實施例中，在接合至載體基板140之後，該穩定層厚於穩定支柱134。例如，穩定層132之一連續部分保留在載體基板140上方。在圖9B中所繪示之一實施例中，犧牲釋放層128(或另一中間層)在接合期間被壓抵於載體基板140，使得穩定支柱134下方不存在穩定層132之一厚度。在此一實施例中，開口129可作用為在接合期間用於該穩定層之溢出腔室。在一實施例中，開口129不完全由穩定層填充，該穩定層變成分段腔室側壁136。
如圖10中所繪示，在接合經圖案化之塊狀LED基板100至載體基板140之後，移除處置基板102及選用蝕刻終止層104或緩衝層107。取決於生長基板102之材料選擇，可藉由包含雷射提升(LLO)、研磨及蝕刻之多種方法完成處置基板102之移除。一旦移除處置基板102及層 104或107，鈍化層122或犧牲釋放層128之部分可突出為高於台面結構120之p-n二極體層105之一曝露的頂部表面。
在其中處置基板102係由GaAs形成之一生長基板之所繪示之特定實施例中，可藉由蝕刻或研磨及選擇性蝕刻之一組合完成移除，其中該選擇性蝕刻終止於一蝕刻終止層104上。例如，可使用(例如)終止於由InGaP形成之蝕刻終止層104上之一H2SO4+H2O2溶液、NH4OH+H2O2溶液或CH3OH+Br2化學物移除GaAs生長基板102。接著可移除蝕刻終止層104以曝露p-n二極體層105。在其中蝕刻終止層由InGaP形成之一實施例中，可藉由一HCl+H3PO4之溶液中之濕蝕刻移除該蝕刻終止層。
在其中處置基板102係由藍寶石形成之一生長基板之一實施例中，可使用LLO完成移除，其中使用一紫外光雷射(諸如，一Nd-YAG雷射或KrF準分子雷射)照射一102/107介面。在與透明生長基板102之介面處GaN緩衝層107中之吸收導致介面局部加熱，其導致介面GaN處至液態Ga金屬及氮氣之分解。一旦該所要區域經照射，則可藉由重熔一加熱板上之Ga而移除透明藍寶石生長基板102。在移除該生長基板後，可移除GaN緩衝層107，其導致針對摻雜層106之一所要厚度。可使用關於形成溝槽116、118以及CMP或兩者之一組合之上文所描述之適當乾蝕刻技術之任一者執行緩衝層107之移除。
現參考圖11，在移除生長基板102後，可形成一頂部導電觸點層141。頂部導電觸點層141可由包含金屬、導電氧化物及導電聚合物之多種導電材料形成。在一實施例中，使用一適當技術(諸如，蒸鍍或濺鍍)形成導電觸點層141。在一實施例中，導電觸點層141由一透明電極材料形成。導電觸點層141可包含BeAu金屬合金或Au/GeAu/Ni/Au層之一金屬堆疊。導電觸點層141亦可係一透明導電氧化物(TCO)(諸如，銦錫氧化物(ITO))。導電觸點層141可亦係一或 多個金屬層與一導電氧化物之一組合。在一實施例中，導電觸點層141係近似600埃厚之ITO。在一實施例中，在形成導電觸點層141之後，退火該基板堆疊以產生該導電觸點層與該陣列之台面結構120之間的一歐姆接觸。在穩定層132由BCB形成的情況下，該退火溫度可低於近似350℃，在該點BCB降級。在一實施例中，退火近似10分鐘執行於200℃與350℃之間，或更特定言之在近似320℃。
在一實施例中，在形成頂部導電觸點層141之前，可視需要形成一歐姆接觸層143以做與LED台面結構120之歐姆接觸。在一實施例中，歐姆接觸層143可係一金屬層。在一實施例中，歐姆接觸層143係用於一GaAs或AlGaInP系統之一薄GeAu層。在一實施例中，歐姆接觸層143係用於一GaN系統之一薄NiAu或NiAl層。例如，歐姆接觸層143可係50埃厚。在所繪示之特定實施例中，歐姆接觸層143不形成於量子井層108之內部部分152上方(見圖16A至圖16B)，以便不將光反射回該LED裝置中且潛在地減小光發射。在一些實施例中，歐姆接觸層143形成圍繞量子井層108之內部部分152之一環。例如，歐姆接觸層143可形成於量子井層108之侷限溝槽118及周圍部分154上方。
現參考圖12，在一實施例中，一經圖案化層(諸如，一光阻劑)施加於頂部導電觸點層141上方。在一實施例中，一光阻層144旋轉於頂部導電觸點層141上，使得光阻層144之一頂部表面在經填充之台面溝槽116位置處完全覆蓋導電觸點層141及鈍化層122之凸起部分。現參考圖13，在一實施例中，使用一適當濕溶劑或電漿灰化技術剝離光阻層144，直至移除經填充之台面溝槽116位置上方之導電觸點層141及鈍化層122，其曝露台面結構12之間的犧牲釋放層128，導致形成一陣列之頂部導電觸點142。如圖14中所繪示，可接著完全剝離剩餘光阻層144，導致由一陣列之穩定支柱134支撐且嵌入於犧牲釋放層128中之一陣列之橫向單獨LED裝置150。此刻，該所得結構對於處置及清 理操作仍係穩健的，以使基板準備用於隨後犧牲釋放層移除及靜電拾取。
仍參考圖14，各LED裝置150上之頂部導電觸點142係實質上平坦的且實質上覆蓋各LED裝置150之整個頂部表面162。在此一組態中，頂部導電觸點142實質上覆蓋最大可用表面區域以提供用於與靜電轉移頭接觸之一大平坦表面，如圖17A至圖17E更詳細地描述。此可允許該靜電轉移頭總成之一定程度的對準容差。
在形成離散橫向單獨LED裝置150後，可移除犧牲釋放層128。圖15A至圖15B係根據本發明之實施例在移除該犧牲釋放層之後由一陣列之穩定支柱134支撐之一陣列之LED裝置150之橫截面側視圖繪示。在所繪示之實施例中，完全移除犧牲釋放層128，導致各LED裝置150下方之一開放空間。可使用一適當蝕刻化學物(諸如，HF蒸汽、或CF4或SF6電漿)，以蝕刻SiO2或SiNx犧牲釋放層128。在一實施例中，該陣列之LED裝置150位於該陣列之穩定支柱134上且僅由該陣列之穩定支柱134支撐。在一實施例中，若在LED裝置150之任一者與穩定支柱134之間的一黏著接合斷開，則分段腔室側壁136可進一步幫助將該陣列之LED裝置150保持於適當位置中。
在圖15A至圖15B中所繪示之實施例中，在移除犧牲釋放層128期間，不移除鈍化層122。在一實施例中，鈍化層122由Al2O3形成，且使用蒸汽HF選擇性地移除SiO2或SiNx犧牲釋放層128。
圖16A係根據本發明之一實施例之一實例性LED裝置150之一橫截面側視圖繪示。如所繪示，LED裝置150包含一p-n二極體層105，該p-n二極體層105包含：一頂部表面162；一底部表面164、166；外部側壁168，其在頂部表面162與周圍底部表面164之間延伸；及一量子井層108，其位於一n摻雜層106或108與一p摻雜層106或108之間。一侷限溝槽118自該p-n二極體層之底部表面164、166延伸通過量子井 層108且實體地將量子井層108之一內部部分152與相鄰於外部側壁168之該量子井層之一周圍部分154隔離。在一實施例中，量子井層108之內部部分152對應於LED裝置150之該受侷限電流注入區域。一底部導電觸點112與該p-n二極體層之內部底部表面166電接觸且不與該p-n二極體層之周圍底部表面164電接觸。
圖16B係根據本發明之一實施例之一實例性LED裝置150之一頂部-底部組合示意圖繪示。如所繪示，圖16B組合自俯視圖及仰視圖兩者之某些特徵。參考圖16B，在一實施例中，侷限溝槽118包圍量子井層108之內部部分152。如所展示，量子井層108之內部部分152藉由侷限溝槽118與該量子井層之周圍部分154橫向分離，使得量子井層108之內部部分152對應於LED裝置150之該受侷限電流注入區域。在一實施例中，該p-n二極體層之頂部表面162具有一表面區域156，該表面區域大於由侷限溝槽118包圍之該p-n二極體層之內部底部表面166之一表面區域158。如圖15A至圖15B中所展示，在一實施例中，LED裝置150由一支柱134支撐，該支柱134在該支柱之一頂部表面處包含一支柱表面區域，該支柱表面區域小於由侷限溝槽158包圍之該p-n二極體層之內部底部表面166之表面區域158。
再次參考圖16A，在一實施例中，鏡面層126沿該p-n二極體層之內部底部表面166及沿侷限溝槽118內之侷限溝槽側壁119跨越。在一實施例中，鏡面層126不沿該p-n二極體層之外部側壁168跨越。一鈍化層122可位於鏡面層126與侷限溝槽側壁119之間。在一實施例中，鈍化層122沿該p-n二極體層之外部側壁168跨越。一開口可形成於該p-n二極體層之內部底部表面166上之該鈍化層中。此可允許電連接至該p-n二極體層之底部導電觸點112及內部底部表面166而不允許電連接至該p-n二極體層之周圍底部表面164。鏡面層126(其亦可係導電的)可形成於該p-n二極體層之內部底部表面166上之鈍化層122中之該 等開口內。
根據本發明之實施例，LED裝置150可係微LED裝置。在一實施例中，一LED裝置150在其頂部表面162處具有300μm或更小(或更明確言之，近似100μm或更小)之一最大寬度或長度。歸因於侷限溝槽118之位置，LED裝置150內之主動區域可小於頂部表面162。在一實施例中，頂部表面162具有1μm至100μm(或更明確言之，3μm至20μm)之一最大尺寸。在一實施例中，該載體基板上之該陣列之LED裝置150之一節距可係(1μm至300μm)×(1μm至300μm)，或更明確言之(1μm至100μm)×(1μm至100μm)(例如，20μm×20μm、10μm×10μm或5μm×5μm)。在一實例性實施例中，該載體基板上之該陣列之LED裝置150之一節距可係11μm×11μm。在此一實例性實施例中，頂部表面162之寬度/長度近似9μm至10μm，且相鄰LED裝置150之間的間隔近似1μm至2μm。內部底部表面166可近似3μm至4μm，包圍內部底部表面166之侷限溝槽118近似1μm且各包圍底部表面164近似2μm。在此一實施例中，支柱134之寬度/長度近似1μm至2μm。將瞭解，該等尺寸係實例性的且本發明之實施例可用於形成多種大小尺度之LED裝置。
圖16C至圖16E係根據本發明之一實施例之實例性LED裝置150之頂部-底部組合示意圖繪示。圖16C與圖16B類似，其中侷限溝槽118相對於該p-n二極體層之外部側壁168旋轉45度，然可使用任何旋轉角度。圖16D繪示一實施例，其中不同於圖16B至圖16C之正方形或矩形侷限溝槽118圖案，其使用一圓形侷限溝槽118圖案。據信，一圓形侷限溝槽圖案可導致LED裝置150中之較小應力。歸因於侷限溝槽內之較小內部溝槽區域，一圓形侷限溝槽可額外地提供一較高電流密度。圖16E繪示具有一三角形侷限溝槽118圖案之一實施例。據信，一個三角形侷限溝槽圖案可提供針對自側發射之增大光提取之一幾何形狀， 其中該三角形之角度可在存在LED裝置150之前導致較少內部光反射。在圖16B至圖16E中所繪示之實施例之各者中，一正方形或矩形頂部表面162經維持以匹配一正方形或矩形靜電轉移頭，然而其他幾何形狀係可行的。
為清晰及簡潔起見，關於圖15A之結構做圖16A至圖16E之上文描述。不關於圖15B之結構提供單獨描述及繪示，然將瞭解，預期類似處理順序及結構。
圖17A至圖17E係根據本發明之一實施例將LED裝置150(其可係微LED裝置)自載體基板140轉移至一接收基板300的一陣列之靜電轉移頭204之橫截面側視圖繪示。圖17A係由基板200支撐且位於穩定於載體基板140上之穩定層132之穩定支柱134上之一陣列之LED裝置150上方的一陣列之微裝置轉移頭204之一橫截面側視圖繪示。接著該陣列之LED裝置150與該陣列之轉移頭204接觸，如圖17B中所繪示。如所繪示，該陣列之轉移頭204之節距係該陣列之LED裝置150之節距之一整數倍。一電壓施加至該陣列之轉移頭204。可自與該陣列之轉移頭通孔207而電連接之一轉移頭總成206內之工作電路施加該電壓。接著使用該陣列之轉移頭204拾取該陣列之LED裝置150，如圖17C中所繪示。接著該陣列之LED裝置150放置成與一接收基板300上之觸點襯墊302(例如，金、銦、錫等)接觸，如圖17D中所繪示。接著該陣列之LED裝置150釋放至接收基板300之觸點襯墊302上，如圖17E中所繪示。例如，該接收基板可係(但不限於)一顯示基板、一照明基板、具有功能裝置(諸如電晶體或IC)之一基板或具有金屬重分佈線之一基板。
根據本發明之實施例，可在拾取、轉移及接合操作期間施加熱至該載體基板、轉移頭總成或接收基板。例如，可在拾取及轉移操作期間通過該轉移頭總成施加熱，其中該熱可或不可液化LED裝置接合 層。該轉移頭總成可在接合操作期間額外地施加熱於接收基板上，該接收基板可或不可液化該LED裝置或接收基板上之該等接合層之一者以導致該等接合層之間的擴散。
可以多種順序執行施加電壓以產生該陣列之LED裝置上之一抓持壓力之操作。例如，可在將該陣列之LED裝置與該陣列之轉移頭接觸之前、在將該等LED裝置與該陣列之轉移頭接觸的同時或在將該等LED裝置與該陣列之轉移頭接觸之後施加該電壓。亦可在施加熱至該等接合層之前、同時或之後施加該電壓。
在轉移頭204包含雙極電極的情況下，可跨過各轉移頭204中之一對電極施加一交流電壓，使得在一特定時間點處，當一負電壓施加至一個電極時，一正電壓施加至該對中之另一電極且反之亦然，以產生該拾取壓力。可使用包含關斷電壓源、降低跨過該對電極之電壓、改變AC電壓之一波形及使該等電壓源接地之各種方法完成該陣列之LED裝置自轉移頭204之釋放。
現參考圖18A至圖18B，在一實施例中，一陣列之LED裝置被轉移且接合至一顯示基板。例如，顯示基板302可係與使用於主動基質OLED顯示器面板中之彼等類似之一薄膜電晶體(TFT)顯示基板(亦即，背板)。圖18A係根據本發明之一實施例之一顯示器面板1800之一俯視圖繪示。圖18B係根據本發明之一實施例之沿線X-X及Y-Y取得之圖18A之顯示器面板1800之一側視圖繪示。在此一實施例中，下伏TFT基板300可包含工作電路(例如，電晶體、電容器等)以獨立地驅動各子像素328。基板300可包含一無像素區域及包含經配置至像素中之子像素328之一像素區域304。該無像素區域可包含：一資料驅動電路310，其連接至各子像素之一資料線以實現將資料信號(V資料)傳輸至該等子像素；一掃描驅動器電路312，其連接至該等子像素之掃描線以實現將掃描信號(V掃描)傳輸至該等子像素；一電力供應線314，其 傳輸一電力信號(Vdd)至TFT；及一接地環316，其傳輸一接地信號(Vss)至該陣列之子像素。如所展示，該資料驅動器電路、掃描驅動器電路、電力供應線及接地環全部鏈接至一可撓性電路板(FCB)313，該可撓性電路板包含用於供應電能至電力供應線314之一電源及電連接至接地環316之一電源接地線。將瞭解，此係針對一顯示器面板之一實例性實施例且替代組態係可行的。例如，該等驅動器電路之任一者可位於顯示基板300外或替代地位於顯示基板300之一背部表面上。同樣地，可用接合至基板300之頂部表面之微晶片取代形成於基板300內之該工作電路(例如，電晶體、電容器等)。
在所繪示之特定實施例中，TFT基板300包含：一開關電晶體T1，其連接至自驅動器電路310之一資料線；及一驅動電晶體T2，其連接至一電力線，該電力線連接至電力供應線314。開關電晶體T1之閘極亦可連接至自掃描驅動器電路312之一掃描線。包含堤(bank)開口327之一經圖案化堤層326形成於基板300上方。在一實施例中，堤開口327對應於子像素328。堤層326可藉由多種技術(諸如，噴墨印刷、網版印刷、層壓、旋轉塗佈、CVD、PVD)而形成且可由不透明、透明或半透明材料形成。在一實施例中，堤層326由一絕緣材料形成。在一實施例中，堤層由一黑色基質材料形成以吸收發射光或周圍光。堤層326之厚度及堤開口327之寬度可取決於被轉移至該等開口且接合於該等開口內之LED裝置150之高度、該等靜電轉移頭之高度及該顯示器面板之解析度。在一實施例中，堤層326之實例性厚度係在1μm至50μm之間。
導電底部電極342、接地結線344及接地環316可視需要形成於顯示基板300上方。在所繪示之實施例中，接地結線344之一配置運行於顯示器面板1800之像素區域304中之堤開口328之間。接地結線344可形成於堤層326上或替代地，開口332可形成於堤層326中以曝露堤層 326下面之接地結線344。在一實施例中，接地結線344形成於像素區域中之堤開口327之間且電連接至接地環316或無顯示區域中之一接地線。以此方式，可將Vss信號更加均勻地施加至子像素基質，導致跨過顯示器面板1800之更加均勻的亮度。
圍繞堤開口327內之LED裝置150而形成之一鈍化層348可執行功能(諸如，防止頂部及底部電極層318、342之間的電短路且提供頂部導電觸點142與接地結線344之間的頂部電極層318之足夠步階覆蓋)。鈍化層348亦可覆蓋底部電極層342之任何部分以防止與頂部電極層318之可能短路。根據本發明之實施例，鈍化層348可由多種材料(諸如(但不限於)，環氧樹脂、丙烯酸(聚丙烯酸酯)(諸如，聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA))、苯丙環丁烯(BCB)、聚醯胺及聚酯)形成。在一實施例中，圍繞LED裝置150藉由噴墨印刷或網版印刷而形成鈍化層348以填充由堤開口327界定之該等子像素區域。根據本發明之實施例，由於該鏡面嵌入LED裝置150內，所以鈍化層348可係一黑色基質材料。
取決於特定應用，頂部電極層318可係不透明的、反射性的、透明的或半透明的。在頂部發射顯示器面板中，頂部電極層318可係一透明導電材料(諸如，非晶矽、透明導電聚合物或透明導電氧化物)。在形成頂部電極層318之後，囊封層346形成於基板300上方。例如，囊封層346可係一可撓性囊封層或剛性層。根據本發明之一些實施例，可不需要一圓形偏光器來抑制周圍光反射。因此，根據本發明之實施例之顯示器面板1800可不用一圓形偏光器進行封裝，其導致該顯示器面板之增大照度。
在一實施例中，一或多個LED裝置150配置於一子像素電路中。LED裝置150之一第一端子(例如，底部導電觸點)與一驅動電晶體耦合。例如，LED裝置150可接合至與該驅動電晶體耦合之一接合襯 墊。在一實施例中，一冗餘對LED裝置150接合至底部電極342，該底部電極與驅動電晶體T2耦合。一或多個LED裝置150可係本文中所描述之包含一受侷限電流注入區域、嵌入鏡面及/或鈍化層之該等LED裝置之任一者。一接地線與用於該等一或多個LED裝置之一第二端子(例如，頂部導電觸點)電耦合。
可(例如)自驅動電晶體T2通過該等一或多個LED裝置驅動一電流。在一高側驅動組態中，該等一或多個LED裝置可位於一PMOS驅動器電晶體之汲極側或一NMOS驅動器電晶體之一源極側，使得該子像素電路推進電流通過該LED裝置之p端子。替代地，該子像素電路可配置於一低側驅動組態中，在該情況中，該接地線變成該電力線且拉動電流通過該LED裝置之n端子。
根據本發明之實施例，該子像素電路可在該等LED裝置之特性效率曲線之預下降範圍中之相當低電流或電流密度處或在通過了該預下降範圍之一最大效率值附近操作。因此，不是為提高效率而增大該等LED裝置之大小，而是限制電流注入區域之有效大小以增大該LED裝置內之電流密度。在其中該等LED裝置使用於顯示應用中之實施例中，與高功率應用相反，該等LED裝置可在相當低電流範圍處操作，其中電流密度之一略微增大可導致該等LED裝置之IQE及EQE之一顯著改良。
在一實施例中，一子像素電路包括一驅動電晶體，具有受侷限電流注入區域之一LED裝置之一第一端子(例如，底部導電觸點)與該驅動電晶體耦合，且一接地線與該LED裝置之一第二端子(例如，頂部導電觸點)耦合。在一實施例中，藉由驅動一電流通過該LED裝置以回應於發送一控制信號至該驅動電晶體而操作該LED裝置。在一些實施例中，該電流之範圍可自1nA至400nA。在一實施例中，該電流之範圍自1nA至30nA。在一實施例中，使用自1nA至30nA之一電流 操作一LED裝置於具有一每英吋400像素(PPI)解析度之一顯示器中。在一實施例中，該電流之範圍自200nA至400nA。在一實施例中，使用自200nA至400nA之一電流操作一LED裝置於具有一100PPI解析度之一顯示器中。在一些實施例中，使用自0.001A/cm2至40A/cm2之一受侷限電流密度操作一LED裝置。在一實施例中，該電流密度之範圍自0.001A/cm2至3A/cm2。在一實施例中，此一電流密度範圍可應用至具有一400PPI解析度之一顯示器。在一實施例中，該電流密度之範圍自0.2A/cm2至4A/cm2。在一實施例中，此一電流密度範圍可應用至具有一100PPI解析度之一顯示器。
提供下列實例繪示根據本發明之實施例之LED裝置之電流侷限之效應及效率、電流及電流密度之關係。根據本發明之實施例，一設計者可選擇具有一特性效率曲線(諸如，圖21中所繪示之實例性效率曲線)之一LED裝置之一所要效率及照度。一旦選擇該所要效率及照度，則該設計者可調整該LED裝置內之該受侷限電流注入區域之操作電流及大小以達成所要效率。
實例1
在一實施例中，一顯示器面板係具有1920×1800解析度及包含一63.5μm RGB像素大小之每英吋400像素(PPI)之一5.5英吋全高清晰度顯示器。為達成使用具有一10% EQE之LED裝置之一300Nit輸出(白光)，假定每子像素一個LED，該顯示器面板使用每LED近似10nA至30nA的電流。針對具有一10μm×10μm受侷限電流注入區域之一LED裝置，此對應於0.01A/cm2至0.03A/cm2之一電流密度。此很好地低於針對標準LED之正常或經設計之操作條件。
實例2
在一實施例中，實例1之參數與一較小1μm×1μm受侷限電流注入區域相同。隨著此電流注入區域減小，該對應電流密度增大至1 A/cm2至3A/cm2。因此，實例2繪示在10nA至30nA的操作電流處，電流注入區域自10μm×10μm至1μm×1μm之小的改變可對電流密度具有一顯著效應。繼而，電流密度之改變可影響該LED裝置之效率。
實例3
在一實施例中，一顯示器面板係具有1920×1800解析度及包含一63.5μm RGB像素大小之每英吋400像素(PPI)之一5.5英吋全高清晰度顯示器。各子像素包含具有一10μm×10μm受侷限電流注入區域之一LED裝置。照度保持在300Nit輸出(白光)。在此實例中，期望達成一40% EQE。運用此增大之效率，可使用較低操作電流。在一實施例中，選擇3nA至6nA每LED之一操作電流。運用此等參數，具有一10μm×10μm受侷限電流注入區域之一LED裝置操作於0.003A/cm2至0.006A/cm2處，且具有一1μm×1μm受侷限電流注入區域之一LED裝置操作於0.3A/cm至0.6A/cm2處。
實例4
在一實施例中，一顯示器面板係具有包含一254μm RGB像素大小之100PPI之一較低解析度之一5.5英吋顯示器。為達成使用具有一10% EQE之LED裝置之一300Nit輸出(白光)，假定每子像素係一個LED，該顯示器面板使用每LED近似200nA至400nA電流之一較高操作電流。針對具有一10μm×10μm受侷限電流注入區域之一LED裝置，此對應於0.2A/cm2至0.4A/cm2之一電流密度。一1μm×1μm受侷限電流注入區域對應於20A/cm2至40A/cm2之一電流密度且一3μm×3μm受侷限電流注入區域對應於2A/cm2至4A/cm2之一電流密度。因此，實例4繪示運用較低解析度顯示器，存在一較小密度之LED裝置，且使用較高操作電流以達成與較高解析度顯示器類似之一亮度(300Nit)作為。
實例5
在一實施例中，一顯示器面板具有包含一35μm RGB像素大小之716PPI。為達成使用具有一10% EQE之LED裝置之一300Nit輸出(白光)，該顯示器面板使用近似4nA至7nA之一操作電流。運用此等參數，具有一10μm×10μm受侷限電流注入區域之一LED裝置操作於0.004A/cm2至0.007A/cm2處，且具有一1μm×1μm受侷限電流注入區域之一LED裝置操作於0.4A/cm2至0.7A/cm2處。
實例6
在另一實施例中，該顯示器之所需亮度增大至3000Nit。在上文所有實例中，若標定相同EQE，則該所需電流將增大約10倍。隨後，針對該等上文實例，該電流密度將亦增大10倍。在一實施例中，該所需操作亮度係自300Nit至3000Nit之一範圍。該電流且隨後該電流密度將跨越300Nit範圍之1倍至10倍之一範圍。在實例1與實例2(上文)之情況中(其中現需要300Nit至3000Nit)，具有一10μm×10μm受侷限電流注入區域之一LED裝置操作於0.01A/cm2至0.03A/cm2處，且具有一1μm×1μm受侷限電流注入區域之一LED裝置操作於1A/cm2至30A/cm2處。
在上文實例性實施例之各者中，該顯示器之亮度使得該等LED裝置操作於並非標準LED之典型的非常低電流密度處。標準LED之典型效能展示低於1A/cm2電流密度處之低IQE。根據本發明之實施例，該電流注入區域被限制，使得該電流密度可經增大以允許該等LED裝置在其中IQE及EQE係最佳化之一電流密度區間中操作。
圖19繪示根據一實施例之一顯示系統1900。該顯示系統容置一處理器1910、資料接收器1920、一顯示器1930及一或多個顯示驅動器IC 1940，該等顯示驅動器IC可係掃描驅動器IC及資料驅動器IC。資料接收器1920可經組態以無線或有線接收資料。無線可實施於包含 (但不限於)Wi-Fi(IEEE 802.11家族)、WiMAX(IEEE 802.16家族)、IEEE 802.20、長期演進(LTE)、Ev-DO、HSPA+、HSDPA+、HSUPA+、EDGE、GSM、GPRS、CDMA、TDMA、DECT、藍牙、其等之衍生物以及經設計為3G、4G、5G及之後之任何其他無線協定之許多無線標準或協定之任一者中。一或多個顯示驅動器IC 1940可實體及電耦合至顯示器1930。
在一些實施例中，顯示器1930包含根據上文所描述之本發明之實施例而形成之一或多個LED裝置150。取決於其應用，顯示系統1900可包含其他組件。此等其他組件包含(但不限於)記憶體、一觸控螢幕控制器及一電池。在各種實施方案中，顯示系統1900可係一電視機、平板電腦、手機、膝上型電腦、電腦監視器、資訊站、數位相機、掌上型遊戲主控台、媒體顯示器、電子書顯示器或大區域標示顯示器。
圖20繪示根據一實施例之一照明系統2000。該照明系統容置一電力供應器2010，該電力供應可包含用於接收電力之一接收介面2020及用於控制供應至光源2040之電力之一電力控制單元2030。可自照明系統2000外側或自視需要包含於照明系統2000中之一電池供應電力。在一些實施例中，光源2040包含根據上文所描述之本發明之實施例而形成之一或多個LED裝置150。在各種實施方案中，照明系統2000可係內部或外部照明應用(諸如，佈告板照明、建築照明、街道照明、燈泡及燈)。
在使用此發明之各種態樣中，熟悉技術者將明白上文實施例之組合或變動可用於形成包含一受侷限電流注入區域、嵌入鏡面或鈍化層之任一者之一LED裝置。儘管已用結構特徵及/或方法行為所特有之語言描述本發明，但將理解，在隨附申請專利範圍中所定義之本發明並不必限於所描述之特定特徵或行為。代替地，該等所揭示之特定 特徵及行為應理解為對繪示本發明有用之所主張之發明之特別從容實施方案。
102‧‧‧生長基板/處置基板/GaAs生長基板/透明生長基板/透明藍寶石生長基板
104‧‧‧蝕刻終止層/層
106‧‧‧摻雜半導體層/n摻雜層/摻雜層
108‧‧‧量子井層
110‧‧‧摻雜半導體層/p摻雜層
112‧‧‧導電觸點層/底部導電觸點
113‧‧‧導電軌跡
116‧‧‧台面溝槽/溝槽
118‧‧‧侷限溝槽/溝槽
120‧‧‧台面結構
164‧‧‧周圍底部表面/底部表面
166‧‧‧內部底部表面/底部表面

Claims (23)

  1. 一種LED裝置，其包括：一p-n二極體層，其包括：一頂部表面，一底部表面，其包括一內部底部表面及一周圍底部表面；外部側壁，其等在該頂部表面與該周圍底部表面之間延伸；一量子井層，其位於一n摻雜層及一p摻雜層之間；一侷限溝槽，其自該p-n二極體層之該底部表面延伸通過該量子井層且實體地將該量子井層之一內部部分與相鄰於該等外部側壁之該量子井層之一周圍部分隔離，且該侷限溝槽實體地將該p-n二極體層之該內部底部表面與相鄰於該等外部側壁之該p-n二極體層之該周圍底部表面隔離；及一底部導電觸點，其與該p-n二極體層之該內部底部表面電接觸，其中該底部導電觸點不與該p-n二極體層之該周圍底部表面電接觸。
  2. 如請求項1之LED裝置，其進一步包括一鏡面層，其沿該內部底部表面及沿該侷限溝槽內之侷限溝槽側壁跨越。
  3. 如請求項2之LED裝置，其中該鏡面層不沿該p-n二極體層之該等外部側壁跨越。
  4. 如請求項2之LED裝置，其進一步包括該鏡面層與該等侷限溝槽側壁之間的一鈍化層。
  5. 如請求項4之LED裝置，其中該鈍化層沿該p-n二極體層之該等外部側壁跨越。
  6. 如請求項4之LED裝置，其進一步包括該p-n二極體層之該內部底 部表面上之該鈍化層中之一開口。
  7. 如請求項6之LED裝置，其中該鏡面層形成於該p-n二極體層之該內部底部表面上之該鈍化層之該開口內。
  8. 如請求項1之LED裝置，其中該p-n二極體層之該頂部表面之一頂部表面區域大於由該侷限溝槽包圍之該p-n二極體層之該內部底部表面之一表面區域。
  9. 如請求項8之LED裝置，其中該LED裝置由一支柱支撐，且該支柱之一頂部表面之一表面區域小於由該侷限溝槽包圍之該p-n二極體層之該內部底部表面之該表面區域。
  10. 如請求項1之LED裝置，其中該LED裝置併入於一可攜式電子裝置之一顯示區域內。
  11. 一種用於形成一LED裝置陣列之方法，其包括：圖案化一p-n二極體層以形成由一陣列之台面溝槽分離之一陣列之台面結構及該陣列之台面結構內之一對應陣列之侷限溝槽，其中該等侷限溝槽延伸通過該等台面結構之各者中之一量子井層且實體地將各台面結構中之該p-n二極體層之一內部底部表面與該p-n二極體層之一周圍底部表面隔離；形成與該陣列之內部底部表面電接觸之一陣列之底部導電觸點，其中各台面結構之該底部導電觸點不與該對應周圍底部表面電接觸；接合該經圖案化p-n二極體層至一載體基板；且自該經圖案化p-n二極體層移除一處置基板。
  12. 如請求項11之方法，其進一步包括：在圖案化該p-n二極體層以形成該陣列之台面結構之前及在形成一陣列之底部導電觸點之前沈積一導電觸點層於該p-n二極體層上。
  13. 如請求項11之方法，其進一步包括：在該陣列之台面結構上及在 該陣列之侷限溝槽內形成一經圖案化鏡面層。
  14. 如請求項13之方法，其中形成該經圖案化鏡面層包括一光阻劑提升技術。
  15. 如請求項11之方法，其進一步包括：沈積一犧牲釋放層於該陣列之台面結構上方，及圖案化該犧牲釋放層以形成該p-n二極體層之一陣列之該等內部底部表面上方之該犧牲釋放層中之一陣列之開口。
  16. 如請求項15之方法，其進一步包括：使用一接合材料將包含該犧牲釋放層之該處置基板接合至一載體基板，使得該接合材料位於該犧牲釋放層中之該陣列之開口內。
  17. 如請求項12之方法，其進一步包括：沈積一鈍化層於該導電觸點層上及於該陣列之台面結構內及於該陣列之侷限溝槽內。
  18. 如請求項11之方法，其進一步包括：在圖案化該p-n二極體層以形成該陣列之台面溝槽及該對應陣列之侷限溝槽後，退火以形成該陣列之底部導電觸點與該陣列之台面結構之間的歐姆接觸。
  19. 如請求項17之方法，其進一步包括：形成一陣列之開口於該鈍化層中；及形成一經圖案化鏡面層於該陣列之台面結構上、於該鈍化層中之該陣列之開口內及於該陣列之侷限溝槽內。
  20. 如請求項17之方法，其中沈積該鈍化層包括原子層沈積。
  21. 一種用於操作一顯示器之方法，其包括：發送一控制信號至一驅動電晶體；及回應於該控制信號，驅動一電流通過包含一受侷限電流注入區域之一LED裝置；其中該LED裝置包括一侷限溝槽，該侷限溝槽延伸通過一量子 井層且實體上將該量子井層之一內部部分與相鄰於該LED裝置之外部側壁之該量子井層之一周圍部分隔離。
  22. 如請求項21之方法，其中該電流係自1nA至400nA。
  23. 如請求項22之方法，其中：該電流係自1nA至30nA，且流動通過該LED裝置之一電流密度係自0.001A/cm2至3A/cm2；或該電流係自200nA至400nA，且流動通過該LED裝置之一電流密度係自0.2A/cm2至4A/cm2；或該電流係自100nA至300nA，且流動通過該LED裝置之一電流密度係自0.01A/cm2至30A/cm2。
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