TW202332085A - 包括量子點顏色轉換材料的發光裝置及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供發光裝置，其包含以腔壁為界之第一光學腔；第一發光二極體，其位於該第一光學腔內及經配置以發射藍色或紫外輻射第一入射光子；第一顏色轉換材料，其位於該第一發光二極體上及經配置以吸收由該發光二極體發射之第一入射光子及產生具有較第一入射光子之峰波長更長峰波長之第一轉換光子；及第一顏色選擇器，其位於該第一顏色轉換材料上及經配置以吸收或反射第一入射光子及傳輸第一轉換光子。

Description

包括量子點顏色轉換材料的發光裝置及其製造方法
本發明係關於發光裝置，及特定言之於光學腔中以顏色轉換材料形成之發光二極體及其製造方法。
發光裝置係用於電子顯示器(諸如膝上型電腦及電視之液晶顯示器之背光)中。發光裝置包括發光二極體(LED)及經配置以發射光之各種其他類型之電子裝置。
針對發光裝置(諸如LED)，發射波長係由LED之活性區域之帶隙連同尺寸依賴性量子侷限效應確定。通常活性區域包含一或多個主體半導體層或量子阱(QW)。針對基於III-氮化物之LED裝置(諸如基於GaN之裝置)，活性區域(例如，主體半導體層或QW阱層)材料可為三元，具有諸如In xGa 1-xN之組成，其中0 ＜ x  ＜ 1。
此等III-氮化物材料之帶隙係依賴於併入活性區域之In之量。更高的銦併入產生更小帶隙及因此更長發射光波長。如本文中所用，術語「波長」係指LED之峰值發射波長。應瞭解，半導體LED之典型發射光譜為以大約峰值波長為中心之波長之窄帶。
一實施例發光裝置包含第一光學腔，其以至少一個第一腔壁為界；第一發光二極體，其位於該第一光學腔內及經配置以發射藍色或紫外輻射第一入射光子；第一顏色轉換材料，其位於該第一發光二極體上及經配置以吸收由該第一發光二極體發射之第一入射光子及產生具有較該等第一入射光子之峰波長更長峰波長之第一轉換光子；及第一顏色選擇器，其位於該第一顏色轉換材料上及經配置以吸收或反射該等第一入射光子及傳輸該等第一轉換光子。
一實施例形成發光裝置陣列之方法包括於矩陣材料中形成第一通孔，沉積該第一通孔中之第一複數個量子點，以形成對應於第一顏色之顏色轉換層之第一部分；於該矩陣材料中形成第二通孔，沉積該第二通孔中之第二複數個量子點，以形成對應於第二顏色之顏色轉換層之第二部分；於該矩陣材料中形成第三通孔，及沉積該第三通孔中之第三複數個量子點，以形成對應於第三顏色之顏色轉換層之第三部分。該第一複數個量子點位於第一發光二極體上，該第二複數個量子點位於第二發光二極體上，及該第三複數個量子點位於第三發光二極體上。
顯示器裝置(諸如直視顯示器)可自有序像素陣列形成。各像素可包含發射各自峰值波長之光之一組子像素。例如，像素可包含紅色子像素、綠色子像素及藍色子像素。各子像素可包含發射特定波長之光之一或多個發光二極體。傳統排列將於各像素內具有紅色、綠色及藍色(RGB)子像素。各像素可藉由背板電路驅動使得色域內之顏色之任何組合可在顯示器上針對各像素顯示。顯示器面板可藉由其中將LED子像素焊接或以其他方式電連接至位於背板上之接合墊之方法形成。該接合墊可藉由背板電路及其他驅動電子器件電驅動。
各種實施例提供經配置以於垂直腔結構中使用光子泵浦量子點自更短波長激發源創建高效紅色、綠色、藍色及/或其他顏色像素化光之發光裝置。具有小於100微米(諸如5至20微米)之長度及寬度之實施例微米級發光二極體(微型LED)可用於顯示器裝置中。此新興技術藉由在顯示器裝置之各像素位置處使用個別LED來提供最終黑色位凖。另外，各像素可經配置以產生單色光。其上可附接個別LED之背板可包括具有薄膜電晶體(TFT)結構、矽CMOS或可經配置以獨立地施加電壓或電流至各LED之其他驅動電路之基板(例如，塑膠、玻璃、半導體等)。例如，背板可包含玻璃或塑膠基板上之TFT，或主體矽基板或矽上絕緣體(SOI)基板上之主體矽電晶體(例如，CMOS構型之電晶體)。雖然以下實施例中描述微型LED，但是應注意，亦可使用其他類型之LED (例如，奈米線或其他奈米結構LED)或具有大於100微米之尺寸(例如，寬度及長度)之大LED代替微型LED或除了微型LED以外。
於一些實施例中，各微型LED之尺寸可小於用於特定顯示器裝置(諸如直視顯示器裝置或另一顯示器裝置)中之像素之節距。例如，300 ppi顯示器可具有約85微米之節距之像素，而針對此顯示器之典型微型LED可具有約20微米之寬度。包含摻雜銦之GaN材料之微型LED (即，發射取決於GaN之銦摻雜之顏色之LED)可隨著LED尺寸減少(例如，尺寸小於10微米)遭受效率及均勻性之劣化，這是由於與GaN晶體結構之銦摻雜相關聯之困難。因此，於其活性區域中利用較高銦含量之發射較長峰值波長之III-氮化物微型LED (例如，紅色LED)可具有不足效率及均勻性，這是由於削減之銦摻雜。
本發明之一些實施例包括耦接有光子泵浦顏色轉換材料之光子發射器，其基於具有未經摻雜之GaN活性區域之LED (例如，具有GaN發光活性層之微型LED)或具有低銦摻雜之InGaN活性區域之LED (例如，具有低銦含量InGaN發光活性層之微型LED)。此等LED可為具有UV輻射或藍光光譜區中之峰值發射波長(例如，370至460 nm，諸如390至420 nm，例如400至410 nm)之紫外(UV)輻射或藍光發射微型LED。如本文中所用，藍光光譜區包含如由人類觀察者感知到的藍色及紫色。
於一個實施例中，該顏色轉換材料可包括量子點。量子點可經配置以吸收由GaN發生器產生之光子及產生各種顏色的光，端視量子點之性質(例如，量子點大小及材料組成)而定。此等結構避免與小GaN結構之銦摻雜相關聯之問題。
於適用於增強實境(AR)顯示器(例如，智慧眼鏡)及其他應用之尺寸方案(即，尺寸小於10微米)中，未經摻雜之GaN或經低銦摻雜之GaN LED活性區域及光子泵浦量子點創建各種顏色之用途可提供具有跨微型LED之陣列之更佳均勻性的顯示器裝置。此等陣列亦可展示較具有基於經相對高銦摻雜之GaN之彩色LED (例如，含有較藍色LED更高量之銦之紅色LED)之系統更高的效率。可達成增加之效率及均勻性，因為量子點可利用高度均勻性的尺寸及材料組成之製造。此等均勻量子點具有對應均勻(即，窄線寬)發射性質。
藉由微型LED發射之光之提取可隨著像素節距及微型LED尺寸減少越來越有挑戰性。所揭示實施例提供改善之藉由量子點產生之光子(例如，沿著特定方向)之光學提取，同時藉由避免光子至吸收表面之損失來維持高效率。所揭示系統亦可防止或減少泵浦光子逃離裝置，從而確保由給定微型LED發射之顏色之純度。此可藉由形成光學腔壁來實現，該等腔壁係反射性，包含光提取材料層，及包含其他光提取結構，諸如微透鏡及/或分佈式布拉格(Bragg)反射器(DBR)。
圖1A為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之中間結構100a的垂直橫截面視圖。中間結構100a可包含在基板104上形成之複數個微型LED 102。如上所述，微型LED 102可包含具有UV輻射或藍光光譜區中之峰值發射波長之微型LED (例如，發射UV或藍光之微型LED，亦稱作UV或藍色LED)。此等LED可包含經配置以發射紫外(UV)光子及/或藍色光譜範圍光子之未經摻雜之GaN活性區域。
於一個實施例中，微型LED 102可具有位於LED頂部且背對著基板104之至少一個電極103。電極103可包括陽極或陰極電極。於一個實施例中，微型LED 102可包括垂直LED，其中第二電極(為了清楚起見，未顯示)位於基板104與微型LED 102底部之間。於另一實施例中，該等微型LED可包括側向LED，其中兩個電極位於LED之同側(例如，在LED之頂側或底側)。
基板104可為具有電路(例如，TFT及/或CMOS電路)的背板，該等電路經配置以經由電極(包含電極103)對微型LED 102供應電壓及電流從而控制藉由微型LED 102之發光。背板可為驅動LED之有源或無源矩陣背板基板。如本文中所用，「背板基板」係指經配置以將多個裝置固定於其上之任何基板。於一個實施例中，該背板可包括包含矽、玻璃、塑膠及/或可對與之附接之裝置提供結構支撐之至少其他材料的基板。於一個實施例中，該背板基板可為無源背板基板，其中包含金屬化線之金屬互連結構(未顯示)存在(例如)於交叉網格中及各LED之專用有源裝置(例如，TFT)不存在。於另一實施例中，該背板基板可為有源背板基板，其包含金屬互連結構作為導電線之交叉網格及在導電線之交叉網格之一或多個交點處另外包含各LED之專用有源裝置(例如，CMOS電晶體或TFT)。
圖1B為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構100b的垂直橫截面視圖。中間結構100b包含在微型LED 102上形成之複數個光學腔106。各光學腔可以腔壁108為界。光學腔106可使用反射材料構造，該材料具有適宜機械性質以形成具有相對薄側壁108之高縱橫比腔(例如，直徑5微米或更小，諸如1至2微米，及高度10微米或更大，諸如20至30微米)。腔壁108可具有小於10微米，諸如0.5至5微米(包含1至2微米)之厚度。腔壁108形成絕緣矩陣。
可選擇矩陣材料以與熱蒸發製程步驟及基於溶劑之流體沉積及蒸發二者相容。一種此矩陣材料為氧化鋁，雖然可使用二氧化矽、二氧化鈦或其他絕緣金屬氧化物材料。通常用於製造微電機(MEMS)裝置之各種材料可用於形成以由電絕緣材料(例如，氧化鋁)製得之腔壁108為界之光學腔106。此等材料具有相對高折射率且適用於形成具有高縱橫比之結構。此矩陣材料之層(圖1B中未顯示)可於位於基板104上之微型LED 102陣列上生長或沉積及可使用諸如蝕刻及其他微機器加工方法之技術以於材料中產生光學腔106。圖2A為具有以腔壁108為界之複數個圓柱形光學腔106之矩陣200a之俯視圖。圖2B為具有以腔壁108為界之複數個六邊形光學腔106之矩陣200b之俯視圖。
於一個實施例中，可施加電壓至微型LED 102之陽極或陰極電極103從而形成蝕刻偏差的一側。例如，若矩陣200a或200b (即，腔壁108)包含氧化鋁，則多孔氧化鋁可藉由陽極氧化形成。於此實施例中，鋁金屬層可在微型LED 102上沉積，及然後電化學陽極化以形成具有以陽極氧化鋁壁108為界之光學腔(即，孔) 106之多孔陽極氧化鋁矩陣。將含有鋁層之基板104放入酸電解質(例如，草酸、鉻酸、硫酸及/或磷酸)中，及施加電壓至微型LED 102之電極103及/或外部電極以形成含有以氧化鋁腔壁108為界之光學腔(即，孔) 106之多孔陽極氧化鋁矩陣。光學腔106可於陽極氧化鋁矩陣中以六邊形陣列排列。
圖1C為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構100c的垂直橫截面視圖。中間結構100c可包含於微型LED 102之陣列上之光學腔106中形成之光提取材料層110及顏色轉換材料(112a、112b、112c、112d)。光提取材料層110可具有低於形成腔壁108之材料之折射率的折射率。例如，光提取材料層110可針對氧化鋁腔壁108具有小於1.7，諸如1.3至1.5之折射率。光提取材料層110之較低折射率可引起泵浦光子(即，由微型LED 102產生之光子)自腔壁108反射而非由腔壁108吸收或穿過腔壁108傳輸。此反射防止光子損失，從而用於增加裝置之量子效率。
各種聚合物材料可用作光提取材料層110。一種此聚合物為Jet-144 (即，噴墨相容聚合物)，其具有1.44之折射率且其可使用噴墨系統沉積至光學腔106中。腔壁108之厚度經配置為儘可能厚以增加不自腔壁108反射之光子被吸收(熄滅)之可能性，使得其不穿透至相鄰腔。
光提取材料層110可使用各種技術(包括噴墨、真空、壓力及/或重力沉積)來沉積。於沉積後，聚合物可(例如)藉由暴露於紫外(UV)輻射來交聯。於其他實施例中，溶解聚合物之溶劑可藉由蒸發抽出，留下殘留交聯聚合物作為各腔中之光提取材料層110。於各種實施例中，光提取材料層110可以各種厚度形成及可含有或可不含有另外光散射材料，諸如TiO 2或SiO 2奈米或微米珠。光提取材料層110部分填充光學腔106使得空腔空間仍在各腔中之光提取材料層110之頂部上。
然後顏色轉換材料(112a、112b、112c、112d)可於光學腔106 (例如，參見圖1B)中在光提取材料層110 (例如，參見圖1C)上形成。顏色轉換材料(112a、112b、112c、112d)可包含對應於各種不同顏色之量子點。於此實例中，顏色轉換材料(112a、112b、112c、112d)可包含複數個第一量子點112a，複數個第二量子點112b，及複數個第三量子點112c，及複數個第四量子點112d，其經配置以將UV泵浦光子轉換成具有相應第一顏色、第二顏色、第三顏色及第四顏色之光子。第二顏色及第三顏色可包含綠色光譜範圍內之不同峰值波長。或者，可使用僅三種量子點顏色。量子點可包含化合物半導體材料，諸如第III-V族半導體材料(例如，磷化銦，如美國專利第9,884,763 B1號中所述，其全文係以引用的方式併入本文中)、第II-VI族半導體材料(例如，ZnSe、ZnS、ZnTe、CdS、CdSe等，核-殼量子點，如美國專利申請公開案US 2017/0250322 A1中所述，其全文係以引用的方式併入本文中)及/或第I-III-VI族半導體材料(例如，AgInGaS/AgGaS核-殼量子點，如美國專利第10,927,294 B2號中所述，其全文係以引用的方式併入本文中)之1至10 nm，諸如2至8 nm奈米晶體。量子點可發射不同顏色光(例如，紅色、綠色或藍色)，取決於其直徑。較大點發射較長波長光，而較小點發射較短波長光。量子點可懸浮於具有與光提取材料110之折射率不同(例如，更高)的折射率之材料(例如，聚合物，諸如聚醯亞胺)中。例如，聚醯亞胺材料可為1.6至1.75，諸如約1.7之折射率。
如下更詳細所述(例如，參考圖3A至4P)，對應於各種顏色之量子點可於各自腔中選擇性沉積。例如，如下參考圖3A至3L所述，第一腔可藉由蝕刻矩陣材料中之第一通孔來形成。然後可將對應於第一顏色之第一量子點引入第一腔中及然後可在第一量子點上形成保護材料層。然後可重複該製程以形成第二腔、第三腔等，及各自引入第二量子點、第三量子點等至各自腔中。
於其他實施例(例如，參見圖4A至4P)中，可在除了複數個第一腔以外之所有腔上沉積光阻。然後可將經配置以產生第一顏色(例如，紅色)之第一量子點層沉積至對應於具有第一顏色之子像素之複數個第一腔中。然後可將其中懸浮第一量子點之聚合物藉由蒸發或藉由暴露於UV光來交聯。然後可針對其他光學腔重複該製程以各自沉積經配置以產生其他顏色光(例如，綠色及藍色)之量子點。
可在顏色轉換材料上形成光學有機平面化層。顏色轉換材料及光學有機平面化層可部分填充光學腔106。
圖1D為根據各種實施例之發光裝置陣列100d的垂直橫截面視圖。如所示，陣列100d可包含於光學腔106中及/或在其上形成之顏色選擇器114。顏色選擇器114可包括濾色器陣列及/或分佈式布拉格反射器。於一個實施例中，顏色選擇器114可於光學腔中形成及可延伸至腔壁108之頂部使得光學腔106經以上材料完全填充。
顏色轉換材料(112a、112b、112c、112d)可經配置以吸收泵浦光子118及將其轉換成經發射之轉換光子(例如，可見光，諸如紅光、綠光或藍光) 120。於一些實施例中，顏色轉換材料(112a、112b、112c、112d)可不足夠厚及/或緻密以將所有泵浦光子118完全轉換成轉換光子120。因此，在顏色轉換材料(112a、112b、112c、112d)上形成之顏色選擇器114吸收及/或反射未由顏色轉換材料(112a、112b、112c、112d)轉換之泵浦光子118之所有或一部分，而不吸收及/或反射由顏色轉換材料發射之轉換光子120。
微型LED 102各者可經配置以發射具有常見波長或目標波長之範圍內之泵浦光子118。例如，GaN基微型LED 102可發射具有400至410 nm，諸如約405 nm (即，於電磁波譜之藍色或近UV部分)之波長之泵浦光子118。微型LED 102可展示高度均勻性且可展示高效率。然而，此等微型LED 102之波長之稍微變化可不容易對眼可見。另外，泵浦光子118透過顏色轉換材料(112a、112b、112c、112d)之任何洩露可引起轉換光子120之顏色純度之最小劣化。
於一個實施例中，顏色選擇器114包括濾色器陣列，該濾色器陣列包含包埋於有機聚合物中之有機染料。該染料可經配置以吸收泵浦光子118之UV輻射，但是不吸收轉換光子之藍光、綠光或紅光。視情況，可在彩色子像素(例如，紅色、綠色及藍色子像素)各者上應用不同染料。例如，可將經配置以主要傳輸紅光之第一染料濾波器材料應用於紅色子像素，可將經配置以主要傳輸綠光之第二染料濾波器材料應用於綠色子像素，及可將經配置以主要傳輸藍光之第三染料濾波器材料應用於藍色子像素。濾色器可使用另外光微影製程形成。於各種實施例中，然後可將薄膜封裝(TFE)層或層堆疊施加在濾色器材料上以提供保護免於空氣或濕氣進入顏色轉換材料之量子點層。於一個實施例中，該TFE可包括由聚合物層分開之兩個氮化矽層之三層堆疊。
於替代實施例中，顏色選擇器114包括在顏色轉換材料(112a、112b、112c、112d)上形成之分佈式布拉格反射器(DBR)。該DBR可經配置以反射透過顏色轉換材料作為反射光子122 (例如，UV或深藍色光子)傳輸回至腔106之泵浦光子118及允許轉換光子120自腔106傳輸。該DBR可作為具有不同折射率之材料之交替多層堆疊(未顯示)形成。例如，該DBR可作為在TiO 2(n=2.5)與SiO 2(n=1.5)之間交替之N個層堆疊形成，其中N為2或更大。於其他實施例中，具有各自折射率之各種其他材料可用於構造DBR。
其中DBR包含TiO 2及SiO 2(其中N = 2)之實施例可具有在405 nm之中心波長處之164 nm之帶寬及84%之最大反射率R。其中DBR堆疊包含更多層(即，N ＞ 2)之實施例可具有增加之反射率。因而，可減少UV泵浦光子118穿過DBR之可能性。自DBR反射回至腔106之UV反射光子122可透過顏色轉換材料(112a、112b、112c、112d)循環及從而可具有增加的亦被轉換成具有目標波長(例如，綠色、藍色或紅色)之轉換光子120之可能性。以此方式，最初未由顏色轉換材料(112a、112b、112c、112d)吸收之任何UV反射光子122最終可被吸收及轉換成具有目標發射波長之轉換光子120。此製程(其有時稱作「光子再循環」)可增加裝置之量子效率。
若微型LED 102包含發射較短波長藍光之LED，則DRB 114可阻斷微型LED 102之較短波長藍光(即，泵浦光子118)，但是傳輸自顏色轉換材料之藍色量子點發射之較長波長轉換光子120。或者，可在發射藍光子像素上省略DBR 114。
該DBR可藉由在所有子像素上的多層堆疊(未顯示)之沉積(例如，藉由蒸發)來形成。因而，該DBR可提供另外保護免於濕氣及氧氣進入量子點層。N之較高值可進一步增加DBR反射率且保護免於濕氣及氧氣，從而導致改善之總體系統性能及持久性。
於各種另外實施例中，其他材料可用於裝置之各種組件。例如，該DBR可包含寬範圍之材料，各具有各自折射率，例如，氮化物(TiN、AlN、TiN等)、多晶矽等。一些實施例可包含多量子點層、多個DBR結構等。於一些實施例中可省略上述光提取材料層110或可使用多個光提取材料層110。藉由使用更有效DBR 114，可減少顏色轉換材料(112a、112b、112c、112d)之層厚度及密度。於另外實施例中，光學腔106可以各種方式形成。例如，光學腔106可於單獨矩陣層中形成，然後可於形成光學腔106後將該矩陣層附接至微型LED 102之陣列，如下更詳細描述。另外實施例亦可包含光準直元件以減輕性能劣化，該性能劣化原本由於側向光子傳播可發生。
圖1E為根據各種實施例之發光裝置之另一陣列100e的垂直橫截面視圖。如所示，發光裝置陣列100e包含在光學腔106上形成之微透鏡124。各微透鏡124可幫助提高自各微型LED結構之光提取及從而可提高陣列100e之效率。一般而言，由微型LED發射之光之提取可隨著像素節距及微型LED尺寸減少越來越具有挑戰性。就此而言，可選擇足夠厚顏色轉換材料(112a、112b、112c、112d)以將所有泵浦光子118轉換成各具有特定顏色之轉換光子120。顏色轉換材料(112a、112b、112c、112d)之厚度與子像素之側面尺寸相比可係極大。於此結構中，光子可自微型LED子像素擴散移動而非發射出去。此擴散移動光子可擴散至相鄰子像素，從而潛在引起光學串擾。
所揭示實施例提供改善的由量子點產生之光子(例如，沿著特定方向)之光學提取，同時藉由避免光子至吸收表面之損失來維持高效率。如上所述，此可藉由形成包含腔壁108之矩陣結構來實現，該等腔壁108係反射性，包含光提取材料層110，及/或包含顏色選擇器114，諸如DBR。
量子點用作微型LED顯示器之顏色轉換材料(112a、112b、112c、112d)可包括緻密量子點層以極小特徵尺寸之沉積及圖案化。為達成泵浦光子118 (例如，參見圖1D及圖1E)於量子點層中之足夠吸收，可使用具有大於1:1之縱橫比之子像素。此等子像素亦可由自不透明矩陣材料形成之腔壁108分開以防止顯示器中之顏色串擾(即，來自一個微型LED之光子傳播至相鄰子像素)。
用作顏色轉換材料(112a、112b、112c、112d)之量子點之高濃度可存在用於製造高解析度結構之另外挑戰。因為量子點強烈吸收UV光，所以可削減一般用於光阻中之光引發劑或光酸產生劑之活性。因此，量子點之存在可需要修改習知製造材料及方法。因而，當使用高負荷量子點時，高且薄的結構之圖案化可更困難。所揭示實施例藉由形成腔，如於矩陣材料中蝕刻之通孔來解決此問題，如下參考圖3A至4P更詳細描述。
各種實施例包括矩陣，諸如矩陣200a或200b，其可允許自各子像素之更佳光提取且可減輕光子顏色串擾。使用矩陣作為範本及依序打開對應於不同顏色子像素之通孔允許量子點墨水之沉積及固化而不依賴於高解析度光可圖案化樹脂調配物。下述各種實施例包括打開對應於矩陣層中之一種顏色之通孔，用量子點墨水填充，固化及封裝，然後用第二顏色、第三顏色等重複相同製程。
圖3A至3L為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之中間結構的垂直橫截面視圖。如圖3A中所示，連續矩陣層304L可沉積在撐體302上。於一個實施例中，連續矩陣層304L可具有約10至30微米之厚度。矩陣層304L可包含絕緣材料(諸如二氧化矽、氧化鋁、二氧化鈦等)以形成以上關於圖1B所述之光學腔壁108。或者，矩陣層304L可包含金屬，諸如鋁，然後將其陽極化以形成陽極氧化鋁。於另一替代實施例中，矩陣層304L可為未轉化成金屬氧化物之反射金屬，諸如鋁。於此替代實施例中，矩陣層304L以避免相鄰微型LED 102之對應電極彼此電短路之方式在微型LED 102上形成。
撐體302可包括如上關於圖1A所述之支撐微型LED 102之背板104。於替代實施例中，撐體302可包括隨後附接在支撐微型LED 102之背板104上之单独基板，諸如透明玻璃或聚合物基板。
如圖3B中所示，經圖案化遮罩材料306可在連續矩陣層304L上形成。於一個實施例中，經圖案化遮罩材料306可為光阻及可使用光微影技術圖案化。
可將連續矩陣層304L (例如，參見圖3A)蝕刻以形成包含第一通孔308a之經蝕刻之矩陣層304。於示例性實施例中，可使用BCl 3乾蝕刻製程將連續鋁矩陣層304L蝕刻。第一通孔308a可對應於第一複數個子像素之光學腔106。例如，第一複數個子像素可對應於第一顏色(例如，紅色、綠色或藍色)。於蝕刻後，可移除經圖案化遮罩材料306。
如圖3C中所示，可移除經圖案化遮罩材料306 (例如，參見圖3B)及經超疏水(即，不黏)塗層310替代。塗層310可包括氟化矽烷塗層，諸如利用氟烷基矽烷基團官能化之無機奈米粒子(例如，二氧化矽奈米粒子)。然後可將具有複數個第一量子點112a之量子點墨水藉由旋塗、刮刀塗佈(doctor-blading)、噴墨印刷或其他方法沉積以填充第一通孔308a，如圖3D中所示。氟化塗層310可確保大多數量子點不黏至結構之上表面。然後可將量子點墨水藉由UV輻射或藉由加熱固化。然後可將氟化塗層310及過量量子點洗掉，如圖3E中所示。
然後可在第一量子點112a上形成保護層314，如圖3F中所示。例如，保護層314可為氧化鋁層，其可藉由原子層沉積(ALD)沉積。於示例性實施例中，保護層314可具有3至10 nm，諸如約5 nm之厚度。其他實施例可包括保護層314之其他厚度、其他材料及其他沉積方法。
然後可重複上述製程(例如，參見圖3A至3F)以沉積及固化其他顏色之量子點墨水。例如，可在圖3F之中間結構上形成經圖案化遮罩材料306及可進行蝕刻製程以形成透過保護層314之第二通孔308b，如圖3G中所示。可移除經圖案化遮罩材料306及經上述超疏水(即，不黏)氟化塗層310替代，如圖3H中所示。然後可將具有複數個第二量子點112b (即，來自點112a之不同顏色點)之量子點墨水藉由旋塗、刮刀塗佈、噴墨印刷或其他方法沉積以填充第二通孔308b，如圖3I中所示。然後可將經氟化塗層310及過量量子點洗掉，如圖3J中所示。然後可在第二量子點112b上形成具有第一部分314a及第二部分314b之第二保護層，如圖3K中所示。第一部分314a可在現有第一保護層314上形成，而第二部分314b可在利用第二量子點112b填充之第二通孔308b上形成。
相似地，可繼續該製程以形成第三通孔308c，如圖3L中所示。可將第三通孔308c用包含第三量子點112c (圖中未顯示)之第三量子點墨水填充。於各種實施例中，可繼續該製程以形成可利用對應於另外各自顏色之量子點填充之另外通孔。
若撐體302包含透明基板，則然後可將支撐含有量子點之完成矩陣之撐體302附接在支撐微型LED 102之背板104上。若撐體302包含支撐微型LED 102之背板104，則經蝕刻之矩陣層304包含圍繞利用量子點(112a、112b等)填充之光學腔106之腔壁108。
圖4A至4P為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另外中間結構的垂直橫截面視圖。圖4A至4P之製程包括提供在撐體上之矩陣層，沉積平面正型光阻層，及選擇性暴露及移除此光阻用於依序打開通孔。圖4A至4P之製程依賴於光阻之移除以形成光學腔。因而，於某些實施例中，第二製程流程(即，以下參考圖4A至4P所述)可係更多功能、更便宜且更安全。
如圖4A中所示，第一中間結構可包含在上述撐體302上形成之連續矩陣層108L。矩陣層108L可包含絕緣層，諸如氧化鋁、二氧化矽、二氧化鈦等，或導電層，諸如金屬層，例如鋁。經圖案化光阻406可在連續矩陣層108L上形成。就此而言，光阻之包覆層(未顯示)可在連續矩陣層108L上形成及可使用光微影技術圖案化以形成經圖案化光阻406。
如圖4B中所示，使用經圖案化光阻406作為遮罩層，可將連續矩陣層108L蝕刻以形成通孔或以腔壁108為界之腔(例如，光學腔) 106，如圖4B中所示。然後可藉由灰化或藉由用溶劑溶解來移除經圖案化光阻406。
於替代實施例中，並非蝕刻連續矩陣層108L，而是腔壁108可藉由陽極氧化形成。如上所述，若連續矩陣層108L包含鋁，則可如上所述將其於酸中陽極化以形成含有圍繞光學腔(即，孔) 106之腔壁108之多孔陽極氧化鋁層。
如圖4C中所示，然後可將具有第一光阻部分408a、第二光阻部分408b及第三光阻部分408c之正型光阻在圖4B之中間結構上沉積至光學腔106中。各光阻部分填充各自光學腔106。
如圖4D中所示，可使用視情況可選的經圖案化遮罩410與UV輻射源(例如，發射UV之燈) 412以選擇性暴露透過遮罩410之正型光阻之第一光阻部分408a至UV輻射414。正型光阻之第一光阻部分408a之暴露使得第一光阻部分408a於光阻顯影劑中可溶，該顯影劑可用於移除正型光阻之第一光阻部分408a。未將第二光阻部分及第三光阻部分暴露於UV輻射。
或者，若撐體302包含支撐發射UV輻射之微型LED 102之背板104，則可將位於第一光阻部分408a下之微型LED 102激活以利用來自底部之UV輻射照射第一光阻部分408a以致使該部分408a於顯影劑中可溶。於此替代實施例中，可省略遮罩410及輻射源412。未將位於第二光阻部分及第三光阻部分408b、408c下之微型LED 102激活。
如圖4E中所述，第一通孔416a可藉由將結構浸漬於光阻顯影劑浴中或將正型光阻用顯影劑溶液噴霧來移除第一光阻部分408a而不移除其他光阻部分408b、408c而產生。
如圖4F中所示，然後可將第一量子點墨水418a引入第一通孔416a中。第一通孔416a從而可利用第一量子點112a之均勻層填充。然後可將其中懸浮第一量子點112a之聚合物熱固化或藉由暴露於UV輻射固化。例如，圖4G說明第一量子點112a使用經圖案化遮罩410及UV輻射源412選擇性暴露於UV輻射。或者，可將在第一量子點112a下面之發射UV之微型LED 102激活以利用UV輻射照射第一量子點112a。
然後可重複圖4C至4G中所示之上述製程以於第二光學腔106中形成第二量子點112b。就此而言，可將圖4C中所示之正型光阻之第二光阻部分408b暴露於來自UV輻射源412或微型LED 102之UV輻射，如圖4H中所示。然後可利用光阻顯影劑移除正型光阻之第二光阻部分408b從而產生第二通孔416b，如圖4I中所示。然後可將第二量子點墨水418b引入第二通孔416b中從而形成第二量子點112b之均勻層，如圖4J中所示。然後可將第二量子點112b之均勻層藉由暴露於來自UV輻射源412或微型LED 102之UV輻射來固化，如圖4K中所示。
然後可重複圖4C至4G中所示之上述製程以於第三光學腔106中形成第三量子點112c。就此而言，可將正型光阻之第三光阻部分408c暴露於來自UV輻射源412或微型LED 102之UV輻射，如圖4L中所示。然後可利用光阻顯影劑移除正型光阻之第三光阻部分408c從而產生第三通孔416c，如圖4M中所示。然後可將第三量子點墨水418c引入第三通孔416c中從而形成第三量子點112c之均勻層，如圖4N中所示。然後可將第三量子點112c之均勻層熱固化或藉由暴露於來自UV輻射源412或微型LED 102之UV輻射來固化，如圖4O中所示。
最後，然後可在第一量子點112a之均勻層、第二量子點112b之均勻層、第三量子點112c之均勻層及腔壁108上形成保護層314，如圖4P中所示。如上所述，保護層314可為藉由ALD沉積之氧化鋁層。其他材料及沉積製程可用於沉積保護層314及/或顏色選擇器114 (例如，DBR)，如上所述。
於上述實施例中，發光裝置陣列中之子像素之形狀可由腔/通孔之幾何形狀定義。因而，對量子點墨水(418a、418b、418c)之可圖案化要求可較對不依賴於矩陣範本之實施例之要求明顯不嚴格。於一些實施例中，可UV固化量子點墨水可用於侷限量子點至標靶子像素。於其他實施例中，亦可使用可熱固化墨水。可UV固化或可熱固化量子點墨水之使用會增強可用於形成(基於量子點之)顏色轉換材料(112a、112b、112c、112d)之化學品的選擇。
各種實施例可包含溶劑基或不含溶劑之量子點墨水。於各子像素中之量子點墨水之熱固化之使用允許省略用於墨水調配物之可光固化丙烯酸酯/環氧化物。於另外實施例中，量子點墨水可使用無機配位體及矩陣材料(例如，金屬硫族化合物及金屬氧化物)形成，其可提供替代效益，諸如高溫穩定性。
圖5A至5G為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另外中間結構的垂直橫截面視圖。如圖5A中所示，可在基板104上形成複數個微型LED 102。基板104可為具有經配置以供應電壓至微型LED 102從而控制藉由微型LED 102之發光之電路(例如，CMOS或TFT電路)的背板。如上所述，微型LED 102可包含發射藍色或UV之LED。圖5A之中間結構可包含自透明導電氧化物(例如，氧化銦錫)形成之複數個微型LED 102之共陰極502及電連接至各自背板電路(為了清楚起見，未顯示)之各微型LED 102之單獨陽極503。因此，複數個微型LED 102在其陰極(例如，n-型)側短路，但是藉由其陽極(例如，p-型)側之背板電路單獨激活。亦將共陰極502連接至微型LED 102區域外之背板電路。
於一個實施例中，微型LED 102可包含具有位於LED之相對兩側之陰極及陽極電極(502、503)之垂直LED。於一個實施例中，微型LED 102可具有倒錐形。換言之，微型LED 102可在面向陽極503及背板104之底側較在面向共陰極502之頂側更寬。
如圖5B中所示，第一顏色轉換材料(例如，第一顏色量子點) 504a可在第一複數個微型LED 102上形成。第一顏色轉換材料504a可藉由噴墨製程形成，該製程可用於將僅第一量子點墨水直接印刷在第一顏色子像素中之各自微型LED 102上之共陰極502的第一部分上。或者，連續量子點層可在共陰極上直接沉積，接著光微影及圖案化以在第一顏色子像素中之各自微型LED 102上留下僅第一顏色量子點504a。
如圖5C中所示，第二顏色轉換材料504b可在第二複數個微型LED 102上形成。第二顏色轉換材料504b可藉由可用於將第二量子點墨水直接印刷在各自微型LED 102上之共陰極502之第二部分上的噴墨製程或藉由沉積連續量子點層，接著光微影圖案化來形成。可在發射藍色之微型LED 102上省略顏色轉換材料。或者，可在發射UV之微型LED 102上形成藍色轉換材料。最後，可在第一顏色轉換材料504a及第二顏色轉換材料504b上形成各自顏色選擇器114。例如，顏色選擇器114可為DBR，如上所述。若所需，則可在顏色選擇器114上形成封裝層(諸如氧化鋁層)。
或者，圖5B及圖5C之中間結構可使用與以上參考圖4A至4P所述彼等相似的製程形成。就此而言，經圖案化光阻(未顯示)可在共陰極502上形成且可用作沉積第一顏色轉換材料504a之遮罩材料。就此而言，該遮罩材料可包含對應於其上待沉積第一顏色轉換材料504a之地方之開口。於已沉積及固化第一顏色轉換材料504a後，可將光阻圖案化以形成對應於其上待沉積第二顏色轉換材料504b之地方之開口等。
於另外實施例中，圖5D及圖5E之中間結構可藉由在圖5A之結構之共陰極502上形成蝕刻停止層508來形成。然後可將第一顏色轉換材料504a及第二顏色轉換材料504b沉積，如圖5D及圖5E中所示。蝕刻停止層508可包含氧化矽或其他相似蝕刻停止材料。蝕刻停止層508之存在可保護在蝕刻光阻之製程期間形成共陰極502之透明導電氧化物。
形成圖5F及圖5G之另外替代中間結構之製程可與用於自圖5A之中間結構形成圖5D及圖5E之中間結構之製程相似。就此而言，圖5F及圖5G之中間結構各者可包含在圖5A之共陰極502上形成之圖5D及圖5E之蝕刻停止層508。圖5F及圖5G之中間結構可另外包含以腔壁108為界之光學腔106。若微型LED 102包含藍色LED，則藍色子像素上之光學腔106可保持未填充。因而，圖5F及圖5G之中間結構可與圖1B至圖1E、圖3L及圖4B至圖4P之實施例相似。
提供所揭示實施例之先前描述以使一般技術者能製備或使用所揭示實施例。此等實施例之各種修改將對一般技術者顯而易見，及本文中所定義之一般原理可在不背離本發明之精神或範圍下應用於其他實施例。因此，本發明不意欲受限於本文中所示之實施例，但是符合與下列申請專利範圍及本文中所揭示之原理及新穎特徵一致之最寬範圍。
100a:中間結構 100b:中間結構 100c:中間結構 100d:發光裝置陣列 100e:發光裝置陣列 102:微型LED 103:電極 104:基板 106:光學腔 108:腔壁 108L:連續矩陣層 110:光提取材料層 112a:顏色轉換材料/第一量子點 112b:顏色轉換材料/第二量子點 112c:顏色轉換材料/第三量子點 112d:顏色轉換材料/第四量子點 114:顏色選擇器 118:泵浦光子 120:轉換光子 122:反射光子 124:微透鏡 200a:矩陣 200b:矩陣 302:撐體 304:經蝕刻之矩陣層 304L:連續矩陣層 306:經圖案化遮罩材料 308a:第一通孔 308b:第二通孔 308c:第三通孔 310:氟化塗層 314:保護層 314a:第一部分 314b:第二部分 406:經圖案化光阻 408a:第一光阻部分 408b:第二光阻部分 408c:第三光阻部分 410:經圖案化遮罩 412:UV輻射源 414:UV輻射 416a:第一通孔 416b:第二通孔 416c:第三通孔 418a:第一量子點墨水 418b:第二量子點墨水 418c:第三量子點墨水 502:共陰極 503:陽極 504a:第一顏色轉換材料/第一顏色量子點 504b:第二顏色轉換材料 508:蝕刻停止層
圖1A為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之中間結構的垂直橫截面視圖。
圖1B為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構的垂直橫截面視圖。
圖1C為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構的垂直橫截面視圖。
圖1D為根據各種實施例之發光裝置陣列之垂直橫截面視圖。
圖1E為根據各種實施例之另一發光裝置陣列之垂直橫截面視圖。
圖2A為根據各種實施例之具有其中形成之複數個通孔之第一圖案化矩陣的俯視圖。
圖2B為根據各種實施例之具有其中形成之複數個通孔之第二圖案化矩陣的俯視圖。
圖3A為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之中間結構的垂直橫截面視圖。
圖3B為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構的垂直橫截面視圖。
圖3C為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構的垂直橫截面視圖。
圖3D為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構的垂直橫截面視圖。
圖3E為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構的垂直橫截面視圖。
圖3F為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構的垂直橫截面視圖。
圖3G為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構的垂直橫截面視圖。
圖3H為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構的垂直橫截面視圖。
圖3I為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構的垂直橫截面視圖。
圖3J為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構的垂直橫截面視圖。
圖3K為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構的垂直橫截面視圖。
圖3L為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構的垂直橫截面視圖。
圖4A為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之中間結構的垂直橫截面視圖。
圖4B為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構的垂直橫截面視圖。
圖4C為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構的垂直橫截面視圖。
圖4D為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構的垂直橫截面視圖。
圖4E為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構的垂直橫截面視圖。
圖4F為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構的垂直橫截面視圖。
圖4G為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構的垂直橫截面視圖。
圖4H為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構的垂直橫截面視圖。
圖4I為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構的垂直橫截面視圖。
圖4J為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構的垂直橫截面視圖。
圖4K為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構的垂直橫截面視圖。
圖4L為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構的垂直橫截面視圖。
圖4M為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構的垂直橫截面視圖。
圖4N為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構的垂直橫截面視圖。
圖4O為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構的垂直橫截面視圖。
圖4P為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構的垂直橫截面視圖。
圖5A為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之中間結構的垂直橫截面視圖。
圖5B為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構的垂直橫截面視圖。
圖5C為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構的垂直橫截面視圖。
圖5D為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構的垂直橫截面視圖。
圖5E為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構的垂直橫截面視圖。
圖5F為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構的垂直橫截面視圖。
圖5G為可用於形成根據各種實施例之發光裝置陣列之另一中間結構的垂直橫截面視圖。
100d:發光裝置陣列
102:微型LED
104:基板
110:光提取材料層
112a:顏色轉換材料
114:顏色選擇器
118:泵浦光子
120:轉換光子
122:反射光子

Claims (20)

  1. 一種發光裝置，其包含： 第一光學腔，其以至少一個第一腔壁為界； 第一發光二極體，其位於該第一光學腔內及經配置以發射藍色或紫外輻射第一入射光子； 第一顏色轉換材料，其位於該第一發光二極體上及經配置以吸收由該第一發光二極體發射之第一入射光子及產生具有較該等第一入射光子之峰波長更長峰波長之第一轉換光子；及 第一顏色選擇器，其位於該第一顏色轉換材料上及經配置以吸收或反射該等第一入射光子及傳輸該等第一轉換光子。
  2. 如請求項1之發光裝置，其中該第一發光二極體(LED)包含具有小於100微米之長度及寬度且含有未經摻雜之GaN或InGaN發光層的微型LED。
  3. 如請求項1之發光裝置，其中該第一顏色轉換材料包含量子點之層。
  4. 如請求項3之發光裝置，其中該量子點之層經配置以吸收該等第一入射光子及發射具有紅色、綠色或藍色之該等第一轉換光子。
  5. 如請求項1之發光裝置，其中該第一顏色選擇器包括包含包埋於有機聚合物內之有機染料之濾色器。
  6. 如請求項1之發光裝置，其中該第一顏色選擇器包括分佈式布拉格(Bragg)反射器。
  7. 如請求項1之發光裝置，其中該至少一個第一腔壁包含絕緣金屬氧化物材料。
  8. 如請求項1之發光裝置，其進一步包含光提取材料，其位於該第一發光二極體與該第一顏色轉換材料之間之該第一光學腔內，其中該光提取材料具有小於該至少一個第一腔壁之第二折射率之第一折射率。
  9. 如請求項1之發光裝置，其進一步包含： 第二光學腔，其以至少一個第二腔壁為界； 第二發光二極體，其位於該第二光學腔內及經配置以發射藍色或紫外輻射第二入射光子； 第二顏色轉換材料，其位於該第二發光二極體上及經配置以吸收由該發光二極體發射之第二入射光子及產生具有較該等第二入射光子之峰波長及該等第一轉換光子之峰波長更長峰波長之第二轉換光子； 第二顏色選擇器，其位於該第二顏色轉換材料上及經配置以吸收或反射該等第二入射光子及傳輸該等第二轉換光子； 第三光學腔，其以至少一個第三腔壁為界； 第三發光二極體，其位於該第三光學腔內及經配置以發射藍色或紫外輻射第三入射光子； 第三顏色轉換材料，其位於該第三發光二極體上及經配置以吸收由該發光二極體發射之第三入射光子及產生具有較該等第三入射光子之峰波長、該等第一轉換光子之峰波長及該等第二轉換光子之峰波長更長峰波長之第三轉換光子；及 第三顏色選擇器，其位於該第三顏色轉換材料上及經配置以吸收或反射該等第三入射光子及傳輸該等第三轉換光子。
  10. 如請求項1之發光裝置，其進一步包含支撐該等第一發光二極體、第二發光二極體及第三發光二極體之背板，其中該至少一個第一腔壁、第二腔壁及第三腔壁包含位於該背板上且含有該第一光學腔、該第二光學腔及該第三光學腔於其中之矩陣層的部分。
  11. 一種形成發光裝置陣列之方法，其包括： 於矩陣材料中形成第一通孔； 在該第一通孔中沉積第一複數個量子點，以形成對應於第一顏色之該顏色轉換材料層之第一部分； 於該矩陣材料中形成第二通孔； 在該第二通孔中沉積第二複數個量子點，以形成對應於第二顏色之該顏色轉換材料層之第二部分； 於該矩陣材料中形成第三通孔；及 在該第三通孔中沉積第三複數個量子點，以形成對應於第三顏色之該顏色轉換材料層之第三部分； 其中該第一複數個量子點位於第一發光二極體上，該第二複數個量子點位於第二發光二極體上，及該第三複數個量子點位於第三發光二極體上。
  12. 如請求項11之方法，其進一步包括： 於該矩陣材料中形成該第二通孔之前在該第一複數個量子點上形成第一保護層；及 於該矩陣材料中形成該第三通孔之前在該第二複數個量子點上形成第二保護層。
  13. 如請求項11之方法，其進一步包括： 在相同正型光阻沉積步驟期間，於該第一通孔中形成第一正型光阻部分，於該第二通孔中形成第二正型光阻部分，及於該第三通孔中形成第三正型光阻部分，其中於該矩陣材料中形成該第一通孔、該第二通孔及該第三通孔在相同通孔形成步驟期間發生； 在於該第一通孔中沉積該第一複數個量子點之前，選擇性暴露及移除覆蓋該第一通孔之該第一正型光阻部分； 在於該第一通孔中沉積該第一複數個量子點之後且在於該第二通孔中沉積該第二複數個量子點之前，選擇性暴露及移除覆蓋該第二通孔之第二正型光阻部分；及 在於該第二通孔中沉積該第二複數個量子點之後且在於該第三通孔中沉積該第三複數個量子點之前，選擇性暴露及移除覆蓋該第三通孔之第三正型光阻部分。
  14. 如請求項13之方法，其中： 該第一發光二極體、該第二發光二極體及該第三發光二極體位於背板上； 於該矩陣材料中形成該第一通孔、該第二通孔及該第三通孔之前，該矩陣材料在該第一發光二極體、該第二發光二極體及該第三發光二極體上形成； 選擇性暴露該第一正型光阻部分包括將該第一發光二極體活化以暴露該第一正型光阻部分； 選擇性暴露該第二正型光阻部分包括將該第二發光二極體活化以暴露該第二正型光阻部分；及 選擇性暴露該第三正型光阻部分包括將該第三發光二極體活化以暴露該第三正型光阻部分。
  15. 如請求項11之方法，其中： 該第一發光二極體、該第二發光二極體及該第三發光二極體位於背板上； 於該矩陣材料中形成該第一通孔、該第二通孔及該第三通孔之前，該矩陣材料在該第一發光二極體、該第二發光二極體及該第三發光二極體上形成；及 該矩陣材料包含金屬或金屬氧化物層。
  16. 如請求項15之方法，其中： 該矩陣材料作為鋁層在該第一發光二極體、該第二發光二極體及該第三發光二極體上形成；及 於該矩陣材料中形成該第一通孔、該第二通孔及該第三通孔包括藉由於酸浴中施加電壓至該第一發光二極體、該第二發光二極體及該第三發光二極體之電極將該鋁層陽極氧化，以形成氧化鋁矩陣材料。
  17. 如請求項11之方法，其進一步包括： 在該第一通孔中之該第一複數個量子點上形成第一顏色選擇器； 在該第二通孔中之該第二複數個量子點上形成第二顏色選擇器；及 在該第三通孔中之該第三複數個量子點上形成第三顏色選擇器。
  18. 如請求項17之方法，其中該第一顏色選擇器、該第二顏色選擇器及該第三顏色選擇器包括包埋於有機聚合物中之有機染料濾色器。
  19. 如請求項17之方法，其中該第一顏色選擇器、該第二顏色選擇器及該第三顏色選擇器包括分佈式布拉格反射器。
  20. 如請求項11之方法，其進一步包括在形成該第一顏色選擇器、該第二顏色選擇器及該第三顏色選擇器之前，在該第一發光二極體、該第二發光二極體及該第三發光二極體上形成光提取材料，其中該光提取材料具有小於該矩陣材料之第二折射率之第一折射率。
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