TW202337023A - 無校準的微顯示架構 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種用於一顯示系統之光源及製造該光源之方法。該光源包括：一底板晶圓，其包括一第一接合層，該第一接合層包括一第一介電層中之一像素接觸襯墊陣列；一第二接合層，其包括一第二介電層中之一小金屬接觸襯墊陣列；及一台面結構陣列，其在該第二接合層上且經配置以發射光。該第二介電層接合至該第一介電層，使得該像素接觸襯墊陣列中之各像素接觸襯墊與電耦合至該台面結構陣列中之一相同台面結構之兩個或大於兩個小金屬接觸襯墊接觸。

Description

無校準的微顯示架構

本發明關於一種無校準的微顯示架構。 相關申請案之交叉參考

本申請案主張2021年11月24日申請之美國非臨時專利申請案第17/534806號之權益及優先權，該專利申請案出於所有目的以全文引用之方式併入本文中。

發光二極體（light emitting diode；LED）將電能轉換成光能，且提供優於其他光源之許多益處，諸如減小之大小、改良之耐久性及增加之效率。LED可用作許多顯示系統中之光源，所述顯示系統諸如電視、電腦監視器、膝上型電腦、平板電腦、智慧型手機、投影系統及可穿戴電子裝置。基於III-V半導體（諸如AlN、GaN、InN、InGaN、AlGaInP之合金、其他三元及四元砷化及磷化合金，包括GaInAsPN、AlGaInSb及類似者）之微型LED（「μLED」）歸因於其較小大小（例如，線性尺寸小於約20 µm、小於約10 µm、小於約5 µm或小於約2 µm）、高裝填密度（及因此更高解析度）及高亮度已開始開發用於各種顯示器應用。舉例而言，發射不同色彩（例如，紅色、綠色及藍色）之光的微型LED可用於形成諸如電視或近眼顯示系統之顯示系統的子像素。

本發明大體上關於發光二極體（LED）顯示面板。更特定言之，且非限制性地，本文中所揭示之技術關於一種包括微型LED陣列及驅動電路之微型LED顯示面板，其中微型LED顯示面板藉由微型LED晶圓至驅動電路之無校準混合接合以及後接合微型LED單體化及台面（Mesa）形成而形成。本文中描述各種發明性具體實例，包括裝置、系統、方法、材料、製程及類似者。

根據一些具體實例，一種用於顯示系統之光源可包括：底板晶圓，其包括第一接合層，該第一接合層包括第一介電層中之像素接觸襯墊陣列；第二接合層，其包括第二介電層中之金屬接觸襯墊陣列；及台面結構陣列，其在第二接合層上。台面結構陣列中之各台面結構可包括n型半導體層、p型半導體層及在n型半導體層與p型半導體層之間且經配置以發射光的主動區。第二介電層接合至第一介電層。像素接觸襯墊陣列中之各像素接觸襯墊與第二接合層中之金屬接觸襯墊陣列中之兩個或大於兩個金屬接觸襯墊接觸，其中兩個或大於兩個金屬接觸襯墊電耦合至台面結構陣列中之相同台面結構。

在光源之一些具體實例中，金屬接觸襯墊陣列之間距短於像素接觸襯墊陣列中之像素接觸襯墊的線性尺寸。舉例而言，金屬接觸襯墊陣列之間距可等於或短於像素接觸襯墊陣列中之像素接觸襯墊之線性尺寸的一半。在一些具體實例中，像素接觸襯墊陣列之間距匹配台面結構陣列之間距。在一些具體實例中，台面結構陣列之間距等於或小於4 μm。在一些具體實例中，各像素接觸襯墊之線性尺寸短於像素接觸襯墊陣列之間距的四分之三。

在光源之一些具體實例中，第二接合層經配置以擴散由主動區發射之入射光。在一些具體實例中，第二接合層鄰近於台面結構陣列中之各台面結構之p型半導體層，且像素接觸襯墊陣列中之各像素接觸襯墊為台面結構之陽極。光源亦可包括形成於台面結構陣列上且電連接至台面結構陣列之共同電極，其中共同電極可對主動區中所發射之光透明。台面結構陣列中之各台面結構亦可包括側壁鈍化層及側壁反射器層。像素接觸襯墊陣列中之各像素接觸襯墊之特徵可為多邊形形狀、圓形形狀、橢圓形形狀或不規則形狀。金屬接觸襯墊陣列之特徵可為不均勻間距、不均勻金屬接觸襯墊大小或兩者。

根據某些具體實例，一種方法可包括：獲得包括形成於其上之第一接合層之第一晶圓，該第一接合層包括第一介電層中的像素接觸襯墊陣列；獲得包括基板及生長於基板上之磊晶層的第二晶圓；在磊晶層上形成包括第二介電層中之金屬接觸襯墊陣列的第二接合層；及將第二接合層接合至第一接合層，其中第二介電層接合至第一介電層且像素接觸襯墊陣列中之各像素接觸襯墊與第二接合層中之金屬接觸襯墊陣列中的兩個或大於兩個金屬接觸襯墊接觸。方法亦可包括：移除第二晶圓之基板；及蝕刻穿過第二晶圓之磊晶層以在磊晶層中形成台面結構陣列，其中與像素接觸襯墊陣列中之相同像素接觸襯墊接觸的兩個或大於兩個金屬接觸襯墊可電耦合至台面結構陣列中之相同台面結構。方法可進一步包括在台面結構陣列中之各台面結構之側壁上形成鈍化層及反射器層。在一些具體實例中，方法亦包括在台面結構陣列上形成共同電極層，其中共同電極層對於可見光為透明的。

在一些具體實例中，金屬接觸襯墊陣列之間距等於或短於像素接觸襯墊陣列中之像素接觸襯墊之線性尺寸的一半。像素接觸襯墊陣列之間距可匹配台面結構陣列之間距。台面結構陣列之間距可等於或小於4 μm。各像素接觸襯墊之線性尺寸可短於像素接觸襯墊陣列之間距的四分之三。像素接觸襯墊陣列中之各像素接觸襯墊之特徵可為多邊形形狀、圓形形狀、橢圓形形狀或不規則形狀。金屬接觸襯墊陣列可具有不均勻間距、不均勻金屬接觸襯墊大小或兩者。

此發明內容既不意欲識別所主張主題之關鍵或基本特徵，亦不意欲單獨使用以判定所主張主題之範圍。應參考本發明之整篇說明書之適當部分、任何或所有圖式及各技術方案來理解該主題。下文將在以下說明書、申請專利範圍及隨附圖式中更詳細地描述前述內容連同其他特徵及範例。

本發明大體上關於發光二極體（LED）顯示面板。更特定言之，且非限制性地，本文中所揭示之技術關於一種包括微型LED陣列及驅動電路之微型LED顯示面板，其中微型LED顯示面板藉由微型LED晶圓至驅動電路之無校準混合接合以及後接合微型LED單體化及台面形成而形成。本文中描述各種發明性具體實例，包括裝置、系統、方法、材料、製程及類似者。

在LED中，經由使主動區內之注入電子與電洞複合而產生光子。具有小間距（例如，小於約10 μm、小於約5 μm、小於約3 μm或小於約2 μm）之LED可用於高解析度顯示系統中。舉例而言，擴增實境（augmented reality；AR）及虛擬實境（virtual reality；VR）應用可使用包括諸如微型LED之微小光發射器的近眼顯示器。高解析度顯示系統中之微型LED由驅動電路控制，該驅動電路基於顯示影像之像素資料而向微型LED提供驅動電流（且因此注入之載子），使得微型LED可發射具有所要強度之光以形成顯示影像。微型LED可藉由在生長基板上磊晶生長III-V材料層來製造，而驅動電路通常使用經開發用於製造CMOS積體電路之CMOS處理技術在矽晶圓上製造。包括製造於其上之CMOS驅動電路之晶圓常常被稱為底板晶圓或CMOS底板。在習知製造製程中，晶粒或晶圓上之微型LED陣列可接合至CMOS底板，使得微型LED陣列中之個別微型LED可電連接至對應像素驅動電路，且因此可變得可個別地定址以接收用於驅動各別微型LED之驅動電流。在一些實施中，薄膜電晶體（thin-film transistor；TFT）電路可在接合之前形成於微型LED晶圓（或晶粒）或CMOS底板上。

歸因於微型LED陣列之小間距及個別微型LED之小尺寸，可能難以使用例如接合線、接合凸塊及類似者來將驅動電路電連接至LED之電極。在一些實施中，微型LED陣列可使用微型LED陣列之表面上之接合襯墊及驅動電路上之接合襯墊與驅動電路面對面接合，使得可能不需要佈線，且微型LED與驅動電路之間的互連件可短路，此可實現高密度及高效能接合。使微型LED陣列上之接合襯墊與驅動電路上之接合襯墊精確對準且在可包括介電材料（例如，SiO ₂、SiN或SiCN）及金屬（例如，Cu、Au或Al）接合襯墊兩者之介面處形成可靠接合具有挑戰性。舉例而言，當微型LED裝置之間距為約2至4微米或更低時，接合襯墊可具有小於約1 μm之線性尺寸以避免相鄰微型LED之短路且提高介電接合之接合強度。然而，小接合襯墊可能不太容許接合襯墊之間的未對準，此可減小金屬接合區域，增加接觸電阻（或甚至可為斷路）及/或導致金屬原子擴散至介電材料及半導體材料。因此，在習知製程中可能需要微型LED陣列之接合表面處之接合襯墊與底板晶圓之接合表面處之接合襯墊的精確對準。即使使用此項技術中之最新設備，晶粒至晶圓或晶圓至晶圓接合對準之準確度仍可能為約0.5 μm或約1 μm，此可能不足以將小間距微型LED陣列（例如，接合襯墊之線性尺寸為約1 μm或更短）接合至CMOS驅動電路。

在一些實施中，為了避免接合之精確對準，微型LED晶圓可在磊晶層生長之後且在微型LED晶圓上形成個別微型LED之前接合至底板晶圓，其中微型LED晶圓與底板晶圓可經由兩個晶圓上之兩個固體金屬接合層之金屬至金屬接合而接合。接合固體金屬接合層無需對準。在接合之後，經接合晶圓堆疊中之磊晶層及金屬接合層可經蝕刻以形成個別微型LED。蝕刻製程可具有高得多的對準準確度，且因此可形成與下伏像素驅動電路對準之個別微型LED。此製程可能需要在高溫下執行（及/或可能不具有所要接合強度），且可包括可能污染半導體層且降低微型LED之量子效率的金屬蝕刻。

根據某些具體實例，微型LED顯示面板可使用微型LED晶圓至底板晶圓之無校準混合接合及後接合台面形成來製造。各接合層可包括介電材料層及形成於介電材料中之金屬接觸襯墊。微型LED晶圓上之接合層可包括金屬接觸襯墊之二維陣列，其中各金屬接觸襯墊可具有比各微型LED之面積小得多的面積。微型LED晶圓上之金屬接觸襯墊可均勻地分佈或可不均勻地分佈，且可具有相同或不同大小（例如，具有約0至50%或更高的變化）。微型LED晶圓上之金屬接觸襯墊（在本文中亦稱為點接點）之大小可為約小於1 μm，諸如在約100 nm與幾百奈米之間，且因此可比台面結構及底板晶圓上之金屬接觸襯墊（在本文中亦稱為像素接觸襯墊）之橫向尺寸小得多。

因而，底板晶圓上之一個金屬接觸襯墊（亦即，像素接觸襯墊）可始終接合至微型LED晶圓上之一或多個金屬接觸襯墊（亦即，點接點），而不需要在接合之前及期間對準底板晶圓及微型LED晶圓。底板晶圓之接合層中之較大金屬接觸襯墊可為微型LED之電極（例如，陽極）且亦可用作微型LED之背向反射器。在一些具體實例中，微型LED晶圓之接合層中之小金屬接觸襯墊可形成光子晶體結構、元結構或光柵結構，其可擴散（而非鏡面反射）主動區中所發射之光或可以其他方式將入射光引導至所要方向。因此，可改良光萃取效率。另外，混合接合可首先在室溫下執行以用於介電質至介電質（例如，SiO ₂至SiO2或SiN至SiN）接合，且接著可在低退火溫度（例如，小於約300℃或約250℃）下執行以擴展且接合金屬接觸襯墊。

用以形成用於個別微型LED之台面結構之後接合蝕刻可能僅需要蝕刻穿過磊晶層。微型LED晶圓上之接合層之介電材料可用作蝕刻終止層。因為不需要金屬蝕刻，所以主動區之側壁上將不存在金屬沈積且主動區將不被金屬污染。因此，可改良微型LED之量子效率。

本文中所描述之微型LED可結合諸如人工實境系統之各種技術來使用。諸如頭戴式顯示器（HMD）或抬頭顯示器（heads-up display；HUD）系統之人工實境系統通常包括經配置以呈現描繪虛擬環境中之物件之人工影像的顯示器。顯示器可呈現虛擬物件或將真實物件之影像與虛擬物件組合，如在虛擬實境（VR）、擴增實境（AR）或混合實境（mixed reality；MR）應用中。舉例而言，在AR系統中，使用者可藉由例如透視透明顯示眼鏡或透鏡（常常稱為光學透視）或觀看由攝影機俘獲的周圍環境之所顯示影像（常常稱為視訊透視）來觀看虛擬物件之所顯示影像（例如，電腦產生影像（computer-generated image；CGI））及周圍環境之所顯示影像兩者。在一些AR系統中，可使用基於LED之顯示子系統將人工影像呈現給使用者。

如本文中所使用，術語「發光二極體（LED）」指至少包括n型半導體層、p型半導體層及n型半導體層與p型半導體層之間的發光區（亦即，主動區）之光源。發光區可包括形成諸如量子井之一或多個異質結構之一或多個半導體層。在一些具體實例中，發光區可包括形成一或多個多量子井（multiple-quantum-well；MQW）之多個半導體層，該一或多個多量子井各自包括多個（例如，約2至6個）量子井。

如本文中所使用，術語「微型LED」或「μLED」指具有晶片之LED，其中該晶片之線性尺寸小於約200 μm，諸如小於100 μm，小於50 μm，小於20 μm，小於10 μm或更小。舉例而言，微型LED之線性尺寸可小至6 μm、5 μm、4 μm、2 μm或更小。一些微型LED可具有與少數載子擴散長度相當的線性尺寸（例如，長度或直徑）。然而，本文中之揭示內容不限於微型LED，且亦可應用於小型LED及大型LED。

如本文中所使用，術語「接合」可指用於實體及/或電連接兩個或大於兩個裝置及/或晶圓之各種方法，諸如黏著接合、金屬至金屬接合、金屬氧化物接合、晶圓至晶圓接合、晶粒至晶圓接合、混合接合、焊接、凸塊下金屬化及類似者。舉例而言，黏著接合可使用可固化黏著劑（例如，環氧樹脂）以經由黏著實體地接合兩個或大於兩個裝置及/或晶圓。金屬至金屬接合可包括例如在金屬之間使用焊接介面（例如，襯墊或球）、導電黏著劑或熔接接頭之線接合或覆晶接合。金屬氧化物接合可在各表面上形成金屬及氧化物圖案，將氧化物區段接合在一起，且接著將金屬區段接合在一起以產生導電路徑。晶圓至晶圓接合可接合兩個晶圓（例如，矽晶圓或其他半導體晶圓）而無任何中間層，且基於兩個晶圓之表面之間的化學鍵。晶圓至晶圓接合可包括晶圓清潔及其他預處理、在室溫下對準及預接合及在高溫（諸如約250℃或更高）下退火。晶粒至晶圓接合可使用一個晶圓上之凸塊來將預成型晶片之特徵與晶圓之驅動器對準。混合接合可包括例如晶圓清潔、一個晶圓之接點與另一晶圓之接點的高精度對準、晶圓內之介電材料在室溫下的介電接合，及藉由在例如250℃至300℃或更高溫度下退火而進行的接點之金屬接合。如本文中所使用，術語「凸塊」通常可指在接合期間使用或形成之金屬互連件。

在以下描述中，出於解釋之目的，闡述特定細節以便提供對本發明之範例的透徹理解。然而，將顯而易見，可在無此等特定細節之情況下實踐各種範例。舉例而言，裝置、系統、結構、構件、方法及其他組件可以方塊圖形式展示為組件，以免以不必要之細節混淆範例。在其他情況下，可在無必要細節之情況下展示熟知裝置、製程、系統、結構及技術，以免混淆範例。諸圖及描述並不意欲為限定性的。已在本發明中使用之術語及表述用作描述之術語且不為限制性的，且在使用此類術語及表述中，不欲排除所展示及描述之特徵的任何等效者或其部分。用詞「範例」在本文中用於意謂「充當範例、例項或說明」。本文中描述為「範例」的任何具體實例或設計未必解釋為比其他具體實例或設計較佳或有利。

圖 1為根據某些具體實例之包括近眼顯示器120之人工實境系統環境100之範例的簡化方塊圖。圖1中所展示之人工實境系統環境100可包括近眼顯示器120、視情況選用之外部成像裝置150及視情況選用之輸入/輸出介面140，其中之各者可耦合至視情況選用之控制台110。雖然圖1展示包括一個近眼顯示器120、一個外部成像裝置150及一個輸入/輸出介面140之人工實境系統環境100的範例，但可在人工實境系統環境100中包括任何數目個此等組件，或可省略所述組件中之任一者。舉例而言，可存在多個近眼顯示器120，其可由與控制台110通信之一或多個外部成像裝置150監視。在一些配置中，人工實境系統環境100可不包括外部成像裝置150、視情況選用之輸入/輸出介面140及視情況選用之控制台110。在替代配置中，不同組件或額外組件可包括於人工實境系統環境100中。

近眼顯示器120可為向使用者呈現內容之頭戴式顯示器。由近眼顯示器120呈現之內容的範例包括影像、視訊、音訊或其任何組合中之一或多者。在一些具體實例中，音訊可經由外部裝置（例如，揚聲器及/或頭戴式耳機）呈現，該外部裝置從近眼顯示器120、控制台110或兩者接收音訊資訊，且基於該音訊資訊呈現音訊資料。近眼顯示器120可包括一或多個剛性主體，其可剛性地或非剛性地彼此耦合。剛性主體之間的剛性耦合可使得經耦合之剛性主體充當單一剛性實體。剛性主體之間的非剛性耦合可允許剛性主體相對於彼此移動。在各種具體實例中，近眼顯示器120可以任何合適的外觀尺寸來實施，包括一副眼鏡。下文關於圖2及3進一步描述近眼顯示器120之一些具體實例。另外，在各種具體實例中，本文中所描述之功能性可用於將在近眼顯示器120外部之環境之影像與人工實境內容（例如，電腦產生之影像）組合之耳機中。因此，近眼顯示器120可利用所產生之內容（例如，影像、視訊、聲音等）擴增在近眼顯示器120外部之實體真實世界環境之影像，以將擴增實境呈現給使用者。

在各種具體實例中，近眼顯示器120可包括顯示電子件122、顯示光學件124及眼睛追蹤單元130中之一或多者。在一些具體實例中，近眼顯示器120亦可包括一或多個定位器126、一或多個位置感測器128及慣性量測單元（inertial measurement unit；IMU）132。在各種具體實例中，近眼顯示器120可省略眼睛追蹤單元130、定位器126、位置感測器128及IMU 132中之任一者，或包括額外元件。另外，在一些具體實例中，近眼顯示器120可包括組合結合圖1所描述之各種元件之功能的元件。

顯示電子件122可根據從例如控制台110接收到之資料而向使用者顯示影像或促進向使用者顯示影像。在各種具體實例中，顯示電子件122可包括一或多個顯示面板，諸如液晶顯示器（liquid crystal display；LCD）、有機發光二極體（organic light emitting diode；OLED）顯示器、無機發光二極體（inorganic light emitting diode；ILED）顯示器、微型發光二極體（micro light emitting diode；μLED）顯示器、主動矩陣OLED顯示器（active-matrix OLED display；AMOLED）、透明OLED顯示器（transparent OLED display；TOLED）或某一其他顯示器。舉例而言，在近眼顯示器120之一個實施中，顯示電子件122可包括前TOLED面板、後顯示面板及在前顯示面板與後顯示面板之間的光學組件（例如，衰減器、偏振器，或繞射或光譜膜）。顯示電子件122可包括像素以發射諸如紅色、綠色、藍色、白色或黃色之主導色彩的光。在一些實施中，顯示電子件122可經由由二維面板產生之立體效應來顯示三維（three-dimensional；3D）影像以產生影像深度之主觀感知。舉例而言，顯示電子件122可包括分別定位於使用者之左眼及右眼前方的左側顯示器及右側顯示器。左側顯示器及右側顯示器可呈現相對於彼此水平地移位之影像的複本，以產生立體效應（亦即，觀看影像之使用者對影像深度的感知）。

在某些具體實例中，顯示光學件124可以光學方式顯示影像內容（例如，使用光波導及耦合器），或放大從顯示電子件122接收到之影像光，校正與影像光相關聯之光學誤差，且向近眼顯示器120之使用者呈現經校正之影像光。在各種具體實例中，顯示光學件124可包括一或多個光學元件，諸如基板、光波導、光圈、菲涅爾（Fresnel）透鏡、凸透鏡、凹透鏡、濾波器、輸入/輸出耦合器，或可能影響從顯示電子件122發射之影像光的任何其他合適的光學元件。顯示光學件124可包括不同光學元件之組合，以及用以維持組合中之光學元件之相對間隔及定向的機械耦合件。顯示光學件124中之一或多個光學元件可具有光學塗層，諸如抗反射塗層、反射塗層、濾光塗層，或不同光學塗層之組合。

影像光由顯示光學件124之放大可允許相比於較大顯示器，顯示電子件122在實體上較小，重量較輕且消耗較少功率。另外，放大可增加所顯示之內容的視場。影像光由顯示光學件124放大之量可藉由調整、添加光學元件或從顯示光學件124移除光學元件來改變。在一些具體實例中，顯示光學件124可將經顯示影像投射至可比近眼顯示器120更遠離使用者之眼睛之一或多個影像平面。

顯示光學件124亦可經設計以校正一或多種類型之光學誤差，諸如二維光學誤差、三維光學誤差或其任何組合。二維誤差可包括在兩個維度中出現之光學像差。二維誤差之範例類型可包括桶形失真、枕形失真、縱向色像差及橫向色像差。三維誤差可包括在三個維度中出現之光學誤差。三維誤差之範例類型可包括球面像差、慧形像差、場曲及像散。

定位器126可為相對於彼此且相對於近眼顯示器120上之參考點而位於近眼顯示器120上之特定位置中的物件。在一些實施中，控制台110可在由外部成像裝置150俘獲之影像中識別定位器126，以判定人工實境耳機之位置、定向或兩者。定位器126可為LED、直角反射器、反射標誌、與近眼顯示器120進行操作所處之環境形成對比的一種類型之光源，或其任何組合。在定位器126為主動組件（例如，LED或其他類型之發光裝置）之具體實例中，定位器126可發射在可見光頻帶（例如，約380 nm至750 nm）中、紅外（IR）頻帶（例如，約750 nm至1 mm）中、紫外頻帶（例如，約10 nm至約380 nm）中、電磁光譜之另一部分中或電磁光譜之部分之任何組合中的光。

外部成像裝置150可包括一或多個攝影機、一或多個視訊攝影機、能夠俘獲包括定位器126中之一或多者之影像的任何其他裝置，或其任何組合。另外，外部成像裝置150可包括一或多個濾波器（例如，以增大信雜比）。外部成像裝置150可經配置以偵測外部成像裝置150之視場中從定位器126發射或反射之光。在定位器126包括被動元件（例如，回反射器）之具體實例中，外部成像裝置150可包括照明定位器126中之一些或全部的光源，所述定位器126可將光回反射至外部成像裝置150中之光源。慢速校準資料可從外部成像裝置150傳達至控制台110，且外部成像裝置150可從控制台110接收一或多個校準參數以調整一或多個成像參數（例如，焦距、焦點、圖框率、感測器溫度、快門速度、光圈等）。

位置感測器128可回應於近眼顯示器120之運動而產生一或多個量測信號。位置感測器128之範例可包括加速計、陀螺儀、磁力計、其他運動偵測或誤差校正感測器，或其任何組合。舉例而言，在一些具體實例中，位置感測器128可包括用以量測平移運動（例如，前/後、上/下或左/右）之多個加速計及用以量測旋轉運動（例如，俯仰(pitch)、偏擺(yaw)或翻滾(roll)）之多個陀螺儀。在一些具體實例中，各種位置感測器可彼此正交地定向。

IMU 132可為基於從位置感測器128中之一或多者接收到之量測信號而產生快速校準資料的電子裝置。位置感測器128可位於IMU 132外部、IMU 132內部或其任何組合。基於來自一或多個位置感測器128之一或多個量測信號，IMU 132可產生快速校準資料，該快速校準資料指示相對於近眼顯示器120之初始位置的近眼顯示器120之估計位置。舉例而言，IMU 132可隨時間推移整合從加速計接收到之量測信號以估計速度向量，且隨時間推移整合速度向量以判定近眼顯示器120上之參考點的估計位置。替代地，IMU 132可將經取樣量測信號提供至控制台110，該控制台110可判定快速校準資料。雖然參考點通常可界定為空間中之點，但在各種具體實例中，參考點亦可界定為近眼顯示器120內之點（例如，IMU 132之中心）。

眼睛追蹤單元130可包括一或多個眼睛追蹤系統。眼睛追蹤可指判定眼睛相對於近眼顯示器120之位置，包括眼睛之定向及方位。眼睛追蹤系統可包括成像系統以對一或多個眼睛進行成像，且可視情況包括光發射器，該光發射器可產生經引導至眼睛之光，使得由眼睛反射之光可由成像系統俘獲。舉例而言，眼睛追蹤單元130可包括發射在可見光譜或紅外光譜中之光的非相干或相干光源（例如，雷射二極體），及俘獲由使用者眼睛反射之光的攝影機。作為另一範例，眼睛追蹤單元130可俘獲由微型雷達單元發射之經反射無線電波。眼睛追蹤單元130可使用低功率光發射器，所述低功率光發射器在不會損傷眼睛或引起身體不適之頻率及強度下發射光。眼睛追蹤單元130可經配置以增加由眼睛追蹤單元130俘獲之眼睛影像的對比度，同時減小由眼睛追蹤單元130消耗之總功率（例如，減小由包括於眼睛追蹤單元130中之光發射器及成像系統消耗的功率）。舉例而言，在一些實施中，眼睛追蹤單元130可消耗小於100毫瓦之功率。

近眼顯示器120可使用眼睛之定向來例如判定使用者之瞳孔間距離（inter-pupillary distance；IPD）、判定凝視方向、引入深度提示（例如，在使用者之主視線外部的模糊影像）、收集關於VR媒體中之使用者互動的啟發資訊（例如，花費在任何特定個體、物件或圖框上之時間，其依據所暴露之刺激而變化）、部分地基於使用者之眼睛中之至少一者之定向的一些其他功能，或其任何組合。因為可判定使用者之兩隻眼睛的定向，所以眼睛追蹤單元130可能夠判定使用者看向何處。舉例而言，判定使用者之凝視方向可包括基於使用者左眼及右眼之經判定定向來判定會聚點。會聚點可為使用者眼睛之兩個視窩軸線（foveal axis）相交的點。使用者之凝視方向可為穿過會聚點及在使用者之眼睛之瞳孔之間的中點的線之方向。

輸入/輸出介面140可為允許使用者將動作請求發送至控制台110之裝置。動作請求可為執行特定動作之請求。舉例而言，動作請求可為開始或結束應用程式或執行應用程式內之特定動作。輸入/輸出介面140可包括一或多個輸入裝置。範例性輸入裝置可包括鍵盤、滑鼠、遊戲控制器、手套、按鈕、觸控螢幕，或用於接收動作請求且將所接收動作請求傳達至控制台110的任何其他合適裝置。可將由輸入/輸出介面140接收之動作請求傳達至可執行對應於所請求動作之動作的控制台110。在一些具體實例中，輸入/輸出介面140可根據從控制台110接收到之指令將觸覺回饋提供至使用者。舉例而言，輸入/輸出介面140可在接收到動作請求時或在控制台110已執行所請求動作且將指令傳達至輸入/輸出介面140時提供觸覺回饋。在一些具體實例中，外部成像裝置150可用於追蹤輸入/輸出介面140，諸如追蹤控制器（其可包括例如IR光源）或使用者之手部之方位或位置以判定使用者之運動。在一些具體實例中，近眼顯示器120可包括一或多個成像裝置以追蹤輸入/輸出介面140，諸如追蹤控制器或使用者之手部的方位或位置以判定使用者之運動。

控制台110可根據從外部成像裝置150、近眼顯示器120及輸入/輸出介面140中之一或多者接收到之資訊而將內容提供至近眼顯示器120以供呈現給使用者。在圖1中所展示之範例中，控制台110可包括應用程式商店112、耳機追蹤模組114、人工實境引擎116及眼睛追蹤模組118。控制台110之一些具體實例可包括與結合圖1所描述之模組不同的模組或額外模組。下文進一步所描述之功能可以與此處所描述之方式不同的方式分佈於控制台110之組件當中。

在一些具體實例中，控制台110可包括處理器及儲存可由該處理器執行之指令的非暫時性電腦可讀取儲存媒體。處理器可包括並行地執行指令之多個處理單元。非暫時性電腦可讀取儲存媒體可為諸如硬碟機、抽取式記憶體或固態硬碟（例如，快閃記憶體或動態隨機存取記憶體（dynamic random access memory；DRAM））之任何記憶體。在各種具體實例中，結合圖1所描述之控制台110之模組可經編碼為非暫時性電腦可讀取儲存媒體中的指令，所述指令在由處理器執行時使得處理器執行下文進一步所描述之功能。

應用程式商店112可儲存一或多個應用程式以供控制台110執行。應用程式可包括在由處理器執行時產生內容以供呈現給使用者之指令群組。由應用程式產生之內容可為回應於經由使用者之眼睛之移動而從使用者接收到之輸入，或從輸入/輸出介面140接收到之輸入。應用程式之範例可包括遊戲應用程式、會議應用程式、視訊播放應用程式或其他合適應用程式。

耳機追蹤模組114可使用來自外部成像裝置150之慢速校準資訊來追蹤近眼顯示器120之移動。舉例而言，耳機追蹤模組114可使用來自慢速校準資訊之觀測到之定位器及近眼顯示器120之模型來判定近眼顯示器120之參考點的位置。耳機追蹤模組114亦可使用來自快速校準資訊之位置資訊來判定近眼顯示器120之參考點的位置。另外，在一些具體實例中，耳機追蹤模組114可使用快速校準資訊、慢速校準資訊或其任何組合之部分來預測近眼顯示器120之未來方位。耳機追蹤模組114可將近眼顯示器120之所估計位置或所預測未來位置提供至人工實境引擎116。

人工實境引擎116可執行人工實境系統環境100內之應用程式，且從耳機追蹤模組114接收近眼顯示器120之位置資訊、近眼顯示器120之加速度資訊、近眼顯示器120之速度資訊、近眼顯示器120之所預測未來位置，或其任何組合。人工實境引擎116亦可從眼睛追蹤模組118接收所估計之眼睛位置及定向資訊。基於接收到之資訊，人工實境引擎116可判定用以提供至近眼顯示器120以供呈現給使用者的內容。舉例而言，若接收到之資訊指示使用者已向左看，則人工實境引擎116可產生用於近眼顯示器120之內容，該內容反映使用者之眼睛在虛擬環境中之移動。另外，人工實境引擎116可回應於從輸入/輸出介面140接收到之動作請求而執行在控制台110上執行之應用程式內的動作，且將指示該動作已執行之回饋提供至使用者。回饋可為經由近眼顯示器120之視覺或聽覺回饋，或經由輸入/輸出介面140之觸覺回饋。

眼睛追蹤模組118可從眼睛追蹤單元130接收眼睛追蹤資料，且基於該眼睛追蹤資料來判定使用者的眼睛之位置。眼睛之位置可包括眼睛相對於近眼顯示器120或其任何元件之定向、方位或兩者。因為眼睛之旋轉軸線依據眼睛在其眼窩中之方位而改變，所以判定眼睛在其眼窩中之方位可允許眼睛追蹤模組118更準確地判定眼睛之定向。

圖 2為呈用於實施本文中所揭示之範例中之一些的HMD裝置200之形式的近眼顯示器之範例的透視圖。HMD裝置200可為例如VR系統、AR系統、MR系統或其任何組合之一部分。HMD裝置200可包括主體220及頭部綁帶230。圖2在透視圖中展示主體220之底側223、前側225及左側227。頭部綁帶230可具有可調整或可延伸的長度。在HMD裝置200之主體220與頭部綁帶230之間可存在足夠的空間，以允許使用者將HMD裝置200安裝至使用者之頭部上。在各種具體實例中，HMD裝置200可包括額外組件、較少組件或不同組件。舉例而言，在一些具體實例中，HMD裝置200可包括如例如以下圖3中所展示之眼鏡鏡腿及鏡腿尖端，而非頭部綁帶230。

HMD裝置200可將包括具有電腦產生元素之實體真實世界環境之虛擬及/或擴增視圖的媒體呈現給使用者。由HMD裝置200呈現之媒體的範例可包括影像（例如，二維（2D）或三維（3D）影像）、視訊（例如，2D或3D視訊）、音訊，或其任何組合。所述影像及視訊可由圍封於HMD裝置200之主體220中的一或多個顯示器構件（圖2中未展示）呈現給使用者之每隻眼睛。在各種具體實例中，一或多個顯示器構件可包括單一電子顯示面板或多個電子顯示面板（例如，使用者之每隻眼睛一個顯示面板）。電子顯示面板之範例可包括例如LCD、OLED顯示器、ILED顯示器、µLED顯示器、AMOLED、TOLED、某一其他顯示器，或其任何組合。HMD裝置200可包括兩個眼框區。

在一些實施中，HMD裝置200可包括各種感測器（圖中未示），諸如深度感測器、運動感測器、位置感測器及眼睛追蹤感測器。此等感測器中之一些可使用結構化光圖案以進行感測。在一些實施中，HMD裝置200可包括用於與控制台進行通信之輸入/輸出介面。在一些實施中，HMD裝置200可包括虛擬實境引擎（圖中未示），該虛擬實境引擎可執行HMD裝置200內之應用程式，且從各種感測器接收HMD裝置200之深度資訊、位置資訊、加速度資訊、速度資訊、所預測未來位置或其任何組合。在一些實施中，由虛擬實境引擎接收到之資訊可用於為一或多個顯示器構件產生信號（例如，顯示指令）。在一些實施中，HMD裝置200可包括相對於彼此且相對於參考點位於主體220上之固定位置中的定位器（圖中未示，諸如定位器126）。定位器中之各者可發射可由外部成像裝置偵測到的光。

圖 3為呈用於實施本文中所揭示之範例中之一些的一副眼鏡之形式的近眼顯示器300之範例的透視圖。近眼顯示器300可為圖1之近眼顯示器120的特定實施，且可經配置以作為虛擬實境顯示器、擴增實境顯示器及/或混合實境顯示器來操作。近眼顯示器300可包括框架305及顯示器310。顯示器310可經配置以將內容呈現給使用者。在一些具體實例中，顯示器310可包括顯示電子件及/或顯示光學件。舉例而言，如上文關於圖1之近眼顯示器120所描述，顯示器310可包括LCD顯示面板、LED顯示面板或光學顯示面板（例如，波導顯示構件）。

近眼顯示器300可進一步包括在框架305上或內之各種感測器350a、350b、350c、350d及350e。在一些具體實例中，感測器350a至350e可包括一或多個深度感測器、運動感測器、位置感測器、慣性感測器或環境光感測器。在一些具體實例中，感測器350a至350e可包括一或多個影像感測器，該一或多個影像感測器經配置以產生表示不同方向上之不同視場的影像資料。在一些具體實例中，感測器350a至350e可用作輸入裝置以控制或影響近眼顯示器300之所顯示內容，及/或向近眼顯示器300之使用者提供互動式VR/AR/MR體驗。在一些具體實例中，感測器350a至350e亦可用於立體成像。

在一些具體實例中，近眼顯示器300可進一步包括一或多個照明器330以將光投影至實體環境中。所投影光可與不同頻帶（例如，可見光、紅外光、紫外光等）相關聯，且可用於各種目的。舉例而言，照明器330可將光投影於黑暗環境中（或具有低強度之紅外光、紫外光等的環境中），以輔助感測器350a至350e俘獲黑暗環境內之不同物件的影像。在一些具體實例中，照明器330可用於將某些光圖案投影至環境內之物件上。在一些具體實例中，照明器330可用作定位器，諸如上文關於圖1所描述之定位器126。

在一些具體實例中，近眼顯示器300亦可包括高解析度攝影機340。攝影機340可俘獲視場中之實體環境的影像。所俘獲影像可例如由虛擬實境引擎（例如，圖1之人工實境引擎116）處理，以將虛擬物件添加至所俘獲影像或修改所俘獲影像中之實體物件，且經處理影像可由顯示器310顯示給使用者以用於AR或MR應用。

圖 4說明根據某些具體實例之包括波導顯示器之光學透視擴增實境系統400之範例。擴增實境系統400可包括投影器410及組合器415。投影器410可包括光源或影像源412及投影器光學件414。在一些具體實例中，光源或影像源412可包括上文所描述之一或多個微型LED裝置。在一些具體實例中，影像源412可包括顯示虛擬物件之複數個像素，諸如LCD顯示面板或LED顯示面板。在一些具體實例中，影像源412可包括產生相干或部分相干光之光源。舉例而言，影像源412可包括雷射二極體、垂直腔表面發射雷射、LED及/或上文所描述之微型LED。在一些具體實例中，影像源412可包括各自發射對應於原色（例如，紅色、綠色或藍色）之單色影像光的複數個光源（例如，上文所描述之微型LED陣列）。在一些具體實例中，影像源412可包括微型LED之三個二維陣列，其中微型LED之各二維陣列可包括經配置以發射具有原色（例如，紅色、綠色或藍色）之光的微型LED。在一些具體實例中，影像源412可包括光學圖案產生器，諸如空間光調變器。投影器光學件414可包括可調節來自影像源412之光，諸如擴展、準直、掃描或將光從影像源412投影至組合器415的一或多個光學組件。一或多個光學組件可包括例如一或多個透鏡、液體透鏡、鏡面、光圈及/或光柵。舉例而言，在一些具體實例中，影像源412可包括一或多個一維微型LED陣列或細長二維微型LED陣列，且投影器光學件414可包括經配置以掃描一維微型LED陣列或細長二維微型LED陣列以產生影像圖框的一或多個一維掃描器（例如，微鏡或稜鏡）。在一些具體實例中，投影器光學件414可包括具有複數個電極之液體透鏡（例如，液晶透鏡），該液體透鏡允許掃描來自影像源412之光。

組合器415可包括用於將來自投影器410之光耦合至組合器415之基板420中的輸入耦合器430。組合器415可透射第一波長範圍內之光的至少50%且反射第二波長範圍內之光的至少25%。舉例而言，第一波長範圍可為從約400 nm至約650 nm之可見光，且第二波長範圍可在例如從約800 nm至約1000 nm之紅外頻帶中。輸入耦合器430可包括體積全像光柵、繞射光學元件（diffractive optical element；DOE）（例如，表面起伏光柵）、基板420之傾斜表面或折射耦合器（例如，楔狀物或稜鏡）。舉例而言，輸入耦合器430可包括反射體積布拉格（Bragg）光柵或透射體積布拉格光柵。對於可見光，輸入耦合器430可具有大於30%、50%、75%、90%或更高之耦合效率。耦合至基板420中之光可經由例如全內反射（total internal reflection；TIR）在基板420內傳播。基板420可呈一副眼鏡之透鏡的形式。基板420可具有平坦或彎曲表面，且可包括一或多種類型之介電材料，諸如玻璃、石英、塑膠、聚合物、聚（甲基丙烯酸甲酯）（poly(methyl methacrylate)；PMMA）、晶體或陶瓷。基板之厚度可在例如小於約1 mm至約10 mm或更大之範圍內。基板420對於可見光可為透明的。

基板420可包括或可耦合至複數個輸出耦合器440，該複數個輸出耦合器440各自經配置以從基板420萃取由基板420導引且在其內傳播的光之至少一部分，且將所萃取光460引導至擴增實境系統400之使用者的眼睛490在擴增實境系統400處於使用中時可位於的眼框495。複數個輸出耦合器440可複製出射光瞳以增大眼框495之大小，使得所顯示影像在較大區域中可見。與輸入耦合器430一樣，輸出耦合器440可包括光柵耦合器（例如，體積全像光柵或表面起伏光柵）、其他繞射光學元件（DOE）、稜鏡等。舉例而言，輸出耦合器440可包括反射體積布拉格光柵或透射體積布拉格光柵。輸出耦合器440可在不同方位處具有不同的耦合（例如，繞射）效率。基板420亦可允許來自組合器415前方之環境的光450在損失極少或無損失之情況下穿過。輸出耦合器440亦可允許光450在損失極少之情況下穿過。舉例而言，在一些實施中，輸出耦合器440可對於光450具有極低繞射效率，使得光450可在損失極少之情況下折射或以其他方式穿過輸出耦合器440，且因此可具有高於所萃取光460之強度。在一些實施中，輸出耦合器440可對光450具有高繞射效率，且可在損失極少之情況下在某些所要方向（亦即，繞射角）上繞射光450。因此，使用者可能夠觀看組合器415前方之環境與由投影器410投影之虛擬物件之影像的經組合影像。

圖 5A說明根據某些具體實例之包括波導顯示器530之近眼顯示器（near-eye display；NED）裝置500之範例。NED裝置500可為近眼顯示器120、擴增實境系統400或另一類型之顯示裝置的範例。NED裝置500可包括光源510、投影光學件520及波導顯示器530。光源510可包括用於不同色彩之多組光發射器，諸如一組紅光發射器512、一組綠光發射器514及一組藍光發射器516。紅光發射器512經組織成陣列；綠光發射器514經組織成陣列；且藍光發射器516經組織成陣列。光源510中之光發射器之尺寸及間距可能較小。舉例而言，各光發射器可具有小於2 μm（例如，約1.2 μm）之直徑，且間距可小於2 μm（例如，約1.5 μm）。因此，各紅光發射器512、綠光發射器514及藍光發射器516中之光發射器之數目可等於或大於顯示影像中之像素之數目，諸如960×720、1280×720、1440×1080、1920×1080、2160×1080或2560×1080像素。因此，顯示影像可由光源510同時產生。掃描元件可不用於NED裝置500中。

在到達波導顯示器530之前，由光源510發射之光可由可包括透鏡陣列之投影光學件520進行調節。投影光學件520可準直由光源510發射之光或將該光聚焦至波導顯示器530，該波導顯示器530可包括用於將由光源510發射之光耦合至波導顯示器530中的耦合器532。耦合至波導顯示器530中之光可經由例如如上文關於圖4所描述之全內反射在波導顯示器530內傳播。耦合器532亦可將在波導顯示器530內傳播之光的部分耦合出波導顯示器530且導向使用者之眼睛590。

圖 5B說明根據某些具體實例之包括波導顯示器580的近眼顯示器（NED）裝置550之範例。在一些具體實例中，NED裝置550可使用掃描鏡面570以將來自光源540之光投影至影像場，其中使用者之眼睛590可位於該影像場中。NED裝置550可為近眼顯示器120、擴增實境系統400或另一類型之顯示裝置的範例。光源540可包括一或多列或一或多行不同色彩之光發射器，諸如多列紅光發射器542、多列綠光發射器544及多列藍光發射器546。舉例而言，紅光發射器542、綠光發射器544及藍光發射器546可各自包括N個列，各列包括例如2560個光發射器（像素）。紅光發射器542經組織成陣列；綠光發射器544經組織成陣列；且藍光發射器546經組織成陣列。在一些具體實例中，光源540可包括用於各色彩的單行光發射器。在一些具體實例中，光源540可包括用於紅色、綠色及藍色中之各者的多行光發射器，其中各行可包括例如1080個光發射器。在一些具體實例中，光源540中之光發射器之尺寸及/或間距可相對較大（例如，約3至5 μm），且因此光源540可不包括用於同時產生完整顯示影像之足夠光發射器。舉例而言，用於單一色彩之光發射器之數目可少於顯示影像中之像素之數目（例如，2560×1080個像素）。由光源540發射之光可為準直或發散光束之集合。

在到達掃描鏡面570之前，由光源540發射之光可由諸如準直透鏡或自由形式光學元件560之各種光學裝置來調節。自由形式光學元件560可包括例如多琢面稜鏡或另一光摺疊元件，該多琢面稜鏡或另一光摺疊元件可將由光源540發射之光導向掃描鏡面570，諸如使由光源540發射之光之傳播方向改變例如約90°或更大。在一些具體實例中，自由形式光學元件560可為可旋轉的以掃描光。掃描鏡面570及/或自由形式光學元件560可將由光源540發射之光反射及投影至波導顯示器580，該波導顯示器580可包括用於將由光源540發射之光耦合至波導顯示器580中之耦合器582。耦合至波導顯示器580中之光可經由例如如上文關於圖4所描述之全內反射在波導顯示器580內傳播。耦合器582亦可將在波導顯示器580內傳播之光的部分耦合出波導顯示器580且朝向使用者之眼睛590。

掃描鏡面570可包括微機電系統（microelectromechanical system；MEMS）鏡面或任何其他合適鏡面。掃描鏡面570可旋轉以在一個或兩個維度上進行掃描。在掃描鏡面570旋轉時，由光源540發射之光可經引導至波導顯示器580之不同區域，使得完整顯示影像可在各掃描循環中投影至波導顯示器580上且由波導顯示器580引導至使用者之眼睛590。舉例而言，在光源540包括用於一或多列或行中之所有像素之光發射器的具體實例中，掃描鏡面570可在行或列方向（例如，x或y方向）上旋轉以掃描影像。在光源540包括用於一或多列或行中之一些但非所有像素之光發射器的具體實例中，掃描鏡面570可在列及行方向兩者（例如，x及y方向兩者）上旋轉以投影顯示影像（例如，使用光柵型掃描圖案）。

NED裝置550可在預定義顯示週期中操作。顯示週期（例如，顯示循環）可指掃描或投影全影像之持續時間。舉例而言，顯示週期可為所要圖框率之倒數。在包括掃描鏡面570之NED裝置550中，顯示週期亦可稱為掃描週期或掃描循環。由光源540進行之光產生可與掃描鏡面570之旋轉同步。舉例而言，各掃描循環可包括多個掃描步驟，其中光源540可在各個各別掃描步驟中產生不同光圖案。

在各掃描循環中，在掃描鏡面570旋轉時，顯示影像可經投影至波導顯示器580及使用者之眼睛590上。顯示影像之給定像素方位之實際色彩值及光強度（例如，亮度）可為在掃描週期期間照明該像素方位之三種色彩（例如，紅色、綠色及藍色）之光束的平均值。在完成掃描週期之後，掃描鏡面570可回復至初始位置以投影用於下一顯示影像之前幾列的光，或可在反方向上或以掃描圖案旋轉以投影用於下一顯示影像之光，其中新的驅動信號集合可經饋送至光源540。當掃描鏡面570在各掃描循環中旋轉時，可重複相同程序。因而，可在不同掃描循環中將不同影像投影至使用者之眼睛590。

圖 6說明根據某些具體實例的在近眼顯示器系統600中之影像源構件610之範例。影像源構件610可包括例如可產生待投影至使用者之眼睛之顯示影像的顯示面板640，及可將由顯示面板640產生之顯示影像投影至如上文關於圖4至5B所描述之波導顯示器的投影器650。顯示面板640可包括光源642及用於光源642之驅動器電路644。光源642可包括例如光源510或540。投影器650可包括例如上文所描述之自由形式光學元件560、掃描鏡面570及/或投影光學件520。近眼顯示器系統600亦可包括同步地控制光源642及投影器650（例如，掃描鏡面570）之控制器620。影像源構件610可產生影像光且將影像光輸出至波導顯示器（圖6中未展示），諸如波導顯示器530或580。如上文所描述，波導顯示器可在一或多個輸入耦合元件處接收影像光，且將接收到之影像光導引至一或多個輸出耦合元件。輸入及輸出耦合元件可包括例如繞射光柵、全像光柵、稜鏡或其任何組合。輸入耦合元件可經選擇以使得利用波導顯示器發生全內反射。輸出耦合元件可將全體經全內反射之影像光之部分耦合出波導顯示器。

如上文所描述，光源642可包括以陣列或矩陣配置之複數個光發射器。各光發射器可發射單色光，諸如紅光、藍光、綠光、紅外光及類似者。雖然在本發明中常常論述RGB色彩，但本文中所描述之具體實例不限於將紅色、綠色及藍色用作原色。其他色彩亦可用作近眼顯示系統600之原色。在一些具體實例中，根據具體實例之顯示面板可使用多於三種原色。光源642中之各像素可包括三個子像素，所述子像素包括紅色微型LED、綠色微型LED及藍色微型LED。半導體LED通常包括多個半導體材料層內之主動發光層。多個半導體材料層可包括不同化合物材料或具有不同摻雜劑及/或不同摻雜密度之相同基底材料。舉例而言，多個半導體材料層可包括n型材料層、可包括異質結構（例如，一或多個量子井）之主動區及p型材料層。多個半導體材料層可生長於具有某一定向之基板之表面上。在一些具體實例中，為了提高光萃取效率，可形成包括所述半導體材料層中之至少一些之台面。

控制器620可控制影像源構件610之影像顯現操作，諸如光源642及/或投影器650之操作。舉例而言，控制器620可判定用於影像源構件610以顯現一或多個顯示影像之指令。所述指令可包括顯示指令及掃描指令。在一些具體實例中，顯示指令可包括影像檔案（例如，位元映像檔案）。可從例如控制台接收顯示指令，該控制台諸如上文關於圖1所描述之控制台110。掃描指令可由影像源構件610使用以產生影像光。掃描指令可指定例如影像光源之類型（例如，單色或多色）、掃描速率、掃描設備之定向、一或多個照明參數，或其任何組合。控制器620可包括此處未展示以免混淆本發明之其他態樣的硬體、軟體及/或韌體之組合。

在一些具體實例中，控制器620可為顯示裝置之圖形處理單元（graphics processing unit；GPU）。在其他具體實例中，控制器620可為其他種類之處理器。由控制器620執行之操作可包括獲取用於顯示之內容且將內容劃分成離散區段。控制器620可將掃描指令提供至光源642，所述掃描指令包括對應於光源642之個別源元件的位址及/或經施加至個別源元件之電偏置。控制器620可指示光源642使用對應於最終顯示給使用者的影像中之一或多列像素之光發射器來依序呈現離散區段。控制器620亦可指示投影器650執行對光之不同調整。舉例而言，控制器620可控制投影器650掃描離散區段至波導顯示器（例如，波導顯示器580）之耦合元件之不同區域，如上文關於圖5B所描述。因此，在波導顯示器之出射光瞳處，各離散部分呈現於不同各別方位中。雖然各離散區段呈現於不同各別時間，但離散區段之呈現及掃描足夠快速地進行，使得使用者之眼睛可將不同區段整合成單一影像或一系列影像。

影像處理器630可為專用於執行本文中所描述之特徵的通用處理器及/或一或多個特殊應用電路。在一個具體實例中，通用處理器可耦合至記憶體以執行使得處理器執行本文中所描述之某些程序的軟體指令。在另一具體實例中，影像處理器630可為專用於執行某些特徵之一或多個電路。雖然影像處理器630在圖6中展示為與控制器620及驅動器電路644分開之獨立單元，但在其他具體實例中，影像處理器630可為控制器620或驅動器電路644之子單元。換言之，在彼等具體實例中，控制器620或驅動器電路644可執行影像處理器630之各種影像處理功能。影像處理器630亦可稱為影像處理電路。

在圖6中所展示之範例中，可由驅動器電路644基於從控制器620或影像處理器630發送之資料或指令（例如，顯示及掃描指令）來驅動光源642。在一個具體實例中，驅動器電路644可包括電路面板，該電路面板連接至光源642之各種光發射器且機械地固持所述光發射器。光源642可根據由控制器620設定且由影像處理器630及驅動器電路644潛在地調整之一或多個照明參數來發射光。可由光源642使用照明參數以產生光。照明參數可包括例如源波長、脈衝速率、脈衝振幅、光束類型（連續或脈衝式）、可影響所發射光之其他參數，或其任何組合。在一些具體實例中，由光源642產生之源光可包括多個紅光、綠光及藍光光束，或其任何組合。

投影器650可執行一組光學功能，諸如聚焦、組合、調節或掃描由光源642產生之影像光。在一些具體實例中，投影器650可包括組合構件、光調節構件或掃描鏡面構件。投影器650可包括以光學方式調整且潛在地重新引導來自光源642之光的一或多個光學組件。光調整之一個範例可包括調節光，諸如擴展、準直、校正一或多個光學誤差（例如，場曲、色像差等）、一些其他光調整，或其任何組合。投影器650之光學組件可包括例如透鏡、鏡面、光圈、光柵，或其任何組合。

投影器650可經由影像光之一或多個反射及/或折射部分重新引導該影像光，使得影像光以某些定向朝向波導顯示器投影。影像光經重新引導朝向波導顯示器之方位可取決於一或多個反射及/或折射部分之特定定向。在一些具體實例中，投影器650包括在至少兩個維度上掃描之單一掃描鏡面。在其他具體實例中，投影器650可包括各自在彼此正交之方向上掃描之複數個掃描鏡面。投影器650可執行光柵掃描（水平地或垂直地）、雙諧振掃描，或其任何組合。在一些具體實例中，投影器650可以特定振盪頻率沿水平及/或垂直方向執行受控振動，以沿兩個維度掃描且產生呈現給使用者之眼睛的媒體之二維經投影影像。在其他具體實例中，投影器650可包括可用於與一或多個掃描鏡面類似或相同之功能的透鏡或稜鏡。在一些具體實例中，影像源構件610可不包括投影器，其中由光源642發射之光可直接入射於波導顯示器上。

在半導體LED中，通常經由主動區（例如，一或多個半導體層）內電子與電洞之複合而以某一內部量子效率產生光子，其中內部量子效率為主動區中之輻射電子-電洞複合發射光子的比例。可接著在特定方向上或在特定立體角內從LED萃取所產生光。從LED萃取的所發射光子之數目與穿過LED的電子之數目之間的比率被稱為外部量子效率，其描述LED如何有效地將注入電子轉化成從裝置萃取之光子。

外部量子效率可與注入效率、內部量子效率及萃取效率成比例。注入效率指穿過裝置之注入至主動區中的電子之比例。萃取效率為在主動區中產生之從裝置逸出的光子之比例。對於LED，且特定言之，對於具有減小的實體尺寸之微型LED，改良內部及外部量子效率及/或控制發射光譜可具挑戰性。在一些具體實例中，為了提高光萃取效率，可形成包括半導體材料層中之至少一些之台面。

圖 7A說明具有垂直台面結構之LED 700的範例。LED 700可為光源510、540或642中之光發射器。LED 700可為由諸如多個半導體材料層之無機材料製成之微型LED。經分層半導體發光裝置可包括多個III-V半導體材料層。III-V半導體材料可包括一或多種III族元素，諸如鋁（Al）、鎵（Ga）或銦（In），以及V族元素，諸如氮（N）、磷（P）、砷（As）或銻（Sb）。當III-V半導體材料之V族元素包括氮時，III-V半導體材料被稱為III氮化物材料。經分層半導體發光裝置可藉由使用諸如汽相磊晶（vapor-phase epitaxy；VPE）、液相磊晶（liquid-phase epitaxy；LPE）、分子束磊晶（molecular beam epitaxy；MBE）或金屬有機化學氣相沈積（metalorganic chemical vapor deposition；MOCVD）之技術使多個磊晶層在基板上生長來製造。舉例而言，半導體材料層可以某一晶格定向（例如，極性、非極性或半極性定向）在基板上逐層生長，該基板諸如GaN、GaAs或GaP基板，或包括但不限於以下之基板：藍寶石、碳化矽、矽、氧化鋅、氮化硼、鋁酸鋰、鈮酸鋰、鍺、氮化鋁、鎵酸鋰、部分取代之尖晶石或共用β-LiAlO ₂結構之四元四方氧化物，其中該基板可在特定方向上經切割以暴露特定平面作為生長表面。

在圖7A中所展示之範例中，LED 700可包括基板710，該基板710可包括例如藍寶石基板或GaN基板。半導體層720可生長於基板710上。半導體層720可包括諸如GaN之III-V材料，且可經p摻雜（例如，摻雜有Mg、Ca、Zn或Be）或經n摻雜（例如，摻雜有Si或Ge）。一或多個主動層730可生長於半導體層720上以形成主動區。主動層730可包括III-V材料，諸如一或多個InGaN層、一或多個AlInGaP層及/或一或多個GaN層，所述層可形成一或多個異質結構，諸如一或多個量子井或MQW。半導體層740可生長於主動層730上。半導體層740可包括諸如GaN之III-V材料，且可經p摻雜（例如，摻雜有Mg、Ca、Zn或Be）或經n摻雜（例如，摻雜有Si或Ge）。半導體層720及半導體層740中之一者可為p型層，且另一者可為n型層。半導體層720及半導體層740包夾主動層730以形成發光區。舉例而言，LED 700可包括InGaN層，其位於摻雜有鎂之p型GaN層與摻雜有矽或氧之n型GaN層之間。在一些具體實例中，LED 700可包括AlInGaP層，其位於摻雜有鋅或鎂之p型AlInGaP層與摻雜有硒、矽或碲之n型AlInGaP層之間。

在一些具體實例中，電子阻擋層（electron-blocking layer；EBL）（圖7A中未展示）可經生長以在主動層730與半導體層720或半導體層740中之至少一者之間形成層。EBL可減少電子漏電流，且改良LED之效率。在一些具體實例中，諸如P ⁺或P ⁺⁺半導體層之重摻雜半導體層750可形成於半導體層740上，且充當用於形成歐姆接觸且減少裝置之接觸阻抗的接觸層。在一些具體實例中，導電層760可形成於重摻雜半導體層750上。導電層760可包括例如氧化銦錫（indium tin oxide；ITO）或Al/Ni/Au膜。在一個範例中，導電層760可包括透明ITO層。

為了與半導體層720（例如，n-GaN層）接觸且為了更高效地從LED 700萃取由主動層730發射之光，半導體材料層（包括重摻雜半導體層750、半導體層740、主動層730及半導體層720）可經蝕刻以暴露半導體層720且形成包括層720至760之台面結構。台面結構可將載子限制在裝置內。蝕刻台面結構可導致可正交於生長平面之台面側壁732之形成。鈍化層770可形成於台面結構之側壁732上。鈍化層770可包括氧化物層，諸如SiO ₂層，且可充當反射器以將所發射光反射出LED 700。可包括金屬層，諸如Al、Au、Ni、Ti或其任何組合之接觸層780可形成於半導體層720上且可充當LED 700之電極。另外，諸如Al/Ni/Au金屬層之另一接觸層790可形成於導電層760上且可充當LED 700之另一電極。

當將電壓信號施加至接觸層780及790時，電子及電洞可在主動層730中複合，其中電子及電洞之複合可引起光子發射。所發射光子之波長及能量可取決於主動層730中之價帶與傳導帶之間的能帶間隙。舉例而言，InGaN主動層可發射綠光或藍光，AlGaN主動層可發射藍光至紫外光，而AlInGaP主動層可發射紅光、橙光、黃光或綠光。所發射光子可由鈍化層770反射且可從頂部（例如，導電層760及接觸層790）或底部（例如，基板710）離開LED 700。

在一些具體實例中，LED 700可在諸如基板710之光發射表面上包括諸如透鏡之一或多個其他組件，以聚集或準直所發射光或將所發射光耦合至波導中。在一些具體實例中，LED可包括另一形狀之台面，諸如平面、圓錐形、半拋物線形或拋物線形，且台面之基底區域可為圓形、矩形、六邊形或三角形。舉例而言，LED可包括彎曲形狀（例如，抛物面形狀）及/或非彎曲形狀（例如，圓錐形狀）之台面。台面可經截斷或未經截斷。

圖 7B為具有拋物線形台面結構之LED 705之範例的橫截面視圖。類似於LED 700，LED 705可包括多個半導體材料層，諸如多個III-V半導體材料層。半導體材料層可磊晶生長於基板715上，諸如GaN基板或藍寶石基板。舉例而言，半導體層725可生長於基板715上。半導體層725可包括諸如GaN之III-V材料，且可經p摻雜（例如，摻雜有Mg、Ca、Zn或Be）或經n摻雜（例如，摻雜有Si或Ge）。一或多個主動層735可生長於半導體層725上。主動層735可包括III-V材料，諸如一或多個InGaN層、一或多個AlInGaP層及/或一或多個GaN層，所述層可形成一或多個異質結構，諸如一或多個量子井。半導體層745可生長於主動層735上。半導體層745可包括諸如GaN之III-V材料，且可經p摻雜（例如，摻雜有Mg、Ca、Zn或Be）或經n摻雜（例如，摻雜有Si或Ge）。半導體層725及半導體層745中之一者可為p型層，且另一者可為n型層。

為了與半導體層725（例如，n型GaN層）接觸且為了更高效地從LED 705萃取由主動層735發射之光，半導體層可經蝕刻以暴露半導體層725且形成包括層725至745之台面結構。台面結構可將載子限制在裝置之注入區域內。蝕刻台面結構可導致台面側壁（在本文中亦稱為琢面）之形成，所述台面側壁可能不平行於或在一些情況下正交於與層725至745之結晶生長相關聯的生長平面。

如圖7B中所展示，LED 705可具有包括平坦頂部之台面結構。介電層775 （例如，SiO ₂或SiNx）可形成於台面結構之琢面上。在一些具體實例中，介電層775可包括多個介電材料層。在一些具體實例中，金屬層795可形成於介電層775上。金屬層795可包括一或多種金屬或金屬合金材料，諸如鋁（Al）、銀（Ag）、金（Au）、鉑（Pt）、鈦（Ti）、銅（Cu），或其任何組合。介電層775及金屬層795可形成可朝向基板715反射由主動層735發射之光的台面反射器。在一些具體實例中，台面反射器可為拋物線形以充當可至少部分地準直所發射光之抛物面反射器。

電接點765及電接點785可分別形成於半導體層745及半導體層725上以充當電極。電接點765及電接點785可各自包括導電材料，諸如Al、Au、Pt、Ag、Ni、Ti、Cu或其任何組合（例如，Ag/Pt/Au或Al/Ni/Au），且可充當LED 705之電極。在圖7B中所展示之範例中，電接點785可為n接點，且電接點765可為p接點。電接點765及半導體層745（例如，p型半導體層）可形成背向反射器以用於將由主動層735發射之光朝向基板715反射回。在一些具體實例中，電接點765及金屬層795包括相同材料，且可使用相同製程形成。在一些具體實例中，可包括額外導電層（圖中未示）作為電接點765及785與半導體層之間的中間導電層。

當在接點765及785上施加電壓信號時，電子及電洞可在主動層735中複合。電子及電洞之複合可引起光子發射，由此產生光。所發射光子之波長及能量可取決於主動層735中之價帶與傳導帶之間的能帶間隙。舉例而言，InGaN主動層可發射綠光或藍光，而AlInGaP主動層可發射紅光、橙光、黃光或綠光。所發射光子可在許多不同方向上傳播，且可由台面反射器及/或背向反射器反射，且可例如從圖7B中所展示之底側（例如，基板715）離開LED 705。諸如透鏡或光柵之一或多個其他次級光學組件可形成於諸如基板715之光發射表面上，以聚焦或準直所發射光及/或將所發射光耦合至波導中。

可在晶圓上製造上文所描述之LED之一維或二維陣列以形成光源（例如，光源642）。驅動器電路（例如，驅動器電路644）可使用CMOS製程製造於例如矽晶圓上。晶圓上之LED及驅動器電路可經切割且接著接合在一起，或可在晶圓級上接合且接著經切割。各種接合技術可用於接合LED及驅動器電路，諸如黏著接合、金屬至金屬接合、金屬氧化物接合、晶圓至晶圓接合、晶粒至晶圓接合、混合接合及類似者。

圖 8A 至 8D說明根據某些具體實例之用於LED陣列的混合接合之方法的範例。混合接合通常可包括晶圓清潔及活化、一個晶圓之接點與另一晶圓之接點的高精度對準、介電材料在室溫下在晶圓之表面處的介電接合，及藉由在高溫下退火而進行的接點之金屬接合。 圖 8A展示其上製造有被動或主動電路820之基板810。如上文關於圖8A至8B所描述，基板810可包括例如矽晶圓。電路820可包括用於LED陣列之驅動器電路。接合層可包括介電區840及經由電互連件822連接至電路820之接觸襯墊830。接觸襯墊830可包括例如Cu、Ag、Au、Al、W、Mo、Ni、Ti、Pt、Pd或類似者。介電區840中之介電材料可包括SiCN、SiO ₂、SiN、Al ₂O ₃、HfO ₂、ZrO ₂、Ta ₂O ₅或類似者。接合層可使用例如化學機械拋光來進行平坦化及拋光，其中平坦化或拋光可能造成接觸襯墊中之凹陷（碗狀輪廓）。接合層之表面可藉由例如離子（例如，電漿）或快速原子（例如，Ar）光束805來清潔及活化。經活化表面可經原子級清潔且可在晶圓例如在室溫下接觸時為反應性的以用於在晶圓之間形成直接接合。

圖 8B說明晶圓850，其包括其上製造有微型LED 870之陣列，如上文關於例如圖7A至8B所描述。晶圓850可為載體晶圓，且可包括例如GaAs、InP、GaN、AlN、藍寶石、SiC、Si或類似者。微型LED 870可包括磊晶生長於晶圓850上之n型層、主動區及p型層。磊晶層可包括上文所描述之各種III-V半導體材料，且可從p型層側處理以蝕刻磊晶層中之台面結構，諸如實質上垂直結構、拋物線形結構、圓錐結構或類似者。鈍化層及/或反射層可形成於台面結構之側壁上。p接點880及n接點882可形成於沈積於台面結構上之介電材料層860中，且可分別與p型層及n型層進行電接觸。介電材料層860中之介電材料可包括例如SiCN、SiO ₂、SiN、Al ₂O ₃、HfO ₂、ZrO ₂、Ta ₂O ₅或類似者。p接點880及n接點882可包括例如Cu、Ag、Au、Al、W、Mo、Ni、Ti、Pt、Pd或類似者。p接點880、n接點882及介電材料層860之頂部表面可形成接合層。接合層可使用例如化學機械拋光來平坦化及拋光，其中拋光可能造成p接點880及n接點882中之凹陷。接合層可接著藉由例如離子（例如，電漿）或快速原子（例如，Ar）光束815來清潔及活化。經活化表面可經原子級清潔且在晶圓例如在室溫下接觸時為反應性的以用於在晶圓之間形成直接接合。

圖 8C說明用於接合接合層中之介電材料之室溫接合製程。舉例而言，在包括介電區840及接觸襯墊830之接合層以及包括p接點880、n接點882及介電材料層860之接合層經表面活化之後，晶圓850及微型LED 870可倒置且與基板810及形成於其上之電路接觸。在一些具體實例中，可將壓縮壓力825施加至基板810及晶圓850，使得接合層彼此壓靠。歸因於表面活化及接點中之凹陷，介電區840及介電材料層860可由於表面吸引力而直接接觸，且可進行反應且在其間形成化學鍵，此係因為表面原子可具有懸鍵且在活化之後可處於不穩定能態。因此，可在具有或不具有熱處理或壓力之情況下將介電區840及介電材料層860中之介電材料接合在一起。

圖 8D說明用於在接合接合層中之介電材料之後接合接合層中之接點的退火製程。舉例而言，接觸襯墊830及p接點880或n接點882可藉由在例如約200℃至400℃或更高之溫度下進行退火而接合在一起。在退火製程期間，熱量835可使接點比介電材料膨脹更多（歸因於不同熱膨脹係數），且因此可封閉接點之間的凹陷間隙，使得接觸襯墊830及p接點880或n接點882可進行接觸且可在經活化表面處形成直接金屬接合。

在一些具體實例中，在微型LED接合至驅動器電路之後，其上製造有微型LED之基板可經薄化或移除，且各種次級光學組件可經製造於微型LED之光發射表面上，以例如萃取、準直及重新引導從微型LED之主動區發射的光。在一個範例中，微透鏡可形成於微型LED上，其中各微透鏡可對應於各別微型LED，且可幫助改良光萃取效率且準直由微型LED發射之光。在一些具體實例中，次級光學組件可經製造於基板或微型LED之n型層中。在一些具體實例中，次級光學組件可製造於沈積於微型LED之n型側上的介電層中。次級光學組件之範例可包括透鏡、光柵、抗反射（antireflection；AR）塗層、稜鏡、光子晶體或類似者。

圖 9說明根據某些具體實例之其上製造有次級光學組件之LED陣列900的範例。可藉由使用上文關於例如圖8A至9D所描述之任何合適接合技術將LED晶片或晶圓與包括製造於其上之電路的矽晶圓接合來製造LED陣列900。在圖9中所展示之範例中，可使用如上文關於圖9A至9D所描述之晶圓至晶圓混合接合技術來接合LED陣列900。LED陣列900可包括基板910，該基板可為例如矽晶圓。積體電路920，諸如LED驅動器電路可製造於基板910上。積體電路920可經由互連件922及接觸襯墊930連接至微型LED 970之p接點974及n接點972，其中接觸襯墊930可與p接點974及n接點972形成金屬接合。基板910上之介電層940可經由熔融接合接合至介電層960。

LED晶片或晶圓之基板（圖中未示）可經薄化或可經移除以暴露微型LED 970之n型層950。諸如球面微透鏡982、光柵984、微透鏡986、抗反射層988及類似者之各種次級光學組件可形成於n型層950中或其頂部上。舉例而言，可使用灰度遮罩及對曝光光具有線性回應之光阻，或使用藉由經圖案化光阻層之熱回焊形成的蝕刻遮罩來在微型LED 970之半導體材料中蝕刻球面微透鏡陣列。亦可使用類似光微影技術或其他技術在沈積於n型層950上之介電層中蝕刻次級光學組件。舉例而言，微透鏡陣列可經由使用二元遮罩圖案化之聚合物層的熱回焊而形成於聚合物層中。聚合物層中之微透鏡陣列可用作次級光學組件或可用作蝕刻遮罩以用於將微透鏡陣列之輪廓轉移至介電層或半導體層中。介電層可包括例如SiCN、SiO ₂、SiN、Al ₂O ₃、HfO ₂、ZrO ₂、Ta ₂O ₅或類似者。在一些具體實例中，微型LED 970可具有多個對應次級光學組件，諸如微透鏡及抗反射塗層、在半導體材料中蝕刻之微透鏡及在介電材料層中蝕刻之微透鏡、微透鏡及光柵、球面透鏡及非球面透鏡及類似者。圖9中說明三個不同次級光學組件以展示可形成於微型LED 970上之次級光學組件之一些範例，此未必暗示針對每個LED陣列同時使用不同次級光學組件。

對於具有小間距（例如，小於約5 μm、3 μm或2 μm）之微型LED裝置，為了在室溫下具有足夠大的區域用於氧化物-氧化物介面之強介電接合，金屬接合襯墊可能需要較小，諸如約總接合介面區域之四分之一、三分之一或二分之一。可能需要金屬接合襯墊的精確對準以在接合襯墊之間形成良好電連接。在兩個經接合晶圓包括具有不同熱膨脹係數（coefficient of thermal expansion；CTE）之材料的一些具體實例中，在室溫下接合之介電材料可幫助減少或防止由不同熱膨脹造成的接觸襯墊之未對準。在一些具體實例中，為了進一步減少或避免接觸襯墊在退火期間在高溫下之未對準，可在接合之前在微型LED之間、在微型LED之群組之間、穿過基板中之部分或全部或在類似處形成溝槽。

圖 10A說明根據某些具體實例之用於LED陣列之晶粒至晶圓接合之方法的範例。在圖10A中所展示之範例中，LED陣列1001可在載體基板1005上包括複數個LED 1007。載體基板1005可包括各種材料，諸如GaAs、InP、GaN、AlN、藍寶石、SiC、Si或類似者。LED 1007可藉由例如在執行接合之前生長各種磊晶層、形成台面結構及形成電接點或電極來製造。磊晶層可包括各種材料，諸如GaN、InGaN、(AlGaIn)P、(AlGaIn)AsP、(AlGaIn)AsN、(Eu:InGa)N、(AlGaIn)N或類似者，且可包括n型層、p型層及主動層，該主動層包括一或多個異質結構，諸如一或多個量子井或MQW。電接點可包括各種導電材料，諸如金屬或金屬合金。

晶圓1003可包括其上製造有被動或主動積體電路（例如，驅動器電路1011）之基底層1009。基底層1009可包括例如矽晶圓。驅動器電路1011可用於控制LED 1007之操作。舉例而言，用於各LED 1007之驅動器電路可包括具有兩個電晶體及一個電容器之2T1C像素結構。晶圓1003亦可包括接合層1013。接合層1013可包括各種材料，諸如金屬、氧化物、介電質、CuSn、AuTi及類似者。在一些具體實例中，圖案化層1015可形成於接合層1013之表面上，其中圖案化層1015可包括由諸如Cu、Ag、Au、Al或類似者之導電材料製成的金屬柵格。

LED陣列1001可經由接合層1013或圖案化層1015接合至晶圓1003。舉例而言，圖案化層1015可包括由諸如CuSn、AuSn或奈米多孔Au之各種材料製成的金屬襯墊或凸塊，所述金屬襯墊或凸塊可用於將LED陣列1001中之LED 1007與晶圓1003上之對應驅動器電路1011對準。在一個範例中，可使LED陣列1001朝向晶圓1003，直至LED 1007與對應於驅動器電路1011之各別金屬襯墊或凸塊接觸為止。LED 1007中之一些或全部可與驅動器電路1011對準，且可接著藉由各種接合技術（諸如金屬至金屬接合）經由圖案化層1015接合至晶圓1003。在LED 1007已接合至晶圓1003之後，可從LED 1007移除載體基板1005。

對於高解析度微型LED顯示面板，歸因於微型LED陣列之小間距及個別微型LED之小尺寸，將驅動電路電連接至LED之電極可具有挑戰性。舉例而言，在上文所描述之面對面接合技術中，難以將微型LED裝置上之接合襯墊與驅動電路上之接合襯墊精確對準，且難以在可包括介電材料（例如SiO ₂、SiN或SiCN）及金屬（例如，Cu、Au或Al）接合襯墊兩者之介面處形成可靠接合。特定言之，當微型LED裝置之間距為約2或3微米或更低時，接合襯墊可具有小於約1 μm之線性尺寸，以避免相鄰微型LED之短路且提高介電接合之接合強度。然而，小接合襯墊可能不太容許接合襯墊之間的未對準，此可減小金屬接合區域，增加接觸電阻（或甚至可為斷路）及/或導致金屬擴散至介電材料及半導體材料。因此，在習知製程中可能需要微型LED陣列之表面上之接合襯墊與CMOS底板之表面上之接合襯墊的精確對準。然而，使用此項技術中之最新設備的晶粒至晶圓或晶圓至晶圓接合對準之準確度可能為約0.5 μm或約1 μm，此可能不足以將小間距微型LED陣列（例如，接合襯墊之線性尺寸為約1 μm或更短）接合至CMOS驅動電路。

在一些實施中，為了避免接合之精確對準，微型LED晶圓可在磊晶層生長之後且在微型LED晶圓上形成個別微型LED之前接合至CMOS底板，其中微型LED晶圓與CMOS底板可經由兩個晶圓上之兩個固體金屬接合層之金屬至金屬接合而接合。接合固體連續金屬接合層將不需要對準。在接合之後，微型LED晶圓上的磊晶層及金屬接合層可經蝕刻以形成個別微型LED。蝕刻製程可具有高得多的對準準確度，且因此可形成與下伏像素驅動電路對準之個別微型LED。

圖 10B說明根據某些具體實例之用於LED陣列之晶圓至晶圓接合之方法的範例。如圖10B中所展示，第一晶圓1002可包括基板1004、第一半導體層1006、主動層1008及第二半導體層1010。基板1004可包括各種材料，諸如GaAs、InP、GaN、AlN、藍寶石、SiC、Si或類似者。第一半導體層1006、主動層1008及第二半導體層1010可包括各種半導體材料，諸如GaN、InGaN、(AlGaIn)P、(AlGaIn)AsP、(AlGaIn)AsN、(AlGaIn)Pas、(Eu:InGa)N、(AlGaIn)N或類似者。在一些具體實例中，第一半導體層1006可為n型層，且第二半導體層1010可為p型層。舉例而言，第一半導體層1006可為n摻雜GaN層（例如，摻雜有Si或Ge），且第二半導體層1010可為p摻雜GaN層（例如，摻雜有Mg、Ca、Zn或Be）。主動層1008可包括例如一或多個GaN層、一或多個InGaN層、一或多個AlInGaP層及類似者，其可形成一或多個異質結構，諸如一或多個量子井或MQW。

在一些具體實例中，第一晶圓1002亦可包括接合層。接合層1012可包括各種材料，諸如金屬、氧化物、介電質、CuSn、AuTi或類似者。在一個範例中，接合層1012可包括p接點及/或n接點（圖中未示）。在一些具體實例中，其他層亦可包括於第一晶圓1002上，諸如基板1004與第一半導體層1006之間的緩衝層。緩衝層可包括各種材料，諸如多晶GaN或AlN。在一些具體實例中，接觸層可在第二半導體層1010與接合層1012之間。接觸層可包括用於將電接點提供至第二半導體層1010及/或第一半導體層1006之任何合適材料。

第一晶圓1002可經由接合層1013及/或接合層1012接合至包括如上文所描述之驅動器電路1011及接合層1013的晶圓1003。接合層1012及接合層1013可由相同材料或不同材料製成。接合層1013及接合層1012可為實質上平坦的。第一晶圓1002可藉由各種方法接合至晶圓1003，所述方法諸如金屬至金屬接合、共晶接合、金屬氧化物接合、陽極接合、熱壓縮接合、紫外線（ultraviolet；UV）接合及/或熔融接合。

如圖10B中所展示，第一晶圓1002可在第一晶圓1002之p側（例如，第二半導體層1010）面向下（亦即，朝向晶圓1003）的情況下接合至晶圓1003。在接合之後，可從第一晶圓1002移除基板1004，且可接著從n側處理第一晶圓1002。處理可包括例如形成用於個別LED之某些台面形狀，以及形成對應於個別LED之光學組件。

圖 11A 至 11F說明使用無校準金屬至金屬接合及後接合台面形成來製造微型LED像素陣列之方法的範例。 圖 11A展示包括生長於基板1110上之磊晶層的微型LED晶圓1102。如上文所描述，基板1110可包括例如GaN、GaAs或GaP基板，或包括但不限於以下之基板：藍寶石、碳化矽、矽、氧化鋅、氮化硼、鋁酸鋰、鈮酸鋰、鍺、氮化鋁、鎵酸鋰、部分取代之尖晶石或共用β-LiAlO ₂結構之四元四方氧化物，其中該基板可在特定方向上經切割以暴露特定平面（例如，c平面或半極性平面）作為生長表面。在一些具體實例中，緩衝層1112可形成於基板1110上以改良磊晶層之晶格匹配，藉此減少磊晶層中的應力及缺陷。磊晶層可包括n型半導體層1114（例如，摻雜有Si或Ge之GaN層）、主動區1116及p型半導體層1118（例如，具有Mg、Ca、Zn或Be之GaN層）。主動區1116可包括多個量子井或藉由量子井層（例如，InGaN層）形成之多量子井（MQW），所述量子井層藉由如上文所描述之障壁層（例如，GaN層）包夾。磊晶層可使用諸如VPE、LPE、MBE或MOCVD之技術逐層生長於基板1110或緩衝層1112上。

在磊晶生長製程中，用於摻雜p型半導體層（例如，經Mg摻雜之GaN層）之摻雜劑（例如，Mg）可能在將Mg前驅物引入至反應器中之後保留在反應器中及/或磊晶表面上。舉例而言，Mg摻雜源（例如，雙(環戊二烯基)鎂（Cp ₂Mg））可能吸附至反應器管線及壁上，且可能在後續製程中以氣相釋放。歸因於在p-GaN層之表面上形成之富Mg層，表面錨泊效應（surface riding effect）亦可催生殘餘Mg。因此，若量子井層在使用Mg摻雜劑生長p-GaN層之後生長於富Mg p-GaN層上，則量子井層即使在斷開Mg源之後亦可能被Mg摻雜劑污染，此可被稱為Mg記憶效應，且可表現為Mg至後續磊晶層中之緩慢衰減尾部。Mg可污染MQW層以形成非輻射性複合中心，其可由Mg相關點缺陷、Mg填隙子或Mg相關錯合物引起。

另外，對於使用例如MOCVD形成之p型GaN層，摻雜劑（例如，Mg）可歸因於在生長及形成Mg-H錯合物期間併入原子氫（其以H ⁺形式存在）而鈍化。因此，摻雜劑之生長後活化一般經執行以釋放行動電洞。p-GaN層中摻雜劑之活化可包括斷裂Mg-H鍵，且在高溫（例如，高於700℃）下驅動H ⁺離開p-GaN層以活化Mg摻雜劑。p-GaN層之不充分活化可能導致LED裝置之斷路、效能不佳或過早沖穿崩潰。若p型GaN層在主動區及n型層生長之前生長以驅除氫，則帶正電H ⁺離子需要跨越p-n接面且經由暴露之n-GaN層擴散。然而，由於p-n接面中之耗乏場（具有從n型層至p型層之方向），帶正電H ⁺離子可能無法跨越p-n接面從p型區擴散至n型區。另外，與p型GaN相比，氫可具有高得多的擴散障壁，且因此在n型GaN中具有低得多的擴散率。因此，氫離子可能不經由n型層擴散至n型層的經暴露頂部表面。另外，可不緊接在p摻雜之後且在主動區生長之前執行活化，此係因為可在高壓氨（NH ₃）存在下執行後續生長以避免在高生長溫度下GaN之分解，且因此可歸因於氨之存在而再鈍化經活化之半導體層（例如，p型半導體層）。

因此，大體而言，在磊晶層生長期間，可首先生長n型半導體層1114。p型半導體層1118可在主動區1116生長之後生長，以避免主動區1116之污染且促進p型半導體層中之摻雜劑的活化。

圖 11B展示形成於p型半導體層1118上之反射器層1120及接合層1122。反射器層1120可包括例如金屬層，諸如鋁層、銀層，或金屬合金層，或分佈式布拉格反射器，其由導電材料（例如，半導體材料）形成或包括導電通孔。反射器層1120可包括一或多個子層。反射器層1120可在沈積製程中沈積於p型半導體層1118上。接合層1122可包括金屬層，諸如鈦層、銅層、鋁層、金層，或金屬合金層。在一些具體實例中，接合層1122可包括共晶合金，諸如Au-In、Au-Sn、Au-Ge或Ag-In。接合層1122可藉由沈積製程形成於反射器層1120上，且可包括一或多個子層。

圖 11C展示包括其上形成有電路之基板1130的底板晶圓1104。所述電路可包括用於驅動個別微型LED之數位及類比像素驅動電路。複數個金屬襯墊1134（例如，銅襯墊）可形成於介電層1132（例如，SiO ₂或SiN）中。在一些具體實例中，各金屬襯墊1134可為用於微型LED之電極（例如，陽極）。在一些具體實例中，用於各微型LED之像素驅動電路可形成於匹配微型LED之大小（例如，約2 μm × 2 μm）的區域中，其中像素驅動電路及微型LED可共同地形成微型LED顯示面板之像素。儘管圖11C僅展示在一個介電層1132中之一個金屬層中形成之金屬襯墊1134，但底板晶圓1104可包括在介電材料中形成且藉由例如金屬通孔互連之兩個或大於兩個金屬層，如在許多CMOS積體電路中。在一些具體實例中，可執行諸如化學機械拋光（chemical mechanical polishing；CMP）製程之平坦化製程以平坦化金屬襯墊1134及介電層1132之暴露表面。接合層1140可形成於介電層1132上，且可與金屬襯墊1134實體且電接觸。如同接合層1122，接合層1140可包括金屬層，諸如鈦層、銅層、鋁層、金層或金屬合金層。在一些具體實例中，接合層1140可包括共晶合金。在一些具體實例中，可使用接合層1140或接合層1122中之僅一者。

圖 11D展示微型LED晶圓1102與底板晶圓1104可接合在一起以形成晶圓堆疊1106。微型LED晶圓1102及底板晶圓1104可藉由接合層1122及接合層1140之金屬至金屬接合而接合。如上文所描述，金屬至金屬接合可基於金屬接合層之表面處的金屬原子之間的化學鍵。金屬至金屬接合可包括例如熱壓縮接合、共晶接合或瞬時液相（transient liquid phase；TLP）接合。金屬至金屬接合製程可包括例如表面平坦化、在室溫下之晶圓清潔（例如，使用電漿或溶劑）以及在諸如約250℃或更高之高溫下的壓縮及退火以引起原子擴散。在共晶接合中，包括兩種或大於兩種金屬且具有低於一或多種金屬之熔點的共晶點之共晶合金可用於低溫晶圓接合。因為共晶合金在高溫下可變為液體，共晶接合可能對表面平度不規則性、刮痕、粒子污染及類似者較不敏感。在接合之後，緩衝層1112及基板1110可藉由例如蝕刻、背面研磨或雷射提昇而薄化或移除，以暴露n型半導體層1114。

圖 11E展示可從經暴露n型半導體層1114之側面蝕刻晶圓堆疊1106，以形成用於個別微型LED之台面結構1108。如圖11E中所展示，蝕刻可包括蝕刻穿過n型半導體層1114、主動區1116、p型半導體層1118、反射器層1120以及接合層1122及1140，以便單體化及電隔離台面結構1108。因此，各單體化台面結構1108可包括n型半導體層1114、主動區1116、p型半導體層1118、反射器層1120以及接合層1122及1140。為執行所選蝕刻，蝕刻遮罩層可形成於n型半導體層1114上。蝕刻遮罩層可藉由對準光罩與底板晶圓（例如，使用底板晶圓1104上之對準標記）而圖案化，使得形成於蝕刻遮罩層中之經圖案化蝕刻遮罩可與金屬襯墊1134對準。因此，可不蝕刻磊晶層及接合層之在金屬襯墊1134上方的區。介電層1132可用作蝕刻之蝕刻終止層。儘管圖11E展示台面結構1108具有垂直側壁，但台面結構1108可具有如上文所描述之其他形狀，諸如圓錐形形狀、拋物線形狀或截錐形狀。

圖 11F展示鈍化層1150可形成於台面結構1108之側壁上，且側壁反射器層1152可形成於鈍化層1150上。鈍化層1150可包括介電層（例如，SiO ₂或SiN）或未摻雜半導體層。側壁反射器層1152可包括例如金屬（例如，Al）或金屬合金。在一些具體實例中，台面結構1108之間的間隙可用介電材料1154填充。鈍化層1150、側壁反射器層1152及/或介電材料1154可使用合適之沈積技術形成，所述沈積技術諸如化學氣相沈積（chemical vapor deposition；CVD）、物理氣相沈積（physical vapor deposition；PVD）、電漿增強型化學氣相沈積（plasma-enhanced chemical vapor deposition；PECVD）、原子層沈積（atomic-layer deposition；ALD）、雷射金屬沈積（laser metal deposition；LMD）或濺鍍。在一些具體實例中，側壁反射器層1152可填充台面結構1108之間的間隙。在一些具體實例中，可在鈍化層1150、側壁反射器層1152及/或介電材料1154之沈積之後執行平坦化製程。諸如透明導電氧化物（transparent conductive oxide；TCO）層之共同電極層1160（例如，ITO層）或對在主動區1116中發射之光透明的薄金屬層可形成於n型半導體層1114上，以形成用於微型LED之n接點及共同陰極。

在上文關於11A至11F所描述之製程流程中，可在用於蝕刻台面結構1108之蝕刻製程結束時蝕刻反射器層1120以及接合層1122及1140，其可全部包括金屬。因此，在蝕刻此等含金屬層期間，從此等層蝕刻之金屬材料可沈積或以其他方式形成於主動區1116之側壁上，且可擴散至主動區1116中以在主動區中形成缺陷。缺陷可能變為非輻射性複合中心，且因此可能降低微型LED之量子效率。另外，金屬至金屬接合可能需要中間層且可能需要在高溫（例如，接近於金屬或金屬合金之共晶點或熔融溫度）下執行及/或可能不具有所要接合強度。

根據某些具體實例，微型LED顯示面板可使用微型LED晶圓至底板晶圓之無校準混合接合及後接合台面形成來製造。各接合層可包括介電材料層及形成於介電材料中之金屬接觸襯墊。混合接合可藉由介電質至介電質接合，接著退火以擴展及接合金屬接觸襯墊來執行。介電質至介電質接合具有比金屬至金屬接合更強的接合強度。因此，與上文關於圖11A至11F所描述之僅金屬至金屬接合相比，混合接合具有更高接合強度及更佳可靠性的優點。微型LED晶圓上之接合層可包括金屬接觸襯墊之二維陣列，其中各金屬接觸襯墊可具有比各微型LED之面積小得多的面積。微型LED晶圓上之金屬接觸襯墊可均勻地分佈或可不均勻地分佈，且可具有相同或不同大小（例如，具有約0至50%或更高的變化）。微型LED晶圓上之金屬接觸襯墊（在本文中亦稱為點接點）之大小可為約小於1 μm，諸如在約100 nm與幾百奈米之間，且因此可比台面結構及底板晶圓上之金屬接觸襯墊（在本文中亦稱為像素接觸襯墊）之橫向尺寸小得多。

因而，底板晶圓上之一個金屬接觸襯墊（亦即，像素接觸襯墊）可始終接合至微型LED晶圓上之一或多個金屬接觸襯墊（亦即，點接點），而不需要在接合之前及期間對準底板晶圓及微型LED晶圓。底板晶圓之接合層中之較大金屬接觸襯墊可為微型LED之電極（例如，陽極）且亦可用作微型LED之背向反射器。在一些具體實例中，微型LED晶圓之接合層中之小金屬接觸襯墊可形成光子晶體結構、元結構或光柵結構，其可擴散（而非鏡面反射）主動區中所發射之光或可以其他方式將入射光引導至所要方向。因此，可改良光萃取效率。另外，混合接合可首先在室溫下執行以用於介電質至介電質（例如，SiO ₂至SiO2或SiN至SiN）接合，且接著可在低退火溫度（例如，小於約300℃或約250℃）下執行以擴展且接合金屬接觸襯墊。

用以形成用於個別微型LED之台面結構之後接合蝕刻可能僅需要蝕刻穿過磊晶層。微型LED晶圓上之接合層之介電材料可用作蝕刻終止層。因為不需要金屬蝕刻，所以主動區之側壁上將不存在金屬沈積且主動區將不被金屬污染。因此，可改良微型LED之量子效率。

圖 12A 至 12F說明根據某些具體實例之使用無校準混合接合及後接合台面形成來製造微型LED像素陣列之方法的範例。 圖 12A展示包括生長於基板1210上之磊晶層的微型LED晶圓1202。微型LED晶圓1202可類似於微型LED晶圓1102。如上文所描述，基板1210可包括例如GaN、GaAs或GaP基板，或包括但不限於以下之基板：藍寶石、碳化矽、矽、氧化鋅、氮化硼、鋁酸鋰、鈮酸鋰、鍺、氮化鋁、鎵酸鋰、部分取代之尖晶石或共用β-LiAlO ₂結構之四元四方氧化物，其中該基板可在特定方向上經切割以暴露特定平面（例如，c平面或半極性平面）作為生長表面。在一些具體實例中，緩衝層1212可形成於基板1210上以改良磊晶層之晶格匹配且減少磊晶層中的應力及缺陷。磊晶層可包括n型半導體層1214（例如，摻雜有Si或Ge之GaN層）、主動區1216及p型半導體層1218（例如，具有Mg、Ca、Zn或Be之GaN層）。主動區1216可包括多個量子井或藉由如上文所描述藉由障壁層（例如，GaN層）包夾之量子井層（例如，InGaN層）形成的MQW。磊晶層可使用諸如VPE、LPE、MBE或MOCVD之技術逐層生長於基板1210或緩衝層1212上。如上文所描述，大體而言，n型半導體層1214可在磊晶層生長期間首先生長。p型半導體層1218可在主動區1216生長之後生長，以避免主動區1216之污染且促進p型半導體層中之摻雜劑的活化。

圖 12B展示形成於p型半導體層1218上之圖案化金屬接觸層1220。圖案化金屬接觸層1220可包括例如金屬層，諸如銅層、鋁層、鈦層、金層、銀層、金屬合金層或其組合，且在一些具體實例中可包括一或多個子層。金屬層可沈積於p型半導體層1218上且接著經圖案化以形成金屬接觸襯墊1222陣列。金屬接觸襯墊1222可均勻地分佈或可不均勻地分佈，且可具有相同大小或不同大小。對於較小微型LED，金屬接觸襯墊1222之線性尺寸可小於約1 μm，諸如約幾百奈米或更小，且因此可比待製造之微型LED之台面結構及底板晶圓上之金屬接觸襯墊之橫向尺寸小得多。

圖 12C展示介電層1224可沈積於圖案化金屬接觸層1220上。介電層1224可包括諸如SiO ₂或SiN之介電材料。介電層1224可填充圖案化金屬接觸層1220中之金屬接觸襯墊1222之間的間隙，且亦可沈積於金屬接觸襯墊1222之頂部上。介電層1224可藉由例如CMP平坦化以移除金屬接觸襯墊1222上之介電材料且平坦化頂部表面以用於接合。在一些情況下，平坦化介電層1224可引起金屬接觸襯墊1222中之下陷（亦稱為凹陷）。金屬接觸襯墊1222及介電層1224可形成光子晶體結構、元結構或光柵結構，其可以所要方式操縱入射光，諸如擴散入射光或將入射光引導至某些所要方向上。在一些具體實例中，介電層1224可沈積於p型半導體層1218上且可藉由微影製程圖案化，且金屬接觸層可沈積於圖案化介電層1224上以填充介電層1224中之孔隙。

圖 12D展示微型LED晶圓1202可接合至底板晶圓1204以形成晶圓堆疊1206。如同底板晶圓1104，底板晶圓1204可包括具有形成於其上之電路的基板1230。所述電路可包括用於驅動個別微型LED之數位及類比像素驅動電路。複數個金屬接觸襯墊1234（例如，銅襯墊）可形成於介電層1232（例如，SiO ₂或SiN）中。各金屬接觸襯墊1234可對應於像素中之微型LED且可用作各像素中之微型LED的電極（例如，陽極），而各像素可包括兩個或大於兩個金屬接觸襯墊1222。因此，金屬接觸襯墊1234在本文中可稱為像素接觸襯墊以與金屬接觸襯墊1222（在本文中稱為點接點）區分開。在一些具體實例中，用於各微型LED之像素驅動電路可在匹配微型LED之大小（例如，約2 μm × 2 μm）之區域中形成於底板晶圓1204上，其中像素驅動電路及微型LED可共同地形成微型LED顯示面板之像素。儘管圖12D僅展示在一個介電層1232中之一個金屬層中形成之金屬接觸襯墊1234，但底板晶圓1204可包括在介電材料層中形成且藉由例如金屬通孔互連之兩個或大於兩個金屬層，如在許多CMOS積體電路中。在一些具體實例中，可執行諸如CMP製程之平坦化製程以平坦化金屬接觸襯墊1234及介電層1232之暴露表面。在一些情況下，平坦化製程可引起金屬接觸襯墊1234中之下陷（亦稱為凹陷）。

微型LED晶圓1202及底板晶圓1204可藉由混合接合而接合在一起。如上文所描述，微型LED晶圓1202及底板晶圓1204之接合表面可在混合接合之前經調節。舉例而言，金屬接觸襯墊1222及1234（例如，Cu、Au或Al襯墊）之表面可包括表面氧化物及/或其他污染。接合表面之過量氧化及/或污染可顯著減小接合強度及電導率。接合可在真空中或在惰性氛圍（例如，乾燥氮氣、氬氣或氦氣）中執行以減少接合表面之有害氧化或污染。接合表面可藉由例如離子（例如，電漿）光束或快速原子（例如，Ar）光束來清潔及活化。Ar濺鍍可移除Cu氧化物層。經活化表面可經原子級清潔且在晶圓例如在室溫下接觸時為反應性的以用於在晶圓之間形成直接接合。在一些具體實例中，電漿之前的表面處理可包括用於使用檸檬酸、草酸及類似者移除金屬上的表面氧化物層的製程。

在混合接合期間，微型LED晶圓1202及底板晶圓1204可接觸。在一些具體實例中，可將壓縮力施加至兩個晶圓，使得包括金屬接觸襯墊1222之介電層1224及包括金屬接觸襯墊1234之介電層1232彼此壓靠。歸因於金屬接觸襯墊1222及1234中之表面活化及凹陷，介電層1224之介電材料（例如，SiO ₂）及介電層1232之介電材料（例如，SiO ₂）可直接接觸，且可反應以在其間形成化學鍵，此係因為表面原子可具有懸鍵且在活化之後可處於不穩定能態。因此，可在具有或不具有熱處理或壓力之情況下將介電層1224之介電材料（例如，SiO ₂）及介電層1232之介電材料（例如，SiO ₂）藉由凡得瓦（van der Waals）吸引力接合在一起。在一些具體實例中，可在室溫下在介電質至介電質接合之後執行退火製程，其中可經由兩步縮合反應加強接合以熔合介電質-介電質（例如，氧化物-氧化物）介面。經接合晶圓堆疊1206可在例如高於150℃或高於200℃下進一步退火，以使得金屬接觸襯墊1222及1234膨脹，使得金屬接觸襯墊1222及1234可接觸且可在經活化表面處形成直接金屬鍵。因為金屬不需要熔融，所以退火溫度可低於熱壓縮接合或共晶接合之接合溫度。

應注意，當兩個相鄰金屬接觸襯墊1222之中心之間的距離小於金屬接觸襯墊1234之線性尺寸時，在微型LED晶圓1202及底板晶圓1204接合之後，可始終存在與金屬接觸襯墊1234接觸之兩個或大於兩個金屬接觸襯墊1222。因此，在微型LED晶圓1202及底板晶圓1204之接合之前或期間可不需要對準。在微型LED晶圓1202及底板晶圓1204接合之後，緩衝層1212及基板1210可藉由例如蝕刻、背面研磨或雷射提昇而薄化或移除，以暴露n型半導體層1214。

圖 12E展示可從經暴露n型半導體層1214之側面蝕刻晶圓堆疊1206，以形成用於個別微型LED之台面結構1208。如圖12E中所展示，蝕刻可包括蝕刻穿過n型半導體層1214、主動區1216、p型半導體層1218，以便單體化及電隔離台面結構1208。因此，各單體化台面結構1208可包括n型半導體層1214、主動區1216及p型半導體層1218。為執行所選蝕刻，蝕刻遮罩層可形成於n型半導體層1214上。蝕刻遮罩層可藉由對準光罩與底板晶圓1204（例如，使用底板晶圓1204上之對準標記）而圖案化，使得形成於蝕刻遮罩層中之蝕刻遮罩圖案可大致與金屬接觸襯墊1234對準。因此，可不蝕刻磊晶層及接合層之在金屬接觸襯墊1234上方的區。在一些具體實例中，介電層1224可用作用於蝕刻磊晶層之蝕刻終止層。儘管圖12E展示台面結構1208具有垂直側壁，但台面結構1208可具有如上文所描述之其他形狀，諸如圓錐形形狀、拋物線形狀或截錐形狀。由於在台面結構蝕刻期間不需要蝕刻金屬材料，因此在台面結構1208之側壁上可不發生金屬污染。

圖 12F展示鈍化層1250可形成於台面結構1208之側壁上，且側壁反射器層1252可形成於鈍化層1250上以將所發射光反射回至台面結構1208中且光學地隔離相鄰台面結構1208。鈍化層1250可包括介電層（例如，SiO ₂或SiN）或未摻雜半導體層。側壁反射器層1252可包括例如金屬（例如，Al）或金屬合金。鈍化層1250及側壁反射器層1252可使用合適之沈積技術形成，所述沈積技術諸如CVD、PVD、PECVD、ALD、LMD或濺鍍。在一些具體實例中，側壁反射器層1252可不完全填充台面結構1208之間的間隙，且介電材料（例如，SiO ₂或SiN）可經沈積以填充台面結構1208之間的間隙。在一些具體實例中，可在沈積鈍化層1250之後及在沈積側壁反射器層1252之後執行平坦化製程。諸如TCO層之共同電極層1260（例如，ITO層）或對在主動區1216中發射之光透明的薄金屬層可形成於n型半導體層1214上，以形成用於微型LED之n接點及共同陰極。

在圖12F中所展示之微型LED顯示面板中，當藉由底板晶圓1204上之像素驅動電路經由共同電極層1260（例如，陰極）及金屬接觸襯墊1234將電流信號或電壓信號施加至微型LED時，可在主動區1216中發射光。所發射光中之一些可到達側壁反射器層1252，且可反射回至主動區1216、n型半導體層1214或p型半導體層1218中。所發射光中之一些可到達金屬接觸襯墊1222及介電層1224，其可充當光子晶體裝置、元結構、擴散器或光柵，且可將入射光引導至所要方向，使得光可具有更高機率從共同電極層1260處之發光表面離開。各台面結構1208下之較大金屬接觸襯墊1234可形成金屬反射器，該金屬反射器可將入射光反射回至台面結構1208中，使得光可從共同電極層1260處之發光表面離開。

圖 13A說明根據某些具體實例之包括小金屬接觸襯墊1312陣列且接合至底板晶圓1320之微型LED晶圓1310之範例，該底板晶圓包括用於各微型LED之像素驅動電路中的較大金屬接觸襯墊1322。在所說明範例中，微型LED陣列之間距可在x方向上為約2 μm且在y方向上為約2 μm。因此，各像素之像素驅動電路可具有約2 μm × 2 μm 之面積。各金屬接觸襯墊1322可形成於各別像素之像素驅動電路之2 μm × 2 μm面積內，且可電連接至像素驅動電路。各金屬接觸襯墊1322可具有例如約1 μm × 1 μm之大小。在一些具體實例中，各金屬接觸襯墊1322可具有不同於正方形之形狀，諸如矩形、圓形、多邊形或橢圓形。微型LED晶圓1310上之金屬接觸襯墊1312陣列中的各金屬接觸襯墊1312可具有例如從約100 nm至幾百奈米之線性尺寸（例如，直徑）。在所說明範例中，金屬接觸襯墊1312陣列之間距（兩個相鄰金屬接觸襯墊1312之中心之間的距離）可為約400 nm，其小於金屬接觸襯墊1322之線性尺寸（例如，在所說明範例中，約1 μm）。因此，在x及y方向中之各者上，至少兩個金屬接觸襯墊1312可與金屬接觸襯墊1322接觸，而不管微型LED晶圓1310相對於底板晶圓1320之相對位置。在圖13A中所展示之範例中，微型LED晶圓1310可相對於底板晶圓1320處於第一位置。儘管圖13A中所展示之各金屬接觸襯墊1312具有圓形形狀，但金屬接觸襯墊1312可具有另一規則或不規則形狀，諸如橢圓形、正方形、矩形或另一多邊形形狀。

圖 13B說明根據某些具體實例之包括小金屬接觸襯墊1312陣列且接合至底板晶圓1320之微型LED晶圓1310之範例，該底板晶圓包括用於各微型LED之像素驅動電路中的較大金屬接觸襯墊1322，其中微型LED晶圓1310可相對於底板晶圓1320位於第二位置。第二位置可不同於圖13A中所展示之第一位置，例如水平地（例如，在x方向上）、垂直地（例如，在y方向上）、旋轉地或其任何組合。在所說明範例中，因為金屬接觸襯墊1312在x方向及y方向上之間距小於金屬接觸襯墊1322之線性尺寸（例如，小於所述線性尺寸的一半），所以即使微型LED晶圓1310旋轉任何角度及/或水平地移位或垂直地移位較大距離，亦可存在與金屬接觸襯墊1322接觸之至少兩個金屬接觸襯墊1312，如圖13B中所說明之範例所展示。

圖 14A說明根據某些具體實例之包括小金屬接觸襯墊1412陣列且接合至底板晶圓1420之微型LED晶圓1410之另一範例，該底板晶圓包括用於各微型LED之像素驅動電路中的較大金屬接觸襯墊1422。在所說明範例中，微型LED陣列之間距可在x方向上為約2 μm且在y方向上為約2 μm。因此，各像素之像素驅動電路可具有約2 μm × 2 μm之面積。各金屬接觸襯墊1422可形成於各別像素之像素驅動電路之2 μm × 2 μm面積內，且可電連接至像素驅動電路。各金屬接觸襯墊1422可具有六邊形形狀。微型LED晶圓1410上之金屬接觸襯墊1412陣列中的各金屬接觸襯墊1412可具有例如從約100 nm至幾百奈米之線性尺寸（例如，直徑）。在所說明範例中，金屬接觸襯墊1412陣列之間距（兩個相鄰金屬接觸襯墊1412之中心之間的距離）可為約400 nm，其可小於各金屬接觸襯墊1422之邊緣的長度。因此，至少兩個金屬接觸襯墊1412可與金屬接觸襯墊1422接觸，而不管微型LED晶圓1410相對於底板晶圓1420之相對水平、垂直及角位置。

圖 14B說明根據某些具體實例之包括小金屬接觸襯墊1416陣列且接合至底板晶圓1425之微型LED晶圓1415之又一範例，該底板晶圓包括用於各微型LED之像素驅動電路中的較大金屬接觸襯墊1426。在所說明範例中，微型LED陣列之間距可在x方向上為約2 μm且在y方向上為約2 μm。因此，各像素之像素驅動電路可具有約2 μm × 2 μm之面積。各金屬接觸襯墊1426可形成於各別像素之像素驅動電路之2 μm × 2 μm面積內，且可電連接至像素驅動電路。在所說明範例中，各金屬接觸襯墊1426可具有圓形形狀。金屬接觸襯墊1416陣列可在相鄰金屬接觸襯墊1416之間具有不均勻距離，其中距離可比金屬接觸襯墊1426之直徑短得多，如範例中所展示。因而，兩個或大於兩個金屬接觸襯墊1416可與金屬接觸襯墊1426接觸，而不管微型LED晶圓1415相對於底板晶圓1425之相對水平、垂直及角位置。金屬接觸襯墊1416陣列中之各金屬接觸襯墊1416可具有例如從約100 nm至約幾百奈米之線性尺寸（例如，直徑）。在一些具體實例中，陣列中之金屬接觸襯墊1416可另外或替代地具有不同大小及/或形狀，如範例中所展示。

圖 15包括說明根據某些具體實例使用無校準混合接合及後接合台面形成來製造微型LED像素陣列之方法之範例的流程圖1500。應注意，圖15中所說明之操作提供用於製造微型LED像素陣列之特定製程。亦可根據替代具體實例執行其他操作序列。例如，替代具體實例可以不同次序執行操作。此外，圖15中所說明之個別操作可包括多個子操作，所述子操作可以適於個別操作之各種序列執行。此外，可取決於特定應用添加或移除一些操作。在一些實施中，可並行地執行兩個或大於兩個操作。所屬技術領域中具有通常知識者將認識到許多變化、修改及替代方案。

流程圖1500之區塊1510中之操作可包括獲得包括形成於其上之第一接合層的第一晶圓。第一晶圓亦可包括形成於其上之像素驅動電路。第一接合層可包括第一介電層（例如，SiO ₂或SiN）中之像素接觸襯墊（例如，Cu、Al、Ti、Au、Ag或金屬合金接觸襯墊）陣列，如例如圖12D中所展示及描述。像素接觸襯墊陣列可經由一或多個金屬互連層及/或通孔連接至像素驅動電路。在一些具體實例中，各像素接觸襯墊之線性尺寸可短於像素接觸襯墊陣列之間距的四分之三。舉例而言，對於具有2×2 μm ²像素之顯示面板，各像素接觸襯墊可為約1×1 μm ²。在一些具體實例中，像素接觸襯墊陣列中之各像素接觸襯墊之特徵可為多邊形形狀、圓形形狀、橢圓形形狀或不規則形狀，如上文關於例如圖13A至14B所描述。像素驅動電路可包括用於驅動個別微型LED之數位及類比像素驅動電路。各像素之像素驅動電路可具有類似於像素大小（例如，2×2 μm ²）之面積。

區塊1520中之操作可包括獲得包括基板及生長於基板上之磊晶層的第二晶圓。磊晶層可包括n型半導體層（例如，摻雜有Si或Ge之GaN層）、p型半導體層（例如，摻雜有Mg、Ca、Zn或Be之GaN層），及在n型半導體層與p型半導體層之間且經配置以發射光（例如，可見光）之主動區。主動區可包括多個量子井或藉由如上文所描述藉由障壁層（例如，GaN層）包夾之量子井層（例如，InGaN層）形成的MQW。基板可包括例如GaN、GaAs或GaP基板，或包括但不限於以下之基板：藍寶石、碳化矽、矽、氧化鋅、氮化硼、鋁酸鋰、鈮酸鋰、鍺、氮化鋁、鎵酸鋰、部分取代之尖晶石或共用β-LiAlO ₂結構之四元四方氧化物，其中該基板可在特定方向上經切割以暴露特定平面（例如，c平面或半極性平面）作為生長表面。在一些具體實例中，緩衝層可形成於基板上以改良磊晶層之晶格匹配，藉此減少磊晶層中的應力及缺陷。磊晶層可使用諸如VPE、LPE、MBE或MOCVD之技術逐層生長於基板或緩衝層上。如上文所描述，大體而言，n型半導體層可在磊晶層生長期間首先生長，且p型半導體層可在主動區生長之後生長，例如，以避免污染具有Mg摻雜劑之主動區且促進p型半導體層中之摻雜劑的活化。

區塊1530中之操作可包括在磊晶層上形成包括第二介電層（例如，SiO ₂或SiN）中之金屬（例如，Cu、Al、Ti、Au、Ag或金屬合金）接觸襯墊陣列的第二接合層。金屬接觸襯墊陣列之間距可小於像素接觸襯墊陣列中之各像素接觸襯墊的線性尺寸，諸如等於或短於像素接觸襯墊陣列中之各像素接觸襯墊之線性尺寸的一半。在一些具體實例中，金屬接觸襯墊陣列可具有均勻間距及/或均勻金屬接觸襯墊大小。在一些具體實例中，金屬接觸襯墊陣列之特徵可為不均勻間距、不均勻金屬接觸襯墊大小或兩者。金屬接觸襯墊可藉由沈積及圖案化金屬層且接著在圖案化金屬層上沈積介電層來形成，或可藉由沈積及圖案化介電層且接著在圖案化介電層上沈積金屬層來形成，如上文關於例如圖12B及12C所描述。可在沈積金屬層及/或介電層之後執行平坦化製程，諸如CMP製程。

區塊1540中之操作可包括使用混合接合將第二接合層接合至第一接合層。在混合接合中，第二介電層可經由室溫介電質至介電質（例如，氧化物至氧化物）接合而接合至第一介電層。第一接合層中之像素接觸襯墊陣列中之各像素接觸襯墊可接觸第二接合層中的兩個或大於兩個金屬接觸襯墊。如上文例如關於圖12D所描述之混合接合製程可用於將第二接合層接合至第一接合層。

區塊1550中之操作可包括移除第二晶圓之基板（及緩衝層，若存在）。第二晶圓之基板可藉由例如蝕刻、背面研磨或雷射提昇而薄化或移除，以暴露磊晶層，諸如n型半導體層。

區塊1560中之操作可包括蝕刻穿過第二晶圓之磊晶層以在磊晶層中形成台面結構陣列，如上文關於圖12E所描述。第二接合層中接觸像素接觸襯墊陣列中之相同像素接觸襯墊之兩個或大於兩個金屬接觸襯墊可電耦合至台面結構陣列中之相同台面結構。台面結構陣列之間距可等於或小於例如4 μm。台面結構陣列之間距可匹配像素接觸襯墊陣列之間距。

區塊1570中之操作可包括在台面結構陣列中之各台面結構之側壁上形成鈍化層及反射器層，如上文關於圖12F所描述。反射器層亦用以光學地隔離相鄰像素。方法亦可包括在台面結構陣列上形成共同電極層（例如，共同陰極），其中共同電極層對於可見光可為透明的。

本文中所揭示之具體實例可用於實施人工實境系統之組件，或可結合人工實境系統實施。人工實境為在呈現給使用者之前已以某一方式調整的實境形式，其可包括例如虛擬實境、擴增實境、混合實境、混雜實境或其某一組合及/或衍生物。人工實境內容可包括完全產生之內容或與所俘獲（例如，真實世界）內容組合之所產生內容。人工實境內容可包括視訊、音訊、觸覺回饋或其某一組合，且其中之任一者可在單一通道中或在多個通道中呈現（諸如對觀看者產生三維效應之立體聲視訊）。另外，在一些具體實例中，人工實境亦可與用於例如在人工實境中產生內容及/或以其它方式用於人工實境中（例如，在人工實境中執行活動）之應用程式、產品、配件、服務或其某一組合相關聯。提供人工實境內容之人工實境系統可實施於各種平台上，包括連接至主機電腦系統之HMD、獨立式HMD、行動裝置或計算系統或能夠將人工實境內容提供給一或多個觀看者之任何其他硬體平台。

圖 16為用於實施本文中所揭示之範例中之一些的範例近眼顯示器（例如，HMD裝置）之範例電子系統1600的簡化方塊圖。電子系統1600可用作HMD裝置或上文所描述之其他近眼顯示器的電子系統。在此範例中，電子系統1600可包括一或多個處理器1610及一記憶體1620。處理器1610可經配置以執行用於在數個組件處執行操作的指令，且可為例如適合實施於攜帶型電子裝置內的通用處理器或微處理器。處理器1610可以通信方式與電子系統1600內之複數個組件耦合。為了實現此通信耦合，處理器1610可跨越匯流排1640與其他所說明之組件通信。匯流排1640可為經調適以在電子系統1600內傳送資料之任何子系統。匯流排1640可包括複數個電腦匯流排及額外電路以傳送資料。

記憶體1620可耦合至處理器1610。在一些具體實例中，記憶體1620可提供短期儲存及長期儲存兩者，且可劃分成若干單元。記憶體1620可為揮發性的，諸如靜態隨機存取記憶體（static random access memory；SRAM）及/或動態隨機存取記憶體（DRAM），及/或可為非揮發性的，諸如唯讀記憶體（read-only memory；ROM）、快閃記憶體及類似者。此外，記憶體1620可包括抽取式儲存裝置，諸如安全數位（secure digital；SD）卡。記憶體1620可提供電腦可讀取指令、資料結構、程式模組及用於電子系統1600之其他資料的儲存。在一些具體實例中，記憶體1620可分佈至不同硬體模組中。一組指令及/或程式碼可儲存於記憶體1620上。所述指令可呈可由電子系統1600執行之可執行程式碼之形式，及/或可呈原始程式碼及/或可安裝程式碼之形式，該原始程式碼及/或可安裝程式碼在電子系統1600上編譯及/或安裝於該電子系統上（例如，使用多種常用的編譯器、安裝程式、壓縮/解壓公用程式等中之任一者）後，可呈可執行程式碼之形式。

在一些具體實例中，記憶體1620可儲存複數個應用程式模組1622至1624，所述應用程式模組可包括任何數目個應用程式。應用程式之範例可包括遊戲應用程式、會議應用程式、視訊播放應用程式或其他合適之應用程式。應用程式可包括深度感測功能或眼睛追蹤功能。應用程式模組1622至1624可包括待由處理器1610執行之特定指令。在一些具體實例中，某些應用程式或應用程式模組1622至1624之部分可由其他硬體模組1680執行。在某些具體實例中，記憶體1620可另外包括安全記憶體，該安全記憶體可包括額外安全控制以防止對安全資訊之複製或其他未授權存取。

在一些具體實例中，記憶體1620可包括載入於其中之作業系統1625。作業系統1625可操作以起始執行由應用程式模組1622至1624提供之指令及/或管理其他硬體模組1680，以及與可包括一或多個無線收發器之無線通信子系統1630介接。作業系統1625可經調適以跨越電子系統1600之組件執行其他操作，包括執行緒處理、資源管理、資料儲存控制及其他類似功能性。

無線通信子系統1630可包括例如紅外線通信裝置、無線通信裝置及/或晶片組（諸如，Bluetooth®裝置、IEEE 802.11裝置、Wi-Fi裝置、WiMax裝置、蜂巢式通信設施等）及/或類似通信介面。電子系統1600可包括用於無線通信之一或多個天線1634，作為無線通信子系統1630之部分或作為耦合至該系統之任何部分的單獨組件。取決於所要功能性，無線通信子系統1630可包括獨立收發器以與基地收發器台及其他無線裝置及存取點進行通信，其可包括與諸如無線廣域網路（wireless wide-area network；WWAN）、無線區域網路（wireless local area network；WLAN）或無線個域網路（wireless personal area network；WPAN）之不同資料網路及/或網路類型進行通信。WWAN可為例如WiMax（IEEE 802.16）網路。WLAN可為例如IEEE 802.11x網路。WPAN可為例如藍牙網路、IEEE 802.15x或一些其他類型之網路。本文中所描述之技術亦可用於WWAN、WLAN及/或WPAN之任何組合。無線通信子系統1630可准許與網路、其他電腦系統及/或本文所描述之任何其他裝置交換資料。無線通信子系統1630可包括用於使用天線1634及無線鏈路1632傳輸或接收資料之構件，該資料諸如HMD裝置之識別符、位置資料、地形圖、熱度圖、相片或視訊。無線通信子系統1630、處理器1610及記憶體1620可一起包含用於執行本文所揭示之一些功能的構件中之一或多者的至少一部分。

電子系統1600之具體實例亦可包括一或多個感測器1690。感測器1690可包括例如影像感測器、加速計、壓力感測器、溫度感測器、近接感測器、磁力計、陀螺儀、慣性感測器（例如，組合加速計與陀螺儀之模組）、環境光感測器，或可操作以提供感測輸出及/或接收感測輸入之任何其他類似模組，諸如深度感測器或位置感測器。舉例而言，在一些實施中，感測器1690可包括一或多個慣性量測單元（IMU）及/或一或多個位置感測器。IMU可基於從位置感測器中之一或多者接收到之量測信號來產生校準資料，該校準資料指示相對於HMD裝置之初始位置的HMD裝置之估計位置。位置感測器可回應於HMD裝置之運動而產生一或多個量測信號。位置感測器之範例可包括但不限於一或多個加速計、一或多個陀螺儀、一或多個磁力計、偵測運動之另一合適類型的感測器、用於IMU之誤差校正的一種類型之感測器或其任何組合。位置感測器可位於IMU外部、IMU內部或其任何組合。至少一些感測器可使用結構化之光圖案以用於感測。

電子系統1600可包括顯示模組1660。顯示模組1660可為近眼顯示器，且可以圖形方式將來自電子系統1600之資訊（諸如影像、視訊及各種指令）呈現給使用者。此資訊可源自一或多個應用程式模組1622至1624、虛擬實境引擎1626、一或多個其他硬體模組1680、其組合，或用於為使用者解析圖形內容（例如，藉由作業系統1625）之任何其他合適的構件。顯示模組1660可使用LCD技術、LED技術（包括例如OLED、ILED、μ-LED、AMOLED、TOLED等）、發光聚合物顯示器（light emitting polymer display；LPD）技術，或某一其他顯示技術。

電子系統1600可包括使用者輸入/輸出模組1670。使用者輸入/輸出模組1670可允許使用者將動作請求發送至電子系統1600。動作請求可為執行特定動作之請求。舉例而言，動作請求可為開始或結束應用程式或執行該應用程式內之特定動作。使用者輸入/輸出模組1670可包括一或多個輸入裝置。範例輸入裝置可包括觸控螢幕、觸控板、麥克風、按鈕、撥號盤、開關、鍵盤、滑鼠、遊戲控制器，或用於接收動作請求及將接收到之動作請求傳達至電子系統1600之任何其他合適裝置。在一些具體實例中，使用者輸入/輸出模組1670可根據從電子系統1600接收到之指令將觸覺回饋提供至使用者。舉例而言，可在接收到動作請求或已執行動作請求時提供觸覺回饋。

電子系統1600可包括攝影機1650，該攝影機1650可用於拍攝使用者之相片或視訊，例如用於追蹤使用者之眼睛位置。攝影機1650亦可用於拍攝環境之相片或視訊，例如用於VR、AR或MR應用。攝影機1650可包括例如具有數百萬或數千萬個像素之互補金屬氧化物半導體（complementary metal-oxide-semiconductor；CMOS）影像感測器。在一些實施中，攝影機1650可包括可用於俘獲3-D影像之兩個或大於兩個攝影機。

在一些具體實例中，電子系統1600可包括複數個其他硬體模組1680。其他硬體模組1680中之各者可為電子系統1600內之實體模組。雖然其他硬體模組1680中之各者可永久地經配置為結構，但其他硬體模組1680中之一些可臨時經配置以執行特定功能或臨時被啟動。其他硬體模組1680之範例可包括例如音訊輸出及/或輸入模組（例如，麥克風或揚聲器）、近場通信（near field communication；NFC）模組、可再充電電池、電池管理系統、有線/無線電池充電系統等。在一些具體實例中，其他硬體模組1680之一或多個功能可以軟體實施。

在一些具體實例中，電子系統1600之記憶體1620亦可儲存虛擬實境引擎1626。虛擬實境引擎1626可執行電子系統1600內之應用程式，且從各種感測器接收HMD裝置之位置資訊、加速度資訊、速度資訊、所預測未來位置，或其任何組合。在一些具體實例中，由虛擬實境引擎1626接收到之資訊可用於為顯示模組1660產生信號（例如，顯示指令）。舉例而言，若接收到之資訊指示使用者已看向左方，則虛擬實境引擎1626可為HMD裝置產生反映使用者在虛擬環境中之移動的內容。另外，虛擬實境引擎1626可回應於從使用者輸入/輸出模組1670接收到之動作請求而執行應用內之動作，且將回饋提供至使用者。所提供回饋可為視覺、聽覺或觸覺回饋。在一些實施中，處理器1610可包括可執行虛擬實境引擎1626之一或多個GPU。

在各種實施中，上文所描述之硬體及模組可實施於可使用有線或無線連接彼此通信之單一裝置或多個裝置上。舉例而言，在一些實施中，諸如GPU、虛擬實境引擎1626及應用程式（例如，追蹤應用程式）之一些組件或模組可實施於控制台上，該控制台與頭戴式顯示器裝置分開。在一些實施中，一個控制台可連接至或支援多於一個HMD。

在替代配置中，不同及/或額外組件可包括於電子系統1600中。類似地，組件中之一或多者的功能性可以不同於上文所描述之方式的方式分佈於組件當中。舉例而言，在一些具體實例中，電子系統1600可經修改以包括其他系統環境，諸如AR系統環境及/或MR環境。

上文所論述之方法、系統及裝置為範例。在適當時各種具體實例可省略、取代或添加各種程序或組件。舉例而言，在替代配置中，可以不同於所描述次序之次序來執行所描述方法，及/或可添加、省略及/或組合各種階段。此外，可在各種其他具體實例中組合關於某些具體實例所描述之特徵。可以類似方式組合具體實例之不同態樣及元件。此外，技術發展，且因此許多元件為範例，所述範例並不將本發明之範圍限制於彼等特定範例。

在本說明書中給出特定細節以提供對具體實例的徹底理解。然而，具體實例可在無此等特定細節之情況下實踐。舉例而言，已在無不必要細節之情況下展示熟知之電路、程序、系統、結構及技術，以便避免混淆具體實例。本說明書僅提供範例性具體實例，且並不意欲限制本發明之範疇、適用性或配置。實情為，具體實例之前述描述將為所屬技術領域中具有通常知識者提供能夠實施各種具體實例之描述。可在不脫離本發明之精神及範圍的情況下對元件之功能及配置作出各種改變。

並且，將一些具體實例描述為描繪為流程圖或方塊圖之程序。儘管各者可將操作描述為依序過程，但操作中之許多者可並行地或同時執行。另外，可重新配置操作之次序。製程可具有未包括於圖中之額外步驟。此外，可由硬體、軟體、韌體、中間軟體、微碼、硬體描述語言或其任何組合實施方法之具體實例。當實施於軟體、韌體、中間軟體或微碼中時，用以執行相關聯任務之程式碼或碼段可儲存於諸如儲存媒體之電腦可讀取媒體中。處理器可執行相關聯任務。

所屬技術領域中具有通常知識者將顯而易見，可根據特定要求作出實質變化。舉例而言，亦可使用自訂或專用硬體，及/或可用硬體、軟體（包括攜帶型軟體，諸如小程式等）或兩者來實施特定元件。此外，可採用至其他計算裝置（諸如網路輸入/輸出裝置）之連接。

參考附圖，可包括記憶體之組件可包括非暫時性機器可讀取媒體。術語「機器可讀取媒體」及「電腦可讀取媒體」可指代參與提供使得機器以特定方式操作之資料的任何儲存媒體。在上文所提供之具體實例中，各種機器可讀取媒體可能涉及將指令/程式碼提供至處理單元及/或其他裝置以供執行。另外或替代地，機器可讀取媒體可用於儲存及/或攜載此類指令/程式碼。在許多實施中，電腦可讀取媒體為實體及/或有形儲存媒體。此媒體可呈許多形式，包括但不限於非揮發性媒體、揮發性媒體及傳輸媒體。電腦可讀取媒體之常見形式包括例如磁性及/或光學媒體，諸如光碟（compact disk；CD）或數位化通用光碟（digital versatile disk；DVD）；打孔卡；紙帶；具有孔圖案之任何其他實體媒體；RAM；可程式化唯讀記憶體（programmable read-only memory；PROM）；可抹除可程式化唯讀記憶體（erasable programmable read-only memory；EPROM）；FLASH-EPROM；任何其他記憶體晶片或卡匣；如下文中所描述之載波；或可供讀取指令及/或程式碼之任何其他媒體。電腦程式產品可包括程式碼及/或機器可執行指令，所述程式碼及/或機器可執行指令可表示程序、函式、子程式、程式、常式、應用程式（App）、次常式、模組、軟體套件、類別，或指令、資料結構或程式陳述式之任何組合。

所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，可使用多種不同技藝及技術中之任一者來表示用於傳達本文所描述之訊息的資訊及信號。舉例而言，可由電壓、電流、電磁波、磁場或磁性粒子、光場或光學粒子或其任何組合來表示在貫穿以上描述中可能引用之資料、指令、命令、資訊、信號、位元、符號及晶片。

如本文中所使用，術語「及」及「或」可包括多種含義，所述含義亦預期至少部分地取決於使用此類術語之上下文。典型地，「或」若用於關聯清單，諸如，A、B或C，則意欲意謂A、B及C（此處以包括性意義使用），以及A、B或C（此處以排他性意義使用）。另外，如本文中所使用，術語「一或多個」可用於以單數形式描述任何特徵、結構或特性，或可用於描述特徵、結構或特性之某一組合。然而，應注意，此僅為說明性範例且所主張之主題不限於此範例。此外，術語「中之至少一者」若用於關聯清單，諸如A、B或C，則可解譯為意謂A、B及/或C之任何組合，諸如A、AB、AC、BC、AA、ABC、AAB、AABBCCC等。

此外，雖然已使用硬體與軟體之特定組合描述某些具體實例，但應認識到，硬體與軟體之其他組合亦為可能的。可僅以硬體或僅以軟體或使用其組合來實施某些具體實例。在一個範例中，可藉由電腦程式產品來實施軟體，該電腦程式產品含有電腦程式碼或指令，所述電腦程式碼或指令可由一或多個處理器執行以用於進行本發明中所描述之步驟、操作或程序中之任一者或全部，其中電腦程式可儲存於非暫時性電腦可讀取媒體上。本文中所描述之各種程序可以任何組合實施於同一處理器或不同處理器上。

在裝置、系統、組件或模組經描述為經配置以執行某些操作或功能之情況下，可例如藉由設計電子電路以執行操作、藉由程式化可程式化電子電路（諸如微處理器）以執行操作（諸如藉由執行電腦指令或程式碼，或經程式化以執行儲存於非暫時性記憶體媒體上之程式碼或指令的處理器或核心）或其任何組合來實現此配置。程序可使用多種技術進行通信，包括但不限於用於程序間通信之習知技術，且不同對程序可使用不同技術，或同一對程序可在不同時間使用不同技術。

因此，應在說明性意義上而非限定性意義上看待說明書及圖式。然而，將顯而易見，可在不脫離如申請專利範圍中所闡述的更廣泛精神及範圍之情況下對說明書及圖式進行添加、減去、刪除及其他修改及改變。因此，儘管已描述特定具體實例，但此等具體實例並不意欲為限制性的。各種修改及等效物在以下申請專利範圍之範圍內。

100:人工實境系統環境 110:控制台 112:應用程式商店 114:耳機追蹤模組 116:人工實境引擎 118:眼睛追蹤模組 120:近眼顯示器 122:顯示電子件 124:顯示光學件 126:定位器 128:位置感測器 130:眼睛追蹤單元 132:慣性量測單元 140:輸入/輸出介面 150:外部成像裝置 200:HMD裝置 220:主體 223:底側 225:前側 227:左側 230:頭部綁帶 300:近眼顯示器 305:框架 310:顯示器 330:照明器 340:高解析度攝影機 350a:感測器 350b:感測器 350c:感測器 350d:感測器 350e:感測器 400:擴增實境系統 410:投影器 412:影像源 414:投影器光學件 415:組合器 420:基板 430:輸入耦合器 440:輸出耦合器 450:光 460:所萃取光 490:眼睛 495:眼框 500:近眼顯示器裝置 510:光源 512:紅光發射器 514:綠光發射器 516:藍光發射器 520:投影光學件 530:波導顯示器 532:耦合器 540:光源 542:紅光發射器 544:綠光發射器 546:藍光發射器 550:近眼顯示器裝置 560:自由形式光學元件 570:掃描鏡面 580:波導顯示器 582:耦合器 590:眼睛 600:近眼顯示器系統 610:影像源構件 620:控制器 630:影像處理器 640:顯示面板 642:光源 644:驅動器電路 650:投影器 700:LED 705:LED 710:基板 715:基板 720:半導體層 725:半導體層 730:主動層 732:台面側壁 735:主動層 740:半導體層 745:半導體層 750:重摻雜半導體層 760:導電層 765:電接點 770:鈍化層 775:介電層 780:接觸層 785:電接點 790:接觸層 795:金屬層 805:光束 810:基板 815:光束 820:電路 822:電互連件 825:壓縮壓力 830:接觸襯墊 835:熱量 840:介電區 850:晶圓 860:介電材料層 870:微型LED 880:p接點 882:n接點 900:LED陣列 910:基板 920:積體電路 922:互連件 930:接觸襯墊 940:介電層 950:n型層 960:介電層 970:微型LED 972:n接點 974:p接點 982:球面微透鏡 984:光柵 986:微透鏡 988:抗反射層 1001:LED陣列 1002:第一晶圓 1003:晶圓 1004:基板 1005:載體基板 1006:第一半導體層 1007:LED 1008:主動層 1009:基底層 1010:第二半導體層 1011:驅動器電路 1012:接合層 1013:接合層 1015:圖案化層 1102:微型LED晶圓 1104:底板晶圓 1106:晶圓堆疊 1108:台面結構 1110:基板 1112:緩衝層 1114:n型半導體層 1116:主動區 1118:p型半導體層 1120:反射器層 1122:接合層 1130:基板 1132:介電層 1134:金屬襯墊 1140:接合層 1150:鈍化層 1152:側壁反射器層 1154:介電材料 1160:共同電極層 1202:微型LED晶圓 1204:底板晶圓 1206:晶圓堆疊 1208:台面結構 1210:基板 1212:緩衝層 1214:n型半導體層 1216:主動區 1218:p型半導體層 1220:圖案化金屬接觸層 1222:金屬接觸襯墊 1224:介電層 1230:基板 1232:介電層 1234:金屬接觸襯墊 1250:鈍化層 1252:側壁反射器層 1260:共同電極層 1310:微型LED晶圓 1312:金屬接觸襯墊 1320:底板晶圓 1322:金屬接觸襯墊 1410:微型LED晶圓 1412:金屬接觸襯墊 1415:微型LED晶圓 1416:金屬接觸襯墊 1420:底板晶圓 1422:金屬接觸襯墊 1425:底板晶圓 1426:金屬接觸襯墊 1500:流程圖 1510:區塊 1520:區塊 1530:區塊 1540:區塊 1550:區塊 1560:區塊 1570:區塊 1600:電子系統 1610:處理器 1620:記憶體 1622:應用程式模組 1624:應用程式模組 1625:作業系統 1626:虛擬實境引擎 1630:無線通信子系統 1632:無線鏈路 1634:天線 1640:匯流排 1650:攝影機 1660:顯示模組 1670:使用者輸入/輸出模組 1680:其他硬體模組 1690:感測器

下文參考以下諸圖詳細地描述說明性具體實例。 [圖1]為根據某些具體實例之包括近眼顯示器之人工實境系統環境之範例的簡化方塊圖。 [圖2]為呈用於實施本文中所揭示之範例中之一些的頭戴式顯示器（head-mounted display；HMD）裝置之形式的近眼顯示器之範例的透視圖。 [圖3]為呈用於實施本文中所揭示之範例中之一些的一副眼鏡之形式的近眼顯示器之範例的透視圖。 [圖4]說明根據某些具體實例之包括波導顯示器之光學透視擴增實境系統之範例。 [圖5A]說明根據某些具體實例之包括波導顯示器之近眼顯示器裝置的範例。 [圖5B]說明根據某些具體實例之包括波導顯示器之近眼顯示器裝置的範例。 [圖6]說明根據某些具體實例的在擴增實境系統中之影像源構件之範例。 [圖7A]說明根據某些具體實例之具有垂直台面結構之發光二極體（LED）的範例。 [圖7B]為根據某些具體實例之具有拋物線形台面結構之LED之範例的橫截面視圖。 [圖8A]至[圖8D]說明根據某些具體實例之用於LED陣列的混合接合之方法的範例。 [圖9]說明根據某些具體實例之其上製造有次級光學組件之LED陣列的範例。 [圖10A]說明根據某些具體實例之用於LED陣列之晶粒至晶圓接合之方法的範例。 [圖10B]說明根據某些具體實例之用於LED陣列之晶圓至晶圓接合之方法的範例。 [圖11A]至[圖11F]說明使用無校準金屬至金屬接合及後接合台面形成來製造微型LED像素陣列之方法的範例。 [圖12A]至[圖12F]說明根據某些具體實例之使用無校準混合接合及後接合台面形成來製造微型LED像素陣列之方法的範例。 [圖13A]說明根據某些具體實例之包括小金屬接觸襯墊陣列且接合至底板晶圓之微型LED晶圓之範例，該底板晶圓包括用於各微型LED之像素驅動電路中的較大金屬接觸襯墊。 [圖13B]說明根據某些具體實例之包括小金屬接觸襯墊陣列且接合至底板晶圓之微型LED晶圓之範例，該底板晶圓包括用於各微型LED之像素驅動電路中的較大金屬接觸襯墊，其中微型LED晶圓可相對於底板晶圓位於第二位置。 [圖14A]說明根據某些具體實例之包括小金屬接觸襯墊陣列且接合至底板晶圓之微型LED晶圓之另一範例，該底板晶圓包括用於各微型LED之像素驅動電路中的較大金屬接觸襯墊。 [圖14B]說明根據某些具體實例之包括小金屬接觸襯墊陣列且接合至底板晶圓之微型LED晶圓之又一範例，該底板晶圓包括用於各微型LED之像素驅動電路中的較大金屬接觸襯墊。 [圖15]包括說明根據某些具體實例使用無校準混合接合及後接合台面形成來製造微型LED像素陣列之方法之範例的流程圖。 [圖16]為根據某些具體實例之近眼顯示器之範例之電子系統的簡化方塊圖。 諸圖僅出於說明之目的描繪本發明之具體實例。所屬技術領域中具有通常知識者依據以下描述將容易認識到，可在不脫離本發明之原理或所主張之權益的情況下採用所說明之結構及方法的替代具體實例。 在附圖中，類似組件及/或特徵可具有相同參考標記。此外，可藉由在參考標記之後加上破折號及在類似組件之間進行區分之第二標記來區分同一類型之各種組件。若在本說明書中僅使用第一參考標記，則本說明書適用於具有相同第一參考標記而與第二參考標記無關的類似組件中之任一者。

1310:微型LED晶圓

1312:金屬接觸襯墊

1320:底板晶圓

1322:金屬接觸襯墊

Claims (20)

1. 一種顯示系統之光源，該光源包含： 底板晶圓，其包括第一接合層，該第一接合層包括第一介電層中之像素接觸襯墊陣列； 第二接合層，其包括第二介電層中之金屬接觸襯墊陣列，其中該第二介電層接合至該第一介電層；及 台面結構陣列，其在該第二接合層上，該台面結構陣列中之各台面結構包含： n型半導體層； p型半導體層；及 主動區，其在該n型半導體層與該p型半導體層之間且經配置以發射光， 其中該像素接觸襯墊陣列中之各像素接觸襯墊與該第二接合層中之該金屬接觸襯墊陣列中之兩個或大於兩個金屬接觸襯墊接觸，所述兩個或大於兩個金屬接觸襯墊電耦合至該台面結構陣列中之相同台面結構。
2. 如請求項1之光源，其中該金屬接觸襯墊陣列之間距短於該像素接觸襯墊陣列中之像素接觸襯墊的線性尺寸。
3. 如請求項2之光源，其中該金屬接觸襯墊陣列之該間距等於或短於該像素接觸襯墊陣列中之該像素接觸襯墊的該線性尺寸之一半。
4. 如請求項1之光源，其中該第二接合層經配置以擴散由該主動區發射之入射光。
5. 如請求項1之光源，其中該像素接觸襯墊陣列之間距匹配該台面結構陣列之間距。
6. 如請求項1之光源，其中該台面結構陣列之間距等於或小於4 μm。
7. 如請求項1之光源，其中各像素接觸襯墊之線性尺寸短於該像素接觸襯墊陣列之間距的四分之三。
8. 如請求項1之光源，其中： 該第二接合層鄰近於該台面結構陣列中之各台面結構之該p型半導體層；且 該像素接觸襯墊陣列中之各像素接觸襯墊為該台面結構之陽極。
9. 如請求項1之光源，其進一步包含形成於該台面結構陣列上且電連接至該台面結構陣列之共同電極，其中該共同電極對於該主動區中所發射之該光為透明的。
10. 如請求項1之光源，其中該台面結構陣列中之各台面結構進一步包含：  側壁鈍化層；及 側壁反射器層。
11. 如請求項1之光源，其中該像素接觸襯墊陣列中之各像素接觸襯墊之特徵在於多邊形形狀、圓形形狀、橢圓形形狀或不規則形狀。
12. 如請求項1之光源，其中該金屬接觸襯墊陣列之特徵在於不均勻間距、不均勻金屬接觸襯墊大小或兩者。
13. 一種方法，其包含： 獲得第一晶圓，該第一晶圓包括形成於其上之第一接合層，該第一接合層包括第一介電層中的像素接觸襯墊陣列； 獲得第二晶圓，該第二晶圓包括基板及生長於該基板上之磊晶層； 在所述磊晶層上形成第二接合層，該第二接合層包括第二介電層中之金屬接觸襯墊陣列； 將該第二接合層接合至該第一接合層，其中： 該第二介電層接合至該第一介電層；且 該像素接觸襯墊陣列中之各像素接觸襯墊與該第二接合層中之該金屬接觸襯墊陣列中的兩個或大於兩個金屬接觸襯墊接觸； 移除該第二晶圓之該基板； 蝕刻穿過該第二晶圓之所述磊晶層以在所述磊晶層中形成台面結構陣列，其中與該像素接觸襯墊陣列中之相同像素接觸襯墊接觸的所述兩個或大於兩個金屬接觸襯墊電耦合至該台面結構陣列中之相同台面結構；及 在該台面結構陣列中之各台面結構之側壁上形成鈍化層及反射器層。
14. 如請求項13之方法，其中該金屬接觸襯墊陣列之間距等於或短於該像素接觸襯墊陣列中之像素接觸襯墊之線性尺寸的一半。
15. 如請求項13之方法，其中該像素接觸襯墊陣列之間距匹配該台面結構陣列之間距。
16. 如請求項13之方法，其中該台面結構陣列之間距等於或小於4 μm。
17. 如請求項13之方法，其中各像素接觸襯墊之線性尺寸短於該像素接觸襯墊陣列之間距的四分之三。
18. 如請求項13之方法，其中該像素接觸襯墊陣列中之各像素接觸襯墊之特徵在於多邊形形狀、圓形形狀、橢圓形形狀或不規則形狀。
19. 如請求項13之方法，其中該金屬接觸襯墊陣列之特徵在於不均勻間距、不均勻金屬接觸襯墊大小或兩者。
20. 如請求項13之方法，其進一步包含在該台面結構陣列上形成共同電極層，其中該共同電極層對於可見光為透明的。