TWI424251B - 發光單元陣列、用以製造其之方法及成像裝置 - Google Patents

Description

發光單元陣列、用以製造其之方法及成像裝置

本發明是有關於一種發光單元陣列、其製造方法及一顯示裝置，且特別是有關於一種能夠提升光取出效率與光準直性的發光單元陣列、其製造方法及一成像裝置。

近年來，發光二極體(light-emitting diode,LED)的發光效率已逐漸提升，且在一些領域中，發光二極體已取代螢光燈與白熾燈。這些領域包括用以掃描之高反應速率燈、液晶顯示器(liquid crystal display,LCD)的背光源或前光源、用於汽車儀表板的光源、交通號誌燈、投影裝置的光源及甚至是傳統照明裝置。發光二極體的發光為典型的冷發光，而不是透過熱或放電來發光，因此發光二極體通常具有較長的使用壽命(高達100,000小時)，且毋需暖燈時間。發光二極體亦具有下列優點：快速反應時間(約10^-9 秒)、尺寸小、低功率消耗、低污染、高可靠度及能夠大量生產。因此，發光二極體被廣泛地在許多領域中使用。

典型的發光二極體通常為使用三-五族化合物的半導體元件，例如磷化鎵(gallium phosphide,GaP)、砷化鎵(gallium arsenide,GaAs)。由於發光二極體之三-五族化合物半導體材質具有將電轉換成光的特性，因此當電流施加至此半導體材質時，其中之電子與電洞會結合，並以光的形式釋放出大量的能量，藉此達到發光的功效。此外， 發光二極體元件的基本結構包括利用三-五族半導體化合物所製作而成的一P型磊晶及一N型磊晶層，以及一夾在此二磊晶層之間的發光層。

上述發光二極體的發光效率主要是決定於發光層的發光效率及整個發光二極體的光取出效率。發光層的發光效率主要是決定於發光層的磊品質與結構，且光取出效率主要是決定於發光層(主動層，active layer)所產生的光之有效利用率。

因此，如何提供具有高光取出效率與準直性的發光二極體以及如何簡化發光二極體的製程以減少製造成本，已成為目前發光二極體技術的重要課題。

本發明之一實施例提出一種成像裝置，適於形成一影像。此成像裝置包括一發光單元陣列、一電路基板、一光偵測器、一控制單元及一成像光學元件。發光單元陣列用以發出一影像光束，其中發光單元陣列包括複數個整合成一體的發光單元。電路基板配置於發光單元陣列下方，其中電路基板電性連接至發光單元陣列，以個別驅動這些發光單元。光偵測器用以偵測來自影像與一環境之至少其一的電磁波，以藉此產生一訊號。控制單元電性耦接至發光單元陣列與光偵測器，以根據來自光偵測器的訊號來控制發光單元陣列的發光。成像光學元件用以傳遞影像光束以形成影像，其中成像光學元件電性連接至控制單元，且控制單元根據來自光偵測器的訊號來控制成像光學元件。

本發明之另一實施例提出一種發光單元陣列，包括複數個發光單元，其整合成一體地排列成一陣列。每一發光單元包括一第一摻雜態層、一第二摻雜態層、一發光層及一光子晶體結構。發光層配置於第一摻雜態層與第二摻雜態層之間，其中第二摻雜態層具有背對發光層之一表面。光子晶體結構配置於第二摻雜態層之表面上。

本發明之又一實施例提出一種用以製造發光單元陣列的方法，包括下列步驟。提供一基板。在基板上形成複數個半導體層，且在這些半導體層中加入一犧牲層。蝕刻這些半導體層及犧牲層，以形成複數個單元。在這些單元上分別形成複數個第一導電圖案。提供一電路基板，其中電路基板具有複數個配置於其上之電晶體。在這些電晶體上分別形成複數個第二導電圖案。分別將這些第一導電圖案與這些第二導電圖案接合。藉由蝕刻犧牲層以移除基板、部分這些半導體層及犧牲層。

本發明之再一實施例提出一種用以製造發光單元陣列的方法，其包括下列步驟。提供一基板。在基板上形成一半導體發光堆疊結構。在半導體發光堆疊結構上貼附一暫時基板。將基板移除。將半導體發光堆疊結構蝕刻成彼此相互分離的複數個單元。利用複數個凸塊分別將這些單元接合至一電路基板。將暫時基板移除。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

在本發明之實施例中，藉由調整微發光二極體之磊晶結構的厚度與結構以完成一發光單元陣列(例如一微發光二極體陣列)，進而使光取出效率與光準直性最佳化，以符合需求。此外，藉由在特定步驟與在發光二極體的特定位置中加入犧牲層以完成微發光二極體陣列的製造方法，進而簡化整體製程。再者，完成一發光單元陣列(例如一微發光二極體陣列)以調整外部光場分佈，進而達到高光取出效率。另外，完成一具有根據投影影像之回授機制的智慧型微投影裝置，進而調整投影影像的品質及減少不必要之能量損失。

以下描述本發明之實施例。然而，這些實施例並不是用以限制本發明的保護範圍。此外，一些實施例可以作適當的組合，以產生本發明之其他不同的實施例。

第一實施例

在本實施例中，藉由調整發光二極體之磊晶結構的厚度與結構以完成一微發光二極體陣列，進而使光取出效率(light extraction efficiency)與光準直性(collimation)最佳化，進而符合需求。

圖1為本發明之第一實施例之微發光二極體陣列的剖面示意圖。值得注意的是，微發光二極體陣列200(即發光單元陣列的一實施樣態)具有複數個排成陣列且整合成一體的微發光二極體(即發光單元的一實施樣態)。為了清楚描述，圖1僅繪示微發光二極體陣列中的一個微發光二極體的剖面結構。請參照圖1，本實施例之微發光二極 體210包括一反射層220及一發光結構240，其中發光結構240可包括一P型磊晶層242、一N型磊晶層246及一多重量子井層(multiple quantum well,MQW)244(即發光層的一種實施樣態)，而多重量子井層244夾於此二磊晶層之間。在一實施例中，微發光二極體210的寬度W約為10微米。

發光結構240的表面230具有一光子晶體結構250，以藉由週期性地排列不同折射率材質以調整所發出的光的光學特性。具體而言，光子晶體結構250具有週期性排列的微凸起結構。然而，在其他實施例中，光子晶體結構250亦可以具有非週期性排列的微凸起結構。再者，在其他實施例中，光子晶體結構250亦可以是具有非週期性排列或週期性排列之微孔洞結構。由於週期性排列的折射率，會使電磁波產生布拉格繞射(Bragg diffraction)與干涉(interference)現象，這會導致光的折射路徑改變，進而減少光之全反射。如此一來，射出微發光二極體外之光強度之比例便可以提升，因此光取出效率便能夠被有效提升。

詳言之，當光在光子晶體結構250與反射層220之間傳遞時，會形成微共振腔效應(micro-cavity effect)(共振發光)。發光結構240適於發出波長為λ ₀ 的光，且發光結構240的表面230與反射層220之間的厚度T會與由發光結構240發出的駐波(standing wave)之波長相關。舉例而言，光學厚度T與光的波長λ ₀ 實質上符合下列關係式(1)與(2)： 微共振腔系統：T<nλ ₀ (1)

駐波效應：T~(λ ₀ /2n)*m+(λ ₀ /4n)+ψ (2)

在關係式(1)與(2)中，m代表一正整數，n代表折射率，且ψ代表半導體與空氣或反射層之間的介面所造成的相差。由微發光二極體210所發出的光可藉由調整光學厚度T與發光層至反射層的距離來形成高準直性，如此亦需符合關係式(2)。光學厚度T與發光層至反射層的距離之誤差容忍度可落在λ ₀ /8n的範圍內。

請參照圖1，由於在微米尺度下之微發光二極體210之晶片尺寸具有微腔共振(micro-cavity resonance)的功能，微發光二極體210的光取出效率與準直性可以藉由微腔共振搭配光子晶體結構之週期性結構所產生的布拉格繞射(Bragg diffraction)來調整，以符合需求。具體而言，光子晶體結構250的週期性結構之尺寸與週期可根據所需的光取出率與所需的準直性而適當地作調整。

圖2A為微發光二極體所發出的光之光取出效率與光強度分佈曲線圖，其中是以具有不同週期的結構之微發光二極體所作出的。此處之微發光二極體可代表圖1之微發光二極體210。光強度分佈圖形中的出光角度θ之範圍為0至+180度。90度代表發光二極體的表面的法線方向。在本實施例中，光子晶體結構的週期性結構之尺寸與週期是以晶格常數來說明。在圖2A中，晶格常數a的範圍從250奈米至500奈米之條件下的出射光之光取出率與光形皆被呈現。

如圖2A所示，當光子晶體結構的晶格常數a改變，光取出效率與代表出射光準直性的光強度分佈曲線圖皆會對應改變。具體而言，當光子晶體結構的晶格常數a實質上等於425奈米時，微發光二極體具有相對較高的光取出效率，且光之出光角度θ會朝向90度附近集中。此外，如圖2A所示，當光子晶體結構的晶格常數a實質上等於450奈米時，微發光二極體表現出極佳的準直性。因此，儘管晶格常數為450奈米的微發光二極體所表現出的光取出效率沒有晶格常數為425奈米那麼好，但是晶格常數為450奈米的微發光二極體可用於雷射的應用，以利用其極佳的準直性。所以，為了符合不同的應用之不同的需求，光子晶體結構的週期結構之尺寸與週期性可根據所需的光取出效率與所需的準直性來作適當的調整，但本發明之晶格常數a的範圍不局限於上述內容。

圖2B繪示從微發光二極體的上表面所發出的光強度相對於點光源之整體能量的比例，且繪示從微發光二極體的側表面所發出的光強度相對於點光源的整體能量之比例，其中微發光二極體具有不同的晶格常數a。此處之微發光二極體可代表圖1所繪示的微發光二極體210。請參照圖2B，藉由選擇光子晶體之適當的晶格常數a，從微發光二極體之上表面所發出的光強度之比例可幾乎達到100%。舉例而言，當光子晶體結構的晶格常數a實質上等於425奈米時，從微發光二極體的上表面所發出的光強度之比例可幾乎達到100%。在此同時，請參照圖2A之光強 度分佈曲線圖，微發光二極體亦表現出準直的光，其中光的出光角度θ如圖2A所示朝向90度附近集中。

第二實施例

在本實施例中，藉由在一特定步驟及微發光二極體的一特定位置增加一犧牲層以完成製造微發光二極體陣列的方法，進而簡化具有高光取出效率與高光準直性的微發光二極體陣列的整體製程。

圖3A至圖3E為繪示本發明之第二實施例之微發光二極體陣列的製造流程的剖面示意圖。

請參照圖3A，首先，提供一基板310。基板310的材質例如為藍寶石(sapphire)。接著，在預定形成微發光二極體結構的磊晶堆疊層(epitaxial stacked layer)中增加一犧牲層340，因此微發光二極體可容易地達到所需的微腔共振厚度。具體而言，依序在基板310上形成一無摻雜氮化鎵層320、一第一N型摻雜氮化鎵層330、一犧牲層340、一第二N型摻雜氮化鎵層350、一多重量子井層(multiple quantum well layer)360及一P型摻雜氮化鎵層370。在本實施例中，犧牲層340的材質可選擇晶格常數近似氮化鎵的材料，例如氮化鋁銦(AlInN)或一內含高品質鋁的化合物。由於犧牲層340(材質例如選擇氮化鋁銦)的晶格常數與氮化鎵的晶格常數互相匹配，所需之微共振腔的厚度可成長於犧牲層340上。值得注意的是，微共振腔所需的光學厚度T之概念類似於第一實施例。在本實施例中，光學厚度T可符合前述關係式(1)與(2)。此處之所需 的光學厚度T是指圖3A所示之第二N型摻雜氮化鎵層350、多重量子井層360及P型摻雜氮化鎵層370的整體厚度。

接著，請參照圖3B，藉由微影製程(photolithography process)在基板310上製作出呈陣列排列之複數個微發光二極體預定結構380，且形成一微發光二極體陣列基板300。於基板310上且位於相鄰之微發光二極體預定結構380之間形成氧化矽層(silicon oxide layer)372。再者，形成一圖案化保護層(passivation)390以覆蓋這些微發光二極體預定結構380，其中圖案化保護層390配置於每一微發光二極體預定結構380的側邊緣上，以減少漏電流(leakage current)的形成。此外，圖案化保護層390暴露出每一發光二極體的上表面。再者，為了進一步提升從發光二極體的上表面所出射的光，可在形成圖案化保護層390之前且在形成氧化矽層372之後，在每一微發光二極體預定結構380的側邊緣進一步形成一金屬反射層392。

然後，請參照圖3C，提供一具有複數個呈陣列排列之互補式金氧半導體(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)420之互補式金氧半導體(CMOS)電路元件400，例如互補式金氧半導體電路基板。可藉由位於週邊的對位記號(alignment mark)430a與430b使互補式金氧半導體電路元件400對準微發光二極體陣列基板300。在對準之後，將互補式金氧半導體電路元件400與微發光二極體陣列基板300組合。此時，在顯示區(display region)中，利用分別排列於互補式金氧半導體420與微發光二極體380上之兩具有不同形狀的導電鉗合部(conductive clamping portion)使互補式金氧半導體電路元件400與微發光二極體陣列基板300接合。具體而言，在每一發光二極體之被保護層390所暴露出之上表面上形成一第一導電圖案410a，且在對應於發光二極體的每一互補式金氧半導體之上表面上形成一第二導電圖案410b，且這些導電圖案的材質可以是金屬或氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)。由於第一導電圖案410a與第二導電圖案410b的形狀與位置為互補，因此互補式金氧半導體電路元件400與微發光二極體陣列基板300可互相適配(fit)。在本實施例中，配置於每一微發光二極體預定結構380上的第一導電圖案410a具有一三角形凹陷，且配置於每一互補式金氧半導體420上之第二導電圖案410b具有一對應的三角形凸起。藉由鉗合具有互補形狀的第一導電圖案410a與第二導電圖案410b，可使微發光二極體陣列基板300與互補式金氧半導體電路元件400彼此組合在一起。為了提升第一導電圖案410a與第二導電圖案410b間的接合強度，可執行一加熱製程以將第一導電圖案410a與第二導電圖案410b的溫度提升至共熔點(eutectiv point)，藉此熔化第一導電圖案410a與第二導電圖案410b。

在其他實施例中，亦可以採用其他電晶體來取代互補式金氧半導體420，而這些電晶體例如為薄膜電晶體、金屬氧化物半導體電晶體或氮化鎵電晶體。此外，在其他實 施例中，這些互補式金氧半導體420或其他電晶體亦可設於微發光二極體陣列200中，或設於微發光二極體陣列200與電路元件400之外，且分別電性連接至這些微發光二極體210及電路元件400。

接著，藉由執行一蝕刻製程以移除發光二極體附近的氧化矽層372，進而從每一微發光二極體預定結構380的側邊緣暴露出犧牲層340，其中此蝕刻製程例如為溼式蝕刻。之後，請參照圖3D，執行一電解液氧化製程(electrolytic oxidation process)以氧化犧牲層340。舉例而言，當犧牲層340的材質為氮化鋁銦時，氮化鋁銦可被如氮基三醋酸(nitrilotriacetic acid,NTA)：氫氧化鉀(KOH)之溶液(NTA：KOH)所氧化，以形成(AlInN)O_x 。在此之後，將組合後之微發光二極體陣列基板300與互補式金氧半導體電路元件400浸入一蝕刻液(etching solution)中，例如一加熱之硝酸(HNO₃ )溶液。被氧化之犧牲層340(即(AlInN)O_x )接著被加熱的硝酸溶液移除，且配置於被氧化後的犧牲層340之兩側的膜層會因此而互相分離。換言之，請參照圖3C與圖3D，基板310、無摻氮化鎵層320及第一N型摻雜氮化鎵層330因犧牲層340的移除而被移除，且如圖3D所示，第二N型摻雜氮化鎵層350變成微發光二極體陣列的上表面。如此一來，第二N型摻雜氮化鎵層350、多重量子井層360與P型摻雜氮化鎵層370之堆疊結構構成一微發光二極體382。然後，如圖3E所示，選擇性地在第二N型氮化鎵層350上形成一氧化銦錫層 430。因此，微發光二極體陣列440幾乎已被完成。

請參照圖3E，在形成氧化銦錫層430的步驟之前，藉由光學全像製程或奈米壓印製程先在每一微發光二極體382的第二N型摻雜氮化鎵層350之背對多重量子井層360的表面上形成一光子晶體結構(photonic crystal structure)450，以提升光取出效率與光準直性。在其他實施例中，亦可將光子晶體結構形成於P型氮化鎵層370之背對多重量子井層360的表面，或在第二N型氮化鎵層350與P型氮化鎵層370的表面上皆形成光子晶體結構。在本實施例中，是藉由直接形成第二N型摻雜氮化鎵層350的上表面之週期性孔洞(cavity)以形成光子晶體結構450。在每一微發光二極體382上完成光子晶體結構450之後，第二氮化鎵層350可直接被視為一共用負電極(common negative electrode)，或進一步形成一氧化銦錫層、一薄金層或一具有分別對應至微發光二極體382的開口之網狀電極以當作共用負電極，但本發明不以此為限。

因此，藉由上述製造流程可製造出具有高光取出效率與光準直性的微發光二極體陣列440。藉由將犧牲層安排於一適當的步驟及一適當的位置，此微發光二極體陣列的製造方法不需雷射掀離製程(laser lift-off process)，因此製程可被簡化。

在本實施例中，一全彩微發光二極體陣列可進一步被完成，如下所述。為了更清楚地說明全彩微發光二極體陣列，以下舉出一些圖式與實施例為例以用來描述全彩微發 光二極體陣列中的一個單元，但本發明並不以此為限。

為了達成全彩顯示，微發光二極體陣列更包括一波長轉換結構。波長轉換結構的材料可以是奈米螢光粉(nano-phosphors)或奈米粒子，其中奈米螢光粉例如為硒化鎘/硫化鋅(CdSe/ZnS)量子點(quantum dots,QDs)，且奈米粒子例如為四氟化鈉釔：鐿，鉺(NaYF₄ ：Yb,Er)。藉由使用奈米螢光粉或奈米粒子作為波長轉換結構，則可達成全彩顯示，且散射現象亦可被降低。

圖4A為本發明之一實施例之全彩微發光二極體陣列中之一個單元的剖面示意圖。請參照圖4A，一奈米螢光層510形成於微發光二極體陣列440的一單元中之兩個微發光二極體的表面上。具體而言，在全彩微發光二極體陣列的一個單元中有3個微發光二極體。在本實施例中，由於從N型摻雜氮化鎵層、多重量子井層與P型摻雜氮化鎵層之堆疊層所發出的光為藍光，因此一紅色奈米螢光圖案510R及一綠色奈米螢光圖案510G分別形成於一個單元中的兩個微發光二極體上，因此一個單元中的三個微發光二極體可分別發出藍光、綠光及紅光，所以微發光二極體陣列500a可作全彩顯示。紅色奈米螢光圖案510R的材質例如為紅色硒化鎘/硫化鋅(CdSe/ZnS)量子點，且綠色奈米螢光圖案510G的材質例如為綠色硒化鎘/硫化鋅量子點。值得注意的是，奈米螢光圖案510R與510G的厚度小於發光的波長。請參照圖4A，奈米螢光粉的激發光之發光指向性可藉由微發光二極體的半導體波導結構(waveguide structure)與光子晶體結構來控制。

圖4B為本發明之另一實施例之全彩微發光二極體陣列中的一個單元的剖面示意圖。請參照圖4B，一奈米螢光層510形成於微發光二極體陣列440的一個單元中的兩個微發光二極體的表面上。本實施例之微發光二極體陣列500b的單元類似於圖4A所繪示之微發光二極體陣列500a之單元，而兩者的差異在於在本實施例中，是利用紅色奈米螢光圖案510R與綠色奈米螢光圖案510G直接形成光子晶體結構450，而不是如圖4A所示的利用發光二極體的第二氮化鎵層350來形成。也就是說，本實施例之光子晶體結構450是由紅色奈米螢光圖案510R與綠色奈米螢光圖案510所製成。因此，藉由光子晶體結構450，從微發光二極體陣列500b所發出的光可達到高光取出效率與高光準直性。

圖4C為本發明之另一實施例之全彩微發光二極體陣列中的一個單元之剖面示意圖。請參照圖4C，一具有光子晶體結構450的奈米粒子層520形成於微發光二極體陣列440的一個單元中之兩個發光二極體的表面上。在本實施例中，一紅色奈米粒子圖案520R與一綠色奈米粒子圖案520G分別形成於一個單元中的兩個微發光二極體上，因此一個單元中之三個微發光二極體可分別發出藍光、綠光與紅光，所以微發光二極體陣列500c可作全彩顯示。紅色奈米粒子圖案520R的材質例如為紅色四氟化鈉釔：鐿，鉺(NaYF₄ ：Yb,Er)，且綠色奈米粒子圖案520G的材質例如 為綠色四氟化鈉釔：鐿，鉺(NaYF₄ ：Yb,Er)。請參照圖4C，光子晶體結構450是藉由紅色奈米粒子圖案520R與綠色奈米粒子圖案520G直接形成。換言之，本實施例之光子晶體結構450是以紅色奈米粒子圖案520R與綠色奈米粒子圖案520G所製成。藉由利用由紅色奈米粒子圖案520R與綠色奈米粒子圖案520G所製成的光子晶體結構450，從微發光二極體陣列500c所發出的光可達到高光取出效率與高光準直性。

第三實施例

在本實施例中，完成一微發光二極體陣列以調整微發光二極體的外部光場分佈，藉此使光取出效率與光準直性最佳化以符合需求。在一些實施例中，微發光二極體陣列亦可減少串音現象(cross-talk)。

圖5A至圖5C及圖5E為繪示本發明之第三實施例之微發光二極體陣列之微光學透鏡結構的製作流程的剖面示意圖，其中本實施例之微發光二極體陣列更包括微光學透鏡結構，而微發光二極體對應地配置於其中。為了更清楚地說明，圖5A至圖5C及圖5E僅繪示微光學透鏡結構，而省略置於其中之微發光二極體。微發光二極體陣列可以是上述任一個微發光二極體陣列或其他種類之微發光二極體陣列，而本實施例不對微發光二極體陣列的類型作限定。

請參照圖5A，微光學透鏡層530藉由回流(reflow)製程或其他適當製程形成於微發光二極體陣列上。接著，請參照圖5B，利用蝕刻製程或壓印(imprint)製程在微光 學透鏡層530上形成溝槽G，以將微光學透鏡層530分開成複數個微透鏡532。如圖5B所示，微透鏡532為各自獨立。

圖5D為圖5C所繪示的微光學透鏡結構的上視圖。請參照圖5C與圖5D，提供一分隔材料540，並利用毛細現象(capillarity phenomenon)將分隔材料540填入相鄰的微透鏡532間之溝槽G中。分隔材料540可採用遮光材料或光反射材料。接著，請參照圖5E，使分隔材料540固化(cure)或硬化(solidify)以形成一分隔結構542。在本實施例中，分隔結構542與微透鏡532構成一微光學透鏡結構560。如圖5E所示，環繞每一微透鏡532配置之分隔結構542可提升配置於其下方之發光二極體550的發光準直性。

圖6A為本發明之第三實施例之微發光二極體陣列之微光學透鏡結構之間與內部的結構之剖面示意圖。請參照圖6A為了降低微透鏡中之發光二極體間的串音現象，在相鄰的微透鏡632之間且每一微透鏡632的內部更形成一反射結構636，以使發光各自獨立，進而構成如圖6A所繪示之微光學透鏡結構660。在本實施例中，反射結構636例如為一空氣間隙。請參照圖6A，每一微透鏡632的側壁可作為一全反射表面634，而每一發光二極體650配置於微透鏡632內。實際上，當發光二極體650所發出的光射向全反射表面634時，發光二極體650所發出的光會被反射而朝向發光二極體650的上表面。因此，微透鏡的全反 射表面634可以達到使光各自獨立的功能，這能夠增進光取出效率與光準直性，且更能夠抑制這些發光二極體所發出的光之間的串音現象。此處之發光二極體650可以是上述微發光二極體或其他類型的發光二極體。

圖6B與圖6C為本發明之第三實施例之圖6A所繪示之微光學透鏡結構的製造方法之示意圖。請參照圖6B，利用回流(reflow)製程或其他適當製程在微發光二極體陣列上形成一微光學透鏡層630。接著，提供一具有複數個碗形結構642的模具(mold)640。以具有複數個碗形結構642的模具640刺入微光學透鏡層630中，藉此形成如圖6A所繪示之微光學透鏡結構660。

再者，為了提升光取出效率，藉由調整螢光層之塗佈製程而亦完成另一微光學透鏡結構。圖7為本發明對第三實施例之微發光二極體陣列的一發光二極體封裝的示意圖，其中發光二極體封裝700包括一微發光二極體710、一微透鏡720及配置於兩者之間的螢光層730。

圖8A與圖8B分別繪示利用螢光層之不同的塗佈製程所形成的圖7中之發光二極體封裝的區域A的局部放大圖，其中圖8A繪示在將微透鏡720組合至微發光二極體710之前，先將螢光層730塗佈於微發光二極體710上，而圖8B繪示在將微透鏡720組合至微發光二極體710之前，先將螢光層730塗佈於微透鏡720上。發明人發現，若如圖8A所示在將微透鏡720組合至微發光二極體710之前，在微發光二極體710上塗佈螢光層730，容易因雜 散光(stray light)而在微透鏡720的界面上產生全反射。相反地，若如圖8B所示在將微透鏡720組合至微發光二極體710之前將螢光層730塗佈於微透鏡720上時，光取出效率則可提升，這是因為在微透鏡720的界面上之螢光層730形成粗糙結構(coarse structure)。

以同樣的方法，圖9A為本發明之第三實施例之微發光二極體陣列之另一發光二極體封裝的示意圖，而圖9B為圖9A之發光二極體封裝的區域A的局部放大圖。請參照圖9A與圖9B，發光二極體封裝800包括一微發光二極體810、一微透鏡820及一配置於兩者間的螢光層830。由於在將微透鏡820組合至微發光二極體810之前，螢光層830先塗佈於微透鏡820上，而不是塗佈於微發光二極體810上，因此發光二極體封裝800的光取出效率會被提升。

第四實施例

在本實施例中，完成一智慧型微投影裝置，其具有根據投影影像的回授機制，藉此調整投影影像的品質，包括亮度、對比，且可減少不必要的能量損失。此外，利用一動態感測器(dynamic sensor)以偵測投影裝置與屏幕之間的相對位置、震動及相對角度，進而調整影像畸變(image distortion)，且減少影像之手持震動。

圖10為本發明之第四實施例之智慧型微投影裝置的回授控制系統的示意圖。請參照圖10，智慧型微投影裝置1200包括一發光單元陣列(例如為微發光二極體陣列1210)、一投影模組(例如為一投影光學元件(projection optics)1240)、一感測器1230(例如為一光偵測器)及一控制單元(例如為一投影控制電子元件(projector control electronics)1220)。投影控制電子元件1220具有一根據環境亮度、投影光學元件1240的狀態及投影光學元件1240與屏幕60之被感測器1230所偵測到的相對關係之回授機制(feedback mechanism)。在本實施例中，感測器1230(例如光偵測器)用以偵測環境亮度、影像光束投影至屏幕60所形成的畫面之亮度及畫面之形狀之至少其一，以產生一訊號至控制單元(例如投影控制電子元件1220)。投影控制電子元件1220藉由感測器1230之根據投影距離與環境亮度70的回授，動態地控制微發光二極體陣列1210的輸出光通量，以使投影至屏幕60的影像之亮度維持穩定與充足。投影至屏幕60的投影影像的對比亦被偵測，因此投影光學元件1240根據投影制電子元件1220來調整，以使影像對焦，因此影像的對比可被提升。再者，藉由回授控制系統，投影影像的幾何畸變(geometrical distortion)亦被調校且手持震動亦被降低。

另外，一般而言，微投影裝置1200可在任何地點任何時間使用。當投影光學元件1240的光軸不垂直於屏幕60時，通常會使投影影像具有梯形畸變(trapezoid distortion)。為了保持正常的投影影像，有需要時常調整投影光學元件的配置角度。再者，由於微投影裝置1200通常用於手持的狀態，當使用者以手持方式使用微投影裝置時，投影影像容易震動而影像顯示品質。為了解決上述 問題，完成一微投影裝置1200，其利用動態感測器1230以偵測投影裝置與屏幕之間的相對位置、相對角度及相對運動，且將所偵測到的上述資訊回授至微發光二極體陣列，以對應校正幾何畸變及降低震動。

舉例而言，圖11A至圖11C為投影裝置與屏幕之間的配置關係的示意圖。請參照圖11A，當微投影裝置1200的投影方向垂直於屏幕60時，微發光二極體陣列1210上的原始影像80投影在屏幕上的投影影像90可被正常顯示而沒有畸變(distortion)。請參照圖11B，當投影裝置1200的投影方向與屏幕60之間的夾角不等於90度時，從習知投影裝置1200所投影出的投影影像90’呈現梯形畸變。請參照圖11C，本實施例之投影裝置1200可藉由投影控制單元1220及利用感測器1230偵測投影裝置1200與屏幕60間的空間關係來校正及補償微發光二極體陣列1210之影像，因此無論投影裝置1200的投影方向與屏幕的夾角為任何角度，因微發光二極體陣列1210上的影像80”被調整，故投影影像90”可以正常地顯示而沒有畸變，此影像動態調整機制亦可用以補償微投影機普遍存在周邊光量衰減問題，藉由提高顯示影像周邊的亮度補償之。

此外，投影裝置的投影距離會隨著屏幕(例如牆壁、天花板、桌面或任何表面)的位置而有很大的變動。當投影距離過小，若投影裝置處於輸出固定光通量的條件下，投影影像的亮度會過亮，且使用者需手動調整亮度以改善過亮現象。另一方面，當投影距離過遠，若投影裝置處於 輸出固定光通量的條件下，投影影像的亮度會過暗，而使用者需手動調整亮度以改善過暗現象。

為了解決上述問題，採用一內建式感測器1230配置於微投影裝置1200內，因此微投影裝置1200可根據感測器1230的偵測結果來調整投影影像的亮度。具體而言，感測器1230獲得環境亮度70、投影距離或投影影像的亮度等資訊，而接著回授至投影控制單元1220，進而控制投影光學元件1240與主動光發射顯示器(即微發光二極體陣列1210)以調整輸出光通量(output luminous flux)與焦距(focus distance)。因此，投影影像之適當的亮度與對比可在一環境亮度下被顯示，如此便可避免由過亮現象所導致的不必要之能量損失。

此外，感測器1230可以是紅外光接受器/發射器、電荷耦合元件(charge coupled device,CCD)、互補式金氧半導體(complementary metal-oxide semiconductor,CMOS)、光子偵測器(photon detector)、甚至是微波接收器/發射器等、及任何具有光感測、距離量測及/或影像分析(image-analyzing)的元件。投影控制單元(例如投影控制電子元件1220)為一處理器，用以處理感測器1230所傳送之回授電子訊號或回授光學訊號。投影控制電子元件1220根據回授訊號的運作來決定主動光發射顯示器的適當亮度或投影光學元件的適當位置，藉此調整影像之顯示光學特性，例如對比、清晰度(sharpness)、演色性(color rendering index)、色溫(color temperature)、幾何畸變 (geometrical distortion)、畸變、亮度等及亮度均勻性。主動光發射顯示器包括一微發光二極體陣列1210，其伴隨一電路陣列，電路陣列可獨立地控制每一微發光二極體的開關。開關電路可藉由驅動積體電路(driving integrated circuit,driving IC)來控制，進而使微發光二極體陣列可形成影像。

再者，一光準直器(諸如微透鏡、光子晶體或光柵單元等之類的聚光結構)可進一步結合至主動光發射顯示器中，因此發光二極體的發光光場之發散角度可以被收斂。在收斂後的發光光場之發散角可以減少雜散光，且降低投影光學元件的尺寸。因此，這對微投影裝置系統會有幫助。

表1指出一般環境的輝度範圍。

表2指出對應至不同投影螢幕之尺寸之利用一具有 100流明輸出的投影裝置之投影影像的輝度。請參照表2，以屏幕的尺寸為25吋(inch)為例，由於對應的輝度為517勒克司，其遠大於幾乎所有的環境亮度，因此輸出流明可以藉由回授機制來減少，以節省能源。

另外，微結構可設於投影屏幕上以選擇波長或偏振態。藉由分別反射具有不同波長或偏振態的光至觀察者的雙眼，觀察者可觀察到三維立體影像，因此微投影裝置在此條件下可應用至立體投影領域(stereoscopic projection field)，例如三維顯示(3D display)。在此應用下，顯示源需根據波長或偏振態輸出兩不同的影像。

本發明之發光單元陣列及電路基板不限定以上述方式所形成，且不限定其結構為上述結構。以下以實施例舉出投影裝置之發光單元陣列與電路基板的不同結構及不同的製作方式。

第五實施例

圖12A至圖12J為本發明之另一實施例之用以製造發 光單元陣列的方法之流程示意圖。本實施例之用以製造發光單元陣列的方法包括下列步驟。請參照圖12A，首先，提供一基板1310。在本實施例中，基板1310例如為藍寶石基板或其他適當的基板。接著，在基板1310上形成一半導體發光堆疊結構1320。在本實施例中，半導體發光堆疊結構1320包括由靠近基板1310處往遠離基板處依序堆疊之一無摻雜半導體層1322、一第一摻雜態半導體層1324、一發光層1326及一第二摻雜態半導體層1328，其中無摻雜半導體層1322例如為無摻雜氮化鎵層，第一摻雜態半導體層1324例如為N型氮化鎵層，發光層1326例如為量子井層，而第二摻雜態半導體層1328例如為P型氮化鎵層。然而，本發明不限定半導體發光堆疊結構1320是包括這幾個膜層，在其他實施例中，半導體發光堆疊結構1320亦可以是包括圖3A之無摻雜氮化鎵層320、第一N型摻雜氮化鎵層330、犧牲層340、第二N型摻雜氮化鎵層350、多重量子井層(multiple quantum well layer)360及P型摻雜氮化鎵層370。

請參照圖12B，在本實施例中，接著在半導體發光堆疊結構1320上形成複數個電極1330。請參照圖12C，之後，在半導體發光堆疊結構1320上貼附一暫時基板1340。在本實施例中，可藉由黏著層1342將暫時基板1340貼附至電極1330與半導體發光堆疊結構1320上。在本實施例中，於形成半導體發光堆疊結構1320時，可在第二摻雜態半導體層1328上形成如圖1、圖3E及圖4A至圖4C之光 子晶體結構250、450，在此不再詳述。

請參照圖12D，再來，將基板1310移除。在本實施例中，可利用雷射剝離製程(laser lift-off process,LLO process)將基板1310移除。在本實施例中，可接著利用化學機械研磨製程(chemical mechanical polishing,CMP)以將半導體發光堆疊結構1320的底部磨平，或將半導體發光堆疊結構1320磨薄，以形成半導體發光堆疊結構1320’。在本實施例中，半導體發光堆疊結構1320’包括第一摻雜態半導體層1324、發光層1326及第二摻雜態半導體層1328，其中無摻雜半導體層1322已被磨掉。被磨薄之半導體發光堆疊結構1320’的厚度可如上述實施例所述視光子晶體結構250、450的設計及微共振腔的設計而定。此外，在其他實施例中，若半導體發光堆疊結構1320包括犧牲層340，則可如上述實施例那樣藉由蝕刻犧牲層340來將基板1310移除。

請參照圖12E，之後，將半導體發光堆疊結構1320’蝕刻成彼此相互分離的複數個單元1350。換言之，相鄰兩單元1350之間有溝渠1352將兩者互相分離，以使這些單元1350之間彼此電性絕緣。

請參照圖12F，在本實施例中，接著在這些單元1350上分別形成複數個電極1360，例如是在這些單元1350的第一摻雜態半導體層1324上形成這些電極1360。然後，在本實施例中，在這些電極1360上形成複數個凸塊1370。

請參照圖12G，接著，利用這些凸塊1370分別將這 些單元1350接合至一電路基板1400。在本實施例中，電路基板1400為電晶體基板，例如為互補式金氧半導體基板，而這些凸塊1370分別接合至電路基板1400上的複數個接墊1410。

請參照圖12H，然後，將暫時基板1340移除。在本實施例中，圖12G與圖12H的步驟可重複多次，以將可以發出不同波長的光之單元1350接合至電路基板1400。舉例而言，可先利用帶有發出紅光的單元1350之暫時基板1340與電路基板1400接合，接著移除此暫時基板1340。然後，再利用帶有發出綠光的單元1350之暫時基板1340與電路基板1400接合，並接著移除此暫時基板1340。最後，再利用帶有發出藍光的單元1350之暫時基板1340與電路基板1400接合，並接著移除此暫時基板1340。發光顏色不同的單元1350接合至不同的接墊1410，且發光顏色不同的單元1350相互交替配置。如此一來，可使投影裝置提供全彩影像。

請參照圖12I，接著，在本實施例中，可利用絕緣層1380包覆這些單元1350與凸塊1370，其中絕緣層1380填入相鄰兩單元1350之間，且填入相鄰兩凸塊1370之間。然後，以化學機械研磨製程將絕緣層1380的表面磨平，以暴露出電極1330。

請參照圖12J，然後，在本實施例中，在這些單元1350上形成一導電層1390，並使導電層1390電性連接這些單元1350。具體而言，在這些單元1350上形成導電層1390 的步驟包括在這些電極1330上形成導電層1390，並使這些電極1330分別電性連接這些單元1330與導電層1350。再者，在本實施例中，導電層1390亦形成於絕緣層1380的表面上。在本實施例中，導電層1390可以是透明導電層或網狀金屬層，以使這些單元1330所發出的光能夠穿透導電層1390。之後，在這些單元1370的一側(例如絕緣層1380的一側)形成一導電路徑結構1510，以電性連接導電層1390與電路基板1400，其中導電路徑結構1510的材料例如是金屬或其他非金屬導體。在圖12J所完成的結構中，凸塊1370分別電性連接單元1370與電路基板1400，而電極層1390覆蓋這些單元1350且電性連接至每一單元1350。

圖13A至圖13L為本發明之又一實施例之用以製造發光單元陣列的方法之流程示意圖。本實施例之用以製造發光單元陣列的方法類似於圖12A至圖12J之用以製造發光單元陣列的方法，而兩者的相異處與相同處請參照下述說明，且相同標號代表相同或類似的元件或膜層。本實施例之用以製造發光單元陣列的方法包括下列步驟。請參照圖13A，首先，提供基板1310，並在基板上形成半導體發光堆疊結構1320，其中半導體發光堆疊結構1320的細部膜層請參照圖12A，在此省略而不再詳細繪出。接著，在半導體發光堆疊結構1320上形成導電層1390。

請參照圖13B，然後，在導電層1390上形成一圖案化隔光結構1520，其中圖案化隔光結構1520具有複數個 開口1522，以暴露出部分導電層1390。圖案化隔光結構1520例如由吸光材質、光反射材質所構成、金屬或其他光不可穿透之材質所構成。

請參照圖13C，之後，形成複數個微透鏡1530，其中這些微透鏡1530分別填入這些開口1522。微透鏡1530的材質例如為有機體或介電質材料。請參照圖13D，然後，在這些微透鏡1530與圖案化隔光結構1520上貼附暫時基板1340，例如是藉由黏著層1342來貼附。

請參照圖13E，再來，移除基板1310。請參照圖13F，接著，使半導體發光堆疊結構1320的厚度減薄為半導體發光堆疊結構1320’的厚度，例如是利用化學機械研磨製程來減薄，詳細描述請參照對圖12D之描述。

請參照圖13G，之後，將半導體發光堆疊結構1320’蝕刻成彼此互相分離的複數個單元1350。在本實施例中，將半導體發光堆疊結構1320’蝕刻成彼此相互分離的這些單元1350時，使這些單元1350對準這些開口1522，亦即對準這些微透鏡1530。請參照圖13H，然後，在這些單元1350上分別依序形成複數個電極1360與複數個凸塊1372，且在電路基板1400的這些接墊1410上分別形成複數個凸塊1374。請參照圖13I，之後，將凸塊1372與凸塊1374接合，以形成凸塊1370，其中這些凸塊1370分別電性連接這些單元1350與電路基板1400。

請參照圖13J，接著，在導電層1390與電路基板1400之間填入絕緣層1380，而絕緣層1380例如為底膠 (under-fill)。絕緣層1380包覆這些單元1350與這些凸塊1370，且填入任兩相鄰單元1350之間，並填入任兩相鄰凸塊1370之間。請參照圖13K，之後，將暫時基板1340移除。請參照13L，然後，在這些單元1350的一側形成導電路徑結構1510，以電性連接導電層1390與電路基板1400。

圖14與圖15為本發明之另兩實施例之投影裝置的部分結構之剖面示意圖。請參照圖14與圖15，此兩實施例之結構與製造方法類似於圖13L之結構與製造方法，而其差異如下所述。請先參照圖14，本實施例之結構具有複數個導電路徑結構1510，且這些導電路徑結構1510穿插於至少部分這些單元1350之間，而在圖14中是以這些導電路徑結構1510穿插於任兩相鄰之單元1350之間。此外，在本實施例中，這些導電路徑結構1510亦穿插於這些凸塊1370之間。再者，在本實施例中，導電路徑結構1510與單元1350之間及導電路徑結構1510與凸塊1370之間是以絕緣層1380將彼此電性絕緣。

在本實施例中，形成導電路徑結構1510的時機可以是在圖13H與圖13I的時候形成，換言之，導電路徑結構1510亦可以利用兩凸塊接合的方式來形成，以使這些導電路徑結構1510電性連接導電層1390與電路基板1400，且使這些導電路徑結構1510穿插於至少部分這些單元1350之間，且穿插於至少部分這些凸塊1370之間。

請參照圖15，在本實施例中，導電路徑結構1510穿 插於部分這些單元1350之間，且穿插於部分這些凸塊1370之間。舉例而言，導電路徑結構1510可以不用穿插於每兩相鄰之單元1350之間，且可以不用穿插於每兩相鄰之凸塊1370之間，而是在導電基板1400上等間隔或隨機排列，而此間隔大於相鄰兩單元1350之間的距離。

綜上所述，本發明之實施例的一應用為利用發光單元陣列(例如微發光二極體陣列)來取代習知投影裝置的光源與顯示元件，因此可有效地縮小系統的尺寸，可減少所需的元件，可節省成本，且可提升光效率。藉由感測器及投影控制單元所提供的回授機制，微發光二極體陣列的輸出亮度可根據環境亮度與投影距離來作控制，因此投影影像的亮度可以最小總電能消耗的方式被顯示，以滿足手持微投影裝置的使用需求。另外，本發明之實施例之用以製造發光單元陣列的方法則可有效實現上述發光單元陣列與上述投影裝置中的結構。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

60‧‧‧屏幕

70‧‧‧環境亮度

80‧‧‧原始影像

80”‧‧‧影像

90、90’、90”‧‧‧投影影像

200、440、500a、500b、500c、1210‧‧‧微發光二極體陣列

210、382、710、810‧‧‧微發光二極體

220‧‧‧反射層

230‧‧‧表面

240‧‧‧發光結構

242‧‧‧P型磊晶層

244、360‧‧‧多重量子井層

246‧‧‧N型磊晶層

250、450‧‧‧光子晶體結構

300‧‧‧微發光二極體陣列基板

310、1310‧‧‧基板

320‧‧‧無摻雜氮化鎵層

330‧‧‧第一N型摻雜氮化鎵層

340‧‧‧犧牲層

350‧‧‧第二N型摻雜氮化鎵層

370‧‧‧P型摻雜氮化鎵層

372‧‧‧氧化矽層

380‧‧‧微發光二極體預定結構

390‧‧‧圖案化保護層

392‧‧‧金屬反射層

400‧‧‧互補式金氧半導體電路元件

410a‧‧‧第一導電圖案

410b‧‧‧第二導電圖案

420‧‧‧互補式金氧半導體

430‧‧‧氧化銦錫層

430a、430b‧‧‧對位記號

510‧‧‧奈米螢光層

510R‧‧‧紅色奈米螢光圖案

510G‧‧‧綠色奈米螢光圖案

520‧‧‧奈米粒子層

520R‧‧‧紅色奈米粒子圖案

520G‧‧‧綠色奈米粒子圖案

530、630‧‧‧微光學透鏡層

532、632、720、820‧‧‧微透鏡

540‧‧‧分隔材料

542‧‧‧分隔結構

550、650‧‧‧發光二極體

560、660‧‧‧微光學透鏡結構

634‧‧‧全反射表面

636‧‧‧反射結構

640‧‧‧模具

642‧‧‧碗形結構

700、800‧‧‧發光二極體封裝

730、830‧‧‧螢光層

1200‧‧‧微投影裝置

1220‧‧‧投影控制電子元件

1230‧‧‧感測器

1240‧‧‧投影光學元件

1320、1320’‧‧‧半導體發光堆疊結構

1322‧‧‧無摻雜半導體層

1324‧‧‧第一摻雜態半導體層

1326‧‧‧發光層

1328‧‧‧第二摻雜態半導體層

1330、1360‧‧‧電極

1340‧‧‧暫時基板

1342‧‧‧黏著層

1350‧‧‧單元

1352‧‧‧溝渠

1370、1372、1374‧‧‧凸塊

1380‧‧‧絕緣層

1390‧‧‧導電層

1400‧‧‧電路基板

1410‧‧‧接墊

1510‧‧‧導電路徑結構

1520‧‧‧圖案化隔光結構

1522‧‧‧開口

A‧‧‧區域

G‧‧‧溝槽

T‧‧‧厚度

W‧‧‧寬度

圖1為本發明之第一實施例之微發光二極體陣列的剖面示意圖。

圖2A為微發光二極體所發出的光之光取出效率與光強度分佈曲線圖。

圖2B繪示從微發光二極體的上表面所發出的光強度相對於點光源之整體能量的比例，且繪示從微發光二極體的側表面所發出的光強度相對於點光源的整體能量之比例。

圖3A至圖3E為繪示本發明之第二實施例之微發光二極體陣列的製造流程的剖面示意圖。

圖4A為本發明之一實施例之全彩微發光二極體陣列中之一個單元的剖面示意圖。

圖4B為本發明之另一實施例之全彩微發光二極體陣列中的一個單元的剖面示意圖。

圖4C為本發明之另一實施例之全彩微發光二極體陣列中的一個單元之剖面示意圖。

圖5A至圖5C及圖5E為繪示本發明之第三實施例之微發光二極體陣列之微光學透鏡結構的製作流程的剖面示意圖。

圖5D為圖5C所繪示的微光學透鏡結構的上視圖。

圖6A為本發明之第三實施例之微發光二極體陣列之微光學鏡結構之間與內部的結構之剖面示意圖。

圖6B與圖6C為本發明之第三實施例之圖6A所繪示之微光學透鏡結構的製造方法之示意圖。

圖7為本發明對三實施例之微發光二極體陣列的一發光二極體封裝的示意圖。

圖8A與圖8B分別繪示利用螢光層之不同的塗佈製程所形成的圖7中之發光二極體封裝的區域A的局部放大 圖。

圖9A為本發明之第三實施例之微發光二極體陣列之另一發光二極體封裝的示意圖。

圖9B為圖9A之發光二極體封裝的區域A的局部放大圖。

圖10為本發明之第四實施例之智慧型微投影裝置的回授控制系統的示意圖。

圖11A至圖11C為投影裝置與屏幕之間的配置關係的示意圖。

圖12A至圖12J為本發明之另一實施例之用以製造發光單元陣列的方法之流程示意圖。

圖13A至圖13L為本發明之又一實施例之用以製造發光單元陣列的方法之流程示意圖。

圖14與圖15為本發明之另兩實施例之投影裝置的部分結構之剖面示意圖。

60‧‧‧屏幕

70‧‧‧環境亮度

1200‧‧‧微投影裝置

1210‧‧‧微發光二極體陣列

1220‧‧‧投影控制電子元件

1230‧‧‧感測器

1240‧‧‧投影光學元件

Claims (62)

1. 一種成像裝置，適於形成一影像，該成像裝置包括：一發光單元陣列，用以發出一影像光束，其中該發光單元陣列包括複數個整合成一體的發光單元；一電路基板，配置於該發光單元陣列之一側，其中該電路基板電性連接至該發光單元陣列，以個別驅動該些發光單元；一光偵測器，用以偵測來自該影像與一環境之至少其一的電磁波，以藉此產生一訊號；一控制單元，電性耦接至該發光單元陣列與該光偵測器，以根據來自該光偵測器的該訊號來控制該發光單元陣列的發光；以及一成像光學元件，用以傳遞該影像光束以形成該影像，其中該成像光學元件電性連接至該控制單元，且該控制單元根據來自該光偵測器的該訊號來控制該成像光學元件。
2. 如申請專利範圍第1項所述之成像裝置，其中該光偵測器包括一紅外線接收器、一紅外線發射器、一電荷耦合元件、一互補式金氧半導體感測元件、一光子偵測器、一微波接收器與一微波發射器之至少其一。
3. 如申請專利範圍第1項所述之成像裝置，其中該光偵測器用以偵測該環境的亮度、該影像光束形成該影像後所形成的一畫面之亮度與該畫面之形狀之至少其一，以藉此產生傳送至該控制單元的該訊號。
4. 如申請專利範圍第1項所述之成像裝置，其中該光偵測器為一動態偵測器，經設置以偵測該成像裝置相對於一屏幕之一相對位置、一相對角度及一相對運動之至少其一，以藉此產生傳遞至該控制單元的該訊號。
5. 如申請專利範圍第1項所述之成像裝置，其中該電路基板包括複數個電晶體，分別電性連接至該些發光單元。
6. 如申請專利範圍第5項所述之成像裝置，其中該些電晶體為薄膜電晶體、金屬氧化物半導體電晶體或氮化鎵電晶體。
7. 如申請專利範圍第1項所述之成像裝置，更包括複數個電晶體，該些電晶體分別電性連接至該些發光單元及該電路基板。
8. 如申請專利範圍第1項所述之成像裝置，其中每一該發光單元包括一第一摻雜態層、一第二摻雜態層及一配置於該第一摻雜態層與該第二摻雜態層之間的一發光層，該成像裝置更包括一配置於該些發光單元與該電路基板之間的反射層，且該第一摻雜態層配置於該發光層與該反射層之間。
9. 如申請專利範圍第8項所述之成像裝置，其中該第一摻雜態層與該第二摻雜態層之至少其一具有背對該發光層的一表面，且背對該發光層的該表面具有一配置於該第一摻雜態層與該第二摻雜態層之至少其一上的光子晶體結構。
10. 如申請專利範圍第9項所述之成像裝置，其中該 光子晶體結構包括複數個微凸起或微孔洞，該些微凸起或微孔洞週期性或非週期性地排列於該第一摻雜態層與該第二摻雜態層之至少其一上。
11. 如申請專利範圍第8項所述之成像裝置，其中該反射層與該些發光單元之背對該反射層的一表面之間的光學厚度為T，以符合T<nλ及T=(λ/2n)*m+(λ/4n)+，其中n為該些發光單元的折射率，λ為來自該發光層的電磁波之波長，為該些發光單元與空氣之間的界面及該些發光單元與該反射層之間的界面所造成的光學相移，且m為一正整數。
12. 如申請專利範圍第8項所述之成像裝置，其中該發光單元陣列更包括一電極層，覆蓋該些發光單元且電性連接至每一該發光單元，且該電極層為透明電極層或具有分別對應至該些發光單元的複數個開孔。
13. 如申請專利範圍第8項所述之成像裝置，其中該發光單元陣列更包括複數個螢光層，分別配置於至少部分該些發光單元上。
14. 如申請專利範圍第8項所述之成像裝置，其中該發光單元陣列更包括複數個光子晶體螢光圖案，分別配置於至少部分該些發光單元上。
15. 如申請專利範圍第8項所述之成像裝置，其中該發光單元陣列更包括配置於至少部分該些發光單元上之複數個奈米粒子圖案或複數個奈米螢光粉圖案。
16. 如申請專利範圍第8項所述之成像裝置，其中該 發光單元陣列更包括複數個微透鏡，分別配置於該些發光單元上。
17. 如申請專利範圍第16項所述之成像裝置，其中任二相鄰之該微透鏡之間形成有一分隔材料，且該分隔材料為一遮光材料或一光反射材料。
18. 如申請專利範圍第16項所述之成像裝置，其中任二相鄰之該微透鏡之間形成有至少一空氣間隙。
19. 如申請專利範圍第16項所述之成像裝置，其中該發光單元陣列更包括複數個螢光層，配置於該些微透鏡與該些發光單元之間。
20. 如申請專利範圍第16項所述之成像裝置，其中該發光單元陣列更包括複數個螢光層，配置於該些微透鏡上。
21. 如申請專利範圍第1項所述之成像裝置，其中該些發光單元為雷射二極體、發光二極體或有機發光二極體。
22. 如申請專利範圍第1項所述之成像裝置，更包括複數個導電凸塊，分別電性連接該些發光單元與該電路基板。
23. 如申請專利範圍第22項所述之成像裝置，包括一絕緣層，填充於該些發光單元之間，且填充於該些導電凸塊之間。
24. 如申請專利範圍第1項所述之成像裝置，其中該發光單元陣列更包括：一電極層，覆蓋該些發光單元且電性連接至每一該發光單元；以及 至少一導電路徑結構，電性連接該電極層與該電路基板。
25. 如申請專利範圍第24項所述之成像裝置，其中該導電路徑結構配置於該發光單元陣列的一側。
26. 如申請專利範圍第24項所述之成像裝置，其中該至少一導電路徑結構為複數個導電路徑結構，且該些導電路徑結構穿插於至少部分該些發光單元之間。
27. 如申請專利範圍第1項所述之成像裝置，其中該成像光學元件在一屏幕上形成該影像，且該光偵測器用以偵測來自該屏幕的該電磁波，以產生該訊號。
28. 如申請專利範圍第1項所述之成像裝置，其中該成像光學元件為用以將該影像光束投影至一屏幕上的一投影光學元件。
29. 如申請專利範圍第1項所述之成像裝置，其中該控制單元根據該訊號的操作來決定該發光單元陣列的一適當亮度或該成像光學元件的一適當位置。
30. 如申請專利範圍第1項所述之成像裝置，其中該控制單元根據該訊號的操作來調整該影像的顯示光學特性中的對比、清晰度、演色性、色溫、幾何畸變、畸變及亮度的至少其中之一。
31. 一種發光單元陣列，包括：複數個發光單元，整合成一體地排列成一陣列，其中每一該發光單元包括：一第一摻雜態層； 一第二摻雜態層；一發光層，配置於該第一摻雜態層與該第二摻雜態層之間，其中該第二摻雜態層具有背對該發光層之一表面；以及一光子晶體結構，配置於該第二摻雜態層之該表面上。
32. 如申請專利範圍第31項所述之發光單元陣列，其中該反射層與該些發光單元之背對該反射層的一表面之間的厚度為T，以符合T<nλ及T=(λ/2n)*m+(λ/4n)+，其中n為該些發光單元的折射率，λ為來自該發光層的電磁波之波長，為該些發光單元與空氣之間的界面及該些發光單元與該反射層之間的界面所造成的光學相移，且m為一正整數。
33. 如申請專利範圍第32項所述之發光單元陣列，其中該光子晶體結構包括複數個微凸起或微孔洞，週期性地排列於該第二摻雜態層的該表面上。
34. 如申請專利範圍第31項所述之發光單元陣列，其中每一該發光單元包括一反射層，配置於該第一摻雜態層下方，且該第一摻雜態層配置於該發光層與該反射層之間。
35. 如申請專利範圍第31項所述之發光單元陣列，更包括複數個電晶體，其中該些電晶體分別電性連接至該些發光單元。
36. 如申請專利範圍第35項所述之發光單元陣列，其中該電晶體為薄膜電晶體、金屬氧化物半導體電晶體或氮 化鎵電晶體。
37. 如申請專利範圍第31項所述之發光單元陣列，更包括一電極層，覆蓋該些發光單元且電性連接至每一該發光單元，且該電極層為透明電極層或具有分別對應至該些發光單元的複數個開孔。
38. 如申請專利範圍第31項所述之發光單元陣列，其中該發光單元陣列更包括複數個螢光層，分別配置於至少部分該些發光單元上。
39. 如申請專利範圍第31項所述之發光單元陣列，其中該光子晶體結構包括複數個光子晶體螢光圖案，分別配置於至少部分該些發光單元上。
40. 如申請專利範圍第31項所述之發光單元陣列，其中該光子晶體結構包括配置於至少部分該些發光單元上之複數個奈米粒子圖案或複數個奈米螢光粉圖案。
41. 如申請專利範圍第31項所述之發光單元陣列，其中該發光單元陣列更包括複數個微透鏡，分別配置於該些發光單元上。
42. 如申請專利範圍第41項所述之發光單元陣列，其中任二相鄰之該微透鏡之間形成有一分隔材料，且該分隔材料為一遮光材料或一光反射材料。
43. 如申請專利範圍第41項所述之發光單元陣列，其中任二相鄰之該微透鏡之間形成有至少一空氣間隙。
44. 如申請專利範圍第41項所述之發光單元陣列，其中該發光單元陣列更包括複數個螢光層，配置於該些微透 鏡與該些發光單元之間。
45. 如申請專利範圍第41項所述之發光單元陣列，其中該發光單元陣列更包括複數個螢光層，配置於該些微透鏡上。
46. 一種用以製造發光單元陣列的方法，包括：提供一基板；在該基板上形成複數個半導體層，且在該些半導體層中加入一犧牲層；蝕刻該些半導體層及該犧牲層，以形成複數個單元；在該些單元上分別形成複數個第一導電圖案；提供一電路基板，其中該電路基板具有複數個配置於其上之電晶體；在該些電晶體上分別形成複數個第二導電圖案；分別將該些第一導電圖案與該些第二導電圖案接合；藉由蝕刻該犧牲層以移除該基板、部分該些半導體層及該犧牲層。
47. 如申請專利範圍第46項所述之用以製造發光單元陣列的方法，其中形成該些半導體層及該犧牲層的步驟包括：在該基板上形成該些半導體層的一部分；在該些半導體層的該部分上形成該犧牲層；在該犧牲層上形成一第一摻雜態半導體層；在該第一摻雜態半導體層上形成一發光層；以及在該發光層上形成一第二摻雜態半導體層。
48. 如申請專利範圍第46項所述之用以製造發光單元陣列的方法，更包括在每一該單元之背對該些第一導電圖案的一側形成一導電層。
49. 如申請專利範圍第46項所述之用以製造發光單元陣列的方法，更包括在每一該單元之背對該些第一導電圖案的一側形成一光子晶體結構。
50. 如申請專利範圍第46項所述之用以製造發光單元陣列的方法，更包括在至少部分該些單元之背對該些第一導電圖案的一側上分別形成複數個螢光層。
51. 如申請專利範圍第46項所述之用以製造發光單元陣列的方法，更包括在至少部分該些單元之背對該些第一導電圖案的一側上形成複數個光子晶體螢光圖案。
52. 如申請專利範圍第46項所述之用以製造發光單元陣列的方法，更包括分別在至少部分該些單元之背對該些第一導電圖案的一側上分別形成複數個奈米粒子圖案。
53. 如申請專利範圍第46項所述之用以製造發光單元陣列的方法，更包括：形成一微透鏡陣列膜，其中該微透鏡陣列膜包括複數個排列成一陣列之微透鏡；在相鄰的該些微透鏡之間形成複數個溝槽；以及將具有該些溝槽的該微透鏡陣列膜覆蓋在該些單元之背對該些第一導電圖案的一側上。
54. 如申請專利範圍第53項所述之用以製造發光單元陣列的方法，更包括在該些溝槽中填入一遮光材料。
55. 如申請專利範圍第53項所述之用以製造發光單元陣列的方法，更包括在該些溝槽中填入一光反射材料。
56. 一種用以製造發光單元陣列的方法，包括：提供一基板；在該基板上形成一半導體發光堆疊結構；在該半導體發光堆疊結構上貼附一暫時基板；將該基板移除；將該半導體發光堆疊結構蝕刻成彼此相互分離的複數個單元；利用複數個凸塊分別將該些單元接合至一電路基板；以及將該暫時基板移除。
57. 如申請專利範圍第56項所述之用以製造發光單元陣列的方法，更包括：在將該暫時基板移除之後，在該些單元上形成一導電層，並使該導電層電性連接該些單元。
58. 如申請專利範圍第57項所述之用以製造發光單元陣列的方法，更包括：在該半導體發光堆疊結構上貼附該暫時基板的步驟之前，在該半導體發光堆疊結構上形成複數個電極，其中在該些單元上形成該導電層的步驟包括在該些電極上形成該導電層，並使該些電極分別電性連接該些單元與該導電層。
59. 如申請專利範圍第56項所述之用以製造發光單 元陣列的方法，更包括：在該半導體發光堆疊結構上形成一導電層；在該導電層上形成一圖案化隔光結構，其中該圖案化隔光結構具有複數個開口，以暴露出部分該導電層；以及形成複數個微透鏡，其中該些微透鏡分別填入該些開口，其中在該半導體發光堆疊結構上貼附該暫時基板的步驟包括在該些微透鏡與該圖案化隔光結構上貼附該暫時基板。
60. 如申請專利範圍第59項所述之用以製造發光單元陣列的方法，更包括：在該些單元與該些凸塊的一側形成一導電路徑結構，以電性連接該導電層與該電路基板。
61. 如申請專利範圍第59項所述之用以製造發光單元陣列的方法，更包括：形成複數個導電路徑結構，使該些導電路徑結構電性連接該導電層與該電路基板，且使該些導電路徑結構穿插於至少部分該些單元之間，且穿插於至少部分該些凸塊之間。
62. 如申請專利範圍第59項所述之用以製造發光單元陣列的方法，更包括：將該半導體發光堆疊結構蝕刻成彼此相互分離的該些單元時，使該些單元對準該些開口。