TWI765631B - 微型發光元件結構及顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
一種微型發光元件結構,包含一基板、一連接層、一微型發光元件及一覆蓋層。連接層連接基板。微型發光元件可移除地連接連接層,且包含一半導體磊晶結構與二電極,其中半導體磊晶結構具有一外表面,電極設置於半導體磊晶結構的外表面的一第一表面,或分別設置於半導體磊晶結構的外表面的第一表面以及遠離半導體磊晶結構的第一表面的一第二表面。覆蓋層設置於半導體磊晶結構的外表面。藉此,可增加製造良率與減少製程成本。
Description
本揭示內容係關於一種微型發光元件結構及顯示裝置,且特別是一種可增加製造良率且改善製程的微型發光元件結構及顯示裝置。
現有技術中,微型發光元件設置於基板上時,在微型發光元件之間的連接層(如膠層)未進行移除前便先濺鍍覆蓋層(如氧化矽,SiO
2)於微型發光元件的上表面,再移除微型發光元件之間的連接層。然而,上述的方式受限於微型發光元件之間的間距與連接層的性質,且微型發光元件之間的連接層易有殘留的問題。
因此,發展出一種不受限於微型發光元件之間的間距與連接層性質的微型發光元件結構及顯示裝置遂成為產業上重要且急欲解決的問題。
本揭示內容提供一種微型發光元件結構及顯示裝置,藉由覆蓋層可增加製造良率並可減少製程成本,且不受限於微型發光元件之間的間距。
依據本揭示內容一實施方式提供一種微型發光元件結構,包含一基板、一連接層、一微型發光元件及一覆蓋層。連接層連接基板。微型發光元件可移除地連接連接層,且包含一半導體磊晶結構與二電極,其中半導體磊晶結構具有一外表面,電極設置於半導體磊晶結構的外表面的一第一表面,或分別設置於半導體磊晶結構的外表面的第一表面以及遠離半導體磊晶結構的第一表面的一第二表面。覆蓋層設置於半導體磊晶結構的外表面。
依據前段所述實施方式的微型發光元件結構,其中覆蓋層的楊氏模量可大於連接層的楊氏模量。
依據前段所述實施方式的微型發光元件結構,其中覆蓋層的楊氏模量與連接層的楊氏模量的差異值可大於等於連接層的楊氏模量的15倍。
依據前段所述實施方式的微型發光元件結構,其中覆蓋層可進一步設置於連接層的一外表面。
依據前段所述實施方式的微型發光元件結構,其中覆蓋層可配置於半導體磊晶結構的第二表面,覆蓋層於第二表面的投影面積為A1,第二表面的表面積為A2,其可滿足下列條件:0.8 A2 ≤ A1 ≤ A2。
依據前段所述實施方式的微型發光元件結構,其中覆蓋層可配置於半導體磊晶結構的第二表面,且覆蓋層配置的距離可大於等於0.5 μm,且小於等於1 μm。
依據前段所述實施方式的微型發光元件結構,其中每一電極中至少一者可連接於覆蓋層。
依據前段所述實施方式的微型發光元件結構,可更包含一隔離層,其中隔離層設置於第一表面,且隔離層的楊氏模量可大於連接層的楊氏模量。
依據前段所述實施方式的微型發光元件結構,其中覆蓋層可接觸隔離層。
依據前段所述實施方式的微型發光元件結構,其中覆蓋層與隔離層之間具有一角度,角度可小於等於90度。
依據前段所述實施方式的微型發光元件結構,其中覆蓋層的楊氏模量可小於等於隔離層的楊氏模量。
依據前段所述實施方式的微型發光元件結構,其中覆蓋層的厚度可小於等於隔離層的厚度。
依據前段所述實施方式的微型發光元件結構,其中覆蓋層可進一步配置於隔離層上,配置的距離可小於等於10 µm。
依據前段所述實施方式的微型發光元件結構,其中隔離層可進一步配置於半導體磊晶結構的外表面的一部分側面。
依據本揭示內容一實施方式提供一種顯示裝置,包含一線路基板、複數個微型發光元件、一覆蓋層及一隔離層。線路基板包含一接墊層。微型發光元件透過接墊層電性連接線路基板,且每一微型發光元件包含一半導體磊晶結構與二電極,其中半導體磊晶結構具有一外表面,電極設置於半導體磊晶結構上,且電性連接接墊層。覆蓋層設置於半導體磊晶結構的外表面。隔離層設置於半導體磊晶結構的外表面,且覆蓋層接觸隔離層。
依據前段所述實施方式的顯示裝置,其中覆蓋層可設置於隔離層的一外表面,且接觸於每一電極。
請配合參照第1圖,其繪示依照本發明一實施方式中微型發光元件結構100的示意圖。由第1圖可知,微型發光元件結構100包含一基板111、一連接層121、一微型發光元件130及一覆蓋層140。
連接層121連接基板111,其中基板111可做為臨時基板(即無線路的基板,供巨量轉移時臨時承載微型發光元件的基板),且基板111的材質可為藍寶石(sapphire)或玻璃等平整度佳的無線路的基板,但並不以此為限。
微型發光元件130可移除地連接連接層121,且包含一半導體磊晶結構132與二電極,其中半導體磊晶結構132具有一外表面,且包含一第一半導體層133、一發光層134及一第二半導體層135。進一步來說,發光層134設置於第一半導體層133與第二半導體層135之間,且電極設置於半導體磊晶結構132的外表面的一第一表面136,其中電極包含電性相反的第一電極131a和第二電極131b,分別與第二半導體層135及第一半導體層133電性連接。
覆蓋層140設置於半導體磊晶結構132的一外表面與連接層121的外表面。詳細來說,覆蓋層140設置於半導體磊晶結構132的一第二表面137與側面138,其中第二表面137為半導體磊晶結構132的第一表面136之相對表面。具體而言,第1圖實施方式中,微型發光元件130是一覆晶式微型發光元件(Flip-chip Micro LED)。
藉由上述微型發光元件結構100的配置,微型發光元件結構100在製造過程中進行轉移作業時,可透過連接層121的配置使微型發光元件130暫時固定於基板111上,後續微型發光元件130與基板111可順利的分離,而轉移至一轉移基板112(如第2圖所示)進行後續加工,且透過覆蓋層140的設置,於轉移過程中可有效地保護微型發光元件結構100,以提升製造良率。
再者,覆蓋層140的楊氏模量大於連接層121的楊氏模量,其中覆蓋層140的楊氏模量與連接層121的楊氏模量的差異值大於等於連接層121的楊氏模量的15倍。當覆蓋層140的楊氏模量與連接層121的楊氏模量的差異值小於15倍時,可能使覆蓋層140或連接層121殘留於微型發光元件130上。並且,透過楊氏模量的差異,有助於微型發光元件130脫離連接層121。
微型發光元件結構100更包含一隔離層150,其中隔離層150設置於第一表面136,且覆蓋層140接觸隔離層150的側面。透過隔離層150僅設置於第一表面136,不會佔據側面空間,可於製程過程中具有較高的空間利用率。
覆蓋層140的材質與隔離層150的材質可為相同或不同,其中覆蓋層140的楊氏模量小於等於隔離層150的楊氏模量,覆蓋層140的厚度小於等於隔離層150的厚度,且覆蓋層140的硬度小於等於隔離層150的硬度。透過覆蓋層140的楊氏模量小於等於隔離層150的楊氏模量,有助於提升轉移的效率,並可避免覆蓋層140殘留於微型發光元件130上。更佳的是,當覆蓋層140的硬度、厚度、楊氏模量上述三者至少之一小於隔離層150的硬度、厚度、楊氏模量時,可有更佳的轉移效率。值得一提的是,隔離層150與覆蓋層140皆可為無機材料,如二氧化矽、氮化鋁等絕緣材料,而連接層121可為有機材料,後續較易與微型發光元件130分離。
再者,覆蓋層140與隔離層150之間具有一角度θ1,其中角度θ1可小於等於90度。藉此,當微型發光元件結構100轉移時較不易有連接層121殘留的問題。較佳的是,當角度θ1小於等於50度時,受轉移裝置(圖未繪示)施壓進行轉移時可具有更佳的轉移脫離點。進一步來說,覆蓋層140與隔離層150形成如階梯形、凸形或倒梯形的剖面,但並不以此為限。
請配合參照第2圖與第3圖,其中第2圖繪示依照第1圖實施方式中微型發光元件結構100的轉移示意圖,第3圖繪示依照第2圖實施方式中微型發光元件結構100的斷裂示意圖。由第2圖與第3圖可知,當微型發光元件結構100進行轉移時,首先將轉移基板112設置於微型發光元件130與覆蓋層140上,其中一轉移材料122與設置於半導體磊晶結構132的第二表面137的覆蓋層140接觸,且轉移材料122設置於轉移基板112與覆蓋層140之間,藉以連接轉移基板112與微型發光元件結構100的微型發光元件130。接著,透過轉移基板112加壓於微型發光元件結構100上,使連接層121受擠壓而變形,且連接層121便會沿著斷裂線B進行斷裂,其中連接層121可由斷裂起始點P開始斷裂,但並不以此為限。必須說明的是,轉移基板112的材質可與基板111的材質相同,可於轉移中避免加壓加溫時的差異造成微型發光元件130轉移偏移,且轉移材料122的材質可與連接層121的材質相同,可利於後續再次轉移至其他基板的步驟,但並不以此為限。
進一步來說,覆蓋層140的楊氏模量與隔離層150的楊氏模量皆大於連接層121與轉移材料122的楊氏模量。透過楊氏模量的差異,連接層121不易殘留於隔離層150的表面。
請參照第4圖,其繪示依照第1圖實施方式中微型發光元件結構100轉移後的示意圖。由第4圖可知,當微型發光元件結構100轉移後,連接層121脫離隔離層150的一表面與電極(即第一電極131a和第二電極131b)的一表面,而半導體磊晶結構132的第一表面136的邊緣可能會產生覆蓋層140的殘邊(圖未繪示),故轉移之後可透過沖洗去除覆蓋層140的殘邊而得到如第4圖實施方式所示的微型發光元件結構100。藉此,避免覆蓋層140的殘邊影響後續的封裝作業。再者,第4圖實施方式中,覆蓋層140僅設置於隔離層150的側面,且隔離層150進一步配置於半導體磊晶結構132的外表面的一部分側面138。
請參照第5圖,其繪示依照第1圖實施方式中微型發光元件結構100轉移後的另一示意圖。由第5圖可知,覆蓋層140可進一步配置於隔離層150上,且隔離層150進一步配置於半導體磊晶結構132的外表面的部分側面138,其中覆蓋層140配置的距離D小於等於10 µm。詳細來說,覆蓋層140配置的距離D約3 µm至4 µm,其中覆蓋層140覆蓋於隔離層150的一部分,且隔離層150與覆蓋層140皆覆蓋於發光層134的側面。藉此,發光層134可完整受到隔離層150與覆蓋層140的雙重保護。具體來說,若配置的距離D大於10 µm,即過於靠近微型發光元件130的中心,連接層121於轉移過程中不易沿著斷裂線B(如第3圖所示)產生斷裂,且連接層121易殘留於隔離層150的表面。
詳細來說,當覆蓋層140與隔離層150設置於微型發光元件130的出光面時用以導光;當覆蓋層140與隔離層150設置於半導體磊晶結構132的側面138時用以絕緣與保護。
請參照第6圖,其繪示依照本發明另一實施方式中微型發光元件結構200的示意圖。由第6圖可知,微型發光元件結構200包含一基板211、一連接層221、一微型發光元件230、一覆蓋層240及一隔離層250。
微型發光元件230可移除地連接連接層221,且覆蓋層240設置於半導體磊晶結構232的一外表面與連接層221的一外表面。隔離層250設置於第一表面236與半導體磊晶結構232的側面238,且設置於半導體磊晶結構232的側面238的隔離層250與設置於半導體磊晶結構232的側面238的覆蓋層240完全重疊。具體而言,覆蓋層240於最外層,而隔離層250設置於覆蓋層240與半導體磊晶結構232之間。藉此,半導體磊晶結構232的側面238可完整受到隔離層250與覆蓋層240的雙重保護。
另外,第6圖實施方式與第1圖實施方式其餘的元件之結構及配置關係皆相同,在此將不另贅述。
請參照第7圖與第8圖,其中第7圖繪示依照本發明一實施方式中基板311、連接層321、半導體磊晶結構332及覆蓋層340的組合示意圖,第8圖繪示依照第7圖實施方式中微型發光元件結構300的電極設置示意圖。由第7圖與第8圖可知,微型發光元件結構300包含一基板311、一連接層321、一微型發光元件330及一覆蓋層340。
微型發光元件330可移除地連接連接層321,且覆蓋層340設置於半導體磊晶結構332的一外表面與連接層321的一外表面。詳細來說,覆蓋層340設置於半導體磊晶結構332的一第一表面336與側面338。藉此,於轉移過程中可有效地保護微型發光元件結構300。進一步來說,可先設置覆蓋層340於半導體磊晶結構332的外表面與連接層321的外表面後,接著將覆蓋層340移除一部分形成開孔後,設置一絕緣層360於開孔內壁,再將電極(即第一電極331a和第二電極331b)設置於半導體磊晶結構332,但並不以此為限。
請參照第9圖,其繪示依照第7圖實施方式中微型發光元件結構300的轉移示意圖。由第9圖可知,當微型發光元件結構300進行轉移時,首先將一轉移基板312設置於微型發光元件330上,其中一轉移材料322與設置於半導體磊晶結構332的第一表面336的覆蓋層340接觸,且轉移材料322設置於轉移基板312與覆蓋層340之間,藉以連接轉移基板312與微型發光元件結構300的微型發光元件330。接著,透過轉移基板312加壓於微型發光元件結構300上,使覆蓋層340和連接層321受擠壓而變形且斷裂。
進一步來說,覆蓋層340的楊氏模量與半導體磊晶結構332的楊氏模量皆大於連接層321的楊氏模量,其中半導體磊晶結構332的楊氏模量大於等於連接層321與轉移材料322的楊氏模量的15倍,但並不以此為限。透過楊氏模量的差異,有助於微型發光元件330脫離連接層321,且不易殘留連接層321於半導體磊晶結構332的一第二表面337,其中第二表面337為遠離半導體磊晶結構332的第一表面336。再者,連接層321與轉移材料322可用以緩衝以保護微型發光元件330。特別說明的是,連接層321於基板311上的投影面積小於第二表面337於基板311上的投影面積,使得連接層321內縮於半導體磊晶結構332下,讓後續覆蓋層340也內縮於半導體磊晶結構332下,其中覆蓋層340內縮於半導體磊晶結構332下的內縮距離為d,覆蓋層340於半導體磊晶結構332與連接層321的連接處具有一內縮角度θ2,且內縮角度θ2可小於等於90度。藉此,經由內縮角度θ2可讓後續更易受擠壓而變形且斷裂。
請參照第10圖至第11圖,其中第10圖繪示依照第7圖實施方式中微型發光元件結構300轉移後的示意圖,第11圖繪示依照第7圖實施方式中微型發光元件結構300另一轉移後的示意圖。由第10圖與第11圖可知,覆蓋層340與轉移材料322接觸,且連接層321轉移後移除。
第11圖實施方式中,透過內縮的設置方式,覆蓋層340可進一步配置於半導體磊晶結構332的第二表面337。再者,覆蓋層340於第二表面337的投影面積為A1,第二表面337的表面積為A2,其可滿足下列條件:0.8 A2 ≤ A1 ≤ A2。藉此,可增加微型發光元件330的出光面積,且可提升導光的作用。
詳細來說,當覆蓋層340設置於微型發光元件330的出光面時用以導光。再者,覆蓋層340於轉移前可以不內縮,使覆蓋層340僅設置於半導體磊晶結構332的側面338,而覆蓋層340可用以絕緣、反射及保護。
值得一提的是,第7圖至第11圖實施方式的微型發光元件結構300轉移後可再進行轉移,並可視實際情況而決定轉移次數。再者,不需要進行黃光製程即可得到與半導體磊晶結構332面積相同大小用以絕緣側面的覆蓋層340(原本隔離層的功能),且一般進行黃光製程得到的隔離層易因製程裕度(window)產生類似屋簷的結構,而上述結構並不利於晶片轉移製程。藉此,第7圖至第11圖實施方式除了可減少製程成本之外,且可得到有利於晶片轉移製程的微型發光元件結構300。
另外,第7圖實施方式與第1圖實施方式其餘的元件之結構及配置關係皆相同,在此將不另贅述。
請參照第12圖至第15圖,其中第12圖繪示依照本發明另一實施方式中基板411、連接層421、半導體磊晶結構432及覆蓋層440的組合示意圖,第13圖繪示依照第12圖實施方式中半導體磊晶結構432與覆蓋層440的轉移示意圖,第14圖繪示依照第12圖實施方式中微型發光元件結構400的轉移後與電極431設置示意圖,第15圖繪示依照第12圖實施方式中微型發光元件結構400的另一轉移後與電極431設置示意圖。由第12圖至第15圖可知,微型發光元件結構400包含一基板411、一連接層421、一微型發光元件430及一覆蓋層440。
微型發光元件430可移除地連接連接層421,且包含電極431與一半導體磊晶結構432。覆蓋層440設置於半導體磊晶結構432的一外表面與連接層421的一外表面。詳細來說,覆蓋層440設置於半導體磊晶結構432的一第一表面435與側面438。藉此,於轉移過程中可有效地保護微型發光元件結構400。進一步來說,可先進行轉移之後,再將電極431設置於半導體磊晶結構432的第一表面435以及遠離半導體磊晶結構432的第一表面435的一第二表面436,其中設置於第一表面435的電極431係將覆蓋層440移除一部分形成開孔後進行設置,可在轉移前或是再進行一次轉移後設置,但並不以此為限。具體而言,第12圖實施方式中,微型發光元件430可以是一垂直式微型發光元件(Vertical Micro LED),其中電極431與另外一相反電性的電極(圖未繪示)分別配置於半導體磊晶結構432的二相對表面(即第二表面436與第一表面435)。
詳細來說,當微型發光元件結構400進行轉移時,首先將一轉移基板412設置於半導體磊晶結構432上,其中一轉移材料422與設置於半導體磊晶結構432的第一表面435的覆蓋層440接觸,且轉移材料422設置於轉移基板412與覆蓋層440之間,藉以連接轉移基板412與微型發光元件結構400的微型發光元件430。接著,透過轉移基板412加壓於微型發光元件結構400上,使連接層421受擠壓而變形且斷裂。
進一步來說,覆蓋層440的楊氏模量與半導體磊晶結構432的楊氏模量皆大於連接層421的楊氏模量。
由第15圖可知,覆蓋層440可進一步配置於半導體磊晶結構432的第二表面436,且覆蓋層440配置的距離D大於等於0.5 μm,且小於等於1 μm。電極431中至少一者連接於覆蓋層440。第15圖實施方式中,設置於第二表面436的電極431連接於覆蓋層440。具體而言,透過控制覆蓋層440配置於半導體磊晶結構432的第二表面436可用以控制電極431配置的面積。藉此,可提供足夠面積注入電子,同時可避免電極431過於配置於半導體磊晶結構432的側面438,而產生側面漏電的情況。
另外,第12圖實施方式與第1圖實施方式其餘的元件之結構及配置關係皆相同,在此將不另贅述。
請參考第16圖,其繪示依照本發明一實施方式中顯示裝置500的示意圖。由第16圖可知,顯示裝置500包含一線路基板510、複數個微型發光元件520、一覆蓋層530及一隔離層540。
線路基板510包含接墊層511,且微型發光元件520透過接墊層511電性連接線路基板510,其中微型發光元件520的數量可為至少三,且微型發光元件520以不同顏色的發光源至少分成紅色微型發光元件、綠色微型發光元件及藍色微型發光元件,但並不以此為限。
每一微型發光元件包含二電極與一半導體磊晶結構522,其中半導體磊晶結構522具有一外表面,且包含一第一半導體層523、一發光層524及一第二半導體層525。進一步來說,發光層524設置於第一半導體層523與第二半導體層525之間,電極設置於半導體磊晶結構522上,且電極電性連接接墊層511,其中電極包含電性相反的第一電極521a和第二電極521b,分別與第二半導體層525及第一半導體層523電性連接。
覆蓋層530設置於半導體磊晶結構522的外表面,隔離層540設置於半導體磊晶結構522的外表面,且覆蓋層530接觸隔離層540。具體來說,隔離層540設置於半導體磊晶結構522的外表面的一第一表面526,且覆蓋層530設置於半導體磊晶結構522的一第二表面527與側面528,其中第二表面527為遠離半導體磊晶結構522的第一表面526。
詳細來說,當覆蓋層530與隔離層540設置於微型發光元件520的出光面時用以導光;當覆蓋層530與隔離層540設置於半導體磊晶結構522的側面528時用以絕緣與保護。
請參照第17圖與第18圖,其中第17圖繪示依照本發明另一實施方式中顯示裝置600的示意圖,第18圖繪示依照第17圖實施方式中顯示裝置600的另一示意圖。由第17圖與第18圖可知,顯示裝置600包含一線路基板610、複數個微型發光元件620、一覆蓋層630及一隔離層640,其中線路基板610包含一接墊層611,且微型發光元件620透過接墊層611電性連接線路基板610。覆蓋層630設置於半導體磊晶結構622的一外表面,隔離層640設置於半導體磊晶結構622的外表面,且覆蓋層630接觸隔離層640,其中覆蓋層630設置於隔離層640的外表面,且接觸於每一電極(即第一電極621a與第二電極621b)的至少部分側面。具體來說,隔離層640設置於半導體磊晶結構622的外表面的一第一表面626,且覆蓋層630設置於半導體磊晶結構622的一第二表面627與側面628,其中第二表面627為遠離半導體磊晶結構622的第一表面626。進一步來說,隔離層640與覆蓋層630皆覆蓋於發光層624的側面。藉此,發光層624可完整受到隔離層640與覆蓋層630的雙重保護。
特別說明的是,第18圖實施方式中,覆蓋層630可進一步完整配置於每一電極(即第一電極621a與第二電極621b)的外側面,可使電極在與接墊層611連結時有更佳的保護力和支撐力,不會因受高壓高溫的影響。
另外,第17圖和第18圖實施方式與第16圖實施方式其餘的元件之結構及配置關係皆相同,在此將不另贅述。
綜上所述,透過本發明的微型發光元件結構與顯示裝置,除了可減少製程成本之外,同時可提升導光效率,並有助於微型發光元件結構與顯示裝置的微型化。
雖然本發明已以實施方式揭露如上,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,在不脫離本發明的精神和範圍內,當可作些許的更動與潤飾,故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100,200,300,400:微型發光元件結構
111,211,311,411:基板
112,312,412:轉移基板
121,221,321,421:連接層
122,322,422:轉移材料
130,230,330,430,520,620:微型發光元件
131a,331a,521a,621a:第一電極
131b,331b,521b,621b:第二電極
132,232,332,432,522,622:半導體磊晶結構
133,523:第一半導體層
134,524,624:發光層
135,525:第二半導體層
136,236,336,435,526,626:第一表面
137,337,436,527,627:第二表面
138,238,338,438,528,628:側面
140,240,340,440,530,630:覆蓋層
150,250,540,640:隔離層
360:絕緣層
431:電極
500,600:顯示裝置
510,610:線路基板
511,611:接墊層
θ1:角度
θ2:內縮角度
B:斷裂線
P:斷裂起始點
A1:覆蓋層於第二表面的投影面積
A2:第二表面的表面積
D:覆蓋層配置的距離
d:內縮距離
第1圖繪示依照本發明一實施方式中微型發光元件結構的示意圖;
第2圖繪示依照第1圖實施方式中微型發光元件結構的轉移示意圖;
第3圖繪示依照第2圖實施方式中微型發光元件結構的斷裂示意圖;
第4圖繪示依照第1圖實施方式中微型發光元件結構轉移後的示意圖;
第5圖繪示依照第1圖實施方式中微型發光元件結構轉移後的另一示意圖;
第6圖繪示依照本發明另一實施方式中微型發光元件結構的示意圖;
第7圖繪示依照本發明一實施方式中基板、連接層、半導體磊晶結構及覆蓋層的組合示意圖;
第8圖繪示依照第7圖實施方式中微型發光元件結構的電極設置示意圖;
第9圖繪示依照第7圖實施方式中微型發光元件結構的轉移示意圖;
第10圖繪示依照第7圖實施方式中微型發光元件結構轉移後的示意圖;
第11圖繪示依照第7圖實施方式中微型發光元件結構另一轉移後的示意圖;
第12圖繪示依照本發明另一實施方式中基板、連接層、半導體磊晶結構及覆蓋層的組合示意圖;
第13圖繪示依照第12圖實施方式中半導體磊晶結構與覆蓋層的轉移示意圖;
第14圖繪示依照第12圖實施方式中微型發光元件結構的轉移後與電極設置示意圖;
第15圖繪示依照第12圖實施方式中微型發光元件結構的另一轉移後與電極設置示意圖;
第16圖繪示依照本發明一實施方式中顯示裝置的示意圖;
第17圖繪示依照本發明另一實施方式中顯示裝置的示意圖;以及
第18圖繪示依照第17圖實施方式中顯示裝置的另一示意圖。
100:微型發光元件結構
111:基板
121:連接層
130:微型發光元件
131a:第一電極
131b:第二電極
132:半導體磊晶結構
133:第一半導體層
134:發光層
135:第二半導體層
136:第一表面
137:第二表面
138:側面
140:覆蓋層
150:隔離層
θ1:角度
Claims (15)
- 一種微型發光元件結構,包含:一臨時基板;一連接層,連接該臨時基板;一微型發光元件,可移除地連接該連接層,且包含:一半導體磊晶結構,具有一外表面;及二電極,設置於該半導體磊晶結構的該外表面的一第一表面,或分別設置於該半導體磊晶結構的該外表面的該第一表面以及遠離該半導體磊晶結構的該第一表面的一第二表面;以及一覆蓋層,設置於該半導體磊晶結構的該外表面;其中,該覆蓋層的楊氏模量大於該連接層的楊氏模量。
- 如請求項1所述的微型發光元件結構,其中該覆蓋層的楊氏模量與該連接層的楊氏模量的差異值大於等於該連接層的楊氏模量的15倍。
- 如請求項1所述的微型發光元件結構,其中該覆蓋層進一步設置於該連接層的一外表面。
- 如請求項4所述的微型發光元件結構,其中該覆蓋層配置於該半導體磊晶結構的該第二表面,且該覆蓋層配置的距離大於等於0.5μm,且小於等於1μm。
- 如請求項5所述的微型發光元件結構,其中每一該些電極中至少一者連接於該覆蓋層。
- 如請求項1所述的微型發光元件結構,更包含:一隔離層,設置於該第一表面,且該隔離層的楊氏模量大於該連接層的楊氏模量。
- 如請求項7所述的微型發光元件結構,其中該覆蓋層接觸該隔離層。
- 如請求項8所述的微型發光元件結構,其中該覆蓋層與該隔離層之間具有一角度,該角度小於等於90度。
- 如請求項7所述的微型發光元件結構,其中該覆蓋層的楊氏模量小於等於該隔離層的楊氏模量。
- 如請求項7所述的微型發光元件結構,其中該覆蓋層的厚度小於等於該隔離層的厚度。
- 如請求項7所述的微型發光元件結構,其中該覆蓋層進一步配置於該隔離層上,配置的距離小於等於10μm。
- 如請求項7所述的微型發光元件結構,其中該隔離層進一步配置於該半導體磊晶結構的該外表面的一部分側面。
- 一種顯示裝置,包含:一線路基板,其包含一接墊層;複數個微型發光元件,透過該接墊層電性連接該線路基板,且每一該些微型發光元件包含:一半導體磊晶結構,具有一外表面;及二電極,設置於該半導體磊晶結構上,且電性連接該接墊層;一覆蓋層,設置於該半導體磊晶結構的該外表面;以及一隔離層,設置於該半導體磊晶結構的該外表面,且該覆蓋層接觸該隔離層。
- 如請求項14所述的顯示裝置,其中該覆蓋層設置於該隔離層的一外表面,且接觸於每一該些電極。
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6881599B2 (en) * | 2001-12-03 | 2005-04-19 | Sony Corporation | Transferring semiconductor crystal from a substrate to a resin |
TW201916342A (zh) * | 2017-10-13 | 2019-04-16 | 英屬開曼群島商錼創科技股份有限公司 | 顯示裝置 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2684801B1 (fr) * | 1991-12-06 | 1997-01-24 | Picogiga Sa | Procede de realisation de composants semiconducteurs, notamment sur gaas ou inp, avec recuperation du substrat par voie chimique. |
US7105861B2 (en) * | 2003-04-15 | 2006-09-12 | Luminus Devices, Inc. | Electronic device contact structures |
JP6307907B2 (ja) * | 2013-02-12 | 2018-04-11 | 日亜化学工業株式会社 | 発光素子の製造方法 |
US11024608B2 (en) * | 2017-03-28 | 2021-06-01 | X Display Company Technology Limited | Structures and methods for electrical connection of micro-devices and substrates |
CN107170773B (zh) * | 2017-05-23 | 2019-09-17 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 微发光二极管显示面板及其制作方法 |
CN106941108B (zh) * | 2017-05-23 | 2019-09-17 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 微发光二极管显示面板及其制作方法 |
-
2021
- 2021-03-31 TW TW110111808A patent/TWI765631B/zh active
- 2021-07-01 US US17/364,913 patent/US20220320393A1/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6881599B2 (en) * | 2001-12-03 | 2005-04-19 | Sony Corporation | Transferring semiconductor crystal from a substrate to a resin |
TW201916342A (zh) * | 2017-10-13 | 2019-04-16 | 英屬開曼群島商錼創科技股份有限公司 | 顯示裝置 |
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