TWI774600B - 微發光二極體陣列裝置的製法及其製品 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種微發光二極體陣列裝置的製法，其包括以下步驟：(a)於一磊晶基板上製備一微發光二極體晶粒陣列，微發光二極體晶粒陣列的一周緣配置有一電連接各微發光二極體晶粒之一第一電極的共用電極陣列；(b)移除磊晶基板以裸露出微發光二極體晶粒陣列的一出光面；(c)於出光面的部分區域上形成一分別對應於各微發光二極體晶粒之一發光膜層的波長轉換件陣列；及(d)於出光面的剩餘區域與微發光二極體晶粒陣列的周緣形成一金屬反射網格以連接共用電極陣列，從而製得一微發光二極體陣列裝置。本發明亦提供一種由前述製法所製得的微發光二極體陣列裝置。

Description

微發光二極體陣列裝置的製法及其製品

本發明是有關於一種發光二極體裝置，特別是指一種微發光二極體陣列裝置的製法及其製品。

參閱圖1，顯示有一種現有的微發光二極體陣列裝置1(以下稱前案1)，其包括一微發光二極體晶粒11陣列、一紅綠藍(以下稱RGB)三原色濾波片12陣列及一黑色遮光層13陣列。該微發光二極體晶粒11陣列是在移除一藍寶石磊晶(sapphire；圖未示)基板以裸露出該微發光二極體晶粒11陣列的一出光面110後，使該RGB三原色濾波片12陣列及該黑色遮光層13陣列形成於該出光面110。

詳細來說，該微發光二極體晶粒11陣列由下而上具有一n-GaN層111、複數彼此間隔設置於n-GaN層111上的多重量子井(MQW)膜層112、複數彼此間隔設置於各自所對應之多重量子井膜層112上的p-GaN層113，與複數彼此間隔設置於各自所對應之 p-GaN層113上的陽極接觸電極114，該微發光二極體晶粒11陣列還具有複數彼此間隔地設置於該n-GaN層111上的陰極接觸電極115，與一設置於該微發光二極體晶粒11陣列之一端緣並電連接各陰極接觸電極115的共用陰極116陣列。形成於該出光面110的RGB三原色濾波片12陣列，是各自對應於各微發光二極體晶粒11的多重量子井膜層112、p-GaN層113與陽極接觸電極114；此外，形成於該出光面110處的黑色遮光層13陣列，是各自對應於各微發光二極體晶粒11的陰極接觸電極115。然而，眾所周知的是，前案1的結構仍存在有串聯電阻的問題有待解決。

此外，參閱圖2，中華民國第202101509A公開發明專利案(以下稱前案2)公開一種亮度均勻之被動式微發光二極體陣列裝置2，其包括一藍寶石基板21、一形成於該藍寶石基板21上的微發光二極體晶粒22陣列，及一局部覆蓋該微發光二極體晶粒22陣列且是由SU-8光阻所構成的絕緣層23。前案2的微發光二極體晶粒22陣列結構大致上是相同於前案1的微發光二極體晶粒11，其不同處是在於，前案1的該等陰極接觸電極115是彼此間隔地設置於該n-GaN層111上，並與該共用陰極116陣列電性連接；而該前案2之微發光二極體晶粒22陣列則是將其共用陰極與陰極接觸電極整合在一起。詳細來說，前案2的微發光二極體晶粒22陣列包括一設置於該藍寶石基板21上的n-GaN層221與一設置於該n-GaN層221 上的第二內電極層222，該第二內電極層222具有一沿一X方向延伸且間隔圍繞各自所對應之MQW膜層223的基部2221，及一自該基部2221之一端緣朝上凸伸至各氧化銦錫(ITO)層224等高處的凸部2222。前案2之微發光二極體晶粒22陣列是利用該第二內電極層222的基部2221作為其陰極接觸電極與共用陰極，並利用厚度達各MQW膜層223處的基部2221與厚度達各氧化銦錫(ITO)層224處的凸部2222來減少微發光二極體晶粒22陣列整體的串聯電阻。雖然前案2可利用該第二內電極層222的基部2221與凸部2222來補償其微發光二極體晶粒22陣列整體的串聯電阻問題。然而，該第二內電極層222與各MQW膜層223皆位在相同平面，無形中也犧牲了該被動式微發光二極體陣列裝置2的整體解析度。

經上述說明可知，在解決微發光二極體陣列裝置串聯電阻問題的前提下亦不影響裝置的整體解析度，是本案所屬技術領域中的相關技術人員有待解決的課題。

因此，本發明的第一目的，即在提供一種能減少串聯電阻並不影響解析度之微發光二極體陣列裝置的製法。

於是，本發明之微發光二極體陣列裝置的製法，其包括以下步驟：一步驟(a)、一步驟(b)、一步驟(c)，及一步驟(d)。

該步驟(a)是於一磊晶基板上製備一微發光二極體晶粒 陣列，該微發光二極體晶粒陣列的一周緣配置有一電連接各微發光二極體晶粒之一第一電極的共用電極陣列。

該步驟(b)是移除該磊晶基板以裸露出該微發光二極體晶粒陣列的一出光面。

該步驟(c)是於該出光面的部分區域上形成一分別對應於各微發光二極體晶粒之一發光膜層的波長轉換件陣列。

該步驟(d)是於該出光面的剩餘區域與該微發光二極體晶粒陣列的周緣形成一金屬反射網格以連接該共用電極陣列，從而製得一微發光二極體陣列裝置。

此外，本發明的第二目的，即在提供一種由上述製法所製得的微發光二極體陣列裝置。

本發明之微發光二極體陣列裝置，包括一微發光二極體晶粒陣列、一波長轉換陣列，及一金屬反射網格。該微發光二極體晶粒陣列包括一出光面，及一配置於其一周緣的共用電極陣列，且各微發光二極體晶粒具有一發光膜層，及一電連接該共用電極陣列的第一電極。該波長轉換陣列形成於該出光面的部分區域，且該出光面的部分區域是分別對應於各微發光二極體晶粒的發光膜層。該金屬反射網格形成於該出光面的剩餘區域與該微發光二極體晶粒陣列的周緣，以連接該微發光二極體晶粒陣列的共用電極陣列。

本發明的功效在於：位在該微發光二極體晶粒陣列之出 光面與其周緣處的該金屬反射網格，因連接至該微發光二極體晶粒陣列之共用電極陣列而能改善串聯電阻的問題，且該金屬反射網格並未與該微發光二極體晶粒陣列位在相同平面，無須犧牲掉該微發光二極體陣列裝置的整體解析度。

3:微發光二極體晶粒

30:出光面

300:磊晶基板

31:第一電極

32:n-GaN層

33:發光膜層(MQW)

34:p-GaN層

35:第二電極

36:共用電極

4:波長轉換件

5:金屬反射網格

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一示意圖，說明一種現有的微發光二極體陣列裝置；圖2是一正視示意圖，說明中華民國第202101509A公開發明專利案所公開的一種亮度均勻之被動式微發光二極體陣列裝置；圖3是一元件製作流程圖，說明本發明之微發光二極體陣列裝置的製法的一實施例之一步驟(a)、一步驟(b)、一步驟(c)，及一步驟(d)；及圖4是一正視示意圖，說明本發明該實施例之製法所製得的微發光二極體陣列裝置。

參閱圖3，本發明之微發光二極體陣列裝置的製法的一實施例，其包括以下步驟：一步驟(a)、一步驟(b)、一步驟(c)，及一 步驟(d)。

該步驟(a)是於一磊晶基板300上製備一微發光二極體晶粒3陣列，該微發光二極體晶粒3陣列的一周緣配置有一電連接各微發光二極體晶粒3之一第一電極31的共用電極36陣列。較佳地，該微發光二極體晶粒3陣列由下而上具有一GaN緩衝層(圖未示)、一n-GaN層32、複數彼此間隔設置於該n-GaN層32上的發光膜層(MQW)33、複數彼此間隔設置於各自所對應之發光膜層(MQW)33上的p-GaN層34，與複數彼此間隔設置於各自所對應之p-GaN層34上的第二電極35，且該微發光二極體晶粒3陣列更具有該等彼此間隔地設置於該n-GaN層32上並電連接至該共用電極36陣列的該等第一電極31。在本發明該實施例之製法中，該步驟(a)的磊晶基板300是一藍寶石基板，且該共用電極36陣列與各微發光二極體晶粒3的第一電極31分別是一共陰極陣列與一陰極接觸電極，各第二電極35分別是一陽極接觸電極。本發明該實施例之製法僅是以藍寶石基板與GaN光電半導體為例做說明，但不限於此。

該步驟(b)是移除該磊晶基板300以裸露出該微發光二極體晶粒3陣列的一出光面30。在本發明該實施例之製法中，該步驟(b)是自該磊晶基板300的一側實施雷射剝離技術(laser liftoff technology)，使該GaN緩衝層(圖未示)裂解從而令該磊晶基板300被移除掉。

該步驟(c)是於該出光面30的部分區域上形成一分別對應於各微發光二極體晶粒3之發光膜層(MQW)33的波長轉換件4陣列。在本發明該實施例之製法中，該步驟(c)的波長轉換件4陣列是一紅綠藍(RGB)三原色濾波片陣列。

該步驟(d)是於該出光面30的剩餘區域與該微發光二極體晶粒3陣列的周緣形成一金屬反射網格(metal reflective grids)5，以使位處於該微發光二極體晶粒3陣列周緣處的金屬反射網格5能連接該微發光二極體晶粒3陣列的共用電極36陣列，從而製得一如圖4所示的微發光二極體陣列裝置。適用於本發明該實施例之步驟(d)的金屬反射網格5，是由一選自下列所構成之群組的金屬材料所製成：Ti、Ag、Al、Cu、Au，及前述金屬材料的一組合。

經本發明該實施例之製法的詳細說明可知，該微發光二極體陣列裝置是如圖4所示，其包括該微發光二極體晶粒3陣列、該波長轉換件4陣列，及該金屬反射網格5。

該微發光二極體晶粒3陣列包括該出光面30，及配置於其周緣的該共用電極36陣列，且各微發光二極體晶粒3具有各自所對應的發光膜層(MQW)33，與電連接該共用電極36陣列的該第一電極31。

該波長轉換件4陣列是形成於該出光面30的部分區域，且該出光面30的部分區域是分別對應於各微發光二極體晶粒3的發 光膜層(MQW)33、p-GaN層34與第二電極35。該金屬反射網格5是形成於該出光面30的剩餘區域與該微發光二極體晶粒3陣列的周緣，以連接該微發光二極體晶粒3陣列的共用電極36陣列，且該出光面30的剩餘區域是對應於各微發光二極體晶粒3的第一電極31。

此處需說明的是，本發明該實施例之微發光二極體陣列裝置的整體串聯電阻，可透過形成於該微發光二極體晶粒3陣列出光面30之剩餘區域與形成於該微發光二極體晶粒3陣列周緣處的金屬反射網格5來補償，除了能有效地減緩串聯電阻的問題外，該金屬反射網格5的所在位置也因對應至各微發光二極體晶粒3的第一電極31而能進一步地作為遮光的用途。

更值得一提的是，從解決串聯電阻問題的角度與本發明該實施例之微發光二極體陣列裝置的整體結構配置來看，改善串聯電阻問題的該金屬反射網格5是位在該微發光二極體晶粒3陣列的下表面(即，出光面30)，有別於前案2(請參閱圖2)的第二內電極層222的基部2221與凸部2222是配置在其微發光二極體晶粒22陣列的上表面，本發明該實施例相較於該前案2的結構配置關係根本無須如同前案2般，尚需在前案2的微發光二極體晶粒22陣列的上表面額外配置有該凸部2222來解決串聯電阻問題。因此，相較於前案2，本發明無須犧牲掉該實施例之微發光二極體陣列裝置的整體解析度。

綜上所述，本發明之微發光二極體陣列裝置的製法及其製品，能在有效解決串聯電阻問題的前提下又避免犧牲裝置整體的解析度，故確實能達成本發明的目的。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

3:微發光二極體晶粒

30:出光面

31:第一電極

33:發光膜層(MQW)

34:p-GaN層

35:第二電極

36:共用電極

4:波長轉換件

5:金屬反射網格

Claims (8)

1. 一種微發光二極體陣列裝置的製法，其包含以下步驟： 一步驟(a)，於一磊晶基板上製備一微發光二極體晶粒陣列，該微發光二極體晶粒陣列的一周緣配置有一電連接各微發光二極體晶粒之一第一電極的共用電極陣列； 一步驟(b)，移除該磊晶基板以裸露出該微發光二極體晶粒陣列的一出光面； 一步驟(c)，於該出光面的部分區域上形成一分別對應於各微發光二極體晶粒之一發光膜層的波長轉換件陣列；及 一步驟(d)，於該出光面的剩餘區域與該微發光二極體晶粒陣列的周緣形成一金屬反射網格以連接該共用電極陣列，從而製得一微發光二極體陣列裝置。
2. 如請求項1所述的微發光二極體陣列裝置的製法，其中，該步驟(a)的共用電極陣列與各微發光二極體晶粒的第一電極分別是一共陰極陣列與一陰極接觸電極。
3. 如請求項1所述的微發光二極體陣列裝置的製法，其中，該步驟(d)的金屬反射網格是由一選自下列所構成之群組的金屬材料所製成：Ti、Ag、Al、Cu、Au，及前述金屬材料的一組合。
4. 如請求項1所述的微發光二極體陣列裝置的製法，其中，該步驟(c)的波長轉換件陣列是一紅綠藍三原色濾波片陣列。
5. 一種微發光二極體陣列裝置，包含： 一微發光二極體晶粒陣列，包括一出光面及一配置於其一周緣的共用電極陣列，且各微發光二極體晶粒具有一發光膜層，及一電連接該共用電極陣列的第一電極； 一波長轉換件陣列，形成於該出光面的部分區域，該出光面的部分區域是分別對應於各微發光二極體晶粒的發光膜層；及 一金屬反射網格，形成於該出光面的剩餘區域與該微發光二極體晶粒陣列的周緣，以連接該微發光二極體晶粒陣列的共用電極陣列。
6. 如請求項5所述的微發光二極體陣列裝置，其中，該共用電極陣列與各微發光二極體晶粒的第一電極分別是一共陰極陣列與一陰極接觸電極。
7. 如請求項5所述的微發光二極體陣列裝置，其中，該金屬反射網格是由一選自下列所構成之群組的金屬材料所製成：Ti、Ag、Al、Cu、Au，及前述金屬材料的一組合。
8. 如請求項5所述的微發光二極體陣列裝置，其中，該波長轉換件陣列是一紅綠藍三原色濾波片陣列。

Images