WO2020029657A1 - 一种二极管装置、显示面板及柔性显示器 - Google Patents

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Abstract

一种微型发光二极管(Micro-LED)装置,包括一第一型半导体层(101)、一第二型半导体层(102)、一发光层(103),其位于第一型半导体层(101)及第二型半导体层(102)之间,一第一电流限制区域(201),其位于第二型半导体层(102)的四周围及侧壁区域、一第二电流限制区域(202),其被第一电流限制区域(201)所环绕。其中该第一电流限制区域(201)及第二电流限制区域(202)的最短距离具有50μm或更小宽度。其中第一电流限制区域(201)外围周长为400μm或更小。

Description

一种二极管装置、显示面板及柔性显示器 技术领域
本发明有关于一种微型发光二极管(Micro-LED)装置,特别是有关于一种可以提升发光效率及改善制程良率的微型发光二极管(Micro-LED)装置及及具有该微型发光二极管装置的显示面板和柔性显示器。
背景技术
微型发光二极管(Micro-LED)显示器与传统显示技术,液晶显示器(LCD)和有机发光二极管(OLED)相比具有下列优点:对比度高,响应速度快,色域宽,功耗低,寿命长等潜在优势。但仍然存在一些尚未完全解决的技术挑战,以实现大批量产商业化,其中包括:(1)磊晶芯片与制程,(2)巨量移转,(3)检测与维修。
(1)磊晶芯片与制程:当LED芯片尺寸缩小时其外部量子效率(EQE)也随之降低,其主要损失来自于LED侧壁或表面的缺陷及表面能态,形成非辐射复合(non-radiative recombination),进而降低微型发光二极管的效率。如何降低非辐射复合进而提升发光效率为一大关键技术。
(2)巨量移转:将巨量的Micro-LED,透过高准度的设备转移至显示基板或电路上,称为巨量移转(Mass Transfer)技术,例如:静电转移技术、微转印技术、流体组装技术、光学移转等等,所有的技术目前所面临的关键挑战是如何在合理的时间与合理成本内完成巨量移转。
(3)检测与维修:要如何快速且准确的检测与维修,也是现阶段Micro-LED所面临的技术瓶颈。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种二极管装置、显示面板及柔性显示器,以解决上述技术问题。
为实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种二极管装置。
本发明的二极管装置包括:一第一型半导体层(101);一第二型半导体层(102);一发光层(103),其位于该第一型半导体层(101)及该第二型半导体层(102)之间;一侧壁电流限制区域(201),其与该第二形半导体层(102)的四周围侧壁区域接触;其中侧壁电流限制区域(201)外围周长为400μm或更小。
可选地,对于该二极管装置,该侧壁电流限制区域(201)更包括一第一上表面(201-up);该第二型半导体层(102)更包一第二上表面(102-up);并且该第二上表面(102-up)与该第一上表面(201-up)共平面。
可选地,对于该二极管装置,其进一步包括一透明电极(301),该透明电极位于该第二型半导体层(102)的上方,并且与该第二型半导体层(102)电性连接,且该透明电极(301)部分覆盖该侧壁电流限制区域(201)。
可选地,对于该二极管装置,其进一步包括一电极(302),位于该第二型半导体层(102)的上方并与该透明电极(301)电性连结,且该电极(302)与该第二型半导体层(102)接触。
可选地,对于该二极管装置,该侧壁电流限制区域(201)更包括一第一上表面(201-up);该第二型半导体层(102)更包括一第二上表面(102-up);其中第一上表面(201-up)具有一表面低导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000001
该第二上表面(102-up)具有一表面高导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000002
该表面低导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000003
往该表面高导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000004
具有一逐渐增导电率的分布。
可选地,对于该二极管装置,该侧壁电流限制区域(201)更包括一第一外表面(201-out);该第二型半导体层(102)更包括一第二外 表面(102-out);该第一外表面(201-out)具有一侧壁低导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000005
该第二外表面(102-out)具有一侧壁高导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000006
该侧壁低导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000007
往该侧壁高导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000008
具有一逐渐增导电率的分布。
可选地,对于该二极管装置,其中该侧壁电流限制区域(201)更包括一第一上表面(201-up);该第一上表面(201-up)具有一第一表面粗糙度(RS-201-up),该第一表面粗糙度不超过10纳米。
可选地,对于该二极管装置,该第二型半导体层(102)更包括一第二上表面(102-up);该第二上表面(102-up)具有一第二表面粗糙度(RS-102-up),该第二表面粗糙度不超过10纳米。
可选地,对于该二极管装置,其中该侧壁电流限制区域(201)更包括一第一上表面(201-up);该第二型半导体层(102)更包括一第二上表面(102-up);该第一上表面(201-up)具有一第一表面粗糙度(RS-201-up),该第二上表面(102-up)具有一第二表面粗糙度(RS-102-up),该第一表面粗糙度(RS-201-up)大于或等于该第二表面粗糙度(RS-102-up)。
可选地,对于该二极管装置,其中该侧壁电流限制区域(201)更包括一第一外表面(201-out);该第一外表面(201-out)的粗糙度超过10纳米。
可选地,对于该二极管装置,其中该第二型半导体层(102)更包括一第二外表面(102-out);该第二外表面(102-out)的粗糙度超过10纳米。
可选地,对于该二极管装置,其中该侧壁电流限制区域(201)更包括一第一外表面(201-out);该第二型半导体层(102)更包括一第二外表面(102-out);其中该第一外表面(201-out)具有一第三表面粗糙度(RS-201-out),该第二外表面(102-out)具有一第四表面粗糙度(RS-102-out),该第三表面粗糙度(RS-201-out)大于或等于该第四表面粗糙度(RS-102-out)。
可选地,对于该二极管装置,其中该侧壁电流限制区域(201)更包括一第一上表面(201-up),一第一外表面(201-out),及一第一 内表面(201-in);其中该第一上表面(201-up)与该第一外表面(201-out)具有一第一夹角(Θ1),该第一上表面(201-up)与该第一内表面(201-in)具有一第二夹角(Θ2),该第一夹角(Θ1)及该第二夹角(Θ2)为接近直角90度。
可选地,对于该二极管装置,其进一步包括一磁性层,其位于该第一型半导体层的下方。
可选地,对于该二极管装置,其进一步包括一第二电流限制区域(202),其中该第一电流限制区域(201)及该第二电流限制区域(202)的最短距离具有50μm或更小宽度。
可选地,对于该二极管装置,其进一步包括一第三电流限制区域(203),其位于该第一电流限制区域(201)及该第二电流限制区域(202)之间,并且与该第二电流限制区域(202)接触,其中该第三电流限制区域(203)的上表面与该第一电流限制区域(201)的上表面共平面。
可选地,对于该二极管装置,其中该第一电流限制区域(201)具有一第一深度(D1),该第二电流限制区域(202)具有一第二深度(D2),该第三电流限制区域(203)具有一第三深度(D3),及该第一深度(D1)等于该第二深度(D2)等于该第三深度(D3)。
可选地,对于该二极管装置,其中该侧壁电流限制区域(201)及该第二电流限制区域(202)与该第三电流限制区域(203)借由离子布植技术形成。
根据本发明的另一方面,提供了一种显示面板,其采用本发明的二极管装置组成的阵列。
该显示面板包含:一显示基板,该显示基板包括一微型发光二极管装置阵列,其中一部分微型发光二极管装置具有侧壁电流阻挡区域(501),其中一部分微型发光二极管装置具有侧壁电流限制区域(201);其中每一微型发光二极管装置具有1μm至100μm之一最大宽度;其中每一微型发光二极管装置包括一第一型半导体层(101)、一第二型半导体层(102)及一发光层(103),其位于该第一型半导体层(101)及该第二型半导体层(102)之间;其进一步包含用于切换及驱动该微 型发光二极管装置阵列的电路;其中更包含微型控制器芯片阵列;其中每一微型控制器芯片连接至一扫描驱动电路及一数据驱动电路。
根据本发明的又一方面,提供了一种柔性显示器,其采用本发明的二极管装置组成的阵列。
该柔性显示器包含:一柔性基板(1010),该柔性基板上包括一微型发光二极管装置阵列,其中一部分微型发光二极管装置具有侧壁电流阻挡区域(501),其中一部分微型发光二极管装置具有侧壁电流限制区域(201);其中该侧壁电流阻挡区域(501)由介电材料组成;其中该侧壁电流限制区域借由离子布植技术形成;其中每一微型发光二极管装置的宽度为1μm至100μm;其中每一微型发光二极管装置包括一第一型半导体层(101)、一第二型半导体层(102)及一发光层(103),其位于该第一型半导体层(101)及该第二型半导体层(102)之间;多条扫描线路(1014);多条数据线路(1015);其中每一微型发光二极管装置(1011)连接于一对应的扫描线路(1014)以及一对应的数据线路(1015);其进一步包含驱动该微型发光二极管装置阵列的驱动电路;该驱动电路包含有:一闸极驱动器(1012);一源极驱动器(1013)。
本发明的有益效果为,第一电流限制区域可降低侧壁漏电流,提高微发光二极管发光效率;第二电流限制区域可提高电流分布均匀性,提高微发光二极管发光效率;第三电流限制区域可提高电流分布均匀性,提高微发光二极管发光效率;其中该第一电流限制区域外围周长为400μm或更小,达到微型发光二极管的尺寸量级,从而具备微型发光二极管的各种优点。
附图说明
附图用于更好地理解本发明,不构成对本发明的不当限定。其中:
图1A为传统发光二极管上视图;
图1B为传统发光二极管A-A’剖面图;
图1C为传统发光二极管B-B’剖面图;
图2A,2Q,2T为本发明实施例上视图;
图2B,2D,2F,2H,2J,2L,2N,2R,2U为本发明实施例A-A’剖面图;
图2C,2E,2G,2I,2K,2M,2O,2V为本发明实施例B-B’剖面图;
图2P,2S-up,2S-out,2W为导电式原子力显微镜(Conductive Atomic Force Microscope)导电率量测;
图3A为本发明实施例上视图;
图3B,3D为本发明实施例A-A’剖面图;
图3C,3E为本发明实施例B-B’剖面图;
图4A为本发明实施例上视图;
图4B,4D为本发明实施例A-A’剖面图;
图4C,4E为本发明实施例B-B’剖面图;
图5A为本发明实施例上视图;
图5B为本发明实施例A-A’剖面图;
图5C为本发明实施例B-B’剖面图;
图6A为本发明实施例上视图;
图6B为本发明实施例A-A’剖面图;
图6C为本发明实施例B-B’剖面图;
图7A,7J为本发明实施例上视图;
图7B,7D,7F,7H,7K为本发明实施例A-A’剖面图;
图7C,7E,7G,7I为本发明实施例B-B’剖面图;
图8A为本发明实施例上视图;
图8B为本发明实施例A-A’剖面图;
图8C为本发明实施例B-B’剖面图;
图9-1为半导体结构;
图9-2为形成光罩并借由离子布植定义电流限制区域;
图9-3为移除光罩;
图9-4为形成透明电极、金属电极与金属电极延伸部;
图9-5为形成沟槽;
图9-6为借由一牺牲层将发光极体与测试基板连接;
图9-7为移除成长基板;
图9-8为形成金属电极于第一型半导体层上;
图9-9为借由测试基板与光电侦测器将发光二极管进行电激发光(EL)检测;
图9-10为选择性移除缺陷组件至一收集基板上;
图9-11为巨量阵列移转发光组件于永久基板上;
图9-12为填补空缺移转发光组件于永久基板上;
图9-13为完成移转发光组件于永久基板上;
图9-14为形成档墙及透光胶体于永久基板上;
图9-15为形成档墙及荧光胶体于永久基板上;
图9-16为形成档墙及透光胶体及荧光胶体于永久基板上;
图10-1为半导体结构;
图10-2为形成沟槽;
图10-3为移除光罩;
图10-4为借由介电材料形成电流阻挡区域;
图10-5为形成透明电极、金属电极与金属电极延伸部;
图10-6为借由一牺牲层将发光极体与测试基板连接;
图10-7为移除成长基板;
图10-8为形成金属电极于第一型半导体层上;
图10-9为借由测试基板与光电侦测器将发光二极管进行电激发光(EL)检测;
图10-10为选择性移除缺陷组件至一收集基板上;
图10-11为巨量阵列移转发光组件于永久基板上;
图10-12为填补空缺移转发光组件于永久基板上;
图10-13为完成移转发光组件于永久基板上;
图10-14为形成档墙及透光胶体于永久基板上;
图10-15为形成档墙及荧光胶体于永久基板上;
图10-16为形成档墙及透光胶体及荧光胶体于永久基板上;
图11-1为本发明微型发光二极管的上视图,矩形外观;
图11-2为本发明微型发光二极管的上视图,圆形外观;
图11-3为本发明微型发光二极管的上视图,三角形外观;
图12为将检测后的组件进行选择性巨量移转发光组件于第一容器内,借由第一溶液进行流体移转微型发光二极管至接收基板;
图13为接收基板上视图;
图14为本发明的第一流程图;
图15为本发明的第二流程图;
图16A为本发明实施例上视图;
图16B为本发明实施例A-A’剖面图;
图17A为本发明实施例上视图;
图17B为本发明实施例A-A’剖面图;
图18A为本发明实施例上视图;
图18B为本发明实施例A-A’剖面图;
图19A为本发明实施例上视图;
图19B为本发明实施例A-A’剖面图;
图20A为本发明实施例上视图;
图20B为本发明实施例A-A’剖面图;
图21A为本发明实施例上视图;
图21B为本发明实施例A-A’剖面图;
图22A为本发明实施例上视图;
图22B为本发明实施例A-A’剖面图;
图23A为本发明实施例上视图;
图23B为本发明实施例A-A’剖面图;
图24A为本发明实施例上视图;
图24B为本发明实施例A-A’剖面图;
图25A为本发明实施例上视图;
图25B为本发明实施例A-A’剖面图;
图26A为本发明实施例上视图;
图26B为本发明实施例A-A’剖面图;
图27A为本发明实施例上视图;
图27B为本发明实施例A-A’剖面图;
图28-1为磊晶成长半导体结构于一成长基板上;
图28-2为形成光罩并借由离子布植定义电流限制区域;
图28-3为移除光罩;
图28-4为形成沟槽以及蚀刻区域;
图28-5为形成透明电极、电极;
图28-6为借由一牺牲层将发光极体与测试基板连接;
图28-7为借由激光移除成长基板;
图28-8为移除成长基板后示意图;
图28-9为借由测试基板与光电侦测器将发光二极管进行电激发光(EL)检测;
图28-10为移转至一传送基板;
图28-11为选择性移除缺陷组件至一收集基板上;
图28-12为巨量阵列移转发光组件于永久基板上;
图28-13为填补空缺移转发光组件于永久基板上;
图28-14为完成移转发光组件于永久基板上;
图28-15为形成档墙及透光胶体于永久基板上;
图28-16为形成档墙及荧光胶体于永久基板上;
图28-17为形成档墙及透光胶体及荧光胶体于永久基板上;
图28-18为柔性显示器的电路方块图;
图29为传统覆晶(Flip chip)微型发光二极管(Micro LED)结构图;
图30为尺寸缩小至边长10微米以下的微型发光二极管(Micro LED)结构图;
图31为借由离子布植技术(Ion implantation)达成尺寸缩小至边长10微米以下的覆晶微型发光二极管结构图;
图32为借由离子布植技术(Ion implantation)包含至少一组备援发光二极管结构图;
图33-1为在第一磊晶基板S1形成第一磊晶层结构(Epi layer-1);
图33-2为借由黄光微影与蚀刻制程形成第一微型发光二极管 (M1),间距P1,沿着A-A’的横截面图;
图33-3为图33-2的上视图;
图34-1为在第一微型发光二极管(M1)上借由离子布植(Ion implantation)技术定义出第一离子布植区域(Ion-1),以及第一子像素区域(R1),沿着A-A’的横截面图;
图34-2为图34-1的上视图;
图35-1为在第一子像素区域(R1)上方形成导电层(ML),沿着A-A’的横截面图;
图35-2为在第一子像素区域(R1)上方形成导电层(ML),沿着A”-A”’横截面图;
图35-3为图35-2的上视图;
图36-1为将具有导电层结构(ML)的第一子像素(R1)与第一透明基板(T1)透过接垫(BL)电性连接;
图36-2为将第一磊晶基板(S1)移除,并于第一透明基板(T1)与第一子像素(R1)间填充第一透光中间层(B1);
图36-3为图36-2的上视图;
图37-1为在第二磊晶基板S2形成第二磊晶层结构(Epi layer-2);
图37-2为借由黄光微影与蚀刻制程形成第二微型发光二极管(M2),间距P3,沿着C-C’的横截面图;
图37-3为图37-2的上视图;
图38-1为在第二微型发光二极管(M2)上借由离子布植(Ion implantation)技术定义出第二离子布植区域第一区(Ion-2a)及第二区(Ion-2b),以及第二子像素区域(G1),沿着C-C’的横截面图;
图38-2为图38-1的上视图;
图39-1为在第二子像素区域(G1)上方形成导电层(ML),沿着C-C”横截面图;
图39-2为在第二子像素区域(G1)上方形成导电层(ML),沿着C”-C”’横截面图;
图39-3为图39-1的上视图;
图40-1为将具有导电层结构(ML)的第二子像素(G1)与第二 透明基板(T2)透过接垫(BL)电性连接;
图40-2为将第二磊晶基板(S2)移除,并于第二透明基板(T2)与第二子像素(G1)间填充第二透光中间层(B2);
图40-3为图40-1的上视图;
图41-1为在第三磊晶基板S3形成第三磊晶层结构(Epi layer-3);
图41-2为借由离子布植(Ion implantation)技术定义出第三离子布植区域(Ion-3),以及第三子像素区(B1),沿着E-E’的横截面图;
图41-3为图41-2的上视图;
图42-1在第三微型发光二极管(M3)上借由离子布植(Ion implantation)技术定义出第三离子布植区域(Ion-3),以及第三子像素区(B1),沿着C-C’的横截面图;
图42-2为图42-1的上视图;
图43-1为在第三子像素区域(B1)上方形成导电层(ML),沿着E-E’横截面图;
图43-2为沿着E”-E”’横截面图;
图43-3为图43-1的上视图;
图44-1将具有导电层结构(ML)的第三子像素(B1)与第三透明基板(T3)透过接垫(BL)电性连接;
图44-2将第三磊晶基板(S3)移除,并于第三透明基板(T3)与第三子像素(B1)间填充第三透光中间层(B3);
图44-3为图44-1的上视图;
图45-1为将第一子像素结构,第二子像素结构,第三子像素结构,透过A-1与A-2为透光黏接层将其3D堆叠RGB像素矩阵实现微型发光二极管;
图45-2为第一像素(Pixel 1)的放大,沿G-G’横截面图;
图45-3为图45-2的上视图;
图46-1为本发明的另一实施例,其中R1-1为第一子像素,R1-2为第一备援子像素,其中G1-1为第二子像素,G1-2为第二备援子像素,其中B1-1为第三子像素,B1-2为第三备援子像素,沿H-H’横截面图
图46-2为图46-1的上视图;
图47-1为本发明的另一实施例,其中R1-1为第一子像素,R1-2,R1-3,R1-4,R1-5,R1-6皆为第一备援子像素,其中G1-1为第二子像素,G1-2,G1-3,G1-4皆为第二备援子像素,其中B1-1为第三子像素,B1-2为第三备援子像素,沿I-I’横截面图;
图47-2为图47-1的上视图;
图48-1本发明的另一实施例,其中R1-1为第一子像素,R1-2,R1-3,R1-4,R1-5,R1-6皆为第一备援子像素,其中G1-1为第二子像素,G1-2,G1-3,G1-4,G1-5,G1-6皆为第二备援子像素,其中B1-1为第三子像素,B1-2,B1-3,B1-4,B1-5,B1-6皆为第三备援子像素,沿J-J’横截面图;
图48-2为图48-1的上视图;
图49-1本发明的另一实施例,其中R1-1,R1-2,R1-3,R1-4,R1-5,R1-6皆为第一子像素,其中G1-1,G1-2,G1-3,G1-4,G1-5,G1-6皆为第二子像素,其中B1-1,B1-2,B1-3,B1-4,B1-5,B1-6皆为第三子像素,沿K-K’横截面图;
图49-2为图49-1的上视图;
图50为本发明的另一实施例,磊晶基板(S1),(S2),(S3)皆为透明基板,可直接3D堆叠RGB Micro LED,不需要移转至透明基板,简化制程;
图51为本发明的另一实施例,更包含一黑色矩阵层BM(Black Mattress)layer,可以增加像素的对比度;
图52为本发明的另一实施例,每个微型发光二极管更包含一磁性层(Magnetic Layer,ML),其功能为提升3D堆叠的精准度;
图53为本发明的另一实施例,每个微型发光二极管更包含一电流阻挡区域(Current blocking area)位于微型发光二极管的表面及侧面区域;
图54为本发明的另一实施例,每个微型发光二极管更包含一电流限制区域(Current limiting area)位于微型发光二极管的表面及侧面区域;
图55-1为本发明的另一实施例,应用于扩增实境(Augmented Reality,AR);
图55-2为本发明的另一实施例,应用于扩增实境(Augmented Reality,AR);
图55-3为本发明的另一实施例,应用于扩增实境(Augmented Reality,AR);
图55-4为本发明的另一实施例,应用于扩增实境(Augmented Reality,AR);
图55-5为合控制系统(Integrated control system);
图56-1为一种智能眼镜结构;
图56-2为本发明的一实施例应用于智能眼镜结构;
图56-3为本发明的一实施例应用于智能眼镜结构;
图56-4为本发明的一实施例应用于智能眼镜结构;
图56-5为本发明的一实施例应用于智能眼镜结构;
图57-1为具有磁性层(Magnetic Layer,ML)的微型发光二极管(Micro light emitting diode)结构;
图57-2为一水平结构磁性微型发光二极管(Magnetic Micro light emitting diode)结构;
图57-3为一垂直结构磁性微型发光二极管(Magnetic Micro light emitting diode)结构;
图57-4为另一垂直结构磁性微型发光二极管(Magnetic Micro light emitting diode)结构;
图57-5为水平结构磁性微型发光二极管更包含一第一电流阻挡层(Current blocking layer);
图57-6为垂直结构磁性微型发光二极管更包含一第一电流阻挡层(Current blocking layer);
图57-7为另一垂直结构磁性微型发光二极管更包含一第一电流阻挡层(Current blocking layer);
图57-8为水平结构磁性微型发光二极管更包含一电流限制层(Current limiting layer);
图57-9为垂直结构磁性微型发光二极管更包含一电流限制层(Current limiting layer);
图57-10为另一垂直结构磁性微型发光二极管更包含一电流限制层(Current limiting layer);
图57-11为水平结构磁性微型发光二极管;
图57-12为水平结构磁性微型发光二极管;
图57-13为水平结构磁性微型发光二极管;
图57-14为水平结构磁性微型发光二极管;
图57-15为垂直结构磁性微型发光二极管;
图57-16为垂直结构磁性微型发光二极管;
图57-17为垂直结构磁性微型发光二极管;
图57-18为垂直结构磁性微型发光二极管;
图57-19为借由一具有磁性吸引力的可程控转移头,借由控制该移转头,可以将该磁性层微型发光二极管巨量移转至一目标基板;
图57-20为流体移转系统;
图57-21-1为流体移转系统基板的一上视图;
图57-21-2为流体移转系统基板的一上视图;
图57-22-1为流体移转系统基板的一上视图;
图57-22-2为流体移转系统基板的一上视图;
图57-23为流体移转系统;
图57-24为流体移转系统;
图57-25为流体移转系统;
图58-1A为传统显示器;
图58-2A为传统显示器;
图58-3A为传统显示器;
图58-1B为高分辨率显示器;
图58-2B为高分辨率显示器;
图58-3B为高分辨率显示器;
图58-1C为高分辨率显示器;
图58-2C为高分辨率显示器;
图58-3C为高分辨率显示器;
图59为人眼视觉敏锐能力的辨识需求示意图。
其中,
100 成长基板
101 第一型半导体层
102 第二型半导体层
103 发光层
104 沟槽
105 蚀刻区域
101-down 第一型半导体层下表面;第二下表面
102-up 第二型半导体层上表面;第二上表面
201 第一电流限制区域、侧壁电流限制区域
202 第二电流限制区域
203 第三电流限制区域
204 第四电流限制区域
205 第五电流限制区域
201-up 侧壁电流限制区域上表面;第一上表面
201-down 侧壁电流限制区域下表面;第一下表面
201-out 侧壁电流限制区域外侧壁表面;第一外表面
201-in 侧壁电流限制区域内侧壁表面;第一内表面
202-up 第二电流限制区域上表面
203-up 第三电流限制区域上表面
301 透明电极
302 电极
303 电极延伸部
304 电极、背后电极
305 金属层
306 金属层,磁力接合层,真空吸附层,静电吸附层,粘合层
307 金属层,磁力接合层,真空吸附层,静电吸附层,粘合层
308 金属层,磁力接合层,真空吸附层,静电吸附层,粘合层
309 金属层
Arc 圆弧角
D1  第一深度
D2  第二深度
D3  第三深度
D4  第四深度
D5  第五深度
D6  第六深度
D7  第七深度
DS  侧壁长度
E1  磊晶厚度
F   透明胶体
F1  第一荧光胶体
F2  第二荧光胶体
F3  第三荧光胶体
H1  第一厚度
H2  第二厚度
H3 第三厚度
H4  第四厚度
Figure PCTCN2019088648-appb-000009
第一低导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000010
第二低导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000011
高导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000012
上表面低导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000013
上表面高导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000014
侧壁低导电率区域、外表面低导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000015
侧壁高导电率区域、外表面高导电率区域
O1  第一开口宽度
O2  第二开口宽度
O3  第三宽度
O4  第四宽度
O5  第五宽度
P1  第一间距
P2  第二间距
P3   第三间距
RS-102-top,RS-201-top,RS-501-top 上表面的粗糙度
RS-102-out,RS-201-out,RS-501-out 外表面的粗糙度、侧壁的粗糙度
S1  第一长度
S2  第二长度
S3  第三长度
S4  第四长度
T1  第一宽度
T2  宽度
T3  第三宽度
T4  第四宽度
T-up 上表面宽度
T-down 下表面宽度
T1A 第一横向宽度
T1B 第二横向宽度
T1C 第三横向宽度
U1  第一表面
U2  第二表面
U3  第三表面
U4  第四表面
U5  第五表面
U6  第六表面
400 光电侦测器
501 第一电流阻挡区域
502 第二电流阻挡区域
503 第三电流阻挡区域
504 第四电流阻挡区域
505 第五电流阻挡区域
506 第六电流阻挡区域
507 开口
601 屏蔽
602 屏蔽
603 屏蔽
700 牺牲层
800 检测基板
801 传送机板
805 绝缘层
810 收集基板
820 永久基板
821 空缺
830 接收基板
840 检测基板
841 电压源
831 第一凹
832 第二凹
833 第三凹
850 档墙
901 离子布植
902 激光
903 激光
1001 第一容器
2001 第一液体
Θ1 第一夹角
Θ2 第二夹角
1010 柔性基板(Flexible substrate)
1011 微型发光二极管(Micro light emitting diode)
1012 闸极驱动器(Gate driver)
1013 源极驱动器(Source driver)
1014 扫描线路(Scan line)
1015 数据线路(Data line)
1100 焊垫(BUMP)
1101 脊状区域(Ridge area)
1102 N型接垫(N-pad)
1103 P型接垫(P-pad)
1104 P型接触层(P-contact layer)
1105 多层量子井(MQW)
1106 N型接触层(N-contact layer)
1107 缓冲层(Buffer layer)
1108 离子布植区域(Ion implantation area)
1109 备援微型发光二极管(Redundancy Micro LED)
1110 第一磊晶基板(S1)
1111 第一磊晶层结构(Epi layer-1)
1112 第一微型发光二极管(M1)
111P1 间距(P1)
111P2 间距(P2)
1114 第一离子布植区域(Ion-1)
1115 第一子像素区域(R1)
1116 导电层(ML)
1117 第一透明基板(T1)
1118 接垫(BL)
1119 导电层(ML)
111BR1 第一透光中间层(BR1)
1120 第二磊晶基板(S2)
1121 第二磊晶层结构(Epi layer-2)
1122 第二微型发光二极管(M2)
112P3 间距(P3)
112P4 间距(P4)
1124 第二离子布植区域(ion-2)
1124-2a 第二离子布植区域第一区(ion-2a)
1124-2b 第二离子布植区域第二区(ion-2b)
1125 第二子像素区域(G1)
1126 导电层(ML)
1127 第二透明基板(T2)
1128 接垫(BL)
1129 导电层(ML)
112BR2 第二透光中间层(BR2)
1130 第三磊晶基板(S3)
1131 第三磊晶层结构(Epi layer-3)
1132 第三微型发光二极管(M3)
113P5 间距(P5)
113P6 间距(P6)
1134 第三离子布植区域(Ion-3)
1135 第三子像素区域(B1)
1136 导电层(ML)
1137 第三透明基板(T3)
1138 接垫(BL)
1139 导电层(ML)
113BR3 第三透光中间层(BR3)
141,1161,1171,1181,1191,1201,1211,1221,1231,1241,1251第一子像素结构(Pixel 1)
1142,1162,1172,1182,1192,1202,1212,1222,1232,1242,1252第二子像素结构(Pixel 2)
1143,1163,1173,1183,1193,1203,1213,1223,1233,1243,1253第三子像素结构(Pixel 3)
1151 第一透光黏接层(T1)
1152 第二透光黏接层(T2)
1153 厚度(D-1)
1161 第一子像素(R1-1),(R1-1A),(R1-2A),(R1-3),(R1-4),(R1-5),(R1-6)
1162 第二子像素(G1-1),(G1-1A),(G1-2A),(G1-3A),(G1-4A),(G1-5A),(G1-6A)
1163 第三子像素(B1-1),(B1-1A),(B1-2A),(B1-3A),(B1-4A),(B1-5A),(B1-6A)
1171 第一备援子像素(R1-2),(R1-3),(R1-4),(R1-5),(R1-6)
1172 第二备援子像素(G1-2),(G1-3),(G1-4),(G1-5),(G1-6)
1173 第三备援子像素(B1-2),(B1-3),(B1-4),(B1-5),(B1-6)
1300 黑色矩阵层BM(Black Mattress)layer
1301 磁性层(Magnetic Layer,ML)
1302 电流阻挡区域(Current blacking area)
1303 电流限制区域(Current limiting area)
1400 综合控制系统(Integrated control system)
1401 微型发光二极管显示器(Micro-led display)
1402 透镜系统(Lens system)
1403 光学组件(Optical component)
1404 人眼(eye)
1405 扩增实境(Augmented Reality,AR)
1500 综合控制系统(Integrated control system)
1501 RGB微型发光二极管显示器(Micro-led display)
1502 透镜系统(Lens system)
1503 光学组件(Optical component)
1504 人眼(eye)
1505 扩增实境(Augmented Reality,AR)
1600 综合控制系统(Integrated control system)
1601 微型发光二极管显示器(Micro-led display)
1602 透镜系统(Lens system)
1603 光学组件(Optical component)
1604 人眼(eye)
1605 扩增实境(Augmented Reality,AR)
1700 综合控制系统(Integrated control system)
1701 RGB微型发光二极管显示器(Micro-led display)
1702 透镜系统(Lens system)
1703 光学组件(Optical component)
1704 人眼(eye)
1705 扩增实境(Augmented Reality,AR)
1800 综合控制系统(Integrated control system)
1801 多功能传感器(multi-function sensor)
1802 微芯片处理器(Microchip processors)
1803 网络接口(Network interface)
1900 综合控制系统(Integrated control system)
1901 显示器(display)
1902 支架(Frame)
1903 光学组件(Optical component)
1904 人眼(eye)
1905 扩增实境(Augmented Reality,AR)
1906 眼镜边框(Rims)
1907 桥接部位(Bridge)
2000,2010,2020,2030 综合控制系统(Integrated control system)
2001,2011,2021,2031 微型发光二极管显示器(Micro-led display)
2002,2012,2022,2032 支架(Frame)
2003,2013,2023,2033 光学组件(Optical component)
2004,2014,2024,2034 人眼(eye)
2005,2015,2025,2035 扩增实境(Augmented Reality,AR)
2006,2016,2026,2036 眼镜边框(Rims)
2007,2017,2027,2037 桥接部位(Bridge)
3000 磊晶基板
3001 磁性层(Magnetic Layer,ML)
3002 第一型半导体层
3003 发光层
3004 第二型半导体层
3005,3006,3007,3008,3009,3010 金属层
3011,3012 透明导电层
3100,3101,3102 第一电流阻挡层
3200,3201,3202 第一电流限制层
3300,第二电流阻挡层
3400 第二电流限制层
3500 可程控转移头
3501 电磁层
3502 磁性微型发光二极管
3503 基板
3600 流体移转系统
3601 主腔体
3602 溶液
3603 基板
3604 凹槽
3605 磁力层
3606 输入端
3607 输入端阀门
3608 输出端
3609 输出端阀门
3610 流速(F)
3611 第一子腔体
3612 第二子腔体
3613 第三子腔体
3614 第一颜色的磁性微型发光二极管
3615 第一阀门
3616 第一输入口
3617 第二颜色的磁性微型发光二极管
3618 第二阀门
3619 第二输入口
3620 第三颜色的磁性微型发光二极管
3621 第三阀门
3622 第三输入口
3623 流体
3624 第一型状的第一凹槽
3625 第二型状的第二凹槽
3626 第三型状的第三凹槽
3627 第一子像素区(Sub-pixel area)
3628 第二子像素区(Sub-pixel area)
3629 第三子像素区(Sub-pixel area)
3630 像素区(pixel area)
3634 第一凹槽
3635 第二凹槽
3636 第三凹槽
3637 第一子像素区(Sub-pixel area)
3638 第二子像素区(Sub-pixel area)
3639 第三子像素区(Sub-pixel area)
3640 像素区(pixel area)
3650 备援磁力层
3651,3661,3671 第一备援凹槽
3652,3662,3672 第二备援凹槽
3653,3663,3673 第三备援凹槽
3654,3664,3674 第一凹槽
3655,3665,3675 第二凹槽
3656,3666,3676 第三凹槽
3657,3667,3677 第一子像素区(Sub-pixel area)
3658,3668,3678 第二子像素区(Sub-pixel area)
3659,3669,3679 第三子像素区(Sub-pixel area)
3660,3670,3680 像素区(pixel area)
3700 流体移转系统
3701 主腔体
3702 溶液
3703 基板
3704-1 第一凹槽
3704-2 第二凹槽
3704-3 第三凹槽
3705 吸力层
3706 输入端
3707 输入端阀门
3708 输出端
3709 输出端阀门
3710 流速(F)
3711 第一子腔体
3712 第二子腔体
3713 第三子腔体
3714 第一颜色的微型发光二极管
3715 第一阀门
3716 第一输入口
3717 第二颜色的微型发光二极管
3718 第二阀门
3719 第二输入口
3720 第三颜色的微型发光二极管
3721 第三阀门
3722 第三输入口
3723 流体
3724 基板第一阀门
3725 基板第二阀门
3726 基板第三阀门
3800 流体移转系统
3801 主腔体
3802 溶液
3803 基板
3804-1 第一凹槽
3804-2 第二凹槽
3804-3 第三凹槽
3805-1 第一吸力层
3805-2 第二吸力层
3805-3 第三吸力层
3806 输入端
3807 输入端阀门
3808 输出端
3809 输出端阀门
3810 流速(F)
3811 第一子腔体
3812 第二子腔体
3813 第三子腔体
3814 第一颜色的微型发光二极管
3815 第一阀门
3816 第一输入口
3817 第二颜色的微型发光二极管
3818 第二阀门
3819 第二输入口
3820 第三颜色的微型发光二极管
3821 第三阀门
3822 第三输入口
3823 流体
3900 流体移转系统
3901 主腔体
3902 溶液
3903 基板
3904-1 第一填充层
3904-2 第二填充层
3904-3 第三填充层
3905-1 第一吸力层
3905-2 第二吸力层
3905-3 第三吸力层
3906 输入端
3907 输入端阀门
3908 输出端
3909 输出端阀门
3910 流速(F)
3911 第一子腔体
3912 第二子腔体
3913 第三子腔体
3914 第一颜色的微型发光二极管
3915 第一阀门
3916 第一输入口
3917 第二颜色的微型发光二极管
3918 第二阀门
3919 第二输入口
3920 第三颜色的微型发光二极管
3921 第三阀门
3922 第三输入口
3923 流体
3924 基板第一阀门
3925 基板第二阀门
3926 基板第三阀门
3927 光源
具体实施方式
以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明,其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解,应当将它们认为仅仅是示范性的。因此,本领域普通技术人员应当认识到,可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改,而不会背离本发明的范围和精神。同样,为了清楚和简明,以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
本发明实施方式中的一种微型发光二极管Micro-LED装置包括:一第一型半导体层101;一第二型半导体层102;一发光层103,其位于该第一型半导体层101及该第二型半导体层102之间;一第一电流限制区域201,其位于第二型半导体层102的四周围及侧壁区域;一第二电流限制区域202,其被该第一电流限制区域201所环绕;其中该第一电流限制区域201及该第二电流限制区域202的最短距离具有50μm或更小宽度;其中该第一电流限制区域201外围周长为400μm或更小。
该第二型半导体层102的上表面U6与该第一电流限制区域201的上表面U1及该第二电流限制区域202的上表面U2共平面,其有益效果为:提高表面平坦度,提高产品稳定性,并且可降低非辐射复合(non-radiative recombination),进而增加微型发光二极管的效率。
该第一电流限制区域201具有一第一深度D1,该第二电流限制区域201具有一第二深度D2,及该第一深度D1可以等于、大于、或者小于该第二深度D2。
这种Micro-LED装置可进一步包括一第三电流限制区域203,其位于该第一电流限制区域201及该第二电流限制区域202之间,并且与该第二电流限制区域202接触。在这种情况下,第三电流限制区域203的上表面U3与该第一电流限制区域201的上表面U1共平面,这 样有助于提高表面平坦度,提高产品稳定性,并且可降低非辐射复合(non-radiative recombination),进而增加微型发光二极管的效率。
第一电流限制区域201具有一第一深度D1,该第二电流限制区域202具有一第二深度D2,该第三电流限制区域203具有一第三深度D3,及该第一深度D1等于该第二深度D2等于该第三深度D3。深度相同,可在同一次离子布植程序完成,简化制程。
或者,第一电流限制区域201具有一第一深度D1,该第二电流限制区域202具有一第二深度D2,该第三电流限制区域203具有一第三深度D3,及该第一深度D1大于该第二深度D2且大于该第三深度D3。这种根据不同磊晶结构设计以增加D1深度来设计的方式,可达到降低侧壁漏电流更佳效果,提高微型发光二极管发光效率。
这种Micro-LED装置还可进一步包括一透明电极301,该透明电极301位于该第二型半导体层102的上方,并且与该第二型半导体层102电性连接,且该透明电极301覆盖该第一电流限制区域201及覆盖第三电流限制区域203。其中该第三电流限制区域203借由离子布植(ion implantation)技术形成。离子布植技术可提高表面平坦度,提高产品稳定性。该第一电流限制区域201具有一第一宽度T1,其中该第二电流限制区域202具有一第二宽度T202,其中该第三电流限制区域203具有一第三宽度T203,该第二宽度T202大于或等于该第一宽度T1且该第一宽度T1大于或等于该第三宽度T203。
这种Micro-LED装置还可进一步包括一透明电极301,该透明电极位于该第二型半导体层102的上方,并且与该第二型半导体层102电性连接,且该透明电极301覆盖该第一电流限制区域201。透明电极具有高光穿透率,提高微型发光二极管发光效率。
上述Micro-LED装置可进一步包括一电极302,位于该第二型半导体层102的上方并与该透明电极301电性连结,且该电极302与该第二电流限制区域202直接接触。电极与半导体直接接触可以避免电极脱落问题,提高产品稳定性。在此情况下,还可进一步包括一电极延伸部303位于该透明电极301的上方,并且与该电极302电性连接。这样有助于提高电流分布均匀性,提高微型发光二极管发光效率。此 时还可进一步包括一背后电极304位于该第一型半导体层的下方,该背后电极304与该第一型半导体层电性连接;该背后电极304可以为一多层结构,该多层结构包含欧姆接触层,扩散阻挡层,连接层,高反射镜层。
该第一电流限制区域201及该第二电流限制区域202借由离子布植(ion implantation)技术形成。离子布植技术可提高侧壁平坦度,提高产品稳定性;同时,离子布植技术可提高表面平坦度,同样可提高产品稳定性。
该第一电流限制区域201可具有一第一宽度T1,大于或等于1μm。
该第二电流限制区域202可位于该第二型半导体层区域102的中间位置。
关于该第一电流限制区域201的深度,有如下可选的实施方式:
该第一电流限制区域201具有一第一深度D1,该第一深度D1可以是不大于该第二型半导体层的深度。
或者,该第一电流限制区域201具有一第一深度D1,该第一深度D1更包括该发光层与该第一型半导体层的四周围,该第一深度D1可以是大于该第二型半导体的深度与该发光层的深度总和。
或者,该第一电流限制区域201具有一第一深度D1,该第一深度D1更包括该发光层与该第一型半导体层的侧壁区域,该第一深度D1可大于该第二型半导体的深度与该发光层的深度总和。
或者,该第一电流限制区域201具有一第一深度D1,该第一深度D1更包括该发光层与该第一型半导体层的侧壁区域,该第一深度D1等于该第二型半导体的深度与该发光层的深度与该第一型半导体的深度总和。
或者,该第一电流限制区域201具有一第一深度D1,该第一深度D1更包括该发光层与该第一型半导体层的侧壁区域,该第一电流限制区域201位于该第一型半导体层的侧壁区域具有一第一横向宽度T1A,该第一电流限制区域201位于该发光层的侧壁区域具有一第二横向宽度T1B,该第一电流限制区域201位于该第二型半导体层的侧壁区域具有一第三横向宽度T1C。其中,该第一横向宽度大于该第二横向宽 度且大于该第三横向宽度;该第三横向宽度大于该第二横向宽度且大于该第一横向宽度。
此外,该第一电流限制区域的表面可具有一第一低导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000016
并有如下可选的具体实施方式:
该第一电流限制区域的表面具有一第一低导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000017
其中该第二型半导体层表面具有一高导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000018
该第一低导电率区域往该高导电率区域具有一逐渐增导电率的分布。
或者,该第一电流限制区域的表面具有一第一低导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000019
其中该第二电流限制区域的表面具有一第二低导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000020
其中该第二型半导体层表面具有一高导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000021
该第一低导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000022
以及该第二低导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000023
往该高导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000024
同时具有一逐渐增导电率的分布。
采用上述实施方式,有助于降低表面及侧壁漏电流,提高微型发光二极管发光效率。
关于该第一电流限制区域201的宽度,有如下可选的实施方式:
该第一电流限制区域201具有一第一宽度T1,其中该第二电流限制区域202具有一第二宽度T202,该第二宽度大于或等于该第一宽度T1。
或者该第一电流限制区域201具有一第一宽度T1,其中该第二电流限制区域202具有一第二宽度T202,其中该第一电流限制区域与该第二电流限制区域具有一宽度O3,该第二宽度大于或等于该第一宽度,且该宽度O3大于该第二宽度T202。
采用上述实施方式,第一电流限制区域201可降低侧壁漏电流,提高微型发光二极管发光效率;第二电流限制区域202可提高电流分布均匀性,提高微型发光二极管发光效率;第三电流限制区域203可提高电流分布均匀性,提高微型发光二极管发光效率;其中该第一电流限制区域201外围周长为400μm或更小,从而具备微型发光二极管的各种优点。
本发明实施方式中的另一种微型发光二极管Micro-LED装置包括: 一第一型半导体层101;一第二型半导体层102;一发光层103,其位于该第一型半导体层101及该第二型半导体层102之间;一第一电流限制区域201,其位于第二型半导体层102的四周围及侧壁区域;一第二电流限制区域202,其被该第一电流限制区域201所环绕;一第三电流限制区域203,其被该第一电流限制区域201所环绕并且与第二电流限制区域202接触;其中该第一电流限制区域201及该第二电流限制区域202的最短距离具有50μm或更小宽度;其中该第一电流限制区域201外围周长为400μm或更小。
根据上述结构:
(1)第一电流限制区域201可降低侧壁漏电流,提高微型发光二极管发光效率;
(2)第二电流限制区域202可提高电流分布均匀性,提高微型发光二极管发光效率;
(3)第三电流限制区域203可提高电流分布均匀性,提高微型发光二极管发光效率;
(4)外围周长的距离从而具备微型发光二极管的各种优点。
该第二型半导体层102的上表面U6与该第一电流限制区域201的上表面U6及该第二电流限制区域202的上表面U2及该第三电流限制区域203的上表面U3共平面。有助于提高表面平坦度,提高产品稳定性,并且可降低非辐射复合(non-radiative recombination),进而增加微型发光二极管的效率。
该第一电流限制区域201具有一第一深度D1,该第二电流限制区域202具有一第二深度D2,该第三电流限制区域203具有一第三深度D3,及该第一深度D1等于该第二深度D2,以及等于该第三深度D3。该方案中深度相同,可在同一次制程程序完成,简化制程。
另外也可以是该第一电流限制区域201具有一第一深度D1,该第二电流限制区域202具有一第二深度D2,该第三电流限制区域203具有一第三深度D3,及该第一深度D1大于该第二深度D2且大于该第三深度D3。这种方式是根据不同磊晶结构设计以增加D1深度来设计,可达到降低侧壁漏电流更佳效果,提高微型发光二极管发光效率。
这种Micro-LED装置可进一步包括一透明电极301,该透明电极位于该第二型半导体层102的上方,并且与该第二型半导体层102电性连接,且该透明电极301覆盖该第一电流限制区域201且覆盖第三电流限制区域203。透明电极具有高光穿透率,从而可提高微型发光二极管发光效率。在这种情况下,还可进一步包括一电极302位于该第二型半导体层102的上方并与该透明电极301电性连结,且该电极302与该第二电流限制区域202直接接触,可以避免电极脱落问题,提高产品稳定性。并可进一步包括一电极延伸部303,位于该透明电极301的上方,并且与该电极302电性连接。
该第一电流限制区域201及该第二电流限制区域202及该第三电流限制区域203借由离子布植(ion implantation)技术形成。离子布植技术可提高侧壁平坦度,提高产品稳定性;同时,离子布植技术还可提高表面平坦度,同样可提高产品稳定性。
该第一电流限制区域201的宽度可大于或等于1μm。
另外,该第二电流限制区域202可位于该第二型半导体层区域102的中间位置。
本发明实施方式中的另一种微型发光二极管Micro-LED装置包括:一第一型半导体层101;一第二型半导体层102;一发光层103,其位于该第一型半导体层101及该第二型半导体层102之间;一第一电流限制区域201,其位于第二型半导体层102的四周围及侧壁区域;一第二电流限制区域202,其被该第一电流限制区域201所环绕;一第三电流阻挡区域503,其被该第一电流限制区域201所环绕并且与第二电流限制区域202接触;其中该第一电流限制区域201及该第二电流限制区域202的最短距离具有50μm或更小宽度;其中该第一电流限制区域201外围周长为400μm或更小。
根据上述结构:
(1)第一电流限制区域201可降低侧壁漏电流,提高微型发光二极管发光效率;
(2)第二电流限制区域202可提高电流分布均匀性,提高微型发 光二极管发光效率;
(3)第三电流阻挡区域503可提高电流分布均匀性,提高微型发光二极管发光效率;
(4)外围周长的距离低于400μm,从而具备微型发光二极管的各种优点。
该第二型半导体层102的上表面U6与该第一电流限制区域201的上表面U1及该第二电流限制区域202的上表面U2共平面。提高表面平坦度,提高产品稳定性,并且可降低非辐射复合(non-radiative recombination),进而增加微型发光二极管的效率。
该第一电流限制区域201具有一第一深度D1,该第二电流限制区域201具有一第二深度D2,及该第一深度D1等于该第二深度D2。深度相同,可在同一次制程程序完成,简化制程。
或者,该第一电流限制区域201具有一第一深度D1,该第二电流限制区域201具有一第二深度D2,及该第一深度D1大于该第二深度D2。
或者,该第一电流限制区域201具有一第一深度D1,该第二电流限制区域201具有一第二深度D2,及该第一深度D1小于该第二深度D2。
根据不同磊晶结构设计以增加或降低D1深度来设计,可达到降低侧壁漏电流更佳效果,提高微型发光二极管发光效率。
这种微型发光二极管Micro-LED装置可进一步包括一透明电极301,该透明电极位于该第二型半导体层102的上方,并且与该第二型半导体层102电性连接,且该透明电极301覆盖该第一电流限制区域201及覆盖该第三电流阻挡区域503。透明电极具有高光穿透率,提高微型发光二极管发光效率。在这种情况下,Micro-LED装置可进一步包括一电极302位于该第二型半导体层102的上方并与该透明电极301电性连结,且该电极302与该第二电流限制区域202直接接触,可以避免电极脱落问题,提高产品稳定性。另外还可进一步包括一电极延伸部303位于该透明电极301的上方,并且与该电极302电性连接。
该第一电流限制区域201及该第二电流限制区域202借由离子布 植(ion implantation)技术形成。离子布植技术可提高侧壁平坦度,提高产品稳定性;同时,离子布植技术还可提高表面平坦度,同样提高产品稳定性。
该第三电流阻挡区域203可由介电材料组成。
该第一电流限制区域201的宽度可大于或等于1μm。
该第二电流限制区域202可以位于该第二型半导体层区域102的中间位置。
本发明实施方式的又一种微型发光二极管Micro-LED装置包括:一第一型半导体层101;一第二型半导体层102;一发光层103,其位于该第一型半导体层101及该第二型半导体层102之间;一第一电流限制区域201,其位于第二型半导体层102的四周围及侧壁区域;一第二电流阻挡区域502,其被该第一电流限制区域201所环绕;一第三电流阻挡区域503,其被该第一电流限制区域201所环绕并且与第二电流阻挡区域502接触;其中该第一电流限制区域201及该第二电流阻挡区域202的最短距离具有50μm或更小宽度;其中该第一电流限制区域201外围周长为400μm或更小。
这种Micro-LED装置的结构具备如下有益效果:
(1)第一电流限制区域201可降低侧壁漏电流,提高微型发光二极管发光效率
(2)第二电流阻挡区域502可提高电流分布均匀性,提高微型发光二极管发光效率
(3)第三电流阻挡区域503可提高电流分布均匀性,提高微型发光二极管发光效率
(4)外围周长的距离低于400μm,从而达到微型发光二极管尺寸量级,具备微型发光二极管的各种优点。
该第二型半导体层102的上表面U6与该第一电流限制区域201的上表面U1共平面,这样有助于提高表面平坦度,提高产品稳定性,并且可降低非辐射复合(non-radiative recombination),进而增加微型发光二极管的效率。
这种Micro-LED装置可进一步包括一透明电极301,该透明电极位于该第二型半导体层102的上方,并且与该第二型半导体层102电性连接,且该透明电极301覆盖该第一电流限制区域201及覆盖该第二电流阻挡区域502及覆盖该第三电流阻挡区域503。在这种情况下,进一步包括一电极302位于该第二型半导体层102的上方并与该透明电极301电性连结,且该电极302与该第二型半导体层102直接接触,可以避免电极脱落问题,提高产品稳定性。透明电极具有高光穿透率,提高微型发光二极管发光效率。进一步包括一电极延伸部303位于该透明电极301的上方,并且与该电极302电性连接。
该第一电流限制区域201借由离子布植(ion implantation)技术形成。离子布植技术可提高侧壁平坦度,提高产品稳定性。
该第二电流阻挡区域502及该第三电流阻挡区域503可由介电材料组成。
该电极延伸部303的宽度可小于该第三电流阻挡区域503的宽度。
该第一电流限制区域201的宽度可大于或等于1μm。
该第二电流阻挡区域502可以是一中空环状外型,并且具有一中空宽度O2,该中空宽度大于或等于1微米。
该第二电流阻挡区域502可位于该第二型半导体层区域102的中间位置。
本发明实施方式中的又一种微型发光二极管Micro-LED装置包括:一第一型半导体层101;一第二型半导体层102;一发光层103,其位于该第一型半导体层101及该第二型半导体层102之间;一第一电流阻挡区域501,其位于第二型半导体层102的四周围及侧壁区域;一第二电流限制区域202,其被该第一电流阻挡区域501所环绕;一第三电流阻挡区域503,其被该第一电流阻挡区域501所环绕并且与该第二电流限制区域202接触;其中该第一电流阻挡区域501及该第二电流限制区域202的最短距离具有50μm或更小宽度;其中该第一电流阻挡区域501外围周长为400μm或更小。
根据这种微型发光二极管Micro-LED装置的结构,其有益效果为:
(1)第一电流阻挡区域501可降低侧壁漏电流,提高微型发光二极管发光效率;
(2)第二电流限制区域202可提高电流分布均匀性,提高微型发光二极管发光效率;
(3)第三电流阻挡区域503可提高电流分布均匀性,提高微型发光二极管发光效率;
(4)外围周长的距离低于400μm,达到微型发光二极管尺寸量级,从而具备其各种优点。
该第一电流阻挡区域501可至少覆盖该第一型半导体层101的侧壁,以及覆盖该第二型半导体层102的侧壁,及覆盖该第一发光层103的侧壁。
Micro-LED装置可进一步包括一透明电极301,该透明电极位于该第二型半导体层102的上方,并且与该第二型半导体层102电性连接,且该透明电极301覆盖该第一电流阻挡区域501及覆盖该第二电流限制区域202及覆盖该第三电流阻挡区域503。透明电极具有高光穿透率,提高微型发光二极管发光效率。在这种情况下,进一步包括一电极302位于该第二型半导体层102的上方并与该透明电极301电性连结,且该电极302与该第二电流限制区域202直接接触,可以避免电极脱落问题,提高产品稳定性。进一步包括一电极延伸部303位于该透明电极301的上方,并且与该电极302电性连接。
该第二电流限制区域202借由离子布植(ion implantation)技术形成。离子布植技术可提高表面平坦度,提高产品稳定性。
该第一电流阻挡区域501及该第三电流阻挡区域503可由介电材料组成。
该电极延伸部303的宽度可小于该第三电流阻挡区域503的宽度。
该第一电流阻挡区域501的宽度可大于或等于1μm。
该第二电流限制区域202可位于该第二型半导体层区域102的中间位置。
本发明实施方式的又一种微型发光二极管Micro-LED装置包括: 一第一型半导体层101;一第二型半导体层102;一发光层103,其位于该第一型半导体层101及该第二型半导体层102之间;一第一电流阻挡区域501,其位于第二型半导体层102的四周围及侧壁区域;一第二电流限制区域202,其被该第一电流阻挡区域501所环绕;一第三电流限制区域203,其被该第一电流阻挡区域501所环绕并且与该第二电流限制区域202接触;其中该第一电流阻挡区域501及该第二电流限制区域202的最短距离具有50μm或更小宽度;其中该第一电流阻挡区域501外围周长为400μm或更小。
根据这种微型发光二极管Micro-LED装置的结构,其有益效果为:
(1)第一电流阻挡区域501可降低侧壁漏电流,提高微型发光二极管发光效率;
(2)第二电流限制区域202可提高电流分布均匀性,提高微型发光二极管发光效率;
(3)第三电流限制区域203可提高电流分布均匀性,提高微型发光二极管发光效率;
(4)外围周长的距离低于400μm,达到微型发光二极管尺寸量级,从而具备其各种优点。
该第一电流阻挡区域501至少覆盖该第一型半导体层101的侧壁,以及覆盖该第二型半导体层102的侧壁,及覆盖该第一发光层103的侧壁。
Micro-LED装置可进一步包括一透明电极301,该透明电极位于该第二型半导体层102的上方,并且与该第二型半导体层102电性连接,且该透明电极301覆盖该第一电流阻挡区域501及覆盖该第三电流限制区域203。在这种情况下,可进一步包括一电极302位于该第二型半导体层102的上方并与该透明电极301电性连结,且该电极302与该第二限制区域202直接接触,可以避免电极脱落问题,提高产品稳定性。透明电极具有高光穿透率,提高微型发光二极管发光效率。另可进一步包括一电极延伸部303,位于该透明电极301的上方,并且与该电极302电性连接。
该第二电流限制区域202及第三电流限制区域203借由离子布植 (ion implantation)技术形成。离子布植技术可提高侧壁平坦度,提高产品稳定性;离子布植技术还可提高表面平坦度,同样能提高产品稳定性。
该第一电流阻挡区域501可由介电材料组成。
该第一电流阻挡区域501的宽度可大于或等于1μm。
该第二电流限制区域202可位于该第二型半导体层区域102的中间位置。
该第二电流限制区域202具有一第二深度D2,该第三电流限制区域203具有一第三深度D3,及该第二深度D2可等于该第三深度D3。
该第二电流限制区域202可位于该第二型半导体层区域102的中间位置。
该第一电流阻挡区域501覆盖侧壁区域具有一厚度H1,以及覆盖上表面区域具有一厚度H2,其中该H1的厚度可大于、小于或等于H2。该第一电流阻挡区域501可裸露出一透明电极,该透明电极可位于该第二型半导体层102的上方,并且与该第二型半导体层102电性连接。
本发明实施方式的又一种微型发光二极管Micro-LED装置包括:一第一型半导体层101;一第二型半导体层102;一发光层103,其位于该第一型半导体层101及该第二型半导体层102之间;一第一电流阻挡区域501,其位于第二型半导体层102的四周围及侧壁区域;一第二电流阻挡区域502,其被该第一电流阻挡区域501所环绕;一第三电流阻挡区域503,其被该第一电流阻挡区域501所环绕并且与该第二电流阻挡区域502接触;其中该第一电流阻挡区域501及该第二电流阻挡区域502的最短距离具有50μm或更小宽度;其中该第一电流阻挡区域501外围周长为400μm或更小。
根据上述结构,该Micro-LED装置具备如下有益效果:
(1)第一电流阻挡区域501可降低侧壁漏电流,提高微型发光二极管发光效率;
(2)第二电流阻挡区域502可提高电流分布均匀性,提高微型发光二极管发光效率;
(3)第三电流阻挡区域503可提高电流分布均匀性,提高微型发光二极管发光效率;
(4)外围周长的距离低于400μm达到微型发光二极管尺寸量级,即具备其各种优点。
该第一电流阻挡区域501可至少覆盖该第一型半导体层101的侧壁,以及覆盖该第二型半导体层102的侧壁,及覆盖该第一发光层103的侧壁。
这种Micro-LED装置可进一步包括一透明电极301,该透明电极位于该第二型半导体层102的上方,并且与该第二型半导体层102电性连接,且该透明电极301覆盖该第一电流阻挡区域501及覆盖该第二电流阻挡区域502及覆盖该第三电流阻挡区域503。在这种情况下,可进一步包括一电极302,位于该第二型半导体层102的上方并与该透明电极301电性连结,且该电极302与该第二型半导体层102直接接触,可以避免电极脱落问题,提高产品稳定性。透明电极具有高光穿透率,提高微型发光二极管发光效率。另可进一步包括一电极延伸部303,位于该透明电极301的上方,并且与该电极302电性连接。其中该电极延伸部303的宽度小于该第三电流阻挡区域503的宽度。
该第一电流阻挡区域501及该第二电流阻挡区域502及该第三电流阻挡区域503可由介电材料组成。
该第一电流阻挡区域501的宽度可大于或等于1μm。
该第二电流阻挡区域502可为一中空环状外型,并且具有一中空宽度O2,该中空宽度大于或等于1微米。
该第二电流阻挡区域502可位于该第二型半导体层区域102的中间位置。
本发明实施方式的又一种微型发光二极管Micro-LED装置包括:一第一型半导体层101;一第二型半导体层102;一发光层103,其位于该第一型半导体层101及该第二型半导体层102之间;一第一电流阻挡区域501,其位于第二型半导体层102的四周围及侧壁区域;一第二电流阻挡区域502,其被该第一电流阻挡区域501所环绕;一第三电 流限制区域203,其被该第一电流阻挡区域501所环绕并且与该第二电流阻挡区域502接触;其中该第一电流阻挡区域501及该第二电流阻挡区域502的最短距离具有50μm或更小宽度;其中该第一电流阻挡区域501外围周长为400μm或更小。
这种微型发光二极管Micro-LED装置的结构具备如下有益效果:
(1)第一电流阻挡区域501可降低侧壁漏电流,提高微型发光二极管发光效率
(2)第二电流阻挡区域502可提高电流分布均匀性,提高微型发光二极管发光效率
(3)第三电流限制区域203可提高电流分布均匀性,提高微型发光二极管发光效率
(4)外围周长的距离低于400μm,从而达到微型发光二极管优点。
该第一电流阻挡区域501至少覆盖该第一型半导体层101的侧壁,以及覆盖该第二型半导体层102的侧壁,及覆盖该第一发光层103的侧壁。
Micro-LED装置进一步包括一透明电极301,该透明电极位于该第二型半导体层102的上方,并且与该第二型半导体层102电性连接,且该透明电极301覆盖该第一电流阻挡区域501及覆盖该第二电流阻挡区域502及覆盖该第三电流限制区域203。在这种情况下,进一步包括一电极302位于该第二型半导体层102的上方并与该透明电极301电性连结,且该电极302与该第二型半导体层102直接接触,可以避免电极脱落问题,提高产品稳定性。透明电极具有高光穿透率,提高微型发光二极管发光效率。进一步包括一电极延伸部303位于该透明电极301的上方,并且与该电极302电性连接。该第一电流阻挡区域501及该第二电流阻挡区域502及该第三电流阻挡区域503由介电材料组成,例如SiO 2、Si 3N 4、Al 2O 3、Y 2O 3、TiO 2、Y 2O 3、HfO 2、ZrO 2、BaZrO 3、BaTiO 3、Ta 2O 5、Si。
该第一电流阻挡区域501及该第三电流阻挡区域503由介电材料组成。
该第三电流限制区域203借由离子布植(ion implantation)技术形成。离子布植技术可提高表面平坦度,提高产品稳定性。
该第一电流阻挡区域501的宽度大于或等于1μm。
该第二电流阻挡区域502为一中空环状外型,并且具有一中空宽度O2,该中空宽度大于或等于1微米。
该第二电流阻挡区域502位于该第二型半导体层区域102的中间位置。
一种微型发光二极管Micro-LED装置,其包括:一第一型半导体层101;一第二型半导体层102;一发光层103,其位于该第一型半导体层101及该第二型半导体层102之间;一第一电流阻挡区域501,其位于第二型半导体层102的四周围及侧壁区域;一第二电流阻挡区域502,其被该第一电流阻挡区域501所环绕;其中该第一电流阻挡区域501及该第二电流阻挡区域502的最短距离具有50μm或更小宽度;其中该第一电流阻挡区域501外围周长为400μm或更小。
其有益效果为:
(1)第一电流阻挡区域501可降低侧壁漏电流,提高微型发光二极管发光效率;
(2)第二电流阻挡区域502可提高电流分布均匀性,提高微型发光二极管发光效率;
(3)外围周长的距离低于400μm,达到微型发光二极管尺寸量级,即具备微型发光二极管的各项优点。
该第一电流阻挡区域501至少覆盖该第一型半导体层101的侧壁,以及覆盖该第二型半导体层102的侧壁,及覆盖该第一发光层103的侧壁。
这种Micro-LED装置还可进一步包括一透明电极301,该透明电极位于该第二型半导体层102的上方,并且与该第二型半导体层102电性连接,且该透明电极301覆盖该第一电流阻挡区域501及覆盖该第二电流阻挡区域502。在这种情况下,可进一步包括一电极302,位于该第二型半导体层102的上方并与该透明电极301电性连结,且该电极302与该第二型半导体层102直接接触,可以避免电极脱落问题, 提高产品稳定性。透明电极具有高光穿透率,提高微型发光二极管发光效率。另可进一步包括一电极延伸部303,位于该透明电极301的上方,并且与该电极302电性连接。该第一电流阻挡区域501覆盖侧壁区域具有一第一厚度H1,以及覆盖上表面区域具有一第二厚度H2,该第二电流阻挡区域502具有一第三厚度H3,该第三电流阻挡区域503具有一第四厚度H4,其中该第一厚度H1大于或等于该第二厚度H2并且大于或等于该第三厚度H3,并且大于或等于该第四厚度H4;或者,该第一电流阻挡区域501覆盖侧壁区域具有一第一厚度H1,以及覆盖上表面区域具有一第二厚度H2,该第二电流阻挡区域502具有一第三厚度H3,该第三电流阻挡区域503具有一第四厚度H4,其中该第一厚度H1小于或等于该第二厚度H2并且小于或等于该第三厚度H3,并且小于或等于该第四厚度H4。
这种Micro-LED装置可进一步包括一第三电流阻挡区域503,其被该第一电流阻挡区域501所环绕并且与该第二电流阻挡区域502接触。第三电流阻挡区域503可提高电流分布均匀性,提高微型发光二极管发光效率。在这种情况下,可进一步包括一透明电极301,该透明电极位于该第二型半导体层102的上方,并且与该第二型半导体层102电性连接,且该透明电极301覆盖该第一电流阻挡区域501及覆盖该第二电流阻挡区域502及覆盖该第三电流阻挡区域503;又可进一步包括一电极302位于该第二型半导体层102的上方并与该透明电极301电性连结,且该电极302与该第二型半导体层102直接接触;还可进一步包括一电极延伸部303位于该透明电极301的上方,并且与该电极302电性连接。其中该电极延伸部303的宽度小于该第三电流阻挡区域503的宽度。
该第一电流阻挡区域501及该第二电流阻挡区域502及该第三电流阻挡区域503可由介电材料组成。
该第一电流阻挡区域501的宽度可大于或等于1μm。
该第二电流阻挡区域502可为一中空环状外型,并且具有一中空宽度O2,该中空宽度大于或等于1微米。
该第二电流阻挡区域502可位于该第二型半导体层区域102的中 间位置。
该第一电流阻挡区域501覆盖侧壁区域具有一第一厚度H1,以及覆盖上表面区域具有一第二厚度H2,其中该第一厚度H1大于或等于该第二厚度H2。或者,该第一电流阻挡区域501覆盖侧壁区域具有一第一厚度H1,以及覆盖上表面区域具有一第二厚度H2,其中该第一厚度H1小于该第二厚度H2。
该第一电流阻挡区域501覆盖侧壁区域具有一第一厚度H1,以及覆盖上表面区域具有一第二厚度H2,该第二电流阻挡区域502具有一第三厚度H3,其中该第一厚度H1大于或等于该第二厚度H2并且大于或等于该第三厚度H3。或者,该第一电流阻挡区域501覆盖侧壁区域具有一第一厚度H1,以及覆盖上表面区域具有一第二厚度H2,该第二电流阻挡区域502具有一第三厚度H3,其中该第一厚度H1小于该第二厚度H2并且小于该第三厚度H3。
该第一电流阻挡区域501裸露出一透明电极301,该透明电极位于该第二型半导体层102的上方,并且与该第二型半导体层102电性连接。该第二电流阻挡区域502裸露出一电极302,该电极302位于该第二型半导体层102的上方并与该透明电极301电性连结,且该电极302与该第二电流限制区域202直接接触。或者,该第二电流阻挡区域502裸露出一电极302,该电极302位于该第二型半导体层102的上方,并且与该第二型半导体层102电性连接。
上述的微型发光二极管的发光效率高于250流明每瓦[lm/W]。
上述的微型发光二极管的显色指数中对红色的显示能力R9大于90。
上述的微型发光二极管的演色性指数(Color Rendering Index,CRI)大于90。
上述的微型发光二极管的平均演色评价指数Ra大于90。
本发明实施方式的又一种微型发光二极管Micro-LED装置包括:一第一型半导体层101;一第二型半导体层102;一发光层103,其位于该第一型半导体层101及该第二型半导体层102之间;一侧壁电流 限制区域201,其与该第二形半导体层102及该发光层103及该第一半导体层102的四周围侧壁区域直接接触;其中该侧壁电流限制区域201更包括上表面201-up,下表面101-down,外表面201-out,及内表面201-in;其中该侧壁电流限制区域的上表面201-up与该第二型半导体的上表面102-up共平面;其中该第一电流限制区域的垂直投影最外围周长的距离具有400μm或更小的距离。
这种Micro-LED装置的有益效果为:
(1)一侧壁电流限制区域201可降低侧壁漏电流,提高微型发光二极管发光效率;
(2)外围周长的距离低于400μm,达到微型发光二极管的尺寸量级,从而具备其各种优点。
该侧壁电流限制区域的下表面201-down与该第一型半导体层的下表面101-down共平面。
该侧壁电流限制区域上表面201-up的垂直投影为一上表面距离T-up,其中该侧壁电流限制区域下表面201-down的垂直投影为一下表面距离T-down,该上表面距离T-up大于该下表面距离T-down。或者,该侧壁电流限制区域上表面201-up的垂直投影为一上表面距离T-up,其中该侧壁电流限制区域下表面201-down的垂直投影为一下表面距离T-down,该上表面距离T-up小于该下表面距离T-down。
该侧壁电流限制区域上表面201-up与该侧壁电流限制区域下表面201-down的垂直投影可部分重叠。
该侧壁电流限制区域外表面201-out具有一侧壁距离DS,其中该侧壁电流限制区域内表面201-in具有一第一深度D1,该侧壁距离DS等于该第一深度D1。或者,该侧壁电流限制区域外表面201-out具有一侧壁距离DS,其中该侧壁电流限制区域内表面201-in具有一第一深度D1,该侧壁距离DS大等于该第一深度D1。
该侧壁电流限制区域上表面201-up与该侧壁电流限制区域外表面201-out具有一第一夹角Θ1,其中该侧壁电流限制区域上表面201-up与该侧壁电流限制区域内表面201-in具有一第二夹角Θ2,该第一夹角Θ1及该第二夹角Θ2为接近或达到直角90度,也可以是钝角,即大 于90度,或者是锐角,即小于90度。
该侧壁电流限制区域201位于该第一型半导体层的侧壁区域具有一第一横向宽度T1A,该侧壁电流限制区域201位于该发光层的侧壁区域具有一第二横向宽度T1B,该侧壁电流限制区域201位于该第二型半导体层的侧壁区域具有一第三横向宽度T1C。在这种情况下,该第一横向宽度T1A与该第二横向宽度T1B及该第三横向宽度T1C的垂直投影部分重叠;其中该第一横向宽度T1A的垂直投影距离大于该第三横向宽度T1C的垂直投影距离。或者,该第一横向宽度T1A的垂直投影距离小于该第三横向宽度T1C的垂直投影距离。或者,该第一横向宽度T1A的垂直投影距离等于该第三横向宽度T1C的垂直投影距离。
上述装置中,透过控制侧壁电流限制区域的深度,可达到降低侧壁漏电流更佳效果,提高微型发光二极管发光效率。
这种Micro-LED装置可进一步包括一第二电流限制区域202,其被该侧壁电流限制区域所环绕,其中该侧壁电流限制区域及该第二电流限制区域202的最短距离具有50μm或更小宽度。第二电流限制区域202可提高电流分布均匀性,提高微型发光二极管发光效率。其中该第二型半导体层的上表面102-up与该侧壁电流限制区域的上表面201-up及该第二电流限制区域的上表面202-up共平面。在这种情况下,可进一步包括一第三电流限制区域203,其位于该侧壁电流限制区域及该第二电流限制区域202之间,并且与该第二电流限制区域202接触。其中该第三电流限制区域的上表面203-up与该侧壁电流限制区域的上表面201-up共平面。该第二电流限制区域202具有一第二深度D2,该第三电流限制区域203具有一第三深度D3,该第二深度D2等于该第三深度D3。该Micro-LED装置还可进一步包括一透明电极301,该透明电极位于该第二半导体102的上方,并且与该第二型半导体102电性连接,且该透明电极301覆盖该侧壁电流限制区域上表面201-up及覆盖第三电流限制区域上表面203-up。在这种情况下,可进一步包括一电极302,位于该第二半导体102的上方,并与该透明电极301电性连接,且该电极302与该第二电流限制区域202直接接触;还可进一 步包括一电极延伸部303,位于该透明电极301的上方,并且与该电极302电性连接。其中该第二电流限制区域202可位于该第二半导体区域102的中间位置。
这种Micro-LED装置可进一步包括一透明电极301,该透明电极位于该第二半导体102的上方,并且与该第二型半导体102电性连接,且该透明电极301覆盖该侧壁电流限制区域上表面201-up。在这种情况下,可进一步包括一电极302位于该第二半导体102的上方并与该透明电极301电性连结,且该电极302与该第二电流限制区域202直接接触,可以避免电极脱落问题,提高产品稳定性。透明电极具有高光穿透率,提高微型发光二极管发光效率。还进一步包括一电极延伸部303位于该透明电极301的上方,并且与该电极302电性连接。
该侧壁电流限制区域201与该第二电流限制区域202及该第三电流限制区域203可借由离子布植技术形成。离子布植技术可提高表面平坦度,提高产品稳定性。
该侧壁电流限制区域201与该第二电流限制区域202及该第三电流限制区域203也可借由扩散技术或薄膜沉积形成。
该侧壁电流限制区域上表面具有一第一宽度T-up大于或等于1μm。
该发光层包含单层量子井(quantum well)、多层量子井结构。
或者,该发光层包含单层量子线(quantum wire)、多层量子线结构。
或者,该发光层包含单层量子点(quantum dot)、多层量子点结构。
这种Micro-LED装置可进一步包括一背后电极304,位于该第一型半导体层的下方,该背后电极304与该第一型半导体层电性连接。
该侧壁电流限制区域201或该第二电流限制区域202或该第三电流限制区域203可借由有机金属化学气相沉积(Metal Organic Chemical Vapor Phase Deposition,MOCVD)磊晶再成长技术形成。
或者,该侧壁电流限制区域201或该第二电流限制区域202或第三电流限制区域203借由分子束磊晶(Molecular Beam Epitaxy,MBE) 磊晶再成长技术形成。
或者,该侧壁电流限制区域201或该第二电流限制区域202或该第三电流限制区域203借由原子层化学气相沉积系统(Atomic Layer Chemical Vapor Deposition System,ALD)技术形成。
或者,该侧壁电流限制区域201或该第二电流限制区域202或该第三电流限制区域203借由激光表面改质技术形成。
该侧壁电流限制区域上表面201-up与该侧壁电流限制区域外表面201-out具有一第一夹角Θ1,其中该侧壁电流限制区域上表面201-up与该侧壁电流限制区域内表面201-in具有一第二夹角Θ2,该第一夹角Θ1为一锐角小于90度,该第二夹角Θ2为一钝角大于90度。
或者,该侧壁电流限制区域上表面201-up与该侧壁电流限制区域外表面201-out具有一第一夹角Θ1,其中该侧壁电流限制区域上表面201-up与该侧壁电流限制区域内表面201-in具有一第二夹角Θ2,该第一夹角Θ1为一钝角大于90度,该第二夹角Θ2为一锐角小于90度。
该侧壁电流限制区域201或该第二电流限制区域202或该第三电流限制区域203可借由选择性氧化(Selective oxidation)技术形成。
或者,该侧壁电流限制区域201或该第二电流限制区域202或该第三电流限制区域203借由高温氧化(Thermal oxidation)技术形成。
或者,该侧壁电流限制区域201或该第二电流限制区域202或该第三电流限制区域203借由高温湿氧化(Wet thermal oxidation)技术形成。
本发明实施方式的一种微型发光二极管Micro-LED装置的制作方法包含:
在一成长基板100上形成上述的微型发光二极管,其中形成微型发光二极管的步骤包含:
形成一电极与该第二型半导体层电性连接;
将微型发光二极管与一测试基板接合;
移除该成长基板;
形成另一电极与该第一型半导体层电性连接;
提供一电压源对每一个微型发光二极管进行电性(EL)检测,并 记录异常微型发光二极管位置;
第一次选择性移除该异常微型发光二极管,并留下通过测试的微型发光二极管;
第一次移转通过测试的微型发光二极管于永久基板上,并于该永久基板上留下该移除异常微型发光二极管的空缺;
第二次移转填补该永久基板上的空缺。
巨量移转前,借由巨量检测,事先移除异常的微型发光二极管,可以提高巨量移转的良率,节省巨量移转后还需要额外修复成本。
更包含一牺牲层,如图9-6或图10-6或图28-6中牺牲层(700),借由该牺牲层将微型发光二极管与一测试基板接合。其中,该第一次选择性移除该异常微型发光二极管的方式可以为借由导入一激光,改变该牺牲层的黏粘性,使该异常微型发光二极管自该测试基板移除。该第一次移转的方式可以为借由导入一激光,改变该牺牲层的黏粘性,使该微型发光二极管自该测试基板移转至该永久基板。该第二次移转的方式可以为借由导入一激光,改变该牺牲层的黏粘性,使该微型发光二极管自该测试基板移转至该永久基板。采用激光改变该牺牲层的黏粘性,可提高巨量移转的速率,减少生产成本,提高生产良率的优点。
该第一次移转的的微型发光二极管与该第二次移转的微型发光二极管来自同一个成长基板,也可以来自不同一个成长基板。
上述方法的优点在于:
(1)相同磊晶芯片的波长接近,可提高巨量移转的速率;
(2)可以减少芯片材料的浪费,提高来源芯片的晶粒使用比率,降低生产成本。
上述Micro-LED装置的制作方法可采用一磁力接合层,借由该磁力接合层暂时性将微型发光二极管与一测试基板接合。在这种情况下,该第一次选择性移除该异常微型发光二极管的方式可以为借由改变该磁力接合层的磁力,使该异常微型发光二极管自该测试基板移除。该第一次移转的方式可以为借由改变该磁力接合层的磁力,使该微型发光二极管自该测试基板移转至该永久基板。该第二次移转的方式可以 为借由改变该磁力接合层的磁力,使该微型发光二极管自该测试基板移转至该永久基板。借由磁力接合层,可提高测试及移转的速度及良率,并可降低生产成本。
或者,该Micro-LED装置的制作方法可采用一真空吸附层,借由该真空吸附层将微型发光二极管与一测试基板接合。在这种情况下,该第一次选择性移除该异常微型发光二极管的方式可以为借由改变该真空吸附层的吸力,使该异常微型发光二极管自该测试基板移除。该第一次移转的方式可以为借由改变该真空吸附层的吸力,使该微型发光二极管自该测试基板移转至该永久基板。该第二次移转的方式可以为借由改变该真空吸附层的吸力,使该微型发光二极管自该测试基板移转至该永久基板。借由真空吸附层,可提高测试及移转的速度及良率,并可降低生产成本。
或者,该Micro-LED装置的制作方法可采用一静电吸附层,借由该静电吸附层将微型发光二极管与一测试基板接合。在这种情况下,该第一次选择性移除该异常微型发光二极管的方式可以为借由改变该静电吸附层的静电力,使该异常微型发光二极管自该测试基板移除。该第一次移转的方式可以为借由改变该静电吸附层的静电力,使该微型发光二极管自该测试基板移转至该永久基板。该第二次移转的方式可以为借由改变该静电吸附层的静电力,使该微型发光二极管自该测试基板移转至该永久基板。借由静电吸附层,可提高测试及移转的速度及良率,并可降低生产成本。
或者,该Micro-LED装置的制作方法可采用一粘合层,借由该粘合层将微型发光二极管与一测试基板接合。在这种情况下,该第一次选择性移除该异常微型发光二极管的方式可以为借由改变该粘合层的粘合力,使该异常微型发光二极管自该测试基板移除。该第一次移转的方式可以为借由改变该粘合层的粘合力,使该微型发光二极管自该测试基板移转至该永久基板。该第二次移转的方式可以为借由改变该粘合层的粘合力,使该微型发光二极管自该测试基板移转至该永久基板。借由粘合层,可提高测试及移转的速度及良率,并可降低生产成本。
对于上述Micro-LED装置的制作方法,其中:
该第一次选择性移除该异常微型发光二极管,具有一第一移除速率;
该第一次移转通过测试的微型发光二极管于永久基板上,具有一第一移转速率;
该第二次移转填补该永久基板上的空缺,具有一第二移转速率;
其中该第一移转速率大于该第二移转速率,且该第一移除率度大于或等于该第二率转速率。
对于上述Micro-LED装置的制作方法,还可以采用如下方式:
该第一次移转通过测试的微型发光二极管于永久基板上,具有一第一移转速率;
该第二次移转填补该永久基板上的空缺,具有一第二移转速率;
其中该第一移转速率大于该第二移转速率。借由控制移转速率及移除速率可以改善巨量移转的良率及降低生产成本。
Micro-LED装置的制作方法,
该成长基板100上的微型发光二极管距有一第一间距P1;
该永久基板820上的微型发光二极管距有一第二间距P2;
其中该第二间距P2大于或等于该第一间距P1。
借由控制移转间距可以降低后续的生产成本。
对于上述Micro-LED装置的制作方法中,该微型发光二极管至少包含红光发光二极管、绿光发光二极管、蓝光发光二极管所组成的矩阵结构。在这种情况下,该制作方法更包含:
形成一文件墙结构850,该文件墙结构介于该微型光二极管之间;
形成一透光胶体F覆盖该微型发光二极管。文件墙结构850可提高微型发光二极管显示器的显示对比度。
该微型发光二极管可至少包含紫外光发光二极管所组成的矩阵结构。
对于上述Micro-LED装置的制作方法,其中更包含:
形成一文件墙结构850,该文件墙结构介于该微型光二极管之间;
形成一第一荧光胶体F1覆盖该微型发光二极管,该微型发光二极管激发该第一荧光胶体发出红光;
形成一第二荧光胶体F2覆盖该微型发光二极管,该微型发光二极管激发该第二荧光胶体发出蓝光;
形成一第三荧光胶体F3覆盖该微型发光二极管,该微型发光二极管激发该第三荧光胶体发出绿光。
该微型发光二极管至少包含蓝光发光二极管所组成的矩阵结构。
或者对于上述Micro-LED装置的制作方法,其中更包含:
形成一文件墙结构850,该文件墙结构介于该微型光二极管之间;
形成一第一透光胶体F覆盖该微型发光二极管,该微型发光二极管穿透该第一透光胶体发出蓝光;
形成一第一荧光胶体F1覆盖该微型发光二极管,该微型发光二极管激发该第一荧光胶体发出红光;
形成第三荧光胶体F3覆盖该微型发光二极管,该微型发光二极管激发该第三荧光胶体发出绿光。
该微型发光二极管的发光效率高于250流明每瓦[lm/W]。
该微型发光二极管的显色指数中对红色的显示能力R9大于90。
该微型发光二极管的演色性指数(Color Rendering Index,CRI)大于90。
该微型发光二极管的平均演色评价指数Ra大于90。
该永久基板820为一柔性基板(flexible substrate),其中该柔性基板的材料可包含超薄玻璃(Ultra-thin Glass)、金属基板(Metal Foil)、纤维加强复合材料(fiber-reinforced composite material)、及塑料薄膜(Plastic)、陶瓷基板(Ceramics),或上述材料中的任何两种或更多种的组合。柔性基板可作为柔性显示器的应用。优选地,该金属基板的热膨胀系数(Coefficieient of thermal expansion)与薄玻璃相近。该塑料薄膜在550nm波长下,其光学穿透度(light transmittance)大于90%。该塑料薄膜的材料例如为聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene  terephthalate,PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate,PEN)、聚醚(polyethersulfone,PES)。该纤维加强复合材料例如碳纤维(carbon fibers),碳化硅纤维(silicon carbide fibers)或硼丝(boron filament)。
该柔性基板较佳的厚度低于200μm,更佳的厚度低于50μm,最佳的厚度介于25μm至50μm。
该金属基板例如为不锈钢(stainless stainless steel)、铝(aluminum)、镍(nickel)、钛(titanium)、锆(Zirconiu)、铜(Copper)、铁(iron)、钴(cobalt)、钯(palladium),或上述材料中的任何两种或更多种的组合。
该金属基板的表面粗糙度Ra低于10nm。
该永久基板820为一透明基板,该透明基板的材料例如为普通玻璃、硬玻璃、石英玻璃、陶瓷或塑料制成。
本发明实施方式的又一种微型发光二极管Micro-LED装置的制作方法,包含:
在一成长基板上形成上述微型发光二极管,其中形成微型发光二极管的步骤包含
形成一电极与该第二型半导体层电性连接;
将微型发光二极管与一测试基板接合;
移除该成长基板;
形成另一电极与该第一型半导体层电性连接;
提供一电压源对每一个微型发光二极管进行电性(EL)检测,并记录异常微型发光二极管位置;
择性移除该异常微型发光二极管,并留下通过测试的微型发光二极管;
第一次移转通过测试的微型发光二极管于一第一容器内;
该第一容器内包含一第一液体将该微型发光二极管包覆;
第二次移转该微型发光二极管于一接收基板。
该方法的有益效果为:
(1)借由移转前对每一个微型发光二极管进行电性(EL)检测,可节省移转后修复的成本
(2)流体移转具有低成本,移转速度快的优点。
该第二次移转的方式可以为借由改变该第一液体的流速,使该微型发光二极管移转至该接收基板。
该第二次移转的方式也可以为借由改变该第一液体的黏度,使该微型发光二极管移转至该接收基板。
该第二次移转的方式还可以为借由改变该接收基板捕捉率,使该微型发光二极管移转至该接收基板。借由控制液体流速、液体黏度及改变该接收基板捕捉率完成巨量移转。
Micro-LED装置的制作方法,更包含一牺牲层,如图9-6或图10-6或图28-6中牺牲层(700),借由该牺牲层将微型发光二极管与一测试基板接合。在这种情况下,该第一次选择性移除该异常微型发光二极管的方式可以为借由导入一激光,改变该牺牲层的黏粘性,使该异常微型发光二极管自该测试基板移除。该第一次移转的方式可以为借由导入一激光,改变该牺牲层的黏粘性,使该微型发光二极管自该测试基板移转至该第一容器内。借由牺牲层及激光,可提高测试及移转的速度及良率,并可降低生产成本。
该第一次移转的的微型发光二极管与该第二次移转的微型发光二极管来自同一个成长基板。或者,该第一次移转的微型发光二极管与该第二次移转的微型发光二极管来自不同一个成长基板。
上述方法的优点在于:
(1)相同磊晶芯片的波长接近,可以可提高巨量移转的速率;
(2)可以减少芯片材料的浪费,提高来源芯片的晶粒使用比率,降低生产成本。
该Micro-LED装置的制作方法,可采用一磁力接合层,借由该磁力接合层将微型发光二极管与一测试基板接合。在这种情况下,该第一次选择性移该异常微型发光二极管的方式可以为借由改变该磁力接合层的磁力,使该异常微型发光二极管自该测试基板移除。该第一次移转的方式可以为借由改变该磁力接合层的磁力,使该微型发光二极 管自该测试基板移转至该第一容器内。借由磁力接合层,可提高测试及移转的速度及良率,并可降低生产成本。
或者,Micro-LED装置的制作方法,可采用一真空吸附层,借由该真空吸附层将微型发光二极管与一测试基板接合。在这种情况下,该第一次选择性移除该异常微型发光二极管的方式可以为借由改变该真空吸附层的吸力,使该异常微型发光二极管自该测试基板移除。该第一次移转的方式可以为借由改变该真空吸附层的吸力,使该微型发光二极管自该测试基板移转至该第一容器内。借由真空吸附层,可提高测试及移转的速度及良率,并可降低生产成本。
或者,Micro-LED装置的制作方法,可采用一静电吸附层,借由该静电吸附层将微型发光二极管与一测试基板接合。在这种情况下,该第一次选择性移除该异常微型发光二极管的方式可以为借由改变该静电吸附层的静电力,使该异常微型发光二极管自该测试基板移除。该第一次移转的方式可以为借由改变该静电吸附层的静电力,使该微型发光二极管自该测试基板移转至该第一容器内。借由静电吸附层,可提高测试及移转的速度及良率,并可降低生产成本。
或者Micro-LED装置的制作方法,可采用一粘合层,借由该粘合层将微型发光二极管与一测试基板接合。在这种情况下,该第一次选择性移除该异常微型发光二极管的方式可以为借由改变该粘合层的粘合力,使该异常微型发光二极管自该测试基板移除。该第一次移转的方式可以为借由改变该粘合层的粘合力,使该微型发光二极管自该测试基板移转至该第一容器。借由粘合层,可提高测试及移转的速度及良率,并可降低生产成本。
这种Micro-LED装置的制作方法,其中,该选择性移除该异常微型发光二极管,具有第一移除速率;
其中该第一次移转通过测试的微型发光二极管于一第一容器内,具有一第一移转速率;
其中该第二次移转该微型发光二极管于一接收基板,具有一第二移转速率;
其中该第一移转速率大于该第二移转速率且该第一移除速率大于 或等于该第二移转速率。
借由控制移转速率及移除速率可以改善巨量移转的良率及降低生产成本。
或者这种Micro-LED装置的制作方法,其中,该第一次移转通过测试的微型发光二极管于一第一容器内,具有一第一移转速率;
其中该第二次移转该微型发光二极管于一接收基板,具有一第二移转速率;
其中该第一移转速率大于该第二移转速率。
根据这种Micro-LED装置的制作方法,
该成长基板100上的微型发光二极管距有一第一间距P1;
该接收基板830上的微型发光二极管距有一第二间距P2;
其中该第二间距P2大于或等于该第一间距P1。
或者,在这种Micro-LED装置的制作方法中,
该成长基板100上的微型发光二极管距有一第一间距P1;
该接收基板830上的微型发光二极管距有一第二间距P2;
其中该第二间距P2大于该第一间距P1。借由控制移转间距可以降低后续的生产成本。
根据这种Micro-LED装置的制作方法,其中,该微型发光二极管至少包含红光发光二极管、绿光发光二极管、蓝光发光二极管所组成的矩阵结构。在这种情况下,更包含:
形成一文件墙结构850,该文件墙结构介于该微型光二极管之间;
形成一透光胶体F覆盖该微型发光二极管。文件墙结构850可提高微型发光二极管显示器的显示对比度。
该微型发光二极管至少包含紫外光发光二极管所组成的矩阵结构。在这种情况下,更包含
形成一文件墙结构850,该文件墙结构介于该微型光二极管之间;
形成一第一荧光胶体F1覆盖该微型发光二极管,该微型发光二极管激发该第一荧光胶体发出红光;
形成一第二荧光胶体F2覆盖该微型发光二极管,该微型发光二极管激发该第二荧光胶体发出蓝光;
形成一第三荧光胶体F3覆盖该微型发光二极管,该微型发光二极管激发该第三荧光胶体发出绿光。
该微型发光二极管至少包含蓝光发光二极管所组成的矩阵结构。在这种情况下,更包含
形成一文件墙结构850,该文件墙结构介于该微型光二极管之间;
形成一第一透光胶体F覆盖该微型发光二极管,该微型发光二极管穿透该第一透光胶体发出蓝光;
形成一第一荧光胶体F1覆盖该微型发光二极管,该微型发光二极管激发该第一荧光胶体发出红光;
形成第三荧光胶体F3覆盖该微型发光二极管,该微型发光二极管激发该第三荧光胶体发出绿光。
该微型发光二极管的发光效率高于250流明每瓦[lm/W]。
该微型发光二极管的显色指数中对红色的显示能力R9大于90。
该微型发光二极管的演色性指数(Color Rendering Index,CRI)大于90。
该微型发光二极管的平均演色评价指数Ra大于90。
根据本发明实施方式的又一种微型发光二极管Micro-LED装置的制作方法包含:
在一成长基板上形成上述微型发光二极管,其中形成微型发光二极管的步骤包含:
形成一电极与该第二型半导体层电性连接;
将微型发光二极管与一测试基板接合;
移除该成长基板;
形成另一电极与该第一型半导体层电性连接;
提供一电压源对每一个微型发光二极管进行电性(EL)检测,并记录异常微型发光二极管位置;
择性移除该异常微型发光二极管,并留下通过测试的微型发光二极管;
该微型发光二极管包含一第一颜色的微型发光二极管,及一第二 颜色的微型发光二极管,以及一第三颜色的微型发光二极管;
移转通过测试的第一颜色的微型发光二极管于一第一容器内,并将该第一容器放置于一第一子腔体内,该第一子腔体内包含一液体将该第一颜色微型发光二极管包覆;
移转通过测试的第二颜色的微型发光二极管于一第二容器内,并将第二该容器放置于一第二子腔体内,该第二子腔体内包含一液体将该第二颜色微型发光二极管包覆;
移转通过测试的第三颜色的微型发光二极管于一第三容器内,并将该第三容器放置于一第三子腔体内,该第三子腔体内包含一液体将该第三颜色微型发光二极管包覆;
借由一流体移转系统分别将该第一颜色的微型方光二极管,及该第二颜色的微型发光二极管,以及该第三颜色的微型发光二极管,分别移转至一接收基板。
这种方法的有益效果为:
(1)借由移转前对每一个微型发光二极管进行电性(EL)检测,可节省移转后修复的成本;
(2)流体移转具有低成本,移转速度快的优点;
(3)借由第一子腔体、第二子腔体、第三子腔体的设计,可以分批移转不同发光颜色的微型发光二极管的优点,提高生产速度。
该接收基板上具有多个凹槽,设置多个可程控的吸力层于该基板中,该吸力层可为提供一电力吸引力、磁力吸引力、静电力吸引力、流体吸引力、空气吸引力、凡得瓦力吸引力、热力吸引力、附层吸引力,所产生的吸引力可以具有捕捉流体内的微型发光二极管的功能。在这种情况下,该流体移转系统统包含一第一子腔体、一第二子腔体、及一第三子腔体,该第一子腔体内具有多个第一颜色的微型发光二极管,并且包含溶液,以及第一阀门与第一输入口,当该第一阀门打开时,多个第一颜色的微型发光二极管被该第一输入口所注入的溶体往下经由第一阀门进入该主腔体,并借由流体移动至该基板上方的所对应凹槽,该第一颜色的微型发光二极管受到该基板上的吸力层的吸力所吸引,自我对准至该凹槽内,其中该凹槽与该第一颜色的微型发光 二极管具有相同的外型,完成第一颜色的微型发光二极管移转至该基板上方。
其中第二子腔体内具有多个第二颜色的微型发光二极管,并且包含溶液,以及一第二阀门与一第一输入口,当该第二阀门打开时,多个第二颜色的微型发光二极管被该第二输入口所注入的溶体往下经由第二阀门进入该主腔体,并借由流体移动至该基板上方的所对应凹槽,该第二颜色的微型发光二极管受到该基板上的吸力层的吸力所吸引,自我对准至该凹槽内,其中该凹槽与该第二颜色的微型发光二极管具有相同的外型,完成第二颜色的微型发光二极管移转至该基板上方。
上述的方式的有益效果为:
(1)借由移转前对每一个微型发光二极管进行电性(EL)检测,可节省移转后修复的成本;
(2)流体移转具有低成本,移转速度快的优点;
(3)借由第一子腔体、第二子腔体、第三子腔体的设计,可以分批移转不同发光颜色的微型发光二极管的优点,提高生产速度;
(4)自我对准凹槽设计可以降低生产成本。
其中第三子腔体内具有多个第三颜色的微型发光二极管,并且包含溶液,以及一第三阀门与一第三输入口,当该第三阀门打开时,多个第三颜色的微型发光二极管被该第三输入口所注入的溶体往下经由第三阀门进入该主腔体,并借由流体移动至该基板上方的所对应凹槽,该第三颜色的微型发光二极管受到该基板上的吸力层的吸力所吸引,自我对准至该凹槽内,其中该凹槽与该第三颜色的微型发光二极管具有相同的外型,完成第三颜色的磁性微型发光二极管移转至该基板上方。
根据本发明实施方式的又一种微型发光二极管Micro-LED装置包括:
一第一型半导体层101;
一第二型半导体层102;
一发光层103,其位于该第一型半导体层101及该第二型半导体层 102之间;
一第一电流限制区域201,其位于第二型半导体层102的四周围及侧壁区域。第一电流限制区域201可降低侧壁漏电流,提高微型发光二极管发光效率。
该第二型半导体层102的上表面U6与该第一电流限制区域201的上表面U1共平面。
上述Micro-LED装置,可进一步包括一透明电极301,该透明电极位于该第二型半导体层102的上方,并且与该第二型半导体层102电性连接,且该透明电极301覆盖该第一电流限制区域201。在这种情况下,可进一步包括一电极302,位于该第二型半导体层102的上方并与该透明电极301电性连结,且该电极302与该第二型半导体层102直接接触,可以避免电极脱落问题,提高产品稳定性。另可进一步包括另一电极304,位于该第一型半导体层101以及该第二型半导体层102的上方并与该第一型半导体层101电性连结,且该另一电极304与该第一型半导体层102直接接触。透明电极具有高光穿透率,提高微型发光二极管发光效率。另可进一步包括一第五电流阻挡区域505,该电流第五电流阻挡区域505覆盖该透明电极301,且让该电极302与该另一电极304绝缘。其中该另一电极304具有一第四宽度T4,其中该电极具有一第五宽度T5,该第四宽度T4大于或等于该第五宽度T5。该另一电极304与该第一型半导体层接触面具有一第三宽度T3,该第三宽度T3小于该第四宽度T4。
该第一电流限制区域201借由离子布植(ion implantation)技术形成。离子布植技术可提高侧壁平坦度,提高产品稳定性。
该第一电流限制区域201具有一第一宽度T1大于或等于1μm。
该Micro-LED装置,可包括一蚀刻沟槽105,该沟槽借由移除部分该第二型半导体层102及该发光层103并且裸露该第一型半导体层101,其中该沟槽具有一第七深度D7,其中该第一电流限制区域具有一第一深度D1,且该第一深度D1小于或等于该第七深度D7。具有覆晶结构的特征。在这种情况下,进一步包括一第五电流阻挡区域505,该电流第五电流阻挡区域505位于该蚀刻沟槽的侧壁。
该第一型半导体层101与该第二型半导体层102及该发光层103具有一磊晶厚度(E1),该厚度小于10μm。
该Micro-LED装置,可包括一第6电流阻挡区域506,该第六电流阻挡区域506覆盖该第二半导102体的侧壁以及覆盖该发光层103的侧壁以及覆盖该第一型半导体层101的侧壁,且该第六电流阻挡区域506环绕着该第一电流限制区域201。
该Micro-LED装置,可包括一第四电流限制区域204,其被该第一电流限制区域201所环绕,其中该第一电流限制区域201具有一第一深度D1,该第四电流限制区域204具有一第四深度D4,该第一深度D1等于该第四深度D4。在这种情况下,该第四电流限制区域204借由离子布植(ion implantation)技术形成。其中该第四电流限制区域204的上表面U4与该第二型半导体层102的上表面U6共平面。该第五电流限制区域205借由离子布植(ion implantation)技术形成。其中该第五电流限制区域205的上表面U5与该第二型半导体层102的上表面U6共平面。
该Micro-LED装置,可包括一第五电流限制区域205,其被该第一电流限制区域201所环绕,其中该第一电流限制区域201具有一第一深度D1,该第五电流限制区域205具有一第五深度D5,该第一深度D1等于该第五深度D5,且该第五电流限制区域205环绕着该蚀刻沟槽105。
该Micro-LED装置,可包括一第四电流阻挡区域504,其被该第一电流限制区域201所环绕且与该第二型半导体层102直接接触。
该第一电流限制区域201外围具一第一长度S1、一第二长度S2、一第三长度S3、一第四长度S4;
其中该第一长度S1、该一第二长度S2、该第三长度S3、该第四长度S4具有小于或等于100μm。
该第一电流限制区域201外围具一第一长度S1、一第二长度S2、一第三长度S3、一第四长度S4;
其中该第一长度S1、该一第二长度S2、该第三长度S3、该第四长度S4的总和具有小于或等于400μm。
该微型发光二极管的发光效率高于250流明每瓦[lm/W]。
该微型发光二极管的显色指数中对红色的显示能力R9大于90。
该微型发光二极管的演色性指数(Color Rendering Index,CRI)大于90。
该微型发光二极管的平均演色评价指数Ra大于90。
该第一电流限制区域201外围周长为400μm或更小;或者,该第一电流限制区域201外围周长的距离具有200μm或更小的宽度;或者,该第一电流限制区域201外围周长的距离具有100μm或更小的宽度;或者,该第一电流限制区域201外围周长的距离具有50μm或更小的宽度;或者,该第一电流限制区域201外围周长的距离具有20μm或更小的宽度。
上述离子布植(ion implantation)技术可以使用含任何材料,例如,但不限于,H+、He+、N+、F+、Mg+、Ar+、Zn+、O+、Si+、P+、Be+、C+、B+、P+、As+、Sb+、Te+、Fe+、Co+、Sn+、Zr+、Ag+、Au+、Ti+、Al+、离子或其组合。其中,该离子布植(ion implantation)技术,先将离子行经质量分析器利用磁场而去掉不要的离子(ionized),而所筛选出的掺杂离子进入加速器后,利用电场加速至高能量,将此高能量的离子束通过纵向和横向扫描仪后,直接打入半导体,来进行掺杂离子的预置。进行掺杂离子预置时,所预置的掺杂浓度,可以经由离子束的电流大小和布植时间来控制;而掺质在半导体内的分布,则可借由离子经加速所获得的能量来调整,因此可以精确的掌握掺杂离子在半导体内的浓度和分布情形。在离子布植后,可使用快速加热处理(RTA)或高温炉管(Furnace)来做回火活化的动作来修复因为碰撞造成的晶格破坏和脱序现象,并且让布植离子和半导体原子重新结晶,使布植离子能在新晶格主原子的位置上。
上述微型发光二极管,其中该第一型半导体层101、该第二型半导体层102、该发光层103可包含任何材料,例如,但不限于,氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)、氮化铟(InN)、氮化铟镓(InGaN)、氮化铝镓(AlGaN)、氮化铝铟镓(AlGaInN)、磷化镓(GaP)、磷化铝(AlP)、磷化铝镓(AlGaP)、砷化铝(AlAs)、砷化铝镓(AlGaAs)、磷化铝铟镓 (AlInGaP)、砷化铝铟镓(AlInGaAs)、硒化锌(ZnSe)、氧化锌(ZnO)或其合金。
上述微型发光二极管,其中该个别微型发光二极管可以独立控制。
一种微型发光二极管Micro-LED装置的制作方法,包含:
在一成长基板上形成上述的微型发光二极管,其中形成微型发光二极管的步骤包含:
形成一电极与该第二型半导体层电性连接;
形成另一电极与该第一型半导体层电性连接;
将微型发光二极管与一测试基板接合;
移除该成长基板;
提供一电压源对每一个微型发光二极管进行电性(EL)检测,并记录异常微型发光二极管位置;
将该微型发光二极管移转至一传送机板;
第一次选择性移除该异常微型发光二极管,并留下通过测试的微型发光二极管;
第一次移转通过测试的微型发光二极管于永久基板上,并于该永久基板上留下该移除异常微型发光二极管的空缺;
第二次移转填补该永久基板上的空缺。
该Micro-LED装置的制作方法,更包含一牺牲层,如图9-6或图10-6或图28-6中牺牲层(700),借由该牺牲层将微型发光二极管与一测试基板接合。其中,该第一次选择性移除该异常微型发光二极管的方式可以为借由导入一激光,改变该牺牲层的黏粘性,使该异常微型发光二极管自该测试基板移除。该第一次移转的方式可以为借由导入一激光,改变该牺牲层的黏粘性,使该微型发光二极管自该测试基板移转至该永久基板。该第二次移转的方式可以为借由导入一激光,改变该牺牲层的黏粘性,使该微型发光二极管自该测试基板移转至该永久基板。该第一次移转的的微型发光二极管与该第二次移转的微型发光二极管来自不同一个成长基板。Micro-LED装置的制作方法,更包含一磁力接合层,借由该磁力接合层暂时性将微型发光二极管与一测 试基板接合。在这种情况下,该第一次选择性移除该异常微型发光二极管的方式可以为借由改变该磁力接合层的磁力,使该异常微型发光二极管自该测试基板移除。该第一次移转的方式可以为借由改变该磁力接合层的磁力,使该微型发光二极管自该测试基板移转至该永久基板。该第二次移转的方式可以为借由改变该磁力接合层的磁力,使该微型发光二极管自该测试基板移转至该永久基板。该第一次选择性移除该异常微型发光二极管的方式可以为借由改变该真空吸附层的吸力,使该异常微型发光二极管自该测试基板移除。该第一次移转的方式可以为借由改变该真空吸附层的吸力,使该微型发光二极管自该测试基板移转至该永久基板。该第二次移转的方式可以为借由改变该真空吸附层的吸力,使该微型发光二极管自该测试基板移转至该永久基板。
该第一次移转的微型发光二极管与该第二次移转的微型发光二极管可来自同一个成长基板。
这种Micro-LED装置的制作方法,可更包含一真空吸附层,借由该真空吸附层将微型发光二极管与一测试基板接合。
或者这种Micro-LED装置的制作方法,更包含一静电吸附层,借由该静电吸附层将微型发光二极管与一测试基板接合。在这种情况下,该第一次选择性移除该异常微型发光二极管的方式可以为借由改变该静电吸附层的静电力,使该异常微型发光二极管自该测试基板移除。该第一次移转的方式可以为借由改变该静电吸附层的静电力,使该微型发光二极管自该测试基板移转至该永久基板。该第二次移转的方式可以为借由改变该静电吸附层的静电力,使该微型发光二极管自该测试基板移转至该永久基板。
或者这种Micro-LED装置的制作方法,更包含一粘合层,借由该粘合层将微型发光二极管与一测试基板接合。其中,该第一次选择性移除该异常微型发光二极管的方式可以为借由改变该粘合层的粘合力,使该异常微型发光二极管自该测试基板移除。该第一次移转的方式可以为借由改变该粘合层的粘合力,使该微型发光二极管自该测试基板移转至该永久基板。该第二次移转的方式可以为借由改变该粘合层的粘合力,使该微型发光二极管自该测试基板移转至该永久基板。
在这种Micro-LED装置的制作方法中,
该第一次选择性移除该异常微型发光二极管,具有一第一移除速率;
该第一次移转通过测试的微型发光二极管于永久基板上,具有一第一移转速率;
该第二次移转填补该永久基板上的空缺,具有一第二移转速率;
其中该第一移转速率大于该第二移转速率,且该第一移除率度大于或等于该第二率转速率。
在这种Micro-LED装置的制作方法中,
该第一次移转通过测试的微型发光二极管于永久基板上,具有一第一移转速率;
该第二次移转填补该永久基板上的空缺,具有一第二移转速率;
其中该第一移转速率大于该第二移转速率。
在这种Micro-LED装置的制作方法中,
该成长基板100上的微型发光二极管距有一第一间距P1;
该传送机板801上的微型发光二极管距有一第二间距P2;
该永久基板820上的微型发光二极管距有一第三间距P3;
其中该第二间距P2大于或等于该第一间距P1;
其中该第三间距P3大于或等于该第二间距P2。
或者,Micro-LED装置的制作方法,其中
该成长基板100上的微型发光二极管距有一第一间距P1;
该传送机板801上的微型发光二极管距有一第二间距P2;
该永久基板820上的微型发光二极管距有一第三间距P3;
其中该第二间距P2大于该第一间距P1;
其中该第三间距P3大于该第二间距P2。
该微型发光二极管至少包含红光发光二极管、绿光发光二极管、蓝光发光二极管所组成的矩阵结构。其中,更包含:
形成一文件墙结构850,该文件墙结构介于该微型光二极管之间;
形成一透光胶体F覆盖该微型发光二极管。
可选地,该微型发光二极管至少包含紫外光发光二极管所组成的 矩阵结构。上述方法中更包含:
形成一文件墙结构850,该文件墙结构介于该微型光二极管之间;
形成一第一荧光胶体F1覆盖该微型发光二极管,该微型发光二极管激发该第一荧光胶体发出红光;
形成一第二荧光胶体F2覆盖该微型发光二极管,该微型发光二极管激发该第二荧光胶体发出蓝光;
形成一第三荧光胶体F3覆盖该微型发光二极管,该微型发光二极管激发该第三荧光胶体发出绿光。
可选地,该微型发光二极管至少包含蓝光发光二极管所组成的矩阵结构。上述方法中更包含:
形成一文件墙结构850,该文件墙结构介于该微型光二极管之间;
形成一第一透光胶体F覆盖该微型发光二极管,该微型发光二极管穿透该第一透光胶体发出蓝光;
形成一第一荧光胶体F1覆盖该微型发光二极管,该微型发光二极管激发该第一荧光胶体发出红光;
形成第三荧光胶体F3覆盖该微型发光二极管,该微型发光二极管激发该第三荧光胶体发出绿光。
该微型发光二极管的发光效率高于250流明每瓦[lm/W]。
该微型发光二极管的显色指数中对红色的显示能力R9大于90。
该微型发光二极管的演色性指数(Color Rendering Index,CRI)大于90。
该微型发光二极管的平均演色评价指数Ra大于90。
该第一次移转通过测试的微型发光二极管于永久基板上,具有一第一移转速率,该第一移转速率大于1百万个微型发光二极管每小时[Million Micro-LEDs/hour]。
或者,该第一次移转通过测试的微型发光二极管于永久基板上,具有一第一移转速率,该第一移转速率大于10百万个微型发光二极管每小时[Million Micro-LEDs/hour]。
或者,该第一次移转通过测试的微型发光二极管于永久基板上,具有一第一移转速率,该第一移转速率大于20百万个微型发光二极管 每小时[Million Micro-LEDs/hour]。
或者,该第一次移转通过测试的微型发光二极管于永久基板上,具有一第一移转速率,该第一移转速率大于100百万个微型发光二极管每小时[Million Micro-LEDs/hour]。
或者,该第一次移转通过测试的微型发光二极管于永久基板上,具有一第一移转速率,该第一移转速率大于200百万个微型发光二极管每小时[Million Micro-LEDs/hour]。
或者,该第一次移转通过测试的微型发光二极管于永久基板上,具有一第一移转速率,该第一移转速率大于500百万个微型发光二极管每小时[Million Micro-LEDs/hour]。
该第一次选择性移除该异常微型发光二极管,具有一第一移除速率,该第一移除速率大于1百万个微型发光二极管每小时[Million Micro-LEDs/hour]。
或者,该第一次选择性移除该异常微型发光二极管,具有一第一移除速率,该第一移除速率大于10百万个微型发光二极管每小时[Million Micro-LEDs/hour]。
或者,该第一次选择性移除该异常微型发光二极管,具有一第一移除速率,该第一移除速率大于20百万个微型发光二极管每小时[Million Micro-LEDs/hour]。
或者,该第一次选择性移除该异常微型发光二极管,具有一第一移除速率,该第一移除速率大于100百万个微型发光二极管每小时[Million Micro-LEDs/hour]。
或者,该第一次选择性移除该异常微型发光二极管,具有一第一移除速率,该第一移除速率大于200百万个微型发光二极管每小时[Million Micro-LEDs/hour]。
或者,该第一次选择性移除该异常微型发光二极管,具有一第一移除速率,该第一移除速率大于500百万个微型发光二极管每小时[Million Micro-LEDs/hour]。
该第二次移转填补该永久基板上的空缺,具有一第二移转速率,该第二移转速率大于1百万个微型发光二极管每小时[Million  Micro-LEDs/hour]。
或者,该第二次移转填补该永久基板上的空缺,具有一第二移转速率,该第二移转速率大于10百万个微型发光二极管每小时[Million Micro-LEDs/hour]。
或者,该第二次移转填补该永久基板上的空缺,具有一第二移转速率,该第二移转速率大于20百万个微型发光二极管每小时[Million Micro-LEDs/hour]。
或者,该第二次移转填补该永久基板上的空缺,具有一第二移转速率,该第二移转速率大于100百万个微型发光二极管每小时[Million Micro-LEDs/hour]。
或者,该第二次移转填补该永久基板上的空缺,具有一第二移转速率,该第二移转速率大于200百万个微型发光二极管每小时[Million Micro-LEDs/hour]。
或者,该第二次移转填补该永久基板上的空缺,具有一第二移转速率,该第二移转速率大于500百万个微型发光二极管每小时[Million Micro-LEDs/hour]。
上述Micro-LED装置的制作方法,其中该成长基板100可包含任何材料,例如,但不限于,硅(silicon)、蓝宝石(Al 2O 3)、氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、砷化镓(GaAs)。
上述Micro-LED装置的制作方法,其中该个别微型发光二极管可以独立控制。
本发明实施方式中的又一种微型发光二极管Micro-LED装置包括:
一第一型半导体层101;
一第二型半导体层102;
一发光层103,其位于该第一型半导体层101及该第二型半导体层102之间;
一磁性层(Magnetic Layer),其位于该第一型半导体层的下方;
一侧壁电流限制区域,其位于该第二半导体102及该发光层103及该第二半导体层102的四周围侧壁区域;
其中该侧壁电流限制区域的上表面与该第二型半导体的上表面共平面;
其中该第一电流限制区域外围周长为400μm或更小。
微型发光二极管Micro-LED装置的上述结构的有益效果为:具有磁性微型发光二极管的特征,侧壁电流限制区域可降低侧壁漏电流,提高微型发光二极管发光效率。
该Micro-LED装置可更包括一第二电流限制区域202,其被该侧壁电流限制区域所环绕,其中该侧壁电流限制区域及该第二电流限制区域202的最短距离具有50μm或更小宽度。该第二电流限制区域202位于该第二半导体区域102的中间位置。该磁性层的材料可为一半导体、导体层、氧化层,再借由磊晶掺杂(doping)、离子布植(ion implantation)、扩散(diffusion)、薄膜沉积(Thin Film Deposition)等技术形成该磁性层,其中借由磊晶掺杂(doping)、离子布植(ion implantation)、扩散(diffusion)、薄膜沉积(Thin FilmDeposition)等磁性材料可包括例如Fe、Co、Ni、Tb、Al、Pt、Sm、Cu、Cr或上述组合。该发光层包含单层量子井(quantum well)、多层量子井结构。该发光层包含单层量子线(quantum wire)、多层量子线结构。该发光层包含单层量子点(quantum dot)、多层量子点结构。在这种情况下,该第二型半导体102的上表面与该侧壁电流限制区域的上表面及该第二电流限制区域202的上表面共平面。该第二电流限制区域202借由离子布植技术形成。可进一步包括一第三电流限制区域203,其位于该侧壁电流限制区域及该第二电流限制区域202之间,并且与该第二电流限制区域202接触。还可进一步包括一透明电极301,该透明电极位于该第二半导体102的上方,并且与该第二型半导体102电性连接,且该透明电极301覆盖该侧壁电流限制区域及覆盖第三电流限制区域203。另外也可进一步包括一电极302位于该第二半导体102的上方并与该透明电极301电性连结,且该电极302与该第二电流限制区域202直接接触。以及进一步包括一电极延伸部303,位于该透明电极301的上方,并且与该电极302电性连接。该第三电流限制区域203的上表面与该侧壁电流限制区域的上表面共平面。该第三电流限制区域203 借由离子布植技术形成。该第二电流限制区域202具有一第二深度D2,该第三电流限制区域203具有一第三深度D3,该第二深度D2等于该第三深度D3。还可进一步包括一透明电极301,该透明电极位于该第二半导体102的上方,并且与该第二型半导体102电性连接,且该透明电极301覆盖该侧壁电流限制区域。透明电极具有高光穿透率,提高微型发光二极管发光效率;。还可进一步包括一电极302,位于该第二半导体102的上方并与该透明电极301电性连结,且该电极302与该第二电流限制区域202直接接触,可以避免电极脱落问题,提高产品稳定性。还可进一步包括一电极延伸部303,位于该透明电极301的上方,并且与该电极302电性连接。
该侧壁电流限制区域借由离子布植技术形成。
其中:
(1)侧壁电流限制区可降低侧壁漏电流,提高微型发光二极管发光效率;
(2)第二电流限制区域202可提高电流分布均匀性,提高微型发光二极管发光效率;
(3)第三电流限制区域203可提高电流分布均匀性,提高微型发光二极管发光效率;
(4)离子布植技术可提高侧壁平坦度,提高产品稳定性;
(5)离子布植技术可提高表面平坦度,提高产品稳定性。
该侧壁电流限制区域具有一第一宽度T1大于或等于1μm。
本发明实施方式的又一种微型发光二极管Micro-LED装置包括:
一第一型半导体层101;
一第二型半导体层102;
一发光层103,其位于该第一型半导体层101及该第二型半导体层102之间;
一磁性层(Magnetic Layer),其位于该第一型半导体层的下方;
一第一电流阻挡区域501,其位于该第二半导体102及该发光层103及该第二半导体层102的四周围侧壁区域;
其中该第一电流阻挡区域501外围周长为400μm或更小。
采用上述结构的有益效果为:具有磁性微型发光二极管的特征,第一电流阻挡区域501可降低侧壁漏电流,提高微型发光二极管发光效率;外围周长的距离低于400μm,从而达到微型发光二极管的尺寸量级,具有其各种优点。
该Micro-LED装置可进一步包括一第二电流阻挡区域502,其被该第一电流阻挡区域501所环绕,其中该第一电流阻挡区域501及该第二电流阻挡区域502的最短距离具有50μm或更小宽度。在这种情况下,可进一步包括一第三电流阻挡区域503,其被该第一电流阻挡区域501所环绕并且与该第二电流阻挡区域502接触;还可进一步包括一透明电极301,该透明电极位于该第二半导体102的上方,并且与该第二型半导体102电性连接,且该透明电极301覆盖该第一电流阻挡区域501及覆盖该第二电流阻挡区域502及覆盖该第三电流阻挡区域503。该第二电流阻挡区域502为一中空环状外型,并且具有一中空宽度O2,该中空宽度大于或等于1微米。该第二电流阻挡区域502位于该第二半导体区域102的中间位置。还可进一步包括一电极302位于该第二半导体102的上方并与该透明电极301电性连结,且该电极302与该第二半导体层102直接接触。也可进一步包括一电极延伸部303位于该透明电极301的上方,并且与该电极302电性连接。该电极延伸部303的宽度小于该第三电流阻挡区域503的宽度。进一步包括一透明电极301,该透明电极位于该第二半导体102的上方,并且与该第二型半导体102电性连接,且该透明电极301覆盖该第一电流阻挡区域501及覆盖该第二电流阻挡区域502。还可进一步包括一电极302,位于该第二半导体102的上方并与该透明电极301电性连结,且该电极302与该第二半导体层102直接接触,可以避免电极脱落问题,提高产品稳定性。透明电极具有高光穿透率,提高微型发光二极管发光效率。还可进一步包括一电极延伸部303位于该透明电极301的上方,并且与该电极302电性连接。
该第一电流阻挡区域501的宽度T2大于或等于1μm。
根据本发明实施方式的又一种微型发光二极管Micro-LED装置包括:
一第一型半导体层101;
一第二型半导体层102;
一发光层103,其位于该第一型半导体层101及该第二型半导体层102之间;
一侧壁电流限制区域201,其与该第二形半导体层102的四周围侧壁区域直接接触;
其中该侧壁电流限制区域201更包括上表面201-up,下表面101-down,外表面201-out,及内表面201-in;
其中该第二型半导体层102更包括上表面102-up,外表面102-out;
其中侧壁电流限制区域201外围周长为400μm或更小。
采用上述结构,得到的有益效果为:
(1)侧壁电流限制区域201可降低侧壁漏电流,提高微型发光二极管发光效率;
(2)外围周长的距离低于400μm,达到微型发光二极管的尺寸量级,具备其各种优点。
该第二型半导体层102的上表面102-up与该侧壁电流限制区域201的上表面201-up共平面。
该Micro-LED装置可进一步包括一透明电极301,该透明电极位于该第二型半导体层102的上方,并且与该第二型半导体层102电性连接,且该透明电极301覆盖该侧壁电流限制区域201。还可进一步包括一电极302位于该第二型半导体层102的上方并与该透明电极301电性连结,且该电极302与该第二型半导体层102直接接触,可以避免电极脱落问题,提高产品稳定性。透明电极具有高光穿透率,提高微型发光二极管发光效率。
该侧壁电流限制区域201借由离子布植(ion implantation)技术形成。离子布植技术可提高侧壁平坦度,提高产品稳定性。
该侧壁电流限制区域201具有一第一宽度T1大于或等于1μm。
该Micro-LED装置可进一步包括一背后电极304,位于该第一型 半导体层的下方,该背后电极304与该第一型半导体层电性连接。
该侧壁电流限制区域的上表面201-up具有一表面低导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000025
其中该第二型半导体层的上表面102-up具有一表面高导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000026
该表面低导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000027
往该表面高导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000028
具有一逐渐增导电率的分布。这样有助于降低表面及侧壁漏电流,提高微型发光二极管发光效率。
该侧壁电流限制区域的外表面201-out具有一侧壁低导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000029
其中该第二型半导体层的外表面102-out具有一侧壁高导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000030
该侧壁低导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000031
往该高导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000032
具有一逐渐增导电率的分布。
该侧壁电流限制区域的上表面201-up具有一第一表面粗糙度RS-201-up,该第一表面粗糙度不超过10纳米。
该第二型半导体层的上表面102-up具有一第二表面粗糙度RS-102-up,该第二表面粗糙度不超过10纳米。
另外也可以是,该侧壁电流限制区域的上表面201-up具有一第一表面粗糙度RS-201-up,其中该第二型半导体层的上表面102-up具有一第二表面粗糙度RS-102-up,该第一表面粗糙度RS-201-up大于或等于该第二表面粗糙度RS-102-up。
该侧壁电流限制区域的外表面201-out具有一第三表面粗糙度RS-201-out,该第三表面粗糙度超过10纳米。
该第二型半导体层的外表面102-out具有一第四表面粗糙度RS-102-out,该第四表面粗糙度超过10纳米。
另外也可以是,该侧壁电流限制区域的外表面201-out具有一第三表面粗糙度RS-201-out,其中该第二型半导体层的外表面102-out具有一第四表面粗糙度RS-102-out,该第三表面粗糙度RS-201-out大于或等于该第四表面粗糙度RS-102-out。
可选地,该侧壁电流限制区域的上表面201-up具有一第一表面粗糙度RS-201-up,其中该侧壁电流限制区域的外表面201-out具有一第三表面粗糙度RS-201-out,该第一表面粗糙度RS-201-up大于或等于该第三表面粗糙度RS-201-out。
可选地,该第二型半导体层的上表面102-up具有一第二表面粗糙度RS-102-up,其中该第二型半导体层的外表面102-out具有一第四表面粗糙度RS-102-out,该第二表面粗糙度RS-102-up大于或等于该第四表面粗糙度RS-102-out。
上述列举的各可选方式的优点在于,控制表面及侧壁的表面粗糙度,可以降低漏电流,提高微型发光二极管发光效率。
该侧壁电流限制区域201具有一第一深度D1,该第一深度小于1μm。或者,该侧壁电流限制区域201具有一第一深度D1,该第一深度大于或等于1μm。
该侧壁电流限制区域201更包括该发光层103的侧壁区域103-out。
该侧壁电流限制区域201更包括该发光层103以外的侧壁区域。
该侧壁电流限制区域201更包括该发光层103的侧壁区域103-out,以及该第一型半导体101的侧壁区域101-out。
上述各可选方式的优点在于:透过控制侧壁电流限制区域的深度,可达到降低侧壁漏电流更佳效果,提高微型发光二极管发光效率。
可选地,该侧壁电流限制区域上表面201-up与该侧壁电流限制区域外表面201-out具有一第一夹角Θ1,其中该侧壁电流限制区域上表面201-up与该侧壁电流限制区域内表面201-in具有一第二夹角Θ2,该第一夹角Θ1为一锐角小于90度,该第二夹角Θ2为一钝角大于90度。
可选地,该侧壁电流限制区域上表面201-up与该侧壁电流限制区域外表面201-out具有一第一夹角Θ1,其中该侧壁电流限制区域上表面201-up与该侧壁电流限制区域内表面201-in具有一第二夹角Θ2,该第一夹角Θ1为一钝角大于90度,该第二夹角Θ2为一锐角小于90度。
可选地,该侧壁电流限制区域上表面201-up与该侧壁电流限制区域外表面201-out具有一第一夹角Θ1,其中该侧壁电流限制区域上表面201-up与该侧壁电流限制区域内表面201-in具有一第二夹角Θ2,该第一夹角Θ1及该第二夹角Θ2为接近直角90度。
可选地,该侧壁电流限制区域上表面201-up与该侧壁电流限制区 域外表面201-out具有一第一夹角Θ1,其中该侧壁电流限制区域上表面201-up与该侧壁电流限制区域内表面201-in具有一第二夹角Θ2,该第一夹角Θ1及该第二夹角Θ2为一直角90度。
可选地,该侧壁电流限制区域上表面201-up与该侧壁电流限制区域外表面201-out具有一第一夹角Θ1,其中该侧壁电流限制区域上表面201-up与该侧壁电流限制区域内表面201-in具有一第二夹角Θ2,该第一夹角Θ1及该第二夹角Θ2为一钝角大于90度。
可选地,该侧壁电流限制区域上表面201-up与该侧壁电流限制区域外表面201-out具有一第一夹角Θ1,其中该侧壁电流限制区域上表面201-up与该侧壁电流限制区域内表面201-in具有一第二夹角Θ2,该第一夹角Θ1及该第二夹角Θ2为一锐角小于90度。
根据本发明实施方式的又一种微型发光二极管Micro-LED装置包括:
一第一型半导体层101;
一第二型半导体层102;
一发光层103,其位于该第一型半导体层101及该第二型半导体层102之间;
一第一电流阻挡区域501,其位于第二型半导体层102的四周围及侧壁区域;
其中该第一电流阻挡区域501外围周长为400μm或更小。
采用上述结构,能够带来的有益效果为:
(1)第一电流阻挡区域501可降低侧壁漏电流,提高微型发光二极管发光效率;
(2)外围周长的距离低于400μm,达到微型发光二极管的尺寸量级,从而具备其各种优点。
该第一电流阻挡区域501至少覆盖该第一型半导体层101的侧壁,以及覆盖该第二型半导体层102的侧壁,及覆盖该第一发光层103的侧壁。另有以下各项可选方式:
该第一电流阻挡区域501只覆盖该盖该第二型半导体层102的侧 壁,及覆盖该第一发光层103的侧壁;
该第一电流阻挡区域501只完全覆盖该盖该第二型半导体层102的侧壁;
该第一电流阻挡区域501部分覆盖该盖该第二型半导体层102的侧壁;
该第一电流阻挡区域501完全覆盖该第一发光层103的侧壁;
该第一电流阻挡区域501部分覆盖该第一发光层103的侧壁;
该第一电流阻挡区域501完全覆盖该第一型半导体层101的侧壁;
该第一电流阻挡区域501部分覆盖该第一型半导体层101的侧壁。
上述装置中,透过控制第一电流阻挡区域501的深度及范围,可达到降低侧壁漏电流更佳效果,提高微型发光二极管发光效率。
该Micro-LED装置可进一步包括一透明电极301,该透明电极位于该第二型半导体层102的上方,并且与该第二型半导体层102电性连接,且该透明电极301覆盖该第一电流阻挡区域501。在这种情况下,该透明电极301的上表面301-up具有一上表面高导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000033
其中该第一电流阻挡区域501的上表面501-up具有一上表面低导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000034
该上表面低导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000035
往该上表面高导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000036
具有一逐渐增导电率的分布。
该Micro-LED装置可进一步包括一电极302,位于该第二型半导体层102的上方,并与该透明电极301电性连结,且该电极302与该第二限制区域202直接接触,可以避免电极脱落问题,提高产品稳定性。透明电极具有高光穿透率,提高微型发光二极管发光效率。
该第一电流阻挡区域501由介电材料组成。
该第一电流阻挡区域501的宽度大于或等于1μm。
该第一电流阻挡区域501覆盖侧壁区域具有一厚度H1,以及覆盖上表面区域具有一厚度H2,其中该H1的厚度大于、小于或等于H2。该第一电流阻挡区域501覆盖侧壁区域具有一圆弧角(Arc)。透过控制第一电流阻挡区域501的几何外型,可达到降低侧壁漏电流更佳效果,提高微型发光二极管发光效率。
关于该第一电流阻挡区域501的上表面501-up以及外表面501-out, 有如下各项可选方式:
该第一电流阻挡区域501的上表面501-up具有一第一表面粗糙度RS-501-up,该第一表面粗糙度不超过10纳米;
该第一电流阻挡区域501的外表面501-out具有一第二表面粗糙度RS-501-out,该第二表面粗糙度不超过10纳米;
该第一电流阻挡区域501的上表面501-up具有一第一表面粗糙度RS-501-up,其中该第一电流阻挡区域501的外表面501-out具有一第二表面粗糙度RS-501-out,其中该第一表面粗糙度大于该第二表面粗糙度;
该第一电流阻挡区域501的上表面501-up具有一第一表面粗糙度RS-501-up,其中该第一电流阻挡区域501的外表面501-out具有一第二表面粗糙度RS-501-out,其中该第一表面粗糙度等于该第二表面粗糙度;
该第一电流阻挡区域501的上表面501-up具有一第一表面粗糙度RS-501-up,其中该第一电流阻挡区域501的外表面501-out具有一第二表面粗糙度RS-501-out,其中该第一表面粗糙度小于该第二表面粗糙度。
上述装置中,控制电流阻挡区域501表面及侧壁的表面粗糙度,可以降低漏电流,提高微型发光二极管发光效率。
可选地,该第一电流阻挡区域501的上表面501-up具有一表面低导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000037
其中该第二型半导体层的上表面102-up具有一表面高导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000038
该表面低导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000039
往该表面高导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000040
具有一逐渐增导电率的分布。
可选地,该第一电流阻挡区域501的外表面501-out具有一外表面低导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000041
其中该第一电流阻挡区域501的上表面501-up具有一上表面低导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000042
外表面低导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000043
的导电率等于该上表面低导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000044
的导电率。
可选地,该第一电流阻挡区域501的外表面501-out具有一外表面低导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000045
其中该第一电流阻挡区域501的上表面501-up具有一上表面低导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000046
外表面低导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000047
的导电率大 于该上表面低导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000048
的导电率。
可选地,该第一电流阻挡区域501的外表面501-out具有一外表面低导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000049
其中该第一电流阻挡区域501的上表面501-up具有一上表面低导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000050
外表面低导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000051
的导电率小于该上表面低导电率区域
Figure PCTCN2019088648-appb-000052
的导电率。
上述装置中,降低表面及侧壁漏电流,提高微型发光二极管发光效率。
本发明实施方式还包括一种显示面板,该显示面板包含:一显示基板,该显示基板包括一微型发光二极管Micro-LED装置阵列,其中一部分微型发光二极管Micro-LED装置具有侧壁电流阻挡区域501,其中一部分微型发光二极管Micro-LED装置具有侧壁电流限制区域201。
关于该侧壁电流阻挡区域的形成,有如下可选方式:
该侧壁电流阻挡区域借由原子层化学气相沉积系统(Atomic Layer Chemical Vapor Deposition System,ALD)技术形成。
该侧壁电流阻挡区域501借由有机金属化学气相沉积(Metal Organic Chemical Vapor Phase Deposition,MOCVD)磊晶再成长技术形成。
该侧壁电流阻挡区域501借由分子束磊晶(Molecular Beam Epitaxy,MBE)磊晶再成长技术形成。
该侧壁电流阻挡区域501借由电浆化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD)技术形成。
该侧壁电流限制区域201借由选择性氧化(Selective oxidation)技术形成。
该侧壁电流限制区域201借由高温氧化(Thermal oxidation)技术形成。
该侧壁电流限制区域201借由高温湿氧化(Wet thermal oxidation)技术形成。
该侧壁电流限制区域借由离子布植(ion implantation)技术形成。
每一微型发光二极管Micro-LED装置具有1μm至100μm的一最大宽度。
每一微型发光二极管Micro-LED装置包含一半导体材料。
每一微型发光二极管Micro-LED装置包括一第一型半导体层101、一第二型半导体层102及一发光层103,其位于该第一型半导体层101及该第二型半导体层102之间。
上述显示面板进一步包含用于切换及驱动该微型发光二极管Micro-LED装置阵列的电路。其中,更包含微型控制器芯片阵列。同时,每一微型控制器芯片连接至一扫描驱动电路及一数据驱动电路。
本发明实施方式还提供一种柔性显示器(flexible display),该柔性显示器包含:一柔性基板(flexible substrate),该柔性基板上包括一微型发光二极管Micro-LED装置阵列,其中一部分微型发光二极管Micro-LED装置具有侧壁电流阻挡区域501,其中一部分微型发光二极管Micro-LED装置具有侧壁电流限制区域201。
该侧壁电流阻挡区域501由介电材料组成。
或者该侧壁电流限制区域借由离子布植(ion implantation)技术形成。
每一微型发光二极管Micro-LED装置具有1μm至100μm的一最大宽度。
每一微型发光二极管Micro-LED装置包含一半导体材料。
每一微型发光二极管Micro-LED装置包括一第一型半导体层101、一第二型半导体层102及一发光层103,其位于该第一型半导体层101及该第二型半导体层102之间。
该柔性显示器可进一步包含用于切换及驱动该微型发光二极管Micro-LED装置阵列的电路。其中,更包含微型控制器芯片阵列。每一微型控制器芯片连接至一扫描驱动电路及一数据驱动电路。
该柔性基板的材料可包含超薄玻璃(Ultra-thin Glass)、金属基板(Metal Foil)、纤维加强复合材料(fiber-reinforced composite material)、及塑料薄膜(Plastic)、陶瓷基板(Ceramics),或上述材料中的任何 两种或更多种的组合。其中,该柔性基板较佳的厚度低于200μm,更佳的厚度低于50μm,最佳的厚度介于25μm至50μm。金属基板例如为不锈钢(stainless stainless steel)、铝(aluminum)、镍(nickel)、钛(titanium)、锆(Zirconiu)、铜(Copper)、铁(iron)、钴(cobalt)、钯(palladium),或上述材料中的任何两种或更多种的组合。其中,该金属基板的热膨胀系数(Coefficieient of thermal expansion)与该超薄玻璃相近。该金属基板的表面粗糙度Ra低于10nm。该塑料薄膜在550nm波长下,其光学穿透度(light transmittance)大于90%。该塑料薄膜的材料例如为聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate,PEN)、聚醚(polyethersulfone,PES)。该纤维加强复合材料例如碳纤维(carbon fibers),碳化硅纤维(silicon carbide fibers)或硼丝(boron filament)。
本发明实施方式还提供一种柔性显示器(flexible display)的制造方法,包括:
提供一柔性基板(flexible substrate);
设置多个扫描走线,该些扫描走线系沿着一第一方向平行地设置于该柔性基板上;
设置多个数据走线,该些资料走线沿着一第二方向平行地设置于该该柔性基板上,该第一方向系与该第二方向垂直;以及
设置多个微型发光二极管阵列,
其中每一微型发光二极管系对应地与该些数据走线电性连接,
其中每一微型发光二极管系分别与该些扫描走线电性连接。
一部分微型发光二极管Micro-LED装置具有侧壁电流阻挡区域501,其中一部分微型发光二极管Micro-LED装置具有侧壁电流限制区域201。
本发明另一实施例为借由3D堆叠RGB像素矩阵实现Micro-LED,并且结合离子布植(Ion implantation)平坦化技术,提高巨量移转良率,因借由3D堆叠RGB像素矩阵技术,将备援发光LED放置于子像素内,避免因坏点需要置换坏点的生产成本,此外,借由缩小子像素的距离, 因子像素的距离已经小于人眼睛最小分辨率,故当有坏点发生时不易被人眼睛察觉,故不需要更换坏点的技术,最后借由透光磊晶基板结合3D堆叠RGB像素矩阵实现Micro-LED,且不需要巨量移转技术,达成磊芯片直接形成Micro-LED display技术。
先前技术:
传统覆晶(Flip chip)Micro LED结构如图29所示,Micro LED尺寸为边长小于100微米的大小的尺寸,传统制程可实现10~100微米的边长。
当尺寸继续缩短至低于10微米以下时,如图30所示,一般可借由蚀刻方式,例如干式蚀刻(Dry etching)或湿式蚀刻(Wet etching),或切割等方式定义出更小间距Micro LED组件,但是在组件表面及侧壁容易产生悬浮键(dangling bond)即未形成键结的电子。悬浮键含有极高的活性,容易形成trap centers,造成电子电洞对的再结合,因而降低载子的寿命,降低转换效率,进而使得微型发光二极管中漏电流占总电流的比例随的提高,并导致微型发光二极管的发光效率降低。本发明借由离子布植技术(Ion implantation)减少组件表面及侧壁的粗糙度,达到减少微型发光二极管的非辐射复合(non-radiative recombination),进而增加微型发光二极管的效率。
如图30所示,因为尺寸缩短低于10微米以下时,蚀刻脊状区域(Ridge area)容易发生断裂的问题,特别是在覆晶制程或巨量移转时,此外,因为金属接垫(Metal bump0)高低不平坦的问题,也会导致巨量移转时发生断裂,降低制程生产良率。
如图31所示,借由离子布植技术(Ion implantation)缩小Flip chip Micro LED尺寸,因为增加表面平坦度,可以同时解决蚀刻脊状区域断裂或金属接垫高低不平坦的问题,进而提升制程生产良率。
如图32所示,借由离子布植技术(Ion implantation)将至少一组备援发光二极管设置于结构中,避免因坏点需要置换坏点的额外生产成本。
如图33-1所示,在第一磊晶基板S1形成第一磊晶层结构(Epi layer-1),并借由黄光微影与蚀刻制程形成第一微型发光二极管(M1), 间距P1,如图33-2所示为图33-3上视图沿着A-A’的横截面图。
如图34-1及34-2所示,在第一微型发光二极管(M1)上借由离子布植(Ion implantation)技术定义出第一离子布植区域(Ion-1),以及第一子像素区域(R1)。
如图35-1,35-2及35-3所示,在第一子像素区域(R1)上方形成导电层(ML),图35-1,35-2为图35-3分别沿着A-A’以及A”-A”’横截面图。
如图36-1所示,将具有导电层结构(ML)的第一子像素(R1)与第一透明基板(T1)透过接垫(BL)电性连接,并将第一磊晶基板(S1)移除,例如蚀刻或激光移除第一磊晶基板,如图36-2所示,并于第一透明基板(T1)与第一子像素(R1)间填充第一透光中间层(B1),目的为强化其机械结构,其中位于第一透明基板(T1)的第一微型发光二极管(M1)间距为P2,且P1=P2,其中图36-2为第一子像素矩阵结构。
如图37-1所示,在第二磊晶外延基板S2形成第二磊晶外延层结构(Epi layer-2),并借由黄光微影与蚀刻制程形成第二微型发光二极管(M2),间距P3,如图37-2所示为图37-3上视图沿着C-C’的横截面图。
如图38-1及38-2所示,在第二微型发光二极管(M2)上借由离子布植(Ion implantation)技术定义出第二离子布植区域第一区(Ion-2a)及第二区(Ion-2b),以及第二子像素区域(G1)。
如图39-1,39-2及39-3所示,在第二子像素区域(G1)上方形成导电层(ML),图39-1,39-2为图39-3分别沿着C-C’以及C”-C”’横截面图。
如图40-1所示,将具有导电层结构(ML)的第二子像素(G1)与第二透明基板(T2)透过接垫(BL)电性连接,并将第二磊晶基板(S2)移除,例如蚀刻或激光移除第二磊晶基板,如图40-2所示,并于第二透明基板(T2)与第二子像素(G1)间填充第二透光中间层(B2),目的为强化其机械结构,其中位于第二透明基板(T2)的第二微型发光二极管(M2)间距为P4,且P3=P4,其中图40-2为第二子像素矩阵 结构。
如图41-1所示,在第三磊晶基板(S3)形成第三磊晶层结构(Epi layer-3),并借由黄光微影与蚀刻制程形成第三微型发光二极管(M3),间距P5,如图41-2所示为图42-3上视图沿着C-C’的横截面图。
如图42-1及42-2所示,在第三微型发光二极管(M3)上借由离子布植(Ion implantation)技术定义出第三离子布植区域(Ion-3),以及第三子像素区(B1)。
如图43-1,43-2及43-3所示,在第三子像素区域(B1)上方形成导电层(ML),图43-1,43-2为图43-3分别沿着E-E’以及E”-E”’横截面图。
如图44-1所示,将具有导电层结构(ML)的第三子像素(B1)与第三透明基板(T3)透过接垫(BL)电性连接,并将第三磊晶基板(S3)移除,例如蚀刻或激光移除第三磊晶基板,如图44-2所示,并于第三透明基板(T3)与第三子像素(B1)间填充第三透光中间层(B3),目的为强化其机械结构,其中位于第三透明基板(T3)的第三微型发光二极管(M3)间距为P6,且P5=P6,其中图44-2为第三子像素矩阵结构,其中P2=P4=P6。
如图45-1,45-2为将第一子像素结构,第二子像素结构,第三子像素结构,透过A-1与A-2为透光黏接层将其3D堆叠RGB像素矩阵实现Micro-LED,其中图45-2为第一像素(Pixel 1)的放大,且为图45-3G-G’横截面图,其中第一子像素区域(R1)等于第二离子布植区域第一区(Ion-2a),其中第三子像素区域(B1)等于第二离子布植区域第二区(Ion-2a),其中第二子像素区域(G1)加上第三子像素区域(B1)等于第一离子布植区域(Ion-1)。本发明3D堆叠RGB像素矩阵实现Micro-LED具有一厚度D-1,其中一实施例D-1具有低于500微米的厚度,其中较佳的另一实施例D-1具有低于200微米的厚度,其中更佳的另一实施例D-1具有低于100微米的厚度,其中更佳的另一实施例D-1具有低于50微米的厚度。其中一种实施例为波长最长的子像素位于最下方,波长对短的子像素位于最上方,具有避免短波长的子像素误触发(光激发)长波长子像素的疑虑,但子像素的发光波 长位置不以此为限制。本发明的3D堆叠RGB像素矩阵实现Micro-LED,其中一种实施例其透光率大于60%,其中较佳实施例为具有透光率大于70%,其中更佳实施例为具有透光率大于80%,其中最佳实施例为具有透光率大于90%。
本发明的透明基板(T1,T2,T3)可为一柔性基板(flexible substrate),其中该柔性基板的材料可包含超薄玻璃(Ultra-thin Glass)、透明金属基板(Metal Foil)、纤维加强复合材料(fiber-reinforced composite material)、及塑料薄膜(Plastic)、陶瓷基板(Ceramics),或上述材料中的任何两种或更多种的组合。其中该柔性基板较佳的厚度低于200μm,更佳的厚度低于50μm,最佳的厚度介于25μm至50μm。
其中该金属基板的热膨胀系数(Coefficieient of thermal expansion)与薄玻璃相近。其中该透明金属基板的表面粗糙度Ra低于10nm。其中该塑料薄膜在550nm波长下,其光学穿透度(light transmittance)大于90%。其中该塑料薄膜的材料例如为聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate,PEN)、聚醚(polyethersulfone,PES)。其中该纤维加强复合材料例如碳纤维(carbon fibers),碳化硅纤维(silicon carbide fibers)或硼丝(boron filament)。
如图46-1,46-2为本发明的另一实施例,其中R1-1为第一子像素,R1-2为第一备援子像素,其中G1-1为第二子像素,G1-2为第二备援子像素,其中B1-1为第三子像素,B1-2为第三备援子像素,利用电路控制R1-1与R1-2只有其中一个子像素发光G1-1及G1-2只有其中一个子像素发光,B1-1及B1-2只有其中一个子像素发光,且第一子像素(R1-1)区域加上第一备援子像素(R1-2)区域等于第二离子布植区域第一区(Ion-2a)。第三子像素(B1-1)加上第三备援像素(B1-2)区域等于第二离子布植区域第二区(Ion-2b)。第二子像素(G1-1)区域加上第二备援子像素(G1-2)加上第三子像素(B1-1)加上第三备援子像素(B1-2)的距离等于第一离子布植区域(Ion-1)。
(R1-1)+(R1-2)=Ion-2a
(B1-1)+(B1-2)=Ion-2b
(G1-1)+(G1-2)+(B1-1)+(B1-2)=Ion-1
如图47-1,47-2为本发明的另一实施例,其中R1-1为第一子像素,R1-2,R1-3,R1-4,R1-5,R1-6皆为第一备援子像素,其中G1-1为第二子像素,G1-2,G1-3,G1-4皆为第二备援子像素,其中B1-1为第三子像素,B1-2为第三备援子像素,利用电路控制R1-1,R1-2,R1-3,R1-4,R1-5,R1-6只有其中一个子像素发光G1-1,G1-2,G1-3,G1-4只有其中一个子像素发光,B1-1,B1-2只有其中一个子像素发光,优点为让备援像素运用更为灵活。
其中第一子像素(R1-1)区域加上第一备援子像素(R1-2)区域等于第二离子布植区域(Ion-2)。
(R1-1)+(R1-2)=Ion-2
(R1-3)+(R1-4)=(G1-1)+(G1-2)
(R1-5)+(R1-6)=(G1-3)+(G1-4)=(B1-1)+(B1-2)
(R1-1)+(R1-2)+(R1-3)+(R1-4)=Ion-3
如图48-1,48-2为本发明的另一实施例,其中R1-1为第一子像素,R1-2,R1-3,R1-4,R1-5,R1-6皆为第一备援子像素,其中G1-1为第二子像素,G1-2,G1-3,G1-4,G1-5,G1-6皆为第二备援子像素,其中B1-1为第三子像素,B1-2,B1-3,B1-4,B1-5,B1-6皆为第三备援子像素,利用电路控制R1-1,R1-2,R1-3,R1-4,R1-5,R1-6只有其中一个子像素发光G1-1,G1-2,G1-3,G1-4,G1-5,G1-6只有其中一个子像素发光,B1-1,B1-2,B1-3,B1-4,B1-5,B1-6只有其中一个子像素发光,优点为让备援像素运用更为灵活。
(R1-1)=(G1-5)=(B1-3)
(R1-2)=(G1-6)=(B1-4)
(R1-3)=(G1-1)=(B1-5)
(R1-4)=(G1-2)=(B1-6)
(R1-5)=(G1-3)=(B1-1)
(R1-6)=(G1-4)=(B1-2)
如图49-1,49-2为本发明的另一实施例,其中R1-1A,R1-2A,R1-3A,R1-4A,R1-5A,R1-6A皆为第一子像素,其中G1-1A,G1-2A, G1-3A,G1-4A,G1-5A,G1-6A皆为第二子像素,其中B1-1A,B1-2A,B1-3A,B1-4A,B1-5A,B1-6A皆为第三子像素。
Pixel 1由Pixel 1A~Pixel 1F组成,由于Pixel 1A~Pixel 1F的任一个宽度小于人眼最小分辨率,故不需要备援像素,及使Pixel 1A~Pixel1F其中一个损坏,因人眼无法辨识损坏点,故不需要更换坏点。本发明的其中一实施例,例如屏幕分辨率为1440 X 960(pixels),每英寸像素数494.48ppi,子像素的点间距(dot pitch)为小于0.0514mm,在正常观看距离下足以使人肉眼无法分辨其中的单独像素的坏点,故不需要备援像素。本发明的其中一较佳实施例,例如屏幕分辨率为1920 X 1280(pixels),每英寸像素数659.3ppi,子像素的点间距(dot pitch)为小于0.0385mm,在正常观看距离下足以使人肉眼无法分辨其中的单独像素的坏点,任一个相邻的微型发光二极管即使故障也不需要备援像素。本发明的其中一较佳实施例,例如屏幕分辨率为3840 X 2560(pixels),每英寸像素数1318.6ppi,子像素的点间距(dot pitch)为小于0.0193mm,在正常观看距离下足以使人肉眼无法分辨其中的单独像素的坏点,任2个相邻的微型发光二极管即使故障也不需要备援像素。
如图50为本发明的另一实施例,磊晶基板(S1),(S2),(S3)皆为透明基板,可直接3D堆叠RGB Micro LED,不需要移转至透明基板,简化制程。
如图51为本发明的另一实施例,更包含一黑色矩阵层BM(Black Mattress)layer,可以增加像素的对比度。
如图52为本发明的另一实施例,每个微型发光二极管更包含一磁性层(Magnetic Layer,ML),其功能为提升3D堆叠的精准度,其中磁性层可以借由磊晶掺杂(doping)、离子布植(ion implantation)、扩散(diffusion)、薄膜沉积(Thin Film Deposition)等技术达成,其中磁性材料可包括例如Fe、Co、Ni、Tb、Al、Pt、Sm、Cu、Cr或上述组合。
如图53为本发明的另一实施例,每个微型发光二极管更包含一电流阻挡区域(Current blocking area)位于微型发光二极管的表面及侧面 区域,此电流阻挡区域具有减少微型发光二极管的非辐射复合(non-radiative recombination),进而增加微型发光二极管的效率,其中电流阻挡区域由介电材料组成,例如氮化硅(silicon nitride)或二氧化硅(silicon dioxide)或三氧化二铝(Al 2O 3),其中本发明中的电流阻挡区覆盖侧壁区域具有一圆弧角(Arc)。
如图54为本发明的另一实施例,每个微型发光二极管更包含一电流限制区域(Current limiting area)位于微型发光二极管的表面及侧面区域,此电流限制区域具有减少微型发光二极管的非辐射复合(non-radiative recombination),进而增加微型发光二极管的效率,其中电流限制区域借由离子布植技术形成。
如图55-1为本发明的另一实施例,借由一综合控制系统(Integrated control system)与微型发光二极管显示器(Micro-led display)电性连结,控制其发光并且借由一透镜系统(Lens system),将微型发光二极管显示器影像投影至一光学组件(Optical component),并反射至人眼(eye),而人眼可透过光学组件,同时看实际景象以及由微型发光二极管显示器影像所产生的扩增实境(Augmented Reality,AR),其中光学组件可以是一透光的挡风玻璃,或是一透明树脂玻璃,或是一透光眼镜镜片,或是一软性折迭显示器(foldable display),其中光学组件具有透光以及反射的功能。其中微型发光二极管显示器借由3D堆叠RGB像素矩阵实现Micro-LED,并且结合离子布植(Ion implantation)平坦化技术实施。本发明其中Micro-LED的尺寸其边长最佳小于4μm。
如图55-2为本发明的另一实施例,与图55-1的差异为,借由一综合控制系统(Integrated control system)分别与RGB微型发光二极管显示器(Micro-led display)电性连结,因RGB微型发光二极管显示器可以独立控制并借由投影后显示,故不需要巨量移转且可以实现单片磊芯片完成RGB微型发光二极管显示器。其中微型发光二极管显示器借由3D堆叠RGB像素矩阵实现Micro-LED,并且结合离子布植(Ion implantation)平坦化技术实施。本发明其中Micro-LED的尺寸其边长最佳小于4μm。
如图55-3为本发明的另一实施例,将微型发光二极管显示器 (Micro-led display)与透镜系统(Lens system)整合至一光学组件(Optical component)内部,借由一综合控制系统(Integrated control system)与微型发光二极管显示器(Micro-led display)电性连结,将微型发光二极管显示器影像投影至透镜系统(Lens system),并反射至人眼(eye),而人眼可透过光学组件,同时看实际景象以及由微型发光二极管显示器影像所产生的扩增实境(Augmented Reality,AR),其中光学组件可以是一透光的挡风玻璃,或是一透明树脂玻璃,或是一透光眼镜镜片,或是一软性折迭显示器(foldable display)。其中综合控制系统可设置于光学组件外部或是内部。其中微型发光二极管显示器借由3D堆叠RGB像素矩阵实现Micro-LED,并且结合离子布植(Ion implantation)平坦化技术实施。本发明其中Micro-LED的尺寸其边长最佳小于4μm。
如图55-4为本发明的另一实施例,与图55-3的差异为,借由一综合控制系统(Integrated control system)分别与RGB微型发光二极管显示器(Micro-led display)电性连结,因RGB微型发光二极管显示器可以独立控制并借由投影后显示,故不需要巨量移转且可以实现单片磊芯片完成RGB微型发光二极管显示器。其中综合控制系统可设置于光学组件外部或是内部。其中微型发光二极管显示器借由3D堆叠RGB像素矩阵实现Micro-LED,并且结合离子布植(Ion implantation)平坦化技术实施。本发明其中Micro-LED的尺寸其边长最佳小于4μm。
如图55-5,其中上述综合控制系统(Integrated control system)更包含一多功能传感器(multi-function sensor)、微芯片处理器(Microchip processors)、网络接口(Network interface),其目的为让使用者控制微型发光二极管显示器,并且提供适当的扩增实境。其中多功能传感器可以是一超声波传感器、温度传感器、湿度传感器、气体传感器、压力传感器、加速度传感器、紫外线传感器、磁敏传感器、磁阻传感器、图像传感器、电量传感器、位移传感器、触碰传感器、IR红外线近接/测距传感器、GPS卫星定位模块、陀螺仪与加速度计、指纹传感器、虹膜传感器、按钮、旋钮、开关、麦克风、照相机、RFID Reader模块,用户可以借由多功能输入传感器来调整或缩放扩增实境的位置 及大小,并且提供适当的扩增实境信息。在一实施例当中,借由多功能传感器侦测人眼瞳孔位置及状态,配合微芯片处理器来调整扩增实境投影的位置,其目的为让人眼透过光学组件看到实际景象与扩增实境可以匹配,避免扩增实境失真,达到准确显示的目的。此外可配合网络接口可将数据传送至其他网络,并提供适当的扩增实境信息。
一种智能眼镜结构如图56-1所示,将一综合控制系统(Integrated control system)与显示器(display)设置于眼镜支架(Frame)上,显示器将影像投影至一光学组件(Optical component),并反射至人眼(eye),而人眼可透过光学组件,同时看实际景象以及由显示器影像所产生的扩增实境(Augmented Reality,AR)。由于此智慧眼镜受限于显示器的光源大小,无法达到轻薄短小的优点,其中这种显示器的技术大致可分为数字光源处理(DLP)、微机电系统(MEMS)激光、液晶覆硅(LCOS,Liquid Crystal on Silicon)等。其中,DLP技术是以一种微机电(MEMS)组件为基础,称为数字微型反射镜组件(Digital Micromirror Device,简称DMD),由于DMD复杂的外围配置电路体积较大,且MEMS组件的高频率开关也会发生功耗过高的问题,另外LCOS技术的缺点为发光效率不佳以及体积等问题。本发明使用微型发光二极管显示器(Micro-led display)取代一般显示器,不仅可以提高分辨率更可以缩小尺寸至符合穿戴装置所需的大小,因此在低功耗与小尺寸的特色下,可提高市场的竞争力。此外,一般智能眼镜受限于显示器的光源大小及反射镜设计,所提供的扩增实境范围受到局限,本发明因为缩小显示器的大小,使得投影光路设计更具弹性,并可提供较大范围的扩增实境,提供使用者更舒适使用环境。其中微型发光二极管显示器借由3D堆叠RGB像素矩阵实现Micro-LED,并且结合离子布植(Ion implantation)平坦化技术实施。本发明其中Micro-LED的尺寸最佳边长小于4μm。
如图56-2所示为本发明的一实施例,将一综合控制系统(Integrated control system)结合微型发光二极管显示器(Micro-led display),设置于眼镜支架(Frame)上,并将影像投影至一光学组件(Optical component),并反射至人眼(eye),而人眼可透过光学组件,同时看 实际景象以及由显示器影像所产生的扩增实境(Augmented Reality,AR)。
如图56-3所示为本发明的一实施例,将一综合控制系统(Integrated control system)结合微型发光二极管显示器(Micro-led display),并设置于眼镜边框(Rims)的上部,并将影像投影至一光学组件(Optical component),并反射至人眼(eye),而人眼可透过光学组件,同时看实际景象以及由显示器影像所产生的扩增实境(Augmented Reality,AR)。
如图56-4所示为本发明的一实施例,将一综合控制系统(Integrated control system)结合微型发光二极管显示器(Micro-led display),并设置于眼镜边框(Rims)的四周任意位置,或是设置于连接眼镜边框的桥接部位(Bridge)内,且不受限于眼镜边框的外型,并将影像投影至一光学组件(Optical component),并反射至人眼(eye),而人眼可透过光学组件,同时看实际景象以及由显示器影像所产生的扩增实境(Augmented Reality,AR)。
如图56-5所示为本发明的一实施例,将一综合控制系统(Integrated control system)设置于眼镜边框(Rims)的上部,并将微型发光二极管显示器(Micro-led display)与透镜系统(Lens system)整合至一光学组件(Optical component)内部,借由一综合控制系统(Integrated control system)与微型发光二极管显示器(Micro-led display)电性连结,将微型发光二极管显示器影像投影至透镜系统(Lens system),并反射至人眼(eye),而人眼可透过光学组件,同时看实际景象以及由微型发光二极管显示器影像所产生的扩增实境(Augmented Reality,AR)。
如图57-1为本发明的另一实施例,具有磁性层(Magnetic Layer,ML)的微型发光二极管(Micro light emitting diode)结构,首先提供一磊晶基板,在该磊晶基板上方形成一磁性层(Magnetic Layer,ML),其中该磁性层的材料可为一半导体、导体层、氧化层,再借由磊晶掺杂(doping)、离子布植(ion implantation)、扩散(diffusion)、薄膜沉积(Thin Film Deposition)等技术形成该磁性层,其中借由磊晶掺 杂(doping)、离子布植(ion implantation)、扩散(diffusion)、薄膜沉积(Thin Film Deposition)等磁性材料可包括例如Fe、Co、Ni、Tb、Al、Pt、Sm、Cu、Cr或上述组合。接着在磁性层上方依序形成第一型半导体层、发光层、第二型半导体层。
如图57-2为一水平结构磁性微型发光二极管(Magnetic Micro light emitting diode)结构,借由蚀刻方式移除部分第二型半导体层、发光层,并且露出部分第一型半导体层,形成一金属层与该第一型半导体欧母接触,形成另一金属层与该第二型半导体欧母接触,并且移除该磊晶基板,形成该水平结构磁性微型发光二极管。
如图57-3为一垂直结构磁性微型发光二极管(Magnetic Micro light emitting diode)结构,形成一金属层与该第二型半导体欧母接触,借由移除磊晶基板,裸露出磁性层,形成另一金属层与该磁性层接触,并且形成该垂直结构磁性微型发光二极管。
如图57-4为另一垂直结构磁性微型发光二极管(Magnetic Micro light emitting diode)结构,形成一金属层与该第二型半导体欧母接触,借由移除磊晶基板,并且移除部分磁性层,裸露出第一型半导体,形成另一金属层与该第一型半导体层欧母接触,并且形成该垂直结构磁性微型发光二极管。
如图57-5、57-6、57-7,磁性微型发光二极管更包含一第一电流阻挡层(Current blocking layer)位于磁性微型发光二极管的表面及侧面区域,此第一电流阻挡层具有减少磁性微型发光二极管的非辐射复合(non-radiative recombination),进而增加微型发光二极管的效率,其中第一电流阻挡层由介电材料组成,例如氮化硅(silicon nitride)或二氧化硅(silicon dioxide)或三氧化二铝(Al 2O 3)。
如图57-8、57-9、57-10,磁性微型发光二极管更包含一第一电流限制层(Current limiting layer)位于磁性微型发光二极管的表面及侧面区域,此电流限制层具有减少磁性微型发光二极管的非辐射复合(non-radiative recombination),进而增加磁性微型发光二极管的效率,其中第一电流限制层借由离子布植技术形成。
如图57-11为一水平结构磁性微型发光二极管(Magnetic Micro  light emitting diode)结构,借由蚀刻方式移除部分第二型半导体层、发光层,并且露出部分第一型半导体层,形成一金属层与该第一型半导体欧母接触,形成一第二电流阻挡层于该第二半导体层上方,形成一透明导电层于该第二半导体层上方并且与该第二半导体层形成欧母接触,其中该透明导电层覆盖该第二电流阻挡层,移除部分该透明导电层与该第二电流阻挡层,并且裸露出部分该第二型半导体层,形成另一金属层与该第二型半导体层直接接触,且该另一金属层与该透明导电层电性连接,形成一第一电流阻挡层,覆盖侧壁区域以及该透明导电层,并且移除该磊晶基板,形成该水平结构磁性微型发光二极管。其中该第一电流阻挡层具有减少磁性微型发光二极管的非辐射复合(non-radiative recombination),进而增加微型发光二极管的效率,其中第一电流阻挡层由介电材料组成。其中该第二电流阻挡层可以防止电流壅塞,提高电流扩散的效果,进而增加电子电洞复合的机率,提高发光效率,其中该第二电流阻挡层由介电材料组成。其中该另一金属层直接与该第二型半导体接触,具有稳定接合的效果,提高结构的稳定性。
如图57-12为一水平结构磁性微型发光二极管(Magnetic Micro light emitting diode)结构,借由蚀刻方式移除部分第二型半导体层、发光层,并且露出部分第一型半导体层,形成一金属层与该第一型半导体欧母接触,形成一第二电流限制层于该第二半导体层内部上层区域,形成一透明导电层于该第二半导体层上方并且与该第二半导体层形成欧母接触,其中该透明导电层覆盖该第二电流限制层,移除部分该透明导电层,并且裸露出部分该第二型半导体层,形成另一金属层与该第二型半导体层直接接触,且该另一金属层与该透明导电层电性连接,形成一第一电流限制层于侧壁区域,移除该外延基板,形成该水平结构磁性微型发光二极管。其中该第一电流限制层位于磁性微型发光二极管的表面及侧面区域,此电流限制层具有减少磁性微型发光二极管的非辐射复合(non-radiative recombination),进而增加磁性微型发光二极管的效率,其中第一电流限制层借由离子布植技术形成。其中该第二电流限制层可以防止电流壅塞,提高电流扩散的效果,进 而增加电子电洞复合的机率,提高发光效率,其中该第二电流限制层由离子布植技术形成。其中该另一金属层直接与该第二型半导体接触,具有稳定接合的效果,提高结构的稳定性。
如图57-13为一水平结构磁性微型发光二极管(Magnetic Micro light emitting diode)结构,借由蚀刻方式移除部分第二型半导体层、发光层,并且露出部分第一型半导体层,形成一金属层与该第一型半导体欧母接触,形成一第二电流限制层于该第二半导体层内部上层区域,形成一透明导电层于该第二半导体层上方并且与该第二半导体层形成欧母接触,其中该透明导电层覆盖该第二电流限制层,移除部分该透明导电层,并且裸露出部分该第二型半导体层,形成另一金属层与该第二型半导体层直接接触,且该另一金属层与该透明导电层电性连接,形成一第一电流阻挡层,覆盖侧壁区域以及该透明导电层,并且移除该外延基板,形成该水平结构磁性微型发光二极管。其中该第一电流阻挡层具有减少磁性微型发光二极管的非辐射复合(non-radiative recombination),进而增加微型发光二极管的效率,其中第一电流阻挡层由介电材料组成。其中该第二电流限制层可以防止电流壅塞,提高电流扩散的效果,进而增加电子电洞复合的机率,提高发光效率,其中该第二电流限制层由离子布植技术形成。其中该另一金属层直接与该第二型半导体接触,具有稳定接合的效果,提高结构的稳定性。
如图57-14为一水平结构磁性微型发光二极管(Magnetic Micro light emitting diode)结构,借由蚀刻方式移除部分第二型半导体层、发光层,并且露出部分第一型半导体层,形成一金属层与该第一型半导体欧母接触,形成一第二电流阻挡层于该第二半导体层上方,形成一透明导电层于该第二半导体层上方并且与该第二半导体层形成欧母接触,其中该透明导电层覆盖该第二电流阻挡层,移除部分该透明导电层与该第二电流阻挡层,并且裸露出部分该第二型半导体层,形成另一金属层与该第二型半导体层直接接触,且该另一金属层与该透明导电层电性连接,形成一第一电流限制层于侧壁区域,移除该磊晶基板,形成该水平结构磁性微型发光二极管。其中该第一电流限制层位 于磁性微型发光二极管的表面及侧面区域,此电流限制层具有减少磁性微型发光二极管的非辐射复合(non-radiative recombination),进而增加磁性微型发光二极管的效率,其中第一电流限制层借由离子布植技术形成。其中该第二电流阻挡层可以防止电流壅塞,提高电流扩散的效果,进而增加电子电洞复合的机率,提高发光效率,其中该第二电流阻挡层由介电材料组成。其中该另一金属层直接与该第二型半导体接触,具有稳定接合的效果,提高结构的稳定性。
如图57-15为一垂直结构磁性微型发光二极管(Magnetic Micro light emitting diode)结构,形成一第二电流阻挡层于该第二半导体层上方,形成一透明导电层于该第二半导体层上方并且与该第二半导体层形成欧母接触,其中该透明导电层覆盖该第二电流阻挡层,移除部分该透明导电层与该第二电流阻挡层,并且裸露出部分该第二型半导体层,形成一金属层与该第二型半导体层直接接触,且该金属层与该透明导电层电性连接,借由移除外延基板,并且移除部分磁性层,裸露出第一型半导体,形成另一金属层与该第一型半导体层欧母接触,形成一第一电流阻挡层,覆盖侧壁区域以及该透明导电层,形成该垂直结构磁性微型发光二极管。其中该第一电流阻挡层具有减少磁性微型发光二极管的非辐射复合(non-radiative recombination),进而增加微型发光二极管的效率,其中第一电流阻挡层由介电材料组成。其中该第二电流阻挡层可以防止电流壅塞,提高电流扩散的效果,进而增加电子电洞复合的机率,提高发光效率,其中该第二电流阻挡层由介电材料组成。其中该金属层直接与该第二型半导体接触,具有稳定接合的效果,提高结构的稳定性。
如图57-16为一垂直结构磁性微型发光二极管(Magnetic Micro light emitting diode)结构,形成一第一电流限制层于侧壁区域,形成一第二电流限制层于该第二半导体层内部上层区域,形成一透明导电层于该第二半导体层上方并且与该第二半导体层形成欧母接触,其中该透明导电层覆盖该第二电流限制层,移除部分该透明导电层,并且裸露出部分该第二型半导体层,形成一金属层与该第二型半导体层直接接触,且该金属层与该透明导电层电性连接,形成一第一电流限制 层于侧壁区域,借由移除外延基板,并且移除部分磁性层,裸露出第一型半导体,形成另一金属层与该第一型半导体层欧母接触,形成该垂直结构磁性微型发光二极管。其中该第一电流限制层位于磁性微型发光二极管的表面及侧面区域,此电流限制层具有减少磁性微型发光二极管的非辐射复合(non-radiative recombination),进而增加磁性微型发光二极管的效率,其中第一电流限制层借由离子布植技术形成。其中该第二电流限制层可以防止电流壅塞,提高电流扩散的效果,进而增加电子电洞复合的机率,提高发光效率,其中该第二电流限制层由离子布植技术形成。其中该金属层直接与该第二型半导体接触,具有稳定接合的效果,提高结构的稳定性。
如图57-17为一垂直结构磁性微型发光二极管(Magnetic Micro light emitting diode)结构,形成一第二电流限制层于该第二半导体层内部上层区域,形成一透明导电层于该第二半导体层上方并且与该第二半导体层形成欧母接触,其中该透明导电层覆盖该第二电流限制层,移除部分该透明导电层,并且裸露出部分该第二型半导体层,形成一金属层与该第二型半导体层直接接触,且该金属层与该透明导电层电性连接,形成一第一电流阻挡层,覆盖侧壁区域以及该透明导电层,借由移除外延基板,并且移除部分磁性层,裸露出第一型半导体,形成另一金属层与该第一型半导体层欧母接触,形成该垂直结构磁性微型发光二极管。
其中该第一电流阻挡层具有减少磁性微型发光二极管的非辐射复合(non-radiative recombination),进而增加微型发光二极管的效率,其中第一电流阻挡层由介电材料组成。其中该第二电流限制层可以防止电流壅塞,提高电流扩散的效果,进而增加电子电洞复合的机率,提高发光效率,其中该第二电流限制层由离子布植技术形成。其中该金属层直接与该第二型半导体层接触,具有稳定接合的效果,提高结构的稳定性。
如图57-18为一垂直结构磁性微型发光二极管(Magnetic Micro light emitting diode)结构,形成一第一电流限制层于侧壁区域,形成一第二电流阻挡层于该第二半导体层上方,形成一透明导电层于该第 二半导体层上方并且与该第二半导体层形成欧母接触,其中该透明导电层覆盖该第二电流阻挡层,移除部分该透明导电层与该第二电流阻挡层,并且裸露出部分该第二型半导体层,形成一金属层与该第二型半导体层直接接触,且该金属层与该透明导电层电性连接,借由移除磊晶基板,并且移除部分磁性层,裸露出第一型半导体,形成另一金属层与该第一型半导体层欧母接触,形成该垂直结构磁性微型发光二极管。其中该第一电流限制层位于磁性微型发光二极管的表面及侧面区域,此电流限制层具有减少磁性微型发光二极管的非辐射复合(non-radiative recombination),进而增加磁性微型发光二极管的效率,其中第一电流限制层借由离子布植技术形成。其中该第二电流阻挡层可以防止电流壅塞,提高电流扩散的效果,进而增加电子电洞复合的机率,提高发光效率,其中该第二电流阻挡层由介电材料组成。其中该金属层直接与该第二型半导体接触,具有稳定接合的效果,提高结构的稳定性。
如图57-19,由于磁性微型发光二极管具有一磁性层,可以借由一具有磁性吸引力的可程控转移头,借由控制该移转头,可以将该磁性层微型发光二极管巨量移转至一目标基板,由于该磁性层本身具有磁力与移转头具有良好的吸引结合,可提高巨量移转微型发光二极管的良率。
如图57-20,本发明的磁性微型发光二极管结构,更适合于流体巨量移转,当磁性微型发光二极管置于流体移转系统中时,由于磁性微型发光二极管具有一磁性层结构,可以借由此磁性层结构具有自动对位的功能,减少流体移转时发生对位错误,例如极性相反或位置错误等等,提高巨量移转的良率,且具有降低成本的功效。
如图57-20,为一流体移转系统,一主腔体,腔体内包含一溶液,将一基板放置于该主腔体内,其中该基板具有多个凹槽,该多个凹槽中央具有相对应多个磁力层,该磁力层位于该基板内,并且裸露部分该磁力层。该主腔体更包含一输入端及一输入端阀门,以及一输出端及一输出端阀门,借由控制该输入端阀门的开口率以及该输出端阀门开口率可以让该溶液形成一具有流速为F的流体。该流体移转系统包 含一第一子腔体、一第二子腔体、及一第三子腔体,该第一子腔体内具有多个第一颜色的磁性微型发光二极管,并且包含溶液,以及第一阀门与第一输入口,当该第一阀门打开时,多个第一颜色的磁性微型发光二极管被该第一输入口所注入的溶体往下经由第一阀门进入该主腔体,并借由流体移动至该基板上方的所对应凹槽,该第一颜色的磁性微型发光二极管受到该基板上的磁力层的磁力所吸引,自我对准至该凹槽内,其中该凹槽与该第一颜色的磁性微型发光二极管具有相同的外型,完成第一颜色的磁性微型发光二极管移转至该基板上方。
其中第二子腔体内具有多个第二颜色的磁性微型发光二极管,并且包含溶液,以及一第二阀门与一第一输入口,当该第二阀门打开时,多个第二颜色的磁性微型发光二极管被该第二输入口所注入的溶体往下经由第二阀门进入该主腔体,并借由流体移动至该基板上方的所对应凹槽,该第二颜色的磁性微型发光二极管受到该基板上的磁力层的磁力所吸引,自我对准至该凹槽内,其中该凹槽与该第二颜色的磁性微型发光二极管具有相同的外型,完成第二颜色的磁性微型发光二极管移转至该基板上方。
其中第三子腔体内具有多个第三颜色的磁性微型发光二极管,并且包含溶液,以及一第三阀门与一第三输入口,当该第三阀门打开时,多个第三颜色的磁性微型发光二极管被该第三输入口所注入的溶体往下经由第三阀门进入该主腔体,并借由流体移动至该基板上方的所对应凹槽,该第三颜色的磁性微型发光二极管受到该基板上的磁力层的磁力所吸引,自我对准至该凹槽内,其中该凹槽与该第三颜色的磁性微型发光二极管具有相同的外型,完成第三颜色的磁性微型发光二极管移转至该基板上方。
如图57-21-1,为流体移转系统基板的一上视图,包含第一型状的第一凹槽,及第二型状的第二凹槽,及第三型状的第三凹槽,其中各凹槽内具有磁力层,且该第一凹槽的形状与该第一颜色的磁性微型发光二极管的形状相同,该第二凹槽的形状与该第二颜色的磁性微型发光二极管的形状相同,该第三凹槽的形状与该第三颜色的磁性微型发光二极管的形状相同。
当该第一阀门打开时,多个第一颜色的磁性微型发光二极管被该第一输入口所注入的溶体往下经由第一阀门进入该主腔体,并借由流体移动至该基板上方的所对应凹槽,该第一颜色的磁性微型发光二极管受到该基板上的磁力层的磁力所吸引,自我对准至该凹槽内,其中该凹槽与该第一颜色的磁性微型发光二极管具有相同的外型,完成第一颜色的磁性微型发光二极管移转至该基板上方。其中该第一颜色的磁性微型发光二极管位于该基板上方的该第一凹槽内,形成一第一子像素区(Sub-pixel area)。
当该第二阀门打开时,多个第二颜色的磁性微型发光二极管被该第二输入口所注入的溶体往下经由第二阀门进入该主腔体,并借由流体移动至该基板上方的所对应凹槽,该第二颜色的磁性微型发光二极管受到该基板上的磁力层的磁力所吸引,自我对准至该凹槽内,其中该凹槽与该第二颜色的磁性微型发光二极管具有相同的外型,完成第二颜色的磁性微型发光二极管移转至该基板上方。其中该第二颜色的磁性微型发光二极管位于该基板上方的该第二凹槽内,形成一第二子像素区(Sub-pixel area)。
当该第三阀门打开时,多个第三颜色的磁性微型发光二极管被该第三输入口所注入的溶体往下经由第三阀门进入该主腔体,并借由流体移动至该基板上方的所对应凹槽,该第三颜色的磁性微型发光二极管受到该基板上的磁力层的磁力所吸引,自我对准至该凹槽内,其中该凹槽与该第三颜色的磁性微型发光二极管具有相同的外型,完成第三颜色的磁性微型发光二极管移转至该基板上方。其中该第三颜色的磁性微型发光二极管位于该基板上方的该第三凹槽内,形成一第三子像素区(Sub-pixel area)。
其中该第一子像素区及该第二子像素区与该第三子像素区形成一像素区(pixel area)。
如图57-21-2,为流体移转系统基板的一上视图,包含第一凹槽,及第二凹槽,及第三凹槽,其中各凹槽内具有磁力层,且该磁力层具有可程序化控制的功能,例如借由一电磁力控制其具有磁吸力或不具有磁吸力。
当该第一阀门打开前,借由控制第一凹槽内的磁力层具有磁吸力,且第二凹槽及第三凹槽内的磁力层不具有磁吸力,当该第一阀门打开时,多个第一颜色的磁性微型发光二极管被该第一输入口所注入的溶体往下经由第一阀门进入该主腔体,并借由流体移动至该基板上方的所对应凹槽,该第一颜色的磁性微型发光二极管受到该基板上的磁力层的磁力所吸引,自我对准至该凹槽内,当第一颜色的磁性微型发光二极管落入第二凹槽或第三凹槽时,因凹槽内的磁力层控制为不具有磁吸力,借由控制流体的流速,因流速的推力大于凹槽的捕捉力,故可将第一颜色的磁性微型发光二极管移开凹槽,直到第一颜色的磁性微型发光二极管落入第一凹槽,并完成第一颜色的磁性微型发光二极管移转至该基板上方。其中该第一颜色的磁性微型发光二极管位于该基板上方的该第一凹槽内,形成一第一子像素区(Sub-pixel area)。
当该第二阀门打开前,借由控制第一凹槽及第二凹槽内的磁力层具有磁吸力,且第三凹槽的磁力层不具有磁吸力,当该第二阀门打开时,多个第二颜色的磁性微型发光二极管被该第二输入口所注入的溶体往下经由第二阀门进入该主腔体,并借由流体移动至该基板上方的所对应凹槽,该第二颜色的磁性微型发光二极管受到该基板上的磁力层的磁力所吸引,自我对准至该凹槽内,当第二颜色的磁性微型发光二极管落入第三凹槽时,因第三凹槽内的磁力层控制为不具有磁吸力,借由控制流体的流速,因流速的推力大于第三凹槽的捕捉力,故可将第二颜色的磁性微型发光二极管移开第三凹槽,直到第二颜色的磁性微型发光二极管落入第二凹槽,并完成第二颜色的磁性微型发光二极管移转至该基板上方。其中该第二颜色的磁性微型发光二极管位于该基板上方的该第二凹槽内,形成一第二子像素区(Sub-pixel area)。
当该第三阀门打开前,借由控制第一凹槽及第二凹槽内及第三凹槽的磁力层具有磁吸力,当该第三阀门打开时,多个第三颜色的磁性微型发光二极管被该第三输入口所注入的溶体往下经由第三阀门进入该主腔体,并借由流体移动至该基板上方的所对应凹槽,该第三颜色的磁性微型发光二极管受到该基板上的磁力层的磁力所吸引,自我对准至该凹槽内,并完成第三颜色的磁性微型发光二极管移转至该基板 上方。其中该第三颜色的磁性微型发光二极管位于该基板上方的该第三凹槽内,形成一第三子像素区(Sub-pixel area)。
其中该第一子像素区及该第二子像素区与该第三子像素区形成一像素区(pixel area)。
如图57-22-1及图57-22-2,为流体移转系统基板的上视图,包含第一凹槽,及第二凹槽,及第三凹槽,更包含第一备援凹槽,及第二备援凹槽,及第三备援凹槽,其中各凹槽内具有磁力层,其中各备援凹槽内具有备援磁力层,且该磁力层及备援磁力层皆具有可程序化控制的功能,例如借由一电磁力控制其具有磁吸力或不具有磁吸力。当移转磁性微型发光二极管后进行测试,借由程序纪录功能异常坏点的地址,并且借由备援凹槽进行巨量修补,将磁性微型发光二极管移转至所对应的备援凹槽并取代异常的坏点,并完成修补,因为一次可以修补大量坏点,大幅降低修补所需要的时间及费用,其中各备援凹槽的外型可以与第一凹槽及第二凹槽及第三凹槽的外型相异或相同。其中第一凹槽与第一备援凹槽区形成一第一子像素区,第二凹槽与第二备援凹槽区形成一第二子像素区,第三凹槽与第三备援凹槽区形成一第三子像素区,其中该第一子像素区及该第二子像素区与该第三子像素区形成一像素区(pixel area)。
如图57-23,为一流体移转系统,其中该基板更包括一基板第一阀门,一基板第二阀门,一基板第三阀门。可借由程控该基板上的阀门,当基板阀门开启时,露出该基板的凹槽,使该基板捕捉该微型发光二极管,且该微型发光二极管不限于磁性微型发光二极管,其中该基板凹槽内更包含一吸力层,该吸力层可为提供一电力吸引力,磁力吸引力,静电力吸引力,流体吸引力,空气吸引力,凡得瓦力吸引力,热力吸引力,黏附层吸引力,所产生的吸引力可以具有捕捉流体内的微型发光二极管的功能。
当该第一阀门打开前,借由控制基板第一阀门开启,且控制基板第二阀门关闭,且基板第三阀门关闭。当该第一阀门打开时,多个第一颜色的微型发光二极管被该第一输入口所注入的溶体往下经由第一阀门进入该主腔体,并借由流体移动至该基板上方的所对应凹槽,该 第一颜色的微型发光二极管受到该基板上的吸力层的吸力所吸引,自我对准至该凹槽内,并完成第一颜色的微型发光二极管移转至该基板上方。
当该第二阀门打开前,借由控制基板第二阀门开启,且控制基板第三阀门关闭。当该第二阀门打开时,多个第二颜色的微型发光二极管被该第二输入口所注入的溶体往下经由第二阀门进入该主腔体,并借由流体移动至该基板上方的所对应凹槽,该第二颜色的微型发光二极管受到该基板上的吸力层的吸力所吸引,自我对准至该凹槽内,并完成第二颜色的微型发光二极管移转至该基板上方。
如图57-24,为一流体移转系统,其中该基板更包括一可程控的吸力层,该吸力层可为提供一电力吸引力,磁力吸引力,静电力吸引力,流体吸引力,空气吸引力,凡得瓦力吸引力,热力吸引力,黏附层吸引力,所产生的吸引力可以具有捕捉流体内的微型发光二极管的功能。
当该第一阀门打开前,借由控制基板第一吸力层具有吸力,且控制基板第二吸力层不具有吸力,且第三吸力层不具有吸力。当该第一阀门打开时,多个第一颜色的微型发光二极管被该第一输入口所注入的溶体往下经由第一阀门进入该主腔体,并借由流体移动至该基板上方的所对应凹槽,该第一颜色的微型发光二极管受到该基板上的吸力层的吸力所吸引,自我对准至该凹槽内,当第一颜色的微型发光二极管落入第二凹槽或第三凹槽时,因凹槽内的吸力层控制为不具有吸力,借由控制流体的流速,因流速的推力大于凹槽的捕捉力,故可将第一颜色的微型发光二极管移开凹槽,直到第一颜色的微型发光二极管落入第一凹槽,并完成第一颜色的微型发光二极管移转至该基板上方。
当该第二阀门打开前,借由控制基板第一吸力层以及第二吸力层具有吸力,且控制基板第三吸力层不具有吸力。当该第二阀门打开时,多个第二颜色的微型发光二极管被该第二输入口所注入的溶体往下经由第二阀门进入该主腔体,并借由流体移动至该基板上方的所对应凹槽,该第二颜色的微型发光二极管受到该基板上的吸力层的吸力所吸引,自我对准至该凹槽内,当第二颜色的微型发光二极管落入第三二凹槽时,因凹槽内的吸力层控制为不具有吸力,借由控制流体的流速, 因流速的推力大于凹槽的捕捉力,故可将第二颜色的微型发光二极管移开凹槽,直到第二颜色的微型发光二极管落入第二凹槽,并完成第二颜色的微型发光二极管移转至该基板上方。
当该第三阀门打开前,借由控制基板第一吸力层以及第二吸力层以及第三吸力层具有吸力。当该第三阀门打开时,多个第三颜色的微型发光二极管被该第三输入口所注入的溶体往下经由第三阀门进入该主腔体,并借由流体移动至该基板上方的所对应凹槽,该第三颜色的微型发光二极管受到该基板上的吸力层的吸力所吸引,自我对准至该凹槽内,并完成第三颜色的微型发光二极管移转至该基板上方。
如图57-25,为一流体移转系统,其中该基板更包括一填充层,该填充层可为一光阻或一受热溶解的介电层,或受腔体内的液体溶解的固体。当填充层遇到一激光光源或UV光源所照射时,因而溶解被流体所带走,或借由控制基板的第一阀门,第二阀门,第三阀门的开关,使该填充层受到光照射或液体流动因而被移除,因而裸露出该凹槽下方的可程控吸力层。该可程控的吸力层,该吸力层可为提供一电力吸引力,磁力吸引力,静电力吸引力,流体吸引力,空气吸引力,凡得瓦力吸引力,热力吸引力,黏附层吸引力,所产生的吸引力可以具有捕捉流体内的微型发光二极管的功能。
本发明的基板可为一柔性基板(flexible substrate),其中该柔性基板的材料可包含超薄玻璃(Ultra-thin Glass)、金属基板(Metal Foil)、纤维加强复合材料(fiber-reinforced composite material)、及塑料薄膜(Plastic)、陶瓷基板(Ceramics),或上述材料中的任何两种或更多种的组合。其中该柔性基板较佳的厚度低于200μm,更佳的厚度低于50μm,最佳的厚度介于25μm至50μm。其中该金属基板例如为不锈钢(stainless stainless steel)、铝(aluminum)、镍(nickel)、钛(titanium)、锆(Zirconiu)、铜(Copper)、铁(iron)、钴(cobalt)、钯(palladium),或上述材料中的任何两种或更多种的组合。其中该金属基板的热膨胀系数(Coefficieient of thermal expansion)与薄玻璃相近。其中该金属基板的表面粗糙度(Ra)低于10nm。其中该塑料薄膜在550nm波长下,其光学穿透度(light transmittance)大于90%。其中该塑料薄膜的材料 例如为聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate,PEN)、聚醚(polyethersulfone,PES)。
其中该纤维加强复合材料例如碳纤维(carbon fibers),碳化硅纤维(silicon carbide fibers)或硼丝(boron filament)。
本发明提供一种微型发光二极管Micro-LED装置,特别是一种不需要备援设计的微型发光二极管装置,如图58-1A,58-2A,58-3A为传统显示器数据规格例如为水平分辨率(Horizontal resolution)为960pixels,垂直分辨率(Vertical resolution)为640 pixels,屏幕对角线(Diagonal)距离为3.5 inches(8.89cm),显示器尺寸为2.91"×1.94"=5.65in 2(7.4cm×4.93cm=36.48cm 2)at 329.65 PPI,其中点间距(dot pitch)为0.0771mm,其中屏幕分辨率为960×640(每英寸像素数329.65 PPI),这种分辨率在正常观看距离下足以使人肉眼无法分辨其中的单独像素,例如为Retina显示器,其中发光单元例如由RGB三种微型发光二极管所组成的显示设备,但本传统装置,其中一个微型发光二极管发生工作异常时,导致无法正常显示而被人眼所察觉,传统解决此问题的方法例如为具有备援电路设计或备援微型发光二极管等方法,但具有提高成本的缺点。
本发明提出一种不需要备援设计的微型发光二极管装置,如图58-1B,58-2B,58-3B为本发明的其中一种实施例,显示器数据规格例如为水平分辨率(Horizontal resolution)为1920 pixels,垂直分辨率(Vertical resolution)为1280 pixels,屏幕对角线(Diagonal)距离为3.5 inches(8.89cm),显示器尺寸为2.91"×1.94"=5.65in 2(7.4cm×4.93cm=36.48cm 2)at 659.3 PPI,其中点间距(dot pitch)为0.0385mm,其中屏幕分辨率为1920×1280(每英寸像素数659.3PPI),因为当任两个相同颜色的微型发光二极管中间,可以容忍一个工作异常的微型发光二极管,因为工作异常的微型发光二极管不会被人眼所察觉,故不需要备援电路设计或备援微型发光二极管的优点。任两个像素(Pixel)中间,可以容忍一个具有工作异常的像素,因为工作异常的像素不会被人眼所察觉,故不需要备援电路设计或备援微型发光 二极管的优点。任两个相同颜色的子像素(Sub Pixel)中间,可以容忍一个具有工作异常的子像素,因为工作异常的子像素不会被人眼所察觉,故不需要备援电路设计或备援微型发光二极管的优点。
本发明提出一种不需要备援设计的微型发光二极管装置,如图58-1C,58-2C,58-3C为本发明的另一种实施例,显示器数据规格例如为水平分辨率(Horizontal resolution)为3840pixels,垂直分辨率(Vertical resolution)为2560 pixels,屏幕对角线(Diagonal)距离为3.5 inches(8.89cm),显示器尺寸为2.91"×1.94"=5.65in 2(7.4cm×4.93cm=36.48cm 2)at 1318.6 PPI,,其中点间距(dot pitch)为0.0193mm,其中屏幕分辨率为3840×2560(每英寸像素数1318.6 PPI),因为当任两个相同颜色的微型发光二极管中间,可以容忍至少两个工作异常的微型发光二极管,因为工作异常的微型发光二极管不会被人眼所察觉,故不需要备援电路设计或备援微型发光二极管的优点。任两个像素(Pixel)中间,可以容忍至少两个具有工作异常的像素,因为工作异常的像素不会被人眼所察觉,故不需要备援电路设计或备援微型发光二极管的优点。任两个相同颜色的子像素(Sub Pixel)中间,可以容忍至少两个具有工作异常的子像素,因为工作异常的子像素不会被人眼所察觉,故不需要备援电路设计或备援微型发光二极管的优点。
本发明提出一种不需要备援设计的微型发光二极管装置,其中一种实施例,显示器数据规格例如为水平分辨率(Horizontal resolution)为1440 pixels,垂直分辨率(Vertical resolution)为960 pixels,屏幕对角线(Diagonal)距离为3.5 inches(8.89cm),显示器尺寸为2.91"×1.94"=5.65in 2(7.4cm×4.93cm=36.48cm 2)at 494.48 PPI,其中点间距(dot pitch)为0.0514mm,其中屏幕分辨率为1440×960(每英寸像素数494.48 PPI),因为当任两个相同颜色的微型发光二极管中间,可以容忍一个工作异常的微型发光二极管,因为工作异常的微型发光二极管不易被人眼所察觉,故不需要备援电路设计或备援微型发光二极管的优点。任两个像素(Pixel)中间,可以容忍一个具有工作异常的像素,因为工作异常的像素不易被人眼所察觉,故不需要备援 电路设计或备援微型发光二极管的优点。任两个相同颜色的子像素(Sub Pixel)中间,可以容忍一个具有工作异常的子像素,因为工作异常的子像素不易被人眼所察觉,故不需要备援电路设计或备援微型发光二极管的优点。
如图58-1B,58-1C,58-2B,58-2C,58-3B,58-3C所示,其中虚线所围绕的区域为工作异常的微型发光二极管。
如图58-1B,58-1C,58-2B,58-2C,58-3B,58-3C所示,其中虚线所围绕的区域为工作异常的子像素。
本发明由RGB三种不同颜色的微型发光二极管组成一像素(Pixel)。
本发明由RGB三种不同颜色的子像素(Sub pixel)组成一像素(Pixel)。
其中点间距(dot pitch)又可称为线间距(line pitch)或条间距(stripe pitch)或荧光体间距(phosphor pitch),或像素间距(pixel pitch),其描述例如子像素(Sub pixel)之间的距离。
Figure PCTCN2019088648-appb-000053
Retina设计标准的公式:
Figure PCTCN2019088648-appb-000054
如图59所示,其中a代表人眼视角,h代表点间距(dot pitch),d代表肉眼与屏幕的距离。符合以上条件的屏幕可以使肉眼看不见单个物理像素点,就是属于Retina Display。
h/2=d×tan(a/2)
a=1/53.53degree
d=观看距离=10inch
h=辨识极限
h=2×d×tan(1/53.53/2)×π/180
if d=10inch
h=2×10×tan(1/53.53/2)×π/180
=0.003258911inch
1/h=306.85 PPI
if d=15inch
h=2×15×tan(1/53.53/2)×π/180
=0.004888366831inch
1/h=204.57PPI
if d=20inch
h=2×15×tan(1/53.53/2)×π/180
=0.00651788224416inch
1/h=153.42PPI
Figure PCTCN2019088648-appb-000055
本发明为借由提高分辨率,以及缩小子像素之距离,让人眼可以不易察觉工作异常的子像素,因而不需要备援设计之微发光二极管装置。如上表所示为本发明之一实施例说明,分别列出不同屏幕大小其适合眼睛与屏幕观看距离,可以计算出符合使肉眼看不见单个物理像素点,就是属于Retina Display之Pixel per inch以及dot pitch,借由缩小dot pitch 1.5倍,或缩小dot pitch 2倍,或缩小dot pitch 4倍,让人眼可以不易察觉工作异常的子像素,因而不需要备援设计之微发光二极管装置。
本发明其中一实施例,借由提高分辨率,以及缩小子像素之距离,让人眼可以不易察觉工作异常的子像素,并结合备援设计之微发光二极管装置,以适应更高分辨率之应用。
上述具体实施方式,并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是,取决于设计要求和其他因素,可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则的内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明保护范围的内。

Claims (20)

  1. 一种二极管装置,其特征在于,包括:
    一第一型半导体层(101);
    一第二型半导体层(102);
    一发光层(103),其位于该第一型半导体层(101)及该第二型半导体层(102)之间;
    一侧壁电流限制区域(201),其与该第二形半导体层(102)的四周围侧壁区域接触;
    其中侧壁电流限制区域(201)外围周长为400μm或更小。
  2. 根据权利要求1所述的二极管装置,该侧壁电流限制区域(201)更包括一第一上表面(201-up);该第二型半导体层(102)更包一第二上表面(102-up);
    并且该第二上表面(102-up)与该第一上表面(201-up)共平面。
  3. 根据权利要求1所述的二极管装置,其进一步包括一透明电极(301),该透明电极位于该第二型半导体层(102)的上方,并且与该第二型半导体层(102)电性连接,且该透明电极(301)部分覆盖该侧壁电流限制区域(201)。
  4. 根据权利要求3所述的二极管装置,其进一步包括一电极(302),位于该第二型半导体层(102)的上方并与该透明电极(301)电性连结,且该电极(302)与该第二型半导体层(102)接触。
  5. 根据权利要求1所述的二极管装置,该侧壁电流限制区域(201)更包括一第一上表面(201-up);该第二型半导体层(102)更包括一第二上表面(102-up);
    其中第一上表面(201-up)具有一表面低导电率区域
    Figure PCTCN2019088648-appb-100001
    该第二上表面(102-up)具有一表面高导电率区域
    Figure PCTCN2019088648-appb-100002
    该表面低导电率区域
    Figure PCTCN2019088648-appb-100003
    往该表面高导电率区域
    Figure PCTCN2019088648-appb-100004
    具有一逐渐增导电率的分布。
  6. 根据权利要求1所述的二极管装置,该侧壁电流限制区域(201)更包括一第一外表面(201-out);该第二型半导体层(102)更包括一 第二外表面(102-out);
    该第一外表面(201-out)具有一侧壁低导电率区域
    Figure PCTCN2019088648-appb-100005
    该第二外表面(102-out)具有一侧壁高导电率区域
    Figure PCTCN2019088648-appb-100006
    该侧壁低导电率区域
    Figure PCTCN2019088648-appb-100007
    往该侧壁高导电率区域
    Figure PCTCN2019088648-appb-100008
    具有一逐渐增导电率的分布。
  7. 根据权利要求1所述的二极管装置,其中该侧壁电流限制区域(201)更包括一第一上表面(201-up);
    该第一上表面(201-up)具有一第一表面粗糙度(RS-201-up),该第一表面粗糙度不超过10纳米。
  8. 根据权利要求1所述的二极管装置,该第二型半导体层(102)更包括一第二上表面(102-up);
    该第二上表面(102-up)具有一第二表面粗糙度(RS-102-up),该第二表面粗糙度不超过10纳米。
  9. 根据权利要求1所述的二极管装置,其中该侧壁电流限制区域(201)更包括一第一上表面(201-up);该第二型半导体层(102)更包括一第二上表面(102-up);
    该第一上表面(201-up)具有一第一表面粗糙度(RS-201-up),该第二上表面(102-up)具有一第二表面粗糙度(RS-102-up),该第一表面粗糙度(RS-201-up)大于或等于该第二表面粗糙度(RS-102-up)。
  10. 根据权利要求1所述的二极管装置,其中该侧壁电流限制区域(201)更包括一第一外表面(201-out);
    该第一外表面(201-out)的粗糙度超过10纳米。
  11. 根据权利要求1所述的二极管装置,其中该第二型半导体层(102)更包括一第二外表面(102-out);
    该第二外表面(102-out)的粗糙度超过10纳米。
  12. 根据权利要求1所述的二极管装置,其中该侧壁电流限制区域(201)更包括一第一外表面(201-out);该第二型半导体层(102)更包括一第二外表面(102-out);
    其中该第一外表面(201-out)具有一第三表面粗糙度(RS-201-out),该第二外表面(102-out)具有一第四表面粗糙度(RS-102-out),该第 三表面粗糙度(RS-201-out)大于或等于该第四表面粗糙度(RS-102-out)。
  13. 根据权利要求1所述的二极管装置,其中该侧壁电流限制区域(201)更包括一第一上表面(201-up),一第一外表面(201-out),及一第一内表面(201-in);
    其中该第一上表面(201-up)与该第一外表面(201-out)具有一第一夹角(Θ1),该第一上表面(201-up)与该第一内表面(201-in)具有一第二夹角(Θ2),该第一夹角(Θ1)及该第二夹角(Θ2)为接近直角90度。
  14. 根据权利要求1所述的二极管装置,其进一步包括一磁性层,其位于该第一型半导体层的下方。
  15. 根据权利要求1所述的二极管装置,其进一步包括一第二电流限制区域(202),其中该第一电流限制区域(201)及该第二电流限制区域(202)的最短距离具有50μm或更小宽度。
  16. 根据权利要求15所述的二极管装置,其进一步包括一第三电流限制区域(203),其位于该第一电流限制区域(201)及该第二电流限制区域(202)之间,并且与该第二电流限制区域(202)接触,其中该第三电流限制区域(203)的上表面与该第一电流限制区域(201)的上表面共平面。
  17. 根据权利要求16所述的二极管装置,其中该第一电流限制区域(201)具有一第一深度(D1),该第二电流限制区域(202)具有一第二深度(D2),该第三电流限制区域(203)具有一第三深度(D3),及该第一深度(D1)等于该第二深度(D2)等于该第三深度(D3)。
  18. 根据权利要求17所述的二极管装置,其中该侧壁电流限制区域(201)及该第二电流限制区域(202)与该第三电流限制区域(203)借由离子布植技术形成。
  19. 一种显示面板,其特征在于,该显示面板包含:一显示基板,该显示基板包括一微型发光二极管装置阵列,其中一部分微型发光二极管装置具有侧壁电流阻挡区域(501),其中一部分微型发光二极管装置具有侧壁电流限制区域(201);
    其中每一微型发光二极管装置具有1μm至100μm之一最大宽度;
    其中每一微型发光二极管装置包括一第一型半导体层(101)、一第二型半导体层(102)及一发光层(103),其位于该第一型半导体层(101)及该第二型半导体层(102)之间;
    其进一步包含用于切换及驱动该微型发光二极管装置阵列的电路;
    其中更包含微型控制器芯片阵列;
    其中每一微型控制器芯片连接至一扫描驱动电路及一数据驱动电路。
  20. 一种柔性显示器,其特征在于,该柔性显示器包含:一柔性基板(1010),该柔性基板上包括一微型发光二极管装置阵列,其中一部分微型发光二极管装置具有侧壁电流阻挡区域(501),其中一部分微型发光二极管装置具有侧壁电流限制区域(201);
    其中该侧壁电流阻挡区域(501)由介电材料组成;
    其中该侧壁电流限制区域借由离子布植技术形成;
    其中每一微型发光二极管装置的宽度为1μm至100μm;
    其中每一微型发光二极管装置包括一第一型半导体层(101)、一第二型半导体层(102)及一发光层(103),其位于该第一型半导体层(101)及该第二型半导体层(102)之间;
    多条扫描线路(1014);
    多条数据线路(1015);
    其中每一微型发光二极管装置(1011)连接于一对应的扫描线路(1014)以及一对应的数据线路(1015);
    其进一步包含驱动该微型发光二极管装置阵列的驱动电路;
    该驱动电路包含有:
    一闸极驱动器(1012);
    一源极驱动器(1013)。
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