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TWI661575B - 微型發光元件及顯示裝置 - Google Patents

微型發光元件及顯示裝置 Download PDF

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TWI661575B
TWI661575B TW107125053A TW107125053A TWI661575B TW I661575 B TWI661575 B TW I661575B TW 107125053 A TW107125053 A TW 107125053A TW 107125053 A TW107125053 A TW 107125053A TW I661575 B TWI661575 B TW I661575B
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light
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蔡百揚
Pai-Yang Tsai
陳飛宏
Fei-hong CHEN
史詒君
Yi-Chun Shih
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錼創顯示科技股份有限公司
Pixeled Display Co., Ltd.
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Abstract

一種微型發光元件包括元件層、第一電極以及第二電極。元件層包括本體和配置於本體上的凸起結構。第一電極電性連接元件層。第二電極電性連接元件層。第一電極、第二電極及凸起結構設置於本體的同一側。凸起結構位於第一電極與第二電極之間。第一電極與第二電極的連線通過凸起結構。本體具有表面。凸起結構於表面具有第一高度。第一電極與第二電極的任一於表面具有第二高度。第一高度為H1,第二高度為H2,且0.8≤H1/H2≤1.2。一種具有多個微型發光元件的顯示裝置也被提出。

Description

微型發光元件及顯示裝置
本發明是有關於一種發光元件及顯示裝置,且特別是有關於一種微型發光元件及顯示裝置。
隨著光電技術的演進,傳統的白熾燈泡與螢光燈管已逐漸被新一代的固態光源例如是發光二極體(light-emitting diode, LED)所取代,其具有諸如壽命長、體積小、高抗震性、高光效率及低功率消耗等優點,因此已經廣泛在家用照明及各種設備中作為光源使用。除了液晶顯示器的背光模組與家用照明燈具已廣泛採用發光二極體作為光源之外,近年來,發光二極體的應用領域已擴展至道路照明、大型戶外看板、交通號誌燈、UV固化及相關領域。發光二極體已經成為發展兼具省電及環保功能之光源的主要項目之一。
而在LED領域中,發展出一種將原本發光二極體晶片的尺寸縮小許多,而被稱為微型發光二極體(micro light emitting diode)的新技術。相較於目前市面上的有機發光二極體(organic light emitting diode)顯示器,微型發光二極體因具有較長的使用壽命與較低的生產成本,有望成為下一世代的顯示技術主流,也因此吸引許多廠商的積極投入。然而,發光二極體在微型化的同時,也縮短了兩電極接墊的間距,在轉移至電子裝置的接合過程中,分別連接兩電極接墊的導電銲材容易因溢流而發生短路,造成不良品發生的機率增加。
本發明提供一種微型發光元件,轉移成功率高。
本發明提供一種顯示裝置,生產良率高。
本發明的實施例提出一種微型發光元件,包括元件層、第一電極以及第二電極。元件層包括本體和配置於本體上的凸起結構。本體具有表面。第一電極電性連接元件層。第二電極電性連接元件層。第一電極、第二電極及凸起結構設置於本體的同一側。凸起結構位於第一電極與第二電極之間,且第一電極與第二電極的連線通過凸起結構。凸起結構於表面具有第一高度。第一電極與第二電極的任一於表面具有第二高度。第一高度為H1,第二高度為H2,且0.8≤H1/H2≤1.2。
本發明的實施例提出一種顯示裝置,包括背板、第一接合墊以及第二接合墊以及如上所述的微型發光元件。第一接合墊與第二接合墊設置於背板。微型發光元件的第一電極透過第一接合墊電性連接至背板。微型發光元件的第二電極透過第二接合墊電性連接至背板。第一接合墊與第二接合墊彼此分離。
在本發明的一實施例中,上述的微型發光元件的凸起結構的最大長度為L1。第一電極與第二電極的間距為S1,且0.8≤L1/S1≤1。
在本發明的一實施例中,上述的微型發光元件的元件層的最大長度為L2,且L1/L2≤0.8。
在本發明的一實施例中,上述的微型發光元件的第一高度小於第二高度,且(H2-H1)/H1≤0.2。
在本發明的一實施例中,上述的微型發光元件的第一高度大於第二高度,且(H1-H2)/H1≤0.2。
在本發明的一實施例中,上述的微型發光元件的元件層的厚度為H3,且0.01≤H1/H3≤0.95。
在本發明的一實施例中,上述的微型發光元件的元件層具有相對的兩側緣,且兩側緣的間距為S2,凸起結構與兩側緣的任一的最短間距為S3,且0.01≤S3/S2≤0.2。
在本發明的一實施例中,上述的微型發光元件的凸起結構在元件層的表面上的正投影面積與元件層的表面的表面積的比值小於等於0.8。
在本發明的一實施例中,上述的微型發光元件的本體包括第一型半導體層、發光層以及第二型半導體層。發光層設置於第一型半導體層上。第二型半導體層設置於發光層上。凸起結構連接第二型半導體層。
在本發明的一實施例中,上述的微型發光元件的元件層包括第一型半導體層、發光層以及第二型半導體層。發光層設置於第一型半導體層上。第二型半導體層設置於發光層上。凸起結構包括至少部分第二型半導體層。
在本發明的一實施例中,上述的微型發光元件的凸起結構包括第二型半導體層、發光層與部分第一型半導體層。
在本發明的一實施例中,上述的微型發光元件更包括絕緣層及導電層。絕緣層局部覆蓋第一型半導體層與凸起結構。導電層設置於絕緣層上,並連接凸起結構中暴露於絕緣層外的第二型半導體層。第二電極連接導電層,且第一電極連接第一型半導體層。
在本發明的一實施例中,上述的微型發光元件的第一電極與第二電極具有不同電性。
在本發明的一實施例中,上述的顯示裝置的第一接合墊與第二接合墊於背板上的正投影分別部分重疊於凸起結構於背板上的正投影。
在本發明的一實施例中,上述的顯示裝置的第一接合墊、第二接合墊及凸起結構於背板上的正投影彼此錯開。
在本發明的一實施例中,上述的顯示裝置的凸起結構的頂面與背板的表面切齊。
在本發明的一實施例中,上述的顯示裝置的背板具有凹槽,設置在對應的第一接合墊與第二接合墊之間。微型發光元件的部分凸起結構配置於背板的凹槽。
基於上述,本發明一實施例的微型發光元件及顯示裝置,因具有設置在第一電極與第二電極之間的凸起結構,在微型發光元件轉移至顯示裝置的接合製程中,能有效預防連接第一電極的接合墊與連接第二電極的接合墊因發生溢流而彼此導通,進而提升顯示裝置的生產良率,同時也能增加微型發光元件的設計裕度。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1為本發明一實施例的微型發光元件的剖面示意圖。圖2為本發明一實施例的微型發光元件的上視示意圖。圖1可對應於圖2的剖線A-A’。特別說明的是,圖2省略了圖1的絕緣層150的繪示。
請參照圖1及圖2,在本實施例中,微型發光元件100包括元件層110、第一電極120及第二電極130。第一電極120電性連接於元件層110。第二電極130電性連接於元件層110。微型發光元件100的元件層110包括凸起結構140和本體142,其中凸起結構140設置於第一電極120與第二電極130之間且配置於本體142上。第一電極120、第二電極130及凸起結構140設置於元件層110的同一側。更具體而言,第一電極120、第二電極130及凸起結構140設置於本體142的同一側,且於本體142的表面142s上的正投影不重疊。特別是,在本實施例中,第一電極120及第二電極130的連線通過凸起結構140,所述連線係由第一電極120上的任一點與第二電極130上的任一點所定義,進一步來說,所述連線在表面142s上的正投影會通過凸起結構140,又或者是說,所述連線在表面142s上的正投影會通過凸起結構140在表面142s上的正投影。
在本實施例中,凸起結構140、第一電極120及第二電極130的材質可相同,例如是選自金(Au)、錫(Sn)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、銦(In)、上述材料的合金及上述的組合,但本發明不以此為限。也就是說,凸起結構140與第一電極120及第二電極130可形成於同一膜層,以避免增加額外的生產成本。於其他實施例中,凸起結構140的材質亦可選自透光材料,例如是氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、其它合適的無機材料、或上述至少二種材料的堆疊層,以避免遮擋微型發光元件100的正向出光。
在本實施例中,本體142包括第一型半導體層111、發光層112及第二型半導體層113,其中發光層112設置於第一型半導體層111上,第二型半導體層113設置於發光層112上,但本發明不以此為限。舉例而言,在本實施例中,凸起結構140連接於第二型半導體層113,但本發明不以此為限。
第一型半導體層111和第二型半導體層113可包括Ⅱ-Ⅵ族材料(例如:鋅化硒(ZnSe))或Ⅲ-Ⅴ氮族化物材料(例如:氮化鎵(GaN)、氮化鋁(AlN)、氮化銦(InN)、氮化銦鎵(InGaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)或氮化鋁銦鎵(AlInGaN))。在本實施例中,第一型半導體層111例如是N型摻雜半導體層,N型摻雜半導體層的材料例如是N型氮化鎵(n-GaN)。第二型半導體層113例如是P型摻雜半導體層,P型摻雜半導體層的材料例如是P型氮化鎵(p-GaN),但本發明不以此為限。在本實施例中,發光層112的結構例如是多層量子井結構(Multiple Quantum Well, MQW),多重量子井結構包括交替堆疊的多層氮化銦鎵(InGaN)以及多層氮化鎵(GaN),藉由設計發光層112中銦或鎵的比例,可調整發光層112的發光波長範圍,但本發明不以此為限。
在本實施例中,第一電極120貫穿第二型半導體層113及發光層112以連接第一型半導體層111,第二電極130連接於第二型半導體層113。然而,本發明不以此為限,根據其他的實施例,第一電極120及第二電極130可分別透過其他的導電層與第一型半導體層111及第二型半導體層113電性連接。此處,第一電極120例如為一N型電極,第二電極130例如為一P型電極。更具體而言,第一電極120與第二電極130具有不同的電性。在本實施例中,第一電極120及第二電極130的材料例如是選自金(Au)、錫(Sn)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、銦(In)、上述材料的合金及上述的組合,但本發明不以此為限。
請參照圖1,在本實施例中,微型發光元件100更包括絕緣層150,覆蓋凸起結構140、發光層112、部分的第一型半導體層111及部分的第二型半導體層113。第一電極120貫穿絕緣層150、第二型半導體層113及發光層112,與第一型半導體層111連接,第二電極130貫穿絕緣層150與第二型半導體層113連接。特別一提的是,覆蓋於凸起結構140的部分絕緣層150也可視為凸起結構140的一部分,但於未繪出的一實施例中,絕緣層150亦可被省略。在本實施例中,絕緣層150的材質例如是氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、其它合適的無機材料、或上述至少二種材料的堆疊層,但本發明不以此為限。
在本實施例中,凸起結構140於本體142的表面142s的第一方向D1上,於表面100s的垂直高度為第一高度H1。第一電極120與第二電極130的任一者在第一方向D1上於該表面142s的垂直高度為第二高度H2。舉例而言,凸起結構140的第一高度H1及第一電極120或第二電極130的第二高度H2可滿足以下關係式:0.8≤H1/H2≤1.2,其中小於0.8會使阻擋接合過程溢流的效果不佳,大於1.2會使接合過程的良率變差。較佳的實施條件為|H1-H2|≤1微米,可有效避免過接合過程的溢流以及增加接合過程的良率,但本發明不以此為限。特別說明的是,本體142的表面142s是指本體142最頂端的表面。在一些實施例中,凸起結構140的第一高度H1小於第一電極120與第二電極130的任一者的第二高度H2,且滿足以下關係式:(H2-H1)/H1≤0.2,大於0.2會使阻擋接合過程溢流的效果不佳。在另一些實施例中,凸起結構140的第一高度H1大於第一電極120與第二電極130的任一者的第二高度H2,且滿足以下關係式:(H1-H2)/H1≤0.2,大於0.2影響接合過程的良率。
在本實施例中,元件層110在第一方向D1上具有厚度H3。舉例而言,凸起結構140的第一高度H1及元件層110的厚度H3可滿足以下關係式:0.01≤H1/H3≤0.95,其中小於0.01會使阻擋接合過程溢流的效果不佳,大於0.95會影響接合過程的良率。較佳的實施條件為0.3≤H1/H3≤0.7,可有效阻擋接合過程的溢流以及增加接合過程的良率,但本發明不以此為限。請參照圖2,在本實施例中,第一電極120與第二電極130的所述連線可實質上平行於第二方向D2(即剖線A-A’的延伸方向),且第二方向D2實質上垂直於第一方向D1,但本發明不以此為限。在本實施例中,凸起結構140沿第二方向D2上具有一最大長度L1,第一電極120與第二電極130沿第二方向D2上具有間距S1。舉例而言,凸起結構140的長度L1及第一電極120與第二電極130之間的間距S1可滿足以下關係式:0.8≤L1/S1≤1,小於0.8會使阻擋溢流的效果不佳,但本發明不以此為限。
在本實施例中,元件層110在第二方向D2上具有最大長度L2。舉例而言,在本實施例中,凸起結構140的長度L1及元件層110的長度L2可滿足以下關係式:L1/L2≤0.8,避免凸起結構140過於靠近本體142的邊緣而造成良率下降,但本發明不以此為限。在本實施例中,凸起結構140在垂直於第二方向D2的第三方向D3上具有最大寬度W1,元件層110在第三方向D3上具有最大寬度W2。舉例而言,在本實施例中,凸起結構140的寬度W1及元件層110的寬度W2可滿足以下關係式:W1/W2≤0.8,避免凸起結構140過於靠近本體 142的邊緣而造成良率下降,但本發明不以此為限。特別說明的是,第一電極120與第二電極130在垂直於第二方向D2的第三方向D3上分別具有最大寬度W3和最大寬度W4,其中寬度W1分別大於寬度W3和寬度W4,可具有較佳的溢流的容許度。
在本實施例中,元件層110具有相對的兩側緣110a、110b,兩側緣110a、110b的間距為S2。凸起結構140與兩側緣110a、110b的任一者的最短間距為S3。舉例而言,在本實施例中,元件層110的兩側緣110a、110b的間距S2及凸起結構140與兩側緣110a、110b的任一者的最短間距S3可滿足以下關係式:0.01≤S3/S2≤0.2,避免凸起結構140過於靠近元件層110的兩側緣110a而造成例如是側壁漏電等問題,以致良率下降,但本發明不以此為限。特別是,在一些較佳的實施例中,凸起結構140與兩側緣110a、110b的任一者的最短間距S3可小於等於10微米。
在本實施例中,凸起結構140在本體142的表面142s上的正投影面積與本體142的表面142s的表面積的比值可小於等於0.8,大於0.8會使凸起結構140的佔比大太而降低溢流的容許度,但本發明不以此為限。雖然本發明的一些實施例特定於描述包含p-n二極體的微型發光元件,但應理解本發明的實施例不限於此,某些實施例亦可應用到其他微型半導體元件,包括可控制執行預定電子功能的微型半導體元件(例如二極體、電晶體、積體電路)或具光子功能的微型半導體元件(例如發光二極體、雷射二極體、光電二極體)。本發明的其他實施例亦可應用到包括電路的微晶片,例如以Si或SOI晶圓為材料用於邏輯或記憶應用微晶片,或以GaAs晶圓為材料用於RF通信應用的微晶片。
圖3為本發明另一實施例的微型發光元件的剖面示意圖。請參照圖3,本實施例中的微型發光元件100A與圖1所示的微型發光元件100的主要差異在於,微型發光元件100A的凸起結構140A包括至少部分第二型半導體層113A。
在本實施例中,第一電極120A貫穿本體142A的第二型半導體層113A和發光層112A與暴露於絕緣層150外的第一型半導體層111A電性連接,第二電極130A連接暴露於絕緣層150外的第二型半導體層113A,但本發明不以此為限。在本實施例中,凸起結構140A的第一高度H1及元件層110A的厚度H3滿足以下關係式:0.01≤H1/H3≤0.3,以有效阻擋接合過程的溢流及增加接合過程的良率。
圖4為本發明又一實施例的微型發光元件的剖面示意圖。請參照圖4,本實施例中的微型發光元件100B與圖1所示的微型發光元件100的主要差異在於,微型發光元件100B的凸起結構140B包括第二型半導體層113B與發光層112B。舉例而言,在本實施例中,凸起結構140B更包括部分的第一型半導體層111B,且本體142B包括部分的第一型半導體層111B,但本發明不以此為限。在本實施例中,發光層112B位於中央的凸起結構140B中,且第一電極120B與第二電極130B配置於凸起結構140B的兩側。因此,微型發光元件100B的電流密度被集中,以增加微型發光元件100B的出光效率,並避免側漏電等問題。
特別說明的是,本實施例中的凸起結構140B與本體142B可選擇自同一種製程形成,例如都是透過有機金屬化學氣相沈積法(Metal-organic Chemical Vapor Deposition)形成。更佳的是,第一型半導體層111B、發光層112B與第二型半導體層113B先完成後,再經由黃光、蝕刻等製程分別形成凸起結構140B與本體142B,以增加微型發光元件100B的製作效率,但本發明不以此為限。在本實施例中,凸起結構140B的第一高度H1及元件層110B的厚度H3滿足以下關係式:0.7≤H1/H3≤0.95,其中小於0.7會使阻擋接合過程溢流的效果不佳,大於0.95影響接合過程的良率。
在本實施例中,第一電極120B及第二電極130B設置於第一型半導體層111B上。微型發光元件100B更包括絕緣層160及導電層170。絕緣層160局部覆蓋第一型半導體層111B與凸起結構140B。導電層170設置於絕緣層160上,並連接凸起結構140B中暴露於絕緣層160外的第二型半導體層113B。舉例而言,第二電極130B透過導電層170與第二型半導體層113B電性連接,第一電極120B連接暴露於絕緣層150B外的第一型半導體層111B,但本發明不以此為限。在本實施例中,絕緣層160及絕緣層150B的材質可相同,材質例如是氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、其它合適的無機材料、或上述至少二種材料的堆疊層,但本發明不以此為限。特別一提的是,覆蓋於凸起結構140B的部分絕緣層150B、絕緣層160及導電層170,也可視為凸起結構140B的一部分。
在本實施例中,基於導電性的考量,導電層170的材料一般是使用金屬材料。然而,本發明不限於此,在一些實施例中,導電層170的材料也可以使用其他導電材料,例如是合金、金屬材料的氮化物、金屬材料的氧化物、金屬材料的氮氧化物、或其他合適的材料、或是金屬材料與其他導電材料的堆疊層。在另一些實施例中,導電層170的材料也可以是反射率高的導電材料,例如是銀(Ag)、鋁(Al)或金(Au),以提高微型發光元件100B的有效出光強度。
圖5A至圖5B為本發明一實施例的顯示裝置10A的接合流程的剖面示意圖。圖5A繪示了多個微型發光元件100轉移(transfer)至背板11上的剖面示意圖。請參照圖5A,在本實施例中,顯示裝置10A包括多個微型發光元件100、背板11、多個第一接合墊12以及多個第二接合墊13。多個第一接合墊12分別與多個微型發光元件100的第一電極120對應設置於背板11,多個第二接合墊13分別與多個微型發光元件100的第二電極130對應設置於背板11。在本實施例中,第一接合墊12及第二接合墊13的材料例如選自於金、銅、錫、銦、上述材料的合金及上述材料的組成,亦或是錫膏(solder paste),但本發明不以此為限。根據其他的實施例,第一接合墊12及第二接合墊13的材料也可以是異方性導電膜(Anisotropic Conductive Film, ACF)或其他適合的接合材料。
圖5B繪示了本實施例的顯示裝置10A在多個第一接合墊12及多個第二接合墊13加熱固化後的剖面示意圖。請參照圖5B,在圖5A的多個第一接合墊12及多個第二接合墊13被加熱至熔融狀態後,呈現熔融狀態的多個第一接合墊12及多個第二接合墊13分別沿著背板11的表面11s溢流。其中朝向凸起結構140流動的第一接合墊12及第二接合墊13溢流入凸起結構140與背板11之間。特別是,在本實施例中,溢流入凸起結構140與背板11之間的第一接合墊12及第二接合墊13並未接觸於彼此。也就是說,本實施例中的凸起結構140可大幅降低第一接合墊12及第二接合墊13在呈現熔融狀態時因溢流而造成短路的機率。
在第一接合墊12及第二接合墊13降溫固化後,微型發光元件100的第一電極120透過第一接合墊12電性連接至背板11,微型發光元件100的第二電極130透過第二接合墊13電性連接至背板11,以形成本實施例的顯示裝置10A。在本實施例中,第一接合墊12及第二接合墊13於背板11上的正投影分別部分重疊於凸起結構140於背板11上的正投影,但本發明不以此為限。在一些實施例中,第一接合墊12、第二接合墊13及凸起結構140於背板11上的正投影彼此錯開。
具體而言,在本實施例中,顯示裝置10A例如是微型發光二極體顯示器(Micro LEDs Display)。取決於其應用,微型發光二極體顯示器可包含其他組件。此等其他組件包含(但不限於):記憶體、觸控螢幕控制器及電池。在其他實施方案中,微型發光二極體顯示器可為電視機、平板電腦、電話、膝上型電腦、電腦監視器、獨立式終端機服務台、數位相機、手持遊戲控制台、媒體顯示器、電子書顯示器、車用顯示器或大面積電子看板顯示器。此外,與一般的發光二極體技術相比,微型發光元件從毫米級降至微米級,因此微型發光二極體顯示器能達高解析度,並能夠降低顯示之電力消耗,更具節能、機構簡單、薄型等優勢。
在本實施例中,背板11例如是畫素陣列基板,畫素陣列基板可選自互補式金屬氧化物半導體CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)基板、矽基液晶LCOS(Liquid Crystal on Silicon)基板、薄膜電晶體TFT(Thin Film Transistor)基板或是其他具有驅動電路的基板。多個微型發光元件100可包括具有不同發光波長範圍(例如紅光、藍光、綠光)的微型發光二極體,但本發明不以此為限。
在本實施例中,微型發光元件100的凸起結構140於背板11的表面11s上的正投影輪廓為長方形。然而,本發明不以此為限,根據其他的實施例,微型發光元件100的凸起結構140於背板11的表面11s上的正投影輪廓也可以是方形、圓形、菱形或其他適合的形狀。值得一提的是,在一些實施例中,應用於顯示裝置(例如是微型發光二極體顯示器)的多個微型發光元件100的凸起結構140於背板11的表面11s上的正投影輪廓可依據不同的發光波長範圍而採用不同的形狀。如此一來,在多個微型發光元件轉移至背板(例如是畫素陣列基板)的過程中,具不同外觀的凸起結構140可提升不同顯色畫素的對位準確率。
圖6為本發明另一實施例的顯示裝置的剖面示意圖。請參照圖6,本實施例的顯示裝置10B與圖5B的顯示裝置10A的差異在於,微型發光元件100C的凸起結構140C的頂面140Ct與背板11的表面11s切齊。因此,在接合的過程中,呈現熔融狀態的第一接合墊12及第二接合墊13可被微型發光元件100C的凸起結構140C完全阻擋,可大幅降低第一接合墊12及第二接合墊13在呈現熔融狀態時因溢流而造成短路的機率。特別說明的是,此處凸起結構140C包括絕緣層150,但絕緣層150亦可被省略,只要使呈現熔融狀態的第一接合墊12及第二接合墊13被阻擋,亦為本發明所屬範圍。
圖7為本發明又一實施例的顯示裝置10C的剖面示意圖。請參照圖7,本實施例的顯示裝置10C與圖6的顯示裝置10B的差異在於,背板11C具有多個凹槽11Ca,且每一凹槽11Ca分別設置在與一個微型發光元件100D對應的一組第一接合墊12及第二接合墊13之間。在本實施例中,微型發光元件100D的部分凸起結構140D配置於背板11C的凹槽11Ca。因此,相較於圖6的顯示裝置10B,本實施例的顯示裝置10C可更進一步降低第一接合墊12及第二接合墊13在呈現熔融狀態時因溢流而造成短路的機率。
特別一提的是,本實施例中的背板11C的凹槽11Ca於背板11C的表面11Cs上的正投影輪廓例如是長方形,但本發明不限於此,在一些實施例中,背板11C的凹槽11Ca於背板11C的表面11Cs上的正投影輪廓也可以是方形、圓形、菱形或其他適合的形狀,以匹配微型發光元件100D於背板11C的表面11Cs上的正投影輪廓。也就是說,應用於顯示裝置(例如是微型發光二極體顯示器)的多個微形發光元件100D(例如是不同發光顏色的微型發光二極體)可利用背板11C上的凹槽11Ca於表面11Cs上的投影輪廓進行對位,以提升不同顯色畫素的對位準確率。
綜上所述,本發明的實施例的微型發光元件及顯示裝置,因具有設置在第一電極與第二電極之間的凸起結構,在微型發光元件轉移至顯示裝置的接合製程中,能有效預防連接第一電極的接合墊與連接第二電極的接合墊因發生溢流而彼此導通,進而提升顯示裝置的生產良率,同時也能增加微型發光元件的設計裕度。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明的精神和範圍內,當可作些許的更動與潤飾,故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10A、10B、10C‧‧‧顯示裝置
11、11C‧‧‧背板
11Ca‧‧‧凹槽
11s、11Cs、142s‧‧‧表面
12‧‧‧第一接合墊
13‧‧‧第二接合墊
100、100A、100B、100C、100D‧‧‧微型發光元件
110、110A、110B‧‧‧元件層
110a、110b‧‧‧側緣
111、111A、111B‧‧‧第一型半導體層
112、112A、112B‧‧‧發光層
113、113A、113B‧‧‧第二型半導體層
120、120A、120B‧‧‧第一電極
130、130A、130B‧‧‧第二電極
140、140A、140B、140C、140D‧‧‧凸起結構
140Ct‧‧‧頂面
142、142A、142B‧‧‧本體
150、150B、160‧‧‧絕緣層
170‧‧‧導電層
D1‧‧‧第一方向
D2‧‧‧第二方向
D3‧‧‧第三方向
H1‧‧‧第一高度
H2‧‧‧第二高度
H3‧‧‧厚度
L1、L2‧‧‧長度
S1、S2、S3‧‧‧間距
W1、W2、W3、W4、‧‧‧寬度
A-A’‧‧‧剖線
圖1為本發明一實施例的微型發光元件的剖面示意圖。 圖2為本發明一實施例的微型發光元件的上視示意圖。 圖3為本發明另一實施例的微型發光元件的剖面示意圖。 圖4為本發明又一實施例的微型發光元件的剖面示意圖。 圖5A至圖5B為本發明一實施例的顯示裝置的接合流程的剖面示意圖。 圖6為本發明另一實施例的顯示裝置的剖面示意圖。 圖7為本發明又一實施例的顯示裝置的剖面示意圖。

Claims (18)

  1. 一種微型發光元件,包括:一元件層,包括一本體和配置於該本體上的一凸起結構,該本體具有一表面,其中該凸起結構的一部分接觸該本體,且該凸起結構的該部分的材質與該本體的至少一部分的材質相同;一第一電極,電性連接該元件層;以及一第二電極,電性連接該元件層,其中該第一電極、該凸起結構以及該第二電極設置於該本體的同一側,其中該凸起結構位於該第一電極與該第二電極之間,且該第一電極與該第二電極的一連線通過該凸起結構,其中該凸起結構於該表面具有一第一高度,該第一電極與該第二電極的任一於該表面具有一第二高度,該第一高度為H1,該第二高度為H2,且0.8
    Figure TWI661575B_C0001
    H1/H2
    Figure TWI661575B_C0002
    1.2。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的微型發光元件,其中該凸起結構的一最大長度為L1,該第一電極與該第二電極的一間距為S1,且0.8
    Figure TWI661575B_C0003
    L1/S1
    Figure TWI661575B_C0004
    1。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的微型發光元件,其中該元件層的一最大長度為L2,且L1/L2
    Figure TWI661575B_C0005
    0.8。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的微型發光元件,其中該第一高度小於該第二高度,且(H2-H1)/H1
    Figure TWI661575B_C0006
    0.2。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的微型發光元件,其中該第一高度大於該第二高度,且(H1-H2)/H1
    Figure TWI661575B_C0007
    0.2。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的微型發光元件,其中該元件層的厚度為H3,且0.01
    Figure TWI661575B_C0008
    H1/H3
    Figure TWI661575B_C0009
    0.95。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的微型發光元件,其中該元件層具有相對的兩側緣,且該兩側緣的間距為S2,該凸起結構與該兩側緣的任一的最短間距為S3,且0.01
    Figure TWI661575B_C0010
    S3/S2
    Figure TWI661575B_C0011
    0.2。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的微型發光元件,其中該凸起結構在該本體的該表面上的正投影面積與該本體的該表面的表面積的比值小於等於0.8。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的微型發光元件,其中該本體包括:一第一型半導體層;一發光層,設置於該第一型半導體層上;以及一第二型半導體層,設置於該發光層上,其中該凸起結構連接該第二型半導體層。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的微型發光元件,其中該元件層包括:一第一型半導體層;一發光層,設置於該第一型半導體層上;以及一第二型半導體層,設置於該發光層上,其中該凸起結構包括至少部分該第二型半導體層。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的微型發光元件,其中該凸起結構包括該第二型半導體層、該發光層與部分該第一型半導體層。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的微型發光元件,更包括:一絕緣層,局部覆蓋該第一型半導體層與該凸起結構;以及一導電層,設置於該絕緣層上,並連接該凸起結構中暴露於該絕緣層外的該第二型半導體層,其中該第二電極連接該導電層,且該第一電極連接該第一型半導體層。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的微型發光元件,其中該第一電極與該第二電極具有不同電性。
  14. 一種顯示裝置,包括:多個微型發光元件,包括:一元件層,包括一本體與配置於該本體上的一凸起結構,該本體具有一表面,其中該凸起結構的一部分接觸該本體,且該凸起結構的該部分的材質與該本體的至少一部分的材質相同;一第一電極,電性連接該元件層;以及一第二電極,電性連接該元件層;其中該第一電極、該凸起結構以及該第二電極設置於該本體的同一側,其中該凸起結構位於該第一電極與該第二電極之間,且該第一電極與該第二電極的一連線通過該凸起結構,該凸起結構垂直於該表面,且具有一第一高度,該第一電極與該第二電極的任一垂直於該表面,且具有一第二高度,該第一高度為H1,該第二高度為H2,且0.8
    Figure TWI661575B_C0012
    H1/H2
    Figure TWI661575B_C0013
    1.2;一背板;以及一第一接合墊及一第二接合墊,設置於該背板,其中該微型發光元件的該第一電極透過該第一接合墊電性連接至該背板,該微型發光元件的該第二電極透過該第二接合墊電性連接至該背板,且該第一接合墊與該第二接合墊彼此分離。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的顯示裝置,其中該第一接合墊及該第二接合墊於該背板上的正投影分別部分重疊於該凸起結構於該背板上的正投影。
  16. 如申請專利範圍第14項所述的顯示裝置,其中該第一接合墊、該第二接合墊及該凸起結構於該背板上的正投影彼此錯開。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的顯示裝置,其中該凸起結構的一頂面與該背板的一表面切齊。
  18. 如申請專利範圍第14項所述的顯示裝置,其中該背板具有一凹槽,設置在對應的該第一接合墊與該第二接合墊之間,該微型發光元件的部分該凸起結構配置於該背板的該凹槽。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112582507A (zh) * 2019-09-30 2021-03-30 成都辰显光电有限公司 Led芯片及显示面板
CN114514611A (zh) * 2019-09-26 2022-05-17 Lg电子株式会社 使用微型led的显示装置及其制造方法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12322732B2 (en) 2017-02-09 2025-06-03 Vuereal Inc. Circuit and system integration onto a microdevice substrate
US11916096B2 (en) 2017-02-09 2024-02-27 Vuereal Inc. Circuit and system integration onto a micro-device substrate
TWI685945B (zh) * 2018-12-04 2020-02-21 錼創顯示科技股份有限公司 微型半導體元件結構
TWI725757B (zh) * 2020-03-05 2021-04-21 財團法人工業技術研究院 子畫素結構、畫素結構以及應用於其的發光二極體晶粒
CN111463233B (zh) * 2020-04-16 2022-09-13 錼创显示科技股份有限公司 微型发光元件显示装置
TWI726685B (zh) 2020-04-16 2021-05-01 錼創顯示科技股份有限公司 微型發光元件顯示裝置
KR20220041484A (ko) * 2020-09-25 2022-04-01 삼성전자주식회사 마이크로 발광 소자, 이를 포함한 디스플레이 장치 및 그 제조 방법
CN112259671B (zh) * 2020-10-23 2021-11-09 京东方科技集团股份有限公司 一种驱动背板、显示面板及显示装置
CN115148875A (zh) * 2021-03-31 2022-10-04 联嘉光电股份有限公司 一种发光二极管晶粒结构
CN114005916A (zh) * 2021-11-01 2022-02-01 厦门天马微电子有限公司 微型发光二极管和显示面板

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201351719A (zh) * 2012-05-25 2013-12-16 東芝股份有限公司 半導體發光裝置及光源單元
US20160020353A1 (en) * 2014-05-24 2016-01-21 Hiphoton Co., Ltd Semiconductor structure
TW201605082A (zh) * 2014-07-18 2016-02-01 首爾偉傲世有限公司 發光二極體、發光裝置及其製造方法
TW201804608A (zh) * 2016-07-18 2018-02-01 流明斯有限公司 微發光二極體陣列顯示裝置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100298205B1 (ko) * 1998-05-21 2001-08-07 오길록 고집적삼색발광소자및그제조방법
KR100826424B1 (ko) * 2003-04-21 2008-04-29 삼성전기주식회사 반도체 발광 다이오드 및 그 제조방법
TW200501456A (en) * 2003-04-23 2005-01-01 Hoya Corp Light-emitting diode

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201351719A (zh) * 2012-05-25 2013-12-16 東芝股份有限公司 半導體發光裝置及光源單元
US20160020353A1 (en) * 2014-05-24 2016-01-21 Hiphoton Co., Ltd Semiconductor structure
TW201605082A (zh) * 2014-07-18 2016-02-01 首爾偉傲世有限公司 發光二極體、發光裝置及其製造方法
TW201804608A (zh) * 2016-07-18 2018-02-01 流明斯有限公司 微發光二極體陣列顯示裝置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114514611A (zh) * 2019-09-26 2022-05-17 Lg电子株式会社 使用微型led的显示装置及其制造方法
EP4036977A4 (en) * 2019-09-26 2023-11-01 LG Electronics Inc. Display device using micro-leds and method for manufacturing same
CN112582507A (zh) * 2019-09-30 2021-03-30 成都辰显光电有限公司 Led芯片及显示面板
CN112582507B (zh) * 2019-09-30 2022-04-26 成都辰显光电有限公司 Led芯片及显示面板

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