使用半導體發(fā)光器件的顯示裝置及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及使用半導體發(fā)光器件的顯示裝置及其制造方法。一種半導體發(fā)光器件包括：第一導電型半導體層；布置在第一導電型半導體層上的第一導電型電極；與第一導電型半導體層重疊的第二導電型半導體層；布置在第二導電型半導體層上的第二導電型電極；以及包括覆蓋第一和第二導電型半導體層的側表面的具有不同折射率多個層的鈍化層以反射發(fā)射到半導體發(fā)光器件的側表面的光。
【專利說明】
使用半導體發(fā)光器件的顯示裝置及其制造方法
技術領域
[0001]本公開涉及顯示裝置及其制造方法，更具體地，涉及使用半導體發(fā)光器件的柔性顯示裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，在顯示技術領域，具有諸如低剖面、柔性等出色特性的顯示裝置被開發(fā)出來。目前商業(yè)化顯示器的主要代表是液晶顯示器(LCD)和有源矩陣有機發(fā)光二極管(AMOLED)。然而，在LCD的示例中存在如響應時間差強人意、柔性難以實現(xiàn)等問題，而AMOLED的示例中存在如壽命短、差強人意的良品率以及低柔性等缺點。
[0003]此外，自從1962年使用GaAsP化合物半導體的紅光LED以及GaP:N基的綠光LED進入商用以來，發(fā)光二極管(LED)已是為人熟知的將電流轉化為光的發(fā)光器件，并且被用作在包括信息通信裝置的電子裝置中顯示圖像的光源。相應地，半導體發(fā)光器件可被用于實現(xiàn)柔性顯示器，從而展示出解決問題的方案。
[0004]使用半導體發(fā)光器件的柔性顯示器可能需要增強半導體發(fā)光器件的發(fā)光效率。此夕卜，必要性的方案涉及制造半導體發(fā)光器件的限制不應復雜。

【發(fā)明內容】

[0005]因此，詳細描述的一個方面意圖提供用于增強顯示裝置亮度的結構，及其制造方法。
[0006]詳細描述的另一個方面是減輕或防止光在半導體發(fā)光器件方面的損耗。
[0007]為了達到這些以及其它優(yōu)點，并依照本說明書的目的，正如此處呈現(xiàn)并明顯描述的，本發(fā)明在一個方面提供了一種顯示裝置，可以包括安裝在襯底上的多個半導體發(fā)光器件，其中至少一個半導體發(fā)光器件可以包括:第一導電型電極和第二導電型電極；第一導電型電極布置于其上的第一導電型半導體層；覆蓋第一導電型半導體層并且第二導電型電極布置于其上的第二導電型半導體層；以及被形成以覆蓋第一導電型半導體層和第二導電型半導體層的側表面的鈍化層，其中鈍化層包括具有不同折射率的多個層以反射發(fā)射到側表面的光。
[0008]在另一個方面中，本發(fā)明提供了一種制造顯示裝置的方法，包括:在襯底上生長第一導電型半導體層、有源層、以及第二導電型半導體層；通過蝕刻隔離襯底上的半導體發(fā)光器件；形成鈍化層以覆蓋半導體發(fā)光器件的側表面；并且將其上形成有鈍化層的半導體發(fā)光器件連接到布線襯底，并移除襯底，其中鈍化層包括具有不同折射率的多個層以反射發(fā)射到側表面的光。
[0009]從下文給出的詳細描述中，本申請的適用性的進一步范圍將變得更加明確。然而，應該理解，由于對于那些本領域的熟練的技術人員來說對詳細描述在本發(fā)明的精神和范圍內進行的各種變化和修改將變得明顯，詳細描述和具體示例，在表示發(fā)明的首選實施例時，只是通過示例說明的方式給出。
【附圖說明】
[0010]被包括以提供說明書的進一步理解、并且被并入且構成此說明書的一部分的附圖，說明了本說明書的解釋性實施例并連同描述一起解釋本發(fā)明的原理。
[0011]在附圖中:
[0012]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例說明使用半導體發(fā)光器件的顯示裝置的概念性視圖；
[0013]圖2是圖1中“A”部分的局部放大視圖，而圖3A和3B是沿著圖2中B-B線和C-C線的截面圖；
[0014]圖4是說明圖3A的倒裝芯片型半導體發(fā)光器件的概念性視圖；
[0015]圖5A到5C是說明結合倒裝芯片型半導體發(fā)光器件實現(xiàn)顏色的各種形式的概念性視圖；
[0016]圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施例說明制造使用半導體發(fā)光器件的顯示裝置的方法的截面圖；
[0017]圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例說明使用半導體發(fā)光器件的顯示裝置的透視圖；
[0018]圖8是沿圖7中D-D線所取的截面圖；
[0019]圖9是說明圖8中垂直式半導體發(fā)光器件的概念性視圖；
[0020]圖10是圖1的“A”部分的放大圖，說明具有根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的新型結構的半導體發(fā)光器件；
[0021]圖1lA是沿圖10的E-E線所取的截面圖；
[0022]圖1lB是沿圖10的F-F線所取的截面圖；
[0023]圖12是說明圖1lA的具有新型結構的半導體發(fā)光器件的概念性視圖；
[0024]圖13A是說明根據(jù)鈍化層材料的反射率的曲線圖；
[0025]圖13B是說明根據(jù)重復堆疊的多個層的數(shù)量的反射率的曲線圖；
[0026]圖14A、14B、14C、14D、15A、15B和15C是根據(jù)本發(fā)明的實施例說明使用半導體發(fā)光器件的顯示裝置的制造方法的截面圖；
[0027]圖16是說明了本發(fā)明的另一個實施例的、圖1的“A”部分的放大圖；
[0028]圖17A是沿圖15的G-G線所取的截面圖；
[0029]圖17B是沿圖15的H-H線所取的截面圖；而
[0030]圖18是說明圖17A的倒裝芯片型半導體發(fā)光器件的概念性視圖。
【具體實施方式】
[0031]在下文中，此處公開的實施例將參照附圖進行詳細描述，并且相同或相似的元素被以相同的附圖標記指定，圖中的數(shù)字和它們的冗余描述將被忽略。在以下描述中用于構成本公開的元素的后綴“模塊”或“單元”，只是為了方便說明書的描述，而后綴本身并不提供任何特殊意義或功能。同樣，應該注意的是，附圖僅僅是為了便于解釋本發(fā)明的概念而被說明的，因此，它們不應該被解釋為通過附圖對此處公開的技術概念限制。此外，當一個元素，如層、區(qū)或襯底被稱為“在”另一個元素“上”時，它可以直接在另一元素上，或者也可以在其中插入中間元素。
[0032]此處公開的顯示裝置可能包括便攜式電話、智能電話、筆記本計算機、數(shù)字廣播終端、個人數(shù)字助理(PDA)、便攜式多媒體播放器(PMP)、導航系統(tǒng)、板式PC、平板PC、超級筆記本、數(shù)字TV、臺式計算機、等等。然而，容易被那些本領域技術人員理解的是，盡管新的產(chǎn)品類型將在以后被開發(fā)出來，但此處公開的結構仍可適用于任何可以顯示的設備。
[0033]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例說明使用半導體發(fā)光器件的顯示裝置100的概念性視圖。根據(jù)該圖，顯示裝置100的控制器處理的信息可以使用柔性顯示器顯示。柔性顯示器100可包括柔性的、可彎曲的、可扭卷的、可折疊、以及可卷曲的顯示器。例如，柔性顯示器可被制造在可以像紙張一樣被扭曲、彎曲、折疊或卷曲的薄的并且柔性的襯底上，同時保持相關領域的平板顯示器的顯示特征。
[0034]在柔性顯示器未被扭曲的構造(例如，具有無窮大曲率半徑的構造，以下，稱為“第一構造”)中，柔性顯示器100的顯示區(qū)域成為平面。在柔性顯示器在第一構造中被外力扭曲的構造(例如，具有有限曲率半徑的構造，以下，稱為“第二構造”)中，其顯示區(qū)域成為曲面。如圖中所述，顯示在第二構造中的信息可以是顯示在曲面上的視覺信息。視覺信息可以通過單獨控制以矩陣形式布置的子像素的光發(fā)射而被實現(xiàn)。子像素代表實現(xiàn)一種顏色的最小單元。
[0035]柔性顯示器的子像素可以由半導體發(fā)光器件實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，發(fā)光二極管(LED)被描述為半導體發(fā)光器件的一種類型。發(fā)光二極管可以以小尺寸形成，通過這樣，即使在第二構造中，起到子像素的作用。
[0036]以下，使用發(fā)光二極管實現(xiàn)的柔性顯示器將參考附圖被更詳細地描述。特別地，圖2是圖1中“A”部分的局部放大視圖，圖3A和3B是沿著圖2中B-B線和C-C線的截面圖，圖4是說明圖3A中倒裝芯片型半導體發(fā)光器件的概念性視圖，而圖5A到5C是說明結合倒裝芯片型半導體發(fā)光器件實現(xiàn)顏色的各種形式的概念性視圖。
[0037]根據(jù)圖2、3A和3B中的附圖，使用無源矩陣(PM)型半導體發(fā)光器件的顯示裝置100以示例的方式被示出。然而，在其它實施例中，下面的說明也適用于有源矩陣(AM)型半導體發(fā)光器件。
[0038]如圖所示，顯示裝置100包括襯底110、第一電極120、導電粘合層130、第二電極140、以及多個半導體發(fā)光器件150。襯底110可以是柔性襯底，并且包括玻璃或聚酰亞胺(PD以實現(xiàn)柔性顯示裝置。此外，作為柔性材料，如聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)等等的任何一種均可以被使用。此外，襯底110既可以是透明的材料，也可以是不透明的材料。
[0039]襯底110可以是與第一電極120 —起布置的布線襯底，因此第一電極120可以被置于襯底110上。根據(jù)附圖，絕緣層160可以與第一電極120 —起被布置在襯底110上，且輔助電極170可以被放置在絕緣層160上。在這種情況下，沉積在襯底110上的絕緣層160可以是單一的布線襯底。更具體地說，利用絕緣且柔性的材料，諸如聚酰亞胺(PI)、PET、PEN等，絕緣層160可被并入襯底110中以形成布線襯底。
[0040]輔助電極170，作為用于將第一電極120與半導體發(fā)光器件150電連接的電極，被放置在絕緣層160上，并被布置以與第一電極120的位置對應。例如，輔助電極170具有點的形狀，并且可以由穿過絕緣層160的電極孔171電連接到第一電極120。電極孔171可以通過在通孔中填充的導電材料形成。
[0041]參考附圖，導電粘合層130可以在絕緣層160的表面形成，但本發(fā)明的實施例并不局限于此。例如，也可能有一種結構，在其中，執(zhí)行特定功能的一個層被形成在絕緣層160和導電粘合層130之間，或者導電粘合層130被布置在沒有絕緣層160的襯底110上。在導電粘合層130布置在襯底110上的結構中，導電粘合層130可起到絕緣層的作用。
[0042]導電粘合層130可以是具有粘性和導電性的層，因此，導電材料和粘性材料可以在導電粘合層130上被混合。此外，導電粘合層130可以具有柔性，從而允許在顯示裝置中有柔性功能。例如，導電粘合層130可以是各向異性導電膜(ACF)、各向異性導電膏、含有導電微粒的溶液等。導電粘合層130允許在穿過其厚度的z方向上的電互連，但可以被配置為在其水平的x_y方向具有電絕緣的層。相應地，導電粘合層130可以被稱為z軸導電層(然而，在下文中被稱為“導電粘合層”)。
[0043]各向異性導電膜包括混合有絕緣基礎構件的各向異性導電介質，因此將熱和壓力施加其上時，只有它的特定部分具有通過各向異性導電介質的導電性。在下文中，熱和壓力被施加于各向異性導電膜，但是其它的方法也可以被應用于使各向異性導電膜部分具有導電性。方法可以包括只向其應用熱和壓力中的一個、UV固化等。
[0044]此外，各向異性導電介質可以是導電球或微粒。根據(jù)附圖，在本實施例中，各向異性導電膜包括混合有絕緣基礎構件的各向異性導電介質，因此當向其施加熱和壓力時，只有其特定的部分具有通過導電球的導電性。各向異性導電膜包括含有通過具有高分子材料的絕緣層涂覆的多個微粒的導電材料核心，在這種情況下，當在對其施加熱和壓力的部分上破壞絕緣層時，通過核心具有導電性。在此情況下，核心可被轉化以實現(xiàn)具有對象在膜的厚度方向上接觸到的兩個表面的層。
[0045]對于更具體的示例，熱和壓力作為整體被施加到各向異性導電膜，并且在z方向的電連接通過由使用各向異性導電膜粘合的配套對象的高度差部分地形成。在另一個示例中，各向異性導電膜可包括其中絕緣核心上涂敷導電材料的多個微粒。在這種情況下，對其施加熱和壓力的部分可以被轉變(壓并粘合)為導電材料以在膜的厚度方向上具有導電性。在又一個示例中，能夠形成為在薄膜的厚度方向上具有導電性，其中導電材料在z方向穿過絕緣基礎構件。在這種情況下，導電材料可以具有指向的端部分。
[0046]根據(jù)附圖，各向異性導電膜可以是包括插入絕緣基礎構件的一個表面的導電球的固定陣列各向異性導電膜(ACF)。更具體地說，絕緣基礎構件包括粘合材料，并且導電球被集中布置在絕緣基礎構件的底部部分，并且對其施加當熱和壓力時，基礎構件連同導電球一起改性，從而在其垂直方向具有導電性。
[0047]然而，本發(fā)明的實施例并不局限于此，并且各向異性導電膜可以包括與絕緣基礎構件隨機混合的導電球或以其中導電球被布置在任何一層(雙-ACF)多個層構造的形式等。各向異性導電膏，作為聯(lián)結到膏和導電球的形式，可以是其中導電球與絕緣并有粘性的基礎材料混合的膏。此外，含有導電微粒的溶液可能含有導電微?；蚣{米微粒。
[0048]再次參考附圖，第二電極140位于絕緣層160中以與輔助電極170分開。換句話說，導電粘合層130被布置在定位有輔助電極170和第二電極140的絕緣層160上。當導電粘合層130在輔助電極170和第二電極140被定位的狀態(tài)下形成，并且然后利用施加熱和壓力半導體發(fā)光器件150以倒裝芯片的形式與其連接時，半導體發(fā)光器件150被電連接到第一電極120和第二電極140。
[0049]參考圖4，半導體發(fā)光器件150可以是倒裝芯片型半導體發(fā)光器件。例如，半導體發(fā)光器件可包括P型電極156、形成有P型電極156的P型半導體層155、在P型半導體層155上形成的有源層154、在有源層154上形成的η型半導體層153、以及在η型半導體層153的水平方向上與P型電極156分開布置的η型電極152。在這種情況下，ρ型電極156可以通過導電粘合層130被電連接到焊接部分179，并且η型電極152可以被電連接到第二電極140。
[0050]再次參考圖2、3Α和3Β，輔助電極170可以以細長的方式在一個方向上形成，以與多個半導體發(fā)光器件150電連接。例如，輔助電極170周圍的半導體發(fā)光器件150的左和右P型電極可以電連接到一個輔助電極。更具體地說，半導體發(fā)光器件150被壓入導電粘合層130，通過這樣做，只有半導體發(fā)光器件150的ρ型電極156和輔助電極170之間的部分以及半導體發(fā)光器件150的η型電極152和第二電極140之間的部分具有導電性，而由于沒有半導體發(fā)光器件的下推，剩下的部分沒有導電性。此外，多個半導體發(fā)光器件150構成發(fā)光陣列，并在發(fā)光陣列上形成熒光層180。
[0051]半導體發(fā)光器件包括具有不同自亮度值的多個發(fā)光器件。每個半導體發(fā)光器件150構成一個子像素，并電連接到第一電極120。例如，可以存在多個第一電極120，且半導體發(fā)光器件被布置成幾行，例如，并且每行半導體發(fā)光器件可以被電連接到多個第一電極的任何一個。
[0052]此外，半導體發(fā)光器件可以以倒裝芯片的形式連接，因此半導體發(fā)光器件可以被生長在透明的電介質襯底上。此外，舉例來說，半導體發(fā)光器件可以是氮化物半導體發(fā)光器件。半導體發(fā)光器件150具有出色的亮度特性，從而能夠甚至以其小的尺寸構造各個子像素。
[0053]根據(jù)附圖，半導體發(fā)光器件150之間可以形成分隔壁190。在這種情況下，分隔壁190將各個子像素彼此劃分開，并與導電粘合層130形成整體。例如，當半導體發(fā)光器件150被插入到各向異性導電膜中時，各向異性導電膜的基礎構件可形成分隔壁。
[0054]此外，當各向異性導電膜的基礎構件是黑色的時，分隔壁190具有反射特性，同時與沒有額外的黑色絕緣體相比增加了對比度。在另一個示例中，反射分隔壁可由分隔壁190單獨提供。在這個示例中，根據(jù)顯示裝置的目的，分隔壁190可包括黑色或白色的絕緣體。因此當白色絕緣體的分隔壁被使用時可以有增強反射率的效果，并在具有反射特性的同時增加對比度。
[0055]焚光層180位于半導體發(fā)光器件150的外表面。例如，在本發(fā)明的一個實施例中，半導體發(fā)光器件150是發(fā)射藍(B)光的藍色半導體發(fā)光器件，并且熒光層180起到的作用是將藍(B)光轉化為子像素的顏色。熒光層180可以是構成各個像素的紅色熒光層181或綠色熒光層182。熒光層180可以是其他顏色的熒光層。
[0056]換句話說，在實現(xiàn)紅色子像素的位置，能夠將藍光轉化為紅(R)光的紅色熒光體181可以被沉積在藍色的半導體發(fā)光器件上，而在實現(xiàn)綠色子像素的位置，能夠將藍光轉化為綠(G)光的綠色熒光體182可以被沉積在藍色半導體發(fā)光器件上。此外，僅藍色半導體發(fā)光器件可以被用在實現(xiàn)藍色子像素的位置。在這種情況下，紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)子像素可以實現(xiàn)一個像素。更具體地說，一種顏色的熒光體可以沿第一電極120的每一行沉積。相應地，第一電極120上的一行可以是控制一種顏色的電極。換句話說，紅(R)、綠(B)和藍⑶可以順序布置，從而實現(xiàn)子像素。
[0057]然而，本發(fā)明的實施例并不局限于此，并且半導體發(fā)光器件150可以與量子點(QD)組合而不是熒光體以實現(xiàn)諸如紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)的子像素。此外，黑色矩陣191可以被布置在每個熒光層之間來增強對比度。換句話說，黑色矩陣191可以增強亮度的對比度。然而，本發(fā)明的實施例并不局限于此，實現(xiàn)藍色、紅色和綠色的另一個結構也可以應用于此。
[0058]參考圖5A，每個半導體發(fā)光器件150可以用發(fā)射包括藍光的各種光的大功率發(fā)光器件實現(xiàn)，其中氮化鎵(GaN)最多被使用，而銦(In)和/或鋁(Al)被添加其中。在這種情況下，半導體發(fā)光器件150可以分別是紅、綠和藍半導體發(fā)光器件以實現(xiàn)每個像素。例如，紅、綠、藍半導體發(fā)光器件(R、G、B)交替布置，并且紅、綠和藍子像素通過紅、綠、藍半導體發(fā)光器件實現(xiàn)一個像素，從而實現(xiàn)全色顯示。
[0059]參考圖5B，半導體發(fā)光器件可具有為每個元素配備有黃色熒光層的白色發(fā)光器件(W)。在這個示例中，在白色發(fā)光器件(W)上可以提供紅色熒光層181、綠色熒光層182和藍色熒光層183以實現(xiàn)子像素。此外，在白色發(fā)光器件(W)上以紅、綠和藍重復的濾色器可以被用來實現(xiàn)子像素。
[0060]參考圖5C，也能夠有一種結構，其中紅色熒光層181、綠色熒光層182和藍色熒光層183可以在紫外線(UV)發(fā)光器件上提供。因此，半導體發(fā)光器件可以在可見光以及紫外線(UV)的整個范圍內使用，并且紫外線(UV)可以作為激勵源。
[0061]再次考慮到本示例，半導體發(fā)光器件150被放置在導電粘合層130之上以構成顯示裝置的子像素。半導體發(fā)光器件150具有出色的亮度，從而能夠甚至以其小的尺寸構造各個子像素。各個半導體發(fā)光器件150的尺寸其一邊的長度可以小于80 μπι，并形成矩形或方形的元素。在矩形形狀的元素的示例中，其尺寸可小于20x80 μπι。
[0062]此外，甚至當邊長為10 μπι的正方形形狀的半導體發(fā)光器件150被用作子像素時，它將展現(xiàn)出足以實現(xiàn)顯示裝置的輝度。相應地，舉例來說，在子像素一邊尺寸是600 μ m，其剩余一邊是300 μπι的矩形像素的示例中，半導體發(fā)光器件之間的相對距離變得足夠大。相應地，在這樣的示例中，能夠實現(xiàn)具有HD圖像質量的柔性顯示裝置。
[0063]使用前述半導體發(fā)光器件的顯示裝置將通過新型的制造方法制造。在下文中，該制造方法將參考圖6進行描述。特別地，圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施例說明制造使用半導體發(fā)光器件的顯示裝置的方法的截面圖。
[0064]參考附圖，首先，導電粘合層130被形成在定位有輔助電極170和第二電極140的絕緣層160上。絕緣層160被布置在第一襯底110上以形成一個襯底(或布線襯底)，并且第一電極120、輔助電極170和第二電極140被布置在布線襯底處。在這樣的示例中，第一電極120和第二電極140可以被布置在相互垂直的方向上。此外，第一襯底110和絕緣層160可以分別含有玻璃或聚酰亞胺(PI)以實現(xiàn)柔性顯示裝置。例如，導電粘合層130可以由各向異性導電膜實現(xiàn)，因此，各向異性導電膜可以被涂敷在定位有絕緣層160的襯底上。
[0065]接下來，定位有對應于輔助電極170和第二電極140的位置并構成各個像素的多個半導體發(fā)光器件150的第二襯底112被布置，以使半導體發(fā)光器件150面向輔助電極170和第二電極140。在這種情況下，第二襯底112，作為用于生長半導體發(fā)光器件150的生長襯底，可以是藍寶石襯底或硅襯底。
[0066]當在晶圓的單元中形成時，半導體發(fā)光器件可以具有能夠實現(xiàn)顯示裝置的間隙和尺寸，從而被有效地用于顯示裝置。接下來，布線襯底被熱壓縮到第二襯底112上。例如，通過應用ACF沖頭布線襯底和第二襯底112可以彼此熱壓縮。布線襯底和第二襯底112使用熱壓縮彼此結合。
[0067]由于各向異性導電膜經(jīng)熱壓縮而具有導電性的特性，只有半導體發(fā)光器件150與輔助電極170和第二電極140之間的部分可以具有導電性，從而允許電極和半導體發(fā)光器件150彼此電連接。此時，半導體發(fā)光器件150可被插入到各向異性導電膜中，從而形成半導體發(fā)光器件150之間的分隔壁。
[0068]接下來，第二襯底112被移除。例如，可以使用激光剝離(LLO)或化學剝離(CLO)的方法移除第二襯底112。最后，第二襯底112被移除以將半導體發(fā)光器件150暴露在外。氧化硅(S1x)等可以被涂敷在聯(lián)結到半導體發(fā)光器件150的布線襯底上以形成透明絕緣層。
[0069]熒光層可以被形成在半導體發(fā)光器件150的一個表面。例如，半導體發(fā)光器件150可以是發(fā)射藍(B)光的藍色半導體發(fā)光器件，并且用于將藍(B)光轉化為子像素的顏色的紅或綠熒光層可以在藍色半導體發(fā)光器件的一個表面形成層。
[0070]使用上述半導體發(fā)光器件的顯示裝置的制造方法或結構可以被以各種形式修改。例如，上述顯示裝置可以適用于垂直半導體發(fā)光器件。在下文中，垂直結構將被描述。此外，根據(jù)以下修改的示例或實施例，相同或相似的附圖標記被指派給與上述示例相同或相似的結構，并且其描述將被前面的描述替換。
[0071]圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例說明使用半導體發(fā)光器件的顯示裝置的透視圖。圖8是沿圖7中D-D線所取的截面圖，而圖9是說明圖8中垂直式半導體發(fā)光器件的概念性視圖。根據(jù)附圖，顯示裝置可以使用無源矩陣(PM)類型的垂直半導體發(fā)光器件，但是在其它實施例中，也可以使用有源矩陣(AP)類型的垂直半導體發(fā)光器件。
[0072]如圖所示，顯示裝置包括襯底210、第一電極220、導電粘合層230、第二電極240、以及多個半導體發(fā)光器件250。襯底210，作為布置有第一電極220的布線襯底，可以包括聚酰亞胺(PI)以實現(xiàn)柔性顯示裝置。此外，任何一種材料，如果它是絕緣且柔性的材料，它就可以被使用。
[0073]第一電極220位于襯底210上，并形成為在一個方向上延長的長條。第一電極220可以起到數(shù)據(jù)電極的作用。導電粘合層230被形成在定位有第一電極220的襯底210上。與對其應用倒裝式發(fā)光器件的顯示裝置類似，導電粘合層230可以是各向異性導電膜(ACF)、各向異性導電膏、含有導電微粒的溶液等。然而，本發(fā)明的實施例說明了導電粘合層230以各向異性導電膜實現(xiàn)的示例。
[0074]當各向異性導電膜處于第一電極220位于襯底210上的狀態(tài)，然后施加熱和壓力以將半導體發(fā)光器件250與其連接時，半導體發(fā)光器件250被電連接到第一電極220。這時，半導體發(fā)光器件250優(yōu)選被布置在第一電極220上。
[0075]由于當熱和壓力如上所述地被施加時各向異性導電膜在厚度方向部分地具有導電性，所以電連接被生成。相應地，各向異性導電膜在其厚度方向上被劃分為具有導電性的部分和沒有導電性的部分。此外，各向異性導電膜含有粘性組分，因此導電粘合層230實現(xiàn)了半導體發(fā)光器件250和第一電極220之間的機械聯(lián)結以及電聯(lián)結。
[0076]因此，半導體發(fā)光器件250被放置在導電粘合層230之上，從而構造顯示裝置中的單獨子像素。半導體發(fā)光器件250具有出色的亮度，從而能夠甚至以其小的尺寸構造各個子像素。各個半導體發(fā)光器件250的尺寸的一邊的長度可以小于80 μ m，并形成矩形或方形的元素。在矩形形狀的元素的示例中，其尺寸可小于20x80 μ m0
[0077]此外，半導體發(fā)光器件250可以具有垂直的結構。布置在與第一電極220的長度方向交叉的方向、并電連接到垂直半導體發(fā)光器件250的多個第二電極240，位于垂直半導體發(fā)光器件之間。
[0078]參考圖9，垂直半導體發(fā)光器件可包括ρ型電極256、形成有ρ型電極256的ρ型半導體層255、在ρ型半導體層255上形成的有源層254、在有源層254上形成的η型半導體層253、以及在η型半導體層253上形成的η型電極252。在這種情況下，位于其底部的P型電極256可以通過導電粘合層230被電連接到第一電極220，并且位于其頂部的η型電極252可以被電連接到第二電極240，這將在后文中描述。在垂直半導體發(fā)光器件250中，電極也可以被布置在向上/向下的方向上，從而提供能夠減少芯片尺寸的巨大優(yōu)勢。
[0079]參考圖8，熒光層280可以被形成在半導體發(fā)光器件250的一個表面上。例如，半導體發(fā)光器件250是發(fā)射藍(B)光的藍色的半導體發(fā)光器件251，并且在其上面可以提供將藍(B)光轉化為子像素的顏色的熒光層280。在這種情況下，熒光層280可以是構成各個像素的紅色熒光層281或綠色熒光層282。
[0080]換句話說，在實現(xiàn)紅色子像素的位置，能夠將藍光轉化為紅(R)光的紅色熒光體281可以被沉積在藍色的半導體發(fā)光器件251上，以及在實現(xiàn)綠色子像素的位置，能夠將藍光轉化為綠(G)光的綠色熒光體282可以被沉積在藍色半導體發(fā)光器件上。此外，僅藍色的半導體發(fā)光器件251可以被用在實現(xiàn)藍色子像素的位置。在這種情況下，紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)子像素可以實現(xiàn)一個像素。
[0081]然而，本發(fā)明的實施例并不局限于此，如前文在應用倒裝式發(fā)光器件的顯示裝置中所述的實現(xiàn)藍色、紅色和綠色的另一個結構也可能適用。再次考慮本發(fā)明的實施例，第二電極240位于半導體發(fā)光器件250之間，并電連接到半導體發(fā)光器件250。例如，半導體發(fā)光器件250可以被布置在多個行中，并且第二電極240位于半導體發(fā)光器件250的行之間。
[0082]由于構成各個像素的半導體發(fā)光器件250之間的距離足夠大，所以第二電極240可以位于半導體發(fā)光器件250之間。第二電極240可以以在一個方向上延長的長條的電極形成，并被布置在與第一電極垂直的方向。
[0083]此外，通過連接從第二電極240突出的電極，第二電極240可以被電連接到半導體發(fā)光器件250。更具體地說，連接電極可以是半導體發(fā)光器件250的η型電極。例如，利用用于歐姆接觸的歐姆電極形成η型電極，并且通過印刷或沉積，第二電極至少部分覆蓋歐姆電極。通過這樣，第二電極240可以被電連接到半導體發(fā)光器件250的η型電極。
[0084]根據(jù)附圖，第二電極240位于導電粘合層230。視情況，含有二氧化硅(S1x)的透明絕緣層可以被形成在包括半導體發(fā)光器件250的襯底210上。當透明絕緣層被形成并且隨后第二電極240被置于其上時，第二電極240位于透明絕緣層上。此外，第二電極240可以與導電粘合層230或透明絕緣層分開地形成。
[0085]如果諸如氧化銦錫(ITO)的透明電極被用于定位半導體發(fā)光器件250上的第二電極240，則ITO材料具有與η型半導體差的粘性的問題。因此，第二電極240可以被置于半導體發(fā)光器件250之間，從而獲得一種優(yōu)點，使透明電極不再是必需的。因此，具有良好粘性的導電材料和η型半導體層可以被用作水平電極而不受透明材料的選擇限制，從而提高了光提取效率。
[0086]根據(jù)附圖，在半導體發(fā)光器件250之間可以形成分隔壁290。換句話說，分隔壁290可以被布置在垂直半導體發(fā)光器件250之間以隔離構成各個像素的半導體發(fā)光器件250。在這種情況下，分隔壁290起到將各個子像素彼此分隔的作用，并與導電粘合層230形成為整體。例如，當半導體發(fā)光器件250被插入到各向異性導電膜中時，各向異性導電膜的基礎構件可形成分隔壁。
[0087]此外，當各向異性導電膜的基礎構件是黑色的時，分隔壁290可以具有反射特性，同時與沒有額外的黑色絕緣體相比增加了對比度。在另一個示例中，反射分隔壁可由分隔壁290單獨提供。在這種情況下，根據(jù)顯示裝置的目的，分隔壁290可包括黑色或白色的絕緣體。
[0088]如果第二電極240精確地位于半導體發(fā)光器件250之間的導電粘合層230上，則分隔壁290位于半導體發(fā)光器件250和第二電極240之間。因此，各個子像素甚至可以使用半導體發(fā)光器件250以小的尺寸配置，并且，半導體發(fā)光器件250之間的距離對于在半導體發(fā)光器件250之間放置第二電極240是相對足夠大的，從而具有實現(xiàn)具有HD圖像質量柔性顯示裝置的效果。
[0089]此外，根據(jù)附圖，黑色矩陣291可以被布置在每個熒光層之間來增強對比度。換句話說，黑色矩陣191可以增強亮度的對比度。半導體發(fā)光器件1050具有出色的亮度特性，從而能夠甚至以小的尺寸構造各個子像素。各個半導體發(fā)光器件1050的尺寸在其一邊的長度可以小于80 μπι，并形成矩形或方形的元素。對于矩形形狀的元素，其尺寸可以是20x80 μ m或更小。
[0090]在上面所述的顯示裝置中，半導體發(fā)光器件是如此之小，以至于很難增加顯示裝置的亮度。這是因為在半導體發(fā)光器件中光從中發(fā)射的上表面的面積太小，亮度增加存在限制。本發(fā)明提供了一種具有能夠解決上述問題的新型結構的半導體發(fā)光器件。在下文中，將描述采用具有新型結構的半導體發(fā)光器件的顯示裝置及其制造方法。
[0091]圖10是圖1中“A”部分的放大視圖，說明了根據(jù)本發(fā)明另一個實施例具有新型結構的半導體發(fā)光器件，圖1lA是沿圖10的E-E線的截面圖，圖1lB是沿著圖10的F-F線的截面圖，并且圖12是說明具有圖1lA的新型結構的半導體發(fā)光器件的概念性視圖。
[0092]如圖10、11A和IlB所示，顯示裝置1000使用無源矩陣(PM)立式半導體發(fā)光器件。然而，本發(fā)明并不局限于此，也可以適用于有源矩陣(AM)型半導體發(fā)光器件。如圖所示，顯示裝置1000包括襯底1010、第一電極1020、導電粘合層1030、第二電極1040、以及多個半導體發(fā)光器件1050。這里，第一電極1020和第二電極1040可以包括多個電極線。
[0093]襯底1010，在其上布置第一電極1020的布線襯底，可以包括聚酰亞胺(PI)以實現(xiàn)柔性顯示裝置。此外，任何襯底可以被使用，只要它是由具有絕緣性和柔性的材料形成的。第一電極1020位于襯底1010上，并可以被形成為具有在一個方向上延伸的長條形狀的電極。第一電極102可以用作為數(shù)據(jù)電極。
[0094]導電粘合層1030被形成在襯底1010上第一電極1020所在的位置。像采用倒裝式發(fā)光器件的前述顯示裝置一樣，導電粘合層1030可以是各向異性導電膜(ACF)、各向異性導電膏、含有導電微粒的溶液。然而，在這個實施例中，導電粘合層1030可以用粘合層替換。例如，當?shù)谝浑姌O1020與半導體發(fā)光器件的導電電極整體形成，而不是被放置在襯底1010上時，粘合層可以不需要具有導電性。
[0095]布置在與第一電極1020的長度方向交叉的方向、并電連接到半導體發(fā)光器件1050的多個第二電極1040，位于半導體發(fā)光器件之間。如所示，第二電極1040可以被放置在導電粘合層1030上。S卩，導電粘合層1030被布置在布線襯底和第二電極1040之間。第二電極1040可以與半導體發(fā)光器件接觸，從而電連接到半導體發(fā)光器件1050。
[0096]根據(jù)上述結構，多個半導體發(fā)光器件1050被聯(lián)結到導電粘合層1030并被電連接到第一電極1020和第二電極1040。視情況，含有氧化硅(S1x)等的透明絕緣層，可以形成在其上形成有半導體發(fā)光器件1050的襯底1010上。在形成透明絕緣層后，當?shù)诙姌O1040被放置時，第二電極1040被放置在透明絕緣層上。同樣，第二電極1040可以與導電粘合層1030或透明絕緣層間隔開。
[0097]如所示，多個半導體發(fā)光器件1050可以在平行于第一電極1020中提供的多個電極線的方向上形成多個列。然而，本發(fā)明并不局限于此。例如，多個半導體發(fā)光器件1050可以形成沿第二電極1040的多個列。
[0098]此外，顯示裝置1000可以進一步包括在多個半導體發(fā)光器件1050的表面上形成的熒光層1080。例如，半導體發(fā)光器件1050是發(fā)射藍(B)光的藍色半導體發(fā)光器件，而熒光層1080用于將藍(B)光轉化為單元像素的顏色。熒光層1080可以是形成各個像素的紅色熒光體1081或綠色熒光體1082。即，在形成紅色單元像素的位置，用于將藍光轉化為紅(R)光的紅色熒光體1081可以被堆疊在藍色半導體發(fā)光器件1051a上，而在形成綠色單元像素的位置，將藍光轉化為綠(G)光的綠色熒光體1082可以被堆疊在藍色半導體發(fā)光器件1051b 上。
[0099]同樣，在形成藍色單元像素的部分，只有僅藍色半導體發(fā)光器件1051c可以被單獨用在形成藍色單元像素的部分。在這種情況下，紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)單元像素可以實現(xiàn)一個單個像素。更詳細地，一種顏色的熒光體可被堆疊在第一電極1020的每一行。因此，在第一電極1020中，一行可以是控制一種顏色的電極。S卩，沿著第二電極1040，可以實現(xiàn)單位像素的紅(R)、綠(G)、藍(B)可以被順序布置，通過這樣可以實現(xiàn)單位像素。然而，本發(fā)明并不局限于此，并且，代替單元像素，半導體發(fā)光器件1050和量子點(QD)可以組合起來以代替單元像素實現(xiàn)發(fā)射紅(R)色光(R)、綠(G)色光(G)、和藍⑶色光⑶的單元像素。
[0100]與此同時，為了增強熒光層1080的對比度，顯示裝置可以進一步包括布置在熒光體之間的黑色矩陣1091。黑色矩陣1091可以由熒光點之間的間隙形成，并以黑色材料填充間隙。通過這樣，黑色矩陣1901可以吸收反射的環(huán)境光并增強對比度。黑色矩陣1091在熒光層1080堆疊的方向上沿著第一電極1020置于熒光體之間。在這個示例中，熒光層不是形成在對應于藍色半導體發(fā)光裝置1051的位置，但黑色矩陣1091可以在其中熒光層不被阻擋的空間的兩側(或藍色半導體發(fā)光器件1051c的兩側)形成。
[0101]同時，參考根據(jù)此實施例的半導體發(fā)光器件1050，由于電極在半導體發(fā)光器件1050中被上下(或垂直)地布置，所以芯片尺寸可以被縮小。然而，由于電極被上下地布置，所以在上側從其發(fā)射光的表面的面積縮小。
[0102]在此實施例中，半導體發(fā)光器件的尺寸在每個維度上具有從10到100微米的范圍，對于半導體發(fā)光器件側表面光損耗的量值增加到接近從上表面發(fā)射的光的1:1的比率。因此，本實施例的半導體發(fā)光器件具有完全內部反射來自半導體發(fā)光器件的側表面的光的機制。
[0103]參考圖12，例如，半導體發(fā)光器件1050包括第一導電型電極1156、第一導電型電極1156形成于其上的第一導電型半導體層1155、形成在第一導電型半導體層1155上的有源層1154、在有源層1154上形成的第二導電型半導體層1153、以及第二導電型半導體層上形成的第二導電型電極1152。
[0104]第一導電型半導體層1155和第二導電型半導體層1155相互重疊，第二導電型電極1152被布置在第二導電型半導體層1153的上表面，而第一導電型電極1156被布置在第一導電型半導體層1155的下表面。在這種情況下，第二導電型半導體層1153的上表面可以是第二導電型半導體層1153距離第一導電型半導體層1155最遠的表面，而第一導電型半導體層1155的下表面可以是第一導電型半導體層1155距離第二導電型半導體層1153最遠的表面。因此，第一導電型電極1156和第二導電型電極1152被上下布置，第一導電型半導體層1155和第二導電型半導體層1153插入其間。
[0105]參考圖12以及圖10到11B，第一導電型半導體層1155的下表面是最接近布線襯底的表面，而第二導電型半導體層1153的上表面是離布線襯底最遠的表面。更詳細地，第一導電型電極1156和第一導電型半導體層1155可以分別是ρ型電極和ρ型半導體層，而第二導電型電極1152和第二導電型半導體層1153可以分別是η型電極和η型半導體層。在這種情況下，位于上部的P型電極可以通過導電粘合層1030被電連接到第一電極1020，并且位于下部的η型電極可以被電連接到第二電極1040。然而，本發(fā)明并不局限于此，并且第一導電類型可以是η型，而第二導電類型可以是ρ型。
[0106]半導體發(fā)光器件包括形成為覆蓋第一導電型半導體層和第二導電型半導體層1153的側表面鈍化層1160。覆蓋半導體發(fā)光器件的側表面，鈍化層1160用于穩(wěn)定半導體發(fā)光器件的特性，在這里，鈍化層1160由絕緣材料形成。由于第一導電型半導體層1155和第二導電型半導體層1153通過鈍化層1160被電分離，半導體發(fā)光器件的P型GaN和N型GaN可以被互相絕緣。
[0107]如所示，鈍化層1160可以包括具有不同折射率的多個層1161和1162，以反射發(fā)射到第一導電型半導體層1155和第二導電型半導體層1153的側表面的光。在這多個層中，具有相對高折射率的材料和具有相對低折射率的材料可以被反復堆疊。具有高折射率的材料可以包括SiN、T12, Al2O3和ZrO2中的至少一個，具有低折射率的材料可以包括S12，而具有高折射率的材料和具有較低的折射率的材料之間的差值可以等于或大于0.3。例如，具有高折射率的材料和具有較低折射率的材料的差值可以具有從0.3到0.9的范圍。
[0108]諸如發(fā)光二極管(LED)的半導體發(fā)光器件的光效率由內部量子效率以及光提取效率決定。當在LED中的多量子阱中產(chǎn)生的光被發(fā)射到外面時，由于氮化鎵(折射率:2.4)和空氣(折射率:1)的折射率的差值，光發(fā)射的臨界角減小，引起光的損失。
[0109]在微尺度半導體發(fā)光器件中，因為器件是分開的，所以如果從器件的側表面向外釋放的光被收集，則可以預期光提取效率會增加。在本發(fā)明的一個實施例中，折射率不同的介電薄膜在半導體發(fā)光器件的鈍化層1160中被反復堆疊，由此光的輸出角被調整以收集至_件內部的光。更詳細地，鈍化層1160具有低折射率材料(S12等等)和高折射率材料(SiN, T12, A1203、ZrO2等等)被反復輪流堆疊的結構。即，使用折射率的差值等于或大于0.3的兩種材料，器件內產(chǎn)生的光的通路被改變以抑制從器件的側表面向外釋放的光的損失。
[0110]如所示，在多個層1161和1162當中，具有相對較低的折射率的層(S卩，第一層)1161與側表面直接接觸，且在第一層1161中提供的具有低折射率的材料被形成以具有比第一導電型半導體層低的折射率。與此同時，在具有高折射率的層(即，第二層)1162中提供的材料可以是具有比第一層1161高的折射率的材料。
[0111]因此，當具有高折射率的材料和具有低折射率的材料被使用介電HR多層的原理周期性地反復沉積時，由于入射光的干涉，相長干涉(constructive interference)發(fā)生在特定的波長段，從而獲得高折射率(HR)的效果。在這種情況下，參考說明根據(jù)鈍化層的材料的反射率曲線的圖13A，可以看出，隨著第一和第二層之間的折射率的差值的增加，反射率變得更高。同樣，參考說明根據(jù)多個層的重復堆疊次數(shù)的反射率曲線的圖13B，可以看出，隨著沉積薄膜的數(shù)量的增加，薄膜的反射率在特定的波長段變得更高。
[0112]圖13A示出了與單個薄膜鈍化相比當Si02(在波長450nm處折射率為1.5)被用作具有低折射率材料，而SiN (在波長450nm處折射率為2)和T12 (在波長450nm處折射率為2.3)被用作具有高折射率的材料時在特定的波長段中反射率的差異。當使用3102單個薄膜時，反射很少發(fā)生在450nm波長處，而當使用Si02/SiN薄膜時，在450nm波長處獲得了大約90%的反射率，而當使用Si02/Ti02薄膜時，在同一波長處獲得了約98%的反射率。
[0113]在圖13B中，當使用Si02/SiN薄膜時，根據(jù)薄膜堆疊數(shù)量存在反射率的差異，可以看出，隨著薄膜的數(shù)量增加，反射率升高。當介電膜的材料被用作鈍化層而沉積薄膜的堆疊數(shù)量被調整時，可以獲得等于或大于98%的橫向反射率。S卩，可以獲得優(yōu)于諸如銀(Ag)或鋁(Al)等金屬反射膜的反射特性。
[0114]參考圖10、IlA和11B，顯示裝置1000可以進一步包括在多個半導體發(fā)光器件1050的一個表面上形成的熒光層1080 (見圖10)。在這種情況下，來自半導體發(fā)光器件1050的光輸出使用熒光體被激發(fā)，以實現(xiàn)紅色(R)和綠色(G)。同樣，上述黑色矩陣191、291和1091(見圖3B、8、和11B)用作為防止熒光體之間的顏色混合的屏障。
[0115]參考圖12以及圖10、11A和11B，鈍化層1160的至少一部分反射來自熒光層1080下側的光。例如，鈍化層1160包括主體部分1163和突出部分1164。主體部分1163是覆蓋第一導電型半導體層1155和第二導電型半導體層1153的側表面的部分，并在顯示裝置的厚度方向延伸。突出部分1164可以從主體部分1163的一端，在與主體部分1163相交的方向突出。突出部分被布置以與被布置為覆蓋多個半導體發(fā)光器件的熒光層1080重疊。
[0116]同樣，突出部分1164可以具有與其上形成第二導電型電極1152的第二導電型半導體層(即，第二導電型半導體層1153)的表面共面的上表面。當從第二導電型半導體層的上表面發(fā)射的光在焚光層1080中被反射，從而朝向導電粘合層1030移動時，光可被突出部分1164向上反射。根據(jù)這一結構，顯示裝置的亮度可以進一步增加。
[0117]同樣，鈍化層1160可以包括在與突出部分1164相反方向上從主體部分1163的另一端延伸的延伸部分1165。延伸部分1165可以被形成為覆蓋第一導電型電極1156的至少一部分，由此反射光的反光層與第一導電型電極1156—起形成半導體發(fā)光器件的下側。根據(jù)上文所描述的新型顯示裝置的結構，亮度得到了增強。
[0118]使用半導體發(fā)光器件的新型顯示裝置的面板被實際制造出來，并且光輸出的增加被檢驗。S12被用作具有低折射率的材料，而SiN被用作具有高折射率的材料，且器件的側表面的反射率預期可達90%。器件的尺寸是寬20um、長50um。裝置被制造成面板，其中一半采用單個鈍化，而另一半應用本實施例提出的結構，并且比較插座效率(wall plugefficiency, WPE)。根據(jù)測量面板亮度的結果，證實了 WPE提高了約12%
[0119]同樣，在本實施例中，因為鈍化層包括多個層，所以由于介電膜沉積時的針孔的產(chǎn)生導致的半導體發(fā)光器件導電電極之間的短路問題得以解決。在使用單個薄膜的鈍化膜的情況下，在沉積工藝中生成微粒，從而在薄膜中生成小孔，在這種情況下，器件不可能工作，但在本實施例中，這樣的問題得到了解決。同樣，當顯示器的像素數(shù)量增加時，甚至從停用的像素(或關閉的像素)發(fā)射的光的串擾可能成為問題。根據(jù)本實施例提出的結構，向相鄰芯片的漏電流可以被限制，從而在高分辨率顯示器中實現(xiàn)清晰的圖像質量。
[0120]在下文中，上面描述的顯示裝置的新型結構的制造方法將參考附圖被詳細描述。圖14A、14B、14C、14D、15A、15B和15C是根據(jù)本發(fā)明的實施例說明使用半導體發(fā)光器件的顯示裝置的制造方法的截面圖。
[0121]首先，根據(jù)制造方法，第二導電型半導體層1153、有源層1154和第一導電型半導體層在生長襯底(或半導體晶圓)上生長。在第二導電型半導體層1153被生長后，有源層1154隨后被生長在第一導電型半導體層1152上，之后，第一導電型半導體層1155被生長在有源層1154上。因此，當?shù)诙щ娦桶雽w層1153、有源層1154、和第一導電型半導體層1155被順序生長時，第二導電型半導體層1153、有源層1154和第一導電型半導體層1155的堆疊結構被形成。
[0122]生長襯底W可以被形成以包括具有透光質量的材料，例如，藍寶石(A1203)、GaN、ZnO和AlO中的任何一個，但本發(fā)明并不局限于此。同樣，生長襯底W可以由適合生長半導體材料的材料形成，例如，載體晶圓。生長襯底W也可以由具有良好的熱導率的材料形成。例如，生長襯底W可以是與藍寶石(Al2O3)襯底相比具有高熱導率的SiC、S1、GaAs、GaP、InP和Ga2O襯底中的至少一個。并且，生長襯底可以是導電襯底或絕緣襯底。
[0123]第二導電型半導體層1153可以是η型半導體層，并且可以是氮化物半導體層，如η-GaN。此后，執(zhí)行蝕刻工藝以便將ρ型半導體和η型半導體分離，并形成多個在襯底上隔離的發(fā)光器件。例如，參考圖14Β，第一導電型半導體層1155的至少一部分、有源層1154以及第二導電型半導體層1153被蝕刻以形成襯底上隔離的多個半導體發(fā)光器件(請參見圖14Β)。在這種情況下，刻蝕可以執(zhí)行，直到襯底暴露。在另一個示例中，刻蝕可以被執(zhí)行以達到第二導電型半導體層1153的一部分被留在半導體發(fā)光器件之間的狀態(tài)。
[0124]此后，至少一個導電型電極被形成在半導體發(fā)光器件上(圖14C)。更具體地，第一導電型電極1156被形成在第一導電型半導體層1155的一個表面上。即，在半導體發(fā)光器件陣列被形成在襯底上之后，第一導電型電極1156被堆疊在第一導電型半導體層1155上。
[0125]此后，鈍化層1160被形成以覆蓋半導體發(fā)光器件的側表面(圖14D)。鈍化層1160可以包括具有不同折射率的多個層，以反射發(fā)射到側表面的光。這多個層可以通過反復堆疊具有相對低折射率的材料和具有相對高折射率的材料形成。鈍化層1160的詳細說明將由上文中參考圖10到12的詳細說明代替。在這種情況下，鈍化層1160的突出部分1164可以被形成在襯底上半導體發(fā)光器件之間的空間中。同樣，鈍化層1160的延伸部分1165可以被配置為覆蓋第一導電型電極1156的至少一部分。
[0126]根據(jù)工藝，鈍化層1160反射從半導體發(fā)光器件的每個發(fā)射的光的結構可以被實現(xiàn)。之后，其上形成有鈍化層的半導體發(fā)光器件被連接到布線襯底，而襯底被移除。例如，半導體發(fā)光器件可以使用導電粘合層被聯(lián)結到布線襯底，而生長襯底被移除(圖15A)。布線襯底可以處于下述狀態(tài):第一電極1020被形成，而第一電極1020，作為底層布線，通過導電粘合層1030中的導電球等被電連接到第一導電型電極1156。
[0127]此后，在第二導電型電極1152被沉積在每個發(fā)光器件的第二導電型半導體層1153上之后，第二電極1040連接發(fā)光器件的第二導電型電極1152(圖15B)，并且熒光層1080被形成以覆蓋半導體發(fā)光器件(圖15C)。第二電極1040，作為上層布線，被直接連接到第二導電型電極1152，而鈍化層1160的突出部分1164被布置在熒光層1080之下。
[0128]根據(jù)上述制造方法，由于在半導體發(fā)光器件的側表面，光反射被具有不同的折射率的多個層誘導，所以顯示裝置的亮度可以被增強。與此同時，使用上述半導體發(fā)光器件的顯示裝置可被進行各種修改。其修改將在下文中描述。
[0129]圖16是圖1的“A”部分的放大圖，說明了本發(fā)明的另一個實施例，圖17A是沿圖15的G-G線所取的截面圖，圖17B是沿圖15的H-H線所取的截面圖，而圖18是說明圖17A的倒裝芯片型半導體發(fā)光器件的概念性視圖。
[0130]如圖16、17A、17B和18所示，作為使用半導體發(fā)光器件的顯示裝置2000，使用無源矩陣(PM)型半導體發(fā)光器件的顯示裝置2000被圖示。然而，下文中所述的實施例也可以適用于有源矩陣(AM)型半導體發(fā)光器件。
[0131]顯示裝置2000包括襯底2010、第一電極2020、導電粘合層2030、第二電極2040、以及多個半導體發(fā)光器件2050。這里，第一電極2020和第二電極2040可以包括多條電極線。襯底2010，其上布置第一電極2020的布線襯底，可以包括聚酰亞胺(PI)以實現(xiàn)柔性顯示裝置。此外，任何襯底都可以被使用，只要它是由具有絕緣屬性和柔性的材料形成的。第一電極2020位于襯底2010上，并可以被形成為具有在一個方向上延伸的長條形狀的電極。第一電極2020可以被配置為用作為數(shù)據(jù)電極。
[0132]導電粘合層2030被形成在襯底2010上第一電極2020所在的位置。像采用倒裝式發(fā)光器件的前述顯示裝置一樣，導電粘合層2030可以是各向異性導電膜(ACF)、各向異性導電膏、或者含有導電微粒的溶液。然而，在這個實施例中，導電粘合層2030可以用粘合層替換。例如，當?shù)谝浑姌O2020與半導體發(fā)光器件的導電電極整體形成，而不是被放置在襯底2010上時，粘合層可以不需要具有導電性。
[0133]布置在與第一電極2020的長度方向交叉的方向、并電連接到半導體發(fā)光器件2050的多個第二電極2040，位于半導體發(fā)光器件之間。如所示，第二電極2040可被放置在導電粘合層2030上。S卩，導電粘合層2030被布置在布線襯底和第二電極2040之間。第二電極2040可以與半導體發(fā)光器件接觸，從而電連接到半導體發(fā)光器件2050。根據(jù)上述結構，多個半導體發(fā)光器件2050被聯(lián)結到導電粘合層2030并被電連接到第一電極2020和第二電極2040。
[0134]視情況，含有氧化硅(S1x)等的透明絕緣層，可以形成在其上形成有半導體發(fā)光器件2050的襯底2010上。在透明絕緣層形成后第二電極2040被放置的情況下，第二電極2040被放置在透明絕緣層上。同樣，第二電極2040可以形成為與導電粘合層2030或透明絕緣層分隔開。
[0135]如所示，多個半導體發(fā)光器件2050可以在平行于第一電極2020中提供的多個電極線方向的方向上形成多個列。然而，本發(fā)明并不局限于此。例如，多個半導體發(fā)光器件2050可以形成沿第二電極2040的多個列。
[0136]此外，顯示裝置2000可以進一步包括在多個半導體發(fā)光器件2050的表面上形成的熒光層2080。例如，半導體發(fā)光器件2050是發(fā)射藍(B)光的藍色半導體發(fā)光器件，而熒光層2080將藍(B)光轉化為單元像素的顏色。熒光層2080可以是形成各個像素的紅色熒光體2081或綠色熒光體2082。S卩，在形成紅色單元像素的位置，用于將藍光轉化為紅(R)光的紅色熒光體2081可以被堆疊在藍色半導體發(fā)光器件2051a上，而在形成綠色單元像素的位置，將藍光轉化為綠(G)光的綠色熒光體2082可以被堆疊在藍色半導體發(fā)光器件2051b上。
[0137]同樣，在形成藍色單元像素的部分，僅藍色半導體發(fā)光器件2051c可以被單獨用在形成藍色單元像素的部分。在這種情況下，紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)單元像素可以實現(xiàn)單個像素。更詳細地，一種顏色的熒光體可沿著第一電極2020的每一行堆疊。因此，在第一電極2020中，一行可以是控制一種顏色的電極。S卩，沿著第二電極2040，紅(R)、綠(G)、藍⑶可以被順序布置，由此可以實現(xiàn)單位像素。然而，本發(fā)明并不局限于此，并且，代替單元像素，半導體發(fā)光器件2050和量子點(QD)可以組合以實現(xiàn)發(fā)射紅(R)光、綠(G)光、和藍(B)光的單元像素。
[0138]與此同時，為了增強熒光層2080的對比度，顯示裝置可以進一步包括布置在熒光體之間的黑色矩陣2091。黑色矩陣2091可以由熒光點之間的間隙形成，并以黑色材料填充間隙。通過這樣，黑色矩陣2901可以吸收反射的環(huán)境光并增強對比度。黑色矩陣2091在熒光層2080堆疊的方向沿著第一電極2020置于熒光體之間。在這個示例中，熒光層不是形成在對應于藍色半導體發(fā)光裝置2051的位置，但黑色矩陣2091可以在其中熒光層不被阻止的空間的兩側(或藍色半導體發(fā)光器件2051c的兩側)形成。
[0139]同時，參考根據(jù)此實施例的半導體發(fā)光器件2050，由于電極在半導體發(fā)光器件2050中被上下(或垂直)布置，所以芯片尺寸可以被縮小。然而，盡管電極被上下布置，但是根據(jù)此實施例的半導體發(fā)光器件可以是倒裝芯片型發(fā)光器件。
[0140]參考圖18，例如，半導體發(fā)光器件2050包括第一導電型電極2156、第一導電型電極2156形成于其上的第一導電型半導體層2155、形成在第一導電型半導體層2155上的有源層2154、在有源層2154上形成的第二導電型半導體層2153、以及在第二導電型半導體層上形成的第二導電型電極2152。
[0141]更詳細地，第一導電型電極2156和第一導電型半導體層2155可以分別是P型電極和P型半導體層，而第二導電型電極2152和第二導電型半導體層2153可以分別是η型電極和η型半導體層。在這種情況下，位于上部的P型電極可以通過導電粘合層2030被電連接到第一電極2020，并且位于下部的η型電極可以被電連接到第二電極2040。然而，本發(fā)明并不局限于此，并且第一導電類型可以是η型，而第二導電類型可以是ρ型。
[0142]更詳細地，第一導電型電極2156被形成在第一導電型半導體層2155的一個表面上，有源層2154被形成在第一導電型半導體層2155的另一表面和第二導電型半導體層2153的一個表面之間，而第二導電型電極2152被形成在第二導電型半導體層2153的一個表面上。
[0143]在這種情況下，第二導電型電極可以被布置在第二導電型半導體層2153的一個表面上，并且未摻雜的半導體層2153a可以被形成在第二導電型半導體層2153的另一表面上。同樣，第一導電型電極2156和第二導電型電極2152可以被形成為在寬度方向上彼此分開的半導體發(fā)光器件的位置在寬度方向和垂直方向上具有高度差。
[0144]使用該高度差，第二導電型電極2152被形成在第二導電型半導體層2153上并被布置以與位于半導體發(fā)光器件上方的第二電極2040相鄰。例如，第二導電型電極2152的至少一部分在寬度方向上從第二導電型半導體層2153的側表面(或從未摻雜的半導體層2153a的側表面)突出。因此，由于第二導電型電極2152從側表面突出，所以第二導電型電極2152可以被暴露給半導體發(fā)光器件的上面。相應地，第二導電型電極2152被布置在與布置在導電粘合層2030上方的第二電極2040重疊的位置。
[0145]更詳細地，半導體發(fā)光器件包括從第二導電型電極2152延伸、并且從多個半導體發(fā)光器件的每一個的側表面突出的突出部分2152a。在這種情況下，對于突出部分2152a，可以被這樣描述:第一導電型電極2156和第二導電型電極2152被布置在突出部分2152a的突出方向上分開的位置，并且形成為在垂直于突出方向的方向上具有高度差。
[0146]突出部分2152a可以從第二導電型半導體層2153的一個表面橫向延伸，并延伸到第二導電型半導體層2153的上表面，具體地說，延伸到未摻雜的半導體層2153a。突出部分2152a在寬度方向上從未摻雜半導體層2153a的側表面突出。因此，在第一導電型電極相對于第二導電型半導體層的相對側，突出部分2152a可以被電連接到第二電極2040。
[0147]包括突出部分2152a的結構可以是能利用水平式半導體發(fā)光器件和垂直式半導體發(fā)光器件的優(yōu)點的結構。同時，在未摻雜半導體層2153a中，通過粗加工，細小的凹陷可以被形成在離第一導電型電極2156最遠的上表面上。同樣，半導體發(fā)光器件2050包括被形成以覆蓋第一導電型半導體層2155和第二導電型半導體層2153的側表面鈍化層。
[0148]覆蓋半導體發(fā)光器件的側表面，鈍化層2160起穩(wěn)定半導體發(fā)光器件的特性的作用，在這里，鈍化層2160由絕緣材料形成。由于第一導電型半導體層2155和第二導電型半導體層2153通過鈍化層2160被電分離，所以半導體發(fā)光器件的P型GaN和N型GaN可以被互相絕緣。如所示，鈍化層2160可以包括具有不同折射率的多個層2161和2162，以反射發(fā)射到第一導電型半導體層2155和第二導電型半導體層2153的側表面的光。
[0149]在這多個層中，具有相對高折射率的材料和具有相對低折射率的材料可以被反復堆疊。具有高折射率的材料可以包括SiN、Ti02、Al203和ZrO2中的至少一個，具有低折射率的材料可以包括S12,而具有高折射率的材料和具有較低的折射率的材料之間的差值可以等于或大于0.3。例如，具有高折射率的材料和具有較低折射率的材料的差值可以具有從
0.3到0.9的范圍。
[0150]上面參考圖10到12描述的詳細情況可以被用于鈍化層2160，因此，鈍化層2160的描述被省略。鈍化層2160可以被形成以覆蓋第一導電型半導體層的一部分以及第二導電型電極2152。
[0151]在這種情況下，第二導電型電極2152和有源層2154被形成在第二導電型半導體層2153的一個表面，并且相互隔開，以鈍化層2160插入其中。在這里，一個方向(或水平方向)可以是半導體發(fā)光器件的寬度方向，而垂直方向可以是半導體發(fā)光器件的厚度方向。
[0152]同樣，在第一導電型半導體層2155中，第一導電型電極2156可以被形成在沒有被鈍化層2160覆蓋的暴露部分。因此，第一導電型電極2156可以穿透鈍化層2160而向外界暴露。因此，由于第一導電型電極2156和第二導電型電極2152通過鈍化層2160被分開，因此半導體發(fā)光器件的η型電極和ρ型電極可以被互相絕緣。
[0153]根據(jù)上述結構，用于橫向反射的鈍化層2160可以在電極被上下布置的倒裝芯片型半導體發(fā)光器件中被實現(xiàn)，因此，顯示裝置的亮度可以被增加。如上所述，在根據(jù)本公開的實施例的顯示裝置中，通過具有不同折射率的多個層，光被誘導從半導體發(fā)光器件的側表面反射。相應地，從半導體發(fā)光器件側表面發(fā)射的光可被誘導向上。特別地，在小型半導體發(fā)光器件中，光發(fā)射的比例橫向增加，因此，顯示裝置的亮度可以通過完全內部反射而顯著增強。
[0154]同樣，在本實施例中，由于完全內部反射功能被提供給鈍化層，所以盡管技術簡單但顯示裝置的亮度卻可以被增強。同樣，因為鈍化層包括多個層，所以由于介電膜沉積時的針孔的產(chǎn)生導致的半導體發(fā)光器件導電電極之間的短路問題得以解決。使用上面描述的半導體發(fā)光器件的顯示裝置并不局限于上述實施例的配置和方法，并且實施例的整體或部分可以被選擇性地結合以實現(xiàn)各種修改。
[0155]上述實施例和優(yōu)點僅僅是示例性的，并且不被視為本公開的限制。本教導可以很容易地被應用于其他類型的設備。這個描述意在說明，而不是限制權利要求的范圍。許多選擇、修改和變化對于那些本領域的熟練技術人員將是明顯的。此處所描述的示例性實施例的特征、結構、方法和其它特性可以以多種方式被組合在一起，從而獲得額外的和/或替代性的示例性實施例。
[0156]因為本發(fā)明的特征可以以多種形式體現(xiàn)而不脫離其特點，所以還應該理解，除非另有規(guī)定，上述實施例不受限于任何上文描述的細節(jié)，而應廣義地被認為處于由附帶的權利要求定義的范圍之內，因此落入權利要求的界限、或這樣的界限的等同物之內的所有變更和修改，均意圖被附帶的權利要求涵蓋。
【主權項】
1.一種顯示裝置，包括: 襯底，所述襯底包括多個第一電極； 多個半導體發(fā)光器件，所述多個半導體發(fā)光器件被安裝在所述襯底上； 多個第二電極，所述多個第二電極與所述第一電極相交并電連接到所述半導體發(fā)光器件且被置于所述半導體發(fā)光器件之間；以及 導電粘合層，所述導電粘合層被布置在所述襯底和所述第二電極之間，并將所述半導體發(fā)光器件電連接到所述第一電極和所述第二電極， 其中，所述半導體發(fā)光器件包括: 第一導電型半導體層； 第一導電型電極，所述第一導電型電極被布置在所述第一導電型半導體層上； 第二導電型半導體層，所述第二導電型半導體層與所述第一導電型半導體層重疊；第二導電型電極，所述第二導電型電極被布置在所述第二導電型半導體層上；以及鈍化層，所述鈍化層包括覆蓋所述第一導電型半導體層和所述第二導電型半導體層的側表面的具有不同折射率的多個層，以反射發(fā)射到所述半導體發(fā)光器件的側表面的光。2.根據(jù)權利要求1所述的顯示裝置，其中，所述鈍化層的所述多個層包括反復堆疊于彼此之上的具有相對高折射率的第一材料層和具有相對低折射率的第二材料層。3.根據(jù)權利要求2所述的顯示裝置，其中，具有所述相對高折射率的所述第一材料層包括SiN、T12, A1203、以及ZrO2*的至少一種。4.根據(jù)權利要求2所述的顯示裝置，其中，具有所述相對低折射率的所述第二材料層直接與所述側表面接觸。5.根據(jù)權利要求2所述的顯示裝置，其中，在具有所述相對高折射率的所述第一材料層和具有所述相對低折射率的所述第二材料層的折射率之間的差值的范圍為從0.3到0.9 ο6.根據(jù)權利要求2所述的顯示裝置，其中，具有所述相對低折射率的所述第二材料層具有與所述第一導電型半導體層相比更低的折射率。7.根據(jù)權利要求1所述的顯示裝置，其中，對應的半導體發(fā)光器件具有在寬度和長度上分別在從10微米到100微米的范圍內的尺寸。8.根據(jù)權利要求1所述的顯示裝置，其中，所述第一導電型電極與所述第一電極連接，并且所述第二導電型電極與所述第二電極連接，所述第一導電型半導體層和所述第二導電型半導體層插入其間。9.根據(jù)權利要求8所述的顯示裝置，其中，所述鈍化層的所述多個層的至少一部分覆蓋所述第一導電型電極的側表面和下表面的一部分。10.根據(jù)權利要求1所述的顯示裝置，其中，所述鈍化層包括: 主體部分，所述主體部分覆蓋所述側表面；以及 突出部分，所述突出部分在與所述主體部分相交的方向上從所述主體部分的一端突出。11.根據(jù)權利要求10所述的顯示裝置，其中，所述突出部分具有與所述第二導電型半導體層的表面共面的上表面，其中，所述第二導電型電極被形成于所述第二導電型半導體層上。12.根據(jù)權利要求10所述的顯示裝置，其中，所述突出部分與覆蓋所述半導體發(fā)光器件的熒光層重疊。13.根據(jù)權利要求12所述的顯示裝置，其中，所述鈍化層包括延伸部分，所述延伸部分在與所述突出部分相反的方向上從所述主體部分的另一端突出。14.一種半導體發(fā)光器件，包括: 第一導電型半導體層； 第一導電型電極，所述第一導電型電極被布置在所述第一導電型半導體層上； 第二導電型半導體層，所述第二導電型半導體層覆蓋所述第一導電型半導體層；第二導電型電極，所述第二導電型電極被布置在所述第二導電型半導體層上；以及鈍化層，所述鈍化層包括覆蓋所述第一導電型半導體層和所述第二導電型半導體層的側表面的具有不同折射率的多個層，以反射發(fā)射到所述半導體發(fā)光器件側表面的光。15.根據(jù)權利要求14所述的半導體發(fā)光器件，其中，所述鈍化層的所述多個層包括反復堆疊在彼此之上的具有相對高折射率的第一材料和具有相對低折射率的第二材料。16.根據(jù)權利要求15所述的半導體發(fā)光器件，其中，具有所述相對高折射率的所述第一材料包括SiN、T12Ul2O3,以及ZrO2*的至少一種。17.一種制造顯示裝置的方法，所述方法包括: 在襯底上生長第一導電型半導體層、有源層、以及第二導電型半導體層； 通過刻蝕隔離所述襯底上的半導體發(fā)光器件； 形成鈍化層以覆蓋所述半導體發(fā)光器件的側表面；并且 將其上形成有所述鈍化層的所述半導體發(fā)光器件連接到布線襯底，并移除所述襯底，其中，所述鈍化層包括覆蓋所述第一導電型半導體層和所述第二導電型半導體層的側表面的具有不同折射率的多個層，以反射發(fā)射到所述半導體發(fā)光器件的側表面的光。18.根據(jù)權利要求17所述的方法，其中，所述鈍化層的所述多個層包括反復堆疊在彼此之上的具有相對高折射率的第一材料層和具有相對低折射率的第二材料層。19.根據(jù)權利要求18所述的方法，其中，具有所述相對高折射率的所述第一材料層包括 SiN、T12, A1203、以及 ZrO2* 的至少一種。20.根據(jù)權利要求18所述的方法，其中，具有所述相對低折射率的所述第二材料層直接與所述側表面接觸。
【文檔編號】H01L33/46GK106067462SQ201510666224
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2015年10月15日 公開號201510666224.0, CN 106067462 A, CN 106067462A, CN 201510666224, CN-A-106067462, CN106067462 A, CN106067462A, CN201510666224, CN201510666224.0
【發(fā)明人】李銀娥, 姜敏求
【申請人】Lg電子株式會社