CN109844947A - 显示设备和用于生产该设备的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种单片显示设备，其包括能够发射第一波长范围内的光的多个第一像素(B)，以及能够发射第二波长范围内的光的多个第二像素(R，G)，所述第一像素(B)均包括氮化镓发光二极管，以及第二像素(R，G)均包括有机发光二极管。

Description

显示设备和用于生产该设备的方法
本专利申请要求法国专利申请FR16/60225的优先权权益，其通过引用结合在此。
背景技术
本公开涉及发射显示设备的领域。更具体地，本发明的目的在于一种单片发射显示设备，其包括多个发光二极管和能够单独控制二极管以显示图像的电子电路。它还旨在制造这种设备的方法。本申请更具体地涉及彩色图像显示设备的领域。
相关技术的讨论
已经提供了包括多个有机发光二极管和能够单独控制二极管以显示图像的一个控制电路的显示设备。为了显示彩色图像，这种设备可以包括能够发射不同波长范围的光的有机发光二极管。
这种设备的缺点是有机发光二极管的寿命相对较短，特别是当提供有机发光二极管以在高亮度水平下操作时，例如，高于10,000cd/m2。特别地，如果已知形成能够以高亮度水平发射绿光或红光同时具有长寿命的有机发光二极管，则迄今难以获得能够以高亮度水平发射蓝光和具有长寿命的发光二极管。
还提供了包括多个无机氮化镓发光二极管和能够单独控制二极管以显示图像的一个控制电路的显示设备。氮化镓发光二极管确实能够以高亮度水平进行发射并具有长寿命。在这种设备中，发光二极管通常都在相同的波长范围内发射，通常是蓝光。为了能够显示彩色图像，然后红色和绿色像素二极管涂覆有颜色转换元件，例如，其由磷构成，能够将由二极管发射的蓝光转换成红光或绿光。
这种设备的缺点在于与颜色转换元件的形成相关的限制，特别是在体积和/或制造成本方面。
期望具有一种彩色图像显示设备，其克服了已知设备的全部或部分缺点。
发明内容
因此，实施例提供了一种单片显示设备，包括能够发射第一波长范围内的光的多个第一像素，以及能够发射第二波长范围内的光的多个第二像素，第一像素均包括氮化镓光发光二极管，以及第二像素均包括有机发光二极管。
根据实施例，该设备包括集成控制电路，该集成控制电路在第一表面侧上包括针对每个像素的金属连接焊盘，第一和第二像素的发光二极管布置在控制电路的第一表面侧上，并且每个像素的发光二极管包括连接到像素的金属连接焊盘的第一电极。
根据实施例，在每个像素中，像素的发光二极管包括涂覆与控制电路相对的第一电极的表面的至少一个半导体层，以及涂覆与第一电极相对的所述至少一个半导体层的表面的第二电极。
根据实施例，第一和第二像素的发光二极管的第二电极互连。
根据实施例，第一像素的第二电极和第二像素的第一电极布置在设备的同一导电层面(level)中。
根据实施例，第二像素的半导体层是设备的所有第二像素共用的并且在设备的基本上整个表面上延伸的连续层。
根据实施例，在每个第一像素中，通过局部绝缘层将像素的第二电极与第二像素的所述至少一个半导体层绝缘。
根据实施例，第二像素的半导体层是仅局限于第二像素的发光二极管处的不连续层。
另一实施例提供一种制造单片显示设备的方法，该单片显示设备包括能够发射第一波长范围内的光的多个第一像素和能够发射第二波长范围内的光的多个第二像素，该方法包括以下连续步骤：
a)形成集成控制电路，其在第一表面上包括针对设备的每个像素的金属连接焊盘；
b)对于每个第一像素，在控制电路的第一表面上放置有源氮化镓发光二极管堆叠，其包括：与像素的金属连接焊盘接触的第一电极；以及涂覆与控制电路相对的第一电极的表面的至少一个半导体层；
c)用绝缘填充材料填充横向分离了氮化镓发光二极管的有源堆叠的体积；
d)在相同的导电层中，对于每个第一像素，形成涂覆与第一电极相对的第二电极半导体层的表面的第二电极，并且对于每个第二像素，形成涂覆填充材料并连接到像素的金属连接焊盘的第一电极。
根据实施例，该方法在步骤d)之后进一步包括对于每个第二像素，对涂覆与控制电路相对的像素的第一电极的表面的至少一个有机半导体层的沉积步骤e)。
根据实施例，有机半导体层是设备的所有第二像素共用的并且在设备的基本上整个表面上延伸的连续层。
根据实施例，该方法还包括在步骤d)和步骤e)之间，形成局部绝缘层的步骤，所述局部绝缘层使第一像素的第二电极与有机半导体层绝缘。
根据实施例，有机半导体层是仅局限于第二像素的发光二极管处的不连续层。
根据实施例，该方法还包括在步骤e)之后，对于每个第二像素，对涂覆与像素的第一电极相对的有机半导体层的表面的第二电极的沉积步骤。
根据实施例，第二像素的第二电极形成了在设备的基本上整个表面上延伸的连续层。
附图说明
在下面结合附图对特定实施例的非限制性描述中将详细讨论前述和其他特征和优点，其中：
图1A、1B、1C和1D是示意性地示出制造彩色图像显示设备的方法的实施例的截面图；
图2是示意性地示出彩色图像显示设备的实施例的俯视图；和
图3是示意性地示出彩色图像显示设备的另一个实施例的截面图。
具体实施方式
在各个附图中，相同的元件用相同的附图标记表示，并且进一步各个附图未按比例绘制。为清楚起见，仅示出了并且详细描述了对理解所描述的实施例有用的那些步骤和元件。特别地，没有详细描述有源有机发光二极管堆叠的不同层的组成和布置，以及有源氮化镓发光二极管堆叠的不同层的组成和布置，所描述的实施例与通常有源发光二极管和氮化镓发光二极管的有源堆叠兼容。此外，还没有详细描述用于控制发光二极管的集成电路的形成，所描述的实施例与这种控制电路的通常结构和制造方法兼容。
在以下描述中，当提及限定绝对位置的术语时，例如术语“前”、“后”等，或相对位置，例如术语“上”、“下”、“上方”、“下方”等，或符合方向的术语，例如“水平”、”垂直“等术语，指的是图1A、1B、1C、1D或图3的截面图的定向，可以理解的是，在实践中，所描述的设备可以不同地定向。术语“约”、“基本上”和“大约”在本文中用于表示所讨论的值的正或负10％，优选正负5％的公差。
根据实施例的方面，在单片彩色图像显示设备中，提供了能够发射第一波长范围内的光(例如蓝光(即，波长在450到490nm的范围内))的无机氮化镓发光二极管，以及能够发射一个或多个其他波长范围内的光(例如绿光(即波长在490至500nm的范围内)和红光(即，波长在600至700nm的范围内))的有机发光二极管。
图1A、1B、1C和1D是示意性地示出制造这种设备的方法的实施例的连续步骤的截面图。图1A、1B、1C和1D更具体地示出了设备的三个像素B、R和G的形成，均包括发光二极管，并且能够分别在三个不同的波段中发光。作为示例，B、R和G像素能够分别发射蓝光、红光和绿光。实际上，显示设备可以包括多个相同或相似的B像素、多个相同或相似的R像素，以及多个相同或相似的G像素，并且每种类型B、R和G的像素可以是例如，以阵列布局规则地分布在设备的基本上整个表面上。
图1A示意性地示出了预先形成在半导体衬底111(例如硅衬底)内部和顶部的集成控制电路110。在该示例中，控制电路110在其上表面侧包括针对设备的每个B、R和G像素的金属连接焊盘113，旨在连接到像素的发光二极管的一个电极(阳极或阴极)，以便能够控制流过二极管的电流和/或施加到二极管的电压。控制电路例如包括，用于连接到像素的金属焊盘113的每个像素的包括一个或多个晶体管的基本控制单元，其能够控制施加到像素二极管的电流和/或电压。控制电路110例如由CMOS技术制成。金属焊盘113可以用绝缘材料114(例如，氧化硅)横向围绕，使得控制电路110具有基本平坦的上表面，该上表面包括金属焊盘113和绝缘区域114的交替。如此后将进一步详细解释的，发光二极管的其他电极(未连接到焊盘113)上的接触可以经由控制电路110的一个或多个连接焊盘(图中未示出)集中在例如控制电路110的***区域中。
图1A更具体地示出了在设备的像素B的每个连接焊盘113上放置有源氮化镓发光二极管堆叠的步骤。在该示例中，放置在控制电路上的有源堆叠是垂直堆叠，其包括从连接焊盘113的表面开始的以下顺序的例如由金属制成的导电层121、P型掺杂的氮化镓层123、发射层125和N型掺杂氮化镓层127。发射层125例如由一个或多个发射层的堆叠形成，每个发射层形成量子阱，例如，由GaN、InN、InGaN、AlGaN、AlN、AlInGaN、GaP、AlGaP、AlInGaP、或这些材料中的一种或多种的组合制成。作为变型，发射层125可以是本征的，即非故意掺杂的氮化镓层，例如具有1015至1018原子/cm3范围的残余施主浓度，例如，约1017原子/cm3。在该示例中，发射层125的上表面与层127的下表面接触，发射层125的下表面与层123的上表面接触，层123的下表面与层121的上表面接触以及层121的下表面与焊盘113的上表面接触。导电层121形成像素B的二极管的阳极，层123和127分别形成二极管的半导体阳极和阴极层。作为变型，放置在控制电路110上的堆叠可以不包括导电层121，在这种情况下，堆叠的半导体层123直接与控制电路的金属焊盘113接触，然后焊盘113形成像素B的二极管的阳极。
在所示的示例中，在图1A的步骤处放置在控制电路110上的堆叠不包括像素B的二极管的上电极(在本示例中为其阴极)，即，涂覆与层123相对的层127的表面的电极。该上电极实际上将在随后的步骤中同时与R和G像素的发光二极管的下电极一起沉积。
在图1A的步骤中放置在控制电路110上的氮化镓二极管的堆叠可以通过外延在适合的支撑衬底(例如，蓝宝石或刚玉衬底(未示出))上预先形成。更具体地，层127、125和123可以通过外延从支撑衬底的表面连续形成，之后层121可以沉积在与支撑衬底相对的层123的表面上。然后可以移除支撑衬底，之后可以例如通过锯切使二极管个性化。为了将二极管切割成单独的芯片，可以预先在与支撑衬底相对的有源堆叠的表面侧上布置粘合保持膜。一旦二极管被个性化，它们可以逐个地布置在控制电路110上，以获得图1A的结构。
作为变型，在将堆叠切割成单独的二极管之前，有源堆叠可以一体地放置在控制电路110的上表面上，使得堆叠基本上覆盖控制电路110的整个表面。然后可以例如通过机械加工去除有源堆叠的支撑衬底，之后可以通过与R和G像素相对的蚀刻局部去除有源堆叠，以仅将有源堆叠的部分保持在传感器的B像素上方，以获得图1A的结构。
在图1A的步骤结束时，像素B的发光二极管的有源部分形成了布置在控制电路110的上表面上的单独的焊盘或岛。例如，焊盘或岛的厚度在0.1至1μm的范围，例如，约0.5μm。
图1B示出了在图1A的步骤结束时获得的结构的上表面的平坦化步骤。在该步骤期间，横向分离B像素的二极管的有源部分的体积填充有绝缘填充材料129，例如氧化硅或树脂，以获得具有基本上平坦的上表面的结构。作为示例，填充材料129首先沉积在结构的整个上表面上方，包括B像素上方，其厚度大于B像素的有源二极管堆叠的厚度，之后实施平坦化步骤，例如，通过化学机械加工、抛光，在此期间，填充材料仅保持在B像素的二极管的有源堆叠周围，其厚度基本上等于有源堆叠的厚度。
图1C示出了在同一导电层面M中同时形成例如设备的B像素的无机二极管的上电极131和设备的R和G像素的有机二极管的下电极133的步骤。这里的导电层面意味着同时形成并且布置在基本上平行于控制电路110的上表面的相同平均面中的导电区域的组件。
更具体地，在该步骤期间，在设备的每个B像素上形成布置在像素二极管的阴极层127的上表面之上并与之接触的阴极131。在该示例中，电极131仅覆盖像素B的二极管的上表面的一部分。实际上，关于图1A、1B、1C和1D描述的设备旨在从其上表面发射光，因此，电极131应该不完全掩蔽B像素的二极管的上表面。作为示例，电极131在俯视图中在B像素的二极管的全部或部分***区域上方延伸。
在该步骤期间，在设备的每个R像素和每个G像素上进一步形成布置在绝缘填充层129的上表面上(例如，与像素的连接焊盘113垂直地对齐)的电极133。电极133例如在像素的有机发光二极管(尚未形成)的整个表面上延伸。电极133经由导电通孔135连接到像素的下面的连接焊盘113，导电通孔135例如由钨或铜制成，与绝缘层129交叉。可以在绝缘层129的沉积之后并且在形成电极131和133之前形成通孔135，在步骤期间，未详细说明。应该注意，焊盘113具有通过通孔135对电极133供电的功能。因此，作为变型，焊盘113可具有小于或大于电极133的表面积和/或相对于电极133被移位(在俯视图中)。
优选地，提供电极133(以及相应的电极131，后者形成在与电极133相同的导电平面M中)，以具有反射来自设备上部的光的上表面。这使得能够通过朝向其上表面将有机发光二极管发射的光朝向其下表面反射来提高设备的光效率。作为示例，电极133包括由银、氧化锡、铝、铝-铜合金或透明导电氧化物(ZnO、AZO、ITO等)制成的至少一个上层。
通孔135和电极131和133可以根据当前用于制造集成电路的传统光刻方法(例如，在CMOS技术中)形成。
图1C还示出了形成电极131和133之后的步骤，在此期间，例如由树脂制成的局部绝缘层137沉积在金属化131的整个上表面上方和侧面上，以使金属化131与设备的上层(图1C中未示出)绝缘。然而，绝缘层137不在R和G像素的二极管的下电极133的上表面的至少一部分上方延伸。在所示的示例中，绝缘层137在每个电极133的***区域上方和侧面上延伸，以加强设备的相邻像素的二极管之间的绝缘，并且围绕由电极133形成的边缘以用于有机半导体层的随后的沉积。局部绝缘层137例如由抗蚀剂制成。例如，抗蚀剂首先遍布设备的上表面，然后照射和蚀刻以仅将抗蚀剂保持在所需区域中。
图1D示出了在图1C的步骤序列结束时获得的结构的上表面上方沉积有机半导体层139的步骤。层139是有源有机发光二极管层。层139可以是由相反导电类型的有机半导体材料的混合物制成的单层，或者是相反导电类型的至少两层有机半导体材料的垂直堆叠。更一般地，可以使用能够在电流通过时发光的一个或多个有机半导体层的堆叠。在该示例中，选择有机半导体层139以能够同时发射绿光和红光。作为变型，选择有机半导体层139以能够发射白光，即，能够同时发射蓝光、绿光和红光。有机半导体层139基本上在图1C的步骤序列结束时获得的结构的整个上表面上方延伸。特别地，有机半导体层139的下表面与设备的R和G像素的下电极133电接触。然而，局部绝缘层137使得有机半导体层139不与设备的B像素的上电极131电接触。应当注意，根据选择用于形成电极133和有机层139的材料，在沉积有机半导体层139之前，可以在图1C的步骤序列结束时获得的结构的上表面上方沉积一个或多个导电匹配层。
图1D还示出了在有机半导体层139的上表面上方沉积导电层141的步骤，该导电层141对应于设备的R和G像素的上电极。层141形成在位于平面M上方的导电平面M+1中。导电层141形成设备的所有R和G像素共用的电极。在该示例中，层141是基本上在设备的整个上表面上方延伸的连续层。要在其上表面侧观察的设备，选择上电极层141以能够发射由R和G像素的有机发光二极管以及B像素的无机发光二极管发射的大部分光。作为示例，电极141是例如由银制成的金属电极，具有小于10nm的厚度，或者是由透明导电材料制成的电极，例如，由氧化铟锡制成。实际上，根据选择用于形成有机半导体层139和上电极141的材料，在沉积导电层141之前，可以在层139的上表面上方沉积一个或多个匹配的导电层。
图1D还示出了在导电层141的上表面上方沉积封装层143的步骤，特别是具有防止空气或水分渗透到有机半导体层139中的功能。例如，封装层143是由ALD沉积(“原子层沉积”)。层143例如由氧化硅(SiO2)或氧化铝(Al2O3)制成。
图1D进一步示出了分别在每个R或G像素的有机发光二极管上方分别沉积例如由有色树脂制成的滤色器145R或145G的步骤。滤色器145R仅发射由下面的发光二极管发射的光的光谱的第一部分，并且滤色器145G仅发射由下面的发光二极管发射的光的光谱的第二部分(不同于第一部分)。在该示例中，滤色器145R仅发射红光，而滤色器145G仅发射绿光。作为变型，在每个B像素中，无机发光二极管还覆盖有例如由有色树脂制成的滤色器(未示出)，其具有与滤色器145R和145G的带宽不同的带宽，例如，仅能够发射蓝光的滤色器。例如，在B像素上提供滤色器能够校正由有机半导体层139引起的由像素的无机发光二极管发射的光的波长的可能的分散。在B像素上提供特定的滤色器还可以能够补偿B像素的无机发光二极管与R和G像素的有机发光二极管之间可能的发光度差异。实际上，对控制电路110控制的基本单元优选地全部相同以简化电路110的形成。在这种情况下，B、R和G像素的二极管接收基本上相同的电源电压。在对于相同的电源电压，B像素的无机二极管以比R和G像素的有机发光二极管更高的亮度水平发射的情况下，在B像素上提供滤色器可以能够衰减B像素的亮度水平，以使其达到与R和G像素水平相当的水平。
因此，在图1D的步骤序列结束时获得的设备包括能够分别在三个不同波段中发光的B、R和G像素，每个像素B包括无机发光二极管和每个R或G像素包括有机发光二极管。
在该示例中，R和G像素的发光二极管的下电极133对应于有机发光二极管的阳极，并且上电极141对应于有机发光二极管的阴极。
图2是示意性地示出图1D的设备的B、R和G像素的布局的示例的俯视图。在图2中，像素由正方形图示化。此外，在每个B像素上，像素二极管的上电极131由阴影正方形示出。图2还以虚线矩形示出了R和G像素的上电极141。在俯视图中，B、R和G像素例如以行和列的阵列布置。
设备的B像素的上电极131经由与电极131和133同时形成在导电平面M中的导电轨道201(图1A、1B、1C、1D中未示出)的网络彼此连接。覆盖B像素的上电极131的绝缘层137(图1C和1D)进一步覆盖导电轨道201的上表面和侧面，以使导电轨道201的网络与设备的有机半导体层139绝缘(图1D)。
电极131的互连的导电轨道的网络201在像素阵列的外部，例如在像素阵列的***处，连接到R和G像素的有机发光二极管共用的上电极141。这使得能够经由控制电路110的相应连接焊盘113互连设备的所有发光二极管的上电极，每个二极管的单独控制由其下电极121或133执行。
应当注意，在上述示例中，仅有机发光二极管的下电极层133被像素化，有机半导体层139和上电极层141是连续层。
图3是示意性地示出彩色图像显示设备的另一实施例的局部简化截面图。
图3的设备与上述设备的不同之处主要在于，在图3的设备中，前述设备的连续有机半导体层139被不连续的有机半导体层339代替，其仅位于设备的R和G像素的有机发光二极管处。
例如，图3的设备的形成包括与关于图1A、1B和1C描述的步骤相同的步骤。
形成图3的设备还包括在图1C的步骤序列结束时获得的结构的上表面上沉积有机半导体层339的步骤。层339是仅局限于设备的R和G像素处的不连续层，并且特别地不延伸到设备的B像素上方。更具体地，层339在每个像素R处包括与像素的下电极133电接触的部分339R，并且在每个像素G处包括与像素的下电极133电接触的部分339G。层339R和339G是不同性质的有源有机发光二极管层。更具体地，每个部分339R能够在其传导电流时发射第一波长范围内的光，并且每个部分339G能够在其传导电流时发射与第一范围不同的第二波长范围内的光。作为示例，选择层339R以仅能够发射红光，并且选择层339G以仅能够发射绿光。局部层339R和339G例如通过丝印或借助于模板或通过局部沉积有机半导体层的任何其他方法来沉积。
然后，与前面描述的相似或相同地沉积R和G像素共用的上电极141。特别地，电极141可以是在设备的基本上整个表面上方(包括在B像素上方)延伸的连续电极。然后，封装层143可以在整个设备的上表面上方与前面描述的相同或类似地沉积。
应当注意，在图3的示例中，由于有机半导体层339没有在设备的B像素上方延伸，所以B像素的上电极131不需要绝缘。因此，可以至少在B像素的上电极131处省略局部绝缘层137。在如图3所示的情况下，R和G像素的上电极141在设备的基本上整个表面上方(包括在B像素上方)延伸，然后电极141的下表面直接与电极131的上表面接触，其提供设备的所有二极管的上电极的互连。
由于提供了分别特别适合于R和G像素的发射波长的半导体层339R和339G，所以在图3的设备中可以省略覆盖图1D的设备的R和G像素的滤色器145R、145G。
在实践中，图3的实施例非常适合于显示设备，其中像素具有显着的尺寸，例如，它们在俯视图中的最小尺寸大于20μm并且优选地大于50μm。图1D的实施例非常适合于显示设备，其中像素具有相对小尺寸，例如，它们在俯视图中的最小尺寸小于20μm并且优选地小于5μm，对于这些设备，有机半导体层的局部沉积很难执行。
已经描述了特定实施例。本领域技术人员将想到各种改变和修改。特别地，已经描述了在设备的每个像素中，像素二极管的下电极是阳极并且像素二极管的上电极是阴极的实施例。通过反转设备的二极管的极性来适应实施例将在本领域技术人员的能力范围内。
此外，尽管仅描述了包括一个无机像素类型(B像素)和两个有机像素类型(R和G像素)的显示设备的实施例，但是所描述的实施例不限于该特定情况。作为变型，显示设备可以包括多种类型的无机像素，每个无机像素包括氮化镓发光二极管并且能够在不同的波长范围内发射。此外，显示设备可以包括单个类型的有机像素或能够发射不同波长范围的两种以上类型的有机像素。

Claims (12)

1.一种单片显示设备，包括：
能够发射第一波长范围内的光的多个第一像素(B)、以及能够发射第二波长范围内的光的多个第二像素(R,G)，所述第一像素(B)均包括氮化镓发光二极管，并且所述第二像素(R,G)均包括有机发光二极管；和
集成控制电路(110)，其在第一表面侧上包括针对每个像素(B,R,G)的金属连接焊盘(113)，所述第一像素(B)和第二像素(R,G)的发光二极管布置在所述控制电路(110)的第一表面侧上，并且每个像素的发光二极管包括连接到像素的金属连接焊盘(113)的第一电极(121,133)，
其中，在每个像素(B,R,G)中，像素的发光二极管包括涂覆与所述控制电路(110)相对的第一电极(121,133)的表面的至少一个半导体层(123,125,127,139；339R,339G)，以及涂覆与所述第一电极相对的所述至少一个半导体层的表面的第二电极(131,141)，所述第一像素(B)的第二电极(131)和所述第二像素(R,G)的第一电极(133)布置在所述设备的同一导电层面(M)中。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一像素(B)和第二像素(R,G)的发光二极管的第二电极(131；141)互连。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述第二像素(R,G)的所述至少一个半导体层(139)是所述设备的所有第二像素(R,G)共用的并且在所述设备的基本上整个表面上延伸的连续层。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，在每个第一像素(B)中，通过局部绝缘层(137)将所述像素的第二电极(131)与所述第二像素(R,G)的所述至少一个半导体层(139)绝缘。
5.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述第二像素(R,G)的所述至少一个半导体层(339R,339G)是仅局限于所述第二像素的发光二极管处的不连续层。
6.一种制造单片显示设备的方法，所述单片显示设备包括能够发射第一波长范围内的光的多个第一像素(B)和能够发射第二波长范围内的光的多个第二像素(R,G)，所述方法包括以下连续步骤：
a)形成集成控制电路(110)，其在第一表面上包括针对所述设备的每个像素(B,R,G)的金属连接焊盘(113)；
b)对于每个第一像素(B)，在所述控制电路(110)的第一表面上放置有源氮化镓发光二极管堆叠，其包括：与像素的金属连接焊盘(113)接触的第一电极(121)、和涂覆与所述控制电路(110)相对的第一电极的表面的至少一个半导体层(123,125,127)；
c)用绝缘填充材料(129)填充横向分离了所述氮化镓发光二极管的有源堆叠的体积；
d)在同一导电层面(M)中，对于每个第一像素(B)，形成涂覆与所述第一电极相对的所述至少一个半导体层(123；125；127)的表面的第二电极(131)，以及对于每个第二像素，形成涂覆所述填充材料(129)并且连接到所述像素的金属连接焊盘(113)的第一电极(133)。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括，在步骤d)之后，对于每个第二像素(R；G)，对涂覆与所述控制电路(110)相对的像素的第一电极(133)的表面的至少一个有机半导体层(139；339R,339G)的沉积的步骤e)。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述至少一个有机半导体层(139)是所述设备的所有第二像素(R,G)共用的并且在所述设备的基本上整个表面上延伸的连续层。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括：在步骤d)和步骤e)之间，形成局部绝缘层(137)的步骤，所述局部绝缘层使所述第一像素(B)的第二电极(131)与所述至少一个有机半导体层(139)绝缘。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述至少一个有机半导体层(339R,339G)是仅局限于所述第二像素(R,G)的发光二极管处的不连续层。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的方法，进一步包括在步骤e)之后，对于每个第二像素，对涂覆与像素的第一电极(133)相对的所述至少一个有机半导体层(139；339R,339G)的表面的第二电极(141)的沉积的步骤。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第二像素(R,G)的第二电极(141)形成在所述设备的基本上整个表面上延伸的连续层。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111429814A (zh) * 2020-04-15 2020-07-17 苏州亮芯光电科技有限公司 多功能智慧显示屏及其控制方法
CN111834421A (zh) * 2020-06-12 2020-10-27 福州大学 一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件及其制造方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109037291B (zh) * 2018-08-01 2020-09-01 南京大学 全色型Micro-LED器件及其制备方法
CN109148545B (zh) * 2018-08-31 2021-03-30 上海天马微电子有限公司 一种显示面板和显示装置
KR20200082602A (ko) * 2018-12-31 2020-07-08 엘지디스플레이 주식회사 유기 발광 패널 및 무기 발광 다이오드를 포함하는 조명장치
US11716863B2 (en) * 2020-05-11 2023-08-01 Universal Display Corporation Hybrid display architecture
FR3115917A1 (fr) 2020-11-03 2022-05-06 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Dispositif d’affichage à empilement technologique hybride
WO2024043005A1 (ja) * 2022-08-22 2024-02-29 国立大学法人東京大学 有機半導体素子、歪みゲージ、測定装置及び有機半導体素子の製造方法
US20240196685A1 (en) * 2022-12-09 2024-06-13 Meta Platforms Technologies, Llc Hybrid emissive displays

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006027730A1 (en) * 2004-09-09 2006-03-16 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Light-generating body
CN103715220A (zh) * 2012-10-05 2014-04-09 三星显示有限公司 有机发光二极管显示器及其制造方法
JP2014081546A (ja) * 2012-10-17 2014-05-08 V Technology Co Ltd 半導体発光装置
WO2015081289A1 (en) * 2013-11-27 2015-06-04 The Regents Of The University Of Michigan Devices combining thin film inorganic leds with organic leds and fabrication thereof
KR20150102180A (ko) * 2014-02-27 2015-09-07 삼성디스플레이 주식회사 레이저 빔 조사 장치 및 이를 이용한 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법
CN105070744A (zh) * 2015-07-06 2015-11-18 友达光电股份有限公司 像素结构及其制造方法
WO2016030422A1 (en) * 2014-08-26 2016-03-03 X-Celeprint Limited Micro assembled hybrid displays and lighting elements
WO2016110368A1 (de) * 2015-01-09 2016-07-14 Osram Oled Gmbh Licht emittierende vorrichtung

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5583350A (en) * 1995-11-02 1996-12-10 Motorola Full color light emitting diode display assembly
US7994524B1 (en) * 2007-09-12 2011-08-09 David Yaunien Chung Vertically structured LED array light source
KR20100071539A (ko) * 2008-12-19 2010-06-29 삼성전자주식회사 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법
KR101917752B1 (ko) * 2011-05-11 2018-11-13 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 소자, 발광 모듈, 발광 패널, 발광 장치
CN103000662B (zh) * 2012-12-12 2014-06-18 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板及其制作方法、显示装置
JP6286941B2 (ja) * 2013-08-27 2018-03-07 セイコーエプソン株式会社 発光装置、発光装置の製造方法、電子機器
KR102093628B1 (ko) * 2013-10-10 2020-03-26 엘지디스플레이 주식회사 유기전계 발광소자 및 이의 제조 방법
TWI467528B (zh) * 2013-10-30 2015-01-01 Au Optronics Corp 發光二極體顯示面板及其製作方法
EP3114899B1 (en) * 2014-03-05 2021-04-28 LG Electronics Inc. Method of fabricating a display device using semiconductor light emitting device
JP2016119185A (ja) * 2014-12-19 2016-06-30 株式会社ジャパンディスプレイ 画像表示装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006027730A1 (en) * 2004-09-09 2006-03-16 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Light-generating body
CN103715220A (zh) * 2012-10-05 2014-04-09 三星显示有限公司 有机发光二极管显示器及其制造方法
JP2014081546A (ja) * 2012-10-17 2014-05-08 V Technology Co Ltd 半導体発光装置
WO2015081289A1 (en) * 2013-11-27 2015-06-04 The Regents Of The University Of Michigan Devices combining thin film inorganic leds with organic leds and fabrication thereof
KR20150102180A (ko) * 2014-02-27 2015-09-07 삼성디스플레이 주식회사 레이저 빔 조사 장치 및 이를 이용한 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법
WO2016030422A1 (en) * 2014-08-26 2016-03-03 X-Celeprint Limited Micro assembled hybrid displays and lighting elements
WO2016110368A1 (de) * 2015-01-09 2016-07-14 Osram Oled Gmbh Licht emittierende vorrichtung
CN105070744A (zh) * 2015-07-06 2015-11-18 友达光电股份有限公司 像素结构及其制造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JEFFREY SPINDLER等: "下一代固体发光技术", 《现代显示》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111429814A (zh) * 2020-04-15 2020-07-17 苏州亮芯光电科技有限公司 多功能智慧显示屏及其控制方法
CN111834421A (zh) * 2020-06-12 2020-10-27 福州大学 一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件及其制造方法
CN111834421B (zh) * 2020-06-12 2023-05-05 福州大学 一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件及其制造方法

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