CN214956881U - 单元像素及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种单元像素及显示装置。根据本实用新型的一实施例的单元像素包括:透明基板;多个发光元件,整齐排列于所述透明基板上;连接层,电连接于所述发光元件;及接合垫,布置于所述连接层的上部,电连接于所述连接层,其中,所述接合垫分别沿垂直方向与所述发光元件中的至少一个部分地重叠。
Description
技术领域
示例性的实施例涉及一种具有发光元件的单元像素及具有该单元像素的显示装置。
背景技术
发光元件为利用作为无机光源的发光二极管的半导体元件,在诸如显示装置、车辆用灯具、一般照明的各种领域被多样地利用。发光二极管具有寿命长、耗电低、响应速度快的优点,因此正在迅速代替现有光源。
另外,现有的发光二极管在显示装置中主要作为背光光源而使用,然而最近正在开发利用发光二极管直接实现图像的显示装置。这样的显示器也称为微型LED显示器。
显示装置通常利用蓝色、绿色及红色的混合色来实现多种颜色。显示装置为了实现多种图像而包括多个像素,每个像素配备有蓝色、绿色及红色的子像素。通过这些子像素的颜色来确定特定像素的颜色,而且借由这些像素的组合来实现图像。
在微型LED显示器的情况下,微型LED对应于各子像素而排列在二维平面上,据此,一个基板上需要布置众多数量的微型LED。然而,微型LED的尺寸例如是200微米以下,进一步是100微米以下,非常小,由于这么小的尺寸而产生了多种问题。尤其,难以分选较小尺寸的发光二极管,从而不易于在显示用面板上直接贴装发光二极管。
实用新型内容
示例性的实施例提供一种适合贴装于电路基板的单元像素及具有该单元像素的显示装置。
示例性的实施例提供一种高可靠性的单元像素及具有该单元像素的显示装置。
示例性的实施例提供一种可以在小型单元像素增加凸块垫的接触面积的单元像素及具有该单元像素的显示装置。
示例性的实施例提供一种单元像素,该单元像素包括:透明基板;多个发光元件,整齐排列于所述透明基板上;连接层,电连接于所述发光元件;及接合垫,布置于所述连接层上部,并且电连接于所述连接层,其中,所述接合垫分别沿垂直方向与所述发光元件中的至少一个部分地重叠。
所述接合垫中的至少一个沿垂直方向与所述发光元件中的两个发光元件部分地重叠。
所述透明基板在面向所述发光元件的表面具有凹凸图案。
所述多个发光元件分别具有形成在面向所述透明基板的表面的第一凹凸图案及形成于所述第一凹凸图案上的第二凹凸图案。
所述多个发光元件包括发出彼此不同颜色的光的至少三个发光元件,
所述至少三个发光元件排列成一列。
所述单元像素还包括:光阻挡层,布置于所述透明基板与所述发光元件之间;以及粘合层,布置于所述光阻挡层与所述发光元件之间,其中,所述光阻挡层具有使从所述发光元件生成的光通过的窗口,并且所述发光元件对应于所述窗口而布置。
所述单元像素还包括:表面层,布置于所述透明基板与所述光阻挡层之间。
所述单元像素还包括:阶梯差调节层,覆盖所述发光元件,其中,所述阶梯差调节层具有暴露所述发光元件的开口部,其中,所述连接层布置于所述阶梯差调节层上,并通过所述阶梯差调节层的开口部电连接于所述发光元件。
所述单元像素还包括:绝缘物质层,覆盖所述连接层,其中,所述绝缘物质层具有暴露所述连接层的开口部,所述接合垫通过所述绝缘物质层的开口部电连接于所述连接层。
所述绝缘物质层将所述连接层的侧面以及所述阶梯差调节层的侧面一同覆盖。
所述绝缘物质层具有比所述阶梯差调节层的厚度小的厚度。
所述阶梯差调节层及所述绝缘物质层利用聚酰亚胺而形成。
所述发光元件分别包括:发光结构体,包含第一导电型半导体层、第二导电型半导体层及夹设于所述第一导电型半导体层与所述第二导电型半导体层之间的活性层;及第一电极垫和第二电极垫,布置于所述发光结构体上,其中,所述阶梯差调节层的开口部暴露所述第一电极垫和所述第二电极垫。
所述发光元件分别还包括布置于所述发光结构体与所述第一电极垫及所述第二电极垫之间的绝缘层,其中,所述绝缘层包括分布式布拉格反射器。
所述发光元件包括红色发光元件、绿色发光元件及蓝色发光元件,其中,所述蓝色发光元件的绝缘层具有比所述红色发光元件及所述绿色发光元件的绝缘层低的反射率。
所述透明基板具有小于300μm×300μm的面积。
示例性的实施例提供一种显示装置,该显示装置包括:电路基板,具有垫;多个单元像素,布置于所述电路基板上;及接合材料,将所述单元像素接合于所述垫,其中,所述单元像素分别包括:透明基板;多个发光元件,整齐排列于所述透明基板上;连接层,电连接于所述发光元件;及接合垫,布置于所述连接层上部,并且电连接于所述连接层,其中,所述接合垫分别与所述发光元件中的至少一个沿垂直方向部分地重叠,所述接合材料接合所述接合垫和所述电路基板上的垫。
所述接合材料为焊料。
所述单元像素还包括:光阻挡层,布置于所述透明基板与所述发光元件之间;及粘合层,布置于所述光阻挡层与所述发光元件之间,其中,所述光阻挡层具有使从所述发光元件生成的光通过的窗口,并且所述发光元件对应于窗口而布置。
所述透明基板具有小于300μm×300μm的面积。
根据本实用新型的实施例的单元像素及显示装置,适合贴装于电路基板。
根据本实用新型的实施例的单元像素及显示装置,具有高可靠性。
根据本实用新型的实施例的单元像素及显示装置,可以在小型单元像素增加凸块垫的接触面积。
附图说明
图1是用于说明根据一实施例的显示装置的示意性的平面图。
图2A是用于说明根据一实施例的发光元件的示意性的平面图。
图2B是沿图2A的截取线A-A而截取的示意性的剖视图。
图3A是用于说明根据第一实施例的单元像素的示意性的平面图。
图3B是沿图3A的截取线B-B而截取的示意性的剖视图。
图4A是用于说明根据一实施例的像素模块的示意性的平面图。
图4B是沿图4A的截取线C-C而截取的示意性的剖视图。
图4C是用于说明根据一实施例的像素模块的示意性的后视图。
图4D是用于说明根据一实施例的像素模块的示意性的电路图。
图4E是用于说明根据一实施例的像素模块的示意性的电路图。
图5A是用于说明在贴装根据第一实施例的单元像素时发生的问题的示意图。
图5B示出了在贴装根据第一实施例的单元像素时发生的缺陷的图像。
图6A是用于说明根据第二实施例的单元像素的示意性的平面图。
图6B是沿图6A的截取线D-D而截取的示意性的剖视图。
图7是用于说明贴装根据第二实施例的单元像素的显示装置的示意性的剖视图。
图8示出了利用根据第二实施例的单元像素而形成的显示装置的若干显示画面的图像。
图9A是用于说明根据第三实施例的单元像素的示意性的平面图。
图9B是沿图9A的截取线E-E而截取的示意性的剖视图。
图10A至图10F是用于说明根据第三实施例的单元像素的制造方法的示意性的剖视图。
图11A是用于说明根据一实施例的发光元件的示意性的平面图。
图11B是沿图11A的截取线F-F而截取的示意性的剖视图。
图12是用于说明根据一实施例的发光元件的表面凹凸图案的示意性的剖视图。
图13示出了发光元件的表面凹凸图案的SEM图像。
具体实施方式
以下,参照附图详细说明本实用新型的实施例。下面介绍的实施例是为了向本实用新型所属的技术领域的普通技术人员充分传递本实用新型的思想而作为示例提供的。因此,本实用新型不限于以下说明的实施例,也可以具体化为其他形态。并且,在附图中,为了方便起见,可以夸大表示构成要素的宽度、长度、厚度等。并且,在记载为一个构成要素在另一构成要素的“上部”或者“上方”时,不仅包括各部分位于另一部分的“紧邻的上部”或者“紧邻的上方”的情形,还包括在各构成要素和另一构成要素之间夹设有其他构成要素的情形。贯穿整个说明书,相同的附图标记表示相同的构成要素。
根据示例性的实施例的一种单元像素包括:透明基板;多个发光元件,整齐排列于所述透明基板上;连接层,电连接于所述发光元件;及接合垫,布置于所述连接层的上部,并且电连接于所述连接层,其中,所述接合垫分别沿垂直方向与所述发光元件中的至少一个部分地重叠。
可以通过将接合垫布置成与发光元件重叠来增加接合垫的面积,从而可以利用回流焊工艺等将单元像素稳定地贴装于电路基板上。
所述接合垫中的至少一个可以沿垂直方向与所述发光元件中的两个发光元件部分地重叠。
所述透明基板可以在面向所述发光元件的表面具有凹凸图案。借由所述凹凸图案可以使从发光元件发出的光的指向角均匀。
所述多个发光元件可以分别具有形成在面向所述透明基板的表面的第一凹凸图案及形成在所述第一凹凸图案上的第二凹凸图案。借由所述第一凹凸图案及所述第二凹凸图案可以改善光提取效率,并且可以使发光元件的指向角均匀。
所述多个发光元件可以包括发出彼此不同颜色的光的至少三个发光元件,所述至少三个发光元件可以排列成一列。
所述单元像素还可以包括:光阻挡层,布置于所述透明基板与所述发光元件之间;及粘合层,布置于所述光阻挡层与所述发光元件之间,其中,所述光阻挡层可以具有使从所述发光元件生成的光通过的窗口,并且所述发光元件可以对应于所述窗口而布置。
所述单元像素还可以包括:表面层,布置于所述透明基板与所述光阻挡层之间。
所述表面层可以提高所述光阻挡层的粘合力,以防止光阻挡层从透明基板剥离。
所述单元像素还可以包括覆盖所述发光元件的阶梯差调节层,所述阶梯差调节层可以具有暴露所述发光元件的开口部,其中,所述连接层布置于所述阶梯差调节层上,并且可以通过所述阶梯差调节层的开口部电连接于所述发光元件。
所述单元像素还可以包括覆盖所述连接层的绝缘物质层,所述绝缘物质层可以具有暴露所述连接层的开口部,所述接合垫可以通过所述绝缘物质层的开口部电连接于所述连接层。
所述绝缘物质层可以将所述连接层的侧面以及所述阶梯差调节层的侧面一同覆盖。
在一实施例中,所述绝缘物质层可以具有比所述阶梯差调节层的厚度小的厚度。
在一实施例中,所述阶梯差调节层及所述绝缘物质层可以利用聚酰亚胺而形成。
所述发光元件分别可以包括:发光结构体,包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层及夹设于所述第一导电型半导体层与所述第二导电型半导体层之间的活性层;以及第一电极垫及第二电极垫,布置于所述发光结构体上,其中,所述阶梯差调节层的开口部可以暴露所述第一电极垫及所述第二电极垫。
所述发光元件还可以分别包括:绝缘层,布置于所述发光结构体与所述第一电极垫及所述第二电极垫之间,其中,所述绝缘层还可以包括分布式布拉格反射器。
所述发光元件可以包括红色发光元件、绿色发光元件及蓝色发光元件,其中,所述蓝色发光元件的绝缘层可以具有比所述红色发光元件及所述绿色发光元件的绝缘层低的反射率。因此,通过降低所述蓝色发光元件的绝缘层的反射率,可以容易地调节红光、绿光及蓝光的颜色混合比。
在一实施例中,所述透明基板可以具有小于300μm×300μm的面积,进一步地,可以具有200μm×200μm以下的面积。
根据示例性的实施例的一种显示装置包括:具有垫的电路基板;多个单元像素,布置于所述电路基板上;及接合材料,将所述单元像素接合于所述垫,其中,所述单元像素中的每一个包括:透明基板;多个发光元件,整齐排列于所述透明基板上;连接层,电连接于所述发光元件;及接合垫,布置于所述连接层的上部,并且电连接于所述连接层,其中,所述接合垫分别沿垂直方向与所述发光元件中的至少一个部分地重叠,所述接合材料接合所述接合垫及所述电路基板上的垫。
所述接合材料可以为焊料。
所述单元像素还可以包括:光阻挡层,布置于所述透明基板与所述发光元件之间;及粘合层,布置于所述光阻挡层与所述发光元件之间,其中,所述光阻挡层具有使从所述发光元件生成的光通过的窗口,所述发光元件可以对应于所述窗口而布置。
所述透明基板可以具有小于300μm×300μm的面积,进一步地,可以具有200μm×200μm以下的面积。
以下,参照附图更加详细地说明本实用新型的实施例。
图1是用于说明根据本实用新型的一实施例的显示装置的示意性的平面图。
参照图1,显示装置10000包括面板基板2100及多个像素模块1000。
显示装置10000没有特别限制,可以包括微型LED TV、智能手表、诸如VR头戴式耳机之类的VR显示装置、或者诸如增强现实眼镜之类的AR显示装置。
面板基板2100可以包括用于无源矩阵驱动或有源矩阵驱动的电路。在一实施例中,面板基板2100可以在内部包括布线及电阻,在另一实施例中,面板基板2100可以包括布线、晶体管及电容器。面板基板2100还可以在上表面具有能够与布置的电路电连接的垫。
在一实施例中,多个像素模块1000在面板基板2100上整齐排列。各像素模块1000可以包括电路基板1001及布置于电路基板1001上的多个单元像素100。在另一实施例中,多个单元像素100可以直接排列于面板基板2100上。
各单元像素100包括多个发光元件10a、10b、10c。发光元件10a、10b、10c可以发出彼此不同颜色的光。如图1所示,各单元像素100内的发光元件10a、10b、10c可以排列成一列。在一实施例中,发光元件10a、10b、10c可以沿相对于实现图像的显示画面的垂直方向排列。然而,本公开并不局限于此,发光元件10a、10b、10c也可以沿相对于实现图像的显示画面的水平方向排列。
以下,以布置于显示装置10000内的发光元件10a、10b、10c、单元像素100及像素模块1000的顺序对显示装置10000的各构成要素进行详细说明。
首先,图2A是用于说明根据本实用新型的一实施例的发光元件10a的示意性的平面图,图2B是沿图2A的截取线A-A截取的示意性的剖视图。在此,虽然以发光元件10a为例进行说明,然而发光元件10b、10c也具有大致相似的结构,因此省略彼此重复的说明。
参照图2A及图2B,发光元件10a包括包含第一导电型半导体层21、活性层23及第二导电型半导体层25的发光结构体。并且,发光元件10a可以包括欧姆接触层27、绝缘层29、第一电极垫31及第二电极垫33。
发光结构体(即,第一导电型半导体层21、活性层23及第二导电型半导体层25)可以生长于基板上。所述基板可以是氮化镓基板、GaAs基板、Si基板、蓝宝石基板,尤其是图案化的蓝宝石基板等能够使用为半导体生长用的多种基板。生长基板可以利用机械研磨、激光剥离、化学剥离等的技术从半导体层分离。然而,本实用新型并不局限于此,基板的一部分也可以残留而构成第一导电型半导体层21的至少一部分。
在一实施例中,在发出红光的发光元件10a的情况下,半导体层可以包括砷化铝镓(AlGaAs:aluminum gallium arsenide)、磷砷化镓(GaAsP:gallium arsenidephosphide)、磷化铝镓铟(AlGaInP:aluminum gallium indium phosphide)或磷化镓(GaP:gallium phosphide)。
在发出绿光的发光元件10b的情况下,半导体层可以包括氮化铟镓(InGaN)、氮化镓(GaN)、磷化镓(GaP)、磷化铝镓铟(AlGaInP)或磷化铝镓(AlGaP)。
在一实施例中,在发出蓝光的发光元件10c的情况下,半导体层可以包括氮化镓(GaN)、氮化铟镓(InGaN)或硒化锌(ZnSe:zinc selenide)。
第一导电型和第二导电型作为彼此相反的极性,在第一导电型是n型的情况下,第二导电型是p型,而在第一导电型是p型的情况,第二导电型是n型。
第一导电型半导体层21、活性层23及第二导电型半导体层25可以利用诸如金属有机化学气相沉积法(MOCVD)的公知的方法在腔室内生长于基板上。并且,第一导电型半导体层21包括n型杂质(例如,Si、Ge、Sn),第二导电型半导体层25包括p型杂质(例如,Mg、Sr、Ba)。在一实施例中,第一导电型半导体层21可以包括包含作为掺杂剂的Si的GaN或AlGaN,第二导电型半导体层25可以包括包含作为掺杂剂的Mg的GaN或AlGaN。
虽然在附图中示出了第一导电型半导体层21及第二导电型半导体层25分别为单层,然而这些层可以是多层,并且也可以包括超晶格层。活性层23可以包括单量子阱结构或多量子阱结构,并且可以调节氮化物基半导体的组成比而发出所期望的波长。例如,活性层23可以发出蓝光、绿光、红光或紫外线。
第二导电型半导体层25及活性层23可以具有台面M结构并布置于第一导电型半导体层21上。台面M可以包括第二导电型半导体层25及活性层23,如图2B所示,也可以包括第一导电型半导体层21的一部分。台面M可以位于第一导电型半导体层21的一部分区域上,并且第一导电型半导体层21的上表面可以在台面M周围暴露。
另外,所述第一导电型半导体层21可以具有通过表面纹理化而形成的凹凸图案21p。表面纹理化可以通过利用例如干式或湿式蚀刻工艺的图案化来执行。例如,可以形成有锥体形状的突出部,锥体的高度可以是2μm至3μm,锥体的间距可以是1.5μm至2μm,并且锥体的底部直径可以是约3μm至5μm。锥体也可以是截头形状,在此情况下,锥体的上表面直径可以为约2μm至3μm。进一步,细小的凹凸也可以在凹凸图案21p附加地形成。细小的凹凸可以利用诸如湿式蚀刻来形成。通过在第一导电型半导体层21的表面形成凹凸图案21p,可以减少内部全反射,从而提高光提取效率。第一发光元件10a至第三发光元件10c均可以对第一导电型半导体层执行表面纹理化,然而并不局限于此,一部分发光元件也可以不执行表面纹理化。
并且,所述台面M可以具有使第一导电型半导体层21暴露的贯通孔25a。贯通孔25a可以靠近台面M的一侧边缘而布置,然而并不局限于此,也可以布置于台面M的中央。
欧姆接触层27布置于第二导电型半导体层25上而与第二导电型半导体层25欧姆接触。欧姆接触层27可以形成为单层或多层,并且可以利用透明导电性氧化膜或金属膜形成。透明导电性氧化膜的示例可以包括ITO或ZnO等,金属膜的示例可以包括Al、Ti、Cr、Ni、Au等的金属及其合金。
绝缘层29覆盖台面M及欧姆接触层27。进一步地,绝缘层29可以覆盖暴露于台面M周围的第一导电型半导体层21的上表面及侧面。另外,绝缘层29可以具有暴露欧姆接触层27的开口部29a及在贯通孔25a内暴露第一导电型半导体层21的开口部29b。绝缘层29可以利用氧化硅膜或氮化硅膜的单层或多层形成。并且,绝缘层29也可以包括诸如分布式布拉格反射器的绝缘反射器。
第一电极垫31及第二电极垫33布置于绝缘层29上。第二电极垫33可以通过开口部29a电连接于欧姆接触层27,第一电极垫31可以通过开口部29b电连接于第一导电型半导体层21。
第一电极垫31和/或第二电极垫33可以利用单层或多层金属形成。作为第一电极垫31和/或第二电极垫33的材料可以使用Al、Ti、Cr、Ni、Au等的金属及其合金等。
尽管与附图一同简要描述了根据本实用新型的一实施例的发光元件10a,然而除了上述的层之外,发光元件10a还可以包括具有附加功能的层。例如,还可以包括反射光的反射层、用于绝缘特定构成要素的附加绝缘层、防止焊料扩散的焊料防止层等多种层。
此外,对于形成倒装芯片型的发光元件而言,可以以多种形态形成台面,第一电极垫31及第二电极垫33的位置或形状也可以进行多种变更。并且,欧姆接触层27也可以被省略,第二电极垫33也可以直接接触于第二导电型半导体层25。并且,虽然图示了第一电极垫31直接连接于第一导电型半导体层21的情形,然而也可以在暴露于贯通孔25a的第一导电型半导体层21上先形成接触层,第一电极垫31连接于所述接触层。
图3A为用于说明根据本实用新型的第一实施例的单元像素100的示意性的平面图,图3B是沿图3A的截取线B-B截取的示意性的剖视图。
参照图3A及图3B,单元像素100可以包括透明基板121、第一发光元件10a至第三发光元件10c、表面层122、光阻挡层123、粘合层125、阶梯差调节层127、连接层129a、129b、129c、129d、凸块133a、133b、133c、133d及保护层131。
单元像素100包括第一发光元件10a、第二发光元件10b、第三发光元件10c而提供一个像素。第一发光元件10a至第三发光元件10c发出彼此不同颜色的光,这些分别对应于子像素。
透明基板121是PET、玻璃基板、石英、蓝宝石基板等的透光性基板。透明基板121布置于显示装置(图1的显示装置10000)的光发出面,从发光元件10a、10b、10c发出的光通过透明基板121而向外部发出。透明基板121可以在面向发光元件10a、10b、10c的表面包括凹凸图案121p。凹凸图案121p使从发光元件10a、10b、10c发出的光散射而增加指向角。并且,从具有彼此不同的指向角特性的发光元件10a、10b、10c发出的光可以借由所述凹凸图案121p而以均匀的指向角发出。据此,可以防止根据观察角度而发生色差。
凹凸图案121p可以是规则的也可以是不规则的。凹凸图案121P可以具有例如3μm的节距、2.8μm的直径及1.8μm的高度。凹凸图案121p通常可以是应用于图案化的蓝宝石基板的图案,然而并不局限于此。
透明基板121还可以包括防反射涂层,也可以包括防眩光层或进行防眩光处理。透明基板121可以具有例如50μm至300μm的厚度。
由于透明基板121布置于光发出面,因此透明基板121不包括电路。然而,本实用新型并不局限于此,也可以包括电路。
另外,虽然图示了在一个透明基板121形成有一个单元像素100的情况,然而也可以在一个透明基板121形成多个单元像素100。
表面层122覆盖透明基板121的凹凸图案121p。并且表面层122可以沿着凹凸图案121p的形状形成。表面层122为了提高在其上形成的光阻挡层123的粘合力而形成。例如,表面层122可以利用氧化硅膜形成。表面层122也可以根据透明基板121的类型而被省略。
光阻挡层123可以包括诸如炭黑的吸收光的吸收物质。光吸收物质防止由发光元件10a、10b、10c生成的光从透明基板121与发光元件10a、10b、10c之间的区域朝侧面侧泄漏,提高显示装置的对比度。
光阻挡层123可以具有用于使由发光元件10a、10b、10c生成的光入射至透明基板121的光行进路径的窗口123a,为此,可以在透明基板121上以暴露透明基板121的方式进行图案化。窗口123a的宽度可以小于发光元件的宽度,然而并不局限于此,也可以大于或等于发光元件的宽度。
光阻挡层123的窗口123a还定义发光元件10a、10b、10c的对准位置。因此,可以省略用于定义发光元件10a、10b、10c的对准位置的专门的对准标记。然而,本实用新型并不局限于此,为了提供用于对准发光元件10a、10b、10c的位置,对准标记也可以设置于透明基板121上或光阻挡层123或粘合层125上。
粘合层125附着于透明基板121上。粘合层125可以覆盖光阻挡层123。粘合层125可以附着于透明基板121的整个表面上,然而并不局限于此,也可以以使透明基板121的边缘附近区域暴露的方式附着于一部分区域。粘合层125为了将发光元件10a、10b、10c附着于透明基板121而被使用。粘合层125可以填充形成于光阻挡层123的窗口。
粘合层125可以形成为透光性层,并且使从发光元件10a、10b、10c发出的光透射。粘合层125可以利用有机粘合剂而形成。例如,粘合层125可以利用透明环氧树脂而形成。并且,粘合层125为了使光扩散而可以包括SiO2、TiO2、ZnO等的扩散物质(diffuser)。光扩散物质防止从光发出面观察到发光元件10a、10b、10c。
另外,第一发光元件10a至第三发光元件10c布置于透明基板121上。第一发光元件10a至第三发光元件10c可以借由粘合层125而附着于透明基板121。第一发光元件10a至第三发光元件10c可以对应于光阻挡层123的窗口123a而布置。在光阻挡层123被省略的情况下,为了提供发光元件10a、10b、10c的对准位置而可以添加对准标记。
第一发光元件10a至第三发光元件10c可以是例如红色发光元件、绿色发光元件、蓝色发光元件。第一发光元件10a至第三发光元件10c中的每一个的具体构成与上述参照图2A及图2B说明的内容相同,因此省略详细说明。
如图3A所示,第一发光元件10a至第三发光元件10c可以排列成一列。尤其,在透明基板121是蓝宝石基板的情况下,蓝宝石基板可以根据切割方向而包括借由结晶面而干净的切割面(例如,m面)和不干净的切割面(例如,a面)。例如,在切割成四边形形状的情况下,两侧的两个切割面(例如,m面)可以沿结晶面而被干净地切割,与这些切割面垂置布置的其他两个切割面(例如,a面)可能不会如此。在此情况下,蓝宝石基板121的干净的切割面可以与发光元件10a、10b、10c的整齐排列的方向平行。例如,在图3A中,干净的切割面(例如,m面)可以布置于上下,另外两个切割面(例如,a面)可以布置于左右。
第一发光元件10a至第三发光元件10c可以是上述参照图2A及图2B说明的发光元件,然而并不局限于此,可以使用水平型或倒装芯片结构的多种发光元件。
阶梯差调节层127覆盖第一发光元件10a至第三发光元件10c。阶梯差调节层127具有暴露发光元件10a、10b、10c的第一电极垫31及第二电极垫33的开口部127a。阶梯差调节层127将形成连接层129a、129b、129c和129d的表面的高度调节为恒定,从而有助于能够安全地形成连接层。进一步地,阶梯差调节层127可以使形成凸块133a、133b、133c和133d的位置的高度均匀化。阶梯差调节层127可以利用例如感光性聚酰亚胺形成。
阶梯差调节层127可以布置于被粘合层125的边缘所包围的区域内,然而并不局限于此。例如,阶梯差调节层127也可以形成为局部地暴露粘合层125的边缘。
第一连接层129a至第四连接层129d形成于阶梯差调节层127上。连接层129a、129b、129c、129d可以通过阶梯差调节层127的开口部127a而连接于第一发光元件10a至第三发光元件10c的第一电极垫31及第二电极垫33。
在一实施例中,如图3A及图3B所示,第一连接层129a可以电连接于第一发光元件10a的第二导电型半导体层,第二连接层129b可以电连接于第二发光元件10b的第二导电型半导体层,第三连接层129c可以电连接于第三发光元件10c的第二导电型半导体层,并且第四连接层129d可以共同电连接于第一发光元件10a至第三发光元件10c的第一导电型半导体层。第一连接层129a至第四连接层129d可以一同形成于阶梯差调节层127上,例如,可以包括Au。
凸块133a、133b、133c、133d分别形成于所述连接层129a、129b、129c、129d上。例如,第一凸块133a可以通过第一连接层129a而电连接于第一发光元件10a的第二导电型半导体层,第二凸块133b可以通过第二连接层129b而电连接于第二发光元件10b的第二导电型半导体层,并且第三凸块133c可以通过第三连接层129c而电连接于第三发光元件10c的第二导电型半导体层。另外,第四凸块133d可以通过第四连接层129d而共同电连接于第一发光元件至第三发光元件10a、10b、10c的第一导电型半导体层。凸块133a、133b、133c、133d可以利用例如AuSn、SnAg、Sn、CuSn、CuN、CuAg、Sb、Ni、Zn、Mo、Co、焊料等的金属和/或金属合金而形成。
在另一实施例中,第一连接层129a可以电连接于第一发光元件10a的第一导电型半导体层,第二连接层129b可以电连接于第二发光元件10b的第一导电型半导体层,第三连接层129c可以电连接于第三发光元件10c的第一导电型半导体层,并且第四连接层129d可以共同电连接于第一发光元件10a至第三发光元件10c的第二导电型半导体层。第一连接层129a至第四连接层129d可以一同形成于阶梯差调节层127上。
进一步地,凸块133a、133b、133c、133d分别形成于所述连接层129a、129b、129c、129d上。例如,第一凸块133a可以通过第一连接层129a电连接于第一发光元件10a的第一导电型半导体层,第二凸块133b可以通过第二连接层129b电连接于第二发光元件10b的第一导电型半导体层,并且第三凸块133c可以通过第三连接层129c电连接于第三发光元件10c的第一导电型半导体层。同时,第四凸块133d可以通过第四连接层129d共同电连接于第一发光元件10a至第三发光元件10c的第二导电型半导体层。
另外,保护层131可以覆盖凸块133a、133b、133c、133d的侧面,并且可以覆盖阶梯差调节层127。并且,保护层131可以覆盖暴露于阶梯差调节层127周围的粘合层125。保护层131可以利用例如感光性阻焊剂(PSR)而形成,因此,首先通过光刻及显影对保护层131进行图案化之后,可以形成凸块133a、133b、133c、133d。为此,保护层131可以形成为具有暴露连接层129a、129b、129c、129d的开口部,凸块133a、133b、133c、133d可以形成于保护层131的开口部内。凸块133a、133b、133c、133d也可以被省略。
为了防止光泄漏,保护层131可以利用诸如白色反射物质或黑色环氧树脂之类的光吸收物质形成。
在本实施例中,以发光元件10a、10b、10c借由粘合层125而附着于透明基板121的情形进行了说明,然而也可以利用其他结合器(coupler)而代替粘合层125来使发光元件10a、10b、10c结合于透明基板121。例如,发光元件10a、10b、10c可以利用间隔件而结合于透明基板121,因此,在发光元件10a、10b、10c与透明基板121之间的区域可以填充有气体或液体。借由这些气体或液体可以形成使从发光元件10a、10b、10c发出的光透射的光学层。上述的粘合层125也是光学层的一例。在此,光学层利用与发光元件10a、10b、10c不同的材料(例如,气体、液体或固体)形成,因而与发光元件10a、10b、10c内的半导体层的材料区分。
图4A是用于说明根据本实用新型一实施例的像素模块1000的示意性的平面图,图4B是沿图4A的截取线C-C而截取的示意性的剖视图,图4C是像素模块1000的后视图,图4D是像素模块1000的电路图。
参照图4A及图4B,像素模块1000包括电路基板1001及排列于电路基板1001上的单元像素100。进一步地,像素模块1000还可以包括覆盖单元像素100的覆盖层1010。
电路基板1001可以具有用于将面板基板2100与发光元件10a、10b、10c电连接的电路。电路基板1001内的电路可形成为多层结构。并且,电路基板1001可以包括用于以无源矩阵驱动方式驱动发光元件10a、10b、10c的无源电路或用于以有源矩阵驱动方式驱动发光元件10a、10b、10c的有源电路。电路基板1001可以包括暴露于表面的垫1003。垫1003可与贴装于其上的单元像素100内的凸块对应地排列。
单元像素100的具体构成与参照图3A及图3B说明的构成相同,因此为了避免重复而省略了详细说明。单元像素100可以整齐排列于电路基板1001上。如图4A所示,单元像素100可以以2×2行列排列,然而并不局限于此,可以以2×3、3×3、4×4、5×5等多种行列排列。
单元像素100借由接合材料1005接合于电路基板1001。例如,接合材料1005可以将凸块133a、133b、133c、133d接合于垫1003。接合材料1005可以利用例如焊料来形成。在凸块133a、133b、133c、133d利用焊料形成的情况下,接合材料1005也可以被省略。
覆盖层1010覆盖多个单元像素100。覆盖层1010可以防止单元像素100之间的光干涉而提高显示装置的对比度。
覆盖层1010可以利用例如干膜型阻焊剂(DFSR:dry-Film type solder resist)、感光性阻焊剂(PSR:photoimageable solder resist)、黑色材料(BM:black material)或环氧成型料(EMC)等形成。覆盖层1010可以利用例如层压、旋涂、缝涂、印刷等的技术而形成。
可以将图4A及图4B所示的像素模块1000贴装于图1的面板基板2100上而提供显示装置10000。电路基板1001具有与垫1003连接的底部垫。底部垫可以以与垫1003一一对应的方式布置,然而可以通过共同连接而减少底部垫的数量。对此,参照图4C和图4D,以具有以2×2行列排列的单元像素100的像素模块1000为例进行说明。
图4C示出了像素模块1000的后视图,并示出了电路基板1001的底部垫C1、C2、R1、R2、G1、G2、B1及B2。由于像素模块1000以2×2的行列排列,因此所有4个像素模块排列于电路基板1001上。并且,在各像素模块1000上布置有三个发光元件10a、10b、10c,并且布置有四个凸块133a、133b、133c、133d。因此,在电路基板1001上将设置有与作为4个单元像素100的凸块的16个对应的垫1003。与此相反,底部垫可以仅布置有8个,并且这些8个底部垫可以连接于面板基板2100而单独驱动各个发光元件10a、10b、10c。
图4D示出了在一实施例中各发光元件10a、10b、10c连接于底部垫C1、C2、R1、R2、G1、G2、B1及B2的示意性的电路图。
参照图4D,底部垫C1与布置于左侧列的发光元件10a、10b、10c的阴极共同连接,底部垫C2与布置于右侧列的发光元件10a、10b、10c的阴极共同连接。
并且,在布置于上侧行的单元像素100中,底部垫R1可以连接于第一发光元件10a的阳极,底部垫G1可以连接于第二发光元件10b的阳极,底部垫B1可以连接于第三发光元件10c的阳极。
并且,在布置于下侧行的单元像素100中,底部垫R2可以连接于第一发光元件10a的阳极,底部垫G2可以连接于第二发光元件10b的阳极,底部垫B2可以连接于第三发光元件10c的阳极。
在此,底部垫R1、G1、B1、R2、G2、B2是用于表示分别连接于红色发光元件、绿色发光元件及蓝色发光元件的垫。然而,红色发光元件、绿色发光元件及蓝色发光元件的排列也可以改变,据此,底部垫R1、G1、B1、R2、G2、B2所连接的位置也可以改变。例如,图4D的电路图假设第一发光元件10a为红色发光元件,第二发光元件10b为绿色发光元件,第三发光元件10c为蓝色发光元件而示出了底部垫。与此不同,第一发光元件10a也可以是蓝色发光元件,第三发光元件10c也可以是红色发光元件,在此情况下,底部垫R1、R2与底部垫B1、B2的位置可以彼此交换。
根据本实施例,底部垫C1、C2共同连接于各列内的发光元件的阴极,底部垫R1、G1、B1、R2、B2、G2中的每一个共同连接于两个发光元件的阳极,从而可以减少底部垫的总数的同时也可以独立地驱动各个发光元件10a、10b、10c。
另外,在本实施例中,虽然以底部垫C1、C2连接于发光元件的阴极,并且底部垫R1、G1、B1、R2、B2、G2连接于发光元件的阳极的情形进行图示并说明,然而如图4E所示,也可以底部垫C1、C2连接于发光元件的阳极,而底部垫R1、G1、B1、R2、B2、G2连接于发光元件的阳极。
在此,虽然对单元像素100以2×2行列排列的情况下的像素模块1000进行说明,然而在单元像素100以3×3或5×5等的其他行列排列的情况下,也可以利用共同连接电路来减少底部垫的数量。
像素模块1000内的发光元件10a、10b、10c可以借由布置于面板基板2100上的驱动IC而单独驱动,并且可以借由多个像素模块1000而实现图像。
在本实施例中,单元像素100形成为像素模块1000,并将像素模块1000贴装于面板基板2100上,从而能够提供显示装置,由此,能够提高显示装置的工艺良率。然而,本实用新型并非局限于此,也可以将单元像素100直接贴装于面板基板2100上。
图5A是用于说明在贴装根据第一实施例的单元像素100时发生的问题的示意图,图5B示出了在贴装根据第一实施例的单元像素100时发生的缺陷的图像。
参照图5A,单元像素100为了定义凸块133a、133b、133c、133d的形成区域,可以利用感光性PSR来形成保护层131。保护层131大致具有与凸块133a、133b、133c、133d的高度相应的厚度。
单元像素100经过多个转印工艺直到布置于面板基板2100,在此情况下,可以借由推出销(ejector pin)150向保护层131施加压力。在推出销150按压利用相对较厚的PSR形成的保护层131的情况下,按压痕迹残留在保护层131,可能导致外观检查的不合格,进一步地,可能发生诸如裂缝的缺陷151。如图5B所示,由于推出销150,保护层131可能发生缺陷151,特别是发生破裂。
并且,利用PSR形成的保护层131相对较厚,因此,可能对单元像素100诱发大的应力,据此,可能导致发光元件10a、10b、10c或各种薄膜产生裂缝或使这些薄膜被剥离。
以下针对用于解决根据如上述通过利用PSR形成保护层131时产生的问题的实施例进行说明。
图6A是用于说明根据第二实施例的单元像素200的示意性的平面图,图6B是沿图6A的截取线D-D而截取的示意性的剖视图。
参照图6A及图6B,根据本实施例单元像素200可包括透明基板221、第一发光元件10a、第二发光元件10b、第三发光元件10c、表面层222、光阻挡层223、粘合层225、阶梯差调节层227、连接层229a、229b、229c、229d及绝缘物质层231。并且,透明基板221还可以包括凹凸图案221p。
透明基板221、第一发光元件10a至第三发光元件10c、表面层222、光阻挡层223、粘合层225及阶梯差调节层227与对第一实施例的单元像素100的说明相同,因此为了避免重复而省略详细说明。
此外,除了位置及形状之外,连接层229a、229b、229c、229d与上述连接层129a、129b、129c、129d大致相似,因此省略详细说明。
绝缘物质层231形成为具有比第一实施例的保护层131相对较薄的厚度。例如,绝缘物质层231可以形成为比阶梯差调节层227薄的厚度。绝缘物质层231及阶梯差调节层227的厚度之和可以为1μm以上且50μm以下,但并不局限于此。
绝缘物质层231覆盖阶梯差调节层227的侧面及连接层229a、229b、229c、229d。并且,绝缘物质层231可以覆盖粘合层225的一部分。绝缘物质层231具有使连接层229a、229b、229c、229d暴露的开口部231a、231b、231c、231d,由此能够定义单元像素200的垫的区域。
在一实施例中,绝缘物质层231可以为半透明物质,可以利用有机物质或无机物质形成。例如,绝缘物质层231可以利用聚酰亚胺形成。绝缘物质层231与阶梯差调节层227一同利用聚酰亚胺形成的情况下,连接层229a、229b、229c、229d除了垫的区域之外,其下部表面、侧表面及上部表面均可以被聚酰亚胺包围。
根据本实施例,单元像素200与参照图3A及图3B说明的单元像素100大致相似,但其特征上的差异在于不包括凸块133a、133b、133c、133d,并且,其差异在于采用相对较薄的绝缘物质层231来代替PSR保护层131。据此,在转印单元像素200期间,可以防止在单元像素200发生缺陷。
此外,单元像素200可以利用焊料等接合材料贴装于电路基板,接合材料可以接合暴露于绝缘物质层231的开口部231a、231b、231c、231d的连接层229a、229b、229c、229d和电路基板上的垫。
图7是用于说明贴装有根据第二实施例的单元像素200的显示装置的示意性的剖视图。
参照图7,在电路基板210上利用接合材料250贴装单元像素200。电路基板210可以为上述的面板基板2100,也可以为像素模块1000的电路基板1001。
接合材料250将通过参照图6A及图6B说明的绝缘物质层231的开口部231a、231b、231c、231d暴露的连接层229a、229b、229c、229d接合于电路基板210上的垫230。接合材料250例如可以是焊料,可以利用丝网印刷等技术将焊锡膏布置于垫230上之后,通过回流焊工艺接合单元像素200和电路基板210。
根据本实施例,与单元像素100不同之处在于不采用凸块,因此单一结构的接合材料250布置于连接层229a、229b、229c、229d与垫230之间,接合材料直接连接连接层229a、229b、229c、229d与垫230。
图8是示出利用根据第二实施例的单元像素200而形成的显示装置的若干显示画面的图像。
参照图8,驱动单元像素200内的发光元件10a、10b、10c而能够实现各种颜色的屏幕。布置于左侧的屏幕是通过驱动单元像素200内的所有发光元件10a、10b、10c来实现的。另外,通过分别驱动单元像素200内的红色发光元件10a、绿色发光元件10b及蓝色发光元件10c来实现的屏幕及通过组合并驱动任意两种发光元件而实现的屏幕在右侧以小尺寸显示。根据本实施例的显示装置可以利用单元像素200来实现多种色相的颜色。
图9A是用于说明根据第三实施例的单元像素300的示意性的平面图,图9B是沿图9A的截取线E-E而截取的示意性的剖视图。
参照图9A及图9B,根据本实施例单元像素300可以包括透明基板321、第一发光元件10a至第三发光元件10c、表面层322、光阻挡层323、粘合层325、阶梯差调节层327、连接层329a、329b、329c、329d、绝缘物质层331及接合垫333a、333b、333c、333d。并且,透明基板321可以包括凹凸图案321p。
透明基板321、第一发光元件10a至第三发光元件10c、表面层322、光阻挡层323、粘合层325、阶梯差调节层327、连接层329a、329b、329c、329d、绝缘物质层331与对第二实施例的单元像素200的说明相似,因此为了避免重复而省略详细说明。
然而,透明基板321的外形尺寸可以比透明基板221的外形尺寸相对小。例如,透明基板221可以具有大于约300μm×300μm的面积,但是透明基板321可以具有小于约300μm×300μm的面积。例如,透明基板321可以具有约为200μm×200μm或更小的面积。
对于单元像素200,在透明基板221的尺寸较小的情况下,通过绝缘物质层231的开口部231a、231b、231c、231d而暴露的连接层229a、229b、229c、229d的暴露面积相对变小。据此,将单元像素200贴装于电路基板210时,接触于接合材料250的连接层229a、229b、229c、229d的面积变小,因此,无法将单元像素200稳定地贴装于电路基板210上。
为了解决该问题,根据本实施例的单元像素300在绝缘物质层331上形成接合垫333a、333b、333c、333d。绝缘物质层331具有使连接层329a、329b、329c、329d暴露的开口部331a、331b、331c、331d,并且接合垫333a、333b、333c、333d通过绝缘物质层331的开口部331a、331b、331c、331d分别电连接于连接层329a、329b、329c、329d。
此外,接合垫333a、333b、333c、333d可以具有比连接层329a、329b、329c、329d更大的面积,尤其,接合垫333a、333b、333c、333d可以分别部分地覆盖发光元件10a、10b、10c中的至少一个。即,接合垫333a、333b、333c、333d可以分别与发光元件10a、10b、10c中的至少一个沿垂直方向部分地重叠。进一步地,接合垫333a、333b、333c、333d可以分别与相邻的两个发光元件部分地重叠。例如,在图9A中,第一接合垫333a部分地覆盖红色发光元件10a及绿色发光元件10b,第二接合垫333b部分地覆盖绿色发光元件10b及蓝色发光元件10c,并且第三接合垫333c部分地覆盖绿色发光元件10b及蓝色发光元件10c。尽管第四接合垫333d被示出为仅部分地覆盖红色发光元件10a,但是第四接合垫333d也可以部分覆盖绿色发光元件10b。
第一接合垫333a至第四接合垫333d通过阶梯差调节层327及绝缘物质层331而与发光元件10a、10b、10c隔开,并且可以仅通过连接层329a、329b、329c、329d而电连接于发光元件10a、10b、10c。因此,能够防止第一接合垫333a至第四接合垫333d与发光元件10a、10b、10c的电短路。
根据本实施例,即使透明基板321的尺寸相对较小,也可以形成相对较大的接合垫333a、333b、333c、333d,从而可以利用诸如焊料之类的接合材料将单元像素300稳定地贴装于电路基板。
图10A至图10F是用于说明根据第三实施例的单元像素300的制造方法的示意性的剖视图。
首先,参照图10A,凹凸图案321p形成于透明基板321的表面。透明基板321为PET、玻璃基板、石英、蓝宝石基板等光透射性基板。在一实施例中,凹凸图案321p可以利用干式蚀刻技术或湿式蚀刻技术对透明基板321的表面进行蚀刻而形成。
表面层322可以形成在透明基板321上。表面层322可以沿凹凸图案321p而形成。表面层322可以利用例如氧化硅膜而形成。表面层322形成为使透明基板321的表面改性,也可以被省略。
参照图10B,光阻挡层323形成在表面层322上。光阻挡层323可以利用吸收光的物质层,例如,包括诸如炭黑的吸收光的吸收物质的黑矩阵来形成。并且,光阻挡层323可以利用感光性物质层形成,并通过曝光及显影而被图案化。通过对光阻挡层323图案化,可以形成窗口323a。可以对应于发光元件10a、10b、10c而形成多个窗口323a,并且这些窗口323a可以彼此隔开。
随后,可以在光阻挡层323上形成粘合层325。粘合层325可以覆盖光阻挡层323,并且可以覆盖通过形成于光阻挡层323的窗口323a暴露的表面层322或透明基板321。
虽然粘合层325可以形成在透明基板321的整个表面上,但并不局限于此,也可以以暴露透明基板321的边缘邻近的区域的方式形成于一部分区域。粘合层325用于使发光元件10a、10b、10c附着于透明基板321。粘合层325可以形成为光透射性层,以透射从发光元件10a、10b、10c发出的光。粘合层325可以利用粘合片或有机粘合剂而形成。例如,粘合层325可以利用透明环氧树脂而形成。在一实施例中,粘合层325为了扩散光而可以包括SiO2、TiO2、ZnO等的扩散物质(diffuser)。光扩散物质可以防止从光发出面观察到发光元件10a、10b、10c。
参照图9A及图10C,发光元件10a布置于粘合层325上。发光元件10a可以对应于窗口323a而布置。虽然发光元件10a可以具有比窗口323a小的尺寸并且可以位于窗口323a的上部区域内,但并不局限于此。发光元件10a也可以具有比窗口323a大的面积。
尽管图10C仅示出了发光元件10a,发光元件10b、10c也可以布置于对应的窗口323a上部。在一实施例中,发光元件10a、10b、10c可以利用转印工艺而一同转印到粘合层325。
参照图9A及图10D,阶梯差调节层327形成为覆盖发光元件10a、10b、10c。阶梯差调节层327可以利用例如感光性聚酰亚胺而形成,并且可以利用曝光及显影技术进行图案化。
例如,阶梯差调节层327可以具有暴露发光元件10a、10b、10c的开口部327a。例如,阶梯差调节层327的开口部327a可以使发光元件10a、10b、10c的第一电极垫31及第二电极垫33暴露。进一步地,阶梯差调节层327可以沿透明基板321的边缘被去除而使粘合层325暴露。
参照图9A及图10E,第一连接层329a至第四连接层329d形成于阶梯差调节层327上。例如,第一连接层329a至第四连接层329d可以通过激光剥离技术形成。
第一连接层329a至第四连接层329d可以通过阶梯差调节层327的开口部327a电连接于发光元件10a、10b、10c。例如,第一连接层329a至第三连接层329c可以分别电连接于发光元件10a、10b、10c的第一导电型半导体层,第四连接层329d可以共同电连接于发光元件10a、10b、10c的第二导电型半导体层。
参照图9A及图10F,形成有覆盖第一连接层329a至第四连接层329d的绝缘物质层331。并且,绝缘物质层331可以覆盖阶梯差调节层327的侧面,并且可以部分地覆盖粘合层325。例如,绝缘物质层331可以利用感光性聚酰亚胺形成。绝缘物质层331可以被图案化为具有分别暴露第一连接层329a至第四连接层329d的开口部331a、331b、331c、331d。
之后,在绝缘物质层331上形成接合垫333a、333b、333c、333d,而可以形成参照图9A及图9B说明的单元像素300。
接合垫333a、333b、333c、333d可以形成为超过第一连接层329a至第四连接层329d的上部区域而部分地覆盖发光元件10a、10b、10c。
图11A是用于说明根据一实施例的发光元件20a的示意性的平面图,图11B是沿图11A的截取线F-F而截取的示意性的剖视图。在此,虽然对红色发光元件20a进行了说明,然而,绿色发光元件20b及蓝色发光元件20c也具有大致相似的结构,因此省略彼此重复的说明。
参照图11A及图11B,根据本实施例的发光元件20a与参照图2A及图2B说明的发光元件10a大致相似,但在台面M形状方面存在区别。以下简略说明发光元件20a与发光元件10a重复的内容,并对两者的区别进行详细说明。
发光元件20a包括包含第一导电型半导体层21、活性层23及第二导电型半导体层25的发光结构体、欧姆接触层27、第一接触垫53、第二接触垫55、绝缘层59、第一电极垫61及第二电极垫63。发光结构体及欧姆接触层27的具体材料及特性与对发光元件10a进行的说明相同,因此省略对其的详细说明。
此外,在本实施例中,台面M形成为在其周边暴露第一导电型半导体层21。即,在实施例中,代替贯通孔25a,在台面M的外侧暴露第一导电型半导体层21。
第一接触垫53布置于暴露的第一导电型半导体层21上。第一接触垫53可以欧姆接触于第一导电型半导体层21。例如,第一接触垫53可以利用欧姆接触于第一导电型半导体层21的欧姆金属层形成。可以根据第一导电型半导体层21的半导体材料适当地选择第一接触垫53的欧姆金属层。
第二接触垫55可以布置于欧姆接触层27上。第二接触垫55电连接于欧姆接触层27。也可以省略第二接触垫55。
绝缘层59覆盖台面M、欧姆接触层27、第一接触垫53及第二接触垫55。绝缘层59具有暴露第一接触垫53及第二接触垫55的开口部59a、59b。绝缘层59可以形成为单层或多层。进一步地,绝缘层59也可以包括层叠折射率彼此不同的绝缘层的分布式布拉格反射器。例如,分布式布拉格反射器可以包括选自SiO2、Si3N4、SiON、TiO2、Ta2O5、Nb2O5中的至少两种绝缘层。
分布式布拉格反射器反射从活性层23发出的光。分布式布拉格反射器可以在包括从活性层23发出的光的峰值波长在内的相对较宽的波长范围内表现出高反射率,并且可以考虑光的入射角而设计。在一实施例中,分布式布拉格反射器可以对以入射角为0度入射的光具有比以其他入射角入射的光更高的反射率。在另一实施例中,分布式布拉格反射器可以对以其他特定入射角入射的光具有比以入射角为0度入射的光更高的反射率。例如,分布式布拉格反射器可以对以入射角为10度入射的光具有比以入射角为0度入射的光更高的反射率。
此外,蓝色发光元件10c的发光结构体具有比红色发光元件10a及绿色发光元件10b的发光结构体更高的的内部量子效率。据此,蓝色发光元件10c可以表现出比红色发光元件10a及绿色发光元件10b更高的光提取效率。据此,可能难以适当地维持红光、绿光及蓝光的颜色混合比。
为了调节红光、绿光及蓝光的颜色混合比,应用于发光元件10a、10b、10c的分布式布拉格反射器可以形成为具有彼此不同的反射率。例如,蓝色发光元件10c可以具有比红色发光元件10a及绿色发光元件10b相对低的反射率的分布式布拉格反射器。例如,形成于蓝色发光元件10c的分布式布拉格反射器对于从活性层23生成的蓝光在入射角为0度的情况下可以具有小于约95%的反射率,进一步地,可以具有小于90%的反射率,绿色发光元件10b对于绿光在入射角为0度的情况下可以具有约95%至99%的反射率,红色发光元件10a对于红光在入射角为0度的情况下可以具有99%以上的反射率。
在一实施例中,应用于红色发光元件10a、绿色发光元件10b及蓝色发光元件10c的分布式布拉格反射器可以具有大致相似的厚度。例如,应用于这些发光元件10a、10b、10c的分布式布拉格反射器之间的厚度之差可以小于最厚的分布式布拉格反射器厚度的10%。通过缩小分布式布拉格反射器的厚度之差,可以类似地设定应用于红色发光元件10a、绿色发光元件10b及蓝色发光元件10c的工艺条件,例如,将绝缘层59图案化的工艺,进一步地,可以防止单元像素制造工艺变得复杂。进一步地,应用于红色发光元件10a、绿色发光元件10b及蓝色发光元件10c的分布式布拉格反射器也可以具有大致相似的层叠数。然而,本实用新型不局限于此。
第一电极垫61及第二电极垫63布置于绝缘层59上。第一电极垫61可以从第一接触垫53的上部延伸至台面M的上部,第二电极垫63可以布置于台面M的上部区域内。第一电极垫61可以通过开口部59a连接于第一接触垫53,第二电极垫63可以电连接于第二接触垫55。第一电极垫61可以直接欧姆接触于第一导电型半导体层21,在此情况下,可以省略第一接触垫53。并且,在第二接触垫55被省略的情况下,第二电极垫63可以直接连接于欧姆接触层27。
另外,第一导电型半导体层21可以在光发出面侧包括凹凸图案21p。在一实施例中,如图12所示,凹凸图案21p可以包括第一凹凸图案21p1和附加形成于第一凹凸图案上的第二凹凸图案21p2。
第一凹凸图案21p1的突出部可以具有约2μm至3μm的高度、1.5μm至2μm的间距及约3μm至5μm的底部直径。同时,第二凹凸图案21p2可以形成于第一凹凸图案21p1的突出部及突出部之间的所有区域。图13示出了实际形成于第一导电型半导体层21的表面的凹凸图案的SEM图像。
以上,针对本实用新型的多种实施例进行了说明,然而本实用新型并不局限于这些实施例。并且,在不超出本实用新型的技术思想的情况下,对于一个实施例说明的项目或构成要素,也可以应用于其他实施例。
Claims (20)
1.一种单元像素,其特征在于,包括:
透明基板;
多个发光元件,整齐排列于所述透明基板上;
连接层,电连接于所述发光元件;及
接合垫,布置于所述连接层上部,并且电连接于所述连接层,
其中,所述接合垫分别沿垂直方向与所述发光元件中的至少一个部分地重叠。
2.根据权利要求1所述的单元像素,其特征在于,
所述接合垫中的至少一个沿垂直方向与所述发光元件中的两个发光元件部分地重叠。
3.根据权利要求1所述的单元像素,其特征在于,
所述透明基板在面向所述发光元件的表面具有凹凸图案。
4.根据权利要求1所述的单元像素,其特征在于,
所述多个发光元件分别具有形成在面向所述透明基板的表面的第一凹凸图案及形成于所述第一凹凸图案上的第二凹凸图案。
5.根据权利要求1所述的单元像素,其特征在于,
所述多个发光元件包括发出彼此不同颜色的光的至少三个发光元件,
所述至少三个发光元件排列成一列。
6.根据权利要求1所述的单元像素,其特征在于,还包括:
光阻挡层,布置于所述透明基板与所述发光元件之间;以及
粘合层,布置于所述光阻挡层与所述发光元件之间,
其中,所述光阻挡层具有使从所述发光元件生成的光通过的窗口,并且所述发光元件对应于所述窗口而布置。
7.根据权利要求6所述的单元像素,其特征在于,还包括:
表面层,布置于所述透明基板与所述光阻挡层之间。
8.根据权利要求6所述的单元像素,其特征在于,还包括:
阶梯差调节层,覆盖所述发光元件,
其中,所述阶梯差调节层具有暴露所述发光元件的开口部,
其中,所述连接层布置于所述阶梯差调节层上,并通过所述阶梯差调节层的开口部电连接于所述发光元件。
9.根据权利要求8所述的单元像素,其特征在于,还包括:
绝缘物质层,覆盖所述连接层,
其中,所述绝缘物质层具有暴露所述连接层的开口部,
所述接合垫通过所述绝缘物质层的开口部电连接于所述连接层。
10.根据权利要求9所述的单元像素,其特征在于,
所述绝缘物质层将所述连接层的侧面以及所述阶梯差调节层的侧面一同覆盖。
11.根据权利要求10所述的单元像素,其特征在于,
所述绝缘物质层具有比所述阶梯差调节层的厚度小的厚度。
12.根据权利要求10所述的单元像素,其特征在于,
所述阶梯差调节层及所述绝缘物质层利用聚酰亚胺而形成。
13.根据权利要求8所述的单元像素,其特征在于,
所述发光元件分别包括:
发光结构体,包含第一导电型半导体层、第二导电型半导体层及夹设于所述第一导电型半导体层与所述第二导电型半导体层之间的活性层;及
第一电极垫和第二电极垫,布置于所述发光结构体上,
其中,所述阶梯差调节层的开口部暴露所述第一电极垫和所述第二电极垫。
14.根据权利要求13所述的单元像素,其特征在于,
所述发光元件分别还包括布置于所述发光结构体与所述第一电极垫及所述第二电极垫之间的绝缘层,
其中,所述绝缘层包括分布式布拉格反射器。
15.根据权利要求14所述的单元像素,其特征在于,
所述发光元件包括红色发光元件、绿色发光元件及蓝色发光元件,
其中,所述蓝色发光元件的绝缘层具有比所述红色发光元件及所述绿色发光元件的绝缘层低的反射率。
16.根据权利要求1所述的单元像素,其特征在于,
所述透明基板具有小于300μm×300μm的面积。
17.一种显示装置,其特征在于,包括:
电路基板,具有垫;
多个单元像素,布置于所述电路基板上;及
接合材料,将所述单元像素接合于所述垫,
其中,所述单元像素分别包括:
透明基板;
多个发光元件,整齐排列于所述透明基板上;
连接层,电连接于所述发光元件;及
接合垫,布置于所述连接层的上部,并且电连接于所述连接层,
其中,所述接合垫分别沿垂直方向与所述发光元件中的至少一个部分地重叠,
所述接合材料接合所述接合垫及所述电路基板上的垫。
18.根据权利要求17所述的显示装置,其特征在于,
所述接合材料为焊料。
19.根据权利要求17所述的显示装置,其特征在于,
所述单元像素还包括:
光阻挡层,布置于所述透明基板与所述发光元件之间;及
粘合层,布置于所述光阻挡层与所述发光元件之间,
其中,所述光阻挡层具有使从所述发光元件生成的光通过的窗口,
并且所述发光元件对应于所述窗口而布置。
20.根据权利要求17所述的显示装置,其特征在于,
所述透明基板具有小于300μm×300μm的面积。
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