发光芯片

文档序号:425998 发布日期:2021-12-21 浏览:10次 >En<

阅读说明:本技术 发光芯片 (Light emitting chip ) 是由 张锺敏 金彰渊 梁明学 于 2020-05-08 设计创作,主要内容包括:一种发光芯片包括:第一LED子单元;第二LED子单元,设置在第一LED子单元上;第三LED子单元,设置在第二LED子单元上;钝化层,设置在第三LED子单元上;以及第一连接电极,电连接到第一LED子单元、第二LED子单元和第三LED子单元中的至少一个,其中,第一连接电极和第三LED子单元形成限定在第三LED子单元的上表面与第一连接电极的内表面之间的小于约80°的第一角度。(A light emitting chip includes: a first LED subunit; the second LED subunit is arranged on the first LED subunit; the third LED subunit is arranged on the second LED subunit; a passivation layer disposed on the third LED subunit; and a first connection electrode electrically connected to at least one of the first, second and third LED sub-units, wherein the first and third LED sub-units form a first angle defined between an upper surface of the third LED sub-unit and an inner surface of the first connection electrode that is less than about 80 °.)

发光芯片

技术领域

发明的示例性实施例涉及一种用于显示器的发光芯片及其制造方法,更具体地,涉及一种具有堆叠结构的微型发光芯片及其制造方法。

背景技术

作为无机光源,发光二极管(LED)已经用在诸如显示器、车灯、普通照明等的各种

技术领域

中。利用寿命长、功耗低和响应速度高的优点,发光二极管已经快速地取代了现有的光源。

发光二极管主要用作显示设备中的背光光源。然而,近来已开发出能够直接使用发光二极管来实现图像的微型LED显示器。

通常,显示设备通过使用蓝光、绿光和红光的混合颜色的光来实现各种颜色。显示设备包括均具有与蓝色、绿色和红色对应的子像素的像素,特定像素的颜色可以基于该特定像素中的子像素的颜色来确定,可以通过像素的组合来显示图像。

由于LED可以根据其构成材料来发射各种颜色,所以显示设备通常可以具有布置在二维平面上的发射蓝光、绿光和红光的单独的LED芯片。然而,当针对每个子像素设置一个LED芯片时,需要安装的用以形成显示装置的LED芯片的数量变得非常大,例如超过几十万或几百万,这会需要用于安装工艺的大量的时间和复杂度。此外,由于子像素在显示设备中被布置在二维平面上,所以对于包括用于蓝光、绿光和红光的子像素的一个像素需要相对大的面积,并且减小每个子像素的发光面积将使子像素的亮度劣化。

此外,微型LED通常具有表面积为约10000平方微米或更小的非常小的尺寸,因此,由于该小尺寸而出现各种技术问题。例如,在基底上形成微型LED的阵列,并且可以通过切割基底将微型LED单个化为每个微型LED芯片。然后可以将单独的微型LED芯片安装在另一基底(诸如印刷电路板)上,在此期间可以采用各种转移技术。然而,在这些转移步骤期间,每个微型LED芯片的处理通常由于其小尺寸及其易损结构而是困难的。

在该

背景技术

部分中公开的上述信息仅用于理解发明构思的背景,因此,它可能包含不构成现有技术的信息。

发明内容

技术问题

根据发明的原理和一些示例性实施方式构造的发光芯片能够在各种转移工艺期间保护发光堆叠结构。

根据发明的原理和一些示例性实施方式构造的发光芯片和使用发光芯片(例如,微型LED)的显示器具有缩短了在制造期间用于安装工艺的时间的简化结构。

发明构思的附加特征将在下面的描述中进行阐述,并且部分地将通过该描述而明显,或者可以通过发明构思的实践而获知。

技术方案

根据示例性实施例的发光芯片包括:第一LED子单元;第二LED子单元,设置在第一LED子单元上;第三LED子单元,设置在第二LED子单元上;钝化层,设置在第三LED子单元上;以及第一连接电极,电连接到第一LED子单元、第二LED子单元和第三LED子单元中的至少一个,其中,第一连接电极和第三LED子单元形成限定在第三LED子单元的上表面与第一连接电极的内表面之间的小于约80°的第一角度。

第一角度可以大于约60°且小于约70°。

钝化层和第三LED子单元可以形成限定在第三LED子单元的上表面与钝化层的内表面之间的小于约80°的第二角度。

第一连接电极可以具有呈弯曲形状的至少一个表面。

钝化层可以具有背离第三LED子单元的顶表面和与顶表面相交的侧表面,第一连接电极可以与钝化层的顶表面和侧表面中的每个的至少一部分接触。

第一连接电极可以与第一LED子单元的顶表面的至少一部分接触。

在平面图中,第一连接电极可以与第一LED子单元、第二LED子单元和第三LED子单元中的每个的至少一部分叠置。

钝化层的至少一部分可以被第一连接电极暴露。

钝化层可以暴露第一LED子单元的侧表面的至少一部分。

钝化层可以覆盖第二LED子单元的侧表面和第三LED子单元的侧表面。

钝化层可以暴露第一LED子单元的顶表面的至少一部分。

发光芯片还可以包括:第二连接电极,电连接到第一LED子单元;第三连接电极,电连接到第二LED子单元;以及第四连接电极,电连接到第三LED子单元,其中,第一连接电极可以电连接到第一LED子单元、第二LED子单元和第三LED子单元中的每个,并且第一连接电极、第二连接电极、第三连接电极和第四连接电极中的每个可以具有弯曲形状。

第一连接电极、第二连接电极、第三连接电极和第四连接电极中的每个可以具有设置在钝化层的顶表面上的第一部分,并且钝化层可以不设置在第一连接电极、第二连接电极、第三连接电极和第四连接电极中的至少一个的第一部分之间。

发光芯片还可以包括基底,其中,第一LED子单元可以包括第一LED发光堆叠件,第二LED子单元可以包括第二LED发光堆叠件,第三LED子单元可以包括第三LED发光堆叠件,并且第一LED发光堆叠件、第二LED发光堆叠件和第三LED发光堆叠件可以具有与基底叠置的依次越来越小的区域。

发光堆叠件中的至少一个可以包括表面积小于约10000平方微米的微型LED。

钝化层可以具有基本黑色的颜色并且包括光敏材料。

根据另一示例性实施例的发光芯片包括:基底,具有大致矩形形状;第一LED子单元,设置在基底上;第二LED子单元,设置在第一LED子单元上;第三LED子单元,设置在第二LED子单元上;钝化层,设置在第三LED子单元上;以及第一连接电极,电连接到第一LED子单元、第二LED子单元和第三LED子单元中的至少一个,其中,钝化层暴露第三LED子单元的设置在基底的至少一个拐角周围的部分。

第一连接电极可以具有与第一LED子单元的至少一部分接触的第一部分和与钝化层的顶表面的至少一部分接触的第二部分。

第一连接电极和基底可以形成限定在第三LED子单元的上表面与第一连接电极的内表面之间的小于约80°的角度。

第一连接电极可以在被钝化层暴露的基底的一个拐角处连接到第一LED子单元、第二LED子单元和第三LED子单元中的每个。

将理解的是,前述的一般描述和下面的详细描述是示例性的和解释性的,并且意图提供对所要求保护的发明的进一步解释。

附图说明

附图示出了发明的示例性实施例,并且和描述一起用于解释发明构思,包括附图以提供对发明的进一步理解,并且附图被包含在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1A是根据发明的示例性实施例构造的发光芯片的示意性透视图。

图1B是根据示例性实施例的图1A的发光芯片的平面图,示出了底层结构。

图1C和图1D是根据示例性实施例的分别沿着图1B的发光芯片的线A-A'和线B-B'截取的剖视图。

图1E是根据示例性实施例的图1A的发光芯片的SEM图像。

图2是根据示例性实施例构造的发光堆叠结构的示意性剖视图。

图3A、图4A、图5A、图6A、图7A、图8A、图9A和图10A是示出根据示例性实施例的制造图1A的发光芯片的工艺的平面图。

图3B、图4B、图5B、图6B、图7B、图8B、图9B和图10B是根据示例性实施例的沿着图3A、图4A、图5A、图6A、图7A、图8A、图9A和图10A中示出的其对应平面图的线A-A'截取的剖视图。

图11是根据另一示例性实施例构造的发光芯片的剖视图。

图12是根据又一示例性实施例构造的发光芯片的剖视图。

图13、图14和图15是示出根据示例性实施例的制造发光封装件的工艺的剖视图。

图16和图17是示意性地示出根据另一示例性实施例的制造发光封装件的工艺的剖视图。

具体实施方式

在以下描述中,出于解释的目的,阐述了许多具体细节以提供对发明的各种示例性实施例或实施方式的彻底理解。如在这里所使用的,“实施例”和“实施方式”是采用在这里公开的发明构思中的一个或更多个的装置或方法的非限制性示例的可互换的词语。然而,明显的是,可以在没有这些具体细节或者具有一个或更多个等同布置的情况下实践各种示例性实施例。在其它情况下,以框图形式示出了公知的结构和装置,以避免不必要地模糊各种示例性实施例。此外,各种示例性实施例可以是不同的,但不必是排它性的。例如,在不脱离发明构思的情况下,示例性实施例的特定形状、构造和特性可以在另一示例性实施例中使用或实现。

除非另有说明,否则所示出的示例性实施例将被理解为提供可以在实践中实现发明构思的一些方式的变化细节的示例性特征。因此,除非另有说明,否则在不脱离发明构思的情况下,各种实施例的特征、组件、模块、层、膜、面板、区域和/或方面等(在下文中,单独地或共同地称为“元件”)可以另外组合、分离、互换和/或重新布置。

通常在附图中提供交叉影线和/或阴影的使用以使相邻元件之间的边界清晰。如此,除非说明,否则交叉影线或阴影的存在和不存在都不传达或表示对元件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的元件之间的共性和/或任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或需求。此外,在附图中,为了清楚和/或描述性的目的,可以夸大元件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实现示例性实施例时,可以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如,可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续地描述的工艺。此外,同样的附图标记表示同样的元件。

当诸如层的元件被称为“在”另一元件或层“上”、“连接到”或“结合到”另一元件或层时,该元件可以直接在所述另一元件或层上、直接连接到或直接结合到所述另一元件或层,或者可以存在中间元件或层。然而,当元件或层被称为“直接在”另一元件或层“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一元件或层时,不存在中间元件或层。为此,在具有或不具有中间元件的情况下,术语“连接”可以指物理连接、电连接和/或流体连接。此外,D1轴、D2轴和D3轴不限于直角坐标系的三个轴(诸如x轴、y轴和z轴),而是可以以更广泛的含义进行解释。例如,D1轴、D2轴和D3轴可以彼此垂直,或者可以表示彼此不垂直的不同方向。为了本公开的目的,“X、Y和Z中的至少一个(种/者)”和“选自于由X、Y和Z组成的组中的至少一个(种/者)”可以被解释为仅X、仅Y、仅Z、或者X、Y和Z中的两个(种/者)或更多个(种/者)的任何组合,诸如以XYZ、XYY、YZ和ZZ为例。如在这里所使用的,术语“和/或”包括相关所列项中的一个或更多个的任何组合和所有组合。

尽管在这里可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种类型的元件,但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语用于将一个元件与另一元件区分开。因此,在不脱离公开的教导的情况下,下面讨论的第一元件可以被命名为第二元件。

为了描述性的目的,在这里可以使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下面”、“下”、“在……上方”、“上”、“在……之上”、“较高的”、“侧”(例如,如在“侧壁”中)等的空间相对术语,由此来描述如附图中所示的一个元件与另一(其它)元件的关系。空间相对术语意图包含设备在使用、操作和/或制造中的除了附图中描绘的方位之外的不同方位。例如,如果附图中的设备被翻转,则被描述为“在”其它元件或特征“下方”或“之下”的元件随后将被定位为“在”所述其它元件或特征“上方”。因此,示例性术语“在……下方”可以包含上方和下方两种方位。此外,设备可以被另外定位(例如,旋转90度或在其它方位处),如此,相应地解释在这里使用的空间相对描述语。

在这里使用的术语是用于描述特定实施例的目的,而不意图进行限制。如在这里所使用的,除非上下文另外清楚地指出,否则单数形式“一个(种/者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外,术语“包括”和/或“包含”以及它们的变型用在本说明书中时,说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组,但不排除存在或添加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。还要注意的是,如在这里所使用的,术语“基本”、“大约(约)”和其它类似术语用作近似术语而不是用作程度术语,如此,它们被用于解释将由本领域普通技术人员认识到的测量值、计算值和/或提供值的固有偏差。

在这里参照作为理想化示例性实施例和/或中间结构的示意图的剖视图和/或分解图示来描述各种示例性实施例。如此,将预期由例如制造技术和/或公差引起的图示的形状的变化。因此,在这里公开的示例性实施例不必一定被解释为限于区域的特定示出的形状,而是将包括由例如制造引起的形状上的偏差。以这种方式,附图中示出的区域本质上可以是示意性的,并且这些区域的形状可以不反映装置的区域的实际形状,如此不一定意图进行限制。

除非另有定义,否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开作为其一部分的本领域普通技术人员所通常理解的含义相同的含义。术语(诸如在通用字典中定义的术语)应该被解释为具有与它们在相关领域的上下文中的含义一致的含义,并且不应该以理想化或过于形式化的含义来进行解释,除非在这里明确地如此定义。

在下文中,将参照附图详细描述本公开的示例性实施例。如在这里所使用的,根据示例性实施例的发光堆叠结构、发光芯片或发光封装件可以包括具有如本领域中已知的小于约10,000平方微米的表面积的微型LED。在其它示例性实施例中,根据特定应用,微型LED可以具有小于约4,000平方微米或小于约2,500平方微米的表面积。

图1A是根据发明的示例性实施例构造的发光芯片的示意图。图1B是根据示例性实施例的图1A的发光芯片的透视平面图,图1C和图1D是根据示例性实施例的分别沿着图1B的发光芯片的线A-A'和线B-B'截取的剖视图,图1E是根据示例性实施例的图1A的发光芯片的SEM图像。

参照图1A和图1B,根据示例性实施例的发光芯片100包括发光堆叠结构、形成在发光堆叠结构上的第一连接电极20ce、第二连接电极30ce、第三连接电极40ce和第四连接电极50ce以及围绕连接电极20ce、30ce、40ce和50ce的钝化层90。发光芯片100的阵列可以形成在基底11上,并且图1A中所示的发光芯片100示例性地示出了已经从阵列被单个化的发光芯片,这将在下面更详细地描述。在一些示例性实施例中,包括发光堆叠结构的发光芯片100可以被进一步处理以形成为发光封装件,稍后将对此更详细地描述。

参照图1A至图1D,根据示出的示例性实施例的发光芯片100包括发光堆叠结构,该发光堆叠结构可以包括设置在基底11上的第一LED子单元、第二LED子单元和第三LED子单元。第一LED子单元可以包括第一LED发光堆叠件(以下称为第一发光堆叠件)20,第二LED子单元可以包括第二LED发光堆叠件(以下称为第二发光堆叠件)30,并且第三LED子单元可以包括第三LED发光堆叠件(以下称为第三发光堆叠件)40。尽管附图示出了包括三个发光堆叠件20、30和40的发光堆叠结构,但是发明构思不限于形成在发光堆叠结构中的特定数量的发光堆叠件。例如,在一些示例性实施例中,发光堆叠结构可以在其中包括两个或更多个发光堆叠件。在下文中,将参照根据示例性实施例的包括三个发光堆叠件20、30和40的发光堆叠结构来描述发光芯片100。

基底11可以包括透光绝缘材料以使光透过基底11。然而,在一些示例性实施例中,基底11可以形成为半透明的以仅透射具有特定波长的光,或者形成为部分透明的以仅透射具有特定波长的光的一部分。基底11可以是能够在其上外延生长第三发光堆叠件40的生长基底,诸如蓝宝石基底。然而,发明构思不限于此,在一些示例性实施例中,基底11可以包括各种其它透明绝缘材料。例如,基底11可以包括玻璃、石英、硅、有机聚合物或有机-无机复合材料,诸如碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氮化铟镓(InGaN)、氮化铝镓(AlGaN)、氮化铝(AlN)、氧化镓(Ga2O3)或硅基底。作为另一示例,一些示例性实施例中的基底11可以是其中包括用于将发光信号和共电压提供到形成在其上的每个发光堆叠件的电线的复合基底或者印刷电路板。

第一发光堆叠件20、第二发光堆叠件30和第三发光堆叠件40中的每个被构造为朝向基底11发射光。如此,从第一发光堆叠件20发射的光例如可以穿过第二发光堆叠件30和第三发光堆叠件40。根据示例性实施例,从第一发光堆叠件20、第二发光堆叠件30和第三发光堆叠件40中的每个发射的光可以具有彼此不同的波段,并且设置为距基底11较远的发光堆叠件可以发射具有较长波段的光。例如,第一发光堆叠件20、第二发光堆叠件30和第三发光堆叠件40可以分别发射红光、绿光和蓝光。然而,发明构思不限于此。作为另一示例,第一发光堆叠件20、第二发光堆叠件30和第三发光堆叠件40可以分别发射红光、蓝光和绿光。作为又一示例,在另一示例性实施例中,发光堆叠件中的一个或更多个可以发射具有基本相同波段的光。作为又一示例,当发光堆叠结构包括微型LED(其具有如本领域中已知的小于约10,000平方微米或者在其它示例性实施例中小于约4,000平方微米或2,500平方微米的表面积)时,由于微型LED的小形状因子,设置为距基底11较远的发光堆叠件可以发射波段比从设置为距基底11较近的发光堆叠件发射的光的波段短的光,而不会不利地影响操作。在这种情况下,可以以低操作电压来操作微型LED,因此,在发光堆叠件之间可以不需要单独的滤色器。在下文中,根据示例性实施例,第一发光堆叠件20、第二发光堆叠件30和第三发光堆叠件40将被示例性地描述为分别发射红光、绿光和蓝光。

第一发光堆叠件20包括第一类型半导体层21、活性层23和第二类型半导体层25。根据示例性实施例,第一发光堆叠件20可以包括发射红光的半导体材料,诸如砷化铝镓(AlGaAs)、磷化砷化镓(GaAsP)、磷化铝镓铟(AlGaInP)和磷化镓(GaP),而不限于此。

第一上接触电极21n可以设置在第一类型半导体层21上并且可以与第一类型半导体层21形成欧姆接触,第一下接触电极25p可以设置在第一发光堆叠件20的第二类型半导体层25下面。根据示例性实施例,第一类型半导体层21的一部分可以被图案化,并且第一上接触电极21n可以设置在第一类型半导体层21的图案化区域中,以增加其间的欧姆接触的水平。第一上接触电极21n可以具有单层结构或多层结构,并且可以包括Al、Ti、Cr、Ni、Au、Ag、Sn、W、Cu或其合金(诸如Au-Te合金或Au-Ge合金),而不限于此。在示例性实施例中,第一上接触电极21n可以具有约100nm的厚度,并且可以包括具有高反射率的金属以提高在朝向基底11的向下方向上的发光效率。

第二发光堆叠件30包括第一类型半导体层31、活性层33和第二类型半导体层35。根据示例性实施例,第二发光堆叠件30可以包括发射绿光的半导体材料,诸如氮化铟镓(InGaN)、氮化镓(GaN)、磷化镓(GaP)、磷化铝镓铟(AlGaInP)和磷化铝镓(AlGaP),而不限于此。第二下接触电极35p设置在第二发光堆叠件30的第二类型半导体层35下面。

第三发光堆叠件40包括第一类型半导体层41、活性层43和第二类型半导体层45。根据示例性实施例,第三发光堆叠件40可以包括发射蓝光的半导体材料,诸如氮化镓(GaN)、氮化铟镓(InGaN)和硒化锌(ZnSe),而不限于此。第三下接触电极45p设置在第三发光堆叠件40的第二类型半导体层45上。

根据示例性实施例,第一发光堆叠件20、第二发光堆叠件30和第三发光堆叠件40的第一类型半导体层21、31、41中的每个和第二类型半导体层25、35、45中的每个可以具有单层结构或多层结构,并且在一些示例性实施例中,可以包括超晶格层。另外,第一发光堆叠件20、第二发光堆叠件30和第三发光堆叠件40的活性层23、33和43可以具有单量子阱结构或多量子阱结构。

第一下接触电极25p、第二下接触电极35p和第三下接触电极45p中的每个可以包括透明导电材料以透射光。例如,下接触电极25p、35p和45p可以包括透明导电氧化物(TCO),诸如氧化锡(SnO)、氧化铟(InO2)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锡(ITO)和氧化铟锡锌(ITZO),但不限于此。

第一粘合层61设置在第一发光堆叠件20与第二发光堆叠件30之间,第二粘合层63设置在第二发光堆叠件30与第三发光堆叠件40之间。第一粘合层61和第二粘合层63可以包括透射光的非导电材料。例如,第一粘合层61和第二粘合层63可以均包括可包含环氧树脂、聚酰亚胺、SU8、旋涂玻璃(SOG)、苯并环丁烯(BCB)等的光学透明粘合剂(OCA),但不限于此。

根据示出的示例性实施例,第一绝缘层81和第二绝缘层83设置在第一发光堆叠件20、第二发光堆叠件30和第三发光堆叠件40的侧表面的至少一部分上。第一绝缘层81和第二绝缘层83中的至少一个可以包括各种有机或无机绝缘材料,诸如聚酰亚胺、SiO2、SiNx、Al2O3等。例如,第一绝缘层81和第二绝缘层83中的至少一个可以包括分布式布拉格反射器(DBR)。作为另一示例,第一绝缘层81和第二绝缘层83中的至少一个可以包括黑色有机聚合物。在一些示例性实施例中,电浮置的金属反射层可以进一步设置在第一绝缘层81和第二绝缘层83上,以将从发光堆叠件20、30和40发射的光朝向基底11反射。在一些示例性实施例中,第一绝缘层81和第二绝缘层83中的至少一个可以具有由折射率彼此不同的两个或更多个绝缘层形成的单层或多层结构。

根据示例性实施例,第一发光堆叠件20、第二发光堆叠件30和第三发光堆叠件40中的每个可以被独立地驱动。更具体地,每个发光堆叠件的第一类型半导体层和第二类型半导体层中的一个可以被施加共电压,并且每个发光堆叠件的第一类型半导体层和第二类型半导体层中的另一个可以被施加相应的发光信号。例如,根据示出的示例性实施例,每个发光堆叠件的第一类型半导体层21、31和41可以是n型,并且每个发光堆叠件的第二类型半导体层25、35和45可以是p型。在这种情况下,与第一发光堆叠件20和第二发光堆叠件30相比,第三发光堆叠件40可以具有相反的堆叠顺序,使得p型半导体层45设置在活性层43的顶部上以简化制造工艺。在下文中,根据示出的示例性实施例,第一类型半导体层和第二类型半导体层可以可互换地分别称为p型半导体层和n型半导体层。

分别连接到发光堆叠件的p型半导体层25、35和45的第一下接触电极25p、第二下接触电极35p和第三下接触电极45p中的每个可以连接到第四接触部件50C,并且第四接触部件50C可以连接到第四连接电极50ce以从外部接收共电压。同时,发光堆叠件的n型半导体层21、31和41可以分别连接到第一接触部件20C、第二接触部件30C和第三接触部件40C,以分别经由第一连接电极20ce、第二连接电极30ce和第三连接电极40ce接收对应的发光信号。以这种方式,第一发光堆叠件20、第二发光堆叠件30和第三发光堆叠件40中的每个可以被独立地驱动,同时具有共同的p型发光堆叠结构。

尽管根据示出的示例性实施例的发光芯片100具有共同的p型结构,但是发明构思不限于此。例如,在一些示例性实施例中,每个发光堆叠件的第一类型半导体层21、31和41可以是p型,并且每个发光堆叠件的第二类型半导体层25、35和45可以是n型,以形成共同的n型发光堆叠结构。此外,在一些示例性实施例中,每个发光堆叠件的堆叠顺序可以进行各种修改,而不限于附图中所示的顺序。在下文中,将参照共同的p型发光堆叠结构描述根据示出的示例性实施例的发光芯片100。

根据示出的示例性实施例,第一接触部件20C包括第一垫20pd和电连接到第一垫20pd的第一凸块电极20bp。第一垫20pd设置在第一发光堆叠件20的第一上接触电极21n上,并且通过穿过第一绝缘层81限定的第一接触孔20CH连接到第一上接触电极21n。第一凸块电极20bp的至少一部分可以与第一垫20pd叠置,并且第一凸块电极20bp在第一凸块电极20bp与第一垫20pd之间的叠置区域中通过第一通孔20ct连接到第一垫20pd并使第二绝缘层83置于第一凸块电极20bp与第一垫20pd之间。在这种情况下,第一垫20pd和第一凸块电极20bp可以具有基本相同的形状以彼此叠置,而不限于此。

第二接触部件30C包括第二垫30pd和电连接到第二垫30pd的第二凸块电极30bp。第二垫30pd设置在第二发光堆叠件30的第一类型半导体层31上,并且通过穿过第一绝缘层81限定的第二接触孔30CH连接到第一类型半导体层31。第二凸块电极30bp的至少一部分可以与第二垫30pd叠置。第二凸块电极30bp可以在第二凸块电极30bp与第二垫30pd之间的叠置区域中通过第二通孔30ct连接到第二垫30pd并使第二绝缘层83置于第二凸块电极30bp与第二垫30pd之间。

第三接触部件40C包括第三垫40pd和电连接到第三垫40pd的第三凸块电极40bp。第三垫40pd设置在第三发光堆叠件40的第一类型半导体层41上,并且通过穿过第一绝缘层81限定的第三接触孔40CH连接到第一类型半导体层41。第三凸块电极40bp的至少一部分可以与第三垫40pd叠置。第三凸块电极40bp可以在第三凸块电极40bp与第三垫40pd之间的叠置区域中通过第三通孔40ct连接到第三垫40pd并使第二绝缘层83置于第三凸块电极40bp与第三垫40pd之间。

第四接触部件50C包括第四垫50pd和电连接到第四垫50pd的第四凸块电极50bp。第四垫50pd通过限定在第一发光堆叠件20、第二发光堆叠件30和第三发光堆叠件40的第一下接触电极25p、第二下接触电极35p和第三下接触电极45p上的第一子接触孔50CHa和第二子接触孔50CHb连接到第一发光堆叠件20、第二发光堆叠件30和第三发光堆叠件40的第二类型半导体层25、35和45。具体地,第四垫50pd通过第二子接触孔50CHb连接到第一下接触电极25p,并且通过第一子接触孔50CHa连接到第二下接触电极35p和第三下接触电极45p。以这种方式,由于第四垫50pd可以通过单个第一子接触孔50CHa连接到第二下接触电极35p和第三下接触电极45p,所以可以简化发光芯片100的制造工艺,并且可以减小发光芯片100中的被接触孔所占据的面积。第四凸块电极50bp的至少一部分可以与第四垫50pd叠置。第四凸块电极50bp在第四凸块电极50bp与第四垫50pd之间的叠置区域中通过第四通孔50ct连接到第四垫50pd并使第二绝缘层83置于第四凸块电极50bp与第四垫50pd之间。

根据示例性实施例,第一接触部件20C、第二接触部件30C、第三接触部件40C和第四接触部件50C可以形成在各种位置处。例如,当发光芯片100具有如附图中所示的基本四边形形状时,第一接触部件20C、第二接触部件30C、第三接触部件40C和第四接触部件50C可以设置在基本四边形形状的每个拐角(或角)周围。然而,发明构思不限于此,在一些示例性实施例中,发光芯片100可以形成为具有各种形状,并且第一接触部件20C、第二接触部件30C、第三接触部件40C和第四接触部件50C可以根据发光芯片100的形状形成在其它地方。

第一垫20pd、第二垫30pd、第三垫40pd和第四垫50pd彼此间隔开并且彼此绝缘。另外,第一凸块电极20bp、第二凸块电极30bp、第三凸块电极40bp和第四凸块电极50bp彼此间隔开并且彼此绝缘。根据示例性实施例,第一凸块电极20bp、第二凸块电极30bp、第三凸块电极40bp和第四凸块电极50bp中的每个可以覆盖第一发光堆叠件20、第二发光堆叠件30和第三发光堆叠件40的侧表面的至少一部分,这可以促进从第一发光堆叠件20、第二发光堆叠件30和第三发光堆叠件40产生的热通过其散发。

根据示出的示例性实施例,连接电极20ce、30ce、40ce和50ce中的每个可以具有远离基底11突出的弯曲形状(当从上方观看时为凸起形状)。更具体地,连接电极20ce、30ce、40ce和50ce可以基本覆盖发光堆叠结构的至少侧面,同时暴露连接电极20ce、30ce、40ce和50ce之间的钝化层90。连接电极20ce、30ce、40ce和50ce可以包括金属,诸如Cu、Ni、Ti、Sb、Zn、Mo、Co、Sn、Ag或其合金,而不限于此。例如,在一些示例性实施例中,连接电极20ce、30ce、40ce和50ce中的每个可以包括两种或更多种金属或者多个不同的金属层,以减小作用于其的压力。在另一示例性实施例中,当连接电极20ce、30ce、40ce和50ce包括Cu时,可以在其上沉积或镀覆附加金属以抑制Cu的氧化。在一些示例性实施例中,当连接电极20ce、30ce、40ce和50ce包括Cu/Ni/Sn时,Cu可以防止Sn渗透到发光堆叠结构中。在一些示例性实施例中,连接电极20ce、30ce、40ce和50ce可以包括用于在镀覆工艺期间形成金属层的种子层,这将在下面更详细地描述。

如附图中所示,连接电极20ce、30ce、40ce和50ce中的每个可以具有基本平坦的上表面,以促进发光堆叠结构与稍后将描述的外部线路或电极之间的电连接。根据示例性实施例,当发光芯片100包括微型LED(其具有如本领域中已知的小于约10,000平方微米或在其它示例性实施例中小于约4,000平方微米或2,500平方微米的表面积)时,连接电极20ce、30ce、40ce和50ce可以如附图中所示与第一发光堆叠件20、第二发光堆叠件30和第三发光堆叠件40中的至少一个的一部分叠置。更具体地,连接电极20ce、30ce、40ce和50ce可以与形成在发光堆叠结构的侧表面中的至少一个台阶叠置。以这种方式,从发光堆叠结构产生的热可以更有效地散发到外部。

连接电极20ce、30ce、40ce和50ce可以与发光堆叠件20、30和40中的每个的侧表面叠置,并且可以反射从至少一个或更多个发光堆叠件20、30和40发射的光,从而改善光效。由于连接电极20ce、30ce、40ce和50ce基本至少覆盖发光堆叠结构的侧面,所以可以保护发光芯片100免受外部冲击的影响。根据示出的示例性实施例,连接电极20ce、30ce、40ce和50ce的侧表面可以相对于基底11形成倾斜角度G和G',以改善发光芯片100与稍后将更详细描述的模塑层91之间的粘合性。在示例性实施例中,在连接电极20ce、30ce、40ce和50ce中的至少一个与基底11之间形成的角度G和G',即,限定在连接电极20ce、30ce、40ce和50ce的内表面与第三发光堆叠件40的上表面之间的角度G和G',可以小于约80°,并且在一些示例性实施例中,倾斜角度G和G'可以相对于基底11为约60°至约70°。

通常,在制造期间,在基底上形成多个发光芯片的阵列。然后可以沿着划线切割基底以使每个发光芯片单个化(以分离每个发光芯片),并且可以使用各种转移技术将发光芯片转移到另一基底或带,以用于发光芯片的进一步处理(诸如封装)。在这种情况下,当发光芯片包括连接电极(诸如从发光结构向外突出的金属凸块或柱)时,由于裸发光芯片的使连接电极暴露于外部的结构,导致在后续工艺期间(诸如在转移的步骤中)会发生各种问题。此外,当发光芯片根据应用包括具有小于约10,000平方微米或者小于约4,000平方微米或小于约2,500平方微米的表面积的微型LED时,发光芯片的处理会由于其小形状因子而变得更困难。

例如,当连接电极具有基本细长的形状(诸如条)时,因为发光芯片由于连接电极的突出结构而可能不具有足够的抽吸面积,所以使用传统的真空方法转移发光芯片变得困难。此外,暴露的连接电极可能在后续工艺期间(诸如当连接电极接触制造装置时)直接受到各种压力的冲击,这会对发光芯片的结构造成损坏。作为另一示例,当使用传统的拾取和放置方法转移发光芯片时,弹出销会直接接触发光芯片的设置在连接电极之间的部分,并且损坏发光芯片的顶部结构。具体地,弹出销会撞击发光芯片的中心,并且对发光芯片的顶部发光堆叠件造成物理损坏。弹出销对发光芯片的这种冲击在图1E中示出,其中发光芯片100的中心因弹出销而缩进。

根据示出的示例性实施例,第三连接电极40ce和第四连接电极50ce被示出为与第一连接电极20ce和第二连接电极30ce不对称。更具体地,连接电极20ce、30ce、40ce和50ce中的每个可以具有不与钝化层90叠置的部分,图1C和图1D例如示出了在基底11的两个相对端附近第三连接电极40ce和第四连接电极50ce的面积大于第一连接电极20ce和第二连接电极30ce的面积。然而,发明构思不限于此,在一些示例性实施例中,连接电极20ce、30ce、40ce和50ce中的每个可以彼此对称。例如,连接电极20ce、30ce、40ce和50ce中的每个的不与钝化层90叠置的部分可以具有彼此相同的面积。

根据示例性实施例,钝化层90可以形成在发光堆叠结构上。更具体地,如图1A中所示,钝化层90可以形成在连接电极20ce、30ce、40ce和50ce之间,并且可以至少覆盖发光堆叠结构的侧面。根据示出的示例性实施例,钝化层90可以暴露基底11的侧表面、第一绝缘层81的侧表面、第二绝缘层83的侧表面和第三发光堆叠件40的侧表面。钝化层90可以包括可以以诸如黑色或透明的各种颜色形成的环氧树脂模塑料(EMC)。然而,发明构思不限于此。例如,在一些示例性实施例中,钝化层90可以包括聚酰亚胺(PID),并且在这种情况下,PID可以被设置为干膜而不是液体类型,以增加在应用于发光堆叠结构时的平坦度的水平。在一些示例性实施例中,钝化层90可以包括具有光敏性的材料。以这种方式,钝化层90可以保护发光结构免受在后续工艺期间可能施加的外部冲击的影响,并且向发光芯片100提供足够的接触面积以促进其在后续转移步骤期间的处理。另外,钝化层90可以防止朝向发光芯片100的侧表面的光的泄漏,以防止或至少抑制从相邻的发光芯片100发射的光的干扰。根据示例性实施例,钝化层90的侧表面可以是倾斜的,使得形成在其上的连接电极20ce、30ce、40ce和50ce可以分别具有弯曲形状。

图2是根据示例性实施例的发光堆叠结构的示意性剖视图。根据示出的示例性实施例的发光堆叠结构与包括在上述发光芯片100中的发光堆叠结构基本相同,因此,将省略对形成发光堆叠结构的基本相同的元件的重复描述以避免冗余。

参照图2,根据示例性实施例的第一下接触电极25p、第二下接触电极35p和第三下接触电极45p可以连接到被施加共电压Sc的公共线。发光信号线SR、SG和SB可以分别连接到第一发光堆叠件20、第二发光堆叠件30和第三发光堆叠件40的第一类型半导体层21、31和41。在这种情况下,发光信号线通过第一上接触电极21n连接到第一发光堆叠件20的第一类型半导体层21。在示出的示例性实施例中,通过公共线将共电压Sc施加到第一下接触电极25p、第二下接触电极35p和第三下接触电极45p,并且通过发光信号线将发光信号分别施加到第一发光堆叠件20、第二发光堆叠件30和第三发光堆叠件40的第一类型半导体层21、31和41。以这种方式,第一发光堆叠件20、第二发光堆叠件30和第三发光堆叠件40可以被单独地控制以选择性地发光。

尽管图2示出了具有p公共结构的发光堆叠结构,但是发明构思不限于此。例如,在一些示例性实施例中,共电压Sc可以被施加到第一发光堆叠件20、第二发光堆叠件30和第三发光堆叠件40的第一类型(或n型)半导体层21、31和41,并且发光信号可以被施加到第一发光堆叠件20、第二发光堆叠件30和第三发光堆叠件40的第二类型(或p型)半导体层25、35和45。

根据示例性实施例的发光堆叠结构可以根据每个发光堆叠件20、30和40的操作状态来显示各种颜色的光,而传统的发光器件可以通过发射单色光的多个发光单元的组合来显示各种颜色。更具体地,传统的发光器件通常包括分别发射不同颜色(例如红色,绿色和蓝色)的光的沿着二维平面彼此间隔开的发光单元以实现全色显示。如此,传统的发光单元会占据相对大的面积。然而,根据示例性实施例的发光堆叠结构可以通过堆叠多个发光堆叠件20、30、40来发射不同颜色的光,从而通过比传统的发光器件中的面积显著小的面积来提供高集成度并且实现全色。

另外,当发光芯片100被安装到另一基底以制造显示装置时,例如,与传统的发光器件相比,由于其堆叠结构使得待安装的芯片的数量可以显著减少。如此,使用发光芯片100的显示装置的制造可以被大幅度简化,特别是当在一个显示装置中形成数十万或数百万个像素时。

根据示例性实施例,发光堆叠结构还可以包括各种附加组件以改善从其发射的光的纯度和效率。例如,在一些示例性实施例中,波通滤波器可以形成在相邻的发光堆叠件之间,以防止或至少抑制具有较短波长的光朝向发射较长波长的发光堆叠件行进。另外,在一些示例性实施例中,凹凸部分可以形成在发光堆叠件中的至少一个的发光表面上,以平衡发光堆叠件之间的光的亮度。例如,因为绿光通常具有比红光和蓝光高的可见度,所以在一些示例性实施例中,凹凸部分可以形成在发射红光或蓝光的发光堆叠件上以改善发光堆叠件的光效率,从而平衡从发光堆叠件发射的光之间的可见度。

在下文中,将根据示例性实施例参照附图描述形成发光芯片100的方法。

图3A、图4A、图5A、图6A、图7A、图8A、图9A和图10A是示出根据示例性实施例的制造图1A的发光芯片的工艺的平面图。图3B、图4B、图5B、图6B、图7B、图8B、图9B和图10B是根据示例性实施例的沿着图3A、图4A、图5A、图6A、图7A、图8A、图9A和图10A中示出的其对应平面图的线A-A'截取的剖视图。

返回参照图2,可以通过例如金属有机化学气相沉积(MOCVD)法或分子束外延(MBE)法在基底11上顺序地生长第三发光堆叠件40的第一类型半导体层41、活性层43和第二类型半导体层45。第三下接触电极45p可以例如通过化学气相沉积法形成在第二类型半导体层45上,并且可以包括透明导电氧化物(TCO),诸如氧化锡(SnO)、氧化铟(InO2)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锡锌(ITZO)等。当根据示例性实施例的第三发光堆叠件40发射蓝光时,基底11可以包括Al2O3(例如,蓝宝石基底),并且第三下接触电极45p可以包括透明导电氧化物(TCO),诸如氧化锡(SnO)、氧化铟(InO2)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锡锌(ITZO)等。可以分别在临时基底上通过顺序地生长第一类型半导体层、活性层和第二类型半导体层而类似地形成第一发光堆叠件20和第二发光堆叠件30,并且可以通过例如化学气相沉积法等分别在第二类型半导体层上形成包括透明导电氧化物(TCO)的下接触电极。然后,可以使第一发光堆叠件20和第二发光堆叠件30可以彼此邻接并且使第一粘合层61置于第一发光堆叠件20与第二发光堆叠件30之间,并且可以通过例如激光剥离工艺、化学工艺、机械工艺等去除第一发光堆叠件20和第二发光堆叠件30的临时基底中的至少一个。在这种情况下,在一些示例性实施例中,可以在暴露的发光堆叠件上形成凹凸部分以改善光效率。然后,可以使第一发光堆叠件20和第二发光堆叠件30与第三发光堆叠件40邻接并且使第二粘合层63置于第一发光堆叠件20和第二发光堆叠件30与第三发光堆叠件40之间,并且可以通过例如激光剥离工艺、化学工艺、机械工艺等去除第一发光堆叠件20和第二发光堆叠件30的临时基底中的其余的一个。在这种情况下,在一些示例性实施例中,可以在其余的暴露的发光堆叠件上形成凹凸部分以改善光效率。以这种方式,可以形成图2中所示的发光堆叠结构。

参照图3A和图3B,可以经由蚀刻工艺等使第一发光堆叠件20、第二发光堆叠件30和第三发光堆叠件40中的每个的各个部分图案化,以暴露第一类型半导体层21、第一下接触电极25p、第一类型半导体层31、第二下接触电极35p、第三下接触电极45p和第一类型半导体层41的部分。根据示出的示例性实施例,第一发光堆叠件20在发光堆叠件20、30和40之中具有最小的面积。然而,发明构思不限于发光堆叠件20、30和40的相对尺寸。

参照图4A和图4B,可以使第一发光堆叠件20的第一类型半导体层21的顶表面的一部分诸如经由湿蚀刻图案化,可以在该部分处形成第一上接触电极21n。如上所述,第一上接触电极21n可以以例如约100nm的厚度形成在第一类型半导体层21的图案化区域中,以改善第一上接触电极21n与第一类型半导体层21之间的欧姆接触。

参照图5A和图5B,可以形成第一绝缘层81以覆盖发光堆叠件20、30和40,并且可以去除第一绝缘层81的部分以形成第一接触孔20CH、第二接触孔30CH、第三接触孔40CH和第四接触孔50CH。第一接触孔20CH限定在第一n型接触电极21n上以暴露第一n型接触电极21n的一部分。

第二接触孔30CH可以暴露第二发光堆叠件30的第一类型半导体层31的一部分。第三接触孔40CH可以暴露第三发光堆叠件40的第一类型半导体层41的一部分。第四接触孔50CH可以暴露第一下接触电极25p、第二下接触电极35p和第三下接触电极45p的部分。第四接触孔50CH可以包括暴露第一下接触电极25p的一部分的第二子接触孔50CHb以及暴露第二下接触电极35p和第三下接触电极45p的第一子接触孔50CHa。然而,在一些示例性实施例中,单个第一子接触孔50CHa可以暴露第一下接触电极25p、第二下接触电极35p和第三下接触电极45p中的每个。

参照图6A和图6B,在形成有第一接触孔20CH、第二接触孔30CH、第三接触孔40CH和第四接触孔50CH的第一绝缘层81上形成第一垫20pd、第二垫30pd、第三垫40pd和第四垫50pd。可以通过例如在基底11的基本整个表面上形成导电层并且使用光刻工艺等使导电层图案化来形成第一垫20pd、第二垫30pd、第三垫40pd和第四垫50pd。

第一垫20pd形成为与形成有第一接触孔20CH的区域叠置,使得第一垫20pd可以通过第一接触孔20CH连接到第一发光堆叠件20的第一上接触电极21n。第二垫30pd形成为与形成有第二接触孔30CH的区域叠置,使得第二垫30pd可以通过第二接触孔30CH连接到第二发光堆叠件30的第一类型半导体层31。第三垫40pd形成为与形成有第三接触孔40CH的区域叠置,使得第三垫40pd可以通过第三接触孔40CH连接到第三发光堆叠件40的第一类型半导体层41。第四垫50pd形成为与形成有第四接触孔50CH的区域叠置,更具体地,与形成有第一子接触孔50CHa和第二子接触孔50CHb的区域叠置,使得第四垫50pd可以通过第一子接触孔50CHa和第二子接触孔50CHb连接到第一发光堆叠件20的第一下接触电极25p、第二发光堆叠件30的第二下接触电极35p和第三发光堆叠件40的第三下接触电极45p。

参照图7A和图7B,可以在第一绝缘层81上形成第二绝缘层83。第二绝缘层83可以包括氧化硅和/或氮化硅。然而,发明构思不限于此,在一些示例性实施例中,第一绝缘层81和第二绝缘层83可以包括无机材料。然后使第二绝缘层83图案化并且在第二绝缘层83中形成第一通孔20ct、第二通孔30ct、第三通孔40ct和第四通孔50ct。

形成在第一垫20pd上的第一通孔20ct暴露第一垫20pd的一部分。形成在第二垫30pd上的第二通孔30ct暴露第二垫30pd的一部分。形成在第三垫40pd上的第三通孔40ct暴露第三垫40pd的一部分。形成在第四垫50pd上的第四通孔50ct暴露第四垫50pd的一部分。在示出的示例性实施例中,第一通孔20ct、第二通孔30ct、第三通孔40ct和第四通孔50ct可以分别限定在形成有第一垫20pd、第二垫30pd、第三垫40pd和第四垫50pd的区域中。

参照图8A和图8B,在形成有第一通孔20ct、第二通孔30ct、第三通孔40ct和第四通孔50ct的第二绝缘层83上形成第一凸块电极20bp、第二凸块电极30bp、第三凸块电极40bp和第四凸块电极50bp。第一凸块电极20bp形成为与形成有第一通孔20ct的区域叠置,使得第一凸块电极20bp可以通过第一通孔20ct连接到第一垫20pd。第二凸块电极30bp形成为与形成有第二通孔30ct的区域叠置,使得第二凸块电极30bp可以通过第二通孔30ct连接到第二垫30pd。第三凸块电极40bp形成为与形成有第三通孔40ct的区域叠置,使得第三凸块电极40bp可以通过第三通孔40ct连接到第三垫40pd。第四凸块电极50bp形成为与形成有第四通孔50ct的区域叠置,使得第四凸块电极50bp通过第四通孔50ct连接到第四垫50pd。可以通过在基底11上沉积导电层并且使导电层图案化来形成第一凸块电极20bp、第二凸块电极30bp、第三凸块电极40bp和第四凸块电极50bp,例如,导电层可以包括Ni、Ag、Au、Pt、Ti、Al、Cr等中的至少一种。

参照图9A和图9B,在发光堆叠结构上形成钝化层90。如上所述,根据示例性实施例的钝化层90可以包括可以以诸如黑色或透明的各种颜色形成的环氧树脂模塑料(EMC)。然而,发明构思不限于此,在一些示例性实施例中,钝化层90可以包括聚酰亚胺(PID),并且在这种情况下,PID可以设置为干膜而不是液体型,以提高在应用于发光堆叠结构时的平坦度的水平。在一些示例性实施例中,钝化层90可以包括具有光敏性的材料。

根据示例性实施例,可以在发光堆叠结构的基本整个外表面上沉积形成钝化层90的层(诸如包括PID的层)。然后可以诸如经由光刻工艺使该层图案化,以暴露第一凸块电极20bp、第二凸块电极30bp、第三凸块电极40bp和第四凸块电极50bp中的每个的分别与连接电极20ce、30ce、40ce和50ce连接的至少一部分。附图示出了钝化层90在平面图中暴露发光芯片100的每个拐角,然而,发明构思不限于此。例如,钝化层90可以暴露第三发光堆叠件40的设置在具有大致矩形形状的基底11的至少一个拐角周围的部分。例如,钝化层90可以暴露发光芯片100的各种其它部分,只要第一凸块电极20bp、第二凸块电极30bp、第三凸块电极40bp和第四凸块电极50bp中的至少一部分被钝化层90暴露即可。

钝化层90可以覆盖发光堆叠结构的上表面,使得可以在制造期间保护发光堆叠结构(尤其是设置在该结构的顶部上的第一发光堆叠件20)免受外应力的影响。根据示出的示例性实施例,钝化层90可以相对于基底11形成倾斜角度G和G'(见图1C和图1D),即,可以在钝化层90的内表面与第三发光堆叠件40的上表面之间限定角度G和G'。例如,在钝化层90与基底之间形成的角度G和G'可以小于约80°。当倾斜角度G和G'大于约80°时,钝化层90无法充分地覆盖形成在发光堆叠结构的侧表面上的台阶。在一些示例性实施例中,钝化层90与基底11之间的倾斜角度G和G'可以大于约60°且小于约70°。以这种方式,将要形成在钝化层90上的连接电极20ce、30ce、40ce和50ce也可以稳定地形成在发光堆叠结构上。另外,钝化层90可以具有背离第三发光堆叠件40的顶表面和与顶表面相交的侧表面,钝化层90的顶表面和侧表面之间的边缘可以形成平滑的角度,使得将要形成在其上的连接电极20ce、30ce、40ce和50ce可以具有基本均匀的厚度。然而,发明构思不限于此,在一些示例性实施例中,可以在钝化层90的顶表面和侧表面之间形成基本尖锐的边缘。

参照图10A和图10B,在钝化层90上形成彼此间隔开的第一连接电极20ce、第二连接电极30ce、第三连接电极40ce和第四连接电极50ce。返回参照图1B至图1D,第一连接电极20ce、第二连接电极30ce、第三连接电极40ce和第四连接电极50ce可以分别电连接到第一凸块电极20bp、第二凸块电极30bp、第三凸块电极40bp和第四凸块电极50bp,以将外部信号传输到发光堆叠件20、30和40中的每个。更具体地,根据示出的示例性实施例,第一连接电极20ce可以连接到通过第一垫20pd连接到第一上接触电极21n的第一凸块电极20bp,以电连接到第一发光堆叠件20的第一类型半导体层21。第二连接电极30ce可以连接到与第二垫30pd连接的第二凸块电极30bp,以电连接到第二发光堆叠件30的第一类型半导体层31。第三连接电极40ce可以连接到与第三垫40pd连接的第三凸块电极40bp,以电连接到第三发光堆叠件40的第一类型半导体层41。第四连接电极50ce可以连接到与第四垫50pd连接的第四凸块电极50bp,以分别经由第一下接触电极25p、第二下接触电极35p和第三下接触电极45p电连接到发光堆叠件20、30和40的第二类型半导体层25、35和45。

形成第一连接电极20ce、第二连接电极30ce、第三连接电极40ce和第四连接电极50ce的方法没有具体限制。例如,根据示例性实施例,可以在钝化层90上沉积将要形成为第一连接电极20ce、第二连接电极30ce、第三连接电极40ce和第四连接电极50ce的导电层,并且可以通过使用光刻等来使导电层图案化,使得导电层中的每个分别与第一凸块电极20bp、第二凸块电极30bp、第三凸块电极40bp和第四凸块电极50bp的被钝化层90暴露的部分叠置。根据示例性实施例的导电层(例如,连接电极)可以包括金属,诸如Cu、Ni、Ti、Sb、Zn、Mo、Co、Sn、Ag或其合金。在这种情况下,可以省略单独的镀覆工艺。在一些示例性实施例中,可以通过化学镀镍浸金(ENIG)等在导电层上沉积附加金属,以防止或至少抑制连接电极20ce、30ce、40ce和50ce的氧化。

根据示出的示例性实施例,连接电极20ce、30ce、40ce和50ce中的每个可以具有远离基底11突出以基本覆盖发光堆叠结构和钝化层90的弯曲形状。如附图中所示,连接电极20ce、30ce、40ce和50ce中的每个可以具有基本平坦的上表面,以促进发光堆叠结构与外部线路或电极之间的电连接并且在随后的接合和转移步骤期间增加发光芯片100与其它元件(诸如PCB)的粘合性。连接电极20ce、30ce、40ce和50ce可以围绕每个发光堆叠件20、30和40的所述至少一部分以保护发光堆叠结构,使得发光芯片100具有能够连同钝化层90一起经受各种后续工艺的更稳定的结构。例如,当根据示例性实施例在后续工艺中从发光芯片100去除基底11时,基本围绕发光堆叠结构的连接电极20ce、30ce、40ce和50ce可以吸收否则将直接作用于发光堆叠结构的应力的至少一部分,从而在制造期间保护发光芯片100。

尽管附图示出了钝化层90没有形成在连接电极20ce、30ce、40ce和50ce的设置在钝化层90的顶表面上的部分之间,但是发明构思不限于此。例如,参照图11,在根据另一示例性实施例的发光芯片200中,钝化层90可以形成在连接电极20ce、30ce、40ce和50ce的设置在钝化层90的顶表面上的部分之间,使得钝化层90的上表面可以与连接电极20ce、30ce、40ce和50ce的上表面基本齐平。以这种方式,可以在后续工艺期间进一步加强发光芯片200与PCB等的粘合性。钝化层90的设置在连接电极20ce、30ce、40ce和50ce之间的部分可以在形成连接电极20ce、30ce、40ce和50ce之前或之后形成。由于根据示出的示例性实施例的发光芯片200的构成元件与上述发光芯片100的构成元件基本相同,所以将省略对基本相同的元件的重复描述以避免冗余。

参照图12,根据又一示例性实施例的发光芯片300包括具有基本弯曲形状的连接电极20ce、30ce、40ce和50ce。根据示出的示例性实施例,形成在发光堆叠结构上的钝化层90可以具有基本倒圆的拐角,使得形成在钝化层90上的连接电极20ce、30ce、40ce和50ce也可以在其拐角处被基本倒圆。以这种方式,连接电极20ce、30ce、40ce和50ce可以更稳定地设置在钝化层90上,随着连接电极20ce、30ce、40ce和50ce与钝化层90之间的界面形成平滑的角度,从而改善了它们之间的表面接触。由于根据示出的示例性实施例的发光芯片300的构成元件与上述发光芯片100的构成元件基本相同,所以将省略对基本相同的元件的重复描述以避免冗余。

根据示出的示例性实施例,第三连接电极40ce被示出为与第一连接电极20ce不对称。更具体地,连接电极20ce、30ce、40ce和50ce中的每个可以具有不与钝化层90叠置的部分,并且例如图11和图12示出了在基底11的两个相对端附近第三连接电极40ce的面积大于第一连接电极20ce的面积。然而,发明构思不限于此,并且在一些示例性实施例中,连接电极20ce、30ce、40ce和50ce均可以彼此对称。例如,连接电极20ce、30ce、40ce和50ce中的每个的不与钝化层90叠置的部分可以具有彼此相同的区域。

图13、图14和图15是示意性地示出根据示例性实施例的制造发光封装件的工艺的剖视图。

上述发光芯片100的阵列可以通过切割基底11而被单个化,并且每个发光芯片100可以经由本领域中已知的各种方法被转移并封装。

参照图13,可以在电路板11p上安装发光芯片100。根据示例性实施例,电路板11p可以包括彼此电连接的上电路电极11pa、下电路电极11pc和设置在其间的中间电路电极11pb。上电路电极11pa可以分别对应于第一连接电极20ce、第二连接电极30ce、第三连接电极40ce和第四连接电极50ce中的每个。根据示例性实施例,发光芯片100的下电路电极11pc可以以预定间距彼此间隔开,该预定间距可以对应于发光芯片100将被安装到的最终目标装置(诸如显示装置)的电极的节距。在一些示例性实施例中,上电路电极11pa可以通过ENIG进行表面处理,以通过在高温下部分熔融而促进与发光芯片100的连接电极的电连接。

根据示例性实施例,例如,可以通过各向异性导电膜(ACF)接合分别将发光芯片100的第一连接电极20ce、第二连接电极30ce、第三连接电极40ce和第四连接电极50ce接合到电路板11p的上电路电极11pa。当通过可以在比其它接合方法中低的温度下执行的ACF接合将发光芯片100接合到电路板11p时,可以保护发光芯片100免受在接合期间暴露于高温的影响。然而,发明构思不限于具体的接合方法。例如,在一些示例性实施例中,可以使用各向异性导电膏(ACP)、焊料、球栅区域(BGA)或者包括Cu和Sn中的至少一种的微型凸块将发光芯片100接合到电路板11p。在这种情况下,由于连接电极20ce、30ce、40ce和50ce的上表面可以由其弯曲形状提供更宽的接触面积,所以可以增加发光芯片100与各向异性导电膜的粘合性,从而在接合到电路板11p时形成更稳定的结构,并且确保在制造期间的工艺裕度。

参照图14,在发光芯片100之间形成模塑层91。根据示例性实施例,模塑层91可以透射从发光芯片100发射的光的一部分,并且还可以反射、衍射和/或吸收外部光的一部分,以防止外部光被发光芯片100朝向可能对用户可见的方向反射。模塑层91可以覆盖发光芯片100的至少一部分以保护发光芯片100免受例如外部湿气和应力的影响。以这种方式,模塑层91可以与形成在发光芯片100上的钝化层90一起通过进一步增强发光封装件的结构来为发光封装件提供额外的保护。

根据示例性实施例,当模塑层91覆盖基底11的背离电路板11p的顶表面时,模塑层91可以具有小于约100微米的厚度,以至少透射从发光芯片100发射的光的50%。在示例性实施例中,模塑层91可以包括有机或无机聚合物。在一些示例性实施例中,模塑层91可以另外包括柱,诸如二氧化硅或氧化铝。在一些示例性实施例中,模塑层91可以包括与钝化层90的材料相同的材料。模塑层91可以通过本领域中已知的各种方法(诸如层压方法、镀覆方法和/或印刷方法)形成。例如,模塑层91可以通过在发光芯片100上设置有机聚合物片的真空层压工艺形成,并且在真空中施加高温和高压,以通过提供发光封装件的基本平坦的顶表面来改善光均匀性。

参照图15,可以以期望的构造切割形成在电路板11p上并且覆盖有模塑层91的发光芯片100以形成为发光封装件110。例如,发光封装件110可以在其中包括单个发光芯片100或者可以在其中包括多个发光芯片(诸如按2×2排列)。然而,发明构思不限于形成在发光封装件110中的发光芯片的具体数量。例如,在一些示例性实施例中,发光封装件110可以包括形成在电路板11p上的一个或更多个发光芯片100。另外,发明构思不限于发光封装件110中的一个或更多个发光芯片100的具体布置。例如,发光封装件110中的一个或更多个发光芯片100可以按n×m排列方式布置,其中n和m是大于零的自然数。根据示例性实施例,电路板11p可以包括扫描线和数据线,以独立地驱动包括在发光封装件110中的每个发光芯片100。

参照图15,发光封装件110可以安装在最终装置(诸如显示装置)的目标基底11d上。目标基底11d可以包括分别与发光封装件110的下电路电极11pc对应的目标电极。根据示例性实施例,显示装置可以包括多个像素,并且每个发光芯片100可以设置为与每个像素对应。更具体地,根据示例性实施例的发光芯片100的每个发光堆叠件可以对应于一个像素的每个子像素。由于发光芯片100包括竖直堆叠的发光堆叠件20、30和40,所以与传统发光器件中的芯片的数量相比,可以显著减少针对每个子像素将需要被转移的芯片的数量。另外,由于根据示例性实施例的连接电极20ce、30ce、40ce和50ce是弯曲的并且基本围绕覆盖发光堆叠结构的钝化层90,所以可以保护发光芯片100免受外应力的影响。尽管上面已经描述了发光芯片100被安装在电路板11p上,然后被封装以安装在最终装置(诸如显示面板)上,然而,发明构思不限于此。例如,在一些示例性实施例中,发光芯片100可以用或不用模塑层91覆盖,并且可以直接安装在最终装置(诸如显示面板)上。

图16和图17是示意性地示出根据另一示例性实施例的制造发光封装件的工艺的剖视图。

返回参照图13,根据另一示例性实施例,可以通过激光剥离(LLO)工艺、化学工艺、机械工艺等如图16中所示去除附着在发光芯片100上的基底11。在这种情况下,由于根据发明的原理构造的发光芯片100如上所述具有增强的内部结构,所以即使当去除基底11时,也可以保护包括在发光芯片100中的发光堆叠结构免受外应力的影响。

根据示例性实施例,当基底11是图案化的蓝宝石基底时,凹凸部分可以形成在第三发光堆叠件40的接触基底11的第一类型半导体层41上以改善光效率。在另一示例性实施例中,如本领域中已知的,可以通过蚀刻或图案化在第三发光堆叠件40的第一类型半导体层41上形成凹凸部分。

参照图17,在发光芯片100之间形成模塑层91',并且可以以期望的构造切割发光芯片100以提供发光封装件120。根据示例性实施例,模塑层91'可以覆盖发光芯片100。模塑层91'与上述模塑层91基本相同,并且发光芯片100在发光封装件120中的布置与在上面描述的发光封装件110中的布置基本相同,因此,将省略对其的重复描述以避免冗余。

尽管在这里已经描述了某些示例性实施例和实施方式,但是其它实施例和修改根据该描述将是明显的。因此,发明构思不限于这样的实施例,而是限于所附权利要求的更宽范围以及如对于本领域普通技术人员将明显的各种显而易见的修改和等同布置。

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