发光二极管及使用此发光二极管所制得的显示装置的制作方法

本发明涉及一种二极管及使用此二极管所制得的显示装置，且特别是涉及一种发光二极管及使用此发光二极管所制得的显示装置。

背景技术：

随着数字科技的发展，显示装置已被广泛地应用在日常生活的各个层面中，例如其已广泛应用于电视、笔记本、电脑、移动电话、智能型手机等现代化信息设备，且此显示装置不断朝着轻、薄、短小及时尚化方向发展。而此显示装置包括发光二极管显示装置。

发光二极管(LEDs)是利用p-n接面中的电子-空穴对的再结合(recombination)来产生电磁辐射(例如光)。在例如GaAs或GaN的直接带隙材料(direct band gap material)形成的顺向偏压的P-N接面中，注入空乏区中的电子-空穴对的再结合产生电磁辐射。上述电磁辐射可位于可见光区或非可见光区，且具有不同带隙的材料会形成不同颜色的发光二极管。

在现今发光二极管显示装置产业都朝大量生产的趋势迈进的情况下，任何发光二极管显示装置的良率的提升都可带来巨大的经济效益。然而，目前的显示装置并非各方面都令人满意。

因此，业界仍需一种可更进一步提升良率的发光二极管及使用此发光二极管所制得的显示装置。

技术实现要素：

本发明提供一种发光二极管，包括：第一半导体结构，具有上表面及下表面，其中上表面上依序设有第二半导体层及第一电极，其中下表面上依序设有一第三半导体层及一第二电极；二发光层，分别设置于该上表面与该第二半导体层之间，以及该下表面与该第三半导体层之间，其中，该第一半导体结构具有一第一导电型态，该第二半导体层与该第三半导体层分别具有一 第二导电型态，且该第一导电型态不同于该第二导电型态。

本发明还提供一种显示装置，包括：薄膜晶体管基板，薄膜晶体管基板包括：基板；薄膜晶体管，设于基板上；共用电极，设于基板上；及如权利要求1所述的发光二极管，设于基板上，其中发光二极管的第一半导体结构电连接薄膜晶体管或共用电极两者的其中之一，而第二半导体层与该第三半导体层电连接薄膜晶体管或共用电极两者的其中的另一。

为让本发明的特征、和优点能更明显易懂，下文特举出优选实施例，并配合所附的附图，作详细说明如下。

附图说明

图1A为本发明一些实施例所述的发光二极管的制造方法其中一步骤的发光二极管的剖视图；

图1B为本发明一些实施例所述的发光二极管的制造方法其中一步骤的发光二极管的剖视图；

图1C为本发明一些实施例所述的发光二极管的制造方法其中一步骤的发光二极管的剖视图；

图1D为本发明一些实施例所述的发光二极管的制造方法其中一步骤的发光二极管的剖视图；

图1E为本发明一些实施例所述的发光二极管的制造方法其中一步骤的发光二极管的剖视图；

图1F为本发明一些实施例所述的显示装置的制造方法其中一步骤的显示装置的剖视图；

图1G为本发明一些实施例所述的显示装置的制造方法其中一步骤的显示装置的剖视图；

图1H为本发明一些实施例所述的显示装置的制造方法其中一步骤的显示装置的剖视图；

图1I为本发明一些实施例所述的显示装置的制造方法其中一步骤的显示装置的剖视图；

图1J为本发明另一实施例的显示装置的剖视图；

图1K为本发明另一实施例的显示装置的剖视图；

图1L为本发明另一些实施例所述的发光二极管的剖视图；

图1M为本发明另一些实施例所述的发光二极管的上视图；

图2A为本发明一些实施例所述的发光二极管的制造方法其中一步骤的发光二极管的剖视图；

图2B为本发明一些实施例所述的发光二极管的制造方法其中一步骤的发光二极管的剖视图；

图2C为本发明一些实施例所述的发光二极管的制造方法其中一步骤的发光二极管的剖视图；

图2D为本发明一些实施例所述的发光二极管的制造方法其中一步骤的发光二极管的剖视图；

图2E为本发明一些实施例所述的发光二极管的制造方法其中一步骤的发光二极管的剖视图；

图2F为本发明一些实施例所述的显示装置的制造方法其中一步骤的显示装置的剖视图；

图2G为本发明一些实施例所述的显示装置的制造方法其中一步骤的显示装置的剖视图；

图2H为本发明一些实施例所述的显示装置的制造方法其中一步骤的显示装置的剖视图；

图2I为本发明另一些实施例所述的发光二极管的剖视图；

图2J为本发明另一些实施例所述的发光二极管的剖视图；

图2K为本发明另一些实施例所述的发光二极管的上视图；

图3A为本发明一些实施例所述的发光二极管的制造方法其中一步骤的发光二极管的剖视图；

图3B为本发明一些实施例所述的发光二极管的制造方法其中一步骤的发光二极管的剖视图；

图3C为本发明一些实施例所述的发光二极管的制造方法其中一步骤的发光二极管的剖视图；

图3D为本发明一些实施例所述的发光二极管的制造方法其中一步骤的发光二极管的剖视图；

图3E为本发明一些实施例所述的发光二极管的制造方法其中一步骤的发光二极管的剖视图；

图3F为本发明一些实施例所述的发光二极管的制造方法其中一步骤的 发光二极管的剖视图；

图3G为本发明一些实施例所述的显示装置的制造方法其中一步骤的显示装置的剖视图；

图3H为本发明一些实施例所述的显示装置的制造方法其中一步骤的显示装置的剖视图；

图3I为本发明一些实施例所述的显示装置的制造方法其中一步骤的显示装置的剖视图；

图3J为本发明另一些实施例所述的发光二极管的剖视图；

图3K为本发明另一些实施例所述的发光二极管的剖视图；

图3L为本发明另一些实施例所述的发光二极管的上视图。

符号说明

100 基板；

102 堆叠；

104A 第一半导体层；

104A1 上表面；

104A2 下表面；

104B 第一半导体层；

106A 第二半导体层；

106B 第三半导体层；

108A 发光层；

108B 发光层；

110A 第一电极；

110B 第二电极；

110C 第三电极；

110D 第三电极；

110E 第三电极；

110F 第三电极；

110G 第三电极；

110H 第三电极；

110I 第三电极；

110J 第三电极；

112 承载基板；

113A 发光二极管；

113A’ 发光二极管；

113B 发光二极管；

113B’ 发光二极管；

113B” 发光二极管；

113C 发光二极管；

113C’ 发光二极管；

113C” 发光二极管；

114 薄膜晶体管基板；

115 基板；

116 晶体管；

118 栅极电极；

120 栅极介电层；

122 半导体层；

124 源极电极；

126 漏极电极；

128 共同电极；

130 图案化绝缘层；

132A 导电粘着层；

132B 导电粘着层；

132C 导电粘着层；

132D 导电粘着层；

132E 导电粘着层；

132F 导电粘着层；

132G 导电粘着层；

134 图案化绝缘层；

136A 导电层；

136B 导电层；

136C 导电层；

136D 导电层；

138 基板；

140 显示装置；

142 显示装置；

144 彩色滤光层；

146 显示装置；

148 量子点薄膜；

150A 第一子基板；

150B 第二子基板；

152A 发光单元；

152B 发光单元；

152C 发光单元；

152D 发光单元；

154 导电粘着层；

156 基板；

158 图案化绝缘层；

160 显示装置；

162 基板；

164 导电粘着层；

166 图案化绝缘层；

168 显示装置；

170 填充层；

172 填充层。

具体实施方式

以下针对本发明的发光二极管及使用此发光二极管所制得的显示装置作详细说明。应了解的是，以下的叙述提供许多不同的实施例或例子，用以实施本发明的不同样态。以下所述特定的元件及排列方式仅为简单清楚描述本发明。当然，这些仅用以举例而非本发明的限定。此外，在不同实施例中可能使用重复的标号或标示。这些重复仅为了简单清楚地叙述本发明，不代表所讨论的不同实施例及/或结构之间具有任何关联性。再者，当述及一第一材料层位于一第二材料层上或之上时，包括第一材料层与第二材料层直接接 触的情形。或者，也可能间隔有一或更多其它材料层的情形，在此情形中，第一材料层与第二材料层之间可能不直接接触。

必需了解的是，附图的元件或装置可以此技术人士所熟知的各种形式存在。此外，当某层在其它层或基板“上”时，有可能是指“直接”在其它层或基板上，或指某层在其它层或基板上，或指其它层或基板之间夹设其它层。

此外，实施例中可能使用相对性的用语，例如“较低”或“底部”及“较高”或“顶部”，以描述附图的一个元件对于另一元件的相对关系。能理解的是，如果将附图的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“较低”侧的元件将会成为在“较高”侧的元件。

在此，“约”、“大约”、“大抵”的用语通常表示在一给定值或范围的20％之内，优选是10％之内，且更佳是5％之内，或3％之内，或2％之内，或1％之内，或0.5％之内。在此给定的数量为大约的数量，亦即在没有特定说明“约”、“大约”、“大抵”的情况下，仍可隐含“约”、“大约”、“大抵”的含义。

能理解的是，虽然在此可使用用语“第一”、“第二”、“第三”等来叙述各种元件、组成成分、区域、层、及/或部分，这些元件、组成成分、区域、层、及/或部分不应被这些用语限定，且这些用语仅是用来区别不同的元件、组成成分、区域、层、及/或部分。因此，以下讨论的一第一元件、组成成分、区域、层、及/或部分可在不偏离本发明的教示的情况下被称为一第二元件、组成成分、区域、层、及/或部分。

除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与此篇发明所属的一般技术者所通常理解的相同涵义。能理解的是这些用语，例如在通常使用的字典中定义的用语，应被解读成具有一与相关技术及本发明的背景或上下文一致的意思，而不应以一理想化或过度正式的方式解读，除非在此特别定义。

本发明实施例可配合附图一并理解，本发明的附图也被视为揭露说明的一部分。需了解的是，本发明的附图并未以实际装置及元件的比例绘示。在附图中可能夸大实施例的形状与厚度以便清楚表现出本发明的特征。此外，附图中的结构及装置以示意的方式绘示，以便清楚表现出本发明的特征。

在本发明中，相对性的用语例如“下”、“上”、“水平”、“垂直”、“之下”、“之上”、“顶部”、“底部”等等应被理解为该段以及相关附图中所绘示的方 位。此相对性的用语仅是为了方便说明之用，其并不代表其所叙述的装置需以特定方位来制造或运作。而关于接合、连接的用语例如“连接”、“互连”等，除非特别定义，否则可指两个结构直接接触，或者也可指两个结构并非直接接触，其中有其它结构设于此两个结构之间。且此关于接合、连接的用语也可包括两个结构都可移动，或者两个结构都固定的情况。

应注意的是，在后文中“基板”一词可包括半导体晶片上已形成的元件与覆盖在晶片上的各种膜层，其上方可以已形成任何所需的半导体元件，不过此处为了简化附图，仅以平整的基板表示之。此外，“基板表面”包括半导体晶片上最上方且暴露的膜层，例如一硅表面、一绝缘层及/或金属线。

本发明实施例是利用一上下对称的发光二极管来制造显示装置，故即使在制造过程中此发光二极管上下颠倒，晶体管基板(或阵列基板)与此发光二极管仍可顺利组装，故可提升显示装置的良率。

首先，参见图1A，图1A显示根据本发明一些实施例所述的发光二极管的制造方法其中一步骤的发光二极管的剖视图。如图1A所示，首先提供一基板100，基板100可为硅基板、碳化硅基板、蓝宝石基板(或氧化铝基板)、氮化镓基板、塑胶基板、玻璃基板或其它任何适合的基板。

此基板100上设有一堆叠102，此堆叠102包括一第一半导体层104A(在此实施例中也称为第一半导体结构)，此第一半导体层104A具有上表面104A1及下表面104A2。此上表面104A1上设有第二半导体层106A，而下表面104A2上设有第三半导体层106B。

此外，堆叠102还包括设于第一半导体层104A与第二半导体层106A之间的发光层108A，以及设于第一半导体层104A与第三半导体层106B之间的发光层108B。易言之，基板100上依序形成有第三半导体层106B、发光层108B、第一半导体层104A、发光层108A及第二半导体层106A。

第一半导体层104A具有第一导电型态。第一半导体层104A可为掺杂的In_xAl_yGa_(1-x-y)N，其中0≤x≤1，0≤y≤1且0≤(x+y)≤1，例如可为掺杂的GaN、InN、AlN、In_xGa_(1-x)N、Al_xIn_(1-x)N、Al_xIn_yGa_(1-x-y)N或其它类似的材料，其中0≤x≤1，0≤y≤1且0≤(x+y)≤1。第一导电型态可为P型，且可通过分子束外延(MBE)、金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)、氢化物气相外延法(HVPE)、液相外延法(LPE)或其它类似制作工艺的外延成长制作工艺形成。

发光层108A及108B可包括同质接面(homojunction)、异质接面(heterojunction)、单一量子阱(single-quantum well(SQW))、多重量子阱(multiple-quantum well(MQW))或其它类似的结构。在一实施例中，发光层108A及108B可包括未掺杂的n型InxGa_(1-x)N。在其它实施例中，发光层108A及108B可包括例如Al_xIn_yGa_(1-x-y)N的其它常用的材料。另外，发光层108A及108B可为包括多重阱层(例如为InGaN)和阻障层(例如为GaN)交错排列的多重量子阱结构。再者，发光层108A及108B的形成方式可包括金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)、分子束外延法(MBE)、氢化物气相外延法(HVPE)、液相外延法(LPE)或其它适当的化学气相沉积法方式。在一实施例中。发光层108A及108B的总厚度约介于5nm至200nm之间。

第二半导体层106A及第三半导体层106B具有第二导电型态，且此第二导电型态与第一导电型态不同。第二半导体层106A及第三半导体层106B可包括掺杂的In_xAl_yGa_(1-x-y)N，其中0≤x≤1，0≤y≤1且0≤(x+y)≤1，例如可包括掺杂的GaN、InN、AlN、In_xGa_(1-x)N、Al_xIn_(1-x)N、Al_xIn_yGa_(1-x-y)N或其它类似的材料，其中0≤x≤1，0≤y≤1且0≤(x+y)≤1。第二导电型态可为N型，且可通过分子束外延(MBE)、金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)、氢化物气相外延法(HVPE)、液相外延法(LPE)或其它类似制作工艺的外延成长制作工艺形成。

接着，参见图1B，图1B显示根据本发明一些实施例所述的发光二极管的制造方法其中一步骤的发光二极管的剖视图。如图1B所示，形成第一电极110A于第二半导体层106A上，并设置承载基板112于此第一电极110A上。在一些实施例中，此承载基板112可为金属承载基板。

第一电极110A可包括单层或多层的镍、铜、金、氧化铟锡、铟或锡、钛、上述的组合或其它导电性佳的金属材料。在一些实施例中，此第一电极110A的材料可通过化学气相沉积法(CVD)、溅镀法、电阻加热蒸镀法、电子束蒸镀法、或其它任何适合的沉积方式形成。此化学气相沉积法例如可为低压化学气相沉积法(low pressure chemical vapor deposition，LPCVD)、低温化学气相沉积法(low temperature chemical vapor deposition，LTCVD)、快速升温化学气相沉积法(rapid thermal chemical vapor deposition，RTCVD)、等离子体辅助化学气相沉积法(plasma enhanced chemical vapor deposition， PECVD)、原子层化学气相沉积法的原子层沉积法(atomic layer deposition，ALD)或其它常用的方法。

接着，参见图1C，图1C显示根据本发明一些实施例所述的发光二极管的制造方法其中一步骤的发光二极管的剖视图。如图1C所示，将图1B的装置上下颠倒(flip upside down)，并移除上述基板100。

接着，参见图1D，图1D显示根据本发明一些实施例所述的发光二极管的制造方法其中一步骤的发光二极管的剖视图。如图1D所示，形成一第二电极110B于第三半导体层106B上。第二电极110B可包括单层或多层的镍、铜、金、氧化铟锡、铟或锡、钛、上述的组合或其它导电性佳的金属材料。

接着，参见图1E，图1E显示根据本发明一些实施例所述的发光二极管的制造方法其中一步骤的发光二极管的剖视图。如图1E所示，移除承载基板112，并进行一切割步骤以形成发光二极管113A。

继续参见图1E，发光二极管113A包括第一半导体层104A，其具有上表面104A1及下表面104A2。此上表面104A1上依序设有第二半导体层106A及第一电极110A，而下表面104A2上依序设有第三半导体层106B及第二电极110B。此发光二极管113A具有上下对称的结构。在本发明实施例中，以第一导电型态为P型半导体层，而第二导电型态为N型来举例说明。但本发明并不加以限制，只要第二导电型态与第一导电型态不同即可。例如，在本发明其他实施例中，第一导电型态可为N型，而第二导电型态可为P型。

此发光二极管113A包括紫外光发光二极管、蓝光发光二极管、绿光发光二极管、红光发光二极管或其它任何适合的发光二极管。

接着，参见图1F，图1F显示根据本发明一些实施例所述的显示装置的制造方法其中一步骤的显示装置的剖视图。如图1F所示，提供一基板115，基板115可为一透明基板，其材料例如可为玻璃基板、陶瓷基板、塑胶基板或其它任何适合的透明基板。此外，基板115之上设有用以控制发光二极管发光的晶体管116，例如薄膜晶体管，以作为薄膜晶体管基板114。

晶体管116的形式可为下栅极或上栅极。详细而言，参见图1F，下栅极形式的晶体管116可包括栅极电极118、栅极介电层120、半导体层122、源极电极124和漏极电极126。此栅极电极118设于基板115之上，而此栅极介电层120覆盖于此栅极电极118及基板115上，此半导体层122设于此栅极介电层120上，且对应该栅极电极118设置。此源极电极124设于半导体 层122上，并与部分半导体层122重叠。此漏极电极126也设于半导体层122上，并与另一部分半导体层122重叠。至于上栅极形式的晶体管116为本领域技术人员所熟知，故不再赘述其结构。

栅极电极118的材料可包括铜、铝、钼、钨、金、铬、镍、铂、钛、铱、铑、上述的合金、上述的组合或其它导电性佳的金属材料。于其它实施例中，上述栅极电极118的材料可为一非金属材料，只要使用的材料具有导电性即可。栅极电极118可电连接至栅极线。

栅极介电层120可为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、硅甲烷、高介电常数(high-k)介电材料、或其它任何适合的介电材料、或上述的组合。此高介电常数(high-k)介电材料的材料可为金属氧化物、金属氮化物、金属硅化物、过渡金属氧化物、过渡金属氮化物、过渡金属硅化物、金属的氮氧化物、金属铝酸盐、锆硅酸盐、锆铝酸盐。例如，此高介电常数(high-k)介电材料可为LaO、AlO、ZrO、TiO、Ta₂O₅、Y₂O₃、SrTiO₃(STO)、BaTiO₃(BTO)、BaZrO、HfO₂、HfO₃、HfZrO、HfLaO、HfSiO、HfSiON、LaSiO、AlSiO、HfTaO、HfTiO、HfTaTiO、HfAlON、(Ba,Sr)TiO₃(BST)、Al₂O₃、其它适当材料的其它高介电常数介电材料、或上述组合。此介电材料层可通过化学气相沉积法(CVD)或旋转涂布法形成，此化学气相沉积法例如可为低压化学气相沉积法(low pressure chemical vapor deposition，LPCVD)、低温化学气相沉积法(low temperature chemical vapor deposition，LTCVD)、快速升温化学气相沉积法(rapid thermal chemical vapor deposition，RTCVD)、等离子体辅助化学气相沉积法(plasma enhanced chemical vapor deposition，PECVD)、原子层化学气相沉积法的原子层沉积法(atomic layer deposition，ALD)或其它常用的方法。

半导体层122可包括可为元素半导体，包括非晶硅(amorphous-Si)、多晶硅(poly-Si)、锗(germanium)；化合物半导体，包括氮化镓(gallium nitride，GaN)、碳化硅(silicon carbide)、砷化镓(gallium arsenide)、磷化镓(gallium phosphide)、磷化铟(indium phosphide)、砷化铟(indium arsenide)及/或锑化铟(indium antimonide)；合金半导体，包括硅锗合金(SiGe)、磷砷镓合金(GaAsP)、砷铝铟合金(AlInAs)、砷铝镓合金(AlGaAs)、砷铟镓合金(GaInAs)、磷铟镓合金(GaInP)及/或磷砷铟镓合金(GaInAsP)；金属氧化物，包括氧化铟镓锌(IGZO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟镓锡锌(IGZTO)； 有机半导体，包括多环芳族化合物，或上述材料的组合。

源极电极124和漏极电极126的材料可包括铜、铝、钨、金、铬、镍、铂、钛、铱、铑、上述的合金、上述的组合或其它导电性佳的金属材料。在其它实施例中，上述源极电极124和漏极电极126的材料可为一非金属材料，只要使用的材料具有导电性即可。源极电极124可电连接至一资料线。

此外，基板115上还设有共同电极128。共同电极128可包括单层或多层的镍、铜、金、氧化铟锡、铟或锡、钛、上述的组合或其它导电性佳的金属材料。在一些实施例中，此共同电极128的材料可通过化学气相沉积法(CVD)、溅镀法、电阻加热蒸镀法、电子束蒸镀法、或其它任何适合的沉积方式形成。此化学气相沉积法例如可为低压化学气相沉积法(low pressure chemical vapor deposition，LPCVD)、低温化学气相沉积法(low temperature chemical vapor deposition，LTCVD)、快速升温化学气相沉积法(rapid thermal chemical vapor deposition，RTCVD)、等离子体辅助化学气相沉积法(plasma enhanced chemical vapor deposition，PECVD)、原子层化学气相沉积法的原子层沉积法(atomic layer deposition，ALD)或其它常用的方法。

继续参见图1F，基板115上还设有一图案化绝缘层130。此图案化绝缘层130的材质可为有机的绝缘材料(光感性树脂)或无机的绝缘材料(氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、氧化铝、或上述材质的组合)。此图案化绝缘层130具有两开口露出共同电极128，并具有一开口露出漏极电极126。

继续参见图1F，发光二极管113A通过一导电粘着层132A接合至基板115上的共同电极128。发光二极管113A的第二电极110B通过导电粘着层132A电连接共同电极128。详细而言，此导电粘着层132A设于发光二极管113A的第一电极110B与基板115(或共同电极128)之间。此导电粘着层132A包括焊锡、铟、各向异性导电膜(Anisotropic Conductive Film)、或导电银胶、或其它任何适合的导电粘着材料。但在本发明其他实施例中，发光二极管113A与基板115之间也可不需要有导电粘着层132A，发光二极管113A的第二电极110B与基板115上的共同电极128可采用低熔点的金属材料，通过在第二电极110B与共同电极128施加一定的温度与压力，即可将两者熔融而接合。

此外，在一些实施例中，导电粘着层132A为锡或铟，而共同电极128为包括镍层与铜层的双层结构，且以其镍层与导电粘着层132A接合。此外， 第二电极110B也为包括镍层与铜层的双层结构，且也以其镍层与导电粘着层132A接合。通过使用上述特定的金属材料，本发明的装置的各层之间可具有极佳的粘着性。

此外，如图1F所示，由于发光二极管113A具有上下对称的结构，故即使在接合过程中此发光二极管113A上下颠倒，薄膜晶体管基板114(或阵列基板114)与此发光二极管113A仍可顺利组装，故可提升显示装置的制作工艺良率。

接着，参见图1G，图1G显示根据本发明一些实施例所述的显示装置的制造方法其中一步骤的显示装置的剖视图。如图1G所示，进行一蚀刻步骤，以移除部分第一电极110A、第二半导体层106A及发光层108A，并露出部分第一半导体层104A。

此蚀刻步骤包括湿蚀刻或干蚀刻。干蚀刻步骤包括电容耦合等离子体蚀刻、感应耦合型等离子体蚀刻、螺旋等离子体蚀刻、电子回旋共振等离子体蚀刻、上述的组合、或其它适合的干蚀刻。此干蚀刻步骤使用的气体可包括惰性气体、含氟气体、含氯气体、含溴气体、含碘气体、上述气体的组合或其它任何适合的气体。在一些实施例中，此干蚀刻步骤使用的气体包括Ar、CF₄、SF₆、CH₂F₂、CHF₃、C₂F₆、Cl₂、CHCl₃、CCl₄、HBr、CHBr₃、BF₃、BCl₃、上述气体的组合或其它任何适合的气体。

接着，参见图1H，图1H显示根据本发明一些实施例所述的显示装置的制造方法其中一步骤的显示装置的剖视图。如图1H所示，形成一图案化绝缘层134于发光二极管113A与基板115之上。此图案化绝缘层134的材质可为有机的绝缘材料(光感性树脂)或无机的绝缘材料(氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、氧化铝、或上述材质的组合)。此图案化绝缘层134具有四个开口分别露出漏极电极126、第一半导体层104A、第一电极110A与共同电极128。

接着，参见图1I，图1I显示根据本发明一些实施例所述的显示装置的制造方法其中一步骤的显示装置的剖视图。如图1I所示，在图案化绝缘层134上形成导电层136A与136B。导电层136A与136B可分别为单层或多层的金、铬、镍、铂、钛、铝、铱、铑、上述的组合或其它导电性佳的金属材料。

继续参见图1I，发光二极管113A的第一半导体层104A电连接晶体管 116或共用电极128两者的其中之一，而第一电极110A与第二电极110B电连接晶体管116或共用电极128两者的其中的另一。例如，在一些实施例中，如图1I所示，发光二极管113A的第一半导体层104A通过导电层136A电连接至晶体管116的漏极电极126，而发光二极管113A的第一电极110A通过导电层136B电连接至共用电极128。

参见图1I，可将基板115与一对向基板138相对设置并形成显示装置140。此对向基板138可包括玻璃基板、陶瓷基板、塑胶基板或其它任何适合的透明基板。

图1J是本发明另一实施例的显示装置的剖视图。如图1J所示，参见图1J，显示装置142还包括设于对向基板138上的彩色滤光层144。在一实施例中，此彩色滤光层144可包括蓝色滤光层、红色滤光层、绿色滤光层、或其它彩色滤光层。

应注意的是，除上述图1J所示的实施例以外，本发明的彩色滤光层也可置换为其它膜层，如图1K的实施例所示。本发明的范围并不以图1J所示的实施例为限。

应注意的是，后文中与前文相同或相似的元件或膜层将以相同或相似的标号表示，其材料、制造方法与功能都与前文所述相同或相似，故此部分在后文中将不再赘述。

图1K是本发明另一实施例的显示装置的剖视图。参见图1K，在此实施例中，显示装置146还包括设于对向基板138上的量子点薄膜148。

此量子点薄膜148的材料可包括混掺量子点(quantum dot)的有机层或无机层，此量子点为一成分包含有锌、镉、硒、硫、或其组合的纳米三维结构。此量子点的粒径约为1nm-10nm。通过调整量子点的粒径，可改变量子点薄膜148被光源(例如：波长为380～500nm的蓝光)激发后所产生的光的频谱。例如，混掺有第一粒径的量子点的第一量子点薄膜被蓝光激发后会产生第一颜色光，混掺有第二粒径的量子点的第二量子点薄膜被蓝光激发后会产生第二颜色光，混掺有第三粒径的量子点的第三量子点薄膜被蓝光激发后会产生第三颜色光，其中，第一颜色光、第二颜色光与第三颜色光分别具有不同的频谱。

应注意的是，除上述图1A～图1K所示的实施例以外，本发明的发光二极管也可具有其它结构，如图1L～图1M的实施例所示。本发明的范围并不 以图1A～图1K所示的实施例为限。

图1L显示根据本发明另一些实施例所述的发光二极管的剖视图。图1M显示图1L的发光二极管的上视图。如图1L～图1M所示，发光二极管113A’具有椭圆的剖面形状。易言之，其中在一通过上表面104A1与下表面104A2的剖面上，第二半导体层106A在邻近上表面104A1的边界上具有一第一宽度W1，且在邻近该第一电极110A的边界上具有一第二宽度W2，其中，该第一宽度W1大于该第二宽度W2。第三半导体层106B也有类似于第二半导体层106A的构型，在此不再赘述。易言之，发光二极管113A’的剖面具有随高度变化的曲率。在本发明一些实施例中，可使用蚀刻步骤制得具有此椭圆剖面的发光二极管113A’。此椭圆剖面形状可于制作工艺步骤中引导此发光二极管113A’到正立的位置，增加制作工艺良率。

应注意的是，除上述图1A～图1M所示的实施例以外，本发明的发光二极管也可具有其它结构，如图2A～图2H的实施例所示。本发明的范围并不以图1A～图1M所示的实施例为限。

应注意的是，后文中与前文相同或相似的元件或膜层将以相同或相似的标号表示，其材料、制造方法与功能都与前文所述相同或相似，故此部分在后文中将不再赘述。

参见图2A，图2A显示根据本发明一些实施例所述的发光二极管的制造方法其中一步骤的发光二极管的剖视图。如图2A所示，第一子基板150A上依序形成有第一半导体层104A、发光层108A及第二半导体层106A。第一子基板150A可为一导电基板，例如可为碳化硅基板。在本发明实施例中，第一半导体层104A具有第一导电型态，而第二半导体层106A具有第二导电型态，其中，第一导电型态为N型，第二导电型态为P型。但本发明并不以此为限，第一导电型态可为P型，第二导电型态可为N型。

接着，参见图2B，图2B显示根据本发明一些实施例所述的发光二极管的制造方法其中一步骤的发光二极管的剖视图。如图2B所示，进行一蚀刻步骤，以移除部分第一半导体层104A、发光层108A及第二半导体层106A，并露出第一子基板150A。

接着，参见图2C，图2C显示根据本发明一些实施例所述的发光二极管的制造方法其中一步骤的发光二极管的剖视图。如图2C所示，在第二半导体层106A上形成第一电极110A，并于第一子基板150A露出的表面上形成 两第三电极110C与110D以形成一发光单元152A。此两电极110C与110D分别设于第一半导体层104A的两相反侧。在本发明一实施例中，该两第三电极110C与110D分别为环状的第三电极110在一剖面上的两个断面部分。第三电极110可包括单层或多层的镍、铜、金、氧化铟锡、铟或锡、钛、上述的组合或其它导电性佳的金属材料。

接着，参见图2D～图2E，图2D～图2E显示根据本发明一些实施例所述的发光二极管的制造方法其中一步骤的发光二极管的剖视图。如图2D所示，提供另一发光单元152B。此发光单元152B的结构与发光单元152A的结构相同，也包括一第二子基板150B，其上依序形成有第一半导体层104B、发光层108B、第三半导体层106B及第二电极110B。此外，第二子基板150B上也设有两第三电极110E与110F。此两第三电极110E与110F分别设于第二半导体层104B的两相反侧。在本发明一实施例中，该两第三电极110E与110F分别为环状的第三电极110在一剖面上的两个断面部分。

接着，如图2E所示，将发光单元152A与发光单元152B以两个子基板150A、150B相对的方式接合，以形成一发光二极管113B。且第一子基板150A与第二子基板150B通过一导电粘着层154接合，并形成一基板156。易言之，基板156包括第二子基板150B、设于第二子基板150B上的导电粘着层154，以及设于导电粘着层154上的第一子基板150A。在一些实施例中，导电粘着层154可为铜锡合金。此外，在此实施例中，基板156(例如为导电基板)、第一半导体层104A、第一半导体层104B共同作为一第一半导体结构。

在本发明的其他实施例中，第一子基板150A与第二子基板150B也可分别为在基板上设置一帮助外延的缓冲层，其中，基板的材料可为非金属或为金属例如铜、铝、钨、金、铬、镍、铂、钛、铱、铑、铟、锡上述的合金、上述的组合或其它导电性佳的金属材料。若基板的材料选用低熔点的金属，则通过施加温度与压力于第一子基板150A与第二子基板150B，即可将两者熔融而接合为一导电基板。

接着，参见图2F，图2F显示根据本发明一些实施例所述的显示装置的制造方法其中一步骤的显示装置的剖视图。如图2F所示，提供一基板115，此基板115之上设有用以控制发光二极管发光的晶体管116，以作为薄膜晶体管基板114。

基板115上还设有一图案化绝缘层158。此图案化绝缘层158的材质可为有机的绝缘材料(光感性树脂)或无机的绝缘材料(氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、氧化铝、或上述材质的组合)。此图案化绝缘层158具有两开口露出漏极电极126。

发光二极管113B的第二电极110B通过一导电粘着层132B接合至基板115的漏极电极126。详细而言，此导电粘着层132B设于发光二极管113B的第一电极110B与基板115(或漏极电极126)之间。此导电粘着层132B包括焊锡、铟、各向异性导电膜(Anisotropic Conductive Film)、或导电银胶、或其它任何适合的导电粘着材料。

此外，两第三电极110E与110F分别通过导电粘着层132C与132D接合至共同电极128。且第一半导体层104A与第一半导体层104B通过导电基板156、第三电极110E与110F、导电粘着层132C与132D而电连接至共同电极128。共同电极128可通过接触孔或是任何形式的结构与其他电极或线路电连接。

此外，在一些实施例中，导电粘着层132B、132C与132D为锡或铟，而漏极电极126、共同电极128为包括镍层与铜层的双层结构，且以其镍层与导电粘着层132B、132C与132D接合。此外，第二电极110B与第三电极110E与110F也为包括镍层与铜层的双层结构，且也以其镍层与导电粘着层132B、132C与132D接合。通过使用上述特定的金属材料，本发明的装置的各层之间可具有极佳的粘着性。

但在其他实施例中，发光二极管113B与基板115之间也可不需要有导电粘着层132B，发光二极管113B的第二电极110B与基板115上的漏极电极126可采用低熔点的金属材料，通过在第二电极110B与漏极电极126施加一定的温度与压力，即可将两者熔融而接合。在其他实施例中，第三电极110E与110F与共同电极128之间也可不需要有导电粘着层132C与132D，第三电极110E与110F与共同电极128可采用低熔点的金属材料，通过在电极上施加一定的温度与压力，即可将两者熔融而接合。

此外，如图2F所示，由于发光二极管113B具有上下对称的结构，故即使在接合过程中此发光二极管113B上下颠倒，薄膜晶体管基板114(或阵列基板114)与此发光二极管113B仍可顺利组装，故可提升显示装置的制作工艺良率。

接着，参见图2G，图2G显示根据本发明一些实施例所述的显示装置的制造方法其中一步骤的显示装置的剖视图。如图2G所示，形成一图案化绝缘层134于发光二极管113B与薄膜晶体管基板114之上。此图案化绝缘层134的材质可为有机的绝缘材料(光感性树脂)或无机的绝缘材料(氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、氧化铝、或上述材质的组合)。此图案化绝缘层134具有两开口分别露出第一电极110A与漏极电极126。

接着，参见图2H，图2H显示根据本发明一些实施例所述的显示装置的制造方法其中一步骤的显示装置的剖视图。如图2H所示，在图案化绝缘层134上形成导电层136C。导电层136C可为单层或多层的金、铬、镍、铂、钛、铝、铱、铑、上述的组合或其它导电性佳的金属材料。

发光二极管113B的第一电极110A通过此导电层136C电连接至漏极电极126，而第二电极110B通过导电粘着层132B也电连接至漏极电极126。

继续参见图2H，可将薄膜晶体管基板114与一对向基板138相对设置并形成显示装置160。此对向基板138可包括玻璃基板、陶瓷基板、塑胶基板或其它任何适合的透明基板。

应注意的是，除上述图2A～图2H所示的实施例以外，本发明的发光二极管也可具有其它结构，如图2I～图2K的实施例所示。本发明的范围并不以图2A～图2H所示的实施例为限。

图2I显示根据本发明另一些实施例所述的发光二极管的剖视图。如图2I所示，第三电极110C与110D设于导电基板156未被第一半导体层104A所覆盖的上表面上，而第二电极110E与110F设于导电基板156未被第一半导体层104B所覆盖的下表面上。

此外，在本发明一些实施例中，第三电极110C与110D的上表面与第一电极110A的上表面可为齐平或不齐平，且第三电极110C与110D的厚度优选为大于第一电极110A的厚度。第三电极110E与110F的下表面与第一电极110B的下表面可为齐平或不齐平，且第三电极110E与110F的厚度优选大于第二电极110B的厚度。

通过使第三电极110C与110D的厚度大于第一电极110A的厚度，及/或第三电极110E与110F的厚度大于第二电极110B的厚度，可以缩减绝缘层的厚度，也可于制作工艺步骤中引导此发光二极管113B’到正立的位置，增加制作工艺良率。

图2J显示根据本发明另一些实施例所述的发光二极管的剖视图。图2K显示图2J的发光二极管的上视图。如图2J～图2K所示，发光二极管113B”还包括一填充层170，此填充层170包覆导电基板156的上表面及下表面、第一半导体层104A、第一半导体层104B、第二半导体层106A及第三半导体层106B。此外，第一电极110A、第二电极110B、第三电极110C、110D、110E及110F自填充层170露出，以确保前述电极可与薄膜晶体管基板电连接。

此填充层170的材质可为有机的绝缘材料(光感性树脂)或无机的绝缘材料(氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、氧化铝、或上述材质的组合)。

通过用填充层170将发光二极管113B”封装成椭圆剖面形状，可以缩减绝缘层的厚度，也可于制作工艺步骤中引导此发光二极管113B”到正立的位置，增加制作工艺良率。

应注意的是，除上述图2A～图2K所示的实施例以外，本发明的发光二极管也可具有其它结构，如图3A～图3I的实施例所示。本发明的范围并不以图2A～图2K所示的实施例为限。

应注意的是，后文中与前文相同或相似的元件或膜层将以相同或相似的标号表示，其材料、制造方法与功能都与前文所述相同或相似，故此部分在后文中将不再赘述。

参见图3A，图3A显示根据本发明一些实施例所述的发光二极管的制造方法其中一步骤的发光二极管的剖视图。如图3A所示，基板162上依序形成有第一半导体层104A、发光层108A及第二半导体层106A。基板162可为一导电基板，例如可为硅基板、碳化硅基板、蓝宝石基板(或氧化铝基板)、氮化镓基板或其它任何适合的基板。在本发明实施例中，第一半导体层104A具有第一导电型态，而第二半导体层106A具有第二导电型态，其中，第一导电型态为N型，第二导电型态为P型。但本发明并不以此为限，第一导电型态可为P型，第二导电型态可为N型。

接着，参见图3B，图3B显示根据本发明一些实施例所述的发光二极管的制造方法其中一步骤的发光二极管的剖视图。如图3B所示，进行一蚀刻步骤，以移除部分发光层108A及第二半导体层106A，并露出第一半导体层104A。

接着，参见图3C，图3C显示根据本发明一些实施例所述的发光二极管 的制造方法其中一步骤的发光二极管的剖视图。如图3C所示，在第二半导体层106A上形成第一电极110A，并于第一半导体层104A露出的表面上形成两第三电极110G与110H。此两第三电极110G与110H分别设于第二半导体层106A的两相反侧。在本发明一实施例中，该两第三电极110G与110H分别为环状的第三电极110在一剖面上的两个断面部分。

接着，参见图3D，图3D显示根据本发明一些实施例所述的发光二极管的制造方法其中一步骤的发光二极管的剖视图。如图3D所示，移除基板162，并形成一发光单元152C。

接着，参见图3E～图3F，图3E～图3F显示根据本发明一些实施例所述的发光二极管的制造方法其中一步骤的发光二极管的剖视图。如图3E所示，提供另一发光单元152D。此发光单元152D的结构与发光单元152C的结构相同，也包括一第一半导体层104B，其上依序形成有发光层108B、第三半导体层106B及第二电极110B。此外，第一半导体层104B上也设有两第三电极110I与110J。此两第二电极110I与110J分别设于第一半导体层104B的两相反侧。在本发明一实施例中，该两第三电极110I与110J分别为环状的第三电极110在一剖面上的两个断面部分。

接着，如图3F所示，将发光单元152C与发光单元152D以第一半导体层104A与第一半导体层104B相对的方式接合，以形成一发光二极管113C。且第一半导体层104A与第一半导体层104B通过一导电粘着层164接合。易言之，导电粘着层164设于第一半导体层104A与第一半导体层104B之间。在一些实施例中，导电粘着层164可为铜锡合金。此外，在此实施例中，第一半导体层104A、第一半导体层104B及导电粘着层164共同作为一第一半导体结构。

接着，参见图3G，图3G显示根据本发明一些实施例所述的显示装置的制造方法其中一步骤的显示装置的剖视图。如图3G所示，提供一基板115，此基板115之上设有用以控制发光二极管发光的晶体管116，以作为薄膜晶体管基板114。

基板115上还设有一图案化绝缘层166。此图案化绝缘层166的材质可为有机的绝缘材料(光感性树脂)或无机的绝缘材料(氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、氧化铝、或上述材质的组合)。此图案化绝缘层166具有两开口露出漏极电极126。

发光二极管113C的第二电极110B通过一导电粘着层132E接合至基板11上的漏极电极126。详细而言，此导电粘着层132E设于发光二极管113C的第二电极110B与基板115(或漏极电极126)之间。此导电粘着层132E包括焊锡、铟、各向异性导电膜(Anisotropic Conductive Film)、或导电银胶、或其它任何适合的导电粘着材料。

此外，两第三电极110I与110J分别通过导电粘着层132F与132G接合至共同电极128。且第一半导体层104A与第一半导体层104B通过第三电极110I与110J、导电粘着层132F与132G而电连接至共同电极128。共同电极128可通过接触孔或是任何形式的结构与其他电极或线路电连接。

此外，在一些实施例中，导电粘着层132E、132F与132G为锡或铟，而漏极电极126、共同电极128为包括镍层与铜层的双层结构，且以其镍层与导电粘着层132E、132F与132G接合。此外，第二电极110B与第三电极110I与110J也为包括镍层与铜层的双层结构，且也以其镍层与导电粘着层132E、132F与132G接合。通过使用上述特定的金属材料，本发明的装置的各层之间可具有极佳的粘着性。

但在其他实施例中，发光二极管113C与基板115之间也可不需要有导电粘着层132E，发光二极管113C的第二电极110B与基板115上的漏极电极126可采用低熔点的金属材料，通过在第二电极110B与漏极电极126施加一定的温度与压力，即可将两者熔融而接合。同样的，在其他实施例中，两第三电极110I与110J与共同电极128之间也可不需要有导电粘着层132F与132G，第三电极110I与110J与共同电极128可采用低熔点的金属材料，通过在电极上施加一定的温度与压力，即可将两者熔融而接合。

此外，如图3G所示，由于发光二极管113C具有上下对称的结构，故即使在接合过程中此发光二极管113C上下颠倒，薄膜晶体管基板114(或阵列基板114)与此发光二极管113C仍可顺利组装，故可提升显示装置的制作工艺良率。

接着，参见图3H，图3H显示根据本发明一些实施例所述的显示装置的制造方法其中一步骤的显示装置的剖视图。如图3H所示，形成一图案化绝缘层134于发光二极管113C与薄膜晶体管基板114之上。此图案化绝缘层134的材质可为有机的绝缘材料(光感性树脂)或无机的绝缘材料(氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、氧化铝、或上述材质的组合)。此图案化绝缘 层134具有两开口分别露出第一电极110A与漏极电极126。

接着，参见图3I，图3I显示根据本发明一些实施例所述的显示装置的制造方法其中一步骤的显示装置的剖视图。如图3I所示，在图案化绝缘层134上形成导电层136D。导电层136D可为单层或多层的金、铬、镍、铂、钛、铝、铱、铑、上述的组合或其它导电性佳的金属材料。

发光二极管113C的第一电极110A通过此导电层136D电连接至漏极电极126，而第二电极110B通过导电粘着层132E也电连接至漏极电极126。

继续参见图3I，可将基板115与一对向基板138相对设置并形成显示装置168。此对向基板138可包括玻璃基板、陶瓷基板、塑胶基板或其它任何适合的透明基板。

应注意的是，除上述图3A～图3I所示的实施例以外，本发明的发光二极管也可具有其它结构，如图3J～图3L的实施例所示。本发明的范围并不以图3A～图3I所示的实施例为限。

图3J显示根据本发明另一些实施例所述的发光二极管的剖视图。如图3J所示，第三电极110G与110H设于第一半导体层104A未被第二半导体层106A覆盖的上表面，而第三电极110I与110J设于第一半导体层104B未被第三半导体层106B覆盖的下表面。

此外，在本发明一些实施例中，第三电极110G与110H的上表面与第一电极110A的上表面可为齐平或不齐平，且第三电极110G与110H的厚度优选大于第一电极110A的厚度。此外，第三电极110I与110J的下表面与第二电极110B的下表面可为齐平或不齐平，且第三电极110I与110J的厚度优选大于第二电极110B的厚度。

通过使第三电极110G与110H的厚度大于第一电极110A的厚度，及/或第三电极110I与110J的厚度大于第二电极110B的厚度，可以缩减绝缘层的厚度，也可于制作工艺步骤中引导此发光二极管113C’到正立的位置，增加制作工艺良率。

图3K显示根据本发明另一些实施例所述的发光二极管的剖视图。图3L显示图3K的发光二极管的上视图。如图3K～图3L所示，发光二极管113C”还包括一填充层172，此填充层172包覆第一半导体结构(也即第一半导体层104A、第一半导体层104B及导电粘着层164所组成的层)的上表面及下表面、第二半导体层106A及第三半导体层106B、以及第三电极110G、110H、110I 及110J。此外，第一电极110A、第二电极110B、第三电极110G、110H、110I及110J自填充层172露出，以确保前述电极可与薄膜晶体管基板电连接。此填充层172的材质可为有机的绝缘材料(光感性树脂)或无机的绝缘材料(氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、氧化铝、或上述材质的组合)。

通过用填充层172将发光二极管113C”封装成椭圆剖面形状，可以缩减绝缘层的厚度，也可于制作工艺步骤中引导此发光二极管113C”到正立的位置，增加制作工艺良率。

此外，应注意的是，熟悉本技术领域的人士均深知，本发明所述的漏极与源极可互换，因其定义与本身所连接的电压电位有关。

此外，应注意的是，虽然在以上的实施例中，都以第一导电型态为P型，第二导电型为N型说明，然而，此技术领域中具有通常知识者当可理解第一导电型也可为N型，而此时第二导电型则为P型。

综上所述，由于本发明实施例的发光二极管具有上下对称的结构，故即使在接合过程中此发光二极管上下颠倒，薄膜晶体管基板(或阵列基板)与此发光二极管仍可顺利组装，故可提升显示装置的制作工艺良率。

值得注意的是，以上所述的元件尺寸、元件参数、以及元件形状都非为本发明的限制条件。此技术领域中具有通常知识者可以根据不同需要调整这些设定值。另外，本发明的显示装置及其制造方法并不仅限于图1A～图3I所图示的状态。本发明可以仅包括图1A～图3I的任何一或多个实施例的任何一或多项特征。换言之，并非所有图示的特征均需同时实施于本发明的显示装置及其制造方法中。

虽然本发明的实施例及其优点已揭露如上，但应该了解的是，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作更动、替代与润饰。此外，本发明的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的制作工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，任何所属技术领域中具有通常知识者可从本发明揭示内容中理解现行或未来所发展出的制作工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，只要可以在此处所述实施例中实施大抵相同功能或获得大抵相同结果都可根据本发明使用。因此，本发明的保护范围包括上述制作工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外，每一权利要求构成个别的实施例，且本发明的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。