[发明专利]微型发光二极管元件结构

说明书

一种微型发光二极管元件结构，包括基板、微型发光二极管、隔离层以及上电极。微型发光二极管和隔离层的凹面之间的接触周缘的高度大于隔离层平坦表面的高度且小于微型发光二极管的高度。隔离层的高度沿远离微型发光二极管的方向自接触周缘的高度减小至平坦表面的高度。在截面中，平坦表面和连接接触周缘和转折周缘的虚拟直线之间的夹角大于120度。转折周缘为凹面与平坦表面之间的边界。本发明中靠近微型发光二极管侧面的隔离层结构特征防止了覆盖微型发光二极管顶表面的上电极产生龟裂。

技术领域

本发明是关于单像素影像时域聚焦多光子激发显微镜系统。

背景技术

此处的陈述仅提供与本发明有关的背景信息，而不必然地构成现有技术。

作为发光源，发光二极管(light-emitting diode，LED)具有许多优点，包括低能耗、长寿命、小尺寸和快速开关。因此，传统的照明如白炽灯，逐渐由LED灯所取代。LED的特性也适合应用于显示器上。近年来，使用微型发光元件或明确地说，微型发光二极管(μ-LED)的显示器的研究已逐渐流行。由μ-LED制成的商业照明应用已快触手可及。

随着μ-LED显示器的像素尺寸缩小，有必要回顾检视制造过程的许多细节。在此当中，如何在制造紧密结构的过程中防止电极龟裂，以及防止μ-LED的p型半导体层与n型半导体层之间产生短路皆是重要的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的一些实施例揭露一种微型发光二极管元件结构。微型发光二极管元件结构包括基板、位于基板上的微型发光二极管、隔离层以及上电极。微型发光二极管包括第一型半导体层、第二型半导体层以及主动层。第二型半导体层位于第一型半导体层上。主动层位于第一型半导体层和第二型半导体层之间。第二型半导体层的顶表面具有相对于基板的前表面的第一高度。微型发光二极管的侧向长度与第一高度的比值小于20，且侧向长度小于50微米。

隔离层位于基板上并围绕微型发光二极管。隔离层具有平坦部分以及位于平坦部分和微型发光二极管之间的凹部。平坦部分具有背对基板的平坦表面。凹部具有背对基板的凹表面。凹部与微型发光二极管的侧表面接触。第二型半导体层自隔离层露出。上电极覆盖并接触第二型半导体层和隔离层。

微型发光二极管与凹面之间的接触周缘相对于前表面具有第二高度。平坦表面相对于前表面具有第三高度。第二高度大于第三高度且小于第一高度。隔离层相对于前表面的高度自第二高度沿远离侧表面的方向减小至第三高度。

在微型发光二极管元件结构垂直于前表面的截面中，平坦表面与连接接触周缘和转折周缘的虚拟直线之间的夹角大于120度。转折周缘为凹面与平坦表面之间的边界。

在本发明的一个或多个实施方式中，第一高度与第二高度的差距大于0微米且小于3.5微米。

在本发明的一个或多个实施方式中，第一型半导体层为p型半导体层，第二型半导体层为n型半导体层。

在本发明的一个或多个实施方式中，第二型半导体层的厚度大于第一型半导体层的厚度。

在本发明的一个或多个实施方式中，基板包括导电层于其上。微型发光二极管更包括位于第一型半导体层上的粘合电极。导电层与粘合电极接触。

在本发明的一个或多个实施方式中，在截面中，凹面位于平坦表面的延伸与虚拟直线之间。

在本发明的一个或多个实施方式中，在截面中，虚拟直线、侧表面和平坦表面的延伸形成三角形区域。隔离层在三角形区域内的面积相对于三角形区域的填充率大于30％。

在本发明的一个或多个实施方式中，隔离层的折射系数小于上电极的折射系数。

在本发明的一个或多个实施方式中，上电极的折射系数小于第一型半导体层和第二型半导体层的折射系数。

在本发明的一个或多个实施方式中，上电极包括金属纳米线。