[发明专利]光电半导体装置

说明书

本发明公开一种光电半导体装置。光电半导体装置包括磊晶基材以及多个微尺寸光电半导体元件。这些微尺寸光电半导体元件间隔设置于磊晶基材的表面，各微尺寸光电半导体元件的边长分别介于1微米与100微米之间，且两个相邻的微尺寸光电半导体元件的最小间距为1微米。

技术领域

本发明涉及一种半导体装置，特别涉及一种光电半导体装置。

背景技术

由微发光二极管(Micro LED，μLED)所组成的微发光二极管阵列(Micro LEDArray)显示器，相较于传统液晶显示器而言，其因无需额外的背光光源，更有助于达成轻量化及薄型化等目的。

传统发光二极管(边长超过100微米)在制造光电装置(例如显示器)的过程中，是以磊晶/外延(Epitaxy)工艺制作发光二极管之后，经半切(电性绝缘)、点测及全切后得到一个一个的发光二极管后转置于承载基材上，再使用选取头(pick-up head)自承载基材上一次捉取一个或多个发光二极管后，转置到例如矩阵电路基板上，再进行后续的其他工艺。但是，对于微发光二极管而言，由于其边长尺寸相对较小(例如只有25微米或更小)，若以上述相同的制作方式来制作光电装置的话，设备的制作精度与成本也相对较高，使得光电装置的制作时间与成本也相对较高。另外，由于传统发光二极管(边长超过100微米)的尺寸较大，因此，以上述方式制造光电装置时，受限于设备的制作精度，会使制得的光电装置的分辨率也受到限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种光电半导体装置。本发明的光电半导体装置可依据设计需求而应用于不同的领域上，同时，相较于传统的发光二极管所制造的光电装置而言，本发明也具有较低制造时间与成本。另外，本发明的光电半导体装置特别适合应用于制造分辨率较高的电子设备。

为达上述目的，依据本发明的一种光电半导体装置，包括磊晶基材以及多个微尺寸光电半导体元件。多个微尺寸光电半导体元件间隔设置于磊晶基材的表面，各所述微尺寸光电半导体元件的边长分别介于1微米与100微米之间，且两个相邻的所述微尺寸光电半导体元件的最小间距为1微米。

在一个实施例中，磊晶基材为蓝宝石基材、砷化镓基材、或碳化硅基材。

在一个实施例中，光电半导体装置是由磊晶片经磊晶工艺得到这些微尺寸光电半导体元件之后，经裁切而得。

在一个实施例中，光电半导体装置还包括导电线路，导电线路设置于磊晶基材的表面，并与微尺寸光电半导体元件的电极电性连接。

在一个实施例中，这些微尺寸光电半导体元件包含发光元件及光接收元件。

在一个实施例中，当第一电压提供给微尺寸光电半导体元件时，微尺寸光电半导体元件为发光元件，当第二电压提供给光接收元件时，微尺寸光电半导体元件为光接收元件，其中第一电压的极性与第二电压的极性相反。

在一个实施例中，发光元件与光接收元件为相邻设置。

在一个实施例中，光电半导体装置还包括主动式矩阵基板，主动式矩阵基板与磊晶基材相对而设，并包含矩阵电路与基材，矩阵电路设置于基材上，并面对磊晶基材的表面。

在一个实施例中，各所述微尺寸光电半导体元件具有第一电极与第二电极，矩阵电路具有多个第三电极与多个第四电极，这些第一电极分别与这些第三电极电性连接，这些第二电极分别与这些第四电极电性连接。

在一个实施例中，光电半导体装置还包括光致发光层，光致发光层设置于磊晶基材远离这些微尺寸光电半导体元件的一侧。

在一个实施例中，光致发光层为量子点结构层、或荧光层。

在一个实施例中，光电半导体装置还包括滤光基板，滤光基板设置光致发光层远离磊晶基材的一侧。

在一个实施例中，滤光基板具有多个滤光区块，这些滤光区块分别对应于这些微尺寸光电半导体元件。