地，超小型發(fā)光二極管元件可呈圓柱形狀，但并不局限于此。
[0105] 以下，在說明超小型發(fā)光二極管元件的過程中，"上方"、"下方"、"上"、"下"、"上 部"及"下部"意味著以包括超小型發(fā)光二極管元件的各層為基準(zhǔn)的垂直方向上的上、下方 向。
[0106] 上述超小型發(fā)光二極管元件包括:第一電極層;第一導(dǎo)電性半導(dǎo)體層，形成于上述 第一電極層上；活性層，形成于上述第一導(dǎo)電性半導(dǎo)體層上；第二導(dǎo)電性半導(dǎo)體層，形成于 上述活性層上；以及第二電極層，形成于上述第二導(dǎo)電性半導(dǎo)體層上。
[0107] 具體地，圖6為表示本發(fā)明所包括的超小型發(fā)光二極管元件的立體圖，上述超小型 發(fā)光二極管元件包括:活性層22,形成于第一導(dǎo)電性半導(dǎo)體層21上，上述第一導(dǎo)電性半導(dǎo)體 層21形成于第一電極層11上;第二導(dǎo)電形半導(dǎo)體層23,形成于上述活性層22上;第二電極層 12,形成于上述第二導(dǎo)電性半導(dǎo)體層23上。
[0108] 首先，對(duì)第一電極層11進(jìn)行說明。
[0109] 第一電極層11可使用被用作普通的發(fā)光二極管元件的電極的金屬或金屬氧化物， 優(yōu)選地，可單獨(dú)或混合使用鉻(Cr)、鈦(Ti)、鋁(A1)、金(Au)、鎳(Ni)、氧化銦錫及它們的氧 化物或合金等，但并不局限于此。優(yōu)選地，上述第一電極層的厚度可以為1~l〇〇nm，但并不 局限與此。在發(fā)光二極管元件包括第一電極層的情況下，存在如下優(yōu)點(diǎn)，即，可以以低于在 第一半導(dǎo)體層和電極線的連接部位形成金屬歐姆層的工序中所需的溫度來接合。
[0110] 接著，對(duì)形成于上述第一電極層11上的第一導(dǎo)電性半導(dǎo)體層21進(jìn)行說明。例如，上 述第一導(dǎo)電性半導(dǎo)體層21可包括η型半導(dǎo)體層。在上述超小型發(fā)光二極管元件為藍(lán)色發(fā)光 元件的情況下，上述η型半導(dǎo)體層可選擇由結(jié)構(gòu)式In xAlyGa卜X-yN(0 <x<l、0<y^l、0< x+y <1)表示的半導(dǎo)體材料，例如可選擇氮化鋁銦鎵、氮化鎵(GaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)、氮化銦 鎵（InGaN)、氮化鋁(A1N)、氮化銦（InN)中的一種以上，并且，可涂敷有第一導(dǎo)電性摻雜物 (例如，Si、Ge、Sn等）。優(yōu)選地，上述第一導(dǎo)電性半導(dǎo)體層21的厚度可以為500nm~5μηι，但并 不局限于此。上述超小型發(fā)光二極管所發(fā)出的光的顏色并不局限于藍(lán)色，因此在發(fā)出的光 的顏色不同的情況下，可將其他種類的III-V族半導(dǎo)體物質(zhì)用作η型半導(dǎo)體層，這并未受限 制。
[0111] 接著，對(duì)形成于上述第一導(dǎo)電性半導(dǎo)體層21上的活性層22進(jìn)行說明。在上述超小 型發(fā)光二極管元件為藍(lán)色發(fā)光元件的情況下，上述活性層22形成于上述第一導(dǎo)電性半導(dǎo)體 層21上，并且上述活性層22可以為單量子阱結(jié)構(gòu)或多量子阱結(jié)構(gòu)?？稍谏鲜龌钚詫?2的上 方和/或下方形成涂敷有導(dǎo)電性摻雜物的覆層(未圖示），上述涂敷有導(dǎo)電性摻雜物的覆層 可體現(xiàn)為氮化鋁鎵層或氮化鋁銦鎵層。此外，氮化鋁鎵、AlInGaN等的物質(zhì)也可用作活性層 12,這是理所當(dāng)然的。當(dāng)向這種活性層22施加電場(chǎng)時(shí)，借助電子-空穴對(duì)的結(jié)合來產(chǎn)生光。優(yōu) 選地，上述活性層的厚度可以為10~200nm，但并不局限與此。上述活性層的位置可根據(jù)發(fā) 光二極管種類來改變。由于上述超小型發(fā)光二極管所發(fā)出的光的顏色并不局限于藍(lán)色，因 此在發(fā)出的光的顏色不相同的情況下，可將其他種類的III-V族半導(dǎo)體物質(zhì)用作η型半導(dǎo)體 層，這并不受限制。
[0112] 接著，對(duì)形成于上述活性層22上的第二導(dǎo)電性半導(dǎo)體層23進(jìn)行說明。在上述超小 型發(fā)光二極管元件為藍(lán)色發(fā)光元件的情況下，在上述活性層22上形成第二導(dǎo)電性半導(dǎo)體層 23,上述第二導(dǎo)電性半導(dǎo)體層23可體現(xiàn)為至少一個(gè)ρ型半導(dǎo)體層，上述ρ型半導(dǎo)體層可選擇 由結(jié)構(gòu)式In xAlyGai-x-yN(0 <x<l、0<y<l、0< x+y < 1)表示的半導(dǎo)體物質(zhì)，例如可選擇氮 化鋁銦鎵、氮化鎵、氮化鋁鎵、氮化銦鎵、氮化鋁、氮化銦等中的一種以上，并且，可涂敷有第 二導(dǎo)電性摻雜物(例如，Mg)。其中，發(fā)光結(jié)構(gòu)物至少包括上述第一導(dǎo)電性半導(dǎo)體層21、上述 活性層22、上述第二導(dǎo)電性半導(dǎo)體層23,而且還可在各層的上方/下方包括其他熒光體層、 活性層、半導(dǎo)體層和/或電極層。優(yōu)選地，上述第二導(dǎo)電性半導(dǎo)體層23的厚度可以為50nm~ 500nm，但并不局限與此。上述超小型發(fā)光二極管所發(fā)出的光的顏色并不局限于藍(lán)色，因此 咋發(fā)出的光的顏色不同的情況下，可將其他種類的III-V族半導(dǎo)體物質(zhì)用作p型半導(dǎo)體層， 這并不受限制。
[0113] 接著，對(duì)形成于第二導(dǎo)電性半導(dǎo)體層23上的第二電極層12進(jìn)行說明。
[0114] 上述第二電極層12可使用被用作普通的發(fā)光二極管元件的電極的金屬或金屬氧 化物，優(yōu)選地，可單獨(dú)或混合使用鉻(Cr)、鈦(Ti)、鋁(A1)、金(Au)、鎳(Ni)、氧化銦錫及它們 的氧化物或合金等，但并不局限于此。優(yōu)選地，上述第二電極層的厚度可以為1~l〇〇nm，但 并不局限與此。在發(fā)光二極管元件包括第二電極層的情況下，存在如下優(yōu)點(diǎn)，即，可以以低 于在第二半導(dǎo)體層和電極線的連接部位形成金屬歐姆層的工序中所需的溫度來接合。
[0115] 另一方面，為了防止因上述超小型發(fā)光二極管元件的活性層22和超小型發(fā)光二極 管電極組件所包括的電極線相接觸而發(fā)生短路，本發(fā)明的超小型發(fā)光二極管電極組件所包 括的超小型發(fā)光二極管元件在超小型發(fā)光二極管元件的外部面包括絕緣覆膜30，上述絕緣 覆膜30至少覆蓋活性層22部分的整個(gè)外部面。
[0116] 并且，優(yōu)選地，為了同時(shí)防止電路短路及因半導(dǎo)體層的外部表面受損而引起的超 小型發(fā)光二極管元件的耐久性下降的問題，還可在第一半導(dǎo)體層21及第二半導(dǎo)體層23中的 一個(gè)以上的外部面涂敷絕緣覆膜30。
[0117] 具體地，如圖6所示，絕緣覆膜30覆蓋第一導(dǎo)電性半導(dǎo)體層21的外部面、活性層22 的外部面及第二導(dǎo)電性半導(dǎo)體層23的外部面。
[0118] 上述絕緣覆膜30起到當(dāng)超小型發(fā)光二極管元件所包括的活性層與電極相接觸時(shí) 防止發(fā)生電路短路的作用。并且，絕緣覆膜30通過保護(hù)包括超小型發(fā)光二極管元件的活性 層在內(nèi)的外部面，由此可通過防止元件的外部表面的缺陷來抑制發(fā)光效率下降。
[0119] 在使各個(gè)超小型發(fā)光二極管元件分別配置于互不相同的兩個(gè)電極之間并與兩個(gè) 電極相連接的情況下，可防止因活性層與電極相接觸而發(fā)生的電路短路。但是，在物理上， 很難使納米單元的超小型發(fā)光二極管元件分別安裝于電極。因此，如本發(fā)明，在通過施加電 源來使超小型發(fā)光二極管元件在互不相同的兩個(gè)電極之間自動(dòng)整列的情況下，超小型發(fā)光 二極管元件可在互不相同的兩個(gè)電極之間進(jìn)行移動(dòng)、整列等的位移，在此過程中，因超小型 發(fā)光二極管元件的活性層22的外部面有可能與電極線相接觸，從而有可能頻繁發(fā)生電路短 路。
[0120] 另一方面，在使超小型發(fā)光二管元件在電極上直立的情況下，有可能不發(fā)生因活 性層與電極線相接觸而引起的電路短路問題。即，僅在無法使超小型發(fā)光二極管元件在電 極上直立而使得上述發(fā)光二極管元件水平配置于電極上的情況下，才有可能導(dǎo)致活性層與 電極線相接觸，在這種情況下，有可能僅存在超小型發(fā)光二極管元件未與互不相同的兩個(gè) 電極相連接的問題，而不發(fā)生電路短路問題。
[0121] 具體地，圖7為以往的超小型發(fā)光二極管電極組件的垂直剖視圖，可確認(rèn)，第一超 小型發(fā)光二極管元件71的第一半導(dǎo)體層71a與第一電極線61相連接，第二半導(dǎo)體層71c與第 二電極線62相連接，第一超小型發(fā)光二極管元件71直立于上下配置的兩個(gè)電極61、62來與 兩個(gè)電極61、62相連接。如圖7所示，在電極組件中，若第一超小型發(fā)光二極管元件71與兩個(gè) 電極這雙方均連接，則由于不存在上述元件的活性層71b與互不相同的兩個(gè)電極61、62中的 一個(gè)相連接的可能性，從而有可能不發(fā)生因活性層71b和電極61、62相接觸而引起的電路短 路。
[0122] 與此相反，在圖7中，第二超小型發(fā)光二極管元件72水平配置于第一電極61，在此 情況下，第二超小型發(fā)光二極管元件72的活性層72b與第一電極61相連接。但在此時(shí)，僅存 在第二超小型發(fā)光二極管元件未與第一電極61及第二電極62相連接的問題，而不會(huì)發(fā)生電 路短路問題。以此，在如圖7所示的電極組件所包括的第一超小型發(fā)光二極管元件71的第一 半導(dǎo)體層71a、活性層71b及第二半導(dǎo)體層71c的外部面涂敷絕緣覆膜的情況下，上述絕緣覆 膜僅具有如下目的及效果，即，通過防止超小型發(fā)光二極管元件外部表面受損來防止發(fā)光 效率下降。
[0123] 但是，本發(fā)明與如圖7中的以往超小型電極組件不同，由于是互不相同的兩個(gè)電極 以相隔開的方式配置于相同的平面上（參照?qǐng)D3)，且以與形成上述兩個(gè)電極的相同的平面 平行的方式水平配置超小型發(fā)光二極管元件，因此，必然發(fā)生在以往的超小型電極組件中 未發(fā)生的基于超小型發(fā)光二極管元件的活性層和電極間的相接觸而引起的電路短路的問 題。因此，為了防止上述問題，在超小型發(fā)光二極管元件的外部面必然需要覆蓋至少活性層 部分的整個(gè)外部面的絕緣覆膜。
[0124] 進(jìn)而，如本發(fā)明的超小型電極組件所包括的超小型發(fā)光二極管元件，在具有依次 垂直排列第一半導(dǎo)體層、活性層、第二半導(dǎo)體層的結(jié)構(gòu)的超小型發(fā)光二極管元件中，活性層 必然向外部露出。并且，在這種結(jié)構(gòu)的超小型發(fā)光二極管元件中，活性層并不是僅位于上述 超小型發(fā)光二極管元件的長(zhǎng)度方向的正中央，而是可向特定半導(dǎo)體層的一側(cè)傾斜，從而可 增加電極和活性層相接觸的可能性。以此，上述絕緣覆膜以與活性層在超小型發(fā)光二極管 元件中的位置無關(guān)的方式使超小型發(fā)光二極管元件與互不相同的兩個(gè)電極電連接，因此為 了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的而必然需要上述絕緣覆膜。
[0125] 具體地，圖8為本發(fā)明優(yōu)選一實(shí)例的與第一電極和第二電極相連接的超小型發(fā)光 二極管元件的俯視圖及垂直剖視圖。具體地，如圖8中的A-A剖視圖，第一超小型發(fā)光二極管 元件121a、121b、121c中的活性層121b并不位于超小型發(fā)光二極管元件121的中央部，而是 向左側(cè)傾斜，在此情況下，使得活性層121b的一部分與電極相連接的可能性變高，因此有可 能發(fā)生電路短路，并且上述問題可成為引發(fā)超小型發(fā)光二極管電極組件的不良的原因。為 了解決上述問題，本發(fā)明所包括的超小型發(fā)光二極管元件在包括活性層部分的外部面涂敷 絕緣覆膜，并因絕緣覆膜，使得即使如圖8所示的第一超小型發(fā)光二極管元件121的活性層 121b搭在電極，也有可能不會(huì)發(fā)生短路。
[0126] 優(yōu)選地，上述絕緣覆膜30可包括氮化硅(Si3N4)、二氧化硅(Si0 2)、氧化鋁(Al2〇3)、 氫氧化鉿(Hf〇2)、三氧化二紀(jì)(Y2O3)及二氧化鈦(Ti〇2)中的一種以上，更加優(yōu)選地，上述絕 緣覆膜30可由上述成分形成，但可以為透明的絕緣覆膜30,但并不局限與此。在上述絕緣覆 膜30為透明的絕緣覆膜的情況下，上述絕緣覆膜30在起到上述絕緣覆膜30的作用的同時(shí)， 還可使因涂敷絕緣覆膜而有可能發(fā)生的發(fā)光效率下降的問題最小化。
[0127] 另一方面，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選一實(shí)例，上述絕緣覆膜30有可能并不涂敷于超小型 發(fā)光二極管元件的第一電極層11及第二電極層12中的一個(gè)以上的電極層，更加優(yōu)選地，絕 緣覆膜30可均未涂敷于兩個(gè)電極層11、12。這是因?yàn)樯鲜鰞蓚€(gè)電極層11、12和互不相同的電 極應(yīng)電連接，但若絕緣覆膜30涂敷于兩個(gè)電極層11、12,則有可能阻礙電連接，從而存在導(dǎo) 致超小型發(fā)光二極管的發(fā)光下降或者因未能電連接而無法發(fā)光的問題。但是，若在超小型 發(fā)光二極管元件的兩個(gè)電極層11、12和互不相同的兩個(gè)電極之間存在電連接，則可不存在 超小型發(fā)光二極管的發(fā)光問題，從而除上述超小型發(fā)光二極管元件的兩個(gè)電極層11、12的 末端部之外的剩余電極層11、12部分可包括絕緣覆膜30。
[0128]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選一實(shí)例，上述超小型發(fā)光二極管元件還可在上述絕緣覆膜30上 包括疏水性覆膜40。上述疏水性覆膜40用于通過使超小型發(fā)光二極管元件的表面具有疏水 性特性來防止發(fā)光二極管元件之間的凝聚現(xiàn)象，當(dāng)超小型發(fā)光二極管元件與溶劑相混合 時(shí)，通過使超小型發(fā)光二極管元件之間的凝聚最小化，來消除阻礙獨(dú)立的超小型元件的特 性的問題，當(dāng)向電極線施加電源時(shí)，可使各個(gè)超小型發(fā)光二極管元件更加容易地進(jìn)行位置 整列。
[0129]疏水性覆膜40可形成于上述絕緣覆膜30上。在此情況下，只要形成于絕緣覆膜上 來防止超小型發(fā)光二極管元件之間的凝聚現(xiàn)象，則可使用的疏水性覆膜不受限制，優(yōu)選地， 上述疏水性覆膜可單獨(dú)或混合使用如十八烷基三氯硅烷（octadecyltr ich loro si lane， 〇TS)和氟烷基硅烷（fluoroalkyltrichlorosilane)、全氟烷基三乙氧基硅烷 (perfluoroalkyltriethoxysi lane)等的自動(dòng)整列單分子膜（SAMs，self-assembled 111〇11〇137618)和如特氟龍(^6；^〇11)、全氟樹脂（071：(^)等的含氟聚合物(；^11〇1'(^〇1711161')，但 并不局限于此。
[0130] 另一方面，為了使超小型發(fā)光二極管元件和互不相同的兩個(gè)電極之間電連接，本 發(fā)明的超小型發(fā)光二極管電極組件所包括的超小型發(fā)光二極管元件的長(zhǎng)度滿足如下關(guān)系 式1。若并未電連接，即使向電極線施加電源，也使得并未電連接的超小型發(fā)光二極管元件 不發(fā)光，從而可存在無法實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的的致命問題。
[0131] 關(guān)系式1
[0132] 0.5Z < H<X+Y+2Z，優(yōu)選地，上述關(guān)系式1可滿足Z < H<X+Y+2Z，更加優(yōu)選地，上述 關(guān)系式 1 可滿足Z < Η < X+Y+Z(關(guān)系式2)，此時(shí)，可以為 100nm<X < ΙΟμL?、100nm<Y < ΙΟμL?、 100nm<Z < ΙΟμπι。上述X為電極線所包括的第一電極的寬度，上述Υ為第二電極的寬度，上述 Ζ為第一電極和與上述第一電極相鄰的第二電極之間的間距，上述Η為超小型發(fā)光二極管元 件的長(zhǎng)度。其中，在設(shè)有多個(gè)上述第一電極及第二電極的情況下，上述兩個(gè)電極間的間距Ζ 可相同或相異。
[0133] 上述超小型發(fā)光二極管元件與互不相同的兩個(gè)電極電連接的部分可以為超小型 發(fā)光二極管元件的第一電極層及第一導(dǎo)電性半導(dǎo)體層中的一個(gè)以上的層(或第二導(dǎo)電性半 導(dǎo)體層及第二電極層中的一個(gè)以上的層）。
[0134]若超小型發(fā)光二極管元件的超長(zhǎng)度明顯小于互不相同的兩個(gè)電極之間的間距，則 超小型發(fā)光二極管元件很難與互不相同的兩個(gè)電極這雙方均連接。因此，本發(fā)明的超小型 發(fā)光二極管元件為超小型發(fā)光二極管元件的長(zhǎng)度Η滿足上述關(guān)系式1中的0.5Ζ < Η的超小型 發(fā)光二極管元件。若超小型發(fā)光二極管元件的長(zhǎng)度Η不滿足關(guān)系式1中的0.5Ζ2Η，則存在超 小型發(fā)光二極管元件無法與第一電極和第二電極電連接，而超小型發(fā)光二極管元件僅與第 一電極及第二電極中的一個(gè)電連接的問題。更加優(yōu)選地，如圖8所示，由于第二超小型發(fā)光 二極管元件122可介于第一電極111和第二電極131之間來電連接，從而本發(fā)明所包括的超 小型發(fā)光二極管元件可以為滿足關(guān)系式2中的Ζ < Η的發(fā)光二極管元件。
[0135]另一方面，在超小型發(fā)光二極管元件的長(zhǎng)度Η考慮第一電極的寬度X、第二電極的 寬度Y及第一電極、第二電極之間的電極間距Z來變長(zhǎng)的情況下，可使得并非為圖8中的第三 超小型發(fā)光二極管元件123的兩個(gè)末端部的部分分別與第一電極112和第二電極132獨(dú)立連 接。若第三超小型發(fā)光二極管元件123的活性層不位于第三超小型發(fā)光二極管元件123的中 央部，而且在第三超小型發(fā)光二極管元件123的外部面未涂敷有至少覆蓋活性層部分的外 部面的絕緣覆膜，則有可能將成為發(fā)生電極112、132和第三超小型發(fā)光二極管元件123之間 發(fā)生電路短路的原因。但是，本發(fā)明的超小型發(fā)光二極管元件在外部面包括至少覆蓋活性 層部分的整個(gè)外部面的絕緣覆膜，因此如圖8中的第三超小型發(fā)光二極管元件123,即使在 并非為超小型發(fā)光二極管元件的兩個(gè)末端部分的部分與電極相連接的情況下，也可以不發(fā) 生電路短路，同時(shí)可電連接。
[0136] 但是，若隨著超小型發(fā)光二極管元件的長(zhǎng)度Η同時(shí)考慮第一電極的寬度X、第二電 極的寬度Υ及第一電極、第二電極之間的電極間距Ζ而變長(zhǎng)，來導(dǎo)致無法滿足關(guān)系式1中的Η <Χ+Υ+2Ζ，則可存在超小型發(fā)光二極管電極組件包括無法電連接的超小型發(fā)光二極管元件 的問題。
[0137] 具體地，在圖8中，第四超小型發(fā)光二極管元件124與兩個(gè)第二電極132、133及一個(gè) 第一電極112相連接，但與這種情況相對(duì)應(yīng)的超小型發(fā)光二極管元件的長(zhǎng)度則屬于不滿足 上述關(guān)系式1中的Η<Χ+Υ+2Ζ的情況。這種超小型發(fā)光二極管元件由于在活性層的外部面涂 敷有絕緣覆膜，因此可消除因第二電極132、133或第一電極112與活性層相接觸而發(fā)生的電 路短路的問題，但隨著兩個(gè)第二電極132、133與超小型發(fā)光二極管元件124的兩個(gè)末端相連 接，使得上述兩個(gè)第二電極132、133實(shí)際處于未電連接的狀態(tài)，這就有可能導(dǎo)致即使向電極 線施加電源，也使圖8中的第四超小型發(fā)光二極管元