本发明是涉及一种升频装置(up-converter)，特别是涉及一种全无机上转换显示器。
背景技术：
1、众所周知的上转换元件(也称为升频装置)一般可被分为以下四种：无机光电二极管结合无机发光二极管(pd-led)、无机光电二极管结合有机发光二极管(pd-oled)、有机光电二极管结合有机发光二极管(opd-oled)，及胶体量子点(colloidal quantum dot，cqd)。
2、采用iii-v族无机化合物半导体制作上转换元件的方式有两种，一者是在外延阶段便将led与pd的膜层结构直接外延成长(direct epitaxial growth)在同一基板上，另一者是将led外延片与pd外延片进行熔融接合(wafer fusion)，使led与pd两种外延片键合在一起，再进行后续的元件制程。前者将led膜层结构与pd膜层结构直接外延成长在同一基板上，需特别考虑到材料晶格匹配度(lattice match)的选择、材料组成比例与能隙的关系等问题。后者的晶片熔融与键合则需要选择适当的温度、压力、与气体，将led外延片与pd外延片键合在一起，其温度与压力的不当都会造成晶片的破裂或界面缺陷的产生。因此，目前能够制作上转换元件的晶片熔融键合尺寸也只有1mm×1mm，且所制作出的上转换元件的良率偏低，光电转换效率也低，并只停留在实验室阶段，难以达到量产的规模。
3、现今制作上转换显示器都以全有机上转换元件或含有胶体量子点的全有机上转换元件为主流。因为有机上转换元件或oled具有垂直电流流通趋势，所以全有机上转换元件可以直接以大面积制作成无像素(pixelless)的显示器。然而，这样的显示器发光波段大都局限在绿光或少数的红光，能够照射的光源也都局限于1000nm以下的红外光雷射光，其光电转换效率也几乎在10％以下。此外，目前最高的光对光频率也只有20khz。更重要的是这样的显示器，其发光成像几乎都只有将红外光雷射光穿过黑色胶片的英文字母孔径，很难做为实际场域的应用。虽然使用全有机上转换元件或pd-oled的混合上转换元件，其对晶格匹配的要求远没有无机半导体严格。然而，由于有机层具有大的横向扩散电流、漏电流以及不利的界面层，仍然存在有红外到可见光的上转换效率低，及需要使用高偏压等问题。
4、基于上转换元件对于后端的应用甚广，如，夜间显示器、生医影像与病理化验等。因此，相关业者无不寻求上转换元件的改良以扩增其用途。尽管与有机的上转换元件相比，全无机的pd-led具有优异的光电特性，如申请人于中国台湾第twi684801证书号发明专利案所公开的光转换元件。然而，如同前面所提到的，全无机上转换元件的制程中的诸多瓶颈，它们仍然逐渐地被放弃。
5、经上述说明可知，解决全无机上转换元件因晶格不匹配度(lattice mismatch)所致的问题以及降低驱动电压并提升光对光的频率响应，是本案所属技术领域中的相关技术人员有待突破的课题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种能解决全无机上转换元件因晶格不匹配度所致的问题以降低驱动电压并提升光对光的频率响应的全无机上转换显示器。
2、本发明的全无机上转换显示器，包括光电二极管阵列，及发光二极管阵列。
3、该光电二极管阵列包括含有第一导电型载子的基板、形成于该基板的第一表面上的缓冲层(buffer layer)、形成于该缓冲层上的吸收层(absorption layer)、形成于该吸收层上的覆盖层(cap layer)、形成于该覆盖层上并裸露出该覆盖层的接触区阵列的图案化钝化层、连接该基板的共电极、电极阵列，及焊料凸块(solder bumps)阵列。该光电二极管阵列的共电极呈现该第一导电型的电性。该覆盖层的各接触区含有相反于该第一导电型的第二导电型载子。该光电二极管阵列的各电极连接各自所对应的接触区并呈现该第二导电型的电性。该光电二极管阵列的各焊料凸块连接各自所对应的电极。
4、该发光二极管阵列包括基板、发光晶粒阵列、共电极、图案化钝化层，及焊料凸块阵列。各发光晶粒具有形成于该基板的上方并含有第一导电型载子的第一层、形成于各自所对应的第一层的上方并含有第二导电型载子的第二层、夹置于各自所对应的第一层与第二层间的发光层，及呈现该第二导电型电性并电连接各自所对应的第二层的像素电极，且所述发光晶粒的第一层彼此连接。该发光二极管阵列的共电极呈现该第一导电型电性，且设置于各发光晶粒的第一层上以围绕各自所对应的发光层。该发光二极管阵列的图案化钝化层覆盖该发光晶粒阵列与该共电极，并裸露出各像素电极与该共电极的端缘。该发光二极管阵列的各焊料凸块连接各自所对应的像素电极。在本发明中，该光电二极管阵列的各焊料凸块是经覆晶键合至该发光二极管阵列的各焊料凸块上。
5、本发明的全无机上转换显示器，该光电二极管阵列的共电极是形成于该基板且相反于该第一表面的第二表面上。
6、本发明的全无机上转换显示器，各发光晶粒还具有电流扩散层，各发光晶粒的电流扩散层是夹置于各自所对应的像素电极与第二层间。
7、本发明的全无机上转换显示器，该光电二极管阵列的基板所含有的第一导电型载子是n型载子，该光电二极管阵列的覆盖层的各接触区所含有的第二导电型载子是p型载子，该光电二极管阵列的共电极是共阴极，且该光电二极管阵列的各电极是阳极。
8、本发明的全无机上转换显示器，该发光晶粒阵列的第一层所含有的第一导电型载子是n型载子，该发光晶粒阵列的第二层所含有的第二导电型载子是p型载子，该发光二极管阵列的共电极是共阴极，且各发光晶粒的像素电极是像素阳极。
9、本发明的全无机上转换显示器，各焊料凸块是选自由下列所构成的群组的金属材料所制成：铟、金、锡、金铟合金、金锡合金、铟锡合金、金铟锡合金、锡铅合金、金锗合金，及金硅合金。
10、本发明的全无机上转换显示器，该光电二极管阵列是毫微米型光电二极管阵列、次毫微米型光电二极管阵列，或微型光电二极管阵列，该发光二极管阵列是毫微米型发光二极管阵列、次毫微米型发光二极管阵列，或微型发光二极管阵列。
11、本发明的有益效果在于：该光电二极管阵列与发光二极管阵列因形成在各自的基板上而不受晶格匹配度的影响，且该光电二极管阵列的各焊料凸块经由覆晶键合技术与该发光二极管阵列的各焊料凸块进行结合，能解决因晶格匹配所致的问题。此外，该光电二极管阵列与发光二极管阵列两者同为无机半导体材料，能降低驱动电压并提升光对光的频率响应。
1.一种全无机上转换显示器，其特征在于：包含：
2.根据权利要求1所述的种全无机上转换显示器，其特征在于：该光电二极管阵列的共电极是形成于该基板且相反于该第一表面的第二表面上。
3.根据权利要求1所述的种全无机上转换显示器，其特征在于：各发光晶粒还具有电流扩散层，各发光晶粒的电流扩散层是夹置于各自所对应的像素电极与第二层间。
4.根据权利要求1所述的种全无机上转换显示器，其特征在于：该光电二极管阵列的基板所含有的第一导电型载子是n型载子，该光电二极管阵列的覆盖层的各接触区所含有的第二导电型载子是p型载子，该光电二极管阵列的共电极是共阴极，且该光电二极管阵列的各电极是阳极。
5.根据权利要求1所述的种全无机上转换显示器，其特征在于：该发光晶粒阵列的第一层所含有的第一导电型载子是n型载子，该发光晶粒阵列的第二层所含有的第二导电型载子是p型载子，该发光二极管阵列的共电极是共阴极，且各发光晶粒的像素电极是像素阳极。
6.根据权利要求1所述的种全无机上转换显示器，其特征在于：各焊料凸块是选自由下列所构成的群组的金属材料所制成：铟、金、锡、金铟合金、金锡合金、铟锡合金、金铟锡合金、锡铅合金、金锗合金，及金硅合金。
7.根据权利要求1所述的种全无机上转换显示器，其特征在于：该光电二极管阵列是毫微米型光电二极管阵列、次毫微米型光电二极管阵列，或微型光电二极管阵列，该发光二极管阵列是毫微米型发光二极管阵列、次毫微米型发光二极管阵列，或微型发光二极管阵列。
