CN106816505A - 发光装置和包括其的显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种发光装置，包括：衬底，其包括顶表面和第一侧表面，其中，顶表面的面积大于第一侧表面的面积；以及衬底的第一侧表面上的发光结构，该发光结构具有第一导电类型半导体层、第二导电类型半导体层和第一导电类型半导体层与第二导电类型半导体层之间的有源层，其中，发光结构发射具有第一峰值波长的第一光，并且其中，发射通过衬底的顶表面的第一光的发射面积大于发射通过衬底的第一侧表面的第一光的发射面积。

Description

发光装置和包括其的显示装置
相关申请的交叉引用
以引用方式将于2015年12月2日在韩国知识产权局提交的标题为“发光装置和包括该发光装置的显示装置”的韩国专利申请No.10-2015-0170657全文并入本文中。
技术领域
实施例涉及发光装置和包括发光装置的显示装置，并且更具体地说，涉及利用侧照明的发光装置和在至少一个像素中包括所述发光装置的显示装置。
背景技术
因为发光二极管(LED)与其它光源相比具有更长的寿命和更低的功耗，所以针对例如照明设备和显示装置的背光的各种产品已采用LED。通常，用作显示装置的背光的LED可排列在显示装置的边缘部分或下部，并且朝着显示装置的像素投射光。然而，根据LED与各个像素之间的距离，会发生光亮度的不均匀性，或者光学效率会降低。
发明内容
实施例提供了一种能够在大发射面积中发射均匀的光的发光装置。另外，实施例提供了一种能够显示具有高光亮度的均匀的图像的显示装置。
根据实施例的一方面，提供了一种发光装置，包括：衬底，其包括顶表面和第一侧表面，其中，顶表面的面积大于第一侧表面的面积；以及布置在衬底的第一侧表面上的发光结构。发光结构包括第一导电类型半导体层、第二导电类型半导体层和介于第一导电类型半导体层与第二导电类型半导体层之间的有源层。发光结构发射具有第一峰值波长的第一光。发射通过衬底的顶表面的第一光的发射面积大于发射通过衬底的第一侧表面的第一光的发射面积。
根据实施例的另一方面，提供了一种包括多个像素的显示装置。所述多个像素中的每一个包括第一发光装置和第二发光装置。第一发光装置和第二发光装置布置在下衬底上，并且分别发射具有第一峰值波长的第一光和具有第二峰值波长的第二光。第一发光装置和第二发光装置中的至少一个包括衬底和布置在衬底的第一侧表面上的发光结构。在垂直于下衬底的顶表面的第一方向上衬底具有第一高度，并且在平行于下衬底的顶表面的第二方向上衬底具有第一宽度，并且第一宽度大于第一高度。
根据实施例的另一方面，提供了一种包括多个像素的显示装置。所述多个像素中的每一个包括第一发光装置和第二发光装置。第一发光装置和第二发光装置布置在下衬底上，并且分别发射具有第一峰值波长的第一光和具有第二峰值波长的第二光。第一发光装置和第二发光装置中的至少一个包括具有顶表面和第一侧表面的衬底以及布置在衬底的第一侧表面上的发光结构。衬底的顶表面的面积与发光结构的与第一侧表面面对并且重叠的面积的比率在从约2:1至约100:1的范围内。
根据实施例的另一方面，提供了一种显示装置，该显示装置包括下衬底和下衬底上的多个像素，所述多个像素中的每一个像素至少包括第一发光装置和第二发光装置，其中，第一发光装置和第二发光装置中的每一个包括：装置衬底，其具有顶表面和第一侧表面，第一侧表面垂直于顶表面，并且顶表面与第一侧表面的面积比为约2:1至约100:1；以及装置衬底的第一侧表面上的发光结构，其通过第一侧表面将光发射至装置衬底中。
附图说明
通过参照附图详细描述示例性实施例，特征将对于那些本领域普通技术人员变得清楚，其中：
图1示出了根据实施例的发光装置的透视图；
图2示出了沿着图1的线II-II'截取的剖面；
图3示出了根据实施例的发光装置的透视图；
图4示出了沿着图3的线IV-IV'截取的剖视图；
图5示出了根据实施例的发光装置的透视图；
图6示出了根据实施例的发光装置的剖视图；
图7示出了根据实施例的包括发光装置的显示装置的框图；
图8示出了图7的显示装置的像素的框图；
图9示出了图8所示的子像素的等效电路图；
图10示出了根据实施例的显示装置的像素的框图；
图11示出了根据实施例的显示装置的透视图；
图12示出了沿着图11的线XI-XI'截取的剖视图；
图13示出了根据实施例的显示装置的剖视图；
图14示出了根据实施例的显示装置的剖视图；
图15至图20示出了制造根据实施例的发光装置的方法中的各阶段的剖视图；
图21示出了量子点的剖面结构的示意图；
图22示出了采用根据实施例的发光装置的背光单元(BLU)的透视图；
图23示出了采用根据实施例的发光装置的BLU的剖视图；
图24示出了直下式BLU中的光源的排列方式的示例；
图25示出了采用根据实施例的发光装置的BLU的剖视图；以及
图26示出了根据实施例的平板照明设备的透视图。
具体实施方式
将在下面描述的发光装置和显示装置可具有各种构造。这里，将仅呈现发光装置和显示装置的所需的元件的示例，并且实施例不限于此。
图1是根据实施例的发光装置100的透视图。图2是沿着平行于图1的X-Y平面的线II-II'截取的剖视图。
参照图1和图2，发光装置100可包括衬底110和布置在衬底110的第一侧表面110S1上的发光结构120。
衬底110可为发光结构120的晶体生长衬底。衬底110可为绝缘衬底和/或透射性衬底，例如蓝宝石。然而，衬底110的类型不限于此。除绝缘衬底之外，衬底110可为导电衬底或者半导体衬底。例如，除蓝宝石之外，衬底110可包括SiC、Si、MgAl2O4、MgO、LiAlO2、LiGaO2、GaN或者玻璃。
衬底110可包括垂直于第一方向(图1中的Z方向)的顶表面110U和在第二方向(图1中的X方向)上延伸的第一侧表面110S1。例如，衬底110的顶表面110U可在XY平面中延伸，第一侧表面110S1可在XZ平面中延伸。图1示出了衬底110的顶表面110U基本垂直于第一侧表面110S1的示例，但是实施例不限于此。衬底110的第一侧表面110S1可以除90°以外的其它角度相对于衬底110的顶表面110U倾斜。
衬底110可具有第一方向上的第一高度HZ1和第二方向上的第一宽度WX1。在实施例中，衬底110的第一高度HZ1可在从约5μm至约100μm的范围内。衬底110的第一宽度WX1可在从约10μm至约500μm的范围内。然而，衬底110的第一高度HZ1和第一宽度WX1不限于此。例如，可根据发光装置100的所需光量和光亮度不同地控制衬底110的第一高度HZ1。另外，可根据包括发光装置100的显示装置的像素尺寸或像素布局不同地控制衬底110的第一宽度WX1。同时，稍后将详细描述衬底110的第一高度HZ1和第一宽度WX1。
发光结构120可布置在衬底110的第一侧表面110S1上，例如，发光结构120的面对第一侧表面110S1的表面的区域可与第一侧表面110S1的区域相等并且完全重叠。如图2所示，发光结构120可包括第一导电类型半导体层122、有源层124和第二导电类型半导体层126。第一导电类型半导体层122、有源层124和第二导电类型半导体层126可在第二方向(Y方向)上按次序堆叠在衬底110的第一侧表面110S1上(例如，直接堆叠在衬底110的第一侧表面110S1上)。
在实施例中，第一导电类型半导体层122可包括满足例如n型InxAlyGa1-x-yN(0≤x＜1，0≤y＜1，0≤x+y＜1)的氮化物半导体，并且n型掺杂剂为例如硅(Si)。例如，第一导电类型半导体层122可包括n型GaN。
虽然未示出，但是第一导电类型半导体层122可具有第一导电类型半导体接触层和电流扩散层的堆叠结构。例如，第一导电类型半导体接触层的掺杂剂浓度可为约2×1018cm-3至约9×1019cm-3，厚度为1μm至约5μm。电流扩散层可具有这样的结构，其形成为重复地堆叠具有不同组成或不同掺杂剂含量的多个InxAlyGa(1-x-y)N(0≤x，y≤1，0≤x+y≤1)层。例如，电流扩散层可为通过重复地堆叠具有不同组成并且厚度为约1nm至约500nm的至少两层形成的n型超晶格层，例如，n型GaN层和AlxInyGazN(0≤x，y，z≤1，除x＝y＝z＝0)层。电流扩散层的掺杂剂浓度可为约2×1018cm-3至约9×1019cm-3。当必要时，还可在电流扩散层中引入绝缘材料层。
在一些实施例中，第二导电类型半导体层126可为满足例如p型InxAlyGa1-x-yN(0≤x＜1，0≤y＜1，0≤x+y＜1)的氮化物半导体层，并且p型掺杂剂为例如镁(Mg)。例如，第二导电类型半导体层126可具有单层结构或者具有不同组成的多层结构。虽然未示出，但是第二导电类型半导体层126可包括按次序堆叠的电子阻挡层(EBL)、轻掺杂的p型GaN层和用作接触层的重掺杂的p型GaN层。例如，EBL可具有通过堆叠具有不同组成的多个InxAlyGa(1-x-y)N层形成的结构，并且多个InxAlyGa(1-x-y)N层中的每一个的厚度可为约5nm至约100nm。在另一示例中，EBL可为单AlyGa(1-y)层。EBL的能带隙Eg可随着远离有源层124而减小。例如，EBL的Al含量可随着远离有源层124而减小。
有源层124可具有通过交替地堆叠量子阱层和量子势垒层形成的多量子阱(MQW)结构。例如，量子阱层和量子势垒层可为具有不同组成的InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)层。在实施例中，量子阱层可包括InxGa1-xN(0＜x≤1)，量子势垒层可包括GaN或者AlGaN。量子阱层和量子势垒层中的每一个的厚度可为约1nm至约50nm。有源层124不限于MQW结构而是可为单量子阱(SQW)结构。
发光结构120可发射具有第一峰值波长的第一光。第一峰值波长可包括在第一颜色的可见波长范围或者紫外(UV)波长范围中。在实施例中，第一颜色可为蓝色。在其它实施例中，第一颜色可为红色、绿色、黄色或紫色。
虽然未示出，但是缓冲层可介于衬底110与发光结构120之间。缓冲层可包括InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1)。例如，缓冲层可包括GaN、AlN、AlGaN或者InGaN。当必要时，可通过堆叠多个层或者逐渐改变缓冲层的组成来形成缓冲层。
如图1至图2所示，发光装置100还可包括分别连接至第一导电类型半导体层122和第二导电类型半导体层126的第一电极140和第二电极150。可在相同方向上布置第一电极140和第二电极150，以使得发光装置100以倒装芯片类型安装。
在实施例中，第一电极140可包括：连接电极单元140a(例如，导电过孔)，其穿过第二导电类型半导体层126和有源层124连接(例如直接连接)至第一导电类型半导体层122；以及第一电极焊盘140b，其连接(例如直接连接)至连接电极单元140a。连接电极单元140a可由绝缘层130包围，并且与有源层124和第二导电类型半导体层126电绝缘。连接电极单元140a可布置在第一导电类型半导体层122、有源层124和第二导电类型半导体层126的堆叠结构被蚀刻的区中。可合适地设计连接电极单元140a的数量、形状和间距或者连接电极单元140a与第一导电类型半导体层122之间的接触面积，以减小连接电极单元140与第一导电类型半导体层122之间的接触电阻。另外，连接电极单元140a可在堆叠结构上以多行多列排列，从而可改进电流流动。第二电极150可包括可形成在第二导电类型半导体层126上的欧姆接触层150a和第二电极焊盘150b，例如，欧姆接触层150a可直接位于第二电极焊盘150b与第二导电类型半导体层126之间。
连接电极单元140a和欧姆接触层150a可包括单层结构或者包括导电材料的多层结构，导电材料分别相对于第一导电类型半导体层122和第二导电类型半导体层126具有欧姆特征。例如，连接电极单元140a和欧姆接触层150a中的每一个可包括金属材料或者透明导电材料。金属材料例如可为银(Ag)、铝(Al)、镍(Ni)、钛(Ti)、锡(Sn)、金(Au)或铬(Cr)。透明导电材料例如可为铟锡氧化物(ITO)、掺锌ITO(ZITO)、锌铟氧化物(ZIO)、镓铟氧化物(GIO)、锌锡氧化物(ZTO)、掺氟氧化锡(FTO)、掺铝氧化锌(AZO)、掺镓氧化锌(GZO)以及In4Sn3O12和Zn(1-x)MgxO(锌镁氧化物，0≤x≤1)中的至少一个。
第一电极焊盘140b和第二电极焊盘150b可分别连接(例如直接连接)至连接电极单元140a和欧姆接触层150a，并且用作发光装置100的外部端子。例如，第一电极焊盘140b和第二电极焊盘150b中的每一个可包括金(Au)、银(Ag)、铝(Al)、钛(Ti)、钨(W)、铜(Cu)、锡(Sn)、镍(Ni)、铂(Pt)、铬(Cr)、镍锡(NiSn)、钛钨(TiW)、金锡(AuSn)或者它们的共晶金属中的至少一个。
第一电极140和第二电极150可通过绝缘层130彼此电绝缘。绝缘层130可包括具有电绝缘特性的任何材料。虽然绝缘层130包括具有电绝缘特性的任何材料，但是绝缘层130可包括具有低吸光率的材料。例如，绝缘层130可包括硅的氧化物或硅的氮化物(例如，SiO2、SiOxNy和SixNy)。当必要时，可通过在光透射材料中分布光反射填料形成光反射结构。在另一示例中，绝缘层130可具有通过交替地堆叠具有不同折射率的多个绝缘层形成的多层反射结构。例如，多层反射结构可为通过交替地堆叠具有第一折射率的第一绝缘层和具有第二折射率的第二绝缘层形成的分布式布拉格反射器(DBR)。
可通过将具有不同折射率的多个绝缘层重复地堆叠2次至100次来堆叠多层反射结构。例如，可将多个绝缘层重复地堆叠3次至70次。多层反射结构的多个绝缘层中的每一个可包括氧化物或氮化物，例如，SiO2、SiN、SiOxNy、TiO2、Si3N4、Al2O3、TiN、AlN、ZrO2、TiAlN或TiSiN，或它们的组合。例如，假设由有源层产生的光的波长为λ，并且第一绝缘层和第二绝缘层的折射率为n1和n2，则第一绝缘层和第二绝缘层可形成为具有厚度λ/4n1和λ/4n2，例如，约 至约的厚度。在这种情况下，第一绝缘层和第二绝缘层中的每一个的折射率和厚度可被选择为使得多层反射结构相对于由有源层124产生的光的波长具有约95％或更高的高反射率。
第一绝缘层和第二绝缘层中的每一个的折射率可被确定为在约1.4至约2.5的范围内，并且可小于第一导电类型半导体层122的折射率和衬底110的折射率。然而，第一绝缘层和第二绝缘层中的每一个的折射率可小于第一导电类型半导体层122的折射率并大于衬底110的折射率。
在图1中，用虚线箭头示出由发光结构120发射的第一光的示意性路径。如图1所示，由发光结构120(或者有源层124)产生并且发射至发光结构120以外的第一光在各个方向上行进。例如，发射至发光结构120以外的第一光，例如，发射通过发光结构120的面对一侧表面110S1的表面的全部光在衬底110内在所有方向上发射通过第一侧表面110S1。在衬底110中，当第一光入射至衬底110的顶表面110U或者YZ平面中的任何侧表面上时，第一光可为发射至衬底110以外。具体地说，由于衬底110的第一宽度WX1大于衬底110的第一高度HZ1，因此发射通过衬底110的顶表面110U的第一光的发射面积可比发射通过衬底110的任何侧表面的第一光的发射面积大得多。
详细地说，如上所述，衬底110的第一高度HZ1可在从约5μm至约100μm的范围内，并且衬底110的第一宽度WX1可在从约10μm至约500μm的范围内。另外，衬底110在第三方向(图1中的Y方向)上的第二宽度WY1可在从10μm至约500μm的范围内。因此，第一宽度WX1与第一高度HZ1的比率可在从约2:1至100:1的范围内，并且第二宽度WY1与第一高度HZ1的比率可在从2:1至100:1的范围内。因此，衬底110的顶表面110U的面积与衬底110的第一侧表面110S1的面积的比率可在从约2:1至约100:1的范围内。另外，衬底110的顶表面110U的面积与布置在第一侧表面110S1上的发光结构120的面积的比率(即，衬底110的顶表面110U的面积与发光结构120的与第一侧表面110S1面对并且重叠的面积的比率)可在从约2:1至约100:1的范围内。因此，由发光结构120发射(例如)通过发光结构120的面对第一侧表面110S1的整个区域的第一光可通过具有相对较大的面积(例如，明显比任何侧表面更大的面积)的衬底110的顶表面110U均匀地发射。由于上述特征，衬底110可用作与发光装置100一体化的导光板(LGP)。
通常，可从尺寸约为10μm×10μm的LED获得显示装置的多个像素之一所需的光的量。然而，由于LED的尺寸比一个像素小得多，因此当一个像素包括一个LED时，该LED可为点光源。例如，会在像素的布置为靠近LED的一部分中出现具有较高光亮度的亮点。因此，像素会具有不均匀的光亮度，并且不会将具有均匀光量的光提供至整个像素。当将额外光学系统(例如，扩散器或扩散透镜)粘附于LED与像素之间时，可将具有相对均匀的光量的光提供至像素。然而，通过粘附扩散器或扩散透镜会增大显示装置的厚度和重量，从而会难以获得紧凑的显示装置。
相反，在上述发光装置100中，由形成在衬底110的第一侧表面110S1上的发光结构120发射的第一光可均匀地发射通过衬底110在发光装置100上方的顶表面110U。因此，即使发光结构120具有相对小的尺寸，也可在不安装额外光学系统(例如，扩散器)的情况下将发光装置100用作平面光源。因此，发光装置100可在大发射面积上发射均匀的光，例如，通过衬底110的整个顶表面110U的均匀的光。
图3是根据实施例的发光装置100A的透视图，图4是沿着图3的线IV-IV'截取的剖视图。在图3和图4中，使用相同的附图标记来指代与图1和图2中的相同的元件。
参照图3和图4，发光装置100A可包括形成在衬底110的第二侧表面110S2上的侧反射层160S。
在实施例中，衬底110可包括垂直于第一方向(图3中的Z方向)的顶表面110U、在第二方向(图3中的X方向)上延伸的第一侧表面110S1和在第三方向(图3中的Y方向)上延伸的第二侧表面110S2。侧反射层160S可布置在(例如，直接布置在)衬底110的第二侧表面110S2上，并且防止朝着衬底110的第二侧表面110S2行进的第一光朝着第二侧表面110S2发射。例如，侧反射层160S可将由发光结构120产生并朝着衬底110的第二侧表面110S2发射的第一光反射至衬底110中(从第二侧表面110S2朝着衬底110内部反射离开的图3中的虚线箭头)。
在实施例中，侧反射层160S可包括金属材料，例如，铝(Al)、银(Ag)、镍(Ni)、金(Au)、铂(Pt)、钛(Ti)、钨(W)、铱(Ir)、钌(Ru)、钽(Ta)、钒(V)、钴(Co)、锇(Os)或铼(Re)。在其它实施例中，侧反射层160S可包括通过交替地堆叠具有不同折射率的多个介电层形成的多层反射结构。在其它实施例中，侧反射层160S可包括通过将光反射填料散布于光透射材料中形成的光反射结构。例如，侧反射层160S的形成可包括：在发光装置100A的顶表面上形成掩膜；以及通过利用喷涂工艺在衬底110的第二侧表面110S2上形成具有一定厚度的金属层。然而，形成侧反射层160S的方法不限于此。
如图4所示，侧反射层160S可在第三方向(图4中的Y方向)上延伸，并且覆盖发光结构120的侧表面的一部分，例如，侧反射层160S可沿着整个第二侧表面110S2延伸并延伸超出第二侧表面110S2，以完全覆盖第二侧表面110S2。延伸以例如覆盖发光结构120的侧表面的至少一部分的侧反射层160S可防止由有源层124发射的第一光发射至外部。在另一示例中，额外反射层可布置在发光结构120的表面(例如，有源层124的侧表面)上。侧反射层160S可布置在发光结构120和衬底110的侧表面上，以使得由发光结构120产生的第一光的总量中，通过衬底110的顶表面110U向外发射的第一光的量可增加。因此，发光装置100A可具有提高的光学提取效率。
图5是根据实施例的发光装置100B的透视图。在图5中，相同的附图标记用于指代与图1至图4中的相同的元件。发光装置100B与参照图1和图2描述的发光装置100相似，不同之处在于，发光装置100B还包括形成在衬底110的底表面上的底部反射层160B。因此，将主要描述上述不同之处。
参照图5，底部反射层160B可形成在(例如，直接形成在)衬底110的底表面上，例如，衬底110的底表面与顶表面110U相对。底部反射层160B可在衬底110之外，并且可防止由发光结构120产生并朝着衬底110的底表面行进的第一光通过衬底110的底表面发射。例如，底部反射层160B可将由发光结构120产生并通过衬底110的底表面向下发射的第一光反射返回至衬底110的内部中，以使得朝着衬底110的顶表面110U发射的光的量可增加。因此，发光装置100B可具有提高的光学提取效率。在实施例中，底部反射层160B可包括金属材料，例如，Al、Ag、Ni、Au、Pt、Ti、W、Ir、Ru、Ta、V、Co、Os或Re中的一个或多个。然而，包括在底部反射层160B中的材料不限于此。
在实施例中，底部反射层160B可包括彼此可间隔开的第一底部反射层160B1和第二底部反射层160B2。第一底部反射层160B1和第二底部反射层160B2可分别连接至第一电极140和第二电极150。例如，第一底部反射层160B1可从衬底110的底表面延伸至第一电极140，而第二底部反射层160B2可从衬底110的底表面延伸至第二电极150。例如，如图5所示，第一底部反射层160B1可在Y轴方向上(例如，连续地)沿着衬底110的底表面的整个长度并且沿着发光结构120的整个长度延伸以接触第一电极140。相似地，第二底部反射层160B2可在Y轴方向上(例如，连续地)沿着衬底110的底表面的整个长度并且沿着发光结构120的整个长度延伸以接触第二电极150。第一底部反射层160B1和第二底部反射层160B2可与第一电极140和第二电极150一起用作发光装置100B的外部端子。虽然未示出，但是还可在底部反射层160B1和160B2下方形成凸点下金属(UBM)层和焊料凸块层。UBM层可增大发光装置100B的底部反射层160B1和160B2与焊料凸块层之间的界面键合强度，并且提供电路径。另外，UBM层可在回流工艺中防止焊料扩散至底部反射层160B1和160B2中。
在发光装置100B中，底部反射层160B可布置在发光结构120和衬底110的底表面上，以使得由发光结构120产生的第一光的总量中，通过衬底110的顶表面向外发射的第一光的量可增加。因此，发光装置100B可具有提高的光学提取效率。
图6是根据实施例的发光装置100C的剖视图。图6是沿着图3的线IV-IV'截取的剖视图。在图6中，相同的附图标记用于指代与图1至图5中的相同的元件。发光装置100C与参照图3和图4描述的发光装置100B相似，不同之处在于，发光装置100C还包括形成在衬底110的侧表面上的光学波长转换层170。因此，将主要描述上述不同之处。
参照图6，可在发光结构120的顶表面(即，第一导电类型半导体层122的面对衬底110的第一侧表面110S1的顶表面)上形成不平坦部分P。例如，不平坦部分P可包括发光结构120与衬底110之间的粗糙表面，例如，粗糙表面可直接接触发光结构120的第一导电类型半导体层122。不平坦部分P可增大由发光装置100C发射的光的提取效率。
在形成发光装置100C的处理的示例中，第一导电类型半导体层122、有源层124和第二导电类型半导体层126可按次序形成在其中形成有不平坦部分的生长衬底上，可将生长衬底翻转并去除，并且可在第一导电类型半导体层122的顶表面中形成不平坦部分P。不平坦部分P可提高第二导电类型半导体层126的单晶体质量。
光学波长转换层170可介于发光结构120与衬底110之间，例如，光学波长转换层170可位于衬底110与不平坦部分P之间。光学波长转换层170可吸收由发光结构120发射的具有第一峰值波长的第一光，并且发射具有第二峰值波长的第二光。第二峰值波长可与第一峰值波长不同，并且包括在与第一颜色不同的第二颜色的可见波长范围中。例如，第一颜色可为蓝色，并且第二颜色可为红色、绿色或黄色之一。在其它实施例中，当由发光结构120发射的第一光的颜色是红色、绿色或黄色之一时，第二颜色，即由光学波长转换层170发射的光的颜色，可为蓝色。
光学波长转换层170可包括波长转换材料，其用于转换由发光结构120发射的第一光的波长。例如磷光体和/或量子点(QD)的各种材料可用于光学波长转换层170。
用于光学波长转换层170的磷光体可具有以下化学式和颜色。
基于氧化物：黄色和绿色Y3Al5O12:Ce、Tb3Al5O12:Ce、Lu3Al5O12:Ce。
基于硅酸盐：黄色和绿色(Ba,Sr)2SiO4:Eu、黄色和橙色(Ba,Sr)3SiO5:Ce。
基于氮化物：绿色β-SiAlON:Eu、黄色La3Si6O11:Ce、橙色α-SiAlON:Eu、红色CaAlSiN3:Eu、Sr2Si5N8:Eu、SrSiAl4N7:Eu、SrLiAl3N4:Eu、Ln4-x(EuzM1-z)xSi12-yAlyO3+x+yN18-x-y(0.5≤x≤3，0＜z＜0.3，0＜y≤4)式(1)
在式(1)中，Ln可为IIIa族元素和稀土元素中的至少一个元素，M可为钙(Ca)、钡(Ba)、锶(Sr)和镁(Mg)中的至少一个元素。
基于氟化物：基于KSF的红色K2SiF6:Mn4 +、K2TiF6:Mn4 +、NaYF4:Mn4 +、NaGdF4:Mn4 +、K3SiF7:Mn4 +。
磷光体的组成需要基本符合化学计算法，并且各个元素可由包括在周期表的对应的族中的其它元素置换。例如，锶(Sr)可由碱土II族的钡(Ba)、钙(Ca)和镁(Mg)中的至少一个置换，并且Y可由铽(Tb)、镥(Lu)、钪(Sc)和钆(Gd)中的至少一个置换。另外，根据期望的能级，作为活化剂的铕(Eu)可由铈(Ce)、铽(Tb)、镨(Pr)、铒(Er)和镱(Yb)中的至少一个置换。活化剂可单独应用，或者为了改性，可额外应用子活化剂。
具体地说，基于氟化物的红色磷光体可涂布有不含锰的氟化物，以提高在高温和高湿度下的可靠性。可替换地，基于氟化物的红色磷光体的表面或者不含锰的氟化物涂层的表面还可涂有有机材料。与其它磷光体不同，基于氟化物的红色磷光体可实现约40nm或更小的窄半峰全宽(FWHM)，并且可应用于高分辨率TV，诸如超清(UHD)TV。
下表1示出了各领域中的磷光体类型，当由发光结构120发射的光的峰值波长在约440nm至约460nm的蓝色可见波长范围或者约380nm至约440nm的UV波长范围中时，磷光体可用作波长转换材料。
[表1]
另外，QD可作为能够替代磷光体或与磷光体组合的波长转换材料用于光学波长转换层170。
图21是根据实施例的QD的剖面结构的示意图。
参照图21，通过利用III-V族化合物半导体或者II-VI族化合物半导体，QD可具有核-壳结构。例如，QD可包括例如CdSe或InP的核和例如ZnS和ZnSe的壳。例如，核的直径可为约1nm至约30nm，例如，约3nm至约10nm。壳的厚度可为约0.1nm至约20nm，例如，约0.5nm至约2nm。另外，QD可包括用于稳定核和壳的配体。
QD可根据大小实现各种颜色。具体地说，当使用QD代替磷光体时，QD可用作能够发射红光或绿光的波长转换材料。当QD用作波长转换材料时，可实现约35nm的窄FWHM。
返回参照图6，衬底110可包括光透射绝缘衬底，例如，玻璃衬底、Al2O3衬底或者蓝宝石衬底。如上所述，在形成发光装置100C的示例性处理中，发光结构120可形成在生长衬底上，并且在去除生长衬底之后，发光结构120可附着于衬底110的第一侧表面110S1。因此，可不同地选择衬底110的类型，并且可在衬底110与发光结构120之间形成光学波长转换层170。在发光装置100C中，可在发光结构120与光学波长转换层170之间形成不平坦部分P以提高光学提取效率。
图7是包括根据实施例的发光装置的显示装置200的示意性框图。图8是图7的显示装置的像素的示意性框图。
参照图7和图8，显示装置200可包括多个像素PX。多个像素PX可多行多列地排列。
多个像素PX中的每一个可包括三个子像素。多个像素PX中的每一个可包括红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素。例如，第一子像素SP1可发射红光，第二子像素SP2可发射绿光，并且第三子像素SP3可发射蓝光。
图8示出了第一子像素至第三子像素(SP1、SP2和SP3)在一个像素PX中在一行上彼此间隔开地排列的示例，但是实施例不限于此。第一子像素SP1可包括构造为发射第一光的第一发光装置，第二子像素SP2可包括构造为发射第二光的第二发光装置。第三子像素SP3可包括构造为发射第三光的第三发光装置。在实施例中，第一光可为红光，第二光可为绿光，第三光可为蓝光。
在实施例中，第一发光装置至第三发光装置可发射分别具有不同峰值波长的第一光至第三光。例如，第一发光装置的发光结构可发射具有第一峰值波长的第一光。第一峰值波长可包括在第一颜色的可见波长范围中，并且第一颜色可为红色。第二发光装置的发光结构可发射具有与第一峰值波长不同的第二峰值波长的第二光，并且第二光的第二颜色可为绿色。另外，第三发光装置的发光结构可发射具有与第一峰值波长和第二峰值波长不同的第三峰值波长的第三光，并且第三光的第三颜色可为蓝色。第一发光装置至第三发光装置可与参照图1至图5描述的发光装置100、100A和100B具有相似的结构。
在其它实施例中，第一发光装置至第三发光装置的发光结构可发射具有相同峰值波长的第一光，并且第一光的颜色可为蓝色。第一发光装置还可包括光学波长转换层，其可吸收由发光结构产生的具有第一峰值波长的第一光并发射具有与第一峰值波长不同的第二峰值波长的第二光。第二光的颜色可为红色。另外，第二发光装置还可包括光学波长转换层，其可吸收由发光结构产生的具有第一峰值波长的第一光并发射具有与第一峰值波长不同的第三峰值波长的第三光。第三光的颜色可为绿色。第三发光装置可不包括光学波长转换层，而发射第一光。第一光的颜色不限于蓝光，而是可为红光或绿光。这里，第一发光装置和第二发光装置可具有与参照图6描述的发光装置100C相似的结构，并且第三发光装置可具有与参照图1至图5描述的发光装置100、100A和100B相似的结构。
在这种情况下，第一子像素至第三子像素(SP1、SP2和SP3)的第一发光结构至第三发光结构均可具有基本相同的结构和材料组成。例如，第一发光结构至第三发光结构可通过利用相同的驱动电源操作，并且发射相同颜色的第一光。由于与第一子像素SP1和第二子像素SP2不同，第三子像素SP3不包括光学波长转换层，因此第三子像素SP3可具有比第一子像素SP1和第二子像素SP2更高的发光效率。另外，第一子像素SP1和第二子像素SP2中的每一个的平面面积可大于第三子像素SP3的平面面积，以使得第一子像素至第三子像素(SP1、SP2和SP3)可具有相同的最大光亮度。然而，第一子像素至第三子像素(SP1、SP2和SP3)的发光装置的结构、排列和尺寸不限于上述这些。
图9是图8所示的子像素SP的示例的等效电路图。
参照图9，子像素SP可包括开关晶体管TRs、驱动晶体管TRd和存储电容器Cst。驱动晶体管TRd可在第一驱动电源VDD与第二驱动电源VSS之间产生驱动电流并且将驱动电流输出至发光装置LED。发光装置LED可包括第一发光结构至第三发光结构之一。如上所述，当第一发光结构至第三发光结构全部由相同驱动电源驱动时，驱动电源的电压电平或像素电路可不根据子像素SP的类型而改变。
开关晶体管TRs可连接至向其发送扫描信号的栅极线GL和向其发送数据信号的数据线DL。开关晶体管TRs可响应于扫描信号将数据信号存储在存储电容器Cst中。存储电容器Cst可临时存储从开关晶体管TRs发送的数据信号，并且将驱动晶体管TRd的栅极-源极电压在一帧保持不变。驱动晶体管TRd可响应于从开关晶体管TRs发送的数据信号控制从第一驱动电源VDD通过发光装置LED供应至第二驱动电源VSS的电流的幅度。因此，发光装置LED可发射具有对应于数据信号的光亮度的光。
图10是根据实施例的显示装置的像素PX1的框图。
参照图10，像素PX1可包括通过贝尔图案(Bayer pattern)对齐的四个子像素(SP1、SP2、SP3和SP4)。例如，第一子像素SP1可为红色子像素，第二子像素SP2和第三子像素SP3可为绿色子像素，第四子像素SP4可为蓝色子像素。然而，实施例不限于此。与图10所示的不同之处在于，第一子像素至第四子像素(SP1、SP2、SP3和SP4)可分别为红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素和白色子像素。
图11是根据实施例的显示装置200A的透视图。图12是沿着图11的线XII-XII'截取的剖视图。在图11和图12中，相同的附图标记用于指代与图1至图10中的相同的元件。
参照图11和图12，显示装置200A可包括形成在下衬底210上的驱动器TFT和电连接至驱动器TFT的第一发光装置至第三发光装置(100_R、100_G和100_B)。
驱动器TFT可包括：半导体层220，其形成在下衬底210上；栅极绝缘层222，其覆盖下衬底210上的半导体层220；栅电极224，其形成在栅极绝缘层222上；绝缘夹层230，其覆盖栅极绝缘层222和栅电极224；源电极232和漏电极234，它们形成为穿过绝缘夹层230并且分别连接至半导体层220的源极区和漏极区；保护层240，其覆盖绝缘夹层230；以及下电极242，其形成为穿过保护层240，并且连接至漏电极234。
图12示出了半导体层220形成在驱动器TFT中的栅电极224下方的示例，但是栅电极224可形成在半导体层220下方。另外，图12示出了下电极242连接至漏电极234的示例，但是下电极242可连接至源电极232。
第一发光装置至第三发光装置(100_R、100_G和100_B)可布置在下电极242上。第一发光装置至第三发光装置(100_R、100_G和100_B)可与参照图1至图6描述的发光装置(100、100A、100B和100C)具有相似的技术特征。
虽然未示出，但是还可在第一发光装置至第三发光装置(100_R、100_G和100_B)与下电极242之间形成粘合剂层或共晶金属层。第一发光装置至第三发光装置(100_R、100_G和100_B)中的每一个的第一电极140可电连接至下电极242，以使得功率和信号可从驱动器TFT发送至第一发光装置至第三发光装置(100_R、100_G和100_B)中的每一个，例如，第一发光装置至第三发光装置(100_R、100_G和100_B)中的每一个可连接至分离的驱动器TFT和下电极242。虽然未示出，但是还可形成保护层以覆盖第一发光装置至第三发光装置(100_R、100_G和100_B)的侧表面和顶表面。
黑矩阵250可布置在保护层240上。可由下衬底210上的黑矩阵250限定多个像素空间PX2。详细地说，多个像素空间PX2中的每一个可通过黑矩阵250与邻近像素空间PX2划分。另外，像素空间PX2中的每一个可通过黑矩阵250划分为第一子像素空间至第三子像素空间(SP_R、SP_G和SP_B)。第一发光装置至第三发光装置(100_R、100_G和100_B)可分别布置在第一子像素空间至第三子像素空间(SP_R、SP_G和SP_B)中。
图11示出了第一发光装置至第三发光装置(100_R、100_G和100_B)与黑矩阵250彼此间隔开的示例，但是实施例不限于此。与图11所示的不同，黑矩阵250可与第一发光装置至第三发光装置(100_R、100_G和100_B)中的每一个的整个侧表面接触。在这种情况下，从第一发光装置至第三发光装置(100_R、100_G和100_B)中的每一个的内部在侧向上发射的光可由黑矩阵250反射，并且从第一发光装置至第三发光装置(100_R、100_G和100_B)向上发射。
图11示出了未在第一发光装置至第三发光装置(100_R、100_G和100_B)中的每一个的侧表面上形成侧反射层(参照图3中的160S)的示例，但是实施例不限于此。还可在第一发光装置至第三发光装置(100_R、100_G和100_B)中的每一个的侧表面上形成侧反射层160S。
虽然未示出，但是还可形成包封剂以包围第一子像素空间至第三子像素空间(SP_R、SP_G和SP_B)中的每一个中的第一发光装置至第三发光装置(100_R、100_G和100_B)中的每一个。然而，实施例不限于此。在图11和图12中，为了简明起见，省略了上衬底、存储电容器(参照图9中的Cst)、栅极线(参照图9中的GL)和数据线(参照图9中的DL)的示出。
如图11和图12所示，多个像素空间PX2中的每一个可包括第一发光装置至第三发光装置(100_R、100_G和100_B)。第一发光装置100_R可发射红光，第二发光装置100_G可发射绿光，第三发光装置100_B可发射蓝光。可将数据信号施加至第一发光装置至第三发光装置(100_R、100_G和100_B)，并且响应于数据信号，可通过第一发光装置至第三发光装置(100_R、100_G和100_B)发射具有对应于数据信号的光亮度的三种颜色的光。因此，显示装置200A可具有增大的光亮度，并且显示均匀的图像。
另外，第一发光装置至第三发光装置(100_R、100_G和100_B)中的每一个的平面面积可稍小于第一子像素空间至第三子像素空间(SP_R、SP_G和SP_B)的平面面积中的每一个。例如，第一子像素空间至第三子像素空间(SP_R、SP_G和SP_B)中的每一个可在X方向上具有约50μm至约300μm的第一宽度WX2，在Y方向上具有约200μm至约600μm的第二宽度WY2。另外，第一发光装置至第三发光装置(100_R、100_G和100_B)中的每一个可在X方向上具有约10μm至约300μm的第一宽度(参照图1中的WX1)，并且在Y方向上具有约50μm至约500μm的第二宽度(参照图1中的XY1)。然而，实施例不限于此。
通常，可从尺寸约为10μm×10μm的LED获得显示装置的多个像素之一所需的光的量。然而，由于LED的尺寸比一个像素小得多，因此当一个像素包括一个LED时，该LED可为点光源。例如，会在像素的布置为靠近LED的一部分中出现具有较高光亮度的亮点。因此，像素会具有不均匀的光亮度，并且不会将具有均匀光量的光提供至整个像素。当将额外光学系统(例如，扩散器或扩散透镜)粘附在LED与像素之间时，可将具有相对均匀的光量的光提供至像素。然而，通过粘附扩散器或者扩散透镜会增大显示装置的厚度和重量，从而会难以获得紧凑的显示装置。
然而，根据本实施例，发光结构120可布置在衬底110的第一侧表面上，并且由发光结构120发射的第一光至第三光中的每一个可从显示装置200通过衬底110的顶表面均匀地向上发射。例如，每个发光结构120可布置在各个衬底110上的第一子像素空间至第三子像素空间(SP_R、SP_G和SP_B)的对应子像素空间中。如上所述，由于衬底110的顶表面的面积稍小于第一子像素空间至第三子像素空间(SP_R、SP_G和SP_B)的平面面积，因此可在第一子像素空间至第三子像素空间(SP_R、SP_G和SP_B)的基本整个区域上均匀地发射光。也就是说，发光装置(100_R、100_G和100_B)可用作利用衬底110的顶表面作为光提取表面的平面光源。此外，当将微型尺寸的发光装置用作显示装置的光源时还需要的光学系统可不必安装。因此，显示装置200A可具有小厚度。
另外，即使发光结构120具有小的面积(例如，即使发光结构120具有几微米的宽度)，也可通过增大衬底110的顶表面的面积在发光装置(100_R、100_G和100_B)的整个顶表面上提供均匀的光量。因此，就显示装置200的设计规格(例如，光亮度、功耗和像素大小)而言，包括发光装置(100_R、100_G和100_B)的显示装置200可具有增加的灵活性。
图13是根据实施例的显示装置200B的剖视图。在图13中，相同的附图标记用于指代与图1至图12中的相同的元件。
参照图13，可在下衬底210上设置多个像素空间PX3。第一发光装置至第三发光装置(100_R1、100_G1和100_B1)可在竖直方向(图13中的Z方向)上堆叠在所述多个像素空间PX3中的每一个中。
第一发光装置至第三发光装置(100_R1、100_G1和100_B1)可与参照图1至图6描述的发光装置(100、100A、100B和100C)具有相似的技术特征。
第一中间层262可布置在第一发光装置100_R1与第二发光装置100_G1之间，第二中间层264可布置在第二发光装置100_G1与第三发光装置100_B1之间。第一中间层262和第二中间层264可包括具有透光率的绝缘材料。在实施例中，第一中间层262和第二中间层264中的每一个可通过沉积例如SiO2、SiOxNy或SixNy的绝缘材料形成。
黑矩阵250A可将多个像素空间PX3中的每一个与邻近的像素空间PX3隔离。与图11的显示装置200不同，可不将多个像素空间PX3中的每一个分离为多个子像素空间。黑矩阵250A可包围第一发光装置至第三发光装置(100_R1、100_G1和100_B1)的侧壁。
虽然图13中未示出，但是可在下衬底210上形成三个驱动器TFT(参照图12)，并且将它们分别电连接至第一发光装置至第三发光装置(100_R1、100_G1和100_B1)。
如图13所示，可在保护层240上布置构造为发射红光的第一发光装置100_R1，可在第一发光装置100_R1上布置构造为发射绿光的第二发光装置100_G1，并且可在第二发光装置100_G1上布置构造为发射蓝光的第三发光装置100_B1。然而，实施例不限于此，第一发光装置至第三发光装置(100_R1、100_G1和100_B1)的相对位置和/或大小可改变。
在显示装置200B中，多个像素空间PX3中的每一个可包括在竖直方向上堆叠的第一发光装置至第三发光装置(100_R1、100_G1和100_B1)。因此，可通过多个像素空间PX3在各像素空间PX3的基本整个区域上均匀地发射三种颜色的光。因此，显示装置200可具有提高的光亮度，并且显示均匀的图像。
图14是根据实施例的显示装置200C的剖视图。在图14中，相同的附图标记用于指代与图1至图13中的相同的元件。
参照图14，可在下衬底210上设置多个像素空间PX4。所述多个像素空间PX4中的每一个可通过黑矩阵250B分离为第一子像素空间SP_1和第二子像素空间SP_2。
第一发光装置100_R2和第二发光装置100_G2可在竖直方向(图14中的Z方向)上堆叠在第一子像素空间SP_1中。第三发光装置100_G3和第四发光装置100_B2可在竖直方向上堆叠在第二子像素空间SP_2中。第一发光装置100_R2可发射红光，第二发光装置100_G2和第三发光装置100_G3可发射绿光，并且第四发光装置100_B2可发射蓝光。然而，实施例不限于此。
第一发光装置至第四发光装置(100_R2、100_G2、100_G3和100_B2)可与参照图1至图6描述的发光装置(100、100A、100B和100C)具有相似的技术特征。
图15至图20是根据实施例的制造发光装置的方法的剖视图。图15至图20是沿着图1的线II-II'截取的剖视图，其示出了制造发光装置的方法的工艺操作。在图15至图20中，相同的附图标记用于指代与图1至图14中的相同的元件。
参照图15，可在衬底110上形成包括第一导电类型半导体层122、有源层124和第二导电类型半导体层126的半导体层堆叠件120S。在实施例中，衬底110可为绝缘衬底，例如，蓝宝石衬底。
参照图16，可在半导体层堆叠件120S上执行台面蚀刻处理，以暴露出第一导电类型半导体层122的一部分E1，并且可沉积第一绝缘层130a。由于台面蚀刻处理，可在每个发光装置中形成至少一个台面。
参照图17，可蚀刻第一绝缘层130a的一部分，并且可沉积导电欧姆材料以形成第一电极单元142和第二电极单元152。第一电极单元142和第二电极单元152可为包括例如银(Ag)、铝(Al)、镍(Ni)、铬(Cr)、铜(Cu)、金(Au)、钯(Pd)、铂(Pt)、锡(Sn)、钨(W)、铑(Rh)、铱(Ir)、钌(Ru)、镁(Mg)、锌(Zn)和它们的合金中的至少一个的反射电极。
参照图18，可在第一绝缘层130a以及第一电极单元142和第二电极单元152上形成第二绝缘层130b。可利用蚀刻处理将第一电极单元142和第二电极单元152的一些部分暴露出来。
参照图19，可在第一电极单元142和第二电极单元152上形成第一焊盘144和第二焊盘154。第一焊盘144和第二焊盘154可分别电连接至第一电极单元142和第二电极单元152。
参照图20，可执行将单独的芯片彼此分离的隔离处理(S410)。可利用刀片执行隔离处理S410，但是实施例不限于此。可沿着划线道SL将衬底110与半导体层堆叠件120S一起切割。
虽然未示出，但是在隔离处理S410之前，还可执行去除衬底110的底表面以达到预定厚度的研磨处理。在这种情况下，可通过利用研磨处理从衬底110的暴露的底表面切断衬底110，但是实施例不限于此。
图15至图20示出了在绝缘衬底(例如，蓝宝石衬底)上形成半导体层堆叠件120S的方法的示例。然而，在另一情况下，半导体层堆叠件120S可形成在诸如硅衬底的生长衬底上。在这种情况下，在隔离处理S410之前或之后，还可执行去除生长衬底的处理以及将半导体层堆叠件120S粘附于透明衬底(例如，玻璃衬底)的顶表面的处理。在去除生长衬底的处理中，可在半导体层堆叠件120S的顶表面上形成不平坦部分(参照图6中的P)。
在去除生长衬底的处理之后，可在半导体层堆叠件120S的顶表面上形成光学波长转换层170，并且透明衬底可粘附于光学波长转换层170的顶表面。结果，可制造参照图6描述的发光装置100C。
另外，可执行在发光装置(通过隔离处理S410将发光装置分为单独的芯片)的侧表面或者底表面上形成反射层的处理。例如，底部反射层(参照图5中的160B)的形成可包括：在发光装置的底表面上形成掩膜；以及利用喷涂工艺、溅射工艺或电子束(e束)蒸发工艺在发光装置的底表面的未被掩膜覆盖的部分上形成底部反射层160B。例如，侧反射层(参照图3中的160S)的形成可包括：在发光装置的顶表面上形成掩膜；以及利用喷涂工艺在发光装置的侧表面上形成侧反射层160S。然而，形成反射层的处理不限于上述这些。
目前为止，已详细描述了发光装置100、100A、100B和100C以及包括发光装置100、100A、100B和100C的显示装置200、200A、200B和200C。如以上参照图7至图14的描述，根据实施例的发光装置100、100A、100B和100C可不仅包括在显示装置200、200A、200B和200C的面板中，而且还包括在显示装置200、200A、200B和200C的BLU中，或者用作照明装置。
下文中，将描述包括根据实施例的发光装置100、100A、100B和100C的BLU和利用该BLU的显示装置。
图22是采用根据实施例的发光装置的BLU 2000的透视图。
参照图22，BLU 2000可包括导光板(LGP)2040和设置在LGP 2040的两个(例如，相对的)侧表面上的光源模块2010。另外，BLU 2000还可包括布置在LGP 2040下方(例如，布置在与LGP 2040的发射光表面相对的表面上)的反射板2020。根据本实施例的BLU 2000可为侧光式BLU。
例如，光源模块2010可仅设置在LGP 2040的一个侧表面上。在另一示例中，还可在LGP 2040的另一侧表面上设置额外的光源模块2010。光源模块2010可包括印刷电路板(PCB)2001和安装在PCB 2001的顶表面上的多个光源2005。
图23是采用根据实施例的发光装置的BLU 2100的剖视图。
参照图23，BLU 2100可包括光扩散板2140和排列于光扩散板2140下方的光源模块2110。另外，BLU 2100还可包括能够容纳光源模块2110的底部外壳2160。根据本实施例的BLU 2100可为直下式BLU。光源模块2110可包括PCB 2101和安装在PCB 2101的顶表面上的多个光源2105。
图24示出了直下式BLU中的光源的排列方式的示例。
根据本实施例的直下式BLU 2200可包括排列在衬底2201上的多个光源2205。
光源2205可排列为多行多列的矩阵类型，并且各行和各列中的每一个可具有z字形。换句话说，可在按照多行多列排列多个光源2205的第一矩阵中排列与第一矩阵具有相同形状的第二矩阵，并且第二矩阵的光源2205中的每一个可布置在由包括在第二矩阵中的四个相邻光源2205形成的四边形中。
然而，为了进一步提高直下式BLU 2200的发光均匀性和光学效率，当必要时，第一矩阵的排列方式和间隔可与第二矩阵的不同。另外，除了排列多个光源的上述方法之外，相邻光源之间的距离S1和S2可优化以确保发光均匀性。当多行多列光源2205未按照直线而是按照如上所述的z字形排列时，每发射面积的光源2205的数量可减少约15％至约25％。
图25是采用根据实施例的发光装置的BLU 2300的剖视图。
参照图25，BLU 2300可包括光学片材2320和排列在光学片材2320下方的光源模块2310。
光学片材2320可包括扩散片材2321、会聚片材2322和保护片材2323。
光源模块2310可包括电路基板2311、安装在电路基板2311上的多个光源以及分别布置在多个光源上的多个光学装置2313。光学装置2313可使光折射，并且控制光的取向角。具体地说，可主要使用构造为将由光源发射的光扩散至宽区域的宽取向角透镜作为光学装置2313。由于光学装置2313附着于其上的光源具有相对宽的光分布，因此当将光源模块2310用于背光或者平板照明装置时，每区域所需光源的数量可减少。
下文中，将描述包括根据实施例的发光装置100、100A、100B和100C中的至少一个的照明设备。
图26是根据实施例的平板照明设备4100的透视图。
参照图26，平板照明设备4100可包括光源模块4110、电源装置4120和壳体4030。在实施例中，光源模块4110可包括作为光源的发光装置阵列，并且电源装置4120可包括发光装置驱动器。光源模块4010可包括根据实施例的发光装置100、100A、100B和100C中的至少一个。
光源模块4110可包括发光装置阵列，并且具有整体平面形状。在实施例中，发光装置阵列可包括发光装置和构造为存储发光装置的驱动信息的控制器。
电源装置4120可构造为将功率供应至光源模块4110。壳体4130可提供在其中容纳光源模块4110和电源装置4120的容纳空间，并且壳体4130的一个侧表面可具有敞开的六面体形状，但是实施例不限于此。光源模块4110可布置为朝着壳体4130的敞开的侧表面发射光。
然而，实施例不限于此，并且根据实施例的发光装置100、100A、100B和100C不仅可应用于平板照明设备而且可应用于条型灯或球泡型灯。
本文已公开了示例实施例，并且虽然采用了特定术语，但是仅按照一般和描述性含义使用和解释它们，而不是为了限制的目的。在一些情况下，本领域普通技术人员之一应该清楚，除非另外明确地说明，否则随着本申请的提交，结合特定实施例描述的特征、特性和/或元件可单独使用或者与结合其它实施例描述的特征、特性和/或元件结合使用。因此，本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求阐述的本发明的精神和范围的情况下，可作出形式和细节上的各种修改。

Claims (20)

1.一种发光装置，包括：
衬底，其包括顶表面和第一侧表面，其中，顶表面的面积大于第一侧表面的面积；以及
衬底的第一侧表面上的发光结构，该发光结构包括：
第一导电类型半导体层，
第二导电类型半导体层，和
第一导电类型半导体层与第二导电类型半导体层之间的有源层，
其中，发光结构发射具有第一峰值波长的第一光，并且
其中，发射通过衬底的顶表面的第一光的发射面积大于发射通过衬底的第一侧表面的第一光的发射面积。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其中，衬底是发光结构的晶体生长衬底。
3.根据权利要求1所述的发光装置，其中，衬底的顶表面的面积大于发光结构与衬底的第一侧表面之间的重叠面积。
4.根据权利要求3所述的发光装置，其中，衬底的顶表面的面积与所述重叠面积的比率在从2:1至100:1的范围内。
5.根据权利要求1所述的发光装置，其中，在垂直于衬底的第一侧表面的方向上衬底具有第一宽度，并且在垂直于衬底的顶表面的方向上衬底具有第一高度，第一宽度与第一高度的比率在从2:1至100:1的范围内。
6.根据权利要求1所述的发光装置，其中：
除第一侧表面之外，衬底还包括第二侧表面，并且
发光装置还包括在衬底的第二侧表面上的侧反射层，以朝着衬底的第二侧表面反射通过发光结构发射的第一光。
7.根据权利要求6所述的发光装置，其中，侧反射层覆盖发光结构的侧表面的一部分。
8.根据权利要求1所述的发光装置，还包括衬底的底表面上的底部反射层，以朝着衬底的底表面反射通过发光结构发射的第一光。
9.根据权利要求1所述的发光装置，还包括：
第一电极，其位于衬底的第一侧表面上并且电连接至第一导电类型半导体层，发光结构位于第一电极与衬底的第一侧表面之间；以及
第二电极，其位于衬底的第一侧表面上并且电连接至第二导电类型半导体层，发光结构位于第二电极与衬底的第一侧表面之间。
10.根据权利要求9所述的发光装置，还包括：
第一底部反射层，其位于衬底的底表面上并且电连接至第一电极，第一底部反射层将通过发光结构发射的第一光朝着衬底的底表面反射；以及
第二底部反射层，其位于衬底的底表面上并且电连接至第二电极，第二底部反射层将通过发光结构发射的第一光朝着衬底的底表面反射。
11.一种显示装置，包括：
多个像素，所述多个像素中的每一个像素至少包括第一发光装置和第二发光装置，
其中，第一发光装置和第二发光装置位于下衬底上，并且分别发射具有第一峰值波长的第一光和具有第二峰值波长的第二光，
其中，第一发光装置和第二发光装置中的至少一个包括具有顶表面和第一侧表面的衬底以及衬底的第一侧表面上的发光结构，并且
其中，衬底的顶表面的面积与发光结构的与第一侧表面面对并且重叠的面积的比率在从2:1至100:1的范围内。
12.根据权利要求11所述的显示装置，其中，所述多个像素中的每一个还包括第三发光装置，该第三发光装置位于下衬底上并且发射具有第三峰值波长的第三光。
13.根据权利要求12所述的显示装置，其中，第一发光装置、第二发光装置和第三发光装置在垂直于下衬底的顶表面的第一方向上与下衬底重叠。
14.根据权利要求12所述的显示装置，其中，第一发光装置、第二发光装置和第三发光装置位于下衬底上，并且在平行于下衬底的顶表面的第二方向上彼此间隔开。
15.根据权利要求12所述的显示装置，其中，所述第一光是红光，所述第二光是绿光，以及所述第三光是蓝光。
16.一种显示装置，包括：
下衬底；和
下衬底上的多个像素，所述多个像素中的每一个像素至少包括第一发光装置和第二发光装置，
其中，第一发光装置和第二发光装置中的每一个包括：
装置衬底，其具有顶表面和第一侧表面，第一侧表面垂直于顶表面，并且顶表面与第一侧表面的面积比为2:1至100:1，以及
装置衬底的第一侧表面上的发光结构，其通过第一侧表面将光发射至装置衬底中。
17.根据权利要求16所述的显示装置，其中，第一发光装置和第二发光装置对应于发射不同颜色的光的不同的子像素。
18.根据权利要求16所述的显示装置，还包括下衬底上的下电极，所述下电极位于下衬底与装置衬底之间。
19.根据权利要求18所述的显示装置，其中，发光结构包括面对装置衬底的第一侧表面的侧表面，发光结构的侧表面与装置衬底的第一侧表面具有相同面积，并且发光结构的侧表面与装置衬底的第一侧表面完全重叠。
20.根据权利要求19所述的显示装置，其中，发光结构还包括第一导电类型半导体层、第二导电类型半导体层和第一导电类型半导体层与第二导电类型半导体层之间的有源层，第一导电类型半导体层直接位于装置衬底的第一侧表面上。
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