CN111384079A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种显示装置。所述显示装置可以包括：基板，其上设置半导体元件和公共电极；发光二极管(LED)，其设置在基板上并包括n型层、发光层和p型层；绝缘层设置在基板和发光二极管上；以及第一连接电极，其连接到发光二极管和半导体元件。因此，能够使在将发光二极管设置在基板上的过程期间可能引起的缺陷最小化。

Description

显示装置
相关申请的交叉引用
本申请要求在韩国知识产权局于2018年12月27日提交的韩国专利申请No.10-2018-0170091和于2019年11月8日提交的韩国专利申请No.10-2019-0142593的优先权，通过引用将这两个韩国专利申请的公开内容并入本文中。
技术领域
本公开涉及一种显示装置，并且更具体地，涉及一种使用发光二极管(LED)的显示装置。
背景技术
液晶显示装置和有机发光显示装置具有诸如高分辨率屏幕、小厚度和轻重量的优点。因此，液晶显示装置和有机发光显示装置被广泛应用于诸如移动电话或笔记本电脑的日常电子装置的屏幕，并且其可应用范围逐渐扩大。
然而，液晶显示装置和有机发光显示装置在减小不显示图像但是能够可见地被用户识别的边框区域的尺寸方面有限制。例如，在液晶显示装置的情况下，需要使用密封剂来密封液晶并接合上基板和下基板，从而在减小边框区域的尺寸方面存在限制。此外，在有机发光显示装置的情况下，由有机材料形成的有机发光二极管易受湿气或氧气的影响，因此需要设置封装单元以保护有机发光二极管。因此，在减小边框区域的尺寸方面存在限制。因此，当以平铺图案布置多个液晶显示面板或多个有机发光显示面板以实施超大尺寸屏幕时，用户容易识别相邻面板之间的边框区域。
作为对此的替代，已经研究了使用小型LED作为发光二极管的显示装置。由于LED由无机材料而不是有机材料形成，因此可靠性极好，因此其寿命比液晶显示装置或有机发光显示装置的寿命长。另外，LED由于具有快的发光速度、良好的发光效率、以及根据强的耐冲击性而具有优异的稳定性并且显示具有高亮度的图像，因此适合于非常大的屏幕。
已经在各种领域中搜索了包括这种小LED的显示装置，并且已经进行了一些关于显示装置和制造该显示装置的方法的研究，以减少可能在制造过程期间引起的缺陷。
发明内容
在将多个发光二极管设置在基板上的过程期间，一些发光二极管的位置可能未对准。此外，一些发光二极管以未对准的状态被固定到基板上，从而发生错位。当发光二极管未对准或错位时，在后续工艺期间可能导致电极之间的短路。本公开的发明人认识到需要替代方案以最小化上述缺陷。
本公开要实现的目的是提出一种显示装置，该显示装置能够最小化在将发光二极管设置在基板上的过程期间可能引起的缺陷。
应当注意，所述问题中描述的本公开的内容、所述问题的解决方案以及上述效果并未指定权利要求的基本特征。因此，权利要求的范围不限于在本公开的说明书中描述的内容。
为了解决上述问题，根据本公开的一方面，一种显示装置包括：其上设置有半导体元件和公共电极的基板；发光二极管(LED)，其设置在基板上并包括n型层、发光层和p型层；设置在基板和发光二极管上的绝缘层；以及第一连接电极，其连接到发光二极管和半导体元件。这里，第一连接电极设置在绝缘层上，并且第一连接电极通过由多个细孔构成的第一连接单元电连接至p型层。
根据本公开的另一方面，一种显示装置包括：基板，其上设置有包括多个发光二极管的发光二极管阵列；薄膜晶体管阵列，其设置在基板上并电连接至发光二极管阵列以控制发光二极管的发光；以及抑制由于发光二极管的未对准而导致包括在发光二极管中的n型层和p型层的电短路问题的结构。
其他实施例的细节将包括在具体实施方式和附图中。
根据本公开，具有特定结构的结构被设置在发光二极管的外围部分，以解决当发光二极管在基板上未对准时所引起的发光二极管的电极的电短路的问题。
此外，根据本公开，在绝缘层上提供细孔，使得即使发光二极管移位，发光二极管和像素电路也可以保持稳定的连接关系。
此外，根据本公开，在绝缘层上提供细孔，使得即使发光二极管移位，也可以抑制发光二极管的n电极和p电极被电短路的问题。
本公开的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员从以下描述中可以清楚地理解未提及的其他效果。
附图说明
以下结合附图根据以下具体实施方式，将更清楚地理解本公开的上述和其他方面、特征和其他优点，在附图中：
图1是根据本公开的示例性实施例的显示装置的平面图；
图2是根据本公开的示例性实施例的显示装置的一部分的截面图；
图3是根据本公开的示例性实施方式的显示装置的一部分的截面图；
图4A至图4D是示出图1至图3所示的显示装置的各种示例性实施例的平面截面图；
图5是根据本公开的另一示例性实施例的显示装置的一部分的截面图；
图6A至图6C是示出图5所示的显示装置的各种示例性实施例的平面图；以及
图7A至图7C是示出图5所示的显示装置的各种示例性实施例的平面图。
具体实施方式
通过参考以下结合附图详细描述的实施例，本公开的优点和特征以及实现该优点和特征的方法将变得清楚。然而，本公开不限于本文公开的实施例，而是将以各种形式实施。仅通过示例的方式提供实施例，使得本领域普通技术人员可以完全理解本公开的公开内容和本公开的范围。因此，本公开将仅由所附权利要求的范围来限定。
在附图中示出的用于描述本公开的各种实施例的形状、尺寸、比率、角度、数量等仅是示例，并且本公开不限于此。在整个说明书中，类似的附图标记通常表示类似的元件。此外，在本公开的以下描述中，可以省略对已知相关的技术的详细说明，以避免不必要地使本公开的主题难以理解。本文所使用的诸如“包括”、“具有”和“包含”之类的术语通常旨在允许添加其他部件，除非该术语与术语“仅”一起使用。除非另有明确说明，否则对单数的任何提及均可以包括复数。
即使没有明确说明，部件也被解释为包括普通的误差范围(例如，容差范围)。
当使用诸如“上”、“上方”、“下方”和“下一个”之类的术语描述两个元件之间的位置关系时，除非所述术语与术语“立即”或“直接”一起使用，否则一个或多个元件可以位于两个部分之间。
尽管术语“第一”、“第二”等用于描述各种部件，但是这些部件不受这些术语限制。这些术语仅用于将一个部件与其他部件区分开。因此，在本公开的技术概念中，下面要提到的第一部件可以是第二部件。
本公开的各种实施例的每个特征可以组合或者可以部分或全部彼此组合。各种实施例的特征也可以在技术上互锁和驱动。各种实施例的特征可以独立地实践，或者可以彼此独立地相互结合实践。
在下文中，将参考附图详细描述本公开的各种实施例。
图1是根据本公开的示例性实施例的显示装置的平面图，并且图2和图3是示出根据本公开的示例性实施例的显示装置的一部分的截面图。
图1所示的显示装置100包括包括显示区域AA和非显示区域NA。在显示区域AA中，提供多个像素PX，并且在非显示区域NA中，设置了连接像素PX和像素驱动单元的焊盘单元。在该情况下，出于描述本公开的目的而区分非显示区域NA，但是非显示区域NA并不意味着用户能够可见地识别的边框区域。例如，当根据本公开的多个显示装置100被设置成平铺图案时，在显示装置100之间的间隔不能被可见地识别，从而实施了零边框。因此，可以将多个平铺的显示装置100识别为一个大尺寸面板。因此，根据本公开的示例性实施例的显示装置100可以被限定为仅包括显示区域AA，而不具有非显示区域NA。
像素PX是发光的独立单元，并且包括多个发光二极管和单独驱动多个发光二极管的多个像素电路。
一个像素PX可以被定义为由发射不同颜色的光的多个发光二极管配置的单位像素。例如，像素PX可以包括发射红光、绿光和蓝光的发光二极管。然而，本公开不限于此，并且例如，像素PX可以被定义为由一个发光二极管配置的子像素。同时，作为发光二极管，可以使用由无机材料形成的发光二极管140。通常，在尺寸为100μm或更小时，将发光二极管140称为微型LED，并且在尺寸为100μm或更大时，将发光二极管140称为小型LED。
像素电路可以包括多个半导体元件120。像素PX中包括的发光二极管140和半导体元件120可以通过诸如栅极线GL和数据线DL的多条布线连接到包括栅极控制电路和数据控制电路的像素驱动单元。同时，发光二极管140、像素电路和多条布线可以设置在基板110上方，并且像素驱动单元可以设置在基板110下方。连接像素PX和像素驱动单元的多条连接线可以设置在基板110的侧表面上。
图2是示出半导体元件120、发光二极管140以及包围二者的结构的垂直截面图。参考图2，根据本公开的示例性实施例的显示装置100包括基板110、半导体元件120、栅极绝缘层131、钝化层132、反射层RF、粘合层133、发光二极管140、绝缘层150以及连接电极161和162。
基板110是支撑各种功能元件的基板，并且可以由绝缘材料形成。例如，基板110可以包括玻璃或聚酰亚胺。当基板110具有柔性时，基板110还可以包括耦合到基板110的后表面以增强基板110的背板。该背板可以包括塑料材料，并且例如可以包括聚对苯二甲酸乙二醇酯材料。
半导体元件120设置在基板110上。半导体元件120可以用作显示装置100的驱动元件。半导体元件120可以是薄膜晶体管(TFT)、N沟道金属氧化物半导体(NMOS)、P沟道金属氧化物半导体(PMOS)、互补金属氧化物半导体(CMOS)、场效应晶体管FET等，但不限于此。在下面的描述中，假定多个半导体元件120是薄膜晶体管，但是不限于此。
半导体元件120包括栅极电极121、有源层122、源极电极123和漏极电极124。
栅极电极121形成在基板110上。栅极电极121可以由诸如铜(Cu)、铝(Al)、钼(Mo)、钛(Ti)或其合金的导电材料形成，但不限于此。
栅极绝缘层131设置在栅极电极121上。栅极绝缘层131是用于使栅极电极121与有源层122绝缘的层，并且可以由绝缘材料形成。例如，栅极绝缘层131可以由氧化硅SiOx或氮化硅SiNx的单层或双层配置，但不限于此。
有源层122设置在栅极绝缘层131上。例如，有源层122可以由氧化物半导体、非晶硅或多晶硅形成，但不限于此。
源极电极123和漏极电极124设置在有源层122上，彼此间隔开。源极电极123和漏极电极124可以电连接到有源层122。源极电极123和漏极电极124可以由诸如铜(Cu)、铝(Al)、钼(Mo)、钛(Ti)或其合金的导电材料形成，但不限于此。
钝化层132设置在半导体元件120上。钝化层132被提供为保护设置在钝化层132下方的元件，例如半导体元件120。钝化层132可以由氧化硅SiOx或氮化硅SiNx的单层或双层配置，但不限于此。钝化层132可以包括用于电连接半导体元件120和第一连接电极161的第一孔H1和用于电连接公共线CL和第二连接电极162的第二孔H2。
缓冲层可以设置在基板110和半导体元件120之间。缓冲层可以使水分或杂质从基板110到基板110的上部的扩散最小化。缓冲层可以由氧化硅SiOx或氮化硅SiNx的单层或双层配置，但不限于此。
栅极线GL设置在栅极绝缘层131上。栅极线GL可以设置在与栅极电极121相同的层上，并且栅极线GL可以由与栅极电极121相同的材料形成。栅极线GL可以在一个方向上延伸以与显示区域AA和非显示区域NA重叠。数据线DL也可以以与栅极线GL相同的目的形成并且在与栅极线GL不同的方向上延伸。
公共线CL设置在栅极绝缘层131上。公共线CL是用于向发光二极管140施加公共电压的布线，并且可以设置为与栅极线GL或数据线DL间隔开。公共线CL可以在与栅极线GL或数据线DL相同的方向上延伸。公共线CL可以由与源极电极123和漏极电极124相同的材料形成，或者可以由与栅极电极121相同的材料形成。
反射层RF设置在钝化层132上。反射层RF是用于提高发光二极管140的发光效率的层。反射层RF朝向显示装置100的上部反射从发光二极管140发射的光中的被导向基板110的光，以输出到显示装置100的外部。反射层RF可以由具有高反射率的金属材料形成，并且例如可以包括银(Ag)、铝(Al)等。同时，纯银(Ag)可能会与氧气或氮气发生反应，从而可能降低反射率。因此，反射层RF可以由ITO/Ag/ITO的多层形成，或者可以通过添加诸如钯(Pd)或铜(Cu)的杂质来形成。
粘合层133设置在反射层RF上。粘合层133是用于将发光二极管140固定到基板110上的层，并且可以使由金属材料形成的反射层RF与发光二极管140绝缘。然而，粘合层不必限于此。当发光二极管是暴露其下方的一个电极的垂直型时，粘合层133可以包括导电材料，以将发光二极管的一个电极电连接到反射层RF。粘合剂层133可以由热固性材料或光固化材料形成，并且可以是选自粘合剂聚合物、环氧树脂、UV树脂、基于聚酰亚胺的材料、基于丙烯酸酯的材料、基于聚氨酯的材料和聚二甲基硅氧烷(PDMS)中的任何一种，但不限于此。
粘合层133可以包括用于将半导体元件120和第一连接电极161电连接的第一孔H1和用于将公共线CL和第二连接电极162电连接的第二孔H2。在该情况下，包括在粘合层133中的第一孔H1和第二孔H2可以具有比包括在钝化层132中的第一孔H1和第二孔H2的直径更大的直径。同时，如图2所示，粘合层133可以设置在基板110的整个表面上，但是不必限于此。在一些示例性实施例中，粘合层133可以被图案化为具有岛形状以与发光二极管140重叠。
发光二极管140设置在粘合层133上以与反射层RF重叠。发光二极管140包括n型层141、有源层142、p型层143、n电极145、p电极144和封装层146。在下文中，描述了发光二极管140是横向型LED，但不必限于此。例如，在一些示例性实施例中可以描述发光二极管140是垂直型LED。
n型层141是其中具有负电荷的自由电子作为载流子移动以产生电流的半导体层，并且n型层141可以由基于n-GaN的材料形成。基于n-GaN的材料可以是GaN、AlGaN、InGaN或AlInGaN，并且Si、Ge、Se、Te或C可以用作用于掺杂n型层141的杂质。此外，在一些情况下，诸如基于未掺杂的GaN的半导体层之类的缓冲层可以另外形成在生长基板和n型层141之间。
有源层142设置在n型层141上，并且可以具有多量子阱(MQW)结构，该结构具有阱层和具有比阱层的带隙高的带隙的势垒层。例如，有源层142可以具有诸如InGaN/GaN的多量子阱结构。
p型层143是其中具有正电荷的空穴作为载流子移动以产生电流的半导体层，并且p型层143可以由基于p-GaN的材料形成。基于p-GaN的材料可以是GaN、AlGaN、InGaN或AlInGaN，并且Mg、Sn或Be可以用作用于掺杂p型层143的杂质。
p电极144形成在p型层143上以形成欧姆接触。p电极144可以是透明导电材料，例如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)，但不限于此。此外，n电极145设置在n型层141上以用于欧姆接触。n电极145可以由与p电极144相同的材料形成。
封装层146设置在n型层141和p型层143上，以保护n型层141和p型层143。封装层146也可以被称为保护层146并且可以由SiO2、Si3N4或树脂形成。封装层146可以设置在发光二极管140的除发光二极管140的下部之外的整个表面上。然而，p电极144和n电极145的部分被封装层146暴露，并且p电极144和n电极145可以通过暴露区域分别与第一连接电极161和第二连接电极162欧姆接触。在一些示例性实施例中，封装层146可以不形成在发光二极管140的侧表面的至少一部分中。具体地，封装层146可以不形成在发光二极管140的一个侧表面上，在该侧表面上仅设置n型层141而不设置p型层143。另外，如上所述的发光二极管140可以在暴露n型层141的同时设置在基板110上。
绝缘层150设置在半导体元件120上。绝缘层150可以由有机材料形成，所述有机材料例如光丙烯酸、聚酰亚胺、苯并环丁烯树脂或丙烯酸酯树脂，但不限于此。
绝缘层150可以被设置为覆盖基板110的整个表面。此外，绝缘层150被设置为与发光二极管140的侧表面相邻，从而发光二极管140可以更牢固地固定到基板110上。绝缘层150可以包括用于电连接半导体元件120和第一连接电极161的第一孔H1和用于电连接公共线CL和第二连接电极162的第二孔H2。在该情况下，绝缘层150中包括的第一孔H1和第二孔H2的直径可以大于粘合层133中包括的第一孔H1和第二孔H2的直径。
绝缘层150可以平坦化多个发光二极管140之间的空间。由于半导体元件120和反射层RF，绝缘层150补偿了基板110上的台阶，以允许连接电极161和162平滑地连接到半导体元件120和公共线CL。
绝缘层150被布置为不仅包围发光二极管140的侧部，而且包围其上部。因此，绝缘层150可以将在基板110上对准的发光二极管140更牢固地固定到基板110上。为此，绝缘层150的高度可以大于发光二极管的最大高度。图2所示的发光二极管140是垂直型LED，其中p型层143设置在n型层141上，并且在该情况下，绝缘层150的高度可以高于p型层143、p电极144、或封装层146。
绝缘层150包括第一连接单元155和第二连接单元156。第一连接单元155包括第一细孔155A和第二细孔155B，并且第二连接单元156包括第一细孔156A和第二细孔156B。图2是示出发光二极管140和在发光二极管140外围的结构的X-Z平面的垂直截面图。同时，包括在第一连接单元155中的细孔155A和155B暴露出p电极144，并且包括在第二连接单元156中的细孔156A和156B暴露出n电极145。在一些示例性实施例中，可以省略p电极144和n电极145。在该情况下，包括在第一连接单元155中的细孔155A和155B暴露出p型层143的一部分，并且包括在第二连接单元156中的细孔156A和156B暴露出n型层141的一部分。由于p电极144的位置高于n电极145的位置，所以包括在第一连接单元155中的细孔155A和155B的深度可以小于包括在第二连接单元156中的细孔156A和156B的深度。此外，由包括在第一连接单元155中的细孔155A和155B暴露的p电极144的面积可以大于由包括在第二连接单元156中的细孔156A和156B暴露的n电极145的面积。
第一连接电极161设置在绝缘层150和发光二极管140上。第一连接电极161通过第一连接单元155将发光二极管140的p电极144和薄膜晶体管120电连接。即，第一连接电极161通过第一孔H1电连接到源极电极123，并通过第一连接单元155电连接到p型层143。当显示装置100是顶部发射型时，第一连接电极161可以由透明导电材料形成，并且当显示装置100是底部发射型时，第一连接电极161可以由反射导电材料形成。透明导电材料可以是氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)，但不必限于此。反射导电材料可以是Al、Ag、Au、Pt或Cu，但不必限于此。
第二连接电极162设置在绝缘层150和发光二极管140上。第二连接电极162设置成与第一连接电极161间隔开，并且将发光二极管140的n电极145二极管140电连接到公共线CL。即，第二连接电极162通过第二孔H2电连接到公共线CL，并且通过第二连接单元156电连接到n型层141。第二连接电极162可以由反射导电材料形成，或可以由与第一连接电极161相同的材料形成。反射导电材料可以是Al、Ag、Au、Pt或Cu，但不必限于此。
同时，在将发光二极管140移动到基板110上之后，预定的压力被施加到发光二极管140，以主要接合到粘合层133上。在该过程期间，一些发光二极管的位置140移位或移动到未对准的一侧。此外，当发光二极管140通过转移设备移动到基板110上时，由于转移设备的对准误差，发光二极管140可能在基板110上发生错位。如上所述，一些发光二极管140可能在其要被固定到的基板110上发生未对准或错位，并且在该情况下，可能引起一些问题。
图2所示的发光二极管140是其中端部设置在正确位置L1中的示例，并且图3所示的发光二极管140’是其中端部在从正确位置L1移位第一距离S1的位置L2中发生错位的示例。发光二极管140’从正确位置L1移位的第一距离S1可以是几微米或更短。本公开的发明人发现，取决于发光二极管140’的尺寸，非常小的值的第一距离S1可能是非常敏感的缺陷因子，并且本公开的发明人发明了各种示例性实施例来解决该问题。图1和图2中所示的显示装置100与图3中所示的显示装置100之间的唯一区别是发光二极管140和140’的位置，但是其他配置基本相同，因此将省略多余的描述。同时，根据本公开的示例性实施例的显示装置100可以包括图2所示的发光二极管140或图3所示的发光二极管140’。图3中所示的发光二极管140’与图2所示的发光二极管140之间的唯一区别在于设置在基板110上的位置，但是结构相同，因此为了便于描述，发光二极管由不同的附图标记表示。
多个发光二极管140形成在单独的生长基板上，并且然后通过基板分离工艺与生长基板分离，以移动到基板110上。设置在基板110上的多个发光二极管140可以被称为发光二极管阵列。对于将多个发光二极管140与生长基板分离的基板分离工艺，可以应用激光剥离(LLO)工艺或化学剥离(CLO)工艺。在该情况下，发光二极管140或140’与生长基板分离，使得封装层146的与生长基板相邻的部分可以与生长基板一起被去除。因此，与生长基板分离的发光二极管140或140’可以包括位于侧表面上并暴露n型层141的一部分的暴露单元UC。发光二极管140和140’可以设置在基板110上，同时通过暴露单元UC将n型层141的一部分暴露。根据本公开的示例性实施例的绝缘层150被设置为完全覆盖暴露单元UC，以抑制不必要的信号被施加到n型层141。即，暴露单元UC可以通过绝缘层150电绝缘。
由于发光二极管140’从正确位置L1移位了第一距离S1，使得由于发光二极管140’的一端在位置L2上发生错位或未对准，第一连接单元155的至少一部分可以不与p电极144重叠。更具体而言，参考图3，由于发光二极管140’移位了第一距离S1，使得发光二极管140’的一端设置在位置L2，所以包括在第一连接单元155中的细孔155A不与发光二极管140’重叠。此外，第一细孔155A形成到绝缘层150的中间深度D2。形成在绝缘层150的上表面上的第一细孔155A的直径足够小，使得填充在第一细孔155A中的第一连接电极161不与暴露单元UC接触。即，作为由绝缘层150的上部形成的第一细孔155A的最大深度的第二深度D2可以小于作为与由绝缘层150的上部形成的发光二极管140’的暴露单元UCS的最小距离的第一深度D1。因此，未对准或错位的发光二极管140’的暴露单元UC通过绝缘层150保持电绝缘，并且n型层141和p型层143也可以保持彼此电绝缘。此外，发光二极管140’的暴露单元UC不与设置在第一细孔155A上的第一连接电极161接触，以使得源极电极123和n型层141可以保持彼此电绝缘。
包括在第一连接单元155中的第二细孔155B与p电极144重叠，并且p电极144与薄膜晶体管120通过填充在第二细孔155B中的第一连接电极161电连接。同时，包括在第一连接单元155中的细孔155A和155B的最大直径可以相同，并且第一细孔155A的最大直径和数量可以根据第一连接电极161与p电极144之间的接触电阻来确定。换句话说，包括在第一连接单元155中的细孔155A和155B的尺寸小于第一孔H1的尺寸，以使得连接电极161和通过细孔155A和155B彼此连接的薄膜晶体管120之间的接触电阻可以是高的。因此，为了实施与通过第一孔H1彼此连接的连接电极161和薄膜晶体管120之间的接触电阻相同水平的接触电阻，可以提供至少两个细孔155A和155B。例如，形成在绝缘层150的上表面上的第一孔H1的最大尺寸可以是8至10微米，并且细孔155A、155B、156A和156B的最大尺寸可以是3至5微米，但是不限于此。
接下来，参考图3，由于发光二极管140’移位了第一距离S1，使得发光二极管140’的一端在位置L2上发生错位或未对准，所以第二连接单元156的至少一部分可以不与n电极145重叠。因此，包括在第二连接单元156中的第一细孔156A可以在p电极144和n电极145之间与封装层146重叠。在该情况下，绝缘层150可以通过第一细孔156A使封装层146的一部分暴露，并且填充在第一细孔156A中的第二连接电极162与封装层146接触。相反，第一细孔156A不与p电极144重叠，使得p电极144和n电极145可以保持彼此电绝缘。
包括在第二连接单元156中的第二细孔156B与n电极145重叠，并且n电极145和公共线CL通过填充在第二细孔156B中的第二连接电极162电连接。在一些示例性实施例中，由于发光二极管140’的未对准或错位，例如，包括在第二连接单元156中的至少一些细孔156B(例如，第二细孔156B)可能不与发光二极管140’重叠。
在一些示例性实施例中，包括在第二连接单元156中的细孔156A和156B的最大直径可以大于包括在第一连接单元155中的细孔155A和155B的最大直径。替代地，第二连接单元156可以形成为单个连接单元，而没有多个细孔156A和156B。如果发光二极管140’向与图3所示的第一距离S1相反的方向移动，即，沿X轴的负方向移动，则从绝缘层150的上部形成的第二连接单元156的最大深度可以大于图3所示的第一深度D1。因此，第二连接电极162可以通过第二连接单元156电连接到暴露单元UC。然而，同样在该情况下，由于公共线CL通常通过第二连接电极162连接到n型层141，因而发光二极管140’可以正常操作。
在一些示例性实施例中，可以不在发光二极管的靠近n电极145且远离p电极144的侧表面上提供封装层146。如上所述，当发光二极管的其上未形成封装层146的一个整个侧表面是暴露单元UC时，包括在第二连接单元156中的第二细孔156B和填充在第二细孔156B中的第二连接电极162可以与暴露单元UC接触。然而，由于n型层141和公共线CL通过第二连接电极162彼此电连接，所以发光二极管可以正常操作。
包括在第二连接单元156中的细孔156A和156B可以具有相同的直径。此外，第二细孔156B的最大直径和数量可以根据第二连接电极162和n电极145之间的接触电阻来确定。第一细孔155A和155B或第二细孔156A和156B的最大直径可以为2至4微米，并且第一细孔155A和155B的尺寸可以与第二细孔156A和156B的尺寸相同。然而，细孔155A、155B、156A和156B的尺寸不必限于此。
在根据本公开的示例性实施例的显示装置100中，包括细孔155A、155B、156A和156B的结构设置在发光二极管140或140’的外围。因此，即使发光二极管140’在基板110上错位或未对准，也可以彻底抑制p电极144与暴露单元UC电气断开的故障。
此外，根据本公开的示例性实施例的显示装置100包括这样的结构，其中即使形成在绝缘层150上的细孔155A和155B中的一些由于发光二极管140或140’在基板110上的错位或未对准而不与p电极144重叠，第一连接电极161和p电极144也稳定地连接。
此外，根据本公开的示例性实施例的显示装置100包括这样的结构，其中即使形成在绝缘层150上的细孔156A和156B中的一些由于发光二极管140或140’在基板110上的错位或未对准而不与n电极145重叠，第二连接电极162和n电极145也稳定地连接。
反射层RF可以在每个像素PX处具有相同的形状和相同的尺寸。参考图2和图3，当发光二极管140或140’的一端设置在正确位置L1中或者甚至设置在除了正确位置L1之外的位置L2中时，反射层RF可以被设置为具有比发光二极管140或140’的横截面更大的横截面，以与发光二极管140或140’重叠。
图4A至图4D是示出图1至图3所示的显示装置的各种示例性实施例的平面截面图。在图4A至图4D中，为了更好地理解第一连接单元155和第二连接单元156的各种示例性实施例，仅示出了发光二极管140或140’以及绝缘层150的一部分，并且省略了其他部件。参考图4A和图4B，第一连接单元155和第二连接单元156还可以包括设置为与上述细孔155A、155B、156A和156B相邻的细孔155A’、155B’、156A’和156B’。即，第一连接单元155包括第一细孔155A和155A’以及第二细孔155B和155B’，第二连接单元156包括第一细孔156A和156A’以及第二细孔156B和156B’。
图4A示出了一端设置在正确位置L1中的发光二极管140以及图2中所示的显示装置100中的第一连接单元155和第二连接单元156。无论发光二极管140或140’的位置如何，形成第一连接单元155和第二连接单元156的位置总是相同的。因此，取决于设置发光二极管140或140’的位置，确定了第一连接单元155和第二连接单元156与p电极144和n电极145之间的相对位置关系。即，当发光二极管140的一端设置在正确位置L1中时，包括在第一连接单元155中的细孔155A、155A’、155B和155B’与发光二极管140的p电极144重叠。此外，包括在第二连接单元156中的细孔156A、156A’、156B和156B’与发光二极管140的n电极145重叠。在该情况下，如图4A所示，包括在第一连接单元155中的细孔155A、155A’、155B和155B’不需要全部与p电极144重叠，并且包括在第二连接单元156中的全部细孔156A、156A’、156B和156B’与n电极145重叠。即，即使发光二极管140设置于正确位置L1中，一些细孔也可以不与p电极144或n电极145重叠。然而，可以适当地设计细孔的尺寸、位置和数量，使得当发光二极管140设置在正确位置L1中时与p电极144和n电极145重叠的细孔的数量大于当发光二极管140设置在除了正确位置L1之外的位置L2中时与p电极144和n电极145重叠的细孔的数量。
图4B示出了包括在图3中所示的显示装置100中的发光二极管140和140’中的其中一端设置于除正确位置L1之外的位置L2中的发光二极管140’以及第一连接单元155和第二连接单元156。当发光二极管140’设置于位置L2中时，第一连接单元155的一些细孔155A和155A’可以从p电极144发生移位。即使在图4B中，示出了包括在第一连接单元155中的第一细孔155A和155A’与发光二极管140重叠，如图3中所示的第一细孔155A，第一细孔155A和155A’可以不与发光二极管140’重叠。在该情况下，第一细孔155A和155A’没有到达发光二极管140下方的暴露单元UC，从而p电极144和n型层141可以保持彼此绝缘。同时，包括在第二连接单元156中的第一细孔156A和156A’设置为与n电极145偏离，但不与p电极144重叠，使得p电极144和n电极145可以保持电绝缘。通过这样做，无论发光二极管140和140’的错位或未对准，显示装置100都可以正常操作。
根据本公开的另一示例性实施例，即使发光二极管140的一端设置在正确位置L1中，包括在第一连接单元155或第二连接单元156中的一些细孔也可以不与发光二极管140重叠。在该情况下，不与发光二极管140重叠的细孔的深度形成为不与暴露单元UC接触，以使得n型层141和p型层143可以保持彼此电绝缘。此外，包括在第一连接单元155或第二连接单元156中的一些细孔总是设置为与p电极144或n电极145重叠，以使得发光二极管140可以正常操作。
在本公开的附图中，示出了包括在每个连接单元中的细孔被设置成矩阵，但是不必限于此。例如，细孔可以被设置成圆形，或者设置成与p电极144或n电极145的形状相对应的形状，或者设置成与封装层146的开口相对应的形状。
图4C和图4D示出了包括在第一连接单元155和第二连接单元156中的细孔155A、155B、156A和156B的各种示例性实施例。即使图4A和图4B中所示的细孔155A、155A’、155B、155B’、156A、156A’、156B、156B’在平面图中具有圆形形状，如图4C和图4D所示，细孔155A、155B、156A、156B可以具有在一个方向上延伸的矩形或狭缝形状。参考图4C，细孔155A、155B、156A和156B可以具有包括在p电极144或n电极145中的形状，并且参考图4D，细孔可以具有延伸超过p电极144或n电极145的形状，从而偏离p电极144或n电极145。如图4C和图4D所示，与细孔155A、155B、156A和156B具有圆形形状的情况相比，当细孔155A、155B、156A和156B形成为具有狭缝形状时，连接电极161和162与p电极144和n电极145之间的接触电阻较大。因此，可以提供稳定的连接。此外，即使发光二极管140或140’不仅在X轴方向上移位，而且还在Y轴方向上移位，也可以以更稳定的接触电阻连接电极。此外，即使发光二极管140或140’在Y轴方向上移位从而导致错位，图4D中所示的细孔155A、155B、156A和156B的深度也不被形成为与暴露单元UC接触。因此，即使发光二极管140或140’在X轴方向或Y轴方向上移位，第一连接电极161和n型层141也可以保持电绝缘。
图5是根据本公开的另一示例性实施例的显示装置的一部分的截面图。
图5所示的显示装置500与图2和图3的显示装置100之间的唯一区别是绝缘层550，但是其他配置基本相同。因此，将省略多余的描述。
显示装置500包括基板110和设置在发光二极管140’上的绝缘层550。绝缘层550包括第一连接单元555和第二连接单元556。与图2所示的第一连接单元155和第二连接单元156不同，第一连接单元555和第二连接单元556中的每一个可以被配置为包括一个孔而不是多个孔。第一连接电极561设置在包括第一连接单元555的绝缘层550上。第一连接电极561通过第一孔H1和第一连接单元555将薄膜晶体管120的源极电极123和p型层143彼此电连接。第二连接电极562设置在包括第二连接单元556的绝缘层550上。第二连接电极562通过第二孔H2和第二连接单元556将公共线CL和n型层141彼此电连接。
参考图2所示的显示装置100和图5所示的显示装置500，如图5所示，发光二极管140’可以被设置为与设置在正确位置L1中的发光二极管140在X轴方向上间隔开第一距离S1。也就是说，在将发光二极管140’设置在基板110上的过程期间，发光二极管140’的一侧从正确位置L1移位第一距离S1，并且因此发光二极管140’可能被错位到位置L2中。因此，第一连接单元555的至少一部分可以不与发光二极管140’重叠，并且可以从绝缘层550的上部蚀刻不与发光二极管140’重叠的第一连接单元555，蚀刻到第二深度D2。为了使发光二极管140’正常操作，需要使n型层141和p型层143保持彼此电绝缘。因此，第一连接单元555的第二深度D2需要形成为小于第一深度D1，该第一深度D1是使n型层141的一部分被暴露的暴露单元UC的深度。
图6A至图6C是示出图5所示的显示装置的各种示例性实施例的平面图。图6A至图6C是从顶表面观察的显示装置500的平面图。图6A是设置在正确位置L1中的发光二极管140，图6B是从正确位置L1移位第一距离S1的发光二极管140’，并且图6C是从正确位置L1移位第二距离S2的发光二极管140’。此外，图6A至图6C中所示的第一连接单元555和第二连接单元556是被设计为大于发光二极管140和140’的n电极145和p电极144的示例。即，图6A至图6C中所示的发光二极管140和140’被设计为使得第一连接单元555的宽度W2大于p电极144的宽度W1，并且第二连接单元556的宽度W6大于n电极145的宽度W5。
同时，在一些示例性实施例中，可以省略发光二极管140和140’的p电极144和n电极145。在该情况下，可以将本说明书中描述的p电极144描述为使p型层143的一部分被封装层146暴露的第二暴露单元，并且可以将n电极145描述为使n型层141的一部分被封装层146暴露的第一暴露单元。与图6A所示的发光二极管140相比，图6B和图6C所示的发光二极管140’从正确位置L1移位，但是结构基本相同，因此将省略重复的描述。
图6B所示的发光二极管140’从正确位置L1移位第一距离S1，从而使一端设置在位置L2中。因此，发光二极管140’可以具有不与第一连接单元555重叠的区域。然而，第一连接单元555的部分区域与p电极144重叠，使得第一连接电极561可以电连接到p型层143。因此，发光二极管140’可以正常操作。在该情况下，从发光二极管140’的边缘到第一连接单元555的边缘的距离T1与第一距离S1和从发光二极管140’的边缘到第一连接单元555的边缘的距离之间的差相同。总而言之，当从发光二极管140’的边缘到p电极144的边缘的距离W3为a2并且从第一连接单元555的边缘到p电极144的边缘的距离W4为a3时，从发光二极管140’的边缘到第一连接单元555的边缘的距离T1可以被表示为“第一距离S1-(a2-a3)”。
图6C所示的发光二极管140’从正确位置L1移位第二距离S2，从而使一端设置在位置L3中。在该情况下，第一连接单元555不与p电极144重叠，从而第一连接电极561与p型层143电绝缘。因此，发光二极管140’不能正常操作。在该情况下，当第一连接单元555的宽度W2为a1时，从发光二极管140’的边缘到第一连接单元555的边缘的距离T2可以表示为“a1-a2”。
为了正常地操作发光二极管140和140’，从图6B中所示的发光二极管140’的边缘到第一连接单元555的边缘的距离必须小于从图6C中所示的发光二极管140’的边缘到第一连接单元555的边缘的距离T2。也就是说，为了抑制第一连接电极561和p型层143彼此电绝缘的开路故障，必需满足不等式“(第一距离S1-a2+a3)<(a1-a2)”。因此，为了抑制发光二极管140和140’的开路故障，第一距离S1必需小于“a1-a3”。如上所述，当有效地管理每个像素PX中包括的发光二极管140和140’从正确位置L1移位的第一距离S1时，可以显著降低故障率。
在一些示例性实施例的发光二极管140和140’中，p电极144和n电极145之间的距离W8可以小于第二连接单元556的宽度W6。此外，发光二极管140’的第二距离S2可以大于p电极144和n电极145之间的距离W8与从第二连接单元556的边缘到n电极145的边缘的距离W7之间的差。换句话说，当p电极144与n电极145之间的距离W8为b并且从第二连接单元556的边缘到n电极145的边缘的距离W7为c2时，假定发光二极管140’的第二距离S2大于“b-c2”。在该情况下，p电极144可以同时与第一连接单元555和第二连接单元556重叠，并且因此p型层143和n型层141电连接，使得发光二极管140’不能正常操作。为了抑制发光二极管140和140’的短路故障，期望将第二距离S2控制为具有小于“b-c2”的值。同时，当p电极144和n电极145之间的距离W8大于第二连接单元556的宽度W6时，如上所述的水平短路故障的可能性可以降低。然而，p电极144的宽度W1和n电极145的宽度W5相对减小，使得p电极144和n电极145的开路故障的可能性增加。如上所述，通过有效地控制每个像素PX中包括的发光二极管140和140’被设置的位置，可以显著降低故障率。
图7A至图7C是示出图5所示的显示装置的各种示例性实施例的平面图。图7A至图7C是从顶表面观察的显示装置500的平面图。图7A是设置在正确位置L1中的发光二极管140，图7B是从正确位置L1移位第一距离S1的发光二极管140’，并且图7C是从正确位置L1移位第二距离S2的发光二极管140’。此外，在图7A至图7C所示的第一连接单元555’和第二连接单元556’被设计为小于发光二极管140和140’的n电极145和p电极144。也就是说，图7A至图7C所示的发光二极管140和140’被设计为使得第一连接单元555’的宽度W2’小于p电极144的宽度W1，并且第二连接单元556’的宽度W6’小于n电极的宽度W5。与图7A中所示的发光二极管140相比，图7B和图7C中所示的发光二极管140’从正确位置L1移位，但是结构基本上相同，因此将省略多余的描述。
图7B所示的发光二极管140’从正确位置L1移位第一距离S1，从而使一端设置在位置L2中。在该情况下，第一连接单元555与p电极144部分重叠，使得第一连接电极561电连接到p型层143。因此，发光二极管140’可以正常操作。在该情况下，从发光二极管140’的边缘到第一连接单元555的边缘的距离T1与第一距离S1和从发光二极管140’的边缘到第一连接单元555’的边缘的距离之间的差相同。总之，当从发光二极管140’的边缘到p电极144的边缘的距离W3为a2并且从第一连接单元555’的边缘到p电极144的边缘的距离W4’为a3时，从发光二极管140’的边缘到第一连接单元555’的边缘的距离T1可以表示为“第一距离S1-(a2+a3)”。
图7C所示的发光二极管140’从正确位置L1移位第二距离S2，使得一端设置在位置L3中。在该情况下，第一连接单元555’不与p电极144重叠，使得第一连接电极561与p型层143电绝缘。因此，发光二极管140’不能正常操作。在该情况下，当第一连接单元555’的宽度W2’为a1时，从发光二极管140’的边缘到第一连接单元555’的边缘的距离T2可以表示为“a1-a2”。
为了正常地操作发光二极管140和140’，从图7B中所示的发光二极管140’的边缘到第一连接单元555’的边缘的距离T1应当小于从图7C中所示的发光二极管140’的边缘到第一连接单元555’的边缘的距离T2。也就是说，为了抑制第一连接电极561和p型层143彼此电绝缘的开路故障，必需满足不等式“{第一距离S1-(a2+a3)}＜(a1-a2)”。因此，为了抑制发光二极管140和140’的开路故障，第一距离S1必需小于“a1+a3”。如上所述，当有效地管理每个像素PX中包括的发光二极管140和140’从正确位置L1移位的第一距离S1时，可以显著降低故障率。
还可以如下描述本公开的示例性实施例：
根据本公开的一方面，提供了一种显示装置。所述显示装置可以包括：基板，其上设置半导体元件和公共电极；发光二极管(LED)，其设置在基板上并包括n型层、发光层和p型层；绝缘层，其设置在基板和发光二极管上；以及第一连接电极，其连接到发光二极管和半导体元件。另外，第一连接电极可以设置在绝缘层上，并且第一连接电极通过由多个细孔配置的第一连接单元电连接至p型层。
根据本公开的其他特征，显示装置还可以包括第二连接电极，该第二连接电极连接至发光二极管和公共电极。另外，第二连接电极可以设置在绝缘层上，并且第二连接电极通过由多个细孔配置的第二连接单元电连接至n型层。
根据本公开的其他特征，第一连接单元或第二连接单元可以包括椭圆形细孔。
根据本公开的其他特征，第一连接单元或第二连接单元可以包括具有沿一个方向延伸的狭缝形状的细孔。
根据本公开的其他特征，发光二极管还可以包括由无机材料形成的保护层，并且该保护层设置在发光二极管的侧部上。
根据本公开的其他特征，发光二极管还可以包括使n型层的至少一部分被保护层暴露的暴露单元，并且该暴露单元设置在发光二极管的侧部上。
根据本公开的其他特征，绝缘层可以完全覆盖暴露单元。
根据本公开的其他特征，发光二极管还可以包括处于发光二极管上方的第一电极和第二电极，第一电极可以设置在被保护层暴露的p型层上，并且第二电极可以设置在被保护层暴露的n型层上。
根据本公开的其他特征，第一连接单元包括在平面图中不与第一电极重叠的细孔。
根据本公开的其他特征，在平面图中可以不与第一电极重叠的细孔不连接到暴露单元。
根据本公开的其他特征，包括在第一连接单元中的细孔的深度可以小于包括在第二连接单元中的细孔的深度。
根据本公开的其他特征，绝缘层可以是有机材料。
根据本公开的另一方面，提供了一种显示装置。所述显示装置可以包括：基板，其上设置包括多个发光二极管的发光二极管阵列；半导体元件阵列，其设置在基板上并电连接至发光二极管阵列以控制多个发光二极管的发光；以及抑制由于多个发光二极管的未对准而导致的包括在多个发光二极管中的n型层和p型层的电短路的结构。
根据本公开的另一特征，所述结构可以是绝缘层，其与所述多个发光二极管的侧部直接接触，从而不从所述发光二极管的侧部暴露所述n型层。
根据本公开的其他特征，多个发光二极管可以包括：形成在n型层和p型层上的保护层，以保护n型层和p型层；第一暴露单元，其由于不在发光二极管的侧部形成保护层而电连接至n型层；以及第二暴露单元，其由于不在发光二极管的上部形成保护层而电连接到p型层。
根据本公开的另一特征，显示装置还可以包括连接电极，该连接电极连接第二暴露单元和半导体元件，其中该连接电极可以设置在结构上。
根据本公开的另一特征，所述结构可以包括由多个孔配置的连接单元，并且所述连接电极可以通过所述连接单元电连接至所述p型层。
根据本公开的其他特征，所述结构可以包括：与第二暴露单元重叠的细孔和不与第二暴露单元重叠的细孔，并且不与第二暴露单元重叠的细孔的深度小于结构的最大厚度。
根据本公开的其他特征，所述结构由具有绝缘特性的有机材料形成。
尽管已经参考附图详细描述了本公开的实施例，但是应当理解，本公开不限于那些实施例，并且在不脱离本公开的范围的情况下可以进行各种改变和修改。因此，本公开中公开的实施例旨在说明而不是限制本公开的范围，并且本公开的技术思想的范围不受这些实施例的限制。因此，应该理解，上述实施例在所有方面都是示例性的，而不是限制性的。本公开的范围应根据权利要求来解释，并且等同范围内的所有技术思想应被解释为落入本公开的范围内。

Claims (20)

1.一种显示装置，包括：
基板，其上设置半导体元件和公共电极；
发光二极管(LED)，其设置在所述基板上并且包括n型层、发光层和p型层；
绝缘层，其设置在所述基板和所述发光二极管上；以及
第一连接电极，其连接到所述发光二极管和所述半导体元件，
其中，所述第一连接电极设置在所述绝缘层上，并且所述第一连接电极通过由多个细孔配置的第一连接单元电连接至所述p型层。
2.根据权利要求1所述的显示装置，还包括：
第二连接电极，其连接至所述发光二极管和所述公共电极，
其中，所述第二连接电极设置在所述绝缘层上，并且所述第二连接电极通过由多个细孔配置的第二连接单元电连接至所述n型层。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述第一连接单元或所述第二连接单元包括椭圆形细孔。
4.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述第一连接单元或所述第二连接单元包括具有沿一个方向延伸的狭缝形状的细孔。
5.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述发光二极管还包括由无机材料形成的保护层，并且所述保护层设置在所述发光二极管的侧部上。
6.根据权利要求5所述的显示装置，其中，所述发光二极管还包括暴露单元，所述n型层的至少一部分通过所述暴露单元被所述保护层暴露，并且所述暴露单元设置在所述发光二极管的侧部上。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其中，所述绝缘层完全覆盖所述暴露单元。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其中，所述发光二极管还包括处于所述发光二极管上方的第一电极和第二电极，所述第一电极设置在由所述保护层暴露的所述p型层上，并且所述第二电极设置在由保护层暴露的所述n型层上。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其中，所述第一连接单元包括在平面图中不与所述第一电极重叠的细孔。
10.根据权利要求9所述的显示装置，其中，在平面图中不与所述第一电极重叠的所述细孔不连接至所述暴露单元。
11.根据权利要求2所述的显示装置，其中，包括在所述第一连接单元中的所述细孔的深度小于包括在所述第二连接单元中的所述细孔的深度。
12.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述绝缘层是有机材料。
13.一种显示装置，包括：
基板，其上设置包括多个发光二极管的发光二极管阵列；
半导体元件阵列，其设置在所述基板上并电连接至所述发光二极管阵列以控制所述多个发光二极管的发光；以及
设置在所述发光二极管阵列上的结构，所述结构抑制由于所述多个发光二极管的未对准而导致包括在所述多个发光二极管中的所述n型层和所述p型层的电短路。
14.根据权利要求13所述的显示装置，其中，所述结构是绝缘层，所述绝缘层与所述多个发光二极管的侧部直接接触，从而不从所述多个发光二极管的所述侧部暴露所述n型层。
15.根据权利要求14所述的显示装置，其中，所述多个发光二极管还包括：形成在所述n型层和所述p型层上的保护层；第一暴露单元，其位于所述发光二极管的所述侧部并通过所述保护层至少部分地暴露所述n型层；以及第二暴露单元，其设置在所述发光二极管的上部并通过所述保护层至少部分地暴露所述p型层。
16.根据权利要求15所述的显示装置，还包括：
连接所述第二暴露单元和所述半导体元件的第一连接电极，
连接所述第一暴露单元和所述公共电极的第二连接电极，
其中，所述第一连接电极和所述第二连接电极设置在所述结构上。
17.根据权利要求16所述的显示装置，其中，所述结构包括第一连接单元和第二连接单元，所述第一连接单元和所述第二连接单元中的每者由多个细孔配置，并且所述第一连接电极和所述第二连接电极分别通过所述第一连接单元和所述第二连接单元电连接至所述p型层和所述n型层。
18.根据权利要求17所述的显示装置，其中，所述结构包括：与所述第二暴露单元重叠的细孔和不与所述第二暴露单元重叠的细孔，并且不与所述第二暴露单元重叠的细孔的深度小于所述结构的最大厚度。
19.根据权利要求16所述的显示装置，其中，所述结构包括第一连接单元和第二连接单元，所述第一连接单元和第二连接单元中的每者由一个孔配置，并且所述第一连接电极和所述第二连接电极分别通过所述第一连接单元和所述第二连接单元电连接至所述p型层和所述n型层。
20.根据权利要求19所述的显示装置，其中，所述第一连接单元的至少一部分不与所述p型层重叠，并且所述第一连接单元的不与所述p型层重叠的部分是从所述绝缘层的上部蚀刻的，并且所述第一连接单元的不与所述p型层重叠的部分的深度小于所述结构的最大厚度。
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