CN111384227A - 显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及显示装置。显示装置包括:第一基板,其包括多个像素;在多个像素中的每一个中的多个发光二极管(LED);在多个LED上的多个光转换单元;以及多个分隔部,其配置成围绕多个光转换单元中的每一个。多个光转换单元中的每一个在多个分隔部内部的凹槽中。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年12月26日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0169401号的权益,其公开内容的全部内容通过引用整体并入。
技术领域
本公开内容涉及显示装置,并且更具体地,涉及使用微发光二极管(微LED)的显示装置。
背景技术
用于诸如计算机的监视器、TV或移动电话的设备的显示装置可以包括自身发光的有机发光显示器(OLED)或者需要单独光源的液晶显示器(LCD)。
显示装置不仅广泛用于计算机监视器和电视,而且还广泛用于个人便携装置。对具有减小的显示区以及减小的体积和重量的显示装置持续进行研究。
此外,近年来,包括LED的显示装置作为下一代显示装置引起了关注。LED可以由无机材料而不是有机材料制成,因此与液晶显示装置或有机发光显示装置相比可以具有优异的可靠性和更长的寿命。此外,LED可以不仅具有快速发光速度,而且还具有优异的发光效率、优异的抗冲击性、优异的稳定性以及显示高亮度图像的能力。
在LED制造中,可以通过在一个晶片中生长外延层并且图案化外延层来形成多个LED。然后,可以将在晶片上制造的LED转移至背板基板以形成显示装置。然而,可能存在难以在一个晶片上同时生长红色LED、绿色LED和蓝色LED的问题。因此,可以将在一个晶片上生长的发射单色光的多个LED转移至背板基板,并且在多个LED上布置光转换单元以实现各种颜色的光。
例如,在多个发射单色光的LED之间设置有黑矩阵,并且然后将包含磷光体的材料施加至黑矩阵之间的空间以形成多个光转换单元。例如,通过旋涂法将包含磷光体的光致抗蚀剂施加至多个LED以实现多个光转换单元。在包含磷光体的光致抗蚀剂的情况下,通过一次旋涂能够实现的厚度可以在1μm至2μm的范围内。因此,几乎不可能在一个步骤中将足够量的磷光体涂覆在多个LED上,这可能导致光转换效率的降低。因此,可以在多个LED上涂覆包含磷光体的光致抗蚀剂若干次以形成多个具有多层膜的光转换单元。
然而,当施加光致抗蚀剂时,可能发生未对准等,并且可能使多个光转换单元的布置变形。随着工艺数的增加,材料也可能大量消耗。因此,在涂覆以及在多个LED上涂覆磷光体的方法中,可能难以形成具有高的光转换效率的光转换单元,并且显示装置的所需亮度和功耗可能增加。
此外,通过在多个LED之间设置黑矩阵,发射至多个LED的侧面的光可能不发射至背板基板的上侧,并且可能被黑矩阵吸收,导致光损失。
发明内容
因此,本公开内容涉及一种基本上消除了由于现有技术的限制和缺点而产生的一个或更多个问题的显示装置。
因此,本公开内容的发明人发明了一种可以增加多个光转换单元的厚度以改善光转换效率并且减少向多个LED的侧面的光损失的显示装置。
本公开内容的一个目的是提供能够增加多个光转换单元的厚度的显示装置。
本公开内容的另一目的是提供一种显示装置,在该显示装置中,多个光转换单元的厚度增加,并且用于形成多个光转换单元所需的材料消耗量减少和有可能最小化。
本公开内容的另一目的是提供一种能够将朝向多个LED的侧面发射的光朝向多个LED的上侧重定向的显示装置。
本公开内容的另一目的是提供一种显示装置,在该显示装置中,由多个光转换单元转换的光被多个LED最低程度地再吸收。
本公开内容的附加特征和优点将在下面的描述中阐述,并且一部分将根据描述变得明显,或者可以通过本公开内容的实践来获知附加特征和优点。本公开内容的目的和其他优点将通过书面说明及其权利要求书以及附图中特别指出的结构来实现和获得。
为了实现这些优点和其他优点,并且根据本公开内容的目的,如实施和广泛描述的,根据本公开内容的实施方案的显示装置可以包括:第一基板,其包括多个像素;在多个像素中的每一个中的多个发光二极管(LED);在多个LED上的多个光转换单元;以及多个分隔部,所述多个分隔部配置成围绕多个光转换单元中的每一个;其中多个光转换单元中的每一个在多个分隔部内部的凹槽中。
在另一方面,根据本公开内容的另一个实施方案的显示装置可以包括:第一基板,在第一基板上限定有多个子像素;多个子像素中的多个无机发光结构,其中多个无机发光结构的上表面包括凹槽;凹槽中的多个光转换单元;以及第一反射器,第一反射器在相邻无机发光结构之间并且配置成反射从多个无机发光结构发射的光,从而改善多个无机发光结构的光提取效率。
在另一方面,根据本公开内容的另一实施方案的显示装置可以包括:基板;基板上的像素,像素包括多个发光二极管(LED);在LED中的一个或更多个LED上的凹槽中的光转换单元;以及反射器,反射器在一个或更多个LED与光转换单元之间的凹槽中以反射由光转换单元转换的光。
本公开内容实施方案的细节包括在详细描述和附图中。
根据本公开内容,可以通过增加多个光转换单元的厚度来增加从多个LED发射的光的转换效率。
根据本公开内容,在增加多个光转换单元的厚度的同时可以减少和有可能最小化用于形成多个光转换单元所需的材料。
根据本公开内容,可以通过将发射至多个LED的侧表面的光反射至多个LED的上侧来增加光提取效率。
根据本公开内容,可以通过将从由多个光转换单元转换的光中定向为朝向多个LED的光反射至多个LED的上侧来改善光转换效率。
根据本公开内容的效果不受上述例举的内容的限制,并且本公开内容中包含更多种多样的效果。
应当理解,前面的一般描述和以下详细描述都是示例性和说明性的,并且意在提供对所要求保护的本公开内容的进一步说明。
附图说明
包括附图以提供对本公开内容的进一步理解,并且附图并入本说明书中并且构成本说明书的一部分,附图示出了本公开内容的实施方案,并且附图连同描述一起用于解释本公开内容的原理。在附图中:
图1是根据本公开内容的实施方案的显示装置的示意性平面图。
图2A是沿图1的线IIa-IIa'截取的截面图。
图2B是根据本公开内容的实施方案的显示装置的多个LED的透视图。
图3A至图3M是示出根据本公开内容的实施方案的制造显示装置的方法以及显示装置的示意性工艺图。
图4是根据本公开内容的另一实施方案的显示装置的截面图。
图5是根据本公开内容的另一实施方案的显示装置的截面图。
图6是根据本公开内容的另一实施方案的显示装置的截面图。
图7是根据本公开内容的另一实施方案的显示装置的截面图。
具体实施方式
现在将详细参照本公开内容的实施方案,本公开内容的实施方案的实施例在附图中示出。
通过参照下面连同附图一起详细描述的实施方案,本公开内容的优点和特性以及实现优点和特性的方法将变得清楚。然而,本公开内容不限于本文中公开的实施方案,而且将以各种形式实现。实施方案仅以实施例的方式提供,使得本领域普通技术人员可以完全理解本公开内容的公开内容和本公开内容的范围。因此,本公开内容仅由所附权利要求的范围限定。
附图中所示的用于描述本公开内容的各种实施方案的形状、尺寸、比率、角度、数目等仅是实例,并且本公开内容不限于此。贯穿本说明书,相似的附图标记通常表示相似的元件。此外,在本公开内容的以下描述中,可以省略对已知相关技术的详细说明,以避免不必要地模糊本公开内容的主题。本文中使用的诸如“包括”、“具有”和“包含”的术语通常意在允许添加其他部件,除非这些术语与术语“仅”一起使用。对单数的任何引用可以包括复数,除非另外明确说明。
即使没有明确说明,部件也解释为包括普通误差范围(例如,公差范围)。
当使用诸如“在……上”、“在……上方”、“在……下方”和“在……旁边”的术语描述两个元件之间的位置关系时,除非这些术语与术语“紧接”或“直接”一起使用,否则可以将一个或更多个元件定位在这两个部件之间。
当元件或层在另一元件或另一层“上”时,可以将其解释为可以将其他层或其他元件插入另一元件上或另一元件中间。
尽管使用术语“第一”、“第二”等来描述各种部件,但是这些部件不受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个部件与其他部件。因此,下面提到的第一部件可以是本公开内容的技术构思中的第二部件。
贯穿本说明书,相似的附图标记指代相似的元件。
附图中示出的每个元件的面积和厚度仅用于说明的目的以便于描述,但是不必限于如图所示的本公开内容的配置的面积和厚度。
本公开内容的各种实施方案的特征中的每一个可以部分地或完全地组合或彼此组合。各种实施方案的特征也可以在技术上互锁和驱动。各种实施方案的特征可以彼此独立地实施或彼此结合地实施。
在下文中,将参照附图详细描述本公开内容的各种实施方案。
图1是根据本公开内容的实施方案的显示装置100的示意性平面图。在图1中,为了便于说明,仅示出了显示装置100的各种元件中的第一基板110和子像素SPX。
第一基板110配置成支承显示装置100中包括的各种元件,并且第一基板110可以由绝缘材料形成。例如,第一基板110可以由玻璃、树脂等制成。此外,第一基板110可以由聚合物或塑料制成,或者可以由具有柔性的材料制成。例如,第一基板110可以是硅基板。
第一基板110包括显示区AA和非显示区NA。显示区AA是其中设置有构成多个像素的多个子像素SPX并且显示图像的区域。显示区AA的多个子像素SPX中的每一个可以设置有发光元件和用于驱动发光元件的驱动电路。例如,多个子像素SPX中的每一个都可以设置有LED和用于驱动LED的半导体元件等。
非显示区NA是其中不显示图像的区域,并且是其中布置有用于驱动布置在显示区AA中的子像素SPX的各种布线、驱动器集成电路(IC)等的区域。例如,在非显示区NA中可以设置有各种IC和驱动器电路,诸如栅极驱动器IC和数据驱动器IC。另一方面,非显示区NA可以位于第一基板110的底表面上,也就是,位于没有设置子像素SPX的表面上,或者可以省略非显示区NA。
在第一基板110的显示区AA中,限定有多个子像素SPX。多个子像素SPX中的每一个是用于发射光的单独单元,并且在多个子像素SPX中的每一个中形成有LED和半导体元件。例如,多个子像素SPX可以包括红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素,但是本公开内容不限于此。
在下文中,将参照图2A和图2B对多个子像素SPX进行更详细的描述。图2A是沿图1的线IIa-IIa'截取的截面图。图2B是根据本公开内容的实施方案的显示装置的多个LED的透视图。图2B的部分(a)是根据本公开内容的实施方案的显示装置100的包括第一LED 140和分隔部PT的无机发光结构IL的透视图,并且图2B的部分(b)是根据本公开内容的实施方案的第二LED 150的透视图。参照图2A和图2B,根据本公开内容的示例实施方案的显示装置100包括第一基板110、缓冲层111、栅极绝缘层112、钝化层113、平坦化层114、堤部115、多个半导体元件120、接触电极131、包括多个第一LED 140和多个第二LED 150的多个LED ED、多个分隔部PT、多个光转换单元160、多个反射器170和公共电极CE。
参照图2A,在第一基板110上设置有缓冲层111。缓冲层111可以减少来自第一基板110的水分或杂质的扩散并且有可能使来自第一基板110的水分或杂质的扩散最小化。缓冲层111可以由硅氧化物(SiOx)或硅氮化物(SiNx)的单层或多层制成,但是本公开内容不限于此。
在缓冲层111上设置有多个半导体元件120。多个半导体元件120可以用作显示装置的驱动元件。例如,多个半导体元件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,但是本公开内容不限于此。在下文中,为了便于描述,假设多个半导体元件120是薄膜晶体管,但是本公开内容不限于此。
多个半导体元件120中的每一个包括栅电极121、有源层122、源电极123和漏电极124。
栅电极121设置在缓冲层111上。栅电极121可以由导电材料例如铜(Cu)、铝(Al)、钼(Mo)、钛(Ti)或其合金形成,但是本公开内容不限于此。
在栅电极121上设置有栅极绝缘层112。栅极绝缘层112是用于使栅电极121与有源层122绝缘的层,并且栅极绝缘层112可以由绝缘材料制成。例如,栅极绝缘层112可以由硅氧化物(SiOx)或硅氮化物(SiNx)的单层或多层制成,但是本公开内容并不限于此。
在栅极绝缘层112上设置有有源层122。例如,有源层122可以由氧化物半导体、非晶硅、多晶硅等形成,但是本公开内容不限于此。
源电极123和漏电极124彼此间隔开地设置在有源层122上。源电极123和漏电极124可以电连接至有源层122。源电极123和漏电极124可以由导电材料例如铜(Cu)、铝(Al)、钼(Mo)、钛(Ti)形成,但是本公开内容不限于此。
在多个半导体元件120上设置有钝化层113。钝化层113是用于保护钝化层113下方的结构的绝缘层。例如,钝化层113可以由硅氧化物(SiOx)或硅氮化物(SiNx)的单层或多层制成,但是本公开内容不限于此。
在钝化层113上设置有平坦化层114。平坦化层114可以使包括多个半导体元件120的第一基板110的上侧平坦化。平坦化层114可以由单层或多层制成并且可以由有机材料形成。例如,平坦化层114可以由丙烯酸基有机材料制成,但是本公开内容不限于此。
在平坦化层114上设置有多个接触电极131。多个接触电极131可以电连接多个半导体元件120中的每一个和多个LED ED中的每一个。例如,多个接触电极131可以通过形成在钝化层113和平坦化层114中的接触孔而电连接至多个半导体元件120的漏电极124,并且可以电连接至多个LED ED中的每一个。例如,多个接触电极131可以由锡氧化物(TO)、铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铟锌锡氧化物(IZTO)等形成,并且可以由与半导体元件120的栅电极121、源电极123和漏电极124相同的材料制成,但是本公开内容不限于此。
此外,多个接触电极131可以是用于接合多个LED ED的电极。在这种情况下,多个接触电极131可以由共晶金属制成,并且可以由例如锡(Sn)、铟(In)、锌(Zn)、铅(Pb)、镍(Ni)、金(Au)、铂(Pt)、铜(Cu)等制成,但是本公开内容不限于此。
在多个接触电极131和平坦化层114上设置有堤部115。堤部115是用于区分彼此相邻的多个子像素SPX的绝缘层。堤部115可以设置在多个子像素SPX之间的边界处。堤部115可以布置成使多个接触电极131敞开,并且堤部115可以由有机绝缘材料制成,但是本公开内容不限于此。
在多个接触电极131上设置有多个LED ED。多个LED ED设置在多个子像素SPX中的每一个中。多个LED ED中的每一个是在施加特定电压时发射光的发光元件。多个LED ED可以包括发射红光、绿光、蓝光、紫外光等的LED,并且这些LED的组合可以实现包括白色在内的各种颜色的光。
多个LED ED可以形成为各种结构诸如横向型、垂直型和倒装型。横向型LED包括发光层以及横向地布置在发光层上的N型电极和P型电极。横向型LED可以通过使由N型电极提供至发光层的电子和由P型电极提供至发光层的空穴结合来发射光。垂直型LED包括发光层以及布置在发光层上方和下方的N型电极和P型电极。垂直型LED也可以如横向型LED一样通过从电极提供的电子和空穴的结合来发射光。倒装型LED具有与横向型LED基本上相同的结构。然而,倒装型LED可以直接附接至印刷电路板等,省略诸如金属线或连接电极的介质。在下文中,为了便于描述,假设多个LED ED是垂直型,但是本公开内容不限于此。
多个LED ED可以发射不同颜色的光,或者可以发射相同颜色的光。例如,当多个LED ED发射不同颜色的光时,设置在多个子像素SPX中的红色子像素SPXR中的LED ED是发射红光的LED,设置在多个子像素SPX中的绿色子像素SPXG中的LED ED是发射绿光的LED,并且设置在多个子像素SPX中的蓝色子像素SPXB中的LED ED是发射蓝光的LED。
另一方面,通过使用在多个LED ED中的每一个上的光转换装置诸如光转换单元160,可以将从多个LED ED中的每一个发射的光转换成各种颜色。在下文中,为了便于描述,假设多个LED ED全部发射蓝光,但是本公开内容不限于此。
参照图2A和图2B,多个LED ED包括第一LED 140和第二LED 150。第一LED 140设置在多个子像素SPX中的红色子像素SPXR和绿色子像素SPXG中。第二LED 150设置在多个子像素SPX中的蓝色子像素SPXB中。从第一LED 140发射的光被转换成另一种颜色的光并且发射至第一基板110的上侧,并且从第二LED 150发射的光可以直接发射至第一基板110的上侧,这是因为在第二LED 150的上侧没有设置光转换单元160。
第一LED 140包括第一p型半导体层141、第一发光层142、第一n型半导体层143、第一p型电极144和第一n型电极145。
第一LED 140的第一p型半导体层141设置在多个子像素SPX中的红色子像素SPXR和绿色子像素SPXG的接触电极131上,并且第一n型半导体层143设置在第一p型半导体层141上。第一p型半导体层141和第一n型半导体层143可以是通过将n型杂质或p型杂质注入至氮化镓(GaN)中而形成的层。例如,第一p型半导体层141是通过将p型杂质注入至氮化镓中而形成的层,并且第一n型半导体层143是通过将n型杂质注入至氮化镓中而形成的层,但是本公开内容不限于此。p型杂质可以是镁(Mg)、锌(Zn)、铍(Be)等,并且n型杂质可以是硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)等,但是本公开内容不限于此。
第一发光层142设置在第一p型半导体层141与第一n型半导体层143之间。第一发光层142可以通过接收来自第一p型半导体层141和第一n型半导体层143的空穴和电子来发射光。第一发光层142可以是单层或多量子阱(MQW)结构,例如,第一发光层142可以由铟镓氮化物(InGaN)或氮化镓(GaN)等制成,但是本公开内容不限于此。
第一p型电极144设置在第一p型半导体层141与接触电极131之间。第一p型电极144可以电连接至第一p型半导体层141。第一p型电极144可以与第一p型半导体层141的下表面接触,并且第一p型电极144的下表面可以与多个接触电极131接触。因此,多个半导体元件120可以通过多个接触电极131和多个第一p型电极144电连接至多个第一LED 140。例如,来自多个半导体元件120的特定电压可以通过多个接触电极131和多个第一p型电极144施加至多个第一LED 140的第一p型半导体层141,并且可以将电子或空穴提供至多个第一LED 140中的每一个的第一发光层142。
参照图2B,第一n型电极145设置在第一n型半导体层143上。第一n型电极145与分隔部PT的上表面接触。因此,第一n型电极145可以电连接至第一n型半导体层143。
分隔部PT设置在多个第一LED 140的第一n型半导体层143与第一n型电极145之间。分隔部PT设置成与第一n型半导体层143的上表面接触。分隔部PT可以布置成暴露第一n型半导体层143的上表面的一部分。也就是说,可以在多个第一LED 140的上表面上设置有凹槽ILH,并且凹槽ILH可以是由多个第一LED 140和分隔部PT限定的空间。多个第一LED140和多个分隔部PT也可以定义为无机发光结构IL。
分隔部PT可以与第一n型半导体层143一体地形成。分隔部PT与第一n型半导体层143一体地形成,从而将与分隔部PT的上表面接触的第一n型电极145和与分隔部PT一体形成的第一n型半导体层143电互连。因此,分隔部PT可以起到多个第一LED 140的第一n型半导体层143的作用。可替选地,分隔部PT可以形成为与第一n型半导体层143分开但是与第一n型半导体层143直接接触,从而将第一n型电极145和与分隔部PT的下表面接触的第一n型半导体层143电互连。
另一方面,图2A示出了其中多个分隔部PT形成为与多个第一LED140分开并且无机发光结构IL定义为形成有多个第一LED 140和多个分隔部PT的结构。然而,多个分隔部PT可以定义为包括在多个第一LED 140中,但是本公开内容不限于此。
第二LED 150包括第二p型半导体层151、第二发光层152、第二n型半导体层153、第二p型电极154和第二n型电极155。
第二LED 150的第二p型半导体层151设置在多个子像素SPX中的蓝色子像素SPXB的接触电极131上,并且在第二p型半导体层151上设置有第二n型半导体层153。第二p型半导体层151和第二n型半导体层153可以是通过将n型杂质或p型杂质注入至氮化镓(GaN)中而形成的层。例如,第二p型半导体层151是通过将p型杂质注入至氮化镓中而形成的层,并且第二n型半导体层153是通过将n型杂质注入至氮化镓中而形成的层,但是本公开内容不限于此。p型杂质可以是镁(Mg)、锌(Zn)、铍(Be),并且n型杂质可以是硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn),但是本公开内容不限于此。
第二发光层152设置在第二p型半导体层151与第二n型半导体层153之间。第二发光层152可以通过接收来自第二p型半导体层151和第二n型半导体层153的空穴和电子来发射光。第二发光层152可以是单层或多量子阱(MQW)结构。例如,第二发光层152可以由铟镓氮化物(InGaN)或氮化镓(GaN)制成,但是本公开内容不限于此。
第二p型电极154设置在第二p型半导体层151与接触电极131之间。第二p型电极154可以电连接至第二p型半导体层151。第二p型电极154可以与第二p型半导体层151的下表面接触,并且第二p型电极154的下表面可以与多个接触电极131接触。因此,多个半导体元件120可以通过多个接触电极131和多个第二p型电极154电连接至多个第二LED 150。例如,来自多个半导体元件120的特定电压可以通过多个接触电极131和多个第二p型电极154施加至多个第二LED 150的第二p型半导体层151,并且可以将电子或空穴提供至多个第二LED 150中的每一个的第二发光层152。
参照图2B,第二n型电极155设置在第二n型半导体层153上。第二n型电极155可以电连接至第二n型半导体层153。第二n型电极155可以电连接至第二n型半导体层153与第二n型半导体层153的上表面接触。
再次参照图2A,在多个LED ED上设置有公共电极CE。公共电极CE可以将特定电压施加至多个LED ED。例如,公共电极CE可以通过多个第一LED 140的第一n型电极145将电子和空穴提供至第一发光层142。公共电极CE可以通过多个第二LED 150的第二n型电极155将电子或空穴提供至第二发光层152。参照图2A,示出了使得设置在各个子像素SPX中的公共电极CE连接成使得多个第一LED 140和多个第二LED 150电气地共享或物理地共享公共电极CE。然而,可以为子像素SPX单独布置公共电极CE。为了透射从第一发光层142和第二发光层152发射的光,公共电极CE可以由铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铟锡锌氧化物(ITZO)、锌氧化物(ZnO)以及锡氧化物(TO)类型的透明导电氧化物形成,但是本公开内容不限于此。
公共电极CE可以被供应有公共电压。例如,公共电极CE可以延伸至非显示区NA,并且可以连接至非显示区NA的驱动器IC以接收公共电压,或者可以连接至接收来自驱动器IC等的特定电压的半导体元件120以接收公共电压。
在多个LED ED中的至少部分LED ED上设置有多个光转换单元160。例如,多个光转换单元160可以设置在多个LED ED中的第一LED 140上。也就是说,多个光转换单元160可以设置在包括多个第一LED 140和多个分隔部PT的多个无机发光结构IL上。多个光转换单元160可以布置成填充由多个第一LED 140和多个分隔部PT限定的凹槽ILH。多个光转换单元160可以设置成覆盖第二反射器172,所述第二反射器172覆盖多个第一LED 140的第一n型半导体层143的上表面。在这种情况下,多个分隔部PT可以设置成围绕多个光转换单元160的侧表面。
多个光转换单元160可以将从多个LED ED发射的光转换成各种颜色的光。不同的磷光体可以设置到多个光转换单元160中的每一个。从多个第一LED 140发射的光照射至多个光转换单元160,并且多个光转换单元160的磷光体可以通过吸收具有特定波长谱的特定光来发射具有不同波长谱的光。
例如,在多个光转换单元160中,红光转换单元160R可以设置在红色子像素SPXR中。从红色子像素SPXR的第一LED 140发射的蓝光可以通过红光转换单元160R转换成红光。蓝光是具有与蓝色相对应的特定波长谱的光,并且红光是具有与红色相对应的特定波长谱的光。
在多个光转换单元160中,绿光转换单元160G可以设置在绿色子像素SPXG中。从绿色子像素SPXG的第一LED 140发射的蓝光可以通过光转换单元160G转换成绿光。绿光是具有与绿色相对应的特定波长谱的光。
此时,在蓝色子像素SPXB中没有设置单独的光转换单元160。例如,由于设置在蓝色子像素SPXB中的第二LED 150是如上所述发射蓝光的蓝色LED ED,因此从第二LED 150发射的蓝光可以直接发射至第一基板110的上侧。然而,可以在第二LED 150上设置单独的光转换单元,以便将从第二LED 150发射的光的颜色转换成更高纯度颜色的光,但是本公开内容不限于此。
设置有用于将从多个LED ED发射的光反射至第一基板110的上侧的反射器170。反射器170包括第一反射器171、第二反射器172和第三反射器173。
第一反射器171设置成围绕多个无机发光结构IL和多个第二LED 150的外表面。例如,第一反射器171设置成围绕第一LED 140的外表面和多个无机发光结构IL的分隔部PT的外表面。第一反射器171可以布置成围绕第二LED 150的外表面。第一反射器171将从多个LED ED发射的光中的发射至多个LED ED的侧面的光反射至第一基板110的上侧,从而改善光效率。例如,第一反射器171可以由用于光的反射的包含细颗粒的绝缘材料形成。例如,第一反射器171可以由其中分散有钛氧化物(TiO2)颗粒的硅氧化物(SiOx)或硅氮化物(SiNx)的绝缘材料形成,但是本公开内容不限于此。
另一方面,第一反射器171可以起到绝缘层的作用,以防止多个第一LED 140的第一p型半导体层141与第一n型半导体层143之间以及多个第二LED 150的第二p型半导体层151与第二n型半导体层153之间的电短路。例如,多个第一LED 140的第一p型半导体层141和第一n型半导体层143电连接至不同的电极,从而向第一发光层142供应电子和空穴。多个第二LED 150的第二p型半导体层151和第二n型半导体层153电连接至不同的电极,从而向第二发光层152供应电子和空穴。例如,多个第一LED 140的第一p型半导体层141可以电连接至第一p型电极144,而第一n型半导体层143可以电连接至第一n型电极145。多个第二LED150的第二p型半导体层151可以电连接至第二p型电极154,而第二n型半导体层153可以电连接至第二n型电极155。如果第一n型电极145不仅与第一n型半导体层143接触,而且与第一p型半导体层141接触,则可能发生电短路。为了抑制第一p型半导体层141与第一n型半导体层143之间的电短路,可以另外形成用于使第一p型半导体层141和第一n型半导体层143绝缘的绝缘层。为了抑制第二p型半导体层151与第二n型半导体层153之间的短路,可以另外形成用于使第二p型半导体层151和第二n型半导体层153绝缘的绝缘层。此外,在根据本公开内容的实施方案的显示装置100中,由绝缘材料制成的第一反射器171可以设置成围绕多个LED ED的外表面。因此,第一反射器171可以起到绝缘层的作用以用于防止多个LED ED的短路。
第二反射器172设置在多个LED ED的一部分上。第二反射器172可以设置在多个无机发光结构IL的第一LED 140上。例如,第二反射器172设置在多个第一LED 140与多个光转换单元160之间,以及多个光转换单元160与多个分隔部PT之间。第二反射器172沿多个分隔部PT的内表面设置,并且使第一LED 140的第一n型半导体层143的上表面的一部分从多个分隔部PT中露出。第二反射器172将由多个光转换单元160转换的光中的指向多个第一LED140的光反射至第一基板110的上侧,从而改善第一LED 140的光提取效率。
第二反射器172透射从多个第一LED 140发射的光,并且反射由多个光转换单元160转换的光。第二反射器172允许从多个LED ED发射的光从第二反射器172穿过并且反射具有与从多个LED ED发射的光相比更长波长的光。包含在多个光转换单元160中的磷光体被从多个第一LED 140发射的光激发以发射具有长波长的光。因此,由多个光转换单元160转换的光可以具有与从多个第一LED 140发射的光相比更长的波长。在这种情况下,为了将从多个第一LED 140发射的光照射至多个光转换单元160,设置在多个光转换单元160与多个第一LED 140之间的第二反射器172可以透射从多个第一LED 140发射的光。此外,第二反射器172将由多个光转换单元160转换的长波长光中的朝向多个第一LED 140的光反射回第一基板110的上侧,从而可以改善由光转换单元160转换的光的光提取效率。因此,第二反射器172可以透射从多个第一LED 140发射的短波长光,并且反射与从多个第一LED 140发射的光相比更长波长的光。
可以通过堆叠具有不同折射率的介电层来形成第二反射器172。例如,可以通过由交替堆叠的具有较大折射率的钛氧化物(TiO2)和具有较小折射率的硅氧化物(SiO2)形成来实现第二反射器172,但是本公开内容不限于此。这时,第二反射器172可以通过调整要堆叠的介电层的数目和介电层的厚度来选择性地透射和反射特定波长范围内的光。例如,设置在发射蓝光的第一LED 140上的第二反射器172可以透射与蓝光相对应的波长范围内的光,并且第二反射器172可以反射与绿光和红光相对应的波长范围内的光。
另一方面,从多个第一LED 140发射的光的一部分可以通过多个分隔部PT的上表面发射至外部,而不照射至多个光转换单元160。具体地,由于第二反射器172可以透射从多个第一LED 140发射的光,因此从多个第一LED 140发射的光的一部分可以发射通过多个分隔部PT的上表面和第二反射器172。尽管图中未示出,但是可以在多个分隔部PT上设置有附加反射器,以阻挡从多个第一LED 140发射的光中的没有被多个光转换单元160转换成不同的波长且穿过多个分隔部PT的上表面的光。
第三反射器173可以设置在多个LED ED的下方。例如,平坦化层114上的第三反射器173可以布置成与多个LED ED交叠。例如,第三反射器173可以设置成与第一发光层142的从多个第一p型电极144向外突出的部分交叠。第三反射器173可以设置成与第二发光层152的从多个第二p型电极154向外突出的部分交叠。第三反射器173将从多个LED ED发射的光中的发射至多个LED ED的下侧的光反射回第一基板110的上侧,并且可以因此改善多个LEDED的光效率。例如,第三反射器173可以由与第一反射器171相同的材料制成,或者可以由诸如铝(Al)或银(Ag)的金属材料制成,但是本公开内容不限于此。
第三反射器173进一步延伸至多个LED ED的外部并且与公共电极CE接触。第三反射器173可以由于与公共电极CE的接触而不浮置。如果第三反射器173浮置,则由于施加至与第三反射器173相邻的元件的电压,可能在第三反射器173中产生耦合电场。因此,可能产生寄生电容并且可能使图像品质劣化。因此,通过将第三反射器173设置成与公共电极CE接触,第三反射器173可以不浮置并且可以减小寄生电容。然而,第三反射器173可以与接触电极131、第一p型电极144和/或第二p型电极154接触,而不是与公共电极CE接触,但是本公开内容不限于此。
尽管第三反射器173与多个LED ED中的第一p型半导体层141和第二p型半导体层151在图2A中示出为彼此分离,但是第一p型半导体层141和第二p型半导体层151可以与第三反射器173接触。例如,第三反射器173的厚度可以等于第一p型电极141的厚度和接触电极131的厚度的总和。第三反射器173的上表面可以与第一p型半导体层141的下表面和第二p型半导体层151的下表面接触。此外,第三反射器173可以不限于图2A所示的特征。
在根据本公开内容的实施方案的显示装置100中,在设置在多个第一LED 140上的凹槽ILH中可以布置有多个光转换单元160。因此,可以增加多个光转换单元160的厚度并且可以改善光转换效率。例如,多个LED ED中的多个第一LED 140设置有使多个第一LED 140的上表面的一部分露出的分隔部PT。因此,可以形成有凹槽ILH,凹槽ILH是由多个第一LED140的上表面的一部分和多个分隔部PT限定的空间。也就是说,凹槽ILH可以形成在包括多个第一LED 140和多个分隔部PT的多个无机发光结构IL上。此外,在多个无机发光结构IL的凹槽ILH中可以设置有多个光转换单元160。多个光转换单元160的厚度可以由多个分隔部PT确定,并且多个光转换单元160的厚度可以通过增加多个分隔部PT的高度而容易地增加。此外,通过增加多个光转换单元160的厚度,从多个第一LED 140发射的光可以被多个光转换单元160充分吸收并且转换成不同颜色的光。此外,多个光转换单元160可以布置成不覆盖多个第一LED 140,而是布置成填充多个第一LED 140的上表面上的凹槽ILH。因此,可以减少用于形成多个光转换单元160所消耗的材料的量。因此,根据本公开内容的实施方案的显示装置100可以形成凹槽ILH,通过如下方式将多个光转换单元160布置在凹槽ILH中:在多个第一LED 140上形成与多个第一LED 140的第一n型半导体层143一体形成的分隔部PT。因此,可以增加多个光转换单元160的厚度以改善光转换效率。
根据本公开内容的实施方案的显示装置100可以通过设置围绕多个LED ED的多个反射器170来改善多个LED ED的光提取效率和光转换效率。多个光转换单元160可以设置在多个LED ED中的多个第一LED 140的上表面上。围绕多个第一LED 140的外表面的第一反射器171和设置在多个第一LED 140下方的第三反射器173可以将从多个第一LED 140发射的光反射至多个光转换单元160。也就是说,可以将光反射至第一基板110的上侧。因此,第一反射器171和第三反射器173设置成围绕多个第一LED 140的外表面和下表面,以将从多个第一LED 140发射的光朝向光转换单元160反射,从而改善光转换效率。此外,通过设置围绕多个第二LED 150的外侧表面和下表面的第一反射器171和第三反射器173,可以将从多个第二LED 150发射的光反射至第一基板110的上侧。因此,可以改善多个第二LED 150的光提取效率。此外,第二反射器172设置在多个第一LED 140与多个光转换单元160之间,所述第二反射器172透射从多个第一LED 140发射的光并且将由多个光转换单元160转换的光反射至第一基板110的上侧。因此,可以减少和有可能最小化由于由多个光转换单元160转换的光再吸收到多个第一LED 140中而导致的光提取效率的降低。因此,根据本公开内容的实施方案的显示装置100可以通过设置围绕多个LED ED的第一反射器171和第三反射器173来改善光提取效率。此外,第二反射器172可以设置在多个第一LED 140与多个光转换单元160之间。因此,可以减少和有可能最小化由多个光转换单元160转换的光再吸收到多个第一LED140中,从而改善光提取效率。
在下文中,将参照图3A至图3M详细描述根据本公开内容的实施方案的制造显示装置100的方法和显示装置100。
图3A至图3M是示出根据本公开内容的实施方案的制造显示装置的方法和显示装置的示意性工艺图。例如,图3A是第二基板WF的示意性平面图,该第二基板WF具有形成在其上的外延层EP。图3B是沿图3A中的线IIIb-IIIb'截取的截面图。图3C是用于说明外延层EP的处理的示意性截面图。图3D和图3E分别是用于说明将多个LED ED转移至第一辅助基板CS的过程的示意性截面图和示意性平面视图。图3F和图3G分别是用于说明在多个LED ED之间形成反射层171m的过程的示意图和示意性截面图。图3H是用于说明形成多个第二反射器172和多个光转换单元160的示意性截面图。图3I是用于说明形成第一反射器171的过程的示意性截面图。图3J和图3K是用于说明将多个LED ED转移至第二辅助基板DN的过程的示意性截面图。图3L是示出将多个LED ED转移至第一基板110的过程的示意性截面图。图3M是用于说明形成公共电极CE的过程的示意性截面图。
参照图3A和图3B,在第二基板WF的整个表面上形成有外延层EP。第二基板WF是在其上生长外延层EP的基板。第二基板WF可以由例如蓝宝石、碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、锌氧化物(ZnO)等形成,但是本公开内容不限于此。第二基板WF也可以称为晶片。
外延层EP用于形成多个LED ED,并且可以具有如下结构,在该结构中顺序地堆叠有LED ED的多个层。例如,外延层EP可以包括n型半导体材料层NL、发光材料层EL和p型半导体材料层PL。
首先,在第二基板WF的整个表面上形成n型半导体材料层NL。n型半导体材料层NL包括多个第一LED 140的第一n型半导体层143和多个第二LED 150的第二n型半导体层153。例如,n型半导体材料层NL可以由掺杂有n型杂质的氮化镓形成。
n型半导体材料层NL的厚度可以在考虑要形成的多个光转换单元160的厚度和凹槽ILH的深度的情况下确定。例如,多个第一LED 140的第一n型半导体层143和多个分隔部PT可以与n型半导体材料层NL一起形成,并且n型半导体材料层NL可以加厚以形成凹槽ILH。进一步的说明将参照图3H详细描述。
随后,在n型半导体材料层NL上形成发光材料层EL。发光材料层EL是形成多个第一LED 140的第一发光层142和多个第二LED 150的第二发光层152的材料。例如,发光材料层EL可以由铟镓氮化物、氮化镓等制成。
此外,在发光材料层EL上形成p型半导体材料层PL。p型半导体材料层PL是形成多个第一LED 140的第一p型半导体层141和多个第二LED 150的第二p型半导体层151的材料。例如,p型半导体材料层PL可以包括由掺杂有p型杂质的氮化镓。
然后,在p型半导体材料层PL上形成金属层ML。金属层ML可以是形成多个第一LED140的第一p型电极144和多个第二LED 150的第二p型电极154的材料。例如,金属层ML可以由导电材料制成。
参照图3C,通过处理形成在第二基板WF的整个表面上的外延层EP和金属层ML来形成多个LED ED。例如,可以通过蚀刻金属层ML来形成多个第一p型电极144和多个第二p型电极154。
接下来,可以通过顺序地蚀刻外延层EP的从多个第一p型电极144和多个第二p型电极154露出的p型半导体材料层PL、发光材料层EL和n型半导体材料层NL来形成多个第一LED 140的第一p型半导体层141、第一发光层142以及初始第一n型半导体层143'。可以通过顺序地蚀刻外延层EP的从多个第一p型电极144和多个第二p型电极154露出的p型半导体材料层PL、发光材料层EL和n型半导体材料层NL来形成多个第二LED 150的第二p型半导体层151、第二发光层152以及第二n型半导体层153。因此,可以完成多个第一LED 140的第一p型半导体层141、第一发光层142、初始第一n型半导体层143'、第一p型电极144、多个第二LED150的第二p型半导体层151、第二发光层152、第二n型半导体层153以及第二p型电极154的形成。
同时,多个第一LED 140的初始第一n型半导体层143'处于形成多个分隔部PT和凹槽ILH之前的状态。因此,通过形成多个分隔部PT,初始n型半导体层143'可以是第一n型半导体层143。
同时,参照图3A和图3B,在第二基板WF上顺序地形成n型半导体材料层NL、发光材料层EL和p型半导体材料层PL。然而,可以首先在第二基板WF的整个表面上形成p型半导体材料层PL,并且然后可以在p型半导体材料层PL上顺序地形成发光材料层EL和n型半导体材料层NL,但是本公开内容不限于此。
接下来,参照图3D和图3E,将第二基板WF上的多个第一LED 140和多个第二LED150转移至第一辅助基板CS。
多个LED ED可以布置成使得多个第一LED 140的第一p型电极144和多个第二LED150的第二p型电极154与第一辅助基板CS的上表面接触。也就是说,通过将第二基板WF设置在第一辅助基板CS上使得第一辅助基板CS与第二基板WF彼此面对,可以将多个第一LED140的第一p型电极144和多个第二LED 150的第二p型电极154接合至第一辅助基板CS的上表面。
可以将多个LED ED设置在第一辅助基板CS上,然后可以将第二基板WF从多个LEDED剥离。例如,可以通过激光剥离(LLO)技术剥离第二基板WF。
在激光剥离技术的情况下,当将激光照射在第二基板WF上时,在多个LED ED与第二基板WF之间的界面处发生激光吸收。因此,可以分离多个LED ED与第二基板WF。然而,可以通过除激光剥离方法之外的方法分离第二基板WF,但是本公开内容不限于此。
同时,转移至第一辅助基板CS的多个第一LED 140的初始第一n型半导体层143'和多个第二LED 150中的第二n型半导体层153可以布置在第一辅助基板CS中的最上侧。此外,在转移至第一辅助基板CS之后,可以形成与初始第一n型半导体层143'的上表面和第二n型半导体层153的上表面接触的第一n型电极145和第二n型电极155。此外,第一n型电极145和第二n型电极155可以在转移至第一辅助基板CS之前或之后形成。然而,本公开内容不限于此。
因此,在将多个LED ED设置在第一辅助基板CS上之后,从多个LED ED中剥离第二基板WF以完成多个LED ED的转移。
接下来,参照图3F和图3G,在转移至第一辅助基板CS的多个第一LED 140和多个第二LED 150之间形成反射层171m。反射层171m可以形成为填充多个第一LED 140与多个第二LED 150之间的空间。反射层171m可以形成为围绕多个第一LED 140和多个第二LED 150的外表面。反射层171m可以由用于反射光的包括细颗粒的绝缘材料形成。例如,反射层171m可以由与第一反射器171相同的材料形成,但是本公开内容不限于此。
接下来,参照图3H,在多个LED ED中的多个第一LED 140上形成多个分隔部PT、多个第二反射器172和多个光转换单元160。
首先,可以在多个LED ED中的多个第一LED 140的上表面上形成凹槽ILH。可以通过在多个第一LED 140的初始第一n型半导体层143'的上表面上形成凹槽ILH来形成第一n型半导体层143和多个分隔部PT。因此,可以完成包括多个第一LED 140和多个分隔部PT的多个无机发光结构IL的形成。
此时,凹槽ILH的尺寸可以在考虑形成在多个第一LED 140的第一n型半导体层143的上表面上的第一n型电极145的尺寸的情况下确定。当凹槽ILH形成为大时,多个光转换单元160的尺寸也增加,并且可以改善光转换效率。然而,如果凹槽ILH的尺寸形成为大的,则第一n型电极145可能需要形成为尺寸上为小的,使得电流扩散特性和欧姆接触特性可能劣化并且驱动电压可能增加。
例如,如果在整个第一n型半导体层143中均匀地提供来自第一n型电极145的电压,则光可以在第一发光层142的整个区域中均匀地发射。然而,当第一n型电极145的尺寸变小使得第一n型电极145和第一n型半导体层143的接触面积变小时,来自第一n型电极145的电压可能难以均匀地提供至第一n型半导体层143,这可能导致多个第一LED 140的效率降低。此外,当凹槽ILH的尺寸变大并且第一n型电极145的尺寸变小时,欧姆接触特性劣化。因此,第一n型电极145与第一n型半导体层143之间的接触电阻增加,并且载流子注入效率降低。因此,由于界面处的热损失的增加,多个第一LED 140的发光效率可能降低。因此,第一n型电极145的尺寸和凹槽ILH的尺寸可以在考虑电流扩散特性和欧姆接触特性的情况下确定。
另一方面,凹槽ILH的形成位置可以在考虑光刻工艺的容差的情况下确定。当通过光刻工艺在第一n型半导体层143的上表面上形成凹槽ILH时,可以根据光刻工艺的容差考虑凹槽ILH从第一n型半导体层143的边缘到内部的形成位置。例如,当光刻工艺的容差为约3μm时,凹槽ILH可以设计成形成在距第一n型半导体层143的上表面的边缘3μm的内部。
凹槽ILH的深度可以在考虑多个光转换单元160的磷光体的光吸收率的情况下确定。例如,可以通过凹槽ILH的深度或分隔部PT的高度来确定形成为填充第一LED 140的凹槽ILH的多个光转换单元160的厚度。此时,从多个第一LED 140发射的光照射至多个光转换单元160,并且多个光转换单元160的磷光体可以吸收从多个第一LED 140发射的光并且发射不同波长的光。如果凹槽ILH的深度、分隔部PT的高度或多个光转换单元160的厚度变小,则多个光转换单元160的磷光体可能难以充分吸收从多个第一LED 140发射的光。因此,多个光转换单元160的光转换效率可能降低。
另一方面,随着凹槽ILH的深度、分隔部PT的高度或多个光转换单元160的厚度增加,多个光转换单元160的磷光体可以充分吸收从多个第一LED 140发射的光。因此,可以改善多个光转换单元160的光转换效率。然而,当凹槽ILH的深度和多个光转换单元160的深度形成为深的时,n型半导体材料层NL可能需要在第二基板WF上生长为厚的。由于生长时间和成本因为增加n型半导体材料层NL的厚度而增加,因此可以在考虑这些因素的情况下确定n型半导体材料层NL的厚度。例如,对于电流扩散特性等,n型半导体材料层NL可以生长至约1.5μm至2μm的厚度。另一方面,在根据本公开内容的实施方案的显示装置100中,n型半导体材料层NL可以形成为约3μm至5μm或大于5μm的厚度,使得可以实现多个光转换单元160的光转换效率。因此,凹槽ILH的深度可以在考虑多个光转换单元160的磷光体的光吸收率、n型半导体材料层NL的生长时间和成本等的情况下设计。
接下来,可以形成多个第二反射器172以覆盖多个第一n型半导体层143和多个分隔部PT的上表面。多个第二反射器172可以沿由多个第一n型半导体层143和多个分隔部PT的上表面限定的凹槽ILH来形成。多个第二反射器172可以沿第一n型半导体层143的上表面的从多个分隔部PT露出的一部分和多个分隔部PT的内表面来形成。多个第二反射器172可以是通过堆叠具有不同折射率的介电层形成的分布式布拉格反射器,并且可以通过交替堆叠钛氧化物(TiO2)和硅氧化物(SiO2)来形成。然而,本公开内容不限于此。
然后,可以形成多个光转换单元160以填充多个第一LED 140上的凹槽ILH。例如,多个光转换单元160可以形成为覆盖沿由多个第一LED 140和多个分隔部PT限定的凹槽ILH而形成的第二反射器172。每个红光转换单元160R和每个绿光转换单元160G可以形成在多个第一LED 140上。多个光转换单元160可以通过喷墨印刷方法或反向平板印刷方法来形成,但是本公开内容不限于此。
另一方面,参照图3A至图3H,描述了首先在第二基板WF上形成n型半导体材料层NL以形成多个LED ED,此后,将多个LED ED转移至第一辅助基板CS。因此,初始第一n型半导体层143'可以设置在第一辅助基板CS的最上侧,并且对设置在第一辅助基板CS的最上侧的初始第一n型半导体层143'进行处理以形成凹槽ILH和多个光转换单元160。
另一方面,当在第二基板WF上按照p型半导体材料层PL、发光材料层EL和n型半导体材料层NL的顺序形成外延层EP时,形成在初始第一n型半导体层143'中的多个LED ED布置在最上侧。因此,可以不需要将形成在第二基板WF上的多个LED ED转移至第一辅助基板CS,而是凹槽ILH和光转换单元160可以直接在设置在第二基板WF的最上侧的初始第一n型半导体层143'上形成。因此,根据在第二基板WF上形成n型半导体材料层NL或p型半导体材料层PL的顺序,可以省略将多个LED ED转移至第一辅助基板CS的工艺,但是本公开内容不限于此。
接下来,参照图3I,对多个LED ED之间的反射层171m进行切割以分离多个LED ED中的每一个,从而形成第一反射器171。
首先,可以对多个LED ED之间的反射层171m进行切割以分离多个LED ED中的每一者。例如,可以使用切割构件CM等对多个LED ED之间的反射层171m进行切割。例如,可以使用刀等切割反射层171m,但是本公开内容不限于此。
此时,可以通过切割多个LED ED之间的反射层171m来形成多个LED ED的外表面的第一反射器171。例如,对多个LED ED之间的反射层171m进行切割,从而可以形成围绕多个第一LED 140的外表面、多个分隔部PT的外表面和多个第二LED 150的外表面的第一反射器171。
因此,通过切割反射层171m,可以分离由反射层171m一体地固定的多个LED ED中的每一个。此外,多个LED ED和第一反射器171可以一体地形成,并且从而可以将多个LEDED和第一反射器171容易地转移至第二辅助基板DN和第一基板110。
接下来,参照图3J和图3K,将多个LED ED转移至第二辅助基板DN。
可以通过将多个第一LED 140和多个第二LED 150转移至第二辅助基板DN来将多个第一LED 140的第一p型电极144和第二LED 150的第二p型电极154设置在第二辅助基板DN上,以用于布置多个第一LED 140的第一p型电极144和多个第二LED 150的第二p型电极154至第一基板110上的多个接触电极131的电连接。将第一辅助基板CS布置在第二辅助基板DN上,使得多个第一LED 140的第一n型半导体层143和多个第二LED 150的第二n型半导体层153面向第二辅助基板DN的上表面,从而可以将多个第一LED 140和多个第二LED 150转移至第二辅助基板DN。第二辅助基板DN可以称为供体。
接下来,参照图3L,将多个第一LED 140和多个第二LED 150转移至其上形成有多个半导体元件120的第一基板110。
其上形成有多个半导体元件120的第一基板110与图2A所示的显示装置100基本上相同。例如,在第一基板110上顺序地形成缓冲层111、有源层122、栅极绝缘层112、栅电极121、源电极123和漏电极124,并且然后可以形成钝化层113和平坦化层114。接下来,可以在平坦化层114和钝化层113中形成接触孔以使漏电极124露出,并且然后可以在平坦化层114上形成接触电极131以填充接触孔。当形成接触电极131时,可以同时在平坦化层114上形成第三反射器173。可替选地,可以在形成接触电极131之后在平坦化层114上形成第三反射器173。最后,可以在平坦化层114上形成用于使接触电极131和第三反射器173露出的堤部115。
将第二辅助基板DN的多个LED ED转移至第一基板110上,以将多个LED ED电连接至多个半导体元件120。例如,可以将第一基板110和第二辅助基板DN对准和布置成使得第一基板110的多个接触电极131面向第二辅助基板DN的多个第一LED 140的第一p型电极144和多个第二LED 150的第二p型电极154。然后,使用在高温下的热压方法或激光,可以将多个第一LED 140的第一p型电极144和多个第二LED 150的第二p型电极154附接至接触电极131,使得多个LED ED可以电连接至多个半导体元件120。此时,其上形成有多个半导体元件120的第一基板110可以称为背板基板。
接下来,参照图3M,在多个LED ED上形成公共电极CE。可以在将多个LED ED电连接至多个半导体元件120之后在多个LED ED上形成公共电极CE。例如,可以在第一基板110的包括多个LED ED和堤部115的整个上表面上形成公共电极CE。此外,公共电极CE可以形成为接触多个第一LED 140的第一n型电极145中的每一个和多个第二LED 150的第二n型电极155中的每一个。此时,尽管未在图中示出,但是可以将公共电极CE设置成直至非显示区NA并且被供应有来自布置在非显示区NA中的驱动器IC等的电压。
当按照根据本公开内容的实施方案的制造显示装置100的方法形成多个LED时,多个LED ED、多个光转换单元160、多个第一反射器171和多个第二反射器172集成为使得其可以转移至第一基板110,在第一基板110上形成有多个半导体元件120。
通常,将多个LED转移至其上形成有多个半导体元件的背板基板上,然后施加多个LED上的包含磷光体的材料例如包含磷光体的光致抗蚀剂以形成光转换单元。然而,可能难以在一个步骤中形成具有足够厚度的光转换单元,并且光致抗蚀剂施加若干次。此外,将光致抗蚀剂施加至显示装置的前表面若干次可能会消耗大量材料。
按照根据本公开内容的实施方案的制造显示装置100的方法,可以通过调整形成在初始第一n型半导体层143'的上表面上的凹槽ILH的深度来形成具有高光转换效率的多个光转换单元160。在第二基板WF上生长包含n型半导体材料层NL的外延层EP。在这种情况下,可以在考虑多个光转换单元160的厚度的情况下增加n型半导体材料层NL的厚度。可以通过处理外延层EP来形成多个LED ED,并且可以将多个LED ED从第二基板WF转移至第一辅助基板CS。然后,可以在转移至第一辅助基板CS的多个LED ED中的多个第一LED 140的上表面上形成凹槽ILH。例如,可以在考虑多个光转换单元160的厚度的情况下在多个第一LED140的初始第一n型半导体层143'的上表面上形成凹槽ILH,并且可以在凹槽ILH中形成多个光转换单元160。此时,可以通过调整凹槽ILH的深度来调整多个光转换单元160的厚度,并且可以将多个光转换单元160的厚度确定为实现足以将从多个LED ED发射的光转换成不同颜色的光的光转换效率。因此,根据本公开内容的实施方案的制造显示装置100的方法可以容易地调整作为其中形成有多个光转换单元160的空间的多个凹槽ILH的深度,并且可以将多个光转换单元160制成为具有实现高光转换效率的厚度。因此,可以通过具有足够厚度的多个光转换单元160将从多个LED ED发射的光转换成另一颜色的光。
按照根据本公开内容的实施方案的制造显示装置100的方法,可以通过增加n型半导体材料层NL的厚度来形成利用少量材料具有足够的光转换效率的多个光转换单元160。首先,在第二基板WF上厚厚地生长n型半导体材料层NL。例如,n型半导体材料层NL可以生长为具有至少3μm或更大的厚度。通过处理包括n型半导体材料层NL的外延层EP来形成多个LED ED,并且然后可以将多个LED ED转移至第一辅助基板CS。多个经转移的LED ED可以包括设置在第一辅助基板CS的最上方的由n型半导体材料层NL制成的初始第一n型半导体材料层143'。可以在初始第一n型半导体层143'的上表面上形成凹槽ILH,并且可以在凹槽ILH中形成多个光转换单元160。为了在凹槽ILH中形成多个光转换单元160,可以在凹槽ILH中以选择性地形成多个光转换单元160的材料的方式来形成多个光转换单元160。因此,在根据本公开内容的实施方案的制造显示装置100的方法中,与在多个LED的整个表面上施加磷光体的常规方法相比,多个光转换单元160选择性地设置在凹槽ILH中。因此,可以用少量材料形成多个光转换单元160。因此,根据本公开内容的实施方案的制造显示装置100的方法可以在多个第一LED 140的初始第一n型半导体层143'的上表面处形成包括多个光转换单元160的凹槽ILH。因此,多个光转换单元160可以由少量材料形成。
图4是根据本公开内容的另一实施方案的显示装置的截面图。当将图4的显示装置400与图1至图3M的显示装置100进行比较时,诸如多个第一LED 440、多个光转换单元460、接触电极431、第二反射器472的元件可以不同,并且可以仅设置多个第一LED 440代替多个第二LED 150。除此以外,配置可以基本上相同。因此,将省略冗余的描述。
参照图4,多个第一LED 440、多个分隔部PT和多个光转换单元460设置在多个子像素SPX中的每一个中。例如,多个子像素SPX中的每一个可以包括多个无机发光结构IL、多个光转换单元460和反射器470,所述无机发光结构IL包括多个第一LED 440和多个分隔部PT。
设置在多个子像素SPX中的每一个中的多个第一LED 440可以是发射具有相同波长的光的LED ED。例如,多个第一LED 440可以是发射在可见光范围中的蓝光的LED,或者是发射作为不可见光的在紫外范围中的光的LED。在下文中,为了便于描述,假设多个第一LED440发射在紫外范围中的光,但是本公开内容不限于此。
多个第一LED 440中的每一个的第一p型电极444设置在第一p型半导体层441的整个下表面上。接触电极431布置成与第一p型电极444交叠以对应于第一p型电极444。因此,第一p型电极444和多个接触电极431中的每一个可以设置为与多个第一发光层442交叠,并且多个第一p型电极444和多个接触电极431可以将从多个LED ED发射的光中的发射至多个LED ED的下侧的光反射至第一基板110的上侧。因此,通过在第一p型半导体层441的整个表面上形成多个第一p型电极444和多个接触电极431,可以省略如图2A所示的第三反射器173。此外,随着多个LED ED的第一P型电极444的区域和多个接触电极431的区域增加,当多个LED ED转移至第一基板110上时,可以确保多个LED ED的第一p型电极444与多个接触电极431之间的对准余量。
多个光转换单元460设置在多个第一LED 440上。例如,红光转换单元160R可以设置在红色子像素SPXR的第一LED 440上,并且绿光转换单元160G可以设置在绿色子像素SPXG的第一LED 440上,以及蓝光转换单元460B可以设置在蓝色子像素SPXB的第一LED 440上。
从多个第一LED 440发射的在紫外范围中的光是不可见光。因此,它对人眼是不可见的。然而,因为紫外范围中的光对应于比蓝光短的波长,因此可以在将具有短波长的光转换成具有长波长的光的多个光转换单元460中将紫外范围中的光转换成可见光范围中的光。
第二反射器472允许从多个第一LED 440发射的紫外范围中的光通过第二反射器472并且反射在多个光转换单元460中转换的可见光范围中的光。第二反射器472可以透射从多个第一LED 440发射的紫外范围中的光,使得从多个第一LED 440发射的紫外范围中的光被多个光转换单元460的磷光体吸收并且转换成可见光范围中的光。此外,为了抑制多个第一LED 440对由多个光转换单元460转换并且定向为朝着多个第一LED 440的可见光的吸收,第二反射器472可以反射由多个光转换单元460转换的可见光范围中的光。
根据本公开内容的另一实施方案的显示装置400可以通过设置发射在紫外范围中的光的多个第一LED 440和多个光转换单元460来改善光效率。例如,在多个子像素SPX中的每一个中设置有发射紫外范围中的光的多个第一LED 440,并且在多个第一LED 440上布置有多个光转换单元460。当紫外范围中的光被多个光转换单元460转换时,其可以被转换成具有非常宽的波长谱的光,并且可以确保高显色指数(CRI)。因此,在显示装置400上设置有多个第一LED 440,所述多个第一LED 440发射在作为人眼不可见的不可见光线区域的紫外范围中的光,以及可以设置有用于将从多个第一LED 440发射的光转换至人眼可见的区域中的光的多个光转换单元460以实现图像。因此,在根据本公开内容的另一实施方案的显示装置400中,多个光转换单元460设置在发射不可见光范围中的光的多个第一LED 440上,并且可以将光转换至高色纯度的可见光范围中。
图5是根据本公开内容的另一实施方案的显示装置的截面图。图5的显示装置500可以与图1至图3M的显示装置100的不同,不同之处在于多个第一LED 540和分隔部PT不同,并且设置仅多个第一LED 540代替多个第二LED 150。其他元件可以基本上相同。因此,将省略冗余的描述。
参照图5,在多个子像素SPX中的每一个中设置有多个第一LED 540和多个分隔部PT。在多个子像素SPX中的每一个中设置有包括多个第一LED 540和多个分隔部PT的多个无机发光结构IL。
设置在多个子像素SPX中的每一个中的多个第一LED 540可以是发射具有相同波长的光的LED ED。例如,多个第一LED 540可以是发射在可见光范围中的蓝光的LED ED,或者是发射作为不可见光的在紫外范围中的光的LED ED。在下文中,为了便于描述,假设多个第一LED 540发射蓝光,但是本公开内容不限于此。
在多个第一LED 540上布置有多个分隔部PT。多个分隔部PT中的每一个布置成与多个第一LED 540的第一n型半导体层543的上表面接触。多个第一LED 540上的容纳多个光转换单元160的凹槽ILH可以由多个分隔部PT和多个第一LED 540的第一n型半导体层543限定。
多个分隔部PT可以由与多个第一LED 540的第一n型半导体层543不同的材料形成。多个分隔部PT可以由与第二基板WF例如其上生长有多个第一LED 540的晶片相同的材料形成。例如,多个分隔部PT可以由蓝宝石、硅(Si)、氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)、磷化镓(GaP)和碳化硅(SiC)中之一形成。
例如,多个分隔部PT可以通过处理第二基板WF的下表面来减小第二基板WF的厚度以对应于多个光转换单元160的深度,第二基板WF的下表面具有形成在其上的多个第一LED540。接下来,可以通过形成凹槽ILH来形成多个分隔部PT,凹槽ILH暴露第二基板WF上的厚度被减小的多个第一LED 540的上表面。
在另一实施例中,通过如下步骤形成多个凹槽和分隔部PT:将多个第一LED 540转移至第一辅助基板CS;然后通过在形成分隔部PT的材料形成之后蚀刻该材料以暴露多个第一LED 540的上表面来在多个第一LED 540上形成分隔部PT。因此,可以形成多个分隔部PT。
在图5中,示出了其中容纳有多个光转换单元160的多个无机发光结构IL上的凹槽ILH由多个第一n型半导体层543的上表面和多个分隔部PT限定。然而,可以的是,凹槽ILH可以延伸到多个第一n型半导体层543,但是本公开内容不限于此。
多个光转换单元160仅设置在多个子像素SPX中的红色子像素SPXR和绿色子像素SPXG中。从多个第一LED 540发射的蓝光可以通过多个光转换单元160转换成红光和绿光。例如,红光转换单元160R可以设置在红色子像素SPXR的第一LED 540上以将蓝光转换成红光,而绿光转换单元160G可以设置在绿色子像素SPXG的第一LED 540上以将蓝光转换成绿光。
在多个子像素SPX中的蓝色子像素SPXB中没有设置多个光转换单元160。布置在蓝色子像素SPXB中的多个第一LED 540还可以包括布置在多个第一LED 540上的分隔部PT使得可以形成凹槽ILH。然而,在凹槽ILH中可以不设置附加的光转换单元160。
在图5中,示出了在蓝色子像素SPXB的第一LED 540上没有布置单独的光转换单元160。然而,可以的是,在第一LED 540上可以单独地设置由透明材料制成的光转换单元,但是本公开内容不限于此。
根据本公开内容的另一实施方案的显示装置500可以使用其上生长有多个第一LED 540的第二基板WF在多个第一LED 540上形成容纳多个光转换单元160的凹槽ILH。多个光转换单元160的厚度可以由设置在多个第一LED 540上的多个分隔部PT来确定。可以增加多个分隔部PT的高度以增加多个光转换单元160的厚度,并且从多个LED ED发射的光可以被多个光转换单元160的磷光体充分吸收并且转换成不同颜色的光。此时,通过处理晶片而不是剥离晶片,多个分隔部PT可以由不同于多个第一LED 540的第一n型半导体层543的材料形成,并且晶片可以是其上生长有多个第一LED 540的第二基板WF。此外,通过形成多个分隔部PT,可以限定在多个第一LED 540的第一n型半导体层543上的其中容纳多个光转换单元160的凹槽ILH。因此,当在第二基板WF上生长用于形成多个第一LED 540的外延层EP时,可以对第二基板WF进行处理以形成其中容纳多个光转换单元160的凹槽ILH,而不是生长外延层EP的n型半导体材料层NL的厚度。因此,可以减少外延层EP的生长时间和成本。因此,可以增加多个光转换单元160的厚度以改善光转换效率。
图6是根据本公开内容的另一实施方案的显示装置的截面图。图6的显示装置600可以与图1至图3M的显示装置100的不同,不同之处在于仅多个LED ED、光转换单元660和多个第二反射器672可以不同,还设置有第三LED 680,并且其他元件可以基本上相同。因此,将省略冗余描述。
参照图6,多个LED ED设置在多个子像素SPX中的每一个中。例如,具有分隔部PT和光转换单元660的第一LED 640设置在多个子像素SPX中的红色子像素SPXR上,第二LED 150设置在蓝色子像素SPXB中,并且第三LED 680设置在绿色子像素SPXG中。也就是说,无机发光结构IL设置在红色子像素SPXR中,并且仅第二LED 150和第三LED 680分别设置在蓝色子像素SPXB和绿色子像素SPXG中。
设置在红色子像素SPXR中的第一LED 640可以是发射具有与红光相比的短波长的绿光或蓝光的LED ED。因此,设置在红色子像素SPXR中的无机发光结构IL可以是绿色无机发光结构IL或蓝色无机发光结构IL。在下文中,假设第一LED 640是用于发射绿光的绿色LED ED,并且绿色无机发光结构IL设置成用于红色子像素SPXR,但是本公开内容不限于此。
在红色子像素SPXR的无机发光结构IL的凹槽ILH中设置有光转换单元660。光转换单元660仅包括红光转换单元660R。例如,红光转换单元660R可以设置在由第一LED 640上的分隔部PT和第一LED 640的上表面限定的凹槽ILH中。红光转换单元660R可以将从第一LED 640发射的绿光转换成红光。
在第一LED 640与红光转换单元660R之间设置有第二反射器672。第二反射器672可以透射与从第一LED 640发射的绿光相对应的波长范围内的光,并且可以反射与由红光转换单元660R转换的红光相对应的波长范围内的光。
图6中示出发射绿光的第一LED 640设置在红色子像素SPXR中。然而,根据红光转换单元660R的磷光体的光吸收特性,红色子像素SPXR可以设置有发射蓝光的LED,但是本公开内容不限于此。
设置在绿色子像素SPXG中的第三LED 680可以是如设置在红色子像素SPXR中的第一LED 640一样发射绿光的LED,并且在其中设置有第三LED 680的绿色子像素SPXG中可以不设置单独的光转换单元660。设置在绿色子像素SPXG中的第三LED 680发射绿光,使得从第三LED 680发射的光可以原样发射至第一基板110的上侧。
设置在蓝色子像素SPXB中的第二LED 150是发射蓝光的LED ED,并且在其中设置有第二LED 150的蓝色子像素SPXB中可以不设置单独的光转换单元660。设置在蓝色子像素SPXB中的第二LED 150发射蓝光,使得从第二LED 150发射的光可以直接发射至第一基板110的上侧。
多个LED ED可以是生长在同一第二基板WF上的LED。例如,在多个LED ED中发射绿光的第一LED 640和第三LED 680以及设置在同一第二基板WF上的发射蓝光的第二LED 150可以一起生长。首先,可以在第二基板WF上生长用于形成第二LED 150的外延层EP,并且然后可以通过蚀刻外延层EP来形成第二LED 150。可以蚀刻外延层EP同时留下外延层EP的n型半导体材料层NL的设置在要形成第一LED 640和第三LED 680的位置处的部分。然后,可以在n型半导体材料层NL的剩余部分上再次生长外延层EP。可以控制发光材料层EL中包含的铟的量以在第一发光层642和第三发光层682中发射具有比蓝光的波长长的波长的绿光。然后,可以通过蚀刻外延层EP来形成第一LED 640和第三LED 680。因此,发射绿光的第一LED640和第三LED 680以及发射蓝光的第二LED 150形成在同一第二基板WF上,例如,在晶片上一起生长的LED ED。
根据本公开内容的另一实施方案的显示装置600可以通过布置发射蓝光和绿光的多个LED ED和红光转换单元660R来实现包括白光在内的各种颜色的光。首先,多个LED ED中发射绿光的第一LED 660和第三LED 680以及发射蓝光的第二LED 150可以一起生长并且形成在同一第二基板WF上。然后,发射绿光的第三LED 680可以设置在绿色子像素SPXG中以在子像素SPXG中将绿光发射至第一基板110的上侧。用于发射蓝光的第二LED 150可以设置在蓝色子像素SPXB中,使得在蓝色子像素SPXB中将蓝光发射至第一基板110的上侧。此时,发射绿光的第一LED 640和红光转换单元660R一起设置在红色子像素SPXR中,使得红光从红色子像素SPXR发射至第一基板110的上侧。因此,在根据本公开内容的另一实施方案的显示装置600中,仅设置发射蓝光和绿光的多个LED ED以及红光转换单元660R,从而显示具有各种颜色的图像。
图7是根据本公开内容的另一实施方案的显示装置的截面图。与图1至图3M的显示装置100相比,图7的显示装置700还可以包括多个突出部746,并且其他元件可以基本上相同。因此,将省略冗余描述。
参照图7,设置有从多个第一LED 740的第一n型半导体层743的上表面突出的多个突出部746。也就是说,多个无机发光结构IL中的每一个包括从凹槽ILH的底表面突出的多个突出部746。多个突出部746可以从多个第一LED 740的第一n型半导体层743的从多个分隔部PT露出的上表面突出。多个突出部746可以设置成从凹槽ILH的底表面突出。
多个突出部746可以与第一n型半导体层743集成在一起。也就是说,多个突出部746可以由与第一n型半导体层743相同的材料制成。
多个突出部746改善了多个第一LED 740的第一n型半导体层743与多个光转换单元160之间的接触面积,其中第二反射器172插入在多个第一LED 740的第一n型半导体层743与多个光转换单元160之间,从而改善了多个光转换单元160相对于从多个第一发光层142发射的光的转换效率。随着第一n型半导体层743与多个光转换单元160之间的接触面积增加,可以增加来自第一发光层142的光被多个光转换单元160的磷光体吸收的可能性。因此,可以改善光转换效率。
多个光转换单元160设置在多个第一LED 740上,以覆盖多个突出部746和凹槽ILH。多个光转换单元160可以布置成覆盖多个突出部746的上表面。也就是说,多个突出部746的上表面可以设置在多个光转换单元160的内部,并且多个突出部746的高度可以小于多个光转换单元160的厚度。
从多个第一LED 740的第一发光层142发射的光可以通过第一n型半导体层743照射至多个光转换单元160。来自第一发光层142的光可以被定向成朝着多个光转换单元160,穿过第一n型半导体层743的上表面和多个突出部746。在这种情况下,当多个突出部746的上表面设置在多个光转换单元160的外部时,从多个突出部746的上表面发射的光可以不被多个光转换单元160转换。因此,多个光转换单元160布置成覆盖多个突出部746的上表面,使得从多个突出部746的上表面发射的光可以转换成不同颜色的光。
根据本公开内容的另一实施方案的显示装置700可以通过布置从多个第一LED740的上表面突出的多个突出部746来改善多个光转换单元160处的光转换效率。从多个第一LED 740的第一发光层142发射的光可以被多个光转换单元160的磷光体吸收并且转换成不同颜色的光。此时,设置有从多个第一LED 740的上表面例如第一n型半导体层743的上表面突出的多个突出部746。多个突出部746可以布置成朝向多个光转换单元160的内部突出。因此,来自多个第一LED 740的第一发光层142的光可以通过多个突出部746更多地朝向光转换单元160发射,使得光转换单元160可以吸收来自第一发光层142的更多的光并且将光转换成具有不同颜色的光。因此,根据本公开内容的另一实施方案的显示装置700增加了多个第一LED 740和多个光转换单元160的接触面积,其中第二反射器172插入在多个第一LED740和多个光转换单元160之间。因此,可以改善多个光转换单元160的光转换效率。
本公开内容的示例性实施方案还可以描述如下。
根据本公开的实施方案的显示装置可以包括:第一基板,其包括多个像素;在多个像素中的每一个中的多个发光二极管(LED);在多个LED上的多个光转换单元;以及多个分隔部,所述多个分隔部配置成围绕多个光转换单元中的每一个,其中所述多个光转换单元中的每一个在所述多个分隔部内部的凹槽中。
多个LED中的一些LED各自可以包括:在第一基板上的p型半导体层;在p型半导体层上的发光层;以及在发光层上的n型半导体层,其中多个分隔部和n型半导体层用相同的材料形成为一体。
多个LED中的一些LED各自可以包括从n型半导体层的上侧突出的多个突出部,并且多个突出部的上表面在多个光转换单元的内部。
多个突出部的材料可以与n型半导体层的材料相同。
多个分隔部的材料可以是蓝宝石、硅、氮化镓、砷化镓、磷化镓和碳化硅至少之一。
显示装置还可以包括第一反射器,所述第一反射器配置成围绕多个LED的外表面和多个分隔部的外表面。
显示装置还可以包括多个光转换单元与多个LED之间以及多个光转换单元与多个分隔部之间的第二反射器,其中第二反射器配置成透射从多个LED发射的光,以及其中第二反射器配置成反射具有与从多个LED发射的光相比更长波长的光。
多个LED中的一些LED可以发射具有与绿色相对应的波长谱的光,并且多个LED中的余者可以发射具有与蓝色相对应的波长谱的光。
多个LED可以发射具有相同波长谱的光。
多个LED发射可以具有紫外波长谱的光,以及多个光转换单元在平面图中可以与多个LED交叠。
根据本公开内容的另一实施方案的显示装置可以包括:第一基板,在第一基板上限定有多个子像素;多个子像素中的多个无机发光结构,其中多个无机发光结构的上表面包括凹槽;凹槽中的多个光转换单元;以及第一反射器,第一反射器在相邻无机发光结构之间并且配置成反射从多个无机发光结构发射的光,从而改善多个无机发光结构的光提取效率。
多个无机发光结构可以包括多个第一颜色无机发光结构和多个第二颜色无机发光结构;并且多个光转换单元是第三颜色光转换单元。
多个无机发光结构可以发射具有相同波长的光,并且多个光转换单元可以包括红光转换单元和绿光转换单元。
多个光转换单元还可以包括蓝光转换单元。
多个无机发光结构可以包括多个发光二极管(LED),所述多个发光二极管(LED)包括第一基板上的多个发光层和多个发光层上的多个n型半导体层,其中多个无机发光结构的凹槽由多个n型半导体层的至少一部分上的分隔部限定,并且多个无机发光结构的凹槽配置成使多个n型半导体层的上表面的一部分露出。
凹槽可以包括多个n型半导体层的上表面;以及分隔部可以包括与n型半导体层相同的材料。
多个LED中的每一个还可以包括从凹槽的底表面突出的多个突出部;以及多个突出部的高度小于多个光转换单元的厚度。
分隔部可以围绕多个光转换单元中的每一个,并且分隔部的材料可以不同于多个n型半导体层的材料。
第二反射器可以在多个无机发光结构与多个光转换单元之间,其中第二反射器配置成透射从多个无机发光结构发射的光,并且第二反射器配置成反射由多个光转换单元转换的光,从而改善由多个光转换单元转换的光的提取效率。
根据本公开内容的另一实施方案的显示装置可以包括:基板;基板上的像素,所述像素包括多个发光二极管(LED);在LED中的一个或更多个LED上的凹槽中的光转换单元;以及在一个或更多个LED与光转换单元之间的凹槽中的反射器,所述反射器用于反射由光转换单元转换的光。
分隔部可以围绕光转换单元并且限定LED中的一个或更多个LED上的凹槽,其中LED中的一个或更多个LED中的每一个可以包括第一半导体层和第二半导体层,其中发光层在第一半导体层和第二半导体层之间,并且该分隔部可以与第二半导体层成为一体。
突出部可以从第二半导体层突出以位于光转换单元内部,其中反射器可以设置在突出部与光转换单元之间。
尽管已经参照附图详细描述了本公开内容的各方面,但是应当理解的是,本公开内容不限于那些实施方案,并且可以在不脱离本公开内容的范围的情况下进行各种改变和修改。因此,本公开内容中公开的实施方案意在说明本公开内容的范围,而非限制本公开内容的范围,并且本公开内容的技术构思的范围不受这些实施方案的限制。因此,应当理解的是,上述实施方案在所有方面是说明性的而非限制性的。本公开内容的范围应当根据权利要求来解释,并且等同范围内的所有技术构思应当解释为落入本公开内容的范围内。
对于本领域技术人员明显的是,在不脱离本公开内容的精神或范围的情况下,可以在本公开内容的显示装置中进行各种修改和变型。因此,本公开内容意在涵盖本公开内容的修改和变化,只要它们在所附权利要求及其等同的范围内即可。
Claims (19)
1.一种显示装置,包括:
第一基板,其包括多个像素;
在所述多个像素中的每一个中的多个发光二极管;
在所述多个发光二极管上的多个光转换单元;以及
多个分隔部,所述多个分隔部配置成围绕所述多个光转换单元中的每一个;
其中所述多个光转换单元中的每一个在所述多个分隔部内部的凹槽中。
2.根据权利要求1所述的显示装置,
其中所述多个发光二极管中的一些发光二极管各自包括:
在所述第一基板上的p型半导体层;
在所述p型半导体层上的发光层;以及
在所述发光层上的n型半导体层;
其中所述多个分隔部和所述n型半导体层用相同的材料形成为一体。
3.根据权利要求2所述的显示装置,其中:
所述多个发光二极管中的所述一些发光二极管各自还包括从所述n型半导体层的上侧突出的多个突出部;以及
所述多个突出部的上表面在所述多个光转换单元的内部。
4.根据权利要求3所述的显示装置,其中所述多个突出部的材料与所述n型半导体层的材料相同。
5.根据权利要求1所述的显示装置,其中所述多个分隔部的材料是蓝宝石、硅、氮化镓、砷化镓、磷化镓和碳化硅之中的至少之一。
6.根据权利要求1所述的显示装置,还包括第一反射器,其配置成围绕所述多个发光二极管的外表面和所述多个分隔部的外表面。
7.根据权利要求6所述的显示装置,还包括:
在所述多个光转换单元与所述多个发光二极管之间以及在所述多个光转换单元与所述多个分隔部之间的第二反射器,
其中所述第二反射器配置成透射从所述多个发光二极管发射的光,以及
其中所述第二反射器配置成反射具有与从所述多个发光二极管发射的光相比更长波长的光。
8.根据权利要求1所述的显示装置,其中所述多个发光二极管中的一些发光二极管发射具有与绿色相对应的波长谱的光,所述多个发光二极管中的余者发射具有与蓝色相对应的波长谱的光。
9.根据权利要求1所述的显示装置,其中所述多个发光二极管发射具有相同波长谱的光。
10.根据权利要求9所述的显示装置,
其中所述多个发光二极管发射具有紫外波长谱的光,以及
其中所述多个光转换单元在平面图中与所述多个发光二极管交叠。
11.一种显示装置,包括:
第一基板,在所述第一基板上限定有多个子像素;
在所述多个子像素中的多个无机发光结构,其中所述多个无机发光结构的上表面包括凹槽;
在所述凹槽中的多个光转换单元;以及
第一反射器,其在相邻的无机发光结构之间并且配置成反射从所述多个无机发光结构发射的光,从而改善所述多个无机发光结构的光提取效率。
12.根据权利要求11所述的显示装置,其中:
所述多个无机发光结构包括多个第一颜色无机发光结构和多个第二颜色无机发光结构;以及
所述多个光转换单元是第三颜色光转换单元。
13.根据权利要求11所述的显示装置,其中:
所述多个无机发光结构发射具有相同波长的光;以及
所述多个光转换单元包括红光转换单元和绿光转换单元。
14.根据权利要求13所述的显示装置,其中所述多个光转换单元还包括蓝光转换单元。
15.根据权利要求11所述的显示装置,其中所述多个无机发光结构包括:
多个发光二极管,所述多个发光二极管包括在所述第一基板上的多个发光层和在所述多个发光层上的多个n型半导体层,
其中所述多个无机发光结构的所述凹槽由所述多个n型半导体层的至少一部分上的分隔部限定,并且配置成使所述多个n型半导体层的上表面的一部分露出。
16.根据权利要求15所述的显示装置,其中:
所述凹槽包括所述多个n型半导体层的所述上表面;以及
所述分隔部包括与所述n型半导体层相同的材料。
17.根据权利要求16所述的显示装置,其中:
所述多个发光二极管中的每一个还包括从所述凹槽的底表面突出的多个突出部;以及
所述多个突出部的高度小于所述多个光转换单元的厚度。
18.根据权利要求15所述的显示装置,其中:
所述分隔部围绕所述多个光转换单元中的每一个,以及
所述分隔部的材料不同于所述多个n型半导体层的材料。
19.根据权利要求11所述的显示装置,还包括:
在所述多个无机发光结构与所述多个光转换单元之间的第二反射器,
其中所述第二反射器配置成透射从所述多个无机发光结构发射的光,并且配置成反射由所述多个光转换单元转换的光,从而改善由所述多个光转换单元转换的光的提取效率。
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