CN111587490B - 利用半导体发光元件的显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种显示装置，尤其涉及一种利用半导体发光元件的显示装置。根据本发明的显示装置包括：基板，包括电极；多个半导体发光元件，组装在所述基板；以及颜色转换部，层叠于所述半导体发光元件以转换颜色。详细地，所述颜色转换部包括：多孔层、波长转换层以及反射层，所述波长转换层配置在所述多孔层与所述反射层之间，所述多孔层能够由能够电解抛光(Electro Polishing)的多孔材料形成。此外，本发明的特征在于，所述反射层的表面具有第一区域和由所述第一区域包围的第二区域，所述第二区域的表面粗糙度大于所述第一区域的表面粗糙度，在所述第二区域中配置有多个第一凸起。

Description

利用半导体发光元件的显示装置
技术领域
本发明涉及一种显示装置，尤其涉及一种利用了半导体发光元件的显示装置。
背景技术
近来，在显示器技术领域中正在开发薄且具有柔性等优异的特性的显示装置。相反地，当前商业化的显示器主要以LCD(Liguid Crystal Display：液晶显示器)和AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diodes：有源矩阵有机发光二极管)为代表。
然而，在LCD的情况下，存在响应时间不快且难以实现柔性的问题，在AMOLED的情况下，存在寿命短且量产效率不佳的缺点。
另一方面，发光二极管(Light Emitting Diode:LED)是用于将电流转换为光的众所周知的半导体发光元件，在1962年利用GaAsP(磷砷化镓)化合物半导体的红色LED成为商品化为契机，与GaP:N系绿色LED一起被用作以信息通信设备为首的电子装置中的显示图像用光源。因此，可以利用所述半导体发光元件来实现显示器，从而可以提供解决上述问题的方法。
随着显示装置的发展，可能存在应提高像素集成度或像素密度的必要性。尤其，随着像素集成度或像素密度的增加，半导体发光元件的尺寸和像素之间的间距变窄，由此可能难以实现显示装置的颜色。因此，本发明提出一种显示装置结构，该显示装置结构能够在像素集成度或像素密度高、半导体发光元件的尺寸小、像素之间的间距窄的显示装置中实现颜色。
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的一目的在于提供一种用于在像素集成度或像素密度高、半导体发光元件的尺寸小、像素之间的间距窄的显示装置中实现颜色的结构和该显示装置的制造方法。
另外，本发明的另一目的是为了提高显示装置中的颜色转换效率。
解决问题的技术方案
根据本发明的显示装置包括：基板，包括电极；多个半导体发光元件，在所述基板组装；以及颜色转换部，层叠于所述半导体发光元件以转换颜色。详细地，所述颜色转换部包括多孔层、波长转换层以及反射层，所述波长转换层配置在所述多孔层和所述反射层之间，所述多孔层可以由能够电解抛光(Electro Polishing)的多孔材料形成。此外，本发明的特征在于，所述反射层的表面具有第一区域和由所述第一区域包围的第二区域，所述第二区域的表面粗糙度大于所述第一区域，在所述第二区域中配置有多个第一凸起。
在实施例中，所述第一凸起的上部面是平坦的切割表面。
在实施例中，所述多孔层的表面具有第一区域和由所述第一区域包围的第二区域，所述第二区域的表面粗糙度大于所述第一区域，在所述第二区域中还配置有多个第二凸起。
在实施例中，所述第二凸起的上部面是平坦的切割表面。
在实施例中，所述反射层包括多个层，所述反射层的多个层中的至少一层是包括III-V化合物的层。
在实施例中，在所述颜色转换部的多孔层和所述半导体发光元件的一个表面之间设置粘合构件，以在所述颜色转换部和半导体发光元件之间形成物理结合。
在实施例中，所述粘合构件由透明材料形成，以允许从所述半导体发光元件发射的光透过。
在实施例中，所述半导体发光元件包括第一导电型电极、第二导电型电极、配置有所述第一导电型电极的第一导电型半导体层、与所述第一导电型半导体层重叠并配置有所述第二导电型电极的第二导电型半导体层以及配置在所述第一导电型半导体层和所述第二导电型半导体层之间的有源层。详细地，特征在于，所述第二导电型半导体层包括：第一层，由能够电解抛光(Electro Polishing)的多孔材料形成，并配置在所述半导体发光元件的外层；第二层，配置在所述第一层的下部并具有比所述第一层低的杂质浓度；以及第三层，配置在所述第二层和所述有源层之间并具有比所述第二层高的杂质浓度。
在实施例中，在所述第一导电型电极和第一导电型半导体层之间还包括反射电极。
在实施例中，所述第一层的表面具有第一区域和由所述第一区域包围的第二区域，所述第二区域的表面粗糙度大于所述第一区域，在所述第二区域中配置有多个第三凸起。
在实施例中，所述第三凸起由第二导电型半导体形成，并具有比所述第一层更高的杂质浓度。
发明效果
在根据本发明的显示装置中包括层叠在半导体发光元件以转换颜色的颜色转换部，所述颜色转换部具有由能够电解抛光(Electro Polishing)的多孔材料形成的多孔层，由此可以提供具有薄的厚度的颜色转换部。因此，可以提供能够在像素集成度或像素密度高、半导体发光元件的尺寸小、像素之间的间距窄的显示装置中实现颜色的显示装置。
另外，在本发明中，由于在颜色转换部设置了反射层，因此可以防止从半导体发光元件发射的光源之中发射在颜色转换部的波长转换层中未被转换的光，从而防止了该未被转换的光与在波长转换层中已转换的光混合，所以能够使颜色转换效率最大。
另外，在本发明中，由于在半导体发光元件中的第一导电型电极和第一导电型半导体层之间设置了反射电极，因此能够在颜色转换部中没有损失地利用从半导体发光元件发射的光源，从而可以使颜色转换效率最大。
附图说明
图1是表示本发明的利用半导体发光元件的显示装置的实施例的概念图。
图2是图1中A部分的局部放大图，图3a和图3b分别是沿图2的B-B线和C-C线剖开的剖视图。
图4是表示图3的倒装芯片型半导体发光元件的概念图。
图5a至图5c是表示与倒装芯片型半导体发光元件相关的用于实现颜色的各种形式的概念图。
图6是表示本发明的利用半导体发光元件的显示装置的制造方法的剖视图。
图7是表示本发明的利用半导体发光元件的显示装置的另一实施例的立体图。
图8是沿图7的D-D线剖开的剖视图。
图9是表示图8的垂直型半导体发光元件的概念图。
图10是用于说明应用了新结构的本发明的另一实施例的、图1的A部分的放大图。
图11是沿图10的E-E线剖开的剖视图。
图12a是图11的红色颜色转换部的概念图。
图12b是图11的红色颜色转换部的立体图。
图12c是从图11的红色颜色转换部的底面观察的立体图。
图13a是表示图11的倒装芯片型半导体发光元件的概念图。
图13b是表示图11的倒装芯片型半导体发光元件的立体图。
图14a是表示在图11的红色颜色转换部中的颜色转换的示意图。
图14b是表示在图11的绿色颜色转换部中的颜色转换的示意图。
图15是用于说明应用了新结构的显示装置的另一实施例的剖视图。
图16是用于说明应用了新结构的显示装置的又另一实施例的剖视图。
图17是用于说明应用了新结构的显示装置的又另一实施例的、图1的A部分的放大图。
图18是表示本发明的颜色转换部的制造方法的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本说明书中公开的实施例进行详细说明，另外，与图号无关地，对相同或相似的构成要素标上相同的附图标记，并省略对其重复说明。在以下的说明中所使用的构成要素的后缀“模块”和“部”是，为了便于撰写说明书而赋予或混用的，其自身并不具有相互区别的含义或作用。此外，在说明本发明公开的实施例的过程中，当判断对相关公知技术的具体说明会混淆本发明公开的实施例的要旨的情况下，省略对该公知技术的详细说明。此外，应当注意的是，附图仅用于容易理解本说明书中公开的实施例，而不能解释为本说明书中公开的技术思想限定于附图。
另外，可以理解的是，当提及到诸如层、区域或基板的要素存在于其他结构要素“上”时，该要素可以直接存在于其他要素上，或者也可以在它们之间存在中间要素。
本说明书中说明的显示装置可以包括便携式电话、智能手机(smart phone)、笔记本计算机(laptop computer)、数字广播终端、PDA(personal digital assistants：个人数字助理)、PMP(portable multimedia player：便携式多媒体播放器)、导航、平板计算机(Slate PC)、平板电脑(Tablet PC)、超级本(Ultra Book)、数字电视、台式计算机等。然而，根据本说明书中记载的实施例的结构，即使是以后将要开发的新产品类型也能够应用于能够显示的显示装置，这对本技术领域的技术人员而言是显而易见的。
图1是表示本发明的利用半导体发光元件的显示装置的一实施例的概念图。
根据附图，在显示装置100的控制部中处理的信息可以利用柔性显示器(flexibledisplay)来显示。
柔性显示器包括能够由外力弯曲、弯折、扭曲、折叠、卷曲的显示器。例如，柔性显示器可以是在薄的柔性基板上制造的显示器，该柔性显示器保持现有的平板显示器的显示器特性，并能够像纸一样弯曲、弯折、折叠或卷曲。
所述柔性显示器在不弯曲的状态(例如，具有无限的曲率半径的状态，以下称为第一状态)中，所述柔性显示器的显示器区域成为平面。因外力从所述第一状态弯曲的状态(例如，具有有限的曲率半径的状态，以下称为第二状态)中，所述显示区域可以成为曲面。如图所示，在所述第二状态下显示的信息可以成为在曲面上输出的视觉信息。这种视觉信息可以通过对以矩阵形式布置的单位像素(sub-pixel)的发光进行独立地控制来实现。所述单位像素是指用于实现一种颜色的最小单位。
所述柔性显示器的单位像素可以由半导体发光元件实现。在本发明中，作为将电流转换为光的半导体发光元件的一种类型，示例发光二极管(Light Emitting Diode:LED)。所述发光二极管形成为小尺寸，由此，即使是在所述第二状态中也可以起着单位像素的作用。
以下，参照附图，进一步对利用所述发光二极管来实现的柔性显示器进行详细说明。
图2是图1中A部分的局部放大图，图3a和图3b分别是沿图2的B-B线和C-C线剖开的剖视图，图4是表示图3a的倒装芯片型半导体发光元件的概念图，图5a至图5c是表示与倒装芯片型半导体发光元件相关的用于实现颜色的各种形式的概念图。
根据图2、图3a以及图3b的图示，作为利用半导体发光元件的显示装置100，示例利用无源矩阵(Passive Matrix,PM)方式的半导体发光元件的显示装置100。但是，在以下说明的示例也可以适用于有源矩阵(Active Matrix,AM)方式的半导体发光元件。
所述显示装置100包括基板110、第一电极120、导电粘合层130、第二电极140以及多个半导体发光元件150。
基板110可以是柔性基板。例如，基板110可以包括玻璃或聚酰亚胺(PI,Polyimide)以实现柔性(flexible)显示装置。此外，只要是例如PEN(PolyethyleneNaphthalate：聚萘二甲酸乙二醇酯)、PET(Polyethylene Terephthalate：聚对苯二甲酸乙二醇酯)等具有绝缘性和柔软性的材料，即可使用任一种。另外，所述基板110可以是透明材料和不透明材料中的任一种。
所述基板110可以是配置有第一电极120的电路基板，因此所述第一电极120可以位于基板110上。
根据附图，绝缘层160可以配置于第一电极120所在的基板110上，辅助电极170可以位于所述绝缘层160。在这种情况下，绝缘层160层叠于所述基板110的状态可以成为单个电路基板。更具体而言，绝缘层160可以由诸如聚酰亚胺(PI,Polyimide)、PET、PEN等具有绝缘性和柔软性的材料制成，并且可以与所述基板110一体地形成，从而形成单个基板。
辅助电极170是电连接第一电极120和半导体发光元件150的电极，所述辅助电极170位于绝缘层160上，并对应于第一电极120的位置而配置。例如，辅助电极170可以是点(dot)形状，并且可以通过贯通绝缘层160的电极孔171而与第一电极120电连接。可以通过将导电材料填充到导通孔来形成所述电极孔171。
参照本附图，导电粘合层130形成于绝缘层160的一个表面，但是本发明不必限于此。例如，可以在绝缘层160和导电粘合层130之间，形成执行特定功能的层，或者也可以是在没有绝缘层160的情况下将导电粘合层130配置于基板110上的结构。在导电粘合层130配置于基板110上的结构中，导电粘合层130可以起到绝缘层的作用。
所述导电粘合层130可以是具有粘合性和导电性的层，为此，可以在所述导电粘合层130中混合具有导电性的物质和具有粘合性的物质。此外，导电粘合层130具有柔性，由此，显示装置可以实现柔性功能。
在这种例中，导电粘合层130可以是各向异性导电膜(anistropy conductivefilm,ACF)、各向异性导电浆料(paste)、包含导电粒子的溶液(solution)等。所述导电粘合层130可以构成为允许在贯通其厚度的Z方向上电互连，但在水平的X-Y方向上具有电绝缘性的层。因此，所述导电粘合层130可以命名为Z轴导电层(然而，在以下称中为“导电粘合层”)。
所述各向异性导电膜是各向异性导电介质(anisotropic conductive medium)混合到绝缘性基底部件而成的膜，在施加热和压力的情况下，仅特定部分由于各向异性导电介质而具有导电性。以下，对热和压力施加到所述各向异性导电膜的情况进行说明，但是可以利用其他方法，以使所述各向异性导电膜部分地具有导电性。这种方法可以是，例如仅施加所述热和压力中的任一个或UV固化等。
并且，所述各向异性导电介质可以是，例如导电球或导电粒子。根据附图，在本示例中，所述各向异性导电膜是将导电球混合到绝缘性基底部件而成的膜，当施加热和压力时，仅特定部分由于导电球而具有导电性。各向异性导电膜可以是包含多个粒子的状态，每个粒子中的导电材料的芯被聚合物材料的绝缘膜覆盖，在这种情况下，绝缘膜中施加了热和压力的部分被破坏，从而借助芯获得导电性。此时，芯的形状变形，以形成为在膜的厚度方向上彼此接触的层。作为更具体的例子，热和压力施加到整个各向异性导电膜，利用通过各向异性导电膜而粘合的物体的高度差，部分地形成Z轴方向的电连接。
作为另一例，各向异性导电膜可以是包含多个粒子的状态，每个粒子中的绝缘芯被导电材料覆盖。在这种情况下，导电材料中施加了热和压力的部分变形(按压而紧贴)，从而该部分在膜的厚度方向上具有导电性。作为另一例，也可以是导电材料在Z轴方向上贯通绝缘性基底部件而在膜的厚度方向上具有导电性的形式。在这种情况下，导电材料可以具有尖锐的端部。
根据附图，所述各向异性导电膜可以是以导电球插入绝缘性基底部件的一个表面的形式构成的固定阵列各向异性导电膜(fixed array ACF)。更具体而言，绝缘性基底部件由具有粘合性的材料形成，导电球集中地布置于所述绝缘性基底部件的底部，当热和压力施加到所述基底部件时，所述基底部件与所述导电球一起变形，从而在垂直方向上具有导电性。
但是，本发明不必限于此，所述各向异性导电膜可以是导电球随机地混合到绝缘性基底部件的形式，或者可以由多个层构成并在任一层上配置导电球的形式(double-ACF)等。
各向异性导电浆料是浆料与导电球的结合形式，可以是导电球与具有绝缘性和粘合性的基地物质混合的浆料。并且，包含导电粒子的溶液可以是包含导电性颗粒(particle)或纳米(nano)粒子的形式的溶液。
再次参照附图，第二电极140位于绝缘层160并与辅助电极170隔开。即，所述导电粘合层130配置于辅助电极170和第二电极140所在的绝缘层160上。
在辅助电极170和第二电极140位于绝缘层160的状态下，形成导电粘合层130，然后当对半导体发光元件150施加热和压力而以倒装芯片的形式连接时，所述半导体发光元件150电连接第一电极120和第二电极140。
参照图4，所述半导体发光元件可以是倒装芯片型(flip chip type)发光元件。
例如，所述半导体发光元件包括：p型电极156、形成p型电极156的p型半导体层155、形成在p型半导体层155上的有源层154、形成在有源层154上的n型半导体层153以及在n型半导体层153上与p型电极156沿水平方向隔开配置的n型电极152。在这种情况下，p型电极156可以利用导电粘合层130来与辅助电极170电连接，n型电极152可以与第二电极140电连接。
再次参照图2、图3a以及图3b，辅助电极170在一个方向上形成得较长，并且一个辅助电极可以与多个半导体发光元件150电连接。例如，以辅助电极为中心的左右半导体发光元件的p型电极可以电连接到一个辅助电极。
更具体而言，通过热和压力来将半导体发光元件150压入到导电粘合层130的内部，由此，仅在半导体发光元件150的p型电极156和辅助电极170之间的部分以及半导体发光元件150的n型电极152和第二电极140之间的部分具有导电性，其余部分由于不存在半导体发光元件的压入而不具有导电性。如上所述，导电粘合层130使半导体发光元件150和辅助电极170之间以及半导体发光元件150和第二电极140之间彼此结合，而且形成电连接。
另外，多个半导体发光元件150可以构成发光元件阵列(array)，并且在发光元件阵列中形成荧光体层180。
发光元件阵列可以包括自身具有不同亮度值的多个半导体发光元件。每个半导体发光元件150构成单位像素，并且与第一电极120电连接。例如，第一电极120可以是多个，多个半导体发光元件例如可以配置成若干列，每个列中的半导体发光元件可以电连接到所述多个第一电极中的任一个。
另外，由于多个半导体发光元件以倒装芯片的形式连接，因此可以利用在透明电介质基板上生长的多个半导体发光元件。另外，所述半导体发光元件可以是例如氮化物半导体发光元件。半导体发光元件150具有优异的亮度，所以即使尺寸小，也可以构成单个单位像素。
根据附图，可以在半导体发光元件150之间形成分隔壁190。在这种情况下，分隔壁190可以起到将各个单位像素彼此分隔的作用，可以与导电粘合层130一体地形成。例如，当半导体发光元件150插入到各向异性导电膜时，各向异性导电膜的基底部件可以形成所述分隔壁。
另外，当所述各向异性导电膜的基底部件为黑色时，即使没有其他的黑色绝缘体，所述分隔壁190在具有反射特性的同时，可以增加对比度(contrast)。
作为另一例，作为所述分隔壁190，可以单独地设置反射性分隔壁。在这种情况下，所述分隔壁190可以根据显示装置的目的而包括黑色(Black)或白色(White)绝缘体。当利用白色绝缘体的分隔壁时，能够具有提高反射性的效果，当利用黑色绝缘体的分隔壁时，在具有反射特性的同时，可以增加对比度(contrast)。
荧光体层180可以位于半导体发光元件150的外表面。例如，半导体发光元件150是发出蓝色B光的蓝色半导体发光元件，荧光体层180执行将所述蓝色B光转换为单位像素的颜色的功能。所述荧光体层180可以是构成单个像素的红色荧光体181或绿色荧光体182。
即，可以在构成红色单位像素的位置，将能够使蓝色光转换为红色R光的红色荧光体181层叠在蓝色半导体发光元件151上，可以在构成绿色单位像素的位置，将能够使蓝色光转换为绿色G光的绿色荧光体182层叠在蓝色半导体发光元件151上。并且，在构成蓝色的单位像素的部分，可以仅单独利用蓝色半导体发光元件151。在这种情况下，红色R、绿色G以及蓝色B的单位像素可以构成一个像素。更具体而言，沿着第一电极120的各个线可以层叠有一种颜色的荧光体。因此，第一电极120中的一条线可以是用于控制一种颜色的电极。即，可以沿着第二电极140依次配置红色R、绿色G以及蓝色B，由此，可以实现单位像素。
但是，本发明不必限于此，可以将半导体发光元件150和量子点QD组合以代替荧光体，从而实现红色R、绿色G以及蓝色B的单位像素。
另外，黑矩阵191可以配置于各个荧光体层之间以提高对比度(contrast)。即，这种黑矩阵191可以提高亮度的对比。
但是，本发明不限于此，可以应用用于实现蓝色、红色、绿色的其他结构。
参照图5a，每个半导体发光元件150以氮化镓(GaN)为主，同时添加铟(In)和/或铝(Al)，从而可以实现为发射蓝色为首的各种光的高功率发光元件。
在这种情况下，半导体发光元件150可以是红色、绿色以及蓝色半导体发光元件，以构成各个单位像素(sub-pixel)。例如，交替布置红色R、绿色G以及蓝色B半导体发光元件，红色(Red)、绿色(Green)以及蓝色(Blue)的单位像素借助红色、绿色以及蓝色半导体发光元件构成一个像素(pixel)，从而能够实现全彩显示器。
参照图5b，半导体发光元件可以具有在每个元件设置有黄色荧光体层的白色发光元件W。在这种情况下，红色荧光体层181、绿色荧光体层182以及蓝色荧光体层183可以设置在白色发光元件W上，以构成单位像素。并且，可以在这种白色发光元件W上利用红色、绿色以及蓝色重复的滤色器来构成单位像素。
参照图5c，也可以是在紫外线放元件UV上设置有红色荧光体层181、绿色荧光体层182以及蓝色荧光体层183的结构。如上所述，半导体发光元件可以使用于可见光以及紫外线UV的整个区域，并且可以扩展为可以将紫外线UV用作上部荧光体的激发源(excitationsource)的半导体发光元件的形式。
再次观察本示例，半导体发光元件150位于导电粘合层130上，从而在显示装置中构成单位像素。半导体发光元件150具有优异的亮度，所以即使尺寸小，也可以构成单个单位像素。这种单个半导体发光元件150的尺寸的一边的长度可以是80μm以下，并且可以是矩形或正方形的元件。在矩形的情况下，可以是20×80μm以下的尺寸。
另外，即使将边长为10μm的正方形半导体发光元件150用于单位像素，也将显示出足够的亮度以实现显示装置。因此，当以单位像素的尺寸的一边是600μm而另一边是300μm的矩形像素为例时，半导体发光元件的距离相对变得足够大。因此，在这种情况下，可以实现具有HD画质的柔性显示装置。
利用如上所述的半导体发光元件的显示装置可以通过新型制造方法来制造。以下，参照图6，对所述制造方法进行说明。
图6是表示本发明的利用半导体发光元件的显示装置的制造方法的剖视图。
参照该图，首先，在辅助电极170和第二电极140所在的绝缘层160上形成导电粘合层130。绝缘层160层叠在第一基板110而形成一个基板(或电路基板)，在所述电路基板中配置有第一电极120、辅助电极170以及第二电极140。在这种情况下，第一电极120和第二电极140可以在彼此正交的方向上配置。并且，第一基板110和绝缘层160均可以包括玻璃或聚酰亚胺(PI)，以实现柔性(flexible)显示装置。
所述导电粘合层130例如可以通过各向异性导电膜来实现，为此可以将各向异性导电膜涂覆在绝缘层160所在的基板。
然后，配置与辅助电极170和第二电极140的位置相对应且构成单个像素的多个半导体发光元件150所在的第二基板112，以使所述半导体发光元件150面对辅助电极170和第二电极140。
在这种情况下，第二基板112作为用于生长半导体发光元件150的生长基板，可以是蓝宝石(spire)基板或硅(silicon)基板。
所述半导体发光元件以晶片(wafer)单位形成时,具有可以构成显示装置的间隔和尺寸，从而能够有效地用于显示装置。
接下来，将电路基板和第二基板112进行热压缩。例如，可以应用ACF压头(ACFpress head)将电路基板和第二基板112彼此热压缩。电路基板和第二基板112利用所述热压缩彼此接合(bonding)。根据利用热压缩而具有导电性的各向异性导电膜的特性，仅在半导体发光元件150和辅助电极170之间以及半导体发光元件150和第二电极140之间的部分具有导电性，由此，多个电极和半导体发光元件150可以电连接。此时，可以将半导体发光元件150插入所述各向异性导电膜的内部，从而在多个半导体发光元件150之间形成分隔壁。
接下来，去除所述第二基板112。例如，第二基板112可以利用激光剥离法(LaserLift-off,LLO)或化学剥离法(Chemical Lift-off,CLO)来去除。
最后，去除所述第二基板112而将多个半导体发光元件150暴露于外部。根据需要，可以将氧化硅(SiOx)等涂布到结合有半导体发光元件150的电路基板上，以形成透明绝缘层(未图示)。
另外，还可以包括在所述半导体发光元件150的一个表面形成荧光体层的步骤。例如，半导体发光元件150可以是发出蓝色B光的蓝色半导体发光元件，用于将这种蓝色B光转换为单位像素的颜色的红色荧光体或绿色荧光体可以在所述蓝色半导体发光元件的一个表面形成层。
以上说明的利用半导体发光元件的显示装置的制造方法或结构能够以各种形式变形。作为该例，垂直型半导体发光元件也可以应用于如上所述的显示装置。以下，参照图5和图6，对垂直型结构进行说明。
另外，在以下说明的变形例或实施例中，与先前示例相同或相似的构成标上相同或相似的附图标记，并由第一次说明来代替该说明。
图7是表示本发明的利用半导体发光元件的显示装置的另一实施例的立体图，图8是沿图7的D-D线剖开的剖视图，图9是表示图8的垂直型半导体发光元件的概念图。
参照本附图，显示装置可以是利用无源矩阵(Passive Matrix,PM)方式的垂直型半导体发光元件的显示装置。
所述显示装置包括基板210、第一电极220、导电粘合层230、第二电极240以及多个半导体发光元件250。
基板210是配置有第一电极220的电路基板，并且可以包括聚酰亚胺(PI)以实现柔性(flexible)显示装置。此外，只要是具有绝缘性和柔软性的材料，即可使用任一种。
第一电极220位于基板210上，并且可以在一个方向上形成长条(bar)形的电极。所述第一电极220可以形成为执行数据电极的作用。
导电粘合层230形成在第一电极220所在的基板210上。类似于应用倒装芯片型(flip chip type)的发光元件的显示装置，导电粘合层230可以是各向异性导电膜(anistropy conductive film,ACF)、各向异性导电浆料(paste)、包含导电粒子的溶液(solution)等。但是，本实施例中也示出了利用各向异性导电膜来实现导电粘合层230的情况。
当第一电极220位于基板210上的状态下，在使各向异性导电膜位于所述基板210之后，施加热和压力以连接半导体发光元件250时，所述半导体发光元件250电连接到第一电极220。此时，所述半导体发光元件250优选配置成位于第一电极220上。
如上所述，所述电连接的产生是因为，当施加热和压力时，各向异性导电膜中的一部分在厚度方向上具有导电性。因此，各向异性导电膜在厚度方向上分成具有导电性的部分231和不具有导电性的部分232。
另外，各向异性导电膜包含粘合剂成分，因此导电粘合层230可以实现半导体发光元件250和第一电极220之间的电连接以及机械结合。
如上所述，半导体发光元件250位于导电粘合层230上，由此，在显示装置中构成单个像素。半导体发光元件250具有优异的亮度，所以即使尺寸小，也可以构成单个单位像素。这种单个半导体发光元件250的尺寸中，一边的长度可以是80μm以下，并且可以是矩形或正方形元件。在矩形的情况下，可以是20×80μm以下的尺寸。
所述半导体发光元件250可以是垂直型结构。
多个垂直型半导体发光元件之间设置有多个第二电极240，所述多个第二电极240在与第一电极220的长度方向交叉的方向上配置且与垂直型半导体发光元件250电连接。
参照图9，这种垂直型半导体发光元件包括：p型电极256、形成在p型电极256上的p型半导体层255、形成在p型半导体层255上的有源层254、形成在有源层254上的n型半导体层253以及形成在n型半导体层253上的n型电极252。在这种情况下，位于下部的p型电极256可以利用导电粘合层230与第一电极220电连接，位于上部的n型电极252可以与后述的第二电极240电连接。这种垂直型半导体发光元件250可以上/下配置电极，从而具有能够减小芯片大小的巨大优点。
再次参照图8，荧光体层280可以形成在所述半导体发光元件250的一个表面。例如，半导体发光元件250可以是发出蓝色B光的蓝色半导体发光元件251，并且可以设置有用于将这种蓝色B光转换为单位像素的颜色的荧光体层280。在这种情况下，荧光体层280可以是构成单个像素的红色荧光体281和绿色荧光体282。
即，可以在构成红色单位像素的位置，将能够使蓝色光转换为红色R光的红色荧光体281层叠在蓝色半导体发光元件251上，可以在构成绿色的单位像素的位置，将能够使蓝色光转换为绿色G光的绿色荧光体282层叠在蓝色半导体发光元件251上。并且，在构成蓝色的单位像素的部分，可以仅单独利用蓝色半导体发光元件251。在这种情况下，红色R、绿色G以及蓝色B的单位像素可以构成一个像素。
但是，本发明不必限于此，在应用倒装芯片型(flip chip type)发光元件的显示装置中，如上所述，可以应用用于实现蓝色、红色、绿色的其他结构。
再次观察本实施例，第二电极240位于多个半导体发光元件250之间，并且与多个半导体发光元件250电连接。例如，多个半导体发光元件250可以配置成多个列，第二电极240可以位于多个半导体发光元件250的列之间。
由于构成单个像素的半导体发光元件250之间的距离足够大，因此第二电极240可以位于多个半导体发光元件250之间。
第二电极240可以在一个方向上形成为长条(bar)形的电极，并且可以在与第一电极彼此垂直的方向上配置。
并且，第二电极240和半导体发光元件250可以利用从第二电极240凸出的连接电极来电连接。更具体而言，所述连接电极可以成为半导体发光元件250的n型电极。例如，n型电极形成为用于欧姆(ohmic)接触的欧姆电极，所述第二电极借助印刷或沉积而覆盖至少一部分欧姆电极。由此，第二电极240和半导体发光元件250的n型电极可以电连接。
根据附图，所述第二电极240可以位于导电粘合层230上。根据情况，可以在半导体发光元件250所形成的基板210上形成包含氧化硅(SiOx)等的透明绝缘层(未图示)。当在形成透明绝缘层之后设置第二电极240时，所述第二电极240位于透明绝缘层上。另外，第二电极240也可以形成为与导电粘合层230或透明绝缘层隔开。
如果为了使第二电极240位于半导体发光元件250上而利用诸如ITO(Indium TinOxide：氧化铟锡)等透明电极，则存在ITO材料与n型半导体层的粘合性差的问题。因此，本发明可以使第二电极240位于半导体发光元件250之间，从而具有可以不需要使用诸如ITO的透明电极的优点。因此，可以将n型半导体层和具有良好的粘合性的导电材料用作水平电极，而不受透明材料选择的限制，从而可以提高光提取效率。
根据附图，分隔壁290可以位于半导体发光元件250之间。即，分隔壁290可以配置于垂直型半导体发光元件250之间，以隔离构成单个像素的半导体发光元件250。在这种情况下，分隔壁290可以起到将单个单位像素彼此分开的作用，并且可以与所述导电粘合层230一体地形成。例如，当半导体发光元件250插入各向异性导电膜时，各向异性导电膜的基底部件可以形成所述分隔壁。
另外，当所述各向异性导电膜的基底部件为黑色时，即使没有其他的黑色绝缘体，所述分隔壁290在具有反射特性的同时，可以增加对比度(contrast)。
作为另一例，所述分隔壁190可以单独地设置反射性分隔壁。分隔壁290可以根据显示装置的目的而包括黑色(Black)或白色(White)绝缘体。
如果第二电极240正好位于半导体发光元件250之间的导电粘合层230上，则分隔壁290可以位于垂直型半导体发光元件250和第二电极240之间。因此，利用半导体发光元件250，也可以以小尺寸构成单个单位像素，并且半导体发光元件250的距离相对变得足够大，从而可以使第二电极240位于半导体发光元件250之间，并具有能够实现HD画质的柔性显示装置。
并且，根据附图，黑矩阵291可以配置于各个荧光体之间，以提高对比度(contrast)。即，这种黑矩阵291可以提高亮度的对比。
如上述说明，半导体发光元件250位于导电粘合层230上，从而在显示装置中构成单个像素。半导体发光元件250具有优异的亮度，所以即使尺寸小，也能够构成单个单位像素。因此，借助半导体发光元件可以实现由红色R、绿色G以及蓝色B的单位像素构成一个像素的全彩显示器。
随着在上述说明的本发明的利用半导体发光元件的显示装置的发展，需要提高像素集成度或像素密度。尤其，为了提高能够实现虚拟现实(Virtual Reality,VR)或增强现实(Augmented Reality,AR)的显示装置中的像素集成度或像素密度，需要设计出一种应用超小型半导体发光元件且在像素之间具有窄的间距的显示装置。因此，在将现有的厚荧光体应用于具有提高了像素集成度或像素密度的显示装置方面存在限制。因此，在本发明中，将说明具有能够解决这种问题的新结构的显示装置。
即，根据本发明，提供了具有薄的厚度的颜色转换部，因此可以提供能够在像素集成度或像素密度高、半导体发光元件的尺寸小、像素之间的间隔窄的显示装置中实现颜色的显示装置。
此外，在颜色转换部中设置反射层，在半导体发光元件中的第一导电型电极和第一导电型半导体层之间设置反射电极，所以能够在颜色转换部中没有损失地利用从半导体发光元件发射的光源。因此，尽管显示装置的颜色转换部的厚度薄，也可以使颜色转换效率最大。
图10是用于说明应用了新结构的本发明的另一实施例的、图1的A局部放大图。图11是沿图10的E-E线剖开的剖视图。
根据图10和图11的图示，作为利用半导体发光元件的显示装置1000，适用于利用无源矩阵(Passive Matrix,PM)方式的半导体发光元件的显示装置1000，或者也可以适用于有源矩阵(Active Matrix,AM)方式的半导体发光元件。
显示装置1000包括基板1010、第一电极1020、绝缘构件1030、第二电极1040以及多个半导体发光元件1050。在此，第一电极1020和第二电极1040从基板1010凸出，并且均包括多个电极线。
基板1010是配置有第一电极1020的电路基板，可以包括聚酰亚胺(PI)以实现柔性(flexible)显示装置。另外，所述基板1010可以由具有绝缘性但不是柔性的材料形成。另外，所述基板1010可以是透明材料和不透明材料的任一种。
第一电极1020在基板1010上凸出，并且可以在一个方向上形成为长条(bar)形的电极。所述第一电极1020可以形成为执行数据电极的作用。
参照本图，包围多个半导体发光元件1050的绝缘构件1030可以配置在基板1010的一个表面。在一实施例中，绝缘构件1030可以包括聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)或聚甲基苯基硅氧烷(polymethylphenylsiloxane,PMPS)，包围半导体发光元件1050，并且可以包括具有绝缘性的各种材料。
再次参照附图，半导体发光元件1050可以配置在绝缘构件1030之间，因此还可以执行用于提高单位像素的对比度(Contrast)的黑矩阵的作用。黑矩阵可以在所述单位像素之间吸收外部光反射的同时提高亮度的对比。另外，如图所示，绝缘构件1030也可以包围多个半导体发光元件1050和多个颜色转换部1100、1200。
多个半导体发光元件1050可以沿与设置在第一电极1020的多个电极线平行的方向形成多个列。但是，本发明不限于此。
多个半导体发光元件1050的第一导电型电极1156和第二导电型电极1152可以分别面对第一电极1020和第二电极1040，并电结合。此外，还可以设置前述的辅助电极(未图示)，以在该辅助电极与第一电极1020之间或该辅助电极与第二电极1040之间形成电结合。
详细地，第一电极1020可以包括凸出的金属层1020a和粘合层1020b。第一导电型电极1156和金属层1020a通过对粘合层1020b施加压力或热而彼此电结合。
另外，第二电极1040与第二导电型电极1052的结合可以以类似于第一电极1020与第一导电型电极1056的结合形式形成。第二电极1040可以包括凸出的金属层1040a和粘合层1020b。第二导电型电极1152和金属层1040a可以通过对粘合层1040b施加压力或热来彼此电结合。
参照本附图，借助第一电极1020和第二电极1040的粘合层1020b、1040b来形成半导体发光元件1050与第一电极1020和第二电极1040的电结合，但是本发明不限于此。例如，半导体发光元件的电极也可以利用前述的导电粘合层等而电结合。在这种情况下，也可以省略本示例中的粘合层1020b、1040b。
此外，显示装置1000包括转换颜色的颜色转换部1100、1200，所述颜色转换部1100、1200层叠在多个半导体发光元件1050的一个表面。在颜色转换部1100、1200和半导体发光元件1050之间可以设置粘合构件1060以在该颜色转换部和半导体发光元件之间形成物理结合。粘合构件1060由透明材料形成，从而能够允许从半导体发光元件1050发射的光入射到颜色转换部1100、1200。
在一实施例中，半导体发光元件1050可以是发出蓝色B光的蓝色半导体发光元件，颜色转换部1100、1200可以执行将透过粘合构件1060而入射的所述蓝色B光转换为单位像素的颜色的功能。颜色转换部1100、1200分别可以是构成单个像素的红色颜色转换部1100或绿色颜色转换部1200。
详细地，可以在构成红色单位像素的位置，将红色颜色转换部1100层叠在蓝色半导体发光元件1050上，以使蓝色B光转换为红色R光。另外，可以在构成绿色单位像素的位置，将绿色颜色转换部1200层叠在蓝色半导体发光元件1050上，以使蓝色B光转换为绿色G光。另外，在构成蓝色单位像素的部分，可以仅单独利用蓝色半导体发光元件1050以发出蓝色B光。因此，红色R、绿色G以及蓝色B的单位像素可以构成一个像素。
更具体而言，可以沿着第一电极1020的每条线层叠一种颜色的颜色转换部。因此，第一电极1020中的一条线可以是控制一种颜色的电极。即，可以沿着第二电极1040依次配置红色R、绿色G以及蓝色B，从而实现单位像素。但是，本发明不限于此。
观察红色颜色转换部1100时，其包括多孔层1101、波长转换层1102、反射层1103以及多个凸起1105、1107。多孔层1101可以配置在红色颜色转换部1100的另一个表面，即半导体发光元件1050的蓝色B光所入射的表面附近。
在一实施例中，波长转换层1102如前述的荧光体层，执行将蓝色B光转换为单位像素的颜色的功能。即，红色颜色转换部1100的波长转换层1102使蓝色B光转换为红色R光。
另一方面，多孔层1101可以使从半导体发光元件1050发出的蓝色光向红色颜色转换部1100的侧面发射得最少，从而可以提高在波长转换层1102中将蓝色光转换为红色R光的效率。
另外，反射层1103防止发射尚未在波长转换层1102中转换成红色光的蓝色光。因此，可以防止在波长转换层中已转换的光与没有转换成红色的蓝色光彼此混合后发射。此外，在反射层1103被反射的蓝色光可以再次返回到波长转换层1102而转换成红色光，从而可以提高颜色转换效率。这将在后述的图14a中详细叙述。
此外，红色颜色转换部1100的反射层1103可以包括多个层1103a至1103d，以有效地反射在波长转换层1102中没有被转换成红色光的蓝色光。所述多个层中的至少一层可以包括III-V化合物以有效地反射蓝色光。
在一实施例中，在将颜色从蓝色光转换成红色光的红色颜色转换部1100中，所述多个层可以是层叠了包括AlAs的层和包括GaAs的层的形式。详细地，层叠在波长转换层1102的一个表面的反射层1103的第一层1103a可以形成为不掺杂有杂质的AlAs层，第二层1103b可以形成为不掺杂有杂质的GaAs层。此外，第三层1103c可以形成为与第一层1103a一样不掺杂有杂质的AlAs层。并且，第四层1103d可以形成为与第二层1103b一样不掺杂有杂质的GaAs层。然而，本发明不必限于此，红色颜色转换部1100的反射层1103作为允许红色光透过并能够将蓝色光再次反射到波长转换层1102的多个层，还可以具有各种结构和各种厚度。
另一方面，观察绿色颜色转换部1200时，其包括多孔层1201、波长转换层1202、反射层1203以及多个凸起1205、1207。多孔层1201可以配置在绿色颜色转换部1200的另一个表面，即半导体发光元件1050的蓝色B光所入射的表面附近。
在一实施例中，波长转换层1202如前述的荧光体层，可以执行将蓝色B光转换为单位像素的颜色的功能。即，绿色颜色转换部1200的波长转换层1202使蓝色B光转换为绿色G光。
另一方面，多孔层1201可以以与前述的多孔层1101相似的方式形成。多孔层1201可以使从半导体发光元件1050发出的蓝色B光向绿色颜色转换部1200的侧面发射得最少，从而可以提高在波长转换层1202中将蓝色光转换为绿色G光的效率。
另外，反射层1203防止发射尚未在波长转换层1202转换成绿色光的蓝色光。因此，可以防止在波长转换层中已转换的光与没有转换成绿色光的蓝色光彼此混合后发射。此外，在反射层2103被反射的蓝色光可以再次返回到波长转换层2102而转换成绿色光，从而可以提高颜色转换效率。这将在后述的图14b中详细叙述。
此外，绿色颜色转换部1200的反射层1203可以包括多个层1203a至1203e，以有效地反射在波长转换层1202中没有被转换成绿色光的光。所述多个层中的至少一层可以包括III-V化合物以有效地反射蓝色光。
在一实施例中，在将颜色从蓝色光转换成绿色光的绿色颜色转换部1200中，反射层1203的所述多个层可以是包括GaN的层所层叠的形式。详细地，层叠在波长转换层1202的一个表面的反射层1203的第一层1203a可以形成为掺杂有第二导电型杂质的GaN层，第二层1203b和第四层1203d可以形成为第二导电型杂质的浓度低于第一层1203a的GaN层。此外，第三层1203c和第五层1203e可以形成为掺杂了与第一层1203a相同的第二导电型杂质的GaN层。
另一方面，第一层1203a、第三层1203c以及第五层1203e可以由能够电解抛光的多孔材料形成，从而形成有气孔。但是，本发明不必限于此，绿色颜色转换部1200的反射层1203作为允许绿色光透过并能够将蓝色光再次反射到波长转换层1202的多个层，还可以具有各种结构和各种厚度。
图12a是图11的红色颜色转换部1100的概念图，图12b和图12c是图11的红色颜色转换部1100的立体图。
参照图12a、图12b以及图12c，如上所述，红色颜色转换部1100可以包括多孔层1101、波长转换层1102、反射层1103以及第一凸起1105。此外，在红色颜色转换部1100的多孔层1101的另一个表面还可以包括第二凸起1107。
参照本图，从前述的半导体发光元件1050发出的蓝色光按照第二凸起1107、多孔层1101、波长转换层1102、反射层1103以及第一凸起1105的顺序入射。尤其，从半导体发光元件1050发出的蓝色光需要在不损失光的情况下传递到波长转换层1102。因此，多孔层1101可以由能够电解抛光的多孔材料而形成，从而形成有气孔。此外，多孔层1101可以由第二导电型半导体形成。
详细地，当从半导体发光元件1050发出的蓝色光透过多孔材料的多孔层1101时，可以传递到波长转换层1102而不会被多孔层1101截住。
另外，从半导体发光元件1050发出的蓝色光可以在多孔层1101中衍射。因此，可以使发射到红色颜色转换部1100的侧面的光的损失最少。因此，可以减少从半导体发光元件1050发射的蓝色光的损失，从而可以增加通过红色颜色转换部1100而将蓝色光转换成红色光的情况下的颜色转换效率。
在一实施例中，波长转换层1102执行将半导体发光元件的蓝色B光转换成单位像素的颜色的功能。详细地，红色颜色转换部1100的波长转换层1102可以使蓝色B光转换成红色R光。
另外，反射层1103可以包括多个层1103a至1103d，以反射在波长转换层1102中没有被转换成红色光的蓝色光。所述多个层中的至少一层可以包括III-V化合物以有效地反射蓝色光。
在一实施例中，在将颜色从蓝色光转换成红色光的红色颜色转换部1100中，包括AlAs的层和包括GaAs的层可以顺序地层叠为所述多个层。
另外，在另一实施例中，所述波长转换层还可以将半导体发光元件的蓝色B光转换成绿色G光，在将蓝色光转换成绿色光的情况中，所述反射层的所述多个层可以是包括GaN的层所层叠的形式。
参照图12b，在反射层1103的一个表面中，即在反射层1103的表面1104具有第一区域1104a和由第一区域1104a包围的第二区域1104b。表面1104中的第一区域1104a和第二区域1104b具有不同的粗糙度。详细地，第二区域1104b的表面粗糙度大于第一区域1104a，在第二区域1104b中配置有多个第一凸起1105。
在实施例中，第一凸起1105可以由第二导电型半导体形成，并且可以形成为比多孔层1101的气孔率更大且杂质浓度更高。第一凸起1105可以由能够电解抛光的材料形成。
此外，第一凸起1105可以是在内部形成有气孔的多孔结构物。因此，即使第一凸起1105形成在反射层1103上，也不会干扰发射的光，并且能够使发射光的损失最少。
另外，多个第一凸起1105的上表面可以形成为平坦的切割表面。另外，多个第一凸起1105中的一部分可以是圆柱形。并且，多个第一凸起1105中的另一部分可以具有圆锥形状。并且，多个第一凸起1105可以具有不同的高度。
另一方面，参照图12c，多孔层1101的另一个表面的表面1106也具有第一区域1106a和由第一区域1106a包围的第二区域1106b，第二区域1106b的表面粗糙度大于第一区域1106a，可以在第二区域1106b中进一步配置有多个第二凸起1107。
在实施例中，第二凸起1107可以由第二导电型半导体形成，并且可以形成为具有比多孔层1101更高的杂质浓度。多个第二凸起1107也可以与多孔层1101一样，由能够电解抛光的材料形成。
此外，第二凸起1107可以是在内部形成有气孔的多孔结构物。详细地，第二凸起1107的气孔率可以高于多孔层1101的气孔率。因此，即使第二凸起1107形成在多孔层1101的另一个表面上，也能在从半导体发光元件1050发出的蓝色光传递到波长转换层1102时，使光的损失最少。
另外，多个第二凸起1107的上表面可以形成为平坦的切割表面。另外，多个第二凸起1107中的一部分可以是圆柱形。并且，多个第二凸起1107中的另一部分可以具有圆锥形状。并且，多个第二凸起1107可以具有不同的高度。
图13a是表示图11的倒装芯片型半导体发光元件1050的概念图，图13b是表示图11的倒装芯片型半导体发光元件1050的立体图。
当观察本示例的半导体发光元件1050时，由多孔材料形成的层配置于半导体发光元件1050，从而能够使发射到半导体发光元件1050侧面的光最少，并且光发射到半导体发光元件的表面，因此可以增加半导体发光元件的发光效率。
参照图13a和图13b，显示装置1000的半导体发光元件1050包括：第一导电型电极1156、第二导电型电极1152、配置有第一导电型电极1156的第一导电型半导体层1155、与第一导电型半导体层1155重叠并配置有所述第二导电型电极1152的第二导电型半导体层1153以及配置在第一导电型半导体层1155和第二导电型半导体层1153之间的有源层1154。
第一导电型电极1156形成在第一导电型半导体层1155的一个表面，有源层1154形成在第一导电型半导体层1155的另一个表面和第二导电型半导体层1153的一个表面之间，第二导电型电极1152形成在第二导电型半导体层1153的一个表面。在这种情况下，第二导电型电极1152可以配置在第二导电型半导体层1153中未被第一导电型半导体层1155覆盖的一个表面。
第一导电型电极1156可以是p型电极，第一导电型半导体层1155可以是p型半导体层，所述第二导电型电极1152可以是n型电极，第二导电型半导体层1153可以是n型半导体层。但是，本发明不必限于此，可以示例为第一导电型为n型，第二导电型为p型。
第一导电型电极1156和第二导电型电极1152可以由执行诸如粘合层、阻挡层、低电阻层、抗氧化层等功能的多个层构成。
更具体而言，第一导电型电极1156可以包括导电电极1156a和反射电极1156b。
在一实施例中，反射电极1156b可以设计成能够反射从半导体发光元件1050发射的光。因此，反射电极1156b可以将从半导体发光元件1050发射的光中的、在半导体发光元件1050的另一个表面、即在基板方向上可能损失的光发射到半导体发光元件1050的发光表面。因此，能够在颜色转换部1100、1200没有损失地利用从半导体发光元件发射的光源，从而能够使颜色转换效率最大。
另外，半导体发光元件1050包括钝化层1157，该钝化层形成为覆盖第一导电型半导体层1155和第二导电型半导体层1153的外表面。例如，钝化层1157可以形成为包围第一导电型半导体层1155和第二导电型半导体层1153的各个侧面和底面。
详细地，钝化层1157可以形成为包围所述半导体发光元件的侧面以稳定半导体发光元件1050特性，并由绝缘材料形成。在这种例中，钝化层1157可以是由硅的化合物或氧化物制成的绝缘薄膜。如上所述，由于第一导电型半导体层1155与第二导电型半导体层1153之间的电连接被钝化层1157断开，半导体发光元件的P型(P-type)GaN和N型(N-type)GaN可以彼此绝缘。
在这种情况下，钝化层1157也可以包括具有不同折射率的多个钝化层，以反射发射到第一导电型半导体层1155和所述第二导电型半导体层1153的侧面的光。
但是，本发明不必限于此，钝化层1157也可以形成为单个层。所述多个钝化层中折射率相对高的物质和折射率相对低的物质可以重复并层叠。
另一方面，第二导电型半导体层1153由能够电解抛光(Electro Polishing)的多孔材料形成，并包括配置在半导体发光元件1050的外层的第一层1153a、配置在第一层1153a的下部并具有比第一层1153a低的杂质浓度的第二层1153b以及配置在第二层1153b和有源层1154之间并具有比第二层1153b高的杂质浓度的第三层1153c。
详细地，杂质浓度可以以按照第一层1153a、第三层1153c、第二层1153b顺序越来越高的形式形成。即，第一层1153a具有比第三层1153c更高的杂质浓度，第二导电型半导体层1153的第二层1153b可以具有最低的杂质浓度。
另外，第一层1153a可以由能够电解抛光的多孔材料形成，从而形成有气孔。详细地，多孔材料的第一层1153a能够将在半导体发光元件1050的内部产生的光发射到半导体发光元件的发光表面，而不会使光被第一层1153a截住。
另外，在半导体发光元件1050的内部产生的光可以在第一层1153a中衍射。因此，可以使发射到半导体发光元件1050侧面的光损失得最少。因此，由于大多数的光发射到半导体发光元件1050的发光表面，所以可以增加半导体发光元件1050的发光效率。
另外，在第一层1153a的表面1158中具有第一区域1158a和由第一区域1158a包围的第二区域1158b。第一层1153a的表面1158包括具有不同粗糙度的第一区域1158a和第二区域1158b。详细地，第二区域1158b的表面粗糙度大于第一区域1158a，在第二区域1158b配置有多个第三凸起1159。
在实施例中，第三凸起1159可以由第二导电型半导体形成，并且可以具有比第一层1153a更高的杂质浓度。多个第三凸起1159也可以与第一层1153a一样，由能够电解抛光的材料形成。
此外，第三凸起1159可以是在内部形成有气孔的多孔结构物。详细地，第三凸起1159的气孔率可以高于第一层1153a的气孔率。因此，即使第三凸起1159形成在第一层1153a上，也不会干扰从半导体发光元件1050发射的光，并能够使发射光的损失最少，能够使大多数的光发射到半导体发光元件1050的发光表面。
另外，多个第三凸起1159的上表面可以形成为平坦的切割表面。另外，多个第三凸起1159中的一部分可以是圆柱形。并且，多个第三凸起1159中的另一部分可以具有圆锥形状。并且，多个第三凸起1159可以具有不同的高度。
图14a是表示在图11的红色颜色转换部1100中的颜色转换的示意图，图14b是表示在图11的绿色颜色转换部1200中的颜色转换的示意图。
参照图14a，半导体发光元件1050是发出蓝色B光的蓝色半导体发光元件，透过粘合构件1060而入射的所述蓝色B光可以透过波长转换层1102并转换成红色R光。此外，包括多个层的反射层1103允许红色R光透过，并且可以将在波长转换层1102中没有被转换成红色光的蓝色B光反射到波长转换层1102。因此，在反射层1103被反射的蓝色B光可以在波长转换层1102中重新转换成红色光。
另一方面，从半导体发光元件1050发射的光中的，在半导体发光元件1050的另一个表面、即在基板方向上可能损失的光可以在反射电极1156b中被反射。因此，从半导体发光元件发射的光源的光可以没有损失地发射到半导体发光元件1050的发光表面，在反射电极1156b被反射的光还可以在波长转换层1102中转换成红色光，从而能够使颜色转换效率最大。
如上所述，由于红色颜色转换部1100的反射层1103和半导体发光元件1050的反射电极1156b的相互作用，即使减小了红色颜色转换部1100的整体厚度，也能够使颜色转换效率最大。
参照图14b，半导体发光元件1050是发出蓝色B光的蓝色半导体发光元件，透过粘合构件1060而入射的所述蓝色B光可以透过波长转换层1202并转换成绿色G光。此外，包括多个层的反射层1103允许绿色G光透过，并且可以将在波长转换层波长转换层1202中没有被转换成绿色光的蓝色B光反射到波长转换层1202。因此，在反射层1103被反射的蓝色B光可以在波长转换层1202中重新转换成绿色光。
另一方面，从半导体发光元件1050发射的光中的、在半导体发光元件1050的另一个表面、即在基板方向上可能损失的光可以在反射电极1156b被反射。因此，从半导体发光元件发射的光源的光可以没有损失地发射到半导体发光元件1050的发光表面，在反射电极1156b被反射的光还可以在波长转换层1202中转换成绿色光，从而能够使颜色转换效率最大。
如上所述，由于绿色颜色转换部1200的反射层1103和半导体发光元件1050的反射电极1156b的相互作用，即使减小了绿色颜色转换部1200的整体厚度，也能够使颜色转换效率最大。
因此，根据本发明的显示装置1000包括多个反射层1103、1203以及反射电极1156b，从而具有能够在像素集成度或像素密度高、半导体发光元件的尺寸效、像素之间的间隔窄的显示装置中提供厚度薄的多个颜色转换部1100、1200。
另一方面，应用于以上说明的显示装置的半导体发光元件能够以各种形式变形。对于这种变形例，将在后述的内容中进行说明。
图15是用于说明应用了新结构的显示装置2000的另一实施例的剖视图，图16是用于说明应用了新结构的显示装置3000的本发明的又另一实施例的剖视图。另外，图17是用于说明应用了新结构的显示装置4000的本发明的又另一实施例的、图1的A部分的放大图。
参照图15，显示装置2000可以包括蓝色半导体发光元件2050a和绿色半导体发光元件2050b。详细地，可以在构成红色单位像素的位置，将红色颜色转换部2100层叠在蓝色半导体发光元件2050a上。
另一方面，参照图16，显示装置3000可以包括蓝色半导体发光元件3050a和绿色半导体发光元件3050b。详细地，可以在构成红色单位像素的位置，将红色颜色转换部3100层叠在绿色半导体发光元件3050b上。因此，从绿色半导体发光元件3050b发射的绿色G光可以转换成红色R光。
另外，参照图15和图16，在构成绿色单位像素的部分，可以仅单独利用绿色半导体发光元件2050b，在构成蓝色单位像素的部分，可以仅单独利用蓝色半导体发光元件2050a，由此构成单位像素。因此，在各个显示装置2000、3000中，红色R、绿色G以及蓝色B的单位像素可以构成一个像素。
参照图17，显示装置4000可以包括白色半导体发光元件4050。在这种情况下，为了构成单位像素，在白色半导体发光元件4050上设置红色颜色转换部4100、绿色颜色转换部4200以及蓝色颜色转换部4300，由此红色R、绿色G以及蓝色B的单位像素可以构成一个像素。
此外，显示装置4000可以包括包围红色颜色转换部4100、绿色颜色转换部4200以及蓝色颜色转换部4300的绝缘构件4030’。另外，在红色颜色转换部4100、绿色颜色转换部4200以及蓝色颜色转换部4300上还可以包括粘合构件4060’。此外，在粘合构件4060’上还可以设置聚酰亚胺4070和玻璃4080，以保护白色半导体发光元件4050、红色颜色转换部4100、绿色颜色转换部4200以及蓝色颜色转换部4300。
图18是表示本发明的绿色颜色转换部1200的制造方法的剖视图。在以下说明的绿色颜色转换部1200的制造方法中，与先前的实施例相同或类似的构成赋予相同或类似的附图标记，并且由第一次说明来代替该说明。
参照图18的a，用于制造绿色颜色转换部1200的多个层可以层叠在生长基板W上。详细地，生长基板W可以包括未掺杂的半导体层W1和由蓝宝石(spire)基板或硅(silicon)基板形成的生长基板W2。
为了制造绿色颜色转换部1200，可以在生长基板W上层叠能够电解抛光(ElectroPolishing)的第二导电型半导体层1201’、波长转换层1202、反射层1203以及能够电解抛光的牺牲层1208。此外，用于制造绿色颜色转换部1200的第二导电型半导体层1201’、波长转换层1202、反射层1203以及牺牲层1208不需要彼此电连接。因此，第二导电型半导体层1201’、波长转换层1202、反射层1203以及牺牲层1208可以成对并层叠为多层。此外，可以通过蚀刻一对第二导电型半导体层1201’、一对波长转换层1202、一对反射层1203以及一对牺牲层1208来反复地连续制造绿色颜色转换部1200。
参照图18的b，可以在第二导电型半导体层1201’上形成粘合构件1060图案之后进行蚀刻，由此第二导电型半导体层1201’、波长转换层1202、反射层1203以及牺牲层1208可以以绿色颜色转换部1200的形式隔离。
参照图18的c，可以通过向电解液上的第二导电型半导体层1201’和牺牲层1208施加电流来执行电解抛光。因此，可以蚀刻第二导电型半导体层1201’的一部分以形成多孔层1201。此外，在第二导电型杂质的浓度更高的牺牲层1208中，由于反应速度的差异，电解抛光可以更积极地进行。因此，可以形成有作为在内部形成有气孔的多孔结构物的多个柱1205’。即，根据电解抛光的反应速度的差异，柱1205’的气孔率可以高于多孔层1201的气孔率。
参照图18的d，可以通过粘合构件1060而粘合到前述的半导体发光元件1050的发光表面并被转移。可以利用外部的力来执行绿色颜色转换部1200的分离，可以切割作为在内部形成有气孔的多孔结构物的多个柱1205’。如上所述，在图18的a至d中制造的所述绿色颜色转换部可以是不包括前述的第二凸起的形式。柱1205’可以被切割并分成反射层1203上的第一凸起1205和随后将要制造的绿色颜色转换部的多孔层1201上的第二凸起1207。
接下来，图18的e至h可以重复前述的图18的a至d的过程，以将绿色颜色转换部1200转移到前述的半导体发光元件1050。此外，当将绿色颜色转换部1200转移到前述的半导体发光元件1050时，柱1205’被外部的力切割，从而可以分离出绿色颜色转换部的多孔层1201上的第二凸起1207。因此，在图18的e至h中制造的所述绿色颜色转换部还可以包括多孔层1201上的第二凸起1207。
此外，前述的红色颜色转换部1100也可以通过图18中说明的制造方法来制造。
以上说明的利用半导体发光元件的显示装置不限于上述说明的实施例的结构和方法，还可以通过选择性地组合全部或部分实施例来构成，所述实施例可以进行各种变形。

Claims (11)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：
基板，包括电极；
多个半导体发光元件，组装在所述基板；以及
颜色转换部，层叠于所述半导体发光元件以转换颜色，
所述颜色转换部包括：
多孔层；
波长转换层；以及
反射层，
所述波长转换层配置在所述多孔层与所述反射层之间，所述多孔层由能够电解抛光的多孔材料形成，
所述反射层的表面具有：
第一区域；以及
第二区域，由所述第一区域包围，
所述第二区域的表面粗糙度大于所述第一区域的表面粗糙度，在所述第二区域中配置有多个第一凸起。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
所述第一凸起的上部面是平坦的切割表面。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
所述多孔层的表面具有：
第一区域；以及
第二区域，由所述第一区域包围，
所述第二区域的表面粗糙度大于所述第一区域的表面粗糙度，在所述第二区域中还配置有多个第二凸起。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，
所述第二凸起的上部面是平坦的切割表面。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
所述反射层包括多个层，
所述反射层的多个层中的至少一层是包括III-V化合物的层。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
在所述颜色转换部的多孔层和所述半导体发光元件的一个表面之间设置粘合构件，以使所述颜色转换部和所述半导体发光元件物理结合。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，
所述粘合构件由透明材料形成，以使从所述半导体发光元件发射的光透过。
8.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，
所述半导体发光元件包括：
第一导电型电极；
第二导电型电极；
第一导电型半导体层，配置有所述第一导电型电极；
第二导电型半导体层，与所述第一导电型半导体层重叠，并且配置有所述第二导电型电极；以及
有源层，配置在所述第一导电型半导体层与所述第二导电型半导体层之间，
所述第二导电型半导体层包括：
第一层，由能够电解抛光的多孔材料形成，并且配置在所述半导体发光元件的外层；
第二层，配置在所述第一层的下部，并且具有比所述第一层的杂质浓度低的杂质浓度；以及
第三层，配置在所述第二层和所述有源层之间，并且具有比所述第二层的杂质浓度高的杂质浓度。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，
在所述第一导电型电极和第一导电型半导体层之间还包括反射电极。
10.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，
所述第一层的表面具有：
第一区域；以及
第二区域，由所述第一区域包围，
所述第二区域的表面粗糙度大于所述第一区域的表面粗糙度，在所述第二区域中配置有多个第三凸起。
11.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，
所述第三凸起由第二导电型半导体形成，并且具有比所述第一层的杂质浓度更高的杂质浓度。
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