CN113056824A - 发光器件结构和制造该发光器件结构的方法 - Google Patents
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Abstract
提供了一种发光器件结构和用于制造该发光器件结构的方法。发光器件结构可以包括:基底;一个或更多个发光元件,设置在基底上,彼此间隔开,并且具有在与基底垂直的方向上延伸的形式;辅助层,设置在基底上,以暴露基底的上表面的至少一部分,并且围绕发光元件的外表面;电流扩展层,设置在辅助层上,并且与发光元件的一端接触;第一垫,电连接到发光元件的一端,并且设置在电流扩展层上以便不与发光元件叠置;以及第二垫,电连接到发光元件的另一端,并且设置在暴露的基底的上表面上,与辅助层间隔开。
Description
技术领域
本公开涉及一种发光器件结构和制造该发光器件结构的方法,更具体地,涉及一种用于评价具有微小尺寸的发光元件的电学和光学特性的发光器件结构和制造该发光器件结构的方法。
背景技术
随着多媒体的发展,显示装置的重要性正在增加。因此,正在使用诸如有机发光二极管(OLED)显示器和液晶显示器(LCD)的各种类型的显示装置。
显示装置是显示图像并包括诸如有机发光显示面板或液晶显示面板的显示面板的装置。在这些之中,作为发光显示面板,显示装置可以包括发光元件。例如,发光二极管(LED)可以包括使用有机材料作为荧光材料的OLED或使用无机材料作为荧光材料的无机发光二极管等。
OLED使用有机材料作为发光元件的荧光材料,并且其制造工艺简单。因此,OLED的优点在于显示装置具有柔性性质。然而,已知的是,有机材料易受高温驱动环境的影响,并且具有相对低的蓝光效率。
另一方面,由于无机发光二极管使用无机半导体作为荧光材料,所以与OLED相比,无机发光二极管即使在高温环境下也具有耐久性并且具有高蓝光效率。另外,即使在作为常规无机发光二极管元件的限制而指出的制造工艺中,也已经开发了使用介电泳(DEP)方法的转移方法。因此,不断地进行对与OLED相比具有优异耐久性和效率的无机发光二极管的研究。
发明内容
技术问题
可以通过在基底上生长半导体材料来制造发光元件。发光元件具有微米单位或纳米单位的微小尺寸。当在基底上制造发光元件时,在制造工艺期间可能在发光元件中产生缺陷或发射缺陷。因此,在使用发光元件制造显示装置之前,需要评价发光元件的电特性和光学特性,但是具有微小尺寸的发光元件具有这种测量困难的问题。
本公开的方面提供了一种发光器件结构和制造该发光器件结构的方法,发光器件结构包括通过生长半导体晶体制造的发光元件以评价发光元件的电特性和光学特性。
应当注意的是,本公开的目的不限于上述目的,并且本公开的其他目的根据以下描述对于本领域技术人员而言将是明显的。
技术方案
根据本公开的一个实施例,发光器件结构包括:基底;一个或更多个发光元件,设置在基底上以彼此间隔开,并且具有在与基底垂直的方向上延伸的形状;辅助层,设置在基底上,暴露基底的上表面的至少一部分,并且围绕发光元件的外表面;电流扩展层,设置在辅助层上,并且与发光元件的一端接触;第一垫,电连接到发光元件的一端,并且设置在电流扩展层上以便不与发光元件叠置;以及第二垫,电连接到发光元件的另一端,并且设置在基底的暴露的上表面上以与辅助层间隔开。
发光器件结构还可以包括:第一区域,被限定为与发光元件叠置的区域;以及第二区域,被限定为除了第一区域之外的区域,其中,辅助层和电流扩展层包括第一区域和第二区域中的至少一部分。
辅助层可以包括绝缘材料,并且可以被设置为使得发光元件的一端被部分地暴露,并且电流扩展层可以包括透明导电材料,且可以被设置为围绕发光元件的一端。
第一垫可以包括第一延伸部分和连接到第一延伸部分的第一电极线,并且第一电极线可以具有连接到第一延伸部分的不同侧部分的两端,且可以设置在第二区域中以围绕第一区域。
延伸部分可以具有比电极线的宽度大的宽度。
第二垫可以具有预定宽度,并且可以被设置为围绕辅助层的外周边。
发光元件可以包括:半导体晶体,具有在一个方向上延伸的形状;以及绝缘膜,围绕半导体晶体管的外周边表面。
半导体晶体可以包括第一导电型半导体、第二导电型半导体、元件活性层和电极材料层,第一导电型半导体与基体接触,第二导电型半导体具有与第一导电型半导体的极性不同的极性,元件活性层设置在第一导电型半导体与第二导电型半导体之间,电极材料层设置在第二导电型半导体上,并且绝缘膜可以被设置为使得电极材料层的上表面被暴露。
辅助层可以与绝缘膜的外表面部分地接触,电流扩展层可以与暴露的电极材料层接触,并且第一垫可以通过电流扩展层电连接到电极材料层。
基底可以包括基体基底和设置在基体基底上的导电半导体层,第一导电型半导体可以与导电半导体层接触,并且第二垫可以设置在导电半导体层上并电连接到第一导电型半导体。
发光元件可以包括第一发光元件和与第一发光元件间隔开的第二发光元件。
第一区域可以包括第一子区域和第二子区域,第一子区域是与第一发光元件叠置的区域,第二子区域是与第二发光元件叠置并且与第一子区域间隔开的区域,并且第二区域可以包括第三区域和第四区域,第三区域位于第一子区域与第二子区域之间,第四区域位于第一子区域和第二子区域的外周边处。
第一垫可以包括:第二延伸部分,设置在第三区域中;第二电极线,设置在第四区域中;以及至少一个连接部分,设置在第三区域中,并且被构造为使第二延伸部分和第二电极线链接。
第二电极线可以被设置为围绕第一子区域和第二子区域。
连接部分可以设置在第三区域中,以将第一子区域和第二子区域分开。
连接部分可以包括第一连接部分和第二连接部分,第一连接部分在第一方向上延伸,具有与第二电极线接触的两端,并且具有与第二延伸部分叠置的中心部分,第二连接部分在与第一方向不同的第二方向上延伸,与第二电极线接触,并且具有与第二延伸部分叠置的中心部分,并且第一连接部分和第二连接部分可以在第二延伸部分处彼此交叉。
根据本公开的另一实施例,制造发光器件结构的方法包括:准备基底以及一个或更多个发光元件,发光元件设置在基底上,并且具有在与基底垂直的方向上延伸的形状;在基底上形成被构造为围绕发光元件的外表面的辅助层,并且形成设置在辅助层上并与发光元件的一端接触的电流扩展层;以及形成设置在电流扩展层上并电连接到发光元件的一端的第一垫,并且形成设置在基底上以围绕辅助层的外周边并电连接到发光元件的另一端的第二垫。
辅助层可以包括绝缘材料,并且可以被设置为使得发光元件的一端被部分地暴露,电流扩展层可以包括透明导电材料,并且可以被设置为围绕发光元件的一端,并且第一垫可以通过电流扩展层电连接到发光元件的一端。
在第一垫的形成中,第一垫可以包括延伸部分和连接到延伸部分的电极线,延伸部分可以被设置为不与发光元件叠置,并且电极线可以被设置为围绕与发光元件叠置的区域。
基底可以包括基体基底和设置在基体基底上的导电半导体层,并且第二垫可以设置在导电半导体层上且可以电连接到发光元件的另一端。
用于解决上面的问题的实施例的其他细节包括在详细描述和附图中。
有益效果
根据一个实施例的发光器件结构可以包括发光元件,并且可以包括被设置为不与发光元件叠置的多个垫。多个垫可以连接到外部电源,并且可以电连接到发光元件的两端,使得发光器件结构可以测量发光元件的电特性和光学特性。
因此,发光器件结构被定位为使得多个垫不与发光元件叠置,从而防止阻挡从发光元件发射的光来精确地测量电特性或光学特性。
本公开的效果不限于在这里阐述的实施例,并且在本说明书中包括更多不同的效果。
附图说明
图1是根据一个实施例的发光元件的示意图。
图2是示出根据一个实施例的发光器件结构的示意性透视图。
图3是沿着图2的线I-I'截取的剖视图。
图4是从上方观看的图1的发光器件结构的平面图。
图5是示出根据一个实施例的评价发光元件的特性的示意图。
图6是示出根据一个实施例的制造发光器件结构的方法的流程图。
图7至图10是示出根据一个实施例的制造发光器件结构的方法中的制造发光元件的方法的示意性剖视图。
图11至图14是示出根据一个实施例的制造发光器件结构的方法的部分的示意性剖视图。
图15至图18是根据其他实施例的发光器件结构的平面图。
图19是示出图18的发光器件结构的示意性透视图。
图20是示出根据又一实施例的发光器件结构的示意性透视图。
图21是沿着图20的线II-II'截取的剖视图。
图22是从上方观看的图20的发光器件结构的平面图。
图23至图26是示出制造图20的发光器件结构的方法的示意性剖视图。
图27是根据又一实施例的发光器件结构的平面图。
图28是根据一个实施例的显示装置的平面图。
图29是沿着图28的线Ia-Ia'、线IIa-IIa'和线IIIa-IIIa'截取的剖视图。
具体实施方式
现在,将在下文中参照其中示出了发明的优选实施例的附图更充分地描述本发明。然而,本发明可以以不同的形式实施,并且不应被解释为限于在此阐述的实施例。相反,提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的,并且将向本领域的技术人员充分传达发明的范围。
还将理解的是,当层被称为“在”另一层或基底“上”时,该层可以直接地位于所述另一层或基底上,或者还可以存在中间层。相同的附图标号始终表示相同的组件。
将理解的是,虽然可以在这里使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件,但是这些元件不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。例如,下面讨论的第一元件可以被称为第二元件而不脱离本发明的教导。类似地,第二元件也可以被称为第一元件。
在下文中,将参照附图描述实施例。
图1是根据一个实施例的发光元件的示意图。
发光元件300可以包括掺杂有任意导电型(例如,p型或n型)杂质的半导体晶体。半导体晶体可以接收从外部电源施加的电信号,并且响应于所接收的电信号而发射具有特定波长的光。将在下面描述的显示装置10(图28中所示)可以在每个像素PX(图28中所示)中包括多个发光元件300以显示由发光元件300发射的光。
发光元件300可以是发光二极管,具体地,发光元件300可以是具有微米单位或纳米单位的尺寸并且由无机材料制成的无机发光二极管。当发光元件300是无机发光二极管时,并且当具有无机晶体结构的发光材料设置在彼此面对的两个电极之间且电场形成在特定方向上时,无机发光二极管可以在其间形成有极性的两个电极之间排列(或对准)。也就是说,通过形成电场,具有微小尺寸的发光元件300可以在显示装置10的电极上排列。排列在显示装置10的电极上的发光元件300可以从电极接收预定的电信号,从而发射具有特定波长的光。
参照图1,根据一个实施例的发光元件300可以包括多个导电型半导体310和320、元件活性层330、电极材料层370和绝缘膜380。多个导电型半导体310和320可以将传输到发光元件300的电信号传输到元件活性层330,元件活性层330可以发射具有特定波长的光。
具体地,发光元件300可以包括第一导电型半导体310、第二导电型半导体320、设置在第一导电型半导体310与第二导电型半导体320之间的元件活性层330、设置在第二导电型半导体320上的电极材料层370以及被设置为围绕第一导电型半导体310与第二导电型半导体320、元件活性层330和电极材料层370的外表面的绝缘膜380。在图1中,发光元件300被示出为具有其中在其长度方向上顺序地形成有第一导电型半导体310、元件活性层330、第二导电型半导体320和电极材料层370的结构,但是本公开不限于此。可以省略电极材料层370,并且在一些实施例中,电极材料层370可以设置在第一导电型半导体310和第二导电型半导体320的两个侧表面中的至少一个上。在下文中,将通过例证图1的发光元件300来给出描述,并且即使当发光元件300还包括其他结构时,也可以将该描述应用于下面将描述的发光元件300。
第一导电型半导体310可以是n型半导体层。作为示例,当发光元件300发射具有蓝色波长的光时,第一导电型半导体310可以由具有化学式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1,并且0≤x+y≤1)的半导体材料制成。例如,第一导电型半导体310可以由选自被n型掺杂的InAlGaN、GaN、AlGaN、InGaN、AlN和InN之中的至少一种制成。第一导电型半导体310可以掺杂有第一导电型掺杂剂。作为示例,第一导电型掺杂剂可以是硅(Si)、锗(Ge)或锡(Sn)等。第一导电型半导体310可以具有范围从1.5μm至5μm的长度,但是本公开不限于此。
第二导电型半导体320可以是p型半导体层。作为示例,当发光元件300发射具有蓝色波长的光时,第二导电型半导体320可以由具有化学式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1,并且0≤x+y≤1)的半导体材料制成。例如,第二导电型半导体320可以由选自被p型掺杂的InAlGaN、GaN、AlGaN、InGaN、AlN和InN之中的至少一种制成。第二导电型半导体320可以掺杂有第二导电型掺杂剂。作为示例,第二导电型掺杂剂可以是镁(Mg)、锌(Zn)、钙(Ca)、硒(Se)或钡(Ba)等。第二导电型半导体320可以具有范围从0.08μm至0.25μm的长度,但是本公开不限于此。
同时,在附图中,第一导电型半导体310和第二导电型半导体320中的每个被示出为由一层组成,但是本公开不限于此。在一些情况下,根据下面将描述的元件活性层330的材料,第一导电型半导体310和第二导电型半导体320可以包括更多的层。
元件活性层330可以设置在第一导电型半导体310与第二导电型半导体320之间,并且可以包括具有单量子阱结构或多量子阱结构的材料。当元件活性层330包括具有多量子阱结构的材料时,元件活性层330可以具有其中交替堆叠有多个量子层和多个阱层的结构。元件活性层330可以根据通过第一导电型半导体310和第二导电型半导体320施加的电信号因电子-空穴对结合而发光。作为示例,当元件活性层330发射具有蓝色波长的光时,元件活性层330可以包括诸如AlGaN或AlInGaN的材料。具体地,当元件活性层330具有其中以多量子阱结构交替堆叠有量子层和阱层的结构时,量子层可以包括诸如AlGaN或AlInGaN的材料,阱层可以包括诸如GaN或AlGaN的材料。
然而,本公开不限于此,并且元件活性层330可以具有其中交替堆叠有具有高带隙能量的半导体材料和具有低带隙能量的半导体材料的结构,或者可以根据发射的光的波长包括其他III族或V族半导体材料。因此,由元件活性层330发射的光不限于具有蓝色波长的光,并且在一些情况下,元件活性层330可以发射具有红色或绿色波长的光。元件活性层330的可以具有范围从0.05μm至0.25μm的长度,但是本公开不限于此。
同时,从元件活性层330发射的光不仅可以在发光元件300的长度方向上发射到其外表面,而且可以发射到发光元件300的两个侧面。从元件活性层330发射的光的方向性不限于一个方向。
电极材料层370可以是欧姆接触电极。然而,本公开不限于此,电极材料层370可以是肖特基(Schottky)接触电极。电极材料层370可以包括导电金属。例如,电极材料层370可以包括选自铝(Al)、钛(Ti)、铟(In)、金(Au)、银(Ag)、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)和氧化铟锡锌(ITZO)之中的至少一种。电极材料层370可以包括相同的材料或不同的材料,但是本公开不限于此。
绝缘膜380可以形成为与第一导电型半导体310、第二导电型半导体320、元件活性层330和电极材料层370的外表面接触并围绕它们的外表面。绝缘膜380可以执行保护这些构件的功能。作为示例,绝缘膜380可以形成为围绕构件的侧表面,并且可以形成为暴露发光元件300的在长度方向上的两端,例如,设置有第一导电型半导体310和电极材料层370的两端。然而,本公开不限于此。
绝缘膜380可以包括选自例如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)、氮化铝(AlN)和氧化铝(Al2O3)的具有绝缘性质的材料之中的至少一种。因此,能够防止当元件活性层330与通过其向发光元件300传输电信号的电极直接接触时可能发生的电短路。另外,由于绝缘膜380保护包括元件活性层330的发光元件300的外表面,因此能够防止发光效率的降低。
在附图中,绝缘膜380被示出为形成为在发光元件300的长度方向上延伸并且覆盖第一导电型半导体310至电极材料层370,但是本公开不限于此。绝缘膜380可以仅覆盖第一导电型半导体310、元件活性层330和第二导电型半导体320,或者覆盖电极材料层370的外表面的一部分,使得电极材料层370的外表面的一部分可以暴露。
绝缘膜380可以具有范围从0.5μm至1.5μm的厚度,但是本公开不限于此。
另外,在一些实施例中,可以对绝缘膜380的外表面进行表面处理。发光元件300可以在下面将描述的显示装置的电极(图28中所示)之间排列,并且可以从电极接收电信号以发射光。发光元件300可以通过以分散在预定的墨水中的状态喷射在电极上而排列。这里,为了使发光元件300保持分散而不在墨水中与其他相邻的发光元件300聚集,可以对绝缘膜380的表面进行疏水处理或亲水处理。
发光元件300可以具有在一个方向上延伸的形状。发光元件300可以具有诸如纳米棒、纳米线或纳米管的形状。在实施例中,发光元件300可以具有圆柱形形状或棒状形状。然而,发光元件300的形状不限于此,发光元件300可以具有诸如正六面体、长方体和六角柱的各种形状。
发光元件300的长度l可以在1μm至10μm的范围内或者在2μm至5μm的范围内,并且优选可以是约4μm。另外,发光元件300可以具有范围从300nm至700nm的直径,并且包括在显示装置10中的多个发光元件300可以根据元件活性层330的组成的差异而具有不同的直径。优选地,发光元件300可以具有约500nm的直径。
同时,可以通过外延生长方法在基底上制造发光元件300。可以在基底上形成用于形成半导体层的籽晶层,并且可以沉积期望的半导体材料以生长半导体层。当通过外延法生长发光元件300时,在一些发光元件300中,半导体晶体有可能不平稳地生长,或者有可能部分地形成缺陷。如上所述,发光元件300可以包括具有微米单位或纳米单位的微小尺寸的半导体晶体。具有微小尺寸的发光元件300在直接检查是否形成缺陷方面具有局限性。
根据一个实施例的发光器件结构1000可以包括一个或更多个发光元件300和电连接到发光元件300的多个垫(pad,或称为“焊盘”),从而可以测量发光元件300的电特性或光学特性。发光器件结构1000可以在发光元件300被设置在显示装置10中之前评价发光元件300的缺陷或发射缺陷。另外,发光器件结构1000可以测量发光元件300的电特性或光学特性,来改善发光元件300的特性。
图2是示出根据一个实施例的发光器件结构的示意性透视图。图3是沿着图2的线I-I'截取的剖视图。
参照图2和图3,发光器件结构1000可以包括下基底1100、发光元件300、辅助层1500、电流扩展层1600以及多个垫1200和1300。
在本说明书中,术语“上方”、“上部”、“顶部”和“上表面”指Z轴方向,术语“下方”、“下部”、“底部”和“下表面”指与Z轴方向相反的方向。另外,“左”、“右”、“上”和“下”指当在平面图中观看显示装置10时的方向。例如,术语“右”指X轴方向,术语“左”是指与X轴方向相反的方向,术语“上”指Y轴方向,并且术语“下”是指与Y轴方向相反的方向。
下基底1100可以支撑发光器件结构1000的多个构件。下表面与下基底1100接触的发光元件300、辅助层1500和第二垫1300可以设置在下基底1100上。电流扩展层1600和第一垫1200可以设置在辅助层1500上。在附图中,一个发光元件300以及围绕发光元件300的辅助层1500和第二垫1300被示出为设置在下基底1100上。然而,本公开不限于此。在一些情况下,可以设置更多的发光元件300,并且还可以设置其他构件。
下基底1100在平面图中可以具有四边形形状,并且可以具有拥有预定的厚度的六面体形状。如附图中所示,下基底1100可以具有其边在第一方向(例如,X轴方向)和第二方向(例如,Y轴方向)上延伸的四边形平面形状。下基底1100可以在第三方向(例如,Z轴方向)上具有预定的厚度。然而,本公开不限于此。在一些情况下,在第一方向上的边和在第二方向上的边交汇处的点可以形成为具有预定曲率的圆形。此外,下基底1100的平面形状不限于四边形形状,并且可以形成为另一多边形形状、圆形形状或椭圆形形状。作为示例,下基底1100的形状在平面图中可以是圆形形状,并且可以是具有预定的厚度的圆柱体。
在实施例中,下基底1100可以具有其中堆叠有基体基底1110、缓冲材料层1120和子半导体层1130的结构。
基体基底1110可以包括蓝宝石(Al2O3)基底和诸如玻璃基底的透明基底。然而,本公开不限于此,并且基体基底1110可以形成为诸如GaN、SiC、ZnO、Si、GaP或GaAs基底的导电基底。基体基底1110的厚度没有具体限制,但是作为示例,基体基底1110可以具有范围从400μm至1500μm的厚度。
缓冲材料层1120设置在基体基底1110上。在附图中,示出为堆叠一个缓冲材料层1120,但是本公开不限于此,可以形成多个缓冲层。缓冲材料层1120可以被设置为减小子半导体层1130与基体基底1110之间的晶格常数差。如下面将描述的,缓冲材料层1120可以减小与基体基底1110的晶格常数差异,使得形成在缓冲材料层1120上的子半导体层1130或第一导电型半导体层3100(图7中所示)的晶体平稳地生长。
作为示例,缓冲材料层1120可以包括未掺杂的半导体。缓冲材料层1120可以包括与发光元件300的第一导电型半导体310基本上相同的材料,并且可以包括未n型掺杂的材料或未p型掺杂的材料。在实施例中,缓冲材料层1120可以包括选自未掺杂的InAlGaN、GaN、AlGaN、InGaN、AlN和InN之中的至少一种,但是本公开不限于此。
子半导体层1130设置在缓冲材料层1120上。在下面将要描述的制造发光器件结构1000的方法中,子半导体层1130可以提供第一导电型半导体层3100(图7中所示)的籽晶。作为示例,子半导体层1130可以包括与发光元件300的第一导电型半导体310相同的材料,但是本公开不限于此。子半导体层1130没有具体限制,只要子半导体层1130包括提供第一导电型半导体310的籽晶的材料即可。
另外,子半导体层1130可以包括导电材料,并且可以将从第二垫1300施加的电信号传输到发光元件300的一端,例如,第一导电型半导体310。通过第二垫1300施加的预定的电信号可以通过子半导体层1130传输到发光元件300,并且可以通过将被测量的发光元件300传输到第一垫1200。也就是说,子半导体层1130可以与第二垫1300和发光元件300的第一导电型半导体310接触,以执行电流传输功能。
在实施例中,子半导体层1130可以基本上是第一导电型半导体层3100。当制造下面将要描述的发光元件300时,可以仅蚀刻和去除第一导电型半导体层3100的一部分,并且可以在缓冲材料层1120上形成一层。可以通过保留而不是基本上被去除第一导电型半导体层3100来形成子半导体层1130。然而,本公开不限于此。
同时,下基底1100可以是在下面将要描述的制造发光器件结构1000的方法中其上生长有发光元件300的基底。可以通过在下基底1100上沉积或生长半导体晶体来制造发光元件300。下面将给出更详细的描述。
一个或更多个发光元件300可以设置在下基底1100上。发光元件300的结构与上面参照图1描述的结构相同。也就是说,发光元件300可以具有圆形结构的下表面,并且可以具有在第三方向(例如,Z轴方向)上从下基底1100延伸预定的长度的形状。作为示例,发光元件300可以包括具有棒状形状的半导体晶体。然而,本公开不限于此。
发光元件300的第一导电型半导体310可以与下基底1100的子半导体层1130接触,电极材料层370可以与电流扩展层1600接触。具有与子半导体层1130和电流扩展层1600接触的两端的发光元件300可以电连接到第一垫1200和第二垫1300。
发光元件300的外表面可以与部分地围绕发光元件300的辅助层1500接触。发光元件300可以基本上设置在辅助层1500内侧,并且发光元件300的两端可以与子半导体层1130和电流扩展层1600接触。由于预定的电信号通过与发光元件300的两端接触的子半导体层1130和电流扩展层1600传输,因此能够测量发光元件300的电特性或光学特性。
在附图中,示出了设置一个发光元件300,但是本公开不限于此。在发光器件结构1000中,一个或更多个发光元件300可以设置在下基底1100上。在这种情况下,多个发光元件300被设置为彼此间隔开,并且在一些情况下,一些发光元件300可以彼此间隔开相对宽的间隔,以形成其中未设置有发光元件300的区域。对于其详细描述,参考其他实施例。
同时,根据设置在下基底1100上的发光元件300的布置,发光器件结构1000可以包括被限定为与发光元件300叠置的区域的第一区域EA和被限定为不与发光元件300叠置的区域的第二区域NEA。在发光器件结构1000中,第一区域EA可以被理解为发光元件300的叠置区域,第二区域NEA可以被理解为非叠置区域。然而,第一区域EA不必仅表示与发光元件300叠置的区域。第一区域EA可以被理解为具有预定的范围,该预定的范围包括其中设置有多个发光元件300的区域和与其相邻的区域。
第二区域NEA可以被理解为不与发光元件300叠置的区域,并且可以被理解为除第一区域EA之外的区域。第二区域NEA不必仅表示不与发光元件300叠置的区域,并且可以被理解为具有其中未设置有发光元件300的预定的范围的区域。
图3示出了一个发光元件300设置在下基底1100的中心区域中并且限定了一个第一区域EA和基于所述第一区域EA彼此对称的两个第二区域NEA。虽然未在图2中示出,但是第一区域EA和第二区域NEA的布置可以被理解为在发光器件结构1000的透视图中第二区域NEA被设置为围绕第一区域EA。
第一区域EA和第二区域NEA的布置不限于图3中所示的布置。当如上所述设置一个或更多个发光元件300时,发光器件结构1000可以包括一个或更多个第一区域EA。因此,第二区域NEA可以进一步限定在多个第一区域EA之间。另外,当发光元件300被设置为与下基底1100的一侧相邻时,第一区域EA可以位于朝向发光器件结构1000的一侧偏置的区域中。在这种情况下,第二区域NEA可以具有基于第一区域EA的非对称结构。
辅助层1500设置在下基底1100上,以围绕多个发光元件300。辅助层1500可以具有与下基底1100的子半导体层1130接触的下表面,并且可以在发光元件300的长轴延伸所沿的方向(例如,Z轴方向)上具有预定的厚度。辅助层1500可以执行将多个发光元件300固定到下基底1100上的功能和支撑设置在辅助层1500上的构件的功能。
在实施例中,辅助层1500可以被设置为围绕发光元件300的外表面并部分地暴露下基底1100。辅助层1500可以被设置为使得其在第一方向(例如,X轴方向)和第二方向(例如,Y轴方向)上延伸的侧面在平面图中从下基底1500向内凹进。也就是说,辅助层1500可以具有在平面图中比下基底1100的面积小的面积,以便被包括在下基底1100内侧。如附图中所示,辅助层1500的形状可以具有类似于下基底1100的在平面图中的四边形结构,并且可以是具有预定的厚度的六面体。因此,下基底1100可以包括在辅助层1500的外周边处的暴露区域。然而,辅助层1500的形状不限于此,并且在一些情况下,辅助层1500可以具有在平面图中具有圆形结构的圆柱形形状。
辅助层1500可以被形成为部分地暴露作为发光元件300的一端的电极材料层370。也就是说,辅助层1500的厚度可以比发光元件300的长轴的长度l小,并且发光元件300的一端可以从辅助层1500突出。辅助层1500可以被设置为与发光元件300的第一导电型半导体310、元件活性层330和第二导电型半导体320完全地叠置,并且与电极材料层370部分地叠置。因此,如下面将描述的,设置在辅助层1500上的电流扩展层1600可以同时与电极材料层370的暴露的一端和外表面接触。
可以通过布置辅助层1500以便覆盖下基底1100和发光元件300两者,然后执行预定的蚀刻工艺来部分地去除辅助层1500的特定区域的材料来形成辅助层1500的形状。然而,本公开不限于此,可以沉积或施用构成辅助层1500的材料,使得辅助层1500的形状具有附图中所示的结构。
辅助层1500可以设置在发光器件结构1000的第一区域EA和第二区域NEA两者中。具体地,辅助层1500可以被设置为包括第一区域EA并且与第二区域NEA部分地叠置。
在附图中,发光元件300被示出为位于辅助层1500的中心区域中,并且与辅助层1500叠置的第二区域NEA被示出为具有基于第一区域EA的对称结构。然而,本公开不限于此。辅助层1500可以被设置为使得发光元件300与辅助层1500的一侧相邻,因此,与辅助层1500叠置的第二区域NEA可以具有非对称结构。下面将要描述的第一垫1200的一部分可以设置在第二区域NEA的与辅助层1500叠置的区域中,第二垫1300可以设置在暴露的下基底1100上。
另外,辅助层1500可以包括绝缘材料。辅助层1500可以使其他构件或其他相邻的发光元件300绝缘,使得传输到发光元件300的预定的电信号不会流到其他构件或其他相邻的发光元件300。因此,发光器件结构1000可以包括辅助层1500和发光元件300的绝缘膜380的双绝缘材料。作为示例,辅助层1500可以包括氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)或有机绝缘材料等,但是本公开不限于此。
电流扩展层1600可以设置在辅助层1500上。在平面图中,电流扩展层1600可以具有与辅助层1500的形状相同的形状。然而,为了暴露辅助层1500的一部分,电流扩展层1600可以被形成为使得电流扩展层1600的每侧从辅助层1500向内凹进。也就是说,电流扩展层1600可以在平面图中具有比辅助层1500的面积小的面积,并且可以包括在辅助层1500内侧。辅助层1500可以具有形成在电流扩展层1600的外周边处的暴露区域。然而,本公开不限于此。
电流扩展层1600可以具有预定的厚度,以便覆盖多个发光元件300。如附图中所示,电流扩展层1600可以被设置为覆盖发光元件300的从辅助层1500突出的一端并与发光元件300接触。如附图中所示,电流扩展层1600的下表面可以部分地围绕发光元件300的外表面,并且可以与电极材料层370的端部接触。电流扩展层1600的下表面可以沿着发光元件300的突出区域具有不平坦结构。另一方面,电流扩展层1600的上表面可以具有基本上平坦的形状。
电流扩展层1600可以包括导电材料,以扩展传输的电信号。因此,如上所述,电流扩展层1600可以向发光元件300传输从下面将要描述的第一垫1200传输的预定的电信号。电流扩展层1600可以同时与多个发光元件300接触,因此可以向多个发光元件300均匀地传输电信号。
另外,电流扩展层1600可以包括透明材料。当使用发光器件结构1000测量发光元件300的光学特性时,如上所述,在发光元件300中,光可以从元件活性层330发射。这里,电流扩展层1600可以包括透明材料,使得可以在外部测量从发光元件300发射的光。
在实施例中,电流扩展层1600可以与发光元件300的电极材料层370形成欧姆接触。然而,本公开不限于此,电流扩展层1600和电极材料层370可以形成肖特基接触。作为示例,电流扩展层1600可以包括诸如ITO、IZO或ITZO的材料,但是本公开不限于此。
发光器件结构1000可以包括第一垫1200和第二垫1300,以将预定的电信号传输到发光元件300。第一垫1200和第二垫1300可以电连接到发光元件300。连接到外部电源的第一垫1200和第二垫1300可以提供用于测量发光元件300的发射特性的电力。另外,在一些情况下,第一垫1200和第二垫1300可以连接到另一外部测量装置,以提供用于测量发光元件300的电特性的信号。
第一垫1200设置在电流扩展层1600上。第一垫1200的下表面可以与电流扩展层1600接触。传输到第一垫1200的预定的电信号可以通过电流扩展层1600传输到发光元件300的一端,例如,电极材料层370。
第二垫1300设置在下基底1100上。具体地,第二垫1300可以设置在下基底1100的其上未设置有辅助层1500并且被暴露的子半导体层1130上。第二垫1300的下表面可以与子半导体层1130接触。传输到第二垫1300的预定的电信号可以通过子半导体层1130传输到发光元件300的一端,例如,第一导电型半导体310。因此,第一垫1200和第二垫1300可以用作向发光元件300传输电信号的电极。
在实施例中,第一垫1200和第二垫1300可以包括导电材料或导电金属。连接到外部电源的第一垫1200和第二垫1300可以包括导电材料,以向发光元件300传输从外部电源传输的电信号。另外,与电流扩展层1600不同,第一垫1200可以不必包括透明材料。如下面将描述的,由于第一垫1200被设置为不与发光元件300叠置,因此第一垫1200不阻挡光的发射。因此,第一垫1200也可以包括不透明材料。
作为示例,第一垫1200和第二垫1300可以包括诸如Ag、镍(Ni)、Al、钯(Pd)、Mg、Zn、铂(Pt)、Au、Ti、In、ITO、IZO或ITZO的材料,但本公开不限于此。
同时,第一垫1200和第二垫1300可以具有用于将电信号均匀地传输到多个发光元件300的结构。例如,当发光器件结构1000包括多个发光元件300并且第一垫1200和第二垫1300被设置为与任意发光元件300相邻时,电信号可能无法平稳地传输到与第一垫1200和第二垫1300间隔开相对长的距离的发光元件300。为了均匀地传输电信号,根据一个实施例的第一垫1200和第二垫1300可以被设置为围绕作为与发光元件300叠置的区域的第一区域EA。
图3示出了发光器件结构1000的剖面,并示出了设置了第一垫1200和第二垫1300的多个部分。然而,根据实施例,第一垫1200可以包括延伸部分1210和连接到延伸部分1210的电极线1220,并且第二垫1300可以被设置为围绕辅助层1500的外周边。参照图4进行第一垫1200和第二垫1300的详细描述。
图4是从上方观看的图1的发光器件结构的平面图。
参照图4,第一垫1200可以包括延伸部分1210和连接到延伸部分1210的电极线1220。
延伸部分1210可以与外部电源直接接触。电信号可以从外部电源传输到延伸部分1210并传输到连接到延伸部分1210的电极线1220。然而,由于延伸部分1210的下表面与电流扩展层1600接触,所以传输的电信号可以直接地传输到电流扩展层1600。也就是说,电信号可以被划分并且从延伸部分1210传输到电流扩展层1600和电极线1220。
电极线1220设置在电流扩展层1600上,并连接到延伸部分1210。如上所述,电极线1220可以从延伸部分1210接收电信号,并且可以向电流扩展层1600传输电信号。从外部电源传输的电信号可以通过第一垫1200的延伸部分1210和电极线1220均匀地传输到电流扩展层1600。
如附图中所示,延伸部分1210和电极线1220的形状在平面图中可以是四边形形状,但不限于此。在一些情况下,延伸部分1210可以具有圆形形状或另一多边形形状,并且可以以相同的方式理解电极线1220。
根据实施例,延伸部分1210的宽度dd1或面积可以比电极线1220的宽度dd2或面积大。如附图中所示,电极线1220的宽度dd2可以相对窄,延伸部分1210的宽度dd1可以是宽的。如下面将描述的,当使用发光器件结构1000测量发光元件300的特性时,第一垫1200可以连接到外部电源的探针(图5中所示)。这里,第一垫1200的连接到外部电源的部分可以为具有相对宽的宽度的延伸部分1210。连接到延伸部分1210的外部电源可以传输预定的电信号,并且电信号可以通过延伸部分1210传输到具有窄的宽度的电极线1220。
电极线1220可以连接到延伸部分1210,并且可以设置在电流扩展层1600上。延伸部分1210和电极线1220可以彼此直接接触以连接。延伸部分1210的与电极线1220接触的区域可以是在第一方向(例如,X轴方向)和第二方向(例如,Y轴方向)上从延伸部分1210的中心以直线延伸的区域。也就是说,电极线1220可以从延伸部分1210的中心以直线延伸。然而,本公开不限于此,电极线1220的延伸区域可以不与延伸部分1210的中心放置在同一直线上。
另外,在一些情况下,电极线1220可以被设置为与延伸部分1210间隔开,并且可以通过预定的连接部分连接到延伸部分1210。也就是说,电极线1220可以不与延伸部分1210直接接触,而是可以通过与延伸部分1210接触的连接部分连接。这将在下面通过其他实施例描述。
第一垫1200可以设置在电流扩展层1600上,并且可以设置在第二区域NEA中以不与发光元件300叠置。具体地,第一垫1200的延伸部分1210设置在第二区域NEA中,并且被设置为与第一区域EA的一侧相邻。连接到延伸部分1210的电极线1220设置在第二区域NEA中,并且被设置为围绕第一区域EA的外周边。
第一垫1200的延伸部分1210设置在电流扩展层1600上,以不与发光元件300叠置。延伸部分1210被设置为在第二区域NEA中与第一区域EA相邻,并且与发光元件300间隔开。当延伸部分1210被设置为远离第一区域EA时,被下面将要描述的电极线1220围绕的区域增加,并且电信号被低效地传输到电流扩展层1600。因此,第一垫1200的延伸部分1210被设置为与发光元件300相邻。
第一垫1200的电极线1220连接到延伸部分1210并且被设置为围绕发光元件300。电极线1220被设置为在不与发光元件300叠置的第二区域NEA中围绕第一区域EA。也就是说,第一垫1200的电极线1220基本上设置在第一区域EA与第二区域NEA之间的边界处,以区分第一区域EA和第二区域NEA。因此,第一垫1200可以通过电流扩展层1600将电信号均匀地传输到发光元件300的一端,例如,电极材料层370。然而,第一垫1200的结构不限于此。第一垫1200可以具有包括延伸部分1210和电极线1220的各种结构。作为示例,第一垫1200可以具有基本上栅格结构或分支结构。
同时,如上所述,由于第一垫1200设置在电流扩展层1600上,所以如图3中所示,第一垫1200可以在剖面中设置在发光元件300上。即使当第一垫1200设置在第二区域NEA中时,第一垫1200也设置在与其中定位有发光元件300的辅助层1500叠置的电流扩展层1600上。具体地,与图4中所示的不同,当发光器件结构1000包括多个发光元件300时,第一垫1200可以设置在通过彼此间隔开的其中设置有发光元件300的多个第一区域EA形成的第二区域NEA中。然而,本公开不限于此。
因此,当使用发光器件结构1000测量发光元件300的特性时,能够防止测量被第一垫1200的干扰。例如,当测量从发光元件300发射的光的强度时,并且当光被第一垫1200部分地阻挡时,会干扰光强度的精确测量。由于第一垫1200被设置为不与发光元件300叠置,所以根据一个实施例的发光器件结构1000可以精确地测量发光元件300的电特性和光学特性。
第二垫1300可以设置在下基底1100的子半导体层1130上,并且可以被设置为围绕辅助层1500的外周边。第二垫1300的在第一方向(例如,X轴方向)和第二方向(例如,Y轴方向)上延伸的边可以通过围绕辅助层1500的外周边而连接。第二垫1300的边可以在边连接的点处成角度地连接,但是本公开不限于此。边可以连接成具有预定的曲率的圆形。此外,第二垫1300可以沿着下基底1100或辅助层1500的形状具有圆形形状。
第二垫1300设置在辅助层1500的外周边处,以便与辅助层1500的外表面间隔开预定距离。第二垫1300可以不与辅助层1500直接接触,并且可以仅与子半导体层1130接触。被设置为与辅助层1500间隔开的第二垫1300可具有预定宽度dd3。
类似于第一垫1200的延伸部分1210,第二垫1300可以具有使得其与外部电源的探针(图5中所示)接触的宽度。与第一垫1200不同,第二垫1300可以具有相同的宽度dd3,并且可以被设置为围绕辅助层1500的外周边。第二垫1300的宽度dd3可以比第一垫1200的电极线1220的宽度dd2大。然而,第二垫1300的宽度dd3不受限制,只要宽度dd3在第二垫1300可以与探针(图5中所示)接触的范围内即可。在一些情况下,第二垫1300的宽度dd3可以比第一垫1200的延伸部分1210的宽度dd1大。
第二垫1300设置在下基底1100的其中未设置有发光元件300的第二区域NEA中。如附图中所示,由于第二区域NEA被设置为围绕第一区域EA,所以第二垫1300也可以被设置为在平面图中围绕发光元件300。在其中设置有发光元件300的区域的外周边处围绕发光元件300的第二垫1300可以通过子半导体层1130将电信号均匀地传输到多个发光元件300。
如上所述,发光器件结构1000包括多个发光元件300,并且包括电连接到发光元件300的两端的第一垫1200和第二垫1300。连接到外部电源的第一垫1200和第二垫1300可以分别通过电流扩展层1600和子半导体层1130向发光元件300传输电信号。因此,发光器件结构1000可以评价制造的发光元件300的电特性和光学特性。
图5是示出根据一个实施例的评价发光元件的特性的示意图。
参照图5,根据一个实施例的发光器件结构1000的第一垫1200和第二垫1300可以连接到外部电源的探针。具体地,探针可以与第一垫1200的延伸部分1210和第二垫1300的一侧接触。比电极线1220宽的延伸部分1210可以与探针接触。通过与第一垫1200接触的探针传输的电信号通过第一垫1200和电流扩展层1600传输到发光元件300的电极材料层370。通过与第二垫1300接触的探针传输的电信号通过第二垫1300和子半导体层1130传输到发光元件300的第一导电型半导体310。
传输到第一导电型半导体310和电极材料层370的电信号可以在发光元件300中流动,因此,可以测量发光元件300的电特性和光学特性。可以通过单独的测量装置测量在发光元件300中的电流或从发光元件300发射的光,由此发光器件结构1000可以评价发光元件300的缺陷、发射缺陷或特性。
作为示例,当如附图中所示测量从发光元件300发射的光时,光可以从发光器件结构1000向上发射。这里,由于发光器件结构1000的第一垫1200被设置为不与发光元件300叠置,所以光可以被发射到外侧而不被其他构件阻挡。也就是说,发光器件结构1000可以精确地测量从发光元件300发射的光的强度。
在下文中,将描述制造发光器件结构1000的方法。如上所述,可以在发光器件结构1000的下基底1100上生长并制造发光元件300。也就是说,制造发光器件结构1000的方法可以包括设置发光元件300。
图6是示出根据一个实施例的制造发光器件结构的方法的流程图。
参照图6,可以通过以下步骤来制造发光器件结构1000:提供设置在下基底1100上的发光元件300(S100);形成设置在下基底1100上以围绕发光元件300的辅助层1500和设置在辅助层1500上的电流扩展层1600(S200);以及然后在电流扩展层1600上形成第一垫1200并在下基底1100上形成围绕辅助层1500的外周边的第二垫1300(S300)。
根据一个实施例的制造发光器件结构1000的方法可以包括:提供下基底1100和设置在下基底1100上并具有在与下基底1100垂直的方向上延伸的形状的一个或更多个发光元件300;在下基底1100上形成围绕发光元件300的外表面的辅助层1500和设置在辅助层1500上并与发光元件300的一端接触的电流扩展层1600;以及形成设置在电流扩展层1600上并电连接到发光元件300的一端的第一垫1200和设置在下基底1100上以围绕辅助层1500的外周边并电连接到发光元件300的另一端的第二垫1300。
制造发光器件结构1000的方法包括:在下基底1100上设置发光元件300;以及在下基底1100上形成辅助层1500、电流扩展层1600、第一垫1200和第二垫1300。首先,将参照图7至图10描述提供设置在下基底1100上的发光元件300。
图7至图10是示出根据一个实施例的制造发光器件结构的方法中的制造发光元件的方法的示意性剖视图。
参照图7,提供了形成在下基底1100上的半导体结构3000。如上所述,下基底1100可以包括基体基底1110、缓冲材料层1120和子半导体层1130。将省略对下基底1100的详细描述。
在下基底1100的子半导体层1130上形成半导体结构3000。半导体结构3000可以包括第一导电型半导体层3100、活性材料层3300、第二导电型半导体层3200和导电电极材料层3700。如图7中所示,半导体结构3000可以具有其中顺序地堆叠有第一导电型半导体层3100、活性材料层3300、第二导电型半导体层3200和导电电极材料层3700的结构。
在下面将要描述的操作中,可以部分蚀刻半导体结构3000以形成发光元件300。也就是说,半导体结构3000的堆叠构件可以被理解为分别与发光元件300的第一导电型半导体310、元件活性层330、第二导电型半导体320和电极材料层370对应。
同时,在下基底1110上形成多个导电型半导体层。可以通过形成籽晶并在其上沉积晶体材料的外延方法来生长多个导电型半导体层。这里,可以通过电子束沉积法、物理气相沉积(PVD)法、化学气相沉积(CVD)法、等离子体激光沉积(PLD)法、双型热蒸发法、溅射法或金属有机化学气相沉积(MOCVD)法等来形成导电型半导体层,并且优选通过MOCVD法形成导电型半导体层。然而,本公开不限于此。
在通常可以选择前驱体材料来形成目标材料的范围内,用于形成多个导电型半导体层的前驱体材料没有具体限制。作为示例,前驱体材料可以是包括烷基基团(诸如甲基基团或乙基基团)的金属前驱体。例如,前驱体材料可以是诸如三甲基镓(Ga(CH3)3)、三甲基铝(Al(CH3)3)或磷酸三乙酯((C2H5)3PO4)的化合物,但不限于此。在下文中,将给出描述,并且将省略用于形成多个导电型半导体层的方法或工艺条件。
接下来,在与下基底1100垂直的方向上蚀刻半导体结构3000的至少一部分,以形成半导体晶体3000'。
竖直地蚀刻半导体结构3000以形成半导体晶体3000'的操作可以包括通常可以执行的图案化工艺。作为示例,半导体结构3000以形成半导体晶体3000'的蚀刻可以包括:在半导体结构3000上形成蚀刻掩模层1600和蚀刻图案层2700;根据蚀刻图案层2700的图案蚀刻半导体结构3000;以及去除蚀刻掩模层2600和蚀刻图案层2700。
首先,参照图8,在半导体结构3000上形成蚀刻掩模层2600和蚀刻图案层2700。
蚀刻掩模层2600可以用作用于连续蚀刻半导体结构3000的第一导电型半导体层3100、活性材料层3300、第二导电型半导体层3200和导电电极材料层3700的掩模。蚀刻掩模层2600可以包括第一蚀刻掩模层2610和第二蚀刻掩模层2620,第一蚀刻掩模层2610包括绝缘材料,第二蚀刻掩模层2620包括金属。
在蚀刻掩模层2600上形成的蚀刻图案层2700可以包括被设置为彼此间隔的一个或更多个纳米图案。虽然在附图中仅示出了将要设置的一个纳米图案,但是本公开不限于此,可以设置彼此间隔开的更多的纳米图案。另外,多个纳米图案之间的间隔可以部分地不同。例如,一些纳米图案可以以相同的间隔彼此间隔开,并且其他纳米图案可以以不同的间隔彼此间隔开。参考其他实施例进行其详细描述。
蚀刻图案层2700可以用作用于连续蚀刻半导体结构3000的掩模。形成蚀刻图案层2700的方法没有具体限制,只要该方法是能够使用聚合物、聚苯乙烯球或二氧化硅球等形成图案的方法即可。作为示例,可以通过诸如光刻法、电子束光刻法或纳米压印光刻法的方法形成蚀刻图案层2700。
接下来,参照图9,沿着蚀刻图案层2700的纳米图案蚀刻半导体结构3000来形成半导体晶体3000',并且去除蚀刻掩模层2600和蚀刻图案层2700。
可以通过典型的方法执行半导体晶体3000'的形成。例如,可以通过干蚀刻法、湿蚀刻法、反应离子蚀刻(RIE)法或电感耦合等离子体反应离子蚀刻(ICP-RIE)法等来执行蚀刻工艺。可以通过干蚀刻法执行各向异性蚀刻,因此,干蚀刻法可以适用于竖直蚀刻。当使用上述蚀刻方法时,蚀刻剂可以是Cl2或O2等。然而,本公开不限于此。
在一些实施例中,可以通过干蚀刻法和湿蚀刻法的组合来蚀刻半导体结构3000。例如,可以首先通过干蚀刻法在深度方向上执行蚀刻,然后可以通过作为各向同性蚀刻法的湿蚀刻法使蚀刻的侧壁位于与表面垂直的平坦表面上。
随后,通过形成部分地围绕半导体晶体3000'的外表面的绝缘膜380来形成发光元件300。
绝缘膜380可以是形成在发光元件300的外表面上的绝缘材料,并且可以使用将绝缘材料施用到竖直地蚀刻的半导体晶体3000'的外表面上或将外表面浸入到绝缘材料中的方法来形成绝缘膜380。然而,本公开不限于此。作为示例,可以通过原子层沉积(ALD)法来形成绝缘膜380。如上所述,绝缘膜3800可以包括氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)、氧化铝(Al2O3)或氮化铝(AlN)等。
虽然附图中未示出,但是在半导体晶体3000'的侧表面和上表面上以及在通过蚀刻和分离半导体晶体3000'而向外地暴露的子半导体层1130上形成绝缘膜380之后,可以部分地去除并形成绝缘膜380。为此,可以执行作为各向异性蚀刻的干蚀刻或回蚀等的工艺。
通过上面的方法,可以提供设置在下基底1100上的一个或更多个发光元件300。当发光元件300与下基底1100分离时,可以制造图1的发光元件300并可以将图1的发光元件300包括在下面将要描述的显示装置10中。然而,如上所述,可以通过在下基底1100上形成辅助层1500、电流扩展层1600、第一垫1200和第二垫1300来制造发光器件结构1000。
图11至图14是示出根据一个实施例的制造发光器件结构的方法的部分的示意性剖视图。
首先,参照图11,形成子辅助层1500'以覆盖下基底1100的整个区域。在下面将要描述的操作中,可以使子辅助层1500'部分地图案化来形成辅助层1500。子辅助层1500'可以被形成为围绕发光元件300的外周表面。与辅助层1500不同,子辅助层1500'可以形成为不暴露下基底1100和发光元件300的一端。也就是说,子辅助层1500'可以覆盖下基底1100的整个区域,并且可以具有比发光元件300的长轴的长度l大的厚度。可以通过典型的沉积工艺或图案化工艺来执行形成子辅助层1500'的操作。
接下来,参照图12和图13,使子辅助层1500'图案化来部分地暴露发光元件300的一端,并且然后使子辅助层1500'图案化来暴露下基底1100,从而形成辅助层1500。可以通过典型的蚀刻或图案化工艺来执行使子辅助层1500'图案化的工艺。例如,可以使用包括四氟化碳(CF4)和氧气(O2)、苯并环丁烯(BCB)或SU-8的蚀刻剂通过玻璃上旋涂(SOG)或蚀刻工艺等来使子辅助层1500'图案化。然而,本公开不限于此。
如附图中所示,通过上述方法,可以选择性地使子辅助层1500'图案化,来暴露发光元件300的电极材料层370的一端和发光元件300的外表面的一部分。因此,发光元件300的一端可以从形成的辅助层1500的上表面突出。
接下来,参照图14,形成电流扩展层1600,来覆盖发光元件300的从辅助层1500突出的电极材料层370。电流扩展层1600的结构或材料等与上面描述的结构或材料相同。
最后,虽然附图中未示出,但是在电流扩展层1600上在第一区域EA中形成第一垫1200,并且在暴露的下基底1100上形成第二垫1300以围绕辅助层1500。第一垫1200和第二垫1300的布置和形状与上面参照图2至图4描述的布置和形状相同。将省略其详细描述。
通过上面的工艺,可以制造根据一个实施例的发光器件结构1000。图7至图14示出了制造包括一个发光元件300的发光器件结构1000的方法。然而,如上所述,发光器件结构1000可以包括更多的发光元件300。参考其他实施例进行其详细描述。
在下文中,将描述根据一个实施例的发光器件结构1000的各种实施例。
图15至图18是根据其他实施例的发光器件结构的平面图。
如上所述,发光器件结构1000的构件不限于图2至图4中所示的结构,并且可以具有各种形状。具体地,第一垫1200的延伸部分1210和电极线1220不限于图4中所示的平面图中的四边形形状。
首先,参照图15,根据实施例,第一垫1200_1的电极线1220_1可以被设置为以圆形形状围绕第一区域EA。与延伸部分1210_1直接接触的电极线1220_1可以设置在第一区域EA中与发光元件300叠置的区域周围。电极线1220_1被设置为基于发光元件300的中心以圆形形状围绕发光元件300的外周边。因此,由第一垫1200_1的电极线1220_1区分的第一区域EA与第二区域NEA之间的边界可以具有圆形形状。
图15的电极线1220_1被示出为从延伸部分1210_1的中心以直线延伸。然而,由于电极线1220_1的形状是圆形形状,所以电极线1220_1的每一侧可以不设置成与延伸部分1210_1的中心成直线,而是可以形成为以预定曲率弯曲。
接下来,参照图16,第一垫1200_2的延伸部分1210_2在平面图中可以具有圆形形状。延伸部分1210_2的形状没有具体限制。在图16中,虽然延伸部分1210_2被示出为具有圆形形状,但是延伸部分1210_2可以具有其他形状。根据形成延伸部分1210_2的方法,延伸部分1210_2可以具有各种形状。延伸部分1210_2的形状没有具体限制,只要延伸部分1210_2与外部电源接触以能够传输预定的电信号即可。
接下来,参照图17,第一垫1200_3的延伸部分1210_3和电极线1220_3可以具有圆形形状。其结构的描述与参照图15和图16描述的结构的描述相同。将省略其详细描述。
如上所述,发光器件结构1000的下基底1100在平面图中也可以具有圆形结构。因此,设置在下基底1100上的辅助层1500、电流扩展层1600和第二垫1300在平面图中也可以具有圆形结构。
参照图18,发光器件结构1000的下基底1100_4、辅助层1500_4和电流扩展层1600_4在平面图中被示出为具有圆形结构。第二垫1300_4也可以被设置为以圆形结构围绕辅助层1500_4的外周边表面。
图19是示出图18的发光器件结构的示意性透视图。
在实施例中,在发光器件结构1000_4中,当下基底1100_4是具有圆形形状的晶圆基底时,多个构件可以具有拥有预定曲率的弯曲形状。与图2的发光器件结构1000不同,在图19的发光器件结构1000_4中,可以看出的是,下基底1100_4、辅助层1500_4和电流扩展层1600_4具有圆柱形形状。第二垫1300_4形成为围绕圆柱形辅助层1500_4的外表面。因此,第二垫1300_4具有预定厚度,并且其中心部分具有空的柱形形状或空的圆形形状。
然而,本公开不限于此。即使当发光器件结构1000_4的下基底1100_4是圆形晶圆基底时,辅助层1500和电流扩展层1600也可以在平面图中具有四边形形状或多边形形状。
图20是示出根据又一实施例的发光器件结构的示意性透视图。图21是沿着图20的线II-II'截取的剖视图。图22是从上方观看的图20的发光器件结构的平面图。
如上所述,发光器件结构1000可以包括一个或更多个发光元件300。发光元件300可以包括被设置为彼此相对相邻的发光元件和被设置为以宽间隔彼此间隔开的发光元件。因此,发光器件结构1000可以包括更多的第一区域EA和更多的第二区域NEA。具体地,图3示出了第二区域NEA在剖面中设置在一个第一区域EA的两侧处。因此,一个第一区域EA限定在辅助层1500中,并且第一垫1200可以被设置为不与第一区域EA中的发光元件300叠置。
另一方面,当设置多个发光元件300时,一个或更多个第一区域EA限定在辅助层1500中,并且可以进一步限定位于多个第一区域EA之间的第二区域NEA。因此,第一垫1200可以设置在第二区域NEA中,以便具有与图2至图4的结构不同的结构。
参照图20至图22,根据实施例的发光器件结构1000_5可以包括多个发光元件300,因此包括更多的第一区域EA和更多的第二区域NEA。除了第一区域EA、第二区域NEA和第一垫1200_5的结构与发光器件结构1000的结构不同之外,图20的发光器件结构1000_5与图2的发光器件结构1000相同。在下文中,将省略冗余内容,并且将主要描述差异。
多个发光元件300可以被设置为彼此间隔开。作为多个发光元件300,可以限定被设置为彼此相对相邻的一个或更多个第一发光元件301和被设置为以相对宽的间隔与第一发光元件301间隔开的一个或更多个第二发光元件302。
在图20中,第一发光元件301、第二发光元件302、第三发光元件303和第四发光元件304被示出为被限定为多个发光元件300。第一发光元件301、第二发光元件302、第三发光元件303和第四发光元件304被设置为在下基底1100_5上彼此间隔开。第一发光元件301、第二发光元件302、第三发光元件303和第四发光元件304可以被布置为在平面图中在第一方向(例如,X轴方向)和第二方向(例如,Y轴方向)上彼此间隔开。第一发光元件301、第二发光元件302、第三发光元件303和第四发光元件304可以在平面图中形成一个四边形结构。然而,本公开不限于此,并且可以限定更多的发光元件。另外,第一发光元件301、第二发光元件302、第三发光元件303和第四发光元件304的布置结构不限于图20中所示的布置结构。
在图21中,为了便于描述,将在剖面中示出并描述第一发光元件301和第二发光元件302。具体地,将在沿着图20的线II-II'截取的剖面中仅示出和描述第一发光元件301和第二发光元件302。
第一发光元件301和第二发光元件302中的每个可以形成第一区域EA。如图21中所示,发光器件结构1000_5可以在剖面中包括多个第一区域EA和多个第二区域NEA。第一发光元件301和第二发光元件302可以被设置为以预定间隔彼此间隔开,并且可以分别形成第一-第一区域EA1和第一-第二区域EA2。第一-第一区域EA1和第一-第二区域EA2被设置成彼此间隔开,第二-第一区域NEA1设置在第一-第一区域EA1与第一-第二区域EA2之间的分离区域中。第二区域NEA可以包括在第一-第一区域EA1与第一-第二区域EA2之间的第二-第一区域NEA1以及位于第一-第一区域EA1和第一-第二区域EA2的外周边处的第二-第二区域NEA2。
同时,虽然图21中未示出,但是第三发光元件303和第四发光元件304可以分别形成第一-第三区域EA3和第一-第四区域EA4。如图22中所示,第一区域EA可以包括第一-第一区域EA1、第一-第二区域EA2、第一-第三区域EA3和第一-第四区域EA4,并且可以限定在发光器件结构1000_5上。第一-第一区域EA1、第一-第二区域EA2、第一-第三区域EA3和第一-第四区域EA4可以被布置为在平面图中在第一方向(例如,X轴方向)和第二方向(例如,Y轴方向)上彼此间隔开。第一-第一区域EA1、第一-第二区域EA2、第一-第三区域EA3和第一-第四区域EA4可以在平面图中形成四边形结构。然而,本公开不限于此。
辅助层1500_5被设置为围绕第一发光元件301和第二发光元件302的外周边表面,电流扩展层1600_5被设置为覆盖从辅助层1500_5突出的第一发光元件301的一端和第二发光元件302的一端。辅助层1500_5和电流扩展层1600_5的布置或结构与上面描述的布置或结构相同。
同时,图21示出了发光器件结构1000_5的剖面中的第一区域EA和第二区域NEA的结构。如上所述,虽然未在附图中示出,但是在发光器件结构1000_5的透视图中,第一区域EA可以被限定为被第二区域NEA围绕。具体地,第二-第一区域NEA1和第二-第二区域NEA2可以被设置为围绕第一-第一区域EA1至第一-第四区域EA4并使第一-第一区域EA1至第一-第四区域EA4分离。
因此,在辅助层1500_5和其上设置有第一垫1200_5的电流扩展层1600_5上,可以设置第二-第一区域NEA1和第二-第二区域NEA2的一部分。第二垫1300_5可以设置在第二区域NEA的作为其中下基底1100_5被辅助层1500_5暴露的区域的第二-第二区域NEA2中。
参照图22,第二垫1300_5设置在下基底1100_5的在辅助层1500_5的外周边处暴露的子半导体层1130_5上。第二垫1300_5可以设置在第二-第二区域NEA2中。由于第二垫1300_5的结构与上面描述的结构相同,因此将省略其详细描述。
第一垫1200_5包括与外部电源的探针接触的延伸部分1210_5。延伸部分1210_5的结构或形状与上面参照图4描述的结构或形状相同。然而,与图4中所示的发光器件结构1000不同,在根据实施例的发光器件结构1000_5中,第一垫1200_5可以包括延伸部分1210_5、电极线1220_5和连接部分1230_5,延伸部分1210_5设置在通过第一区域EA(例如彼此间隔开的第一-第一区域EA1至第一-第四区域EA4)形成的第二-第一区域NEA1中,电极线1220_5与延伸部分1210_5间隔开并且设置在第二-第二区域NEA2中,连接部分1230_5使延伸部分1210_5和电极线1220_5连接。
发光器件结构1000_5的第一垫1200_5可以包括延伸部分1210_5和电极线1220_5,并且还可以包括使延伸部分1210_5和电极线1220_5连接的连接部分1230_5。延伸部分1210_5可以设置在通过在电流扩展层1600_5上彼此间隔开的第一-第一区域EA1至第一-第四区域EA4形成的第二-第一区域NEA1的中心部分处。
也就是说,如附图中所示,第二-第一区域NEA1可以包括在第一方向(例如,X轴方向)和第二方向(例如,Y轴方向)上延伸并彼此交叉的区域。延伸部分1210_5可以在第二-第一区域NEA1的彼此交叉的中心部分处被设置为不与发光元件300叠置。第一发光元件301、第二发光元件302、第三发光元件303和第四发光元件304基于延伸部分1210_5彼此对称地设置,因此,第一-第一区域EA1至第一-第四区域EA4也可以对称地设置。也就是说,第一-第一区域EA1至第一-第四区域EA4可以以栅格形状形成。然而,本公开不限于此。
与图4中所示不同,电极线1220_5可以不与延伸部分1210_5直接接触,并且可以被设置为与延伸部分1210_5间隔开。电极线1220_5设置在第二-第二区域NEA2中,第二-第二区域NEA2设置在辅助层1500_5的外表面处。由于第二-第二区域NEA2被设置为围绕第一-第一区域EA1至第一-第四区域EA4,所以电极线1220_5可以被设置为不与发光元件300叠置并且围绕发光元件300。因此,通过延伸部分1210_5传输的电流可以均匀地传输到在第一-第一区域EA1至第一-第四区域EA4中的电流扩展层1600_5。除了电极线1220_5与延伸部分1210_5间隔开并且不与延伸部分1210_5直接接触之外,电极线1220_5的形状与图4的形状相同。也就是说,电极线1220_5在平面图中可以具有预定宽度和四边形形状,但是本公开不限于此。
连接部分1230_5可以使被设置为彼此间隔开的延伸部分1210_5和电极线1220_5连接。也就是说,连接部分1230_5可以与延伸部分1210_5和电极线1220_5直接接触。连接部分1230_5可以包括从延伸部分1210_5分支并且在第一方向(例如,X轴方向)和第二方向(例如,Y轴方向)上延伸的部分。例如,连接部分1230_5可以包括在第一方向(例如,X轴方向)上延伸的第一连接部分1231_5和在第二方向(例如,Y轴方向)上延伸的第二连接部分1232_5。第一连接部分1231_5和第二连接部分1232_5的两端可以与电极线1220_5接触。如附图中所示,第一连接部分1231_5和第二连接部分1232_5可以具有从延伸部分1210_5分支并且彼此交叉的形状。然而,本公开不限于此。
第一连接部分1231_5和第二连接部分1232_5可以设置在第二-第一区域NEA1中。与延伸部分1210_5不同,连接部分1230_5设置在位于彼此间隔开的第一区域EA之间的第二-第一区域NEA1中。因此,第一-第一区域EA1至第一-第四区域EA4可以基本上被第一连接部分1231_5和第二连接部分1232_5分开。
在图20至图22中,四组发光元件300被设置为彼此间隔开,因此,第一垫1200_5可以形成如上所述的结构。然而,本公开不限于此,并且当发光器件结构1000包括更多发光元件300时,可以改变第一垫1200_5的布置。
由于第一垫1200_5的其中第一垫1200_5被设置为不与发光元件300叠置的结构,因此可以精确地测量发光元件300的电特性和光学特性。另外,由于第一垫1200_5包括延伸部分1210_5、电极线1220_5和连接部分1230_5,所以电信号可以通过电流扩展层1600_5均匀地传输到每个发光元件300的电极材料层370。第一垫1200_5的连接部分1230_5可以将作为基本上与发光元件300叠置的区域的第一区域EA分开,并且电极线1220_5可以将第一区域EA和被设置为围绕发光元件300的第二-第二区域NEA2分开。
同时,发光器件结构1000_5的第一区域EA、第二区域NEA和第一垫1200_5的结构可以根据在制造发光元件300时其中设置有蚀刻图案层2700的纳米图案的结构而改变。当制造图2的发光器件结构1000时,如图8中所示,可以看出的是,蚀刻图案层2700包括一个纳米图案来形成一个发光元件300。另一方面,当制造图20至图22的发光器件结构1000_5时,可以形成包括一个或更多个纳米图案2710和2720的蚀刻图案层2700_2。因此,在发光器件结构1000_5中,能够形成发光元件300,例如,以不同的间隔彼此间隔开的第一发光元件301和第二发光元件302。
图23至图26是示出制造图20的发光器件结构的方法的示意性剖视图。在下文中,在制造发光器件结构1000_5的方法中,将给出描述,并且将省略与上面描述的内容叠置的内容的描述。
首先,参照图23,为了在与下基底1100_5垂直的方向上蚀刻半导体结构3000,设置在蚀刻掩模层2600上的蚀刻图案层2700_5可以包括多个纳米图案2710和2720。多个纳米图案2710和2720可以被设置为彼此间隔开,并且可以包括以相对宽的间隔彼此间隔开的第一纳米图案2710和第二纳米图案2720。
第一纳米图案2710和第二纳米图案2720中的每个可以包括彼此间隔开的纳米图案。如附图中所示,在包括在蚀刻图案层2700_5中的纳米图案之中,被设置为彼此部分地相邻的纳米图案可以形成第一纳米图案2710和第二纳米图案2720。另一方面,第一纳米图案2710与第二纳米图案2720之间的分离间隔可以比纳米图案之间的分离间隔宽。因此,可以沿着第一纳米图案2710和第二纳米图案2720以不同的间隔蚀刻半导体结构3000。
接下来,参照图24和图25,当沿着第一纳米图案2710和第二纳米图案2720蚀刻半导体结构3000时,可以形成第一半导体晶体3001'和第二半导体晶体3002'。可以形成绝缘膜380,以围绕第一半导体晶体3001'和第二半导体晶体3002'的外周边表面,从而形成第一发光元件301和第二发光元件302。
接下来,参照图26,在下基底1100_5上形成辅助层1500_5和电流扩展层1600_5。如附图中所示,辅助层1500_5可以形成为围绕第一发光元件301和第二发光元件302,电流扩展层1600_5可以被设置为覆盖第一发光元件301的一端和第二发光元件302的一端。因此,发光器件结构1000_5可以包括第一区域EA(例如,第一-第一区域EA1和第一-第二区域EA2)和第二区域NEA(例如,第二-第一区域NEA1和第二-第二区域NEA2)。后续操作与上面描述的操作相同。将省略第一垫1200_5和第二垫1300_5的结构的详细描述。
图27是根据又一实施例的发光器件结构的平面图。
参照图27,发光器件结构1000_6可以包括多个发光元件300,例如第一发光元件301和第二发光元件302。第一垫1200_6可以包括延伸部分1210_6、电极线1220_6和连接部分1230_6,延伸部分1210_6具有圆形形状,电极线1220_6被设置为与延伸部分1210_6间隔开并且具有与延伸部分1210_6的形状基本上相同的形状,连接部分1230_6使延伸部分1210_6和电极线1220_6连接。
其中延伸部分1210_6和电极线1220_6各自具有圆形形状的结构与上面参照图17描述的结构相同。第一垫1200_6的连接部分1230_6可以包括从延伸部分1210_6分支并且在第一方向(例如,X轴方向)和第二方向(例如,Y轴方向)上从延伸部分1210_6的中心延伸的第一连接部分1231_6和第二连接部分1232_6。第一垫1200_6的延伸部分1210_6设置在位于辅助层1500_6的中心部分处的第二-第一区域NEA1中,电极线1220_6设置在位于辅助层1500_6的外侧处的第二-第二区域NEA2中。连接部分1230_6可以设置在通过其使多个第一区域EA(例如,第一-第一区域EA1至第一-第四区域EA4)彼此间隔开的第二-第一区域NEA1中。连接部分1230_6可以被设置为将第一-第一区域EA1至第一-第四区域EA4分开。因此,第一连接部分1231_5和第二连接部分1232_5可以在延伸部分1210_6处彼此交叉,并且第一连接部分1231_5和第二连接部分1232_5的两端可以与电极线1220_6接触。因此,延伸部分1210_6和电极线1220_6可以通过连接部分1230_6连接。
如上所述,发光器件结构1000包括发光元件300,并且包括被设置为不与发光元件300叠置的第一垫1200和第二垫1300。发光器件结构1000可以防止发光元件300的电特性和光学特性被其他构件阻挡,并且可以精确地测量发光元件300的电特性和光学特性。如上所述,发光元件300可以包括在显示装置10中,以通过从电极传输的电信号发射具有特定波长的光。在下文中,将描述显示装置10。
图28是根据一个实施例的显示装置的平面图。
参照图28,显示装置10可以包括被限定为像素PX的一个或更多个区域。多个像素PX中的每个可以从显示装置10向外部发射具有特定波长的光。在图28中,例示性地示出了三个像素PX1、PX2和PX3,但是显然显示装置10也可以包括更多的像素PX。
虽然未在附图中示出,但是显示装置10包括显示区域和非显示区域。多个像素PX可以设置在显示区域中,多个电极210和220以及在其间的发光元件300可以在每个像素PX中排列。因此,在显示区域中,发光元件300可以向显示装置10的外部显示特定颜色的光。
非显示区域可以被限定为除了显示装置10中的显示区域之外的其中未设置有像素PX的区域。用于驱动设置在显示区域中的发光元件300的各种构件可以设置在非显示区域中。作为示例,在显示装置10的非显示区域中,可以设置用于向显示区域施加电信号的线、电路单元和驱动器等,但是本公开不限于此。
多个像素PX可以包括多个电极210和220以及发射具有特定波长的光以显示颜色的一个或更多个发光元件300。
在实施例中,显示不同颜色的像素PX可以各自包括发射不同颜色的光的发光元件300。例如,第一像素PX1可以包括被构造为发射红光的发光元件300,第二像素PX2可以包括被构造为发射绿光的发光元件300,第三像素PX3可以包括被构造为发射蓝光的发光元件300。然而,本公开不限于此。
多个电极210和220可以包括第一电极210和第二电极220。在实施例中,第一电极210可以是针对每个像素PX分离的像素电极,第二电极220可以是沿着多个像素PX共同连接的共电极。第一电极210和第二电极220中的一个可以是发光元件300的阳极,其中的另一个可以是发光元件300的阴极。然而,本公开不限于此,情况可以是相反的。
第一电极210和第二电极220可以包括电极主干部分210S和220S以及一个或更多个电极分支部分210B和220B,电极主干部分210S和220S被设置为在第一方向D1上延伸,一个或更多个电极分支部分210B和220B从电极主干部分210S和220S分支出来以分别沿作为与第一方向D1交叉的方向的第二方向D2延伸。
具体地,第一电极210可以包括被设置为在第一方向D1上延伸的第一电极主干部分210S和从第一电极主干部分210S分支出来以在第二方向D2上延伸的一个或更多个第一电极分支部分210B。第一电极主干部分210S的一端可以连接到信号施加垫(未示出),其另一端可以在第一方向D1上延伸并且可以在像素PX之间电断开。
任意像素的第一电极主干部分210S的两端与相邻的像素PX间隔开并且在像素PX之间终止。第一电极主干部分210S可以与属于同一行(例如,在第一方向D1上与其相邻)的相邻像素的第一电极主干部分210S设置在基本上同一延长线上。因此,设置在每个像素PX中的第一电极主干部分210S可以向第一电极分支部分210B施加不同的电信号。
第一电极分支部分210B可以从第一电极主干部分210S的至少一部分分支出来,可以被设置为在第二方向D2上延伸,并且可以在与被设置为和第一电极主干部分210S相对的第二电极主干部分220S间隔开的状态下终止。
第二电极220可以包括第二电极主干部分220S和第二电极分支部分220B,第二电极主干部分220S被设置为在第一方向D1上延伸并且与第一电极主干部分210S间隔开并面对第一电极主干部分210S,第二电极分支部分220B从第二电极主干部分220S分支出来并且被设置为在第二方向D2上延伸。与第一电极主干部分210S类似,第二电极主干部分220S的一端也可以连接到信号施加垫(未示出)。然而,第二电极主干部分220S的另一端可以在第一方向D1上延伸到多个相邻的像素PX。因此,任意像素的第二电极主干部分220S的两端可以连接到像素PX之间的相邻像素的第二电极主干部分220S的一端。
第二电极分支部分220B可以被设置为与第一电极分支部分210B间隔开并面对第一电极分支部分210B,并且可以在与第一电极主干部分210S间隔开的状态下终止。也就是说,第二电极分支部分220B的一端可以连接到第二电极主干部分220S,并且其另一端可以在与第一电极主干部分210S间隔开的状态下设置在像素PX中。
图28示出了设置两个第一电极分支部分210B并且第二电极分支部分220B设置在两个第一电极分支部分210B之间,但是本公开不限于此。可以设置更多的第一电极分支部分210B和第二电极分支部分220B。
多个发光元件300可以在第一电极分支部分210B与第二电极分支部分220B之间排列。具体地,在多个发光元件300中的至少一些中,其一个端部可以电连接到第一电极分支部分210B,并且其另一端部可以电连接到第二电极分支部分220B。
虽然在图28中未示出,但是第一绝缘材料层510(图29中所示)可以被设置为部分地覆盖第一电极分支部分210B、第二电极分支部分220B和第一电极分支部分210B与第二电极分支部分220B之间的分离空间。第一绝缘材料层510可以保护电极210和220中的每个,并且可以使电极210和220彼此绝缘使得电极210和220彼此不直接接触。
接触电极260可以设置在第一电极分支部分210B和第二电极分支部分220B中的每个上。然而,接触电极260可以基本上设置在第一绝缘材料层510上,并且可以与第一电极分支部分210B和第二电极分支部分220B叠置。
多个接触电极260可以被设置为在第二方向D2上延伸,并且可以被设置为在第一方向D1上彼此间隔开。接触电极260可以与发光元件300的至少一个端部接触。接触电极260可以与第一电极210或第二电极220接触,以接收电信号。因此,接触电极260可以向发光元件300传输从电极210和220中的每个传输的电信号。
接触电极260可以包括第一接触电极261和第二接触电极262,第一接触电极261和第二接触电极262设置在电极分支部分210B和220B上以部分覆盖电极分支部分210B和220B并且与发光元件300的一个端部或另一端部接触。
第一接触电极261可以设置在第一电极分支部分210B上,并且可以与发光元件300的电连接到第一电极210的一个端部接触。第二接触电极262可以设置在第二电极分支部分220B上,并且可以与发光元件300的电连接到第二电极220的另一端部接触。
同时,如图28中所示,第一电极主干部分210S和第二电极主干部分220S可以通过接触孔(例如,第一电极接触孔CNTD和第二电极接触孔CNTS)分别电连接到薄膜晶体管120或电力线161(将在下面描述)。
另外,虽然在图28中未示出,但是显示装置10可以包括第二绝缘材料层520(图29中所示)、第三绝缘材料层530(图29中所示)和钝化层550(图29中所示),第二绝缘材料层520被设置为覆盖电极210和220以及发光元件300中的每个的至少一部分。下面将参照图29描述它们之间的布置和结构。
图29是沿着图28的线Ia-Ia'、线IIa-IIa'和线IIIa-IIIa'截取的剖视图。图29仅示出了一个像素PX,但是其可以应用于其他像素。图29示出了穿过任意发光元件300的一端和另一端的剖面。
参照图28和图29,显示装置10可以包括基底110、设置在基底110上的薄膜晶体管120和140、设置在薄膜晶体管120和140上的电极210和220以及发光元件300。薄膜晶体管可以包括第一薄膜晶体管120和第二薄膜晶体管140,第一薄膜晶体管120和第二薄膜晶体管140可以分别是驱动晶体管和开关晶体管。
具体地,基底110可以是绝缘基底。基底110可以由诸如玻璃、石英或聚合物树脂的绝缘材料制成。另外,基底110可以是刚性基底或者是可弯曲的、可折叠的和可卷曲的柔性基底。
缓冲层115可以设置在基底110上。缓冲层115可以防止杂质离子的扩散,防止湿气或环境空气的渗透,并且执行表面平坦化功能。
半导体层设置在缓冲层115上。半导体层可以包括第一薄膜晶体管120的第一有源层126、第二薄膜晶体管140的第二有源层146和辅助材料层163。半导体层可以包括多晶硅、单晶硅或氧化物半导体等。
第一栅极绝缘层170设置在半导体层上。第一栅极绝缘层170覆盖半导体层。第一栅极绝缘层170可以用作薄膜晶体管的栅极绝缘膜。
第一导电层设置在第一栅极绝缘层170上。第一导电层可以包括第一薄膜晶体管120的设置在第一有源层126上且第一栅极绝缘层170置于其与第一有源层126之间的第一栅电极121、薄膜晶体管140的设置在第二有源层146上的第二栅电极141以及设置在辅助材料层163上的电力线161。
第二栅极绝缘层180设置在第一导电层上。第二栅极绝缘层180可以是层间绝缘层。
第二导电层设置在第二栅极绝缘层180上。第二导电层包括设置在第一栅电极121上且第二栅极绝缘层180置于其与第一栅电极121之间的电容器电极128。电容器电极128和第一栅电极121可以形成存储电容器。第二导电层可以包括与上述第一导电层的材料相同类型的材料。
层间绝缘层190设置在第二导电层上。层间绝缘层190可以是层间绝缘膜。此外,层间绝缘层190可以执行表面平坦化功能。层间绝缘层190可以包括有机绝缘材料。
第三导电层设置在层间绝缘层190上。第三导电层包括第一薄膜晶体管120的第一漏电极123和第一源电极124、第二薄膜晶体管140的第二漏电极143和第二源电极144以及设置在电力线161上的电力电极162。
第一源电极124和第一漏电极123可以通过穿过层间绝缘层190和第二栅极绝缘层180的第一接触孔129电连接到第一有源层126。第二源电极144和第二漏电极143可以通过穿过层间绝缘层190和第二栅极绝缘层180的第二接触孔149电连接到第二有源层166。电力电极162可以通过穿过层间绝缘层190和第二栅极绝缘层180的第三接触孔169电连接到电力线161。
过孔层200设置在第三导电层上。过孔层200可以由有机材料制成。过孔层200的表面可以是平坦的。
多个堤410和420可以设置在过孔层200上。多个堤410和420被设置为在每个像素PX中彼此间隔开并彼此面对,第一电极210和第二电极220可以设置在彼此间隔开的堤410和420上。然而,堤410和420的数量不限于此。
图29仅示出了设置在图28的每个像素PX中的三个堤之中的一个第一堤410和一个第二堤420的剖面,并且其布置结构也可以同样地应用于图29中未示出的另一个第一堤410。
另外,第一电极210和第二电极220可以分别包括电极主干部分210S和电极分支部分210B以及电极主干部分220S和电极分支部分220B。可以理解的是,第一电极分支部分210B和第二电极分支部分220B分别设置在图29的第一堤410和第二堤420上。
多个堤410和420可以由基本上相同的材料制成并在一个工艺中形成。在这种情况下,堤410和420可以形成一个单个栅格图案。堤410和420可以包括聚酰亚胺(PI)。
多个堤410和420可以具有其中其至少一部分从过孔层200突出的结构。堤410和420可以从其上设置有发光元件300的平坦表面向上突出,并且这种突出部分的至少一部分可以具有倾斜度。具有突出结构的堤410和420的形状没有具体限制。
设置在堤410和420上的反射层211和221可以反射入射光。从发光元件300朝向反射层211和221行进的光可以在显示装置10的向外方向上(例如,在堤410和420的向上方向上)被反射并传输。
反射层211和221可以设置在多个堤410和420上。
第一反射层211覆盖第一堤410,并且其一部分通过穿过过孔层200的第四接触孔319_1电连接到第一薄膜晶体管120的第一漏电极123。第二反射层221覆盖第二堤420,并且其一部分通过穿过过孔层200的第五接触孔319_2电连接到电力电极162。
反射层211和221可以包括具有高反射率的材料,来反射从发光元件300发射的光。作为示例,反射层211和221可以包括诸如银(Ag)或铜(Cu)的材料,但是本公开不限于此。
第一电极层212和第二电极层222可以分别设置在第一反射层211和第二反射层221上。
第一电极层212直接地设置在第一反射层211上。第一电极层212可以具有与第一反射层211的图案基本上相同的图案。第二电极层222直接地设置在第二反射层221上,并且被设置为与第一电极层212间隔开。第二电极层222可以具有与第二反射层221的图案基本上相同的图案。
电极层212和222可以包括透明导电材料。作为示例,电极层212和222可以包括诸如ITO、IZO或ITZO的材料,但是本公开不限于此。在一些实施例中,反射层211和221以及电极层212和222可以具有其中堆叠有由ITO、IZO或ITZO制成的至少一个透明导电层和由银或铜制成的至少一个金属层的结构。作为示例,反射层211和221以及电极层212和222可以具有ITO/Ag/ITO的叠层结构。
设置在第一堤410上的第一反射层211和第一电极层212可以形成第一电极210,设置在第二堤420上的第二反射层221和第二电极层222可以形成第二电极220。第一电极层212和第二电极层222可以分别向接触电极261和262传输从第一薄膜晶体管120或电力电极162传输的电信号。
部分地覆盖第一电极210和第二电极220的第一绝缘材料层510设置在第一电极210和第二电极220上。第一绝缘材料层510可以被设置为覆盖第一电极210和第二电极220的大部分上表面,并且可以暴露第一电极210和第二电极220的部分。另外,第一绝缘材料层510可以被设置为覆盖第一电极210与第二电极220之间的空间,并且也部分地覆盖第一电极210和第二电极220的彼此相对的相对侧部分。
发光元件300设置在第一绝缘材料层510上。第一绝缘材料层510的两个侧表面可以与电极210和220接触,从而使电极210和220彼此电绝缘。因此,第一绝缘材料层510可以保护与电极210和220中的每个叠置的区域,并且同时地可以使电极210和220彼此电绝缘。另外,可以防止发光元件300的第一导电型半导体310和第二导电型半导体320与其他基体材料直接接触,从而防止发光元件300的损坏。
一个或更多个发光元件300可以设置在第一电极210与第二电极220之间。在附图中,在剖面中,一个发光元件300被示出为设置在第一电极210与第二电极220之间,但是如图28中所示,明显的是,可以设置多个发光元件300。
在发光元件300中,第一导电型半导体310、元件活性层330、第二导电型半导体320和电极材料层370可以在与过孔层200水平的方向上设置。换句话说,发光元件300的多个层可以在与过孔层200水平的横向方向上设置。然而,本公开不限于此,并且发光元件300可以布置在第一电极210与第二电极220之间使这种堆叠方向相反。
第二绝缘材料层520可以被设置为与发光元件300的至少一部分区域叠置。第二绝缘材料层520可以保护发光元件300,并且同时地执行将发光元件300固定在第一电极210与第二电极220之间的功能。
第二绝缘材料层520可以被设置为围绕发光元件300的外表面。第二绝缘材料层520可以沿着第一电极分支部分210B与第二电极分支部分220B之间的空间在第二方向D2上延伸,并且可以被设置为在平面图中具有岛状或线性形状。
另外,第二绝缘材料层520的材料的一部分也可以设置在其中发光元件300的下表面与第一绝缘材料层510接触的区域中。当制造显示装置10时,当发光元件300在第一绝缘材料层510上排列并且第二绝缘材料层520设置在发光元件300上时,可以形成材料的一部分。
第二绝缘材料层520被设置为暴露发光元件300的两个侧表面。在这种情况下,下面将要描述的接触电极261和262可以与发光元件300的两个端部的侧表面平滑接触。然而,本公开不限于此,并且第二绝缘材料层520的长度和发光元件300的长度相同,使得它们的两个侧部可以彼此对齐。
在第二绝缘材料层520上,可以设置设置在第一电极210上并与第二绝缘材料层520的至少一部分叠置的第一接触电极261,可以设置设置在第二电极220上并与第二绝缘材料层520的至少一部分叠置的第二接触电极262。
第一接触电极261和第二接触电极262可以分别设置在第一电极210和第二电极220的上表面上。具体地,第一接触电极261和第二接触电极262可以在其中第一绝缘材料层510被图案化以部分地暴露第一电极210和第二电极220的区域中分别与第一电极层212和第二电极层222接触。另外,第一接触电极261和第二接触电极262可以分别与发光元件300的两个端部(例如,第一导电型半导体310和第二导电型半导体320或电极材料层370)的侧表面接触。
第一接触电极261和第二接触电极262可以被设置为在第二绝缘材料层520或第三绝缘材料层530上彼此间隔开。因此,第一接触电极261和第二接触电极262可以从第一薄膜晶体管120和电力线161接收不同的电力。
接触电极261和262可以包括导电材料。例如,接触电极261和262可以包括ITO、IZO、ITZO或铝(Al)等。然而,本公开不限于此。
第三绝缘材料层530可以被设置在第一接触电极261上,以使第一接触电极261和第二接触电极262彼此电绝缘。第三绝缘材料层530可以被设置为覆盖第一接触电极261,并且可以被设置为不与发光元件300的部分区域叠置使得发光元件300可以与第二接触电极262接触。
同时,在一些实施例中,可以在显示装置10中省略第三绝缘材料层530。因此,第一接触电极261和第二接触电极262可以被设置为基本上彼此共面,并且可以通过下面将要描述的钝化层550而彼此电绝缘。
钝化层550可以形成在第三绝缘材料层530和第二接触电极262上,并且可以用来保护设置在过孔层200上的构件免受外部环境的影响。另外,如上所述,当省略第三绝缘材料层530时,钝化层550可以直接地形成在第一接触电极261和第二接触电极262上。
第一绝缘材料层510、第二绝缘材料层520、第三绝缘材料层530和钝化层550中的每个可以包括无机绝缘材料。例如,第一绝缘材料层510、第二绝缘材料层520、第三绝缘材料层530和钝化层550可以包括诸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)、氧化铝(Al2O3)或氮化铝(AlN)的材料。第一绝缘材料层510、第二绝缘材料层520、第三绝缘材料层530和钝化层550可以由相同的材料制成,或者可以由不同的材料制成。本公开不限于此。
在总结详细描述时,本领域技术人员将领悟的是,在基本上不脱离本发明的原理的情况下,可以对优选实施例进行许多变化和修改。因此,所公开的发明的优选实施例仅在一般性和描述性意义上使用,而不是出于限制的目的。
Claims (20)
1.一种发光器件结构,所述发光器件结构包括:
基底;
一个或更多个发光元件,设置在所述基底上以彼此间隔开,并且具有在与所述基底垂直的方向上延伸的形状;
辅助层,设置在所述基底上,暴露所述基底的上表面的至少一部分,并且围绕发光元件的外表面;
电流扩展层,设置在所述辅助层上,并且与发光元件的一端接触;
第一垫,电连接到发光元件的所述一端,并且设置在所述电流扩展层上以便不与发光元件叠置;以及
第二垫,电连接到发光元件的另一端,并且设置在所述基底的暴露的上表面上以与所述辅助层间隔开。
2.根据权利要求1所述的发光器件结构,所述发光器件结构还包括:
第一区域,被限定为与发光元件叠置的区域;以及
第二区域,被限定为除了所述第一区域之外的区域,
其中,所述辅助层和所述电流扩展层包括所述第一区域和所述第二区域中的至少一部分。
3.根据权利要求2所述的发光器件结构,其中,所述辅助层包括绝缘材料,并且被设置为使得发光元件的所述一端被部分地暴露,并且
所述电流扩展层包括透明导电材料,并且被设置为围绕发光元件的所述一端。
4.根据权利要求3所述的发光器件结构,其中,所述第一垫包括第一延伸部分和连接到所述第一延伸部分的第一电极线,并且
所述第一电极线具有连接到所述第一延伸部分的不同侧部分的两端,并且设置在所述第二区域中以围绕所述第一区域。
5.根据权利要求4所述的发光器件结构,其中,所述延伸部分具有比所述电极线的宽度大的宽度。
6.根据权利要求5所述的发光器件结构,其中,所述第二垫具有预定宽度,并且被设置为围绕所述辅助层的外周边。
7.根据权利要求2所述的发光器件结构,其中,发光元件包括:
半导体晶体,具有在一个方向上延伸的形状;以及
绝缘膜,围绕所述半导体晶体的外周边表面。
8.根据权利要求7所述的发光器件结构,其中,所述半导体晶体包括第一导电型半导体、第二导电型半导体、元件活性层和电极材料层,所述第一导电型半导体与所述基底接触,所述第二导电型半导体具有与所述第一导电型半导体的极性不同的极性,所述元件活性层设置在所述第一导电型半导体与所述第二导电型半导体之间,所述电极材料层设置在所述第二导电型半导体上,并且
所述绝缘膜被设置为使得所述电极材料层的上表面被暴露。
9.根据权利要求8所述的发光器件结构,其中,所述辅助层与所述绝缘膜的外表面部分地接触,
所述电流扩展层与暴露的所述电极材料层接触,并且
所述第一垫通过所述电流扩展层电连接到所述电极材料层。
10.根据权利要求8所述的发光器件结构,其中,所述基底包括基体基底和设置在所述基体基底上的导电半导体层,
所述第一导电型半导体与所述导电半导体层接触,并且
所述第二垫设置在所述导电半导体层上,并且电连接到所述第一导电型半导体。
11.根据权利要求2所述的发光器件结构,其中,发光元件包括第一发光元件和与所述第一发光元件间隔开的第二发光元件。
12.根据权利要求11所述的发光器件结构,其中,所述第一区域包括第一子区域和第二子区域,所述第一子区域是与所述第一发光元件叠置的区域,所述第二子区域是与所述第二发光元件叠置并且与所述第一子区域间隔开的区域,并且
所述第二区域包括第三区域和第四区域,所述第三区域位于所述第一子区域与所述第二子区域之间,所述第四区域位于所述第一子区域和所述第二子区域的外周边处。
13.根据权利要求12所述的发光器件结构,其中,所述第一垫包括:
第二延伸部分,设置在所述第三区域中;
第二电极线,设置在所述第四区域中;以及
至少一个连接部分,设置在所述第三区域中,并且被构造为使所述第二延伸部分和所述第二电极线链接。
14.根据权利要求13所述的发光器件结构,其中,所述第二电极线被设置为围绕所述第一子区域和所述第二子区域。
15.根据权利要求13所述的发光器件结构,其中,连接部分设置在所述第三区域中,以将所述第一子区域和所述第二子区域分开。
16.根据权利要求15所述的发光器件结构,其中,连接部分包括第一连接部分和第二连接部分,所述第一连接部分在第一方向上延伸,具有与所述第二电极线接触的两端,并且具有与所述第二延伸部分叠置的中心部分,所述第二连接部分在与所述第一方向不同的第二方向上延伸,与所述第二电极线接触,并且具有与所述第二延伸部分叠置的中心部分,并且
所述第一连接部分和所述第二连接部分在所述第二延伸部分处彼此交叉。
17.一种制造发光器件结构的方法,所述方法包括:
准备基底以及一个或更多个发光元件,发光元件设置在所述基底上,并且具有在与所述基底垂直的方向上延伸的形状;
在所述基底上形成被构造为围绕发光元件的外表面的辅助层,并且形成设置在所述辅助层上并与发光元件的一端接触的电流扩展层;以及
形成设置在所述电流扩展层上并电连接到发光元件的所述一端的第一垫,并且形成设置在所述基底上以围绕所述辅助层的外周边并电连接到发光元件的另一端的第二垫。
18.根据权利要求17所述的方法,其中,所述辅助层包括绝缘材料,并且被设置为使得发光元件的所述一端被部分地暴露,
所述电流扩展层包括透明导电材料,并且被设置为围绕发光元件的所述一端,并且
所述第一垫通过所述电流扩展层电连接到发光元件的所述一端。
19.根据权利要求18所述的方法,其中,在所述第一垫的形成中,所述第一垫包括延伸部分和连接到所述延伸部分的电极线,
所述延伸部分被设置为不与发光元件叠置,并且
所述电极线被设置为围绕与发光元件叠置的区域。
20.根据权利要求19所述的方法,其中,所述基底包括基体基底和设置在所述基体基底上的导电半导体层,并且
所述第二垫设置在所述导电半导体层上并且电连接到发光元件的所述另一端。
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