CN113169249B - 发光元件结构及制造发光元件的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种发光二极管结构和发光二极管制造方法。所述发光二极管制造方法包括以下步骤：准备下基底，下基底包括基底和形成在基底上的分离层，并且准备形成在分离层上的至少一个半导体棒；形成棒结构，棒结构包括在分离层上形成为围绕半导体棒的棒保护层和形成在棒保护层的至少一部分上的辅助层；以及去除分离层以使棒结构与下基底分离，随后将半导体棒与棒结构分离。

Description

发光元件结构及制造发光元件的方法
技术领域
本公开涉及一种制造发光元件的方法，具体地，涉及一种包括能够防止发光元件被蚀刻剂损坏的有机钝化膜的发光元件结构以及一种制造发光元件的方法。
背景技术
随着多媒体技术的发展，显示装置正在变得更加重要。因此，已经使用了诸如有机发光二极管(OLED)显示装置、液晶显示(LCD)装置等的各种显示装置。
典型的显示装置包括诸如OLED显示面板或LCD面板的显示面板。发光显示面板可以包括诸如以发光二极管(LED)为例的发光元件，LED可以被分类为使用有机材料作为荧光材料的OLED和使用无机材料作为荧光材料的无机LED(ILED)。
作为使用有机材料作为荧光材料的LED的OLED易于制造，并且OLED显示装置是理想柔性的。然而，OLED易受高温环境影响，并且对于蓝光具有相对低的效率。
相反，作为使用无机半导体作为荧光材料的LED的ILED即使在高温环境中也具有耐久性，并且对于蓝光具有比OLED高的效率。此外，已经开发了利用介电泳(DEP)的转移方法作为ILED的制造方法，ILED的制造方法长期以来被指出为ILED的限制，并且已经继续研究具有比OLED优异的耐久性和效率的ILED。
发明内容
技术问题
可以通过在基底上生长掺杂有n型或p型掺杂剂的半导体层和无机荧光材料层以形成特定形状的棒并且使棒分离来获得ILED。然而，在使用化学剥离(CLO)方法来使棒分离的情况下，棒的外周表面和棒中的每个的两端处的电极会被用于去除分离层的蚀刻剂损坏。
为了解决上述问题，本公开的实施例提供了一种制造发光元件的方法，该方法能够使对每个半导体棒的外周表面或电极的损坏最小化。
本公开的实施例还提供了一种包括棒保护层和多个发光元件的发光元件结构，棒保护层保护发光元件不与外部接触。
应注意的是，本公开的目的不限于上述目的，通过下面的描述，本发明的其他目的对于本领域技术人员将是明显的。
技术方案
根据本公开的示例性实施例，一种制造发光元件的方法包括以下步骤：准备下基底，下基底包括基底和形成在基底上的分离层，并且准备形成在分离层上的至少一个半导体棒；形成棒结构，棒结构包括在分离层上形成为围绕所述至少一个半导体棒的棒保护层和形成在棒保护层的至少一部分上的辅助层；以及通过去除分离层将棒结构与下基底分离，并且将所述至少一个半导体棒与棒结构分离。
在分离棒结构的步骤中，可以通过用于分离的蚀刻剂蚀刻掉分离层，棒保护层可以不与用于分离的蚀刻剂反应。
用于分离的蚀刻剂可以包括含有氟(F)的材料，棒保护层可以包括不溶于用于分离的蚀刻剂中的有机材料。
形成棒结构的步骤可以包括通过用有机材料涂覆所述至少一个半导体棒来形成棒保护层。
棒保护层的有机材料可以包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、光致抗蚀剂(PR)和聚-(3,4-乙撑二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)中的至少一种。
分离所述至少一个半导体棒的步骤可以包括从棒保护层去除辅助层的步骤、将棒保护层的有机材料溶解在溶剂中的步骤以及去除溶解在溶剂中的有机材料的步骤。
去除溶解在溶剂中的有机材料的步骤可以包括热处理从而使有机材料蒸发。
在准备所述至少一个半导体棒的步骤中，形成包括突起和一个或更多个凹槽的不平坦图案，凹槽是分离层的凹陷的部分，突起由于凹槽彼此间隔开而形成。
形成棒结构的步骤可以包括形成围绕分离层的突起并且与凹槽的顶表面接触的棒保护层。
所述至少一个半导体棒可以在棒保护层中布置为使得所述至少一个半导体棒的第一端部面对棒保护层的第一表面，并且所述至少一个半导体棒的与所述至少一个半导体棒的第一端部相对的第二端部面对棒保护层的与棒保护层的第一表面相对的第二表面。
所述至少一个半导体棒的第二端部可以与分离层的突起接触。
所述至少一个半导体棒可以沿垂直于棒保护层的第一表面的方向布置。
所述至少一个半导体棒可以包括半导体晶体和绝缘膜，半导体晶体包括第一导电半导体、活性层和具有与第一导电半导体的极性不同的极性的第二导电半导体，绝缘膜围绕半导体晶体的外周表面。
可以在所述至少一个半导体棒的第一端部所面对的第一表面上形成辅助层。
根据本公开的示例性实施例，一种发光元件结构包括：有机保护膜，包括不溶于含有氟(F)的蚀刻剂中的有机材料；至少一个半导体棒，设置在有机保护膜中，并且布置为在与有机保护膜的第一表面平行的方向上间隔开；以及辅助层，形成在有机保护膜的至少一部分上。
有机保护膜的有机材料可以包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、光致抗蚀剂(PR)和聚-(3,4-乙撑二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)中的至少一种。
有机保护膜的第一表面可以是基本平坦的，并且有机保护膜的与有机保护膜的第一表面相对并且其上未形成有辅助层的第二表面可以包括至少一个凹陷，所述至少一个凹陷由于与所述至少一个半导体棒叠置的区域凹陷而形成。
所述至少一个半导体棒的长轴可以沿与有机保护膜的第一表面垂直的方向延伸。
所述至少一个半导体棒可以排列为使得所述至少一个半导体棒的第一端部和第二端部分别面对有机保护膜的第一表面和第二表面，并且所述至少一个半导体棒的第二端部可以与所述至少一个凹陷部分地接触。
所述至少一个半导体棒可以包括半导体晶体，半导体晶体包括第一导电半导体、具有与第一导电半导体的极性不同的极性的第二导电半导体以及设置在第一导电半导体和第二导电半导体之间的活性层，并且半导体晶体可以具有其中第一导电半导体、活性层和第二导电半导体沿所述至少一个半导体棒的长轴延伸的方向堆叠的结构。
通过参照附图详细地描述本发明的示例性实施例，本发明的以上和其他特征及优点将变得更加明显。
有益效果
根据本公开的实施例，由于提供了一种形成包括半导体棒的棒结构的制造发光元件的方法，所以可以在将半导体棒与下基底分离时防止半导体棒被用于分离层的蚀刻剂损坏。包括半导体棒的棒结构包括不与蚀刻剂反应的棒保护层和形成在棒保护层上的辅助层，因此可以容易地储存和运输半导体棒。
因此，可以在不损坏电极层或绝缘膜的情况下使发光元件形成有光滑的外表面，从而可以使显示装置中的任何接触或发射故障最小化。
本发明的效果不限于上述效果，并且通过权利要求和描述，本领域技术人员将清楚地理解其他未提及的效果。
附图说明
图1是根据本公开的实施例的发光元件的示意图。
图2是示出根据本公开的实施例的制造发光元件的方法的流程图。
图3至图9是示出根据本公开的实施例的制造发光元件的方法的示意图。
图10是示出根据对比示例的制造发光元件的方法的示意图。
图11至图13是示出根据本公开的实施例的形成棒结构的方法的示意图。
图14和图15是根据本公开的实施例的棒结构的示意图。
图16至图18是示出根据本公开的实施例的如何将半导体棒与棒结构分离的示意图。
图19是根据本公开的实施例的包括发光元件的元件墨水的示意图。
图20是根据本公开的实施例的显示装置的平面图。
图21是沿着图20的线I-I'、线II-II'和线III-III'截取的剖视图。
具体实施方式
现在将在下文中参照附图更充分地描述本发明，在附图中示出了发明的优选实施例。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和完整的，并且这些实施例将向本领域技术人员充分地传达发明的范围。
还将理解的是，当层被称为“在”另一层或基底“上”时，该层可以直接在所述另一层或基底上，或者也可以存在中间层。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的组件。
将理解的是，尽管在此可以使用术语“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的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开。例如，在不脱离本发明的教导的情况下，下面讨论的第一元件可以被称为第二元件。类似地，第二元件也可以被称为第一元件。
在下文中，将参照附图详细地描述本发明的实施例。
图1是根据本公开的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类型(例如，p型或n型)的杂质的半导体晶体。半导体晶体可以接收从外部电源施加的电信号，并且可以发射特定波长范围的光。稍后将描述的显示装置(图20的显示装置10)可以在其每个像素(图20的像素PX)中包括多个发光元件300，并且可以显示由多个发光元件300发射的光。
发光元件300可以是发光二极管(LED)，具体地，具有微米尺寸或纳米尺寸并且由无机材料形成的无机LED(ILED)。在发光元件300是ILED的情况下，可以通过将具有无机晶体结构的发光材料放置在两个相对的电极之间并且沿特定方向在发光材料中形成电场来使发光元件300在两个相对的电极之间对准。可以通过形成电场使具有精细尺寸的发光元件300在显示装置10的电极之间对准。一旦在显示装置10的电极之间对准，发光元件300就可以接收电信号并且可以发射特定波长范围的光。
参照图1，发光元件300可以包括多个导电半导体310和320、元件活性层330、电极材料层370和绝缘膜380。导电半导体310和320可以将施加到发光元件300的电信号传输到元件活性层330，元件活性层330可以发射特定波长范围的光。
具体地，发光元件300可以包括第一导电半导体310、第二导电半导体320、元件活性层330、电极材料层370和绝缘膜380，元件活性层330设置在第一导电半导体310与第二导电半导体320之间，电极材料层370设置在第二导电半导体320上，绝缘膜380设置为围绕第一导电半导体310、第二导电半导体320、元件活性层330和电极材料层370的外周表面。绝缘膜380可以形成为与第一导电半导体310、第二导电半导体320、元件活性层330和电极材料层370接触，并且围绕第一导电半导体310、第二导电半导体320、元件活性层330和电极材料层370的外周表面。图3的发光元件300被示出为具有其中第一导电半导体310、元件活性层330、第二导电半导体320和电极材料层370沿发光元件300的长度方向顺序地形成的结构，但本公开不限于此。可选地，可以不设置电极材料层370。在一些实施例中，电极材料层370可以设置在第一导电半导体310和第二导电半导体320中的每个的至少一侧上。在下文中作为示例将描述图1的发光元件300，并且下面的对发光元件300的描述可以直接适用于具有与图1的发光元件300的结构不同的结构的发光元件300。
第一导电半导体310可以是n型半导体层。例如，在发光元件300发射蓝色波长范围的光的情况下，第一导电半导体310可以是具有化学式InxAlyGa1-x-yN(其中0≤x≤1，0≤y≤1并且0≤x+y≤1)的半导体材料。例如，第一导电半导体310可以包括掺杂有n型掺杂剂的InAlGaN、GaN、AlGaN、InGaN、AlN和InN中的一种。第一导电半导体310可以掺杂有第一导电掺杂剂。例如，第一导电掺杂剂可以是Si、Ge、Sn等。第一导电半导体310可具有1.5μm至5μm的长度，但本公开不限于此。
第二导电半导体320可以是p型半导体层。例如，在发光元件300发射蓝色波长范围的光的情况下，第二导电半导体320可以是具有化学式InxAlyGa1-x-yN(其中0≤x≤1，0≤y≤1并且0≤x+y≤1)的半导体材料。例如，第二导电半导体320可以包括掺杂有p型掺杂剂的InAlGaN、GaN、AlGaN、InGaN、AlN和InN中的一种。第二导电半导体320可以掺杂有第二导电掺杂剂。例如，第二导电掺杂剂可以是Mg、Zn、Ca、Ba等。第二导电半导体320可具有0.08μm至0.25μm的长度，但本公开不限于此。
同时，第一导电半导体310和第二导电半导体320被示出为是单层膜，但本公开不限于此。可选地，根据稍后将描述的元件活性层330的材料，第一导电半导体310和第二导电半导体320中的每个可以包括多于一个层。
元件活性层330可以设置在第一导电半导体310与第二导电半导体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。在元件活性层330包括具有多量子阱结构的材料的情况下，元件活性层330可以具有其中多个量子层和多个阱层交替地堆叠的结构。元件活性层330可以根据经由第一导电半导体310和第二导电半导体320施加到其的电信号通过使电子-空穴对结合来发光。例如，在元件活性层330发射蓝色波长范围的光的情况下，量子层可以包括诸如AlGaN或AlInGaN的材料。具体地，在元件活性层330具有其中多个量子层和多个阱层交替地堆叠的多量子阱结构的情况下，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。可选地，根据将要发射的光的波长，元件活性层330可以具有其中具有大带隙能量的半导体材料和具有小带隙能量的半导体材料交替地堆叠的结构，或者可以包括III族或V族半导体材料。由元件活性层330发射的光的类型没有特别限制。元件活性层330可以发射红色或绿色波长范围的光，而不是蓝色波长范围的光。元件活性层330可以具有0.05μm至0.25μm的长度，但本公开不限于此。
光可以从元件活性层330发射，不仅通过发光元件300的长度方向上的外表面，而且还通过发光元件300的侧表面。从元件活性层330发射的光的方向性没有特别限制。
电极材料层370可以是欧姆接触电极，但本公开不限于此。可选地，电极材料层370可以是肖特基接触电极。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)中的至少一种。电极材料层370可以包括单一材料或多种不同的材料，但本公开不限于此。
绝缘膜380可以形成在第一导电半导体310、第二导电半导体320、元件活性层330和电极材料层370的外侧上，并且可以保护第一导电半导体310、第二导电半导体320、元件活性层330和电极材料层370。例如，绝缘膜380可以形成为围绕第一导电半导体310、第二导电半导体320、元件活性层330和电极材料层370的侧表面，但不在发光元件300的长度方向上的两个端部上(例如，发光元件300的设置有第一导电半导体310和电极材料层370的端部上)，但本公开不限于此。
绝缘膜380可以包括绝缘材料，诸如，以氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)、氮化铝(AlN)或氧化铝(Al2O3)为例。因此，当发光元件300被放置为与施加有电信号的电极直接接触时，绝缘膜380可以防止元件活性层330短路。此外，由于绝缘膜380保护包括元件活性层330的发光元件300的外周表面，所以可以防止发光元件300的发射效率的任何劣化。
绝缘膜380被示出为沿发光元件300的长度方向延伸以从第一导电半导体310到电极材料层370覆盖发光元件300，但本公开不限于此。绝缘膜380可以仅覆盖第一导电半导体310、元件活性层330和第二导电半导体320，或者仅覆盖电极材料层370的外表面的部分以使电极材料层370的外表面的部分暴露。
绝缘膜380可以具有0.5μm至1.5μm的厚度，但本公开不限于此。
此外，在一些实施例中，可以对绝缘膜380的外表面进行处理。发光元件300可以在稍后将描述的显示装置(图20中所示)的多个电极之间对准，因此可以从电极接收电信号并发光。发光元件300可以以分散在预定墨水中的状态喷射到电极上。这里，可以对绝缘膜380的表面进行疏水或亲水处理，以保持发光元件300适当地分散在预定墨水中，而不会与其他相邻的发光元件300聚集。
发光元件300可以沿一个方向延伸。发光元件300可以具有纳米棒形状、纳米线形状或纳米管形状。例如，发光元件300可以具有圆柱形状或棒形状。然而，发光元件300的形状没有特别限制，发光元件300可以具有各种其他形状，诸如立方体形状或者长方形柱形状或六边形柱形状。
发光元件300可以具有1μm至10μm或2μm至5μm的长度l，优选地，具有约4μm的长度l。此外，发光元件300可以具有300nm至700nm的直径，并且包括在显示装置10中的不同发光元件300可以根据它们各自的元件活性层330的成分而具有不同的直径。优选地，发光元件300可以具有约500nm的直径。
同时，可以通过外延生长在基底上形成发光元件300。可以在基底上形成晶种层以形成半导体层，并且沉积和生长期望的半导体材料。然而，当包括生长在基底上的半导体晶体的发光元件300从基底分离时，分离表面需要被制造为具有光滑的形状。如稍后将描述的，发光元件300的两个端部可以与显示装置10的电极接触，因此可以接收电信号。为了形成具有光滑端部的发光元件300，可以使用化学剥离(CLO)方法来制造发光元件300。
在使用CLO方法的情况下，在基底上形成分离层，然后沉积半导体晶体。但是，用于去除分离层的蚀刻剂会与发光元件300的材料反应。也就是说，当通过用蚀刻剂去除分离层来将发光元件300与基底分离时，发光元件300的绝缘膜380或电极材料层370会被蚀刻剂损坏。
然而，根据本公开的实施例的制造发光元件300的方法可以防止发光元件300被蚀刻剂损坏，结果，发光元件300可以被制造为具有光滑的外表面和光滑的端部。因此，可以使在显示装置10的电极上对准的发光元件300的任何接触或发射故障最小化。
图2是示出根据本公开的实施例的制造发光元件的方法的流程图。
参照图2，根据本公开的实施例的制造发光元件300的方法可以包括：准备下基底，下基底包括基体基底2100(或称为基底)和形成在基体基底2100上的分离层2300，并且准备形成在分离层2300上的一个或更多个半导体棒ROD(S100)；形成棒结构1000，棒结构1000包括形成在分离层2300上并且围绕半导体棒ROD的棒保护层1100和形成在棒保护层1100上的辅助层1200(S200)；以及通过去除分离层2300使棒结构1000与下基底2000分离，并且将半导体棒ROD与棒结构1000分离(S300)。
根据本公开的实施例的制造发光元件300的方法包括形成棒结构1000，棒结构1000包括不与用于去除分离层2300的蚀刻剂反应的棒保护层1100。因此，当分离半导体棒ROD(即，发光元件300)时，可以防止发光元件300的材料中的一些材料因与蚀刻剂反应而被损坏。在下文中将参照其他附图详细地描述图2的方法。
图3至图9是示出根据本公开的实施例的制造发光元件的方法的示意图。
首先，参照图3，准备下基底2000，下基底2000包括基体基底2100、形成在基体基底2100上的缓冲材料层2200和形成在缓冲材料层2200上的分离层2300。如图3中所示，下基底2000可以具有其中基体基底2100、缓冲材料层2200和分离层2300顺序地堆叠的结构。
基体基底2100可以包括诸如蓝宝石(Al2O3)基底或玻璃的透明基底，但本公开不限于此。可选地，基体基底2100可以形成为GaN、SiC、ZnO、Si、GaP、GaAs等的导电基底。基体基底2100在下文中将被描述为例如蓝宝石(Al2O3)基底。基体基底2100的厚度没有特别限制，例如，基体基底2100可以具有400μm至1500μm的厚度。
之后，在基体基底2100上形成多个导电半导体层。可以通过形成晶种并在晶种上沉积晶体材料来经由外延生长使导电半导体层生长。这里，可以通过电子束沉积、物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、等离子体激光沉积(PLD)、双型热蒸发、溅射、金属有机化学气相沉积(MOCVD)等来形成导电半导体层，优选地通过MOCVD来形成导电半导体层，但本公开不限于此。
用于形成导电半导体层的前体材料没有特别限制，只要其在通常被选择为用于形成目标材料的材料的范围内即可。例如，前体材料可以是包括烷基(诸如甲基或乙基)的金属前体。例如，前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，但本公开不限于此。将省略对如何形成导电半导体层以及在什么条件下形成导电半导体层的描述，相反，在下文中将详细描述其中形成发光元件300的顺序和堆叠结构。
在基体基底2100上形成缓冲材料层2200。缓冲材料层2200被示出为沉积为单层，但本公开不限于此。可选地，可以形成多个缓冲材料层2200。可以设置缓冲材料层2200以减小第一导电半导体层3100与基体基底2100之间的晶格常数的差异。在随后的工艺中，缓冲材料层2200可以减小第一导电半导体层3100与基体基底2100之间的晶格常数的差异，或者提供晶种，使得第一导电半导体层3100的晶体可以顺利地生长。
例如，缓冲材料层2200可以包括未掺杂的半导体(即，与第一导电半导体层3100的材料基本相同的材料)，并且可以包括未掺杂有n型或p型掺杂剂的材料。例如，缓冲材料层2200可以包括未掺杂的InAlGaN、GaN、AlGaN、InGaN、AlN和InN中的至少一种，但本公开不限于此。
同时，可以在缓冲材料层2200上形成多个层，并且可以在多个层上设置分离层2300。可以根据基体基底2100的类型而不设置缓冲材料层2200。在下文中将描述其中在基体基底2100上形成包括未掺杂的半导体材料的缓冲材料层2200的示例。
在分离层2300上形成第一导电半导体层3100。分离层2300可以包括能够使第一导电半导体层3100的晶体顺利地生长的材料。分离层2300可以包括绝缘材料和导电材料中的至少一种。例如，分离层2300可以包括作为绝缘材料的氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)或氮氧化硅(SiOxNy)，并且可以包括作为导电材料的ITO、IZO、IGO、ZnO、石墨烯或氧化石墨烯，但本公开不限于此。
稍后可以蚀刻并去除分离层2300，以将发光元件300与下基底2000分离。可以通过CLO方法执行分离层2300的去除，结果，发光元件300的端部的表面可以具有与分离层2300的表面基本相同的形状。也就是说，发光元件300的端部的表面可以是平坦的。
此外，在半导体结构3000的蚀刻期间，分离层2300可以执行半导体结构3000与缓冲材料层2200之间的蚀刻停止层的功能。也就是说，在半导体结构3000的蚀刻期间，也可以通过与半导体结构3000的工艺相同的工艺或不同的工艺来蚀刻分离层2300。
然而，本公开不限于此。可选地，可以在半导体结构3000或下基底2000中或者在除了缓冲材料层2200与第一导电半导体层3100之间的界面之外的区域中设置多于一个分离层2300。
之后，参照图4，形成包括第一导电半导体层3100、活性材料层3300、第二导电半导体层3200和导电电极材料层3700的半导体结构3000。
稍后可以部分地蚀刻半导体结构3000，从而形成半导体棒ROD(图9的半导体棒ROD)。如上面已经提及的，可以通过典型的工艺形成包括在半导体结构3000中的半导体材料层。第一导电半导体层3100、活性材料层3300、第二导电半导体层3200和导电电极材料层3700可以被顺序地形成，并且可以包括分别与发光元件300中的每个的第一导电半导体310、元件活性层330、第二导电半导体320和电极材料层370的材料相同的材料。也就是说，堆叠在半导体结构3000中的层可以对应于发光元件300中的每个的元件。
同时，尽管未具体示出，但是在半导体结构3000中可以不设置导电电极材料层3700，或者可以在第一导电半导体层3100下方进一步形成另一导电电极材料层。如上面已经提及的，发光元件300中的每个可以不包括电极材料层370，或者还可以包括在第一导电半导体310下方的另一电极材料层370。也就是说，半导体结构3000还可以包括除了图4中所示的构件之外的构件。然而，半导体结构3000在下文中将被描述为包括导电电极材料层3700。
之后，通过在垂直于下基底2000的方向上蚀刻半导体结构3000的至少一部分来形成半导体晶体3000'。
同时，通过垂直地蚀刻半导体结构3000形成半导体晶体3000'的步骤可以包括典型的图案化工艺。例如，通过垂直地蚀刻半导体结构3000形成半导体晶体3000'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1700，沿着蚀刻图案层1700的图案蚀刻半导体结构3000，以及去除蚀刻掩模层1600和蚀刻图案层1700。
首先，参照图5，蚀刻掩模层1600可以用作用于连续蚀刻半导体结构3000的第一导电半导体层3100、活性材料层3300、第二导电半导体层3200和导电电极材料层3700的掩模。蚀刻掩模层1600可以包括包含绝缘材料的第一蚀刻掩模层1610和包含金属的第二蚀刻掩模层1620。
包括在蚀刻掩模层1600的第一蚀刻掩模层1610中的绝缘材料可以是氧化物或氮化物，诸如，以氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)或氮氧化硅(SiOxNy)为例。第一蚀刻掩模层1610可以具有0.5μm至1.5μm的厚度，但本公开不限于此。
第二蚀刻掩模层1620的材料没有特别限制，只要其是可以执行用于连续蚀刻半导体结构3000的掩模的功能的典型材料即可。例如，第二蚀刻掩模层1620可以包括铬(Cr)。第二蚀刻掩模层1620可以具有30nm至150nm的厚度，但本公开不限于此。
形成在蚀刻掩模层1600上的蚀刻图案层1700可以包括设置为彼此间隔开的一个或更多个纳米图案。蚀刻图案层1700可以用作用于连续蚀刻半导体结构3000的掩模。蚀刻图案层1700的材料没有特别限制，只要其包括聚合物(诸如聚苯乙烯球)、二氧化硅球等并且可以形成图案即可。
例如，在蚀刻图案层1700包括聚合物的情况下，可以采用使用聚合物的典型图案化形成方法。例如，可以通过诸如光刻、电子束光刻、纳米压印光刻等的方法形成包括聚合物的蚀刻图案层1700。
蚀刻图案层1700的结构、类型和图案之间的距离可以与最终获得的发光元件300的类型相关。然而，如上面已经提及的，由于发光元件300的形状可以变化，所以蚀刻图案层1700的结构没有特别限制。例如，在蚀刻图案层1700包括彼此间隔开的圆形图案的情况下，通过垂直蚀刻半导体结构3000获得的发光元件300可以具有圆柱形形状。
例如，在蚀刻图案层1700中，一个纳米图案可以设置为被其他纳米图案围绕。这里，六个不同的纳米图案可以以相等的间隔布置为围绕单个纳米图案的外表面。也就是说，由多个纳米图案形成的区域可以具有正六边形形状，但本公开不限于此。可选地，由多个纳米图案形成的区域可以具有诸如圆形形状、多边形形状等的各种其他形状。
此外，多个纳米图案之间的距离没有特别限制。多个纳米图案之间的间隔可以大于多个纳米图案中的每个的直径。例如，多个纳米图案之间的距离可以是多个纳米图案中的每个的直径的2倍至4倍，例如3倍。此外，多个纳米图案可以具有不同的直径。
例如，可以通过纳米压印光刻形成蚀刻图案层1700，并且蚀刻图案层1700的纳米图案可以包括纳米压印树脂。纳米压印树脂可以包括含氟单体、丙烯酸酯单体、二季戊四醇六丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、聚(乙二醇)苯基醚丙烯酸酯、丁基化羟基甲苯(BHT)、1-羟基-环己基苯基酮(Irgacure 184)等，但本公开不限于此。
之后，参照图6和图7，通过沿着蚀刻图案层1700的纳米图案蚀刻半导体结构3000来形成半导体晶体3000'。半导体晶体3000'的形成可以包括：通过垂直地蚀刻蚀刻图案层1700的纳米图案之间的间隙以图案化蚀刻掩模层1600和导电电极材料层3700来形成第一孔h1的第一蚀刻步骤；去除蚀刻图案层1700的步骤；通过沿着第一孔h1蚀刻第二导电半导体层3200、活性材料层3300和第一导电半导体层3100来形成第二孔h2的第二蚀刻步骤；以及去除蚀刻掩模层1600的步骤。
可以通过典型的方法来执行第一孔h1和第二孔h2的形成。例如，可以通过诸如干法蚀刻、湿法蚀刻、反应离子蚀刻(RIE)、电感耦合等离子体-RIE(ICP-RIE)等的蚀刻方法形成第一孔h1和第二孔h2。具体地，干法蚀刻可以实现各向异性蚀刻，因此可以适合于经由垂直蚀刻形成孔。在使用上述蚀刻方法的情况下，可以使用Cl2或O2作为蚀刻剂，但本公开不限于此。
在一些实施例中，可以通过干法蚀刻和湿法蚀刻两者来执行半导体结构3000的蚀刻。例如，可以首先通过干法蚀刻方法在深度方向上执行半导体结构3000的蚀刻，并且可以通过作为各向同性蚀刻方法的湿法蚀刻方法在与半导体结构3000的表面垂直的平面上蚀刻半导体结构3000的侧壁。
如图6中所示，通过执行第一蚀刻步骤以蚀刻蚀刻掩模层1600和导电电极材料层3700来形成第一孔h1。之后，通过沿着第一孔h1蚀刻第二导电半导体层3200、活性材料层3300和第一导电半导体层3100来执行形成第二孔h2的第二蚀刻步骤。最后，如图7中所示，可以通过去除蚀刻掩模层1600和蚀刻图案层1700的保留在蚀刻的半导体结构3000上的部分来形成半导体晶体3000'。可以通过典型的方法(诸如，以干法蚀刻方法或湿法蚀刻方法为例)去除蚀刻掩模层1600和蚀刻图案层1700。
同时，通过蚀刻半导体结构3000来形成半导体晶体3000'的步骤可以包括第一蚀刻步骤和第二蚀刻步骤，并且可以执行不同的图案化工艺，甚至可以通过执行单个图案化工艺沿着蚀刻图案层1700图案化第一导电半导体层3100。
在半导体结构3000的蚀刻期间，也可以蚀刻分离层2300的至少一部分，或者可以通过单独的蚀刻工艺部分地蚀刻分离层2300。也就是说，分离层2300可以通过与半导体结构3000的蚀刻工艺相同的蚀刻工艺被图案化，或者可以在半导体结构3000的蚀刻期间用作蚀刻停止层并且通过单独的蚀刻工艺被图案化。
例如，如所示出的，在用于图案化半导体结构3000的蚀刻剂不包括用于去除分离层2300的蚀刻剂的情况下，仅半导体结构3000可以被蚀刻，分离层2300可以不被蚀刻并且用作蚀刻停止层。因此，可以形成半导体晶体3000'，但是分离层2300可以保持未被蚀刻。相反，尽管没有具体示出，但是用于图案化半导体结构3000的蚀刻剂包括用于去除分离层2300的蚀刻剂，半导体结构3000和分离层2300二者可以被一起蚀刻。
之后，通过形成围绕半导体晶体3000'的外侧表面的部分的绝缘层3800来形成半导体棒ROD。
可以通过将绝缘材料施用到被垂直蚀刻的半导体晶体3000'的外表面或者将半导体晶体3000'浸入绝缘材料中来形成其是形成在半导体棒ROD的外表面上的绝缘材料的绝缘层3800，但本公开不限于此。例如，可以通过原子层沉积(ALD)形成绝缘层3800。绝缘层3800可以形成发光元件300的绝缘膜380。如上面已经提及的，绝缘层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)。
参照图8，可以在半导体晶体3000'的侧表面和顶表面上以及分离层2300或缓冲材料层2200的由于被蚀刻的半导体晶体3000'之间的间隙而暴露的部分上形成绝缘层3800。为了使半导体晶体3000'的两端暴露，需要去除绝缘层3800的形成在半导体晶体3000'的顶表面上的部分。因此，可以去除绝缘层3800的在垂直于半导体晶体3000'的长度方向的方向上(即，在平行于下基底2000的方向上)形成的部分。也就是说，如图9中所示，可以通过去除绝缘层3800的设置在半导体晶体3000'的至少顶表面上和分离层2300上的部分来使半导体晶体3000'的顶表面暴露。为此，可以执行诸如干法蚀刻工艺(其是各向异性蚀刻工艺)或回蚀刻工艺的工艺。结果，可以部分地去除围绕半导体晶体3000'的外周表面的绝缘层3800，并且可以形成包括半导体晶体3000'和绝缘层3800的半导体棒ROD。可以使半导体棒ROD与下基底2000分离，从而获得发光元件300。
同时，在绝缘层3800的去除期间，可以在分离层2300中形成包括突起2300b和一个或更多个凹槽2300a的不平坦图案2300P，凹槽2300a是分离层2300的凹陷的部分，突起2300b是由于凹槽2300a彼此间隔开而形成的。
由于绝缘层3800和分离层2300具有不同的蚀刻选择率，所以可以在绝缘层3800的去除期间部分地去除分离层2300。在部分地去除绝缘层3800的工艺中，可以使分离层2300的部分凹陷，结果，可以形成凹槽2300a。
如附图中所示，可以沿着第二孔h2部分地蚀刻分离层2300，半导体棒ROD通过被部分地蚀刻的分离层2300彼此间隔开。分离层2300的被蚀刻的部分可以凹陷以形成凹槽2300a。也就是说，凹槽2300a可以形成为第二孔h2到分离层2300中的延伸部。可以在分离层2300中形成多个凹槽2300a，并且分离层2300的在凹槽2300a之间的部分可以相对突出以形成突起2300b。突起2300b可以是由于半导体棒ROD而未被蚀刻的区域。换言之，半导体棒ROD可以形成在突起2300b上。
如上面已经提及的，可以沿着第二孔h2形成分离层2300的不平坦图案2300P，第二孔h2是在沿垂直于下基底2000的方向蚀刻半导体结构3000的工艺中形成的。由于沿着蚀刻图案层1700的结构形成不平坦图案2300P，所以不平坦图案2300P的结构可以根据蚀刻图案层1700的结构而变化。分离层2300的不平坦图案2300P示出了凹槽2300a具有相同的直径并且以相等的间隔间隔开，但本公开不限于此。为了制造具有不同直径的发光元件300，蚀刻图案层1700的纳米图案可以形成为具有不同的直径或以不同的间隔间隔开。
因此，分离层2300的不平坦图案2300P的凹槽2300a可以具有不同的直径或者可以以不同的间隔间隔开。也就是说，不平坦图案2300P的凹槽2300a和突起2300b可以具有不同的直径。
同时，分离层2300可以不包括不平坦图案2300P，而是可以具有基本平坦的顶表面。
可以使半导体棒ROD与下基底2000分离以形成发光元件300。半导体棒ROD的分离可以包括通过CLO去除分离层2300。为了去除分离层2300，可以使用用于分离的蚀刻剂(诸如氢氟酸(HF)或缓冲氧化物蚀刻(BOE))来执行湿法蚀刻工艺，但本公开不限于此。
这里，用于分离的蚀刻剂可以与半导体棒ROD的导电电极材料层3700或绝缘层3800反应。结果，发光元件300的外周表面会是粗糙的，或者发光元件300的电极材料层370会被部分地去除。
图10是示出根据对比示例的制造发光元件的方法的示意图。
参照图10，在将半导体棒ROD与下基底2000直接分离的情况下，当分离分离层2300时，包括在绝缘层3800和导电电极材料层3700中的材料中的一些会被部分地损坏。结果，发光元件300'的绝缘膜380'的表面会变得粗糙，并且发光元件300'的电极材料层370'会被部分地去除。在这种情况下，发光元件300'的导电半导体310和320或元件活性层330会被部分地暴露且损坏，并且由于绝缘膜380'具有粗糙的表面，发光元件300'与显示装置10的电极之间会发生接触故障。
根据本公开的实施例的制造发光元件300的方法包括形成包括围绕半导体棒ROD的棒保护层1100的棒结构1000的步骤(S200)。棒保护层1100可以包括不与用于去除分离层2300的用于分离的蚀刻剂反应的有机材料。可以形成棒保护层1100使得半导体棒ROD不与用于分离的蚀刻剂接触，并且棒保护层1100可以防止半导体棒ROD在分离层2300被去除时被用于分离的蚀刻剂损坏。
图11至图13是示出根据本公开的实施例的形成棒结构的方法的示意图。
根据本公开的实施例的形成棒结构1000的方法包括形成围绕半导体棒ROD的棒保护层1100的步骤、在棒保护层1100上形成辅助层1200的步骤以及将棒结构1000与下基底2000分离的步骤。
首先，参照图11，在分离层2300上形成围绕半导体棒ROD的棒保护层1100。
可以在分离层2300上形成棒保护层1100以围绕半导体棒ROD。棒保护层1100的厚度dd可以大于半导体棒ROD的长轴的长度l，使得棒保护层1100可以覆盖半导体棒ROD的顶表面(例如，导电电极材料层3700的顶表面)。也就是说，棒保护层1100可以形成为使得半导体棒ROD可以放置在棒保护层1100中。例如，在半导体棒ROD的长轴的长度为4μm至7μm的情况下，棒保护层1100的厚度可以为6μm至10μm，但本公开不限于此。棒保护层1100可以呈膜、带或基底的形式。
棒保护层1100的顶表面1110可以形成为基本平坦的并且可以形成相对于下基底2000的平行平面。如稍后将描述的，可以在棒保护层1100的顶表面1110上形成辅助层1200。具有形成在其上的辅助层1200的棒保护层1100可以形成棒结构1000。
棒保护层1100的底表面1120可以形成为与分离层2300接触。如上面已经提及的，包括凹槽2300a和突起2300b的不平坦图案2300P可以形成在分离层2300上，因此分离层2300的顶表面可以不平坦。棒保护层1100的底表面1120可以沿着分离层2300的不平坦图案2300P形成。
在一个实施例中，棒保护层1100的底表面1120可以与分离层2300的凹槽2300a的顶表面接触，并且可以形成为围绕突起2300b的侧表面。
为了保护形成在突起2300b上的半导体棒ROD，形成棒保护层1100以围绕半导体棒ROD的顶表面和侧表面。这里，在半导体棒ROD的侧表面与底表面之间形成间隙的情况下，当去除分离层2300时，半导体棒ROD的底表面会被用于分离的蚀刻剂损坏。为了防止这种情况，可以将棒保护层1100设置成不仅围绕半导体棒ROD的侧表面，而且还围绕分离层2300的与棒保护层1100的底表面接触的突起2300b的侧表面。因此，可以在棒保护层1100的沿着分离层2300的不平坦图案2300P形成的底表面1120上形成凹陷1120P，凹陷1120P是棒保护层1100的底表面1120的凹陷的至少一部分。这将在稍后详细描述。
同时，可以通过在半导体棒ROD上施用或喷射用于形成棒保护层1100的材料来形成棒保护层1100。在一个实施例中，可以通过喷墨印刷、旋涂、模具狭缝涂覆、狭缝涂覆等在分离层2300上形成棒保护层1100，但本公开不限于此。
棒保护层1100可以包括不溶于用于去除分离层2300的用于分离的蚀刻剂中的有机材料。棒保护层1100可以是一种类型的有机保护膜。如稍后将描述的，当将棒结构1000与下基底2000分离时，分离层2300可以通过与用于分离的蚀刻剂的反应而被化学去除。相反，棒保护层1100可以包括不与用于分离的蚀刻剂反应的材料，因此可以防止半导体棒ROD被用于分离的蚀刻剂损坏。
例如，可以通过含有氟(F)的用于分离的蚀刻剂去除分离层2300，棒保护层1100可以包括不溶于用于分离的蚀刻剂中的有机材料。在分离层2300的去除期间，棒保护层1100可以不与含有F的用于分离的蚀刻剂反应。因此，棒保护层1100可以防止半导体棒ROD与用于分离的蚀刻剂接触，并且可以保护半导体棒ROD。
棒保护层1100的有机材料可以溶解在除了用于分离的蚀刻剂之外的溶剂中。也就是说，有机材料可以不溶于含有F的用于分离的蚀刻剂中，但是可以溶解在诸如以水、丙酮、异丙醇(IPA)等为例的其他溶剂中。因此，棒保护层1100可以不与用于分离的蚀刻剂反应，但是可以溶解在其他溶剂中，从而促进半导体棒ROD的分离。
例如，棒保护层1100的有机材料可以包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、光致抗蚀剂(PR)、聚-(3,4-乙撑二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐(酯)(PEDOT:PSS)中的至少一种。例如，分离层2300可以包括通过含有F的蚀刻剂可去除的材料(诸如以氧化硅(SiOx)为例)，并且棒保护层1100可以包括PEDOT:PSS。在棒结构1000与下基底2000的分离期间，通过含有F的蚀刻剂蚀刻或溶解掉分离层2300，但是棒保护层1100的PEDOT:PSS不被F溶解。稍后可以通过溶解在水等中容易地去除棒保护层1100的PEDOT:PSS，但本公开不限于此。
之后，参照图12，在棒保护层1100上形成辅助层1200，从而获得棒结构1000。
可以在棒保护层1100上形成辅助层1200。如附图中所示，可以在棒保护层1100的顶表面1110上形成辅助层1200，但本公开不限于此。可选地，可以在棒保护层1100的侧面上形成辅助层1200。
辅助层1200可以包括比棒保护层1100刚性的材料。例如，辅助层1200可以是热释放带(TRT)、塑料膜(诸如包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的塑料膜)等，但本公开不限于此。
棒保护层1100可以包括比辅助层1200柔性的有机材料。因此，可以通过诸如狭缝涂覆的方法在半导体棒ROD上形成棒保护层1100。由于在棒保护层1100上形成包括相对刚性材料的辅助层1200，所以棒结构1000即使在与下基底2000分离之后也可以保持预定形状。因此，棒结构1000可以容易地储存和运输半导体棒ROD。
最后，参照图13，将下基底2000与棒结构1000分离。如上面已经提及的，可以通过用用于分离的蚀刻剂溶解或蚀刻分离层2300来执行棒结构1000与下基底2000的分离。
棒结构1000包括棒保护层1100和辅助层1200，并且多个半导体棒ROD可以设置在棒保护层1100中。棒结构1000包括棒保护层1100，棒保护层1100不与分离层2300与其反应的用于分离的蚀刻剂反应，因此可以保护半导体棒ROD。此外，通过在棒保护层1100上形成包括相对刚性材料的辅助层1200，可以容易地储存和运送多个半导体棒ROD。
图14和图15是根据本公开的实施例的棒结构的示意图。图14是当从棒结构1000上方观察时棒结构1000的透视图，图15是当从棒结构1000下方观察时棒结构1000的透视图。
参照图14和图15，棒结构1000可以具有圆柱形形状。在下基底2000包括圆形基体基底2100的情况下，棒结构1000可以具有圆柱形形状，但本公开不限于此。棒结构1000是示例性的，并且棒结构1000的形状可以变化。
一个或更多个半导体棒ROD可以设置在棒结构1000的棒保护层1100中。
在分离层2300上生长以彼此间隔开的半导体棒ROD可以布置在棒保护层1100中。六个半导体棒ROD被示出为布置于在它们的中心处的一个半导体棒ROD周围。然而，与图14和图15的示例中布置的半导体棒ROD相比，棒保护层1100可以具有更多的半导体棒ROD。此外，半导体棒ROD之间的距离和半导体棒ROD的布置可以根据半导体棒ROD如何在下基底2000上形成而变化。
例如，多个半导体棒ROD可以布置为在与棒保护层1100的顶表面1110平行的方向上彼此间隔开。此外，布置在棒结构1000中的半导体棒ROD的长轴可以沿与棒保护层1100的顶表面1110垂直的方向延伸。
如上面已经提及的，半导体棒ROD可以生长在下基底2000上，棒保护层1100可以形成为围绕半导体棒ROD。半导体棒ROD生长所沿的方向(即，第一导电半导体层3100、活性材料层3300和第二导电半导体层3200堆叠所沿的方向)可以与垂直于下基底2000的方向平行。因此，布置在棒保护层1100中的半导体棒ROD可以排列为使得半导体棒ROD的长轴(例如，半导体棒ROD生长所沿的方向)可以与棒保护层1100的顶表面1110垂直。
此外，半导体棒ROD可以设置为在与半导体棒ROD的长轴(例如，半导体棒ROD生长所沿的方向)垂直的方向(例如，平行于下基底2000的方向)上间隔开。因此，如所示出的，半导体棒ROD可以沿与棒保护层1100的顶表面1110平行的方向布置。
同时，棒结构1000的棒保护层1100的一个表面可以是基本平坦的，棒保护层1100的另一表面可以包括由于与半导体棒ROD叠置的区域凹陷而形成的一个或更多个凹陷1120P。
棒保护层1100的底表面1120可以沿着分离层2300的不平坦图案2300P形成，以围绕在下基底2000上生长的半导体棒ROD。通过去除分离层2300而与下基底2000分离的棒结构1000包括棒保护层1100，在棒保护层1100中作为棒结构1000的底表面1120的部分的凹陷1120P是凹陷的。半导体棒ROD的第一端部可以面对棒保护层1100的顶表面1110，半导体棒ROD的第二端部可以与形成在棒保护层1100的底表面1120上的凹陷1120P接触。因此，半导体棒ROD的面对棒保护层1100的底表面1120的第二端部可以在棒结构1000中部分地暴露。然而，由于当去除分离层2300时半导体棒ROD被棒保护层1100保护，所以可以使对半导体棒ROD的材料的损坏最小化。
同时，棒结构1000可以包括形成在棒保护层1100的至少一部分上的辅助层1200。辅助层1200被示出为形成在棒保护层1100的顶表面上，但本公开不限于此。辅助层1200可以不形成在棒保护层1100的形成有凹陷1120P的表面上。
根据本公开的实施例的制造发光元件300的方法包括形成棒结构1000的步骤，并且可以容易地储存和运输所制造的半导体棒ROD。此外，棒结构1000的棒保护层1100可以防止对半导体棒ROD的损坏。
半导体棒ROD(例如，发光元件300)可以包括在显示装置10中，并且可以发射特定波长范围的光。如稍后将描述的，发光元件300可以以分散在元件墨水S(图18的元件墨水S)中的状态被喷射到显示装置10的电极上。但是，包括半导体材料从而具有大比重的发光元件300可能无法长时间保持分散，而会沉积。
相反，通过形成棒结构1000，根据本公开的实施例的制造发光元件300的方法可以容易地储存尚未分散在元件墨水S中的发光元件300。也就是说，通过外延生长制造的发光元件300可以在显示装置10的制造之前长时间储存，并且可以根据需要容易地运输。
此后，根据本公开的实施例的制造发光元件300的方法可以包括将半导体棒ROD与棒结构1000分离的步骤(S300)。可以去除棒结构1000的棒保护层1100和辅助层1200，从而获得半导体棒ROD，即，发光元件300。
图16至图18是示出根据本公开的实施例的如何将半导体棒与棒结构分离的示意图。
首先，参照图16，去除棒结构1000的辅助层1200。辅助层1200可以包括上述材料中的任意一种并且可以与棒保护层1100分离。例如，辅助层1200可以包括TRT，并且可以通过将棒结构1000加热到预定温度来分离，但本公开不限于此。
之后，参照图17，将从其去除辅助层1200的棒保护层1100溶解在预定溶剂中。棒保护层1100可以不与用于去除分离层2300的用于分离的蚀刻剂反应，但是可以溶解在预定溶剂(诸如，以水、丙酮或IPA为例)中。如所示出的，溶解在溶剂中的棒保护层1100'可以保留在半导体棒ROD上，并且半导体棒ROD可以被分离。
最后，参照图18，使溶解在溶剂中的棒保护层1100'蒸发，从而使其去除。由于棒保护层1100可以包括有机材料，所以可以通过使溶解在溶剂中的棒保护层1100'在不损坏半导体棒ROD的温度下蒸发来去除棒保护层1100。结果，半导体棒ROD可以与棒结构1000分离，并且分离的半导体棒ROD可以形成发光元件300。
因此，通过CLO制造的发光元件300可以在不使绝缘膜380或电极材料层370的材料被去除的情况下具有光滑的形状，并且可以确保发光元件300中的每个的端表面的均匀性。此外，在发光元件300中，可以使发射不良和与显示装置10的电极的接触不良最小化，结果，可以改善显示装置10的发射可靠性。
同时，通过上述方法获得的发光元件300可以在分散在预定墨水中的状态下来制造。
图19是根据本公开的实施例的包括发光元件的元件墨水的示意图。
参照图19，发光元件300可以分散在元件墨水S中。元件墨水S可以不与发光元件300反应，并且可以包括可以在显示装置10的制造期间蒸发的溶剂。例如，元件墨水S可以是丙二醇单甲醚(PGME)、丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇(PG)等，但本公开不限于此。
尽管没有具体示出，但是元件墨水S可以包括半导体材料，并且还可以包括用于使具有大比重的发光元件300分散的元件分散剂。
因此，在显示装置10的制造期间，发光元件300可以以分散在元件墨水S中的状态被喷射到显示装置10的电极上。在下文中将描述包括发光元件300的显示装置10。
显示装置10可以包括通过上述方法制造的发光元件300，因此可以显示各种颜色。
图20是根据本公开的实施例的显示装置的平面图。
参照图20，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中的每个可以向显示装置10的外部发射特定波长范围的光。图20示出了三个像素PX1、PX2和PX3，但是显然，显示装置10可以包括多于三个像素PX。图20示出了在平面图中仅沿一个方向(例如，第一方向D1)布置的多个像素PX，但是多个像素PX也可以沿与第一方向D1相交的第二方向D2布置。
尽管未具体示出，但是显示装置10可以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可以设置在像素PX中的每个中，发光元件30可以在电极210和220之间对准。因此，在显示区域中，发光元件30可以向显示装置10的外部发射特定颜色的光。
像素PX可以不设置在非显示区域中，并且非显示区域可以被限定为显示装置10的除了显示区域之外的区域。非显示区域可以被特定构件覆盖，以从显示装置10外部不可见。用于驱动设置在显示区域中的发光元件300的各种构件可以布置在非显示区域中。例如，用于向显示区域施加电信号的导线、电路、驱动器等可以布置在显示装置10的非显示区域中，但本公开不限于此。
像素PX中的每个可以包括发射特定波长范围的光的一个或更多个发光元件300。
在一个实施例中，显示不同颜色的像素PX可以包括发射不同颜色的光的发光元件300的组。例如，显示红色的第一像素PX1可以包括发射红光的发光元件300，显示绿色的第二像素PX2可以包括发射绿光的发光元件300，显示蓝色的第三像素PX3可以包括发射蓝光的发光元件300。然而，本公开不限于该示例。
显示装置10可以包括电极210和220和发光元件300。电极210和220中的每个的至少一部分可以设置在像素PX中的每个中以电连接到发光元件300，并且可以将电信号施加到发光元件300以用于发光元件300发射特定颜色的光。
此外，电极210和220中的每个的至少一部分可以用于在像素PX中的每个中形成电场以使发光元件300对准。具体地，在像素PX中的每个中，发光元件300需要在电极210和220之间精确地对准。例如，在经由介电泳使发光元件300对准的情况下，可以将包含发光元件300的溶液喷射到显示装置10上，并且可以通过对溶液施加交流电力来形成由电场引起的电容，从而对发光元件300施加介电泳力以使发光元件300对准。
电极210和220可以包括第一电极210和第二电极220。例如，第一电极210可以是在像素PX之间分离的像素电极，第二电极220可以是沿着像素PX公共地连接的共电极。第一电极210和第二电极220中的一个可以是发光元件300中的每个的阳极电极，另一个电极可以是发光元件300中的每个的阴极电极。然而，本公开不限于此。
第一电极210和第二电极220可以包括沿第一方向D1延伸的电极主干210S和220S以及沿与第一方向D1相交的第二方向D2延伸并且从电极主干210S和220S分支的一个或更多个电极分支210B和220B。
具体地，第一电极210可以包括沿第一方向D1延伸的第一电极主干210S以及从第一电极主干210S分支并且沿第二方向D2延伸的一个或更多个第一电极分支210B。尽管未具体示出，但是第一电极主干210S的一个端部可以连接到信号施加垫(pad，或称为“焊盘”或“焊垫”)，第一电极主干210S的另一端部可以沿第一方向D1延伸为在像素PX之间电断开。信号施加垫可以连接到显示装置10或外部电源，以在发光元件300的对准期间将电信号施加到第一电极主干210S或施加对准信号。
任意像素的第一电极主干210S的两个端部可以间隔开并且在像素PX之间终止。第一电极主干210S可以落在与属于与所述任意像素的行相同的行(例如，在第一方向D1上与所述任意像素相邻)的相邻像素的第一电极主干210S的延伸线基本相同的延伸线上。因此，像素PX的第一电极主干210S可以将不同的电信号施加到它们各自的电极分支210B的组，并且像素PX中的每个的第一电极分支210B可以被单独地驱动。
第一电极分支210B可以从第一电极主干210S的至少一部分分支，可以沿第二方向D2延伸，并且可以在距设置为面对第一电极主干210S的第二电极主干220S一定距离处终止。也就是说，第一电极分支210B的第一端部可以连接到第一电极主干210S，第一电极分支210B的第二端部可以在像素PX中的每个中设置为与第二电极主干220S间隔开。
一个或更多个第一电极分支210B可以设置在像素PX中的每个中。图20示出了设置两个第一电极分支210B，并且第二电极分支220B设置在它们之间，但本公开不限于此。也就是说，可以设置更多的第一电极分支210B。
第二电极220可以包括第二电极主干220S和至少一个第二电极分支220B，第二电极主干220S沿第一方向D1延伸并且设置为与第一电极主干210S间隔开且面对第一电极主干210S，第二电极分支220B沿第二方向D2延伸并且设置为与第一电极分支210B间隔开且面对第一电极分支210B。类似于第一电极主干210S的第一端部，第二电极主干220S的第一端部可以连接到信号施加垫(未示出)。然而，第二电极主干220S的第二端部可以沿第一方向D1延伸到相邻的像素PX中。也就是说，第二电极主干220S可以在像素PX之间电连接。因此，任意像素的第二电极主干220S的两个端部可以在像素PX之间连接到相邻像素的第二电极主干220S的端部，以将相同的电信号施加到像素PX中的每个。
第二电极分支220B可以从第二电极主干220S的至少一部分分支，可以沿第二方向D2延伸，并且可以在距第一电极主干210S一定距离处终止。也就是说，第二电极分支220B的第一端部可以连接到第二电极主干220S，第二电极分支220B的第二端部可以在像素PX中的每个中设置在距第一电极主干210S一定距离处。
此外，第二电极分支220B可以设置为与第一电极分支210B间隔开并且面对第一电极分支210B。这里，由于第一电极主干210S和第二电极主干220S相对于像素PX中的每个的中心彼此间隔开并且彼此相对，所以第一电极分支210B和第二电极分支220B可以沿相反的方向延伸。换言之，第一电极分支210B的第一端部和第二电极分支220B的第一端部可以相对于像素PX中的每个的中心沿相反的方向设置，但本公开不限于此。
多个发光元件300可以在第一电极分支210B与第二电极分支220B之间对准。具体地，发光元件300中的至少一些的第一端部可以电连接到第一电极分支210B，发光元件300中的至少一些的第二端部可以电连接到第二电极分支220B。
发光元件300可以在第二方向D2上彼此间隔开，并且可以基本上彼此平行地排列。发光元件300之间的距离没有特别限制。发光元件300中的一些可以彼此相邻地布置以形成组，其他发光元件300可以以预定距离的间隔布置以形成组，或者可以以不均匀的密度分布并且沿一个方向排列。
尽管在图20中未具体示出，但是第一绝缘材料层510(图21的第一绝缘材料层510)可以设置为覆盖第一电极分支210B、第二电极分支220B以及第一电极分支210B与第二电极分支220B之间的间隙。第一绝缘材料层510可以保护电极210和220，并且可以使电极210和220绝缘而不彼此直接接触。发光元件300可以在第一电极分支210B与第二电极分支220B之间在第一绝缘材料层510上排列。
接触电极260可以设置在第一电极分支210B和第二电极分支220B上。接触电极260可以设置在图20中未示出的第一绝缘材料层510上。也就是说，接触电极260可以设置在第一绝缘材料层510上以与第一电极分支210B和第二电极分支220B叠置。
多个接触电极260可以沿第二方向D2延伸，并且可以设置为在第一方向D1上彼此间隔开。接触电极260可以与发光元件300中的每个的至少一个端部接触，并且还可以与第一电极210或第二电极220接触以接收电信号。因此，接触电极260可以将从第一电极210和第二电极220接收的电信号传输到发光元件300。
接触电极260可以设置在电极分支210B和220B上以部分地覆盖电极分支210B和220B，并且可以包括与发光元件300的第一端部接触的第一接触电极261和与发光元件300的第二端部接触的第二接触电极262。
第一接触电极261可以设置在第一电极分支210B上，并且可以与发光元件300的电连接到第一电极210的第一端部接触。第二接触电极262可以设置在第二电极分支220B上，并且可以与发光元件300的电连接到第二电极220的第二端部接触。
在一些实施例中，发光元件300中的每个的电连接到第一电极分支210B或第二电极分支220B的两个端部可以是掺杂有n型掺杂剂或p型掺杂剂的导电半导体层。在发光元件300的电连接到第一电极分支210B的第一端部是掺杂有p型掺杂剂的导电半导体层的情况下，发光元件300的电连接到第二电极分支220B的第二端部可以是掺杂有n型掺杂剂的导电半导体层，但本公开不限于此。可选地，在发光元件300的电连接到第一电极分支210B的第一端部是掺杂有n型掺杂剂的导电半导体层的情况下，发光元件300的电连接到第二电极分支220B的第二端部可以是掺杂有p型掺杂剂的导电半导体层。
同时，如图20中所示，第一电极主干210S和第二电极主干220S可以分别经由接触孔(例如，第一电极接触孔CNTD和第二电极接触孔CNTS)分别电连接到稍后将描述的薄膜晶体管120和电源线161。图20示出了第一电极主干210S和第二电极主干220S上的接触孔设置在像素PX中的每个中，但本公开不限于此。
尽管在图20中未具体示出，但是显示装置10还可以包括设置为至少部分地覆盖电极210和220和发光元件300的第二绝缘材料层520(图21的第二绝缘材料层520)、第三绝缘材料层530(图21的第三绝缘材料层530)和钝化层550(图21的钝化层550)。稍后将参照图21描述第二绝缘材料层520、第三绝缘材料层530和钝化层550的布置和结构。
图21是沿着图20的线I-I'、线II-II'和线III-III'截取的剖视图。图21仅示出了一个像素PX，但是下面的描述也可以直接适用于其他像素。图21示出了从任意发光元件300的一端到另一端截取的剖视图。
参照图20和图21，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以及设置在薄膜晶体管120和140上方的电极210和220和发光元件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形成。此外，基底110可以是刚性基底或者可弯曲、可折叠或可卷曲的柔性基底。
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以及湿气或空气的渗透，并且可以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和辅助层163。半导体层可以包括多晶硅、单晶硅或氧化物半导体。
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可以用作每个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栅电极121、第二栅电极141和电源线161，第一栅电极121设置在第一薄膜晶体管120的第一有源层126上并且第一栅极绝缘层170介于第一栅电极121与第一有源层126之间，第二栅电极141设置在第二有源层146上并且第一栅极绝缘层170介于第二栅电极141与第二有源层146之间，电源线161设置在辅助层163上。
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可以是层间绝缘膜。
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上的电容器电极128，第二栅极绝缘层180介于电容器电极128与第一栅电极121之间。电容器电极128可以与第一栅电极121形成存储电容器。第二导电层可以包括与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。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以及设置在电源线161上的电源电极162。
第一源电极124和第一漏电极123可以经由穿透层间绝缘层190、第二栅极绝缘层180和第一栅极绝缘层170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可以经由穿透层间绝缘层190、第二栅极绝缘层180和第一栅极绝缘层170的第二接触孔149电连接到第二有源层146。电源电极162可以经由穿透层间绝缘层190和第二栅极绝缘层180的第三接触孔169电连接到电源线161。
过孔层200设置在第三导电层上。过孔层200可以由有机材料形成。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。堤410和420可以在像素PX中的每个中设置为彼此间隔开并且彼此面对，第一电极210和第二电极220可以设置在堤410和420上，例如，设置在第一堤410和第二堤420上。然而，堤410和420的数量没有特别限制。可选地，可以在像素PX中的每个中设置比图20的示例中存在的堤410和420多的堤410和420，并且可以相应地设置比图20的示例中存在的第一电极分支210B和第二电极分支220B多的第一电极分支210B和第二电极分支220B。
图20示出了在一个像素PX中设置三个堤410和420，具体地，两个第一堤410和一个第二堤420，第一电极210和第二电极220设置为覆盖三个堤410和420。图21示出了一个第一堤410和一个第二堤420的剖面，图21的第一堤410和第二堤420的布置也可以直接适用于图21中未示出的另一第一堤410。
同时，尽管未具体示出，但是第一电极210和第二电极220可以包括电极主干210S和220S和电极分支210B和220B。可以理解的是，第一电极分支210B设置在图21的第一堤410上，第二电极分支220B设置在图21的第二堤420上。
堤410和420可以通过单个工艺由基本相同的材料形成。在这种情况下，堤410和420可以形成单个格子型图案。堤410和420可以包括聚酰亚胺(PI)。
堤410和420的至少一部分可以相对于过孔层200突出。堤410和420可以相对于设置有发光元件300的平面向上突出，并且堤410和420的突出部分可以至少一部分地倾斜。设置在以一定倾斜突出的堤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行进的光可以被反射以被传送到显示装置10的外部，例如，被传送到堤410和420上方。具有突出结构的堤410和420的形状没有特别限制。堤410和420中的每个被示出为具有带有成角度的拐角的倾斜的侧表面和平坦的顶表面，但本公开不限于此。可选地，堤410和420可以具有弯曲的突出结构。
反射层211和221可以设置在堤410和420上。
第一反射层211可以覆盖第一堤410，第一反射层211的部分可以经由穿透过孔层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可以覆盖第二堤420，第二反射层221的部分可以经由穿透过孔层200的第五接触孔319_2电连接到电源电极162。
在像素PX中，第一反射层211可以经由第四接触孔319_1电连接到第一薄膜晶体管120的第一漏电极123。因此，第一薄膜晶体管120可以设置在与像素PX中的每个叠置的区域中。参照图20和图21，第一薄膜晶体管120经由设置在第一电极主干210S上的第一电极接触孔CNTD电连接。也就是说，第一电极接触孔CNTD可以是第四接触孔319_1。
在像素PX中，第二反射层221可以经由第五接触孔319_2电连接到电源电极162。图21示出了在一个像素PX中，第二反射层221经由第五接触孔319_2连接。参照图20和图21，像素PX中的每个的第二电极220经由设置在第二电极主干220S上的多个第二电极接触孔CNTS电连接到电源线161。也就是说，第二电极接触孔CNTS可以是第五接触孔319_2。
如上面已经提及的，图20示出了第一电极接触孔CNTD设置在第一电极主干210S上，并且第二电极接触孔CNTS设置在第二电极主干220S上。因此，作为显示装置10的剖视图的图21示出了在与设置有第一电极分支210B和第二电极分支220B的堤410和420间隔开的区域中，第一电极210和第二电极220分别经由第四接触孔319_1和第五接触孔319_2分别电连接到第一薄膜晶体管120和电源线161，但本公开不限于此。
同时，反射层211和221可以包括具有高反射率以反射由发光元件300发射的光的材料。例如，反射层211和221可以包括诸如银(Ag)、铜(Cu)等的材料，但本公开不限于此。
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的图案基本相同的图案。第二电极层222直接设置在第二反射层221上以与第一电极层212间隔开。第二电极层222可以具有与第二反射层221的图案基本相同的图案。
电极层212和222可以包括透明导电材料。例如，电极层212和222可以包括诸如ITO、IZO或ITZO的材料，但本公开不限于此。在一些实施例中，反射层211和221和电极层212和222可以形成其中ITO、IZO或ITZO的多于一个的透明导电层和Ag或Cu的多于一个的金属层堆叠的结构。例如，反射层211和221和电极层212和222可以形成ITO/Ag/ITO的堆叠结构。
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可以将传输到分别与第一薄膜晶体管120和电源电极162连接的第一反射层211和第二反射层221的电信号传输到稍后将描述的接触电极261和262。电信号可以被传输到发光元件300，并且当预定电流流到发光元件300中时，发光元件300可以发光。
第一绝缘材料层510设置在第一电极210和第二电极220上以覆盖第一电极210和第二电极220的部分。第一绝缘材料层510可以设置为覆盖第一电极210和第二电极220的顶表面的大部分，但是可以使第一电极210和第二电极220的部分暴露。此外，第一绝缘材料层510实际上可以设置在第一电极210与第二电极220之间的空间中。在平面图中，第一绝缘材料层510可以沿着第一电极分支210B与第二电极分支220B之间的空间形成为岛形状或线形状。
此外，第一绝缘材料层510可以设置为覆盖第一电极210和第二电极220的非相对侧表面的部分。第一绝缘材料层510可以与电极210和220的部分(例如，第一电极210和第二电极220的沿第一电极210和第二电极220彼此面对的方向突出的部分)叠置。此外，第一绝缘材料层510可以设置在电极210和220中的每个与堤410和420中的每个的倾斜侧表面和平坦顶表面叠置的区域中。
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可以与电极210和220接触，并且可以使电极210和220彼此绝缘。因此，第一绝缘材料层510可以保护与电极210和220叠置的区域，并且可以使与电极210和220叠置的区域电绝缘。此外，第一绝缘材料层510可以防止发光元件300中的每个的第一导电半导体310和第二导电半导体320与其他构件直接接触，从而可以防止对发光元件300的损坏。
然而，本公开不限于此。可选地，在一些实施例中，在第一电极210和第二电极220上，第一绝缘材料层510可以仅设置在与堤410和420中的每个的倾斜侧表面叠置的区域中。在这种情况下，第一绝缘材料层510的底表面可以在堤410和420中的每个的倾斜侧表面上终止，并且设置在堤410和420中的每个的倾斜侧表面的部分上的电极210和220可以被暴露且被放置为与接触电极260接触。
此外，第一绝缘材料层510可以设置为使发光元件300中的每个的两个端部暴露。因此，接触电极260可以与电极210和220的暴露的顶表面和发光元件300中的每个的两个端部接触，并且可以将施加到第一电极210和第二电极220的电信号传输到发光元件300。
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。图21示出了在剖视图中，一个发光元件300设置在第一电极210与第二电极220之间，但是如图20中所示，多个发光元件300可以在平面图中沿另一方向(例如，沿第二方向D2)布置。
具体地，发光元件300的第一端部可以电连接到第一电极210，发光元件300的第二端部可以电连接到第二电极220。发光元件300中的每个的两个端部可以与第一接触电极261和第二接触电极262接触。
例如，发光元件300可以是半导体纳米棒，该半导体纳米棒具有掺杂有第一导电类型的杂质的第一端部和掺杂有第二导电类型的杂质的第二端部，第二导电类型的杂质具有与第一导电类型的杂质不同的极性。发光元件300中的每个可以包括顺序地形成的第一导电半导体310、元件活性层330、第二导电半导体320和电极材料层370，以及围绕第一导电半导体310、元件活性层330、第二导电半导体320和电极材料层370的外周表面的绝缘膜380。
在发光元件300中的每个中，第一导电半导体310、元件活性层330、第二导电半导体320和电极材料层370可以沿平行于过孔层200的方向布置。换言之，其中形成有上述层的发光元件300可以沿平行于过孔层200的水平方向布置，但本公开不限于此。可选地，发光元件300可以在第一电极210与第二电极220之间对准，使得发光元件300的上述堆叠方向可以反转。
第二绝缘材料层520可以设置为与发光元件300上的至少一些区域叠置。第二绝缘材料层520可以保护发光元件300并且可以将发光元件300固定在第一电极210与第二电极220之间。
图21示出了在剖视图中，第二绝缘材料层520仅设置在发光元件300的顶表面上，但是第二绝缘材料层520可以设置为围绕发光元件300的外表面。也就是说，在平面图中，与第一绝缘材料层510类似，第二绝缘材料层520可以沿着第一电极分支210B与第二电极分支220B之间的空间沿第二方向D2延伸以具有岛形状或线形状。
此外，即使在发光元件300的底表面和第一绝缘材料层510邻接的区域中，也可以设置第二绝缘材料层520的材料中的一些。这可以在显示装置10的制造期间，在发光元件300在第一绝缘材料层510上对准并且在发光元件300上设置第二绝缘材料层520时形成。
第二绝缘材料层520设置为使得发光元件300中的每个的两个侧表面被暴露。在这种情况下，稍后将描述的接触电极261和262可以与发光元件300中的每个的两个端部的侧表面适当接触，但本公开不限于此。可选地，第二绝缘材料层520的长度可以与发光元件300的长度一致，使得第二绝缘材料层520和发光元件300可以对齐。
设置在第一电极210上并且与第二绝缘材料层520的至少一部分叠置的第一接触电极261和设置在第二电极220上并且与第二绝缘材料层520的至少一部分叠置的第二接触电极262可以设置在第二绝缘材料层520上。
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的顶表面上。具体地，在第一电极210和第二电极220的由于第一绝缘材料层510被图案化而暴露的部分的区域中，第一接触电极261和第二接触电极262可以分别与第一电极层212和第二电极层222接触。此外，第一接触电极261和第二接触电极262可以与发光元件300中的每个(例如，发光元件300中的每个的第一导电半导体310、第二导电半导体320或电极材料层370)的两个端部的侧表面接触。因此，第一接触电极261和第二接触电极262可以将施加到第一电极层212和第二电极层222的电信号传输到发光元件300。
第一接触电极261和第二接触电极262可以设置在第二绝缘材料层520或第三绝缘材料层530上以彼此间隔开。结果，第一接触电极261和第二接触电极262可以分别从第一薄膜晶体管120和电源线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Al，但本公开不限于此。
第三绝缘材料层530可以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可以设置为覆盖第一接触电极261，但不与发光元件300上的一些区域叠置，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，显示装置10可以不包括第三绝缘材料层530。因此，第一接触电极261和第二接触电极262可以放置在基本相同的平面上，并且第一接触电极261和第二接触电极262可以通过稍后将描述的钝化层550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，以保护设置在过孔层200上的元件免受外部环境的影响。如果第一接触电极261和第二接触电极262被暴露，则接触电极会被损坏并且断开。因此，第一接触电极261和第二接触电极262可以被钝化层550覆盖。在不设置第三绝缘材料层530的情况下，如上所述，钝化层550可以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可以由相同的材料或不同的材料形成。
在总结详细描述时，本领域技术人员将领会的是，在基本上不脱离本发明的原理的情况下，可以对优选实施例做出许多变化和修改。因此，所公开的发明的优选实施例仅以一般性和描述性意义使用，而不是为了限制的目的。

Claims (17)

1.一种制造发光元件的方法，所述方法包括以下步骤：
准备下基底，所述下基底包括基底和形成在所述基底上的分离层，并且准备形成在所述分离层上的至少一个半导体棒；
形成棒结构，所述棒结构包括在所述分离层上形成为围绕所述至少一个半导体棒的棒保护层和形成在所述棒保护层的至少一部分上的辅助层；以及
通过去除所述分离层将所述棒结构与所述下基底分离，并且将所述至少一个半导体棒与所述棒结构分离，
其中，在准备所述至少一个半导体棒的步骤中，形成包括突起和一个或更多个凹槽的不平坦图案，所述凹槽是所述分离层的凹陷的部分，所述突起由于所述凹槽彼此间隔开而形成，
其中，形成所述棒结构的步骤包括形成围绕所述分离层的所述突起并且与所述凹槽的顶表面接触的所述棒保护层，并且
其中，分离所述至少一个半导体棒的步骤包括从所述棒保护层去除所述辅助层的步骤、将所述棒保护层溶解在溶剂中的步骤以及去除溶解在所述溶剂中的所述棒保护层的步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，
在分离所述棒结构的步骤中，通过用于分离的蚀刻剂蚀刻掉所述分离层，并且
所述棒保护层不与所述用于分离的蚀刻剂反应。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，
所述用于分离的蚀刻剂包括含有氟的材料，并且
所述棒保护层包括不溶于所述用于分离的蚀刻剂中的有机材料。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，形成所述棒结构的步骤包括通过用所述有机材料涂覆所述至少一个半导体棒来形成所述棒保护层。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述棒保护层的所述有机材料包括聚甲基丙烯酸甲酯、光致抗蚀剂和聚-(3,4-乙撑二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐中的至少一种。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，去除溶解在所述溶剂中的所述棒保护层的步骤包括热处理从而使所述有机材料蒸发。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个半导体棒在所述棒保护层中布置为使得所述至少一个半导体棒的第一端部面对所述棒保护层的第一表面，并且所述至少一个半导体棒的与所述至少一个半导体棒的所述第一端部相对的第二端部面对所述棒保护层的与所述棒保护层的所述第一表面相对的第二表面。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述至少一个半导体棒的所述第二端部与所述分离层的所述突起接触。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述至少一个半导体棒沿与所述棒保护层的所述第一表面垂直的方向布置。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述至少一个半导体棒包括半导体晶体和绝缘膜，所述半导体晶体包括第一导电半导体、活性层和具有与所述第一导电半导体的极性不同的极性的第二导电半导体，所述绝缘膜围绕所述半导体晶体的外周表面。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，在所述至少一个半导体棒的所述第一端部所面对的所述第一表面上形成所述辅助层。
12.一种发光元件结构，所述发光元件结构包括：
有机保护膜，包括不溶于含有氟的蚀刻剂中的有机材料；
至少一个半导体棒，设置在所述有机保护膜中，并且布置为在与所述有机保护膜的第一表面平行的方向上间隔开；以及
辅助层，形成在所述有机保护膜的至少一部分上，
其中，所述有机保护膜的与所述有机保护膜的所述第一表面相对并且其上未形成所述辅助层的第二表面包括至少一个凹陷，所述至少一个凹陷由于与所述至少一个半导体棒叠置的区域凹陷而形成。
13.根据权利要求12所述的发光元件结构，其中，所述有机保护膜的所述有机材料包括聚甲基丙烯酸甲酯、光致抗蚀剂和聚-(3,4-乙撑二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐中的至少一种。
14.根据权利要求13所述的发光元件结构，其中，
所述有机保护膜的所述第一表面平坦。
15.根据权利要求14所述的发光元件结构，其中，所述至少一个半导体棒的长轴沿与所述有机保护膜的所述第一表面垂直的方向延伸。
16.根据权利要求15所述的发光元件结构，其中，
所述至少一个半导体棒排列为使得所述至少一个半导体棒的第一端部和第二端部分别面对所述有机保护膜的所述第一表面和所述第二表面，并且
所述至少一个半导体棒的所述第二端部与所述至少一个凹陷部分地接触。
17.根据权利要求16所述的发光元件结构，其中，
所述至少一个半导体棒包括半导体晶体，所述半导体晶体包括第一导电半导体、具有与所述第一导电半导体的极性不同的极性的第二导电半导体以及设置在所述第一导电半导体与所述第二导电半导体之间的活性层，并且
所述半导体晶体具有其中所述第一导电半导体、所述活性层和所述第二导电半导体沿所述至少一个半导体棒的所述长轴延伸所沿的方向堆叠的结构。
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