CN113348563A - 制造发光元件的方法和包括发光元件的显示装置 - Google Patents

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Abstract

提供了制造发光元件的方法和包括该发光元件的显示装置。制造发光元件的方法包括：准备基体基底并在基体基底上形成至少一个半导体棒的步骤；形成第一元件结构，并将第一元件结构与基体基底分离的第一分离步骤，第一元件结构包括半导体棒和形成为围绕半导体棒的外表面的第一支撑件；去除第一支撑件的至少一部分以部分地暴露半导体棒，并形成第二元件结构的步骤，第二元件结构包括暴露的半导体棒和围绕第一支撑件的外表面的第二支撑件；以及将半导体棒与第二元件结构分离的第二分离步骤。

Description

制造发光元件的方法和包括发光元件的显示装置
技术领域
本发明涉及一种制造发光元件的方法和一种包括该发光元件的显示装置。
背景技术
显示装置的重要性随着多媒体的发展而增加。因此，已经使用了各种类型的显示装置，诸如有机发光显示(OLED)装置、液晶显示(LCD)装置等。
显示装置的用于显示图像的装置包括显示面板，诸如有机发光显示面板或液晶显示面板。上述之中，发光显示面板可以包括发光元件。例如，发光二极管(LED)包括使用有机材料作为荧光材料的有机发光二极管(OLED)、使用无机材料作为荧光材料的无机发光二极管等。
与有机发光二极管相比，使用无机半导体作为荧光材料的无机发光二极管具有即使在高温环境下也具有耐久性并且具有高蓝光效率的优点。此外，即使在指出为常规无机发光二极管器件的局限性的制造工艺中，也已经开发了使用介电电泳(DEP)方法的转移方法。因此，对与有机发光二极管相比具有优异的耐久性和效率的无机发光二极管的研究正在进行中。
发明内容
技术问题
本发明旨在提供一种制造在半导体晶体的两端处具有较少晶体缺陷并具有平滑形状的发光元件的方法作为制造包括半导体晶体的发光元件的方法。
此外，本发明旨在提供一种包括通过该方法制造的发光元件的显示装置，其中，发光元件在长度上具有减小的偏差，因此设置在像素中的发光元件的质量是均匀的。
本发明的问题不限于上述问题，并且本领域技术人员可以从以下描述中清楚地理解未提及的其他问题。
技术方案
根据实施例，一种制造发光元件的方法包括以下步骤：准备基体基底并在基体基底上形成至少一个半导体棒的步骤；形成第一元件结构，并将第一元件结构与(或从)基体基底分离的第一分离步骤，第一元件结构包括半导体棒和形成为围绕半导体棒的外表面的第一支撑件；去除第一支撑件的至少一部分以部分地暴露半导体棒，并形成第二元件结构的步骤，第二元件结构包括围绕暴露的半导体棒的外表面和第一支撑件的外表面的第二支撑件；以及将半导体棒与第二元件结构分离的第二分离步骤。
半导体棒可以具有其中一个端部与基体基底接触并且另一端部可以在垂直于基体基底的第一方向上延伸的形状。
第一支撑件的在第一方向上的延伸厚度可以大于半导体棒的在第一方向上的延伸长度，并且第一支撑件形成为覆盖半导体棒的另一端部。
在第一分离步骤中，第一元件结构可以包括图案部分，图案部分形成在与基体基底分离的一个表面中并且至少具有部分凹进的区域，并且半导体棒可以具有在图案部分处暴露的一个端部。
第一支撑件可以包括第一区域和第二区域，第一区域被限定为在第一方向上与半导体棒叠置的区域，第二区域被限定为除第一区域之外的区域。
形成第二元件结构的步骤可以包括：在第一方向上蚀刻形成在第二区域中的第一支撑件的至少一部分以形成孔的步骤，以及形成部分地围绕第一支撑件和沿着孔暴露的半导体棒的第二支撑件的步骤。
孔可以暴露半导体棒的侧表面的至少一部分；并且在第一方向上测量的孔的深度可以小于或等于第一支撑件的厚度。
第二支撑件可以与半导体棒的一个端部和侧表面的至少暴露部分接触。
第二分离步骤可以包括：在垂直于第一方向的方向上蚀刻第二元件结构以暴露半导体棒的另一端部的步骤，以及去除第二支撑件的步骤。
去除第二支撑件的步骤可以包括：将第二支撑件溶解在溶剂中的步骤，以及使溶解的第二支撑件挥发并去除的步骤。
半导体棒可以形成在基体基底上以在与第一方向不同的第二方向上彼此间隔开。
第二元件结构可以包括多个半导体棒，其中，与第二元件结构分离的半导体棒可以满足以下式子1。
[式子1]
0≤(σL/Lmean)×100(％)≤20
这里，σL是发光元件(300)的长度的标准偏差，Lmean是发光元件(300)的长度的平均值。
第一支撑件的硬度可以大于第二支撑件的硬度。
第一支撑件可以包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)，并且第二支撑件可以包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
第一元件结构还可以包括设置为围绕第一支撑件的外表面的第一子支撑件，并且第一子支撑件可以包括热塑性树脂。
第一元件结构还可以包括设置在第一支撑件的一个表面上的辅助层。
根据另一实施例，一种显示装置包括：基体层；第一电极和第二电极，设置在基体层上以彼此间隔开；以及一个或更多个发光元件，设置在第一电极与第二电极之间，其中，发光元件中的每个具有在平行于基体层的一个方向上延伸的形状，并且连接到第一电极和第二电极中的至少一个，并且设置在第一电极与第二电极之间的多个发光元件满足以下式子1。
[式子1]
0≤(σL/Lmean)×100(％)≤20
这里，σL是发光元件(300)的长度的标准偏差，Lmean是发光元件(300)的长度的平均值。
发光元件中的每个可以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与第二导电半导体之间的活性层。
第一导电半导体、活性层和第二导电半导体可以在平行于基体层的一个方向上设置。
发光元件中的每个可以具有在一个方向上的范围为2μm至5μm的延伸长度以及范围为1.2至100的长宽比。
其他实施例的细节包括在具体实施方式和附图中。
有益效果
根据一个实施例的制造发光元件的方法包括形成具有不同硬度的支撑件并分离半导体晶体的步骤。因此，制造的发光元件可以在半导体晶体的两个端部处均具有平滑形状且几乎没有晶体缺陷。
另外，由于根据一个实施例的显示装置包括通过该方法制造的发光元件，因此可以减小发光元件之间在长度上的偏差，因此可以提高设置在像素中的发光元件的质量。
根据实施例的效果不限于上面例示的内容，并且更多的不同效果包括在说明书中。
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制造发光元件的方法的流程图。
图3至图20是示出根据一个实施例的制造发光元件的方法的示意图。
图21是根据一个实施例的显示装置的平面图。
图22是沿图21中的线I-I'截取的剖视图。
图23是示出根据另一实施例的制造发光元件的方法的示意图。
图24是根据另一实施例的发光元件的示意图。
图25至图27是示出根据又一实施例的制造发光元件的方法的示意图。
具体实施方式
现在将在下文中参照附图来更充分地描述本发明，发明的优选实施例示出在附图中。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这里阐述的实施例。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，尽管在这里可以使用术语“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限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。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，将参照附图来描述实施例。
图1是根据一个实施例的发光元件的示意图。
发光元件300可以是发光二极管，具体地，发光元件300可以是由具有微米或纳米单位尺寸的无机材料制成的无机发光二极管。在其中发光元件300是无机发光二极管的情况下，当在沿特定方向彼此面对的两个电极之间形成电场时，无机发光二极管可以在形成有极性的两个电极之间对准(或排列)。发光元件300可以通过从电极接收预定电信号来发射特定波段的光。
发光元件300可以包括掺杂有任意导电(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，并且以特定波段的光的形式发射电信号。
参照图1，根据一个实施例的发光元件300可以包括第一导电半导体310、第二导电半导体320、活性层330和绝缘膜380。此外，根据一个实施例的发光元件300还可以包括至少一个导电电极层370。在图1中，示出了其中发光元件300还包括一个导电电极层370的情况，但是本发明不限于此。在一些情况下，发光元件300可以包括更多数量的导电电极层370，或者可以省略导电电极层370。即使当改变导电电极层370的数量或进一步包括其他结构时，也可以同样地应用稍后将描述的发光元件300的描述。
此外，在说明书中，尽管“第一”、“第二”等用于指代各个元件，但是它们仅用于区分这些元件，而不必指代这些元件。也就是说，被定义为“第一”、“第二”等的组件不是必须局限于特定结构或位置的组件，在一些情况下也可以分配其他数字。因此，可以通过附图和下面的描述来描述分配到元件的数字，在本发明的技术精神内，稍后将提及的第一元件也可以是第二元件。
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状、纳米线状、纳米管状等的形状。在实施例中，发光元件300可以具有圆柱状形状或棒状形状。然而，发光元件300的形状不限于此，并且可以具有诸如正六面体、长方体、六角柱等的各种形状。包括在稍后将描述的发光元件300中的多个半导体可以具有沿着一个方向顺序设置的结构或顺序堆叠的结构。
此外，根据一个实施例的发光元件300可以发射特定波段的光。在实施例中，从活性层330发射的光可以是具有范围从450nm至495nm的中心波段的蓝光。然而，应当理解的是，蓝光的中心波段不限于上述范围，并且包括在本领域中可以识别为蓝色的所有波长范围。此外，从发光元件300的活性层330发射的光不限于此，并且可以是具有范围从495nm至570nm的中心波段的绿光或具有范围从620nm至750nm的中心波段的红光。
在参照图1的发光元件300的具体描述中，第一导电半导体310可以是例如具有第一导电类型的n型半导体。例如，当发光元件300发射蓝色波段的光时，第一导电半导体310可以包括具有InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，且0≤x+y≤1)的化学式的半导体材料。例如，半导体材料可以是掺杂有n型掺杂剂的InAlGaN、GaN、AlGaN、InGaN、AlN和InN之中的一种或更多种。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包括Si、Ge、Sn等。在实施例中，第一导电半导体310可以是掺杂有作为n型掺杂剂的Si的n-GaN。第一导电半导体310的长度可以在从1.5μm至5μm的范围内，但不限于此。
第二导电半导体320设置在稍后将描述的活性层330上。第二导电半导体320可以是例如具有第二导电类型的p型半导体。例如，当发光元件300发射蓝色波段或绿色波段的光时，第二导电半导体320可以包括具有InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，且0≤x+y≤1)的化学式的半导体材料。例如，半导体材料可以是掺杂有p型掺杂剂的InAlGaN、GaN、AlGaNN、InGaN、AlN和InN之中的一种或更多种。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包括Mg、Zn、Ca、Se、Ba等。在实施例中，第二导电半导体320可以是掺杂有作为p型掺杂剂的Mg的p-GaN。第二导电半导体320的长度可以在从0.08μm至0.25μm的范围内，但不限于此。
此外，附图示出了第一导电半导体310和第二导电半导体320被构造为单层，但是本发明不限于此。在一些情况下，根据活性层330的材料，第一导电半导体310和第二导电半导体320可以进一步包括更大数目的层，诸如覆层或拉伸应变势垒减小(TSBR)层。
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。活性层330可以包括具有单量子阱结构或多量子阱结构的材料。当活性层330包括具有多量子阱结构的材料时，它可以是其中多个量子层和多个阱层可以交替堆叠的结构。活性层330可以根据通过第一导电半导体310和第二导电半导体320施加的电信号通过电子-空穴对的组合来发光。例如，当活性层330发射蓝色波段的光时，活性层330可以包括诸如AlGaN、AlInGaN等的材料。具体地，当活性层330具有其中量子层和阱层交替堆叠为多量子阱结构的结构时，量子层可以包括诸如AlGaN、AlInGaN等的材料，并且阱层可以包括诸如GaN、AlInN等的材料。在实施例中，如上所述，活性层330包括作为量子层的AlGaInN和作为阱层的AlInN，因此可以发射具有在从450nm至495nm的范围内的中心波段的蓝光。
然而，其不限于此，活性层330可以具有其中具有大带隙能的半导体材料和具有小带隙能的半导体材料交替堆叠的结构，并且还可以根据发射光的波段包括其他III族至V族半导体材料。从活性层330发射的光不限于蓝色波段的光，在一些情况下，可以发射红色波段或绿色波段的光。活性层330的长度可以在0.05μm至0.25μm的范围内，但不限于此。
此外，从活性层330发射的光不仅可以发射到发光元件300的沿纵向方向的外表面，而且也可以发射到发光元件300的两个侧表面。从活性层330发射的光的方向性不限于一个方向。
导电电极层370可以是欧姆接触电极。然而，导电电极层370不限于此，并且可以是肖特基接触电极。导电电极层370可以设置在第二导电半导体320上，但不限于此。
导电电极层370可以包括导电金属。例如，导电电极层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。此外，导电电极层370可以包括掺杂有n型或p型掺杂剂的半导体材料。导电电极层370可以包括相同的材料或不同的材料，但不限于此。
绝缘膜380设置为围绕上述多个半导体的外表面。在实施例中，绝缘膜380可以设置为至少围绕活性层330的外表面，并且可以在发光元件300延伸所沿的一个方向上延伸。绝缘膜380可以执行保护构件的功能。例如，绝缘膜380可以形成为围绕构件的侧表面，并且发光元件300的在纵向方向上的两端可以被暴露。然而，绝缘膜380不限于此。
绝缘膜380可以包括具有绝缘性质的材料，例如，氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)、氮化铝(AlN)、氧化铝(Al2O3)等。因此，可以防止当活性层330与电信号通过其传输到发光元件300的电极直接接触时可能发生的电短路。另外，由于绝缘膜380保护包括活性层330的发光元件300的外表面，因此可以防止发光效率的降低。
附图示出了绝缘膜380形成为在发光元件300的纵向方向上延伸以覆盖第一导电半导体310至导电电极层370，但是绝缘膜380不限于此。绝缘膜380可以仅覆盖一些导电半导体和活性层330的外表面，或者可以仅覆盖导电电极层370的外表面的一部分以暴露导电电极层370的外表面的一部分。
绝缘膜380的厚度可以在从10nm至1.0μm的范围内，但不限于此。优选地，绝缘膜380的厚度可以为40nm。
此外，在一些实施例中，绝缘膜380的外表面可以是经表面处理的。当制造显示装置1时，发光元件300可以以分散在预定墨中的状态被喷射到电极上以对准。这里，为了在墨中保持其中发光元件300分散而不与同其相邻的其他发光元件300聚集的状态，可以将绝缘膜380的表面处理为疏水的或亲水的。
另外，每个发光元件300可以具有范围从1μm至10μm或者从2μm至5μm的长度l，优选地，可以具有大约4μm的长度。此外，发光元件300的直径可以在从300nm至700nm的范围内，并且发光元件300的长宽比可以为1.2至100。然而，本发明不限于此，并且显示装置1中包括的多个发光元件300可以根据活性层330的组成差异而具有不同的直径。优选地，发光元件300的直径可以具有大约500nm的范围。
另外，根据一个实施例的发光元件300可以通过外延生长法制造。可以通过在基底上形成籽晶层并沉积预定的半导体材料以生长半导体晶体的方法来制造发光元件300。生长在基底上的发光元件300可以与基底物理地分离，或者可以使用化学剥离(CLO)方法分离。
可以通过从基底物理地刮掉半导体晶体或者切割半导体晶体的下端部分的方法来分离半导体晶体。在这种情况下，分离的半导体晶体的尺寸或长度可能不均匀，并且在半导体晶体被分离的区域中可能出现缺陷。为了防止对半导体晶体的这种损坏，使用了通过在基底上进一步设置牺牲层来化学地分离半导体晶体的方法。然而，在化学分离方法中，由于牺牲层可能未被完全去除，或者半导体晶体可能在分离工艺期间被热变性或化学变性，因此可能发生光学特性的损失。
根据一个实施例的制造发光元件300的方法可以包括形成围绕生长在基底上的半导体晶体的支撑件的步骤。因为支撑件与基底上的半导体晶体一起分离，所以可以防止对半导体晶体的损坏，并且可以制造具有均匀尺寸和长度的发光元件300。
图2是示出根据一个实施例的制造发光元件的方法的流程图。
参照图2，根据一个实施例的制造发光元件300的方法包括准备基体基底1000并且在基体基底1000上形成至少一个半导体棒ROD的步骤(S100)、形成包括半导体棒ROD和形成为围绕半导体棒ROD的外表面的第一支撑件5110的第一元件结构5100并将第一元件结构5100与基体基底1000分离的第一分离步骤(S200)、通过去除第一支撑件5110的至少一部分来部分地暴露半导体棒ROD并且形成包括围绕半导体棒ROD的所述暴露的外表面的第二支撑件5210的第二元件结构5200的步骤(S300)以及将半导体棒ROD与第二元件结构5200分离的第二分离步骤(S400)。
根据一个实施例，制造发光元件300的方法包括形成防止损坏半导体晶体的第一支撑件和第二支撑件以分离半导体晶体的步骤。因此，制造的发光元件300可以具有均匀的尺寸和长度，并且可以形成其两端部是平滑的表面。在下文中，将参照图3至图20详细描述根据一个实施例的制造发光元件300的方法。
图3至图20是示出根据一个实施例的制造发光元件的方法的示意图。图3至图9示出了形成半导体棒(ROD，如图9中所示)的步骤，图10至图20示出了将半导体棒ROD与基体基底1000分离以制造发光元件300的步骤。
首先，参照图3至图9，准备包括下基底1100和形成在下基底1100上的缓冲材料层1200的基体基底1000(S100)。
下基底1100可以包括透明基底，诸如蓝宝石(Al2O3)基底和玻璃。然而，下基底1100不限于此，并且可以由诸如GaN、SiC、ZnO、Si、GaP或GaAs的导电基底形成，或者可以是在透明基底上形成有诸如GaAs的导电材料层的基底。在下文中，为了制造上面参照图1描述的发光元件300，将描述其中基体基底1100是蓝宝石基底(Al2O3)的情况作为示例。基体基底1100的厚度没有特别限制，但是例如，基体基底1100可以具有范围从400μm至1500μm的厚度。
在稍后将描述的步骤中，在下基底1000上形成多个导电半导体层。可以通过形成籽晶并在其上沉积晶体材料来生长通过外延方法而生长的多个导电半导体层。这里，导电半导体层可以通过电子束沉积方法、物理气相沉积(PVD)方法、化学气相沉积(CVD)方法、等离子体激光沉积(PLD)方法、双型热蒸发方法、溅射方法、金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法等形成，优选地，可以通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)形成。然而，该方法不限于此。
用于形成多个导电半导体层的前驱体材料在可以通常选择为形成目标材料的范围内没有特别限制。例如，前驱体材料可以是包括烷基(诸如甲基或乙基)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)和磷酸三乙酯((C2H5)3PO4)的化合物，但不限于此。在下文中，在描述中将省略形成多个导电半导体层的方法、工艺条件等，并且将详细描述发光元件300的制造方法和堆叠结构的顺序。
在下基底1100上形成缓冲材料层1200。附图示出了堆叠了缓冲材料层1200的一个层，但是本发明不限于此，并且可以形成多个层。
例如，缓冲材料层1200可以包括未掺杂的半导体，并且可以包括与第一导电半导体310的材料基本相同的材料，但是可以包括未掺杂有n型或p型掺杂剂的材料。在实施例中，缓冲材料层1200可以包括未掺杂的并且包括氮(N)的InAlGaN、GaN、AlGaN、GaInP、AlN和InN中的至少一种。然而，尽管不限于此，但是为了制造图1的发光元件300，缓冲材料层1200可以优选地是GaN。尽管未在附图中示出，但是可以在缓冲材料层1200上设置更多数量的层。例如，可以在缓冲材料层1200上进一步设置用作蚀刻停止层的牺牲层。
随后，参照图4，在基体基底1000的缓冲材料层1200上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。
如上所述，包括在半导体结构3000中的多个半导体层可以通过执行通常的工艺来形成。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可以分别对应于发光元件300的第一导电半导体310、活性层330、第二导电半导体320和导电电极层370。也就是说，半导体结构3000的多个层可以包括与发光元件300的多个半导体的材料相同的材料。可以在稍后将描述的步骤中部分地蚀刻半导体结构3000，以形成半导体棒(ROD，如图11中所示)。
随后，参照图5至图7，在垂直于基体基底1000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'。
通过竖直蚀刻半导体结构3000而形成半导体晶体3000'的步骤可以包括可以通常执行的蚀刻工艺。例如，通过蚀刻半导体结构3000而形成半导体晶体3000'的步骤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的步骤、根据蚀刻图案层1700的图案蚀刻半导体结构3000的步骤以及去除蚀刻掩模层1600和蚀刻图案层1700的步骤。
首先，如图5中所示，蚀刻掩模层1600可以用作用于连续蚀刻半导体结构3000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。
氧化物或氮化物可以用作包括在蚀刻掩模层1600的第一蚀刻掩模层1610中的绝缘材料。例如，绝缘材料可以是氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)等。第一蚀刻掩模层1610的厚度可以在从0.5μm至1.5μm的范围内，但不限于此。
第二蚀刻掩模层1620没有特别限制，只要它是能够执行用于连续蚀刻半导体结构3000的掩模的作用的一般材料即可。例如，第二蚀刻掩模层1620可以包括铬(Cr)、铝(Al)等。第二蚀刻掩模层1620的厚度可以在从30nm至150nm的范围内，但不限于此。
在形成在蚀刻掩模层1600上的蚀刻图案层1700中，可以设置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没有特别限制，只要其通过能够通过包括聚合物、聚苯乙烯球、二氧化硅球等形成图案的方法来形成即可。
例如，当蚀刻图案层1700包括聚合物时，可以采用能够使用聚合物形成图案的一般方法。例如，包括聚合物的蚀刻图案层1700可以通过诸如光刻、电子束光刻和纳米压印光刻等的方法形成。
具体地，蚀刻图案层1700的结构、形状和间隔可以与最终制造的发光元件300的形状有关。例如，当蚀刻图案层1700具有彼此间隔开的圆形图案时，通过竖直蚀刻半导体结构3000制造的发光元件300可以具有圆柱状形状。
在蚀刻图案层1700中，其他纳米图案可以设置在一个纳米图案周围以围绕所述一个纳米图案。这里，六个不同的纳米图案布置为围绕在其中居中的一个纳米图案的外表面，并且六个纳米图案可以以相同的间隔分开并设置。然而，纳米图案不限于此。
此外，多个纳米图案之间的间隔可以大于每个纳米图案的直径。例如，多个纳米图案之间的间隔可以具有每个纳米图案的直径的2倍至4倍或者大约3倍的范围。此外，多个纳米图案可以具有不同的直径。
在实施例中，蚀刻图案层1700可以通过纳米压印光刻形成，蚀刻图案层1700的纳米图案可以包括纳米压印树脂。树脂可以包括氟化单体、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，但不限于此。
随后，参照图6和图7，沿着蚀刻图案层1700的纳米图案蚀刻半导体结构3000以形成半导体晶体3000'。形成半导体晶体3000'的步骤可以包括：竖直蚀刻其中蚀刻图案层1700的纳米图案彼此间隔开的区域以蚀刻蚀刻掩模层1600和导电电极材料层3700并形成第一孔h1的第一蚀刻步骤、去除蚀刻图案层1700的步骤、在垂直于基体基底1000的方向上沿着第一孔h1从第二导电半导体层3200蚀刻到第一导电半导体层3100以形成第二孔h2的第二蚀刻步骤以及去除蚀刻掩模层1600的步骤。
形成第一孔h1和第二孔h2的方法可以通过一般方法执行。例如，蚀刻工艺可以包括干蚀刻方法、湿蚀刻方法、反应性离子蚀刻(RIE)方法、电感耦合等离子体-反应性离子蚀刻(ICP-RIE)方法等。在干蚀刻方法的情况下，各向异性蚀刻是可能的，因此可以适合于通过竖直蚀刻形成孔h1和h2。当使用上述蚀刻方法时，蚀刻剂可以包括Cl2或O2。然而，蚀刻剂不限于此。
在一些实施例中，可以通过混合干蚀刻方法和湿蚀刻方法来蚀刻半导体结构3000。例如，首先，通过干蚀刻方法在深度方向上蚀刻并且然后通过湿蚀刻方法(其是各向同性蚀刻方法)蚀刻的侧壁可以设置在垂直于表面的平面上。
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。此外，通过沿着第一孔h1从第二导电半导体层3200蚀刻到第一导电半导体层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，可以去除保留在蚀刻的半导体结构3000上的蚀刻掩模层1600和蚀刻图案层1700以形成半导体晶体3000'。去除蚀刻掩模层1600和蚀刻图案层1700的步骤可以通过一般的蚀刻工艺来执行，例如，蚀刻工艺可以包括反应性离子蚀刻(RIE)方法、电感耦合等离子体-反应性离子蚀刻(ICP-RIE)方法等。
此外，在通过蚀刻半导体结构3000形成半导体晶体3000'的步骤中，可以执行包括第一蚀刻步骤和第二蚀刻步骤的不同的图案化工艺，或者可以通过执行一个图案化工艺沿着蚀刻图案层1700蚀刻半导体结构3000。
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3800来形成半导体棒ROD。
绝缘膜3800是形成在半导体棒ROD的外表面上的绝缘材料，并且可以通过将绝缘材料涂覆或浸渍在竖直蚀刻的半导体晶体3000'的外表面上来形成。然而，本发明不限于此。例如，可以通过原子层沉积(ALD)方法或化学吸附方法来形成绝缘膜3800。绝缘膜3800可以形成发光元件300的绝缘膜380。
首先，参照图8，绝缘膜3800还可以形成在半导体晶体3000'的侧表面和上表面以及因为半导体晶体3000'间隔开而暴露于外部的缓冲材料层1200上并被蚀刻。当形成绝缘膜3800时，去除形成在半导体晶体3000'的上表面上的绝缘膜3800，以暴露半导体晶体3000'的两个端部的侧表面。如图9中所示，可以去除至少设置在半导体晶体3000'的上表面和缓冲材料层1200上的绝缘膜3800，以暴露半导体晶体3000'的上表面。为此，可以执行诸如回蚀或干蚀刻(其是各向异性蚀刻)的工艺。因此，可以部分地去除围绕半导体晶体3000'的外圆周表面的绝缘膜3800，并且可以形成包括半导体晶体3000'和绝缘膜3800的半导体棒ROD。可以在稍后将描述的步骤中将半导体棒ROD与基体基底1000分离以形成发光元件300。
此外，根据一个实施例，在部分地去除绝缘膜3800的步骤中，缓冲材料层1200可以形成有不平坦图案1200P，不平坦图案1200P包括其中部分区域凹进的一个或更多个凹槽部分1200a和形成为与凹槽部分1200a间隔开的突起1200b。
由于绝缘膜3800和缓冲材料层1200具有不同的蚀刻选择性，因此当去除绝缘膜3800时，也可以部分地去除缓冲材料层1200。在部分地去除绝缘膜3800的工艺中，可以使缓冲材料层1200的一部分凹进以形成凹槽部分1200a。
如附图中所示，可以沿着使半导体棒ROD彼此间隔开的第二孔h2部分地蚀刻缓冲材料层1200。蚀刻区域可以凹进以形成凹槽部分1200a。也就是说，当第二孔h2延伸到缓冲材料层1200的部分区域时，可以形成凹槽部分1200a。在缓冲材料层1200中，可以形成多个凹槽部分1200a，并且使凹槽部分1200a彼此间隔开的区域可以相对突出以形成突起1200b。突起1200b可以是由于半导体棒ROD而基本上未被蚀刻的区域。换句话说，半导体棒ROD可以形成在每个突起1200b上。
如上所述，可以沿着在垂直于基体基底1000的方向上蚀刻半导体结构3000的步骤中形成的第二孔h2形成缓冲材料层1200的每个不平坦图案1200P。由于可以根据蚀刻图案层1700的结构形成第二孔h2，因此缓冲材料层1200的每个不平坦图案1200P的结构可以根据蚀刻图案层1700而变化。附图示出了多个凹槽部分1200a具有相同的直径并且在缓冲材料层1200的不平坦图案1200P中以相同的间隔彼此间隔开，但是本发明不限于此。在一些情况下，为了制造具有不同直径的发光元件300，蚀刻图案层1700的纳米图案可以具有不同的直径或者可以具有不同的间隔。
因此，在缓冲材料层1200的不平坦图案1200P中，凹槽部分1200a可以具有不同的直径或者可以以不同的间隔彼此间隔开。也就是说，不平坦图案1200P的多个凹槽部分1200a和突起1200b可以均具有不同的直径。
此外，在一些情况下，缓冲材料层1200可以不包括不平坦图案1200P，并且可以具有上表面基本上平坦的形状。
接下来，将半导体棒ROD与基体基底1000分离以制造发光元件300。这里，当将半导体棒ROD与基体基底1000直接分离时，半导体棒ROD的下端部(即，第一导电半导体层3100的半导体晶体)可能破裂，或者待分离的表面可能不平坦。在这种情况下，在使用制造的发光元件300的显示装置中，可能发生电极与发光元件300之间的接触不良。
根据一个实施例的制造发光元件300的方法可以包括形成围绕半导体棒ROD的元件结构5000，并且使用元件结构5000执行分离的分离步骤(S200和S400)。当将半导体棒ROD与基体基底1000分离时，形成包括第一支撑件5110的第一元件结构5100以执行第一分离步骤(S200)，第一支撑件5110具有相对高的硬度以防止在半导体棒ROD的半导体层中形成缺陷。此外，在部分地蚀刻第一元件结构5100之后，形成包括具有相对低的硬度的第二支撑件5210的第二元件结构5200以去除支撑件，然后执行分离半导体棒ROD的第二分离步骤(S400)。
在参照图10至图20的第一分离步骤和第二分离步骤(S200和S400)的详细描述中，首先，如图10至图12中所示，形成包括半导体棒ROD和第一支撑件5110的第一元件结构5100。根据一个实施例的形成第一元件结构5100的步骤包括形成围绕半导体棒ROD的第一支撑件5110的步骤、形成包括第一支撑件5110和设置在第一支撑件5110上的辅助层5150的第一元件结构5100的步骤以及将第一元件结构5100与基体基底1000分离的步骤。
首先，如图10中所示，形成围绕基体基底1000上的半导体棒ROD的第一支撑件5110。
第一支撑件5110可以设置为围绕设置在基体基底1000上的半导体棒ROD的外表面并覆盖半导体棒ROD的上表面。第一支撑件5110基本上形成在整个基体基底1000上，并且半导体棒ROD可以包括在第一支撑件5110中。第一支撑件5110的厚度dd可以大于半导体棒ROD的长轴的长度l，以覆盖半导体棒ROD的上表面，例如，导电电极材料层3700的上表面。例如，当半导体棒ROD的长轴的长度为4μm至7μm时，第一支撑件5110的厚度可以为6μm至10μm。然而，本发明不限于此。
第一支撑件5110的上表面可以形成为基本上平坦的，并且可以形成平行于基体基底1000的表面。辅助层5150可以形成在第一支撑件5110的上表面上。
第一支撑件5110的下表面可以形成为与缓冲材料层1200接触。如上所述，包括凹槽部分1200a和突起1200b的不平坦图案1200P可以形成在缓冲材料层1200上，并且缓冲材料层1200的上表面可以不是平坦的。第一支撑件5110的下表面可以沿着缓冲材料层1200的不平坦图案1200P形成，并且在一个实施例中，第一支撑件5110的下表面可以形成为与缓冲材料层1200的凹槽部分1200a的上表面接触，并且围绕突起1200b的侧表面。
第一支撑件5110形成为围绕半导体棒ROD的上表面和侧表面，以保护形成在突起1200b上的半导体棒ROD。这里，在其中在半导体棒ROD的侧表面和下表面之间形成间隙的情况下，当将第一支撑件5110与基体基底1000分离时，半导体棒ROD的下表面可能被部分地损坏。为了防止这种情况，第一支撑件5110可以设置为围绕半导体棒ROD的侧表面，并且围绕缓冲材料层1200的与半导体棒ROD的下表面接触的突起1200b的侧表面。因此，沿着缓冲材料层1200的不平坦图案1200P形成的第一支撑件5110的下表面可以形成有凹进图案5110P，凹进图案5110P的至少部分区域凹进。
在实施例中，第一支撑件5110可以包括热固性树脂。例如，第一支撑件5110可以包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)、环氧树脂、聚酯树脂等。然而，本发明不限于此。形成第一支撑件5110的步骤可以包括将包含热固性树脂的溶剂喷射到基体基底1000上的步骤和使热固性树脂固化的步骤。在一个实施例中，喷射溶剂的步骤可以通过喷墨印刷方法、旋涂方法、槽模涂布(die-slot coating)方法、狭缝涂布方法等执行。然而，本发明不限于此。
第一支撑件5110可以包括热固性树脂，因此可以具有相对高的硬度。当将第一支撑件5110与基体基底1000分离时，半导体棒ROD也可以包括在第一支撑件5110中并同时分离。在这种情况下，第一支撑件5110可以固定半导体棒ROD，以防止当使半导体棒ROD分离时发生损坏。
随后，如图11中所示，在第一支撑件5110上形成辅助层5150以形成第一元件结构5100。
在第一支撑件5110上设置辅助层5150。在实施例中，辅助层5150可以是热剥离胶带(TRT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、塑料膜等。然而，本发明不限于此。
随后，如图12中所示，将第一元件结构5100与基体基底1000分离。第一元件结构5100包括第一支撑件5110、包括在第一支撑件5110中的半导体棒ROD以及辅助层5150，并且半导体棒ROD可以在第一元件结构5100中与基体基底1000分离。如上所述，第一元件结构5100的第一支撑件5110可以包括具有相对高的硬度的材料以防止损坏半导体棒ROD，并且半导体棒ROD与基体基底1000之间的分离表面可以具有平滑形状。
在实施例中，第一元件结构5100可以包括形成在与基体基底1000分离的一个表面上的凹进图案5110P，并且凹进图案5110P的至少部分区域凹进。如上所述，第一支撑件5110可以形成在形成于基体基底1000的缓冲材料层1200上的不平坦图案1200P上，并且第一支撑件5110的与缓冲材料层1200接触的一个表面可以形成有不平坦图案。如图中所示，与基体基底1000分离的第一元件结构5100包括形成在一个表面上的凹进图案5110P，并且半导体棒ROD的一个端部可以在凹进图案5110P中被暴露。
在一个实施例中，半导体棒ROD可以在第一支撑件5110中沿第一方向D1延伸，并且在第一支撑件5110中，可以限定与半导体棒ROD叠置的第一区域A1和除第一区域A1之外不与半导体棒ROD叠置的第二区域A2。由于生长在基体基底1000上的半导体棒ROD设置为彼此间隔开，因此完全形成在基体基底1000上的第一支撑件5110可以包括与半导体棒ROD叠置的区域(第一区域)和不与半导体棒ROD叠置的区域(第二区域)。
另外，第一支撑件5110的第二区域A2可以是其中通过垂直于基体基底1000蚀刻上述半导体结构3000而形成有第一孔h1或第二孔h2的区域。也就是说，第一支撑件5110的第二区域A2可以是与凹槽部分1200a叠置的区域，通过竖直蚀刻半导体结构3000从该凹槽部分1200a部分地去除缓冲材料层1200，并且第一区域A1可以是与缓冲材料层1200的其上生长有半导体棒ROD的突起1200b叠置的区域。
随后，部分地蚀刻第一元件结构5100以去除第一支撑件5110的一部分，并且在去除第一支撑件5110的区域中形成第二支撑件5210以形成第二元件结构5200。
首先，如图13和图14中所示，通过在一个方向上(例如，在半导体棒ROD延伸所沿的一个方向上或在垂直于辅助层5150的方向上)蚀刻第一元件结构5100来去除第一支撑件5110的至少一部分。在实施例中，在第一元件结构5100中，第三孔h3可以形成在第一支撑件5110的第二区域A2可以在半导体棒ROD延伸所沿的一个方向上被蚀刻的区域中，并且第一支撑件5110被蚀刻并被去除。
第二区域A2是不与半导体棒ROD叠置的区域，并且可以在一个方向上被蚀刻以去除第一支撑件5110的至少一部分。因此，在半导体棒ROD中，第一导电半导体层3100的一个端部和侧表面可以沿着第三孔h3被暴露。如图14中所示，在第一元件结构5100中，由于第一支撑件5110的第二区域A2被蚀刻并被去除，因此可以仅保留设置在作为半导体棒ROD的一个端部的导电电极材料层3700上的第一支撑件5110'。第三孔h3的深度没有特别限制，但是附图示出了第三孔h3的深度大于半导体棒ROD的长度，并且与第一支撑件5110的厚度dd相同。然而，本发明不限于此。保留在除第三孔h3之外的区域中的第一支撑件5110'是设置在第一区域A1中的第一支撑件5110'，并且可以在稍后将描述的步骤中被去除。
另外，附图示出了第二区域A2中的第一支撑件5110在一个方向上被去除，因此仅保留第一区域A1中的第一支撑件5110'。然而，本发明不限于此，可以部分地去除第二区域A2中的第一支撑件5110，并且可以在半导体棒ROD的暴露的端部上进一步设置其他构件。也就是说，第三孔h3的深度可以小于半导体棒ROD的长度。第二区域A2中的第一支撑件5110可以与构件同时去除。对于以上的详细描述，参照其他实施例。
随后，如图15中所示，在去除第一支撑件5110的区域中形成第二支撑件5210，并且去除辅助层5150以形成第二元件结构5200。可以在第一支撑件5110被蚀刻并被去除的区域(即，第二区域A2)中形成第二支撑件5210。在实施例中，第二支撑件5210可以形成为围绕半导体棒ROD的暴露于第二区域A2的侧表面和一个端部以及保留在第一区域A1中的第一支撑件5110'。第二支撑件5210可以形成为填充第三孔h3。
根据一个实施例，第二支撑件5210可以包括具有比第一支撑件5110的硬度低的硬度的热固性树脂。例如，第二支撑件5210可以包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。第二支撑件5210可以包括具有比第一支撑件5110的硬度低的硬度的热固性树脂。然而，本发明不限于此，并且第二支撑件5210可以包括与第一支撑件5110相同类型的树脂，但是可以通过调节固化程度而具有比第一支撑件5110的硬度低的硬度。与第一支撑件5110一样，可以通过喷射包括热固性树脂的溶剂并且然后使溶剂固化来形成第二支撑件5210。
在形成第二支撑件5210之后，去除设置在第二支撑件5210的一个表面上的辅助层5150以形成第二元件结构5200。例如，可以通过包括热分离胶带并执行加热到预定温度的工艺来将辅助层5150与第二支撑件5210分离。然而，本发明不限于此。
第二元件结构5200可以包括半导体棒ROD、保留在第一区域A1中的第一支撑件5110'和第二支撑件5210。当将半导体棒ROD与第一元件结构5100直接分离时，半导体棒ROD可能在去除具有相对高的硬度的第一支撑件5110的工艺中被损坏。为了防止这种情况，可以形成包括具有相对低的硬度的第二支撑件5210的第二元件结构5200，以使对半导体棒ROD的损坏最小化，并分离半导体棒ROD(S400)。通过执行去除保留在第一区域A1中的第一支撑件5110'的步骤和去除第二支撑件5210的步骤，可以将半导体棒ROD与第二元件结构5200分离。
将参照图16至图19描述第二分离步骤(S400)。根据一个实施例的第二分离步骤(S400)可以包括在一个方向上(例如，在与半导体棒ROD延伸所沿的方向垂直的方向上)蚀刻第二元件结构5200以去除保留在第二元件结构5200中的第一支撑件5110'的步骤。
如图16中所示，形成在第一区域A1中的第一支撑件5110'可以保留在第二元件结构5200的一侧处。为了去除它，可以在与半导体棒ROD延伸所沿的方向垂直的方向上去除第一支撑件5110'，因此，可以暴露半导体棒ROD的一个端部。在一个方向上蚀刻第二元件结构5200以去除第一支撑件5110'的步骤可以以与在一个方向上蚀刻第一元件结构5100以去除第二区域A2中的第一支撑件5110的步骤相同的方式执行。为了去除与第二支撑件5210相比具有相对高的硬度的第一支撑件5110，可以执行蚀刻或灰化第一支撑件5110的工艺。
当在一个方向上蚀刻第二元件结构5200时，可以暴露作为半导体棒ROD的一个端部的导电电极材料层3700。如图17中所示，在第二元件结构5200中，去除第一支撑件5110'和第二支撑件5210的一部分，并且保留了剩余的第二支撑件5210'和半导体棒ROD。
最后，如图18和图19中所示，通过去除第二元件结构5200的第二支撑件5210'来分离半导体棒ROD。通过去除第二支撑件5210'而分离的半导体棒ROD可以构成发光元件300。
在实施例中，在去除第二支撑件5210'的步骤中，可以通过蚀刻或灰化或者通过将第二支撑件5210'的树脂溶解在预定溶剂中来去除第二支撑件5210'。附图示出了第二支撑件5210'溶解在溶剂中以被去除，但是本发明不限于此。
第二支撑件5210可以溶解在水、丙酮和异丙醇中。如附图中所示，溶解在溶剂中的第二支撑件5210的树脂5210”保留在半导体棒ROD上，并且可以分离半导体棒ROD。
如图19中所示，通过挥发去除溶解在溶剂中的第二支撑件5210的树脂5210”。第二支撑件5210可以溶解在溶剂中，以在半导体棒ROD不被损坏的温度水平下通过挥发而被去除。通过上述方法，可以通过将半导体棒ROD与第二元件结构5200分离来制造发光元件300。
因此，即使当通过物理方法与基体基底1000分离时，制造的发光元件300也具有平滑的形状而不损坏第一导电半导体310和第二导电半导体320、绝缘膜380或导电电极层370。同时，可以以均匀的尺寸或长度制造多个发光元件300，并且发光元件300使与电极的接触缺陷和显示装置1上的发光缺陷最小化(这将稍后描述)，以提高显示装置1的发光可靠性。
根据一个实施例，发光元件300可以具有其两个端部表面基本平坦的表面，并且可以满足以下式子1。
[式子1]
0≤(σL/Lmean)×100(％)≤20
(这里，σL是发光元件300的长度的标准偏差，Lmean是发光元件300的长度的平均值)。
生长在基体基底1000上的多个半导体棒ROD可以通过第一元件结构5100和第二元件结构5200与基体基底1000分离，以形成多个发光元件300。当通过物理方法将多个发光元件300与基体基底1000分离时，由于可以防止半导体晶体损坏，因此可以使长度和尺寸的偏差最小化。在实施例中，发光元件300的长度l可以具有其中标准偏差(σL)与平均值(Lmean)的比为0至0.2的值。然而，本发明不限于此。
另外，通过上述方法制造的发光元件300可以以分散在预定墨中的状态制造。
如图20中所示，发光元件300可以分散在元件墨S中以被制造。元件墨S不与发光元件300反应，并且可以包括在显示装置10的制造工艺期间可以挥发的溶剂。例如，溶剂可以包括丙二醇单甲醚(PGME)、丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇(PG)等。然而，本发明不限于此。
此外，尽管未在附图中示出，但是元件墨S还可以包括元件分散剂，以分散包括半导体材料并因此具有大比重的发光元件300。当制造显示装置1时，发光元件300可以以分散在元件墨S中的状态被喷射到电极上。
图1中的发光元件300可以通过上述方法制造。图1中的发光元件300可以发射特定波段的光，例如，蓝光，根据一个实施例的显示装置1可以包括至少一个发光元件300以显示特定颜色的光。
图21是包括通过根据一个实施例的方法制造的发光元件的显示装置的平面图。
参照图21，显示装置1可以包括多个像素PX。每个像素PX可以包括发射特定波段的光以显示特定颜色的一个或更多个发光元件300。
多个像素PX中的每个可以包括第一子像素PX1、第二子像素PX2和第三子像素PX3。第一子像素PX1可以发射第一颜色的光，第二子像素PX2可以发射第二颜色的光，并且第三子像素PX3可以发射第三颜色的光。第一颜色可以是红色，第二颜色可以是绿色，并且第三颜色可以是蓝色，但是本发明不限于此，并且子像素PXn可以发射相同颜色的光。此外，尽管图21示出了每个像素PX包括三个子像素，但是本发明不限于此，并且每个像素PX可以包括更多数量的子像素。
显示装置1的每个子像素PXn可以包括被限定为发光区域和非发光区域的区域。发光区域被限定为设置有包括在显示装置1中的发光元件300并且因此发射特定波段的光的区域。非发光区域可以被限定为除了发光区域之外的区域，即，不设置有发光元件300并且因此不发光的区域。
显示装置1的子像素PXn可以包括多个堤40、多个电极21和22以及发光元件300。
多个电极21和22可以电连接到发光元件300，并且可以接收预定电压以使发光元件300发光。另外，可以使用电极21和22中的每个的至少一部分以在子像素PXn中形成电场，以使发光元件300对准。
在具体描述中，多个电极21和22可以包括第一电极21和第二电极22。在实施例中，第一电极21可以是针对每个子像素PXn分离的像素电极，并且第二电极22可以是沿着每个子像素PXn公共连接的共电极。第一电极21和第二电极22中的一个可以是发光元件300的阳极，另一个可以是发光元件300的阴极。然而，本发明不限于此，并且情况可以相反。
第一电极21和第二电极22可以分别包括设置为在第一方向D1上延伸的电极杆部21S和22S以及分别在作为与第一方向D1交叉的方向的第二方向D2上从电极杆部21S和22S延伸并分支的至少一个电极分支部21B和22B。
第一电极21可以包括在第一方向D1上延伸的第一电极杆部21S和从第一电极杆部21S分支并在第二方向D2上延伸的至少一个第一电极分支部21B。
任意像素的第一电极杆部21S具有间隔开并终止于每个子像素PXn之间的两端，并且可以与属于同一行的相邻子像素(例如，在第一方向D1上彼此相邻)的第一电极杆部21S设置在基本相同的直线中。因此，设置在子像素PXn中的第一电极杆部21S可以分别向第一电极分支部21B施加不同的电信号，并且可以单独驱动每个第一电极分支部21B。
第一电极分支部21B可以从第一电极杆部21S的至少一部分分支，可以设置为在第二方向D2上延伸，并且可以在与同第一电极杆部21S相对设置的第二电极杆部22S间隔开的状态下终止。
第二电极22可以包括第二电极杆部22S和第二电极分支部22B，第二电极杆部22S在第一方向D1上延伸并且设置为与第一电极杆部21S间隔开并面对第一电极杆部21S，第二电极分支部22B从第二电极杆部22S分支并且设置为在第二方向D2上延伸。然而，第二电极杆部22S可以沿着其另一端部在第一方向D1上相邻的多个子像素PXn延伸。因此，任意像素的第二电极杆部22S的两端可以连接到像素PX之间的相邻像素的第二电极杆部22S。
第二电极分支部22B可以与第一电极分支部21B间隔开并面对第一电极分支部21B，并且可以在与第一电极杆部21S间隔开的状态下终止。也就是说，在第二电极分支部22B中，一个端部可以连接到第二电极杆部22S，另一端部可以在与第一电极杆部21S间隔开的状态下设置在子像素PXn中。
附图示出了设置有两个第一电极分支部21B，并且第二电极分支部22B设置在两个第一电极分支部21B之间，但是本发明不限于此。
多个堤40可以包括设置在子像素PXn之间的边界处的第三堤43以及分别设置在电极21和22下方的第一堤41和第二堤42。在附图中，尽管未示出第一堤41和第二堤42，但是第一堤41和第二堤42可以分别设置在第一电极分支部21B和第二电极分支部22B下方。
第三堤43可以设置在子像素PXn之间的边界处。多个第一电极杆部21S的端部可以彼此间隔开并基于第三堤43终止。第三堤43可以在第二方向D2上延伸，并且可以设置在沿第一方向D1布置的子像素PXn的边界处。然而，本发明不限于此，并且第三堤43可以在第一方向D1上延伸，并且可以设置在沿第二方向D2布置的子像素PXn的边界处。可以基于第三堤43划分多个子像素PXn。第三堤43可以包括与第一堤41和第二堤42的材料相同的材料，并且可以在基本上相同的工艺中形成。
尽管未在附图中示出，但是在每个子像素PXn中，可以设置第一绝缘层51以完全覆盖包括第一电极分支部21B和第二电极分支部22B的子像素PXn。第一绝缘层51可以保护电极21和22并且使电极21和22彼此绝缘，使得电极21和22彼此不直接接触。
多个发光元件300可以在第一电极分支部21B与第二电极分支部22B之间对准。多个发光元件300中的至少一些可以具有电连接到第一电极分支部21B的一端和电连接到第二电极分支部22B的另一端。
多个发光元件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。对发光元件300彼此间隔开的间隔没有特别限制。在一些情况下，多个发光元件300可以彼此相邻地设置以形成组，并且其他多个发光元件300可以在以预定间隔彼此间隔开的状态下形成组，可以具有不均匀的密度，并且可以定向为在一个方向上对准。
接触电极26可以设置在第一电极分支部21B和第二电极分支部22B中的每个上。然而，接触电极26可以基本上设置在第一绝缘层51上，并且接触电极26的至少一部分可以与第一电极分支部21B和第二电极分支部22B接触或者可以电连接到第一电极分支部21B和第二电极分支部22B。
多个接触电极26可以设置为在第二方向D2上延伸，并且可以设置为在第一方向D1上彼此间隔开。接触电极26可以接触发光元件300的至少一个端部，并且接触电极26可以与第一电极21或第二电极22接触以接收电信号。因此，接触电极26可以将从电极21和22中的每个接收的电信号传输到发光元件300。
接触电极26可以包括第一接触电极26a和第二接触电极26b。第一接触电极26a可以设置在第一电极分支部21B上，并且可以与发光元件300的一个端部接触，第二接触电极26b可以设置在第二电极分支部22B上，并且可以与发光元件300的另一端部接触。
第一电极杆部21S和第二电极杆部22S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)电连接到显示装置1的电路元件层。附图示出了一个第二电极接触孔CNTS形成在多个子像素PXn的第二电极杆部22S中。然而，本发明不限于此，并且在一些情况下，第二电极接触孔CNTD可以形成在每个子像素PXn中。
此外，尽管未在附图中示出，但是显示装置1可以包括设置为覆盖电极21和22以及发光元件300的至少一部分的第二绝缘层52(示出在图22中)以及钝化层55(示出在图22中)。稍后将参照图22描述上述的布置和结构。
图22是沿着图21中的线I-I'截取的显示装置的一部分的剖视图。
图22示出了第一子像素PX1的剖视图，但是同样也可以是其他像素PX或子像素PXn的剖视图。图22示出了任意发光元件300的从一个端部到另一端部的剖面。
此外，尽管图22中未示出，但是显示装置1还可以包括设置在电极21和22中的每个下方的电路元件层。电路元件层可以包括多个半导体层和多个导电图案，因此可以包括至少一个晶体管和电力线。然而，在下文中，将省略上述内容的详细描述。
参照图22，显示装置1可以包括过孔层20、设置在过孔层20上的电极21和22以及发光元件300等。电路元件层(未示出)可以进一步设置在过孔层20下方。过孔层20可以包括有机绝缘材料以执行表面平坦化功能。
多个堤41、42和43设置在过孔层20上。多个堤41、42和43可以设置为在每个子像素PXn中彼此间隔开。多个堤41、42和43可以包括与子像素PXn的中心部分相邻设置的第一堤41和第二堤42以及设置在子像素PXn之间的边界处的第三堤43。
在制造显示装置1时，第三堤43具有阻挡墨I的功能，使得在使用喷墨印刷装置喷射墨I时墨I不会越过子像素PXn的边界。可选地，当显示装置1还包括另一构件时，该构件可以设置在第三堤43上，因此第三堤43可以执行支撑该构件的功能。然而，本发明不限于此。
第一堤41和第二堤42设置为彼此间隔开并彼此面对。第一电极21可以设置在第一堤41上，并且第二电极22可以设置在第二堤42上。在图21和图22中，可以理解的是，第一电极分支部21B设置在第一堤41上，并且第二堤42设置在第二堤42上。
如上所述，第一堤41、第二堤42和第三堤43可以在基本上相同的工艺中形成。因此，堤41、42和43可以形成单个网格图案。多个堤41、42和43可以包括聚酰亚胺(PI)。
多个堤41、42和43可以具有其中至少一部分基于过孔层20突出的结构。堤41、42和43可以基于其上设置有发光元件300的平面向上突出，并且突出部的至少一部分可以具有倾斜度。堤41、42和43的形状没有特别限制。如附图中所示，第一堤41和第二堤42突出到相同的高度，并且第三堤43可以具有突出到更高位置的形状。
反射层21a和22a可以分别设置在第一堤41和第二堤42上，并且电极层21b和22b可以分别设置在反射层21a和22a上。反射层21a和22a以及电极层21b和22b可以分别构成电极21和22。
反射层21a和22a包括第一反射层21a和第二反射层22a。第一反射层21a可以覆盖第一堤41，第二反射层22a可以覆盖第二堤42。反射层21a和22a的一部分通过穿过过孔层20的接触孔电连接到电路元件层。
反射层21a和22a可以包括具有高反射率的材料，以反射从发光元件300发射的光。例如，反射层21a和22a可以包括诸如银(Ag)、铜(Cu)、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锡锌(ITZO)等的材料，但不限于此。
电极层21b和22b包括第一电极层21b和第二电极层22b。电极层21b和22b可以具有与反射层21a和22a基本相同的图案。第一反射层21a和第一电极层21b设置为与第二反射层22a和第二电极层22b间隔开。
电极层21b和22b包括透明导电材料，使得从发光元件300发射的发射光(EL)可以入射在反射层21a和22a上。例如，电极层21b和22b可以包括诸如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锡锌(ITZO)等的材料，但不限于此。
在一些实施例中，反射层21a和22a以及电极层21b和22b可以具有其中堆叠有一个或更多个透明导电层(诸如ITO、IZO和ITZO)以及一个或更多个金属层(诸如银和铜)的结构。例如，反射层21a和22a以及电极层21b和22b可以具有ITO/银(Ag)/ITO/IZO的堆叠结构。
此外，在一些实施例中，第一电极21和第二电极22可以形成为单层。也就是说，反射层21a和22a以及电极层21b和22b可以形成为单层，以同时将电信号传输到发光元件300并反射光。在实施例中，第一电极21和第二电极22可以包括具有高反射率的导电材料。例如，第一电极21和第二电极22可以是包括铝(Al)、镍(Ni)、镧(La)等的合金。然而，本发明不限于此。
第一绝缘层51设置为部分地覆盖第一电极21和第二电极22。第一绝缘层51可以设置为覆盖第一电极21和第二电极22的上表面的大部分，并且可以暴露第一电极21和第二电极22的一部分。第一绝缘层51可以设置为部分地覆盖其中第一电极21和第二电极22彼此间隔开的区域以及第一电极21和第二电极22的区域的相对侧。
第一绝缘层51设置为使得第一电极21和第二电极22的相对平坦的上表面暴露，并且电极21和22设置为分别与第一堤41和第二堤42的倾斜侧表面叠置。第一绝缘层51具有平坦的上表面以设置发光元件300，并且上表面在朝向第一电极21和第二电极22的一个方向上延伸。第一绝缘层51的延伸部分终止于第一电极21和第二电极22的倾斜侧表面上。因此，接触电极26可以与暴露的第一电极21和第二电极22接触，并且可以在第一绝缘层51的平坦上表面上与发光元件300平滑地接触。
第一绝缘层51可以保护第一电极21和第二电极22并且使第一电极21和第二电极22彼此绝缘。此外，可以防止设置在第一绝缘层51上的发光元件300由于与其他构件直接接触而被损坏。
发光元件300可以设置在第一绝缘层51上。至少一个发光元件300可以在第一电极21与第二电极22之间设置在第一绝缘层51上。在发光元件300中，可以在与过孔层20水平的方向上设置多个层。
根据一个实施例的显示装置1的发光元件300可以包括上述的导电半导体和活性层，并且导电半导体和活性层可以在水平方向上顺序地设置在过孔层20上。如图中所示，在发光元件300中，第一导电半导体310、活性层330、第二导电半导体320和导电电极层370可以在水平方向上顺序地设置在过孔层20上。然而，本发明不限于此。设置发光元件300的多个层的顺序可以在相反的方向上，并且在一些情况下，当发光元件300具有不同的结构时，多个层可以在垂直于过孔层20的方向上。
第二绝缘层52可以部分地设置在发光元件300上。第二绝缘层52可以保护发光元件300并在制造显示装置1的工艺中执行固定发光元件300的功能。第二绝缘层52可以设置为围绕发光元件300的外表面。也就是说，第二绝缘层52的一些材料可以设置在发光元件300的下表面与第一绝缘层51之间。第二绝缘层52可以通过在第一电极分支部21B与第二电极分支部22B之间沿第二方向D2延伸而在平面图中具有岛状形状或线性形状。
接触电极26设置在电极21和22以及第二绝缘层52上。接触电极26包括设置在第一电极21上的第一接触电极26a和设置在第二电极22上的第二接触电极26b。第一接触电极26a和第二接触电极26b设置为在第二绝缘层52上彼此间隔开。因此，第二绝缘层52可以使第一接触电极26a和第二接触电极26b彼此绝缘。
第一接触电极26a可以至少与由于第一绝缘层51的图案化而暴露的第一电极21和发光元件300的一个端部接触。第二接触电极26b可以至少与由于第一绝缘层51的图案化而暴露的第二电极22和发光元件300的另一端部接触。第一接触电极26a和第二接触电极26b可以分别与发光元件300的两端侧表面(诸如第一导电半导体310、第二导电半导体320或导电电极层370)接触。如上所述，由于第一绝缘层51具有平坦的上表面，因此接触电极26可以与发光元件300的侧表面平滑地接触。
接触电极26可以包括导电材料。例如，接触电极26可以包括ITO、IZO、ITZO、铝(Al)等。然而，本发明不限于此。
钝化层55可以形成在第二绝缘层52和接触电极26上，以执行保护设置在过孔层20上的构件免受外部环境影响的功能。
上述的第一绝缘层51、第二绝缘层52和钝化层55中的每个可以包括无机绝缘材料或有机绝缘材料。在实施例中，第一绝缘层51和钝化层55可以包括诸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)、氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)等的材料。第二绝缘层52可以包括光致抗蚀剂等作为有机绝缘材料。然而，本发明不限于此。
在下文中，将描述根据另一实施例的制造发光元件300的方法。
图23是示出根据另一实施例的第一元件结构的示意图。
参照图23，根据实施例的第一元件结构5100_1还可以包括围绕第一支撑件5110_1的外表面的第一子支撑件5120_1。第一支撑件5110_1通过包括热固性树脂而形成为围绕生长在基体基底1000上的半导体棒ROD。第一支撑件5110_1包括具有相对高的硬度的材料，但是当第一支撑件5110_1的硬度太高时，可能在将第一支撑件5110_1与基体基底1000分离时在第一支撑件5110_1中形成缺陷。为了防止这种情况，第一元件结构5100_1还可以包括围绕第一支撑件5110_1的外表面的第一子支撑件5120_1。在实施例中，第一子支撑件5120_1可以包括热塑性树脂或柔性膜。例如，第一子支撑件5120_1可以包括与第二支撑件5210的材料相同的材料，但不限于此。
当将第一元件结构5100_1与基体基底1000分离时，第一子支撑件5120_1可以防止对第一支撑件5110_1的损坏。因此，即使当第一支撑件5110_1包括热固性树脂并且具有相对高的硬度时，也可以防止当将第一元件结构5100_1与基体基底1000分离时对具有半导体棒ROD的第一支撑件5110_1的损坏。
此外，如上所述，发光元件300还可以包括设置在第一导电半导体310的一个表面(例如，基于图1的第一导电半导体310的下表面)上的导电电极层。根据一个实施例，可以在部分地蚀刻第一元件结构5100的步骤之后形成设置在第一导电半导体310的下表面上的导电电极层。
图24是根据另一实施例的发光元件的示意图。
参照图24，如上所述，根据实施例的发光元件300_2可以包括更多数量的导电电极层370_2。发光元件300_2可以包括设置在第一导电半导体310_2的一个表面(例如，附图中的下表面)上的第一导电电极层371_2和设置在第二导电半导体320_2上的第二导电电极层372_2。
可以理解的是，第二导电电极层372_2对应于包括在图1中的发光元件300中的导电电极层370，并且与图1中的发光元件300相比，图24中的发光元件300还包括第一导电电极层371_2。例如，第一导电电极层371_2可以掺杂有第一导电类型掺杂剂，并且第二导电电极层372_2可以掺杂有第二导电类型掺杂剂。然而，本发明不限于此。除了进一步包括第一导电电极层371_2之外，图24中所示的发光元件300_2与图1中所示的发光元件300相同。将省略其他构件的详细描述。
如上所述，当制造发光元件300时，可以在基体基底1000上制备其中顺序地形成第一导电半导体层3100至导电电极材料层3700的半导体结构3000。这里，可以通过在第一导电半导体层3100与缓冲材料层1200之间进一步形成导电电极材料层3700来制造图24中的发光元件300_2。然而，本发明不限于此，并且在制造发光元件300时，可以在形成第二元件结构5200之前形成导电电极材料层3700。将参照图25至图27详细描述形成图24中的发光元件300_2的方法。
图25至图27是示出根据另一实施例的制造发光元件的方法的示意图。
参照图25至图27，根据实施例的制造发光元件300_2的方法可以包括以下步骤：在形成第二元件结构5200的步骤中部分地去除第二区域A2中的第一支撑件5110，然后形成设置在半导体棒ROD_2的暴露的一个端部上的导电电极材料层3700'和保留在第二区域A2中的第一支撑件5110”。设置在半导体棒ROD_2的暴露的一个端部上的导电电极材料层3700'可以构成包括在图24中的发光元件300_2中的第一导电电极层371_2。
如图25中所示，在第一元件结构5100_2中，第二区域A2_2中的第一支撑件5110_2被部分地去除，因此半导体棒ROD_2的一个端部和侧表面被部分地暴露。在通过沿一个方向在第二区域A2_2中蚀刻第一支撑件5110_2来形成第三孔h3_2的步骤中，第三孔h_2的深度可以暴露半导体棒ROD_2的侧表面，并且可以小于第一支撑件5110_2的厚度dd。因此，即使当形成第三孔h3_2时，第二区域A2_2中的第一支撑件5110_2的一部分也可以保留。
随后，如图26中所示，在半导体棒ROD_2的一个端部、半导体棒ROD_2的沿着第三孔h3_2暴露的侧表面和第一支撑件5110_2上形成导电电极材料层3700'_2。导电电极材料层3700'_2可以包括与图24中的第一导电电极层371_2的材料基本相同的材料。将省略上述内容的详细描述。
导电电极材料层3700'_2设置在半导体棒ROD_2的一个端部上，即，设置在暴露的第一导电半导体层3100上。在稍后将描述的步骤中，可以部分地去除导电电极材料层3700'_2，并且可以在第一导电半导体层3100上形成第一导电电极层371_2。
随后，如图27中所示，沿着第三孔h3_2在一个方向上蚀刻第一支撑件5110_2和导电电极材料层3700'_2。第三孔h3_2形成为使得第二区域A2_2中的第一支撑件5110_2被去除，并且半导体棒ROD_2的侧表面被暴露。在图27中的半导体棒ROD_2中，导电电极材料层3700和3700'形成在两个端部处，并且导电电极材料层3700'和3700可以分别构成通过执行以下工艺制造的发光元件300中的第一导电电极层371_2和第二导电电极层372_2。可以通过在第二区域A2_2中部分地蚀刻第一支撑件5110_2并在暴露的区域中形成导电电极材料层3700'_2来制造图24中的发光元件300_2。由于形成第二支撑件5210和将半导体棒ROD与第二元件结构5200分离的步骤与上述相同，因此将省略详细描述。
在总结具体实施方式时，本领域技术人员将理解的是，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改变和修改。因此，发明的公开的优选实施例仅以一般性和描述性含义使用，而不是为了限制的目的。

Claims (20)

1.一种制造发光元件的方法，所述方法包括：
准备基体基底并在所述基体基底上形成至少一个半导体棒的步骤；
形成第一元件结构并将所述第一元件结构与所述基体基底分离的第一分离步骤，所述第一元件结构包括所述半导体棒和形成为围绕所述半导体棒的外表面的第一支撑件；
去除所述第一支撑件的至少一部分以部分地暴露所述半导体棒并形成第二元件结构的步骤，所述第二元件结构包括围绕所述暴露的半导体棒的外表面和所述第一支撑件的外表面的第二支撑件；以及
将所述半导体棒与所述第二元件结构分离的第二分离步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述半导体棒具有其中一个端部与所述基体基底接触并且另一端部在垂直于所述基体基底的第一方向上延伸的形状。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一支撑件的在所述第一方向上的延伸厚度大于所述半导体棒的在所述第一方向上的延伸长度，并且所述第一支撑件形成为覆盖所述半导体棒的所述另一端部。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，在所述第一分离步骤中，所述第一元件结构包括形成在与所述基体基底分离的一个表面中并且至少具有部分凹进的区域的图案部分，并且所述半导体棒具有在所述图案部分处暴露的所述一个端部。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一支撑件包括第一区域和第二区域，所述第一区域被限定为在所述第一方向上与所述半导体棒叠置的区域，所述第二区域被限定为除所述第一区域之外的区域。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，形成所述第二元件结构的步骤包括：在所述第一方向上蚀刻所述第一支撑件的形成在所述第二区域中的至少一部分以形成孔的步骤，以及形成部分地围绕所述第一支撑件和沿着所述孔暴露的所述半导体棒的所述第二支撑件的步骤。
7.根据权利要求6所述的方法，其中：
所述孔暴露所述半导体棒的侧表面的至少一部分；并且
在所述第一方向上测量的所述孔的深度小于或等于所述第一支撑件的所述厚度。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第二支撑件与所述半导体棒的所述一个端部和所述侧表面的至少被暴露的部分接触。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第二分离步骤包括：在垂直于所述第一方向的方向上蚀刻所述第二元件结构以暴露所述半导体棒的所述另一端部的步骤，以及去除所述第二支撑件的步骤。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，去除所述第二支撑件的步骤包括：将所述第二支撑件溶解在溶剂中的步骤，以及使溶解的第二支撑件挥发并去除的步骤。
11.根据权利要求2所述的方法，其中，所述半导体棒在所述基体基底上形成为在与所述第一方向不同的第二方向上彼此间隔开。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第二元件结构包括多个所述半导体棒，其中，与所述第二元件结构分离的所述半导体棒满足以下式子1。
[式子1]
0≤(σL/Lmean)×100(％)≤20
这里，σL是所述发光元件的长度的标准偏差，Lmean是所述发光元件的所述长度的平均值。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一支撑件的硬度大于所述第二支撑件的硬度。
14.根据权利要求13所述的方法，其中：
所述第一支撑件包括聚二甲基硅氧烷；并且
所述第二支撑件包括聚甲基丙烯酸甲酯。
15.根据权利要求13所述的方法，其中：
所述第一元件结构还包括设置为围绕所述第一支撑件的外表面的第一子支撑件；并且
所述第一子支撑件包括热塑性树脂。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一元件结构还包括设置在所述第一支撑件的一个表面上的辅助层。
17.一种显示装置，所述显示装置包括：
基体层；
第一电极和第二电极，在所述基体层上设置为彼此间隔开；以及
一个或更多个发光元件，设置在所述第一电极与所述第二电极之间，
其中，发光元件中的每个发光元件具有在平行于所述基体层的一个方向上延伸的形状，并且连接到所述第一电极和所述第二电极中的至少一个，并且
设置在所述第一电极与所述第二电极之间的多个发光元件满足以下式子1。
[式子1]
0≤(σL/Lmean)×100(％)≤20
这里，σL是发光元件的长度的标准偏差，Lmean是发光元件的所述长度的平均值。
18.根据权利要求17所述的显示装置，其中，发光元件中的每个发光元件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。
19.根据权利要求18所述的显示装置，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在平行于所述基体层的所述一个方向上设置。
20.根据权利要求19所述的显示装置，其中，发光元件中的每个发光元件具有在所述一个方向上的范围为2μm至5μm的延伸长度以及范围为1.2至100的长宽比。
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