CN114127963A - 发光元件、用于制造发光元件的方法以及显示装置 - Google Patents
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Abstract
提供了发光元件、用于制造发光元件的方法以及显示装置。该发光元件包括:第一半导体层和第二半导体层;活性层,设置在第一半导体层与第二半导体层之间;电极层,设置在第二半导体层上,并且包括第一表面和面对第一表面且与第二半导体层接触的第二表面,其中,电极层包括其中第一表面的至少部分区域突出的第一突起图案。
Description
技术领域
公开涉及一种发光元件、用于制造发光元件的方法以及显示装置。
背景技术
显示装置的重要性随着多媒体的发展正在增加。因此,正在使用诸如有机发光显示(OLED)装置和液晶显示(LCD)装置的各种类型的显示装置。
诸如有机发光显示面板或LCD面板的显示面板是包括在显示装置中以显示图像的器件。在这些显示面板之中,发光元件可以设置为发光显示面板,发光二极管(LED)的示例包括使用有机材料作为荧光材料的有机LED(OLED)和使用无机材料作为荧光材料的无机LED。
使用无机半导体作为荧光材料的无机LED即使在高温环境中也具有耐久性,并且与有机LED相比具有更高的蓝光的效率。在被指出为现有的无机LED元件的限制的制造工艺中,已经开发了使用介电泳(DEP)方法的转移方法。因此,对具有比有机发光二极管的耐久性和效率高的耐久性和效率的无机发光二极管的研究正在不断地进行。
发明内容
技术问题
公开的方面提供了一种发光元件以及用于制造该发光元件的方法,在该发光元件中,两个端表面具有不同的粗糙度并且在端表面上形成图案。
公开的方面提供了包括多个发光元件的显示装置,每个发光元件具有形成在端表面上的不同图案。
应当注意的是,公开的方面不限于此,在这里未提及的其他方面根据以下描述对于本领域普通技术人员而言将是显而易见的。
技术方案
根据公开的实施例,一种发光元件包括:第一半导体层和第二半导体层;活性层,设置在第一半导体层与第二半导体层之间;以及电极层,设置在第二半导体层上并且包括第一表面和面对第一表面且接触第二半导体层的第二表面,其中,电极层的第一表面和第二表面中的至少一个包括从其部分突出的突起图案。
突起图案可以包括:第一突起;第二突起,与第一突起间隔开;以及凹陷,在第一突起和第二突起之间。
第二突起可以围绕第一突起。
突起图案还可以包括与第一突起和第二突起间隔开的第三突起。
第三突起可以形成为围绕第二突起的外表面,并且凹陷可以形成在第二突起与第三突起之间。
第一突起可以包括具有与第二突起的宽度相同的宽度的区域。
第一突起可以包括具有等于第一突起与第二突起之间的距离的宽度的区域。
突起图案可以包括形成在第一表面上的第一突起图案,并且发光元件可以在一个方向上延伸并且包括其上形成第一突起图案的第一端表面和其上形成第一半导体层的表面的第二端表面。
第一端表面和第二端表面可以具有不同的粗糙度。
发光元件还可以包括绝缘膜,绝缘膜至少部分地围绕第一半导体层和第二半导体层的侧表面以及至少活性层的侧表面。
电极层可以包括形成在第二表面上以接触第二半导体层的第二突起图案,并且第二半导体层的接触电极层的第二表面的表面的至少部分可以凹陷以接触第二突起图案的突起。
突起图案也可以形成在第一表面上。
根据公开的实施例,一种用于制造发光元件的方法,所述方法包括以下步骤:设置形成在基底上的半导体结构;以及通过蚀刻半导体结构来形成多个元件棒,每个元件棒包括从上表面的至少部分突出的突起图案,其中,不同的突起图案形成在半导体结构的不同区域中。
所述多个元件棒的形成步骤可以包括:在半导体结构上形成包括彼此间隔开的第一掩模图案的第一图案层;通过沿着彼此间隔开的第一掩模图案之间的区域蚀刻半导体结构来形成半导体晶体;在半导体晶体上形成包括彼此间隔开的第二掩模图案的第二图案层;以及通过沿着其中第二掩模图案彼此间隔开的区域部分地蚀刻半导体晶体的上表面来形成包括突起图案的元件棒。
在形成围绕半导体晶体中的每个的外圆周表面的绝缘膜之后,可以执行第二图案层的形成步骤。
半导体结构可以包括第一区域和与第一区域不同的第二区域,并且所述多个元件棒可以包括形成在第一区域中的第一元件棒和形成在第二区域中的第二元件棒。
在第一图案层中,设置在第一区域中的第一掩模图案和设置在第二区域中的第二掩模图案可以具有相同的形状。
第一元件棒和第二元件棒可以具有相同的直径。
在第二图案层中,设置在第一区域中的第二掩模图案和设置在第二区域中的第二掩模图案可以具有不同的形状。
形成在第一元件棒的上表面上的第一突起图案可以具有与形成在第二元件棒的上表面上的第二突起图案的形状不同的形状。
所述多个元件棒的形成步骤可以包括:在半导体结构上形成包括彼此间隔开的第三掩模图案的第三掩模层,通过沿着其中第三掩模图案彼此间隔开的区域部分地蚀刻半导体结构的上表面来形成突起图案,在半导体结构上形成包括彼此间隔开的第四掩模图案的第四掩模层,以及通过沿着彼此间隔开的第四掩模图案之间的区域蚀刻半导体结构来形成元件棒。
第一区域和第二区域可以具有不同的发光量。
根据公开的实施例,一种显示装置包括:第一电极以及与第一电极间隔开的第二电极;以及至少一个发光元件,设置在第一电极和第二电极之间并且每个发光元件包括形成在端表面上的图案部分,其中,发光元件中的每个包括第一半导体层和第二半导体层;活性层,设置在第一半导体层与第二半导体层之间;以及电极层,设置在第二半导体层上并且包括从表面的至少部分突出的突起图案。
突起图案可以包括:第一突起;第二突起,与第一突起间隔开;以及凹陷,在第一突起和第二突起之间。
第二突起可以围绕第一突起。
发光元件可以包括第一发光元件和第二发光元件,第一发光元件包括第一突起图案,第二发光元件包括不同于第一突起图案的第二突起图案。
包括在第一突起图案中的突起的数量可以不同于包括在第二突起图案中的突起的数量。
包括在第一突起图案中的每个突起的宽度可以不同于包括在第二突起图案中的每个突起的宽度。
发光元件的第一端可以电连接到第一电极,第二端可以电连接到第二电极。
每个发光元件的电极层可以电连接到第一电极,第一半导体层可以电连接到第二电极。
显示装置还可以包括:第一接触电极,接触发光元件的第一端和第一电极;以及第二接触电极,接触发光元件的第二端和第二电极。
第一接触电极可以接触每个发光元件的电极层,并且第二接触电极可以接触第一半导体层。
其他实施例的细节包括在详细描述和附图中。
有益效果
在根据实施例的用于制造发光元件的方法中,可以通过用于蚀刻半导体结构的两个蚀刻工艺来制造具有突起图案的发光元件。发光元件可以包括不同的突起图案,并且可以通过突起图案来识别发光元件在半导体结构中形成的位置。因此,当制造的发光元件的发光特性之间存在差异时,可以通过突起图案来识别发光元件在半导体结构中形成的位置,并且可以控制在这些位置处的发光特性。
根据实施例的显示装置可以包括具有不同突起图案的发光元件以减小发光特性的差异,并且可以具有在每个像素中的均匀的发光特性。
根据实施例的效果不受上面例示的内容的限制,更多的各种效果被包括在本公开中。
附图说明
图1是根据实施例的显示装置的示意性平面图;
图2是根据实施例的显示装置的像素的示意性平面图;
图3是图2的子像素的平面图;
图4是沿着图3的线Xa-Xa'、Xb-Xb'和Xc-Xc'截取的剖视图;
图5是根据实施例的显示装置的部分的剖视图;
图6是根据实施例的发光元件的示意图;
图7是沿着图6的线VI-VI'截取的剖视图;
图8是沿着图3的线VII-VII'截取的剖视图;
图9是示出根据实施例的用于制造发光元件的方法的流程图;
图10至图25是示出根据实施例的制造发光元件的工艺的示意图;
图26至图28是示出根据实施例的第二图案层的形状的平面图;
图29和图30是示出根据实施例的制造发光元件的工艺的部分的剖视图;
图31a和图31b是根据实施例的发光元件的剖视图;
图32是根据实施例的发光元件的示意图;
图33是沿着图32的线VI-VI'截取的剖视图;
图34是根据实施例的显示装置的子像素的平面图;以及
图35是根据实施例的显示装置的像素的平面图。
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。贯穿说明书,相同的附图标记指示相同的组件。
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,将参照附图描述实施例。
图1是根据实施例的显示装置的示意性平面图。
参照图1,显示装置10显示运动图像或静止图像。显示装置10可以指提供显示屏幕的任何电子装置。显示装置10的示例可以包括电视、笔记本计算机、监视器、广告牌、物联网(IoT)、移动电话、智能电话、平板个人计算机(PC)、电子手表、智能手表、手表电话、头戴式显示器、移动通信终端、电子笔记本、电子书、便携式多媒体播放器(PMP)、导航装置、游戏机、数码相机和摄像机,所有这些装置提供显示屏幕。
显示装置10包括提供显示屏幕的显示面板。显示面板的示例可以包括发光二极管显示面板、有机发光显示面板、量子点发光显示面板、等离子体显示面板和场发射显示面板。下面将描述应用发光二极管显示面板作为显示面板的示例的情况,但是公开不限于这种情况,也可以应用其他显示面板,只要相同的技术精神是适用的即可。
显示装置10的形状可以被各种修改。例如,显示装置10可以具有诸如水平长矩形、竖直长矩形、正方形、具有圆角(顶点)的四边形、其他多边形和圆形的各种形状。显示装置10的显示区域DA的形状也可以与显示装置10的整体形状类似。在图1中,显示装置10和显示区域DA具有水平长矩形形状。
显示装置10可以包括显示区域DA和非显示区域NDA。显示区域DA可以是可以显示画面的区域,非显示区域NDA可以是不显示画面的区域。显示区域DA也可以被称为有效区域,非显示区域NDA也可以被称为无效区域。
显示区域DA通常可以占据显示装置10的中心。显示区域DA可以包括多个像素PX。像素PX可以布置在矩阵方向上。在平面图中,像素PX中的每个可以是矩形或正方形。然而,公开不限于此,像素PX中的每个也可以具有菱形形状,菱形形状具有相对于一个方向倾斜的每条边。像素PX中的每个可以通过包括发射特定波段的光的一个或更多个发光元件300来显示特定颜色。
图2是根据实施例的显示装置的像素的示意性平面图。图3是图2的子像素的平面图。
参照图2和图3,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,第三子像素PX3可以发射第三颜色的光。第一颜色可以是蓝色,第二颜色可以是绿色,第三颜色可以是红色。然而,公开不限于此,子像素PXn也可以发射相同颜色的光。另外,尽管在图2中像素PX包括三个子像素PXn,但是公开不限于此,像素PX也可以包括更多个子像素PXn。
显示装置10的每个子像素PXn可以包括被限定为发射区域EMA的区域。第一子像素PX1可以包括第一发射区域EMA1,第二子像素PX2可以包括第二发射区域EMA2,第三子像素PX3可以包括第三发射区域EMA3。发射区域EMA可以被限定为包括在显示装置10中的发光元件300所设置的区域以发射特定波段的光。发光元件300中的每个可以包括活性层330,并且活性层330可以发射特定波段的光而没有方向性。也就是说,从每个发光元件300的活性层330发射的光可以在发光元件300的横向方向上以及朝向发光元件300的两端照射。每个子像素PXn的发射区域EMA可以包括其中设置发光元件300的区域以及与发光元件300相邻并且从发光元件300发射的光从其输出的区域。另外,公开不限于此,发射区域EMA还可以包括从发光元件300发射的光在被其他构件反射或折射之后从其输出的区域。多个发光元件300可以设置在每个子像素PXn中,设置发光元件300的区域以及与该区域相邻的区域可以形成发射区域EMA。
尽管附图中未示出,但是显示装置10的每个子像素PXn可以包括被限定为除了发射区域EMA以外的区域的非发射区域。非发射区域可以是其中没有设置发光元件300且因为从发光元件300发射的光没有到达该区域而没有光从其中输出的区域。
显示装置10的每个子像素PXn可以包括多个电极210和220、发光元件300、多个接触电极260、多个内堤410和420(见图4)、外堤430以及一个或更多个绝缘层510、520和550(见图4)。
电极210和220可以电连接到发光元件300,并且可以接收预定电压,使得发光元件300可以发射特定波段的光。另外,可以利用电极210和220中的每个的至少部分以在子像素PXn中形成电场以使发光元件300对齐。
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可以是针对每个子像素PXn分开的像素电极,第二电极220可以是沿着每个子像素PXn共同连接的公共电极。第一电极210和第二电极220中的任一者可以是发光元件300的阳极,而另一者可以是发光元件300的阴极。然而,公开不限于此,相反也可以是真实的。
第一电极210和第二电极220中的每个可以包括在第一方向DR1上延伸的电极主干部分210S或220S以及在与第一方向DR1相交的第二方向DR2上从电极主干部分210S或220S延伸并分支的至少一个电极分支部分210B或220B。
第一电极210可以包括在第一方向DR1上延伸的第一电极主干部分210S和从第一电极主干部分210S分支并且在第二方向DR2上延伸的至少一个第一电极分支部分210B。
任何一个像素的第一电极主干部分210S可以具有在子像素PXn之间终止并且与邻近的第一电极主干部分210S的端间隔开的两端,但是可以位于与在相同的行中的邻近的子像素(例如,在第一方向DR1上相邻)的第一电极主干部分210S基本相同的直线上。由于分别设置在子像素PXn中的第一电极主干部分210S的两端彼此间隔开,因此不同的电信号可以被传输到每个第一电极分支部分210B,每个第一电极分支部分210B可以被单独地驱动。
第一电极分支部分210B可以从第一电极主干部分210S的至少部分分支,并且在第二方向DR2上延伸以在与面对第一电极主干部分210S的第二电极主干部分220S间隔开的位置处终止。
第二电极220可以包括在第一方向DR1上延伸并且在第二方向DR2上与第一电极主干部分210S间隔开以面对第一电极主干部分210S的第二电极主干部分220S以及从第二电极主干部分220S分支并且在第二方向DR2上延伸的第二电极分支部分220B。第二电极主干部分220S的另一端可以连接到在第一方向DR1上相邻的另一子像素PXn的第二电极主干部分220S。也就是说,与第一电极主干部分210S不同,第二电极主干部分220S可以在第一方向DR1上延伸以与子像素PXn交叉。与子像素PXn交叉的第二电极主干部分220S可以连接到其中设置每个像素PX或子像素PXn的显示区域DA的外围部分或在非显示区域NDA中的一个方向上延伸的部分。
第二电极分支部分220B可以与第一电极分支部分210B间隔开以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间隔开的位置处终止。在每个子像素PXn中,第二电极分支部分220B可以连接到第二电极主干部分220S,并且在延伸方向上的一端可以与第一电极主干部分210S间隔开。
第一电极210和第二电极220可以分别通过接触孔(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10的电路元件层PAL(见图4)。在附图中,第一电极接触孔CNTD形成在每个子像素PXn的第一电极主干部分210S中,仅一个第二电极接触孔CNTS形成在穿越子像素PXn的一个第二电极主干部分220S中。然而,公开不限于此。在一些情况下,第二电极接触孔CNTS也可以形成在每个子像素PXn中。
尽管在附图中两个第一电极分支部分210B设置在每个子像素PXn中,并且一个第二电极分支部分220B设置在两个第一电极分支部分210B之间,但是公开不限于此。另外,第一电极210和第二电极220可以不必在一个方向上延伸,也可以设置为各种结构。例如,第一电极210和第二电极220可以部分地弯曲或弯折,或者第一电极210和第二电极220中的任何一者可以围绕另一电极。设置第一电极210和第二电极220的结构或形状没有特别地限制,只要第一电极210和第二电极220至少部分地间隔开以彼此面对使得可以在第一电极210和第二电极220之间形成其中将要设置发光元件300的空间。
另外,在一些实施例中,可以分别从第一电极210和第二电极220中省略电极主干部分210S和220S。在每个子像素PXn中,第一电极210和第二电极220可以仅在一个方向上延伸并且可以彼此间隔开。这将参考另一实施例来描述。
堤410、420和430可以包括设置在子像素PXn之间的边界处的外堤430以及分别与每个子像素PXn的中心相邻并且在电极210和220下方设置的内堤410和420。尽管在附图中未示出内堤410和420,但是第一内堤410和第二内堤420可以分别设置在第一电极分支部分210B和第二电极分支部分220B下方。这些将稍后参考其他附图来描述。
外堤430可以设置在子像素PXn之间的边界处。多个第一电极主干部分210S的相应端可以通过外堤430彼此间隔开。外堤430可以在第二方向DR2上延伸以位于在第一方向DR1上布置的子像素PXn之间的边界处。然而,公开不限于此,外堤430也可以在第一方向DR1上延伸以位于在第二方向DR2上布置的子像素PXn之间的边界处。外堤430可以包括与内堤410和420相同的材料,并且可以在一个工艺中与内堤410和420同时形成。
发光元件300可以设置在第一电极210与第二电极220之间。每个发光元件300的一端可以电连接到第一电极210,另一端可以电连接到第二电极220。发光元件300可以通过稍后将描述的接触电极260分别电连接到第一电极210和第二电极220。
发光元件300可以彼此间隔开,并且可以基本彼此平行地对齐。发光元件300之间的间隙没有特别的限制。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,并且多个其他的发光元件300可以在距上述组一定距离处形成组,或者可以在具有不均匀密度的方向上定位和对齐。另外,在实施例中,发光元件300可以在一个方向上延伸,每个电极(例如,第一电极分支部分210B和第二电极分支部分220B)沿其延伸的方向和发光元件300沿其延伸的方向可以基本彼此垂直。然而,公开不限于此,发光元件300也可以在相对于第一电极分支部分210B和第二电极分支部分220B沿其延伸的方向不垂直而倾斜的方向上延伸。
根据实施例的发光元件300可以包括包含不同材料的活性层330,以将不同波段的光发射到外部。根据实施例的显示装置10可以包括发射不同波段的光的发光元件300。在显示装置10中,设置在子像素PXn中的发光元件300可以包括具有相同结构但发射不同光的活性层330。第一子像素PX1的发光元件300可以包括发射其中心波段为第一波长的第一光L1的活性层330。第二子像素PX2的发光元件300可以包括发射其中心波段为第二波长的第二光L2的活性层330。第三子像素PX3的发光元件300可以包括发射其中心波段为第三波长的第三光L3的活性层330。
因此,可以从第一子像素PX1发射第一光L1,可以从第二子像素PX2发射第二光L2,可以从第三子像素PX3发射第三光L3。在一些实施例中,第一光L1可以是其中心波段在450nm至495nm的范围内的蓝光,第二光L2可以是其中心波段在495nm至570nm的范围内的绿光,第三光L3可以是其中心波段在620nm至752nm的范围内的红光。
然而,公开不限于此。第一光L1、第二光L2和第三光L3可以是不同颜色的光或相同颜色的光,并且第一光L1、第二光L2和第三光L3的中心波段也可以与上述范围不同。另外,在某些情况下,第一子像素PX1、第二子像素PX2及第三子像素PX3可以包括相同类型的发光元件300,以发射基本相同颜色的光。
如附图中所示,设置在每个子像素PXn中的发光元件300可以包括设置在第一电极分支部分210B与第二电极分支部分220B之间的第一发光元件301、第二发光元件302和第三发光元件303。制造发光元件300的工艺可以包括在一个方向上蚀刻形成在下基底1000(见图10)上的半导体结构3000(见图11)。半导体结构3000可以包括根据位置具有不同成分的活性层3300,从活性层3300发射的光的波段可以存在差异。为了使从发光元件300发射的光之间的差异最小化,可以需要根据半导体结构3000中的位置来控制活性层3300的成分比。
根据实施例的用于制造发光元件300的方法可以包括根据活性层3300中的位置形成不同的图案。因此,制造的发光元件300可以包括在其端表面上的不同的图案,并且可以通过图案来识别发光元件300在半导体结构3000中形成的位置。为了调节从一些发光元件300发射的光的发射特性,可以通过发光元件300的图案来调节在半导体结构3000中的特定位置处的成分比。根据实施例的显示装置10可以包括具有不同图案的发光元件300,例如,第一发光元件301、第二发光元件302和第三发光元件303。稍后将描述发光元件300的图案。
尽管未在图2和图3中示出,但是显示装置10可以包括至少部分地覆盖第一电极210和第二电极220的第二绝缘层510。
第二绝缘层510可以设置在显示装置10的每个子像素PXn中。第二绝缘层510可以基本完全覆盖每个子像素PXn,也可以延伸到其他邻近的子像素PXn。第二绝缘层510可以至少部分地覆盖第一电极210和第二电极220。尽管未在图2和图3中示出,但是第二绝缘层510可以设置为部分地暴露第一电极210和第二电极220,具体地,部分地暴露第一电极分支部分210B和第二电极分支部分220B。
接触电极260中的每个的至少部分可以在一个方向上延伸。接触电极260可以接触发光元件300以及电极210和220,发光元件300可以通过接触电极260从第一电极210和第二电极220接收电信号。
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可以分别设置在第一电极分支部分210B和第二电极分支部分220B上。
第一接触电极261可以设置在第一电极210或第一电极分支部分210B上以在第二方向DR2上延伸。第一接触电极261可以接触发光元件300中的每个的一端。另外,第一接触电极261可以接触在第一电极210上没有设置第二绝缘层510而暴露的第一电极210。因此,发光元件300可以通过第一接触电极261电连接到第一电极210。
第二接触电极262可以设置在第二电极220或第二电极分支部分220B上以在第二方向DR2上延伸。第二接触电极262可以在第一方向DR1上与第一接触电极261间隔开。第二接触电极262可以接触发光元件300中的每个的另一端。另外,第二接触电极262可以接触在第二电极220上没有设置第二绝缘层510而暴露的第二电极220。因此,发光元件300可以通过第二接触电极262电连接到第二电极220。尽管在附图中两个第一接触电极261和一个第二接触电极262设置在一个子像素PXn中,但是公开不限于此。第一接触电极261和第二接触电极262的数量可以根据设置在每个子像素PXn中的第一电极210和第二电极220的数量或者第一电极分支部分210B和第二电极分支部分220B的数量而变化。
在一些实施例中,在一个方向上测量的第一接触电极261和第二接触电极262的宽度可以分别大于在该方向上测量的第一电极210和第二电极220的宽度或者第一电极分支部分210B和第二电极分支部分220B的宽度。第一接触电极261和第二接触电极262中的每个可以覆盖第一电极210或第二电极220的侧面或者第一电极分支部分210B或第二电极分支部分220B的侧面。然而,公开不限于此。在一些情况下,第一接触电极261和第二接触电极262中的每个可以仅覆盖第一电极分支部分210B或第二电极分支部分220B的一侧。
除了第二绝缘层510之外,显示装置10可以包括位于电极210和220中的每个下方的电路元件层PAL以及至少部分地覆盖每个电极210或220和发光元件300的第三绝缘层520(见图4)和钝化层550(见图4)。现在,将参照图4详细描述显示装置10的结构。
图4是沿着图3的线Xa-Xa'、Xb-Xb'和Xc-Xc'截取的剖视图。
图4示出了仅第一子像素PX1的剖面,但是相同的图示可以应用于其他像素PX或子像素PXn。图4示出横跨设置在第一子像素PX1中的发光元件300的一端和另一端的剖面。
结合图2和图3参照图4,显示装置10可以包括电路元件层PAL和发光层EML。电路元件层PAL可以包括基底110、缓冲层115、光阻挡层BML、第一晶体管120和第二晶体管140等。发光层EML可以包括设置在第一晶体管120和第二晶体管140上的多个电极210和220、发光元件300、多个绝缘层510、520和550等。
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,但也可以是可以弯折、折叠、卷曲等的柔性基底。
光阻挡层BML可以设置在基底110上。光阻挡层BML可以包括第一光阻挡层BML1和第二光阻挡层BML2。第一光阻挡层BML1可以电连接到稍后将描述的第一晶体管120的第一漏电极123。第二光阻挡层BML2可以电连接到第二晶体管140的第二漏电极143。
第一光阻挡层BML1和第二光阻挡层BML2分别与第一晶体管120的第一有源材料层126和第二晶体管140的第二有源材料层146叠置。第一光阻挡层BML1和第二光阻挡层BML2可以包括光阻挡材料以防止光进入第一有源材料层126和第二有源材料层146。例如,第一光阻挡层BML1和第二光阻挡层BML2可以由阻挡光的透射的不透明金属材料制成。然而,公开不限于此。在一些情况下,可以省略光阻挡层BML。
缓冲层115设置在光阻挡层BML和基底110上。缓冲层115可以完全覆盖基底110和光阻挡层BML。缓冲层115可以防止杂质离子的扩散,防止湿气或外部空气的渗透,并且执行表面平坦化功能。另外,缓冲层115可以使光阻挡层BML与第一有源材料层126和第二有源材料层146彼此绝缘。
半导体层设置在缓冲层115上。半导体层可以包括第一晶体管120的第一有源材料层126、第二晶体管140的第二有源材料层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等。
第一有源材料层126可以包括第一掺杂区126a、第二掺杂区126b和第一沟道区126c。第一沟道区126c可以设置在第一掺杂区126a与第二掺杂区126b之间。第二有源材料层146可以包括第三掺杂区146a、第四掺杂区146b和第二沟道区146c。第二沟道区146c可以设置在第三掺杂区146a与第四掺杂区146b之间。第一有源材料层126和第二有源材料层146可以包括多晶硅。多晶硅可以通过使非晶硅晶化而形成。结晶方法的示例可以包括(但不限于)快速热退火(RTA)法、固相结晶(SPC)法、准分子激光退火(ELA)法、金属诱导结晶(MILC)法和顺序横向固化(SLS)法。可选择地,第一有源材料层126和第二有源材料层146可以包括单晶硅、低温多晶硅、非晶硅等。第一掺杂区126a、第二掺杂区126b、第三掺杂区146a和第四掺杂区146b可以是(但不限于)第一有源材料层126和第二有源材料层146的掺杂有杂质的区域。
然而,第一有源材料层126和第二有源材料层146不必限于上述描述。在实施例中,第一有源材料层126和第二有源材料层146可以包括氧化物半导体。在这种情况下,第一掺杂区126a和第三掺杂区146a可以是第一导电区,第二掺杂区126b和第四掺杂区146b可以是第二导电区。当第一有源材料层126和第二有源材料层146包括氧化物半导体时,氧化物半导体可以是包括铟(In)的氧化物半导体。在一些实施例中,氧化物半导体可以是(但不限于)氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟镓(IGO)、氧化铟锌锡(IZTO)、氧化铟镓锡(IGTO)或氧化铟镓锌锡(IGZTO)。
第一栅极绝缘层150设置在半导体层上。第一栅极绝缘层150可以完全覆盖缓冲层115以及半导体层。第一栅极绝缘层150可以用作第一晶体管120和第二晶体管140中的每个的栅极绝缘层。
第一导电层设置在第一栅极绝缘层150上。设置在第一栅极绝缘层150上的第一导电层可以包括设置在第一晶体管120的第一有源材料层126上的第一栅电极121、设置在第二晶体管140的第二有源材料层146上的第二栅电极141和设置在辅助层163上的电源布线161。第一栅电极121可以与第一有源材料层126的第一沟道区126c叠置,第二栅电极141可以与第二有源材料层146的第二沟道区146c叠置。
层间绝缘膜170设置在第一导电层上。层间绝缘膜170可以用作在第一导电层与设置在第一导电层上的其他层之间的绝缘膜。另外,层间绝缘膜170可以包括有机绝缘材料并且执行表面平坦化功能。
第二导电层设置在层间绝缘膜170上。第二导电层包括第一晶体管120的第一漏电极123和第一源电极124、第二晶体管140的第二漏电极143和第二源电极144以及设置在电源布线161上的电源电极162。
第一漏电极123和第一源电极124可以通过穿过层间绝缘膜170和第一栅极绝缘层150的接触孔分别接触第一有源材料层126的第一掺杂区126a和第二掺杂区126b。第二漏电极143和第二源电极144可以通过穿过层间绝缘膜170和第一栅极绝缘层150的接触孔分别接触第二有源材料层146的第三掺杂区146a和第四掺杂区146b。另外,第一漏电极123和第二漏电极143可以通过其他接触孔分别电连接到第一光阻挡层BML1和第二光阻挡层BML2。
第一绝缘层200设置在第二导电层上。第一绝缘层200可以包括有机绝缘材料并且执行表面平坦化功能。
内堤410和420、外堤430、电极210和220以及发光元件300可以设置在第一绝缘层200上。
堤410、420和430可以包括在每个子像素PXn中彼此间隔开的内堤410和420以及设置在邻近的子像素PXn之间的边界处的外堤430。
外堤430可以在第二方向DR2上延伸以位于在第一方向DR1上布置的子像素PXn之间的边界处。然而,公开不限于此,外堤430也可以在第一方向DR1上延伸以位于在第二方向DR2上布置的子像素PXn之间的边界处。也就是说,外堤430可以限定每个子像素PXn的边界。
当在显示装置10的制造期间使用喷墨印刷装置喷射其中分散有发光元件300的墨时,外堤430可以防止墨溢出每个子像素PXn的边界。外堤430可以使其中针对不同的子像素PXn分散有不同的发光元件300的墨分开,使得墨彼此不混合。然而,公开不限于此。
内堤410和420可以包括与每个子像素PXn的中心相邻设置的第一内堤410和第二内堤420。
第一内堤410和第二内堤420间隔开以彼此面对。第一电极210可以设置在第一内堤410上,第二电极220可以设置在第二内堤420上。从图3和图4中可以理解的是,第一电极分支部分210B设置在第一内堤410上,第二电极分支部分220B设置在第二内堤420上。
第一内堤410和第二内堤420可以在每个子像素PXn中在第二方向DR2上延伸。尽管附图中未示出,但是第一内堤410和第二内堤420可以在第二方向DR2上朝向在第二方向DR2上邻近的子像素PXn延伸。然而,公开不限于此,第一内堤410和第二内堤420可以设置在每个子像素PXn中以在整个显示装置10中形成图案。堤410、420和430可以包括(但不限于)聚酰亚胺(PI)。
第一内堤410和第二内堤420中的每个的至少部分可以从第一绝缘层200突出。第一内堤410和第二内堤420中的每个可以从其中设置发光元件300的平面向上突出,并且突出部分可至少部分地倾斜。第一内堤410和第二内堤420中的每个的突出形状不受特别地限制。由于从第一绝缘层200突出的内堤410和420具有倾斜的侧表面,因此从发光元件300发射的光可以被内堤410和420的倾斜的侧表面反射。如稍后将描述的,当设置在内堤410和420上的电极210和220包括具有高反射率的材料时,从发光元件300发射的光可以被位于内堤410和420的倾斜的侧表面上的电极210和220反射,以在第一绝缘层200上方向上行进。
如上所述,堤410、420和430可以包括相同的材料,并且可以在相同的工艺中形成。然而,外堤430设置在每个子像素PXn的边界处以形成网格图案,内堤410和420设置在每个子像素PXn中以在一个方向上延伸。另外,外堤430在喷墨工艺中将邻近的子像素PXn分开并且防止墨溢出到相邻的子像素PXn,内堤410和420在每个子像素PXn中具有突出结构以用作将从发光元件300发射的光向上反射到第一绝缘层200上方的反射阻障件。然而,公开不限于此。
电极210和220可以设置在第一绝缘层200和内堤410和420上。如上所述,电极210和220中的每个包括电极主干部分210S或220S和电极分支部分210B或220B。图3的线Xa-Xa'是与第一电极主干部分210S交叉的线,图3的线Xb-Xb'是与第一电极分支部分210B和第二电极分支部分220B交叉的线,图3的线Xc-Xc'是与第二电极主干部分220S交叉的线。也就是说,可以理解的是,设置在图4的区域Xa-Xa'中的第一电极210是第一电极主干部分210S,设置在图4的区域Xb-Xb'中的第一电极210和第二电极220分别是第一电极分支部分210B和第二电极分支部分220B,设置在图4的区域Xc-Xc'中的第二电极220是第二电极主干部分220S。电极主干部分210S和220S以及电极分支部分210B和220B可以分别形成第一电极210和第二电极220。
第一电极210和第二电极220中的每个可以具有设置在第一绝缘层200上的部分和设置在第一内堤410或第二内堤420上的部分。如上所述,第一电极210的第一电极主干部分210S和第二电极220的第二电极主干部分220S可以在第一方向DR1上延伸,第一内堤410和第二内堤420可以在第二方向DR2上延伸,以同样位于在第二方向DR2上邻近的子像素PXn中。尽管未在附图中示出,但是在第一方向DR1上延伸的第一电极210的第一电极主干部分210S和第二电极220的第二电极主干部分220S可以与第一内堤410和第二内堤420部分地叠置。然而,公开不限于此,第一电极主干部分210S和第二电极主干部分220S也可以不与第一内堤410和第二内堤420叠置。
穿过第一绝缘层200以暴露第一晶体管120的第一漏电极123的部分的第一电极接触孔CNDT可以形成在第一电极210的第一电极主干部分210S中。第一电极210可以通过第一电极接触孔CNTD接触第一漏电极123。第一电极210可以电连接到第一晶体管120的第一漏电极123以接收预定的电信号。
第二电极220的第二电极主干部分220S可以在一个方向上延伸以也位于其中未设置发光元件300的非发射区域中。穿过第一绝缘层200以暴露电源电极162的部分的第二电极接触孔CNTS可以形成在第二电极主干部分220S中。第二电极220可以通过第二电极接触孔CNTS接触电源电极162。第二电极220可以电连接到电源电极162以从电源电极162接收预定的电信号。
第一电极210和第二电极220的部分(例如,第一电极分支部分210B和第二电极分支部分220B)可以分别设置在第一内堤410和第二内堤420上。第一电极210的第一电极分支部分210B可以覆盖第一内堤410,第二电极220的第二电极分支部分220B可以覆盖第二内堤420。由于第一内堤410和第二内堤420在每个子像素PXn的中心彼此间隔开,因此第一电极分支部分210B和第二电极分支部分220B也可以彼此间隔开。多个发光元件300可以设置在第一电极210与第二电极220之间的区域中,即,在其中第一电极分支部分210B和第二电极分支部分220B间隔开以彼此面对的空间中。
电极210和220中的每个可以包括透明导电材料。例如,电极210和220中的每个可以包括诸如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)或氧化铟锡锌(ITZO)的材料。然而,公开不限于此。在一些实施例中,电极210和220中的每个可以包括具有高反射率的导电材料。例如,电极210和220中的每个可以包括诸如银(Ag)、铜(Cu)或铝(Al)的金属作为具有高反射率的材料。在这种情况下,电极210和220中的每个可以将入射光在每个子像素PXn的向上方向上反射。
另外,电极210和220中的每个可以具有其中透明导电材料和具有高反射率的金属层各自以一层或更多层堆叠或者可以形成为包括它们的单层的结构。在实施例中,电极210和220中的每个可以具有ITO/Ag/ITO/IZO的堆叠结构,或者可以是包括铝(Al)、镍(Ni)、镧(La)等的合金。然而,公开不限于此。
第二绝缘层510设置在第一绝缘层200、第一电极210和第二电极220上。第二绝缘层510部分地覆盖第一电极210和第二电极220。第二绝缘层510可以覆盖第一电极210和第二电极220的上表面的大部分,但是可以部分地暴露第一电极210和第二电极220。第二绝缘层510可以部分地暴露第一电极210和第二电极220的上表面,例如,部分地暴露设置在第一内堤410上的第一电极分支部分210B的上表面和设置在第二内堤420上的第二电极分支部分220B的上表面。也就是说,第二绝缘层510可以基本完全形成在第一绝缘层200上,但是可以包括部分地暴露第一电极210和第二电极220的开口。第二绝缘层510的开口可以定位为暴露第一电极210和第二电极220的相对平坦的上表面。
在实施例中,第二绝缘层510可以是台阶式的,使得第二绝缘层510的上表面的部分在第一电极210与第二电极220之间凹陷。在一些实施例中,第二绝缘层510可以包括无机绝缘材料,并且设置为覆盖第一电极210和第二电极220的第二绝缘层510的上表面的部分可以由于通过设置在第二绝缘层510下方的构件形成的台阶而凹陷。设置在第一电极210与第二电极220之间的第二绝缘层510上的发光元件300可以与第二绝缘层510的凹陷的上表面形成空的空间。发光元件300可以与第二绝缘层510的上表面部分地间隔开,并且空的空间可以填充有形成稍后将描述的第三绝缘层520的材料。
然而,公开不限于此。第二绝缘层510也可以形成平坦的上表面,以使发光元件300可以设置在平坦的上表面上。该上表面可以在朝向第一电极210和第二电极220的方向上延伸,并且可以在第一电极210和第二电极220的倾斜的侧表面上终止。也就是说,第二绝缘层510可以设置在电极210和220分别与第一内堤410和第二内堤420的倾斜的侧表面叠置的区域中。稍后将描述的接触电极260可以接触第一电极210和第二电极220的暴露的区域,并且可以平滑地接触在第二绝缘层510的平坦的上表面上的发光元件300的端部。
第二绝缘层510可以保护第一电极210和第二电极220同时使第一电极210和第二电极220彼此绝缘。另外,第二绝缘层510可以防止设置在第二绝缘层510上的发光元件300直接接触其他构件而因此被损坏。然而,第二绝缘层510的形状和结构不限于此。
发光元件300可以设置在电极210与220之间的第二绝缘层510上。例如,至少一个发光元件300可以设置在电极分支部分210B和220B之间设置的第二绝缘层510上。然而,公开不限于此。尽管未在附图中示出,但是设置在每个子像素PXn中的发光元件300中的至少一些也可以设置在除了电极分支部分210B和220B之间的区域之外的区域中。另外,发光元件300可以设置在每个发光元件300的部分与电极210和220叠置的位置处。发光元件300可以设置在第一电极分支部分210B和第二电极分支部分220B的彼此面对的相应端上,并且可以分别通过接触电极260电连接到电极210和220。
在每个发光元件300中,可以在与第一绝缘层200水平的方向上设置多个层。根据实施例的显示装置10的发光元件300中的每个可以在一个方向上延伸,并且可以具有其中多个半导体层在所述一个方向上顺序地设置的结构。如稍后将描述的,发光元件300中的每个可以包括沿着一个方向顺序地设置的第一半导体层310、活性层330、第二半导体层320和电极层370,并且绝缘膜380可以围绕上述层的外表面。其中设置在显示装置10中的发光元件300沿其延伸的方向可以平行于第一绝缘层200,包括在发光元件300中的每个中的半导体层可以沿着平行于第一绝缘层200的上表面的方向顺序地设置。然而,公开不限于此。在一些情况下,当发光元件300具有不同的结构时,所述多个层可以设置在垂直于第一绝缘层200的方向上。
另外,发光元件300中的每个的一端可以接触第一接触电极261,另一端可以接触第二接触电极262。根据实施例,绝缘膜380可以不形成在每个发光元件300的在发光元件300的延伸方向上的端表面上,从而暴露端表面。因此,发光元件300中的每个的暴露区域可以接触稍后将描述的第一接触电极261和第二接触电极262。然而,公开不限于此。在某些情况下,可以去除每个发光元件300的绝缘膜380的至少部分,可以去除绝缘膜380以使发光元件300的两端的侧表面的部分地暴露。在制造显示装置10的工艺中形成覆盖每个发光元件300的外表面的第三绝缘层520的操作中,可以部分地去除绝缘膜380。每个发光元件300的暴露的侧表面可以接触第一接触电极261和第二接触电极262。然而,公开不限于此。
第三绝缘层520可以设置在第一电极210与第二电极220之间设置的每个发光元件300的部分上。第三绝缘层520可以部分地覆盖每个发光元件300的外表面。在制造显示装置10的工艺中,第三绝缘层520可以在固定发光元件300的同时保护发光元件300。另外,在实施例中,第三绝缘层520的材料的部分可以设置在发光元件300的下表面与第二绝缘层510之间。如上所述,在制造显示装置10的工艺期间,可以形成第三绝缘层520以填充第二绝缘层510与形成的每个发光元件300之间的空间。因此,第三绝缘层520可以形成为覆盖每个发光元件300的外表面。然而,公开不限于此。
在平面图中,第三绝缘层520可以在第一电极分支部分210B与第二电极分支部分220B之间在第二方向DR2上延伸。例如,设置在第一绝缘层200上的第三绝缘层520在平面图中可以具有岛形状或线性形状。根据实施例,第三绝缘层520可以设置在发光元件300上。
第一接触电极261和第二接触电极262中的每个设置在电极210或220以及第三绝缘层520上。第一接触电极261和第二接触电极262可以在第三绝缘层520上彼此间隔开。第三绝缘层520可以使第一接触电极261和第二接触电极262彼此绝缘,以防止它们彼此直接接触。
如上所述,第一接触电极261和第二接触电极262在平面图中可以在第二方向DR2上延伸,并且可以在第一方向DR1上彼此间隔开。第一接触电极261和第二接触电极262中的每个可以接触每个发光元件300的至少一端,并且可以电连接到第一电极210或第二电极220以接收电信号。
第一接触电极261可以接触在第一内堤410上的第一电极210的暴露区域,第二接触电极262可以接触在第二内堤420上的第二电极220的暴露区域。第一接触电极261和第二接触电极262可以将从每个电极210或220接收的电信号发送到发光元件300。
接触电极260可以包括诸如ITO、IZO、ITZO或铝(Al)的导电材料。然而,公开不限于此。
钝化层550可以设置在接触电极260和第三绝缘层520上。钝化层550可以用于保护设置在第一绝缘层200上的构件免受外部环境的影响。
上述第二绝缘层510、第三绝缘层520和钝化层550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,第二绝缘层510、第三绝缘层520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)的无机绝缘材料。可选择地,第二绝缘层510、第三绝缘层520和钝化层550可以包括诸如丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、不饱和聚酯树脂、聚苯撑树脂、聚苯硫醚树脂、苯并环丁烯、卡多树脂、硅氧烷树脂、倍半硅氧烷树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯-聚碳酸酯合成树脂的有机绝缘材料。然而,公开不限于此。
显示装置10可以包括大量的绝缘层。根据实施例,显示装置10还可以包括设置为保护第一接触电极261的第四绝缘层530。
图5是根据实施例的显示装置的部分的剖视图。
参照图5,根据实施例的显示装置10还可以包括设置在第一接触电极261上的第四绝缘层530。根据当前实施例的显示装置10与图4的显示装置10的不同之处在于:根据当前实施例的显示装置10还包括第四绝缘层530,因此第二接触电极262的至少部分设置在第四绝缘层530上。因此,将省略任何冗余的描述,下面将主要描述差异。
图5的显示装置10可以包括设置在第一接触电极261上并且使第一接触电极261和第二接触电极262彼此电绝缘的第四绝缘层530。第四绝缘层530可以覆盖第一接触电极261但是可以与每个发光元件300的部分不叠置使得发光元件300可以连接到第二接触电极262。第四绝缘层530可以设置在第三绝缘层520的上表面上,以部分地接触第一接触电极261和第三绝缘层520。第四绝缘层530可以覆盖在第三绝缘层520上的第一接触电极261的一端。因此,第四绝缘层530可以在使第一接触电极261与第二接触电极262电绝缘的同时保护第一接触电极261。
第四绝缘层530的在设置第二接触电极262的方向上的侧表面可以与第三绝缘层520的侧表面对齐。然而,公开不限于此。在一些实施例中,第四绝缘层530可以包括无机绝缘材料(类似第二绝缘层510)。
第一接触电极261可以设置在第一电极210与第四绝缘层530之间,第二接触电极262可以设置在第四绝缘层530上。第二接触电极262可以部分地接触第二绝缘层510、第三绝缘层520、第四绝缘层530、第二电极220和发光元件300。第二接触电极262在设置第一电极210的方向上的一端可以设置在第四绝缘层530上。
钝化层550可以设置在第四绝缘层530和第二接触电极262上以保护第四绝缘层530和第二接触电极262。下面将省略冗余的描述。
如上所述,根据实施例的显示装置10可以包括发光元件300,每个发光元件300具有形成在其端表面上的图案。显示装置10可以包括具有不同图案的多个发光元件300,例如,第一发光元件301、第二发光元件302和第三发光元件303。第一发光元件301、第二发光元件302和第三发光元件303中的每个包括形成在其端表面上的图案部分370P。可以通过形成在发光元件300上的图案部分370P来识别在半导体结构3000中的哪个位置处制造每个发光元件300。现在将参考其他附图详细描述根据实施例的发光元件300。
图6是根据实施例的发光元件的示意图。图7是沿着图6的线VI-VI'截取的剖视图。
发光元件300可以是发光二极管。具体地,发光元件300可以是具有微米或纳米的尺寸并且由无机材料制成的无机发光二极管。当在彼此面对的两个电极之间的特定方向上形成电场时,无机发光二极管可以在其中形成极性的两个电极之间对齐。发光元件300可以通过在形成电极上的电场而在两个电极之间对齐。
根据实施例的发光元件300可以在一个方向上延伸。发光元件300可以像棒、线或管等一样成形。在实施例中,发光元件300可以像圆柱体或棒一样成形。然而,发光元件300的形状不限于此,发光元件300也可以具有各种形状,各种形状包括诸如立方体、长方体和六角棱柱的多边形棱柱以及在一个方向上延伸并且具有部分地倾斜的外表面的形状。稍后将描述的发光元件300中包括的多个半导体可以沿着一个方向顺序地设置或堆叠。
发光元件300可以包括掺杂有任何导电类型(例如,p型或n型)的杂质的半导体层。半导体层可以从外部电源接收电信号并且发射特定波段的光。
根据实施例的发光元件300可以发射特定波段的光。在实施例中,活性层330可以发射其中心波段在450nm至495nm的范围内的蓝光。然而,蓝光的中心波段不限于上述范围,并且应当被理解为包括在公开所属领域中可以被认为是蓝色的所有波长范围。另外,从发光元件300的活性层330发射的光不限于蓝光,还可以是其中心波段在495nm至570nm范围内的绿光或者其中心波段在620nm至750nm范围内的红光。下面将描述发射蓝光的发光元件300作为示例。
参照图6和图7,发光元件300可以包括第一半导体层310、第二半导体层320、活性层330、电极层370和绝缘膜380。
第一半导体层310可以是n型半导体。在示例中,当发光元件300发射蓝色波段的光时,第一半导体层310可以包括具有化学式AlxGayIn1-x-yN(0≤x≤1、0≤y≤1、0≤x+y≤1)的半导体材料,例如,n型掺杂的AlGaInN、GaN、AlGaN、InGaN、AlN和InN中的任何一种或更多种。第一半导体层310可以掺杂有n型掺杂剂,例如,n型掺杂剂可以是Si、Ge或Sn。在实施例中,第一半导体层310可以是掺杂有n型Si的n-GaN。第一半导体层310的长度可以在(但不限于)1.5μm至5μm的范围内。
第二半导体层320设置在稍后将描述的活性层330上。第二半导体层320可以是p型半导体。在示例中,当发光元件300发射蓝色波段或绿色波段的光时,第二半导体层320可以包括具有化学式AlxGayIn1-x-yN(0≤x≤1、0≤y≤1、0≤x+y≤1)的半导体材料,例如,p型掺杂的AlGaInN、GaN、AlGaN、InGaN、AlN和InN中的任何一种或更多种。第二半导体层320可以掺杂有p型掺杂剂,例如,p型掺杂剂可以是Mg、Zn、Ca、Se或Ba。在实施例中,第二半导体层320可以是掺杂有p型Mg的p-GaN。第二半导体层320的长度可以在(但不限于)0.05μm至0.10μm的范围内。
尽管在附图中第一半导体层310和第二半导体层320中的每个由一个层组成,但是公开不限于此。根据一些实施例,第一半导体层310和第二半导体层320中的每个可以包括更多层,例如,根据活性层330的材料,还可以包括包覆层或拉伸应变势垒减小层。这将在稍后参照其他附图来描述。
活性层330设置在第一半导体层310与第二半导体层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,活性层330可以具有其中多个量子层和多个阱层交替堆叠的结构。活性层330可以根据通过第一半导体层310和第二半导体层320接收的电信号而通过电子-空穴对的组合来发射光。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或AlGaInN的材料。特别地,当活性层330具有其中量子层和阱层交替堆叠的多量子阱结构时,量子层可以包括诸如AlGaN或AlGaInN的材料,阱层可以包括诸如GaN或AlInN的材料。在实施例中,活性层330可以包括作为量子层的AlGaInN和作为阱层的AlInN,以发射如上所述的其中心波段在450nm至495nm的范围内的蓝光。
然而,公开不限于此,活性层330也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堆叠的结构,或者根据活性层330发射的光的波段而可以包括不同的第3族至第5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,活性层330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(但不限于)0.05μm至0.10μm的范围内。
从活性层330发射的光不仅可以在纵向方向上照射到发光元件300的外表面,而且可以照射到两个侧表面。从活性层330发射的光的方向不限于一个方向。
电极层370可以是欧姆接触电极。然而,公开不限于此,电极层370也可以是肖特基接触电极。发光元件300也可以包括至少一个电极层370。尽管在图6中发光元件300包括一个电极层370,但是公开不限于此。在一些情况下,发光元件300可以包括更多个电极层370,或者可以省略电极层370。即使电极层370的数量改变或者还包括其他结构,发光元件300的以下描述也可以同样应用。
当发光元件300电连接到根据实施例的显示装置10中的电极或接触电极时,电极层370可以减小发光元件300与电极或接触电极之间的电阻。电极层370可以包括导电金属。例如,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)中的至少任何一种。另外,电极层370可以包括n型掺杂或p型掺杂的半导体材料。电极层370可以包括相同的材料或不同的材料,但是公开不限于此。
绝缘膜380围绕上述半导体层和电极层的外表面。在实施例中,绝缘膜380可以围绕至少活性层330的外表面,并且在发光元件300沿其延伸的方向上延伸。绝缘膜380可以保护以上构件。例如,绝缘膜380可以围绕以上构件的侧表面,但是可以使发光元件300的两端在纵向方向上暴露。
在附图中,绝缘膜380在发光元件300的纵向方向上延伸以从第一半导体层310的侧表面覆盖到电极层370的侧表面。然而,公开不限于此,绝缘膜380也可以覆盖仅一些半导体层以及活性层330的外表面,或者可以覆盖电极层370的外表面的仅部分以部分地暴露电极层370的外表面。另外,在与发光元件300的至少一端相邻的区域中,绝缘膜380的上表面可以在剖面中是圆形的。
绝缘膜380的厚度可以在(但不限于)10nm至1.0μm的范围内。绝缘膜380的厚度可以优选为约40nm。
绝缘膜380可以包括具有诸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)、氮化铝(AlN)或氧化铝(Al2O3)的绝缘性质的材料。因此,绝缘膜380可以防止当活性层330直接接触电信号通过其传输到发光元件300的电极时可能发生的电短路。另外,绝缘膜380可以通过保护包括活性层330的发光元件300的外表面来防止发光效率的降低。
另外,在一些实施例中,可以处理绝缘膜380的外表面。在制造显示装置10时,发光元件300可以在发光元件300分散在预定的墨中的状态下被喷射在电极上然后可以对齐。这里,绝缘膜380的表面可以被疏水处理或亲水处理,使得发光元件300在墨中与其他相邻的发光元件300保持分开而不与它们聚集。
发光元件300的长度h可以在1μm至10μm或2μm至6μm的范围内,并且可以优选为在3μm至5μm的范围内。另外,发光元件300的直径可以在300nm至700nm的范围内,并且发光元件300的纵横比可以为1.2至100。然而,公开不限于此,显示装置10中包括的多个发光元件300也可以根据活性层330的成分的差异而具有不同的直径。发光元件300的直径可以优选为约500nm。
根据实施例的发光元件300可以包括形成在电极层370的表面上的突起图案370P。在制造发光元件300的工艺期间,可以通过部分地蚀刻电极层370的上表面来形成突起图案370P。尽管在图6和图7中突起图案370P形成在电极层370的暴露的上表面上,但是公开不限于此。在一些情况下,突起图案370P可以通过部分地蚀刻第二半导体层320的上表面来形成,电极层370的暴露的上表面可以形成平坦的表面。下面将描述突起图案370P形成在电极层370的上表面上的情况作为示例。
突起图案370P可以包括从电极层370的上表面的部分突出的多个突起和除了突起之外的凹陷。凹陷是在突起之间的区域,并且可以是从突起凹陷的区域。
根据实施例,突起图案370P可以包括任意的第一突起、与第一突起间隔开的第二突起以及形成在第一突起与第二突起之间的凹陷。突起图案370P可以包括一个或更多个突起,并且突起可以彼此间隔开。如附图中所示,突起图案370P可以包括任何一个突起和围绕该突起的其他突起,并且凹陷可以形成在它们之间。然而,公开不限于此,突起图案370P的突起也可以形成为彼此间隔开的多个图案。也就是说,任何一个突起可以不围绕另一突起,而是可以与该突起间隔开以面对该突起。
在一些实施例中,突起图案370P的突起可以具有弯曲的外表面并且可以具有突出形状。如图6中所示,突起图案370P可以包括位于电极层370的上表面的中心的圆形的第一突起以及与第一突起间隔开以围绕第一突起的圆形的第二突起和第三突起。然而,公开不限于此,突起图案370P的突起也可以在一个方向上延伸或者可以具有网格结构。另外,发光元件300的突起图案370P中包括的突起的数量可以变化。
根据实施例,突起可以具有相同的宽度并且可以以规则的间隔间隔开。第一突起的宽度可以等于第二突起的宽度和第三突起的宽度,在第一突起与第二突起之间的距离以及在第二突起与第三突起之间的距离可以彼此相等。突起图案370P的突起的宽度和在突起之间的距离可以根据第二图案层1800(见图21)的形状而变化,第二图案层1800形成为用于在如稍后将描述的发光元件300的工艺期间蚀刻电极层370的上表面。也就是说,包括在突起图案370P中的突起的数量、宽度和间隔可以根据第二图案层1800的形状而变化。然而,突起不必具有相同的宽度和间距。突起中的仅一些可以具有与另一些突起相同的宽度,或者可以以其他突起之间的相同距离而与另一突起间隔开。
另外,根据实施例,发光元件300的突起图案370P可以形成在电极层370的上表面上,发光元件300的两个端表面可以具有不同的粗糙度。如稍后将描述的,突起图案370P可以通过部分地蚀刻半导体结构3000的表面来形成。因此,在半导体结构3000中,其上形成有突起图案370P的表面可以形成不平坦的表面,但是另一表面可以具有平坦的表面。突起图案370P可以形成在通过蚀刻半导体结构3000形成的发光元件300的端表面上,发光元件300的另一端表面可以具有平坦的表面。换言之,发光元件300的两个端表面可以具有不同的粗糙度。在说明书中,“粗糙度”意指一个表面的平坦度与另一表面的平坦度相对不同。例如,根据实施例的发光元件300可以包括其上形成有突起图案370P的端表面和其上形成突起图案370P的另一端表面。由于端表面的平坦度低于另一端表面的平坦度,因此端表面可以被理解为具有不同的粗糙度。然而,公开不限于此,只要其在可以被解释为术语“粗糙度”的含义的范围内,即使在与上述不同的情况下,也可以理解为相同。
发光元件300可以包括具有不同粗糙度的两个端表面,并且可以分别电连接到不同的电极210和220。如图4中所示,根据实施例,发光元件300的其上形成有突起图案370P的端表面可以电连接到第一电极210,另一端表面可以电连接到第二电极220。第一接触电极261可以接触第一电极210和发光元件300的突起图案370P,第二接触电极262可以接触第二电极220和发光元件300的第一半导体层310。然而,公开不限于此。这与以上描述的相同,因此将省略其详细描述。
发光元件300的突起图案370P可以通过在制造发光元件300的工艺期间执行的蚀刻工艺形成。制造发光元件300的工艺包括在一个方向上蚀刻半导体结构3000(见图11)的工艺,制造的发光元件300的发光特性可以根据在半导体结构3000中的位置而变化。通过生长半导体材料而制造的半导体结构3000可以根据位置具有不同的成分。因此,从制造的发光元件300发射的光可以具有不同的发射量或中心波段。为了制造具有均匀发光特性的发光元件300,可能需要预定的标记来识别在半导体结构3000中制造具有特定发光特性的每个发光元件300的位置。
由于根据实施例的发光元件300包括形成在电极层370的表面上的突起图案370P,因此可以在制造发光元件300的工艺期间识别在半导体结构3000中形成具有特定发光特性的发光元件300的位置。因此,可以根据半导体结构3000中的位置来控制半导体材料的成分比,并且可以制造具有均匀发光特性的发光元件300。根据实施例的显示装置10可以包括具有均匀的发光特性但不同突起图案370P的多个发光元件300。
图8是沿着图3的线VII-VII'截取的剖视图。
参照图8,根据实施例的显示装置10可以包括具有不同突起图案370P的第一发光元件301、第二发光元件302和第三发光元件303。第一发光元件301、第二发光元件302和第三发光元件303可以各自具有包括突起和凹陷的突起图案370P,并且可以各自包括不同数量的突起。第一发光元件301可以包括具有三个突起和形成在三个突起之间的两个凹陷的第一突起图案371P。第二发光元件302可以包括具有两个突起和一个凹陷的第二突起图案372P。第三发光元件303可以包括具有一个突起和一个凹陷的第三突起图案373P。在图8中,第一发光元件301、第二发光元件302和第三发光元件303中的每个包括圆形突起,并且任何一个突起围绕另一突起。然而,公开不限于此,突起图案370P的突起可以具有如稍后将描述的各种形状。
在制造工艺期间,具有不同突起图案370P的发光元件300可以形成在半导体结构3000中的不同位置处。可以根据形成在发光元件300中的突起图案370P的形状、突起的数量等来识别每个发光元件300形成在半导体结构3000中的位置。例如,基于包括第一突起图案371P的第一发光元件301的发光特性,第二发光元件302和第三发光元件303可以具有与第一发光元件301不同的发光特性。为了控制它们的发光特性,可以调节在半导体结构3000中形成第二发光元件302的第二突起图案372P和第三发光元件303的第三突起图案373P的位置处的半导体成分。通过基于半导体结构3000的第一突起图案371P位于其中的区域来调整第二突起图案372P和第三突起图案373P位于其中的区域的成分比,可以使第一发光元件301、第二发光元件302和第三发光元件303具有均匀的发光特性。因此,根据实施例的显示装置10可以包括包含不同的突起图案370P但是具有均匀的发光特性的发光元件300,每个子像素PXn可以通过包括各种发光元件300而具有均匀的发光特性。
现在将描述根据实施例的制造发光元件300的工艺。
图9是示出根据实施例的用于制造发光元件的方法的流程图。
参照图9,根据实施例的用于制造发光元件300的方法可以包括设置形成在基底上的半导体结构3000(操作S100),以及通过蚀刻半导体结构3000形成多个元件棒ROD,每个元件棒ROD包括从上表面的至少部分突出的突起图案370P,其中,不同的突起图案370P形成在限定在半导体结构3000中的不同的区域WA中(操作S200)。
如上所述,可以通过蚀刻半导体结构3000的工艺来制造发光元件300。根据实施例的用于制造发光元件300的方法可以包括形成突起图案370P以指示在半导体结构3000中形成发光元件300的位置的工艺。制造的发光元件300可以包括上述突起图案370P,并且可以通过突起图案370P来识别半导体结构3000中具有不同的发光特性的位置。将参照其他附图详细描述用于制造发光元件300的方法。
图10至图25是示出根据实施例的制造发光元件的工艺的示意图。
首先,参照图10,制备包括基体基底1100和形成在基体基底1100上的缓冲材料层1200的下基底1000。基体基底1100可以包括蓝宝石基底(Al2O3)或诸如玻璃的透明基底。然而,公开不限于此,基体基底1100也可以由诸如GaN、SiC、ZnO、Si、GaP或GaAs的导电基底制成。下面将描述基体基底1100是蓝宝石基底(Al2O3)的情况作为示例。基体基底1100的厚度没有特别地限制,但是可以是例如在400μm至1500μm的范围内。
在基体基底1100上形成多个半导体层。可以通过生长晶种来形成通过外延方法生长的半导体层。这里,用于形成半导体层的方法可以是电子束沉积、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、溅射或金属有机化学气相沉积(MOCVD),并且可以优选为MOCVD,但是公开不限于此。
用于形成半导体层的前体材料没有特别地限制在通常可以选择以形成目标材料的材料的范围内。例如,前体材料可以包括包含诸如甲基或乙基的烷基的金属前体。例如,金属前体可以是(但不限于)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。下面将不再描述用于形成半导体层的方法或工艺条件,并且将详细描述用于制造发光元件300的方法的顺序和每个发光元件300的堆叠结构。
在基体基底1100上形成缓冲材料层1200。尽管缓冲材料层1200在附图中被示出为单层,但是公开不限于此,也可以形成多个层。可以设置缓冲材料层1200以减小第一半导体3100与基体基底1100之间的晶格常数的差异。
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半导体3100基本相同的材料但是可以是未掺杂有n型或p型的材料。在实施例中,缓冲材料层1200可以是(但不限于)未掺杂的InAlGaN、GaN、AlGaN、InGaN、AlN和InN中的至少任何一种。另外,根据基体基底1100,可以省略缓冲材料层1200。将描述在基体基底1100上形成包括未掺杂的半导体的缓冲材料层1200的情况作为示例。
接下来,参照图11,在下基底1000上形成半导体结构3000。半导体结构3000可以包括第一半导体3100、活性层3300、第二半导体3200和电极材料层3700。可以通过执行如上所述的常规工艺来形成包括在半导体结构3000中的多个材料层。包括在半导体结构3000中的多个层可以分别对应于根据实施例的每个发光元件300的多个层。也就是说,半导体结构3000中的多个层可以分别包括与每个发光元件300的第一半导体层310、活性层330、第二半导体层320和电极层370相同的材料。
如图11中所示,半导体结构3000的活性层3300可以包括在不同位置处具有不同发光特性的区域WA。区域WA可以被限定在半导体结构3000中的不同位置处。
根据制造装置的性能或质量,形成在下基底1000上的半导体结构3000可以具有根据空间位置而具有部分不均匀成分的区域。例如,当通过MOCVD形成半导体结构3000时,设置在下基底1000上的前体材料可以处于气相。可以将处于气相的前体材料以不均匀的分布设置在下基底1000上。因此,通过沉积前体材料形成的半导体结构3000可以根据空间位置而具有不均匀的成分。
这里,当半导体结构3000的活性层3300根据空间位置而具有不同的成分时,制造的多个发光元件300的相应活性层330可以具有不同的成分。在半导体结构3000中的不同位置处制造的发光元件300可以具有不同的发光特性(例如,不同的发光量和发射的光的中心波段)。半导体结构3000可以包括第一区域WA1、第二区域WA2和第三区域WA3。在一些实施例中,可以根据半导体结构3000的活性层3300的发光特性来区分第一区域WA1、第二区域WA2和第三区域WA3。第二区域WA2和第三区域WA3可以具有与第一区域WA1的发光量或光的中心波段不同的发光量或光的中心波段。然而,公开不限于此,半导体结构3000的第一区域WA1、第二区域WA2和第三区域WA3也可以是任意限定的区域。
用于制造发光元件300的方法可以包括在每个区域WA的上表面上形成不同的突起图案370P。因此,可以识别在半导体结构3000中形成每个发光元件300的位置。当具有特定突起图案370P的发光元件300的发光特性与其他发光元件300的发光特性不同时,可以调节其中在半导体结构3000中形成突起图案370P的区域WA中的活性层3300的成分。
根据实施例的用于制造发光元件300的方法可以包括形成用于形成元件棒ROD的第一图案层1700和形成用于形成突起图案370P的第二图案层1800。沿着第一图案层1700的掩模图案蚀刻的半导体结构3000可以形成半导体晶体3000',每个半导体晶体3000'包括第一半导体层310、活性层330、第二半导体层320等。沿着第二图案层1800的掩模图案蚀刻的半导体结构3000可以形成突起图案370P。
用于形成半导体晶体3000'的方法包括在半导体结构3000上形成蚀刻掩模层1600和第一图案层1700,以及通过在垂直于下基底1000的方向上蚀刻半导体结构3000来形成半导体晶体3000'。
首先,如图12至图15中所示,在半导体结构3000上形成蚀刻掩模层1600和第一图案层1700。在电极材料层3700上形成蚀刻掩模层1600,并且在蚀刻掩模层1600上形成第一图案层1700。蚀刻掩模层1600可以用作用于连续蚀刻半导体结构3000的层的掩模。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和包括金属的第二蚀刻掩模层1620。
第一蚀刻掩模层1610可以包括氧化物或氮化物作为绝缘材料。绝缘材料可以是(例如)氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)或氮氧化硅(SiOxNy)。第一蚀刻掩模层1610的厚度可以在(但不限于)0.5μm至1.5μm的范围内。
在第一蚀刻掩模层1620上设置第二蚀刻掩模层1620。例如,第二蚀刻掩模层1620可以是硬掩模层。第二蚀刻掩模层1620可以包括可以用作用于半导体结构3000的连续蚀刻的掩模的材料,例如,可以包括诸如铬(Cr)的金属。第二蚀刻掩模层1620的厚度可以在(但不限于)30nm至150nm的范围内。
可以在蚀刻掩模层1600上设置第一图案层1700。第一图案层1700可以包括彼此间隔开的第一掩模图案至第三掩模图案1710、1720和1730,以用作用于连续蚀刻半导体结构3000的掩模。第一图案层1700可以包括聚合物、聚苯乙烯球、二氧化硅球等,但不限于特定的材料,只要它是可以形成图案的材料即可。
例如,当第一图案层1700包括聚合物时,可以采用使用聚合物用于形成图案的常规方法。例如,可以使用诸如光刻、电子束光刻或纳米压印光刻的方法来形成包括聚合物的第一图案层1700。
在实施例中,第一图案层1700可以通过纳米压印光刻形成。如附图中所示,第一图案层1700的形成步骤可以包括通过使用第一头head1将第一树脂墨Ink1喷射在蚀刻掩模层1600上,以及通过使第一树脂1700'固化来形成第一掩模图案至第三掩模图案1710、1720和1730。第一图案层1700的掩模图案可以包括纳米压印树脂。树脂可以包括(但不限于)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)或1-羟基-环己基苯基酮(光引发剂184)。
第一图案层1700可以包括形成在第一区域WA1中的第一掩模图案1710、形成在第二区域WA2中的第二掩模图案1720和形成在第三区域WA3中的第三掩模图案1730。第一掩模图案1710、第二掩模图案1720和第三掩模图案1730可以彼此间隔开。
图15是如从上方看到的其上形成第一图案层1700的半导体结构3000的平面图。如图15中所示,半导体结构3000可以包括具有不同发光特性的活性层3300位于其中的第一区域WA1、第二区域WA2和第三区域WA3。在附图中,第一区域WA1围绕第二区域WA2,第二区域WA2围绕第三区域WA3。然而,公开不限于此。
第一图案层1700的第一掩模图案1710、第二掩模图案1720和第三掩模图案1730可以彼此间隔开,并且可以分别形成在第一区域WA1、第二区域WA2和第三区域WA3中。第一掩模图案1710、第二掩模图案1720和第三掩模图案1730之间的间隙和它们的形状可以根据将制造的发光元件300的形状而变化。在一些实施例中,第一掩模图案1710、第二掩模图案1720和第三掩模图案1730可以具有相同的直径或宽度。也就是说,第一掩模图案1710的第一宽度rn1可以等于第二掩模图案1720的第二宽度rn2和第三掩模图案1730的第三宽度rn3。在随后的工艺中,沿着第一图案层1700的第一掩模图案至第三掩模图案1710、1720和1730之间的间隙蚀刻半导体结构3000。因此,第一掩模图案至第三掩模图案1710、1720和1730的形状可以与发光元件300的剖面形状基本相似。由于第一掩模图案至第三掩模图案1710、1720和1730具有相同的直径或宽度,因此发光元件300可以具有相同的宽度。
接下来,参照图16和图17,沿着第一图案层1700蚀刻半导体结构3000以形成半导体晶体3000'。半导体晶体3000'的形成步骤可以包括:通过在第一图案层1700的第一掩模图案至第三掩模图案1710、1720和1730之间的区域中在垂直于下基底1000的方向上蚀刻蚀刻掩模层1600和电极材料层3700而用于形成第一蚀刻孔h1的第一蚀刻操作,通过沿着第一蚀刻孔h1从第二半导体3200蚀刻到第一半导体3100而用于形成第二蚀刻孔h2的第二蚀刻操作,以及去除第一图案层1700和蚀刻掩模层1600的操作。
可以使用常规方法执行蚀刻半导体结构3000的工艺。例如,蚀刻工艺可以是干法蚀刻、湿法蚀刻、反应离子蚀刻(RIE)、电感耦合等离子体反应离子蚀刻(ICP-RIE)等。因为各向异性蚀刻是可能的,所以干法蚀刻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(但不限于)Cl2或O2。
在一些实施例中,可以使用干法蚀刻和湿法蚀刻的组合来蚀刻半导体结构3000。例如,可以使用干法蚀刻来执行在深度方向上的蚀刻,然后可以执行作为各向同性蚀刻的湿法蚀刻,使得蚀刻的侧壁位于与表面垂直的平面中。
执行通过沿着第一图案层1700的第一掩模图案至第三掩模图案1710、1720和1730之间的区域蚀刻蚀刻掩模层1600和电极材料层3700而用于形成第一蚀刻孔h1的第一蚀刻操作。可以通过去除第一图案层1700、蚀刻掩模层1600和电极材料层3700来形成第一蚀刻孔h1,并且第一蚀刻孔h1可以部分地暴露第二半导体3200。接下来,执行通过沿着第一蚀刻孔h1从第二半导体3200蚀刻到第一半导体3100而用于形成第二蚀刻孔h2的第二蚀刻操作。尽管第一蚀刻操作和第二蚀刻操作在附图中示出为在单独的工艺中执行,但是公开不限于此。也可以在一个工艺中连续执行第一蚀刻操作和第二蚀刻操作。与根据实施例的每个发光元件300一样,通过蚀刻半导体结构3000形成的半导体晶体3000'中的每个可以包括第一半导体层310、活性层330、第二半导体层320和电极层370。
接下来,通过去除蚀刻掩模层1600和第一图案层1700来形成半导体晶体3000'。可以通过常规工艺来执行蚀刻掩模层1600或第一图案层1700的去除步骤。例如,该工艺可以是(但不限于)RIE或ICP-RIE。
接下来,形成绝缘膜380以部分地围绕半导体晶体3000'中的每个的外表面。
参照图18和图19,可以通过形成围绕半导体晶体3000'的外表面的绝缘膜3800,然后部分地去除绝缘膜3800以暴露电极层370的上表面来形成绝缘膜380。由于绝缘膜3800形成在包括电极层370的半导体晶体3000'的外表面上,因此发光元件300的绝缘膜380也可以形成在电极层370的外表面上。
绝缘膜3800是形成在半导体晶体3000'的外表面上的绝缘材料,可以通过在竖直蚀刻的半导体晶体3000'的外表面上涂覆或沉浸绝缘材料来形成绝缘膜3800。然而,公开不限于此。例如,可以通过原子层沉积(ALD)形成绝缘膜3800。
绝缘膜3800不仅可以形成在半导体晶体3000'的侧表面和上表面上,还可以形成在彼此间隔开的半导体晶体3000'之间暴露的下基底1000上。可以部分地去除绝缘膜3800以暴露电极层370的上表面,从而形成绝缘膜380。可以通过诸如干法蚀刻(其为各向异性蚀刻)或回蚀刻的工艺来实现部分地去除绝缘膜3800的工艺。在附图中,去除绝缘膜3800的上表面以暴露电极层370,并且绝缘膜380的上表面是平坦的。然而,公开不限于此。在一些实施例中,每个绝缘膜380的外表面可以在围绕电极层370的区域中部分地弯曲。在部分地去除绝缘膜3800的工艺中,由于不仅部分地去除了绝缘膜3800的上表面,而且部分地去除了绝缘膜3800的侧表面,因此可以形成围绕多个层的每个绝缘膜380使得每个绝缘膜380的端表面被部分地蚀刻。特别地,在去除绝缘膜3800的上表面时,可以部分地去除每个发光元件300中的绝缘膜380的与电极层370相邻的外表面。
接下来,在其上形成绝缘膜380的半导体晶体3000'上形成第二图案层1800,并且形成元件棒ROD,每个元件棒ROD包括从其上表面的至少部分突出的突起图案370P。根据实施例,元件棒ROD的形成步骤可以包括形成包括彼此间隔开的第四掩模图案至第六掩模图案1810、1820和1830的第二图案层1800,以及通过沿着其中第四掩模图案至第六掩模图案1810、1820和1830彼此间隔开的区域部分地蚀刻半导体晶体3000'的上表面来形成突起图案370P。
如图20和图21中所示,在其上形成绝缘膜380的半导体晶体3000'上形成第二图案层1800。第二图案层1800可以包括彼此间隔开的第四掩模图案至第六掩模图案1810、1820和1830,即,第四掩模图案1810、第五掩模图案1820和第六掩模图案1830。第二图案层1800的第四掩模图案至第六掩模图案1810、1820和1830可以通过相同的工艺由与第一图案层1700的第一掩模图案至第三掩模图案1710、1720和1730基本相同的材料形成。如附图中所示,第二图案层1800的形成步骤可以包括通过使用第二头head2将第二树脂墨Ink2喷射在半导体晶体3000'上,以及通过使第二树脂1800'固化来形成第四掩模图案至第六掩模图案1810、1820和1830。这与以上描述的相同,因此将省略其详细描述。
第二图案层1800可以包括在与第一区域WA1叠置的位置处形成在半导体晶体3000'上的第四掩模图案1810、在与第二区域WA2叠置的位置处形成在半导体晶体3000'上的第五掩模图案1820以及在与第三区域WA3叠置的位置处形成在半导体晶体3000'上的第六掩模图案1830。第四掩模图案1810、第五掩模图案1820和第六掩模图案1830可以彼此间隔开。
图22是如从上方看到的其上形成第二图案层1800的半导体晶体3000'的平面图。参照图21和图22,根据实施例的第二图案层1800可以包括彼此不同的第四掩模图案至第六掩模图案1810、1820和1830。第四掩模图案1810、第五掩模图案1820和第六掩模图案1830可以各自包括多个图案部分,并且可以各自包括不同数量的图案部分。图案部分可以彼此间隔开以形成第四掩模图案至第六掩模图案1810、1820和1830中的每个。在附图中,形成第四掩模图案至第六掩模图案1810、1820和1830中的每个的图案部分使得任何一个图案部分围绕另一图案部分。然而,公开不限于此。第四掩模图案至第六掩模图案1810、1820和1830的形状可以根据将形成在发光元件300上的突起图案370P的形状而变化。
在与第一区域WA1叠置的位置处形成在半导体晶体3000'上的第四掩模图案1810中的每个可以包括三个图案部分。在与第二区域WA2叠置的位置处形成在半导体晶体3000'上的第五掩模图案1820中的每个可以包括两个图案部分,在与第三区域WA3叠置的位置处形成在半导体晶体3000'上的第六掩模图案1830可以包括一个图案部分。
参照图23和图24,沿着第二图案层1800的第四掩模图案至第六掩模图案1810、1820和1830部分地蚀刻半导体晶体3000'的上表面,以形成具有突起图案370P的元件棒ROD。
如上所述,根据实施例的用于制造发光元件300的方法包括在半导体晶体3000'上形成突起图案370P。在突起图案370P的形成期间,第二图案层1800的第四掩模图案至第六掩模图案1810、1820和1830可以具有不同的形状,并且制造的发光元件300可以包括在半导体结构3000的不同区域WA中的不同的突起图案370P。
例如,由于第四掩模图案1810形成在第一区域WA1中,因此形成在第一区域WA1中的发光元件300可以是具有图8的第一突起图案371P的第一发光元件301。由于第五掩模图案1820形成在第二区域WA2中,因此形成在第二区域WA2中的发光元件300可以是具有图8的第二突起图案372P的第二发光元件302。由于第六掩模图案1830形成在第三区域WA3中,因此形成在第三区域WA3中的发光元件300可以是具有图8的第三突起图案373P的第三发光元件303。
通过半导体结构3000制造的发光元件300可以包括限定在半导体结构3000中的不同区域WA中的不同的突起图案370P。当制造的发光元件300的发光特性之间存在差异时,可以通过发光元件300的突起图案370P跟踪其中在半导体结构3000中形成对应的发光元件300的区域WA,并且可以调节半导体结构3000中的区域WA的发光特性。因此,在下基底1000上制造的发光元件300可以具有均匀的发光特性。
最后,如图25中所示,将元件棒ROD与下基底1000分开以制造发光元件300。制造的发光元件300可以包括在半导体结构3000的不同区域WA中的不同的突起图案370P。发光元件300可以包括具有不同形状的突起图案370P的第一发光元件301、第二发光元件302和第三发光元件303。
根据实施例的发光元件300可以通过上述工艺制造。用于制造发光元件300的方法可以包括在半导体结构3000中限定多个区域WA,根据第一图案层1700蚀刻半导体结构3000以及根据第二图案层1800形成突起图案370P。第一图案层1700的第一掩模图案至第三掩模图案1710、1720和1730可以具有相同的形状,即使第一掩模图案至第三掩模图案1710、1720和1730设置在半导体结构3000的不同区域WA中,但是第二图案层1800的第四掩模图案至第六掩模图案1810、1820和1830可以具有在不同的区域WA中的不同的形状。因此,制造的发光元件300可以在半导体结构3000的不同区域WA中具有相同的形状或直径,但是突起图案370P的形状可以不同。可以通过发光元件300的突起图案370P的形状来识别每个发光元件300形成在半导体结构3000中的位置。由于将发光元件300制造为具有限定在半导体结构3000中的不同区域中的不同的突起图案370P,因此可以通过发光元件300的突起图案370P来识别在半导体结构3000的哪个区域中制造发光元件300,并且可以调节从半导体结构3000的区域WA发射的光的发光特性。因此,可以通过使制造工艺重复多次来制造具有均匀的发光特性的发光元件300,并且包括具有不同的突起图案370P的发光元件300的显示装置10可以具有在每个子像素PXn中的均匀的发光特性。
现在将描述根据各种实施例的制造发光元件300的方法和发光元件300。
图26至图28是示出根据实施例的第二图案层的形状的平面图。
在制造发光元件300的工艺期间,第二图案层1800的第四掩模图案至第六掩模图案1810、1820和1830的形状不限于图22中所示的形状。
首先,参照图26,根据实施例的第二图案层1800_1的第四掩模图案至第六掩模图案1810_1、1820_1和1830_1可以各自包括彼此间隔开的多个图案部分。当前实施例与图22的实施例的不同之处在于第四掩模图案至第六掩模图案1810_1、1820_1和1830_1的形状。因此,将省略任何冗余的描述,下面将主要描述差异。
在图26的第二图案层1800_1中,第四掩模图案至第六掩模图案1810_1、1820_1和1830_1的图案部分可以具有不是其中任何一个图案部分围绕另一图案部分而是其中多个图案部分彼此间隔开的形状。然而,第四掩模图案至第六掩模图案1810_1、1820_1和1830_1可以包括在其中形成第二图案层1800_1的不同区域WA中的不同数量的图案部分。
形成在第一区域WA1中的第四掩模图案1810_1中的每个可以包括在竖直方向和水平方向上与一个图案部分间隔开的四个不同的图案部分。形成在第二区域WA2中的第五掩模图案1820_1中的每个可以包括四个图案而没有位于每个第四掩模图案1810_1的中心的图案部分。形成在第三区域WA3中的第六掩模图案1830_1可以包括位于每个第四掩模图案1810_1的中心的仅一个图案部分。
制造的发光元件300的突起图案370P的形状可以根据第四掩模图案至第六掩模图案1810_1、1820_1和1830_1的形状而变化。根据第四掩模图案1810_1而具有第一突起图案371P的第一发光元件301可以各自包括五个突起,根据第五掩模图案1820_1而具有第二突起图案372P的第二发光元件302可以各自包括四个突起,根据第六掩模图案1830_1而具有第三突起图案373P的第三发光元件303可以包括一个突起。根据实施例,第二图案层1800_1的第四掩模图案至第六掩模图案1810_1、1820_1和1830_1在形状和数量上没有特别地限制并且可以被各种修改,只要第四掩模图案至第六掩模图案1810_1、1820_1和1830_1在限定在半导体结构3000中的不同区域WA中以不同的形状和数量设置即可。第一发光元件301、第二发光元件302和第三发光元件303可以根据第二图案层1800_1的第四掩模图案至第六掩模图案1810_1、1820_1和1830_1的形状而包括不同的突起图案370P。因此,可以跟踪其中在半导体结构3000中形成第一发光元件301、第二发光元件302和第三发光元件303的区域WA。
接下来,参照图27,根据实施例的第二图案层1800_2的第四掩模图案至第六掩模图案1810_2、1820_2和1830_2可以包括具有不同形状的图案部分。当前实施例与图26的实施例的不同之处在于第四掩模图案至第六掩模图案1810_2、1820_2和1830_2的形状。因此,将省略任何冗余的描述,下面将主要描述差异。在图27的第二图案层1800_2中,第四掩模图案至第六掩模图案1810_2、1820_2和1830_2中的每个的图案部分中的任何一个可以具有除圆形形状之外的形状。尽管在附图中第四掩模图案至第六掩模图案1810_2、1820_2和1830_2中的每个的图案部分中的任何一个具有不同的形状,但是公开不限于此。第四掩模图案至第六掩模图案1810_2、1820_2和1830_2可以包括在其中形成第二图案层1800_2的不同区域WA中具有不同形状的图案部分。根据当前实施例的第二图案层1800_2与图26的实施例的不同之处在于:第四掩模图案至第六掩模图案1810_2、1820_2和1830_2不是通过图案部分的数量而是通过图案部分的形状来区分的。其他细节基本相同,因此将省略其详细描述。
在上述实施例中,限定在半导体结构3000中的区域WA从半导体结构3000的中心朝向外围改变。在这种情况下,第二图案层1800的第四掩模图案至第六掩模图案1810、1820和1830可以包括从半导体结构3000的中心朝向外围的不同的图案部分。然而,限定在半导体结构3000中的区域WA的形状不必限于此。
参照图28,限定在半导体结构3000中的区域WA可以从半导体结构3000的一侧朝向另一侧改变。由于限定在半导体结构3000中的区域WA的改变的位置,当前实施例与图22的实施例的不同之处在于:第二图案层1800_3的第四掩模图案至第六掩模图案1810_3、1820_3和1830_3的位置。在图28中,未示出第四掩模图案至第六掩模图案1810_3、1820_3和1830_3的图案部分的形状。然而,显而易见的是,可以从图22、图26和图27的实施例中采用图案部分的形状。因此,将省略任何冗余的描述,下面将主要描述差异。
如上所述,当通过在下基底1000上沉积前体材料来形成半导体结构3000时,设置在下基底1000上的前体材料的分布可以是不均匀的。限定在半导体结构3000中的区域WA的布置可以根据前体材料分布的均匀性而变化。
在图28的情况下,可以在半导体结构3000的一侧上形成第一区域WA1,并且可以朝向与上述侧相对的另一侧顺序地形成第二区域WA2和第三区域WA3。因此,也可以改变第二图案层1800_3的第四掩模图案至第六掩模图案1810_3、1820_3和1830_3的布置。
第四掩模图案1810_3、第五掩模图案1820_3和第六掩模图案1830_3可以分别形成在第一区域WA1、第二区域WA2和第三区域WA3中,并且第二图案层1800_3的形状可以沿着与半导体结构3000的中心交叉的轴方向从一侧朝向另一侧改变。然而,公开不限于此,相反的描述也是真实的。第二图案层1800_2的第四掩模图案至第六掩模图案1810_3、1820_3和1830_3可以具有在限定在半导体结构3000中的不同区域WA中的各种形状、布置结构、直径等。
图29和图30是示出根据实施例的制造发光元件的工艺的部分的剖视图。
根据实施例,用于形成突起图案370P的第二图案层1800可以不必形成在其上形成绝缘膜380的半导体晶体3000'上。在一些情况下,第二图案层1800可以形成在半导体结构3000上,或者可以在形成绝缘膜380之前形成在半导体晶体3000'上。
参照图29,在形成第一图案层1700之前,可以在半导体结构3000上形成根据实施例的第二图案层1800_4。当前实施例的不同之处在于:形成第一图案层1700和第二图案层1800_4的顺序是相反的。在实施例中,用于制造发光元件300的方法可以包括:在半导体结构3000上形成第二图案层1800_4,沿着第二图案层1800_4形成突起图案370P,在半导体结构3000上形成第一图案层1700以及通过沿着第一图案层1700蚀刻半导体结构3000来形成元件棒ROD。也就是说,可以在垂直于下基底1000的方向上蚀刻半导体结构3000之前形成第二图案层1800_4,尽管未在附图中示出,但是可以在形成突起图案370P的状态下蚀刻半导体结构3000,从而形成半导体晶体3000'。除了形成第二图案层1800_4的工艺的顺序之外,当前实施例与上述相同,因此将省略其详细描述。
接下来,参照图30,根据实施例,可以在形成围绕半导体晶体3000'的外圆周表面的绝缘膜380之前形成第二图案层1800。当前实施例与图20的实施例的不同之处在于:用于形成第二图案层1800的第二树脂墨ink2被喷射在其上未形成绝缘膜380的半导体晶体3000'上。其他细节是相同的,因此将省略其详细描述。
根据实施例,可以在形成半导体结构3000的电极材料层3700之前形成用于形成突起图案370P的第二图案层1800。也就是说,发光元件300的突起图案370P可以形成在电极层370的接触第二半导体层320的表面上。
图31a和图31b是根据实施例的发光元件的剖视图。
参照图31a和图31b,根据实施例的发光元件300_6可以包括形成在电极层370_6与第二半导体层320_6之间的接触表面上的第二突起图案320P_6,并且第二突起图案320P_6可以接触第二半导体层320_6。在图31a的发光元件300_6中,第二突起图案320P_6仅形成在电极层370_6与第二半导体层320_6之间。在图31b的发光元件300_6中,除了第二突起图案320P_6之外,还形成第一突起图案370P_6。当前实施例与图7的实施例的不同之处在于:第二突起图案320P_6的位置以及第二半导体层320_6和电极层370_6的形状。因此,将省略任何冗余的描述,下面将主要描述差异。
在图31a和图31b的发光元件300_6中,在制造发光元件300_6的工艺期间,通过执行在半导体结构3000的第二半导体3200上形成第二图案层1800的工艺可以在第二半导体层320_6与电极层370_6之间进一步形成第二突起图案320P_6。第二突起图案320P_6可以包括从第二半导体层320_6的上表面的至少部分突出的突起,电极层370_6的表面可以至少部分地凹陷,以接触第二突起图案320P_6的突起。因此,发光元件300_6的两个端表面可以形成基本平坦的表面。
如图31a中所示,即使在发光元件300的端表面上没有形成突起图案370P,也可以通过具有不同发光特性的发光元件300的剖面来识别突起图案370P的形状。因此,可以识别半导体结构3000的其中形成发光元件300的区域WA,并且可以调节区域WA的发光特性。然而,公开不限于此,发光元件300_6还可以包括多个突起图案(例如,第一突起图案370P_6和第二突起图案320P_6)。
发光元件300的结构不局限于图6中所示的结构,发光元件300也可以具有其他结构。
图32是根据实施例的发光元件的示意图。图33是沿着图32的线VI-VI'截取的剖视图。
参照图32和图33,根据实施例的发光元件300'_7还可以包括设置在第一半导体层310'_7与活性层360'_7之间的第三半导体层330'_7以及设置在活性层360'_7与第二半导体层320'_7之间的第四半导体层340'_7和第五半导体层350'_7。图32和图33的发光元件300'_7与图6的实施例的不同之处在于;还设置了多个半导体层330'_7、340'_7和350'_7以及电极层372'_7,并且活性层360'_7包括不同的元素。绝缘膜380'_7的布置和结构与图6的绝缘膜380的布置和结构基本相同。在图32中,为了便于描述,一些构件被赋予新的附图标记,即使它们与图6的构件相同。将省略任何冗余的描述,下面将主要描述差异。
如上所述,因为活性层330包括氮(N),所以图6的发光元件300可以发射蓝光或绿光。另一方面,在图32和图33的发光元件300'_7中,活性层360'_7和其他半导体层中的每个可以是至少包括磷(P)的半导体。也就是说,根据实施例的发光元件300'_7可以发射其中心波段在620nm至750nm的范围内的红光。然而,红光的中心波段不限于上述范围,并且应当被理解为包括在公开所属领域中可以被识别为红色的所有波长范围。
具体地,第一半导体层310'_7可以是n型半导体层。当发光元件300'_7发射红光时,第一半导体层310'_7可以包括具有化学式InxAlyGa1-x-yP(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)的半导体材料。例如,第一半导体层310'_7可以是n型掺杂的InAlGaP、GaP、AlGaP、InGaP、AlP和InP中的任何一种或更多种。第一半导体层310'_7可以掺杂有n型掺杂剂,并且n型掺杂剂可以是例如Si、Ge或Sn。在实施例中,第一半导体层310'_7可以是掺杂有n型Si的n-AlGaInP。第一半导体层310'_7的长度可以在(但不限于)1.5μm至5μm的范围内。
第二半导体层320'_7可以是p型半导体层。当发光元件300'_7发射红光时,第二半导体层320'_7可以包括具有化学式InxAlyGa1-x-yP(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)的半导体材料。例如,第二半导体层320'_7可以是p型掺杂的InAlGaP、GaP、AlGaNP、InGaP、AlP和InP中的任何一种或更多种。第二半导体层320'_7可以掺杂有p型掺杂剂,p型掺杂剂可以是例如Mg、Zn、Ca、Se或Ba。在实施例中,第二半导体层320'_7可以是掺杂有p型Mg的p-GaP。第二半导体层320'_7的长度可以在(但不限于)0.08μm至0.25μm的范围内。
活性层360'_7可以设置在第一半导体层310'_7和第二半导体层320'_7之间。类似图6的活性层330,图32和图33的活性层360'_7可以包括具有单量子阱结构或多量子阱结构的材料以发射特定波段的光。例如,当活性层360'_7发射红色波段的光时,活性层360'_7可以包括诸如AlGaP或AlInGaP的材料。特别地,当活性层360'_7具有其中量子层和阱层交替堆叠的多量子阱结构时,量子层可以包括诸如AlGaP或AlInGaP的材料,阱层可以包括诸如GaP或AlInP的材料。在实施例中,活性层360'_7'可以包括作为量子层的AlGaInP和作为阱层的AlInP,以发射其中心波段在620nm至750nm的范围内的红光。
图32和图33的发光元件300'_7可以包括与活性层360'_7相邻设置的包覆层。如附图中所示,设置在活性层360'_7下方的第一半导体层310'_7和在活性层360'_7上方的第二半导体层320'_7之间的第三半导体层330'_7和第四半导体层340'_7可以是包覆层。
第三半导体层330'_7可以设置在第一半导体层310'_7和活性层360'_7之间。类似第一半导体层310'_7,第三半导体层330'_7可以是n型半导体。例如,第三半导体层330'_7可以包括具有化学式InxAlyGa1-x-yP(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)的半导体材料。在实施例中,第一半导体层310'_7可以是n-AlGaInP,第三半导体层330'_7可以是n-AlInP。然而,公开不限于此。
第四半导体层340'_7可以设置在活性层360'_7和第二半导体层320'_7之间。类似第二半导体层320'_7,第四半导体层340'_7可以是n型半导体。例如,第四半导体层340'_7可以包括具有化学式InxAlyGa1-x-yP(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)的半导体材料。在实施例中,第二半导体层320'_7可以是p-GaP,第四半导体层340'_7可以是p-AlInP。
第五半导体层350'_7可以设置在第四半导体层340'_7和第二半导体层320'_7之间。类似第二半导体层320'_7和第四半导体层340'_7,第五半导体层350'_7可以是p型掺杂的半导体。在一些实施例中,第五半导体层350'_7可以用于减小第四半导体层340'_7与第二半导体层320'_7之间的晶格常数的差异。也就是说,第五半导体层350'_7可以是拉伸应变势垒减小层。例如,第五半导体层350'_7可以包括(但不限于)p-GaInP、p-AlInP或p-AlGaInP。
与图6的发光元件300不同,第一电极层371'_7和第二电极层372'_7可以分别设置在第一半导体层310'_7和第二半导体层320'_7上。第一电极层371'_7可以设置在第一半导体层310'_7的下表面上,第二电极层372'_7可以设置在第二半导体层320'_7的上表面上。然而,公开不限于此,可以省略第一电极层371'_7和第二电极层372'_7中的至少任何一个。例如,在发光元件300'_7中,第一电极层371'_7可以不设置在第一半导体层310'_7的下表面上(如图6的发光元件300中那样),仅一个第二电极层372'_7可以设置在第二半导体层320'_7的上表面上。
图32和图33的发光元件300'_7也可以以与图6的发光元件300基本相同的方式制造。也就是说,可以通过形成包括多个半导体层和活性层360'_7的半导体结构3000并且通过第二图案层1800形成突起图案370P'_7来形成图32和图33的发光元件300'_7。然而,根据当前实施例的发光元件300'_7的不同之处在于半导体结构3000包括更多数量的电极材料层和半导体。这与上述基本相同,因此将省略其详细描述。
根据一些实施例,可以从第一电极210和第二电极220省略在第一方向DR1上延伸的电极主干部分210S和220S。
图34是根据实施例的显示装置的子像素的平面图。
参照图34,在显示装置10_8中,第一电极210_8和第二电极220_8可以在一个方向(即,第二方向DR2)上延伸。第一电极210_8和第二电极220_8可以不包括在第一方向DR1上延伸的电极主干部分210S和220S。图34的显示装置10_8与图3的显示装置10的不同之处在于:显示装置10_8不包括电极主干部分210S和220S并且包括再多一个第二电极220_8。沿着图34的线Xa-Xa'、Xb-Xb'和Xc-Xc'截取的剖面可以与图4基本相同。将省略任何冗余的描述,下面将主要描述差异。
如图34中所示,多个第一电极210_8和多个第二电极220_8可以在每个子像素PXn中在第二方向DR2上延伸。外堤430也可以在第二方向DR2上延伸。第二电极220_8和外堤430也可以延伸到在第二方向DR2上邻近的其他子像素PXn。因此,在第二方向DR2上邻近的子像素PXn可以从第二电极220_8接收相同的电信号。
与图3的显示装置10不同,在图34的显示装置10_8中,第二电极接触孔CNTS可以设置在第二电极220_8中的每个中。第二电极220中的每个可以通过位于每个子像素PXn中的第二电极接触孔CNTS电连接到电路元件层PAL的电源电极162。尽管在附图中第二电极接触孔CNTS形成在两个第二电极220_8中的每个中,但是公开不限于此。
另一方面,第一电极210_8可以在第二方向DR2上延伸,但是可以在每个子像素PXn的边界处终止。在第二方向DR2上邻近的子像素PXn可以各自包括彼此间隔开的第一电极210_8,并且可以通过第一电极接触孔CNTD接收不同的电信号。第一电极210_8的这种形状可以在制造显示装置10的工艺期间通过形成在第二方向DR2上延伸的第一电极210_8然后在邻近的子像素PXn之间的边界处切割第一电极210_8来形成。在图34的实施例中,一个第一电极210_8与一个第二电极220_8之间的发光元件300可以并联连接到在另一第一电极210_8与另一第二电极220_8之间的发光元件300。
在图34的显示装置10_8中,电极210_8和220_8中的一些可以是不通过电极接触孔CNTD和CNTS电连接到电路元件层PAL的浮置电极。例如,在电极210_8和220_8之中的仅最外面的电极可以通过电极接触孔CNTD和CNTS接收电信号,设置在它们之间的电极210_8和220_8可以不直接接收电信号。在这种情况下,第二电极220_8中的一些(例如,设置在不同的第一电极210_8之间的第二电极220_8)可以在第二方向DR2上延伸,但是(类似第一电极210_8)可以在每个子像素PXn的边界处终止,以不位于另一子像素PXn中。当电极210_8和电极220_8中的一些是浮置电极时,设置在它们之间的发光元件300除了并联连接之外还可以部分地串联连接。外堤430可以设置在沿第一方向DR1彼此邻近的子像素PXn之间的边界处以在第二方向DR2上延伸。尽管未在附图中示出,但是外堤430也可以设置在沿第二方向DR2彼此邻近的子像素PXn之间的边界处以在第一方向DR1上延伸。外堤430与上面参照图3描述的外堤430相同。另外,图34的显示装置10_8中包括的第一接触电极261_8和第二接触电极262_8与图3的显示装置10中包括的第一接触电极261和第二接触电极262基本相同。
在图34中,两个第一电极210_8和两个第二电极220_8被设置并且彼此交替地间隔开。然而,公开不限于此,可以省略一些电极,或者可以在显示装置10_8中设置更多个电极。
在显示装置10中,第一电极210和第二电极220可以不必在一个方向上延伸。显示装置10的第一电极210和第二电极220不限于特定形状,只要它们彼此间隔开以提供其中设置发光元件300的空间即可。
图35是根据实施例的显示装置的像素的平面图。
参照图35,根据实施例的显示装置10_9的第一电极210_9和第二电极220_9可以至少部分地弯曲,并且第一电极210_9的弯曲区域和第二电极220_9的弯曲区域可以间隔开以彼此面对。图35的显示装置10_9与图2的显示装置10的不同之处在于第一电极210_9和第二电极220_9中的每个的形状。因此,将省略任何冗余的描述,下面将主要描述差异。
图35的显示装置10_9的第一电极210_9可以包括多个孔HOL。例如,如附图中所示,第一电极210_9可以包括沿着第二方向DR2布置的第一孔HOL1、第二孔HOL2和第三孔HOL3。然而,公开不限于此,第一电极210_9可以包括更大数量或更小数量的孔HOL,或者可以包括仅一个孔HOL。下面将描述第一电极210_9包括第一孔HOL1、第二孔HOL2和第三孔HOL3的情况作为示例。
在实施例中,第一孔HOL1、第二孔HOL2和第三孔HOL3中的每个可以具有圆形平面形状。因此,第一电极210_9可以包括由孔HOL中的每个形成的弯曲区域,并且可以在弯曲区域中面对第二电极220_9。然而,这仅仅是示例,公开不限于此。只要第一孔HOL1、第二孔HOL2和第三孔HOL3可以提供如稍后将描述的其中设置第二电极220_9的空间,第一孔HOL1、第二孔HOL2和第三孔HOL3中的每个不限于特定的形状,并且可以具有诸如椭圆形形状和四边形或更多的多边形形状的各种平面形状。
第二电极220_9可以在每个子像素PXn中设置为多个。例如,三个第二电极220_9可以设置在每个子像素PXn中以对应于第一电极210_9的第一孔HOL1至第三孔HOL3。第二电极220_9可以位于第一孔HOL1至第三孔HOL3中的每个中,并且可以被第一电极210_9围绕。
在实施例中,第一电极210_9的孔HOL可以具有弯曲的外表面,设置在第一电极210_9的孔HOL中的第二电极220_2可以具有弯曲的外表面并且可以与第一电极210_9间隔开以面对第一电极210_9。如图35中所示,第一电极210_9可以包括在平面图中具有圆形形状的孔HOL,第二电极220_9可以在平面图中具有圆形形状。其中形成第一电极210_9的孔HOL的区域的弯曲表面可以与第二电极220_9的弯曲外表面间隔开以面对它们。例如,第一电极210_9可以围绕第二电极220_9的外表面。
如上所述,发光元件300可以设置在第一电极210_9与第二电极220_9之间。根据当前实施例的显示装置10_9可以包括具有圆形形状的第二电极220_9和围绕第二电极220_9的第一电极210_9,发光元件300可以沿着第二电极220_9的外表面布置。由于发光元件300如上所述在一个方向上延伸,因此可以设置沿着每个子像素PXn中的第二电极220_9的弯曲外表面布置的发光元件300,使得发光元件300的延伸方向面向不同的方向。每个子像素PXn可以根据其中发光元件300的延伸方向所面向的方向而具有各种光出射方向。在根据当前实施例的显示装置10_9中,由于第一电极210_9和第二电极220_9设置为具有弯曲形状,因此设置在第一电极210_9与第二电极220_9之间的发光元件300可以面向不同的方向,并且可以改善显示装置10_9的横向可见度。
在总结详细描述时,本领域技术人员将理解的是,在基本不脱离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,发明的公开的优选实施例仅以通用的和描述性意义来使用,而不是为了限制的目的。
Claims (32)
1.一种发光元件,所述发光元件包括:
第一半导体层和第二半导体层;
活性层,设置在所述第一半导体层与所述第二半导体层之间;以及
电极层,设置在所述第二半导体层上,并且包括第一表面和面对所述第一表面且接触所述第二半导体层的第二表面,
其中,所述电极层的所述第一表面和所述第二表面中的至少一个包括从其部分突出的突起图案。
2.根据权利要求1所述的发光元件,其中,所述突起图案包括:第一突起;第二突起,与所述第一突起间隔开;以及凹陷,位于所述第一突起与所述第二突起之间。
3.根据权利要求2所述的发光元件,其中,所述第二突起围绕所述第一突起。
4.根据权利要求2所述的发光元件,其中,所述突起图案还包括与所述第一突起和所述第二突起间隔开的第三突起。
5.根据权利要求4所述的发光元件,其中,所述第三突起形成为围绕所述第二突起的外表面,并且所述凹陷形成在所述第二突起与所述第三突起之间。
6.根据权利要求2所述的发光元件,其中,所述第一突起包括具有与所述第二突起的宽度相同的宽度的区域。
7.根据权利要求6所述的发光元件,其中,所述第一突起包括具有等于所述第一突起与所述第二突起之间的距离的宽度的区域。
8.根据权利要求1所述的发光元件,其中,所述突起图案包括形成在所述第一表面上的第一突起图案,并且所述发光元件在一个方向上延伸并且包括其上形成所述第一突起图案的第一端表面和其上形成所述第一半导体层的表面的第二端表面。
9.根据权利要求8所述的发光元件,其中,所述第一端表面和所述第二端表面具有不同的粗糙度。
10.根据权利要求8所述的发光元件,所述发光元件还包括绝缘膜,所述绝缘膜至少部分地围绕所述第一半导体层和所述第二半导体层的侧表面以及至少所述活性层的侧表面。
11.根据权利要求1所述的发光元件,其中,所述电极层包括形成在所述第二表面上以接触所述第二半导体层的第二突起图案,并且所述第二半导体层的接触所述电极层的所述第二表面的表面的至少部分凹陷以接触所述第二突起图案的突起。
12.根据权利要求11所述的发光元件,其中,所述突起图案也形成在所述第一表面上。
13.一种用于制造发光元件的方法,所述方法包括以下步骤:
设置形成在基底上的半导体结构;以及
通过蚀刻所述半导体结构来形成多个元件棒,每个元件棒包括从上表面的至少部分突出的突起图案,
其中,不同的突起图案形成在所述半导体结构的不同区域中。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,所述多个元件棒的形成步骤包括:
在所述半导体结构上形成包括彼此间隔开的第一掩模图案的第一图案层;
通过沿着彼此间隔开的所述第一掩模图案之间的区域蚀刻所述半导体结构来形成半导体晶体;
在所述半导体晶体上形成包括彼此间隔开的第二掩模图案的第二图案层;以及
通过沿着其中所述第二掩模图案彼此间隔开的区域部分地蚀刻所述半导体晶体的上表面来形成包括突起图案的元件棒。
15.根据权利要求14所述的方法,其中,在形成围绕所述半导体晶体中的每个的外圆周表面的绝缘膜之后,执行所述第二图案层的形成步骤。
16.根据权利要求14所述的方法,其中,所述半导体结构包括第一区域和与所述第一区域不同的第二区域,并且所述多个元件棒包括形成在所述第一区域中的第一元件棒和形成在所述第二区域中的第二元件棒。
17.根据权利要求16所述的方法,其中,在所述第一图案层中,设置在所述第一区域中的所述第一掩模图案和设置在所述第二区域中的所述第二掩模图案具有相同的形状。
18.根据权利要求17所述的方法,其中,所述第一元件棒和所述第二元件棒具有相同的直径。
19.根据权利要求16所述的方法,其中,在所述第二图案层中,设置在所述第一区域中的所述第二掩模图案和设置在所述第二区域中的所述第二掩模图案具有不同的形状。
20.根据权利要求19所述的方法,其中,形成在所述第一元件棒的上表面上的第一突起图案具有与形成在所述第二元件棒的上表面上的第二突起图案的形状不同的形状。
21.根据权利要求13所述的方法,其中,所述多个元件棒的形成步骤包括:
在所述半导体结构上形成包括彼此间隔开的第三掩模图案的第三掩模层;
通过沿着其中所述第三掩模图案彼此间隔开的区域部分地蚀刻所述半导体结构的上表面来形成突起图案;
在所述半导体结构上形成包括彼此间隔开的第四掩模图案的第四掩模层;以及
通过沿着彼此间隔开的所述第四掩模图案之间的区域蚀刻所述半导体结构来形成元件棒。
22.根据权利要求16所述的方法,其中,所述第一区域和所述第二区域具有不同的发光量。
23.一种显示装置,所述显示装置包括:
第一电极以及与所述第一电极间隔开的第二电极;以及
至少一个发光元件,设置在所述第一电极和所述第二电极之间并且每个发光元件包括形成在端表面上的图案部分,
其中,所述发光元件中的每个包括:第一半导体层和第二半导体层;活性层,设置在所述第一半导体层与所述第二半导体层之间;以及电极层,设置在所述第二半导体层上并且包括从表面的至少部分突出的突起图案。
24.根据权利要求23所述的显示装置,其中,所述突起图案包括:第一突起;第二突起,与所述第一突起间隔开;以及凹陷,位于所述第一突起和所述第二突起之间。
25.根据权利要求24所述的显示装置,其中,所述第二突起围绕所述第一突起。
26.根据权利要求24所述的显示装置,其中,所述发光元件包括:第一发光元件和第二发光元件,所述第一发光元件包括第一突起图案,所述第二发光元件包括与所述第一突起图案不同的第二突起图案。
27.根据权利要求26所述的显示装置,其中,包括在所述第一突起图案中的突起的数量不同于包括在所述第二突起图案中的突起的数量。
28.根据权利要求26所述的显示装置,其中,包括在所述第一突起图案中的每个突起的宽度不同于包括在所述第二突起图案中的每个突起的宽度。
29.根据权利要求23所述的显示装置,其中,所述发光元件的第一端电连接到所述第一电极,并且第二端电连接到所述第二电极。
30.根据权利要求29所述的显示装置,其中,每个发光元件的所述电极层电连接到所述第一电极,并且所述第一半导体层电连接到所述第二电极。
31.根据权利要求29所述的显示装置,所述显示装置还包括:
第一接触电极,接触所述发光元件的所述第一端和所述第一电极;以及
第二接触电极,接触所述发光元件的所述第二端和所述第二电极。
32.根据权利要求31所述的显示装置,其中,所述第一接触电极接触每个发光元件的所述电极层,并且所述第二接触电极接触所述第一半导体层。
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