CN115274746A - 显示设备 - Google Patents

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CN115274746A CN202210455325.3A CN202210455325A CN115274746A CN 115274746 A CN115274746 A CN 115274746A CN 202210455325 A CN202210455325 A CN 202210455325A CN 115274746 A CN115274746 A CN 115274746A
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金镇完
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Abstract

本申请涉及显示设备。显示设备包括设置在衬底上的发光元件。发光元件包括发射区域和包括量子点的多孔区域。

Description

显示设备
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年4月30日在韩国知识产权局提交的第10-2021-0056847号韩国专利申请的优先权和权益，该韩国专利申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及显示设备及制造其的方法。
背景技术
近年来，随着对信息显示的兴趣正在增加，对显示设备的研究和开发不断地进行。
应当理解，该技术部分的背景部分地旨在为理解技术提供有用的背景。然而，该技术部分的背景也可以包括在本文所公开的主题的相应有效申请日之前不是相关领域的技术人员已知或理解的部分的思想、构思或认识。
发明内容
本公开的目的是提供能够提高光输出效率并简化制造工艺的显示设备及制造其的方法。
本公开的目的不限于以上目的，并且其它目的可以从以下描述中被本领域技术人员清楚地理解。
显示设备可以包括设置在衬底上的发光元件。发光元件可以包括发射区域和包括量子点的多孔区域。
发光元件可以包括第一半导体层、第二半导体层和有源层，第一半导体层和第二半导体层设置在发光元件的发射区域中，有源层设置在第一半导体层和第二半导体层之间。
多孔区域和第二半导体层可以包括相同的材料。
多孔区域可以包括纳米级孔。
量子点可以设置在纳米级孔中。
多孔区域可以包括包含量子点的颜色转换区域；以及除颜色转换区域之外的散射区域。
散射区域可以设置在发射区域和颜色转换区域之间。
显示设备还可以包括设置在发光元件上的滤色器层。
显示设备还可以包括设置在发光元件之间的反射层。
显示设备还可以包括设置在发光元件和反射层之间的平坦化层。
根据实施方式的制造显示设备的方法可以包括形成多孔层；在多孔层上形成发光叠层；通过图案化多孔层和发光叠层形成发光元件；以及在多孔层中设置量子点。
多孔层的形成可以包括形成半导体层；以及通过刻蚀半导体层形成纳米级孔。
量子点可以设置在纳米级孔中。
发光叠层的形成可以包括形成第一半导体层；在第一半导体层上形成第二半导体层；以及在第一半导体层和第二半导体层之间形成有源层。
第二半导体层的形成可以包括直接在多孔层上形成第二半导体层。
第二半导体层和多孔层可以由相同的材料形成。
该方法还可以包括在发光元件之间形成平坦化层。
该方法还可以包括通过图案化平坦化层在发光元件之间形成凹槽图案。
该方法还可以包括在凹槽图案中形成反射层。
该方法还可以包括在发光元件上形成滤色器层。
附图说明
包括附图以提供对本公开的进一步理解，且将附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分，附图示出了本公开的实施方式并且与说明书一起用于说明本公开的原理。
图1是示出根据实施方式的显示设备的示意性平面图。
图2是根据实施方式的像素的等效电路的示意图。
图3是示出根据实施方式的像素的示意性剖视图。
图4是示出根据实施方式的像素的示意性剖视图。
图5至图14是示出用于解释根据实施方式的制造显示设备的方法的工艺步骤的示意性剖视图。
图15至图18是示出根据各种实施方式的电子设备的示例的示意图。
具体实施方式
从以下参考附图描述的实施方式将更清楚地理解本公开的优点和特征以及用于实现本公开的优点和特征的方法。然而，本公开不限于以下实施方式，而是可以以各种不同的形式来实现。提供实施方式仅用于完成本公开的公开内容并用于完全告知本公开所属领域的普通技术人员本公开的范围。本公开可以由所附权利要求的范围来限定。
在本公开中使用的术语用于描述实施方式并且不旨在限制本公开。在本公开中，单数形式旨在也包括复数形式，除非上下文另外清楚地指示。例如，如本文中所用的，单数形式“一个”、“一”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另外清楚地指示。
在附图中，为了便于描述和清楚起见，可以夸大元件的尺寸、厚度、比率和尺寸。相同的数字始终表示相同的元件。
在说明书和权利要求书中，出于其含义和解释的目的，术语“和/或”旨在包括术语“和”和“或”的任何组合。例如，“A和/或B”可以理解为意指“A、B或A和B”。术语“和”和“或”可以以结合或分离的意义使用，并且可以理解为等同于“和/或”。
在说明书和权利要求书中，出于其含义和解释的目的，短语“……中的至少一个”旨在包括“选自……的集合中的至少一个”的含义。例如，“A和B中的至少一个”可以理解为是指“A、B或A和B”。
在本说明书中使用的情况下，术语“包含(comprises)”、“包含(comprising)”、“包括(includes)”和/或“包括(including)”、“具有(has)”、“具有(have)”和/或“具有(having)”及其变型指定所述特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在，但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或添加。
短语“在平面图中”意味着从顶部观察对象，并且短语“在示意性剖视图中”意味着从侧面观察对象被垂直切割的截面。
此外，术语“连接”不仅可以包括电连接，而且可以包括物理连接，可以包括直接连接以及通过其它部件的间接连接，或者可以包括整体连接或非整体连接。
短语“元件或层设置在另一个元件或另一个层上”可以指元件可以直接设置在另一个元件上和/或元件可以经由另一个元件或另一个层间接设置在另一个元件上。在整个公开中，相同的附图标记总体上指代相同的元件。
尽管术语第一、第二等在本文中可以用于描述各种部件，但这些部件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个部件与另一个部件区分开。因此，在本公开的精神和范围内，下面讨论的第一部件可以是第二部件。
为便于描述，空间相对术语“下方”、“下面”、“下部”、“上方”、“上部”等可以在本文中用于描述如附图中所示的一个元件或部件与另一个元件或部件之间的关系。应当理解，除了附图中所描绘的取向之外，空间相对术语旨在包括设备在使用或操作中的不同取向。例如，在附图中所示的设备被翻转的情况下，位于另一个设备“下方”或“下面”的设备可以被放置在另一个设备“上方”。因此，说明性术语“下方”可以包括下部位置和上部位置两者。设备也可以在其它方向上取向，并且因此空间相对术语可以根据取向而被不同地解释。
术语“重叠(overlap)”或“重叠(overlapped)”意味着第一对象可以在第二对象上方或下方，或者在第二对象的一侧，并且反之亦然。另外，术语“重叠(overlap)”可以包括层、堆叠、面对(face)或面对(facing)、在……之上延伸、覆盖或部分覆盖或如本领域普通技术人员将领会和理解的任何其它合适的术语。
在元件被描述为“不重叠(not overlapping)”或“不重叠(to not overlap)”另一个元件的情况下，这可以包括元件彼此间隔开，彼此偏移，或彼此并排设置，或如本领域普通技术人员将领会和理解的任何其它合适的术语。
术语“面对(face)”和“面对(facing)”意味着第一元件可以直接或间接地与第二元件相对。在第三元件插入第一元件和第二元件之间的情况下，第一元件和第二元件可以被理解为彼此间接相对，尽管仍然彼此面对。
如本文中所使用的，“约”或“近似”包括所述值以及如由本领域普通技术人员在考虑到所讨论的测量和与特定量的测量相关的误差(即，测量系统的限制)时所确定的特定值的可接受偏差范围内的平均值。例如，“约”可表示在一个或多个标准偏差内，或在所述值的±30％、±20％、±10％、±5％内。
除非本文另有限定或暗示，否则本文使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。还应当理解，术语，诸如在常用词典中限定的那些术语，应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不会被解释为理想化的或过分正式的含义，除非在本文明确地如此限定。
在下文中，将参考附图更详细地描述本公开的实施方式。
图1是示出根据实施方式的显示设备的示意性平面图。
图1示出了使用发光元件作为光源的显示设备，例如设置在显示设备中的显示面板PNL。
为了便于描述，图1通过聚焦显示区域DA简要示出了显示面板PNL的结构。然而，根据实施方式，至少一个驱动电路单元(例如，扫描驱动器和数据驱动器中的至少一个)、导线和/或焊盘(未示出)还可以设置在显示面板PNL上。
参照图1，显示面板PNL可以包括衬底SUB和设置在衬底SUB上的像素或像素单元PXU。像素单元PXU可以包括第一像素PXL1、第二像素PXL2和/或第三像素PXL3。在下文中，在任意涉及第一像素PXL1、第二像素PXL2和第三像素PXL3中的至少一个像素，或者总体上涉及两种或更多种类型的像素的情况下，可以使用“像素(pixel)PXL”或“像素(pixels)PXL”。
衬底SUB可以构成显示面板PNL的基础构件，并且可以是刚性或柔性衬底或膜。例如，衬底SUB可以由玻璃或钢化玻璃制成的刚性衬底、或由塑料或金属制成的柔性衬底(或薄膜)形成。衬底SUB的材料和/或物理特性没有特别限制。
显示面板PNL和用于形成显示面板PNL的衬底SUB可以包括用于显示图像的显示区域DA和除显示区域DA之外的非显示区域NDA。像素PXL可以设置在显示区域DA中。连接到显示区域DA的像素PXL的各种导线、焊盘和/或内置电路可以设置在非显示区域NDA中。像素PXL可以根据条纹或PENTILETM布置结构规则地布置或设置。然而，像素PXL的布置结构不一定限于此。像素PXL可以以各种结构和/或方法布置或设置在显示区域DA中。
根据实施方式，可以在显示区域DA中设置发射不同颜色的光的两种或更多种类型的像素PXL。例如，发射第一颜色的光的第一像素PXL1、发射第二颜色的光的第二像素PXL2以及发射第三颜色的光的第三像素PXL3可以被布置或设置在显示区域DA中。彼此相邻的第一像素PXL1、第二像素PXL2和第三像素PXL3中的至少一个可以构成能够发射各种颜色的光的一个像素单元PXU。例如，第一像素PXL1、第二像素PXL2和第三像素PXL3中的每一个可以是发射颜色的光的子像素。根据实施方式，第一像素PXL1可以是发射红光的红色像素，第二像素PXL2可以是发射绿光的绿色像素，并且第三像素PXL3可以是发射蓝光的蓝色像素，但是本公开不限于此。
在实施方式中，第一像素PXL1、第二像素PXL2和第三像素PXL3中的每一个可以包括发射相同颜色的光的发光元件，并且可以包括设置在每个发光元件上的颜色转换层和/或不同颜色的滤色器，以分别发射第一颜色、第二颜色和第三颜色的光。在实施方式中，第一像素PXL1、第二像素PXL2和第三像素PXL3中的每一个可以包括第一颜色的发光元件、第二颜色的发光元件和第三颜色的发光元件作为光源以分别发射第一颜色、第二颜色和第三颜色的光。然而，构成像素单元PXU的像素PXL的颜色、类型和/或数量没有特别限制。例如，由每个像素PXL发射的光的颜色可以不同地改变。
像素PXL可以包括由控制信号(例如，扫描信号和数据信号)和/或电源(例如，第一电源和第二电源)驱动的至少一个光源。在实施方式中，光源可以包括具有与纳米级至微米级同样小的尺寸的超小柱状发光元件。然而，本公开不一定限于此，并且各种类型的发光元件可以用作像素PXL的光源。
在实施方式中，每个像素PXL可以是有源像素。然而，适用于显示设备的像素PXL的类型、结构和/或驱动方法没有特别限制。例如，每个像素PXL可以是具有各种结构和/或驱动方法的无源或有源型发光显示设备的像素。
图2是根据实施方式的像素的等效电路的示意图。
图2示出了包括在可以应用于有源显示设备的像素PXL中的部件之间的电连接关系。然而，包括在像素PXL中的部件的类型不必限于此。
根据实施方式，图2中所示的像素PXL可以是设置在图1的显示面板PNL中的第一像素PXL1、第二像素PXL2和第三像素PXL3中的任何一个。第一像素PXL1、第二像素PXL2和第三像素PXL3可以具有基本上彼此相同或相似的结构。
参照图2，像素PXL可以包括发光单元EMU，该发光单元EMU产生具有对应于数据信号的亮度的光。此外，像素PXL还可以包括用于驱动发光单元EMU的像素电路PXC。
根据实施方式，发光单元EMU可以包括电连接在第一电源线PL1和第二电源线PL2之间的至少一个发光元件LD，第一电源VDD的电压被施加至第一电源线PL1，第二电源VSS的电压被施加至第二电源线PL2。例如，发光单元EMU可以包括经由像素电路PXC和第一电源线PL1连接到第一电源VDD的第一电极ET1、通过第二电源线PL2连接到第二电源VSS的第二电极ET2、以及连接在第一电极ET1和第二电极ET2之间的发光元件LD。在实施方式中，第一电极ET1可以是阳极电极，并且第二电极ET2可以是阴极电极。
发光元件LD可以包括连接到第一电源VDD的一端和连接到第二电源VSS的另一端。根据实施方式，发光元件LD的一端可以与第一电极ET1一体地设置以连接到第一电极ET1，并且发光元件LD的另一端可以与第二电极ET2一体地设置以连接到第二电极ET2。第一电源VDD和第二电源VSS可以具有不同的电势。在像素PXL的发射周期期间，第一电源VDD和第二电源VSS之间的电势差可以被设定为大于或等于发光元件LD的阈值电压。
发光元件LD可以构成发光单元EMU的有效光源。发光元件LD可以发射具有与通过像素电路PXC提供的驱动电流对应的亮度的光。例如，在每个帧周期期间，像素电路PXC可以向发光单元EMU提供对应于相应帧数据的灰度值的驱动电流。提供给发光单元EMU的驱动电流可以流过发光元件LD。因此，发光单元EMU可以发射光，同时发光元件LD发射具有与驱动电流对应的亮度的光。
像素电路PXC可以连接到像素PXL的扫描线Si和数据线Dj。例如，在像素PXL设置在显示区域DA的第i行(i可以是大于0的自然数)和第j列(j可以是大于0的自然数)的情况下，像素PXL的像素电路PXC可以连接到显示区域DA的第i扫描线Si和第j数据线Dj。根据实施方式，像素电路PXC可以包括第一晶体管T1和第二晶体管T2以及存储电容器Cst。然而，像素电路PXC的结构不限于图2中所示的实施方式。
像素电路PXC可以包括第一晶体管T1和第二晶体管T2以及存储电容器Cst。
第一晶体管T1(驱动晶体管)的第一端子可以连接到第一电源VDD，并且第二端子可以电连接到发光元件LD。第一晶体管T1的栅电极可以连接到第一节点N1。第一晶体管T1可以响应于第一节点N1的电压来控制提供给发光元件LD的驱动电流的量。
第二晶体管T2(开关晶体管)的第一端子可以连接到第j数据线Dj，并且第二端子可以连接到第一节点N1。此处，第二晶体管T2的第一端子和第二端子可以是不同的端子。例如，在第一端子是源电极的情况下，第二端子可以是漏电极。第二晶体管T2的栅电极可以连接到第i扫描线Si。
在从第i扫描线Si提供具有可以导通第二晶体管T2的电压的扫描信号的情况下，可以导通第二晶体管T2，并且第二晶体管T2可以电连接第j数据线Dj和第一节点N1。可以将相应帧的数据信号提供给第j数据线Dj，并且因此，可以将该数据信号传输到第一节点N1。传输到第一节点N1的数据信号可以在存储电容器Cst中被充电。
存储电容器Cst可以充电与提供给第一节点N1的数据信号相对应的电压，并且保持充电的电压直到下一帧的数据信号被提供。
图2示出了像素电路PXC，像素电路PXC包括用于将数据信号传输到像素PXL中的第二晶体管T2、用于存储数据信号的存储电容器Cst、以及用于将对应于数据信号的驱动电流提供给发光元件LD的第一晶体管T1。然而，本公开不一定限于此，并且像素电路PXC的结构可以被不同地改变和实现。例如，像素电路PXC还可以包括至少一个晶体管元件(诸如用于补偿第一晶体管T1的阈值电压的晶体管元件、用于初始化第一节点N1的晶体管元件和/或用于控制发光元件LD的发射时间的晶体管元件)或者其他电路元件(诸如用于提高第一节点N1的电压的升压电容器)。像素电路PXC的第一晶体管T1和第二晶体管T2可以不限于图2中所示的那些晶体管，并且可以在本公开的精神和范围内不同地改变为NMOS、PMOS等。
图3是示出根据实施方式的像素的示意性剖视图。
图3示意性地示出了彼此相邻的第一像素PXL1、第二像素PXL2和第三像素PXL3的剖视结构。
参照图3，像素PXL和具有像素PXL的显示设备可以包括衬底SUB和设置在衬底SUB上的发光元件LD。
衬底SUB可以是包括电路元件的驱动衬底，该电路元件包括构成图2中所示的每个像素PXL的像素电路PXC的晶体管。例如，衬底SUB可以是以晶片状态制造的驱动衬底。由NMOS和PMOS的组合构成的CMOS衬底可以用作衬底SUB，但是本公开不限于此。
发光元件LD可以设置在第一像素PXL1、第二像素PXL2和第三像素PXL3中的每一个中。发光元件LD中的每一个可以设置成各种形状。例如，发光元件LD可以具有在第三方向(Z轴方向)上伸长的杆状形状或棒状形状(例如，具有大于1的纵横比)，但是本公开不一定限于此。例如，发光元件LD中的每一个可以具有柱状形状，其中一个端或一端的直径和另一个端或另一端的直径彼此不同。发光元件LD可以是制造成具有约纳米级至微米级的直径和/或长度的超小发光二极管(LED)。然而，本公开不一定限于此，并且发光元件LD的尺寸可以不同地改变以满足发光元件LD所应用于的照明设备或显示设备的要求(或设计条件)。此外，本文所述的形状可以理解为包括基本上与本文所公开的形状相同的形状。
发光元件LD中的每一个可以包括发射区域EA和多孔区域PA。发射区域EA可以设置在衬底SUB和多孔区域PA之间。
发射区域EA可以包括第一半导体层L1、第二半导体层L3和插置在第一半导体层L1和第二半导体层L3之间的有源层L2。例如，发光元件LD的第一半导体层L1、有源层L2和第二半导体层L3可以沿着第三方向(Z轴方向)彼此顺序堆叠在衬底SUB上。
发光元件LD的第一半导体层L1可以包括例如至少一个p型半导体层。例如，在本公开的精神和范围内，发光元件LD的第一半导体层L1可以包括诸如GaN、InGaN、InAlGaN、AlGaN或AlN的半导体材料，并且可以包括掺杂有诸如Mg、Zn、Ca、Sr、Ba等的第一导电掺杂剂(或p型掺杂剂)的p型半导体层。例如，发光元件LD的第一半导体层L1可以包括掺杂有第一导电掺杂剂(或p型掺杂剂)的GaN半导体材料。然而，本公开不限于此，并且各种其它材料可以用于形成发光元件LD的第一半导体层L1。
发光元件LD的有源层L2可以设置在第一半导体层L1和第二半导体层L3之间。发光元件LD的有源层L2可以包括单阱结构、多阱结构、单量子阱结构、多量子阱(MQW)结构、量子点结构和量子线结构中的任一个。然而，本公开不一定限于此。发光元件LD的有源层L2可以包括AlGaN、InGaN或GaN，并且各种其它材料可以用于形成发光元件LD的有源层L2。
在将信号(或电压)施加到发光元件LD的每一端的情况下，每个发光元件LD可以发射光，同时在发光元件LD的有源层L2中组合电子-空穴对。通过使用该原理控制每个发光元件LD的发射，发光元件LD可以用作包括显示设备的像素PXL的各种发光设备的光源(或发光源)。
根据实施方式，电子阻挡层(EBL)还可以设置在发光元件LD的有源层L2和第一半导体层L1之间。电子阻挡层可以通过阻挡从第二半导体层L3提供并通过第一半导体层L1离开的电子流来增加有源层L2中的电子-空穴的再结合概率。电子阻挡层的能带隙可以大于有源层L2和/或第一半导体层L1的能带隙，但是本公开不限于此。
根据实施方式，超晶格层还可以设置在发光元件LD的有源层L2和第二半导体层L3之间。超晶格层可以减轻有源层L2和第二半导体层L3的应力，以提高发光元件LD的质量。超晶格层可以形成为其中InGaN和GaN可以彼此交替堆叠的结构，但是本公开不限于此。
发光元件LD的第二半导体层L3可以设置在有源层L2上，并且可以包括与第一半导体层L1的类型不同的类型的半导体层。在实施方式中，发光元件LD的第二半导体层L3可以包括至少一个n型半导体层。例如，在本公开的精神和范围内，发光元件LD的第二半导体层L3可以包括半导体材料，诸如GaN、InGaN、InAlGaN、AlGaN或AlN，并且发光元件LD的第二半导体层L3可以是掺杂有第二导电掺杂剂(或n型掺杂剂)(诸如Si、Ge、Sn等)的n型半导体层。例如，发光元件LD的第二半导体层L3可以包括掺杂有第二导电掺杂剂(或n型掺杂剂)的GaN半导体材料。然而，构成发光元件LD的第二半导体层L3的材料不限于此，并且各种其它材料可以用于形成发光元件LD的第二半导体层L3。
多孔区域PA可以设置在发射区域EA的第二半导体层L3上。例如，多孔区域PA可以形成在发射区域EA的第二半导体层L3上或直接形成在发射区域EA的第二半导体层L3上。多孔区域PA可以包括与第二半导体层L3相同的材料或类似的材料，但是本公开不限于此。
多孔区域PA可以包括多孔层PL和设置在多孔层PL中的孔P。多孔层PL可以包括与第二半导体层L3相同的材料或类似的材料，但是本公开不限于此。例如，多孔层PL可以包括至少一个n型半导体层。例如，在本公开的精神和范围内，多孔层PL可以包括半导体材料，诸如GaN、InGaN、InAlGaN、AlGaN或AlN，并且多孔层PL可以是掺杂有第二导电掺杂剂(或n型掺杂剂)(诸如Si、Ge、Sn等)的n型半导体层。例如，多孔层PL可以包括掺杂有第二导电掺杂剂(或n型掺杂剂)的GaN半导体材料。然而，构成多孔层PL的材料不限于此，并且各种其它材料可以用于形成多孔层PL。孔P可以是通过电化学蚀刻方法形成的纳米级孔P，但本公开不限于此。下面将参照图5和图6描述其详细描述。
多孔区域PA可以包括散射区域SA和颜色转换区域CA。在实施方式中，可以不同地控制在散射区域SA和颜色转换区域CA中形成的孔P的尺寸和形状。例如，在散射区域SA中形成的孔P的尺寸可以小于在颜色转换区域CA中形成的孔P的尺寸，但是本公开不限于此。
散射区域SA可以设置在发射区域EA上，并且可以散射从发射区域EA发射的光以提高光输出效率。例如，由于散射区域SA中的折射率被孔P减小，因此可以提高光提取效率。这样，在散射区域SA嵌入发光元件LD的多孔区域PA的情况下，由于可以省略在像素PXL中单独提供的散射层，因此可以简化制造工艺并且可以降低制造成本。散射区域SA可以设置在发射区域EA和颜色转换区域CA之间，并且可以有效地防止设置在颜色转换区域CA中的颜色转换层CCL被发射区域EA中产生的热损坏。
颜色转换层CCL可以设置在颜色转换区域CA中。例如，颜色转换层CCL可以设置在颜色转换区域CA的孔P中。这样，在颜色转换层CCL设置在发光元件LD的多孔区域PA(例如颜色转换区域CA)中的情况下，可以省略单独设置在发光元件LD上的颜色转换层。因此，由于可以省略设置在像素PXL的边界处以形成颜色转换层的障肋结构，因此可以简化制造工艺并且可以实现具有超高分辨率的显示设备。
颜色转换层CCL可以包括量子点作为颜色转换材料，该颜色转换材料将从发射区域EA发射的光转换为特定或给定颜色的光。例如，颜色转换层CCL可以包括分散在诸如基础树脂的基质材料中的量子点。
在实施方式中，第一像素PXL1、第二像素PXL2和第三像素PXL3的发光元件LD中的每一个可以包括发射相同颜色的光的发射区域EA。例如，第一像素PXL1、第二像素PXL2和第三像素PXL3的发光元件LD中的每一个可以包括发射第三颜色(或蓝色)的光的发射区域EA。颜色转换层CCL可以包括将从发射区域EA发射的蓝光转换为白光的量子点。例如，颜色转换层CCL可以包括将从发射区域EA发射的蓝光转换为红光的第一量子点和将蓝光转换为绿光的第二量子点。然而，本公开不一定限于此。在量子点用作颜色转换材料的情况下，由于具有在可见光区中相对短波长的蓝光入射在量子点上，因此量子点的吸收系数可以增加。因此，可以提高最终从像素PXL发射的光的效率，并且可以确保良好的颜色再现性。由于第一像素PXL1、第二像素PXL2和第三像素PXL3的发光单元EMU可以使用相同颜色的发射区域EA形成，因此可以提高显示设备的制造效率。然而，本公开不一定限于此，并且第一像素PXL1、第二像素PXL2和第三像素PXL3的发光元件LD可以具有发射不同颜色的光的发射区域EA。例如，第一像素PXL1的发光元件LD可以包括第一颜色(或红色)的发射区域EA，第二像素PXL2的发光元件LD可以包括第二颜色(或绿色)的发射区域EA，并且第三像素PXL3的发光元件LD可以包括第三颜色(或蓝色)的发射区域EA。
以上描述的发光元件LD可以设置在第一电极ET1上，该第一电极ET1设置在衬底SUB上。例如，发光元件LD的第一半导体层L1可以设置在第一电极ET1上并电连接到第一电极ET1。第一电极ET1可以包括金属或金属氧化物。例如，第一电极ET1可以包括铜(Cu)、金(Au)、铬(Cr)、钛(Ti)、铝(Al)、镍(Ni)、氧化铟锡(ITO)、以及其氧化物或合金，但是本公开不一定限于此。
连接电极CE还可以设置在衬底SUB和发光元件LD之间。连接电极CE可以设置在发光元件LD的第一半导体层L1和设置在衬底SUB上的第一电极ET1之间。发光元件LD可以通过连接电极CE电连接到设置在衬底SUB上的第一电极ET1。连接电极CE可以包括金属或金属氧化物。例如，连接电极CE可以包括铜(Cu)、金(Au)、铬(Cr)、钛(Ti)、铝(Al)、镍(Ni)、氧化铟锡(ITO)、以及其氧化物或合金，但是本公开不一定限于此。
平坦化层PN和反射层RF可以设置在发光元件LD之间。平坦化层PN可以设置在发光元件LD和反射层RF之间。平坦化层PN可以用于平坦化发光元件LD的台阶。可以在发光元件LD的表面上设置平坦化层PN，以最小化发光元件LD的表面缺陷，从而提高发光元件LD的寿命和发光效率。例如，平坦化层PN可以设置在发光元件LD的侧表面上。平坦化层PN可以覆盖或重叠发光元件LD的侧表面，并且暴露发光元件LD的上表面。例如，平坦化层PN可以覆盖或重叠发光元件LD的侧表面，并且暴露发光元件LD的多孔区域PA的一个表面或表面。
在实施方式中，平坦化层PN可以包括有机材料，诸如丙烯酸酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚酯树脂、聚苯硫醚树脂或苯并环丁烯(BCB)，但是本公开不一定限于此。
根据实施方式，平坦化层PN可以包括无机材料，诸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)、碳氧化硅(SiOxCy)、氧化铝(AlOx)、氮化铝(AlNx)、氧化锆(ZrOx)、氧化铪(HfOx)、或氧化钛(TiOx)。
反射层RF可以设置在发光元件LD之间。反射层RF可以设置在衬底SUB上的第一像素PXL1、第二像素PXL2和第三像素PXL3的边界处。反射层RF可以设置在发光元件LD之间，并且可以反射从发光元件LD发射的光以提高显示面板PNL的光输出效率。此外，反射层RF可以设置在第一像素PXL1、第二像素PXL2和第三像素PXL3的边界处，以防止相邻像素PXL之间的颜色混合。反射层RF的材料没有特别限制，并且可以包括各种反射材料。
第二电极ET2可以设置在发光元件LD上。第二电极ET2可以设置在发光元件LD的由平坦化层PN暴露的上表面上或直接设置在发光元件LD的由平坦化层PN暴露的上表面上。例如，第二电极ET2可以设置在发光元件LD的多孔区域PA上或直接设置在发光元件LD的多孔区域PA上。第二电极ET2可以分别设置在第一像素PXL1、第二像素PXL2和第三像素PXL3中。
第二电极ET2可以由各种透明导电材料形成。例如，第二电极ET2可以包括包含氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锡锌(ITZO)、氧化铝锌(AZO)、氧化镓锌(GZO)、氧化锌锡(ZTO)或氧化镓锡(GTO)的各种透明导电材料中的至少一种，并且可以被实现为基本上透明或半透明的以满足透光率。因此，从发光元件LD发射的光可以穿过第二电极ET2并被发射到显示面板PNL的外部。
钝化层PSV可以设置在第二电极ET2上。钝化层PSV可以覆盖或重叠或直接覆盖或直接重叠设置有颜色转换层CCL的多孔区域PA。钝化层PSV可以设置在第一像素PXL1、第二像素PXL2和第三像素PXL3之上。钝化层PSV可以防止诸如湿气或空气的杂质从外部渗入以损坏或污染颜色转换层CCL。
在实施方式中，钝化层PSV可以包括有机材料，诸如丙烯酸酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚酯树脂、聚苯硫醚树脂或苯并环丁烯(BCB)，但是本公开不一定限于此。
根据实施方式，钝化层PSV可以包括无机材料，诸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)、碳氧化硅(SiOxCy)、氧化铝(AlOx)、氮化铝(AlNx)、氧化锆(ZrOx)、氧化铪(HfOx)、或氧化钛(TiOx)。
滤色器层CFL可以设置在钝化层PSV上。滤色器层CFL可以设置在发光元件LD上。例如，滤色器层CFL可以在第三方向(Z轴方向)上与发光元件LD重叠。
滤色器层CFL可以包括与每个像素PXL的颜色对应的滤色器CF1、CF2和CF3。通过分别设置与第一像素PXL1、第二像素PXL2和第三像素PXL3的颜色对应的滤色器CF1、CF2和CF3，可以显示全色图像。
滤色器层CFL可以包括设置在第一像素PXL1中以选择性地透射从第一像素PXL1发射的光的第一滤色器CF1、设置在第二像素PXL2中以选择性地透射从第二像素PXL2发射的光的第二滤色器CF2、以及设置在第三像素PXL3中以选择性地透射从第三像素PXL3发射的光的第三滤色器CF3。
在实施方式中，第一滤色器CF1、第二滤色器CF2和第三滤色器CF3可以分别是红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器，但是本公开不限于此。在下文中，在任意涉及第一滤色器CF1、第二滤色器CF2和第三滤色器CF3中的任何一个滤色器，或者一般涉及两种或更多种类型的滤色器的情况下，可以使用“滤色器(color filter)CF”或“滤色器(color filters)CF”。
第一滤色器CF1可以在第三方向(Z轴方向)上与第一像素PXL1的发光元件LD重叠。第一滤色器CF1可以包括选择性地透射第一颜色(或红色)的光的滤色器材料。例如，在第一像素PXL1是红色像素的情况下，第一滤色器CF1可以包括红色滤色器材料。
第二滤色器CF2可以在第三方向(Z轴方向)上与第二像素PXL2的发光元件LD重叠。第二滤色器CF2可以包括选择性地透射第二颜色(或绿色)的光的滤色器材料。例如，在第二像素PXL2是绿色像素的情况下，第二滤色器CF2可以包括绿色滤色器材料。
第三滤色器CF3可以在第三方向(Z轴方向)上与第三像素PXL3的发光元件LD重叠。第三滤色器CF3可以包括选择性地透射第三颜色(或蓝色)的光的滤色器材料。例如，在第三像素PXL3是蓝色像素的情况下，第三滤色器CF3可以包括蓝色滤色器材料。
根据上述实施方式，散射区域SA和颜色转换区域CA可以嵌入在发光元件LD的多孔区域PA中。因此，可以提高显示面板PNL的光输出效率，可以简化制造工艺，并且可以实现具有超高分辨率的显示设备。
在下文中，将描述实施方式。在下面的实施方式中，与已经描述的部件相同的部件用相同的附图标记表示，并且将省略或简化其重复的描述。
图4是示出根据实施方式的像素的示意性剖视图。
参照图4，在根据实施方式的显示设备中，颜色转换层CCL可以包括设置在第一像素PXL1中的第一颜色转换层CC1和设置在第二像素PXL2中的第二颜色转换层CC2。实施方式可以与图1至图3的实施方式不同之处在于省略了滤色器层CFL。
在实施方式中，第一像素PXL1、第二像素PXL2和第三像素PXL3的发光元件LD中的每一个可以包括发射相同颜色的光的发射区域EA。例如，第一像素PXL1、第二像素PXL2和第三像素PXL3的发光元件LD中的每一个可以包括发射第三颜色(或蓝色)的光的发射区域EA。
第一颜色转换层CC1和第二颜色转换层CC2中的每一个可以包括量子点作为颜色转换材料，颜色转换材料将从发射区域EA发射的第三颜色(或蓝色)的光转换为特定或给定颜色的光。例如，第一颜色转换层CC1和第二颜色转换层CC2中的每一个可以包括分散在诸如基础树脂的基质材料中的量子点。
可以在第一像素PXL1的颜色转换区域CA的孔P中设置第一颜色转换层CC1。在实施方式中，在第一像素PXL1是红色像素的情况下，第一颜色转换层CC1可以包括将从发射区域EA发射的蓝光转换为红光的第一量子点。第一量子点可以吸收蓝光并根据能量转换改变波长以发射红光。在第一像素PXL1是不同颜色的像素的情况下，第一颜色转换层CC1可以包括与第一像素PXL1的颜色相对应的第一量子点。
可以在第二像素PXL2的颜色转换区域CA的孔P中设置第二颜色转换层CC2。在实施方式中，在第二像素PXL2是绿色像素的情况下，第二颜色转换层CC2可以包括将从发射区域EA发射的蓝光转换为绿光的第二量子点。第二量子点可以吸收蓝光并根据能量转换改变波长以发射绿光。在第二像素PXL2是不同颜色的像素的情况下，第二颜色转换层CC2可以包括与第二像素PXL2的颜色相对应的第二量子点。
在实施方式中，在第三像素PXL3是蓝色像素的情况下，可以从第三像素PXL3中省略第一颜色转换层CC1和/或第二颜色转换层CC2。因此，由于从发射区域EA发射的蓝光可以被第三像素PXL3的颜色转换区域CA的孔P散射，因此可以提高光提取效率。
在实施方式中，由于具有在可见光区域中相对短波长的蓝光分别入射在第一量子点和第二量子点上，因此可以增加第一量子点和第二量子点的吸收系数。因此，可以提高最终从第一像素PXL1和第二像素PXL2发射的光的效率，并且可以确保良好的颜色再现性。由于第一像素PXL1、第二像素PXL2和第三像素PXL3的发光单元EMU可以使用相同颜色的发射区域EA形成，因此可以提高显示设备的制造效率。
根据上述实施方式，如上所述，散射区域SA和颜色转换区域CA可以嵌入到发光元件LD的多孔区域PA中。因此，可以提高显示面板PNL的光输出效率，可以简化制造工艺，并且可以实现具有超高分辨率的显示设备。
随后，将描述根据上述实施方式的制造显示设备的方法。
图5至图14是示出用于解释根据实施方式的制造显示设备的方法的工艺步骤的示意性剖视图。图5至图14是用于解释制造图3的显示设备的方法的示意性剖视图。与图3中所示的那些部件基本上相同的部件用相同的附图标记表示，并且省略了详细的描述。
参照图5，首先，可以制备基础层BSL，并且可以在基础层BSL上形成半导体层PL'。基础层BSL可以是蓝宝石衬底、硅(Si)衬底或碳化硅(SiC)衬底，但本公开不限于此。基础层BSL可以是具有晶格结构的单晶衬底。基础层BSL还可以包括形成在一个表面或表面上的缓冲层。
半导体层PL'可以包括至少一个n型半导体层。例如，在本公开的精神和范围内，半导体层PL'可以包括半导体材料(诸如GaN、InGaN、InAlGaN、AlGaN或AlN)，并且可以是掺杂有第二导电掺杂剂(或n型掺杂剂)(诸如Si、Ge、Sn等)的n型半导体层。例如，半导体层PL'可以包括掺杂有第二导电掺杂剂(或n型掺杂剂)的GaN半导体材料。然而，构成半导体层PL'的材料不限于此，并且各种其它材料可以用于形成半导体层PL'。
参照图6，随后，可以蚀刻半导体层PL'以形成多孔层PL。例如，可以通过电化学蚀刻半导体层PL'在多孔层PL中形成纳米级孔P。在电化学蚀刻半导体层PL'的过程中，孔P的尺寸、形状和分布可以根据蚀刻剂、电压和/或掺杂浓度进行各种调整。例如，孔P的尺寸、形状和分布可以根据嵌入在发光元件LD中的散射区域SA和颜色转换区域CA而不同地调整。例如，与发光元件LD的颜色转换区域CA相对应的多孔层PL中形成的孔P的尺寸可以大于与散射区域SA相对应的多孔层PL中形成的孔P的尺寸。在随后的工艺中，可以将颜色转换层CCL选择性地注入到颜色转换区域CA的孔P中。然而，本公开不一定限于此，并且与颜色转换区域CA相对应的形成在多孔层PL中的孔P可以形成为具有与对应于散射区域SA的形成在多孔层PL中的孔P基本上相同的尺寸和形状。
参照图7，随后，可以在多孔层PL上形成发光叠层L1、L2和L3。发光叠层L1、L2和L3可以通过使用外延方法生长籽晶来形成。根据实施方式，发光叠层L1、L2和L3可以通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法形成。然而，本公开不一定限于此。在本公开的精神和范围内，发光叠层L1、L2和L3可以通过各种方法形成，诸如电子束沉积方法、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。
发光叠层L1、L2和L3可以包括外延生长的第一半导体层L1、有源层L2和第二半导体层L3。
第二半导体层L3可以设置在多孔层PL上，并且可以由与多孔层PL相同的材料或类似的材料形成。例如，第二半导体层L3可以包括至少一个n型半导体层。例如，在本公开的精神和范围内，第二半导体层L3可以包括GaN、InGaN、InAlGaN、AlGaN和AlN中的任何一种的半导体材料，并且可以是掺杂有第二导电掺杂剂(或n型掺杂剂)(诸如Si、Ge、Sn等)的n型半导体层。例如，第二半导体层L3可以包括掺杂有第二导电掺杂剂(或n型掺杂剂)的GaN半导体材料。然而，构成第二半导体层L3的材料不限于此，并且各种其它材料可以用于形成第二半导体层L3。第二半导体层L3可以形成在多孔层PL上或直接形成在多孔层PL上，但本公开不限于此。
有源层L2可以设置在第一半导体层L1和第二半导体层L3之间。有源层L2可以包括单阱结构、多阱结构、单量子阱结构、多量子阱(MQW)结构、量子点结构和量子线结构中的任一个，但本公开不限于此。有源层L2可以包括AlGaN、InGaN或GaN，并且各种其它材料可以用于形成有源层L2。
第一半导体层L1可以设置在有源层L2上并且可以包括至少一个p型半导体层。例如，在本公开的精神和范围内，第一半导体层L1可以包括诸如GaN、InGaN、InAlGaN、AlGaN或AlN的半导体材料，并且可以包括掺杂有诸如Mg、Zn、Ca、Sr、Ba等的第一导电掺杂剂(或p型掺杂剂)的p型半导体层。例如，第一半导体层L1可以包括掺杂有第一导电掺杂剂(或p型掺杂剂)的GaN半导体材料。然而，本公开不一定限于此，并且各种其它材料可以用于形成第一半导体层L1。
参照图8，随后，多孔层PL和发光叠层L1、L2和L3可以被图案化以形成发光元件LD。发光元件LD可以形成在第一像素PXL1、第二像素PXL2和第三像素PXL3中的每一个中。多孔层PL可以构成发光元件LD的多孔区域PA。发光叠层L1、L2和L3可以构成发光元件LD的发射区域EA。
参照图9，随后，可以在发光元件LD之间形成平坦化层PN。平坦化层PN可以形成在第一像素PXL1、第二像素PXL2和第三像素PXL3的边界处。平坦化层PN可以形成在发光元件LD之间，并且可以用于平坦化发光元件LD的台阶。平坦化层PN可以形成在发光元件LD的侧表面上。例如，平坦化层PN可以覆盖或重叠发光元件LD的侧表面，并且暴露发光元件LD的上表面。
在实施方式中，平坦化层PN可以由有机材料(诸如丙烯酸酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚酯树脂、聚苯硫醚树脂或苯并环丁烯(BCB))形成，但是本公开不一定限于此。
根据实施方式，平坦化层PN可以由无机材料(诸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)、碳氧化硅(SiOxCy)、氧化铝(AlOx)、氮化铝(AlNx)、氧化锆(ZrOx)、氧化铪(HfOx)、或氧化钛(TiOx))形成。
参照图10，随后，发光元件LD可以连接或联接到衬底SUB。衬底SUB可以是包括电路元件的驱动衬底，该电路元件包括构成图2中所示的每个像素PXL的像素电路PXC的晶体管。
发光元件LD的第一半导体层L1可以连接或联接到形成在衬底SUB上的第一电极ET1。用于结合的连接电极CE可以设置在发光元件LD和衬底SUB之间。连接电极CE可以设置在发光元件LD的第一半导体层L1和设置在衬底SUB上的第一电极ET1之间。发光元件LD可以通过连接电极CE容易地结合到设置在衬底SUB上的第一电极ET1。连接电极CE可以由金属或金属氧化物形成。例如，连接电极CE可以由铜(Cu)、金(Au)、铬(Cr)、钛(Ti)、铝(Al)、镍(Ni)、氧化铟锡(ITO)及其氧化物或合金形成，但是本公开不一定限于此。
在发光元件LD连接或联接到衬底SUB之后，基础层BSL可以与多孔层PL的一个表面或表面分离。
参照图11，随后，可以图案化平坦化层PN以形成凹槽图案PT。凹槽图案PT可以形成在发光元件LD之间。例如，可以在第一像素PXL1、第二像素PXL2和第三像素PXL3的边界处形成凹槽图案PT。
参照图12，随后，可以在平坦化层PN的凹槽图案PT中形成反射层RF。反射层RF可以反射从发光元件LD发射的光，以提高显示面板PNL的光输出效率。此外，反射层RF可以形成在第一像素PXL1、第二像素PXL2和第三像素PXL3的边界处，以防止相邻像素PXL之间的颜色混合。反射层RF的材料没有特别限制，并且可以由各种反射材料形成。
参照图13，随后，可以通过在多孔层PL中设置颜色转换层CCL来形成颜色转换区域CA。颜色转换层CCL可以被注入到颜色转换区域CA的孔P中。这样，在颜色转换层CCL(例如，颜色转换区域CA)可以嵌入发光元件LD的多孔区域PA中的情况下，可以省略单独设置在发光元件LD上的颜色转换层。因此，如上所述，由于可以省略设置在像素PXL的边界处以形成颜色转换层的障肋结构，因此可以简化制造工艺并且可以实现具有超高分辨率的显示设备。颜色转换层CCL可以包括量子点作为颜色转换材料，颜色转换材料将从发射区域EA发射的光转换为特定或给定颜色的光。由于已经参照图3等详细描述了颜色转换层CCL，因此将省略重复描述。
在多孔区域PA中，其中在孔P中没有设置颜色转换层CCL的区域可以被分成散射区域SA。散射区域SA的孔P可以散射从发射区域EA发射的光，以提高光输出效率。例如，由于散射区域SA中的折射率被孔P减小，因此可以提高光提取效率。这样，在散射区域SA嵌入发光元件LD的多孔区域PA的情况下，由于可以省略在像素PXL中单独设置的散射层，因此可以简化制造工艺并且可以降低制造成本。如上所述，散射区域SA可以设置在发射区域EA和颜色转换区域CA之间，并且可以有效地防止设置在颜色转换区域CA中的颜色转换层CCL被发射区域EA中产生的热损坏。
参照图14，随后，可以在发光元件LD上形成第二电极ET2和钝化层PSV。第二电极ET2可以形成在发光元件LD的由平坦化层PN暴露的上表面上或直接形成在发光元件LD的由平坦化层PN暴露的上表面上。例如，第二电极ET2可以形成在发光元件LD的多孔区域PA上或直接形成在发光元件LD的多孔区域PA上。第二电极ET2可以形成在第一像素PXL1、第二像素PXL2和第三像素PXL3中的每一个中。
钝化层PSV可以形成在第二电极ET2上。钝化层PSV可以覆盖或重叠或直接覆盖或直接重叠设置有颜色转换层CCL的多孔区域PA。钝化层PSV可以设置在第一像素PXL1、第二像素PXL2和第三像素PXL3之上。钝化层PSV可以防止诸如湿气或空气的杂质从外部渗入以损坏或污染颜色转换层CCL。
随后，可以通过在钝化层PSV上形成滤色器层CFL来完成图3的显示设备。滤色器层CFL可以包括对应于每个像素PXL的颜色的滤色器CF1、CF2和CF3。由于已经参照图3等详细描述了滤色器层CFL，因此将省略对其的重复描述。
根据上述实施方式，散射区域SA和颜色转换区域CA可以嵌入发光元件LD的多孔区域PA中。因此，可以提高显示面板PNL的光输出效率，可以简化制造工艺，并且可以实现具有超高分辨率的显示设备。
在下文中，将描述可以应用上述实施方式的显示设备的电子设备。
图15至图18是示出根据各种实施方式的电子设备的示例的示意图。
参照图15，根据上述实施方式的显示设备可以应用于智能眼镜。智能眼镜可以包括框架111和透镜或透镜单元112。智能眼镜可以是可以佩戴在用户的脸部上的可佩戴电子设备，并且可以具有其中框架111的一部分被折叠或展开的结构。例如，智能眼镜可以是用于增强现实(AR)的可佩戴设备。
框架111可以包括支撑透镜单元112的外壳111b和用于被用户佩戴的腿部或腿部单元111a。腿部单元111a可以通过铰链连接到外壳111b，并且可以折叠或展开。
电池、触摸板、麦克风和/或相机可以嵌入框架111中。用于输出光的投影仪和/或用于控制光学信号的处理器等可以嵌入框架111中。
透镜单元112可以是透射光或反射光的光学构件。透镜单元112可以包括玻璃和/或透明合成树脂。
根据上述实施方式的显示设备可以应用于透镜单元112。例如，用户可以通过透镜单元112识别由从框架111的投影仪发送的光学信号所显示的图像。例如，用户可以识别在透镜单元112上显示的关于时间、日期等的信息。
参照图16，根据上述实施方式的显示设备可以应用于头戴式显示器(HMD)。头戴式显示器可以包括头部安装带121和显示存储壳体122。例如，头戴式显示器可以是可以佩戴在用户的头部上的可佩戴电子设备。
头部安装带121可以连接到显示存储壳体122以固定显示存储壳体122。如图16中所示，头部安装带121可以包括水平带和垂直带，以将头戴式显示器固定到用户的头部。水平带可以设置成围绕用户的头部的一侧，并且垂直带可以设置成围绕用户的头部的上部分。然而，本公开不一定限于此，并且头部安装带121可以以眼镜框架或头盔的形式实现。
显示存储壳体122可以容纳显示设备并且可以包括至少一个透镜。至少一个透镜可以向用户提供图像。例如，根据上述实施方式的显示设备可以应用于在显示存储壳体122中实现的左眼透镜和右眼透镜。
参照图17，根据上述实施方式的显示设备可以应用于智能手表。智能手表可以包括显示器或显示单元131和绑带单元132。智能手表可以是可佩戴电子设备，并且绑带单元132可以安装在用户的手腕上。根据上述实施方式的显示设备可以应用于显示单元131。例如，在本公开的精神和范围内，显示单元131可以提供包括关于时间、日期等的信息的图像数据。
参照图18，根据上述实施方式的显示设备可以应用于汽车显示器。例如，汽车显示器可以指设置在车辆内部和外部以提供图像数据的电子设备。
例如，根据上述实施方式的显示设备可以被应用于设置在车辆中的信息娱乐面板141、仪表142、副驾驶显示器143、平视显示器144、侧镜显示器145和后座显示器146中的至少一个。
根据实施方式，散射区域和颜色转换区域可以嵌入发光元件的多孔区域中。因此，可以提高显示面板的光输出效率，可以简化制造工艺，并且可以实现具有超高分辨率的显示设备。
根据本公开的实施方式的效果不受以上公开的内容的限制，并且其他各种效果包括在本公开中。
本领域的技术人员将了解，在本发明的精神和范围内，各种修改和等效实施方式是可能的。因此，应当理解，如以上描述的实施方式仅仅是为了说明的目的而被公开，而不是旨在限制本公开的范围。除了前述描述之外，本公开的范围应当由所附权利要求来确定。从权利要求及其等同构思的含义和范围得到的所有改变或修改应被解释为包括在本公开的范围内。

Claims (10)

1.显示设备，包括：
发光元件，设置在衬底上，
其中，所述发光元件包括：
发射区域；以及
多孔区域，包括量子点。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述发光元件包括：
第一半导体层；
第二半导体层，所述第一半导体层和所述第二半导体层设置在所述发光元件的所述发射区域中；以及
有源层，设置在所述第一半导体层和所述第二半导体层之间。
3.根据权利要求2所述的显示设备，其中，所述多孔区域和所述第二半导体层包括相同的材料。
4.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述多孔区域包括纳米级孔。
5.根据权利要求4所述的显示设备，其中，所述量子点设置在所述纳米级孔中。
6.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述多孔区域包括：
颜色转换区域，包括所述量子点；以及
除所述颜色转换区域之外的散射区域。
7.根据权利要求6所述的显示设备，其中，所述散射区域设置在所述发射区域和所述颜色转换区域之间。
8.根据权利要求1所述的显示设备，还包括：
滤色器层，设置在所述发光元件上。
9.根据权利要求1所述的显示设备，还包括：
反射层，设置在所述发光元件之间。
10.根据权利要求9所述的显示设备，还包括：
平坦化层，设置在所述发光元件和所述反射层之间。
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KR102546678B1 (ko) * 2018-09-18 2023-06-23 삼성디스플레이 주식회사 표시장치
KR20200040980A (ko) * 2018-10-10 2020-04-21 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
GB202014318D0 (en) * 2020-09-11 2020-10-28 Poro Tech Ltd LED Device
JP2023549801A (ja) * 2020-11-11 2023-11-29 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド ディスプレイフロントパネルデバイス

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