CN115485863A - 发光器件和包括该发光器件的显示设备 - Google Patents
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Abstract
提供了一种发光器件和包括该发光器件的显示设备。所述发光器件包括:发光器件芯,在一个方向上延伸;以及透射滤光器层,围绕发光器件芯的侧表面的一部分,其中,发光器件芯的侧表面包括:第一区域,具有布置在其中的透射滤光器层;以及第二区域,不具有布置在其中的透射滤光器层。
Description
技术领域
发明涉及一种发光器件和包括该发光器件的显示设备。
背景技术
随着多媒体技术的发展,显示装置的重要性已经稳步增加。响应于此,已经使用了诸如有机发光显示器、液晶显示器(LCD)等的各种类型的显示装置。
显示装置是用于显示图像的装置,并且包括诸如有机发光显示面板或液晶显示面板的显示面板。发光显示面板可以包括发光元件(例如,发光二极管(LED)),并且发光二极管的示例包括使用有机材料作为荧光材料的有机发光二极管(OLED)和使用无机材料作为荧光材料的无机发光二极管。
发明内容
技术问题
发明旨在提供一种发光器件,在该发光器件中,在一个方向上的光效率提高。
发明还旨在提供一种包括发光器件的显示设备,在该发光器件中,在一个方向上的光效率提高。
应当注意的是,公开的方面不限于此,并且通过以下描述,这里未提及的其它方面对于本领域普通技术人员将是明显的。
技术方案
根据公开的实施例,发光器件包括:发光器件芯,沿着一个方向延伸;以及透射滤光器层,围绕发光器件芯的侧表面的一部分,其中,发光器件芯的侧表面包括:第一区域,透射滤光器层设置在第一区域中;以及第二区域,透射滤光器层不设置在第二区域中。
根据基于入射光的波长和法线方向的入射角,透射滤光器层可以具有不同的反射率。
透射滤光器层可以包括一个或更多个光学层,其中,光学层可以包括具有第一折射率的第一无机膜和具有与第一折射率不同的第二折射率的第二无机膜,第一无机膜和第二无机膜在与一个方向垂直的方向上顺序地堆叠在第二区域上。
第一折射率可以小于第二折射率。
发光器件芯可以包括第一半导体层、第二半导体层和设置在第一半导体层与第二半导体层之间的活性层。
第一半导体层、活性层和第二半导体层可以沿着一个方向顺序地设置。
发光器件芯还可以包括:第一电极层,设置在第一半导体层上;以及第二电极层,设置在第二半导体层上,其中,第一电极层和第二电极层中的每个可以包括具有高反射率的导电材料。
第二区域可以包括活性层的侧表面的至少一部分。
发光器件还可以包括围绕透射滤光器层的外周表面的反射膜。
第二区域的表面可以通过透射滤光器层暴露。
第一区域的外周长度可以大于第二区域的外周长度。
第一区域在一个方向上的长度可以等于发光器件芯在一个方向上的长度。
第二区域在一个方向上的最大长度可以小于第一区域在一个方向上的长度。
设置在与第二区域相邻的区域中的透射滤光器层的厚度可以从第一区域朝向第二区域减小。
第二区域的表面可以包括表面不平度。
透射滤光器层可以与第一区域直接接触。
根据公开的实施例,显示设备包括:基底;第一电极,设置在基底上;第二电极,设置在基底上,以与第一电极间隔开;发光器件,设置在第一电极与第二电极之间并且电连接到第一电极和第二电极;以及绝缘层,设置在发光器件上,其中,发光器件包括:发光器件芯,沿着一个方向延伸;以及透射滤光器层,围绕发光器件芯的侧表面的一部分,其中,发光器件芯的侧表面包括:第一区域,透射滤光器层设置在第一区域中;以及第二区域,透射滤光器层不设置在第二区域中。
一个方向可以与基底的上表面平行,并且发光器件可以设置为使得第二区域面对与面对基底的一侧相对的侧。
第一区域可以设置在面对基底的所述一侧上,并且透射滤光器层可以设置在发光器件芯与基底之间。
绝缘层可以与第二区域接触。
其它实施例的细节包括在详细描述和附图中。
有益效果
根据一个实施例的发光器件包括发光器件芯和围绕发光器件芯的侧表面的一部分的透射滤光器层。通过在发光器件芯的侧表面的一部分上设置透射滤光器层,能够控制对于在发光器件芯中产生并且无方向性地随机行进的光的透射光L的行进方向。具体地,通过在与显示设备的显示方向相反的方向上设置透射滤光器层,允许从活性层发射并相对于基底沿向下方向行进的光相对于基底沿向上方向行进,使得可以使光损失最小化。因此,可以改善显示设备的发光效率。
根据实施例的效果不受以上例示的内容限制,并且更多的各种效果包括在本公开中。
附图说明
图1是根据一个实施例的显示设备的平面图。
图2是示出根据一个实施例的显示设备的一个像素的平面图。
图3是根据一个实施例的发光器件的示意性透视图。
图4是根据一个实施例的发光器件的剖视图,并且是沿着图3的线IV-IV'截取的剖视图。
图5是根据一个实施例的发光器件的剖视图,并且是沿着图3的线V-V'截取的剖视图。
图6是图3的部分A的放大剖视图。
图7是示出在根据一个实施例的发光器件中产生的光的行进方向的示意图。
图8是沿着图2的线VIII-VIII'截取的示意性剖视图。
图9是沿着图2的线IX-IX'截取的示意性剖视图。
图10至图17是示出根据一个实施例的发光器件的制造工艺的剖视图。
图18是示出沿着图3的线V-V'截取的发光器件的另一示例的剖视图。
图19是示出沿着图3的线V-V'截取的发光器件的又一示例的剖视图。
图20是示出沿着图3的线V-V'截取的发光器件的再一示例的剖视图。
图21是根据另一实施例的发光器件的剖视图。
图22是示出图21的发光器件设置在电极上的示意性剖视图。
图23是根据又一实施例的发光器件的剖视图。
图24是根据再一实施例的发光器件的示意性透视图。
图25是沿着图24的线XXV-XXV'截取的示意性剖视图。
图26是示出沿着图2的线XXVI-XXVI'截取的示例的剖视图。
图27是示出图26的部分Q1的示例的放大剖视图。
图28是示出图26的部分Q1的另一示例的放大剖视图。
图29是示出沿着图2的线XXVI-XXVI'截取的另一示例的剖视图。
图30是示出图29的部分Q2的示例的放大剖视图。
图31是根据再一实施例的发光器件的示意性透视图。
图32是图31的发光器件的剖视图。
图33是根据再一实施例的发光器件的示意性透视图。
图34是图33的发光器件的剖视图。
图35是根据再一实施例的发光器件的示意性透视图。
图36是沿着图35的线XXXVI-XXXVI'截取的示意性剖视图。
图37是根据再一实施例的发光器件的示意性透视图。
图38是沿着图37的线XXXVIII-XXXVIII'截取的示意性剖视图。
具体实施方式
现在将在下文中参照附图更充分地描述发明,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,或者也可以存在居间层。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命名为第二元件。类似地,第二元件也可以被命名为第一元件。
在下文中,将参照附图描述实施例。
图1是根据一个实施例的显示设备的平面图。
参照图1,显示设备10显示视频或静止图像。显示设备10可以指提供显示屏幕的所有电子设备。例如,显示设备10可以包括设置有显示屏幕的电视、膝上型计算机、监视器、广告牌、物联网装置、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、电子记事本、电子书阅读器、便携式多媒体播放器(PMP)、导航系统、游戏控制台、数码相机和摄像机。
在附图中,限定了第一方向DR1、第二方向DR2和第三方向DR3。第一方向DR1和第二方向DR2可以是在一个平面中彼此垂直的方向。第三方向DR3可以是与第一方向DR1和第二方向DR2所在的平面垂直的方向。第三方向DR3垂直于第一方向DR1和第二方向DR2中的每个。在用于描述显示设备10的实施例中,第三方向DR3指示显示设备10的厚度方向。
显示设备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无机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、场发射显示面板等。在下文中,示出了其中无机发光二极管显示面板被应用为显示面板的示例的情况,但是发明不限于此,并且当相同的技术精神适用时,其也可以应用于其它显示面板。
显示设备10在平面图中可以具有包括长边和短边的矩形形状,在该矩形形状中,第一方向DR1上的边长于第二方向DR2上的边。当在平面图中观看时,显示设备10的长边和短边在其处相交的拐角可以是直角,但是发明不限于此,并且拐角可以具有圆形的(倒圆的)弯曲形状。显示设备10的形状不限于所示的形状,并且可以被各种修改。例如,显示设备10在平面图中可以具有其它形状,诸如正方形形状、具有圆形的(倒圆的)拐角(顶点)的四边形形状、其它多边形形状和圆形形状。
显示设备10的显示表面可以设置在作为厚度方向的第三方向DR3的一侧处。在实施例中,除非另外说明,否则在描述显示设备10时,上部或上侧指作为第三方向DR3的一侧的显示方向,并且类似地,上表面指面对第三方向DR3的一侧的表面。另外,下部或下侧指作为第三方向DR3的另一侧的显示方向的相反方向,并且下表面表示面对第三方向DR3上的另一侧的表面。
显示设备10可以包括显示区域DPA和非显示区域NDA。显示区域DPA是其中可以显示画面的区域,并且非显示区域NDA是其中不显示画面的区域。显示区域DPA可以被称为有效区域,并且非显示区域NDA可以被称为无效区域。
例如,显示区域DPA的形状也可以是与显示设备10的整体形状类似的平面矩形形状。显示区域DPA可以基本上占据显示设备10的中心。
显示区域DPA可以包括多个像素PX。多个像素PX可以以矩阵形式布置。像素PX中的每个的形状在平面图中可以是矩形形状或正方形形状,但不限于此,并且该形状可以是其每条边相对于一个方向倾斜的菱形形状。像素PX可以交替地布置为条型或五瓦片(PenTile)型。每个像素PX可以包括被配置为发射特定波长范围的光的至少一个发光器件300(见图2)。
非显示区域NDA可以设置在显示区域DPA周围。非显示区域NDA可以完全地或部分地围绕显示区域DPA。显示区域DPA具有矩形形状,并且非显示区域NDA可以与显示区域DPA的四条边相邻地设置。非显示区域NDA可以形成显示设备10的边框。在非显示区域NDA中,可以设置显示设备10中包括的线或电路驱动器或者其上安装有外部设备的垫(或称为“焊盘”或“焊垫”,pad)部分。
图2是示出根据一个实施例的显示设备的一个像素的平面图。
参照图2,多个像素PX中的每个可以包括第一子像素SPX1、第二子像素SPX2和第三子像素SPX3。
第一子像素SPX1可以发射具有第一颜色的光,第二子像素SPX2可以发射具有第二颜色的光,并且第三子像素SPX3可以发射具有第三颜色的光。例如,第一颜色可以是蓝色,第二颜色可以是绿色,并且第三颜色可以是红色。然而,发明不限于此,并且每个子像素SPXn可以发射具有相同颜色的光。另外,尽管图2示出了每个像素PX包括三个子像素SPXn,但是发明不限于此,并且每个像素PX可以包括更大数量的子像素SPXn。
显示设备10的每个子像素SPXn可以包括被限定为发光区域EMA的区域。发光区域EMA可以被限定为其中设置有显示设备10中包括的发光器件300以发射特定波长范围内的光的区域。第一子像素SPX1可以包括第一发光区域EMA1,第二子像素SPX2可以包括第二发光区域EMA2,并且第三子像素SPX3可以包括第三发光区域EMA3。
发光区域EMA可以包括其中设置有发光器件300的区域。另外,发光区域EMA可以包括其中从发光器件300发射的光由于另一构件而被反射或折射以被发射的区域。也就是说,多个发光器件300可以设置在每个子像素SPXn中,并且其中设置有多个发光器件300的区域和与该区域相邻的区域可以形成发光区域EMA。
每个子像素SPXn可以包括被限定为除发光区域EMA之外的区域的非发光区域(未示出)。非发光区域可以是其中不设置发光器件300并且从发光器件300发射的光不到达使得不发射光的区域。
显示设备10的每个子像素SPXn可以包括多个发光器件300、多个电极210和220、多个内堤410和420以及外堤450。
外堤450可以用于区分相邻的子像素SPXn。外堤450可以设置在子像素SPXn中的每个之间的边界处。外堤450可以在显示区域DPA的整个表面上形成网格图案。外堤450可以设置为围绕多个内堤410和420以及多个电极210和220中的一些,外堤450可以包括其中发光器件300设置于包括在每个子像素SPXn中的多个内堤410和420之间以及多个电极210和220之间的区域。
内堤410和420可以包括与每个像素PX或子像素SPXn的中心部分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可以在第二方向DR2上延伸,并且可以通过在子像素SPXn之间的边界处彼此间隔开而终止,以不延伸到在第二方向DR2上相邻的另一子像素SPXn。因此,第一内堤410和第二内堤420可以设置在每个子像素SPXn中,以在显示设备10的整个表面上形成图案。
第一内堤410和第二内堤420可以设置为在第一方向DR1上彼此间隔开。多个发光器件300可以在第一方向DR1上设置在第一内堤410与第二内堤420之间的分离空间中。第一内堤410和第二内堤420可以形成其中设置有多个发光器件300的区域。也就是说,内堤410和420可以用于提供其中设置有发光器件300的区域。
在图2中,每个子像素SPXn被示出为包括一个第一内堤410和一个第二内堤420,但是发明不限于此。在一些情况下,根据每个子像素SPXn中包括的多个电极210和220的数量,可以包括更大数量的内堤410和420,这将在下面描述。
多个电极210和220设置在内堤410和420上。多个电极210和220可以包括第一电极210和第二电极220。
第一电极210可以在每个子像素SPXn中设置在第一内堤410上。第一电极210可以设置为与第一内堤410叠置。
第一电极210可以具有在第二方向DR2上延伸的形状。第一电极210可以在第二方向DR2上延伸,并且可以通过与子像素SPXn之间的边界间隔开而终止,以不延伸到在第二方向DR2上相邻的另一子像素SPXn。第一电极210可以设置为与围绕每个子像素SPXn的外堤450部分地间隔开。
第一电极210还可以包括设置为与外堤450叠置的区域。第一电极210可以通过在与外堤450叠置的区域中的第一接触孔CT1电连接到将在下面描述的驱动晶体管。
第二电极220可以在每个子像素SPXn中设置在第二内堤420上。第二电极220可以设置为与第二内堤420叠置。
第二电极220可以具有在第二方向DR2上延伸的形状。与第一电极210不同,第二电极220可以设置为延伸到在第二方向DR2上相邻的另一子像素SPXn。也就是说,一个连接的第二电极220可以设置在沿第二方向DR2相邻的多个子像素SPXn中。第二电极220可以在沿第二方向DR2相邻的子像素SPXn的边界处与外堤450部分地叠置。第二电极220可以通过在与外堤450叠置的区域中的第二接触孔CT2电连接到将在下面描述的第二电压线VL2(见图26)。
多个电极210和220的形状和布置结构可以被各种修改。例如,第一电极210和第二电极220中的每个还可以包括在第一方向DR1上延伸的主干部。在第一电极210中,可以针对每个子像素SPXn设置不同的主干部,并且在第二电极220中,一个主干部延伸到在第一方向DR1上相邻的子像素SPXn,使得子像素SPXn的第二电极220可以通过主干部彼此电连接。在这种情况下,第二电极220可以在非显示区域NDA中电连接到第二电压线VL2(见图26),非显示区域NDA定位在其中设置有多个像素PX或子像素SPXn的显示区域DPA的外围部分处。
在附图中,示出了第二电极220在第二方向DR2上延伸,并且设置为延伸到在第二方向DR2上相邻的另一子像素SPXn,但是发明不限于此。例如,类似于第一电极210,第二电极220可以在第二方向DR2上延伸,并且可以通过与子像素SPXn之间的边界间隔开而终止,以不延伸到在第二方向DR2上相邻的另一子像素SPXn。
同时,在附图中,示出了一个第一电极210和一个第二电极220设置在每个子像素SPXn中,但是发明不限于此。更大数量的第一电极210和第二电极220可以设置在每个子像素SPXn中。例如,第一电极210和第二电极220可以各自具有部分地弯曲或弯折的形状,并且第一电极210和第二电极220中的一个电极也可以设置为围绕第一电极210和第二电极220中的另一个电极。只要第一电极210的至少部分区域和第二电极220的至少部分区域彼此间隔开并且彼此面对以形成其中发光器件300将设置在第一电极210与第二电极220之间的区域,第一电极210和第二电极220的布置结构和形状就不被特别限制。
多个电极210和220可以电连接到发光器件300,并且可以接收预定电压以允许发光器件300发光。例如,多个电极210和220可以通过将在下面描述的接触电极260电连接到发光器件300,并且可以通过接触电极260将施加到电极210和220中的每个的电信号传输到发光器件300。
在实施例中,第一电极210可以是针对每个子像素SPXn分开的像素电极,并且第二电极220可以是沿着每个子像素SPXn共同地连接的共电极。第一电极210和第二电极220中的任意一个可以是发光器件300的阳极,并且第一电极210和第二电极220中的另一个可以是发光器件300的阴极。然而,发明不限于此,并且情况可以是相反的。另外,如上所述,第一电极210和第二电极220可以设置为针对每个子像素SPXn分开。
多个电极210和220可以用于在子像素SPXn中形成电场,从而使发光器件300对准。发光器件300可以通过第一电极210与第二电极220之间的电场对准,以设置在第一电极210与第二电极220之间,该电场通过将对准信号施加到第一电极210和第二电极220而形成。
发光器件300可以通过喷墨印刷工艺以分散在墨中的状态喷射到第一电极210和第二电极220上。由于通过将对准信号施加到第一电极210和第二电极220而形成的介电泳力,以分散在墨中的状态喷射的发光器件300可以在第一电极210与第二电极220之间对准。
如上所述,第一电极210和第二电极220可以分别设置在第一内堤410和第二内堤420上。分别设置在第一内堤410和第二内堤420上的第一电极210和第二电极220可以彼此间隔开并且彼此面对。在设置于第一内堤410与第二内堤420之间的多个发光器件300中的每个中,至少一个端部可以电连接到第一电极210和/或第二电极220。
发光器件300可以设置在形成于第一电极210与第二电极220之间或第一内堤410与第二内堤420之间的区域中。发光器件300的一个端部可以电连接到第一电极210,并且发光器件300的另一个端部可以电连接到第二电极220。发光器件300可以通过接触电极260电连接到第一电极210和第二电极220中的每个。
多个发光器件300可以设置为彼此间隔开并且基本上彼此平行地排列。发光器件300以其间隔开的间隔不被特别限制。多个发光器件300可以以不均匀的密度在一个方向上定向和排列。
发光器件300可以具有在一个方向上延伸的形状。设置在电极210和220之间的发光器件300的延伸方向可以基本上垂直于电极210和220中的每个延伸所沿的方向。然而,发明不限于此,并且发光器件300可以倾斜地设置,而不垂直于电极210和220中的每个延伸所沿的方向。
显示设备10可以包括发射不同波长范围内的光的发光器件300。包括在第一子像素SPX1中的发光器件300可以发射在中心波段处具有第一波长的第一颜色的光,包括在第二子像素SPX2中的发光器件300可以发射在中心波段处具有第二波长的第二颜色的光,并且包括在第三子像素SPX3中的发光器件300可以发射在中心波段处具有第三波长的第三颜色的光。例如,第一颜色的光可以是具有在450nm至495nm的范围内的中心波段的蓝光,第二颜色的光可以是具有在495nm至570nm的范围内的中心波段的绿光,并且第三颜色的光可以是具有在620nm至752nm的范围内的中心波段的红光。
因此,可以从第一子像素SPX1发射第一颜色的光,可以从第二子像素SPX2发射第二颜色的光,并且可以从第三子像素SPX3发射第三颜色的光。然而,发明不限于此,并且在一些情况下,第一子像素SPX1、第二子像素SPX2和第三子像素SPX3也可以包括发射相同颜色的光的发光器件300,从而发射基本上相同颜色的光。
多个接触电极260可以设置在多个电极210和220上。多个接触电极260可以各自具有在一个方向上延伸的形状。多个接触电极260可以与多个电极210和220中的每个以及发光器件300接触,并且发光器件300可以通过接触电极260从第一电极210和第二电极220中的每个接收电信号。
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210和第二电极220上。第一接触电极261可以设置在第一电极210上,并且第二接触电极262可以设置在第二电极220上。第一接触电极261和第二接触电极262可以各自具有在第二方向DR2上延伸的形状。第一接触电极261和第二接触电极262可以在第一方向DR1上彼此间隔开并且彼此面对,并且可以在每个子像素SPXn的发光区域EMA中形成条图案。
在附图中,示出了一个第一接触电极261和一个第二接触电极262设置在一个子像素SPXn中,但是发明不限于此。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SPXn中的第一电极210和第二电极220的数量而变化。
图3是根据一个实施例的发光器件的示意性透视图。图4是根据一个实施例的发光器件的剖视图,并且是沿着图3的线IV-IV'截取的剖视图。图5是根据一个实施例的发光器件的剖视图,并且是沿着图3的线V-V'截取的剖视图。
发光器件300可以是发光二极管。具体地,发光器件300可以具有微米或纳米单位的尺寸,并且可以是由无机材料制成的无机发光二极管。无机发光二极管可以在两个电极之间对准,当在彼此面对的两个电极之间在特定方向上形成电场时在两个电极中形成极性。由于在两个电极上形成的电场,发光器件300可以在两个电极之间对准。
参照图3至图5,发光器件300包括发光器件芯310和透射滤光器层380。
发光器件芯310可以具有在一个方向X上延伸的形状。发光器件芯310可以具有诸如棒、线和管的形状。在实施例中,发光器件芯310可以具有圆柱形状或棒形状。然而,发明不限于此,并且发光器件芯310可以具有立方体、长方体、诸如六边形柱的多边形柱等的形状,或者具有在一个方向上延伸并且具有部分倾斜的外表面的形状。下面将描述的包括在根据一个实施例的发光器件芯310中的多个半导体可以具有其中多个半导体在一个方向X上顺序地设置或堆叠的结构。
发光器件芯310可以包括半导体层和掺杂有任意导电类型(例如,p型或n型)杂质的活性层。半导体层可以接收从外部电源施加的电信号并且发射特定波长范围内的光。
发光器件芯310可以包括第一表面310U1、第二表面310U2和侧表面310S。发光器件芯310的第一表面310U1和第二表面310U2可以是设置在发光器件芯310在长度方向(延伸方向或方向X)上的一侧和另一侧上的表面。也就是说,在发光器件300的透视图(见图3)中,第一表面310U1可以是发光器件芯310的上表面,并且第二表面310U2可以是发光器件芯320的下表面。
透射滤光器层380可以设置在发光器件芯310的侧表面310S上。透射滤光器层380可以设置为部分地围绕发光器件芯310的侧表面310S。透射滤光器层380可以设置为围绕发光器件芯310的侧表面310S,并且可以设置为使发光器件芯310的侧表面310S的至少部分区域暴露。透射滤光器层380可以设置为与发光器件芯310的侧表面310S的部分区域直接接触。
透射滤光器层380可以用于控制在发光器件芯310中产生并通过发光器件芯310的侧表面310S发射的光的透射和反射。透射滤光器层380可以根据光以其入射在透射滤光器层380上的角度透射在发光器件芯310中产生的光的至少一部分,并且反射光的另一部分。例如,透射滤光器层380可以是分布式布拉格反射器(DBR)层。下面将参照其它附图详细描述透射滤光器层380。
发光器件芯310的侧表面310S可以包括其中设置有透射滤光器层380的第一区域310S1和其中未设置有透射滤光器层380的第二区域310S2。
第一区域310S1和第二区域310S2可以包括凸出的弯曲表面。在一个实施例中,在与发光器件芯310的延伸方向X垂直的剖面中,第一区域310S1的外周和第二区域310S2的外周可以具有恒定的曲率半径。另外,第一区域310S1的曲率半径和第二区域310S2的曲率半径可以彼此相等。然而,发明不限于此,并且发光器件芯310的第一区域310S1的曲率半径和发光器件芯310的第二区域310S2的曲率半径可以彼此不同。其中第一区域310S1和第二区域310S2具有不同的曲率半径的结构在制造工艺中形成,并且下面将参照其它附图提供其详细描述。
透射滤光器层380可以设置为围绕发光器件芯310的第一区域310S1,并且可以设置为使得透射滤光器层380的一端和另一端定位在第一区域310S1与第二区域310S2之间的边界处。透射滤光器层380的一端和另一端可以彼此平行。发光器件芯310的第二区域310S2可以在其中透射滤光器层380的一端和另一端彼此间隔开的空间中暴露于外部。透射滤光器层380直接设置在发光器件芯310的侧表面310S上,因此发光器件芯310的表面(即,第二区域310S2)可以直接暴露在分离的空间中。通过透射滤光器层380暴露于外部的第二区域310S2可以是在发光器件芯310中产生的光通过其发射的发光表面中的一个。
参照图5,在发光器件芯310的与作为发光器件300的延伸方向的一个方向X垂直的剖面中,第一区域310S1的外周长度可以大于第二区域310S2的外周长度。
参照图3和图4,第一区域310S1在一个方向X上的最大长度h可以等于发光器件芯310在一个方向X上的长度。另外,第一区域310S1在一个方向X上的最大长度h可以等于第二区域310S2在一个方向X上的最大长度h。也就是说,如图3和图5中所示,透射滤光器层380的一端和另一端可以设置为彼此对称。也就是说,透射滤光器层380的定位在第一区域310S1与第二区域310S2之间的边界处的在一个方向X上的长度h可以基本上相同。因此,第一区域310S1的面积可以大于第二区域310S2的面积。
在下文中,将参照图3和图4描述发光器件芯310的结构。
参照图3和图4,发光器件芯310包括第一半导体层311、第二半导体层312和活性层313。发光器件芯310还可以包括至少一个电极层317。在图3中,示出了发光器件芯310包括一个电极层317,但是发明不限于此,并且发光器件芯310可以包括更大数量的电极层。
第一半导体层311、活性层313、第二半导体层312和电极层317可以通过在作为发光器件芯310的延伸方向的一个方向X上顺序地堆叠来设置。在下文中,为了便于描述,在描述发光器件300的结构时,上部或上侧指作为发光器件芯310的延伸方向的一个方向X的一侧(附图中的上侧),并且类似地,上表面表示面对一个方向X的一侧的表面。此外,下部或下侧指作为发光器件芯310的延伸方向的一个方向X的另一侧,类似地,下表面表示面对一个方向X的另一侧的表面。
例如,第一半导体层311可以是具有第一导电类型的n型半导体。作为示例,当发光器件芯310发射蓝色波长范围内的光时,第一半导体层311可以包括具有化学式AlxGayIn1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1,并且0≤x+y≤1)的半导体材料。例如,半导体材料可以是n型掺杂的AlGaInN、GaN、AlGaN、InGaN、AlN和InN中的一种或更多种。第一半导体层311可以掺杂有第一导电类型掺杂剂。作为示例,第一导电类型掺杂剂可以是硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)等。在实施例中,第一半导体层311可以包括掺杂有n型Si的n-GaN。第一半导体层311可以具有范围从1.5μm至5μm的长度,但是发明不限于此。
第二半导体层312设置在将在下面描述的活性层313上。例如,第二半导体层312可以是具有第二导电类型的p型半导体。作为示例,当发光器件芯310发射蓝色或绿色波长范围内的光时,第二半导体层312可以包括具有化学式AlxGayIn1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1,并且0≤x+y≤1)的半导体材料。例如,半导体材料可以是p型掺杂的AlGaInN、GaN、AlGaN、InGaN、AlN和InN中的一种或更多种。第二半导体层312可以掺杂有第二导电类型掺杂剂。作为示例,第二导电类型掺杂剂可以是镁(Mg)、锌(Zn)、钙(Ca)、硒(Se)、钡(Ba)等。在实施例中,第二半导体层312可以包括掺杂有p型Mg的p-GaN。第二半导体层312可以具有范围从0.05μm至0.10μm的长度,但是发明不限于此。
同时,在附图中,第一半导体层311和第二半导体层312被示出为形成为一层,但是发明不限于此。在一些情况下,根据包括在活性层313中的材料,第一半导体层311和第二半导体层312还可以包括更大数量的层,例如,包覆层(clad layer)或拉伸应变势垒减小(TSBR)层。
活性层313设置在第一半导体层311与第二半导体层312之间。活性层313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313包括具有多量子阱结构的材料时,活性层313可以具有其中量子层和阱层交替地堆叠的结构。活性层313可以响应于通过第一半导体层311和第二半导体层312施加的电信号由于电子-空穴对的结合而发光。作为示例,当活性层313发射蓝色波长范围内的光时,活性层313可以包括诸如AlGaN和AlGaInN的材料。具体地,当活性层313具有其中量子层和阱层交替地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,并且阱层可以包括诸如GaN或AlInN的材料。在实施例中,活性层313包括作为量子层的AlGaInN和作为阱层的AlInN。如上所述,活性层313可以发射具有在450nm至495nm的范围内的中心波段的蓝光。
然而,发明不限于此,并且活性层313可以具有其中具有高能带隙的半导体材料和具有低能带隙的半导体材料交替地堆叠的结构,或者可以根据所发射的光的波长范围而包括其它III族至V族半导体材料。由活性层313发射的光不限于蓝色波长范围内的光,并且在一些情况下,活性层313可以发射红色或绿色波长范围内的光。活性层313的长度可以在从0.05μm至0.10μm的范围内,但是发明不限于此。
电极层317可以是欧姆接触电极。然而,发明不限于此,并且电极层317也可以是肖特基接触电极。电极层317可以包括导电金属。例如,电极层317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)之中的至少一种。另外,电极层317可以包括掺杂有n型杂质或p型杂质的半导体材料。电极层317可以包括相同的材料或不同的材料,但是发明不限于此。
在一个实施例中,发光器件芯310的第一表面310U1(即,发光器件芯310的上表面)可以是电极层317的上表面。另外,发光器件芯310的第二表面310U2(即,发光器件芯310的下表面)可以是第一半导体层311的下表面。
发光器件芯310的第二区域310S2可以包括活性层313的侧表面的至少一部分。
透射滤光器层380可以设置为围绕第一半导体层311、第二半导体层312、活性层313和电极层317中的每个的侧表面的一部分。透射滤光器层380可以直接设置在第一半导体层311、第二半导体层312、活性层313和电极层317中的每个的侧表面上。透射滤光器层380可以在发光器件芯310的长度方向上延伸,并且可以形成为在第一区域310S1中从第一半导体层311覆盖到电极层317。
透射滤光器层380可以设置在发光器件芯310的侧表面310S上,并且可以设置为使第一半导体层311、第二半导体层312、活性层313和电极层317中的每个的设置在发光器件芯310的第二区域310S2中的侧表面暴露。透射滤光器层380可以在发光器件芯310的长度方向上延伸,并且可以形成为在第二区域310S2中使从第一半导体层311到电极层317暴露。
图6是图3的部分A的放大剖视图。
参照图6,如上所述,透射滤光器层380可以是DBR层。透射滤光器层380可以具有其中包括具有不同折射率的多个无机膜的光学层重复堆叠的结构。
透射滤光器层380可以包括一个或更多个光学层380A和380B,具有不同折射率的多个无机膜381、382、383和384在一个或更多个光学层380A和380B中堆叠。在一个实施例中,透射滤光器层380可以包括第一光学层380A和第二光学层380B。
第一光学层380A和第二光学层380B可以设置在发光器件芯310的第一区域310S1中。在发光器件芯310的第一区域310S1中,第一光学层380A和第二光学层380B可以在与作为发光器件芯310的延伸方向的一个方向X垂直的方向上顺序地堆叠。也就是说,第一光学层380A和第二光学层380B可以通过在发光器件芯310的向外方向上顺序地堆叠而设置在发光器件芯310上。
第一光学层380A可以包括具有第一折射率n1的第一无机膜381和具有与第一折射率n1不同的第二折射率n2的第二无机膜382。第一无机膜381和第二无机膜382可以在与一个方向X垂直的方向上顺序地堆叠。第一折射率n1可以小于第二折射率n2。也就是说,相对于发光器件芯310在发光器件芯310的向外方向上顺序地堆叠的第一无机膜381和第二无机膜382的折射率中的每个可以具有n1<n2的关系(其中,n1是第一无机膜381的折射率,n2是第二无机膜382的折射率)。
第二光学层380B可以包括具有第一折射率n1的第三无机膜383和具有与第一折射率n1不同的第二折射率n2的第四无机膜384。第三无机膜383和第四无机膜384可以在与一个方向X垂直的方向上顺序地堆叠。
也就是说,透射滤光器层380可以具有其中具有第一折射率n1的第一无机膜381和具有与第一折射率n1不同的第二折射率n2的第二无机膜382交替且重复地堆叠的结构。
在附图中,作为示例示出了包括第一无机膜381至第四无机膜384的透射滤光器层380(即,包括两个成对的光学层380A和380B的透射滤光器层380),但是发明不限于此。例如,透射滤光器层380可以包括更多个成对的光学层,或者具有不同折射率的三个或更多个无机膜可以堆叠以形成成对的光学层。
包括在透射滤光器层380中的多个无机膜381、382、383和384可以各自包括透明绝缘材料。例如,透明绝缘材料可以包括氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)、氧化钛(TiOx)等。因此,透射滤光器层380也可以用于保护发光器件芯310和使发光器件芯310绝缘。
透射滤光器层380可以透射在发光器件芯310内部产生并且入射在透射滤光器层380上的光的一部分,并且反射光的剩余部分。在透射滤光器层380中,具有不同折射率的两个无机膜381和382交替地堆叠,使得重复地形成折射率的差异,因此入射在透射滤光器层380上的光可以根据其入射角而具有不同的透射率。也就是说,通过控制包括在待堆叠的无机膜381和382中的每个中的材料、无机膜381和382中的每个的厚度和/或无机膜381和382的数量,可以根据光以其入射在透射滤光器层380上的角度来控制反射率。
例如,为了最佳地增大入射在透射滤光器层380上的光的反射率,可以根据光的波长和折射率来控制无机膜381、382、383和384中的每个的厚度。在其中堆叠的折射层(无机膜)的折射率为n并且将被反射的光的波长为λ1的情况下,当各自具有(λ1)/(4×n)的厚度的低折射层和高折射层交替地堆叠时,λ1的特定波长范围内的光可以被有效地反射。
图7是示出在根据一个实施例的发光器件中产生的光的行进方向的示意图。
从发光器件芯310的活性层313发射的光L可以在无方向性的随机方向上行进。从发光器件芯310的活性层313发射的光L可以朝向发光器件芯310的侧表面310S以及第一表面310U1和第二表面310U2行进。在活性层313中产生并从活性层313发射的光L的行进方向在方向性上不受限制。
在图7中,示意性地示出了在活性层313中产生并且朝向发光器件芯310的第一区域310S1(即,朝向透射滤光器层380)行进的光L的行进方向。
朝向透射滤光器层380行进的光L的部分光La可以入射在第一无机膜381的一个表面上。入射在第一无机膜381的一个表面上的光La的一部分可以根据入射角从第一无机膜381反射,并且可以朝向发光器件芯310的内部行进。
此外,朝向透射滤光器层380行进的光L的另一部分光Lb可以朝向第一无机膜381行进以透射通过第一无机膜381和第二无机膜382,并且可以入射在第三无机膜383的一个表面上。由于第三无机膜383的折射率n1小于第二无机膜382的折射率n2,因此入射在第三无机膜383的一个表面上的光Lb可以由于折射率的差异而从第三无机膜383的一个表面全反射,并且可以朝向发光器件芯310的内部行进。
朝向透射滤光器层380行进的光L的又一部分光Lc可以朝向第一无机膜381行进以根据入射角而透射通过第一无机膜381至第四无机膜384,并且可以发射到发光器件300的外部。
根据在活性层313中产生并从活性层313发射的光L以其入射在透射滤光器层380的一个表面上的角度,光L的一部分可以从一个表面反射并且可以行进到发光器件芯310的内部,并且光L的另一部分可以透射通过发光器件芯310并且发射到发光器件300的外部。然而,通过堆叠具有不同折射率的多个无机膜,入射在透射滤光器层380上的光L中的大部分可以朝向发光器件芯310的内部行进。
图8是沿着图2的线VIII-VIII'截取的示意性剖视图。图9是沿着图2的线IX-IX'截取的示意性剖视图。参照图8和图9,将描述从设置在第一电极210和第二电极220上的发光器件300发射的光L的行进方向。
参照图8和图9,显示设备1还可以包括基底101。第一电极210和第二电极220可以设置在基底101上。如上所述,发光器件300的一个端部和另一个端部可以分别设置在第一电极210和第二电极220上。图8和图9示出了发光器件300直接设置在第一电极210和第二电极220上,但仅是概念图,并且发光器件300可以电连接到第一电极210和第二电极220中的每个。
发光器件300可以设置在基底101上。发光器件300可以设置在基底101上,使得基底101的上表面和发光器件300的延伸方向(图4中的方向X)彼此平行。也就是说,发光器件300可以设置为使得发光器件芯310的侧表面310S面对基底101的上表面。
发光器件300可以设置为使得发光器件芯310的第二区域310S2面向上。另外,发光器件300可以设置为使得发光器件芯310的第一区域310S1面向下。发光器件芯310的第一区域310S1可以设置在基底101的一侧上。透射滤光器层380可以设置在发光器件芯310与基底101之间。
在发光器件芯310的活性层313中产生的光L可以根据其行进方向包括第一光L1、第二光L2和第三光L3。
第一光L1可以是朝向发光器件芯310的第二区域310S2行进的光。第二光L2可以是朝向发光器件芯310的第一表面310U1和第二表面310U2引导的光。第三光L3可以是朝向发光器件芯310的第一区域310S1行进的光。
第一光L1可以透射通过发光器件芯310的第二区域310S2以发射到发光器件300的外部。第一光L1可以相对于基底101沿向上方向DR3发射。
第二光L2可以透射通过发光器件芯310的第一表面310U1和第二表面310U2以发射到发光器件300的外部。第二光L2可以沿显示设备1的显示方向DR3发射。
第三光L3可以朝向设置在发光器件芯310的第一区域310S1中的透射滤光器层380行进。朝向透射滤光器层380行进的第三光L3的部分光L3a可以在发光器件芯310的第一区域310S1的界面表面处从透射滤光器层380反射,并且可以朝向发光器件芯310的第一区域310S1或第一表面310U1和第二表面310U2行进以发射到发光器件300的外部。因此,朝向透射滤光器层380行进并且从透射滤光器层380反射的第三光L3a可以相对于基底101沿向上方向发射。另外,朝向透射滤光器层380行进的第三光L3的部分光L3b可以透射通过透射滤光器层380以发射到发光器件300的外部。因此,朝向透射滤光器层380行进并且透射通过透射滤光器层380的第三光L3b可以相对于基底101沿向下方向发射。然而,朝向透射滤光器层380行进的第三光L3中的大部分可以被反射以相对于基底101沿向上方向发射。
在实施例中,发光器件芯310的第一表面310U1、第二表面310U2和第二区域310S2可以是在发光器件芯310中产生的光L通过其发射到发光器件300的外部的发光表面。当在发光器件芯310中产生的光L朝向发光器件芯310的第一区域310S1入射时,朝向发光器件芯310的第一区域310S1入射的光中的大部分可以从透射滤光器层380反射,使得光的行进路径可以改变。因此,光可以通过发光器件芯310的第一表面310U1、第二表面310U2和第二区域310S2发射到外部。
因此,根据实施例的发光器件300可以通过在发光器件芯310的外表面上设置透射滤光器层380来控制在活性层313中产生且无方向性地随机行进的光L的行进方向。具体地,通过在与显示设备10的显示方向DR3相反的方向上设置透射滤光器层380,使从活性层313发射且相对于基底101沿向下方向行进的第三光L3相对于基底101沿向上方向行进,使得光的损失可以最小化,从而改善显示设备10的发光效率。
在下文中,将参照其它附图详细描述根据一个实施例的发光器件300的制造方法。
图10至图17是示出根据一个实施例的发光器件的制造工艺的剖视图。
在图10至图17中,限定了第四方向DR4、第五方向DR5和第六方向DR6。第四方向DR4和第五方向DR5可以是在一个平面中彼此垂直的方向。第六方向DR6可以是与第四方向DR4和第五方向DR5所在的平面垂直的方向。第六方向DR6垂直于第四方向DR4和第五方向DR5中的每个。在图10至图17中,第六方向DR6可以是包括在下面将描述的芯结构3100中的多个材料层沿其堆叠的方向。
首先,参照图10,在下基底1000上形成芯结构3100。
准备包括基体基底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(Al2O3)基底和诸如玻璃的透明基底。然而,发明不限于此,并且基体基底1100可以形成为诸如GaN基底、SiC基底、ZnO基底、Si基底、GaP基底或GaAs基底的导电基底。在下文中,将描述其中基体基底1100是蓝宝石(Al2O3)基底的情况作为示例。
在基体基底1100上形成多个半导体层。通过外延方法生长的多个半导体层可以通过生长晶种来形成。这里,形成半导体层的方法可以包括电子束沉积方法、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,并且优选MOCVD方法。然而,发明不限于此。
用于形成多个半导体层的前体材料不被特别限制在通常可以被选择以形成目标材料的范围内。作为示例,前体材料可以是包括烷基(诸如甲基或乙基)的金属前体。例如,前体材料可以是诸如三甲基镓(Ga(CH3)3)、三甲基铝(Al(CH3)3)或磷酸三乙酯((C2H5)3PO4)的化合物,但是发明不限于此。在下文中,在描述中将省略形成多个半导体层的方法、工艺条件等,并且将详细描述发光器件300的制造方法的顺序和堆叠结构。
可以在基体基底1100上形成缓冲材料层1200。在附图中,示出了堆叠有一个缓冲材料层1200,但是发明不限于此,并且可以形成多个缓冲层。可以设置缓冲材料层1200以减小第一半导体3110与基体基底1100之间的晶格常数差。
随后,在下基底1000上形成芯结构3100。芯结构3100可以包括第一半导体3110、器件活性材料层3130、第二半导体3120和电极材料层3170。可以通过执行如上所述的典型工艺来形成包括在芯结构3100中的多个材料层,并且包括在芯结构3100中的多个层可以对应于包括在根据一个实施例的发光器件300的发光器件芯310中的各个层。也就是说,第一半导体3110、器件活性材料层3130、第二半导体3120和电极材料层3170可以分别包括与发光器件芯310的第一半导体层311、活性层313、第二半导体层312和电极层317的材料相同的材料。
接下来,参照图11,沿竖直方向(或沿第六方向DR6)蚀刻芯结构3100,以形成彼此间隔开的发光器件芯310。蚀刻芯结构3100所沿的竖直方向可以与包括在芯结构3100中的多个材料层的堆叠方向平行。可以通过典型方法蚀刻芯结构3100。例如,可以通过在芯结构3100上形成蚀刻掩模层并且沿着蚀刻掩模层在与下基底1000垂直的方向上蚀刻芯结构3100的方法来蚀刻芯结构3100。可以通过上述蚀刻工艺在发光器件芯310之间形成分离的空间(孔)。
例如,可以通过干蚀刻方法、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)方法等来执行蚀刻芯结构3100的工艺。在干蚀刻的情况下,各向异性蚀刻可以是可能的,因此,干蚀刻方法可以适用于垂直蚀刻。当使用上述蚀刻方法时,蚀刻剂可以是氯(Cl2)、氧(O2)等。然而,发明不限于此。
在一些实施例中,可以通过混用干蚀刻方法和湿蚀刻方法来蚀刻芯结构3100。例如,首先,可以通过干蚀刻方法执行深度方向上的蚀刻,然后可以通过作为各向同性蚀刻方法的湿蚀刻方法蚀刻被放置在与该表面垂直的平面上的侧壁。
随后,参照图12,在发光器件芯310上完全形成透射滤光器材料层3800。透射滤光器材料层3800可以形成在发光器件芯310中的每个的侧表面和上表面上,并且还可以形成于在其中发光器件芯310彼此间隔开的区域中暴露的缓冲材料层1200上。
可以使用将无机材料施用或浸渍在发光器件芯310的外表面上的方法来形成透射滤光器材料层3800。然而,发明不限于此。作为示例,可以通过原子层沉积(ALD)形成透射滤光器材料层3800。
透射滤光器材料层3800可以包括多个堆叠的无机材料层。透射滤光器材料层3800可以包括第一无机材料层3810、第二无机材料层3820、第三无机材料层3830和第四无机材料层3840。
第一无机材料层3810和第三无机材料层3830可以包括具有相同的折射率的材料。包括在第一无机材料层3810和第三无机材料层3830中的材料的折射率可以是第一折射率n1。第二无机材料层3820和第四无机材料层3840可以包括具有相同的折射率的材料。包括在第二无机材料层3820和第四无机材料层3840中的材料的折射率可以是与第一折射率n1不同的第二折射率n2。第一折射率n1可以小于第二折射率n2。
透射滤光器材料层3800中包括的多个无机材料层3810、3820、3830和3840可以通过典型的工艺顺序地堆叠。透射滤光器材料层3800中包括的多个无机材料层3810、3820、3830和3840中包括的多个层可以对应于根据图6中所示的一个实施例的发光器件300的透射滤光器层380中包括的各个层。也就是说,透射滤光器材料层3800的第一无机材料层3810、第二无机材料层3820、第三无机材料层3830和第四无机材料层3840可以分别包括与透射滤光器层380的第一无机膜381、第二无机膜382、第三无机膜383和第四无机膜384的材料相同的材料。
随后,参照图13,可以部分地去除透射滤光器材料层3800的一部分,使得透射滤光器材料层3800暴露发光器件芯310的上表面但围绕发光器件芯310的侧表面。具体地,在该工艺中,可以部分地去除透射滤光器材料层3800以暴露发光器件芯310的电极层317的上表面。部分地去除透射滤光器材料层3800的工艺可以通过诸如作为各向异性蚀刻的干蚀刻、回蚀等的工艺来执行。在部分地去除透射滤光器材料层3800的工艺中,也可以部分地去除设置在于其中发光器件芯310彼此间隔开的区域中暴露的缓冲材料层1200上的透射滤光器材料层3800。
接下来,参照图14和图15,去除完全覆盖发光器件芯310的侧表面的透射滤光器材料层3800的部分区域,以形成使发光器件芯310的部分区域暴露于外部的透射滤光器层380。
可以通过在与发光器件芯310中包括的多个层的堆叠方向DR6垂直的方向上进行蚀刻来执行通过去除透射滤光器材料层3800的部分区域形成透射滤光器层380的工艺。蚀刻透射滤光器材料层3800所沿的方向可以是与发光器件芯310中包括的多个层的堆叠方向DR6垂直的方向DR5。可以通过典型方法蚀刻透射滤光器材料层3800。例如,可以通过诸如回蚀等的工艺来执行去除透射滤光器材料层3800的一部分的蚀刻工艺。
通过上述蚀刻工艺,可以去除透射滤光器材料层3800的设置在第五方向DR5上的至少一部分。因此,当透射滤光器材料层3800被去除时,发光器件芯310的侧表面可以被划分为第一区域310S1和第二区域310S2。
接下来,参照图16和图17,将固定到下基底1000并且包括发光器件芯310和透射滤光器层380的结构与下基底1000分离。该结构可以包括发光器件芯310和围绕发光器件芯310的第一区域310S1的透射滤光器层380。通过将包括发光器件芯310和透射滤光器层380的结构与下基底1000分离,可以制造根据一个实施例的发光器件300。将包括发光器件芯310和透射滤光器层380的结构与下基底1000分离的方法不被特别限制。可以通过物理分离方法、化学分离方法等来执行将包括发光器件芯310和透射滤光器层380的结构与下基底1000分离的工艺。
通过根据一个实施例的发光器件300的制造方法制造的发光器件300可以具有其中透射滤光器层380不设置在发光器件芯310的侧表面的至少部分区域中的结构。也就是说,发光器件芯310的侧表面可以包括其中设置有透射滤光器层380的第一区域310S1和其中未设置有透射滤光器层380的第二区域310S2。在发光器件芯310中产生的光可以通过发光器件芯310的第二区域310S2、第一表面310U1和第二表面310U2发射。通过蚀刻工艺经由将透射滤光器层380选择性地设置在发光器件芯310的侧表面的部分区域上,能够通过控制从发光器件300发射的光通过其发射的表面的布置和面积来增加发射到显示设备10的显示表面的光的量。
在下文中,将描述其它实施例。在以下实施例中,可以省略或简化与上面描述的组件相同的组件的描述,并且将主要描述与前面的实施例的不同之处。
图18是示出沿着图3的线V-V'截取的发光器件的另一示例的剖视图。
参照图18,与图5的实施例的不同之处在于,在根据实施例的发光器件300_1中,透射滤光器层380_1的厚度对于每个区域是不同的。
具体地,设置在发光器件芯310的第一区域310S1中的透射滤光器层380_1可以具有基本上相同的厚度。透射滤光器层380_1的厚度可以在与发光器件芯310的第二区域310S2相邻的区域中从第一区域310S2朝向第二区域320S2减小。因为在去除透射滤光器材料层3800的蚀刻工艺中,蚀刻速率对于构成每个透射滤光器材料层3800的每个无机材料层不同,所以可以形成这样的厚度。另外,在去除透射滤光器材料层3800的蚀刻工艺中,当蚀刻溶液与设置在上部上的表面接触的时间比蚀刻溶液与设置在下部上的表面接触的时间长时,可以形成具有图18中所示的剖面结构的发光器件300_1。
图19是示出沿着图3的线V-V'截取的发光器件的又一示例的剖视图。
参照图19,与图5的实施例的不同之处在于,在根据实施例的发光器件300_2中,发光器件芯310_2的第一区域310S的曲率半径和第二区域310S2_2的曲率半径不同。
具体地,在与发光器件芯310_2的延伸方向垂直的方向上截取的发光器件芯310_2的剖面中,第一区域310S1具有第一曲率半径,并且第二区域310S2_2具有比第一曲率半径大的第二曲率半径。可以在去除透射滤光器材料层3800的蚀刻工艺中形成发光器件300_2的上述结构。例如,可以通过因蚀刻溶液部分地蚀刻发光器件芯310_2的暴露于蚀刻溶液的第二区域310S2_2而形成具有图19中所示的剖面结构的发光器件300_2。
图20是示出沿着图3的线V-V'截取的发光器件的再一示例的剖视图。
参照图20,与图5的实施例的不同之处在于,在根据实施例的发光器件300_3中,在发光器件芯310_3的第二区域310S2_3中形成表面粗糙度(或表面不平度)。
具体地,发光器件芯310_3的第二区域310S2_3可以包括表面粗糙度。可以在去除透射滤光器材料层3800的蚀刻工艺中形成发光器件300_3的上述结构。例如,发光器件芯310_3的暴露于蚀刻溶液的第二区域310S2_3可以包括由于蚀刻溶液引起的表面粗糙度。由于发光器件芯310_3的第二区域310S2_3中包括的不平坦的粗糙度,通过发光器件芯310_3的第二区域310S2_3发射的光可以在各种方向上行进。
图21是根据另一实施例的发光器件的剖视图。图22是示出图21的发光器件设置在电极上的示意性剖视图。参照图21和图22,根据实施例的发光器件300_4与图4的发光器件300的不同之处在于,发光器件300_4包括多个电极层318和319。
参照图21和图22,根据实施例的发光器件300_4的发光器件芯310_4可以包括多个电极层318和319。
多个电极层318和319可以是欧姆接触电极。然而,发明不限于此,并且多个电极层318和319可以是肖特基接触电极。
多个电极层318和319可以包括第一电极层318和第二电极层319。第一电极层318可以设置在第二半导体层312的上表面上,并且第二电极层319可以设置在第一半导体层311的下表面上。
当发光器件300电连接到电极或接触电极时,第一电极层318和第二电极层319可以减小发光器件300与电极之间或发光器件300与接触电极之间的电阻。第一电极层318和第二电极层319可以各自包括导电金属。
在一个实施例中,第一电极层318和第二电极层319可以各自包括透明导电材料。例如,第一电极层318和第二电极层319可以各自包括诸如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锡锌(ITZO)等的材料作为透明导电材料。当第一电极层318和第二电极层319中的每个包括透明导电材料时,在活性层313中产生的光之中,朝向发光器件芯310的第一表面310U1和第二表面310U2行进的光的至少一部分可以透射通过第一电极层318和第二电极层319以发射到发光器件300_4的两个端部。
在另一实施例中,第一电极层318和第二电极层319可以各自包括具有高反射率的导电材料。例如,第一电极层318和第二电极层319中的每个可以包括诸如银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)等的金属作为具有高反射率的材料。当第一电极层318和第二电极层319中的每个包括具有高反射率的导电材料时,在活性层313中产生的光之中,行进到发光器件300_4的两个端部的光的至少一部分可以从第一电极层318和第二电极层319反射。
具体地,将参照图22描述在其中第一电极层318和第二电极层319中的每个包括具有高反射率的导电材料的情况下在活性层313中产生的光L的行进路径。
在根据实施例的发光器件300_4的活性层313中产生并且朝向发光器件芯310的第一表面310U1和第二表面310U2行进的第二光L2可以从第一电极层318和第二电极层319反射。第二光L2可以被反射并且可以朝向发光器件芯310_4的第二区域310S2行进。因此,朝向第一电极层318和第二电极层319行进的第二光L2的至少部分光可以通过发光器件芯310_4的第二区域310S2在显示设备10的显示方向DR3上发射。
在实施例中,由于发光器件300_4包括各自包括具有高反射率的导电材料的第一电极层318和第二电极层319,因此朝向发光器件芯310_4的第一表面310U1和第二表面310U2行进的光L2可以被反射并且可以朝向显示设备10的显示方向DR3行进。因此,增加了在显示设备10的显示方向DR3上发射的光的量,使得可以改善显示设备10的发光效率。
图23是根据又一实施例的发光器件的剖视图。
参照图23,根据实施例的发光器件300_5与图4的发光器件300的不同之处在于,在透射滤光器层380上还设置反射膜390。
参照图23,根据实施例的发光器件300_5还可以包括反射膜390。反射膜390可以设置在透射滤光器层380上。反射膜390可以设置为围绕透射滤光器层380的外侧表面。外侧表面可以是透射滤光器层380的第四无机膜384(见图6)的外表面。反射膜390可以设置在发光器件芯310的第一区域310S1中。反射膜390可以不设置在发光器件芯310的第二区域310S2中。
反射膜390用于反射在活性层313中产生并进入透射滤光器层380且透射通过透射滤光器层380的光的至少一部分,使得至少部分光重新进入发光器件芯310。
反射膜390可以包括反射材料。例如,反射膜390可以由诸如银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)、镍(Ni)、镧(La)等的具有高反射率的材料形成,但是发明不限于此。
如在实施例的情况下,通过进一步设置反射膜390以在透射滤光器层380的外周表面上围绕透射滤光器层380,在活性层313中产生并进入透射滤光器层380的光之中,透射通过透射滤光器层380的至少部分光可以朝向发光器件芯310的第二区域310S2反射,使得可以增加通过发光器件芯310的第二区域310S2的一侧发射的光的量。因此,可以使光的泄漏最小化,使得可以改善发光器件300_5的发光效率。
图24是根据再一实施例的发光器件的示意性透视图。图25是沿着图24的线XXV-XXV'截取的示意性剖视图。参照图24和图25,根据实施例的发光器件300_6与图3和图4的发光器件300的不同之处在于,发光器件芯310的第一区域310S1_6的最大长度h1与第二区域310S2_6的最大长度h2不同。
具体地,根据实施例的发光器件芯310的第一区域310S1和第二区域310S2在作为发光器件芯310的延伸方向的一个方向X上的长度上可以不同。第二区域310S2在一个方向X上的最大长度h2可以小于第一区域310S1在一个方向X上的最大长度h1。
透射滤光器层380_6可以设置为在发光器件芯310的两个端部区域310A处完全围绕发光器件芯310的侧表面。透射滤光器层380_6在发光器件芯310的中心区域310B处可以仅设置在发光器件芯310的侧表面的部分区域中。然而,发明不限于此,并且透射滤光器层380_6可以设置为完全围绕设置在发光器件芯310的一个端部区域310A中的电极层317和第二半导体层312中的每个的侧表面。另外,透射滤光器层380_6可以设置为完全围绕设置在发光器件芯310的另一端部区域310A中的第一半导体层311的侧表面的一部分。
在根据实施例的发光器件300_6的在发光器件芯310的延伸方向上截取的剖面中,透射滤光器层380_6可以设置在发光器件芯310的两个端部区域310A的整体上,并且透射滤光器层380_6可以仅设置在发光器件芯310的中心区域310B的一侧上。
在根据实施例的发光器件300_6中,与发光器件芯310的延伸方向X垂直的剖面的结构对于每个区域可以不同。例如,在发光器件芯310的两个端部区域310A中的每个的在与一个方向X垂直的方向上截取的剖面中,透射滤光器层380_6可以设置为完全围绕发光器件芯310的外表面(或侧表面)。另一方面,在发光器件芯310的中心区域310B的在与一个方向X垂直的方向上截取的剖面中,如图5中所示,透射滤光器层380_6可以设置为使发光器件芯310的外表面(或侧表面)的至少一部分暴露于外部。
图26是示出沿着图2的线XXVI-XXVI'截取的示例的剖视图。图27是示出图26的部分Q1的示例的放大剖视图。
参照图2、图26和图27,显示设备10可以包括设置在基底101上的电路器件层和显示器件层。半导体层、多个导电层和多个绝缘层设置在基底101上,半导体层、多个导电层和多个绝缘层中的每个可以构成电路器件层和显示器件层。多个导电层可以包括设置在第一平坦化层109下方以形成电路器件层的第一栅极导电层、第二栅极导电层、第一数据导电层和第二数据导电层,以及设置在第一平坦化层109上以形成显示器件层的电极210和220以及接触电极260。多个绝缘层可以包括第一栅极绝缘层103、第一保护层105、第一层间绝缘层107、第二层间绝缘层108、第一平坦化层109、第一绝缘层510、第二绝缘层520、第三绝缘层530、第四绝缘层550等。
电路器件层可以包括用于驱动发光器件300的电路器件和多条线,诸如驱动晶体管DT、开关晶体管ST、第一导电图案CDP以及多条电压线VL1和VL2,并且显示器件层可以包括发光器件300并且包括第一电极210、第二电极220、第一接触电极261、第二接触电极262等。
基底101可以是绝缘基底。基底101可以由诸如玻璃、石英、聚合物树脂等的绝缘材料制成。另外,基底101可以是刚性基底或可弯曲、可折叠、可卷曲等的柔性基底。
光阻挡层BML1和BML2可以设置在基底101上。光阻挡层BML1和BML2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和第二光阻挡层BML2设置为分别至少与驱动晶体管DT的第一有源材料层DT_ACT和开关晶体管ST的第二有源材料层ST_ACT叠置。光阻挡层BML1和BML2可以包括光阻挡材料以防止光入射在第一有源材料层DT_ACT和第二有源材料层ST_ACT上。作为示例,第一光阻挡层BML1和第二光阻挡层BML2可以由阻挡光透射的不透明金属材料形成。然而,发明不限于此,并且在一些情况下,可以省略光阻挡层BML1和BML2。尽管未在附图中示出,但是第一光阻挡层BML1可以电连接到将在下面描述的驱动晶体管DT的第一源/漏电极DT_SD1,并且第二光阻挡层BML2可以电连接到开关晶体管ST的第一源/漏电极ST_SD1。
缓冲层102可以完全地设置在基底101以及光阻挡层BML1和BML2上。缓冲层102可以形成在基底101上,以保护像素PX的晶体管DT和ST免受渗透穿过易受湿气渗透的基底101的湿气的影响,并且可以执行表面平坦化功能。缓冲层102可以形成为交替地堆叠的多个无机层。例如,缓冲层102可以形成为其中包括氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)和氮氧化硅(SiON)中的至少一种的无机层交替地堆叠的多层。
半导体层设置在缓冲层102上。半导体层可以包括驱动晶体管DT的第一有源材料层DT_ACT和开关晶体管ST的第二有源材料层ST_ACT。第一有源材料层DT_ACT和第二有源材料层ST_ACT可以设置为与下面将描述的第一栅极导电层的栅电极DT_G和ST_G等部分地叠置。
在实施例中,半导体层可以包括多晶硅、单晶硅、氧化物半导体等。多晶硅可以通过使非晶硅结晶而形成。结晶方法的示例包括快速热退火(RTA)方法、固相结晶(SPC)方法、准分子激光退火(ELA)方法、金属诱导结晶(MILC)方法、顺序横向固化(SLS)方法等,但是发明不限于此。当半导体层包括多晶硅时,第一有源材料层DT_ACT可以包括第一掺杂区DT_ACTa、第二掺杂区DT_ACTb和第一沟道区DT_ACTc。第一沟道区DT_ACTc可以设置在第一掺杂区DT_ACTa与第二掺杂区DT_ACTb之间。第二有源材料层ST_ACT可以包括第三掺杂区ST_ACTa、第四掺杂区ST_ACTb和第二沟道区ST_ACTc。第二沟道区ST_ACTc可以设置在第三掺杂区ST_ACTa与第四掺杂区ST_ACTb之间。第一掺杂区DT_ACTa、第二掺杂区DT_ACTb、第三掺杂区ST_ACTa和第四掺杂区ST_ACTb可以是其中第一有源材料层DT_ACT和第二有源材料层ST_ACT中的每个的部分区域掺杂有杂质的区域。
在实施例中,第一有源材料层DT_ACT和第二有源材料层ST_ACT可以包括氧化物半导体。在这种情况下,第一有源材料层DT_ACT和第二有源材料层ST_ACT中的每个的掺杂区可以是已经变得导电的区域。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)、氧化铟镓锌(IGZO)、氧化铟镓锡(IGTO)、氧化铟镓锌锡(IGZTO)等。然而,发明不限于此。
第一栅极绝缘层103设置在半导体层和缓冲层102上。第一栅极绝缘层103可以设置在缓冲层102和半导体层上。第一栅极绝缘层103可以用作驱动晶体管DT和开关晶体管ST的栅极绝缘膜。第一栅极绝缘层103可以形成为包括诸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)和氮氧化硅(SiON)的无机材料的无机层,或者形成为包括诸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)和氮氧化硅(SiON)的无机材料的无机层的堆叠结构。
第一栅极导电层设置在第一栅极绝缘层103上。第一栅极导电层可以包括驱动晶体管DT的第一栅电极DT_G和开关晶体管ST的第二栅电极ST_G。第一栅电极DT_G可以设置为在厚度方向上与第一有源材料层DT_ACT的第一沟道区DT_ACTc叠置,并且第二栅电极ST_G可以设置为在厚度方向上与第二有源材料层ST_ACT的第二沟道区ST_ACTc叠置。
第一栅极导电层可以形成为由钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、金(Au)、钛(Ti)、镍(Ni)、钕(Nd)和铜(Cu)中的一种或其合金制成的单层或多层。然而,发明不限于此。
第一保护层105设置在第一栅极导电层上。第一保护层105可以设置为覆盖第一栅极导电层,并且可以用于保护第一栅极导电层。第一保护层105可以形成为包括诸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)和氮氧化硅(SiON)的无机材料的无机层,或者形成为包括诸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)和氮氧化硅(SiON)的无机材料的无机层的堆叠结构。
第二栅极导电层设置在第一保护层105上。第二栅极导电层可以包括存储电容器的第一电容器电极CE1,第一电容器电极CE1设置为使得其至少一部分区域在厚度方向上与第一栅电极DT_G叠置。第一电容器电极CE1和第一栅电极DT_G可以在厚度方向上彼此叠置,且第一保护层105置于第一电容器电极CE1与第一栅电极DT_G之间,并且可以在第一电容器电极CE1与第一栅电极DT_G之间形成存储电容器。第二栅极导电层可以形成为由钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、金(Au)、钛(Ti)、镍(Ni)、钕(Nd)和铜(Cu)中的一种或其合金制成的单层或多层。然而,发明不限于此。
第一层间绝缘层107设置在第二栅极导电层上。第一层间绝缘层107可以用作第二栅极导电层与设置在第二栅极导电层上的其它层之间的绝缘膜。第一层间绝缘层107可以形成为包括诸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)和氮氧化硅(SiON)的无机材料的无机层,或者形成为包括诸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)和氮氧化硅(SiON)的无机材料的无机层的堆叠结构。
第一数据导电层设置在第一层间绝缘层107上。第一数据导电层可以包括驱动晶体管DT的第一源/漏电极DT_SD1和第二源/漏电极DT_SD2以及开关晶体管ST的第一源/漏电极ST_SD1和第二源/漏电极ST_SD2。
驱动晶体管DT的第一源/漏电极DT_SD1和第二源/漏电极DT_SD2可以通过穿过第一层间绝缘层107至第一栅极绝缘层103的接触孔分别与第一有源材料层DT_ACT的第一掺杂区DT_ACTa和第二掺杂区DT_ACTb接触。开关晶体管ST的第一源/漏电极ST_SD1和第二源/漏电极ST_SD2可以通过穿过第一层间绝缘层107至第一栅极绝缘层103的接触孔分别与第二有源材料层ST_ACT的第三掺杂区ST_ACTa和第四掺杂区ST_ACTb接触。另外,驱动晶体管DT的第一源/漏电极DT_SD1和开关晶体管ST的第一源/漏电极ST_SD1可以通过其它接触孔(未示出)分别电连接到第一光阻挡层BML1和第二光阻挡层BML2。同时,在驱动晶体管DT和开关晶体管ST的第一源/漏电极DT_SD1和ST_SD1以及第二源/漏电极DT_SD2和ST_SD2中,当一个电极是源电极时,另一个电极可以是漏电极。然而,发明不限于此,并且在第一源/漏电极DT_SD1和ST_SD1以及第二源/漏电极DT_SD2和ST_SD2中,当一个电极是漏电极时,另一个电极可以是源电极。
第一数据导电层可以形成为由钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、金(Au)、钛(Ti)、镍(Ni)、钕(Nd)和铜(Cu)中的一种或其合金制成的单层或多层。然而,发明不限于此。
第二层间绝缘层108可以设置在第一数据导电层上。第二层间绝缘层108可以完全地设置在第一层间绝缘层107上同时覆盖第一数据导电层,并且可以用于保护第一数据导电层。第二层间绝缘层108可以形成为包括诸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)和氮氧化硅(SiON)的无机材料的无机层,或者形成为包括诸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)和氮氧化硅(SiON)的无机材料的无机层的堆叠结构。
第二数据导电层设置在第二层间绝缘层108上。第二数据导电层可以包括第一电压线VL1、第二电压线VL2和第一导电图案CDP。将要供应给驱动晶体管DT的高电位电压(或第一电力电压VDD)可以被施加到第一电压线VL1,并且将要供应给第二电极220的低电位电压(或第二电力电压VSS)可以被施加到第二电压线VL2。在显示设备10的制造工艺期间,使发光器件300对准所需的对准信号可以被施加到第二电压线VL2。
第一导电图案CDP可以通过形成在第二层间绝缘层108中的接触孔电连接到驱动晶体管DT的第一源/漏电极DT_SD1。第一导电图案CDP还可以与将在下面描述的第一电极210接触,并且驱动晶体管DT可以通过第一导电图案CDP将从第一电压线VL1施加的第一电力电压VDD传输到第一电极210。同时,在附图中,第二数据导电层被示出为包括一条第一电压线VL1和一条第二电压线VL2,但是发明不限于此。第二数据导电层可以包括更大数量的第一电压线VL1和更大数量的第二电压线VL2。
第二数据导电层可以形成为由钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、金(Au)、钛(Ti)、镍(Ni)、钕(Nd)和铜(Cu)中的一种或其合金制成的单层或多层。然而,发明不限于此。
第一平坦化层109设置在第二数据导电层上。第一平坦化层109可以包括有机绝缘材料(例如,诸如聚酰亚胺(PI)的有机材料),并且可以执行表面平坦化功能。
内堤410和420、多个电极210和220、外堤450、多个接触电极260以及发光器件300设置在第一平坦化层109上。此外,多个绝缘层510、520、530和550可以进一步设置在第一平坦化层109上。
内堤410和420设置在第一平坦化层109上。第一内堤410和第二内堤420中的每个可以具有其中其至少一部分相对于第一平坦化层109的上表面突出的结构。第一内堤410和第二内堤420中的每个的突出部分可以具有倾斜侧表面,并且从发光器件300发射的光可以朝向内堤410和420的倾斜侧表面行进。
当分别设置在内堤410和420上的电极210和220包括具有高反射率的材料时,从发光器件300发射的光可以从设置在内堤410和420的侧表面上的电极210和220反射,以相对于基底101沿向上方向发射。因此,如上所述,内堤410和420可以提供其中设置有发光器件300的区域,并且同时可以用作向上反射从发光器件300发射的光的反射分隔壁。在实施例中,内堤410和420可以包括诸如聚酰亚胺(PI)的有机绝缘材料,但是发明不限于此。
多个电极210和220设置在内堤410和420以及第一平坦化层109上。第一电极210和第二电极220可以设置为分别完全覆盖第一内堤410和第二内堤420的外表面。另外,第一电极210和第二电极220中的每个的至少部分区域可以直接设置在第一平坦化层109上。
第一电极210可以通过形成在与外堤450叠置的区域中并且穿过第一平坦化层109的第一接触孔CT1与第一导电图案CDP接触,并且通过此,第一电极210可以电连接到驱动晶体管DT的第一源/漏电极DT_SD1。
第二电极220可以通过形成在与外堤450叠置的区域中并且穿过第一平坦化层109的第二接触孔CT2与第二电压线VL2接触。如附图中所示,在第一方向DR1上相邻的子像素PXn的第二电极220通过第二接触孔CT2电连接到第二电压线VL2中的每条。
电极210和220中的每个可以包括透明导电材料。作为示例,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)、氧化铟锡锌(ITZO)等的材料,但是发明不限于此。
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)、铝(Al)等的金属作为具有高反射率的材料。
然而,发明不限于此,并且电极210和220中的每个可以形成为其中一层或更多层透明导电材料和具有高反射率的金属层堆叠的结构,或者形成为包括透明导电材料和金属层的单层。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,或者可以是包含Al、镍(Ni)、镧(La)等的合金。
第一绝缘层510设置在第一平坦化层109、第一电极210和第二电极220上。第一绝缘层510可以设置在电极210和220之间或内堤410和420之间的分离空间中。另外,第一绝缘层510可以相对于内堤410和420设置在与内堤410和420之间的区域相对的侧上。
第一绝缘层510设置为部分地覆盖第一电极210和第二电极220。例如,第一绝缘层510可以完全地设置在第一平坦化层109以及第一电极210和第二电极220上,并且可以设置为使第一电极210和第二电极220中的每个的上表面的一部分暴露。
第一绝缘层510可以保护第一电极210和第二电极220,并且同时使第一电极210与第二电极220绝缘。另外,第一绝缘层510可以防止设置在其上的发光器件300因与其它构件直接接触而被损坏。然而,第一绝缘层510的形状和结构不限于此。
在实施例中,在第一绝缘层510的上表面的在第一电极210与第二电极220之间的部分上可以形成台阶差。在一些实施例中,第一绝缘层510可以包括无机绝缘材料,并且由于由设置在第一绝缘层510下方的电极210和220形成的台阶差,设置为部分地覆盖第一电极210和第二电极220的第一绝缘层510的上表面的一部分可以成台阶状。
外堤450可以设置在第一绝缘层510上。根据一个实施例,外堤450的高度可以大于内堤410和420中的每个的高度。如上所述,外堤450可以划分相邻的子像素SPXn,并且同时在显示设备10的制造工艺期间防止在用于设置发光器件300的喷墨印刷工艺中墨溢出到相邻的子像素SPXn。例如,外堤450可以包括聚酰亚胺(PI),但是发明不限于此。
发光器件300可以在内堤410和420之间或者电极210和220之间设置在第一绝缘层510上。例如,发光器件300可以设置在设置于内堤410和420之间的第一绝缘层510上。
然而,发明不限于此,并且尽管未在附图中示出,但是设置在每个子像素SPXn中的发光器件300中的至少一些也可以设置在除了形成在内堤410和420之间的区域之外的区域(例如,在内堤410和420与外堤450之间的区域)中。
发光器件300可以包括在与基底101的上表面或第一平坦化层109垂直的方向上设置在发光器件300上的多个层。根据一个实施例的显示设备10的发光器件300可以具有在一个方向上延伸的形状,并且具有其中多个半导体层在一个方向上顺序地设置的结构。发光器件300可以设置为使得发光器件300延伸所沿的一个方向与第一平坦化层109平行,并且包括在发光器件300中的多个半导体层可以在与第一平坦化层109的上表面平行的方向上顺序地设置。
透射滤光器层380可以设置在发光器件芯310与第一绝缘层510之间。也就是说,发光器件芯310可以设置为使得第二区域310S2面对显示设备10的上部,并且第一区域310S1面对显示设备10的下部。
第二绝缘层520可以部分地设置在设置于第一电极210与第二电极220之间的发光器件300上。第二绝缘层520可以包括设置在发光器件300上方的第二上绝缘层521和设置在发光器件300下方的第二下绝缘层522。
第二上绝缘层521可以与发光器件芯310的第二区域310S2直接接触。例如,第二上绝缘层521可以设置为部分地围绕发光器件芯310的第二区域310S2,以保护发光器件芯310并且同时固定发光器件300,使得发光器件300在显示设备10的制造工艺期间不丢失。
第二上绝缘层521可以设置在发光器件300上方,并且可以使发光器件300的一个端部和另一个端部暴露。发光器件300的暴露的端部可以与接触电极260接触。可以通过使用典型掩模工艺通过使用形成第二绝缘层520的材料的图案化工艺来形成这种形状的第二上绝缘层521。用于形成第二上绝缘层521的掩模具有小于发光器件300的长度的宽度,并且形成第二上绝缘层521的材料可以被图案化以使发光器件300的两个端部暴露。然而,发明不限于此。
第二下绝缘层522可以设置在发光器件芯310的第一区域310S1下方。第二下绝缘层522可以与设置在发光器件芯310的第一区域310S1中的透射滤光器层380直接接触。可以形成第二下绝缘层522以填充在显示设备10的制造工艺期间形成的在第一绝缘层510与发光器件300之间的空间。因此,第二下绝缘层522可以形成为围绕透射滤光器层380的外表面。然而,发明不限于此。
多个接触电极260和第三绝缘层530可以设置在第二绝缘层520上。
第一接触电极261和第二接触电极262可以设置为分别与发光器件300的一个端部和另一个端部接触,并且同时分别覆盖第一电极210和第二电极220的两个侧表面。如上所述,第一电极210和第二电极220中的每个的上表面可以部分地暴露,并且第一接触电极261和第二接触电极262可以分别与第一电极210和第二电极220的暴露的上表面接触。
第一接触电极261和第二接触电极262可以与发光器件芯310的通过第二上绝缘层521暴露的半导体层接触。也就是说,第一接触电极261和第二接触电极262可以与设置在发光器件芯310的第二区域320S1中的半导体层中的至少一些接触。发光器件300的一个端部可以通过第一接触电极261电连接到第一电极210,并且发光器件300的另一个端部可以通过第二接触电极262电连接到第二电极220。
第三绝缘层530可以设置在第一接触电极261上。第三绝缘层530可以设置为覆盖第一接触电极261,并且可以设置为不与发光器件300的部分区域叠置,使得发光器件300可以连接到第二接触电极262。第三绝缘层530可以在第二上绝缘层521的上表面处与第一接触电极261和第二绝缘层520部分地接触。第三绝缘层530可以保护第一接触电极261并且同时使第一接触电极261与第二接触电极262电绝缘。
第二接触电极262设置在第二电极220、第二绝缘层520和第三绝缘层530上。第二接触电极262可以与发光器件300的另一个端部和第二电极220的暴露的上表面接触。发光器件300的另一个端部可以通过第二接触电极262电连接到第二电极220。
第四绝缘层550可以完全设置在基底101上。第四绝缘层550可以用于保护设置在基底101上的构件免受外部环境的影响。
上面所描述的第一绝缘层510、第二绝缘层520、第三绝缘层530和第四绝缘层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,第一绝缘层510、第二绝缘层520、第三绝缘层530和第四绝缘层550可以各自包括诸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)、氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)等的无机绝缘材料。可选地,第一绝缘层510、第二绝缘层520、第三绝缘层530和第四绝缘层550可以各自包括诸如丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、PI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,发明不限于此。
图28是示出图26的部分Q1的另一示例的放大剖视图。图28是包括图25的发光器件300_6的显示设备10的放大剖视图。
结合图25参照图28,透射滤光器层380_6可以设置为围绕图25的发光器件芯310的两个端部区域310A。因此,在显示设备10的剖视图中,透射滤光器层380_6可以设置在发光器件芯310上方和下方。也就是说,设置在发光器件芯310的两个端部区域310A上的透射滤光器层380_6可以设置在面对基底101的一侧和与所述一侧相对的另一侧上。因此,第二上绝缘层521可以在发光器件芯310上方设置为与透射滤光器层380_6的至少一部分接触。
图29是示出沿着图2的线XXVI-XXVI'截取的另一示例的剖视图。图30是示出图29的部分Q2的示例的放大剖视图。
参照图29和图30,在根据一个实施例的显示设备10_1中,可以省略第三绝缘层530。与图26的实施例的不同之处在于,在图29的显示设备10_1中,省略了第三绝缘层530。在下文中,将省略重复描述,并且将基于与上述内容的不同之处来提供描述。
在根据一个实施例的显示设备10_1中,省略了第三绝缘层530,并且第二接触电极262_1的部分区域可以直接设置在第二上绝缘层521_2上。第一接触电极261_1和第二接触电极262_1可以设置为在第二上绝缘层521_2上彼此间隔开。例如,彼此间隔开且彼此面对的第一接触电极261_1的侧表面和第二接触电极262_1的侧表面可以设置在第二上绝缘层521_1上。第一接触电极261_1可以与发光器件300的一个端部、第一电极210和第二上绝缘层521_1接触,并且第二接触电极262可以与发光器件300的另一个端部、第二电极220和第二上绝缘层521_1接触。接触电极261_1和第二接触电极262_1可以在同一工艺中一起形成。
图31是根据再一实施例的发光器件的示意性透视图。图32是图31的发光器件的剖视图。
参照图31和图32,根据实施例的发光器件300_7与图3至图5的发光器件300的不同之处在于,发光器件芯310_7具有六边形柱的形状。
具体地,发光器件芯310_7具有在一个方向X上延伸的形状,并且发光器件芯310_7的在与作为发光器件芯310_7的延伸方向的一个方向X垂直的方向上截取的剖面形状可以是六边形形状。因此,发光器件芯310_7的侧表面可以由多个平面而不是凸出的弯曲表面形成。在实施例中,当发光器件芯310_7的剖面形状是六边形形状时,发光器件芯310_7可以包括各自由平面形成的六个侧表面。
如上所述,透射滤光器层380_7可以设置为部分地围绕发光器件芯310_7的侧表面。透射滤光器层380_7可以设置为使发光器件芯310_7的多个侧表面中的至少一些暴露。例如,透射滤光器层380_7可以设置为围绕发光器件芯310_7的六个侧表面中的五个侧表面,但是可以不设置在一个侧表面上,使得所述一个侧表面暴露。因此,发光器件芯310_7的第一区域310S1_7包括发光器件芯310_7的各自由平面形成的六个侧表面中的五个侧表面,并且发光器件芯310_7的第二区域310S2_7可以包括发光器件芯310_7的各自由平面形成的六个侧表面中的一个侧表面。然而,发明不限于此,并且透射滤光器层380_7也可以设置为使发光器件芯310_7的两个或更多个侧表面暴露。另外,在附图中,示出了透射滤光器层380_7设置为使发光器件芯310_7的侧表面中的一个侧表面完全暴露,但是透射滤光器层380_7也可以设置为使所述一个侧表面的仅一部分暴露。在这种情况下,透射滤光器层380_7的一端和另一端可以设置为在所述一个侧表面上彼此间隔开,并且发光器件芯310_8的第二区域310S2_7可以在其中透射滤光器层380_7的一端和另一端彼此间隔开的空间中直接暴露。图33是根据再一实施例的发光器件的示意性透视图。图34是图33的发光器件的剖视图。
参照图33和图34,根据实施例的发光器件300_8与图31和图32的发光器件300_7的不同之处在于,发光器件芯310_8具有三角柱的形状。
具体地,发光器件芯310_8具有在一个方向X上延伸的形状,但是发光器件芯310_8的在与作为发光器件芯310_8的延伸方向的一个方向X垂直的方向上截取的剖面形状可以是三角形形状。在实施例中,当发光器件芯310_8的剖面形状是三角形形状时,发光器件芯310_8可以包括各自由平面形成的三个侧表面。
在实施例中,透射滤光器层380_8可以设置在发光器件芯310_8的侧表面上,但是可以设置为完全覆盖发光器件芯310_8的一个侧表面并且使另外两个侧表面中的至少一些暴露。因此,发光器件芯310_8的第一区域310S1_8包括发光器件芯310_8的各自由平面形成的三个侧表面中的一个侧表面以及与所述一个侧表面相邻的其它两个侧表面中的每个的部分区域,并且发光器件芯310_8的第二区域310S2_8可以包括所述其它两个侧表面中的每个的另一部分区域。发光器件芯310_8的第二区域310S2_8可以包括与发光器件芯370_8的被透射滤光器层380_8完全覆盖的一个侧表面相对的拐角。
图35是根据再一实施例的发光器件的示意性透视图。图36是沿着图35的线XXXVI-XXXVI'截取的示意性剖视图。
参照图35和图36,发光器件300_9可以具有在一个方向上延伸并且具有部分倾斜的侧表面的形状。也就是说,根据一个实施例的发光器件300_9可以具有部分圆锥形状。
根据实施例的发光器件300_9可以包括主体部300A、连接到主体部300A的一侧的第一端部300B和连接到主体部300A的另一侧的第二端部300C。主体部300A、第一端部300B和第二端部300C被指出以限定发光器件300_9或构成发光器件300_9的半导体层中的一些,并且可以一体地形成以形成一个发光器件300_9,而不是彼此分离。也就是说,主体部300A、第一端部300B和第二端部300C可以被称为发光器件300_9或构成发光器件300_9的半导体层的彼此区分开的部分区域。另外,可以理解的是,下面将描述的主体部300A、第一端部300B和第二端部300C不必限于指发光器件300_9的包括多个半导体层中的全部的部分区域,而是指发光器件300_9的一些组件,例如,发光器件芯310_9的包括第一半导体层311_9、活性层313_9、第二半导体层312_9、电极层317_9等的部分区域。
发光器件300_9的主体部300A可以具有在一个方向上延伸的形状。在一些实施例中,主体部300A可以具有圆柱形状、棒形状或多边形柱形状,但是发明不限于此。
发光器件300_9的第一端部300B可以从发光器件300_9的主体部300A的一侧延伸,以具有其中第一端部300B的外表面倾斜的形状。第一端部300B的倾斜外表面与尖端(一个点)相交,并且第一端部300B可以具有基本上圆锥形状。
发光器件300_9的第二端部300C可以从发光器件300_9的主体部300A的另一侧延伸,以具有其中第二端部300C的外表面倾斜的形状。发光器件300_9的第二端部300C可以具有在一个方向上延伸的形状。发光器件300_9的第二端部300C可以具有与发光器件300_9的主体部300A的形状类似的形状,并且可以具有截头圆锥形状,该截头圆锥形状随着其远离发光器件300_9的主体部300A延伸而宽度减小。
发光器件300_9可以形成为使得多个层不在一个方向上堆叠,并且多个层中的每个围绕另一层的外表面。发光器件300_9可以包括具有在一个方向上延伸的至少部分区域的发光器件芯310_9以及围绕发光器件芯310_9但是使发光器件芯310_9的至少部分区域暴露的透射滤光器层380_9。
第一半导体层311_9可以设置在发光器件300_9的主体部300A、第一端部300B和第二端部300C上。第一半导体层311_9可以在一个方向上延伸,并且其两个端部可以形成为朝向其中心部倾斜。第一半导体层311_9可以包括与发光器件300_9的主体部300A对应的第一部分NR1、与发光器件300_9的第一端部300B对应的第二部分NR2以及与发光器件300_9的第二端部300C对应的第三部分NR3。
第一部分NR1可以具有在一个方向上延伸的与发光器件300_9的主体部300A的形状类似的形状。第一部分NR1可以具有与主体部300A的形状基本上相同的形状。
第二部分NR2可以是定位在第一部分NR1的一侧上的部分,并且可以形成为使得其外表面倾斜。第二部分NR2可以延伸到第一部分NR1的一侧,并且可以形成为使得第二部分NR2的剖面侧表面倾斜。第二部分NR2可以具有与第一端部300B类似的圆锥形状。
第三部分NR3可以是定位在第一部分NR1的另一侧上的部分,可以具有在一个方向上延伸的形状,并且可以形成为使得其宽度随着其远离第一部分NR1延伸而减小。类似于第二端部300C,第三部分NR3可以具有截头圆锥形状,该截头圆锥形状的宽度朝向发光器件300_9的另一个端部减小。
活性层313_9可以设置在发光器件300_9的主体部300A上。活性层313_9可以设置为围绕第一半导体层311_9中的第一部分NR1的外表面。活性层313_9可以具有在一个方向上延伸的环形形状。活性层313_9可以不形成在第一半导体层311_9的第二部分NR2和第三部分NR3上。从活性层313_9发射的光可以发射到发光器件300_9的相对于发光器件300_9的长度方向的两个侧表面以及发光器件300_9在长度方向上的两个端部。因为活性层313_9具有大面积,因此根据实施例的发光器件300_9可以发射大量的光。
第二半导体层312_9可以设置在发光器件300_9的主体部300A和第一端部300B上。第二半导体层312_9可以设置为围绕设置在主体部300A上的活性层313_9的外表面和第一半导体层311_9的设置在第一端部300B上的第二部分NR2的外表面。因此,第二半导体层312_9可以包括在一个方向上延伸的环形主体部和具有形成为倾斜的侧表面的上端部。第二半导体层312_9可以不设置在第一半导体层311_9的设置在第二端部300C上的第三部分NR3的外表面上。
电极层317_9可以设置在发光器件300_9的主体部300A和第一端部300B上。电极层317_9可以设置为围绕设置在主体部300A和第一端部300B上的第二半导体层312_9的外表面。电极层317_9可以具有与第二半导体层312_9'的形状基本上相似的形状。电极层317_9可以与第二半导体层312_9的外表面的整个表面直接接触,以完全覆盖第二半导体层312_9的外表面。电极层317_9可以不设置在第一半导体层311_9的设置在第二端部300C上的第三部分NR3的外表面上。
透射滤光器层380_9可以设置在发光器件芯310_9的外表面上,并且可以设置为使发光器件芯310_9的外表面的至少一部分暴露。透射滤光器层380_9可以设置在发光器件300_9的主体部300A、第一端部300B和第二端部300C上。透射滤光器层380_9可以设置为完全围绕发光器件300_9的第一端部300B和第二端部300C,并且可以不设置在发光器件300_9的主体部300A的至少一部分上。透射滤光器层380_9可以设置为围绕电极层317_9的设置在第一端部300B上的外表面和第一半导体层311_9的设置在第二端部300C上的第三部分NR3的外表面。透射滤光器层380_9可以设置为使电极层317_9的设置在主体部300A上的外表面的至少一部分暴露。
图37是根据再一实施例的发光器件的示意性透视图。图38是沿着图37的线XXXVIII-XXXVIII'截取的示意性剖视图。
参照图37和图38,根据实施例的发光器件300_10与图35和图36的发光器件300_9的不同之处在于,第一端部300B具有截头圆锥形状。具体地,在发光器件300_10中,第一端部300B可以具有截头圆锥形状,该截头圆锥形状随着其远离主体部300A延伸而宽度减小。类似于第一端部300B的形状,第一半导体层311_10的设置在发光器件300_10的第一端部300B上的第二部分NR2可以形成为使得其宽度随着其远离第一部分NR1延伸而减小。也就是说,第一半导体层311_10的第二部分NR2可以具有截头圆锥形状,该截头圆锥形状的宽度朝向发光器件300_10的一个端部减小。因此,在第一端部300B中,设置为围绕第一半导体层311_10的外表面并且顺序地堆叠的第二半导体层312_10、电极层317_10和透射滤光器层380_10中的每个的形状可以类似于第一半导体层311_10的形状。
在总结详细描述时,本领域技术人员将理解的是,在基本上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,所公开的发明的优选实施例仅以一般性和描述性意义使用,而不是为了限制的目的。
Claims (20)
1.一种发光器件,所述发光器件包括:
发光器件芯,沿着一个方向延伸;以及
透射滤光器层,围绕所述发光器件芯的侧表面的一部分,
其中,所述发光器件芯的所述侧表面包括:第一区域,所述透射滤光器层设置在所述第一区域中;以及第二区域,所述透射滤光器层不设置在所述第二区域中。
2.根据权利要求1所述的发光器件,其中,根据基于入射光的波长和法线方向的入射角,所述透射滤光器层具有不同的反射率。
3.根据权利要求2所述的发光器件,其中,所述透射滤光器层包括一个或更多个光学层,
其中,所述光学层包括具有第一折射率的第一无机膜和具有与所述第一折射率不同的第二折射率的第二无机膜,所述第一无机膜和所述第二无机膜在与所述一个方向垂直的方向上顺序地堆叠在所述第二区域上。
4.根据权利要求3所述的发光器件,其中,所述第一折射率小于所述第二折射率。
5.根据权利要求1所述的发光器件,其中,所述发光器件芯包括第一半导体层、第二半导体层和设置在所述第一半导体层与所述第二半导体层之间的活性层。
6.根据权利要求5所述的发光器件,其中,所述第一半导体层、所述活性层和所述第二半导体层沿着所述一个方向顺序地设置。
7.根据权利要求6所述的发光器件,其中,所述发光器件芯还包括:
第一电极层,设置在所述第一半导体层上;以及
第二电极层,设置在所述第二半导体层上,
其中,所述第一电极层和所述第二电极层中的每个包括具有高反射率的导电材料。
8.根据权利要求6所述的发光器件,其中,所述第二区域包括所述活性层的侧表面的至少一部分。
9.根据权利要求1所述的发光器件,所述发光器件还包括围绕所述透射滤光器层的外周表面的反射膜。
10.根据权利要求1所述的发光器件,其中,所述第二区域的表面通过所述透射滤光器层暴露。
11.根据权利要求1所述的发光器件,其中,所述第一区域的外周长度大于所述第二区域的外周长度。
12.根据权利要求11所述的发光器件,其中,所述第一区域在所述一个方向上的长度等于所述发光器件芯在所述一个方向上的长度。
13.根据权利要求12所述的发光器件,其中,所述第二区域在所述一个方向上的最大长度小于所述第一区域在所述一个方向上的所述长度。
14.根据权利要求1所述的发光器件,其中,设置在与所述第二区域相邻的区域中的所述透射滤光器层的厚度从所述第一区域朝向所述第二区域减小。
15.根据权利要求1所述的发光器件,其中,所述第二区域的表面包括表面不平度。
16.根据权利要求1所述的发光器件,其中,所述透射滤光器层与所述第一区域直接接触。
17.一种显示设备,所述显示设备包括:
基底;
第一电极,设置在所述基底上;
第二电极,设置在所述基底上,以与所述第一电极间隔开;
发光器件,设置在所述第一电极与所述第二电极之间并且电连接到所述第一电极和所述第二电极;以及
绝缘层,设置在所述发光器件上,
其中,所述发光器件包括:发光器件芯,沿着一个方向延伸;以及透射滤光器层,围绕所述发光器件芯的侧表面的一部分,
其中,所述发光器件芯的所述侧表面包括:第一区域,所述透射滤光器层设置在所述第一区域中;以及第二区域,所述透射滤光器层不设置在所述第二区域中。
18.根据权利要求17所述的显示设备,其中,所述一个方向与所述基底的上表面平行,并且
所述发光器件设置为使得所述第二区域面对与面对所述基底的一侧相对的侧。
19.根据权利要求18所述的显示设备,其中,所述第一区域设置在面对所述基底的所述一侧上,并且
所述透射滤光器层设置在所述发光器件芯与所述基底之间。
20.根据权利要求18所述的显示设备,其中,所述绝缘层与所述第二区域接触。
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