CN115997289A - 用于制造显示装置的转移基板、显示装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用半导体发光元件的显示装置及其制造方法,所述显示装置包括:基板,包括电路布线;下部电极部,设置在所述基板上,连接于所述电路布线;以及复数个纳米杆型半导体发光元件,彼此分离地在所述下部电极部上垂直排列。
Description
技术领域
本发明能够适用于显示装置相关技术领域,例如涉及一种利用LED(LightEmitting Diode)的显示装置的制造方法及用于制造显示装置的转移基板。
背景技术
近年来,在显示器技术领域,正在开发具有薄型、柔性等优异特性的显示装置。与此相反,当前商用化的主要显示器的代表有液晶显示器(Liquid Crystal Display:LCD)和有机发光二极管(Organic Light Emitting Diodes:OLED)。
但是,在LCD的情况下,存在响应时间不够快和难以实现柔性的问题点,在OLED的情况下,存在寿命短且量产率较差的问题点。
另一方面,发光二极管(Light Emitting Diode:LED)作为将电流转换为光而所熟知的半导体发光元件,以1962年利用GaAsP化合物半导体的红色LED被商品化为开始,与GaP:N系列的绿色LED一起作为以信息通信设备为首的电子装置的显示图像用光源而被利用至今。因此,可以提出利用所述半导体发光元件来实现显示器,以此来解决上述问题点的方案。与基于灯丝的发光元件相比,所述半导体发光元件具有寿命长、电力消耗低、初始驱动特性优异以及抗震性高等各种各样的优点。
在这种LED的制造过程中,从生长基板分离发光元件并转移到驱动基板的工序是必不可少的。只是,随着分离的LED的芯片尺寸减小,在LED的转移过程中要求高精度和工序难度。
因此,在本发明中,为了实现LED的转移,尤其是具有超小型且高密度的芯片排列的微型显示器,提出了具有高位置精度的同时能够将芯片放置到期望的位置的显示装置及其转移方法。
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的一实施例的目的在于,提供一种用于制造显示装置的转移过程,其中利用MLO将纳米杆型半导体发光元件从生长基板分离。
进一步,本发明的一实施例的又一目的在于,解决在此未提及的各种问题点。本领域技术人员可以通过说明书和附图的总主旨来理解。
解决问题的技术方案
在用于实现所述目的的利用半导体发光元件的显示装置的制造中使用的转移基板中,可以包括:基板,包括电路布线;下部电极部,设置在所述基板上,连接于所述电路布线;以及复数个纳米杆型半导体发光元件,彼此分离地在所述下部电极部上垂直排列。
另外,所述纳米杆型半导体发光元件的与所述下部电极部相接的一端部相反的端部可以包括非平面接触面。
另外,所述非平面接触面可以通过分割所述纳米杆型半导体发光元件所包含的多孔区域而形成。
另外,复数个所述纳米杆型半导体发光元件可以以预设定间隔排列在所述下部电极部的顶面的整个区域。
另外,复数个所述纳米杆型半导体发光元件的至少一部分可以置于所述下部电极部的顶面边缘。
另外,利用所述半导体发光元件的显示装置可以包括:盖基板,层叠在复数个所述纳米杆型半导体发光元件;以及上部电极部,设置于所述盖基板,与复数个所述纳米杆型半导体发光元件相接。
另外,利用所述半导体发光元件的显示装置可以包括:第一分隔壁,设置在所述基板和所述盖基板之间,分隔由所述下部电极部、复数个所述纳米杆型半导体发光元件以及所述上部电极部构成的单元构成;以及荧光体,填充在所述第一分隔壁之间形成的空间。
另外,利用所述半导体发光元件的显示装置可以包括:滤色器,与所述单元构成的位置对应地设置在所述盖基板上;以及第二分隔壁,分隔复数个所述滤色器。
复数个所述纳米杆型半导体发光元件可以包括:第一纳米杆型半导体发光元件,在与所述上部电极部相接的端部包括非平面接触面;以及第二纳米杆型半导体发光元件,在与所述下部电极部相接的端部包括非平面接触面。
所述第一纳米杆型半导体发光元件和所述第二纳米杆型半导体发光元件可以发出彼此不同波长的光。
利用所述半导体发光元件的显示装置可以包括:追加下部电极部,设置于所述盖基板的顶面;以及复数个第三纳米杆型半导体发光元件,彼此分离地在所述追加下部电极部上垂直排列。
所述第一纳米杆型半导体发光元件至所述第三纳米杆型半导体发光元件可以发出彼此不同波长的光。
所述第三纳米杆型半导体发光元件可以与形成在所述第一纳米杆型半导体发光元件和所述第二纳米杆型半导体发光元件之间的隔开空间对应地设置在所述盖基板上。
在用于实现所述目的的利用半导体发光元件的显示装置的制造方法中,可以包括:在第一生长基板上以预设定间隔形成复数个第一纳米杆型半导体发光元件的步骤;通过蚀刻与所述第一生长基板连接的所述第一纳米杆型半导体发光元件的端部来形成多孔结构的步骤;使所述第一生长基板与在所述第一纳米杆型半导体发光元件生长的方向上设置有下部电极部的基板相接的步骤;以及排列在所述下部电极部上的所述第一纳米杆型半导体发光元件在与所述第一生长基板分离的状态下去除所述第一生长基板的步骤。
关于排列在所述下部电极部上的所述第一纳米杆型半导体发光元件,其一端部与所述下部电极部粘合,可以通过分割设置于其另一端部的多孔结构而从所述第一生长基板分离。
利用所述半导体发光元件的显示装置的制造方法可以包括:在第二生长基板上以预设定间隔形成发光波长不同的复数个第二纳米杆型半导体发光元件的步骤;通过蚀刻与所述第二生长基板连接的所述第二纳米杆型半导体发光元件的端部来形成多孔结构的步骤;使所述第二生长基板与在所述第二纳米杆型半导体发光元件生长的方向上设置有上部电极部的盖基板相接的步骤;在所述上部电极部上排列的所述第二纳米杆型半导体发光元件在与所述第二生长基板分离的状态下去除所述第二生长基板的步骤;在所述基板追加形成下部电极,在所述盖基板追加形成上部电极的步骤;以及将所述盖基板层叠到所述基板,使得所述下部电极和所述上部电极分别位于所述第一半导体发光元件和所述第二半导体发光元件的两端部的步骤。
发明效果
根据本发明的一实施例,在利用半导体发光元件的显示装置中,在复数个发光元件中的一部分不合格的情况下,也能够驱动一个像素,从而能够获得高成品率和工艺便利性。
另外,利用位于基板上的电极部形成一个像素区域,因此无需额外对齐半导体发光元件,从而能够高速转移。
根据本发明的另一实施例,还具有在此并未提及的追加的技术效果。本领域技术人员可以通过说明书和附图的总主旨来理解。
附图说明
图1是示出本发明的利用半导体发光元件的显示装置的一实施例的概念图。
图2是图1的A部分的局部放大图。
图3a和图3b是沿图2的线B-B和线C-C切断的剖视图。
图4是示出图3的倒装芯片型半导体发光元件的概念图。
图5a至图5c是示出与倒装芯片型半导体发光元件相关地实现颜色的多种形态的概念图。
图6是示出本发明的利用半导体发光元件的显示装置的制造方法的剖视图。
图7是示出本发明的利用半导体发光元件的显示装置的另一实施例的立体图。
图8是沿图7的线D-D切断的剖视图。
图9是示出图8的垂直型半导体发光元件的概念图。
图10是示出包括纳米杆型半导体发光元件的基板的图。
图11是夸张地表示纳米杆型半导体发光元件的截面的图。
图12是排列有纳米杆型发光元件的基板的俯视图。
图13是对包括半导体发光元件的基板进行了后续工序的显示装置的图。
图14是示出本发明一实施例的显示装置中使用荧光体并利用颜色变换结构的多色显示装置的图。
图15是示出利用在第一分隔壁260之间还包括荧光体的半导体发光元件的显示装置的图。
图16是示出利用还包括分隔复数个滤色器的第二分隔壁的半导体发光元件的显示装置的图。
图17是示出包括两种半导体发光元件2311、2312的显示装置的图。
图18是示出包括三种半导体发光元件2311、2312、2313的显示装置的图。
图19是示出制造包括复数个纳米杆型半导体发光元件230的显示装置的方法的图。
图20是示出包括两种半导体发光元件230的显示装置的制造方法的图。
图21是示出包括三种半导体发光元件230的显示装置的制造方法的图。
具体实施方式
下面,参照附图并根据本说明书中公开的实施例详细说明,与图号无关地,对相同或相似的构成要素赋予了相同的附图标记,并省略了对其的重复说明。在以下的说明中所使用的构成要素的后缀“模块”和“部”是为了便于说明书撰写而赋予或混用的,其自身并不具有相互区别的含义或作用。此外,在说明本发明公开的实施例的过程中,当判断为对相关公知技术的具体说明会混淆本发明公开的实施例的要旨的情况下,省略对该公知技术的详细说明。此外,应当理解的是,附图仅用于帮助理解本书明书中公开的实施例,不应解释为本说明书中公开的技术思想受限于附图。
进一步,虽然为了说明的便利对附图分别进行说明,但是,本领域技术人员通过结合至少两幅以上的附图来实现其他实施例也属于本发明的权利范围。
另外,应当理解的是,当说明层、区域或基板之类的要素在不同的构成要素“上(on)”时,其含义包括直接在其他要素之上,或者两者之间能够存在中间要素。
在本说明书中说明的显示装置是涵盖以单位像素或以单位像素的集合显示信息的所有显示装置的概念。因此,不限于成品,也可以适用于部件。例如,相当于数字TV的一部件的面板本身也相当于本说明书上的显示装置。作为成品,可以包括移动电话,智能手机(smart phone)、笔记本电脑(laptop computer)、数字广播用终端,个人数字助理(personal digital assistants:PDA)、可携式多媒体播放器(portable multimediaplayer:PMP)、导航、触屏平板电脑(Slate PC)、平板电脑(Tablet PC)、超极本(UltraBook)、数字TV、台式电脑等。
但是,对本领域技术人员而言显而易见的是,根据本说明书所记载的实施例的构成也能够应用于以后开发出的新的产品形态的可显示的装置。
另外,本说明书所涉及的半导体发光元件是包括LED、微型LED等概念,可以混用。
图1是示出本发明的利用半导体发光元件的显示装置的一实施例的概念图。
如图1所示,在显示装置100的控制部(未图示)中处理的信息可以利用柔性显示器(flexible display)来显示。
柔性显示器包括例如通过外力可以弯曲或可以弯折或可以扭曲或可以折叠或可以卷起的显示器。
进一步,柔性显示器可以是例如在保持现有的平板显示器的显示特性的同时,在如同纸张一样弯曲或弯折或折叠或卷起的又薄又柔软的基板上制造的显示器。
所述柔性显示器在没有弯曲的状态(例如,具有无限大的曲率半径的状态,以下称作第一状态)下,所述柔性显示器的显示区域为平面。在所述第一状态,由于外力而弯曲的状态(例如,具有有限的曲率半径的状态,以下称作第二状态)下,所述显示区域可以成为曲面。如图1所示,在所述第二状态下显示的信息可以是输出在曲面上的视觉信息。这种视觉信息通过独立控制以矩阵形态配置的单位像素(子像素,sub-pixel)的发光来实现。例如,所述单位像素表示用于实现一个颜色的最小单位。
所述柔性显示器的单位像素可以通过半导体发光元件来实现。在本发明中,作为将电流转换为光的半导体发光元件的一种,例示了发光二极管(Light Emitting Diode:LED)。由于所述发光二极管形成为小尺寸,因此即使在所述第二状态下,也可以起到单位像素的作用。
参照以下附图,对利用所述发光二极管来实现的柔性显示器进行进一步详细说明。
图2是图1的A部分的局部放大图。
图3a和图3b是沿图2的线B-B和线C-C切断的剖视图。
图4是示出图3的倒装芯片型半导体发光元件的概念图。
图5a至图5c是示出与倒装芯片型半导体发光元件相关地实现颜色的多种形态的概念图。
如图2、图3a以及图3b所示,作为利用半导体发光元件的显示装置100,例示了利用无源矩阵(Passive Matrix,PM)方式的半导体发光元件的显示装置100。但是,以下说明的示例也可以适用在有源矩阵(Active Matrix,AM)方式的半导体发光元件。
如图2所示,图1所示的显示装置100包括基板110、第一电极120、导电性粘合层130、第二电极140以及至少一个半导体发光元件150。
基板110可以是柔性基板。例如,为了实现柔性(flexible)显示装置,基板110可以包含玻璃或聚酰亚胺(PI,Polyimide)。除此之外,还可以使用任何具有绝缘性、柔韧性的材料,例如PEN(Polyethylene Naphthalate:聚萘乙烯)、PET(Polyethylene Terephthalate:聚对苯二甲酸乙二醇酯)等。另外,所述基板110可以是透明的材质和不透明的材质中的任一种。
所述基板110可以是配置有第一电极120的布线基板,因此所述第一电极120可以位于基板110上。
如图3a所示,绝缘层160可以配置在设置有第一电极120的基板110上,辅助电极170可以位于所述绝缘层160。在此情况下,绝缘层160层叠在所述基板110的状态可以成为一个布线基板。更具体而言,绝缘层160可以作为具有绝缘性、柔性的材质,如聚酰亚胺(PI,Polyimide)、PET、PEN等,通过与所述基板110形成为一体来形成一个基板。
辅助电极170作为将第一电极120与半导体发光元件150电连接的电极,位于绝缘层160上,与第一电极120的位置对应地配置。例如,辅助电极170为圆点(dot)形状,可以通过贯通绝缘层160的电极孔171与第一电极120电连接。所述电极孔171可以通过在通路孔填充导电物质来形成。
如图2或图3a所示,虽然绝缘层160的一面形成有导电性粘合层130,但是本发明并不限定于此。例如,可以是在绝缘层160和导电性粘合层130之间形成执行特定功能的层,或者是在没有绝缘层160的情况下,导电性粘合层130配置在基板110上的结构。在导电性粘合层130配置在基板110上的结构中,导电性粘合层130可以起到绝缘层的作用。
所述导电性粘合层130可以是具有粘合性和导电性的层,为此,在所述导电性粘合层130中,可以混合具有导电性的物质和具有粘合性的物质。另外,由于导电性粘合层130具有延展性,因此能够在显示装置实现柔性功能。
作为这样的例,导电性粘合层130可以是各向异性导电膜(anistropy conductivefilm,ACF)、各向异性导电浆(paste)、含有导电粒子的溶液(solution)等。所述导电性粘合层130可以构成为,在贯通厚度的Z方向允许相互电连接,而在水平的X-Y方向具有电绝缘性的层。因此,所述导电性粘合层130可以命名为Z轴导电层(但是,以下称作“导电性粘合层”)。
所述各向异性导电膜作为各向异性导电介质(anisotropic conductive medium)混合在绝缘性基础构件的形态的膜,如果施加热和压力,则仅特定部分因各向异性导电介质而具有导电性。以下,虽然以在所述各向异性导电膜上施加热和压力的状态进行说明,但是为了使所述各向异性导电膜的局部具有导电性,也可以适用其他方法。例如,上述的其他方法可以是,仅施加所述热和所述压力中任一种或UV固化等。
另外,例如,所述各向异性导电介质可以是导电球或导电粒子。例如,所述各向异性导电膜作为导电球混合在绝缘性基础构件中的形态的膜,如果施加热和压力,则仅特定部分因导电球而具有导电性。各向异性导电膜可以成为含有复数个粒子的状态,所述粒子是导电性物质的芯被聚合物材质的绝缘膜包覆而成的,在此情况下,随着被施加热和压力的部分的绝缘膜破坏,由于芯而具有导电性。此时,芯的形态发生变形,可以构成在膜的厚度方向上相互接触的层。作为更具体的例子,对各向异性导电膜整体施加热和压力,由于通过各向异性导电膜来粘合的相对物的高度差而局部形成Z轴方向的电连接。
作为另一例,各向异性导电膜可以成为含有复数个粒子的状态,所述粒子是绝缘芯被导电性物质包覆而成的。在此情况下,被施加热和压力的部分的导电性物质发生变形(按压粘连),沿膜的厚度方向具有导电性。作为另一例,也可以是通过导电性物质沿Z轴方向贯通绝缘性基础构件而沿膜的厚度方向具有导电性的形态。在此情况下,导电性物质可以具有尖尖的端部。
所述各向异性导电膜可以是以导电球插入绝缘性基础构件的一面的形态构成的固定排列各向异性导电膜(fixed array ACF)。更具体而言,绝缘性基础构件由具有粘合性的物质形成,导电球集中配置于所述绝缘性基础构件的底部,如果在所述基础构件中施加热和压力,则随着与所述导电球一起变形,在垂直方向具有导电性。
但是,本发明并不限定于此,所述各向异性导电膜可以是在绝缘性基础构件中随机混合导电球的形态,或者构成为复数个层并且某一层配置导电球的形态(double-ACF)等。
各向异性导电浆作为浆和导电球的结合形态,可以是在绝缘性和粘合性的基础物质中混合导电球的浆。另外,含有导电粒子的溶液可以是含有导电性微粒或纳米粒子的形态的溶液。
再次参照图3a,第二电极140以与辅助电极170隔开的状态位于绝缘层160。即,所述导电性粘合层130配置在辅助电极170和第二电极140所处的绝缘层160上。
在辅助电极170和第二电极140位于绝缘层160的状态下,形成导电性粘合层130后,如果通过施加热和压力,使半导体发光元件150以倒装芯片的形态来接触,则所述半导体发光元件150与第一电极120和第二电极140电连接。
参照图4,所述半导体发光元件可以是倒装芯片型(flip chip type)的发光元件。
例如,所述半导体发光元件包括:p型电极156、供p型电极156形成的p型半导体层155、在p型半导体层155上形成的活性层154、在活性层154上形成的n型半导体层153以及在n型半导体层153上与p型电极156沿水平方向隔开配置的n型电极152。在此情况下,p型电极156可以通过导电性粘合层130与图3所示的辅助电极170电连接,n型电极152可以与第二电极140电连接。
再次参照图2、图3a以及图3b,辅助电极170沿一个方向长长地形成,从而一个辅助电极可以与复数个半导体发光元件150电连接。例如,以辅助电极为中心的左右的半导体发光元件的p型电极可以与一个辅助电极电连接。
更具体而言,由于热和压力,半导体发光元件150压入到导电性粘合层130的内部,由此,仅使半导体发光元件150的p型电极156与辅助电极170之间的部分,和半导体发光元件150的n型电极152与第二电极140之间的部分具有导电性,而在其他部分,由于没有压入半导体发光元件,因此不具有导电性。如此,导电性粘合层130不仅使半导体发光元件150与辅助电极170之间和半导体发光元件150与第二电极140之间相互结合,还形成了电连接。
另外,复数个半导体发光元件150构成发光元件阵列(array),在发光元件阵列上形成有荧光体变换层180。
发光元件阵列可以包括复数个自身亮度值不同的半导体发光元件。每个半导体发光元件150构成单位像素,与第一电极120电连接。例如,第一电极120可以是复数个,例如复数个半导体发光元件可以配置成几列,各列的半导体发光元件可以与复数个所述第一电极中任一个电连接。
另外,由于复数个半导体发光元件以倒装芯片形态来连接,因而可以利用在透明电介质基板上生长的复数个半导体发光元件。另外,复数个所述半导体发光元件例如可以是氮化物半导体发光元件。由于半导体发光元件150具有优异的亮度,所以即使是小尺寸也可以构成单个单位像素。
如图3所示,半导体发光元件150之间可以形成有分隔壁190。在此情况下,分隔壁190可以起到将单个单位像素相互分离的作用,可以与导电性粘合层130形成为一体。例如,可以通过半导体发光元件150插入到各向异性导电膜,各向异性导电膜的基础构件形成所述分隔壁。
另外,如果所述各向异性导电膜的基础构件是黑色,则即使没有额外的黑色绝缘体,所述分隔壁190也可以具有反射特性的同时,增加对比度(contrast)。
作为另一例,作为所述分隔壁190可以额外地设置反射性分隔壁。在此情况下,根据显示装置的目的,所述分隔壁190可以包括黑色(Black)或白色(White)绝缘体。在利用白色绝缘体的分隔壁的情况下,可以具有提高反射性的效果,在利用黑色绝缘体的分隔壁的情况下,可以具有反射特性的同时增加对比度(contrast)。
荧光体变换层180可以位于半导体发光元件150的外表面。例如,半导体发光元件150为发出蓝色B光的蓝色半导体发光元件,荧光体变换层180执行将所述蓝色B光转换为单位像素的色相的功能。所述荧光体变换层180可以是构成单个像素的红色荧光体181或绿色荧光体182。
即,在构成红色的单位像素的位置上,可以在蓝色半导体发光元件上层叠能够将蓝色光转换为红色R光的红色荧光体181,在构成绿色的单位像素的位置上,可以在蓝色半导体发光元件上层叠能够蓝色光转换为绿色G光的绿色荧光体182。另外,在构成蓝色的单位像素的部分上,可以仅单独利用蓝色半导体发光元件。在此情况下,红色R、绿色G以及蓝色B的单位像素可以构成一个像素。更具体而言,可以沿第一电极120的各个线层叠一个色相的荧光体。因此,在第一电极120中,一个线可以是控制一个色相的电极。即,沿第二电极140,可以依次配置红色R、绿色G以及蓝色B,以此可以实现单位像素。
但是,本发明并不限定于此,替代荧光体可以通过组合半导体发光元件150和量子点(QD)来实现红色R、绿色G以及蓝色B的单位像素。
另外,为了提高对比度(contrast),各个荧光体变换层之间可以配置有黑色矩阵191。即,这种黑色矩阵191可以提高明暗的对比。
但是,本发明并不限定于此,也可以使用用于实现蓝色、红色、绿色的其他结构。
参照图5a,各个半导体发光元件可以通过以氮化镓(GaN)为主材料一同添加铟(In)和/或铝(Al),来实现发出包括蓝色在内的各种各样的光的高输出的发光元件。
在此情况下,为了构成单位像素(子像素,sub-pixel),半导体发光元件分别可以是红色、绿色以及蓝色半导体发光元件。例如,红色R、绿色G和蓝色B半导体发光元件交替配置,基于红色、绿色和蓝色半导体发光元件的红色(Red)、绿色(Green)和蓝色(Blue)的单位像素形成一个像素(pixel),由此可以实现全彩色显示器。
参照图5b,半导体发光元件150a可以设置有每个元件均具有黄色荧光体变换层的白色发光元件W。在此情况下,为了构成单位像素,可以在白色发光元件W上设置有红色荧光体变换层181、绿色荧光体变换层182和蓝色荧光体变换层183。另外,在这样的白色发光元件W上,可以利用重复红色、绿色以及蓝色的滤色器来构成单位像素。
参照图5c,也可以在紫外线发光元件上设置有红色荧光体变换层181、绿色荧光体变换层182和蓝色荧光体变换层183的结构。如上所述,半导体发光元件可以在全域使用可视光线到紫外线UV,可以扩展为能够将紫外线UV作为上部荧光体的激发源(excitationsource)来使用的半导体发光元件的形态。
再次参照本示例,半导体发光元件位于导电性粘合层上,在显示装置中构成单位像素。由于半导体发光元件具有优异的亮度,所以即使是小尺寸也可以构成单个单位像素。
例如,此类的单个半导体发光元件的尺寸可以是一边长度为80μm以下,可以是矩形或正四边形元件。如果是矩形,可以是20×80μm以下的尺寸。
另外,即使将单边长度为10μm的正四边形的半导体发光元件作为单位像素来利用,也能显示出用于构成显示装置的充分的亮度。
因此,以单位像素的尺寸为一边是600μm、剩余的一边是300μm的矩形像素的情况为例,半导体发光元件的间距相对地足够大。
因此,在这样的情况下,能够实现具有HD画质以上的高画质的柔性显示装置。
上述说明的利用半导体发光元件的显示装置可以通过新型的制造方法来制造。以下,参照图6,对所述制造方法进行说明。
图6是示出本发明利用半导体发光元件的显示装置的制造方法的剖视图。
如图6所示,首先,在辅助电极170和第二电极140所处的绝缘层160上形成导电性粘合层130。在布线基板110上层叠绝缘层160,,在所述布线基板110上配置有第一电极120、辅助电极170以及第二电极140。在此情况下,第一电极120和第二电极140可以沿相互正交的方向配置。另外,为了实现柔性(flexible)显示装置,布线基板110和绝缘层160可以分别包含玻璃或聚酰亚胺(PI)。
例如,所述导电性粘合层130可以由各向异性导电膜来实现,为此,可以在绝缘层160所处的基板上涂布各向异性导电膜。
然后,与辅助电极170和第二电极140的位置对应且构成单个像素的复数个半导体发光元件150所处的临时基板112配置成所述半导体发光元件150面向辅助电极170和第二电极140。
在此情况下,临时基板112作为使半导体发光元件150生长的生长基板,可以是蓝宝石(spire)基板或硅(silicon)基板。
所述半导体发光元件在以晶片(wafer)为单位形成时,通过使其具有能够形成显示装置的间隔和尺寸,由此能够有效地利用在显示装置。
然后,对布线基板和临时基板112进行热压接合。例如,可以通过使用ACF压头对布线基板和临时基板112进行热压接合。通过所述热压接合,布线基板和临时基板112被接合(bonding)。通过热压接合,因具有导电性的各向异性导电膜的特性,仅半导体发光元件150与辅助电极170之间和半导体发光元件150与第二电极140之间的部分具有导电性,由此,电极和半导体发光元件150可以电连接。此时,半导体发光元件150插入到所述各向异性导电膜的内部,由此在半导体发光元件150之间形成分隔壁。
然后,去除所述临时基板112。例如,可以利用激光剥离法(Laser Lift-off,LLO)或化学剥离法(Chemical Lift-off,CLO)去除临时基板112。
最后,通过去除所述临时基板112使半导体发光元件150暴露在外。根据需要,可以在结合有半导体发光元件150的布线基板上涂布氧化硅(SiOx)等,来形成透明绝缘层(未图示)。
另外,还可以包括在所述半导体发光元件150的一面形成荧光体层的步骤。例如,半导体发光元件150为发出蓝色B光的蓝色半导体发光元件,用于将这种蓝色B光转换为单位像素的色相的红色荧光体或绿色荧光体可以在所述蓝色半导体发光元件的一面形成层。
上述说明的利用半导体发光元件的显示装置的制造方法或结构可以改变为各种方式。例如,在上述说明的显示装置中,也可以适用垂直型半导体发光元件。
另外,在以下说明的变形例或实施例中,对与前述的实施例相同或相似的构成赋予了相同或相似的附图标记,对于相同或者相似的构成的说明沿用前述说明。
图7是示出本发明的利用半导体发光元件的显示装置的另一实施例的立体图,图8是沿图7的线D-D切断的剖视图,图9是示出图8的垂直型半导体发光元件的概念图。
参照上述附图,显示装置可以是利用无源矩阵(Passive Matrix,PM)方式的垂直型半导体发光元件的显示装置。
所述显示装置包括基板210、第一电极220、导电性粘合层230、第二电极240以及至少一个半导体发光元件250。
基板210作为配置有第一电极220的布线基板,为了实现柔性(flexible)显示装置可以包含聚酰亚胺(PI)。除此之外,可以使用任一种具有绝缘性和柔性的材质。
第一电极220位于基板210上,可以形成为沿一个方向长的棒(bar)形的电极。所述第一电极220可以构成为起到数据电极的作用。
导电性粘合层230形成在第一电极220所处的基板210上。与使用倒装芯片型(flipchip type)的发光元件的显示装置相同,导电性粘合层230可以是各向异性导电膜(Anisotropy Conductive Film,ACF)、各向异性导电浆(paste)、含有导电粒子的溶液(solution)等。但是,在本实施例中,也例示了由各向异性导电膜实现导电性粘合层230的情况。
在第一电极220位于基板210上的状态下,设置各向异性导电膜后,若通过施加热和压力使半导体发光元件250连接,则所述半导体发光元件250与第一电极220电连接。此时,所述半导体发光元件250优选配置成位于第一电极220上。
如上所述,产生所述电连接是因为,如果对各向异性导电膜施加热和压力,则在厚度方向上局部具有导电性。因此,各向异性导电膜在厚度方向上划分为具有导电性的部分和不具有导电性的部分。
另外,由于各向异性导电膜含有粘合成分,因此导电性粘合层230不仅实现了半导体发光元件250与第一电极220之间的电连接,还实现了机械性结合。
如此,半导体发光元件250位于导电性粘合层230上,由此在显示装置中构成单个像素。由于半导体发光元件250具有优异的亮度,所以即使是小尺寸也可以构成单个单位像素。例如,这种单个半导体发光元件250的尺寸可以是单边长度在80μm以下,可以是矩形或正四边形元件。如果是矩形,例如可以成为20×80μm以下的尺寸。
所述半导体发光元件250可以是垂直型结构。
垂直型半导体发光元件之间设置有复数个第二电极240,其在与第一电极220的长度方向交叉的方向上配置,并且与垂直型半导体发光元件250电连接。
参照图9,这样的垂直型半导体发光元件250包括:p型电极256、形成在p型电极256上的p型半导体层255、形成在p型半导体层255上的活性层254、形成在活性层254上的n型半导体层253以及形成在n型半导体层253上的n型电极252。在此情况下,位于下部的p型电极256可以通过导电性粘合层230与第一电极220电连接,位于上部的n型电极252可以与后述的第二电极240电连接。这样的垂直型半导体发光元件250可以将电极配置在上/下,因此具有能够缩小芯片尺寸的大优点。
再次参照图8,在所述半导体发光元件250的一面可以形成有荧光体层280。例如,半导体发光元件250是发出蓝色B光的蓝色半导体发光元件251,可以设置有用于将这样的蓝色B光转换为单位像素的色相的荧光体层280。在此情况下,荧光体层280可以是构成单个像素的红色荧光体281和绿色荧光体282。
即,在构成红色的单位像素的位置,可以在蓝色半导体发光元件上层叠有能够将蓝色光转换为红色R光的红色荧光体281,在构成绿色的单位像素的位置,可以在蓝色半导体发光元件上层叠有能够将蓝色光转换为绿色G光的绿色荧光体282。另外,在构成蓝色的单位像素的部分,可以单独利用蓝色半导体发光元件。在此情况下,红色R、绿色G以及蓝色B的单位像素可以形成一个像素。
但是,本发明并不限定于此,如在使用倒装芯片型(flip chip type)的发光元件的显示装置中所述,可以使用用于实现蓝色、红色、绿色的其他结构。
再参照本实施例,第二电极240位于半导体发光元件250之间,与半导体发光元件250电连接。例如,半导体发光元件250可以配置为复数个列,第二电极240位于半导体发光元件250的列之间。
由于构成单个像素的半导体发光元件250之间的距离足够大,因此第二电极240可以位于半导体发光元件250之间。
第二电极240可以形成为沿一个方向长的长棒(bar)形的电极,可以在与第一电极相互垂直的方向上配置。
另外,第二电极240和半导体发光元件250可以通过从第二电极240凸出的连接电极来电连接。更具体而言,所述连接电极可以是半导体发光元件250的n型电极。例如,n型电极形成为用于欧姆(ohmic)接触的欧姆电极,所述第二电极通过印刷或蒸镀来覆盖欧姆电极的至少一部分。由此,第二电极240和半导体发光元件250的n型电极可以电连接。
再次参照图8,所述第二电极240可以位于导电性粘合层230上。根据情况,在形成有半导体发光元件250的基板210上可以形成包含氧化硅(SiOx)等的透明绝缘层(未图示)。在形成透明绝缘层后要设置第二电极240的情况下,所述第二电极240将位于透明绝缘层上。另外,第二电极240也可以与导电性粘合层230或透明绝缘层隔开而形成。
如果为了将第二电极240设置在半导体发光元件250上而使用ITO(Indium TinOxide)之类的透明电极,则存在ITO物质与n型半导体层的粘合性不良的问题。因此,在本发明中,将第二电极240设置在半导体发光元件250之间,从而具有可以不使用ITO之类的透明电极的好处。因此,不受选择透明的材料的限制,能够将与n型半导体层具有良好的粘合性的导电性物质作为水平电极来使用,从而提高光取出效率。
再次参照图8,分隔壁290可以位于半导体发光元件250之间。即,为了隔开构成单个像素的半导体发光元件250,垂直型半导体发光元件250之间可以配置有分隔壁290。在此情况下,分隔壁290可以起到使单个单位像素相互分隔的作用,可以与所述导电性粘合层230形成为一体。例如,可以通过半导体发光元件250插入到各向异性导电膜,由各向异性导电膜的基础构件形成所述分隔壁。
另外,如果所述各向异性导电膜的基础构件为黑色,则即使没有额外的黑色绝缘体,所述分隔壁290也可以在具有反射特性的同时,增加对比度(contrast)。
作为另一例,作为所述分隔壁190,可以设置有额外的反射性分隔壁。根据显示装置的目的,分隔壁290可以包括黑色(Black)或白色(White)绝缘体。
如果,在第二电极240恰好位于半导体发光元件250之间的导电性粘合层230上的情况下,分隔壁290可以位于垂直型半导体发光元件250和第二电极240之间。因此,可以利用半导体发光元件250以小的尺寸构成单个单位像素,由于半导体发光元件250的间距相对地足够宽,从而可以将第二电极240位于半导体发光元件250之间,具有能够实现具有HD画质的柔性显示装置的效果。
另外,如图8所示,为了提高对比度(contrast),各个荧光体之间可以配置有黑色矩阵291。即,这种黑色矩阵291可以提高明暗的对比。
图10是示出包括纳米杆型半导体发光元件的基板的图。
一实施例的显示装置可以包括:布线基板310;下部电极部320,设置在布线基板310上;以及半导体发光元件330,排列在下部电极部上。
布线基板310可以是包括向半导体发光元件330施加电信号的印刷电路的基板。具体而言,布线基板310可以对应于上述的基板110。下部电极部320是与布线基板310的电路布线连接的构成,可以对应于图2所述的第一电极120和第二电极140。
半导体发光元件330可以包括复数个纳米杆型半导体发光元件331。纳米杆型半导体发光元件331是具有纳米尺寸的宽度和微米尺寸的长度的半导体发光元件331,是沿长度方向层叠复数个半导体层的发光元件。纳米杆形状331可以具有圆形或多边形诸如四边形的各种形状的截面。这种半导体发光元件330可以通过在生长基板上使第一导电型纳米杆型半导体、多量子阱以及第二导电型纳米杆型半导体依次生长来形成。另外,也可以利用通过光刻工艺的掩膜沿长度方向执行蚀刻或刻蚀来形成。
第一导电型半导体和第二导电型半导体可以分别指n型半导体和p型半导体,相反,可以分别指p型半导体和n型半导体。
这种纳米杆型半导体发光元件330的长度方向可以不与布线基板310平行。进一步,纳米杆型半导体发光元件330可以相对于布线基板310垂直排列。具体而言,复数个纳米杆型半导体发光元件330可以在下部电极部320上彼此分离并垂直排列。
将纳米杆型半导体发光元件330垂直排列到布线基板310,由此与不是纳米杆型的平面(planar)型或不垂直地排列的半导体发光元件相比,能够确保三维结构产生的更宽的活性或容纳区域,可以获得利用半导体和周边物质的折射率差异的光波导效果。
进一步,通过将纳米杆型半导体发光元件330垂直排列到布线基板310,由于窄的截面积和三维结构,集成度得以提高。
下部电极部320设置为与在布线基板310上印刷的电路布线连接,从而可以将纳米杆型半导体发光元件330固定到布线基板310上。
为了定义一个像素,本发明一实施例的显示装置包括复数个纳米杆型半导体发光元件330,因此,在复数个纳米杆型半导体发光元件330中的一部分发光元件不合格的情况下,像素也可以正常驱动。
因此,可以省略检查、去除以及维修不合格的发光元件的工序,因此在制造包括半导体发光元件的显示装置时,可以在短时间内以高成品率以及低成本实现制造。
在制造包括这种半导体发光元件的显示装置的过程中,从生长基板分离半导体发光元件并将其转移到基板的转移工序是必不可少的。
在这种转移工序中,发光元件的分离通常利用LLO(Laser Lift-off)工序。此时,LLO方式是指利用激光来将发光元件从生长基板分离的方式,例如,在作为吸收激光的材料的GaN层的内部发生变形的同时分离发光元件。
但是,若利用LLO方式,则在吸收激光的层发生变形的同时半导体发光元件自身损坏的风险高。另外,由于利用基于激光的技术,需要昂贵的设备,因此存在整个工序的单价和难度升高的问题。
因此,为了防止这种问题的发生,本发明利用MLO(Mechanical lift-off:机械剥离)工序。下面,对此进行详细说明。
图11是夸张地表示纳米杆型半导体发光元件的截面的图。
如图11的(a)所示,在本发明一实施例的显示装置中,纳米杆型半导体发光元件330的位于与下部电极部320相接的一端部相反侧的端部可以是非平面的截面。即,与下部电极部320相接的一端部的相反端部可以是非平面接触面。
如图11的(b)所示,在本发明中,为了更容易利用MLO工序,在包括纳米杆型半导体发光元件的生长基板310中,可以利用蚀刻在纳米杆型半导体发光元件上形成多孔区域332。具体而言,纳米杆型半导体发光元件331在垂直方向(=长度方向)上与生长基板310连接的状态下,可以在连接部分包括多孔区域332。这种纳米杆型半导体发光元件330的非平面接触面可以在纳米杆型半导体发光元件330与下部电极部320相接之后通过多孔区域332分割而形成。具体制造方法通过图19进行说明。
具体而言,这种非平面接触面可能在如下过程中产生,即在发光元件330的转移过程中,通过向形成于发光元件330的多孔区域332实施MLO工序即施加压力来损坏并从生长基板分离。
此时,可以仅选择性分离在设置于布线基板310的下部电极部320上附着的半导体发光元件330,未与下部电极部320结合的半导体发光元件330不从生长基板分离。
因此,下部电极部320可以以对应于作为发光区域的像素区域的方式选择性地转移。
在现有技术中,转移过程包括将在生长基板上生长的半导体发光元件从生长基板分离并移动到临时基板,经过对齐移动的半导体发光元件的过程,并将包括对齐的半导体发光元件的临时基板移动到布线基板上的过程,从而存在工序复杂且成本高的问题。
但是,在本发明中,为了解决这种问题,省略将半导体发光元件输送到临时基板的步骤,从而简化了工序。
为此,利用了上述的MLO工序,具体内容在下面详细说明。
图12是排列有纳米杆型发光元件的基板的俯视图。
复数个纳米杆型发光元件330可以以预设的间隔排列在下部电极部320的顶面。在此,下部电极部320可以以与显示装置中发光的区域的尺寸和位置匹配地排列在布线基板310上。为此,复数个纳米杆型半导体发光元件330可以以预设的间隔排列在下部电极部320的顶面的整个区域。
下部电极部320可以起到定义发光区域的作用。复数个纳米杆型半导体发光元件330在生长基板(参照图11的(b))410垂直排列的状态下与下部电极部320区域匹配地转移,可以形成发光区域。
此时,复数个纳米杆型半导体发光元件330的端部优选完全包括在下部电极部320的顶面。只是,根据情况,一部分纳米杆型半导体发光元件330的端部的一部分也可以布置在下部电极部320的顶面的边缘而排列。即,复数个纳米杆型半导体发光元件330可以包括:纳米杆型半导体发光元件330a,完全包括在下部电极部320上;以及纳米杆型半导体发光元件330b,其端部布置在下部电极部320的边界。
根据本发明的一实施例,复数个纳米杆型半导体发光元件330在生长基板410以预设定间隔生长的状态下与下部电极部320的顶面尺寸匹配地一次性转移,因此可以省略用于对齐纳米杆型半导体发光元件330的额外的步骤。
即,根据本发明的一实施例,无需经过发光元件330的额外的对齐过程,也可以将发光元件330高精度地定位到期望的像素的位置。
图13是对包括半导体发光元件的基板进行了后续工序的显示装置的图。
包括本发明一实施例的半导体发光元件的显示装置还可以包括上部电极部340和盖基板350,所述上部电极部340和所述盖基板350用于包括下部电极部320、半导体发光元件330的布线基板310的后续工序。
此时,上部电极部340设置于盖基板350,以与复数个纳米杆型半导体发光元件330连接的方式与复数个纳米杆型发光元件330接触。
盖基板350可以是用于保护形成在布线基板310上的电路图案的绝缘层。为了保护半导体发光元件330和布线基板310,这种盖基板350可以覆盖盖基板250或半导体发光元件330的外部面的至少一部分。
图13中作为后续工序仅示出了上部电极部340和盖基板350,但是只要是本领域的普通技术人员,就可以制作包括纳米杆型半导体发光元件的显示器结构。
本发明的一实施例可以制造包括各种结构的纳米杆型半导体发光元件的显示装置。说明如下。
图14是示出本发明一实施例的显示装置中使用荧光体并利用颜色变换结构的多色显示装置的图。
根据本发明的一实施例,利用半导体发光元件的显示装置包括:布线基板310;下部电极部320,设置在布线基板310上;复数个纳米杆型半导体发光元件330,在下部电极部320上接触;上部电极部340,位于与下部电极部320所在的纳米杆型半导体发光元件330的一端部不同的端部,与纳米杆型半导体发光元件330相接;盖基板350,设置在所述上部电极上;以及第一分隔壁361。
此时,第一分隔壁361与布线基板310和盖基板350相接,以分隔由下部电极部320、上部电极部340以及纳米杆型半导体发光元件330构成的一个像素。即,通过第一分隔壁361,可以分隔由一个像素构成的单元构成。
这种第一分隔壁361可以防止半导体发光元件330的光泄漏。进一步,在利用后述的荧光体或滤色器的情况下,也可以阻止这种的光泄漏,从而可以防止颜色混合。
另外,这种第一分隔壁361可以起到将单个单位像素彼此分离的作用。具体而言,其用于限制印刷区域,以防止在形成图案时图案根据触变性展开的现象和颜色混合。
图15是示出利用在第一分隔壁361之间还包括荧光体的半导体发光元件的显示装置的图。
荧光体370可以填充于形成在第一分隔壁361之间的空间。虽然在图15中省略示出,但荧光体370可以由荧光体和固定荧光体的荧光体粘合剂构成。
荧光体可以对应于红色荧光体3701、绿色荧光体3702以及蓝色荧光体3703中的至少一个。荧光体370可以构成为有机荧光体、Quantum dots(量子点)以及无机荧光体中的至少一种。
荧光体粘合剂作为固定荧光体的构成,可以是透明材料。作为荧光体粘合剂,可以使用有机粘合剂或无机色变换材料。具体而言,作为有机粘合剂,可以主要使用环氧树脂(epoxy)或硅胶(silicone)系列。作为无机色变换材料,可以使用PC(Phosphor Ceramic:荧光体陶瓷)、PGC(Phosphor Glass Ceramic:荧光体玻璃陶瓷)、PiG(Phosphor in Glass:荧光体玻璃)以及BGP(Bulk Glass Phosphor:荧光体玻璃块)。
此时,荧光体370可以利用喷墨(inkjet)来局部涂覆在纳米杆型半导体发光元件330上,或者可以通过光刻工艺来形成图案。
如上所述,根据本发明一实施例的显示装置,可以通过适用利用荧光体的颜色变换结构来实现多色显示。
图16是示出利用还包括分隔复数个滤色器的第二分隔壁的半导体发光元件的显示装置的图。
滤色器380可以是使特定波长的光通过的过滤器。这种滤色器380可以由包括红色滤色器3801、绿色滤色器3802以及蓝色滤色器3803的复数个滤色器380构成。
此时,复数个滤色器380可以由第二分隔壁362分隔。这种第二分隔壁362可以以对应于由第一分隔壁361分隔的单元构成的方式设置在盖基板350上。
如上所述,根据本发明一实施例的显示装置,可以通过适用利用滤色器的颜色变换结构来实现多色显示。
根据本发明一实施例的显示装置,可以实现同时包括荧光体370和滤色器380的显示装置。此时,滤色器380可以防止在半导体发光元件330中产生的光和通过荧光体370变换波长的光彼此混合并排出。
因此,在半导体发光元件330中生成的光的波长被阻断,并可以使通过荧光体370改变的光的波长通过。例如,在半导体发光元件330产生蓝色光,并且荧光体370将这种蓝色光改变为红色光的情况下,滤色器380阻断蓝色光,并可以使红色光通过。
若利用本发明的上述特征,则在半导体发光元件330发出的光的波长彼此不同的情况下,即,在利用两种以上的半导体发光元件330的情况下也可以适用。说明如下。
图17是示出包括两种半导体发光元件3311、3312的显示装置的图。
如图17所示,利用半导体发光元件330的显示装置可以包括第一纳米杆型半导体发光元件3311和第二纳米杆型半导体发光元件3312。
此时,第一纳米杆型半导体发光元件3311和第二纳米杆型半导体发光元件3312可以发出彼此不同波长的光。例如,第一纳米杆型半导体发光元件3311可以是蓝色发光二极管,第二纳米杆型半导体发光元件3312可以是红色发光二极管。
第一纳米杆型半导体发光元件3311可以在包括下部电极部320的布线基板310上垂直排列,以在与上部电极部相接的端部包括非平面接触面。此时,第一纳米杆型半导体发光元件3311可以排列在选择为一个像素区域的部分。
第二纳米杆型半导体发光元件3312可以在包括上部电极部340的盖基板350上垂直排列,以在与下部电极部相接的端部包括非平面接触面。此时,第二纳米杆型半导体发光元件3312可以排列在选择为一个像素区域的部分。
通过结合这种布线基板310和盖基板350,可以获得包括两种纳米杆型发光元件330的显示装置。此时,包括第一纳米杆型半导体发光元件3311的像素区域和包括第二纳米杆型半导体发光元件3312的像素区域可以以不重叠的方式排列。
图18是示出包括三种半导体发光元件3311、3312、3313的显示装置的图。
如图18所示,利用半导体发光元件330的显示装置可以包括第一纳米杆型半导体发光元件3311、第二纳米杆型半导体发光元件3312以及第三纳米杆型半导体发光元件3313。
第一纳米杆型半导体发光元件3311、第二纳米杆型半导体发光元件3312以及第三纳米杆型半导体发光元件3313可以发出彼此不同波长的光。例如,第一纳米杆型半导体发光元件3311可以是蓝色发光二极管,第二纳米杆型半导体发光元件3312可以是红色发光二极管,第三纳米杆型半导体发光元件3313可以是绿色发光二极管。
第三纳米杆型半导体发光元件3313可以在包括追加上部电极部3402的追加盖基板3502上垂直排列,不与追加上部电极部3402相接的端部可以包括非平面接触面。
这种第三纳米杆型半导体发光元件3313的非平面接触面在结合第一纳米杆型半导体发光元件3311、第二纳米杆型半导体发光元件3312以及第三纳米杆型半导体发光元件3313的过程中,可以与设置在盖基板3501上的追加下部电极部3202相接。
第三纳米杆型半导体发光元件3313可以与形成在第一纳米杆型半导体发光元件3311和第二纳米杆型半导体发光元件2312之间的隔开空间对应地在所述盖基板3501上垂直排列。此时,第一纳米杆型半导体发光元件3311、第二纳米杆型半导体发光元件3312以及第三纳米杆型半导体发光元件3313可以以彼此不重叠的方式排列。
图19是示出制造包括复数个纳米杆型半导体发光元件330的显示装置的方法的图。
如图19的(a)所示,包括复数个纳米杆型半导体发光元件330的显示装置的制造方法包括在第一生长基板410上以预设定间隔形成复数个第一纳米杆型半导体发光元件330的步骤。
此时,纳米杆型半导体发光元件330可以通过在生长基板410上使第一导电型纳米杆型半导体、多量子阱以及第二导电型纳米杆型半导体依次生长来形成。这种纳米杆形状可以是能够在生长基板410上以纳米杆形状生长的任何方法,诸如化学气相生长(CVD)法、分子束生长(MBE)法、混合气相沉积(HVPE)法。另外,也可以利用通过光刻工艺的掩膜执行蚀刻或刻蚀来形成。此时,第一导电型半导体和第二导电型半导体可以分别指n型半导体和p型半导体,相反,可以分别指p型半导体和n型半导体。
包括通过蚀刻如上所述地形成的纳米杆型半导体发光元件330的端部来形成多孔结构332的步骤。
此时,多孔结构332可以利用电化学蚀刻来形成,但也可以是除此之外的能够形成多孔结构的任何方法。
多孔结构332可以形成在第一生长基板410侧的端部。
如图19的(b)所示,可以在布线基板310上设置下部电极部320。由于设置这种下部电极部320,可以指定一个发光区域。例如,可以指定发出蓝色光的区域、发出红色光的区域或发出绿色光的区域。
如图19的(c)和(d)所示,包括在这种布线基板310上相接包括第一纳米杆型半导体发光元件330的第一生长基板410的步骤。
此时,在下部电极部320上设置半导体发光元件330,可以选择性地转移发光元件330以构成一个像素区域。用于转移发光元件330的分离可以利用机械分离方式。机械分离可以通过向形成在发光元件330上的多孔区域332施加压力来实现分割。
由此,包括在下部电极部320上排列的所述第一纳米杆型半导体发光元件330从所述第一生长基板410分离并去除第一生长基板410的步骤。
如图19的(e)所示,在下部电极部上垂直排列的发光元件330上可以设置包括上部电极部340的盖基板350。此时,上部电极部340可以与发光元件330的端部相接。
第一纳米杆型半导体发光元件330的与上部电极部340相接的截面可以是非平面。这种非平面可以在从第一生长基板410机械分离发光元件330的过程中分割多孔区域332而形成。
根据本发明的一实施例,可以制造包括发出一种波长的发光元件的显示装置以及包括发出两种以上的波长的发光元件的显示装置。以下,对包括两种以上的发光元件的显示装置进行说明。
图20是示出包括两种半导体发光元件330的显示装置的制造方法的图。
如图20所示,包括两种半导体发光元件330的显示装置可以通过将包括分别发出不同波长的半导体发光元件3311、3312的基板310、350彼此结合来制造。
具体而言,包括在第二生长基板上以预设定间隔形成发光波长不同的复数个第二纳米杆型半导体发光元件3312的步骤。此时,形成第二纳米杆型半导体发光元件3312的方法与形成上述的第一纳米杆型半导体发光元件3311的方法相同。
包括通过蚀刻连接于第二生长基板的第二纳米杆型半导体发光元件3312的端部来形成多孔结构332的步骤。此时,多孔结构332可以形成在靠近第二生长基板侧的端部。
包括使第二生长基板与在第二纳米杆型半导体发光元件3312生长的方向上设置有上部电极部340的盖基板350相接的步骤。接着,包括排列在上部电极部340上的第二纳米杆型半导体发光元件3312从第二生长基板分离并去除第二生长基板的步骤。
此时,发光元件3312的分离和基板的去除步骤的详细说明与上述的第一纳米杆型半导体发光元件3311的分离和基板的去除步骤相同。
包括在包括第一纳米杆型半导体发光元件3311的布线基板310上形成下部电极部320,并在盖基板350上形成上部电极部340的步骤。然后,包括在布线基板310上设置的下部电极部320和第二纳米杆型半导体发光元件3312相接,设置于盖基板350的上部电极部340和第一纳米杆型半导体发光元件3311相接而将盖基板350层叠到布线基板310的步骤。
图21是示出包括三种半导体发光元件330的显示装置的制造方法的图。
包括利用与形成上述的第二纳米杆型半导体发光元件3312的方法相同的方法,形成与第三生长基板连接且在一端部形成多孔区域的第三纳米杆型半导体发光元件3313的步骤。此时,多孔区域可以形成在靠近第三生长基板的侧的端部。
通过使第三生长基板与具有追加上部电极部3402的追加盖基板3502接触来输送第三纳米杆型半导体发光元件3313的步骤。此时,第三纳米杆型半导体发光元件3313和追加上部电极部3402可以接触,不与追加上部电极部3402相接的第三纳米杆型半导体发光元件3313的另一端部可以是非平面接触面。
包括在盖基板3501上形成追加下部电极部3202的步骤。通过这种追加下部电极部3202,可以定义一个像素区域。
包括将盖基板3501和追加盖基板3502结合,使得设置在盖基板3501上的追加下部电极部3202和第三纳米杆型半导体发光元件3313相接的步骤。
此时,第一纳米杆型半导体发光元件3311、第二纳米杆型半导体发光元件3312以及第三纳米杆型半导体发光元件3313可以以彼此不重叠的方式排列,可以发出具有彼此不同波长的光。
如上所述,根据本发明的实施例,在复数个发光元件中的一部分不合格的情况下,驱动一个像素方面也没有问题,从而能够获得高成品率和工艺便利性。
另外,由位于基板上的电极部来构成一个像素区域,因此无需额外对齐半导体发光元件,从而能够高速转移。
以上说明仅是本发明技术思想的示例,本发明所属领域的普通技术人员在不脱离本发明的本质特征的范围内可以做出各种修改和变形。
因此,在本发明中公开的实施例并非旨在限制本发明的技术思想,而是用于说明该技术思想,本发明的技术思想的范围不受这些实施例的限制。本发明的保护范围应该由所附的权利要求书来解释,并且与之等同的范围内的所有技术思想都应被解释为包括在本发明的范围内。
附图标记说明
310:基板
320:下部电极部
330:半导体发光元件
340:上部电极部
350:盖基板
360:分隔壁
370:荧光体
380:滤色器
Claims (16)
1.一种利用半导体发光元件的显示装置,其中,包括:
基板,包括电路布线;
下部电极部,设置在所述基板上,连接于所述电路布线;以及
复数个纳米杆型半导体发光元件,彼此分离地在所述下部电极部上垂直排列。
2.根据权利要求1所述的利用半导体发光元件的显示装置,其特征在于,
所述纳米杆型半导体发光元件的与所述下部电极部相接的一端部相反的端部包括非平面接触面。
3.根据权利要求2所述的利用半导体发光元件的显示装置,其特征在于,
所述非平面接触面通过分割所述纳米杆型半导体发光元件所包含的多孔区域而形成。
4.根据权利要求1所述的利用半导体发光元件的显示装置,其特征在于,
复数个所述纳米杆型半导体发光元件以预设定间隔排列在所述下部电极部的顶面的整个区域。
5.根据权利要求4所述的利用发光元件的显示装置,其特征在于,
复数个所述纳米杆型半导体发光元件的至少一部分置于所述下部电极部的顶面边缘而排列。
6.根据权利要求1所述的利用半导体发光元件的显示装置,其特征在于,
利用所述半导体发光元件的显示装置包括:
盖基板,层叠在复数个所述纳米杆型半导体发光元件上;以及
上部电极部,设置于所述盖基板,与复数个所述纳米杆型半导体发光元件相接。
7.根据权利要求5所述的利用半导体发光元件的显示装置,其特征在于,
利用所述半导体发光元件的显示装置包括:
第一分隔壁,设置在所述基板和所述盖基板之间,分隔由所述下部电极部、复数个所述纳米杆型半导体发光元件以及所述上部电极部构成的单元构成;以及
荧光体,填充在所述第一分隔壁之间形成的空间。
8.根据权利要求6所述的利用半导体发光元件的显示装置,其特征在于,
利用所述半导体发光元件的显示装置包括:
滤色器,与所述单元构成的位置对应地设置在所述盖基板上;以及
第二分隔壁,分隔复数个所述滤色器。
9.根据权利要求5所述的利用半导体发光元件的显示装置,其特征在于,
复数个所述纳米杆型半导体发光元件包括:
第一纳米杆型半导体发光元件,在与所述上部电极部相接的端部包括非平面接触面;以及
第二纳米杆型半导体发光元件,在与所述下部电极部相接的端部包括非平面接触面。
10.根据权利要求8所述的利用半导体发光元件的显示装置,其特征在于,
所述第一纳米杆型半导体发光元件和所述第二纳米杆型半导体发光元件发出彼此不同波长的光。
11.根据权利要求8所述的利用半导体发光元件的显示装置,其特征在于,
利用所述半导体发光元件的显示装置包括:
追加下部电极部,设置于所述盖基板的顶面;以及
复数个第三纳米杆型半导体发光元件,彼此分离地在所述追加下部电极部上垂直排列。
12.根据权利要求10所述的利用半导体发光元件的显示装置,其特征在于,
所述第一纳米杆型半导体发光元件至所述第三纳米杆型半导体发光元件发出彼此不同波长的光。
13.根据权利要求11所述的利用半导体发光元件的显示装置,其特征在于,
所述第三纳米杆型半导体发光元件与形成在所述第一纳米杆型半导体发光元件和所述第二纳米杆型半导体发光元件之间的隔开空间对应地设置在所述盖基板上。
14.一种利用半导体发光元件的显示装置的制造方法,其中,包括:
在第一生长基板上以预设定间隔形成复数个第一纳米杆型半导体发光元件的步骤;
通过蚀刻与所述第一生长基板连接的所述第一纳米杆型半导体发光元件的端部来形成多孔结构的步骤;
使所述第一生长基板与在所述第一纳米杆型半导体发光元件生长的方向上设置有下部电极部的基板相接的步骤;以及
排列在所述下部电极部上的所述第一纳米杆型半导体发光元件在与所述第一生长基板分离的状态下去除所述第一生长基板的步骤。
15.根据权利要求13所述的利用半导体发光元件的显示装置的制造方法,其特征在于,
关于排列在所述下部电极部上的所述第一纳米杆型半导体发光元件,其一端部与所述下部电极部粘合,通过分割设置于其另一端部的多孔结构而从所述第一生长基板分离。
16.根据权利要求14所述的利用半导体发光元件的显示装置的制造方法,其特征在于,
利用所述半导体发光元件的显示装置的制造方法包括:
在第二生长基板上以预设定间隔形成发光波长不同的复数个第二纳米杆型半导体发光元件的步骤;
通过蚀刻与所述第二生长基板连接的所述第二纳米杆型半导体发光元件的端部来形成多孔结构的步骤;
使所述第二生长基板与在所述第二纳米杆型半导体发光元件生长的方向上设置有上部电极部的盖基板相接的步骤;
在所述上部电极部上排列的所述第二纳米杆型半导体发光元件在与所述第二生长基板分离的状态下去除所述第二生长基板的步骤;
在所述基板追加形成下部电极,在所述盖基板追加形成上部电极的步骤;以及
将所述盖基板层叠到所述基板,使得所述下部电极和所述上部电极分别位于所述第一半导体发光元件和所述第二半导体发光元件的两端部的步骤。
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