CN116547825A - 发光元件、包括发光元件的发光元件单元和显示装置 - Google Patents
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Abstract
提供了一种发光元件、包括发光元件的发光元件单元和显示装置。发光元件具有在第一方向上延伸的形状,并且包括:发光元件芯,包括第一半导体层、设置在第一半导体层上的第二半导体层以及设置在第一半导体层与第二半导体层之间的器件活性层;器件绝缘膜,围绕发光元件芯的侧面;以及反射膜,设置在器件绝缘膜的外侧上并且至少围绕器件活性层的侧面。
Description
技术领域
公开涉及一种发光元件、包括该发光元件的发光元件单元和显示装置。
背景技术
随着多媒体技术的发展,显示装置变得越来越重要。因此,已经使用了各种显示装置(诸如有机发光二极管(OLED)显示装置、液晶显示(LCD)装置等)。
典型的显示装置包括诸如有机发光显示面板或液晶显示(LCD)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)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LED。
发明内容
技术问题
本公开的实施例的各方面提供了一种使从其两个端表面发射的光的量有所提高的发光元件。
本公开的实施例的各方面还提供了一种发光元件单元,该发光元件单元包括多个使从其两个端表面发射的光的量有所提高的发光元件。
本公开的实施例的各方面还提供了一种具有提高的发射效率的显示装置。
应该注意的是,本公开的各方面不限于上述方面,并且本领域技术人员通过以下描述将清楚地理解本公开的其它未提及的方面。
技术方案
根据公开的实施例,发光元件可以包括:发光元件芯,在一方向上延伸,发光元件芯包括第一半导体层、设置在第一半导体层上的第二半导体层以及设置在第一半导体层与第二半导体层之间的器件活性层;器件绝缘膜,围绕发光元件芯的侧表面;以及反射膜,设置在器件绝缘膜的外侧表面上并且至少围绕器件活性层的侧表面。
反射膜可以与器件活性层的侧表面完全叠置。
反射膜可以暴露器件绝缘膜的外侧表面的一部分。
第一半导体层、器件活性层和第二半导体层可以在一方向上顺序地设置,并且反射膜的在一方向上的长度可以短于发光元件芯的在一方向上的长度。
反射膜的在一方向上的长度可以大于器件活性层的厚度。
反射膜可以在器件活性层的侧表面上在一方向上延伸,并且甚至可以设置在第一半导体层的侧表面或第二半导体层的侧表面上。
第一半导体层的在一方向上的厚度可以大于第二半导体层的在一方向上的厚度,第一半导体层的侧表面可以包括:第一区域,被反射膜围绕;以及第二区域,被反射膜暴露。第一区域的在一方向上的长度可以短于第二区域的在一方向上的长度。
器件活性层可以包括:第一表面,面对发光元件芯的第一端表面;以及第二表面,面对发光元件芯的第二端表面。发光元件芯的第一端表面可以是发光元件芯的在一方向上的一侧的表面,发光元件芯的第二端表面可以是发光元件芯的在一方向上的另一侧的表面,并且发光元件芯的第一端表面与器件活性层的第一表面之间的距离可以小于发光元件芯的第二端表面与器件活性层的第二表面之间的距离。
根据公开的另一实施例,发光元件单元可以包括:多个发光元件,在第一方向上延伸,多个发光元件在垂直于第一方向的第二方向上彼此对准并彼此间隔开;以及粘合件,围绕多个发光元件并固定多个发光元件。多个发光元件中的每个可以包括:发光元件芯,包括第一半导体层、设置在第一半导体层上的第二半导体层以及设置在第一半导体层与第二半导体层之间的器件活性层;器件绝缘膜,围绕发光元件芯的侧表面;以及反射膜,设置在器件绝缘膜的外侧表面上并且至少围绕器件活性层的侧表面。
反射膜可以与器件活性层的侧表面完全叠置。
第一半导体层、器件活性层和第二半导体层可以在第一方向上顺序地设置,并且反射膜的在第一方向上的长度可以短于发光元件芯的在第一方向上的长度。
反射膜的在第一方向上的长度可以大于器件活性层的在第一方向上的厚度。
粘合件的在第一方向上的厚度可以小于发光元件芯的在第一方向上的长度。
器件绝缘膜可以包括:第一区域,被反射膜围绕;以及第二区域,被反射膜暴露。粘合件可以设置在器件绝缘膜的第二区域上,并且不设置在器件绝缘膜的第一区域上。
粘合件可以围绕第一半导体层并且可以不围绕第二半导体层或器件活性层。
反射膜可以接触粘合件的面对器件活性层的表面。
粘合件可以使发光元件芯的端部暴露,并且反射膜可以设置在发光元件芯的一端部上,但可以不设置在发光元件芯的另一端部上。
根据公开的另一实施例,显示装置可以包括:第一电极和第二电极,设置在基底上并且在第一方向上彼此间隔开;以及多个发光元件,设置在第一电极与第二电极之间,多个发光元件在第一方向上延伸。多个发光元件中的每个可以包括:发光元件芯,在第一方向上延伸并且包括第一半导体层、设置在第一半导体层上的第二半导体层以及设置在第一半导体层与第二半导体层之间的器件活性层;器件绝缘膜,围绕发光元件芯的侧表面;以及反射膜,设置在器件绝缘膜的外侧表面上并且至少围绕器件活性层的侧表面。
反射膜可以与器件活性层的侧表面完全叠置。
第一半导体层、器件活性层和第二半导体层可以在第一方向上顺序地设置,并且反射膜的在第一方向上的长度可以短于发光元件芯的在第一方向上的长度。
第一电极可以电连接到多个发光元件中的每个的第一端部,并且第二电极可以电连接到多个发光元件中的每个的第二端部。
第一方向可以平行于基底的表面。
显示装置还可以包括:绝缘层,设置在多个发光元件上并暴露多个发光元件中的每个的端部。
第一方向可以平行于基底的厚度方向。
显示装置还可以包括:粘合件,围绕多个发光元件,粘合件固定多个发光元件。
粘合件可以在垂直于第一方向的第二方向上不与反射膜叠置。
多个发光元件可以设置在第一电极上,并且第二电极可以设置在多个发光元件上。
其它实施例的细节包括在详细描述和附图中。
有益效果
根据公开的前述和其它实施例,由于每个发光元件包括具有器件活性层的发光元件芯和围绕发光元件芯的侧表面的反射膜,因此由器件活性层产生并通过发光元件芯的外表面发射的光可以被诱导朝向发光元件芯的两个端部。因此,可以减少从基底上的每个发光元件发射以在向下方向上行进的光的量,结果,可以提高每个发光元件的发射效率。
另外,由于发光元件单元包括多个发光元件和围绕并固定发光元件中的每个的外表面的粘合件,因此发光元件可以布置为使得发光元件的其中形成有反射膜的第一端部可以面对显示装置的显示方向。结果,可以增加通过发光元件的发光元件芯的顶表面发射的光的量,并且可以提高显示装置的显示效率。另外,由于发光元件可以通过粘合件固定,因此可以便于第一电极与第二电极之间的发光元件的对准,而无需施加电场的附加工艺。
根据实施例的效果不受上面例示的内容的限制,并且更多各种效果包括在本公开中。
附图说明
图1是根据本公开的实施例的显示装置的示意性平面图。
图2是图1的显示装置的像素的示意性平面图。
图3是沿着图2的线I-I'截取的示意性剖视图。
图4是沿着图2的线II-II'截取的示意性剖视图。
图5是根据公开的实施例的发光元件的示意性透视图。
图6是根据实施例的发光元件的示意性剖视图。
图7是示出从图5的发光元件发射的光的行进方向的示意性剖视图。
图8至图19是示出根据公开的实施例的制造发光元件的方法的示意性剖视图。
图20是图3的区域A的示意性放大剖视图。
图21是示出从图20的发光元件发射的光的行进方向的示意性放大剖视图。
图22是图3的区域A的另一示例的示意性放大剖视图。
图23是图3的区域A的另一示例的示意性放大剖视图。
图24是图23的区域B的示意性放大剖视图。
图25是根据公开的另一实施例的发光元件的示意性剖视图。
图26是根据公开的另一实施例的发光元件的示意性剖视图。
图27是根据公开的另一实施例的发光元件的示意性剖视图。
图28是根据公开的另一实施例的发光元件的示意性剖视图。
图29是根据公开的另一实施例的发光元件的示意性剖视图。
图30是根据公开的实施例的发光元件单元的示意性剖视图。
图31是示出根据公开的实施例的制造发光元件单元的方法的示意性剖视图;
图32是根据公开的另一实施例的显示装置的像素的示意性平面图。
图33是沿着图32的线III-III'截取的示意性剖视图。
图34是图33的区域C的示意性放大剖视图。
具体实施方式
现在将在下文中参照附图更充分地描述本公开,在附图中示出了公开的优选的实施例。然而,本公开可以以不同的形式实施,并且不应该被解释为限于在此阐述的实施例。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公开的范围。
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,尽管在此可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件,但是这些元件不应该受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。例如,在不脱离本公开的教导的情况下,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可以指提供显示屏的所有类型的电子装置。显示装置10的示例可以包括电视(TV)、膝上型计算机、监视器、广告牌、物联网(IoT)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、便携式多媒体播放器(PMP)、导航装置、游戏控制台、数码相机和摄像机。
显示装置10可以包括提供显示屏的显示面板。显示面板的示例可以包括无机发光二极管(ILED)显示面板、有机LED(OLED)显示面板、量子点发光二极管(QLED)显示面板、等离子体显示面板(PDP)和场发射显示(FED)面板。显示装置10的显示面板在下文中将被描述为ILED显示面板,但是本公开不限于此。
如附图中所示的,限定了第一方向DR1、第二方向DR2和第三方向DR3。特别地,第一方向DR1和第二方向DR2可以是在同一平面内彼此垂直的方向。第三方向DR3可以是与由第一方向DR1和第二方向DR2限定的平面垂直的方向。第三方向DR3可以垂直于第一方向DR1和第二方向DR2中的每个。第三方向DR3指显示装置10的厚度方向(或显示方向)。
在平面图中,显示装置10可以具有含有短边和在第一方向DR1上比在第二方向DR2上长的长边的矩形形状。显示装置10的长边和短边在其处相遇的角部可以是直角的,但是公开不限于此。作为另一示例,显示装置10的长边和短边在其处相遇的角部可以是圆形的(被倒圆)。显示装置10的平面形状没有具体地限制,而是可以变化。显示装置10可以具有除了矩形形状之外的各种形状(诸如正方形形状、具有圆角的矩形形状、非四边形的多边形形状或圆形形状)。
显示装置10的显示表面可以设置在显示装置10的在第三方向DR3(或厚度方向)上的一侧。除非另外说明,否则如在此所使用的术语“在……上面”和“顶(顶部)”指第三方向DR3(或显示装置10的显示方向),并且如在此所使用的术语“顶表面”指指向在第三方向DR3上的所述一侧的表面。除非另外说明,否则如在此所使用的术语“在……下面”和“底(底部)”指第三方向DR3的相反方向(或显示装置10的显示方向的相反方向),并且如在此所使用的术语“底表面”指指向第三方向DR3的相反方向的表面。除非另外说明,否则如在此所使用的术语“左”、“右”、“上”和“下”指如从显示装置10上面观看的它们各自的方向。例如,术语“右”指第一方向DR1,术语“左”指第一方向DR1的相反方向,术语“上”指第二方向DR2,并且术语“下”指第二方向DR2的相反方向。
显示装置10可以包括显示区域DPA和非显示区域NDA。显示区域DPA是其中显示图像的区域,并且非显示区域NDA是其中不显示图像的区域。
显示区域DPA的形状可以与显示装置10的形状一致。在实施例中,显示区域DPA可以在平面图中具有与显示装置10的形状类似的形状(例如,矩形形状)。显示区域DPA通常可以占据显示装置10的中间部分。
显示区域DPA可以包括像素PX。像素PX可以在行方向和列方向上布置。像素PX可以在平面图中具有矩形形状或正方形形状。在实施例中,像素PX中的每个可以包括由无机颗粒形成的发光元件。
非显示区域NDA可以设置在显示区域DPA周围。非显示区域NDA可以围绕整个显示区域DPA或者显示区域DPA的一部分。非显示区域NDA可以形成显示装置10的边框。
图2是图1的显示装置的像素的示意性平面图。
参照图2,显示装置10的像素PX可以包括发射区域EMA和非发射区域。发射区域EMA可以被限定为输出由发光元件ED发射的光的区域,并且非发射区域可以被限定为由发光元件ED发射的光未到达而因此不输出光的区域。
发射区域EMA可以包括其中设置有发光元件ED的区域和在其中设置有发光元件ED的区域周围的区域。另外,发射区域EMA还可以包括输出由发光元件ED发射然后被其它元件反射或折射的光的区域。
像素PX可以包括设置在非发射区域中的子区域SA。发光元件ED可以不设置在子区域SA中。子区域SA可以在像素PX中设置在发射区域EMA上面(或者在发射区域EMA的在第二方向DR2上的第一侧)。子区域SA可以设置在发射区域EMA与在第二方向DR2上与像素PX相邻的邻近的像素PX的另一发射区域EMA之间。
子区域SA可以包括分离部ROP。子区域SA的分离部ROP可以是其中第一电极210和第二电极220与邻近的像素PX的第一电极210和第二电极220分离的区域。因此,像素PX的第一电极210和第二电极220的部分以及邻近的像素PX的第一电极210和第二电极220的部分可以设置在子区域SA中。
像素PX可以包括电极210和220、第一堤600、接触电极710和720以及发光元件ED。在下文中将描述像素PX中的电极210和220、接触电极710和720、发光元件ED和第一堤600的布局。
在平面图中,第一堤600可以包括在第一方向DR1上延伸的部分和在第二方向DR2上延伸的部分,并且可以遍及显示区域DPA的整个表面以格子图案设置。第一堤600可以沿着像素PX的边界设置,以使像素PX与其它像素PX分离。第一堤600可以设置在像素PX中以围绕像素PX的发射区域EMA和子区域SA。例如,像素PX的发射区域EMA和子区域SA可以由第一堤600限定。
电极210和220可以包括彼此间隔开的第一电极210和第二电极220。
在平面图中,第一电极210可以设置在像素PX的左侧。在平面图中,第一电极210可以在第二方向DR2上延伸。第一电极210可以设置在发射区域EMA和子区域SA中并跨越发射区域EMA和子区域SA设置。第一电极210可以在平面图中在第二方向DR2上延伸,并且可以在分离部ROP中与邻近的像素PX的第一电极210隔离。
第二电极220可以设置为在第一方向DR1上与第一电极210间隔开。在平面图中,第二电极220可以设置在像素PX的右侧。在平面图中,第二电极220可以在第二方向DR2上延伸。第二电极220可以设置在发射区域EMA和子区域SA中并跨越发射区域EMA和子区域SA设置。第二电极220可以在平面图中在第二方向DR2上延伸,并且可以在分离部ROP中与邻近的像素PX的第二电极220隔离。
发光元件ED可以设置在第一电极210与第二电极220之间。发光元件ED可以在一方向上延伸,并且发光元件ED中的每个在发光元件ED沿其延伸的方向上的两个端部可以放置在第一电极210和第二电极220上。在实施例中,发光元件ED的第一端部可以放置在第一电极210上,并且发光元件ED的第二端部可以放置在第二电极220上。
发光元件ED沿其延伸的方向可以基本上垂直于第一电极210和第二电极220沿其延伸的方向,但是公开不限于此。作为另一示例,发光元件ED中的一些(或一部分)可以基本上垂直于第一电极210和第二电极220沿其延伸的方向设置,并且发光元件ED中的一些可以相对于第一电极210和第二电极220沿其延伸的方向倾斜地设置。
发光元件ED包括发光元件芯30和设置为围绕发光元件芯30的侧表面的部分的反射膜39。
发光元件芯30的形状可以基本上类似于发光元件ED的形状。特别地,发光元件芯30可以在发光元件ED沿其延伸的方向上延伸。发光元件芯30的第一端部可以放置在第一电极210上,并且发光元件芯30的第二端部可以放置在第二电极220上。
反射膜39可以设置在发光元件芯30的侧表面上。反射膜39可以设置为围绕发光元件芯30的侧表面的部分。反射膜39可以设置为围绕发光元件芯30的第一端部的侧表面,但是可以不设置在发光元件芯30的第二端部的侧表面上。
接触电极710和720可以包括彼此间隔开的第一接触电极710和第二接触电极720。
第一接触电极710可以设置在第一电极210上。第一接触电极710可以在第二方向DR2上延伸。第一接触电极710可以接触(或电接触)第一电极210和发光元件ED的第一端部。第一接触电极710可以在子区域SA中接触第一电极210的被第一开口OP1暴露的部分,并且在发射区域EMA中接触发光元件ED的第一端部。当第一接触电极710接触第一电极210和发光元件ED的第一端部时,施加到第一电极210的电信号可以通过第一接触电极710传输到发光元件ED的第一端部。
第二接触电极720可以设置在第二电极220上。第二接触电极720可以在第二方向DR2上延伸。第二接触电极720可以接触第二电极220和发光元件ED的第二端部。第二接触电极720可以在子区域SA中接触第二电极220的被第二开口OP2暴露的部分,并且在发射区域EMA中接触发光元件ED的第二端部。当第二接触电极720接触第二电极220和发光元件ED的第二端部时,施加到第二电极220的电信号可以通过第二接触电极720传输到发光元件ED的第二端部。
图3是沿着图2的线I-I'截取的示意性剖视图。图4是沿着图2的线II-II'截取的示意性剖视图。
参照图3,显示装置10可以包括基底SUB、设置在基底SUB上的电路元件层CCL和设置在电路元件层CCL上的显示元件层,并且显示元件层可以包括第一电极210和第二电极220、第二堤400、第一接触电极710和第二接触电极720、发光元件ED、第一堤600以及第一绝缘层510和第二绝缘层520。
基底SUB可以是绝缘基底。基底SUB可以由诸如玻璃、石英或聚合物树脂的绝缘材料形成。基底SUB可以是刚性基底或可弯曲、可折叠或可卷曲的柔性基底。
电路元件层CCL可以设置在基底SUB上。电路元件层CCL可以包括下金属层110、半导体层120、第一导电层130、第二导电层140和绝缘膜。
下金属层110可以设置在基底SUB上。下金属层110可以包括光阻挡层BML以及第一电压线VL1和第二电压线VL2。
第一电压线VL1可以在基底SUB的厚度方向上与晶体管TR的第一电极SD1的至少一部分叠置。将供应到晶体管TR的高电位电压(或第一电源电压)可以施加到第一电压线VL1。
第二电压线VL2可以在基底SUB的厚度方向上与第二导电图案CDP2叠置。比高电位电压低的低电位电压(或第二电源电压)可以施加到第二电压线VL2。第二电源电压可以施加到第二电极220。在显示装置10的制造期间,用于使发光元件ED对准的对准信号可以施加到第二电压线VL2。
光阻挡层BML可以设置为从晶体管TR下面覆盖晶体管TR的有源层ACT的至少整个沟道区,甚至覆盖晶体管TR的整个有源层ACT(或与晶体管TR的有源层ACT的至少整个沟道区叠置,甚至与晶体管TR的整个有源层ACT叠置),但是公开不限于此。可以不设置光阻挡层BML。
下金属层110可以包括能够阻挡光的材料。在实施例中,下金属层110可以由能够阻挡光的透射的不透明金属材料形成。
缓冲层161可以设置在下金属层110上。缓冲层161可以设置为覆盖其上设置有下金属层110的基底SUB的整个表面。缓冲层161可以保护晶体管TR免受可能穿透基底SUB的湿气的影响,基底SUB易受湿气的影响。
半导体层120可以设置在缓冲层161上。半导体层120可以包括晶体管TR的有源层ACT。如上面所描述的,晶体管TR的有源层ACT可以设置为与下金属层110的光阻挡层BML叠置。
半导体层120可以包括多晶硅、单晶硅或氧化物半导体。在此,多晶硅可以通过使非晶硅结晶来形成。在半导体层120包括多晶硅的情况下,晶体管TR的有源层ACT可以包括掺杂有杂质的掺杂区和在掺杂区之间的沟道区。在实施例中,半导体层120可以包括氧化物半导体。氧化物半导体可以是例如氧化铟锡(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)或氧化铟镓锌锡(IGZTO)。
栅极绝缘膜162可以设置在半导体层120上。栅极绝缘膜162可以用作用于晶体管TR的栅极绝缘膜。栅极绝缘膜162可以形成为其中交替地堆叠有包括例如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)和氮氧化硅(SiOxNy)中的至少一种的无机层的多层。
第一导电层130可以设置在栅极绝缘膜162上。第一导电层130可以包括晶体管TR的栅电极GE。晶体管TR的栅电极GE可以设置为在作为基底SUB的厚度方向的第三方向DR3上与晶体管TR的有源层ACT的沟道区叠置。
层间绝缘膜163可以设置在第一导电层130上。层间绝缘膜163可以设置为覆盖栅电极GE。层间绝缘膜163可以用作第一导电层130与设置在第一导电层130上的其它层之间的绝缘膜,并且可以保护第一导电层130。
第二导电层140可以设置在层间绝缘膜163上。第二导电层140可以包括晶体管TR的第一电极SD1和第二电极SD2、第一导电图案CDP1和第二导电图案CDP2。
晶体管TR的第一电极SD1和第二电极SD2可以通过穿透层间绝缘膜163和栅极绝缘膜162的接触孔电连接到晶体管TR的有源层ACT的两个端部。第一电极SD1可以通过穿透层间绝缘膜163、栅极绝缘膜162和缓冲层161的接触孔电连接到下金属层110的第一电压线VL1。
第一导电图案CDP1可以电连接到晶体管TR的第二电极SD2。第一导电图案CDP1可以通过穿透通孔层165的第一电极接触孔CTD电连接到第一电极210。晶体管TR可以通过第一导电图案CDP1将从第一电压线VL1施加的第一电源电压传输到第一电极210。
第二导电图案CDP2可以电连接到第二电压线VL2。第二导电图案CDP2可以通过穿透层间绝缘膜163、栅极绝缘膜162和缓冲层161的接触孔电连接到第二电压线VL2。第二导电图案CDP2可以通过第二电极接触孔CTS电连接到第二电极220。第二导电图案CDP2可以将施加到第二电压线VL2的第二电源电压传输到第二电极220。
图3示出了第一导电图案CDP1和第二导电图案CDP2形成在同一层,但是公开不限于此。作为另一示例,第二导电图案CDP2可以形成在与第一导电图案CDP1不同的导电层中(例如,形成在设置在第二导电层140上的第三导电层中且多个绝缘层置于其间)。在这种情况下,第一电压线VL1和第二电压线VL2可以形成在第三导电层中,而不是下金属层110中,并且第一电压线VL1可以通过另一导电图案电连接到晶体管TR的第一电极SD1。
钝化层164可以设置在第二导电层140上。钝化层164可以设置在其上设置有第二导电层140的层间绝缘膜163上。钝化层164可以保护其下面的导电层。
通孔层165可以设置在钝化层164上。通孔层165可以包括有机绝缘材料(诸如聚酰亚胺(PI))。通孔层165可以执行表面平坦化功能。
缓冲层161、栅极绝缘膜162、层间绝缘膜163和钝化层164中的每个可以包括交替地堆叠的无机层。例如,缓冲层161、栅极绝缘膜162、层间绝缘膜163和钝化层164中的每个可以形成为其中交替地堆叠有包括SiOx、SiNx和SiOxNy中的至少一种的无机层的双层或多层,但是公开不限于此。作为另一示例,缓冲层161、栅极绝缘膜162、层间绝缘膜163和钝化层164中的每个可以形成为包括SiOx、SiNx和SiOxNy的单个无机层。
在下文中将参照图2至图4描述显示元件层的结构。显示元件层可以设置在通孔层165上。显示元件层可以包括第一电极210和第二电极220、第二堤400、第一堤600、发光元件ED、第一接触电极710和第二接触电极720以及第一绝缘层510和第二绝缘层520。
第二堤400可以设置在通孔层165上。第二堤400可以直接设置在通孔层165上。第二堤400可以设置在发射区域EMA中。
第二堤400可以包括彼此间隔开的第一子堤410和第二子堤420。第一子堤410和第二子堤420可以在发射区域EMA中在第一方向DR1上彼此间隔开。发光元件ED可以设置在彼此间隔开的第一子堤410与第二子堤420之间。
第二堤400可以包括倾斜的侧表面,并且可以将由发光元件ED发射以朝向第二堤400行进的光的行进方向改变为向上方向(例如,显示方向)。例如,第二堤400可以提供其中将设置发光元件ED的空间,并且可以用作将由发光元件ED发射的光的行进方向改变为显示方向的反射阻挡件。
图3示出了第二堤400的侧表面线性倾斜,但是公开不限于此。作为另一示例,第二堤400的侧表面(或外表面)可以具有弯曲的半圆形形状或半椭圆形形状。在实施例中,第二堤400可以包括诸如PI的有机绝缘材料,但是公开不限于此。
第一电极210和第二电极220可以设置在第二堤400和通孔层165的被第二堤400暴露的部分上。
特别地,第一电极210可以在发射区域EMA中设置在第一子堤410上,并且在非发射区域中设置在通孔层165上。第一电极210可以设置为覆盖第一子堤410的外表面(或与第一子堤410的外表面叠置)。第一电极210可以在发射区域EMA中至少设置在第一子堤410的面对第二子堤420的倾斜侧表面上,并且可以反射由发光元件ED发射的光。
第一电极210可以通过穿透通孔层165的第一电极接触孔CTD电连接到第一导电图案CDP1。第一电极210可以接触第一导电图案CDP1的顶表面的被第一电极接触孔CTD暴露的一部分。第一电极210可以通过第一导电图案CDP1电连接到晶体管TR。图3示出了第一电极接触孔CTD设置为在第三方向DR3上与第一堤600叠置,但是第一电极接触孔CTD的位置不受具体地限制。
第二电极220可以在发射区域EMA中设置在第二子堤420上,并且在非发射区域中设置在通孔层165上。第二电极220可以设置为覆盖第二子堤420的外表面(或与第二子堤420的外表面叠置)。第二电极220可以在发射区域EMA中至少设置在第二子堤420的面对第一子堤410的倾斜侧表面上,并且可以反射由发光元件ED发射的光。
第二电极220可以通过穿透通孔层165的第二电极接触孔CTS电连接到第二导电图案CDP2。第二电极220可以接触第二导电图案CDP2的顶表面的被第二电极接触孔CTS暴露的一部分。第二电极220可以通过第二导电图案CDP2电连接到第二电压线VL2。图3示出了第二电极接触孔CTS设置为在第三方向DR3上与第一堤600叠置,但是第二电极接触孔CTS的位置不受具体地限制。
像素PX的第一电极210和第二电极220可以在平面图中在第二方向DR2上延伸,并且可以在子区域SA的分离部ROP中与邻近的像素PX的第一电极210和第二电极220隔离。可以通过在子区域SA的分离部ROP中切割用于在使发光元件ED对准时使用的电极线来获得像素PX的第一电极210和第二电极220以及邻近的像素PX的第一电极210和第二电极220。特别地,可以使用在第二方向DR2上延伸的电极线来使发光元件ED对准,并且可以在子区域SA的分离部ROP中切割电极线,从而获得像素PX的第一电极210和第二电极220以及邻近的像素PX的第一电极210和第二电极220。电极线可以用于在像素PX中产生电场以使发光元件ED对准。
第一电极210和第二电极220可以电连接到发光元件ED。第一电极210和第二电极220可以通过第一接触电极710和第二接触电极720电连接到发光元件ED中的每个的两个端部。
第一电极210和第二电极220可以包括具有高反射率的导电材料。例如,第一电极210和第二电极220可以包括具有高反射率的金属(诸如银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)、钼(Mo)或钛(Ti)或者Al、镍(Ni)或镧(La)的合金)。第一电极210和第二电极220可以在像素PX的向上方向上反射由发光元件ED发射朝向第二堤400的侧表面的光。然而,公开不限于此。第一电极210和第二电极220还可以包括透明导电材料。例如,第一电极210和第二电极220可以包括诸如ITO、IZO或ITZO的材料。在一些实施例中,第一电极210和第二电极220可以形成为其中堆叠有至少一个透明导电材料和至少一个高反射率金属层的多层结构,或者形成为包括至少一个透明导电材料和至少一个高反射率金属层的单个层。第一电极210和第二电极220可以具有ITO/Ag/ITO、ITO/Ag/IZO或ITO/Ag/ITZO/IZO的堆叠体。
第一绝缘层510可以设置在第一电极210和第二电极220上。第一绝缘层510可以设置为在发射区域EMA中覆盖通孔层165、第二堤400以及第一电极210和第二电极220(或与通孔层165、第二堤400以及第一电极210和第二电极220叠置)。第一绝缘层510可以在子区域SA中设置在第一电极210和第二电极220以及通孔层165上,但是可以不设置在子区域SA的分离部ROP中。
第一绝缘层510可以包括暴露第一电极210和第二电极220的至少部分的接触件。接触件可以包括穿透第一绝缘层510的第一开口OP1和第二开口OP2。接触件可以设置在子区域SA中。
第一绝缘层510可以保护第一电极210和第二电极220,并且可以使第一电极210和第二电极220彼此绝缘。另外,第一绝缘层510可以防止设置在第一绝缘层510上的发光元件ED因直接接触下面的元件而被损坏。第一绝缘层510可以包括无机绝缘材料。
第一堤600可以设置在第一绝缘层510上。在平面图中,第一堤600可以包括在第一方向DR1上延伸的部分和在第二方向DR2上延伸的部分,并且可以以格子图案布置。
第一堤600可以沿着像素PX的边界设置,以使像素PX与其它像素PX分离并限定像素PX的发射区域EMA和子区域SA。另外,由于第一堤600形成为具有比第二堤400的高度大的高度并且限定了像素PX的发射区域EMA和子区域SA,因此在显示装置10的制造期间,在用于使发光元件ED对准的喷墨工艺中,具有分散在其中的发光元件ED的墨可以喷射到像素PX的发射区域EMA中,而不渗透到相邻的像素PX中。第一堤600可以包括诸如PI的有机绝缘材料,但是公开不限于此。
发光元件ED可以在发射区域EMA中设置在第一绝缘层510上。发光元件ED可以设置在第一子堤410与第二子堤420之间。发光元件ED可以设置在第一绝缘层510上,使得发光元件ED中的每个的两个端部可以放置在第一子堤410与第二子堤420之间的第一电极210和第二电极220上。
发光元件ED可以设置为在第一电极210和第二电极220沿其延伸的方向上(例如,在第二方向DR2上)彼此间隔开,并且可以基本上彼此平行地对准。发光元件ED可以在一方向上延伸,并且发光元件ED的长度可以大于在第一方向DR1上彼此间隔开的第一电极210与第二电极220之间的最小距离。发光元件ED中的每个的至少一个端部可以放置在第一电极210和第二电极220中的一个上,或者发光元件ED中的每个的两个端部可以放置在第一电极210和第二电极220上。
第二绝缘层520可以设置在发光元件ED上。第二绝缘层520可以设置为围绕发光元件ED中的每个的外表面的部分,但不覆盖发光元件ED中的每个的两个端部(或不与发光元件ED中的每个的两个端部叠置)。因此,第二绝缘层520的在第一方向DR1上的宽度可以小于发光元件ED的在第一方向DR1上的长度。由于设置在发光元件ED上的第二绝缘层520的部分在平面图中遍及第一绝缘层510在第二方向DR2上延伸,因此可以在像素PX中形成线性图案或岛状图案。第二绝缘层520可以在显示装置10的制造期间保护并固定发光元件ED。
第一接触电极710可以设置在第一电极210上。第一接触电极710可以在第二方向DR2上延伸。第一接触电极710可以接触第一电极210和发光元件ED的第一端部。第一接触电极710可以在发射区域EMA中接触发光元件ED的被第二绝缘层520暴露的第一端部。另外,第一接触电极710可以在子区域SA中接触第一电极210的被穿透第一绝缘层510的第一开口OP1暴露的部分。如上面已经描述的,当第一接触电极710接触第一电极210的被第一开口OP1暴露的部分和发光元件ED的被第二绝缘层520暴露的第一端部时,施加到第一电极210的电信号可以通过第一接触电极710传输到发光元件ED的第一端部。
第二接触电极720可以设置在第二电极220上。第二接触电极720可以在第二方向DR2上延伸。第二接触电极720可以接触第二电极220和发光元件ED的第二端部。特别地,第二接触电极720可以在发射区域EMA中接触发光元件ED的被第二绝缘层520暴露的第二端部。另外,第二接触电极720可以在子区域SA中接触第二电极220的被穿透第一绝缘层510的第二开口OP2暴露的部分。如上面已经描述的,当第二接触电极720接触第二电极220的被第二开口OP2暴露的部分和发光元件ED的被第二绝缘层520暴露的第二端部时,施加到第二电极220的电信号可以通过第二接触电极720传输到发光元件ED的第二端部。
第一接触电极710和第二接触电极720可以在发射区域EMA中设置为彼此间隔开且第二绝缘层520置于其间。第一接触电极710和第二接触电极720中的至少一个可以至少部分地设置在第二绝缘层520的一侧。第一接触电极710和第二接触电极720可以通过第二绝缘层520彼此间隔开并绝缘。
图3示出了第一接触电极710和第二接触电极720设置在同一层,但是公开不限于此。作为另一示例,第一接触电极710和第二接触电极720可以设置在不同的层,并且在第一接触电极710与第二接触电极720之间可以存在绝缘层。
第一接触电极710和第二接触电极720可以包括导电材料。在实施例中,第一接触电极710和第二接触电极720可以包括ITO、IZO、ITZO或Al。例如,第一接触电极710和第二接触电极720可以包括透明导电材料,并且由发光元件ED发射的光可以通过第一接触电极710和第二接触电极720朝向第一电极210和第二电极220行进,然后可以被第一电极210和第二电极220中的每个的外表面反射。
尽管未特别地示出,但是绝缘层还可以设置在第二绝缘层520以及第一接触电极710和第二接触电极720上。绝缘层可以保护设置在基底SUB上的元件免受外部环境的影响。
图5是根据实施例的发光元件的示意性透视图。图6是根据实施例的发光元件的示意性剖视图。
作为微粒元件的发光元件ED可以具有带有预定的长宽比的棒形状或圆柱形形状。发光元件ED可以在方向X上延伸,发光元件ED的在方向X(或延伸的方向或长度方向)上的长度h1可以大于发光元件ED的直径,并且发光元件ED的长宽比可以为约6:5至约100:1。然而,公开不限于此。X方向、发光元件ED的延伸的方向和发光元件ED的长度方向可以互换使用。
发光元件ED可以具有1nm至1μm的纳米级尺寸或1μm至1mm的微米级尺寸。在实施例中,发光元件ED的直径和长度h1可以处于纳米级或处于微米级。在另一示例中,发光元件ED的直径可以处于纳米级,但是发光元件ED的长度h1可以处于微米级。在另一示例中,在其中存在多个发光元件ED的情况下,发光元件ED中的一些可以具有纳米级直径和/或纳米级长度h1,并且发光元件ED中的一些可以具有微米级直径和/或微米级长度h1。
在实施例中,发光元件ED可以是无机发光二极管。无机发光二极管可以包括半导体层。在示例中,无机发光二极管可以包括第一导电型(例如,n型)的半导体层、第二导电型(例如,p型)的半导体层以及置于第一导电型的半导体层与第二导电型的半导体层之间的活性半导体层。活性半导体层可以分别从第一导电型的半导体层和第二导电型的半导体层接收空穴和电子,并且空穴和电子可以在活性半导体层中结合在一起。结果,发光元件ED可以发射光。
参照图5和图6,发光元件ED可以包括发光元件芯30和反射膜39。发光元件ED还可以包括器件绝缘膜38。
发光元件芯30可以在方向X上延伸。发光元件芯30可以具有棒形状或圆柱形形状,但是公开不限于此。作为另一示例,发光元件芯30可以具有诸如正六面体、长方体或六边形柱的多边形柱的形状,或者可以在其外表面的一部分倾斜的情况下在方向X上延伸。
发光元件芯30可以具有第一表面30US、第二表面30BS和侧表面30SS。第一表面30US可以是发光元件芯30的在发光元件芯30的在方向X上的一侧的表面,并且第二表面30BS可以是发光元件芯30的在发光元件芯30的在方向X上的另一侧的另一表面。例如,在图5和图6的示例中,第一表面30US可以是发光元件芯30的顶表面,并且第二表面30BS可以是发光元件芯30的底表面。
在实施例中,发光元件ED的半导体层可以在发光元件芯30的长度方向上(例如,在方向X上)顺序地堆叠。如图5和图6中所示,发光元件芯30可以包括在方向X上顺序地堆叠的第一半导体层31、器件活性层33和第二半导体层32。第一半导体层31、器件活性层33和第二半导体层32可以分别是第一导电型的半导体层、活性半导体层和第二导电型的半导体层。
第一半导体层31可以掺杂有第一导电型的掺杂剂。第一导电型的掺杂剂可以是Si、Ge、Se或Sn。在实施例中,第一半导体层31可以是掺杂有诸如Si的n型掺杂剂的n-GaN。
第二半导体层32可以通过器件活性层33与第一半导体层31间隔开。第二半导体层32可以掺杂有第二导电型的掺杂剂(诸如Mg、Zn、Ca或Ba)。在实施例中,第二半导体层32可以是掺杂有诸如Mg的p型掺杂剂的p-GaN。
器件活性层33可以包括具有单量子阱结构或多量子阱结构的材料。如上面所描述的,当通过第一半导体层31和第二半导体层32施加电信号时,器件活性层33可以通过电子-空穴对的结合而发射光。
在一些实施例中,器件活性层33可以具有其中具有大的带隙能量的半导体材料和具有小的带隙能量的半导体材料交替地堆叠的结构,并且可以根据将发射的光的波长而包括不同的III族至V族半导体材料。
由器件活性层33产生的光不仅可以通过发光元件芯30的在方向X(例如,长度方向)上的两个端表面发射,而且可以通过发光元件芯30的侧表面30SS发射。在实施例中,由器件活性层33产生的光可以通过发光元件芯30的第一表面30US、第二表面30BS和侧表面30SS发射到发光元件芯30的外部。光从发光元件芯30(具体地,器件活性层33)沿其发射的方向没有具体地限制。
发光元件芯30还可以包括设置在第二半导体层32上的器件电极层37。第二半导体层32可以设置在器件电极层37与器件活性层33之间。例如,第一半导体层31、器件活性层33、第二半导体层32和器件电极层37可以在方向X上顺序地形成。器件电极层37可以接触第二半导体层32。器件电极层37可以是欧姆接触电极,但是公开不限于此。作为另一示例,器件电极层37可以是肖特基接触电极。
在发光元件ED的两个端部和电极电连接以将电信号施加到第一半导体层31和第二半导体层32的情况下,器件电极层37可以设置在第二半导体层32与电极之间并且可以减小电阻。器件电极层37可以包括Al、Ti、铟(In)、Au、Ag、ITO、IZO和氧化铟锡锌(ITZO)中的至少一种。器件电极层37可以包括掺杂有n型掺杂剂或p型掺杂剂的半导体材料。
发光元件芯30的侧表面30SS可以包括第一半导体层31的侧表面31SS、器件活性层33的侧表面33SS和第二半导体层32的侧表面32SS。发光元件芯30的侧表面30SS还可以包括器件电极层37的侧表面37SS。第一半导体层31、器件活性层33和第二半导体层32的形成发光元件芯30的侧表面30SS的侧表面31SS、33SS和32SS可以彼此对准。图6示出了器件电极层37的侧表面37SS与第二半导体层32的侧表面32SS对准,但是公开不限于此。在实施例中,器件电极层37的侧表面37SS可以向外突出超过第二半导体层32的侧表面32SS。
器件绝缘膜38可以设置为围绕发光元件芯30的侧表面30SS。器件绝缘膜38可以设置为至少围绕器件活性层33的侧表面33SS,并且可以在发光元件芯30沿其延伸的方向上(例如,在方向X上)延伸。器件绝缘膜38可以保护第一半导体层31、第二半导体层32和器件活性层33。由于器件绝缘膜38包括具有绝缘性质的材料,所以器件绝缘膜38可以防止在器件活性层33直接接触将电信号施加到发光元件ED的电极的情况下可能发生的短路。另外,由于器件绝缘膜38设置在反射膜39与发光元件芯30的第一半导体层31、第二半导体层32以及器件活性层33之间,因此器件绝缘膜38可以防止在反射膜39放置为与第一半导体层31、第二半导体层32以及器件活性层33直接接触的情况下可能发生短路。另外,由于器件绝缘膜38包括器件活性层33以保护第一半导体层31的侧表面31SS和第二半导体层32的侧表面32SS,因此器件绝缘膜38可以防止发射效率的劣化。
图6示出了器件绝缘膜38在发光元件芯30的侧表面30SS上在方向X上延伸,以完全覆盖第一半导体层31的侧表面31SS、器件活性层33的侧表面33SS、第二半导体层32的侧表面32SS和器件电极层37的侧表面37SS(或与第一半导体层31的侧表面31SS、器件活性层33的侧表面33SS、第二半导体层32的侧表面32SS和器件电极层37的侧表面37SS完全叠置),但是公开不限于此。作为另一示例,器件绝缘膜38可以仅覆盖包括器件活性层33的半导体层中的仅一些的侧表面,或者覆盖器件电极层37的侧表面37SS的一部分,但是暴露器件电极层37的侧表面37SS的另一部分,即使在这种情况下,器件绝缘膜38也可以至少置于发光元件芯30与反射膜39之间。图6示出了器件绝缘膜38形成为单个层,但是公开不限于此。作为另一示例,器件绝缘膜38可以具有包括绝缘材料的多个绝缘膜的堆叠体。
器件绝缘膜38可以具有内圆周表面(或内侧表面)和外圆周表面(或外侧表面)。器件绝缘膜38的内圆周表面(或内侧表面)可以是器件绝缘膜38的面对发光元件芯30的侧表面30SS的侧表面。另外,器件绝缘膜38的外圆周表面(或外侧表面)可以是器件绝缘膜38的与器件绝缘膜38的内圆周表面(或内侧表面)相对的侧表面。
反射膜39可以设置在发光元件芯30的侧表面30SS上。反射膜39可以设置为围绕发光元件芯30的侧表面30SS的一部分。反射膜39可以设置为围绕发光元件芯30的侧表面30SS,但是暴露发光元件芯30的侧表面30SS的至少一部分。反射膜39可以至少不设置在发光元件芯30的两个端部(或第一端部和第二端部)中的一个的侧表面上。例如,反射膜39可以设置在发光元件芯30的其中设置有第二半导体层32的第一端部的侧表面上,而不设置在发光元件芯30的其中设置有第一半导体层31的第二端部的侧表面上,且器件活性层33在第一半导体层31与第二半导体层32之间。
反射膜39可以至少设置在器件活性层33的侧表面33SS上以围绕器件活性层33的侧表面33SS。反射膜39可以设置在器件活性层33的侧表面33SS上,以完全覆盖器件活性层33的侧表面33SS。反射膜39可以在器件活性层33的侧表面33SS上在方向X上延伸,并且甚至可以设置在第一半导体层31的侧表面31SS的一部分上和第二半导体层32的侧表面32SS上。
反射膜39可以设置在器件绝缘膜38的外侧表面上。反射膜39可以设置为围绕至少围绕器件活性层33的侧表面33SS的器件绝缘膜38的外侧表面。反射膜39可以在围绕器件活性层33的侧表面33SS的器件绝缘膜38的外侧表面上在方向X上延伸。
反射膜39可以反射由器件活性层33产生并通过发光元件芯30的侧表面30SS发射的光。由于反射膜39设置在器件绝缘膜38的外侧表面上,因此反射膜39可以改变朝向器件绝缘膜38的外侧表面行进的光的行进方向。例如,由于反射膜39设置在发光元件芯30的侧表面30SS的一部分上,因此可以减少由器件活性层33产生的光束之中通过发光元件ED的侧表面发射的光的量,并且可以增加由器件活性层33产生的光束之中通过发光元件ED的两个端表面发射的光的量。下面将描述由器件活性层33发射的光的行进方向。
反射膜39可以包括反射材料。例如,反射膜39可以由诸如Al、Ni、Ag或La的具有高的反射率的金属材料形成,或者可以包括诸如硫酸钡(BaSOx)的具有高的反射率的材料,但是公开不限于此。
为了使通过发光元件ED的两个端表面发射的光的量最大化,期望在器件活性层33与反射膜39之间建立合适的布置关系。在下文中将详细描述发光元件芯30的元件相对于反射膜39的位置和长度(或方向X上的长度)的位置和厚度(或方向X上的长度)。
由发光元件芯30的器件活性层33产生的光可以通过器件活性层33的顶表面33US、底表面33BS和侧表面33SS发射到发光元件芯30的外部。因此,由于反射膜39设置为完全围绕器件活性层33的侧表面33SS,因此从器件活性层33通过发光元件芯30的侧表面30SS发射的光可以诱导为通过发光元件芯30的两个端表面发射。
反射膜39的在方向X上的长度h2可以小于发光元件芯30的在方向X上的长度h1。由于反射膜39的在方向X上的长度h2小于发光元件芯30的在方向X上的长度h1,因此即使在电极直接接触发光元件ED中的每个的两个端部的情况下,也可以防止将电信号施加到发光元件ED的电极短路。
反射膜39的在方向X上的长度h2可以大于器件活性层33的在方向X上的厚度h3。由于反射膜39的在方向X上的长度h2大于器件活性层33的在方向X上的厚度h3,因此可以增大通过器件活性层33的侧表面33SS朝向发光元件芯30的侧表面30SS行进的光的反射效率。特别地,当在发光元件芯30中器件活性层33产生光时,通过器件活性层33的侧表面33SS发射的光可以占从发光元件芯30的整个侧表面30SS发射的光的大部分。因此,当反射膜39设置为完全围绕器件活性层33的侧表面33SS时,可以通过将通过器件活性层33的侧表面33SS而朝向发光元件芯30的侧表面30SS行进的光反射来增加通过发光元件芯30的两个端表面发射的光的量。
器件活性层33可以设置为相对于发光元件芯30的在方向X上的中间而靠近发光元件芯30的一侧。第一半导体层31可以形成为占据发光元件ED的大部分。
特别地,第一半导体层31的在方向X上的长度可以大于第二半导体层32的在方向X上的长度和器件电极层37的在方向X上的长度。另外,第一半导体层31的在方向X上的长度可以大于第二半导体层32的在方向X上的长度和器件电极层37的在方向X上的长度之和。
器件活性层33可以设置为相对于发光元件ED的在方向X上的中间靠近发光元件ED的在方向X上的一侧(例如,靠近其中设置有第二半导体层32的一侧)。例如,发光元件芯30的第一表面30US与器件活性层33的顶表面33US之间的距离d2可以小于发光元件芯30的第二表面30BS与器件活性层33的底表面33BS之间的距离d1。由于器件活性层33设置为靠近发光元件ED的在长度方向上的一侧,因此通过器件活性层33的两个端部发射的光的强度可以在发光元件芯30的第一端部处比在第二端部处大。换句话说,由于产生光的器件活性层33设置为靠近发光元件芯30的一侧,因此从发光元件芯30发射的光的强度可以在平面图中为非对称的。
因此,通过发光元件ED的两个端表面发射的光的量可以通过形成在发光元件芯30的第一端部处的反射膜39而最大化,在发光元件芯30的第一端部处,其中从发光元件芯30发射的光的强度相对大的器件活性层33设置为与发光元件ED的一侧相邻。
图7是示出从图5的发光元件发射的光的行进方向的示意性剖视图。
参照图6和图7,在由器件活性层33产生的光束之中,光L1可以通过其中设置有器件电极层37的发光元件ED的第一表面30US发射到发光元件ED的外部,并且光L2可以通过其中设置有第一半导体层31的发光元件芯30的第二表面30BS发射到发光元件ED的外部。在由器件活性层33产生并通过发光元件芯30的侧表面30SS发射的光束之中,朝向器件绝缘膜38的被反射膜39围绕的第一区域38B行进的光L3可以通过器件绝缘膜38而从反射膜39的内侧表面反射,以朝向发光元件芯30的内侧行进。光L3中的一些(例如,光L3a)可以通过发光元件芯30的第一表面30US发射到发光元件ED的外部,并且光L3中的一些(例如,光L3b)可以通过器件绝缘膜38的被反射膜39暴露的第二区域38A发射到发光元件ED的外部。在由器件活性层33产生并通过发光元件芯30的侧表面30SS发射的光束之中,朝向器件绝缘膜38的第二区域38A行进的光L4可以通过器件绝缘膜38的第二区域38A发射到发光元件ED的外部。
由于从发光元件芯30发射的光的强度大并且反射膜39形成为围绕产生光的器件活性层33的侧表面33SS,因此可以使通过发光元件ED的两个端表面发射的光的量最大化。
图8至图19是示出根据实施例的制造发光元件的方法的示意性剖视图。
在图8至图19中限定了第四方向DR4和第五方向DR5。第四方向DR4和第五方向DR5可以彼此垂直。第五方向DR5可以平行于形成在基体基底1100上的发光元件ED沿其延伸的方向(例如,方向X)。除非另外说明,否则如在此所使用的术语“在……上”、“在……上面”和“上(上部)”指相对于基体基底1100的表面(或顶表面)在发光元件ED中的每个中半导体层沿其堆叠的方向,如在此所使用的术语“顶表面”指面对在第五方向DR5上的一侧的表面,如在此所使用的术语“在……下面”和“下(下部)”指第五方向DR5的相反方向,并且如在此所使用的术语“底表面”指面对第五方向DR5的相反方向的表面。
参照图8,准备下基底1000。
特别地,下基底1000可以包括基体基底1100和设置在基体基底1100上的缓冲材料层1200。
基体基底1100可以是透明基底(诸如蓝宝石(AlxOy)基底或玻璃基底)。在实施例中,基体基底1100可以是蓝宝石基底。
缓冲材料层1200可以设置在基体基底1100的表面(或顶表面)上。缓冲材料层1200可以减小基体基底1100与第一半导体材料层3100(见图9)之间的晶格常数的差异。缓冲材料层1200可以包括未掺杂的半导体。缓冲材料层1200和第一半导体材料层3100可以包括相同的材料,并且缓冲材料层1200可以包括未掺杂有第一导电型掺杂剂或第二导电型掺杂剂(例如,n型掺杂剂或p型掺杂剂)的材料。图8示出了缓冲材料层1200形成为单个层,但是缓冲材料层1200可以形成为多层。
根据基体基底1100的类型,可以不设置缓冲材料层1200。
此后,参照图9,在下基底1000上形成第一堆叠结构3000。
特别地,在其中缓冲材料层1200形成在基体基底1100上的实施例中,在缓冲材料层1200上形成其中顺序地堆叠有第一半导体材料层3100、器件活性材料层3300、第二半导体材料层3200和电极材料层3700的第一堆叠结构3000。可以通过典型的工艺形成包括在第一堆叠结构3000中的材料层。
包括在第一堆叠结构3000中的材料层可以对应于包括在将形成的发光元件芯30中的每个中的层。特别地,第一堆叠结构3000的第一半导体材料层3100、器件活性材料层3300、第二半导体材料层3200和电极材料层3700可以分别对应于将形成的发光元件芯30的第一半导体层31、器件活性层33、第二半导体层32和器件电极层37,并且分别包括与将形成的发光元件芯30的第一半导体层31、器件活性层33、第二半导体层32和器件电极层37的材料相同的材料。
此后,参照图9和图10,通过蚀刻第一堆叠结构3000在下基底1000上形成彼此间隔开的发光元件芯30。
特别地,通过在垂直于基体基底1100的表面的方向上(例如,在第五方向DR5上)蚀刻第一堆叠结构3000来形成彼此间隔开的发光元件芯30。
可以通过典型的方法执行第一堆叠结构3000的蚀刻以形成发光元件芯30。在实施例中,可以通过在第一堆叠结构3000上形成蚀刻掩模层并沿着蚀刻掩模层在垂直于基体基底1100的表面的方向上(例如,在第五方向DR5上)蚀刻第一堆叠结构3000来形成发光元件芯30。
在实施例中,可以通过干法蚀刻、湿法蚀刻、反应离子蚀刻(RIE)或电感耦合等离子体反应离子蚀刻(ICP-RIE)来执行第一堆叠结构3000的蚀刻以形成发光元件芯30。在实施例中,可以通过干法蚀刻和湿法蚀刻来执行用于形成发光元件芯30使得发光元件芯30的侧表面可以垂直于基体基底1100的表面的蚀刻工艺。特别地,可以通过作为各向异性蚀刻的干法蚀刻在第五方向DR5上蚀刻第一堆叠结构3000,然后可以通过作为各向同性蚀刻的湿法蚀刻蚀刻第一堆叠结构3000,使得被蚀刻的第一堆叠结构3000的侧表面可以落在垂直于基体基底1100的表面的平面上。结果,包括在发光元件芯30中的每个中的第一半导体层31、器件活性层33和第二半导体层32的侧表面可以彼此全部对准。
发光元件芯30可以在缓冲材料层1200上彼此间隔开。发光元件芯30中的每个可以包括在向上方向上(即,在第五方向DR5上)顺序堆叠在缓冲材料层1200上的第一半导体层31、器件活性层33、第二半导体层32和器件电极层37。
此后,参照图11,在发光元件芯30上形成绝缘材料层3800。
特别地,在发光元件芯30中的每个的外表面上形成绝缘材料层3800。可以在基体基底1100的整个表面上(例如,不仅在发光元件芯30中的每个的外表面上,而且在缓冲材料层1200的被发光元件芯30暴露的顶表面的部分上)形成绝缘材料层3800。发光元件芯30中的每个的外表面可以包括发光元件芯30中的每个的侧表面和顶表面。绝缘材料层3800可以对应于将形成的发光元件ED的器件绝缘膜38,并且包括与将形成的发光元件ED的器件绝缘膜38的材料相同的材料。
此后,参照图11和图12,通过执行去除绝缘材料层3800的部分的第一蚀刻工艺来形成器件棒ROD。
可以执行去除绝缘材料层3800的部分的第一蚀刻工艺使得绝缘材料层3800暴露发光元件芯30的顶表面并围绕发光元件芯30的侧表面。特别地,可以去除绝缘材料层3800的部分,使得可以暴露发光元件芯30的器件电极层37的顶表面。可以通过作为各向异性蚀刻的干法蚀刻或回蚀刻来执行绝缘材料层3800的部分的去除。在第一蚀刻工艺期间,还可以去除绝缘材料层3800的设置在缓冲材料层1200的在发光元件芯30之间的暴露部分上的部分。作为第一蚀刻工艺的结果,可以形成器件棒ROD。器件棒ROD可以包括发光元件芯30和围绕发光元件芯30的侧表面的器件绝缘膜38。
此后,参照图13,在下基底1000上形成围绕器件棒ROD中的每个的外表面的第一粘合材料层4000。
特别地,第一粘合材料层4000可以形成为围绕器件棒ROD。第一粘合材料层4000可以设置为覆盖器件棒ROD的顶表面(或与器件棒ROD的顶表面叠置)。例如,可以形成第一粘合材料层4000,使得器件棒ROD可以设置在第一粘合材料层4000中。
第一粘合材料层4000的顶表面可以是基本上平坦的,并且因此可以与下基底1000形成平行平面。第一粘合材料层4000的底表面可以形成为接触下基底1000的缓冲材料层1200的顶表面。另外,第一粘合材料层4000可以设置为完全覆盖下基底1000的侧表面(或与下基底1000的侧表面完全叠置),但是公开不限于此。作为另一示例,第一粘合材料层4000可以仅设置在缓冲材料层1200的顶表面上。
第一粘合材料层4000可以形成为完全填充形成在下基底1000上的器件棒ROD之间的空间。第一粘合材料层4000可以形成为完全填充器件棒ROD之间的空间,因此固定器件棒ROD。
可以通过在器件棒ROD上施用或喷涂第一粘合材料层4000的材料来形成第一粘合材料层4000。在实施例中,可以通过喷墨印刷、旋涂、模槽涂覆(die-slot coating)或狭缝涂覆来形成第一粘合材料层4000,但是公开不限于此。
第一粘合材料层4000可以包括绝缘材料。绝缘材料可以是无机绝缘材料或有机绝缘材料。无机绝缘材料的示例可以包括聚合物和氮化物基无机材料(诸如氮化硅(SiNx)或氮化铝(AlN))。聚合物可以是光敏聚合物(诸如聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)或聚(甲基戊二酰亚胺)(PMGI)),但公开不限于此。有机绝缘材料的示例可以包括PI,但是公开不限于此。
此后,参照图14,第一粘合材料层4000和通过设置在第一粘合材料层4000中而固定的器件棒ROD可以与下基底1000分离。
特别地,用于使第一粘合材料层4000和器件棒ROD分离的方法不受具体地限制。在实施例中,可以通过物理分离方法或化学分离方法来执行第一粘合材料层4000和器件棒ROD与下基底1000的分离。作为物理分离方法或化学分离方法的结果,由第一粘合材料层4000固定的器件棒ROD可以与第一粘合材料层4000一起与下基底1000分离。
当第一粘合材料层4000形成为围绕器件棒ROD中的每个的外表面时,第一粘合材料层4000可以保护和固定器件棒ROD,并且因此可以允许器件棒ROD与第一粘合材料层4000一起与下基底1000分离。结果,第一粘合材料层4000可以被划分成围绕器件棒ROD中的每个的整个外表面的第一区域4100和设置在下基底1000的侧面的第二区域4200。
由于器件棒ROD因第一粘合材料层4000而一起分离而不是单独分离,因此可以防止对发光元件芯30的第一半导体层31的损坏。
此后,参照图15和图16,通过执行去除第一区域4100的部分的第二蚀刻工艺来暴露器件棒ROD的部分。
特别地,如图15中所示,执行去除其中设置有器件活性材料层3300的第一区域4100的部分的第二蚀刻工艺,从而形成如图16中所示的暴露器件棒ROD的部分的第二粘合材料层4100'。第二蚀刻工艺可以从其中设置有器件电极层37的第一区域4100上面在发光元件芯30沿其延伸的方向上(例如,在第五方向DR5上)蚀刻第一区域4100。通过第二蚀刻工艺获得的第二粘合材料层4100'可以暴露发光元件芯30的器件活性层33、第二半导体层32和器件电极层37。另外,第二粘合材料层4100'可以暴露器件绝缘膜38的围绕器件活性层33的侧表面、第二半导体层32的侧表面和器件电极层37的侧表面的部分。通过第二蚀刻工艺获得的器件绝缘膜38可以包括被第二粘合材料层4100'围绕的部分和被第二粘合材料层4100'暴露的部分。器件绝缘膜38的被第二粘合材料层4100'围绕的部分可以围绕第一半导体层31的侧表面,并且器件绝缘膜38的被第二粘合材料层4100'暴露的部分可以围绕器件活性层33的侧表面、第二半导体层32的侧表面和器件电极层37的侧表面。器件绝缘膜38的被第二粘合材料层4100'暴露的部分还可以包括围绕第一半导体层31的侧表面的部分。因此,第二粘合材料层4100'的在第五方向DR5上的厚度可以小于发光元件芯30的在第五方向DR5上的长度。
此后,参照图17,在第二粘合材料层4100'和器件棒ROD上形成反射材料层3900。
特别地,在器件棒ROD的被第二粘合材料层4100'暴露的部分和第二粘合材料层4100'上形成反射材料层3900。在第二粘合材料层4100'的整个表面上(例如,不仅在器件棒ROD中的每个的外表面上,而且在器件棒ROD中的每个周围的第二粘合材料层4100'的顶表面4100'US上)形成反射材料层3900。
器件棒ROD中的每个的外表面的被第二粘合材料层4100'暴露的部分可以包括器件棒ROD的侧表面的被第二粘合材料层4100'暴露的部分和器件棒ROD的顶表面。特别地,反射材料层3900可以形成为不仅完全覆盖器件棒ROD的绝缘膜38的外侧表面的被第二粘合材料层4100'暴露的部分,而且完全覆盖发光元件芯30的顶表面(或不仅与器件棒ROD的绝缘膜38的外侧表面的被第二粘合材料层4100'暴露的部分完全叠置,而且与发光元件芯30的顶表面完全叠置)。反射材料层3900可以形成为完全覆盖绝缘膜38的围绕发光元件芯30的器件活性层33、第二半导体层22和器件电极层37的部分。反射材料层3900可以对应于将形成的发光元件ED的反射膜39并且包括与将形成的发光元件ED的反射膜39的材料相同的材料。例如,反射材料层3900可以形成为完全覆盖器件电极层37的顶表面、器件电极层37的侧表面、第二半导体层32的侧表面和器件活性层33的侧表面。
此后,参照图17和图18,通过执行去除反射材料层3900的部分的第三蚀刻工艺来形成反射膜39。
特别地,第三蚀刻工艺可以从反射材料层3900上面在第五方向DR5上蚀刻反射材料层3900。可以对第二粘合材料层4100'的整个表面执行第三蚀刻工艺。因此,可以通过第三蚀刻工艺去除反射材料层3900的形成在发光元件芯30的顶表面上和绝缘膜38的顶表面上的部分。另外,可以通过第三蚀刻工艺去除反射材料层3900的在第二粘合材料层4100'的顶表面4100'US上形成在器件棒ROD之间的部分。当通过第三蚀刻工艺去除反射材料层3900的部分时,可以形成围绕器件绝缘膜38的外侧表面的反射膜39。反射膜39的底表面可以邻接并接触第二粘合材料层4100'的顶表面4100'US。反射膜39的在第五方向DR5上的长度可以与发光元件芯30的被第二粘合材料层4100'暴露的部分的长度相同。
此后,参照图19,通过去除第二粘合材料层4100'来形成发光元件ED。第二粘合材料层4100'的去除可以包括蚀刻第二粘合材料层4100'。
图20是图3的区域A的示意性放大剖视图。
参照图20,发光元件ED可以设置在第一电极210与第二电极220之间,使得发光元件ED沿其延伸的方向可以平行于基底SUB(或通孔层165)的表面。因此,包括在发光元件ED的发光元件芯30中的半导体层可以在平行于基底SUB的顶表面的方向上顺序地设置。在一个示例中,其中发光元件ED的第一半导体层31、器件活性层33和第二半导体层32沿其堆叠的方向可以平行于基底SUB的顶表面。
特别地,发光元件ED的第一半导体层31、器件活性层33、第二半导体层32和器件电极层37可以在平行于基底SUB的顶表面的方向上顺序地形成。
发光元件ED可以设置在第一电极210与第二电极220之间,使得发光元件ED的其中分别设置有第二半导体层32和第一半导体层31的第一端部和第二端部可以分别放置在第一电极210和第二电极220上。反射膜39可以设置在第一电极210上,但不设置在第二电极220上。当发光元件ED的第一端部和第二端部分别设置在第一电极210和第二电极220上时,发光元件ED的第一端表面和第二端表面可以分别面对第一子堤410的侧表面和第二子堤420的侧表面。因此,发光元件ED的第一端表面可以面对第一电极210的设置在第一子堤410的侧表面上的一部分,并且发光元件ED的第二端表面可以面对第二电极220的设置在第二子堤420的侧表面上的一部分。发光元件ED的侧表面通常可以设置在第一电极210与第二电极220之间的区域中。
第二绝缘层520可以设置在发光元件ED上以暴露发光元件ED的两个端部。第二绝缘层520可以设置为围绕发光元件ED的外表面。例如,第二绝缘层520可以设置为围绕反射膜39的侧表面和器件绝缘膜38的外侧表面的被反射膜39暴露的一部分。
反射膜39可以不设置在发光元件ED的被第二绝缘层520暴露的至少一个端部上。由于反射膜39未设置在发光元件ED的被第二绝缘层520暴露的至少一个端部上,因此即使第一接触电极710和第二接触电极720分别接触发光元件ED的被第二绝缘层520暴露的第一端部和第二端部,也可以防止第一接触电极710和第二接触电极720短路。
第二绝缘层520可以设置为覆盖反射膜39的至少一个端部(或与反射膜39的至少一个端部叠置)。由于第二绝缘层520设置为覆盖反射膜39的面对第一半导体层31的至少一个端部,因此反射膜39可以设置在发光元件ED的被第二绝缘层520暴露的第一端部上,而不设置在发光元件ED的被第二绝缘层520暴露的第二端部上。例如,发光元件ED的第一端部的外侧表面可以是反射膜39,而发光元件ED的第二端部的外侧表面可以示器件绝缘膜38。
第一接触电极710可以设置在发光元件ED的第一端部和第一电极210上。第一接触电极710可以接触发光元件ED的第一端部。特别地,第一接触电极710可以接触器件电极层37的外侧表面和反射膜39的外侧表面。
第二接触电极720可以设置在发光元件ED的第二端部和第二电极220上。第二接触电极720可以接触发光元件ED的第二端部。特别地,第二接触电极720可以接触第一半导体层31的外侧表面和器件绝缘膜38的外侧表面。第二接触电极720可以不接触反射膜39。
第一接触电极710和第二接触电极720可以通过第二绝缘层520彼此间隔开。第一接触电极710可以接触反射膜39,并且第二接触电极720可以通过第二绝缘层520与第一接触电极710间隔开。因此,第一接触电极710和第二接触电极720可以彼此绝缘。
图21是示出从图20的发光元件发射的光的行进方向的示意性放大剖视图。
参照图21,由器件活性层33产生的光可以在随机方向上行进而没有任何具体方向性。例如,在由器件活性层33产生的光束之中,光LL1可以通过发光元件芯30的第一端表面(即,第一表面30US)发射。然后,光LL1可以被第一子堤410的侧表面上的第一电极210的顶表面反射,并且因此可以在显示装置10的显示方向上行进。在由器件活性层33产生的光束之中,光LL2可以通过发光元件芯30的第二端表面(即,第二表面30BS)发射。然后,光LL2可以被第二子堤420的侧表面上的第二电极220的顶表面反射,并且因此可以在显示装置10的显示方向上行进。在通过发光元件芯30的侧表面发射的光束之中,光LL3和光LL4可以通过器件绝缘膜38朝向反射膜39的内侧表面行进。朝向反射膜39向上行进的光LL3和朝向反射膜39向下行进的光LL4可以被反射膜39的内侧表面反射以朝向发光元件芯30的内侧行进,然后可以通过发光元件芯30的第一表面30US发射。在通过发光元件芯30的侧表面发射的光束之中,光LL5可以通过器件绝缘膜38的其中未形成反射膜39的部分发射。
根据图20和图21的实施例,由于发光元件ED包括发光元件芯30和围绕发光元件芯30的侧表面的反射膜39,因此可以诱导由发光元件芯30的器件活性层33产生的光通过发光元件芯30的两个端表面发射。因此,可以诱导由发光元件ED发射的光朝向包括反射材料的第一电极210和第二电极220行进。由此,可以提高显示装置10的发射效率。
图22是图3的区域A的另一示例的示意性放大剖视图。
图22的实施例与图20的实施例的不同之处至少在于:显示装置10还包括第三绝缘层530。
参照图22,第三绝缘层530可以设置在第一接触电极710和第二绝缘层520上。第三绝缘层530可以设置在第一接触电极710上,并且因此可以覆盖第一接触电极710(或与第一接触电极710叠置)。第三绝缘层530可以设置在第二绝缘层520上,但是可以暴露发光元件ED的第二端部。第二绝缘层520的侧表面和第三绝缘层530的侧表面可以彼此对准。
第二接触电极720_1可以设置在第三绝缘层530上。第一接触电极710和第二接触电极720_1可以通过第三绝缘层530而彼此绝缘。例如,第三绝缘层530可以置于第一接触电极710与第二接触电极720_1之间,以使第一接触电极710和第二接触电极720_1彼此绝缘。
图23是图3的区域A的另一示例的示意性放大剖视图。图24是图23的区域B的示意性放大剖视图。
图23和图24的实施例与图20的实施例的不同之处至少在于:第二绝缘层520_1在第三方向DR3上不与发光元件ED的反射膜39叠置。
参照图23和图24,第二绝缘层520_1可以形成在发光元件ED上以不与发光元件ED的反射膜39叠置。因此,第二绝缘层520_1可以设置在器件绝缘膜38的被反射膜39暴露的一部分的外侧表面上,但不设置在反射膜39的外侧表面上。因此,器件绝缘膜38的在第二绝缘层520_1与反射膜39之间的间隙中的暴露部分可以接触第一接触电极710_1。
图25是根据实施例的发光元件的示意性剖视图。
图25的发光元件ED_1与图6的发光元件ED的不同之处至少在于:反射膜39_1未设置在围绕器件电极层37的器件绝缘膜38上。
特别地,反射膜39_1可以不设置在器件电极层37的侧表面上。因此,反射膜39_1可以暴露器件绝缘膜38的设置在发光元件ED_1的第一端部上的一部分。例如,反射膜39_1可以设置为暴露发光元件芯30的两个端部。
发光元件ED_1可以在蚀刻反射材料层3900(见图17)以形成反射膜39_1的工艺中形成。特别地,在反射膜39_1的形成期间,可以过蚀刻反射材料层3900,使得可以获得暴露器件绝缘膜38的设置在发光元件ED_1的第一端部上的一部分的反射膜39_1。
即使反射膜39_1设置在器件绝缘膜38上以暴露发光元件芯30的两个端部,反射膜39_1也可以形成为围绕器件活性层33的侧表面。因此,由器件活性层33产生并通过器件活性层33的侧表面发射的光可以被反射膜39_1反射,并且因此可以被诱导为通过发光元件芯30的两个端表面发射。因此,可以增加从发光元件ED_1的两个端表面发射的光的量。
图26是根据实施例的发光元件的示意性剖视图。
图26的发光元件ED_2与图6的发光元件ED的不同之处至少在于:反射膜39_2的顶表面是弯曲的。
参照图26,反射膜39_2的围绕器件电极层37的一部分的外表面可以是弯曲的。反射膜39_2的顶表面可以部分地倾斜。可以通过蚀刻反射材料层3900(见图17)来形成反射膜39_2。例如,不仅可以去除反射材料层3900的顶表面,而且可以去除反射材料层3900的侧表面,使得可以获得包括具有部分弯曲的顶表面的反射膜39_2的发光元件ED_2。
图27是根据实施例的发光元件的示意性剖视图。
图27的发光元件ED_3与图6的发光元件ED的不同之处至少在于:器件绝缘膜38_3暴露器件电极层37的侧表面的一部分,并且反射膜39_3接触器件电极层37的侧表面的暴露部分。
参照图27,器件绝缘膜38_3可以暴露器件电极层37的侧表面的一部分。在器件绝缘膜38_3的形成期间,可以过蚀刻器件绝缘膜材料层3800(见图11),使得器件绝缘膜38_3可以暴露器件电极层37的侧表面的一部分。因此,形成在发光元件芯30和器件绝缘膜38_3上的反射膜39_3可以接触器件电极层37的侧表面的暴露部分。
图28是根据实施例的发光元件的示意性剖视图。
图28的发光元件ED_4与图6的发光元件ED的不同之处至少在于:器件绝缘膜38_4暴露器件电极层37的侧表面的一部分,并且反射膜39_4的侧表面不与器件电极层37的暴露部分的侧表面对准。
参照图28,反射膜39_4可以不设置在器件电极层37的侧表面上。器件绝缘膜38_4和反射膜39_4可以不设置在器件电极层37的侧表面上。因此,可以暴露器件电极层37。
图29是根据实施例的发光元件的示意性剖视图。
图29的发光元件ED_5与图6的发光元件ED的不同之处至少在于:在器件电极层37_5的顶表面上形成不均匀的表面。
参照图29,当在用于形成器件绝缘膜38和反射膜39的全表面蚀刻工艺期间器件电极层37_5的顶表面暴露于蚀刻剂时,可以在器件电极层37_5的顶表面上形成不均匀的表面。
图30是根据实施例的发光元件单元的示意性剖视图。
参照图30,发光元件单元LU包括发光元件ED和粘合件40。发光元件ED可以在方向X上延伸,并且粘合件40可以形成为围绕并固定发光元件ED的部分。
发光元件ED的形状和结构可以与上面描述的发光元件ED的形状和结构基本上相同或类似,因此,将省略其详细描述。
发光元件ED可以布置为彼此间隔开预定距离。发光元件ED可以在垂直于发光元件ED的长度方向的方向上(即,在垂直于方向X的方向上)彼此间隔开。发光元件ED可以彼此间隔开且彼此面对且粘合件40置于其间。每对相邻的发光元件ED的侧表面可以彼此间隔开且彼此面对。发光元件ED可以以矩阵布置,但是公开不限于此。
包括在发光元件ED中的每个中的半导体层的堆叠方向可以彼此相同。例如,发光元件ED可以布置为使得第一半导体层31可以设置在器件活性层33下面,并且第二半导体层32可以设置在器件活性层33上面。
粘合件40可以形成为使得发光元件ED可以位于粘合件40中。发光元件ED可以在方向X上穿透粘合件40。
粘合件40可以形成为围绕发光元件ED的侧表面的部分。粘合件40可以形成为暴露发光元件ED中的每个的两个端部。例如,发光元件ED可以在方向X上穿透粘合件40,使得发光元件ED中的每个的两个端部(即,发光元件ED中的每个的上端部和下端部)可以在方向X上从粘合件40突出。
粘合件40可以设置为围绕发光元件ED的器件绝缘膜38的外侧表面的部分。粘合件40可以在方向X上与发光元件ED的反射膜39叠置,但是可以不与发光元件ED的发光元件芯30和器件绝缘膜38叠置。
如上面已经描述的,器件绝缘膜38可以包括被反射膜39围绕的第一区域38B和被反射膜39暴露的第二区域38A,并且粘合件40可以设置为围绕器件绝缘膜38的第二区域38A。粘合件40可以设置在器件绝缘膜38的第二区域38A的部分上,以暴露发光元件ED的端部。粘合件40可以在垂直于方向X的方向上不与器件绝缘膜38的第一区域38B叠置。因此,粘合件40可以在方向X上而不是在垂直于方向X的方向上与反射膜39叠置。
由于粘合件40形成为在垂直于方向X的方向上不与反射膜39叠置,因此粘合件40可以设置在第一半导体层31的侧表面上,而不设置在第二半导体层32的侧表面和器件活性层33的侧表面上。因此,粘合件40可以围绕第一半导体层31的侧表面的部分,但是可以不围绕第二半导体层32和器件活性层33。
粘合件40可以包括第一表面40US和第二表面40BS。第一表面40US可以是粘合件40的顶表面,并且第二表面40BS可以是粘合件40的底表面。第一表面40US可以是粘合件40的面对器件活性层33的表面,并且第二表面40BS可以是粘合件40的面对第一半导体层31的表面。
反射膜39可以设置在粘合件40上面以围绕器件绝缘膜38的外侧表面的被粘合件40暴露的部分。反射膜39可以相对于粘合件40设置在发光元件芯30的第一端部上,但不设置在发光元件芯30的第二端部上。发光元件芯30的其中设置有反射膜39的第一端部可以是发光元件芯30的其中设置有器件活性层33和第二半导体层32的端部。反射膜39可以设置在粘合件40的顶表面40US上。反射膜39的底表面可以接触粘合件40的顶表面40US。反射膜39和粘合件40的位置以及它们之间的接触关系可以通过制造发光元件单元LU的工艺来确定。
由于发光元件ED通过粘合件40固定,因此可以在显示装置10的制造期间从将发光元件ED设置在基底SUB上的工艺中省略用于将发光元件ED对准以在具体方向上定向的场施加工艺和喷墨印刷工艺。由于可以通过调整粘合件40的形状和面积来控制包括在发光元件单元LU中的发光元件ED的数量,因此可以提高显示装置10的每个像素PX的亮度的均匀性。因此,可以提高显示装置10的显示质量。
图31是示出根据实施例的制造发光元件单元的方法的示意性剖视图。图31可以是示出如何在图18中所示的工艺之后制造发光元件单元LU的示意性剖视图。
参照图18和图31,通过执行去除第二粘合材料层4100'的部分的第四蚀刻工艺形成发光元件单元LU。
特别地,第四蚀刻工艺可以在第五方向DR5上从第二粘合材料层4100'下面蚀刻第二粘合材料层4100'。可以对第二粘合材料层4100'的整个表面执行第四蚀刻工艺。作为第四蚀刻工艺的结果,可以暴露发光元件芯30的第二端部,并且可以获得图30的发光元件单元LU。
图32是根据实施例的显示装置的像素的示意性平面图。图33是沿着图32的线III-III'截取的示意性剖视图。图34是图33的区域C的示意性放大剖视图。
参照图32至图34,像素PX可以包括第一电极210_1、第二电极220_1和发光元件单元LU。图32示出了像素PX包括两个发光元件单元LU,但是公开不限于此。作为另一示例,根据像素PX的尺寸和发光元件单元LU的尺寸,可以在像素PX中仅设置一个发光元件单元LU或三个或更多个发光元件单元LU。
第一电极210_1可以被图案化并且可以设置在像素PX中。在平面图中,第一电极210_1可以具有包括分别在第一方向DR1和第二方向DR2上延伸的第一边和第二边的矩形形状。第一电极210_1可以以岛状图案布置。第一电极210_1可以是表面电极。
第一电极210_1可以设置在电路元件层CCL上。特别地,第一电极210_1可以直接设置在电路元件层CCL的通孔层165上。第一电极210_1可以从发光元件单元LU下面完全覆盖发光元件单元LU(或与发光元件单元LU完全叠置)。
第一电极210_1可以通过穿透通孔层165和钝化层164的第一电极接触孔CTD电连接到设置在第一电极210_1下面的第一导电图案CDP1。特别地,第一电极210_1可以接触第一导电图案CDP1的被第一电极接触孔CTD暴露的部分。第一电极210_1可以通过第一导电图案CDP1接收经由第一电压线VL1施加的第一电源电压。
第二电极220_1可以设置在第一电极210_1上以对应于像素PX。在实施例中,第二电极220_1可以被图案化并且可以设置在像素PX中。在平面图中,第二电极220_1可以具有包括分别在第一方向DR1和第二方向DR2上延伸的第一边和第二边的矩形形状。类似于第一电极210_1,第二电极220_1可以遍及显示装置10的整个表面上以岛状图案布置,但是公开不限于此。作为另一示例,第二电极220_1可以设置在两个或更多个像素PX中并跨越两个或更多个像素PX设置,以遍及显示区域DPA的整个表面形成单个平面。
第二电极220_1可以在第三方向DR3上与第一电极210_1叠置。第二电极220_1的至少一部分可以在第三方向DR3上与第一电极210_1叠置。第一电极210_1和第二电极220_1可以具有不同的宽度或面积。在实施例中,第二电极220_1可以形成为具有比第一电极210_1的面积大的面积。
第二电极220_1可以通过穿透第四绝缘层550、通孔层165和钝化层164的第二电极接触孔CTS电连接到设置在第二电极220_1下面的第二导电图案CDP2。特别地,第二电极220_1可以接触第二导电图案CDP2的被第二电极接触孔CTS暴露的部分。第二电极220_1可以通过第二导电图案CDP2接收经由第二电压线VL2施加的第二电源电压。
发光元件单元LU可以设置在第一电极210_1与第二电极220_1之间。发光元件单元LU可以设置在第一电极210_1与第二电极220_1之间,以在第三方向DR3上与第一电极210_1和第二电极220_1叠置。发光元件单元LU可以设置在第一电极210_1上。发光元件单元LU可以设置为使得发光元件ED沿其延伸的方向可以垂直于基底SUB的表面。例如,发光元件单元LU可以设置在第一电极210_1与第二电极220_1之间,使得发光元件ED沿其延伸的方向可以对应于第三方向DR3。
包括在发光元件单元LU中的每个中的发光元件ED的第一端部可以面向下,并且发光元件ED的第二端部可以面向上。发光元件ED的第一端部可以是发光元件ED的其中设置有第一半导体层31的端部,并且发光元件ED的第二端部可以是发光元件ED的其中设置有第二半导体层32的端部。例如,发光元件ED的第一端部可以是发光元件ED的未被反射膜39围绕的端部,并且发光元件ED的第二端部可以是发光元件ED的被反射膜39围绕的端部。发光元件ED的第一端部也可以称为下端部,并且发光元件ED的第二端部也可以称为上端部。
发光元件ED的下端部可以接触第一电极210_1的顶表面。由于发光元件ED的下端部接触第一电极210_1的顶表面,因此发光元件ED和第一电极210_1可以电连接。
第四绝缘层550可以设置在第一电极210_1和发光元件单元LU上,以覆盖第一电极210_1上的发光元件单元LU(或与第一电极210_1上的发光元件单元LU叠置)。第四绝缘层550可以从电路元件层形成为低于发光元件ED的顶表面,使得发光元件ED的上端部分可以被暴露。第四绝缘层550可以完全覆盖发光元件ED的下端部并且可以暴露发光元件ED的上端部。因此,发光元件ED的上端部可以突出超过第四绝缘层550的顶表面,使得发光元件ED的上端部中的每个的外表面可以不直接接触第四绝缘层550。发光元件ED的突出的端部中的每个的外表面可以接触设置在第四绝缘层550上的第二电极220_1。例如,第四绝缘层550的厚度可以小于第一电极210_1的厚度和发光元件芯30的长度之和。第四绝缘层550可以包括无机绝缘材料或有机绝缘材料。
第二电极220_1可以设置在第四绝缘层550上,并且可以接触发光元件ED的突出超过第四绝缘层550的顶表面的上端部。第二电极220_1可以设置为围绕发光元件ED的上端部。特别地,第二电极220_1可以接触发光元件芯30的器件电极层37的顶表面和反射膜39的侧表面。第一电极210_1可以接触发光元件ED的下端部,并且第二电极220_1可以接触发光元件ED的上端部。
在实施例中,第一电极210_1可以是针对每个单独的像素PX分离的像素电极,并且第二电极220_1可以是遍及所有像素PX电连接的共电极。然而,公开不限于此。在另一示例中,第一电极210_1可以是遍及所有像素PX电连接的共电极,并且第二电极220_1可以是针对每个单独的像素PX分离的像素电极。
第一电极210_1可以包括具有高的反射率的导电材料,并且第二电极220_1可以包括透明导电材料。如上面已经提及的,发光元件ED在其两个端部的方向上(具体地,在由第一电极210_1的顶表面面对的第三方向DR3上)发射光。在一些实施例中,由于第一电极210_1包括具有高的反射率的导电材料,因此从发光元件ED发射以朝向第一电极210_1的顶表面行进的光可以被第一电极210_1反射。从发光元件ED发射的光中的一些可以通过第二电极220_1在显示装置10的显示方向上发射,并且从发光元件ED发射的光中的另一部分可以从包括具有高的反射率的材料的第一电极210_1的顶表面反射,并且可以在显示装置10的显示方向上发射。在实施例中,第一电极210_1可以包括诸如Ag、Cu或Al的具有高的反射率的金属,并且第二电极220_1可以包括诸如ITO、IZO或ITZO的透明导电材料。
参照图34,在通过器件活性层33的顶表面发射的光束之中,光LL1可以通过发光元件ED的顶表面在显示装置10的显示方向上发射,并且因此可以穿过第二电极220_1。在通过器件活性层33的底表面发射的光束之中,光LL2可以通过发光元件ED的底表面发射并从第一电极210_1的顶表面反射。光LL2可以在显示装置10的显示方向上发射,并且因此可以穿过第二电极220_1。在通过器件活性层33的侧表面发射的光束之中,光LL3可以穿过器件绝缘膜38的被反射膜39围绕的部分,并且因此可以从反射膜39的内侧表面反射。光LL3可以通过发光元件ED的顶表面在显示装置10的显示方向上发射,并且因此可以穿过第二电极220_1。在通过器件活性层33的侧表面发射的光束之中,光LL4可以穿过器件绝缘膜38的被反射膜39暴露的部分,并且可以朝向粘合件40行进。然后,光LL4可以从第一电极210_1的顶表面反射,可以在显示装置10的显示方向上发射,并且因此可以穿过第二电极220_1。
在结束详细描述时,本领域技术人员将理解的是,在基本上不脱离公开的原理的情况下,可以对实施例进行许多变化和修改。因此,所公开的实施例仅在一般性和描述性含义上使用,而不是为了限制的目的。
Claims (27)
1.一种发光元件,所述发光元件包括:
发光元件芯,在一方向上延伸,所述发光元件芯包括第一半导体层、设置在所述第一半导体层上的第二半导体层以及设置在所述第一半导体层与所述第二半导体层之间的器件活性层;
器件绝缘膜,围绕所述发光元件芯的侧表面;以及
反射膜,设置在所述器件绝缘膜的外侧表面上并且至少围绕所述器件活性层的侧表面。
2.根据权利要求1所述的发光元件,其中,所述反射膜与所述器件活性层的所述侧表面完全叠置。
3.根据权利要求2所述的发光元件,其中,所述反射膜暴露所述器件绝缘膜的所述外侧表面的一部分。
4.根据权利要求2所述的发光元件,其中,
所述第一半导体层、所述器件活性层和所述第二半导体层在所述一方向上顺序地设置,并且
所述反射膜的在所述一方向上的长度短于所述发光元件芯的在所述一方向上的长度。
5.根据权利要求4所述的发光元件,其中,所述反射膜的在所述一方向上的所述长度大于所述器件活性层的厚度。
6.根据权利要求5所述的发光元件,其中,所述反射膜在所述器件活性层的所述侧表面上在所述一方向上延伸,并且甚至设置在所述第一半导体层的侧表面或所述第二半导体层的侧表面上。
7.根据权利要求6所述的发光元件,其中,
所述第一半导体层的在所述一方向上的厚度大于所述第二半导体层的在所述一方向上的厚度,
所述第一半导体层的所述侧表面包括:第一区域,被所述反射膜围绕;以及第二区域,被所述反射膜暴露,并且
所述第一区域的在所述一方向上的长度短于所述第二区域的在所述一方向上的长度。
8.根据权利要求4所述的发光元件,其中,
所述器件活性层包括:第一表面,面对所述发光元件芯的第一端表面;以及第二表面,面对所述发光元件芯的第二端表面,
所述发光元件芯的所述第一端表面是所述发光元件芯的在所述一方向上的一侧的表面,
所述发光元件芯的所述第二端表面是所述发光元件芯的在所述一方向上的另一侧的表面,并且
所述发光元件芯的所述第一端表面与所述器件活性层的所述第一表面之间的距离小于所述发光元件芯的所述第二端表面与所述器件活性层的所述第二表面之间的距离。
9.一种发光元件单元,所述发光元件单元包括:
多个发光元件,在第一方向上延伸,所述多个发光元件在垂直于所述第一方向的第二方向上彼此对准并彼此间隔开;以及
粘合件,围绕所述多个发光元件并固定所述多个发光元件,
其中,所述多个发光元件中的每个包括:
发光元件芯,包括第一半导体层、设置在所述第一半导体层上的第二半导体层以及设置在所述第一半导体层与所述第二半导体层之间的器件活性层;
器件绝缘膜,围绕所述发光元件芯的侧表面;以及
反射膜,设置在所述器件绝缘膜的外侧表面上并且至少围绕所述器件活性层的侧表面。
10.根据权利要求9所述的发光元件单元,其中,所述反射膜与所述器件活性层的所述侧表面完全叠置。
11.根据权利要求10所述的发光元件单元,其中,
所述第一半导体层、所述器件活性层和所述第二半导体层在所述第一方向上顺序地设置,并且
所述反射膜的在所述第一方向上的长度短于所述发光元件芯的在所述第一方向上的长度。
12.根据权利要求11所述的发光元件单元,其中,所述反射膜的在所述第一方向上的所述长度大于所述器件活性层的在所述第一方向上的厚度。
13.根据权利要求11所述的发光元件单元,其中,所述粘合件的在所述第一方向上的厚度小于所述发光元件芯的在所述第一方向上的所述长度。
14.根据权利要求9所述的发光元件单元,其中,
所述器件绝缘膜包括:第一区域,被所述反射膜围绕;以及第二区域,被所述反射膜暴露,并且
所述粘合件设置在所述器件绝缘膜的所述第二区域上,并且不设置在所述器件绝缘膜的所述第一区域上。
15.根据权利要求14所述的发光元件单元,其中,所述粘合件围绕所述第一半导体层并且不围绕所述第二半导体层或所述器件活性层。
16.根据权利要求15所述的发光元件单元,其中,所述反射膜接触所述粘合件的面对所述器件活性层的表面。
17.根据权利要求9所述的发光元件单元,其中,
所述粘合件使所述发光元件芯的端部暴露,并且
所述反射膜设置在所述发光元件芯的一端部上,但不设置在所述发光元件芯的另一端部上。
18.一种显示装置,所述显示装置包括:
第一电极和第二电极,设置在基底上以在第一方向上彼此间隔开;以及
多个发光元件,设置在所述第一电极与所述第二电极之间,所述多个发光元件在所述第一方向上延伸,
其中,所述多个发光元件中的每个包括:发光元件芯,在所述第一方向上延伸并且包括第一半导体层、设置在所述第一半导体层上的第二半导体层以及设置在所述第一半导体层与所述第二半导体层之间的器件活性层;器件绝缘膜,围绕所述发光元件芯的侧表面;以及反射膜,设置在所述器件绝缘膜的外侧表面上并且至少围绕所述器件活性层的侧表面。
19.根据权利要求18所述的显示装置,其中,所述反射膜与所述器件活性层的所述侧表面完全叠置。
20.根据权利要求19所述的显示装置,其中,
所述第一半导体层、所述器件活性层和所述第二半导体层在所述第一方向上顺序地设置,并且
所述反射膜的在所述第一方向上的长度短于所述发光元件芯的在所述第一方向上的长度。
21.根据权利要求20所述的显示装置,其中,
所述第一电极电连接到所述多个发光元件中的每个的第一端部,并且
所述第二电极电连接到所述多个发光元件中的每个的第二端部。
22.根据权利要求21所述的显示装置,其中,所述第一方向平行于所述基底的表面。
23.根据权利要求22所述的显示装置,所述显示装置还包括:
绝缘层,设置在所述多个发光元件上并暴露所述多个发光元件中的每个的端部。
24.根据权利要求21所述的显示装置,其中,所述第一方向平行于所述基底的厚度方向。
25.根据权利要求24所述的显示装置,所述显示装置还包括:
粘合件,围绕所述多个发光元件,所述粘合件固定所述多个发光元件。
26.根据权利要求25所述的显示装置,其中,所述粘合件在垂直于所述第一方向的第二方向上不与所述反射膜叠置。
27.根据权利要求25所述的显示装置,其中,
所述多个发光元件设置在所述第一电极上,并且
所述第二电极设置在所述多个发光元件上。
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