JP2019087746A - 高解像度ディスプレイ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】光効率及び色品質が向上した高解像度ディスプレイ装置を提供する。【解決手段】ディスプレイ装置３００は、基板３１０と、基板３１０上に順次に積層された第１半導体層３２１、活性層３２３及び第２半導体層３２２を含む発光層３２０と、発光層３２０上に設けられ、発光層３２０から発せられる光により、所定色相の光を放出する複数の色変換層３６０Ｂ，３６０Ｒ，３６０Ｇと、を含み、発光層３２０は、複数の色変換層３６０Ｂ，３６０Ｒ，３６０Ｇに対応するように設けられる。【選択図】図４

Description

本発明は、ディスプレイ装置に係り、詳細には、光効率及び色品質が向上した高解像度ディスプレイ装置に関する。
ディスプレイ装置として、ＬＣＤ（liquid crystal display）やＯＬＥＤ（organic light emitting diode）ディスプレイなどが汎用されている。最近では、マイクロＬＥＤ（micro-light emitting diode）を利用し、高解像度ディスプレイ装置を製作する技術が脚光を浴びている。しかし、マイクロＬＥＤを利用した高解像度ディスプレイ装置を製作するためには、高効率の小型ＬＥＤチップを製作しなければならず、小型ＬＥＤチップを適切な位置に配列させるために、高難易度の転写（transfer）技術が要求される。
韓国公開特許２０１７−００８４１３９号公報 韓国登録特許１５２４７２６号公報 韓国公開特許２０１７−００２２７５６号公報
本発明が解決しようとする課題は、光効率及び色品質が向上した高解像度ディスプレイ装置を提供することである。
一側面において、
基板と、
前記基板上に順次に積層された第１半導体層、活性層及び第２半導体を含む発光層と、
前記発光層上に設けられ、前記発光層から発せられる光によって所定色相の光を放出する複数の色変換層（color converting layer）と、を含み、
前記発光層は、前記複数の色変換層に対応するように設けられるディスプレイ装置が提供される。
前記ディスプレイ装置は、前記第１半導体層と電気的に連結されるように設けられる少なくとも１つの第１電極と、前記第２半導体層と電気的に連結されるように設けられる複数の第２電極と、を含んでもよい。
前記第２電極と接触する前記第２半導体層の接触領域周囲は、一定深さ以下にエッチングされる。
前記各第１電極は、前記複数の色変換層のうち少なくとも１層に対応するように設けられ、共通電極（common electrode）を構成し、前記複数の第２電極は、前記複数の色変換層に一対一対応するようにも設けられる。前記複数の第２電極は、それぞれ薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）にも連結される。
前記ディスプレイ装置は、前記第２半導体層上に設けられ、前記複数の第２電極から、前記第２半導体層に注入される電流を制限する電流注入制限層をさらに含んでもよい。
前記電流注入制限層のオープンされた部分を介して、前記第２電極と接触する前記第２半導体層の接触領域周囲は、一定深さ以下にもエッチングされる。
前記電流注入制限層は、絶縁膜を含んでもよい。
前記電流注入制限層は、多層絶縁膜を含んでもよい。前記多層絶縁膜は、屈折率が互いに異なる複数層を含んでもよい。
前記電流注入制限層は、絶縁膜、及び前記絶縁膜内部に設けられる金属反射層を含んでもよい。前記電流注入制限層は、前記第２半導体層上に設けられる金属反射層、及び前記金属反射層を覆うように設けられる絶縁膜を含んでもよい。前記金属反射層は、第１金属層と、前記第１金属層上に設けられるものであり、前記第１金属層より高い反射率を有する第２金属層と、を含んでもよい。
前記ディスプレイ装置は、前記複数の第２電極と、前記複数の色変換層との間に設けられるものであり、前記発光層から発せられる光は透過させ、前記複数の色変換層から発せられる光は、反射させる選択的透明絶縁層をさらに含んでもよい。
前記ディスプレイ装置は、前記複数の色変換層上に設けられ、特定色相の光を遮断する選択的遮断層をさらに含んでもよい。
前記ディスプレイ装置は、前記基板と前記第１半導体層との間、または前記第１半導体の内部に設けられる光吸収層をさらに含んでもよい。
前記ディスプレイ装置は、前記基板と前記第１半導体層との間に設けられるものであり、光反射低減のための屈折率整合層（index matching layer）をさらに含んでもよい。屈折率整合層は、ＡｌＮを含んでもよい。
前記ディスプレイ装置は、前記基板の下面に設けられる光吸収部材をさらに含んでもよい。
前記第１半導体層及び第２半導体層は、それぞれｎ−ＧａＮ及びｐ−ＧａＮを含み、前記活性層は、多重量子井戸（ＭＱＷ：multi quantum well）構造を有することができる。
前記発光層は、青色光を発生させることができる。ここで、前記複数の色変換層は、前記青色光によって励起され、赤色光を放出する赤色変換層、前記青色光によって励起されて緑色光を放出する緑変換層、及び前記青色光を透過させる青色透過層を含んでもよい。
前記発光層は、紫外線（ＵＶ）を発生させることができる。ここで、前記複数の色変換層は、前記紫外線によって励起されて赤色光を放出する赤色変換層、前記紫外線によって励起されて緑色光を放出する緑変換層、及び前記紫外線によって励起され青色光を放出する青色変換層を含んでもよい。
前記発光層は、前記基板上に、前記第１半導体層、前記活性層及び前記第２半導体層を順次に成長させて形成される。
本発明によれば、１層の活性層を複数の色変換層に対応するように形成することにより、活性層が露出される面積を最小化させることができるので、光効率を向上させることができる。また、電流注入制限層を利用し、電極と接触する半導体層の接触領域を低減させ、活性層の発光領域を減少させることにより、所望しない光の発光を防止することができるので、色品質を向上させることができる。電流注入制限層は、多層絶縁膜によって構成するか、あるいは絶縁膜、及び該絶縁膜の内部に設けられる金属反射層から構成することにより、色品質をさらに向上させることができる。そして、電極と接触する半導体層の接触領域周囲を一定深さ以下にエッチングすることにより、電極を介して半導体層に注入される電流が側面に広がることを減らすことができる。また、成長により、基板に直接発光層を形成することができるので、既存のＬＥＤチップを転写させる工程は、不要である。
例示的な実施形態によるディスプレイ装置を図示した断面図である。 図１のＤ部分を拡大して図示した図面である。 他の例示的な実施形態によるディスプレイ装置を図示した断面図である。 さらに他の例示的な実施形態によるディスプレイ装置を図示した断面図である。 図４のＥ部分を拡大して図示した図面である。 さらに他の例示的な実施形態によるディスプレイ装置を図示した断面図である。 さらに他の例示的な実施形態によるディスプレイ装置を図示した断面図である。 さらに他の例示的な実施形態によるディスプレイ装置を図示した断面図である。 さらに他の例示的な実施形態によるディスプレイ装置を図示した断面図である。 さらに他の例示的な実施形態によるディスプレイ装置を図示した断面図である。 電流注入制限層の物質による反射度を図示したグラフである。 さらに他の例示的な実施形態によるディスプレイ装置を図示した断面図である。 さらに他の例示的な実施形態によるディスプレイ装置を図示した断面図である。 さらに他の例示的な実施形態によるディスプレイ装置を図示した断面図である。 さらに他の例示的な実施形態によるディスプレイ装置を図示した断面図である。 さらに他の例示的な実施形態によるディスプレイ装置を図示した断面図である。 さらに他の例示的な実施形態によるディスプレイ装置を図示した斜視図である。 図１７に図示されたディスプレイ装置の変形例を図示した斜視図である。 図１７に図示されたディスプレイ装置の回路構成を図示した平面図である。
以下、添付された図面を参照し、本発明の実施形態について詳細に説明する。以下の図面において、同一参照符号は、同一構成要素を指し、図面上において、各構成要素の大きさは、説明の明瞭性及び便宜さのために誇張されてもいる。一方、以下で説明される実施形態は、ただ例示的なものに過ぎず、そのような実施形態から多様な変形が可能である。
以下において、「上部」や「上」と記載されたところは、接触して真上にあるものだけではなく、非接触で上にあるものも含んでもよい。
単数の表現は、文脈上明白に異なって意味しない限り、複数の表現を含む。また、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、それは、特別に反対となる記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいということを意味する。
「前記」の用語、及びそれと類似した指示用語の使用は、単数及び複数のいずれにも該当する。
方法を構成する段階について、明白に順序を記載する、あるいは反対となる記載がなければ、前記段階は、適切な順序で実行される。必ずしも前記段階の記載順序に限定されるものではない。全ての例、または例示的な用語（例えば、など）の使用は、単に技術的思想にういて詳細に説明するためのものであり、特許請求の範囲によって限定されない以上、前記例、または例示的な用語によって範囲が限定されるものではない。
図１は、例示的な実施形態によるディスプレイ装置を図示した断面図であり、図２は、図１のＤ部分を拡大して図示したものである。
図１及び図２を参照すれば、ディスプレイ装置１００は、複数のピクセル（Pixel）を含む。図１には、便宜上、２個のピクセルだけが例示的に図示されている。そのようなピクセルそれぞれは、互いに異なる色相のサブピクセルを含んでもよい。具体的には、該ピクセルそれぞれは、赤色サブピクセルＳＲ、緑色サブピクセルＳＧ及び青色サブピクセルＳＢを含んでもよい。
ディスプレイ装置１００は、基板１１０と、基板１１０の上部に設けられる発光層１２０と、発光層１２０の上部に設けられる複数の色変換層（color converting layer）１６０Ｒ，１６０Ｇ，１６０Ｂと、を含んでもよい。
基板１１０は、その上に発光層１２０を成長させるための成長用基板にもなる。この基板１１０は、一般的な半導体工程で使用される多様な材質の基板を含んでもよい。例えば、基板１１０としては、シリコン基板またはサファイア基板が使用される。しかし、それは、ただ、例示的なものであり、それら以外にも、基板１１０には、他の多様な材質が使用されもする。
基板１１０の上面には、青色光Ｂを放出する発光層１２０が設けられている。ここで、発光層１２０は、無機物基盤のＬＥＤ層（light emitting diode layer）にもなる。発光層１２０は、基板１１０の上面に、第１半導体層１２１、活性層１２３及び第２半導体層１２２を順次に成長させることによっても形成される。
第１半導体層１２１は、基板１１０の上面にも設けられる。第１半導体層１２１は、例えば、ｎ型半導体を含んでもよい。しかし、必ずしもそれに限定されるものではなく、場合によっては、第１半導体層１２１は、ｐ型半導体を含んでもよい。第１半導体層１２１は、ＩＩＩ−Ｖ族系のｎ型半導体、例えば、ｎ−ＧａＮを含んでもよい。そのような第１半導体層１２１は、単層構造または多層構造を有することができる。
活性層１２３は、第１半導体層１２１の上面にも設けられる。活性層１２３は、電子と正孔とが結合しながら、青色光Ｂを発生させることができる。活性層１２３は、多重量子井戸（ＭＱＷ：multi-quantum well）構造を有することができる。しかし、必ずしもそれに限定されるものではなく、場合によっては、単一量子井戸（ＳＱＷ：single-quantum well）構造を有することもできる。そのような活性層１２３は、ＩＩＩ−Ｖ族系の半導体、例えば、ＧａＮを含んでもよい。一方、図面においては、活性層１２３が二次元薄膜形態に形成された場合が例示的に図示されているが、それに限定されるものではなく、活性層１２３は、マスクを利用した成長を介して、ロッド（rod）構造またはピラミッド（pyramid）構造の三次元形態にも形成される。
第２半導体層１２２は、活性層１２３の上面にも設けられる。第２半導体層１２２は、例えば、ｐ型半導体を含んでもよい。しかし、必ずそれに限定されるものではなく、場合によっては、第２半導体層１２２は、ｎ型半導体を含んでもよい。第２半導体層１２２は、ＩＩＩ−Ｖ族系のｐ型半導体、例えば、ｐ−ＧａＮを含んでもよい。そのような第２半導体層１２２は、単層構造または多層構造を有することができる。
発光層１２０の上部には、発光層１２０の活性層１２３から放出される青色光Ｂにより、所定色相の光を放出する複数の色変換層１６０Ｒ，１６０Ｇ，１６０Ｂが設けられている。複数の色変換層１６０Ｒ，１６０Ｇ，１６０Ｂは、基板１１０で成長された１層の発光層１２０に対応しても設けられる。具体的には、複数の色変換層１６０Ｒ，１６０Ｇ，１６０Ｂは、赤色変換層１６０Ｒ、緑色変換層１６０Ｇ及び青色透過層１６０Ｂを含んでもよい。ここで、赤色変換層１６０Ｒ、緑色変換層１６０Ｇ及び青色透過層１６０Ｂは、赤色サブピクセルＳＲ、緑色サブピクセルＳＧ及び青色サブピクセルＳＢに対応する。
赤色変換層１６０Ｒは、活性層１２３から放出される青色光Ｂを、赤色光Ｒに変化させて放出することができる。そのような赤色変換層１６０Ｒは、青色光Ｂによって励起されて赤色光Ｒを放出する所定サイズの量子点（ＱＤ：quantum dots）を含んでもよい。該量子点は、コア部及びシェル部を有するコア・シェル（core-shell）構造を有することができ、また、シェルがいない粒子構造を有することもできる。コア・シェル構造は、シングル・シェル（single-shell）またはマルチ・シェル（multi-shell）を有することができる。マルチ・シェルは、例えば、ダブル・シェル（double-shell）でもある。
該量子点は、例えば、ＩＩ−ＶＩ族系半導体、ＩＩＩ−Ｖ族系半導体、ＩＶ−ＶＩ族系半導体、ＩＶ族系半導体及びグラフェン量子点のうち少なくとも一つを含んでもよい。具体的な例として、該量子点は、Ｃｄ、Ｓｅ、Ｚｎ、Ｓ及びＩｎＰのうち少なくとも一つを含んでもよいが、それに限定されるものではない。各量子点は、数十ｎｍ以下の直径、例えば、約１０ｎｍ以下の径を有することができる。また、赤色変換層１６０Ｒは、活性層１２３から放出される青色光Ｂによって励起され、赤色光Ｒを放出する蛍光体（phosphor）を含んでもよい。一方、赤色変換層１６０Ｒは、透過特性にすぐれるフォトレジスト（photoresist）や、赤色光Ｒを均一に放出させる光散乱剤をさらに含んでもよい。
緑色変換層１６０Ｇは、活性層１２３から放出される青色光Ｂを緑色光Ｇに変化させて放出することができる。そのような緑色変換層１６０Ｇは、青色光Ｂによって励起され、緑色光Ｇを放出する所定サイズの量子点を含んでもよい。また、緑色変換層１６０Ｇは、活性層１２３から放出される青色光Ｂによって励起され、緑色光Ｇを放出する蛍光体を含んでもよい。一方、緑色変換層１６０Ｇは、フォトレジストや光散乱剤をさらに含んでもよい。
青色透過層１６０Ｂは、活性層１２３から放出される青色光Ｂを透過させ、外部に放出することができる。そのような青色透過層１６０Ｂは、フォトレジストや光散乱剤をさらに含んでもよい。一方、赤色変換層１６０Ｒ、緑色変換層１６０Ｇ及び青色透過層１６０Ｂの間には、光吸収のためのブラックマトリックス（black matrix）１７０が設けられる。ブラックマトリックス１７０は、赤色変換層１６０Ｒ、緑色変換層１６０Ｇ及び青色透過層１６０Ｂの間のクロストーク（crosstalk）を防止し、コントラスト（contrast）を向上させる役割を行うことができる。
発光層１２０には、第１半導体層１２１と電気的に連結される第１電極１３１と、第２半導体層１２２と電気的に連結される複数の第２電極１３２と、が設けられている。第１半導体層１２１及び第２半導体層１２２がそれぞれｎ型半導体及びｐ型半導体を含む場合、第１電極１３１及び第２電極１３２は、それぞれｎ型電極及びｐ型電極にもなる。
第１電極１３１は、サブピクセルＳＲ，ＳＧ，ＳＢに対する共通電極（common electrode）にもなる。具体的には、発光層１２０には、第２半導体層１２２、活性層１２３及び第１半導体層１２１を順次にエッチングし、第１半導体層１２１を露出させる溝（groove）１２０ａが所定深さに形成されている。第１電極１３１は、溝１２０ａを介して露出された第１半導体層１２１と接触するようにも設けられる。一方、溝１２０ａの内壁には、第１電極１３１を、第１半導体層１２１及び活性層１２３と絶縁させるための絶縁物質が設けられてもよい。
図１には、第１電極１３１が、６個のサブピクセルＳＲ，ＳＧ，ＳＢに対して共通して対応するように設けられる場合が例示的に図示されている。しかし、それは、単に例示的なものであり、１つの第１電極１３１に共通して対応するサブピクセルＳＲ，ＳＧ，ＳＢの個数は、多様にも変形される。そのような第１電極１３１は、導電性にすぐれる物質を含んでもよい。
複数の第２電極１３２は、第２半導体層１２２にも設けられる。ここで、複数の第２電極１３２は、複数のサブピクセルＳＲ，ＳＧ，ＳＢ、すなわち、複数の色変換層１６０Ｒ，１６０Ｇ，１６０Ｂと一対一対応するようにも設けられる。そのような第２電極１３２は、赤色変換層１６０Ｒ、緑色変換層１６０Ｇ及び青色透過層１６０Ｂの下部にもそれぞれ設けられる。第２電極１３２は、透明な導電性物質を含んでもよい。例えば、第２電極１３２は、ＩＴＯ（indium tin oxide）、ＺｎＯ、ＩＺＯ（indium zinc oxide）、Ａｇ、Ａｕ、グラフェンまたはナノワイヤなどを含んでもよい。しかし、それらに限定されるものではない。
第２半導体層１２２には、複数の第２電極１３２と電気的に連結された複数の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：thin film transistor）１４０が設けられている。そのような薄膜トランジスタ１４０は、複数のサブピクセルＳＲ，ＳＧ，ＳＢのうち、所望する少なくとも１つのサブピクセルＳＲ，ＳＧ，ＳＢを選択的に駆動させる役割を行う。この薄膜トランジスタ１４０は、ブラックマトリックス１７０の下部にも設けられる。
第２半導体層１２２には、第２電極１３２から第２半導体層１２２に注入される電流が横に広がることを防止するためのエッチング領域１２５が、所定深さにも形成される。このエッチング領域１２５は、第２電極１３２と接触する第２半導体層１２２の接触領域周囲を、一定深さ以下にエッチングすることによっても形成される。このエッチング領域１２５には、絶縁物質が設けられてもよい。エッチング領域１２５は、例えば、第２半導体層１２２厚さの１／２または２／３ほどの深さにも形成されるが、それに限定されるものではない。複数の第２電極１３２、及び複数の薄膜トランジスタ１４０を覆うようにも絶縁層１５０が設けられる。
前述のような構造において、例えば、赤色サブピクセルＳＲに対応する薄膜トランジスタ１４０が駆動し、共通電極である第１電極１３１と、赤色サブピクセルＳＲに対応する第２電極１３２との間に、所定電圧が印加されれば、赤色変換層１６０Ｒの下部に位置する活性層１２３から青色光Ｂが放出され、そのように放出された青色光Ｂが、赤色変換層１６０Ｒに入射されれば、赤色変換層１６０Ｒは、赤色光Ｒを外部に放出するようになる。また、例えば、緑色サブピクセルＳＧに対応する薄膜トランジスタ１４０が駆動し、共通電極である第１電極１３１と、緑色サブピクセルＳＧに対応する第２電極１３２との間に所定電圧が印加されれば、緑色変換層１６０Ｇの下部に位置する活性層１２３から青色光Ｂが放出され、そのように放出される青色光Ｂが、緑色変換層１６０Ｇに入射されれば、緑色変換層１６０Ｇは、緑色光Ｇを外部に放出するようになる。
そして、例えば、青色サブピクセルＳＢに対応する薄膜トランジスタ１４０が駆動し、共通電極である第１電極１３１と、青色サブピクセルＳＢに対応する第２電極１３２との間に所定電圧が印加されれば、青色透過層１６０Ｂの下部に位置する活性層１２３から青色光Ｂが放出され、そのように放出される青色光Ｂは、青色透過層１６０Ｂを透過し、外部に放出されるようになる。図２には、赤色変換層１６０Ｒ、緑色変換層１６０Ｇ及び青色透過層１６０Ｂから、それぞれ赤色光Ｒ、緑色光Ｇ及び青色光Ｂが外部に放出される場合が例示的に図示されている。
既存の高解像度ディスプレイ装置を具現するためには、サブピクセルに対応する小型ＬＥＤチップを別途に製作しなければならず、そのように製作された小型ＬＥＤチップを、適切な位置に転写させることが必要になる。その場合、発光領域である活性層が、サブピクセル別に互いに分離することにより、活性層の露出面積が増大し、光効率が落ちるという問題があり、小型ＬＥＤチップを正確な位置に転写させる工程は、高い難易度が要求される。本実施形態によるディスプレイ装置においては、１層の発光層（具体的には、活性層）に対応し、複数のサブピクセルが設けられることにより、発光領域である活性層が、サブピクセル別に分離されず、それにより、光効率が向上する。また、第２電極と接触する第２半導体層の接触領域周囲は、一定深さ以下にエッチングされることにより、第２電極から注入される電流が横に広がることを防止することができる。そして、発光層の成長により、基板に直接形成されるので、既存の高い難易度を有する転写工程は、必要ではなくなる。
図３は、他の例示的な実施形態によるディスプレイ装置を図示した断面図である。以下においては、前述の実施形態と異なる点を中心に説明する。
図３を参照すれば、ディスプレイ装置２００は、基板２１０と、基板２１０の上部に設けられる発光層２２０と、発光層２２０の上部に設けられる複数の色変換層２６０Ｒ，２６０Ｇ，２６０Ｂと、を含んでもよい。基板２１０としては、例えば、シリコン基板またはサファイア基板が使用されもするが、それらに限定されるものではない。
基板２１０には、紫外線（ＵＶ）を放出する発光層２２０が設けられている。この発光層２２０は、無機物基盤のＬＥＤ層にもなる。発光層２２０は、基板２１０の上面に、第１半導体層２２１、活性層２２３及び第２半導体層２２２を順次に成長させることによっても形成される。
基板２１０の上面に設けられる第１半導体層２２１は、例えば、ｎ型半導体を含んでもよい。具体的には、第１半導体層２２１は、ＩＩＩ−Ｖ族系のｎ型半導体、例えば、ｎ−ＧａＮを含んでもよい。第１半導体層２２１の上面に設けられる活性層２２３は、電子と正孔とが結合しながら、紫外線（ＵＶ）を発生させることができる。そのような活性層２２３は、例えば、多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有することができる。活性層２２３は、ＩＩＩ−Ｖ族系の半導体、例えば、ＧａＮを含んでもよい。活性層２２３の上面に設けられる第２半導体層２２２は、例えば、ｐ型半導体を含んでもよい。具体的には、第２半導体層２２２は、ＩＩＩ−Ｖ族系のｐ型半導体、例えば、ｐ−ＧａＮを含んでもよい。
発光層２２０の上部には、活性層２２３から放出される紫外線（ＵＶ）により、所定色相の光を放出する複数の色変換層２６０Ｒ，２６０Ｇ，２６０Ｂが設けられている。ここで、複数の色変換層２６０Ｒ，２６０Ｇ，２６０Ｂは、１層の発光層２２０に対応しても設けられる。複数の色変換層２６０Ｒ，２６０Ｇ，２６０Ｂは、赤色変換層２６０Ｒ、緑色変換層２６０Ｇ及び青色変換層２６０Ｂを含んでもよい。ここで、赤色変換層２６０Ｒ、緑色変換層２６０Ｇ及び青色変換層２６０Ｂは、それぞれ赤色サブピクセルＳＲ、緑色サブピクセルＳＧ及び青色サブピクセルＳＢに対応する。
赤色変換層２６０Ｒは、活性層２２３から放出される紫外線（ＵＶ）を赤色光Ｒに変化させて放出することができる。そのような赤色変換層２６０Ｒは、紫外線（ＵＶ）によって励起され、赤色光Ｒを放出する所定サイズの量子点を含んでもよい。該量子点は、例えば、コア・シェル構造を有することができる。該量子点は、例えば、ＩＩ−ＶＩ族系半導体、ＩＩＩ−Ｖ族系半導体、ＩＶ−ＶＩ族系半導体、ＩＶ族系半導体及びグラフェン量子点のうち少なくとも一つを含んでもよい。具体的な例として、該量子点は、Ｃｄ、Ｓｅ、Ｚｎ、Ｓ及びＩｎＰのうち少なくとも一つを含んでもよいが、それらに限定されるものではない。緑色変換層２６０Ｇは、活性層２２３から放出される紫外線（ＵＶ）を緑色光Ｇに変化させて放出することができる。そのような緑色変換層２６０Ｇは、紫外線（ＵＶ）によって励起され、緑色光Ｇを放出する所定サイズの量子点を含んでもよい。青色変換層２６０Ｂは、活性層２２３から放出される紫外線（ＵＶ）を青色光Ｂに変化させて放出することができる。そのような青色変換層２６０Ｂは、紫外線（ＵＶ）によって励起され、青色光Ｂを放出する所定サイズの量子点を含んでもよい。一方、赤色変換層２６０Ｒ、緑色変換層２６０Ｇ及び青色変換層２６０Ｂの間には、光吸収のためのブラックマトリックス２７０が設けられてもよい。
発光層２２０には、第１半導体層２２１と電気的に連結される第１電極（図示せず）と、第２半導体層２２２と電気的に連結される複数の第２電極２３２と、が設けられている。第１半導体層２２１及び第２半導体層２２２がそれぞれｎ型半導体及びｐ型半導体を含む場合、第１電極（図示せず）及び第２電極２３２は、それぞれｎ型電極及びｐ型電極にもなる。
前述のように、第１電極は、複数のサブピクセルＳＲ，ＳＧ，ＳＢに対する共通電極にもなる。具体的には、発光層２２０には、第１半導体層２２１を露出させる溝（図示せず）が所定深さに形成されており、該溝を介して露出された第１半導体層２２１と接触するように、第１電極（図示せず）が設けられる。そのような第１電極に共通して対応するサブピクセルＳＲ，ＳＧ，ＳＢの個数は、多様にも変形される。
複数の第２電極２３２は、複数のサブピクセルＳＲ，ＳＧ，ＳＢ（すなわち、複数の色変換層２６０Ｒ，２６０Ｇ，２６０Ｂ）と一対一対応するように、第２半導体層２２２にも設けられる。第２電極２３２は、透明な導電性物質を含んでもよい。また、第２半導体層２２２には、複数の第２電極２３２と電気的に連結された複数の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２４０が設けられている。
第２半導体層２２２には、第２電極２３２から第２半導体層２２２に注入される電流が横に広がることを防止するためのエッチング領域２２５が所定深さにも形成される。このエッチング領域２２５は、第２電極２３２と接触する第２半導体層２２２の接触領域周囲を、一定深さ以下にエッチングすることによっても形成される。複数の第２電極２３２、及び複数の薄膜トランジスタ２４０を覆うようにも絶縁層が設けられる。
前述のような構造において、例えば、赤色サブピクセルＳＲに対応する薄膜トランジスタ２４０が駆動し、共通電極である第１電極と、赤色サブピクセルＳＲに対応する第２電極２３２との間に所定電圧が印加されれば、赤色変換層２６０Ｒの下部に位置する活性層２２３から紫外線（ＵＶ）が放出され、そのように放出される紫外線（ＵＶ）が赤色変換層２６０Ｒに入射されれば、赤色変換層２６０Ｒは、赤色光Ｒを外部に放出するようになる。また、例えば、緑色サブピクセルＳＧに対応する薄膜トランジスタ２４０が駆動し、共通電極である第１電極と、緑色サブピクセルＳＧに対応する第２電極２３２との間に所定電圧が印加されれば、緑色変換層２６０Ｇの下部に位置する活性層２２３から紫外線（ＵＶ）が放出され、そのように放出される紫外線（ＵＶ）が緑色変換層２６０Ｇに入射されれば、緑色変換層２６０Ｇは、緑色光Ｇを外部に放出するようになる。
そして、例えば、青色サブピクセルＳＢに対応する薄膜トランジスタ２４０が駆動し、共通電極である第１電極と、青色サブピクセルＳＢに対応する第２電極２３２との間に所定電圧が印加されれば、青色変換層２６０Ｂの下部に位置する活性層２２３から紫外線（ＵＶ）が放出され、そのように放出される紫外線（ＵＶ）が青色変換層２６０Ｂに入射されれば、青色変換層２６０Ｂは、青色光Ｂを外部に放出するようになる。図３には、赤色変換層２６０Ｒ、緑色変換層２６０Ｇ及び青色変換層２６０Ｂから、それぞれ赤色光Ｒ、緑色光Ｇ及び青色光Ｂが外部に放出される場合が例示的に図示されている。
本実施形態によるディスプレイ装置２００においても、前述の実施形態のように、１層の発光層２２０に対応し、複数のサブピクセルＳＲ，ＳＧ，ＳＢが設けられることにより、発光領域である活性層２２３が、サブピクセルＳＲ，ＳＧ，ＳＢ別に分離されず、光効率が向上する。
図４は、さらに他の例示的な実施形態によるディスプレイ装置を図示した断面図である。図５は、図４のＥ部分を拡大して図示したものである。以下においては、前述の実施形態と異なる点を中心に説明する。
図４及び図５を参照すれば、ディスプレイ装置３００は、複数のピクセルを含み、このピクセルそれぞれは、赤色サブピクセルＳＲ、緑色サブピクセルＳＧ及び青色サブピクセルＳＢを含んでもよい。基板３１０の上部には、発光層３２０が設けられており、発光層３２０の上部には、複数の色変換層３６０Ｒ，３６０Ｇ，３６０Ｂが設けられている。
基板３１０としては、成長用基板、例えば、シリコン基板またはサファイア基板が使用される。この基板３１０の上面には、青色光Ｂを放出する発光層３２０が設けられている。この発光層３２０は、基板３１０の上面に、第１半導体層３２１、活性層３２３及び第２半導体層３２２を順次に成長させることによっても形成される。
基板３１０の上面に設けられる第１半導体層３２１は、例えば、ｎ型半導体を含んでもよい。そのような第１半導体層３２１は、ＩＩＩ−Ｖ族系のｎ型半導体、例えば、ｎ−ＧａＮを含んでもよい。第１半導体層３２１の上面に設けられる活性層３２３は、電子と正孔とが結合しながら、青色光Ｂを発生させることができる。そのような活性層３２３は、例えば、多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有することができる。活性層３２３は、二次元薄膜形態または三次元形態にも形成される。第２半導体層３２２は、活性層３２３の上面にも設けられる。第２半導体層３２２は、例えば、ｐ型半導体を含んでもよい。そのような第２半導体層３２２は、ＩＩＩ−Ｖ族系のｐ型半導体、例えば、ｐ−ＧａＮを含んでもよい。
発光層３２０の上部には、発光層３２０の活性層３２３から放出される青色光Ｂにより、所定色相の光を放出する複数の色変換層３６０Ｒ，３６０Ｇ，３６０Ｂが設けられている。ここで、複数の色変換層３６０Ｒ，３６０Ｇ，３６０Ｂは、基板３１０で成長された１層の発光層３２０に対応しても設けられる。具体的には、複数の色変換層３６０Ｒ，３６０Ｇ，３６０Ｂは、赤色変換層３６０Ｒ、緑色変換層３６０Ｇ及び青色透過層３６０Ｂを含んでもよい。ここで、赤色変換層３６０Ｒ、緑色変換層３６０Ｇ及び青色透過層３６０Ｂは、赤色サブピクセルＳＲ、緑色サブピクセルＳＧ及び青色サブピクセルＳＢに対応する。
赤色変換層３６０Ｒは、活性層３２３から放出される青色光Ｂを赤色光Ｒに変化させて放出することができる。そのような赤色変換層３６０Ｒは、所定サイズの量子点または蛍光体を含んでもよい。緑色変換層３６０Ｇは、活性層３２３から放出される青色光Ｂを緑色光Ｇに変化させて放出することができる。そのような緑色変換層３６０Ｇは、所定サイズの量子点または蛍光体を含んでもよい。青色透過層３６０Ｂは、活性層３２３から放出される青色光Ｂを透過させ、外部に放出することができる。一方、赤色変換層３６０Ｒ、緑色変換層３６０Ｇ及び青色透過層３６０Ｂの間には、光吸収のためのブラックマトリックス３７０が設けられてもよい。
発光層３２０には、第１半導体層３２１と電気的に連結される第１電極３３１と、第２半導体層３２２と電気的に連結される複数の第２電極３３２と、が設けられている。第１半導体層３２１及び第２半導体層３２２がそれぞれｎ型半導体及びｐ型半導体を含む場合、第１電極３３１及び第２電極３３２は、それぞれｎ型電極及びｐ型電極にもなる。
第１電極３３１は、サブピクセルＳＲ，ＳＧ，ＳＢに対する共通電極にもなる。具体的には、発光層３２０には、第２半導体層３２２、活性層３２３及び第１半導体層３２１を順次にエッチングし、第１半導体層３２１を露出させる溝３２０ａが所定深さに形成されている。第１電極３３１は、溝３２０ａを介して露出された第１半導体層３２１と接触するようにも設けられる。一方、溝３２０ａの内壁には、第１電極３３１を、第１半導体層３２１及び活性層３２３と絶縁させるための絶縁物質が設けられる。
図４には、第１電極３３１が６個のサブピクセルＳＲ，ＳＧ，ＳＢに対して共通して対応するように設けられる場合が例示的に図示されている。しかし、それは、単に、例示的なものであり、１つの第１電極３３１に共通して対応するサブピクセルＳＲ，ＳＧ，ＳＢの個数は、多様にも変形される。
複数の第２電極３３２は、第２半導体層３２２にも設けられる。複数の第２電極３３２は、複数のサブピクセルＳＲ，ＳＧ，ＳＢ、すなわち、複数の色変換層３６０Ｒ，３６０Ｇ，３６０Ｂと一対一対応するようにも設けられる。そのような第２電極３３２は、赤色変換層３６０Ｒ、緑色変換層３６０Ｇ及び青色透過層３６０Ｂの下部にもそれぞれ設けられる。第２電極３３２は、透明な導電性物質を含んでもよい。例えば、第２電極３３２は、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＩＺＯ、Ａｇ、Ａｕ、グラフェンまたはナノワイヤなどを含んでもよい。第２半導体層３２２には、複数の第２電極３３２と電気的に連結された複数の薄膜トランジスタ３４０が設けられている。そのような薄膜トランジスタ３４０は、ブラックマトリックス３７０の下部にも設けられる。
第２半導体層３２２には、第２電極３３２から第２半導体層３２２に注入される電流を制限する電流注入制限層３３７が設けられている。特定の色変換層３６０Ｒ，３６０Ｇ，３６０Ｂの下部に位置した活性層３２３から発せられた青色光Ｂは、側面にも移動することができ、その場合、周辺の色変換層３６０Ｒ，３６０Ｇ，３６０Ｂから所望しない色相の光が外部に放出されることにより、色品質が落ちてしまう。
それを防止するために、本実施形態においては、第２半導体層３２２に電流注入制限層３３７が設けられている。電流注入制限層３３７は、第２電極３３２と接触する第２半導体層３２２の接触領域を低減させる役割を行うことができる。その場合、電流注入制限層３３７により、第２電極３３２と接触する第２半導体層３２２の接触領域は、各色変換層３６０Ｒ，３６０Ｇ，３６０Ｂより小さい面積を有し、色変換層３６０Ｒ，３６０Ｇ，３６０Ｂの中心部に対応するようにも設けられる。そのような電流注入制限層３３７により、第２電極３３２から第２半導体層３２２に注入される電流が制限され、それにより、特定色変換層３６０Ｒ，３６０Ｇ，３６０Ｂの下部に位置した活性層３２３から発せられる青色光Ｂの発光領域が減少する。それにより、特定色変換層３６０Ｒ，３６０Ｇ，３６０Ｂの下部に位置した活性層３２３から発せられた青色光Ｂが、周辺の他の色変換層３６０Ｒ，３６０Ｇ，３６０Ｂの方に進み、所望しない色相の光を発光させて色品質を落とすことを最小化させることができる。
電流注入制限層３３７は、所定厚の絶縁膜を含んでもよい。ここで、該絶縁膜は、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、Ａｌ２Ｏ３またはＴｉＯ２などを含んでもよいが、それらに限定されるものではない。
第２半導体層３２２には、第２電極３３２から第２半導体層３２２に注入される電流が横に広がることを防止するためのエッチング領域３２５が、所定深さにも形成される。このエッチング領域３２５は、電流注入制限層３３７のオープンされた部分を介し、第２電極３３２と接触する第２半導体層３２２の接触領域周囲を一定深さ以下にエッチングすることによっても形成される。そのようなエッチング領域３２５には、絶縁物質が設けられてもよい。複数の第２電極３３２、複数の薄膜トランジスタ３４０及び電流注入制限層３３７を覆うように、絶縁層３５０が設けられもする。
基板３１０の下面には、光吸収部材３８０がさらに設けられてもよい。光吸収部材３８０は、活性層３２３から発せられ、基板３１０を透過する青色光Ｂを吸収することにより、基板３１０の下面で青色光Ｂが反射され、基板３１０の上部側に進むことを防止することができる。光吸収部材３８０は、基板３１０と類似した屈折率を有する物質を含んでもよい。例えば、光吸収部材３８０は、ポリマー系の物質を含んでもよい。
図５には、赤色変換層３６０Ｒから赤色光Ｒが放出される場合が例示的に図示されている。図５を参照すれば、赤色サブピクセルＳＲに対応する薄膜トランジスタ３４０が駆動し、共通電極である第１電極３３１と、赤色サブピクセルＳＲに対応する第２電極３３２との間に所定電圧が印加されれば、赤色変換層３６０Ｒの下部に位置する活性層３２３から青色光Ｂが放出され、そのように放出された青色光Ｂが赤色変換層３６０Ｒに入射されれば、赤色変換層３６０Ｒは、赤色光Ｒを外部に放出するようになる。その場合、電流注入制限層３３７により、第２電極３３２と接触する第２半導体層３２２の接触領域が減ることにより、赤色変換層３６０Ｒの下部に位置した活性層３２３から発せられる青色光Ｂの発光領域は、減少する。それにより、赤色変換層３６０Ｒの下部に位置した活性層３２３から発せられる青色光Ｂが、緑色変換層Ｇや青色変換層Ｂに進み、所望しない色相の光が放出されることを防止することができる。また、活性層３２３から発せられ、基板３１０を透過する青色光Ｂは、基板３１０の下面に設けられる光吸収部材３８０によって吸収されることにより、基板３１０の下面で青色光Ｂが反射され、基板３１０の上部側に進むことを防止することができる。そして、第２電極３３２と接触する第２半導体層３２２の接触領域周囲が一定深さ以下にエッチングされることにより、第２電極３３２から第２半導体層３２２に注入される電流が横に広がることも防止することができる。
図６は、さらに他の例示的な実施形態によるディスプレイ装置を図示した断面図である。図６に図示されたディスプレイ装置３００’は、第２半導体層３２２にエッチング領域３２５（図５）が形成されていないという点を除けば、図５に図示されたディスプレイ装置３００と同一である。それにより、図６に図示されたディスプレイ装置３００’に係わる詳細な説明は、省略する。
図７は、さらに他の例示的な実施形態によるディスプレイ装置を図示した断面図である。図７に図示されたディスプレイ装置４００は、選択的透明絶縁層４１０及び選択的遮断層４２０を具備するという点以外には、図５に図示されたディスプレイ装置３００と同一である。以下では、図５に図示されたディスプレイ装置３００と異なる点を中心に説明する。
図７を参照すれば、複数の第２電極３３２と、複数の色変換層３６０Ｒ，３６０Ｇ，３６０Ｂとの間には、選択的透明絶縁層４１０が設けられてもよい。選択的透明絶縁層４１０は、発光層３２０の活性層３２３から発せられた青色光Ｂは、透過させ、複数の色変換層３６０Ｒ，３６０Ｇ，３６０Ｂで発せられる光は、反射させる役割を行うことができる。そのような選択的透明絶縁層４１０は、屈折率が互いに異なる複数層構造を含んでもよい。
複数の色変換層３６０Ｒ、３６０Ｇ上部には、特定色相の光を遮断する選択的遮断層４２０がさらに設けられてもよい。具体的には、選択的遮断層４２０は、赤色変換層３６０Ｒ及び緑色変換層３６０Ｇの上部に設けられ、活性層３２３から発せられた青色光Ｂが外部に放出されることを遮断する青色遮断フィルタを含んでもよい。そのような選択的遮断層４２０は、例えば、樹脂（resin）または多層絶縁膜を含んでもよい。
図７には、赤色変換層３６０Ｒ及び緑色変換層３６０Ｇから赤色光Ｒ及び緑色光Ｇが放出される場合が例示的に図示されている。図７を参照すれば、赤色変換層３６０Ｒ及び緑色変換層３６０Ｇの下部に位置する活性層３２３から青色光Ｂが放出され、そのように放出された青色光Ｂは、選択的透明絶縁層４１０を透過し、赤色変換層３６０Ｒ及び緑色変換層３６０Ｇに入射されることにより、赤色変換層３６０Ｒ及び緑色変換層３６０Ｇにおいて、それぞれ赤色光Ｒ及び緑色光Ｇが発せられる。そして、そのような赤色光Ｒ及び緑色光Ｇは、選択的遮断層４２０を介して外部に放出される。
図８は、さらに他の例示的な実施形態によるディスプレイ装置を図示した断面図である。図８に図示されたディスプレイ装置５００は、光吸収層５１０をさらに具備するという点以外には、図５に図示されたディスプレイ装置３００と同一である。以下では、前述の図５に図示されたディスプレイ装置３００と異なる点を中心に説明する。
図８を参照すれば、基板３１０と第１半導体層３２１との間には、光吸収層５１０が設けられる。この光吸収層５１０は、活性層３２３から発せられた青色光Ｂを吸収する役割を行うことができる。光吸収層５１０は、例えば、ＣＮＴ（carbon nanotubes）、グラフェン、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ超格子（supper lattice）、ＡｌＧａＮ／ＧａＮ超格子、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＴｉＮ、ＷＮまたはＢＮなどを含んでもよいが、それらに限定されるものではない。
図８には、赤色変換層３６０Ｒから赤色光Ｒが放出される場合が例示的に図示されている。図８を参照すれば、赤色変換層３６０Ｒの下部に位置する活性層３２３から青色光Ｂが放出され、そのように放出された青色光Ｂは、赤色変換層３６０Ｒに入射され、赤色光Ｒを発生させる。そして、活性層３２３から発せられ、基板３１０側に進む青色光Ｂは、基板３１０と第１半導体層３２１との間に設けられた光吸収層５１０によっても吸収される。一方、前述のように、第２電極３３２と色変換層３６０Ｒ，３６０Ｇ，３６０Ｂとの間には、選択的透明絶縁層がさらに設けられ、色変換層３６０Ｒ，３６０Ｇ，３６０Ｂの上部には、選択的遮断層がさらに設けられもする。図８には、光吸収層５１０が、基板３１０と第１半導体層３２１との間に設けられる場合が例示的に図示されているが、光吸収層５１０は、第１半導体層３２１の内部に設けられもする。
一方、図面に図示されていないが、基板３１０と第１半導体層３２１との間には、屈折率整合層（index matching layer）が設けられもする。屈折率整合層は、基板３１０と第１半導体層３２１との屈折率差により、基板３１０と第１半導体層３２１との間で反射する青色光Ｂの量を減少させる役割を行うことができる。屈折率整合層は、例えば、ＡｌＮを含んでもよい。その場合、屈折率整合層は、基板３１０上に、ＡｌＮを所定厚、例えば、おおよそ１０〜１５０ｎｍほどの厚さに蒸着することによっても形成される。しかし、それに限定されるものではない。
図９は、さらに他の例示的な実施形態によるディスプレイ装置を図示した断面図である。図９に図示されたディスプレイ装置６００は、活性層６２３から紫外線（ＵＶ）が発せられるという点を除けば、図５に図示されたディスプレイ装置３００と類似している。以下では、図５に図示されたディスプレイ装置３００と異なる点を中心に説明する。
図９を参照すれば、基板６１０の上部には、発光層６２０が設けられており、発光層６２０の上部には、複数の色変換層６６０Ｒ，６６０Ｇ，６６０Ｂが設けられている。発光層６２０は、基板６１０の上面に、第１半導体層６２１、活性層６２３及び第２半導体層６２２を順次に成長させることによっても形成される。
第１半導体層６２１は、例えば、ｎ型半導体を含んでもよい。具体的には、第１半導体層６２１は、ＩＩＩ−Ｖ族系のｎ型半導体、例えば、ｎ−ＧａＮを含んでもよい。活性層６２３は、電子と正孔とが結合しながら紫外線（ＵＶ）を発生させることができる。そのような活性層６２３は、例えば、多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有することができる。第２半導体層６２２は、例えば、ｐ型半導体を含んでもよい。具体的には、第２半導体層６２２は、ＩＩＩ−Ｖ族系のｐ型半導体、例えば、ｐ−ＧａＮを含んでもよい。
発光層６２０の上部には、活性層６２３から放出される紫外線（ＵＶ）により、所定色相の光を放出する複数の色変換層６６０Ｒ，６６０Ｇ，６６０Ｂ、すなわち、赤色変換層６６０Ｒ、緑色変換層６６０Ｇ及び青色変換層６６０Ｂが設けられている。赤色変換層６６０Ｒは、活性層６２３から放出される紫外線（ＵＶ）を赤色光Ｒに変化させて放出することができる。緑色変換層６６０Ｇは、活性層６２３から放出される紫外線（ＵＶ）を緑色光Ｇに変化させて放出することができる。青色変換層６６０Ｂは、活性層６２３から放出される紫外線（ＵＶ）を青色光Ｂに変化させて放出することができる。一方、赤色変換層６６０Ｒ、緑色変換層６６０Ｇ及び青色変換層６６０Ｂの間には、光吸収のためのブラックマトリックス６７０が設けられてもよい。
発光層６２０には、第１半導体層６２１と電気的に連結される第１電極（図示せず）と、第２半導体層６２２と電気的に連結される複数の第２電極６３２が設けられている。前述のように、第１電極は、複数のサブピクセルＳＲ，ＳＧ，ＳＢに対する共通電極にもなる。そのような第１電極に共通して対応するサブピクセルＳＲ，ＳＧ，ＳＢの個数は、多様にも変形される。複数の第２電極６３２は、複数のサブピクセルＳＲ，ＳＧ，ＳＢ（すなわち、複数の色変換層６６０Ｒ，６６０Ｇ，６６０Ｂ）と一対一対応するように、第２半導体層６２２に設けられてもよい。第２半導体層６２２には、複数の第２電極６３２と電気的に連結された複数の薄膜トランジスタ６４０が設けられている。
第２半導体層６２２には、第２電極６３２から第２半導体層６２２に注入される電流を制限する電流注入制限層６３７が設けられている。電流注入制限層６３７は、第２電極６３２と接触する第２半導体層６２２の接触領域を減らすことにより、所望しない色相の光を発光させない。そのような電流注入制限層６３７は、所定厚の絶縁膜を含んでもよい。絶縁膜は、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、Ａｌ２Ｏ３またはＴｉＯ２位を含んでもよい。複数の第２電極６３２、複数の薄膜トランジスタ６４０、及び電流注入制限層６３７を覆うように、絶縁層６５０が設けられてもよい。
基板６１０の下面には、光吸収部材６８０がさらに設けられてもよい。光吸収部材６８０は、活性層６２３から発せられ、基板６１０を透過する紫外線（ＵＶ）を吸収することにより、基板６１０の下面で紫外線（ＵＶ）が反射され、基板６１０の上部側に進むことを防止することができる。
第２半導体層６２２には、第２電極６３２から第２半導体層６２２に注入される電流が横に広がることを防止するためのエッチング領域６２５が、所定深さに形成される。このエッチング領域６２５は、第２電極６３２と接触する第２半導体層６２２の接触領域周囲を一定深さ以下にエッチングすることによっても形成される。図９には、活性層６２３から紫外線（ＵＶ）が発せられ、赤色変換層６６０Ｒ、緑色変換層６６０Ｇ及び青色変換層６６０Ｂからそれぞれ赤色光Ｒ、緑色光Ｇ及び青色光Ｂが外部に放出される場合が例示的に図示されている。
一方、図９に図示されたディスプレイ装置６００においては、第２電極６３２と色変換層６６０Ｒ，６６０Ｇ，６６０Ｂとの間に、選択的透明絶縁層がさらに設けられ、色変換層６６０Ｒ，６６０Ｇ，６６０Ｂの上部に、特定色相の光を遮断させる選択的遮断層がさらに設けられもする。該選択的透明絶縁層及び該選択的遮断層については、説明してある。該選択的遮断層は、例えば、赤色、緑色及び青色のカラーフィルタを含んでもよい。また、基板６１０と第１半導体層６２１との間、または第１半導体層６２１の内部には、光吸収層がさらに設けられ、基板６１０と第１半導体層６２１との間には、屈折率整合層がさらに設けられもする。光吸収層及び屈折率整合層については、説明してある。
図１０は、さらに他の例示的な実施形態によるディスプレイ装置を図示した断面図である。図１０に図示されたディスプレイ装置７００は、電流注入制限層７３８が多層絶縁膜によって構成されているという点を除けば、図５に図示されたディスプレイ装置３００と同一である。以下では、図５に図示されたディスプレイ装置３００と異なる点を中心に説明する。
図１０を参照すれば、基板７１０の上部には、発光層７２０が設けられており、この発光層７２０の上部には、複数の色変換層７６０Ｒ，７６０Ｇ，７６０Ｂが設けられている。発光層７２０は、基板７１０の上面に、第１半導体層７２１、活性層７２３及び第２半導体層７２２を順次に成長させることによっても形成される。
第１半導体層７２１は、例えば、ｎ型半導体を含んでもよい。具体的には、第１半導体層７２１は、ＩＩＩ−Ｖ族系のｎ型半導体、例えば、ｎ−ＧａＮを含んでもよい。活性層７２３は、電子と正孔とが結合しながら青色光Ｂを発生させることができる。そのような活性層７２３は、例えば、多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有することができる。第２半導体層７２２は、例えば、ｐ型半導体を含んでもよい。具体的には、第２半導体層７２２は、ＩＩＩ−Ｖ族系のｐ型半導体、例えば、ｐ−ＧａＮを含んでもよい。
発光層７２０の上部には、活性層７２３から放出される青色光Ｂにより、所定色相の光を放出する複数の色変換層７６０Ｒ，７６０Ｇ，７６０Ｂ、すなわち、赤色変換層７６０Ｒ、緑色変換層７６０Ｇ及び青色透過層７６０Ｂが設けられている。赤色変換層７６０Ｒは、活性層７２３から放出される青色光Ｂを赤色光Ｒに変化させて放出することができる。緑色変換層７６０Ｇは、活性層７２３から放出される青色光Ｂを緑色光Ｇに変化させて放出することができる。青色透過層７６０Ｂは、活性層７２３から放出される青色光Ｂを透過させて放出することができる。一方、赤色変換層７６０Ｒ、緑色変換層７６０Ｇ及び青色透過層７６０Ｂの間には、光吸収のためのブラックマトリックス７７０が設けられてもよい。
発光層７２０には、第１半導体層７２１と電気的に連結される第１電極（図示せず）と、第２半導体層７２２と電気的に連結される複数の第２電極７３２と、が設けられている。第１電極は、複数のサブピクセルＳＲ，ＳＧ，ＳＢに対する共通電極にもなる。そのような第１電極に共通して対応するサブピクセルＳＲ，ＳＧ，ＳＢの個数は、多様にも変形される。複数の第２電極７３２は、複数のサブピクセルＳＲ，ＳＧ，ＳＢ（すなわち、複数の色変換層７６０Ｒ，７６０Ｇ，７６０Ｂ）と一対一対応するように第２半導体層７２２に設けられてもよい。第２半導体層７２２には、複数の第２電極７３２と電気的に連結された複数の薄膜トランジスタ７４０が設けられている。
第２半導体層７２２には、第２電極７３２から第２半導体層７２２に注入される電流を制限する電流注入制限層７３８が設けられている。電流注入制限層７３８は、第２電極７３２と接触する第２半導体層７２２の接触領域を減らすことにより、所望しない色相の光を発光させない。
電流注入制限層７３８は、互いに異なる屈折率を有する複数層構造を有する多層絶縁膜を含んでもよい。ここで、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、Ａｌ２Ｏ３またはＴｉＯ２などを含んでもよい。多層絶縁膜によって構成された電流注入制限層７３８は、図１０に図示されているように、活性層７２３から発せられ、側面に移動する青色光Ｂを反射させる役割を行うことができる。
図１１は、電流注入制限層の物質による反射度を図示したものである。図１１において、Ｃ１は、活性層から発せられた青色光の波長を図示したものである。そして、Ｃ２は、活性層から発せられた青色光に係わる２００ｎｍ厚のＳｉＯ２単一層の反射度を図示したものであり、Ｃ３は、活性層から発せられた青色光に対する多層絶縁膜の反射度を図示したものである。図１１を参照すれば、該多層絶縁膜でもって、電流注入制限層７３８を形成すれば、電流注入制限層７３８は、活性層７２３から発せられた青色光Ｂに対して高い反射度を有していることを分かる。
複数の第２電極７３２、複数の薄膜トランジスタ７４０及び電流注入制限層７３８を覆うように、絶縁層７５０が設けられる。基板７１０の下面には、光吸収部材７８０がさらに設けられてもよい。光吸収部材７８０は、活性層７２３から発せられ、基板７１０を透過する青色光Ｂを吸収することにより、基板７１０の下面で青色光Ｂが反射され、基板７１０の上部側に進むことを防止することができる。第２半導体層７２２には、第２電極７３２から第２半導体層７２２に注入される電流が横に広がることを防止するためのエッチング領域７２５が所定深さに形成される。このエッチング領域７２５は、第２電極７３２と接触する第２半導体層７２２の接触領域を取り囲むようにも形成される。
図１０には、赤色変換層７６０Ｒの下部に設けられた活性層７２３から青色光Ｂが発せられ、赤色変換層７６０Ｒから赤色光Ｒが放出される場合が例示的に図示されている。図１０を参照すれば、赤色サブピクセルＳＲに対応する薄膜トランジスタ７４０が駆動し、共通電極である第１電極と、赤色サブピクセルＳＲに対応する第２電極７３２よの間に所定電圧が印加されれば、赤色変換層７６０Ｒの下部に位置する活性層７２３から青色光Ｂが放出され、そのように放出された青色光Ｂが赤色変換層７６０Ｒに入射されれば、赤色変換層７６０Ｒは、赤色光Ｒを外部に放出するようになる。
この過程で、電流注入制限層７３８により、第２電極７３２と接触する第２半導体層７２２の接触領域が減ることにより、赤色変換層７６０Ｒの下部に位置した活性層７２３から発せられる青色光Ｂの発光領域は、減少する。それにより、赤色変換層７６０Ｒの下部に位置した活性層７２３から発せられる青色光Ｂが緑色変換層Ｇや青色変換層Ｂに進み、所望しない色相の光が放出されることを防止することができる。また、多層絶縁膜によって構成された電流注入制限層７３８は、赤色変換層７６０Ｒの下部に設けられた活性層７２３から発せられた青色光Ｂが緑色変換層７６０Ｇまたは青色変換層７６０Ｂ側に進むことを効果的に遮断することができる。
活性層７２３から発せられ、基板７１０を透過する青色光Ｂは、基板７１０の下面に設けられる光吸収部材７８０によって吸収されることにより、基板７１０の下面で青色光Ｂが反射され、基板７１０の上部側に進むことを防止することができる。そして、第２電極７３２と接触する第２半導体層７２２の接触領域周囲には、エッチング領域７２５が所定深さに形成されることにより、第２電極７３２から第２半導体層７２２に注入される電流が横に広がることも防止することができる。
図１２は、さらに他の例示的な実施形態によるディスプレイ装置を図示した断面図である。図１２に図示されたディスプレイ装置８００は、選択的透明絶縁層８１０及び選択的遮断層８２０を具備するという点以外には、図１０に図示されたディスプレイ装置７００と同一である。以下では、図１０に図示されたディスプレイ装置７００と異なる点を中心に説明する。
図１２を参照すれば、複数の第２電極７３２と、複数の色変換層７６０Ｒ，７６０Ｇ，７６０Ｂとの間には、選択的透明絶縁層８１０が設けられる。選択的透明絶縁層８１０は、発光層７２０の活性層７２３から発せられた青色光Ｂは、透過させ、複数の色変換層７６０Ｒ，７６０Ｇ，７６０Ｂで発せられる光は、反射させる役割を行うことができる。そのような選択的透明絶縁層８１０は、屈折率が互いに異なる複数層構造を含んでもよい。
複数の色変換層７６０Ｒ，７６０Ｇ上部には、特定色相の光を遮断する選択的遮断層８２０がさらに設けられてもよい。具体的には、選択的遮断層８２０は、赤色変換層７６０Ｒ及び緑色変換層７６０Ｇの上部に設けられ、活性層７２３から発せられた青色光Ｂが外部に放出されることを遮断する青色遮断フィルタを含んでもよい。そのような選択的遮断層８２０は、例えば、樹脂または多層絶縁膜を含んでもよい。
図１３は、さらに他の例示的な実施形態によるディスプレイ装置を図示した断面図である。図１３に図示されたディスプレイ装置９００は、光吸収層９１０をさらに具備するという点以外には、図１０に図示されたディスプレイ装置７００と同一である。以下では、前述の図１０に図示されたディスプレイ装置７００と異なる点を中心に説明する。
図１３を参照すれば、基板７１０と第１半導体層７２１との間には、光吸収層９１０が設けられる。この光吸収層９１０は、活性層７２３から発せられた青色光Ｂを吸収する役割を行うことができる。一方、図面には図示されていないが、第２電極７３２と色変換層７６０Ｒ，７６０Ｇ，７６０Ｂとの間には、選択的透明絶縁層がさらに設けられ、色変換層７６０Ｒ，７６０Ｇ，７６０Ｂの上部には、選択的遮断層がさらに設けられもする。図１２には、光吸収層９１０が、基板７１０と第１半導体層７２１との間に設けられる場合が例示的に図示されているが、光吸収層９１０は、第１半導体層７２１の内部に設けられもする。基板７１０と第１半導体層７２１との間には、屈折率整合層が設けられもする。屈折率整合層は、基板７１０と第１半導体層７２１との屈折率差により、基板７１０と第１半導体層７２１との間で反射する青色光Ｂの量を減少させる役割を行うことができる。
図１０、図１２及び図１３に図示されたディスプレイ装置７００，８００，９００においては、活性層７２３から青色光Ｂが放出される場合が例示的に説明されたが、活性層７２３から紫外線（ＵＶ）が放出される場合も、いかにでも変形可能である。
図１４は、さらに他の例示的な実施形態によるディスプレイ装置を図示した断面図である。図１４に図示されたディスプレイ装置１０００は、電流注入制限層１０３６が、絶縁膜１０３７及び金属反射層１０３８で構成されているという点を除けば、図５に図示されたディスプレイ装置３００と同一である。以下では、図５に図示されたディスプレイ装置３００と異なる点を中心に説明する。
図１４を参照すれば、基板１０１０の上部には、発光層１０２０が設けられており、この発光層１０２０の上部には、複数の色変換層１０６０Ｒ，１０６０Ｇ，１０６０Ｂが設けられている。発光層１０２０は、基板１０１０の上面に、第１半導体層１０２１、活性層１０２３及び第２半導体層１０２２を順次に成長させることによっても形成される。
第１半導体層１０２１は、例えば、ｎ型半導体を含んでもよい。具体的には、第１半導体層１０２１は、ＩＩＩ−Ｖ族系のｎ型半導体、例えば、ｎ−ＧａＮを含んでもよい。活性層１０２３は、電子と正孔とが結合しながら青色光Ｂを発生させることができる。そのような活性層１０２３は、例えば、多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有することができる。第２半導体層１０２２は、例えば、ｐ型半導体を含んでもよい。具体的には、第２半導体層１０２２は、ＩＩＩ−Ｖ族系のｐ型半導体、例えば、ｐ−ＧａＮを含んでもよい。
発光層１０２０の上部には、活性層１０２３から放出される青色光Ｂにより、所定色相の光を放出する複数の色変換層１０６０Ｒ，１０６０Ｇ，１０６０Ｂ、すなわち、赤色変換層１０６０Ｒ、緑色変換層１０６０Ｇ及び青色透過層１０６０Ｂが設けられている。赤色変換層１０６０Ｒは、活性層１０２３から放出される青色光Ｂを赤色光Ｒに変化させて放出することができる。緑色変換層１０６０Ｇは、活性層１０２３から放出される青色光Ｂを緑色光Ｇに変化させて放出することができる。青色透過層１０６０Ｂは、活性層１０２３から放出される青色光Ｂを透過させて放出することができる。一方、赤色変換層１０６０Ｒ、緑色変換層１０６０Ｇ及び青色透過層１０６０Ｂの間には、光吸収のためのブラックマトリックス１０７０が設けられてもよい。
発光層１０２０には、第１半導体層１０２１と電気的に連結される第１電極（図示せず）と、第２半導体層１０２２と電気的に連結される複数の第２電極１０３２と、が設けられている。第１電極は、複数のサブピクセルＳＲ，ＳＧ，ＳＢに対する共通電極にもなる。そのような第１電極に共通して対応するサブピクセルＳＲ，ＳＧ，ＳＢの個数は、多様にも変形される。複数の第２電極１０３２は、複数のサブピクセルＳＲ，ＳＧ，ＳＢ（すなわち、複数の色変換層１０６０Ｒ，１０６０Ｇ，１０６０Ｂ）と一対一対応するように、第２半導体層１０２２に設けられてもよい。第２半導体層１０２２には、複数の第２電極１０３２と電気的に連結された複数の薄膜トランジスタ１０４０が設けられている。
第２半導体層１０２２には、第２電極１０３２から第２半導体層１０２２に注入される電流を制限する電流注入制限層１０３６が設けられている。電流注入制限層１０３６は、第２電極１０３２と接触する第２半導体層１０２２の接触領域を減らすことにより、所望しない色相の光を発光させない。
電流注入制限層１０３６は、絶縁膜１０３７、及びこの絶縁膜１０３７の内部に設けられる金属反射層１０３８を含んでもよい。絶縁膜１０３７は、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、Ａｌ２Ｏ３またはＴｉＯ２などを含んでもよいが、それらに限定されるものではない。金属反射層１０３８は、活性層１０２３から発せられる青色光Ｂは、反射させ、色変換層１０６０Ｒ，１０６０Ｇ，１０６０Ｂで発せられる光は、反射させる役割を行うことができる。そのような金属反射層１０３８は、例えば、Ａｇ、Ａｌ、ＣｒまたはＮｉなどを含んでもよい。
金属反射層１０３８は、互いに異なる物質からなる複数層構造を含んでもよい。具体的には、金属反射層１０３８は、第１金属層と、第１金属層の上部に設けられるものであり、第１金属層より高い反射率を有する第２金属層と、を含んでもよい。例えば、第１金属層は、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉのように、反射率が相対的に低い金属物質を含んでもよく、第２金属層は、Ａｇ、Ａｌのように、反射率が相対的に高い金属物質を含んでもよい。このように、金属反射層１０３８を、反射率が低い第１金属層と、第１金属層の上部に、反射率が高く第２金属層とから構成すれば、第１金属層により、活性層から発せられる光の反射を減らすことにより、光損失（loss）を増大させ、第２金属層により、色変換層１０６０Ｒ，１０６０Ｇ，１０６０Ｂで発せられる光の反射を増大させ、光効率を向上させることができる。
複数の第２電極１０３２、複数の薄膜トランジスタ１０４０、及び電流注入制限層１０３６を覆うように絶縁層１０５０が設けられる。基板１０１０の下面には、光吸収部材１０８０がさらに設けられてもよい。光吸収部材１０８０は、活性層１０２３から発せられ、基板１０１０を透過する青色光Ｂを吸収することにより、基板１０１０の下面で青色光Ｂが反射され、基板１０１０の上部側に進むことを防止することができる。第２半導体層１０２２には、第２電極１０３２から第２半導体層１０２２に注入される電流が横に広がることを防止するためのエッチング領域１０２５が所定深さにも形成される。このエッチング領域１０２５は、第２電極１０３２と接触する第２半導体層１０２２の接触領域周囲を一定深さ以下にエッチングすることによっても形成される。
図１４には、赤色変換層１０６０Ｒの下部に設けられた活性層１０２３から青色光Ｂが発せられ、赤色変換層１０６０Ｒから赤色光Ｒが放出される場合が例示的に図示されている。図１４を参照すれば、赤色サブピクセルＳＲに対応する薄膜トランジスタ１０４０が駆動し、共通電極である第１電極と、赤色サブピクセルＳＲに対応する第２電極１０３２との間に所定電圧が印加されれば、赤色変換層１０６０Ｒの下部に位置する活性層１０２３から青色光Ｂが放出され、そのように放出された青色光Ｂが赤色変換層１０６０Ｒに入射されれば、赤色変換層１０６０Ｒは、赤色光Ｒを外部に放出するようになる。
この過程において、電流注入制限層１０３６により、第２電極１０３２と接触する第２半導体層１０２２の接触領域が減ることにより、赤色変換層１０６０Ｒの下部に位置した活性層１０２３から発せられる青色光Ｂの発光領域は、減少する。それにより、赤色変換層１０６０Ｒの下部に位置した活性層１０２３から発せられる青色光Ｂが緑色変換層Ｇや青色変換層Ｂに進み、所望しない色相の光が放出されることを防止することができる。また、電流注入制限層１０３６を、絶縁膜１０３７、及びこの絶縁膜１０３７内部に設けられる金属反射層１０３８によって構成することにより、活性層１０２３から発せられた青色光Ｂの進行を効果的に遮断することができ、色変換層１０６０Ｒ，１０６０Ｇ，１０６０Ｂから発せられた光を上部に反射させ、光効率を向上させることができる。
活性層１０２３から発せられ、基板１０１０を透過する青色光Ｂは、基板１０１０の下面に設けられる光吸収部材１０８０によっても吸収される。そして、第２電極１０３２と接触する第２半導体層１０２２の接触領域周囲には、エッチング領域１０２５が所定深さに形成されることにより、第２電極１０３２から第２半導体層１０２２に注入される電流が横に広がることも防止することができる。以上においては、電流注入制限層１０３６において、金属反射層１０３８が絶縁膜１０３７の内部に設けられる場合が例示的に説明された。しかし、それ以外にも、金属反射層１０３８が、第２半導体層１０２２の上面に設けられ、絶縁膜１０３７が金属反射層１０３８を覆うように設けられもする。
図１５は、さらに他の例示的な実施形態によるディスプレイ装置を図示した断面図である。図１５に図示されたディスプレイ装置１１００は、選択的透明絶縁層１１１０及び選択的遮断層１１２０を具備するという点以外には、図１４に図示されたディスプレイ装置１０００と同一である。以下では、図１４に図示されたディスプレイ装置１０００と異なる点を中心に説明する。
図１５を参照すれば、複数の第２電極１０３２と、複数の色変換層１０６０Ｒ，１０６０Ｇ，１０６０Ｂとの間には、選択的透明絶縁層１１１０が設けられる。選択的透明絶縁層１１１０は、活性層１０２３から発せられた青色光Ｂは、透過させ、複数の色変換層１０６０Ｒ，１０６０Ｇ，１０６０Ｂで発せられる光は、反射させる役割を行うことができる。そのような選択的透明絶縁層１１１０は、屈折率が互いに異なる複数層構造を含んでもよい。
複数の色変換層１０６０Ｒ，１０６０Ｇ上部には、特定色相の光を遮断する選択的遮断層１１２０がさらに設けられてもよい。具体的には、選択的遮断層１１２０は、赤色変換層１０６０Ｒ及び緑色変換層１０６０Ｇの上部に設けられ、活性層１０２３から発せられた青色光Ｂが外部に放出されることを遮断する青色遮断フィルタを含んでもよい。そのような選択的遮断層１１２０は、例えば、樹脂または多層絶縁膜を含んでもよい。
図１６は、さらに他の例示的な実施形態によるディスプレイ装置を図示した断面図である。図１６に図示されたディスプレイ装置１２００は、光吸収層１２１０をさらに具備するという点以外には、図１４に図示されたディスプレイ装置１０００と同一である。以下では、前述の図１４に図示されたディスプレイ装置１０００と異なる点を中心に説明する。
図１６を参照すれば、基板１０１０と第１半導体層１０２１との間には、光吸収層１２１０が設けられる。この光吸収層１２１０は、活性層１０２３から発せられた青色光Ｂを吸収する役割を行うことができる。一方、図面には図示されていないが、第２電極１０３２と色変換層１０６０Ｒ，１０６０Ｇ，１０６０Ｂとの間には、選択的透明絶縁層がさらに設けられ、色変換層１０６０Ｒ，１０６０Ｇ，１０６０Ｂの上部には、選択的遮断層がさらに設けられもする。図１５には、光吸収層１２１０が、基板１０１０と第１半導体層１０２１との間に設けられる場合が例示的に図示されているが、光吸収層１２１０は、第１半導体層１０２１の内部に設けられもする。基板１０１０と第１半導体層１０２１との間には、屈折率整合層が設けられもする。該屈折率整合層は、基板１０１０と第１半導体層１０２１との屈折率差により、基板１０１０と第１半導体層１０２１との間で反射する青色光Ｂの量を減少させる役割を行うことができる。
図１７は、さらに他の例示的な実施形態によるディスプレイ装置を図示した斜視図である。図１７は、前述の実施形態の構造が適用されるディスプレイ装置の外部を図示した斜視図である。
図１７を参照すれば、ディスプレイ装置１３００は、基板１３１０に、アレイ（array）形態に配列された青色サブピクセルＳＢ、赤色サブピクセルＳＲ及び緑色サブピクセルＳＧを含んでもよい。ここで、青色サブピクセルＳＢ、赤色サブピクセルＳＲ及び緑色サブピクセルＳＧそれぞれについては、前述の実施形態で詳細に説明された。そして、基板１３１０には，青色サブピクセルＳＢ、赤色サブピクセルＳＲ及び緑色サブピクセルＳＧに対応する少なくとも１つの共通電極１３３１が設けられている。この共通電極１３３１は、前述の実施形態で説明された第１電極１３１（図１），３３１（図４）であり、それについては、説明してある。ここで、共通電極１３３１は、青色サブピクセルＳＢ、赤色サブピクセルＳＲ及び緑色サブピクセルＳＧに比べ、相対的にかなり小さい領域を占めるようにも設けられる。共通電極１３３１は、例えば、ｎ型電極にもなる。一方、図１７においては、１つの共通電極１３３１が１つのサブピクセルＳＢ，ＳＲ，ＳＧに対応するように設けられる場合が図示されているが、１つの共通電極１３３１が、複数個のサブピクセルＳＢ，ＳＲ，ＳＧに対応するように設けられることも、いかようにも可能である。例えば、図１８に図示されたディスプレイ装置１３００’のように、１つの共通電極１３３１が３個のサブピクセル（例えば、青色サブピクセルＳＢ、赤色サブピクセルＳＲ及び緑色サブピクセルＳＧ）に対応しても設けられる。それ以外にも、１つの共通電極に対応するサブピクセルの個数は、多様にも変形される。
図１９は、図１７に図示されたディスプレイ装置の回路構成を図示した平面図である。図１９には、１つのピクセル、すなわち、青色サブピクセルＳＢ、赤色サブピクセルＳＲ及び緑色サブピクセルＳＧに係わる回路構成が図示されており、参照番号である１３６０Ｂ、１３６０Ｇ、１３６０Ｇは、色変換層であり、前述の実施形態で説明された青色変換層（または、青色透過層）、赤色変換層及び緑色変換層を意味する。
図１９を参照すれば、基板１３１０（図１７）上には、第１方向に延長されたスキャンラインＳＬ（scan line）と、このスキャンラインＳＬと交差する第２方向に、データラインＤＬ及び電源ラインＶＬとが設けられる。そして、サブピクセルＳＢ，ＳＲ，ＳＧそれぞれについては、２個のトランジスタＴＲ１，ＴＲ２、及び１個のキャパシタＣＰが設けられる。具体的には、電源ラインＶＬと色変換層１３６０Ｂ，１３６０Ｇ，１３６０Ｇとの間には、第１トランジスタＴＲ１が設けられ、スキャンラインＳＬとデータラインＤＬとの交差部にも、その周辺には、第２トランジスタＴＲ２が設けられる。また、電源ラインＶＬと、第１トランジスタＴＲ１及び第２トランジスタＴＲ２の間には、キャパシタＣＰが設けられる。ここで、第１トランジスタＴＲ１は、前述の実施形態で説明された薄膜トランジスタであり、駆動（driving）トランジスタにもなり、第２トランジスタＴＲ２は、スイッチング（switching）トランジスタにもなる。
前述のような構造で、所望する特定サブピクセルＳＢ，ＳＲ，ＳＧが駆動されれば、このサブピクセルＳＢ，ＳＲ，ＳＧ内の発光層から、青色光Ｂ（または、紫外線（ＵＶ））が放出され、そのように放出された青色光Ｂ（または、紫外線（ＵＶ））が特定サブピクセルＳＢ，ＳＲ，ＳＧ内の色変換層１３６０Ｂ，１３６０Ｇ，１３６０Ｇに入射され、所定色相の光を放出することにより、画像を形成する。
以上の例示的な実施形態によれば、１層の活性層を複数の色変換層に対応するように形成することにより、活性層が露出される面積を最小化させることができるので、光効率を向上させることができる。また、電流注入制限層を利用し、電極と接触する半導体層の接触領域を減らし、活性層の発光領域を減少させることにより、所望しない光の発光を防止することができるので、色品質を向上させることができる。電流注入制限層は、多層絶縁膜によって構成するか、あるいは絶縁膜、及び該絶縁膜の内部に設けられる金属反射層から構成することにより、色品質をさらに向上させることができる。そして、電極と接触する半導体層の接触領域周囲を一定深さ以下にエッチングすることにより、電極を介して半導体層に注入される電流が側面に広がることを減らすことができる。また、成長により、基板に直接発光層を形成することができるので、既存のＬＥＤチップを転写させる工程は、不要である。
本発明の高解像度ディスプレイ装置は、例えば、表示関連の技術分野に効果的に適用可能である。
１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００，１１００，１２００，１３００ ディスプレイ装置
１１０，２１０，３１０，６１０，７１０，１０１０ 基板
１２０，２２０，３２０，６２０，７２０，１０２０ 発光層
１２１，２２１，３２１，６２１，７２１，１０２１ 第１半導体層
１２２，２２２，３２２，６２２，７２２，１０２２ 第２半導体層
１２３，２２３，３２３，６２３，７２３，１０２３ 活性層
１２５，２２５，３２５，６２５，７２５，１０２５ エッチング領域
１３１，３３１ 第１電極
１３２，２３２，３３２，６３２，７３２，１０３２ 第２電極
１４０，２４０，３４０，６４０，７４０，１０４０ 薄膜トランジスタ
１５０，２５０，３５０，６５０，７５０，１０５０ 絶縁層
１６０Ｒ，２６０Ｒ，３６０Ｒ，６６０Ｒ，７６０Ｒ，１０６０Ｒ 赤色変換層
１６０Ｇ，２６０Ｇ，３６０Ｇ，６６０Ｇ，７６０Ｇ，１０６０Ｇ 緑色変換層
１６０Ｂ，３６０Ｂ，７６０Ｂ，１０６０Ｂ 青色透過層
２６０Ｂ，６６０Ｂ 青色変換層
１７０，２７０，３７０，６７０，７７０，１０７０ ブラックマトリックス
３３７，６３７，７３８，１０３６ 電流注入制限層
３８０，６８０，７８０，１０８０ 光吸収部材
４１０，８１０，１１１０ 選択的透明絶縁層
４２０，８２０，１１２０ 選択的遮断層
５１０，９１０，１２１０ 光吸収層

Claims (25)

  1. 基板と、
    前記基板上に順次に積層された第１半導体層、活性層及び第２半導体層を含む発光層と、
    前記発光層上に設けられ、前記発光層から発せられる光により、所定色相の光を放出する複数の色変換層と、を含み、
    前記発光層は、前記複数の色変換層に対応するように設けられるディスプレイ装置。
  2. 前記第１半導体層と電気的に連結されるように設けられる少なくとも１つの第１電極と、
    前記第２半導体層と電気的に連結されるように設けられる複数の第２電極と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置。
  3. 前記第２電極と接触する前記第２半導体層の接触領域周囲は、一定深さ以下にエッチングされることを特徴とする請求項２に記載のディスプレイ装置。
  4. 前記各第１電極は、前記複数の色変換層のうち少なくとも１層に対応するように設けられ、共通電極を構成し、前記複数の第２電極は、前記複数の色変換層に一対一対応するように設けられることを特徴とする請求項２または３に記載のディスプレイ装置。
  5. 前記複数の第２電極は、それぞれ薄膜トランジスタに連結されることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つに記載のディスプレイ装置。
  6. 前記第２半導体層上に設けられ、前記複数の第２電極から、前記第２半導体層に注入される電流を制限する電流注入制限層をさらに含むことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１つに記載のディスプレイ装置。
  7. 前記電流注入制限層のオープンされた部分を介して、前記第２電極と接触する前記第２半導体層の接触領域周囲は、一定深さ以下にエッチングされることを特徴とする請求項６に記載のディスプレイ装置。
  8. 前記電流注入制限層は、絶縁膜を含むことを特徴とする請求項６または７に記載のディスプレイ装置。
  9. 前記電流注入制限層は、多層絶縁膜を含むことを特徴とする請求項６または７に記載のディスプレイ装置。
  10. 前記多層絶縁膜は、屈折率が互いに異なる複数層を含むことを特徴とする請求項９に記載のディスプレイ装置。
  11. 前記電流注入制限層は、絶縁膜、及び前記絶縁膜内部に設けられる金属反射層を含むことを特徴とする請求項６または７に記載のディスプレイ装置。
  12. 前記金属反射層は、第１金属層と、前記第１金属層上に設けられるものであり、前記第１金属層より高い反射率を有する第２金属層と、を含むことを特徴とする請求項１１に記載のディスプレイ装置。
  13. 前記電流注入制限層は、前記第２半導体層上に設けられる金属反射層、及び前記金属反射層を覆うように設けられる絶縁膜を含むことを特徴とする請求項６に記載のディスプレイ装置。
  14. 前記複数の第２電極と、前記複数の色変換層との間に設けられるものであり、前記発光層から発せられる光は透過させ、前記複数の色変換層から発せられる光は、反射させる選択的透明絶縁層をさらに含むことを特徴とする請求項６〜１３のいずれか１つに記載のディスプレイ装置。
  15. 前記複数の色変換層上に設けられ、特定色相の光を遮断する選択的遮断層をさらに含むことを特徴とする請求項６〜１４のいずれか１つに記載のディスプレイ装置。
  16. 前記基板と前記第１半導体層との間、または前記第１半導体層の内部に設けられる光吸収層をさらに含むことを特徴とする請求項６〜１５のいずれか１つに記載のディスプレイ装置。
  17. 前記基板と前記第１半導体層との間に設けられるものであり、光反射低減のための屈折率整合層をさらに含むことを特徴とする請求項６〜１５のいずれか１つに記載のディスプレイ装置。
  18. 前記屈折率整合層は、ＡｌＮを含むことを特徴とする請求項１７に記載のディスプレイ装置。
  19. 前記基板の下面に設けられる光吸収部材をさらに含むことを特徴とする請求項６〜１５のいずれか１つに記載のディスプレイ装置。
  20. 前記第１半導体層及び第２半導体層は、それぞれｎ−ＧａＮ及びｐ−ＧａＮを含み、前記活性層は、多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有することを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１つに記載のディスプレイ装置。
  21. 前記発光層は、青色光を発生させることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１つに記載のディスプレイ装置。
  22. 前記複数の色変換層は、前記青色光によって励起され、赤色光を放出する赤色変換層、前記青色光によって励起され、緑色光を放出する緑色変換層、及び前記青色光を透過させる青色透過層を含むことを特徴とする請求項２１に記載のディスプレイ装置。
  23. 前記発光層は、紫外線（ＵＶ）を発生させることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１つに記載のディスプレイ装置。
  24. 前記複数の色変換層は、前記紫外線によって励起され、赤色光を放出する赤色変換層、前記紫外線によって励起され、緑色光を放出する緑色変換層、及び前記紫外線によって励起され、青色光を放出する青色変換層を含むことを特徴とする請求項２３に記載のディスプレイ装置。
  25. 前記発光層は、前記基板上に、前記第１半導体層、前記活性層及び前記第２半導体層を順次に成長させて形成されることを特徴とする請求項１〜２４のいずれか１つに記載のディスプレイ装置。
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