发光元件、发光元件的制造方法以及显示装置与流程

文档序号:28915668发布日期:2022-02-16 09:52阅读:169来源:国知局
发光元件、发光元件的制造方法以及显示装置与流程

1.公开涉及发光元件、发光元件的制造方法以及显示装置。


背景技术:

2.显示装置的重要性随着多媒体的发展而增加。因此,正在使用各种类型的显示装置,诸如有机发光显示(oled)装置和液晶显示(lcd)装置。
3.诸如有机发光显示面板或液晶显示面板的显示面板是包括在显示装置中以显示图像的器件。在这样的显示面板之中,发光元件可以包括在发光显示面板中,并且发光二极管(led)的示例包括使用有机材料作为荧光材料的有机发光二极管(oled)和使用无机材料作为荧光材料的无机发光二极管。


技术实现要素:

4.技术问题
5.公开的方面提供了包括相同的活性层但发射不同的光的发光元件以及制造发光元件的方法。
6.公开的方面还提供了可以通过包括上述发光元件来显示各种颜色的光的显示装置。
7.应该注意的是,公开的方面不限于此,并且根据以下描述,在这里未提及的其它方面对于本领域普通技术人员而言将是明显的。
8.技术方案
9.根据公开的实施例,发光元件包括:第一半导体层和第二半导体层;活性层,设置在第一半导体层与第二半导体层之间;绝缘膜,围绕至少活性层的侧表面;以及波长转换材料,设置在绝缘膜的至少一部分上,其中,发射到外部的光和从活性层发射的光具有不同的中心波段。
10.活性层可以发射第一光,第一光的中心波段是第一波长,并且波长转换材料可以将第一光转换成第二光,第二光的中心波段是第二波长。
11.其中波长转换材料设置在绝缘膜上的区域可以至少与活性层叠置。
12.第一光的中心波段可以在450nm至495nm的范围内,并且波长转换材料可以包括量子点材料。
13.第二光的中心波段可以在495nm至570nm或620nm至750nm的范围内。
14.第一半导体层、活性层和第二半导体层可以沿着第一方向顺序地设置,并且从波长转换材料发射的光的至少一部分可以在与第一方向不同的方向上行进。
15.发光元件还可以包括设置在绝缘膜上并使入射光散射的散射体。
16.发光元件还可以包括设置在第二半导体层上的电极层,其中,绝缘膜可以围绕电极层的外表面的至少一部分。
17.发光元件还可以包括结合到绝缘膜的配体,其中,波长转换材料可以结合到配体。
18.根据公开的实施例,一种制造发光元件的方法,所述方法包括以下步骤:准备下基底和半导体棒,半导体棒形成在下基底上并且包括半导体晶体和形成在半导体晶体的外表面上的绝缘膜;以及在绝缘膜上形成波长转换材料并将半导体棒与下基底分离。
19.半导体晶体可以包括第一半导体层和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活性层,并且从活性层发射的光和发射到波长转换材料之外的光具有不同的中心波段。
20.在分离半导体棒的步骤中,可以在半导体棒与下基底分离之后将波长转换材料附着在绝缘膜上。
21.半导体棒还可以包括结合到绝缘膜的配体,并且波长转换材料结合到配体。
22.根据公开的实施例,显示装置包括第一像素和第二像素,第一像素和第二像素均包括:基底;第一电极,设置在基底上;第二电极,设置在基底上并与第一电极间隔开;以及发光元件,设置在第一电极与第二电极之间,其中,发光元件均包括:第一半导体层和第二半导体层;活性层,设置在第一半导体层与第二半导体层之间;绝缘膜,围绕至少活性层的侧表面;以及波长转换材料,设置在绝缘膜的至少一部分上,并且发光元件可以包括其中从活性层发射的光和发射到发光元件之外的光相同的第一发光元件和其中从活性层发射的光和发射到发光元件之外的光具有不同的中心波段的第二发光元件。
23.第一发光元件和第二发光元件中的每个的活性层可以发射第一光,第一光的中心波段是第一波长,第一发光元件可以设置在第一像素中,并且第二发光元件可以包括第一波长转换材料并且设置在第二像素中。
24.第一光的中心波段可以在450nm至495nm的范围内,并且波长转换材料可以包括量子点材料。
25.第一波长转换材料可以将第一光转换成第二光,第二光的中心波段是与第一波长不同的第二波长。
26.第一发光元件和第二发光元件中的每个还可以包括设置在绝缘膜上并使入射光散射的散射体。
27.显示装置还可以包括第三像素,其中,发光元件还可以包括第三发光元件,第三发光元件设置在第三像素中并且包括第二波长转换材料。
28.第三发光元件的活性层可以发射第一光,并且第二波长转换材料可以将第一光转换成第三光,第三光的中心波段是不同于第一波长和第二波长的第三波长。
29.其它实施例的细节包括在详细描述和附图中。
30.有益效果
31.根据实施例的发光元件可以均包括波长转换材料,波长转换材料转换从活性层发射的光,并且可以发射具有与从活性层发射的光的中心波段不同的中心波段的光。发光元件可以包括发射相同的光的活性层,但是可以根据波长转换材料的类型向外部发射不同的光。
32.因此,根据实施例的显示装置可以通过包括具有相同的活性层但发射不同的光的上述发光元件来显示各种颜色的光。
33.根据实施例的效果不受上面例示的内容限制,并且更多的各种效果包括在本公开中。
附图说明
34.图1是根据实施例的发光元件的示意性透视图。
35.图2是图1的部分a的放大图。
36.图3是示出从根据实施例的发光元件发射的光的示意图。
37.图4是示出设置在电极上的根据实施例的发光元件的示意性剖视图。
38.图5至图11是示出根据实施例的制造发光元件的方法的示意图。
39.图12是示出根据另一实施例的制造发光元件的方法的一部分的示意图。
40.图13和图14是示出根据另一实施例的制造发光元件的方法的一部分的示意图。
41.图15是根据另一实施例的发光元件的绝缘膜的放大示意图。
42.图16是示出从图15的发光元件发射的光的示意图。
43.图17是根据另一实施例的发光元件的绝缘膜的放大示意图。
44.图18是根据另一实施例的发光元件的示意图。
45.图19是根据实施例的显示装置的示意图。
46.图20是根据实施例的显示装置的像素的示意性平面图。
47.图21是根据实施例的显示装置的示意性剖视图。
48.图22是沿着图20的线xa-xa'、线xb-xb'和线xc-xc'截取的剖视图。
49.图23是根据另一实施例的显示装置的剖视图。
50.图24是根据另一实施例的显示装置的像素的平面图。
51.图25是包括图18的发光元件的显示装置的一部分的剖视图。
具体实施方式
52.现在将在下文中参照附图更充分地描述发明,在附图中示出了发明的优选实施例。然而,本发明可以以不同的形式实施,并且不应该被解释为限于在这里阐述的实施例。相反,提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的,并且将向本领域技术人员充分传达发明的范围。
53.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,相同的附图标记指示相同的组件。
54.将理解的是,尽管在这里可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件,但是这些元件不应该受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。例如,在不脱离发明的教导的情况下,下面讨论的第一元件可以被称为第二元件。类似地,第二元件也可以被称为第一元件。
55.在下文中,将参照附图描述实施例。
56.图1是根据实施例的发光元件的示意图。
57.发光元件300可以是发光二极管。具体地,发光元件300可以是具有微米或纳米的尺寸并且由无机材料制成的无机发光二极管。当在彼此面对的两个电极之间在特定方向上形成电场时,无机发光二极管可以在其中形成有极性的两个电极之间对准。发光元件300可以通过形成在电极之间的电场在两个电极之间对准。
58.发光元件300可以在一个方向上延伸。发光元件300可以成形为像棒、线、管等。在实施例中,发光元件300可以成形为像圆柱或棒。然而,发光元件300的形状不限于此,并且
发光元件300也可以具有包括诸如立方体、长方体和六角棱柱的多边形棱柱以及在一方向上延伸并具有部分倾斜的外表面的形状的各种形状。包括在稍后将描述的发光元件300中的多个半导体可以沿着一个方向顺序地设置或堆叠。
59.发光元件300可以包括掺杂有任何导电类型(例如,p型或n型)的杂质的半导体层。半导体层可以从外部电源接收电信号并发射特定波段中的光。
60.根据实施例的发光元件300可以发射特定波段中的光。在实施例中,活性层330可以发射其中心波段在450nm至495nm的范围内的蓝光。然而,蓝光的中心波段不限于上述范围,并且应该被理解为包括在公开属于其的领域中可以被认为是蓝色的所有波长范围。此外,从发光元件300的活性层330发射的光不限于此,并且还可以是其中心波段在495nm至570nm的范围内的绿光或其中心波段在620nm至750nm的范围内的红光。
61.参照图1,根据实施例的发光元件300可以包括第一半导体层310、第二半导体层320、活性层330、绝缘膜380和波长转换材料385。此外,根据实施例的发光元件300还可以包括至少一个电极层370。尽管在图1中发光元件300包括一个电极层370,但是公开不限于此。在一些情况下,发光元件300可以包括更多个电极层370,或者可以省略电极层370。即使电极层370的数量改变或还包括另一结构,发光元件300的以下描述也可以同样适用。
62.第一半导体层310可以是例如具有第一导电类型的n型半导体。在示例中,当发光元件300发射蓝色波段中的光时,第一半导体层310可以包括具有化学式al
x
gayin
1-x-y
n(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)的半导体材料,例如,可以是n型掺杂的algainn、gan、algan、ingan、aln和inn中的任何一种或更多种。第一半导体层310可以掺杂有第一导电类型掺杂剂,并且第一导电类型掺杂剂可以是例如si、ge或sn。在实施例中,第一半导体层310可以是掺杂有n型si的n-gan。第一半导体层310的长度可以在但不限于1.5μm至5μm的范围内。
63.第二半导体层320设置在稍后将描述的活性层330上。第二半导体层320可以是例如具有第二导电类型的p型半导体。在示例中,当发光元件300发射蓝色或绿色波段中的光时,第二半导体层320可以包括具有化学式al
x
gayin
1-x-y
n(0≤x≤1、0≤y≤1、0≤x+y≤1)的半导体材料,例如,可以是p型掺杂的algainn、gan、algan、ingan、aln和inn中的任何一种或更多种。第二半导体层320可以掺杂有第二导电类型掺杂剂,并且第二导电类型掺杂剂可以是例如mg、zn、ca、se或ba。在实施例中,第二半导体层320可以是掺杂有p型mg的p-gan。第二半导体层320的长度可以在但不限于0.05μm至0.10μm的范围内。
64.尽管在附图中第一半导体层310和第二半导体层320中的每个由一个层组成,但是公开不限于此。在一些情况下,根据活性层330的材料,第一半导体层310和第二半导体层320中的每个可以包括更多个层,例如,还可以包括覆层或拉伸应变势垒减小(tsbr)层。
65.活性层330设置在第一半导体层310与第二半导体层320之间。活性层330可以包括具有单量子阱结构或多量子阱结构的材料。当活性层330包括具有多量子阱结构的材料时,活性层330可以具有其中多个量子层和多个阱层交替堆叠的结构。活性层330可以根据通过第一半导体层310和第二半导体层320接收的电信号通过电子-空穴对的结合发射光。例如,当活性层330发射蓝色波段中的光时,活性层330可以包括诸如algan或algainn的材料。具体地,当活性层330具有其中量子层和阱层交替堆叠的多量子阱结构时,量子层可以包括诸如algan或algainn的材料,并且阱层可以包括诸如gan或alinn的材料。在实施例中,如上面所描述的,活性层330可以包括作为量子层的algainn和作为阱层的alinn,以发射其中心波
段在450nm至495nm的范围内的蓝光。
66.然而,公开不限于此,根据活性层330发射的光的波段,活性层330也可以具有其中具有大带隙能量的半导体材料和具有小带隙能量的半导体材料交替堆叠的结构,或者可以包括不同的3族至5族半导体材料。从活性层330发射的光不限于蓝色波段中的光。在一些情况下,活性层330可以发射红色或绿色波段中的光。活性层330的长度可以在但不限于0.05μm至0.10μm的范围内。
67.从活性层330发射的光不仅可以照射到发光元件300的沿纵向方向的外表面,而且可以照射到两个侧表面。从活性层330发射的光的方向不限于一个方向。
68.电极层370可以是欧姆接触电极。然而,公开不限于此,并且电极层370也可以是肖特基接触电极。电极层370可以包括导电金属。例如,电极层370可以包括铝(al)、钛(ti)、铟(in)、金(au)、银(ag)、氧化铟锡(ito)、氧化铟锌(izo)和氧化铟锡锌(itzo)中的至少任何一种。此外,电极层370可以包括n型或p型掺杂的半导体材料。电极层370可以包括相同的材料或不同的材料,但是公开不限于此。
69.绝缘膜380围绕上面描述的半导体的外表面。在实施例中,绝缘膜380可以围绕至少活性层330的外表面,并且在发光元件300沿其延伸的方向上延伸。绝缘膜380可以保护上述构件。例如,绝缘膜380可以围绕上述构件的侧表面,但是可以在纵向方向上暴露发光元件300的两个端部。
70.在附图中,绝缘膜380在发光元件300的纵向方向上延伸以覆盖从第一半导体层310到电极层370。然而,公开不限于此,并且绝缘膜380也可以覆盖仅一些导电类型半导体以及活性层330的外表面,或者可以仅覆盖电极层370的外表面的一部分以部分地暴露电极层370的外表面。此外,绝缘膜380的上表面在与发光元件300的至少一个端部相邻的区域中在剖面中可以是圆的。
71.绝缘膜380的厚度可以在但不限于10nm至1.0μm的范围内。绝缘膜380的厚度可以优选为约40nm。
72.绝缘膜380可以包括具有绝缘性质的材料,诸如氧化硅(sio
x
)、氮化硅(sin
x
)、氮氧化硅(sio
x
ny)、氮化铝(aln)或氧化铝(al2o3)。因此,绝缘膜380可以防止当活性层330直接接触电信号通过其传输到发光元件300的电极时可能发生的电短路。此外,绝缘膜380可以通过保护包括活性层330的发光元件300的外表面来防止发光效率的降低。
73.此外,在一些实施例中,绝缘膜380的外表面可以被处理。当制造显示装置10时,可以将发光元件300在其中发光元件300分散在预定墨中的状态下喷射在电极上,然后可以对准发光元件300。这里,绝缘膜380的表面可以是疏水处理的或亲水处理的,使得发光元件300在墨中保持与其它相邻的发光元件300分离,而不与它们聚集。
74.根据实施例的发光元件300可以包括设置在绝缘膜380上的多个波长转换材料385。波长转换材料385可以将具有特定中心波段的入射光转换或移位成具有不同的中心波段的光。当从发光元件300的活性层330发射的光入射时,设置在绝缘膜380上的波长转换材料385可以将光转换或移位成另一波段中的光并发射光。
75.图2是图1的部分a的放大图。图3是示出从根据实施例的发光元件发射的光的示意图。
76.结合图1进一步参照图2和图3,发光元件300可以包括多个波长转换材料385,并且
波长转换材料385可以覆盖绝缘膜380的外表面。如附图中所示出的,波长转换材料385可以设置在绝缘膜380上以完全覆盖绝缘膜380,并且可以随机设置为彼此接触或彼此间隔开。波长转换材料385可以形成覆盖绝缘膜380的至少一部分的一个层。然而,公开不限于此。波长转换材料385也可以仅设置在绝缘膜380的一部分上。如上面所描述的,波长转换材料385可以仅设置在围绕至少活性层330的外表面的绝缘膜380上,以接收从发光元件300的活性层330发射的光。其中波长转换材料385设置在绝缘膜380上的区域可以至少与活性层330叠置。
77.发光元件300的绝缘膜380围绕第一半导体层310、活性层330、第二半导体层320和电极层370的外表面之中的侧表面。因此,在实施例中,设置在绝缘膜380上的波长转换材料385可以至少在发光元件300的横向方向上发射光。由于在一个方向上延伸的发光元件300包括设置在绝缘膜380上的波长转换材料385,因此发光元件300可以在与延伸方向不同的方向上发射特定波段中的光。然而,公开不限于此,并且从发光元件300的波长转换材料385发射的光的方向可以是各种的。
78.可以通过在制造工艺期间执行形成绝缘膜380然后将波长转换材料385设置在绝缘膜380上的工艺来制造发光元件300。波长转换材料385可以通过在绝缘膜380与波长转换材料385之间形成物理键或化学键而设置在绝缘膜380上。在一些实施例中,波长转换材料385可以直接在绝缘膜380上合成。这将稍后描述。
79.波长转换材料385可以是球形的或椭圆形的,但不限于具体形状。在一些实施例中,波长转换材料385可以是量子点、量子棒或磷光体。例如,波长转换材料385可以是当电子从导带跃迁到价带时发射特定波段中的光的量子点。
80.量子点可以是半导体纳米晶体材料。量子点可以根据其组成和尺寸具有特定的带隙。因此,量子点可以吸收光,然后发射具有特有波长的光。量子点的半导体纳米晶体的示例包括iv族纳米晶体、ii-vi族化合物纳米晶体、iii-v族化合物纳米晶体、iv-vi族化合物纳米晶体及其组合。
81.ii-vi族化合物可以选自:二元化合物,选自cdse、cdte、zns、znse、znte、zno、hgs、hgse、hgte、mgse、mgs及其混合物;三元化合物,选自inznp、agins、cuins、cdses、cdsete、cdste、znses、znsete、znste、hgses、hgsete、hgste、cdzns、cdznse、cdznte、cdhgs、cdhgse、cdhgte、hgzns、hgznse、hgznte、mgznse、mgzns及其混合物;以及四元化合物,选自hgzntes、cdznses、cdznsete、cdznste、cdhgses、cdhgsete、cdhgste、hgznses、hgznsete、hgznste及其混合物。
82.iii-v族化合物可以选自:二元化合物,选自gan、gap、gaas、gasb、aln、alp、alas、alsb、inn、inp、inas、insb及其混合物;三元化合物,选自ganp、ganas、gansb、gapas、gapsb、alnp、alnas、alnsb、alpas、alpsb、ingap、innp、inalp、innas、innsb、inpas、inpsb、gaalnp及其混合物;以及四元化合物,选自gaalnas、gaalnsb、gaalpas、gaalpsb、gainnp、gainnas、gainnsb、gainpas、gainpsb、inalnp、inalnas、inalnsb、inalpas、inalpsb及其混合物。
83.iv-vi族化合物可以选自:二元化合物,选自sns、snse、snte、pbs、pbse、pbte及其混合物;三元化合物,选自snses、snsete、snste、pbses、pbsete、pbste、snpbs、snpbse、snpbte及其混合物;以及四元化合物,选自snpbsse、snpbsete、snpbste及其混合物。iv族元素可以选自硅(si)、锗(ge)及其混合物。iv族化合物可以是选自碳化硅(sic)、锗硅(sige)
及其混合物的二元化合物。
84.这里,二元化合物、三元化合物或四元化合物可以以均匀浓度位于颗粒中,或者可以以部分不同的浓度位于相同的颗粒中。此外,它们可以具有其中一个量子点围绕另一量子点的核/壳结构。核与壳之间的界面可以具有其中壳中的元素的浓度朝向中心减小的浓度梯度。
85.在一些实施例中,量子点可以具有包括包含上面描述的纳米晶体的核和围绕核的壳的核-壳结构。每个量子点的壳可以用作用于通过防止核的化学变性来保持半导体特性的保护层和/或用作用于赋予量子点电泳特性的充电层。壳可以是单层或多层。核与壳之间的界面可以具有其中壳中的元素的浓度朝向中心减小的浓度梯度。每个量子点的壳可以是例如金属或非金属氧化物、半导体化合物或其组合。
86.例如,金属或非金属氧化物可以是但不限于诸如sio2、al2o3、tio2、zno、mno、mn2o3、mn3o4、cuo、feo、fe2o3、fe3o4、coo、co3o4或nio的二元化合物或诸如mgal2o4、cofe2o4、nife2o4或comn2o4的三元化合物。
87.此外,半导体化合物可以是但不限于cds、cdse、cdte、zns、znse、znte、znses、zntes、gaas、gap、gasb、hgs、hgse、hgte、inas、inp、ingap、insb、alas、alp或alsb。
88.当波长转换材料385包括量子点时,波长转换材料385的直径d
p
1可以在几纳米(nm)到几十纳米(nm)的范围内。例如,波长转换材料385的直径d
p
1可以在但不限于发光元件300的直径的1%至10%的范围内。
89.如图3中所示出的,具有特定中心波段的光l可以从发光元件300的活性层330发射。从活性层330发射的光l可以在没有方向性的随机方向上行进,并且光l的至少一部分可以进入绝缘膜380。入射在绝缘膜380上的光可以通过绝缘膜380进入波长转换材料385,并且波长转换材料385可以将从活性层330发射的光l转换成具有不同的中心波段的光l'并发射光l'。在根据实施例的发光元件300中,从活性层330发射的光l和从发光元件300的外表面发射的光l'可以具有不同的中心波段。
90.发光元件300的活性层330可以根据从第一半导体层310和第二半导体层320接收的电信号通过电子-空穴对的结合而发射光。例如,活性层330可以包括诸如algan或algainn的材料,以发射其中心波段在450nm至495nm的范围内的蓝光。此外,发光元件300可以根据形成活性层330的材料发射绿光或红光。
91.如稍后将描述的,发光元件300可以通过外延生长工艺制造。为了制造发射不同的光的发光元件300,可以执行使包括不同的组分比率或材料的活性层330生长的工艺。也就是说,需要不同条件下的外延生长工艺来制造包括发射不同于蓝光的颜色的光的活性层330的发光元件300,并且生产成本和产率可能是低的。
92.另一方面,根据实施例的发光元件300包括发射相同颜色的光的活性层330,但是可以通过改变设置在绝缘膜380上的波长转换材料385将从活性层330发射的光l转换成具有不同的中心波段的光l'。即使活性层330发射相同中心波段的光,发光元件300也可以根据波长转换材料385的类型发射不同波段的光。因此,即使仅执行特定条件下的外延生长工艺,也可以通过调节波长转换材料385来制造发射各种颜色的光的发光元件300。
93.在实施例中,发光元件300可以包括发射具有450nm至495nm的中心波段的光的活性层330,并且可以包括当蓝光入射时将蓝光转换成具有495nm至570nm的中心波段的绿光
或具有620nm至750nm的中心波段的红光的波长转换材料385。然而,公开不限于此,并且波长转换材料385也可以将蓝光转换成具有除了绿光或红光之外的不同的中心波段的光。
94.如稍后将描述的,根据实施例的显示装置10可以包括包含发射蓝光的活性层330但按原样发射蓝光或发射具有不同的中心波段的光的不同的发光元件300。在一些实施例中,可以省略波长转换材料,并且显示装置10可以包括将从活性层330发射的第一光l1发射到外部的第一发光元件301(见图21)、包括第一波长转换材料以将第二光l2发射到外部的第二发光元件302(见图21)以及包括第二波长转换材料以将第三光l3发射到外部的第三发光元件303(见图21)。显示装置10可以包括包含相同类型的活性层330但发射不同的光的发光元件300。因此,显示装置10可以显示各种颜色。
95.此外,从波长转换材料385发射的光可以具有约45nm或更小、约40nm或更小或者约30nm或更小的发射波长光谱的半高全宽(fwhm),并且由包括发光元件300的显示装置10显示的颜色的色纯度和颜色再现性可以进一步提高。
96.图4是示出设置在电极上的根据实施例的发光元件的示意性剖视图。
97.参照图4,在实施例中,包括在显示装置10中的发光元件300可以设置于设置在目标基底sub上的第一电极210和第二电极220上。设置在目标基底sub上的第一电极210和第二电极220可以间隔开以彼此面对。发光元件300可以在一个方向上延伸,并且发光元件300沿其延伸的方向可以与第一电极210和第二电极220沿其彼此间隔开的方向相同。
98.如附图中所示,发光元件300可以设置在第一电极210与第二电极220之间,使得发光元件300的延伸方向平行于目标基底sub的上表面。在一些实施例中,发光元件300的两个端部可以设置在第一电极210和第二电极220上。尽管未在图4中示出,但是发光元件300可以电连接到第一电极210和第二电极220,并且可以从第一电极210和第二电极220接收预定电信号,使得活性层330发射特定波段中的光l。
99.如上面所描述的,从发光元件300的活性层330发射的光l可以在没有方向性的随机方向上行进。从活性层330发射的光l的至少一部分可以进入波长转换材料385,并且波长转换材料385可以将从活性层330入射的光l转换成具有不同的波长的光l'并发射光l'。从波长转换材料385发射的光l'可以在各种方向上发射,而不管从活性层330发射并入射的光l的入射方向如何。也就是说,从波长转换材料385发射的光l'可以在包括与发光元件300的延伸方向垂直的方向(即,目标基底sub上方的向上方向)的各种方向上行进。具体地,发光元件300的第一半导体层310、活性层330和第二半导体层320在发光元件300沿其延伸的一个方向上顺序地设置。在根据实施例的发光元件300中,发射到外部的光l'的至少一部分可以在与所述一个方向不同的方向上行进。即使当发光元件300在水平方向上设置在目标基底sub上时,发光元件300也可以在目标基底sub上方的向上方向上发射特定波段的光。
100.此外,由于从发光元件300的活性层330发射的光l和发射到发光元件300之外的光l'具有不同的中心波段,因此可以使用具有相同的活性层330但包括不同的波长转换材料385的发光元件300来显示各种颜色。稍后将参照其它附图更详细地描述包括发光元件300的显示装置10。
101.再次参照图1,发光元件300的长度h可以在1μm至10μm或2μm至6μm的范围内,并且可以优选为在3μm至5μm的范围内。此外,发光元件300的直径可以在300nm至700nm的范围内,并且发光元件300的纵横比可以是1.2至100。然而,公开不限于此,并且包括在显示装置
10中的多个发光元件300也可以根据活性层330的组成的差异而具有不同的直径。发光元件300的直径可以优选为约500nm。
102.现在将描述根据实施例的制造发光元件300的方法。
103.图5至图11是示出根据实施例的制造发光元件的方法的示意图。
104.根据实施例的制造发光元件300的方法可以包括:在下基底2000(见图5)上形成半导体棒rod(见图9),每个半导体棒rod包括多个半导体层310和320、活性层330和绝缘膜380;以及在绝缘膜380上形成波长转换材料385并将半导体棒rod与下基底2000分离。发光元件300可以包括通过外延生长方法在下基底上生长的半导体棒rod。半导体棒rod中的每个可以包括第一半导体层310、第二半导体层320、活性层330、电极层370和绝缘膜380。接下来,在半导体棒rod的绝缘膜380上形成波长转换材料385,并且将半导体棒rod与下基底分离以制造发光元件300。
105.具体地,首先参照图5,准备下基底2000和形成在下基底2000上的半导体结构3000,下基底2000包括基体基底2100、形成在基体基底2100上的缓冲材料层2200和形成在缓冲材料层2200上的分离层2300。下基底2000可以具有其中基体基底2100、缓冲材料层1200和分离层2300顺序堆叠的结构。
106.基体基底2100可以包括蓝宝石基底(al2o3)或诸如玻璃的透明基底。然而,公开不限于此,并且基体基底2100也可以由诸如gan、sic、zno、si、gap或gaas的导电基底制成。下面将作为示例描述其中基体基底2100是蓝宝石基底(al2o3)的情况。基体基底2100的厚度没有具体限制,但是可以例如在400μm至1500μm的范围内。
107.在基体基底2100上形成多个半导体层。可以通过生长种晶来形成通过外延方法生长的半导体层。这里,形成半导体层的方法可以是电子束沉积、物理气相沉积(pvd)、化学气相沉积(cvd)、等离子体激光沉积(pld)、双型热蒸发、溅射或金属有机化学气相沉积(mocvd),并且可以优选为mocvd,但是公开不限于此。
108.用于形成半导体层的前体材料在通常可以选择用于形成目标材料的材料的范围内没有具体限制。例如,前体材料可以包括包含诸如甲基基团或乙基基团的烷基基团的金属前体。例如,金属前体可以是但不限于诸如三甲基镓(ga(ch3)3)、三甲基铝(al(ch3)3)或磷酸三乙酯((c2h5)3po4)的化合物。下面将不描述用于形成半导体层的方法和工艺条件,并且将详细描述制造发光元件300的方法的顺序和每个发光元件300的堆叠结构。
109.在基体基底2100上形成缓冲材料层2200。尽管缓冲材料层2200被示出为单层,但是公开不限于此,并且也可以形成多个层。缓冲材料层2200可以被设置用于减小第一半导体3100与基体基底2100之间的晶格常数的差异。
110.例如,缓冲材料层2200可以包括未掺杂的半导体,并且可以包括与第一半导体3100的材料基本上相同的材料,但是可以是未掺杂有n型或p型的材料。在实施例中,缓冲材料层2200可以是但不限于未掺杂的inalgan、gan、algan、ingan、aln和inn中的至少任何一种。此外,根据基体基底2100,可以省略缓冲材料层2200。作为示例,将描述其中在基体基底2100上形成包括未掺杂的半导体的缓冲材料层2200的情况。
111.可以在缓冲材料层2200上设置分离层2300。分离层2300可以包括第一半导体3100的晶体可以在其上顺利生长的材料。分离层2300可以包括绝缘材料和导电材料中的至少任何一种。例如,分离层2300可以包括氧化硅(sio
x
)、氮化硅(sin
x
)或氮氧化硅(sio
x
ny)作为
绝缘材料,并且包括ito、izo、igo、zno、石墨烯或氧化石墨烯作为导电材料。然而,公开不限于此。
112.可以在稍后将描述的操作中去除分离层2300,因此可以将形成在分离层2300上的发光元件300与下基底2000分离。可以通过化学分离方法(clo)来去除执行分离层2300的步骤。因此,与分离层2300的表面相同,每个发光元件300的端表面可以具有平坦的表面。此外,在蚀刻半导体结构3000的工艺中,分离层2300可以用作半导体结构3000与缓冲材料层2200之间的蚀刻停止件。
113.在分离层2300上设置半导体结构3000。半导体结构3000可以包括第一半导体3100、活性层3300、第二半导体3200和电极材料层3700。可以通过执行如上面所描述的常规工艺来形成包括在半导体结构3000中的多个材料层,并且堆叠在半导体结构3000中的层可以分别对应于每个发光元件300的层。也就是说,它们可以包括分别与每个发光元件300的第一半导体层310、活性层330、第二半导体层320和电极层370的材料相同的材料。将不详细描述半导体结构3000的每个层。
114.接下来,通过在垂直于下基底2000的方向上蚀刻半导体结构3000来形成半导体晶体3000'。
115.通过垂直蚀刻半导体结构3000形成半导体晶体3000'的步骤可以包括可以通常执行的蚀刻工艺。在一些实施例中,形成半导体晶体3000'的步骤可以包括:在半导体结构3000上形成蚀刻掩模层1600和蚀刻图案层1700;根据蚀刻图案层1700的图案蚀刻半导体结构3000;以及去除蚀刻掩模层1600和蚀刻图案层1700。
116.参照图6,蚀刻掩模层1600可以用作用于依次蚀刻半导体结构3000的层的掩模。蚀刻掩模层1600可以包括包含绝缘材料的第一蚀刻掩模层1610和包含金属的第二蚀刻掩模层1620。
117.第一蚀刻掩模层1610可以包括氧化物或氮化物作为绝缘材料。绝缘材料可以是例如氧化硅(sio
x
)、氮化硅(sin
x
)或氮氧化硅(sio
x
ny)。第一蚀刻掩模层1610的厚度可以在但不限于0.5μm至1.5μm的范围内。
118.在第一蚀刻掩模层1620上设置第二蚀刻掩模层1620。例如,第二蚀刻掩模层1620可以是硬掩模层。第二蚀刻掩模层1620可以包括可以用作用于连续蚀刻半导体结构3000的步骤的掩模的材料,并且可以包括例如诸如铬(cr)的金属。第二蚀刻掩模层1620的厚度可以在但不限于30nm至150nm的范围内。
119.可以在蚀刻掩模层1600上设置蚀刻图案层1700。蚀刻图案层1700可以包括彼此间隔开的一个或更多个纳米图案。蚀刻图案层1700可以包括聚合物、聚苯乙烯球、二氧化硅球等,但不限于具体材料,只要其是可以形成图案的材料即可。
120.例如,当蚀刻图案层1700包括聚合物时,可以采用用于使用聚合物形成图案的常规方法。例如,可以使用诸如光刻、电子束光刻或纳米压印光刻的方法来形成包括聚合物的蚀刻图案层1700。
121.在实施例中,可以通过纳米压印光刻来形成蚀刻图案层1700,并且蚀刻图案层1700的纳米图案可以包括纳米压印树脂。树脂可以包括但不限于氟化单体、丙烯酸酯单体、二季戊四醇六丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、聚(乙二醇)苯基醚丙烯酸酯、丁羟基甲苯(bht)或1-羟基-环己基苯基酮(光引发剂(irgacure)184)。
122.接下来,参照图7,沿着蚀刻图案层1700蚀刻半导体结构3000以形成半导体晶体3000'。通过蚀刻半导体结构3000形成的半导体晶体3000'可以包括发光元件300的第一半导体层310、第二半导体层320、活性层330和电极层370。
123.可以使用常规方法执行蚀刻半导体结构3000的工艺。例如,蚀刻工艺可以是干法蚀刻、湿法蚀刻、反应离子蚀刻(rie)、电感耦合等离子体反应离子蚀刻(icp-rie)等。因为可以各向异性蚀刻,所以干法蚀刻可以适用于垂直蚀刻。当使用上述蚀刻方法时,蚀刻剂可以是但不限于cl2或o2。
124.在附图中,在垂直于下基底2000的方向上蚀刻半导体结构3000以形成蚀刻孔,从而形成半导体晶体3000'。然而,公开不限于此,并且也可以通过多个蚀刻工艺来执行形成半导体晶体3000'的步骤。这将不详细描述。
125.接下来,通过形成部分地围绕半导体晶体3000'的外侧表面的绝缘膜380来形成半导体棒rod。
126.参照图8和图9,可以通过形成围绕半导体晶体3000'的外表面的绝缘膜3800并部分地去除绝缘膜3800以暴露电极层370的上表面来形成绝缘膜380。
127.绝缘膜3800是形成在半导体棒rod的外表面上的绝缘材料,并且可以通过在垂直蚀刻的半导体晶体3000'的外表面上施用绝缘材料或使用浸渍方法来形成。然而,公开不限于此。例如,可以通过原子层沉积(ald)来形成绝缘膜3800。
128.绝缘膜3800不仅可以形成在半导体晶体3000'的侧表面和上表面上,而且可以形成在彼此间隔开的半导体晶体3000'之间暴露的分离层2300上。可以在后续工艺中部分地去除绝缘膜3800以暴露电极层370的上表面,并且同时,也可以部分地去除设置在分离层2300上的绝缘膜3800。可以通过诸如作为各向异性蚀刻的干法蚀刻或回蚀的工艺来部分地去除绝缘膜3800。
129.接下来,参照图10,可以通过去除分离层2300将半导体棒rod与下基底2000分离。分离半导体棒rod的步骤可以包括使用化学分离方法(clo)去除分离层2300。为了去除分离层2300,可以使用诸如氢氟酸(hf)或缓冲氧化物蚀刻液(boe)的分离蚀刻剂来执行湿法蚀刻工艺,但是公开不限于此。
130.接下来,参照图11,在半导体棒rod的绝缘膜380上形成波长转换材料385,以制造根据实施例的发光元件300。在绝缘膜380上形成波长转换材料385的步骤没有具体限制。在一些实施例中,制造发光元件300的方法可以包括在将半导体棒rod与下基底2000分离之后将波长转换材料385附着到绝缘膜380上。
131.如上面所描述的,波长转换材料385可以包括量子点材料。例如,当波长转换材料385包括量子点材料时,可以通过将半导体棒rod浸入在其中分散有波长转换材料385的溶液s中来制造发光元件300,使得波长转换材料385附着在绝缘膜380上。这里,可以在将半导体棒rod与下基底2000分离之后执行将半导体棒rod浸入在溶液s中的工艺。半导体棒rod可以分散在溶液s中,并且当波长转换材料385附着在绝缘膜380上时,可以形成发光元件300。然而,公开不限于此。例如,半导体棒rod可以在其中半导体棒rod附着到下基底2000的状态下浸入在溶液s中。在这种情况下,在通过将波长转换材料385附着在绝缘膜380上而形成发光元件300之后,可以将发光元件300与下基底2000分离。
132.半导体棒rod的绝缘膜380、电极层370和第一半导体层310的暴露的外表面可以接
触波长转换材料385分散在其中的溶液s。与电极层370和第一半导体层310不同,包括绝缘材料的绝缘膜380可以与波长转换材料385形成相对强的吸引力。因此,当半导体棒rod浸入在溶液s中时,波长转换材料385中的大多数可以附着到绝缘膜380的外表面。
133.如稍后将描述的,根据实施例的显示装置10可以包括包含上面描述的波长转换材料385的发光元件300。发光元件300可以在其中发光元件300分散在包括波长转换材料385的溶液s中的状态下准备,并且可以在显示装置10的制造工艺期间喷射在电极上。也就是说,根据实施例,发光元件300可以在其中发光元件300与波长转换材料385一起分散在溶液s中的状态下来制造。然而,公开不限于此。
134.此外,在一些实施例中,波长转换材料385可以在半导体棒rod与下基底2000分离之前附着到绝缘膜380。在一些情况下,波长转换材料385可以直接在绝缘膜380上合成。
135.图12是示出根据另一实施例的制造发光元件的方法的一部分的示意图。
136.参照图12,可以在将半导体棒rod与下基底2000分离之前执行在半导体棒rod的绝缘膜380上形成或附着波长转换材料385的工艺。即使半导体棒rod在其中半导体棒rod附着到下基底2000的状态下浸入在溶液s中,波长转换材料385中的大多数也可以附着到绝缘膜380,同时与半导体棒rod的绝缘膜380形成相对强的吸引力。
137.当波长转换材料385附着到绝缘膜380时,半导体棒rod可以形成为发光元件300,并且当在后续工艺中去除分离层2300时,发光元件300可以与下基底2000分离。图12中所示出的制造发光元件300的方法与图10的制造发光元件300的方法的不同之处在于:将半导体棒rod附着到其的下基底2000浸入在其中分散有波长转换材料385的溶液s中。这与上面的描述相同,因此将不详细描述。
138.图13和图14是示出根据另一实施例的制造发光元件的方法的一部分的示意图。
139.参照图13和图14,可以通过直接在绝缘膜380上合成波长转换材料385来制造根据实施例的发光元件300。除了在绝缘膜380上合成波长转换材料385之外,根据当前实施例的制造发光元件300的方法与图11的实施例相同。因此,下面将省略任何冗余的描述,并且将主要描述差异。
140.根据一些实施例,波长转换材料385可以包括量子点材料,并且量子点材料可以具有其中一个量子点围绕另一量子点的核/壳结构。可以通过将作为形成核部分的材料的第一前体385a吸附到目标表面,然后使作为形成壳部分的材料的第二前体385b与第一前体385a反应来形成具有核/壳结构的量子点材料。
141.首先,如图13中所示出的,将包括绝缘膜380的半导体棒rod浸入在其中分散有第一前体385a的第一溶液s1中。第一前体385a可以在与半导体棒rod的绝缘膜380中包括的材料形成吸引力的同时被吸附。
142.接下来,如图14中所示出的,将具有附着在绝缘膜380上的第一前体385a的半导体棒rod浸入在其中分散有第二前体385b的溶液s2中,从而形成波长转换材料385。第二前体385b可以在溶液s2中与附着到半导体棒rod的绝缘膜380的第一前体385a反应,以形成波长转换材料385。以这种方式,在将半导体棒rod与下基底2000分离之后,可以通过直接在绝缘膜380上合成波长转换材料385来制造发光元件300。在一些实施例中,可以在将第一前体385a吸附到其的半导体棒rod浸入在第二溶液s2中之前清洁半导体棒rod。然而,公开不限于此。
143.上面参照图13和图14描述的制造发光元件300的方法也可以同样地应用于上面参照图12描述的方法。也就是说,也可以通过形成波长转换材料385来制造发光元件300,其中,通过在将半导体棒rod与下基底2000分离之前执行将半导体棒rod依次浸入在第一溶液s1和第二溶液s2中的工艺,然后将半导体棒rod与下基底2000分离形成波长转换材料385。这将不详细描述。
144.根据实施例的发光元件300可以通过上面描述的方法制造。发光元件300中的每个可以包括通过同一外延生长工艺发射特定波长中的光的活性层330,但是发射到外部的光的波段可以根据设置在绝缘膜380上的波长转换材料385而改变。根据实施例,在制造发光元件300的方法中,即使通过仅执行同一外延生长工艺而包括相同的活性层330,也可以通过改变波长转换材料385的类型来制造发射各种颜色的光的发光元件300。因此,可以降低发光元件300的制造工艺成本,并且可以提高产量。
145.现在将描述根据其它实施例的发光元件300。
146.图15是根据另一实施例的发光元件的绝缘膜的放大示意图。图16是示出从图15的发光元件发射的光的示意图。
147.参照图15和图16,根据实施例的发光元件300还可以包括设置在绝缘膜380上的散射体386。除了发光元件300还包括散射体386之外,根据当前实施例的发光元件300与图1的发光元件300相同。因此,下面将省略任何冗余的描述,并且将主要描述差异。
148.根据实施例的散射体386可以包括可以使入射光的至少一部分散射的材料。例如,散射体386可以是光散射颗粒。在一些实施例中,散射体386可以是金属氧化物颗粒或有机颗粒。金属氧化物可以是例如氧化钛(tio2)、氧化锆(zro2)、氧化铝(al2o3)、氧化铟(in2o3)、氧化锌(zno)或氧化锡(sno2),并且有机颗粒的材料可以是例如丙烯酸树脂或聚氨酯树脂。根据实施例的散射体386可以具有大于波长转换材料385的直径d
p
1的直径d
p
2,但是公开不限于此。
149.散射体386可以在随机方向上散射光,而不管光l'的入射方向如何且基本上不转换从波长转换材料385发射的光l'的波长。如图16中所示出的,从发光元件300的活性层330发射的光l的至少一部分可以进入波长转换材料385,并且波长转换材料385可以将光l转换成具有不同的中心波段的光l'并发射光l'。从波长转换材料385发射的光l'可以在随机方向上行进,而不管从活性层330入射的光l的入射方向如何,并且光l'的至少一部分可以进入散射体386。散射体386可以在随机方向上散射从波长转换材料385发射并入射的光l',而不管光l'的入射方向如何。因此,根据实施例的发光元件300可以从绝缘膜380的侧表面在随机方向上发射光l',并且从发光元件300发射的光l'的横向可视性可以提高。
150.图17是根据另一实施例的发光元件的绝缘膜的放大示意图。
151.参照图17,根据实施例的发光元件300还可以包括结合到绝缘膜380的配体387,并且波长转换材料385可以结合到配体387。除了发光元件300还包括结合到绝缘膜380的配体387,根据当前实施例的发光元件300与图1的发光元件300相同。因此,下面将省略任何冗余的描述,并且将主要描述差异。
152.如上面所描述的,可以处理绝缘膜380的外表面。可以处理绝缘膜380的表面,使得发光元件300保持与其它发光元件300分离,而不在墨中与其它发光元件300聚集。然而,在一些实施例中,可以处理绝缘膜380的表面以将配体387结合到发光元件300的绝缘膜380。
153.发光元件300的波长转换材料385可以物理地或化学地吸附并设置在绝缘膜380上。当设置在绝缘膜380上的波长转换材料385的数量不足时,从发光元件300的活性层330发射的光的至少一部分可以被发射到外部而不进入波长转换材料385。在这种情况下,从活性层330发射的光和由波长转换材料385转换的光会混合并从发光元件300发射,并且发光元件300的色纯度会降低。由于根据实施例的发光元件300还包括结合到绝缘膜380并且能够与波长转换材料385形成化学键的配体387,因此设置在绝缘膜380上的波长转换材料385的密度可以增加。
154.配体387的类型没有具体限制。尽管未在附图中具体示出,但是在一些实施例中,配体387可以包括能够与包括在绝缘膜380中的材料形成化学键的第一官能团和能够与波长转换材料385形成化学键的第二官能团。然而,公开不限于此。
155.发光元件300的结构不限于图1中所示出的结构,并且发光元件300也可以具有其它结构。
156.图18是根据另一实施例的发光元件的示意图。
157.参照图18,发光元件300'可以在一方向上延伸,但是可以具有部分倾斜的侧表面。也就是说,根据实施例的发光元件300'可以具有部分圆锥形形状。在发光元件300'中,多个层可以不在一个方向上堆叠,而是每个层可以形成为围绕另一层的外表面。除了每个层的形状部分不同之外,图18的发光元件300'与图1的发光元件300相同。因此,下面将省略任何冗余的描述,并且将主要描述差异。
158.根据实施例,第一半导体层310'可以在一方向上延伸并且具有朝向中心倾斜的两个端部。图18的第一半导体层310'可以具有棒状或圆柱形主体以及分别形成在主体上和下面的圆锥形端部。主体的上端部可以具有比其下端部陡峭的斜坡。
159.活性层330'围绕第一半导体层310'的主体的外表面。活性层330'可以具有在一方向上延伸的环形形状。活性层330'可以不形成在第一半导体层310'的上端部和下端部上。也就是说,活性层330'可以仅接触第一半导体层310'的平行侧表面。
160.第二半导体层320'围绕活性层330'的外表面和第一半导体层310'的上端部。第二半导体层320'可以包括在一方向上延伸的环形主体以及具有倾斜的侧表面的上端部。也就是说,第二半导体层320'可以直接接触活性层330'的平行侧表面和第一半导体层310'的倾斜的上端部。然而,第二半导体层320'不形成在第一半导体层310'的下端部上。
161.电极层370'围绕第二半导体层320'的外表面。电极层370'的形状可以与第二半导体层320'的形状基本上相同。也就是说,电极层370'可以接触第二半导体层320'的整个外表面。
162.绝缘膜380'可以围绕电极层370'和第一半导体层310'的外表面。绝缘膜380'不仅可以直接接触电极层370',而且可以直接接触第一半导体层310'的下端部以及活性层330'和第二半导体层320'的暴露的下端部。
163.如上面所描述的,发光元件300可以包括波长转换材料385或散射体386,以将从活性层330发射的光l转换成具有不同的波段的光l'并发射光l'。此外,根据实施例,显示装置10可以包括至少一个发光元件300来显示特定波段中的光。
164.图19是根据实施例的显示装置的示意性平面图。
165.参照图19,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
的任何电子装置。显示装置10的示例可以包括电视、笔记本计算机、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、电子笔记本、电子书、便携式多媒体播放器(pmp)、导航装置、游戏机、数码相机和摄像机,所有这些都提供显示屏。
166.显示装置10包括提供显示屏的显示面板。显示面板的示例可以包括发光二极管显示面板、有机发光显示面板、量子点发光显示面板、等离子体显示面板和场发射显示面板。下面将描述其中应用发光二极管显示面板作为显示面板的示例的情况,但是公开不限于这种情况,并且也可以应用其它显示面板,只要相同的技术精神是可应用的即可。
167.显示装置10的形状可以进行各种修改。例如,显示装置10可以具有各种形状,诸如水平长矩形、竖直长矩形、正方形、具有圆角(顶点)的四边形、其它多边形和圆形。显示装置10的显示区域da的形状也可以类似于显示装置10的整体形状。在图19中,显示装置10和显示区域da具有水平长矩形形状。
168.显示装置10可以包括显示区域da和非显示区域nda。显示区域da可以是其中可以显示屏幕的区域,并且非显示区域nda可以是其中不显示屏幕的区域。显示区域da也可以被称为有效区域,并且非显示区域nda也可以被称为无效区域。
169.显示区域da总体上可以占据显示装置10的中心。显示区域da可以包括多个像素px。像素px可以在行方向和列方向上布置。像素px中的每个在平面图中可以是矩形或正方形。然而,公开不限于此,并且像素px中的每个也可以具有菱形形状,菱形形状具有相对于第一方向dr1倾斜的每条边。像素px中的每个可以通过包括发射特定波段的光的一个或更多个发光元件300来显示特定颜色。
170.图20是根据实施例的显示装置的像素的示意性平面图。
171.参照图20,像素px中的每个可以包括第一子像素px1、第二子像素px2和第三子像素px3。第一子像素px1可以发射第一颜色的光,第二子像素px2可以发射第二颜色的光,并且第三子像素px3可以发射第三颜色的光。第一颜色可以是蓝色,第二颜色可以是绿色,并且第三颜色可以是红色。然而,公开不限于此,并且子像素pxn也可以发射相同颜色的光。此外,尽管在图20中像素px包括三个子像素pxn,但是公开不限于此,并且像素px也可以包括更多个子像素pxn。
172.将理解的是,尽管在这里可以使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件,但是这些元件不应该受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。也就是说,被限定为第一、第二等的元件不必限于特定的结构或位置,并且在一些情况下,可以分配其它数字术语。因此,可以通过附图和以下描述来描述分配到每个元件的数字,并且在不脱离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。
173.显示装置10的每个子像素pxn可以包括被限定为发射区域ema的区域。第一子像素px1可以包括第一发射区域ema1,第二子像素px2可以包括第二发射区域ema2,并且第三子像素px3可以包括第三发射区域ema3。发射区域ema可以被限定为其中设置有包括在显示装置10中的发光元件300以发射特定波段的光的区域。发光元件300中的每个可以包括活性层330,并且活性层330可以发射没有方向性的特定波段的光。也就是说,从每个发光元件300的活性层330发射的光可以在发光元件300的横向方向上以及朝向发光元件300的两个端部照射。每个子像素pxn的发射区域ema可以包括其中设置有发光元件300的区域和与发光元
件300相邻并且从发光元件300发射的光从其输出的区域。此外,公开不限于此,并且发射区域ema也可以包括从发光元件300发射的光在被其它构件反射或折射之后从其输出的区域。多个发光元件300可以设置在每个子像素pxn中,并且其中设置有发光元件300的区域和与该区域相邻的区域可以形成发射区域ema。
174.尽管未在附图中示出,但是显示装置10的每个子像素pxn可以包括被限定为除了发射区域ema之外的区域的非发射区域。因为从发光元件300发射的光没有到达非发射区域,所以非发射区域可以是其中未设置发光元件300并且没有光从其输出的区域。
175.显示装置10的每个子像素pxn可以包括多个电极210和220、发光元件300、多个堤410、420和430(见图22)以及一个或更多个绝缘层510、520和550(见图22)。
176.电极210和220可以电连接到发光元件300并且可以接收预定电压,使得发光元件300可以发射特定波段的光。此外,电极210和220中的每个的至少一部分可以用于在子像素pxn中形成电场以使发光元件300对准。
177.电极210和220可以包括第一电极210和第二电极220。在实施例中,第一电极210可以是针对每个子像素pxn分离的像素电极,并且第二电极220可以是沿着每个子像素pxn公共地连接的共电极。第一电极210和第二电极220中的任何一个可以是发光元件300的阳极,并且另一个可以是发光元件300的阴极。然而,公开不限于此,并且情况也可以是相反的。
178.第一电极210和第二电极220中的每个可以包括在第一方向dr1上延伸的电极主干部分210s或220s以及在与第一方向dr1相交的第二方向dr2上从电极主干部分210s或220s延伸并分支的至少一个电极分支部分210b或220b。
179.第一电极210可以包括在第一方向dr1上延伸的第一电极主干部分210s和从第一电极主干部分210s分支并在第二方向dr2上延伸的至少一个第一电极分支部分210b。
180.任何一个像素的第一电极主干部分210s可以具有终止于子像素pxn之间并且与邻近的第一电极主干部分210s的端部间隔开的两个端部,但是可以与同一行中的邻近的子像素(例如,在第一方向dr1上相邻)的第一电极主干部分210s位于基本上同一直线上。由于分别设置在子像素pxn中的第一电极主干部分210s的两个端部彼此间隔开,因此不同的电信号可以传输到每个第一电极分支部分210b,并且每个第一电极分支部分210b可以单独驱动。
181.第一电极分支部分210b可以从第一电极主干部分210s的至少一部分分支,并且在第二方向dr2上延伸以终止于与面对第一电极主干部分210s的第二电极主干部分220s间隔开的位置处。
182.第二电极220可以包括第二电极主干部分220s和第二电极分支部分220b,第二电极主干部分220s在第一方向dr1上延伸并且在第二方向dr2上与第一电极主干部分210s间隔开以面对第一电极主干部分210s,第二电极分支部分220b从第二电极主干部分220s分支并且在第二方向dr2上延伸。第二电极主干部分220s的另一端部可以连接到在第一方向dr1上相邻的另一子像素pxn的第二电极主干部分220s。也就是说,与第一电极主干部分210s不同,第二电极主干部分220s可以在第一方向dr1上延伸以与子像素pxn交叉。与子像素pxn交叉的第二电极主干部分220s可以连接到其中设置有每个像素px或子像素pxn的显示区域da的外围部分或在非显示区域nda中在一方向上延伸的部分。
183.第二电极分支部分220b可以与第一电极分支部分210b间隔开以面对第一电极分
支部分210b,并且可以终止于与第一电极主干部分210s间隔开的位置处。第二电极分支部分220b可以连接到第二电极主干部分220s,并且在每个子像素pxn中,在延伸方向上的端部可以与第一电极主干部分210s间隔开。
184.尽管在附图中,两个第一电极分支部分210b设置在每个子像素pxn中并且一个第二电极分支部分220b设置在两个第一电极分支部分210b之间,但是公开不限于此。此外,第一电极210和第二电极220可以不必在一个方向上延伸,并且可以以各种结构设置。例如,第一电极210和第二电极220可以部分地弯曲或弯折,或者第一电极210和第二电极220中的任何一个可以围绕另一电极。第一电极210和第二电极220的结构或形状没有具体限制,只要第一电极210和第二电极220至少部分地间隔开以彼此面对,使得可以在第一电极210与第二电极220之间形成其中将设置发光元件300的空间即可。
185.此外,第一电极210和第二电极220可以分别通过接触孔(例如,第一电极接触孔cntd和第二电极接触孔cnts)电连接到显示装置10的电路元件层pal(见图22)。在附图中,第一电极接触孔cntd形成在每个子像素pxn的第一电极主干部分210s中,并且仅一个第二电极接触孔cnts形成在与子像素pxn交叉的一个第二电极主干部分220s中。然而,公开不限于此。在一些情况下,第二电极接触孔cnts也可以形成在每个子像素pxn中。
186.堤410、420和430可以包括设置在子像素pxn之间的边界处的外堤430和设置为与每个子像素pxn的中心相邻并且分别在电极210和220下面的多个内堤410和420。尽管附图中未示出内堤410和420,但是第一内堤410和第二内堤420可以分别设置在第一电极分支部分210b和第二电极分支部分220b下面。这些将稍后参照其它附图进行描述。
187.外堤430可以设置在子像素pxn之间的边界处。多个第一电极主干部分210s的各个端部可以通过外堤430彼此间隔开。外堤430可以在第二方向d2上延伸以位于在第一方向d1上布置的子像素pxn之间的边界处。然而,公开不限于此,并且外堤430也可以在第一方向d1上延伸以位于在第二方向d2上布置的子像素pxn之间的边界处。外堤430可以包括与内堤410和420相同的材料,并且可以在一个工艺中与内堤410和420同时形成。
188.多个发光元件300可以设置在第一电极210与第二电极220之间。如附图中所示出的,发光元件300可以设置在第一电极分支部分210b与第二电极分支部分220b之间。发光元件300中的至少一些的端部可以电连接到第一电极210,并且其它端部可以电连接到第二电极220。每个发光元件300的两个端部可以分别位于第一电极分支部分210b和第二电极分支部分220b上,但是公开不限于此。在一些情况下,发光元件300可以设置在第一电极210与第二电极220之间,使得两个端部不与第一电极210和第二电极220叠置。
189.发光元件300可以在电极210与220之间彼此间隔开,并且可以基本上彼此平行地对准。发光元件300之间的间隙没有具体限制。在一些情况下,多个发光元件300可以彼此相邻地设置以形成组,并且多个其它发光元件300可以在距上述组一定距离处形成组,或者可以在一方向上以不均匀密度定位和对准。此外,在实施例中,发光元件300可以在一方向上延伸,并且每个电极(例如,第一电极分支部分210b和第二电极分支部分220b)沿其延伸的方向和发光元件300沿其延伸的方向可以基本上彼此垂直。然而,公开不限于此,并且发光元件300也可以在与第一电极分支部分210b和第二电极分支部分220b沿其延伸的方向不垂直而是倾斜的方向上延伸。
190.即使发光元件300包括相同的活性层330,根据实施例的发光元件300也可以包括
波长转换材料385以发射不同的波段的光。根据实施例的显示装置10可以包括第一发光元件301以及第二发光元件302和第三发光元件303,在第一发光元件301中,从活性层330发射的光和发射到发光元件300之外的光相同,在第二发光元件302和第三发光元件303中,从活性层330发射的光和发射到发光元件300之外的光具有不同的中心波段。
191.图21是根据实施例的显示装置的示意性剖视图。
192.参照图21,显示装置10可以包括设置在第一子像素px1中的第一发光元件301、设置在第二子像素px2中的第二发光元件302和设置在第三子像素px3中的第三发光元件303。
193.第一发光元件301中的每个可以包括发射其中心波段是第一波长的第一光l1的活性层330,但是波长转换材料385可以不设置在绝缘膜380上。也就是说,在第一发光元件301中的每个中,从活性层330发射的光可以发射到第一发光元件301之外而不被波长转换材料385转换。然而,公开不限于此,并且散射体386可以设置在第一发光元件301中的每个的绝缘膜380上。因此,第一发光元件301的第一光l1可以从第一子像素px1输出。
194.第二发光元件302中的每个可以包括发射第一光l1的活性层330,但是可以包括设置在绝缘膜380上并将第一光l1转换成第二光l2的第一波长转换材料,第二光l2的中心波段是不同于第一波长的第二波长。在第二发光元件302中的每个中,从活性层330发射的第一光l1可以入射在第一波长转换材料上并被转换成第二光l2,然后可以发射到第二发光元件302之外。因此,第二发光元件302的第二光l2可以从第二子像素px2输出。
195.第三发光元件303中的每个可以包括发射第一光l1的活性层330,但是可以包括设置在绝缘膜380上并将第一光l1转换成第三光l3的第二波长转换材料,第三光l3的中心波段是不同于第一波长和第二波长的第三波长。在第三发光元件303中的每个中,从活性层330发射的第一光l1可以入射在第二波长转换材料上并被转换成第三光l3,然后可以发射到第三发光元件303之外。因此,第三发光元件303的第三光l3可以从第三子像素px3输出。在一些实施例中,第一波长转换材料和第二波长转换材料可以均由量子点组成。在这种情况下,构成第一波长转换材料的量子点的颗粒尺寸可以与构成第二波长转换材料的量子点的颗粒尺寸不同,但是公开不限于此。
196.根据实施例的显示装置10可以包括第一发光元件301、第二发光元件302和第三发光元件303,第一发光元件301、第二发光元件302和第三发光元件303包括发射相同的光的活性层330但向外部发射不同的光。第一发光元件301、第二发光元件302和第三发光元件303可以均包括发射第一光l1的活性层330,通过设置在绝缘膜380上的波长转换材料385将第一光l1转换成第二光l2或第三光l3,并发射第二光l2或第三光l3。因此,通过改变设置在绝缘膜380上的波长转换材料385的类型,显示装置10可以使用包括相同的活性层330的发光元件300来显示各种颜色的光。
197.在一些实施例中,第一光l1可以是其中心波段在450nm至495nm的范围内的蓝光,第二光l2可以是其中心波段在495nm至570nm的范围内的绿光,并且第三光l3可以是其中心波段在620nm至752nm的范围内的红光。然而,公开不限于此。第一光l1、第二光l2和第三光l3可以是不同的颜色的光或者可以是相同的颜色的光,并且它们的中心波段也可以与上述范围不同。
198.此外,尽管未在附图中示出,但是显示装置10可以包括至少部分地覆盖第一电极210和第二电极220的第一绝缘层510。
199.第一绝缘层510可以设置在显示装置10的每个子像素pxn中。第一绝缘层510可以基本上完全覆盖每个子像素pxn,并且可以延伸到其它邻近的子像素pxn。第一绝缘层510可以至少部分地覆盖第一电极210和第二电极220。尽管未在图2中示出,但是第一绝缘层510可以设置为部分地暴露第一电极210和第二电极220,具体地,部分地暴露第一电极分支部分210b和第二电极分支部分220b。
200.除了第一绝缘层510之外,显示装置10可以包括位于电极210和220中的每个下面的电路元件层pal以及至少部分地覆盖每个电极210或220和发光元件300的第二绝缘层520(见图22)和钝化层550(见图22)。现在将参照图22详细描述显示装置10的结构。
201.图22是沿着图20的线xa-xa'、线xb-xb'和线xc-xc'截取的剖视图。
202.图22示出了仅第二子像素px2的剖面,但是相同的图示可以应用于其它像素px或子像素pxn。图22示出了从发光元件300的一个端部到另一端部的剖面。
203.参照图20和图22,显示装置10可以包括电路元件层pal和发光层eml。电路元件层pal可以包括基底110、缓冲层115、光阻挡层bml、第一晶体管120和第二晶体管140等,并且发光层eml可以包括设置在第一晶体管120和第二晶体管140上的多个电极210和220、发光元件300、多个绝缘层510、520和550等。
204.基底110可以是绝缘基底。基底110可以由诸如玻璃、石英或聚合物树脂的绝缘材料制成。此外,基底110可以是刚性基底,但也可以是可以弯折、折叠、卷曲等的柔性基底。
205.光阻挡层bml可以设置在基底110上。光阻挡层bml可以包括第一光阻挡层bml1和第二光阻挡层bml2。第一光阻挡层bml1可以电连接到稍后将描述的第一晶体管120的第一漏电极123。第二光阻挡层bml2可以电连接到第二晶体管140的第二漏电极143。
206.第一光阻挡层bml1和第二光阻挡层bml2分别与第一晶体管120的第一有源材料层126和第二晶体管140的第二有源材料层146叠置。第一光阻挡层bml1和第二光阻挡层bml2可以包括光阻挡材料以防止光进入第一有源材料层126和第二有源材料层146。例如,第一光阻挡层bml1和第二光阻挡层bml2可以由阻挡光的透射的不透明金属材料制成。然而,公开不限于此。在一些情况下,可以省略光阻挡层bml。
207.缓冲层115设置在光阻挡层bml和基底110上。缓冲层115可以完全覆盖基底110以及光阻挡层bml。缓冲层115可以防止杂质离子的扩散,防止湿气或外部空气的渗透,并且执行表面平坦化功能。此外,缓冲层115可以使光阻挡层bml与第一有源材料层126和第二有源材料层146彼此绝缘。
208.半导体层设置在缓冲层115上。半导体层可以包括第一晶体管120的第一有源材料层126、第二晶体管140的第二有源材料层146和辅助层163。半导体层可以包括多晶硅、单晶硅、氧化物半导体等。
209.第一有源材料层126可以包括第一掺杂区域126a、第二掺杂区域126b和第一沟道区域126c。第一沟道区域126c可以设置在第一掺杂区域126a与第二掺杂区域126b之间。第二有源材料层146可以包括第三掺杂区域146a、第四掺杂区域146b和第二沟道区域146c。第二沟道区域146c可以设置在第三掺杂区域146a与第四掺杂区域146b之间。第一有源材料层126和第二有源材料层146可以包括多晶硅。多晶硅可以通过使非晶硅结晶而形成。结晶方法的示例可以包括但不限于快速热退火(rta)方法、固相结晶(spc)方法、准分子激光退火(ela)方法、金属诱导结晶(milc)方法和顺序横向固化(sls)方法。可选择地,第一有源材料
层126和第二有源材料层146可以包括单晶硅、低温多晶硅、非晶硅等。第一掺杂区域126a、第二掺杂区域126b、第三掺杂区域146a和第四掺杂区域146b可以是第一有源材料层126和第二有源材料层146的掺杂有杂质的区域。然而,公开不限于此。
210.第一栅极绝缘层150设置在半导体层上。第一栅极绝缘层150可以完全覆盖缓冲层115以及半导体层。第一栅极绝缘层150可以用作第一晶体管120和第二晶体管140中的每个的栅极绝缘层。
211.第一导电层设置在第一栅极绝缘层150上。设置在第一栅极绝缘层150上的第一导电层可以包括设置在第一晶体管120的第一有源材料层126上的第一栅电极121、设置在第二晶体管140的第二有源材料层146上的第二栅电极141和设置在辅助层163上的电力布线161。第一栅电极121可以与第一有源材料层126的第一沟道区域126c叠置,并且第二栅电极141可以与第二有源材料层146的第二沟道区域146c叠置。
212.层间绝缘膜170设置在第一导电层上。层间绝缘膜170可以用作层间绝缘膜。此外,层间绝缘膜170可以包括有机绝缘材料并执行表面平坦化功能。
213.第二导电层设置在层间绝缘膜170上。第二导电层包括第一晶体管120的第一漏电极123和第一源电极124、第二晶体管140的第二漏电极143和第二源电极144以及设置在电力布线161上的电力电极162。
214.第一漏电极123和第一源电极124可以通过穿透层间绝缘膜170和第一栅极绝缘层150的接触孔分别接触第一有源材料层126的第一掺杂区域126a和第二掺杂区域126b。第二漏电极143和第二源电极144可以通过穿透层间绝缘膜170和第一栅极绝缘层150的接触孔分别接触第二有源材料层146的第三掺杂区域146a和第四掺杂区域146b。此外,第一漏电极123和第二漏电极143可以通过其它接触孔分别电连接到第一光阻挡层bml1和第二光阻挡层bml2。
215.过孔层200设置在第二导电层上。过孔层200可以包括有机绝缘材料并执行表面平坦化功能。
216.多个堤410、420和430、多个电极210和220以及发光元件300可以设置在过孔层200上。
217.堤410、420和430可以包括在每个子像素pxn中彼此间隔开的内堤410和420以及设置在邻近的子像素pxn之间的边界处的外堤430。
218.当在显示装置10的制造期间使用喷墨印刷装置喷射其中分散有发光元件300的墨时,外堤430可以防止墨流过子像素pxn的边界。然而,公开不限于此。
219.内堤410和420可以包括与每个子像素pxn的中心相邻设置的第一内堤410和第二内堤420。
220.第一内堤410和第二内堤420间隔开以彼此面对。第一电极210可以设置在第一内堤410上,并且第二电极220可以设置在第二内堤420上。从图20和图22可以理解的是,第一电极分支部分210b设置在第一内堤410上,并且第二电极分支部分220b设置在第二内堤420上。
221.第一内堤410和第二内堤420可以在每个子像素pxn中在第二方向dr2上延伸。尽管未在附图中示出,但是第一内堤410和第二内堤420可以在第二方向dr2上朝向在第二方向dr2上邻近的子像素pxn延伸。然而,公开不限于此,并且第一内堤410和第二内堤420可以设
置在每个子像素pxn中以在整个显示装置10中形成图案。堤410、420和430可以包括聚酰亚胺(pi),但是公开不限于此。
222.第一内堤410和第二内堤420中的每个的至少一部分可以从过孔层200突出。第一内堤410和第二内堤420中的每个可以从其中设置有发光元件300的平面向上突出,并且突出部分可以至少部分地倾斜。第一内堤410和第二内堤420中的每个的突出形状没有具体限制。
223.电极210和220可以设置在过孔层200以及内堤410和420上。如上面所描述的,电极210和220中的每个包括电极主干部分210s或220s和电极分支部分210b或220b。图20的线xa-xa'是与第一电极主干部分210s交叉的线,图20的线xb-xb'是与第一电极分支部分210b和第二电极分支部分220b交叉的线,并且图20的线xc-xc'是与第二电极主干部分220s交叉的线。也就是说,可以理解的是,设置在图22的区域xa-xa'中的第一电极210是第一电极主干部分210s,设置在图22的区域xb-xb'中的第一电极210和第二电极220分别是第一电极分支部分210b和第二电极分支部分220b,并且设置在图22的区域xc-xc'中的第二电极220是第二电极主干部分220s。电极主干部分210s和220s以及电极分支部分210b和220b可以分别形成第一电极210和第二电极220。
224.第一电极210和第二电极220中的每个可以具有设置在过孔层200上的部分和设置在第一内堤410或第二内堤420上的部分。如上面所描述的,第一电极210的第一电极主干部分210s和第二电极220的第二电极主干部分220s可以在第一方向dr1上延伸,并且第一内堤410和第二内堤420可以在第二方向dr2上延伸,以也位于在第二方向dr2上邻近的子像素pxn中。尽管未在附图中示出,但是第一电极210和第二电极220的在第一方向dr1上延伸的第一电极主干部分210s和第二电极主干部分220s可以与第一内堤410和第二内堤420部分地叠置。然而,公开不限于此,并且第一电极主干部分210s和第二电极主干部分220s也可以不与第一内堤410和第二内堤420叠置。
225.穿透过孔层200以暴露第一晶体管120的第一漏电极123的一部分的第一电极接触孔cndt可以形成在第一电极210的第一电极主干部分210s中。第一电极210可以通过第一电极接触孔cntd接触第一漏电极123。第一电极210可以电连接到第一晶体管120的第一漏电极123,以从第一晶体管120接收预定电信号。
226.第二电极220的第二电极主干部分220s可以在一方向上延伸以也位于其中未设置发光元件300的非发射区域中。穿透过孔层200以暴露电力电极162的一部分的第二电极接触孔cnts可以形成在第二电极主干部分220s中。第二电极220可以通过第二电极接触孔cnts接触电力电极162。第二电极220可以电连接到电力电极162以从电力电极162接收预定电信号。
227.第一电极210和第二电极220的部分(例如,第一电极分支部分210b和第二电极分支部分220b)可以分别设置在第一内堤410和第二内堤420上。第一电极210的第一电极分支部分210b可以覆盖第一内堤410,并且第二电极220的第二电极分支部分220b可以覆盖第二内堤420。由于第一内堤410和第二内堤420在每个子像素pxn的中心中彼此间隔开,因此第一电极分支部分210b和第二电极分支部分220b也可以彼此间隔开。多个发光元件300可以设置在第一电极210与第二电极220之间的区域中,即,设置在其中第一电极分支部分210b与第二电极分支部分220b间隔开以彼此面对的空间中。
228.电极210和220中的每个可以包括透明导电材料。例如,电极210和220中的每个可以包括诸如氧化铟锡(ito)、氧化铟锌(izo)或氧化铟锡锌(itzo)的材料。然而,公开不限于此。在一些实施例中,电极210和220中的每个可以包括具有高反射率的导电材料。例如,电极210和220中的每个可以包括诸如银(ag)、铜(cu)或铝(al)的金属作为具有高反射率的材料。在这种情况下,电极210和220中的每个可以在每个子像素pxn的向上方向上反射入射光。
229.此外,电极210和220中的每个可以具有其中透明导电材料和具有高反射率的金属层均以一个层或更多个层堆叠的结构或者可以形成为包括它们的单层。在实施例中,电极210和220中的每个可以具有ito/ag/ito/izo的堆叠结构或者可以是包含铝(al)、镍(ni)、镧(la)等的合金。然而,公开不限于此。
230.第一绝缘层510设置在过孔层200、第一电极210和第二电极220上。第一绝缘层510部分地覆盖第一电极210和第二电极220。第一绝缘层510可以覆盖第一电极210和第二电极220的上表面的大部分,但是可以部分地暴露第一电极210和第二电极220。第一绝缘层510可以部分地暴露第一电极210和第二电极220的上表面,例如,部分地暴露第一电极分支部分210b的设置在第一内堤410上的上表面和第二电极分支部分220b的设置在第二内堤420上的上表面。也就是说,第一绝缘层510可以基本上完全形成在过孔层200上,但是可以包括部分地暴露第一电极210和第二电极220的开口。第一绝缘层510的开口可以定位为暴露第一电极210和第二电极220的相对平坦的上表面。
231.在实施例中,第一绝缘层510可以是台阶状的,使得第一绝缘层510的上表面的一部分在第一电极210与第二电极220之间凹入。在一些实施例中,第一绝缘层510可以包括无机绝缘材料,并且由于由设置在第一绝缘层510下面的构件形成的台阶,设置为覆盖第一电极210和第二电极220的第一绝缘层510的上表面的一部分可以凹入。设置在第一电极210与第二电极220之间的第一绝缘层510上的发光元件300可以与第一绝缘层510的凹入的上表面形成空的空间。发光元件300可以与第一绝缘层510的上表面部分地间隔开,并且空的空间可以填充有形成稍后将描述的第二绝缘层520的材料。
232.然而,公开不限于此。第一绝缘层510也可以形成平坦的上表面,使得发光元件300可以设置在平坦的上表面上。上表面可以在朝向第一电极210和第二电极220的方向上延伸,并且可以终止于第一电极210和第二电极220的倾斜侧表面上。也就是说,第一绝缘层510可以设置在其中电极210和220分别与第一内堤410和第二内堤420的倾斜侧表面叠置的区域中。稍后将描述的接触电极260可以接触第一电极210和第二电极220的暴露区域,并且可以顺利接触第一绝缘层510的平坦的上表面上的发光元件300的端部。
233.第一绝缘层510可以保护第一电极210和第二电极220,同时使它们彼此绝缘。此外,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300直接接触其它构件并因此被损坏。然而,第一绝缘层510的形状和结构不限于此。
234.发光元件300可以在电极210与220之间设置在第一绝缘层510上。例如,至少一个发光元件300可以设置于设置在电极分支部分210b与220b之间的第一绝缘层510上。然而,公开不限于此,并且尽管未在附图中示出,但是设置在每个子像素pxn中的发光元件300中的至少一些也可以设置在除了电极分支部分210b与220b之间的区域之外的区域中。此外,发光元件300可以设置在其中每个发光元件300的一部分与电极210和220叠置的位置处。发
光元件300可以设置在第一电极分支部分210b和第二电极分支部分220b的彼此面对的相应端部上,并且可以分别通过接触电极260电连接到电极210和220。
235.如上面所描述的,在每个子像素pxn中,可以设置发光元件300,发光元件300包括发射具有相同的波长的光l的活性层330但是根据设置在绝缘膜380上的波长转换材料385或散射体386而发射不同的波长的光l1至l3。尽管在附图中仅示出了其中设置有第一发光元件301的第一子像素px1,但是相同的图示可以应用于第二子像素px2和第三子像素px3。
236.此外,在发光元件300中的每个中,多个层可以在与过孔层200水平的方向上设置。根据实施例的显示装置10的发光元件300中的每个可以包括第一半导体层310、第二半导体层320和活性层330,并且这些层可以在与过孔层200水平的方向上顺序地设置。然而,公开不限于此,并且每个发光元件300的层以其设置的顺序也可以在相反的方向上。在一些情况下,当发光元件300具有不同的结构时,层可以在垂直于过孔层200的方向上设置。
237.第二绝缘层520可以设置在每个发光元件300的一部分上。第二绝缘层520可以部分地覆盖每个发光元件300的外表面。第二绝缘层520可以在制造显示装置10的工艺中在固定发光元件300的同时保护发光元件300。此外,在实施例中,第二绝缘层520的材料的一部分可以设置在发光元件300的下表面与第一绝缘层510之间。如上面所描述的,第二绝缘层520可以形成为填充在制造显示装置10的工艺期间形成的第一绝缘层510与发光元件300之间的空间。因此,第二绝缘层520可以形成为覆盖每个发光元件300的外表面。然而,公开不限于此。
238.在平面图中,第二绝缘层520可以在第一电极分支部分210b与第二电极分支部分220b之间在第二方向dr2上延伸。例如,在平面图中,第二绝缘层520可以在过孔层200上具有岛形状或线型形状。
239.接触电极260设置在电极210和220以及第二绝缘层520上。第一接触电极261和第二接触电极262可以在第二绝缘层520上彼此间隔开。第二绝缘层520可以使第一接触电极261和第二接触电极262彼此绝缘,以防止它们彼此直接接触。
240.尽管未在附图中示出,但是多个接触电极260可以在平面图中在第二方向dr2上延伸,并且可以在第一方向dr1上彼此间隔开。接触电极260中的每个可以接触每个发光元件300的至少一个端部,并且可以电连接到第一电极210或第二电极220以接收电信号。接触电极260可以包括第一接触电极261和第二接触电极262。第一接触电极261可以设置在第一电极分支部分210b上并且可以接触每个发光元件300的端部,并且第二接触电极262可以设置在第二电极分支部分220b上并且可以接触每个发光元件300的另一端部。
241.第一接触电极261可以接触第一内堤410上的第一电极210的暴露区域,并且第二接触电极262可以接触第二内堤420上的第二电极220的暴露区域。接触电极260可以将从每个电极210或220接收的电信号传输到发光元件300。
242.接触电极260可以包括导电材料,诸如ito、izo、itzo或铝(al)。然而,公开不限于此。
243.钝化层550可以设置在第一接触电极261、第二接触电极262和第二绝缘层520上。钝化层550可以用于保护设置在过孔层200上的构件免受外部环境影响。
244.上面描述的第一绝缘层510、第二绝缘层520和钝化层550中的每个可以包括无机绝缘材料或有机绝缘材料。在实施例中,第一绝缘层510、第二绝缘层520和钝化层550可以
包括无机绝缘材料,诸如氧化硅(sio
x
)、氮化硅(sin
x
)、氮氧化硅(sio
x
ny)、氧化铝(al2o3)或氮化铝(aln)。可选择地,第一绝缘层510、第二绝缘层520和钝化层550可以包括有机绝缘材料,诸如丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、不饱和聚酯树脂、聚苯撑树脂、聚苯硫醚树脂、苯并环丁烯、卡多(cardo)树脂、硅氧烷树脂、倍半硅氧烷树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯-聚碳酸酯合成树脂。然而,公开不限于此。
245.显示装置10可以包括更大数量的绝缘层。根据实施例,显示装置10还可以包括设置为保护第一接触电极261的第三绝缘层530。
246.图23是根据另一实施例的显示装置的剖视图。
247.参照图23,根据实施例的显示装置10_1还可以包括设置在第一接触电极261_1上的第三绝缘层530_1。根据当前实施例的显示装置10_1与图22的显示装置10的不同之处在于:显示装置10_1还包括第三绝缘层530_1,因此第二接触电极262_2的至少一部分设置在第三绝缘层530_1上。因此,下面将省略任何冗余的描述,并且将主要描述差异。
248.图23的显示装置10_1可以包括设置在第一接触电极261_1上并使第一接触电极261_1和第二接触电极262_1彼此电绝缘的第三绝缘层530_1。第三绝缘层530_1可以覆盖第一接触电极261_1,但是可以不与每个发光元件350的一部分叠置,使得发光元件350可以连接到第二接触电极262_1。第三绝缘层530_1可以在第二绝缘层520_1的上表面上部分地接触第一接触电极261_1和第二绝缘层520_1。第三绝缘层530_1可以覆盖第一接触电极261_1的在第二绝缘层520_1上的端部。因此,第三绝缘层530_1可以保护第一接触电极261_1,同时使第一接触电极261_1与第二接触电极262_1电绝缘。
249.第三绝缘层530_1的在沿其设置有第二接触电极262_1的方向上的侧表面可以与第二绝缘层520_1的侧表面对准。然而,公开不限于此。在一些实施例中,与第一绝缘层510相同,第三绝缘层530_1可以包括无机绝缘材料。
250.第一接触电极261_1可以设置在第一电极210_1与第三绝缘层530_1之间,并且第二接触电极262_1可以设置在第三绝缘层530_1上。第二接触电极262_2可以部分地接触第一绝缘层510_1、第二绝缘层520_1、第三绝缘层530_1、第二电极220_1和发光元件300。第二接触电极262_1的在沿其设置有第一电极210_1的方向上的端部可以设置在第三绝缘层530_1上。
251.钝化层550_1可以设置在第三绝缘层530_1和第二接触电极262_1上以保护它们。下面将省略冗余的描述。
252.在显示装置10中,第一电极210和第二电极220可以不必在一个方向上延伸。显示装置10的第一电极210和第二电极220不限于具体的形状,只要它们彼此间隔开以提供其中设置有发光元件300的空间即可。
253.图24是根据另一实施例的显示装置的像素的平面图。
254.参照图24,根据实施例的显示装置10_2的第一电极210_2和第二电极220_2可以至少部分地弯曲,并且第一电极210_2的弯曲区域和第二电极220_2的弯曲区域可以间隔开以彼此面对。根据当前实施例的显示装置10_2与图20的显示装置10的不同之处在于:第一电极210_2和第二电极220_2中的每个的形状。因此,下面将省略任何冗余的描述,并且将主要描述差异。
255.图24的显示装置10_2的第一电极210_2可以包括多个孔hol。例如,如附图中所示
出的,第一电极210_2可以包括沿着第二方向dr2布置的第一孔hol1、第二孔hol2和第三孔hol3。然而,公开不限于此,并且第一电极210_2可以包括更大或更小数量的孔hol或者可以仅包括一个孔hol。下面将作为示例描述其中第一电极210_2包括第一孔hol1、第二孔hol2和第三孔hol3的情况。
256.在实施例中,第一孔hol1、第二孔hol2和第三孔hol3中的每个可以具有圆形平面形状。因此,第一电极210_2可以包括由孔hol中的每个形成的弯曲区域,并且可以在弯曲区域中面对第二电极220_2。然而,这仅是示例,并且公开不限于此。第一孔hol1、第二孔hol2和第三孔hol3中的每个不限于具体形状,只要其可以提供如稍后将描述的其中设置有第二电极220_2的空间即可,并且可以具有各种平面形状,诸如椭圆形形状和四边形形状或更多边的多边形形状。
257.第二电极220_2可以在每个子像素pxn中设置为多个。例如,三个第二电极220_2可以设置在每个子像素pxn中以对应于第一电极210_2的第一孔hol1至第三孔hol3。第二电极220_2可以位于第一孔hol1至第三孔hol3中的每个中,并且可以被第一电极210_2围绕。
258.在实施例中,第一电极210_2的孔hol可以具有弯曲的外表面,并且设置在第一电极210_2的孔hol中的第二电极220_2可以具有弯曲的外表面并且可以与第一电极210_2间隔开以面对第一电极210_2。如图24中所示出的,第一电极210_2可以包括在平面图中具有圆形形状的孔hol,并且第二电极220_2可以在平面图中具有圆形形状。其中形成有第一电极210_2的孔hol的区域的弯曲表面可以与第二电极220_2的弯曲的外表面间隔开以面对第二电极220_2的弯曲的外表面。例如,第一电极210_2可以围绕第二电极220_2的外表面。
259.如上面所描述的,发光元件300可以设置在第一电极210_2与第二电极220_2之间。根据当前实施例的显示装置10_2可以包括具有圆形形状的第二电极220_2和围绕第二电极220_2的第一电极210_2,并且发光元件300可以沿着第二电极220_2的外表面布置。由于发光元件300如上面所描述的在一个方向上延伸,因此沿着每个子像素pxn中的第二电极220_2的弯曲的外表面布置的发光元件300可以设置为使得它们的延伸方向面对不同的方向。根据发光元件300的延伸方向沿其面对的方向,每个子像素pxn可以具有各种光出射方向。在根据当前实施例的显示装置10_2中,由于第一电极210_2和第二电极220_2设置为具有弯曲形状,因此设置在第一电极210_2与第二电极220_2之间的发光元件300可以面对不同的方向,并且显示装置10_2的横向可视性可以提高。
260.图25是包括图18的发光元件的显示装置的一部分的剖视图。
261.图25示出了包括图18的发光元件300'的显示装置10中的图22的部分xb-xb'。除了发光元件300'的结构之外,图25的显示装置10与图22的显示装置10相同。因此,下面将省略任何冗余的描述,并且将主要描述差异。
262.如上面所描述的,发光元件300'可以包括多个层,并且可以设置在第一电极210与第二电极220之间。发光元件300'的层可以在与过孔层200水平的方向上设置。根据实施例,发光元件300'可以设置为使得第一半导体层310'的主体沿其延伸的方向平行于过孔层200。在设置在第一绝缘层510上的发光元件300'中,绝缘膜380'、电极层370'、第二半导体层320'、活性层330'和第一半导体层310'可以在垂直于过孔层200的方向上顺序地设置。此外,由于发光元件300'的每个层围绕其它层的外表面,因此设置在显示装置10中的发光元件300'可以相对于第一半导体层310'具有对称的结构。也就是说,活性层330'、第二半导体
层320'、电极层370'和绝缘膜380'可以沿着垂直于过孔层200'的方向从第一半导体层310'顺序地堆叠。然而,公开不限于此。发光元件300'的层以其设置的顺序也可以在相反的方向上。在一些情况下,当发光元件300'具有不同的结构时,层可以在与过孔层200水平的方向上设置。
263.具体地,在图18的发光元件300'中,波长转换材料385'可以沿着其中设置有活性层330'的区域设置在绝缘膜380'上。其中设置有波长转换材料385'的区域中的大部分可以与活性层330'叠置。因此,从活性层330'产生的光l中的大部分可以入射在波长转换材料385'上,并且可以增加由波长转换材料385'转换的光的量。
264.在图25的显示装置10中,可以去除发光元件300'的绝缘膜380'的一部分,并且可以部分地暴露电极层370'和第一半导体层310'。在显示装置10的制造工艺期间,可以在形成第二绝缘层520时部分地去除绝缘膜380。电极层370'的暴露区域可以接触第一接触电极261,并且第一半导体层310'的暴露区域可以接触第二接触电极262。
265.此外,发光元件300'可以基于主体包括具有倾斜的侧表面的第一端部和以比主体的宽度小的宽度延伸的第二端部。在设置在第一绝缘层510上的发光元件300'中,主体的侧表面可以部分地接触第一绝缘层510,并且第一端部和第二端部可以与第一绝缘层510间隔开。第二绝缘层520还可以设置在其中发光元件300的主体、第一端部和第二端部与第一绝缘层510间隔开的区域中。其它元件与上面描述的所述其它元件相同,因此将不描述。
266.在总结详细描述时,本领域技术人员将理解的是,在基本上不脱离发明的原理的情况下,可以对优选实施例进行许多改变和修改。因此,所公开的发明的优选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。
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