显示装置的制作方法

本申请要求2017年6月5日在美国专利局递交的美国临时申请no.62/515,161的权益以及于2017年6月5日在韩国知识产权局递交的韩国专利申请no.10-2017-0069526和2017年7月19日在韩国知识产权局递交的韩国专利申请no.10-2017-0091719的优先权，其全部公开内容通过引用合并于此。

根据示例实施例的装置涉及显示装置。

背景技术

液晶显示器(lcd)和有机发光二极管(oled)显示器广泛用作显示装置。然而，诸如硅上液晶(lcos)等lcd会较大而不受欢迎，并且oled寿命较短。与lcos显示器或oled显示器相比，无机led(iled)显示器在诸如亮度、分辨率、对比度、寿命、多深度、尺寸外形和色彩纯度等各个方面可以具有相对优势。

技术实现要素：

一个或多个示例实施例提供适合于高分辨率实现的显示装置。

一个或多个示例实施例提供可以制造为具有小尺寸并且在诸如亮度、分辨率、对比度、寿命、多深度、尺寸外形、色彩纯度和功率效率等各个方面具有优秀特性的显示装置。

一个或多个示例实施例提供可以应用于上述显示装置的发光元件(发光器件)。

附加方面部分地将在以下描述中阐述，并且部分地将根据说明书而变得显而易见，或可以通过对所提出示例性实施例的实践来获知。

根据示例实施例的一个方面，显示装置包括：基板；第一分层结构，设置在基板上，并且包括包含无机材料的多个发光元件的阵列；第二分层结构，包括电连接到多个发光元件的多个晶体管的阵列；以及第三分层结构，包括配置为调节由多个发光元件产生的光的颜色的颜色控制部件，其中第二分层结构布置在第一分层结构和第三分层结构之间。

所述多个发光元件的每一个包括垂直于基板的竖直纳米结构，以及所述竖直纳米结构具有包括第一导电类型半导体，有源层和第二导电类型半导体的核-壳结构。

可以在基板上设置与多个发光元件中的第一组发光元件电接触的第一电极，可以在基板上设置覆盖第一电极和第一组发光元件的第一绝缘层，可以在第一绝缘层上设置多个晶体管，可以在第一绝缘层上设置覆盖多个晶体管和多个发光元件的第二绝缘层，可以在第二绝缘层上设置与多个发光元件电连接的第二电极，第一电极可以通过形成为穿透第一绝缘层的第一导电插塞连接到多个晶体管中的一个，以及第二电极可以通过形成为穿透第一和第二绝缘层的第二导电插塞连接到多个发光元件。

可以在基板的顶表面上设置与多个发光元件中的第一组发光元件电接触的第一电极，可以在基板的顶表面上设置覆盖第一电极和第一组发光元件的第一绝缘层，可以在第一绝缘层上设置多个晶体管，第一电极可以通过形成为穿透第一绝缘层的第一导电插塞连接到多个晶体管中的一个，以及可以在基板的底表面上设置与多个发光元件电连接的第二电极。

第二分层结构可以包括覆盖多个发光元件和多个晶体管的绝缘层，所述绝缘层具有基本平坦的表面，第三分层结构可以设置在绝缘层的平坦表面上，以及第三分层结构可以具有基本平坦的层结构。

所述多个发光元件可以是蓝色发光元件，所述多个发光元件可包括对应于第一子像素的第一组发光元件，对应于第二子像素的第二组发光元件，和对应于第三子像素的第三组发光元件，以及所述颜色控制部件可以包括对应于第二子像素的蓝-绿颜色转换元件和对应于第三子像素的蓝-红颜色转换元件。所述颜色控制部件还可以包括对应于第一子像素的光散射元件。

所述显示装置还可以包括：设置在第二分层结构和第三分层结构之间的黄色再循环膜(yrf)；和设置在第三分层结构上以覆盖蓝-绿颜色转换元件和蓝-红颜色转换元件的蓝色滤除器(bcf)。

根据另一示例实施例的一个方面，一种显示装置包括：发光元件阵列，设置在基板上，并包括基于无机材料的多个发光元件；晶体管阵列，包括与多个发光元件电连接的多个晶体管；颜色控制部件，被配置为调节由多个发光元件产生的光的颜色；第一光学膜，设置在颜色控制部件和发光元件阵列之间，以透射第一波长带的光并反射第二波长带的光；以及第二光学膜，设置为面对第一光学膜，颜色控制部件在第一光学膜与第二光学膜之间，从而第二光学膜阻挡第一波长带的光并透射第二波长带的光，其中所述发光元件阵列、晶体管阵列、第一光学膜、颜色控制部件和第二光学膜单片式地设置在基板上以构成单片器件。

所述第一光学膜可以包括黄色再循环膜(yrf)，以及第二光学膜可以包括蓝色滤除器(bcf)。

根据另一实施例的一个方面，一种装置(电子装置)包括上述显示装置。该装置可以包括可穿戴装置或便携式装置。例如，该装置可以包括增强现实(ar)显示器，虚拟现实(vr)显示器，或投影显示器。

根据另一示例实施例的一个方面，发光器件包括至少一个竖直发光结构，所述至少一个竖直发光结构包括：包括垂直于基板的第一部分和第一部分上的第二部分的第一导电类型半导体，其中所述第一部分具有第一宽度并且第二部分具有比第一宽度大的第二宽度；覆盖第一导电类型半导体的第二部分的有源层；以及覆盖有源层的第二导电类型半导体。第一部分可以具有纳米线形状，以及第二部分可以具有纳米金字塔形状。所述第一部分具有大约600nm或更小的宽度以及大约1μm或更大的高度。第二部分的表面可以包括(10-11)s面。

根据另一示例实施例的一个方面，一种制造显示装置的方法包括：在基板上形成包括多个发光元件的阵列的第一分层结构；在第一分层结构上形成包括与多个发光元件的电连接多个晶体管的阵列的第二分层结构；在第二分层结构上形成包括配置为调节多个发光元件产生的光的颜色的颜色控制部件的第三分层结构，其中第二分层结构布置在第一分层结构和第三分层结构之间。

附图说明

通过以下结合附图对实施例的描述，这些和/或其他示例方面和优点将变得显而易见并且更容易理解，在附图中：

图1是示出了根据示例实施例的显示装置的截面图；

图2是示出了根据示例实施例的显示装置的俯视图；

图3a是示出了根据示例实施例的显示装置的单位区域的截面图；

图3b是示出了根据图3a的示例实施例的显示装置的单位区域的平面结构的示例的俯视图；

图4a是示出了根据另一示例实施例的显示装置的单位区域的截面图；

图4b是示出了根据图4a的示例实施例的显示装置的单位区域的平面结构的示例的俯视图；

图5是示出了根据示例实施例的可以应用于显示装置的发光元件和电极结构的截面图；

图6是示出了根据示例实施例的显示装置的单位区域的电路配置的电路图；

图7是示出了根据另一示例实施例的显示装置的单位区域的电路配置的电路图；

图8是示出了根据示例实施例的可以应用于显示装置的发光元件的截面图；

图9是示出了根据另一示例实施例的可以应用于显示装置的发光元件的截面图；

图10是示出了根据另一示例实施例的可以应用于显示装置的发光元件的截面图；

图11是示出了根据另一示例实施例的显示装置的截面图；

图12是示出了根据另一示例实施例的显示装置的截面图；

图13是示出了根据比较示例的显示装置的图；

图14是示出了根据另一比较示例的显示装置的图；

图15是示出了根据另一示例实施例的显示装置的俯视图；

图16是示出了根据另一示例实施例的显示装置的俯视图；

图17是示出了根据示例实施例的制造显示装置的方法的流程图；

图18(a)和18(b)至22(a)和22(b)是示出了根据示例实施例的在制造显示装置的方法中形成多个发光元件的方法的图；

图23(a)和23(b)至26(a)和26(b)是示出了根据另一示例实施例的在制造显示装置的方法中形成多个发光元件的方法的图；

图27至30是示出了根据另一示例实施例的在制造显示装置的方法中形成多个发光元件的方法的截面图；

图31至35是示出了根据示例实施例的在制造显示装置的方法中形成晶体管阵列的方法的俯视图；

图36和37是示出了根据另一示例实施例的在制造显示装置的方法中形成晶体管阵列的方法的俯视图；

图38至41是示出了根据示例实施例的在制造显示装置的方法中形成颜色控制部件的方法的截面图。

具体实施方式

现在，将参考示出了一些示例实施例的附图更全面地描述各个示例实施例。

应理解，当提及元件“连接”或“耦接”到另一元件时，该元件可以直接连接或耦接到该另一元件，或者可以存在介于中间的元件。相比之下，当提及元件“直接连接”或“直接耦接”到另一元件时，不存在中间元件。如本文所用，术语“和/或”包括关联列出的一个或更多个项目的任意和所有组合。

将理解，虽然本文中可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于区分一个元件、组件、区域、层或部与另一元件、组件、区域、层或部。因此，在不脱离实施例的教义的前提下，以下提到的第一元件、组件、区域、层或部分也可以称作第二元件、组件、区域、层或部分。

在此可能使用空间相对术语如″下方″、″之下″、″下″、″上方″、″上″等，以便于描述一个部件或特征相对于另一部件或特征在附图中示出的关系。将理解的是，空间上的相对术语除了包括附图中示出的方向之外，还意在包含设备在使用中或操作中的不同方向。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为在其他元件或者特征″下方″或者″之下″的元件将被定向在其他元件或者特征的″上方″。因此，示例术语“下方”可以涵盖上方和下方两种取向。所述设备可以以其他方式定向(旋转90度或以其他定向)，且可以相应地解释本文中使用的空间相对描述符。

本文使用的术语仅仅是为了描述具体实施例的目的，而并非意在限制示例实施例。如本文中使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”意在还包括复数形式，除非上下文明确地给出相反的指示。还应该理解，术语“包括”和/或“包含”在本说明书中使用时，表明存在所述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但是并没有排除存在或另外添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。

示例实施例在本文中是参考截面图描述的，所述截面图是理想化的示例实施例(和中间结构)的示意图。因此，应当预期例如由于制造技术和/或公差造成的示意的形状的变化。因而，不应该将示例实施例解释为局限于这里所示的具体区域形状，而应包括例如由于制造而导致的形状偏差。例如，示意为矩形的植入区域将典型地具有倒圆的或者弯曲的特征和/或在其边缘处的植入浓度的梯度，而不是从植入区域至未植入区域的二元变化。同样地，由植入形成的埋入区域可以导致在埋入区域和发生所述植入的表面之间的区域中的一些植入。因此，附图中示意的区域本质上是示意性的，它们的形状并不意在示意器件区域的实际形状，也并不意在限制示例实施例的范围。

除非另外定义，否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与示例实施例所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。还应理解，诸如在常用词典中定义的术语等的术语应被解释为其含义与在相关技术的上下文中的含义相一致，而不应将其解释为理想的或过于正式的含义，除非本文明确如此定义。

现在详细参考实施例，在附图中示出了实施例的示例，其中，贯穿附图类似的附图标记表示类似的元件。在这点上，本示例实施例可以具有不同形式，并且不应当被解释为受限于本文所阐明的描述。因此，下面仅通过参考附图描述实施例，以解释各个方面。如本文所用，术语“和/或”包括一个或更多个关联列出的项目的任意和所有组合。诸如“……中的至少一个”之类的表述在元件列表之前时修饰整个元件列表，而不是修饰列表中的单独元件。

下文中，将参考附图来详细描述根据示例实施例的显示装置。为了描述的清楚和方便，附图中所示意的层或区域的宽度和厚度可以被夸大。在本说明书中，相似的附图标记表示相似的元件。

图1和2是示出了根据示例实施例的显示装置的截面图和俯视图。

参考图1和2，可以在基板sub10上设置包括多个发光元件le10的发光元件阵列la10和包括与多个发光元件le10电连接的多个晶体管tr10的晶体管阵列ta10。同样，还可以设置配置为调节多个发光元件le10产生的光的颜色的颜色控制部件cl10。颜色控制部件cl10可以具有总体上平坦的层结构(基本平坦的层结构)。发光元件阵列la10，晶体管阵列ta10和颜色控制部件cl10可以单片式地设置在一个基板sub10上。换句话说，发光元件阵列la10，晶体管阵列ta10和颜色控制部件cl10可以在一个基板sub10上单片式地形成，而不从另一个基板转移到基板sub10。

关于基板sub10，晶体管阵列ta10可以布置在比发光元件阵列la10高的位置。换句话说，发光元件阵列la10可以设置为比晶体管阵列ta10更靠近基板sub10，并且晶体管阵列ta10可以设置为比发光元件阵列la10更靠近颜色控制部件cl10。显示装置可以包括：包含发光元件阵列la10的第一分层结构和包含晶体管阵列ta10的第二分层结构，并且第二分层结构可以布置为与基板sub10的距离在第一分层结构与基板sub10的距离和颜色控制部件cl10与基板sub10的距离之间。

如图1和2所示，多个晶体管tr10中的每一个可以布置成在与基板sub10平行的方向上与发光元件le10间隔开，使得晶体管tr10不与对应的发光元件le10交叠。因此，发光元件le10产生的光可以照射到颜色控制部件cl10上，而不被晶体管tr10阻挡，或不会入射在晶体管tr10上。然而，当晶体管tr10的至少一部分是透明的时，发光元件le10可以至少部分地与其对应的晶体管tr10交叠。

多个发光元件le10可以包括基于无机材料的发光器件(led)。换句话说，多个发光元件le10中的每一个可以包括基于无机材料的发光材料(半导体发光材料)。例如，基于无机材料的发光材料可以包括iii-v族基半导体。iii-v族基半导体可以包括氮化镓(gan)基半导体。然而，发光元件le10的发光材料不限于此，并且可以根据各种实施例而变化。

多个晶体管丁r10可以是薄膜晶体管(tft)。因此，晶体管阵列ta10可以被称为基于tft的驱动单元。多个晶体管tr10的沟道层可以包括多晶硅(poly-si)或非晶硅(a-si)。或者，沟道层可以包括氧化物半导体、氮化物半导体和氮氧化物半导体中的至少一个。例如，沟道层可包括zno基半导体、sno基半导体、ino基半导体、znon基半导体、znonf基半导体、znn基半导体和znnf基半导体中的至少一个。在这种情况下，沟道层可以进一步包括附加元素x。附加元素x可包括i族元素、ii族元素、iii族元素、iv族元素、v族元素、过渡金属元素和镧(ln)基元素中的至少一个。作为具体示例，附加元素x可包括l1、k、mg、ca、sr、ba、ga、al、in、b、si、sn、ge、sb、y、ti、zr、v、nb、ta、sc、hf、mo、mn、fe、co、ni、cu、w、la、ce、pr、nd、pm、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、yb和lu中的至少一个。或者，附加元素x可以包括vi族元素和vii族元素中的至少一个。作为具体示例，附加元素x可以包括f、cl、br、i、s和se中的至少一个。zno基半导体可以包括，例如，gainzno和hfinzno。然而，上述沟道层材料仅仅是示例，并且可以根据各种实施例而变化。例如，iii-v族基半导体(例如gan)或单晶硅可以用作沟道层材料。并且，有机半导体也可以用作沟道层材料。

颜色控制部件cl10可以包括基于量子点(qd)的颜色转换器或彩色滤色器。颜色转换器可以改变其中透射的光的颜色(波长)，并且彩色滤色器可以选择性地透射预定波长带的光。颜色转换器可以包括光致抗蚀剂(pr)材料，预定量子点和光散射剂的混合物。彩色滤色器也可以包括包含多个量子点的量子点层。包括在颜色转换器或彩色滤色器中的量子点可以具有包含核部分和壳部分的核-壳结构，或者可以具有无壳微粒结构。核-壳结构可以具有单壳结构或多壳结构。多壳结构可以是，例如，双壳结构。每个量子点可以包括，例如，ii-vi族基半导体、iii-v族基半导体、iv-vi族基半导体、iv族基半导体和石墨烯量子点中的至少一个。每个量子点可以具有大约几十nm或更小的直径，例如，大约10nm或更小的直径。有机配体或无机配体可以存在于量子点的表面。颜色转换器或彩色滤色器的特性可以根据包括在颜色转换器或彩色滤色器中的材料，配置和/或尺寸而变化。这里，描述了颜色控制部件cl10包括量子点的情况；然而，在以下情况下，颜色控制部件cl10可以具有不包括量子点的另一配置。同样，尽管未示出，可以在颜色控制部件cl10的顶表面和底表面中的至少一个上设置光学膜或滤光器。

本示例实施例的显示装置可以包括多个单位区域sp1、sp2和sp3。图1示出了三个单位区域sp1、sp2和sp3。多个单位区域sp1、sp2和sp3中的每一个可以对应于子像素区域。多个单位区域sp1、sp2和sp3中的每一个可以包括一组发光元件le10并且可以包括与一组发光元件le10电连接的至少一个晶体管tr10。该组发光元件le10和与其连接的晶体管tr10可以设置为在平行于基板sub10的方向上彼此间隔开，使得它们彼此不交叠。颜色控制部件cl10可以在多个单位区域sp1、sp2和sp3中的至少二个中具有不同的配置。为此，颜色控制部件cl10可以包括彼此不同的多个不同的颜色控制区域。颜色控制部件cl10可以具有图案化的层结构。

在图1和图2中，发光阵列la10和颜色控制部件cl10的组合可以被称为rgb发光单元。并且，多个晶体管tr10可以被称为构成基于晶体管的驱动单元。多个发光元件le10、多个晶体管tr10和颜色控制部件cl10的配置，以及它们之间的连接关系将参考图3a至12进行更详细地描述。

图3a是示出了根据示例实施例的显示装置的单位区域的截面图。图3b是示出了对应于图3a的俯视图的示例。

参考图3a，可在基板sub10-1上设置半导体层sl10。基板sub10-1可以是在普通半导体器件工艺中使用的各种基板中的任何一种。例如，基板sub10-1可以包括诸如蓝宝石(al2o3)等绝缘体。然而，基板sub10-1可以包括除蓝宝石(al2o3)之外的材料。在一些情况下，半导体层sl10可以是，例如，n型半导体层或者可以是p型半导体层。半导体层sl10可以具有单层结构或者多层结构。半导体层sl10可以包括iii-v族基n型半导体，例如，n-gan。

可以在半导体层sl10上设置具有至少一个开口的掩模层ml10。至少一个发光元件le10a可以由通过掩模层ml10的开口而暴露的半导体层sl10的区域而形成。多个发光元件le10a可以设置在一个单位区域中，该单位区域可以被称为第一发光元件组。如上面的放大图所示，每个发光元件le10a可以包括第一导电类型半导体sc1，第二导电类型半导体sc2和它们之间的有源层al1。

多个发光元件le10a可以是垂直于基板sub10-1的竖直发光结构。竖直发光结构可以具有，例如，纳米线形状。竖直发光结构le10a可以包括具有纳米柱形状的第一导电类型半导体sc1，有源层al1以及围绕第一导电类型半导体sc1的第二导电半导体sc2。第一导电半导体sc1可以被称为与半导体层sl10连接的核部分，并且有源层al1和第二导电类型半导体sc2可以被称为壳部分。因此，所述竖直发光结构可以被称为具有核-壳结构。

第一导电类型半导体sc1可以是n型并且第二导电类型半导体sc2可以是p型，反之亦然。有源层al1可以包括当电子和空穴结合在一起时发光的发光层。第一导电类型半导体sc1、有源层al1以及第二导电类型半导体sc2可以具有各种修改的结构。例如，第一导电类型半导体sc1和第二导电类型半导体sc2可以具有多层结构。有源层al1可以具有量子阱层和势垒层交替堆叠一次或更多次的结构。在这种情况下，量子阱层可以具有单量子阱(sqw)结构或多量子阱(mqw)结构。第一导电类型半导体sc1、有源层al1以及第二导电类型半导体sc2中的至少一个可以具有iii-v族基半导体。作为示例，第一导电类型半导体sc1可以包括n-gan基材料，第二导电类型半导体sc2可以具有p-gan基材料，并且有源层al1可以具有gan基mqw结构。并且，尽管未示出，但是发光元件le10a可以进一步包括超晶格结构层。并且，有源层al1和第二导电类型半导体sc2中的至少一个可以具有连续层结构以覆盖多个发光元件le10a的区域，而不是以每个发光元件le10a为单位图案化。在这种情况下，多个发光元件le10a可以具有连接结构而不彼此电隔离。

可以在掩模层ml10上设置与多个发光元件le10a的第一区域接触的第一电极e10。第一电极e10可以接触发光元件le10a的第二导电类型半导体sc2。例如，第一电极e10可以是p型电极。并且，第一电极e10可以是一种阳极并且可以由透明导电材料形成。

可以在掩模层ml10上设置覆盖多个发光元件le10a或者填充其周围区域的第一绝缘层nl10。第一绝缘层nl10可以由透明材料形成并且可以大部分或至少部分地覆盖多个发光元件le10a和第一电极e10。第一绝缘层cl10可以具有与发光元件le10a相同或近似的高度。发光元件le10a的顶部的一部分可以略微突出到第一绝缘层nl10上方。然而，这仅仅是示例，在某些情况下该顶部的一部分可能不会突出。

可以在第一绝缘层nl10上设置第一晶体管tr10a。第一晶体管tr10a可以包括第一沟道层c1、第一源电极s1、第一漏电极d1、第一栅电极g1和栅绝缘层gi1。第一沟道层c1可以设置在第一绝缘层nl10上，并且栅绝缘层gi1可以设置为覆盖第一沟道层c1。对应于第一沟道层c1的第一栅电极g1可以设置在栅绝缘层gi1上。电连接到第一沟道层c1的第一源电极s1和第一漏电极d1可以设置在栅电极g1的两侧上。覆盖第一栅电极g1的中间绝缘层(层间绝缘层)nl15可以设置在栅绝缘层gi1上，并且电连接到第一沟道层c1的第一源电极s1和第一漏电极d1可以被设置在中间绝缘层nl15上。

第一晶体管tr10a可以电连接到多个发光元件le10a。第一晶体管tr10a可以通过设置在第一绝缘层nl10中的第一导电插塞cp10连接到第一电极e10。第一导电插塞cp10可以贯穿中间绝缘层nl15、栅绝缘层gi1以及第一绝缘层nl10。换句话说，第一孔h1可以贯穿中间绝缘层nl15、栅绝缘层gi1以及第一绝缘层nl10，从而暴露第一电极e10，并且第一导电插塞cp10可以设置在第一孔h1中。第一导电插塞cp10可以至少部分地填充第一孔h1。第一导电插塞cp10可以大部分或完全填充第一孔h1。

可以在基板sub10-1上设置覆盖第一晶体管tr10a和多个发光元件le10a的透明第二绝缘层nl20。第二绝缘层nl20的顶表面可以是平坦的或基本平坦的。例如，第二绝缘层nl20的顶表面可以通过化学机械抛光(cmp)工艺被平坦化。可以在第二绝缘层nl20上设置与多个发光元件le10a电连接的第二区域的第二电极e20。第二电极e20可以电连接到多个发光元件le10a的第一导电类型半导体sc1。例如，第二电极e20可以是n型电极。并且，第二电极e20可以被称为公共阴极。第二电极e20可以由透明导电材料形成并且可以接地或者连接到接地电极。

第二电极e20可以通过第二导电插塞cp20连接到多个发光元件le10a，其中第二导电插塞cp20穿透第一绝缘层nl10和第二绝缘层nl20。第二孔h2可贯穿第二绝缘层nl20、中间绝缘层nl15、栅绝缘层gi1、第一绝缘层nl10以及掩模层ml10，从而暴露半导体层sl10、并且第二导电插塞cp20可以设置在第二孔h2中。第二导电插塞cp20可以部分地或完全地填充第二孔h2。第二导电插塞cp20可以通过半导体层sl10电连接到多个发光元件le10a的第一导电类型半导体sc1。

图3b是示出了根据图3a的示例实施例的显示装置的单位区域的平面结构的示例的俯视图。

参考图3b，沿预定方向(例如，x轴方向)延伸的扫描线sl1可以设置在基板sub10-1上。数据线dl1和电压源线vl1可以设置为沿与扫描线sl1相交的方向(例如，y轴方向)延伸。数据线dl1和电压源线vl1可以在x轴方向上彼此间隔开。第一组发光元件le10a可以设置在数据线dl1和电压源线vl1之间。

可以提供连接在电压源线vl1和多个发光元件le10a之间的第一晶体管tr10a。第二晶体管tr10b可以设置在扫描线sl1和数据线dl1的交叉点附近或该交叉点处。并且，可以进一步提供连接在电压源线vl1与第一和第二晶体管tr10a、tr10b之间的电容器ct10。

第一晶体管tr10a可以包括第一沟道层c1、第一栅电极g1、第一源电极s1和第一漏电极d1。这里，第一源电极s1可以是在与其垂直的方向上从电压源线vl1突出的部分。第一漏电极d1可以与第一源电极s1间隔开，并且第一栅电极g1可以布置在它们之间。第一晶体管tr10a可以是驱动晶体管。

第二晶体管tr10b可以包括第二沟道层c2、第二栅电极g2、第二源电极s2和第二漏电极d2。第二栅电极g2可以是在与其垂直的方向上从扫描线sl1突出的部分。第二源电极s2可以是在与其垂直的方向上从数据线dl1突出的部分。第二漏电极d2可以与第二源电极s2间隔开，并且第二栅电极g2可以布置在第二漏电极d2和第二源电极s2之间。第二晶体管tr10b可以是开关晶体管。

电容器ct10可以包括第一导体cd1和第二导体cd2，并且可以在第一导体cd1和第二导体cd2之间设置绝缘层(电介质层)。第一导体cd1可以是设置在与第一栅电极g1和第二栅电极g2相同水平面上的层，并且可以电连接到第二漏电极d2。并且，第一导体cd1可以连接到第一栅电极g1。第一导体cd1和第一栅电极g1可以形成弯曲结构(例如，l形结构)。第二导体cd2可以是在与其垂直的方向上从电压源线vl1突出的部分，并且可以在第一导体cd1上方延伸。

第一沟道层c1和第二沟道层c2可以包括多晶硅(poly-si)或非晶硅(a-si)，或可以包括氧化物半导体、氮化物半导体和氮氧化物半导体中的至少一种。然而，上述描述的沟道层材料仅仅是示例并且可以使用其他沟道层材料。例如，第二沟道层c1和第二沟道层c2可以包括iii-v族基半导体(例如，gan)、单晶硅或有机半导体。

第一电极e10可以通过第一导电插塞cp10连接到第一漏电极d1。第二电极e20可以通过第二导电插塞cp20连接到半导体层sl10(参见图3a)。第一电极e10可以被称为电连接到多个发光元件le10a的第一区域，并且第二电极e20可以被称为电连接到多个发光元件le10a的第二区域。同时，附图标记c11和c12表示将第一沟道层c1连接到第一源电极s1和第一漏电极d1的接触部分，附图标记c13和c14表示将第二沟道层c2连接到第二源电极s2和第二漏电极d2的接触部分，并且附图标记c15表示将第一导体cd1连接到第二漏电极d2的接触部分。

第一晶体管tr10a可以是n型晶体管(例如，nmos晶体管)或p型晶体管(例如，pmos晶体管)，并且第一源电极s1和第一漏电极d1的功能可以根据其类型反转。类似地，第二晶体管tr10b可以是n型晶体管或p型晶体管，并且第二源电极s2和第二漏电极d2的功能可以根据其类型反转。

图4a是示出了根据另一示例实施例的显示装置的单位区域的截面图。图4b是示出了对应于图3a的俯视图的示例。

参考图4a和4b，在示例本实施例中，可以在基板sub10-2的底表面(后面或背面)上设置第二电极e22。这里，基板sub10-2可以是半导体基板或导电基板。在这种情况下，即使当第二电极e22设置在基板sub10-2的底表面上，第二电极e22可以通过基板sub10-2和半导体层sl10电连接到多个发光元件le10a。第二电极e22可以是透明电极或不透明电极。

本实施例的基板sub10-2可以是，例如，si基板。si基板可以是si(111)基板，并且可以在适当时掺杂预定的导电杂质。然而，基板sub10-2的类型/材料并不限于此，并且可以根据各种实施例而变化。诸如蓝宝石(al2o3)基板、si基板、sic基板、非晶ain基板以及si-al基板之类的各种基板可以用作图3a中的基板sub10-1或图4a中的基板sub10-2。如图4a和图4b所示，当第二电极e22设置在基板sub10-2的底表面上时，其尺寸可以被减小。并且，由于不需要形成第二导电插塞cp20(参见图3a和图3b)，工艺由此被简化。在一些情况下，基板sub10-2本身可以用作电极(第二电极)，以代替单独形成第二电极e22。

在图4a和4b中，除了第二电极e22的尺寸和/或位置以及不包括第二导电插塞(参见图3a和图3b)的事实外，其他配置与参照图3a和3b描述的相同或类似。

在图3b和4b中，一个单位区域中的一组发光元件le10a占据的区域的面积被示意为比由两个晶体管tr10a和tr10b以及一个电容器ct10占据的区域的面积小；然而，在实际器件中区域的面积的比较比率可以变化。在一个单位区域(子像素)中，与一组发光元件le10a接触的第一电极e10的面积可以是单位区域的面积的大约40％或更多或大约50％或更多。在实际器件中，晶体管tr10a和tr10b以及电容器ct10可以以比图3b和4b所示的尺寸更小的尺寸而形成。一个单位区域中可以包括大约四个或更多个发光元件le10a。

尽管图3a和4a示出了第一电极e10完全覆盖多个发光元件le10a的情况，多个发光元件le10a的一部分(例如其顶部的端部)可以不被第一电极e10覆盖。其示例在图5中示出。

参照图5，多个发光元件le10a的顶部的端部可以不被第一电极e11覆盖。第一电极e11可以通过形成完全覆盖多个发光元件le10a的电极材料层并移除其一部分而获得。当多个发光元件le10a的顶部区域未被第一电极e11覆盖时，可以提高从多个发光元件向上发射的光的发射效率。除了第一电极e11的形状，其他配置可以与参考图3a或4a描述的配置相同。

图3b和4b示出了显示装置的单位区域具有2t(晶体管)-1c(电容器)配置的情况的示例。在这种情况下，根据示例实施例的显示装置的单位区域的电路结构可以与图6中所示的电路结构相同。

图6是示出了根据示例实施例的显示装置的单位区域的电路结构的电路图。

参照图6，可以设置扫描线sl11，并且可以设置与扫描线sl11交叉的数据线dl11和电压源线vl11。可以设置连接在电压源线vl11和第一组发光元件l11之间的第一晶体管t11。第二晶体管t21可以设置在扫描线sl11和数据线dl11的交叉处。可以设置连接在电压源线vl11与第一晶体管t11、第二晶体管t21之间的电容器c11。扫描线sl11、数据线dl11、电压源线vl11、发光元件l11、第一晶体管t11、第二晶体管t21和电容器c11可以分别对应于图3b中的扫描线sl1、数据线dl1、电压源线vl1、发光元件le10a、第一晶体管tr10a、第二晶体管tr10b和电容器ct10。

根据其他示例实施例，显示装置的单位区域可以具有组合三个或更多个晶体管与一个或多个电容器的结构。例如，如图7所示，显示装置的单位区域具有4t-2c结构。

图7是示出了根据另一示例实施例的显示装置的单位区域的电路结构的电路图。

参考图7，可以设置扫描线sl12，并且可以设置与扫描线sl12交叉的数据线dl12和电压源线vl12。可以设置连接在电压源线vl12和第一组发光元件l12之间的第一晶体管t12。第二晶体管t22可以设置在扫描线sl12和数据线dl12的交叉处。可以设置连接在第二晶体管t22和电压源线vl12之间的第三晶体管t32。可以设置连接在电压源线vl12和第三晶体管t32之间的第一电容器c12。可以设置连接在第一电容器c12和第三晶体管t32之间的第四晶体管t42。可以设置连接在第二晶体管t22和第三晶体管t32之间的第二电容器c22。可以进一步设置连接到第四晶体管的栅极的第一附加线ln12，并且可以进一步设置连接到第一晶体管t12的栅极的第二附加线ln22。

参考图6和7描述的单位区域的电路结构仅仅是示例，并且可以各种方式修改。在一些情况下，显示装置的单位区域可以包括四个或更多个晶体管和/或两个或更多个电容器。

图8是示出了根据示例实施例的可以应用于显示装置的发光元件的截面图。

参考图8，发光元件le11可以是竖直发光结构，并且竖直发光结构可以具有核-壳结构和纳米线形状。竖直发光结构le11可包括具有纳米柱形状的第一导电类型半导体sc11，有源层al11和围绕第一导电类型半导体sc11的第二导电类型半导体sc21。第一导电类型半导体sc11可以被称为核部分，并且有源层al11和第二导电类型半导体sc21可以被称为壳部分。第一导电类型半导体sc11、有源层al11和第二导电类型半导体sc21的材料和/或配置可以与参考图3a描述的相同或类似。作为示例，第一导电类型半导体sc11可以包括n-gan基材料，第二导电类型半导体sc21可以包括p-gan基材料，并且有源层al11可以具有gan基mqw结构。

第一导电类型半导体sc11的侧表面(竖直面)可以是(10-10)m面。第一导电类型半导体sc11的顶部的斜面可以是(10-11)s面或(10-12)r面。为了改善发光特性，在具有这样的晶面的第一导电类型半导体sc11的表面上形成具有mqw结构的有源层是有利的。在除(10-10)m面，(10-11)s面，(10-12)r面和(0001)c面外的其他晶面形成的mqw结构中，铟成分可以改变，因此峰值谱的半宽度可以增加并且颜色纯度可以降低。当使用本示例实施例的发光元件le11时，可以抑制或防止这样的问题。本示例实施例的发光元件le11可一被称为具有非极性核-壳结构。

图9是示出了根据另一示例实施例的可以应用于显示装置的发光元件的截面图。

参考图9，发光元件le12可以是竖直发光结构，并且竖直发光结构可以是核-壳结构。竖直发光结构可以具有纳米线和纳米金字塔的组合形状。例如，第一导电类型半导体sc12可以包括垂直于基板的第一部分p1以及设置在第一部分p1上的第二部分p2。这里，第一部分p1可以具有第一宽度，并且第二部分p2可以具有比第一宽度大的第二宽度。第一部分p1可具有纳米线形状，并且第二部分p2可以具有纳米金字塔形状或类似的形状。第一部分p1可以具有大约600nm或更小的宽度，例如，大约100nm至大约500nm的宽度，并具有大约1μm或更大的高度(长度)。第二部分p2的表面(倾斜面)可以是(10-11)s平面。

发光元件le12可以包括覆盖第一导电类型半导体sc12的第二部分p2的有源层al12和覆盖有源层al12的第二导电类型半导体sc22。第一导电类型半导体sc12的第二部分p2可以是核部分，并且有源层al12和第二导电类型半导体sc22可以是壳部分。第一导电类型半导体sc12、有源层al12和第二导电类型半导体sc22中的至少一个可以具有iii-v族基半导体。作为示例，第一导电类型半导体sc12可以包括n-gan基材料，第二导电类型半导体sc22可以包括p-gan基材料，并且有源层al12可以具有gan基mqw结构。

如在本示例实施例中，当形成(生长)具有小宽度的纳米线部分并且纳米线部分上形成(生长)纳米金字塔部分时，纳米金字塔部分可以具有结晶学优异的特性。随着较窄的第一部分p1生长，可以去除或抑制诸如错位之类的各种缺陷，并且因此第二部分p2可以具有没有或很少缺陷的优异的结晶特性。因此，形成在第二部分p2上的第二导电类型半导体sc22和有源层al12也可以具有优异的结晶特性。另外，当第二部分p2在其表面上具有(10-11)s平面时，对于改善发光特性可能更有利。本示例实施例的发光元件le12可以被称为具有半极性核-壳结构。

当使用如图8和9所示具有竖直纳米结构的发光元件le11和le12时，对于高集成度器件的实现和高分辨率的实现可能是有利的。

图10是示出了根据另一示例实施例的可以应用于显示装置的发光元件的截面图。

参考图10，发光元件le13可以包括台面型发光结构。台面型发光结构可以包括第一导电类型半导体sc13、有源层al13和第二导电类型半导体sc23。第一导电类型半导体sc13、有源层al13和第二导电类型半导体sc23可以形成基本平行于基板的层结构。第一导电类型半导体sc13的至少一部分可以具有比有源层al13和第二导电类型半导体sc23的宽度更大的宽度，并可以具有侧向突出的形状。因此，第一导电类型半导体sc13的突出部分的顶面可以不被有源层al13和第二导电类型半导体sc23覆盖。第一导电类型半导体sc13、有源层al13和第二导电类型半导体sc23的材料可以与参照图3a中描述的第一导电类型半导体sc1、有源层al1和第二导电类型半导体sc2的材料相同或相似。

发光元件le13可以进一步包括覆盖台面型发光结构的侧面的钝化层ps13。钝化层ps13可以由绝缘体或诸如p-gan、sio2，si3n4、或a12o3的半导体形成。由于台面型发光结构是由蚀刻形成的，因此当有源层al13的侧面(蚀刻面)暴露时，相应地会出现非辐射表面复合的问题。随着台面型发光结构的尺寸减小以实现具有大约60μm或更小尺寸的高分辨率，发光效率可以因非辐射表面的复合而迅速降低。在本示例实施例中，覆盖有源层al13的侧面的钝化层ps13可以用于抑制/防止非辐射表面复合的问题。

图11是示出了根据另一示例实施例的显示装置的截面图。本示例实施例是图1的变形并且示出了颜色控制部件cl11的特定实施例。

参考图11，可以在基板sub10上设置包括多个发光元件le10的发光元件阵列la10，包括与多个发光元件le10电连接的多个晶体管tr10的晶体管阵列ta10，以及配置为调整由多个发光元件le10产生的光的颜色的颜色控制部件cl11。并且，本示例实施例的显示装置可以分为多个单位区域sp1、sp2和sp3。多个单位区域sp1、sp2和sp3的每一个可以对应于子像素。以下，第一单位区域sp1被称为第一子像素，第二单位区域sp2被称为第二子像素，并且第三单位区域sp3被称为第三子像素。

在本示例实施例中，所有多个发光元件le10可以是蓝色发光元件，例如，蓝色led。在这种情况下，颜色控制部件cl11可以在与第一子像素sp1至第三子像素sp3中任何一个(例如第二子像素sp2)相对应的区域中包括蓝-绿颜色转换元件cc1。并且，颜色控制部件cl11可以在与第一子像素sp1至第三子像素sp3中的另一个(例如第三子像素sp3)项对应的区域中包括蓝-红颜色转换元件cc2。并且，颜色控制部件cl11可以进一步在与第一子像素sp1至第三子像素sp3中另一个(例如第一子像素sp1)相对应的区域中包括光散射元件ls1。蓝-绿颜色转换元件cc1可以包括光致抗蚀剂(pr)、第一量子点(qd)和光散射剂，并且蓝-红颜色转换元件cc2可以包括光致抗蚀剂(pr)、第二量子点(qd)和光散射剂。光散射元件ls1可以包括光致抗蚀剂(pr)和光散射剂。颜色控制部件cl11可以包括颜色转换元件cc1和cc2与光散射元件ls1之间的黑矩阵(bm)图案。黑矩阵(bm)图案可以用作一种隔墙(势垒)。

因此，第一子像素sp1可以是蓝色(b)子像素，第二子像素sp2可以是绿色(g)子像素，并且第三子像素sp3可以是红色(r)子像素。因此，可以通过使用r/g/b实现全色显示。

本示例实施例的显示装置可以进一步包括覆盖颜色控制部件cl11上的蓝-绿颜色转换元件cc1和蓝-红颜色转换元件cc2的蓝色滤除器(bcf)ft11。bcfft11可以不透射(例如，可以反射)蓝色波长(大约400nm至大约500nm)并且可以仅透射除蓝色波长带以外的波长带。因此，在第二子像素sp2和第三子像素sp3的区域中，与颜色转换元件cc1和cc2不反应的蓝光的发射可以被bcfft11更安全地阻挡。

并且，显示装置可以进一步包括设置在颜色控制部件cl11和发光元件阵列la10之间的黄色再循环膜(yrf)fl11。yrffl11可以设置在晶体管阵列ta10上并可以形成在第一子像素sp1至第三子像素sp3的整个区域中。yrffl11可以透射蓝色波长并且可以反射绿色波长和红色波长。例如，yrffl11可以透射大约500nm或更小的波长带并可反射大约500nm至大约790nm的波长带。因此，多个发光元件le10产生的蓝光可以通过yrffl11照射到光散射元件ls1、蓝-绿颜色转换元件cc1和蓝-红颜色转换元件cc2上。并且，从蓝-绿颜色转换元件cc1和蓝-红颜色转换元件cc2向下发射的绿光和红光可以由yrffl11反射，然后向上发射。yrffl11可以提高光效率。

bcfft11和yrffl11中的至少一个可以按照例如分布式布拉格反射器(dbr)结构来形成。通过重复堆叠具有不同折射率的二个材料层(电介质)并且调整材料层的厚度和堆叠层的数量，可以制造仅能透射或反射所需波长带的dbr结构，并且dbr结构可以适用于bcfft11或yrffl11。例如，可以在λ/4条件下(其中λ是光的波长)重复堆叠sio2层和tio2层，并且可以通过调整层的厚度和对叠层的数量来增加所需波长带的反射率或透射率。由于dbr结构是本领域公知的，因此为了简洁将省略其详细描述。并且，bcfft11和yrffl11中的至少一个可以具有除dbr结构外的另一结构(例如，高对比度光栅(hcg)结构)。另外，bcfft11和yrffl11的配置可以按照各种方式修改。

bcfft11和yrffl11的每一个可以具有基本平坦的层结构。bcfft11和yrffl11之间的颜色控制部件cl11也可以具有基本平坦的层结构。当bcfft11和yrffl11具有基本平坦的层结构时，其有效区域的高度差(台阶差)可以小于大约20nm，小于大约10nm，或小于大约5nm。对于颜色控制部件cl11也是如此。当bcfft11和yrffl11具有平坦的层结构时，实现优异的特性是有益的。特别地，如果bcfft11和yrffl11以多层结构(例如dbr结构)形成，则当它们具有平坦的层结构时，可以容易地实现所需的特性。类似地，当颜色控制部件cl11具有平坦的层结构时，实现优异的颜色控制特性是有益的。在本实施例中，颜色控制部件和设置在颜色控制部件上/颜色控制部件下的光学膜/滤光器可以具有平坦的层结构，因此对于实现优异的特性是有益的。

yrffl11可以被称为透射光的第一波长带并反射光的第二波长带的第一光学膜，并且bcfft11可以被称为阻挡由yrffl11透射的光的第一波长带并透射由yrffl11反射的光的第二波长带的第二光学膜。

图12是示出了根据另一示例实施例的显示装置的截面图。

参考图12，所有多个发光元件le10可以是白色发光元件，例如，白色led。在这种情况下，颜色控制部件cl12可以在与第一子像素sp1至第三子像素sp3中任何一个(例如第一子像素sp1)相对应的区域中包括蓝色滤色器。并且，颜色控制部件cl12可以进一步在与第一子像素sp1至第三子像素sp3中另一个(例如第二子像素sp2)相对应的区域中包括绿色滤色器cf2。并且，颜色控制部件cl12可以在第一子像素即1至第三子像素sp3中另一个(例如第三子像素sp3)相对应的区域中包括红色滤色器cf3。蓝色滤色器cf1可以选择性地透射蓝光，绿色滤色器可以选择性地透射绿光，并且红色滤色器cf3可以选择性地透射红光。黑矩阵(bm)图案可以设置在滤色器cf1至cf3之间和周围。

图11示出了当使用蓝色发光元件时用于实现rgb的颜色控制部件cl11的配置和组合，并且图12示出当使用白色发光元件时用于实现rgb的颜色控制部件cl12的配置和组合。然而，参照图11和图12描述的那些仅仅是示例，并且可以各种方式修改。多个发光元件产生的光的颜色可以根据实施例而变化，并且颜色控制部件对子像素的组合或布置可以按照各种方式修改。

图13是示出了根据比较示例的显示装置的图。

参考图13，根据比较示例，红色(r)子像素，绿色(g)子像素和蓝色(b)子像素中的每一个可以被转移到tft阵列基板上。由于执行转移过程，因此高分辨率实现是困难的并且该实现的过程是困难的。期望大约250μm的像素分辨率。

图14是示出了根据另一比较示例的显示装置的图。

参考图14，在第一基板(晶片)上形成rgb像素，然后将rgb像素以rgb像素为单位转移到tft阵列基板上。由于本比较示例也使用转移过程，因此高分辨率实现可能是困难的。

在本示例实施例中，可以在一个基板sub上单片式地设置发光元件阵列la10、晶体管阵列ta10和颜色控制部件cl10。因此，具有高分辨率的显示装置可以容易地在没有使用转移过程的情况下制造。例如，可以容易地实现具有大约100ppi(每英寸像素)或更大的高分辨率的显示装置。由于发光元件阵列la10可以使用纳米尺寸的基于无机材料的发光元件构成，所以能够实现小尺寸下在诸如亮度、分辨率、对比度、寿命、多深度、尺寸外形、色彩纯度和功率效率等多个方面具有优异特性的显示装置。

图15是示出了根据另一示例实施例的显示装置的俯视图。

参考图15，显示装置可以包括设置在基板sub100上的有源区域aa10。有源区域aa10可以包括发光元件阵列、晶体管阵列和颜色控制部件。基板sub100和有源区域aa10可以具有参照图1，图11和图12描述的结构。作为示例，基板sub100可以对应于图1的基板sub10，并且有源区域aa10可以包括图1中的发光元件阵列la10、晶体管阵列ta10和颜色控制部件cl10。

本示例实施例的显示装置可以进一步包括与有源区域aa10连接的扫描驱动器sd10和数据驱动器dd10。扫描驱动器sd10和数据驱动器dd10可以与有源区域aa10一起单片式地设置在基板sub100上。由于有源区域aa10、扫描驱动器sd10和数据驱动器dd10可以单片地设置在一个基板sub100上，因此显示装置的系统和整体结构可以被简化，并且其制造过程也可以被简化。

另外，可以进一步提供显示装置电连接的图像信号处理器(未示出)。图像信号处理器可以相对于显示装置作为单独芯片而设置，并且它们可以彼此电连接。图像信号可以在显示装置和图像信号处理器之间输入/输出。

根据另一示例实施例，图像信号处理器可以设置在基板sub100上。其示例在图16中示出。

图16是示出了根据另一示例实施例的显示装置的俯视图。

参考图16，显示装置可以进一步包括设置在基板sub100上的图像信号处理器isp10。并且，显示装置可以进一步包括设置在基板sub100上的通信部(通信单元或通信器)cm10。图像信号处理器isp10和通信部cm10与有源区域aa10、扫描驱动器sd10和数据驱动器dd10一起单片地设置在基板sub100上。通信部cm10可以与外部装置(未示出)通信信号。通信部cm10可以包括射频(rf)信号接收器、天线、蓝牙装置和wi-fi装置中的至少一个。

参照图15和16所描述的，根据示例实施例的显示装置可以具有几乎完全单片结构或完全单片结构。因此，显示装置的系统和整体结构可以被简化。同样，其制造过程可以被简化。

根据以上示例实施例的显示装置可以有用地应用于诸如可穿戴装置或便携式装置之类的各种装置。例如，上述显示装置可以应用于诸如眼镜型显示器或护目镜型显示器之类的头戴式显示器(hmd)。并且，上述显示装置可以应用于需要具有高分辨率和高亮度的微显示器的虚拟现实(vr)显示器或增强现实(ar)显示器。

微显示器大约6英寸或更小的尺寸。由于根据本示例实施例的显示装置可以易于以小尺寸/体积制造，并且即使在小尺寸下也可以表现出高分辨率和高亮度性能，它们可以有用地应用于实现ar或vr的微显示器并且还可有用地应用于实现三维图像以及二维图像的显示装置。另外，上述显示装置可以应用于具有比硅上液晶(lcos)显示器更小体积的投影显示器。

图17是示出了根据示例实施例的制造显示装置的方法的流程图。

参照图17，可以在基板上形成包括多个发光元件的发光元件阵列(操作s100)。多个发光元件可以包括具有核-壳结构的竖直发光结构(纳米结构)或可以包括在其侧面上具有钝化层的台面型发光结构。

此后，可以在基板上形成包括多个晶体管的晶体管阵列(操作200)。多个晶体管可以是电连接到多个发光元件的薄膜晶体管(tft)。

此后，可以在基板上形成颜色控制部件(操作s300)。颜色控制部件可以设置在多个发光元件和多个晶体管上并且可具有调整多个发光元件产生的光的颜色的配置。颜色控制部件可以包括基于量子点(qd)的颜色转换器或彩色滤色器。

发光元件阵列、晶体管阵列和颜色控制部件可以单片式地形成在一个基板上。由于没有转移过程，因此可容易地减少像素的尺寸和像素之间的距离，可以简化其制造过程，并且可以容易地制造具有高分辨率的显示装置。

图18(a)和18(b)至22(a)和22(b)是示出了根据一个示例实施例的在制造显示装置的方法中形成多个发光元件的方法的图。图18(a)，19(a)，20(a)，21(a)和22(a)的每一个是截面图，并且18(b)，19(b)，20(b)，21(b)和22(b)的每一个图(b)是与其分别对应的俯视图。

参考图18(a)和18(b)，可以在基板100上形成半导体层200。基板100可以是各种基板之一，诸如蓝宝石(al2o3)基板、si基板、sic基板、非晶ain基板和si-al基板。半导体层200可以是，例如，n型半导体层或在一些情况下是p型半导体层。半导体层200可以具有单层结构或多层结构。半导体层200可以包括iii-v族基n型半导体，例如，n-gan。

第一绝缘层210可以形成在半导体层200上，并且第二绝缘层220可以形成在第一绝缘层210上。第一绝缘层210和第二绝缘层220可以由不同的材料形成。作为示例，第一绝缘层210可以由氮化硅形成，并且第二绝缘层220可以由氧化硅形成。然而，这仅仅是示例，第一绝缘层210和第二绝缘层220的材料可以根据不同的实施例而修改。第二绝缘层220可以具有比第一绝缘层210更大的厚度。适当时，可以在第二绝缘层220的表面部分(顶面部分)上执行化学机械抛光(cmp)工艺。

参考图19(a)和19(b)，可以通过蚀刻第一绝缘层210和第二绝缘层220的预定区域来形成暴露半导体层200的多个孔h1，并且可以从由多个孔h1暴露的半导体层200生长第一导电类型半导体20。因此，可以用第一导电类型半导体20填充多个孔h1。之后，可以移除第二绝缘层220。仅第二绝缘层220可以通过第二绝缘层220和第一绝缘层210直接的蚀刻选择性被选择性地移除。生成的结构在图20(a)和20(b)中示出。

参考图20(a)和20(b)，可以布置多个第一导电类型半导体20以形成阵列。多个第一导电类型半导体20可以被分为多个组，并且每个组可包括至少一个第一导电类型半导体20。可以在每个组中设置多个第一导电类型半导体20。

参考图21(a)和21(b)，可以形成覆盖第一导电类型半导体20的每一个的有源层30，并且形成覆盖有源层30的第二导电类型半导体40。第一导电类型半导体20可以是n型并且第二导电类型半导体40可以是p型，反之亦然。有源层30可以包括发光层。有源层30可以具有单量子阱(sqw)结构或多量子阱(mqw)结构。第一导电类型半导体20、有源层30和第二导电类型半导体40中的至少一个可以包括iii-v族基半导体。作为示例，第一导电类型半导体20可以包括n-gan基材料，第二导电类型半导体40可以包括p-gan基材料，并且有源层30可以具有gan基mqw结构。在这种情况下，第一导电类型半导体20、有源层30和第二导电类型半导体40可以通过外延工艺形成。第一导电类型半导体20和有源层30以及覆盖第一导电类型半导体20的第二导电类型半导体40中的每一个可以被称为构成一个发光元件le1。发光元件le1可以对应于参照图8描述的发光元件le11。

多个发光元件le1可以被布置为形成阵列。多个发光元件le1可以被分为多个组，并且每个组可以包括二个或更多个发光元件le1。可以形成与每个组的发光元件le1接触的第一电极80。第一电极80可以由透明导电材料形成。例如，第一电极80可以由诸如铟锡氧化物(ito)之类的透明导电氧化物形成。

参考图22(a)和22(b)，可以形成覆盖多个发光元件le1和第一电极80的第三绝缘层300。通过在第一绝缘层210上形成覆盖多个发光元件le1和第一电极80的绝缘材料层，并且在绝缘材料层上执行化学机械抛光(cmp)工艺，可以获得具有平坦表面(或基本平坦的表面)的第三绝缘层300。第三绝缘层300可以由例如氧化硅形成；然而，材料可以根据实施例而变化。第三绝缘层300的表面(顶表面)可以具有与多个发光元件le1上形成的第一电极80的一部分的高度相等或相似的高度。在一些情况下，第一电极80的端部的一部分可以相对于第三绝缘层300稍微突出。备选地，为了完全覆盖第一电极80，第三绝缘层300可以具有比第一电极80更高的高度。

图23(a)和(b)至26(a)和(b)是示出了根据另一示例实施例的在制造显示装置的方法中形成多个发光元件的方法的图。图23(a)、24(a)、25(a)和26(a)的每一个是截面图，并且图23(b)、24(b)、25(b)和26(b)的每一个是与之对应的俯视图。

参考图23(a)和23(b)，可以在基板101上形成半导体层201。基板101和半导体层201可以与参照图18描述的基板100和半导体层200相同或相似。可以在半导体层201上形成第一绝缘层211。例如，第一绝缘层211可以由例如氧化硅形成；然而，材料不限于此。并且，尽管第一绝缘层211被示意为单层结构，但是在一些情况下第一绝缘层211可以被形成为多层结构。作为示例，第一绝缘层211可以具有由不同绝缘材料形成的双层结构。在这种情况下，第一绝缘层211可以包括顺序堆叠的氮化硅层和氧化硅层。

参考图24(a)和24(b)，可以通过蚀刻第一绝缘层211的预定区域来形成暴露半导体层201的多个孔h2，并且可以从由多个孔h2暴露的半导体层201生长第一导电类型半导体21。在这种情况下，第一导电类型半导体21可以生长延伸到孔h2的高度以上。

第一导电类型半导体21可以包括设置在孔h2中的第一部分21a和在孔h2上方突出的第二部分21b。第二部分21b可以从第一部分21a向上生长。第一部分21a可以具有纳米线形状，并且第二部分21b可以具有纳米金字塔形状或类似的形状。

参考图25(a)和25(b)，可以形成覆盖第一导电类型半导体21的第二部分21b的有源层31，并且可以形成覆盖有源层31的第二导电类型半导体41。第一导电类型半导体21、有源层31和第二导电类型半导体41的材料可以与参照图21(a)和21(b)描述的第一导电类型半导体20、有源层30和第二导电类型半导体40的材料相同或相似。第一导电类型半导体21和有源层31以及覆盖第一导电类型半导体21的第二导电类型半导体41的每一个可以被称为构成一个发光元件le2。发光元件le2可以对应于参照图9描述的发光元件le12。

多个发光元件le2可以被布置以形成阵列。多个发光元件le2被分为多个组，并且每个组可以包括二个或更多个发光元件le2。可以形成与每个组的发光元件le2接触的第一电极81。

参考图26(a)和26(b)，可以形成覆盖多个发光元件le2和第一电极81的第二绝缘层301。通过在第一绝缘层211上形成覆盖多个发光元件le2和第一电极81的绝缘材料层，然后在绝缘材料层上执行cmp工艺，可以获得具有平坦表面(或基本平坦的表面)的第二绝缘层301。第二绝缘层301的表面(顶表面)可以具有与多个发光元件le2上形成的第一电极81的一部分的高度相等或相似的高度。第二绝缘层301可以由例如氧化硅形成；然而，材料可以根据实施例而变化。

图27至30是示出了根据另一示例实施例的在制造显示装置的方法中形成多个发光元件的方法的截面图。

参考图27，可以在基板102上形成半导体层202。可以在半导体层202上顺序形成第一导电类型半导体22l、有源层32l和第二导电类型半导体42l。第一导电类型半导体22l、有源层32l和第二导电类型半导体42l可以具有平行于半导体层202的层结构。

参考图28，可以通过图案化第二导电类型半导体42l、有源层32l和第一导电类型半导体22l来形成多个台面型发光元件le3。附图标记22、32和42分别表示图案化的第一导电类型半导体，图案化的有源层和图案化的第二导电类型半导体。

之后，可以形成覆盖台面型发光元件le3的侧面的钝化层62。钝化层62可以由诸如p-gan、sio2、si3n4或al2o3之类的绝缘体或半导体形成。非辐射表面复合的问题可以通过覆盖有源层32的侧面的钝化层62来抑制或防止。在其侧面上具有钝化层62的台面型发光元件le3可以对应于参照图10描述的发光元件le13。

参考图29，可以形成与第二导电类型半导体42接触的第一电极82。第一电极82可以由透明导电材料形成并且可以形成为延伸到发光元件le3的一侧，如图所示。

参考图30，可以形成覆盖多个发光元件le3和第一电极82的绝缘层302。形成绝缘层302的方法与图26(a)和26(b)形成第二绝缘层301的方法类似。

在本示例实施例中，第一电极82的形成范围和形状可以变化，并且在一些情况下可以省略第一电极82。当省略第一电极82时，可以在后续工艺中形成直接接触第二导电类型半导体42的导电插塞(未示出)。

在参考图18(a)和18(b)至22(a)和22(b)、图23(a)和23(b)至26(a)和26(b)以及图27至30描述的形成多个发光元件的方法中，至少两个发光元件彼此相连以具有连接(连续)结构。例如，在图21(a)和21(b)中，有源层30和第二导电类型半导体40可以具有连续层结构以覆盖多个发光元件le1的区域，而不是以每个发光元件le1的单位图案化。类似地，在图25(a)和25(b)中，有源层31和第二导电类型半导体41可以具有连续层结构以覆盖多个发光元件le2的区域。并且，在图28的台面型发光元件le3的情况下，第一导电类型半导体22可以具有连续层结构以连接多个发光元件le3的区域。例如，通过不图案化图27的第一导电类型半导体22l或通过图案化(蚀刻)第一导电类型半导体22l顶部的一部分，可以在具有连续层结构的第一导电类型半导体上形成图案化的有源层32和图案化的第二导电类型半导体42。在这种情况下，可以不形成半导体层202。

图31至35是示出了根据示例实施例的在制造显示装置的方法中形成晶体管阵列的方法的俯视图。

参考图31，可以准备对应于图22(b)的一个单位区域的区域。因此，可以设置第一组发光元件le1和覆盖第一组发光元件le1的第一电极80，并且可以设置覆盖第一组发光元件le1和第一电极80的第三绝缘层300。

参考图32，可以在第三绝缘层300上形成第一沟道层401和第二沟道层402。第一沟道层401和第二沟道层402可以与第一电极80间隔开。第一沟道层401和第二沟道层402可以包括多晶硅(poly-si)或非晶硅(a-si)，或可以包括氧化物半导体、氮化物半导体和氮氧化物半导体中的至少一种。然而，上述沟道层材料仅仅是示例，可以使用其他沟道层材料。例如，第一沟道层401和第二沟道层402可以包括iii-v族基半导体(例如，gan)，单晶硅或有机半导体。

参考图33，可以在第三绝缘层300(参见图32)上形成覆盖第一和第二沟道层401和402的第四绝缘层450。第四绝缘层450可以是栅绝缘层。之后，可以在第四绝缘层450上形成第一导线图案500。第一导线图案500可以包括扫描线501、第一栅电极503、第二栅电极502和第一导体504。第一栅电极503可以布置在第一沟道层401上，并且第二栅电极502可以布置在第二沟道层402上。第二栅电极502可以是沿与其垂直的方向从扫描线501突出的部分。第一电极504可以布置在靠近第二沟道层402并连接到栅电极503。第一导体504和第一栅电极503可以形成弯曲结构(例如，l形结构)。

参考图34，可以在第四绝缘层450(参见图33)上形成覆盖第一导线图案500的第五绝缘层550。可以在第五绝缘层550上形成第二导线图案600。第二导线图案600可以包括数据线601、电压源线604、第一源电极605、第一漏电极606、第二源电极602、第二漏电极603和第二导体607。数据线601、电压源线604、第一源电极605、第一漏电极606、第二源电极602、第二漏电极603和第二导体607间的布置和关系可以与参照图3b描述的布置和关系相同。

第一漏电极606可以通过第一导电插塞cp10连接到第一电极80。第一导电插塞cp10可以设置在通孔中。附图标记c11和c12表示将第一沟道层401连接到第一源电极605和第一漏电极606的接触部分，附图标记c13和c14表示将第二沟道层402连接到第二源电极602和第二漏电极603的接触部分，并且附图标记c15表示将第一导体504连接到第二漏电极603的接触部分。

参考图35，可以在第五绝缘层550(参照图34)上形成覆盖第二导线图案600的第六绝缘层650。可以形成覆盖第二导线图案600的绝缘材料层，然后可以执行cmp工艺以获得具有平坦表面(或基本平坦的表面)的第六绝缘层650。当第六绝缘层650具有基本平坦的表面时，表面的高度差(台阶差)可以小于大约20nm，小于大约10nm，或小于大约5nm。可以在第六绝缘层650上形成第二电极700。第二电极700可以通过第二导电插塞cp20电连接到发光元件le1。第二电极700和第二导电插塞cp20可以对应于图3a和图3b中的第二电极e20和第二导电插塞cp20。

图36和37是示出了根据另一示例实施例的在制造显示装置的方法中形成晶体管阵列的方法的俯视图。

参考图36，可形成具有与图34中相同结构的器件部分。在本示例实施例中，基板的材料可以是半导体或导体。然后，可以在基板上形成覆盖多个发光元件和多个晶体管的第六绝缘层650。

参考图37，可以在基板的底面(背面)上形成第二电极710。第二电极710可以通过基板电连接到发光元件le1。第二电极710可以对应于图4a和图4b中的第二电极e22。

图38至41是示出根据一个示例实施例的在制造显示装置的方法中形成颜色控制部件的方法的截面图。

参考图38，可以在基板sub10上设置包括多个发光元件le10的发光元件阵列la10和包括多个晶体管tr10的晶体管阵列ta10。基板sub10、发光元件阵列la10和晶体管阵列ta10可以与参照图1描述的那些相同。在本示例实施例中，多个发光元件le10可以是蓝色发光元件(例如，蓝色led)。

参考图39，可以在发光元件阵列la10和晶体管阵列ta10上形成第一光学膜fl11。第一光学膜fl11可以是例如黄色再循环膜(yrf)。yrf可以透射蓝色波长并可以反射绿色波长和红色波长。

之后，可以在第一光学膜fl11上形成黑矩阵图案bm。黑矩阵图案bm可以布置在晶体管tr10上方。

参考图40，颜色转换元件cc1和cc2可以形成在由黑矩阵图案bm定义的空间中。例如，蓝-绿颜色转换元件cc1可以形成在对应于第二子像素sp2的区域，并且蓝-红颜色转换元件cc2可以形成在对应于第三子像素sp3的区域中。并且，光散射元件ls1可以形成在对应于第一子像素sp1的区域中。蓝-绿颜色转换元件cc1可以包括光致抗蚀剂(pr)、第一量子点(qd)和光散射剂，并且蓝-红颜色转换元件cc2可以包括光致抗蚀剂(pr)、第二量子点(qd)和光散射剂。光散射元件ls1可以包括光致抗蚀剂(pr)和光散射剂。颜色转换元件cc1和cc2以及光散射元件ls1可以通过使用常规半导体工艺中使用的负光致抗蚀剂工艺来形成。

参考图41，可以在颜色控制部件cl11上形成第二光学膜ft11。第二光学膜ft11可以被形成为覆盖蓝-绿颜色转换元件cc1和蓝-红颜色转换元件cc2，并且不覆盖光散射元件ls1。第二光学膜ft11可以是蓝色滤除器(bcf)。bcf可以不透射蓝色波长(大约400nm至大约500nm)并可仅透射蓝色波长带以外的波长带。

图41的装置可以对应于图11的装置。如果多个发光元件le10是白色发光元件，则图12中的颜色控制部件可以被形成为实现全色显示。另外，颜色控制部件的形成方法和配置可以根据布置方法以及子像素的组合和发光元件的发光颜色而以各种方式修改。

同样，尽管图31至41示出显示装置使用图22(a)和22(b)的结构作为基本结构来制造的情况，但是显示装置可以使用图26(a)和26(b)或图30的结构作为基本结构来制造。这可以容易地被本领域技术人员知晓，因此为了简洁将省略其详细描述。

并且，如参考图15和16中的描述，可以在一个基板上单片式地形成有源区域、扫描驱动器、数据驱动器、图像信号处理器和通信部。因此，根据示例实施例的显示装置可以具有几乎完全单片式结构或完全单片式结构。

尽管以上已经描述了很多细节，但是它们并不意图限制本发明构思的范围，而是应该仅被解释为示例实施例。例如，本领域的普通技术人员将会理解，参考上述图1至12中描述的发光元件、发光元件阵列、晶体管、晶体管阵列、包括晶体管阵列的驱动单元和颜色控制部件的配置、以及它们之间的连接关系可以按照各种方式修改。作为具体示例，本领域的普通技术人员将会理解，晶体管可以具有底栅结构，而不是顶栅结构，发光元件可以具有一般led结构，并且发光元件和与之对应的晶体管之间的相对位置和连接关系可以根据实施例而变化。并且，本领域的普通技术人员将会理解，参照上述图17至41描述的发光元件制造方法、晶体管制造方法、颜色控制部件制造方法和显示装置制造方法可以按照各种方式修改。另外，本领域的普通技术人员将会理解，根据示例实施例的显示装置的应用领域可以按照各种方式修改。因此，本发明构思的范围不应由所描述的示例实施例限定，而应由所附权利要求书中描述的精神和范围来限定。

应当理解，本文中描述的示例实施例应当仅以描述性的意义来考虑，而不是为了限制的目的。对每个实施例中的特征或方面的描述一般应当被看作可用于其他实施例中的其他类似特征或方面。

尽管已参考附图描述了一个或多个示例性实施例，但本领域的普通技术人员将理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节上的多种改变。