微型发光显示装置和制造其的方法与流程

文档序号:29788896发布日期:2022-04-23 16:26阅读:109来源:国知局
微型发光显示装置和制造其的方法与流程

1.本公开的示例实施方式涉及能够显示彩色图像的微型发光显示装置和制造其的方法。


背景技术:

2.液晶显示器(lcd)和有机发光二极管(oled)显示器作为显示装置被广泛使用。近年来,使用微型发光二极管(led)制造高分辨率显示装置的技术受到关注,至少部分地因为微型led具有低功耗并且是环保的。


技术实现要素:

3.提供了微型发光显示装置。
4.提供了制造微型发光显示装置的方法。
5.额外的方面将在以下描述中被部分地阐述并将部分地自该描述明显,或者可以通过实践本公开的所呈现的实施方式而获悉。
6.根据本公开的方面,提供了一种微型发光显示装置,其包括:第一半导体层;隔离结构,提供在第一半导体层上并配置为限定多个子像素,每个子像素配置为发光;第一发光单元,包括提供在所述多个子像素之中的第一子像素中的第一活性层和提供在第一活性层上的第二半导体层;以及第二发光单元,包括提供在所述多个子像素之中的第二子像素中的棒半导体层、提供在棒半导体层上的第二活性层和提供在第二活性层上的第三半导体层,其中第一活性层配置为发射蓝光,第二活性层配置为发射绿光。
7.棒半导体层可以包括具有沿着高度方向恒定的宽度的第一部分和具有沿着高度方向改变的宽度的第二部分,其中第二部分包括第一倾斜表面、面对第一倾斜表面的第二倾斜表面以及在第一倾斜表面和第二倾斜表面之间的上表面。
8.在从第一倾斜表面延伸的表面和上表面之间的角度可以在约47度至约57度的范围内。
9.棒半导体层可以包括与第一半导体层相同的材料。
10.上表面的宽度d1满足以下等式:d1=d-2
×
(h1/tanβ),其中h1是第二部分的高度,β是在从第一倾斜表面延伸的表面和上表面之间的角度,d是第一部分的宽度。
11.第一部分的高宽比(h/d)满足0.05《h/d《20,其中h是第一部分的高度,d是第一部分的宽度。
12.第一部分的高度h满足0.5μm《h《20μm。
13.第一部分的宽度d满足0.05μm《d《2μm。
14.第二部分的高度h1为约100nm或更小。
15.微型发光显示装置还可以包括配置为发射红光的第三发光单元。
16.第三发光单元可以包括:多个纳米棒半导体层,在第一半导体层上彼此分开布置;多个第三活性层,每个第三活性层提供在所述多个纳米棒半导体中的相应一个上;以及多
个第四半导体层,每个第四半导体层提供在所述多个第三活性层中的相应一个上。
17.每个纳米棒半导体层和每个第三活性层具有在约10nm至约100nm的范围内的宽度。
18.纳米棒半导体层之间的节距在约20nm至约300nm的范围内。
19.每个纳米棒半导体层包括倾斜表面和平坦表面。
20.微型发光显示装置还可以包括配置为发射蓝光的第四发光单元以及配置为将从第四发光单元发射的蓝光转换为红光的颜色转换层。
21.隔离结构可以包括离子注入区域。
22.根据本公开的另一方面,提供了一种制造微型发光显示装置的方法,该方法包括:在第一半导体层上形成第一活性层;在第一活性层上形成第二半导体层;在第一活性层中形成第一隔离结构和第二隔离结构,第一隔离结构具有第一宽度,第二隔离结构具有大于第一宽度的第二宽度;在第一活性层、第一隔离结构和第二隔离结构上形成第一层;暴露第二隔离结构的第一区域;通过蚀刻第二隔离结构的暴露的第一区域形成再生长区域;在再生长区域中再生长半导体层;使半导体层平坦化以形成棒半导体层;在棒半导体层上形成第二活性层;以及在第二活性层上形成第三半导体层。
23.在半导体层的平坦化中,使用包括氢氧化钾(koh)或四甲基氢氧化铵(tmah)的蚀刻溶液。
24.棒半导体层可以包括具有沿着高度方向恒定的宽度的第一部分和具有沿着高度方向改变的宽度的第二部分,其中第二部分可以包括第一倾斜表面、面对第一倾斜表面的第二倾斜表面以及在第一倾斜表面和第二倾斜表面之间的上表面。
25.在从第一倾斜表面延伸的表面和上表面之间的角度在约47度至约57度的范围内。
26.上表面的宽度d1满足以下等式:d1=d-2
×
(h1/tanβ),其中h1是第二部分的高度,β是在从第一倾斜表面延伸的表面和上表面之间的角度,d是第一部分的宽度。
27.第一部分的高宽比(h/d)满足0.05《h/d《20,其中h是第一部分的高度,d是第一部分的宽度。
28.第一部分的高度h满足0.5μm《h《20μm。
29.第二部分的高度h1为约100nm或更小。
30.微型发光显示装置还包括配置为发射红光的第三发光单元。
31.第三发光单元包括:多个纳米棒半导体层,在第一半导体层上彼此分开布置;多个第三活性层,每个第三活性层提供在所述多个纳米棒半导体层中的相应一个上;以及多个第四半导体层,每个第四半导体层提供在所述多个第三活性层中的相应一个上。
32.每个纳米棒半导体层和每个第三活性层具有在约10nm至约100nm的范围内的宽度。
33.纳米棒半导体层之间的节距在约20nm至约300nm的范围内。
34.根据本公开的另一方面,提供了一种制造微型发光显示装置的方法,该方法包括:在第一半导体层上形成第一活性层;在第一活性层上形成第二半导体层;在第一活性层和第二半导体层中形成隔离结构;蚀刻隔离结构的上表面以形成开口;在开口中形成棒半导体层;在棒半导体层上形成第二活性层;以及在第二活性层上形成第三半导体层。
35.根据本公开的另一方面,提供了一种微型发光显示装置,其包括:第一半导体层;
隔离结构,提供在第一半导体层上;第一发光单元,提供在第一半导体层的上表面上以形成第一子像素,第一发光单元包括第一活性层和提供在第一活性层上的第二半导体层;第二发光单元,提供在隔离结构的第一区域中以形成第二子像素,第二发光单元包括棒半导体层、提供在棒半导体层上的第二活性层和提供在第二活性层上的第三半导体层,其中第一活性层配置为发射第一光,第二活性层配置为发射第二光。
36.微型发光显示装置还可以包括:第三发光单元,提供在隔离结构的第二区域中以形成第三子像素,第三发光单元包括多个纳米棒半导体层、多个第三活性层和多个第四半导体层,每个第三活性层提供在所述多个纳米棒半导体层中的相应一个上,每个第四半导体层提供在所述多个第三活性层中的相应一个上,其中第三活性层配置为发射第三光。
附图说明
37.本公开的某些示例实施方式的以上及其他方面、特征和优点将由以下结合附图的描述更加明显,附图中:
38.图1a是根据示例实施方式的微型发光显示装置的视图;
39.图1b是根据示例实施方式的微型发光显示装置的绿色发光单元的放大图;
40.图2是根据另一示例实施方式的微型发光显示装置的视图;
41.图3是根据另一示例实施方式的微型发光显示装置的视图;
42.图4是根据另一示例实施方式的微型发光显示装置的红色发光单元的视图;
43.图5是示出一般活性层的根据波长的发光效率的曲线图;
44.图6a是示出根据处于松弛状态的in
x
ga
(1-x)
n的材料含量的相分离状态的图;
45.图6b是示出根据处于应变状态的in
x
ga
(1-x)
n的材料含量的相分离状态的图;
46.图7是示出对于根据示例实施方式的微型发光显示装置的活性层的每种材料能够保持应变的宽度和厚度之间的关系的视图;
47.图8是根据另一示例实施方式的微型发光显示装置的视图;
48.图9是根据另一示例实施方式的微型发光显示装置的视图;
49.图10至图24是示出根据示例实施方式的制造微型发光显示装置的方法的视图;
50.图25至图33是示出根据另一示例实施方式的制造微型发光显示装置的方法的视图;以及
51.图34至图40是示出根据各种示例实施方式的微型发光显示装置的示例应用的视图。
具体实施方式
52.现在将详细参照实施方式,实施方式的示例在附图中示出,其中,同样的附图标记始终指代同样的元件。就此而言,示例实施方式可以具有不同的形式,并且不应被解释为限于这里阐述的描述。因此,下面通过参照附图仅描述示例实施方式来解释方面。如这里所使用的,术语“和/或”包括一个或更多个相关所列举项目的任何和所有组合。当在一列元素之后时,诸如“中的至少一个”的表述修饰整列元素而不修饰该列中的个别元素。
53.在下文中,将参照附图详细描述根据各种示例实施方式的微型发光显示装置和制造其的方法。相同的附图标记始终指代相同的元件。在附图中,为了清楚起见,构成元件的
尺寸可以被夸大。将理解,尽管这里可以使用术语第一、第二等来描述各种元件,但是这些元件不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开。
54.如这里所使用的,单数形式的“一”和“该”旨在还包括复数形式,除非上下文清楚地另行指示。此外,将理解,当单元被称为“包括”另一元件时,不排除可存在或可添加一个或更多个其他元件的可能性。此外,为了描述的清楚和方便,附图中元件的厚度或尺寸被夸大。此外,当元件被称为“在”另一元件“上”或“之上”时,它可以直接在该另一元件上,或者也可以存在居间的元件。此外,以下示例实施方式中的构成每一层的材料仅是示例,可以使用其他材料。
55.此外,说明书中描述的术语
“‑
器”和“模块”意味着用于执行至少一个功能和/或操作的单元,并且可以由硬件组件或软件组件及其组合来实现。
56.这里示出和描述的特定实现方式是本发明构思的说明性示例,并且不旨在以任何方式另外限制本发明构思的范围。为了简洁起见,可以不详细描述常规的电子设备、控制系统、软件开发以及系统的其他功能方面。此外,在所呈现的各个附图中示出的连接线或连接器旨在表示各个元件之间的示例性功能关系和/或物理联接或逻辑联接。应注意,在实际器件中可以存在许多替代或附加的功能关系、物理连接或逻辑连接。
57.术语“一”和“该”以及类似指称的使用将被解释为涵盖单数和复数两者。
58.构成方法的操作可以按任何适当的顺序执行,除非明确说明它们应按所描述的顺序执行。此外,这里提供的任何和所有示例或示例性语言(例如,“诸如”)的使用仅旨在更好地阐明本发明构思,而不对本公开的范围造成限制,除非另外声明。
59.图1a是根据示例实施方式的微型发光显示装置的示意性截面图。
60.微型发光显示装置100包括多个子像素,并配置为使用所述多个子像素中的每个来发光。微型发光显示装置100可以包括例如第一子像素sp1和第二子像素sp2。
61.微型发光显示装置100可以包括:第一半导体层110;隔离结构115,提供在第一半导体层110上以限定多个子像素;包括第一活性层121的第一发光单元125,第一活性层121配置为在由隔离结构115限定的第一子像素sp1中发射蓝光;以及包括棒半导体层130和第二活性层131的第二发光单元135,棒半导体层130提供在由隔离结构115限定的第二子像素sp2中,第二活性层131提供在棒半导体层130上。根据示例实施方式,隔离结构115可以提供在第一半导体层110的上表面上。
62.第二发光单元135可以配置为发射例如绿光。棒半导体层130可以提供在隔离结构115之间,并且第二活性层131可以在隔离结构115之上。
63.第一半导体层110可以包括第一类型的半导体。例如,第一半导体层110可以包括n型半导体。替代地,第一半导体层110可以包括p型半导体。第一半导体层110可以包括iii-v族n型半导体,例如n-gan。替代地,第一半导体层110可以包括aln层或al
x
ga
(1-x)
n(0≤x≤1)层。第一半导体层110可以具有单层结构或多层结构。
64.第一活性层121可以提供在第一半导体层110的上表面上。第一活性层121可以在电子和空穴结合时产生光。第一活性层121可以具有多量子阱(mqw)结构或单量子阱(sqw)结构。第一活性层121可以包括iii-v族半导体,例如gan。第一活性层121可以具有例如其中交替地堆叠ingan层和gan层的多量子阱结构。
65.第一发光单元125还可以包括第二半导体层123。第二半导体层123可以包括第二
类型的半导体层。例如,第二半导体层123可以包括p型半导体层。当第一半导体层110是n型时,第二半导体层123可以是p型。第二半导体层123可以包括例如gan层、aln层或al
x
ga
(1-x)
n(0≤x≤1)层。例如,可以使用例如镁(mg)、钙(ca)、锌(zn)、镉(cd)、汞(hg)等作为p型掺杂剂。
66.第二发光单元135可以包括棒半导体层130、第二活性层131和第三半导体层133。可以分别在第二半导体层123和第三半导体层133上提供第一电极150。第一电极150可以是例如能够以子像素为单位施加电压的像素电极。可以在第一电极150的两端进一步提供电流阻挡层140。电流阻挡层140可以类似于下面将参照图2详细描述的电流阻挡层240。
67.可以在第一活性层121和第二半导体层123之间进一步提供电子阻挡层122。此外,可以在第二活性层131和第三半导体层133之间进一步提供电子阻挡层132。然而,根据另一示例实施方式,可以省略电子阻挡层122和132。
68.同时,隔离结构115可以包括例如离子注入区域。在此,离子可以包括例如氮(n)离子、硼(b)离子、氩(ar)离子或磷(p)离子。因为没有电流注入到离子注入区域中,所以不发光,当隔离结构115配置有离子注入区域时,发光单元可以没有台面结构地被形成。即,因为发光单元由隔离结构115提供,所以可以在不用蚀刻工艺的情况下实现微型发光器件阵列结构。在使用蚀刻工艺的情况下,对于减小子像素的尺寸存在限制。然而,因为隔离结构115不需要使用蚀刻工艺,所以可以制造小尺寸的子像素,从而制造高分辨率的微型发光器件阵列。
69.图1b是示出放大的第二发光单元135的概念图。
70.第一半导体层110可以是掺杂的材料层或未掺杂的材料层。在示例中,第一半导体层110可以是掺杂的gan层或未掺杂的gan层。棒半导体层130可以包括具有恒定宽度的第一部分130a和具有可变宽度的第二部分130b,其中第二部分130b可以包括第一倾斜表面s11、面对第一倾斜表面s11的第二倾斜表面s12、以及在第一倾斜表面s11和第二倾斜表面s12之间的上表面130s。例如,上表面130s可以是平坦的。例如,上表面130s可以是与第一半导体层110的上表面平行的平面。棒半导体层130可以包括例如gan层、aln层或al
x
ga
(1-x)
n(0≤x≤1)层。棒半导体层130可以包括与第一半导体层110的材料相同的材料。
71.第二活性层131可以提供在棒半导体层130上。
72.第二部分130b可以随着向上而具有更窄的宽度。为了便于说明,将棒半导体层130划分为第一部分130a和第二部分130b,但是第一部分和第二部分可以是相同材料和成分的单一体而没有物理边界。第一部分130a可以具有给定的高度h和给定的宽度(例如,直径)d。第一部分130a的高宽比,即高度h与宽度d之比(h/d),可以在例如0.05《h/d《20的范围内。第一部分130a可以具有满足该高宽比的宽度d。例如,第一部分130a的宽度d可以在0.05μm《d《2μm的范围内。此外,第一部分130a可以具有满足该高宽比的高度h。例如,第一部分130a的高度h可以在0.5μm《h《20μm的范围内。第二部分130b可以是从第一部分130a再生长的部分。第二部分130b可以包括第一倾斜表面s11和第二倾斜表面s12。第一倾斜表面s11和第二倾斜表面s12可以关于上表面130s彼此对称。然而,本公开不限于此。在示例中,在平面图中看到的第二部分130b的几何形状可以是六边形形状。第一倾斜表面s11可以具有给定的倾斜角β。倾斜角β是在从第一倾斜表面s11延伸的表面和上表面130s之间的角度。倾斜角β可以在例如约47度至约57度的范围内。因为第二部分130b随着向上而具有更窄的宽度,所以上
表面130s的宽度d1可以比第一部分130a的宽度d窄。上表面130s的宽度d1可以满足以下等式。
73.d1=d-2
×
(h1/tanβ)《等式1》
74.在此,d是第一部分130a的宽度,h1是第二部分130b的高度,β是倾斜角。第二部分130b的高度h1可以为约100nm或更小。第二活性层131可以提供在第二部分130b上。第二活性层131可以覆盖上表面130s以及第一倾斜表面s11和第二倾斜表面s12。上表面130s可以是平坦的。当第二活性层131生长在平坦的上表面130s上时,第二活性层131的厚度和成分可以是均匀的。第二活性层131可以包括ingan/gan层,但是本公开不限于此。当第二活性层131生长在平坦的上表面130s上时,相比于第二活性层131生长在非平坦的表面上时,第二活性层131的铟(in)分布均匀性可以相对更高。当第二活性层131的成分分布均匀性和厚度均匀性高时,可以发射具有窄的半峰全宽(fwhm)的高效率绿光。
75.图2是根据另一示例实施方式的微型发光显示装置的视图。
76.微型发光显示装置200可以包括第一半导体层210和提供在第一半导体层210上的隔离结构215。隔离结构215配置为限定第一子像素sp1、第二子像素sp2和第三子像素sp3。根据示例实施方式,隔离结构215可以提供在第一半导体层210的上表面上。微型发光显示装置200还可以包括配置为在第一子像素sp1中发射蓝光的第一发光单元225、配置为在第二子像素sp2中发射绿光的第二发光单元235和配置为在第三子像素sp3中发射蓝光的第三发光单元255。
77.第一发光单元225可以包括第一半导体层210、第一活性层221和第二半导体层223。可以在第一活性层221和第二半导体层223之间进一步提供电子阻挡层222。第一发光单元225具有与参照图1描述的第一发光单元125的配置和操作基本相同的配置和操作,因此这里将不给出其详细描述。第二发光单元235可以包括棒半导体层230、第二活性层231和第三半导体层233。可以在第二活性层231和第三半导体层233之间进一步提供电子阻挡层232。第二发光单元235具有与参照图1a和图1b描述的第二发光单元135的配置和操作基本相同的配置和操作。
78.第三发光单元255可以包括第一半导体层210、第三活性层251和第四半导体层253。第三发光单元255可以配置为发射蓝光。第三发光单元255可以配置为与第一发光单元225基本相同。可以在第三活性层251和第四半导体层253之间进一步提供电子阻挡层252。
79.第一电极250可以包括反射材料以反射从第一活性层221、第二活性层231和第三活性层251发射的光。第一电极250可以包括例如ag、au、al、cr或ni或其合金。第一电极250是像素电极,并且可以独立地驱动子像素。第一电极250可以彼此分开布置,并且可以布置成分别面对第一活性层221、第二活性层231和第三活性层251。可以在第一电极250的两端进一步提供电流阻挡层240。电流阻挡层240可以防止电流泄漏到其他相邻的子像素区域。电流阻挡层240可以包括例如硅氧化物或硅氮化物。电流阻挡层240可以被提供为至少部分地重叠在隔离结构215的一个表面和第一电极250之间。电流阻挡层240可以被布置为对应于隔离结构215。
80.根据示例实施方式,第一子像素sp1发射蓝光,第二子像素sp2发射绿光,第三子像素sp3发射蓝光。可以通过将从第三子像素sp3发射的蓝光转换成红光来显示全色图像。稍后将在下面对此进行描述。
81.图3是根据另一示例实施方式的微型发光显示装置的视图。
82.微型发光显示装置300可以包括:第一半导体层110;隔离结构115,在第一半导体层110上配置为限定彼此分开提供的第一子像素sp1、第二子像素sp2和第三子像素sp3;第一发光单元125,配置为在第一子像素sp1中发射蓝光;第二发光单元135,配置为在第二子像素sp2中发射绿光;以及第三发光单元355,配置为在第三子像素sp3中发射红光。
83.使用与图1a和图1b中使用的附图标记相同的附图标记的部件与参照图1a和图1b描述的那些部件基本相同,因此这里将不给出其详细描述。
84.第三发光单元355可以包括在第一半导体层110上布置为彼此分开的多个纳米棒半导体层360、提供在多个纳米棒半导体层360上的第三活性层361和提供在第三活性层361上的第四半导体层363。可以在第三活性层361和第四半导体层363之间进一步提供电子阻挡层362。根据示例实施方式,多个纳米棒半导体层360可以在第一半导体层110的上表面上布置为彼此分开。
85.图4是第三发光单元355的放大图。根据图4所示的示例实施方式,省略了电子阻挡层362。
86.第一半导体层110可以包括例如n型半导体。然而,本公开未必限于此,根据另一示例实施方式,第一半导体层110可以包括p型半导体。第一半导体层110可以包括iii-v族n型半导体,例如n-gan。第一半导体层110可以具有单层结构或多层结构。例如,第一半导体层110可以包括inalgan、gan、algan、ingan、aln和inn中的任何一种,并且可以包括掺有诸如硅(si)、锗(ge)和锡(sn)的导电掺杂剂的半导体层。
87.纳米棒半导体层360可以在第一半导体层110上彼此分开布置。纳米棒半导体层360可以包括与第一半导体层110的材料相同的材料。纳米棒半导体层360可以在其上包括倾斜表面和平坦表面。因此,第三活性层361也可以在其上包括倾斜表面和平坦表面。根据示例实施方式,倾斜表面可以提供在纳米棒半导体层360的侧部,平坦表面可以提供在纳米棒半导体层360的中部。
88.第三活性层361可以提供在纳米棒半导体层360上。第三活性层361可以在电子和空穴结合时产生光,并且可以具有mqw结构或sqw结构。第三活性层361可以包括iii-v族半导体,例如ingan、gan、algan、alingan等。
89.第四半导体层363提供在第三活性层361上,并且可以包括与纳米棒半导体层360不同类型的半导体层。例如,第四半导体层363可以包括p型半导体层。第四半导体层363可以包括例如inalgan、gan、algan和/或ingan,并且可以是掺有诸如mg的导电掺杂剂的半导体层。
90.在下文中,将描述第三发光单元355的发光操作。通过活性层中电子和空穴的复合来发射光。所发射的光的波长可以取决于活性层中的材料含量而变化。例如,in含量越大,所发射的光的波长越大。例如,当活性层的in含量为约15%时,活性层可以发射约450nm的蓝光,当活性层的in含量为约25%时,活性层可以发射约520nm的绿光。此外,当活性层的in含量为约35%时,活性层可以发射约630nm的红光。
91.另一方面,一般,随着活性层的in含量增加并且所发射的光的波长增大,发光二极管的效率降低。
92.图5是示出一般活性层的根据波长的发光效率的曲线图。如图5所示,当活性层由
发射约450nm的蓝光的材料形成时,外量子效率的最大值为约0.7。然而,当活性层由发射约630nm的红光的材料形成时,外量子效率的最大值变得小于0.1。这是因为随着in含量增加,发生活性层中的材料(例如ingan和gan)之间的晶格失配。这样的晶格失配可在活性层中的材料中引起应变或缺陷,并且该应变可导致活性层的相分离。
93.图6a是示出根据处于松弛状态的in
x
ga
(1-x)
n的材料含量的相分离状态的图,图6b是示出根据处于应变状态的in
x
ga
(1-x)
n的材料含量的相分离状态的图。
94.如图6a所示,当处于松弛状态的in
x
ga
(1-x)
n包括0.5或更小的in含量时,取决于温度,in
x
ga
(1-x)
n可以处于旋节线状态或双节线状态。特别地,当in含量为约0.3至约0.5时,in
x
ga
(1-x)
n在大部分温度范围内处于旋节线状态。在旋节线状态下,活性层会变得不稳定,并且包括这样的活性层的发光二极管会在制造过程中引起问题。
95.根据图6b,当处于应变状态的in
x
ga
(1-x)
n包括0.5或更小(例如0.3至0.5)的in含量时,活性层在所有温度范围内处于双节线状态。因此,当in含量小于0.5且在应变状态下时,意味着无论温度如何,in
x
ga
(1-x)
n可以保持稳定状态。当活性层具有晶格失配时,发生这种应变状态。
96.当活性层的厚度或宽度增大时,由于发生诸如位错的缺陷,所以由晶格失配引起的应变可以消失。因此,有必要形成其中不发生缺陷同时保持应变状态的活性层。
97.其中不发生相分离同时保持应变状态的活性层的宽度和厚度可以由活性层中的材料的晶格常数确定。图7是示出对于根据实施方式的微型发光显示装置的活性层的每种材料能够保持应变的宽度和厚度之间的关系的视图。如图7所示,活性层的能够保持应变的宽度和厚度可以根据材料而变化。此外,即使利用相同的材料,但宽度越大,可以保持应变的厚度越小。例如,当将要在gan层上堆叠具有约150nm或更大的宽度的in
0.5
ga
0.5
n时,需要将in
0.5
ga
0.5
n堆叠至约0.5nm或更小的厚度以保持应变。然而,将层堆叠至0.5nm或更小的厚度可引起工艺困难。
98.为了克服这样的工艺困难,可以通过减小活性层的宽度来保持应变。例如,在以1nm或更大的厚度堆叠in
0.5
ga
0.5
n的情况下,通过形成30nm或更小的宽度,可以减少缺陷产生和相分离并且可以保持应变。特别地,当堆叠具有大的晶格失配的材料时,限制宽度可以有效地减少缺陷的发生。
99.参照回图4,根据示例实施方式的第三发光单元355的纳米棒半导体层360和第三活性层361可以具有纳米尺寸的宽度w。例如,纳米棒半导体层360和第三活性层361的宽度w可以在约10nm或更大且约100nm或更小的范围内。此外,纳米棒半导体层360之间的节距p可以在约10μm或更小(例如,约20nm或更大且约300nm或更小)的范围内。第三活性层361的厚度可以在1nm或更大且100nm或更小的范围内。这样,通过减小第三活性层361的宽度w,即使第三活性层361中的晶格失配或纳米棒半导体层360和第三活性层361之间的晶格失配较大,也可以减少缺陷的发生。
100.当调节第三活性层361的宽度和厚度时,即使当in含量较高时,也可以防止缺陷,从而可以发射具有高的光效率的光。例如,第三活性层361可以包括in
x
ga
1-x
n(0≤x≤1),并且in含量可以为能够发射红光的约35%或更多。
101.同时,第三发光单元355可以具有约1μm或更小(例如,约600nm或更小)的宽度w1。
102.因为纳米棒半导体层360在第三活性层361生长时用作籽晶层,并且具有窄的宽
度,所以即使在纳米棒半导体层360和第三活性层361之间存在晶格失配,也可以不发生缺陷。因此,第三活性层361可以高效地发射红光。
103.图8示出了根据示例实施方式的微型发光显示装置。
104.微型发光显示装置1400可以包括第一子像素sp1、第二子像素sp2和第三子像素sp3。第一子像素sp1、第二子像素sp2和第三子像素sp3可以分别发射不同的彩色光。微型发光显示装置1400可以包括支撑衬底1410、提供在支撑衬底1410上的驱动层1430和提供在驱动层1430上的发光层1440。
105.支撑衬底1410可以不是用于生长的衬底,而可以是用于将驱动层1430支撑在其上的衬底。例如,硅衬底、玻璃衬底、蓝宝石衬底或涂覆有sio2的硅衬底可以用作支撑衬底1410。然而,这仅是示例性的,各种其他材料可以用作支撑衬底1410。
106.驱动层1430可以包括用于针对每个子像素电驱动发光层1440的驱动器件1435。驱动器件1435可以包括例如晶体管、薄膜晶体管(tft)或高电子迁移率晶体管(hemt)。例如,驱动器件1435可以包括栅电极g、源电极s和漏电极d。驱动层1430还可以包括至少一个绝缘层。例如,至少一个绝缘层可以包括第一绝缘层1431和第二绝缘层1432。第二绝缘层1432可以是例如栅极氧化物。可以在驱动层1430和发光层1440之间进一步提供第三绝缘层1437。
107.接合层1420可以提供在支撑衬底1410和驱动层1430之间。接合层1420用于将驱动层1430接合到支撑衬底1410,并且可以包括例如粘合层或直接接合层。粘合层可以包括例如环氧树脂、旋涂玻璃(sog)或苯并环丁烯(bcb)。直接接合层可以通过例如等离子体或离子束处理形成。接合层1420用于将驱动层1430物理地接合到支撑衬底1410,并且驱动层1430可以通过不需要电连接的接合方法而被接合到支撑衬底1410。接合层1420可以在接合工艺期间覆盖例如源电极s和漏电极d。
108.同时,支撑衬底1410可以是用于互补金属氧化物半导体(cmos)背板的衬底。在这种情况下,支撑衬底1410和驱动层1430可以构成cmos背板。当支撑衬底1410和驱动层1430构成cmos背板时,可以不提供接合层1420。
109.发光层1440可以包括微型发光器件阵列,例如微型led阵列。发光层1440可以包括发射第一波长的光(例如,蓝光)的第一发光单元225、发射第二波长的光(例如,绿光)的第二发光单元235和发射第三波长的光(例如,蓝光)的第三发光单元255。第一发光单元225、第二发光单元235和第三发光单元255与参照图2描述的那些相同,因此这里将不给出其详细描述,并且发光单元的附图标记随图2。在图8中,为方便起见,省略了发光单元中的元件的附图标记。在图8中,发光层1440在图2所示的结构的倒转方向上布置。
110.发光层1440可以具有隔离结构215,使得来自第一发光单元225、第二发光单元235和第三发光单元255的活性层中的每个的光以子像素为单位发射。换句话说,发光层1440可以在相邻的子像素之间具有隔离结构215。
111.提供电连接到第二半导体层223、第三半导体层233和第四半导体层253中的每个的第一电极250,并且可以提供电连接到第一半导体层210的第二电极1446。第一电极250可以是像素电极,第二电极1446可以是公共电极。当第二半导体层223、第三半导体层233和第四半导体层253包括p型半导体时,第一电极250是p型电极,当第一半导体层210包括n型半导体时,第二电极446可以是n型电极。
112.驱动器件1435电连接到第一电极250,第一电极250的电源可以通过驱动器件1435
被接通和断开。因此,驱动器件1435可以选择性地驱动第一子像素sp1、第二子像素sp2和第三子像素sp3之中的至少一个期望的子像素。
113.可以在驱动层1430和发光层1440之间进一步提供第三绝缘层1437。可以在第三绝缘层1437上进一步提供通路1438,使得驱动器件1435和第一电极250彼此电连接。
114.第二电极1446可以形成为透明电极或不透明电极。透明电极可以包括例如铟锡氧化物(ito)、锌氧化物(zno)、铟锌氧化物(izo)或in-ga-zn-o(igzo)。当第二电极1446是不透明电极时,第二电极1446可以进一步包括窗口区域1449,从而可以透射从每个活性层发射的光。窗口区域1449可以提供在与每个活性层对应的位置。当第二电极1446形成为透明电极时,第二电极1446可以被布置为覆盖整个第一半导体层210而没有窗口区域。
115.根据示例实施方式,在第一发光单元225、第二发光单元235和第三发光单元255发射的光之中,被向下引导的光可以被第一电极250反射并被向上引导,并且从第一发光单元225、第二发光单元235和第三发光单元255在横向方向上发射的光可以不被吸收或散射,因为在隔离结构215中没有台面结构并且所述光可以向上行进。因此,可以提高发光效率。此外,因为可以通过隔离结构215减小子像素的尺寸,所以可以提高分辨率。此外,本实施方式可以具有其中第一电极250和第二电极1446相对于每个活性层垂直地布置(例如,在垂直于活性层的方向上布置)的垂直电极结构。因为第二电极1446布置在第一半导体层210上并且可以在不用通路孔工艺的情况下被制造,所以电极可以被形成为没有台面结构。
116.在第一半导体层210上,可以提供凭借从第一发光单元225、第二发光单元235和第三发光单元255发射的光来发射不同的彩色光的多个颜色转换层1451、1452和1453。第一发光单元225和第三发光单元255可以发射例如蓝光。第二发光单元235可以发射例如绿光。可以分别对应于子像素sp1、sp2和sp3来提供颜色转换层1451、1452和1453。多个颜色转换层1451、1452和1453可以包括例如蓝色转换层、绿色转换层和红色转换层。蓝色转换层1451可以对应于蓝色子像素,绿色转换层1452可以对应于绿色子像素,红色转换层1453可以对应于红色子像素。
117.蓝色转换层1451可以包括例如发射蓝光的材料,或者可以是从第一发光单元225发射的蓝光所穿过的透射层。
118.蓝色转换层1451可以透射从第一发光单元225发射的蓝光以使其发射到外部。蓝色转换层1451还可以包括具有良好透射特性的光致抗蚀剂或光散射剂。
119.绿色转换层1452可以包括发射从第二发光单元235发射的绿光的材料,或者可以是从第二发光单元235发射的绿光所穿过的透射层。
120.红色转换层1453可以将从第三发光单元255发射的蓝光转换成红光。红色转换层1453可以包括由蓝光激发以发射红光的一定尺寸的量子点(qd)。量子点可以具有拥有核部分和壳部分的核-壳结构,并且也可以具有没有壳的颗粒结构。核-壳结构可以具有单壳或多壳。多壳可以是例如双壳。
121.量子点可以包括例如ii-vi族系列半导体、iii-v族系列半导体、iv-vi族系列半导体、iv族系列半导体和石墨烯量子点中的至少一种。作为具体示例,量子点可以包括cd、硒(se)、zn、硫(s)和磷化铟(inp)中的至少一种,但不限于此。每个量子点可以具有数十nm或更小的直径,例如约10nm或更小的直径。此外,红色转换层1453可以包括由蓝光激发以发射红光的磷光体。同时,红色转换层1453还可以包括具有良好透射特性的光致抗蚀剂或均匀
地发射绿光的光散射剂。
122.蓝色转换层1451、绿色转换层1452和红色转换层1453可以具有其中宽度朝顶部增大的截面形状。分隔物1450可以在相邻的颜色转换层1451、1452和1453之间。在分隔物1450的侧表面上进一步提供反射层1455,以提高从每个颜色转换层转换的光的提取效率。替代地,分隔物1450可以由用于吸收光的黑矩阵形成。黑矩阵可以通过防止蓝色转换层1451、绿色转换层1452和红色转换层1453之间的串扰来提高对比度。
123.因为分别从第一子像素sp1、第二子像素sp2和第三子像素sp3发射蓝光、绿光和红光,并且光量由注入到第一电极250和第二电极1446中的电流的量来控制,所以可以显示彩色图像。即使减小子像素的尺寸,也通过隔离结构减少或防止到相邻子像素的光泄漏,从而提高显示装置的分辨率。此外,在本实施方式中,因为在颜色转换层之中提供了用于转换为红光的颜色转换层,并且可以原样透射蓝光和绿光,所以可以提高光效率并且可以减少颜色转换层的制造工艺。
124.图9是根据另一实施方式的微型发光显示装置的视图。
125.微型发光显示装置1500可以包括第一子像素sp1、第二子像素sp2和第三子像素sp3。第一子像素sp1、第二子像素sp2和第三子像素sp3可以分别发射不同的彩色光。微型发光显示装置1500可以包括支撑衬底1510、提供在支撑衬底1510上的驱动层1530和提供在驱动层1530上的发光层1540。
126.支撑衬底1510可以不是用于生长的衬底,而可以是用于将驱动层1530支撑在其上的衬底。例如,硅衬底、玻璃衬底、蓝宝石衬底或涂覆有sio2的硅衬底可以用作支撑衬底1510。驱动层1530可以包括用于针对每个子像素电驱动发光层1540的驱动器件1535。驱动器件1535可以包括例如晶体管、tft或hemt。例如,驱动器件1535可以包括栅电极g、源电极s和漏电极d。驱动层1530还可以包括至少一个绝缘层。例如,至少一个绝缘层可以包括第一绝缘层1531和第二绝缘层1532。第二绝缘层1532可以是例如栅极氧化物。可以在驱动层1530和发光层1540之间进一步提供第三绝缘层1537。
127.接合层1520可以提供在支撑衬底1510和驱动层1530之间。接合层1520用于将驱动层1530接合到支撑衬底1510,并且可以包括例如粘合层或直接接合层。
128.发光层1540可以包括微型发光器件阵列,例如微型led阵列。发光层1540可以包括发射第一波长的光(例如,蓝光)的第一发光单元125、发射第二波长的光(例如,绿光)的第二发光单元135、以及发射第三波长的光(例如,红光)的第三发光单元355。第一发光单元125、第二发光单元135和第三发光单元355与参照图3描述的那些相同,因此这里将不给出其详细描述,并且发光单元的附图标记随图3。在图9中,省略了发光单元中的元件的附图标记。在图9中,发光层1540在图3所示的结构的倒转方向上布置。
129.发光层1540可以具有隔离结构315,使得来自第一发光单元125、第二发光单元135和第三发光单元355的活性层中的每个的光以子像素为单位发射。即,第一子像素sp1、第二子像素sp2和第三子像素sp3可以由隔离结构315限定。
130.提供电连接到第二半导体层123、第三半导体层133和第四半导体层363中的每个的第一电极150,并且可以提供电连接到第一半导体层310的第二电极1546。第一电极150可以是像素电极,第二电极1546可以是公共电极。当第二半导体层123、第三半导体层133和第四半导体层363包括p型半导体时,第一电极150是p型电极,当第一半导体层310包括n型半
导体时,第二电极1546可以是n型电极。
131.驱动器件1535电连接到第一电极150,并且第一电极150的电源可以通过驱动器件1535被接通和断开。因此,驱动器件1535可以选择性地驱动第一子像素sp1、第二子像素sp2和第三子像素sp3之中的至少一个期望的子像素。
132.可以在驱动层1530和发光层1540之间进一步提供第三绝缘层1537。可以在第三绝缘层1537上进一步提供通路1538,使得驱动器件1535和第一电极150彼此电连接。
133.第二电极1546可以形成为透明电极或不透明电极。透明电极可以包括例如ito、zno、izo或igzo。当第二电极1546是不透明电极时,第二电极1546可以进一步包括窗口区域1549,从而可以透射从每个活性层发射的光。窗口区域1549可以提供在与每个活性层对应的位置。当第二电极1546形成为透明电极时,第二电极1546可以布置为覆盖整个第一半导体层310而没有窗口区域。
134.因为在本公开中分别从第一子像素sp1、第二子像素sp2和第三子像素sp3发射蓝光、绿光和红光并且光量由注入到的第一电极150和第二电极1546中的电流的量来控制,所以可以显示彩色图像。在本实施方式中,因为可以在没有颜色转换层或滤色器层的情况下显示彩色图像,所以可以提高光效率并提高制造工艺的效率。
135.图10至图24是用于说明根据示例实施方式的制造微型发光显示装置的方法的视图。
136.参照图10,在第一半导体层410上形成第一层415。第一半导体层410可以包括n型半导体层。然而,在一些情况下,第一半导体层410可以包括p型半导体层。例如,第一半导体层410可以包括n型gan。第一层415是用于形成活性层的层,并且可以包括例如gan。在第一层415上形成第二半导体层420。第二半导体层420可以包括例如p型半导体层。第二半导体层420可以包括例如p型gan。
137.根据示例实施方式,可以在第一层415和第二半导体层420之间进一步形成电子阻挡层417。电子阻挡层417可以包括例如algan。根据示例实施方式,第二半导体层420形成在电子阻挡层417上。
138.参照图11,可以通过使用掩模在第一层415、电子阻挡层417和第二半导体层420中形成隔离结构425。掩模可以是例如离子注入掩模。例如,可以通过将离子注入到第一层415和第二半导体层420的某些区域中来形成隔离结构425。根据示例实施方式,可以通过将离子注入到第一层415、电子阻挡层417和第二半导体层420的某些区域中来形成隔离结构425。离子可以包括例如n离子、b离子、ar离子或p离子。然而,离子不限于此。隔离结构425的厚度可以变化。隔离结构425可以包括例如具有第一宽度a1的第一隔离结构425a和具有第二宽度a2的第二隔离结构425b。第二宽度a2可以大于第一宽度a1。
139.可以形成通过隔离结构425彼此间隔开的多个第一活性层415a。此外,可以形成通过隔离结构425彼此间隔开的多个第二半导体层420a。彼此分开提供的多个第一活性层415a中的每个和彼此分开提供的多个第二半导体层420a中的每个可以限定子像素区域。多个第一活性层415a中的每个可以包括其中交替地堆叠ingan层和gan层的多量子阱结构。隔离结构425可以形成微型发光结构阵列,例如微型led阵列。
140.参照图12,可以在第二半导体层420a和隔离结构425上沉积第二层430。可以通过光致抗蚀剂和蚀刻工艺来形成第二层430。第二层430可以包括例如绝缘材料。第二层430可
以用作电流阻挡层。第二层430被图案化使得第二隔离结构425b的第一区域435暴露。
141.参照图13,可以通过蚀刻第二隔离结构425b的暴露的第一区域435来形成再生长区域440。再生长区域440可以形成至穿透第二隔离结构425b的深度。
142.参照图14,在再生长区域440中再生长半导体层450。半导体层450可以包括例如与第一半导体层410的材料相同的材料。半导体层450可以包括例如n型gan。根据生长速率的差异,半导体层450的中央部分的厚度可以大于外围部分的厚度。半导体层450可以具有尖锐的中央部分。
143.参照图15,可以使半导体层450平坦化或变平以形成棒半导体层450a。可以通过例如用koh或tmah的蚀刻溶液进行蚀刻使半导体层450平坦化。此外,可以使平坦化的半导体层再生长以形成棒半导体层450a。通过使平坦化的半导体层再生长,可以在棒半导体层450a的上表面上形成平面。棒半导体层450a可以具有例如截头棱锥形状。然而,棒半导体层450a的形状不限于此,这样,根据另一示例实施方式,棒半导体层450a可以具有不同的形状。因为棒半导体层450a与参照图1b描述的配置基本相同,所以这里将不给出其详细描述。
144.参照图16,可以在棒半导体层450a上形成第二活性层455,并且可以在第二活性层455上形成第三半导体层458。第二活性层455可以具有mqw结构或sqw结构。第二活性层455可以包括iii-v族半导体,例如gan。第二活性层455可以具有gan/ingan多量子阱结构。例如,第二活性层455可以包括其中交替地堆叠ingan层和gan层的多量子阱结构。第二活性层455可以配置为通过调节例如in的成分和厚度的均匀性来发射绿光。在第二活性层455中,通过平坦化工艺和再生长工艺来提高in的成分和厚度的均匀性,从而减小绿光波长的fwhm并发射具有高纯度的绿光。
145.第三半导体层458可以包括p型半导体。第三半导体层458可以包括iii-v族p型半导体,例如p-gan。第三半导体层458可以具有单层结构或多层结构。
146.在形成第三半导体层458之后,可以图案化第二层430以暴露其中形成多个第一活性层415a的多个第二区域451。
147.参照图17,可以在图16所示的结构上沉积导电材料,然后,通过蚀刻,可以形成以子像素为单位彼此间隔开的多个第一电极460。第一电极460可以是以子像素为单位操作的像素电极。第一电极460可以包括反射导电材料。第一电极460可以包括例如银(ag)、金(au)、铝(al)、铬(cr)或镍(ni)或其合金。第一电极460可以是不透明电极。
148.这样,彼此分开的多个第一电极460可以形成在与第一活性层415a和第二活性层455对应的区域中。因此,可以形成以子像素为单位的发光单元。
149.另一方面,当通过离子注入经由隔离结构425将子像素电分离时,通过经由离子注入使活性层的其中可能存在缺陷的边缘部分去活性,可以仅在活性层内部诱导光发射。些外,可以通过凭借离子注入区域将像素(子像素)电分离来防止局部对比度劣化。局部对比度劣化可以由光在水平无台面结构的像素(子像素)界面处被发射到不希望的相邻像素(子像素)引起,在该水平无台面结构中没有执行像素(子像素)之间的结构分离。然而,根据示例实施方式,可以通过无台面的隔离结构来防止扩散到相邻像素(子像素)的电流,从而提高对比度。
150.参照图18,可以形成第一绝缘层467以覆盖多个第一电极460。第一绝缘层467可以包括例如硅氧化物(sio2)、硅氮化物(sin)、铝氧化物(al2o3)或钛氧化物(tio2),但不限于
此。
151.参照图19,第一绝缘层467可以被蚀刻并被沉积有导电材料,以形成通路470和电极焊盘473。通路470可以接触第一电极460。
152.参照图20,可以在第一绝缘层467上形成第二绝缘层475,并且可以在第二绝缘层475上形成栅电极476。此外,可以在第二绝缘层475和栅电极476上形成第三绝缘层477。可以通过蚀刻第二绝缘层475和第三绝缘层477来形成源电极478和漏电极479。栅电极476、源电极478和漏电极479可以构成驱动器件。已经描述了形成tft作为驱动器件的示例的方法。源电极478可以连接到电极焊盘473,漏电极479可以连接到通路470。因此,可以形成驱动层474。
153.参照图21,图20所示的结构可以被翻转,使得第一半导体层410面朝上,可以将该结构布置在衬底480上,使得第三绝缘层477面对衬底480。衬底480用于支撑图20所示的结构,并且例如硅衬底、玻璃衬底、蓝宝石衬底或涂覆有sio2的硅衬底可以被使用。然而,这仅是示例性的,可以使用易于与第三绝缘层477结合的各种材料。参照图22,可以通过接合层485将衬底480和第三绝缘层477结合。接合层485可以包括例如粘合层或直接接合层。衬底480不需要电连接并用于支撑结构,并且衬底480和该结构可以通过简单的接合而彼此物理接合。接合层485可以具有例如在约0.1nm至约10μm的范围内的厚度。
154.参照图23,可以通过蚀刻工艺在第一半导体层410上形成第二电极487。第二电极487可以是公共电极。第二电极487可以形成为例如不透明电极。在不透明电极的情况下,可以通过蚀刻第二电极487来形成窗口区域483,以允许光出射。替代地,第二电极487可以形成为透明电极。当第二电极487是透明电极时,不必形成窗口区域。同时,在形成第二电极487之前,可以进一步添加通过抛光工艺使第一半导体层410平坦化的工艺。
155.参照图24,可以在第二电极487上形成颜色转换层490。
156.层被施加到第二电极487并被蚀刻以形成多个分隔物498,可以分别在由多个分隔物498分隔开的区域中形成第一颜色转换层491、第二颜色转换层492和第三颜色转换层493。
157.可以分别对应于第一子像素sp1、第二子像素sp2和第三子像素sp3来提供第一颜色转换层491、第二颜色转换层492和第三颜色转换层493。第一颜色转换层491、第二颜色转换层492和第三颜色转换层493可以分别包括例如蓝色转换层、绿色转换层和红色转换层。
158.如上所述,可以制造根据示例实施方式的显示装置。按照根据示例实施方式的制造显示装置的方法,可以以整体方式形成驱动层和发光层。此外,按照根据示例实施方式的制造显示装置的方法,可以通过翻转制造工艺来形成没有台面结构的垂直电极结构。可以通过减少用于形成电极的通路孔蚀刻工艺来简化制造工艺,并且因为没有台面结构,所以可以防止由于台面结构导致的内量子效率的降低。
159.同时,在本实施方式中,已经描述了整体地形成发光层和薄膜晶体管(tft)驱动层的方法,但是也可以通过形成发光层并将发光层接合到互补金属氧化物半导体(cmos)背板来制造显示装置。
160.图25至图33是用于说明根据另一实施方式的制造微型发光显示装置的方法的视图。
161.参照图25,在第一半导体层510上形成第一层515。第一半导体层510可以包括n型
半导体层。然而,在一些情况下,第一半导体层510可以包括p型半导体层。例如,第一半导体层510可以包括n型gan。第一层515是用于形成活性层的层,并且可以包括例如gan。在第一层515上形成第二半导体层520。第二半导体层520可以包括例如p型半导体层。第二半导体层520可以包括例如p型gan。
162.可以在第一层515和第二半导体层520之间进一步形成电子阻挡层517。电子阻挡层517可以包括例如algan。
163.参照图26,可以通过使用掩模在第一层515、电子阻挡层517和第二半导体层520中形成隔离结构525。掩模可以是例如离子注入掩模。例如,可以通过将离子注入到第一层515和第二半导体层520的某些区域中来形成隔离结构525。隔离结构525可以包括例如具有第一宽度b1的第一隔离结构525a和具有第二宽度b2的第二隔离结构525b。第二宽度b2可以大于第一宽度b1。
164.可以形成通过隔离结构525彼此间隔开的多个第一活性层515a。此外,可以通过隔离结构525形成彼此间隔开的多个第二半导体层520a。彼此分开提供的多个第一活性层515a中的每个和彼此分开提供的多个第二半导体层520a中的每个可以限定子像素区域。多个第一活性层515a中的每个可以包括其中交替地堆叠ingan层和gan层的多量子阱结构。隔离结构525可以形成微型发光结构阵列,例如微型led阵列。
165.参照图27,可以在第二半导体层520a和隔离结构525上沉积第二层530。可以通过光致抗蚀剂和蚀刻工艺来形成第二层530。第二层530可以包括例如绝缘材料。第二层530可以用作电流阻挡层。第二层530被图案化,使得第二隔离结构525b的第一区域535和第二区域536暴露。第一区域535可以是其中将要形成棒半导体层的区域,第二区域536可以是其中将要形成纳米棒半导体层的区域。第二区域536可以具有形成在第二层530中的多个凹槽结构536a。第二区域536可以具有例如纳米尺寸的宽度。
166.参照图28,可以通过蚀刻第二隔离结构525b的暴露的第一区域535来形成第一再生长区域540。第一再生长区域540可以形成至穿透第二隔离结构525b的深度。此外,可以通过蚀刻第二隔离结构525b的第二区域536来形成第二再生长区域542。第二再生长区域542可以包括通过隔离结构525彼此间隔开的多个区域。
167.参照图29,在第一再生长区域540中再生长半导体层550。此外,可以在第二再生长区域542中再生长半导体层552。半导体层550和552可以包括例如与第一半导体层510的材料相同的材料。半导体层550和552可以包括例如n型gan。根据生长速率的差异,半导体层550和552的中央部分的厚度可以大于外围部分的厚度。
168.参照图30,可以使半导体层550平坦化以形成棒半导体层550a。此外,可以使半导体层552平坦化以形成纳米棒半导体层552a。可以通过用例如koh或tmah的蚀刻溶液进行蚀刻使半导体层550和552平坦化。因为棒半导体层550a和纳米棒半导体层552a分别与参照图1b和图4描述的那些基本相同,所以这里将不给出其详细描述。
169.参照图31,可以在棒半导体层550a上形成第二活性层555,并且可以在第二活性层555上形成第三半导体层558。第二活性层555可以具有mqw结构或sqw结构。例如,第二活性层555可以包括其中交替地堆叠ingan层和gan层的多量子阱结构。第二活性层555可以配置为通过调节例如in的成分和厚度的均匀性来发射绿光。
170.可以在纳米棒半导体层552a上形成第三活性层556,并且可以在第三活性层556上
形成第四半导体层559。
171.第三半导体层558和第四半导体层559可以包括p型半导体。第三半导体层558和第四半导体层559可以包括iii-v族p型半导体,例如p-gan。
172.在形成第三半导体层558和第四半导体层559之后,可以图案化第二层530以暴露其中形成第一活性层515a的多个第三区域551。
173.参照图32,可以在图31所示的结构上沉积导电材料,然后,通过蚀刻,可以形成以子像素为单位彼此间隔开的第一电极560。第一电极560可以是以子像素为单位操作的像素电极。第一电极560可以包括反射导电材料。第一电极560可以包括例如ag、au、al、cr或ni或其合金。第一电极560可以是不透明电极。
174.这样,可以在与第一活性层515a、第二活性层555和第三活性层556对应的区域中形成彼此分开的第一电极560。因此,可以形成以子像素为单位的发光单元。
175.参照图33,可以将用于驱动发光单元的驱动层结合到图32所示的结构。在图33中,在图32所示的结构上形成驱动层474的工艺与参照图18至图24描述的工艺基本相同,因此这里将不给出其详细描述。在图33中,使用与图18至图24中相同的附图标记的部件可以具有与参照图18至图24描述的那些部件基本相同的配置和功能。图32所示的结构可以被翻转,使得第一半导体层510朝上,并且可以将该结构布置在衬底480上,使得第三绝缘层477面对衬底480。
176.此外,可以通过蚀刻工艺在第一半导体层510上形成第二电极587。第二电极587可以是公共电极。第二电极587可以形成为例如不透明电极。在不透明电极的情况下,可以通过蚀刻第二电极587来形成窗口区域583,以允许光出射。替代地,第二电极587可以形成为透明电极。当第二电极587是透明电极时,不必形成窗口区域。
177.在本实施方式中,可以从第一活性层515a发射蓝光,可以从第二活性层555发射绿光,可以从第三活性层556发射红光。因此,可以使用从第一活性层515a、第二活性层555和第三活性层556发射的彩色光中的每种来显示彩色图像。在本实施方式中,不必单独提供颜色转换层。因此,可以简化制造微型发光显示装置的方法。
178.同时,根据示例实施方式的制造显示装置的方法可以提供制造无台面翻转的方法。
179.根据上述实施方式的微型发光显示装置可以不受限制地应用于各种尺寸和用途的显示装置。例如,图34至图40示出了各种显示装置的示例应用。如图34所示,根据各种实施方式的微型发光显示装置可以应用于头戴式显示器(hmd)700。如图35所示,根据各种实施方式的微型发光显示装置可以应用于在眼镜型显示器或护目镜型显示器710中使用的小型显示面板。如图36所示,微型发光显示装置可以应用于电视、智能电视或计算机720的显示面板。如图37所示,根据各种实施方式的微型发光显示装置可以应用于移动电话或智能电话730的显示面板。如图38所示,根据各种实施方式的微型发光显示装置可以应用于平板电脑或智能平板电脑740的显示面板。
180.此外,根据各种实施方式的微型发光显示装置可以应用于如图39所示的膝上型计算机750的显示面板,并且还可以应用于在如图40所示的指示牌760、大型电子告示牌、剧院屏幕等中使用的大型显示面板。
181.尽管已经参照附图所示的实施方式描述了根据各种实施方式的微型发光显示装
置和制造其的方法,但是它们仅是示例。对每个实施方式内的特征或方面的描述通常应被认为可用于其他实施方式中的其他类似特征或方面。应理解,这里描述的实施方式应仅在描述性的意义上而不应出于限制的目的被考虑。权利的范围在权利要求书而非以上描述中指出,并且等同范围内的所有差异都应被解释为包括在权利的范围内。
182.示例实施方式可以实现使用微型发光器件显示高分辨率彩色图像的显示器。根据示例实施方式的显示装置可以通过使用直接显示绿色而不用将蓝光转换为绿光的微型发光结构来简化显示装置。
183.在根据示例实施方式的制造微型发光器件的方法中,可以制造发光结构,该发光结构通过隔离结构以子像素为单位被分隔开,并通过半导体层的再生长而发射绿光或红光。
184.应理解,这里描述的实施方式应仅在描述性的意义上而不应出于限制的目的被考虑。对每个实施方式内的特征或方面的描述通常应被认为可用于其他实施方式中的其他类似特征或方面。虽然已经参照附图描述了一个或更多个实施方式,但是本领域普通技术人员将理解,在不背离由所附权利要求限定的精神和范围的情况下,可以在其中进行形式和细节上的各种改变。
185.本技术基于2020年10月5日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2020-0128269号并要求其优先权,该韩国专利申请的公开内容通过引用全文合并于此。
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1