发光二极管和包括发光二极管的显示装置制造方法及图纸

本公开内容涉及发光二极管和包括发光二极管的显示装置。根据本公开内容的实施方式，提供了具有凹部的发光元件和使用发光元件的显示装置。发光元件包括第一半导体层、发光层和第二半导体层。发光部中的第一半导体层设置有具有凹形状的凹部。还沿着凹部的凹形状设置有设置在第一半导体层上的发光层和第二半导体层。沿着凹部的形状设置的发光层通过从第一半导体层和第二半导体层注入的电子和空穴来发光。此外，可以调整根据凹形状发射的光的光路。因此，可以提供具有提高的光效率的发光元件和使用发光元件的显示装置。

【技术实现步骤摘要】
发光二极管和包括发光二极管的显示装置对相关申请的交叉引用本申请要求于2018年12月26日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0169037号的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。
本公开内容涉及发光元件和包括发光元件的显示装置，更具体地，涉及可以通过使用像凹部一样的发光层来在发光效率方面得到提高的发光部和发光元件以及包括所述发光部和发光元件的显示装置。
技术介绍
除了电视或监视器的显示装置以外，显示装置广泛用作膝上型计算机、平板计算机、智能电话、便携式显示装置以及便携式信息装置的显示屏幕。显示装置可以被分类为反射型显示装置和发光型显示装置。反射型显示装置是其中将环境光或从显示装置的外部光源发射的光反射在显示装置上以显示信息的显示装置。发光型显示装置是其中显示装置中包括发光元件或光源并且通过从发光元件或光源发射的光来显示信息的显示装置。包括在显示装置中的发光元件可以被实现为能够发射各种波长的光的发光元件或者能够利用能够对发射的光的波长进行过滤的滤色器来发射白光或蓝光的发光元件。为了利用显示装置实现图像，在显示装置的衬底上设置多个发光元件，并且在具有发光元件的衬底上设置用于供应驱动信号或驱动电流以控制每个发光元件的单独发光的多个驱动元件。此外，根据通过布置在衬底上的多个发光元件的阵列所要显示的信息的布置来进行分析以在衬底上进行显示。换言之，可以在显示装置中布置多个像素。每个像素可以使用薄膜晶体管作为开关元件，其是驱动元件。可以通过将像素连接至薄膜晶体管来驱动该像素。因此，显示装置可以通过每个像素的操作来显示图像。使用薄膜晶体管的代表性显示装置包括液晶显示装置和有机发光显示装置。由于液晶显示装置不是自发光型，因此需要被配置成在液晶显示装置的下部(背面)处发光的背光单元。使用该附加的背光单元，液晶显示装置的厚度增加，并且存在以各种设计形式例如柔性或圆形来实现显示装置的限制，并且亮度和响应速度可能会降低。
技术实现思路
有利的是，包括自发光元件的显示装置可以被实现成比具有附加的光源的显示装置薄，并且其可以被实现为柔性且可折叠的显示装置。具有这种自发光元件的显示装置可以是包括有机材料作为发光层的有机发光显示装置、使用微型LED作为发光元件的微型LED显示装置等。自发光显示装置例如有机发光显示装置或微型LED显示装置因为不需要额外的光源而可以用作更薄和更多样化的显示装置。使用有机材料的有机发光显示装置不需要附加的光源，但是易受水分和氧气的影响而导致缺陷像素。因此，需要各种技术来抑制氧气和水分的渗透。近年来，已对使用微型发光二极管作为发光元件的显示装置进行了研究和开发，并且这种发光显示装置具有优异的图像质量和优异的可靠性。因此，这种显示装置已被认为是下一代显示装置。LED元件是在将电流提供至半导体时发光的半导体发光元件，并且被广泛用于照明、电视和各种显示装置。LED元件可以由n型半导体层和p型半导体层制成，并且有源层介于n型半导体层与p型半导体层之间。当供应电流时，n型半导体层周围的电子和p型半导体层周围的空穴在有源层中结合，从而发光。存在若干对于实现其中将LED元件用作单位像素的发光元件的发光显示装置的技术要求。首先，LED元件在半导体晶片衬底例如蓝宝石或硅(Si)上结晶。然后，将多个结晶的LED芯片移植至具有驱动元件的衬底上。此时，需要将LED元件定位在与各个像素对应的位置处的复杂的移植步骤。LED元件可以使用无机材料形成，但是其需要通过结晶形成。为了使诸如GaN的无机材料结晶，该无机材料必须在能够引起结晶的衬底上结晶。可以在其上有效地引起无机材料的结晶的衬底是半导体衬底，并且如上所述，无机材料应当在半导体衬底上结晶。使LED元件结晶的处理可以被称为外延、外延生长或外延处理。外延处理是指其中在待生长的晶体的表面上采取特定的取向关系的处理。为了形成LED元件的元件结构，GaN化合物半导体必须以PN结二极管的形式堆叠在衬底上。此时，每个层都是通过继承下覆层的结晶度而生长的。此时，晶体之内的某些缺陷可能在电子-空穴复合过程中充当非辐射中心。因此，在使用光子的LED元件中，形成各个层的晶体的结晶度对装置效率具有至关重要的影响。目前，主要将上述蓝宝石衬底用作衬底。近年来，已积极地对基于GaN的衬底进行了研究。如上所述，用于在半导体衬底上使构造成LED元件的诸如GaN的无机材料结晶所需的半导体衬底的成本很高。因此，除了用于简单照明或背光的光源的LED之外，当大量的LED被用作显示装置的发光像素时，制造成本就会增加，这是一个问题。另外，如上所述，需要将形成在半导体衬底上的LED元件转移至显示装置的衬底上的步骤。在该处理中，难以分离形成在半导体衬底上的LED元件。此外，当将分离的LED元件移植至期望的位置时，存在许多困难和问题。可以使用用于将形成在半导体衬底上的LED元件移植至显示装置的衬底上的方法，例如利用使用聚合物材料例如PDMS的移植衬底的移植方法、使用电磁或静电荷的移植方法或类似的用于拾取和移动每个元件的移植方法。已对各种移植方法进行了研究。这种移植处理与实现显示装置的处理的生产率有关，并且针对大规模生产逐个地移植LED元件的方法可能是低效的。因此，需要复杂的移植处理或方法以将多个LED元件精确地放置在显示装置的衬底上，具体地，放置在薄膜晶体管上布置的驱动电极以及连接至电源电极的焊盘电极上，通过利用使用高分子材料的移植衬底将LED元件与半导体衬底分离。在上述移植处理或移植处理后的后续处理期间，因为一些LED元件可能会由于移植处理期间的振动或热条件而移动或翻转，因此可能会出现缺陷，并且在发现和修复这些缺陷方面存在许多困难。作为示例，将对一般的LED元件移植处理进行描述。在半导体衬底上形成LED元件并且在半导体层上形成电极以制造单独的LED元件。此后，使半导体衬底和PDMS衬底(在下文中称为移植衬底)彼此接触以将LED元件移动至移植衬底上。应当考虑到像素的像素间距将形成在半导体衬底上的LED元件从半导体衬底移植至移植衬底上。因此，用于接纳LED元件的突出形状等被设置成考虑到显示装置的像素间距而突出。通过使激光通过半导体衬底的背面照射到LED元件上而将LED元件从半导体衬底分离，这被称为第一移植。此时，当在照射激光的处理中将LED元件从半导体衬底分离时，由于激光的高能量的能量集中，因此可能会使半导体衬底的GaN材料物理地且迅速地膨胀。因此，可能产生冲击。此后，将转移至移植衬底的LED元件移植至显示装置的衬底上。在具有薄膜晶体管的衬底上设置用于绝缘和保护薄膜晶体管的保护层，然后，在保护层上设置粘合层。当使移植衬底与显示装置的衬底接触以施加压力时，通过保护层上的粘合层将转移至移植衬底的LED元件移植至显示装置的衬底。此时，使移植衬底与LED元件之间的粘合力小于显示装置的衬底与LED元件之间的粘合力，使得将移植衬底上的LED元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光元件，包括：/n具有至少一个凹部的第一半导体层；/n沿着所述凹部设置的发光层；/n沿着所述凹部设置的、设置在所述发光层上的第二半导体层；以及/n在所述凹部之内在所述第二半导体层上设置的滤色器或颜色转换层，/n其中，所述发光层和所述第二半导体层在所述凹部之内在所述第一半导体层上设置，并且/n其中，所述滤色器或所述颜色转换层的上表面与所述第一半导体层、所述发光层和所述第二半导体层的两端中的每一端的上表面共面。/n

【技术特征摘要】
20181226 KR 10-2018-01690371.一种发光元件，包括：
具有至少一个凹部的第一半导体层；
沿着所述凹部设置的发光层；
沿着所述凹部设置的、设置在所述发光层上的第二半导体层；以及
在所述凹部之内在所述第二半导体层上设置的滤色器或颜色转换层，
其中，所述发光层和所述第二半导体层在所述凹部之内在所述第一半导体层上设置，并且
其中，所述滤色器或所述颜色转换层的上表面与所述第一半导体层、所述发光层和所述第二半导体层的两端中的每一端的上表面共面。


2.根据权利要求1所述的发光元件，还包括支承所述第一半导体层的晶片衬底。


3.根据权利要求2所述的发光元件，还包括所述晶片衬底上的与所述凹部对应的凹部导引图案。


4.根据权利要求3所述的发光元件，其中，所述第一半导体层在所述晶片衬底上沿着所述凹部导引图案设置。


5.根据权利要求1所述的发光元件，其中，所述滤色器是红色滤色器、绿色滤色器、蓝色滤色器和无色滤色器中的至少一个。

【专利技术属性】
技术研发人员：崔正焄，李承峻，金民柱，权奎吾，
申请(专利权)人：乐金显示有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR