(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-06-24
(45)【発行日】2024-07-02
(54)【発明の名称】発光素子、その製造方法および表示装置
(51)【国際特許分類】
H01L 33/50 20100101AFI20240625BHJP
H01L 33/20 20100101ALI20240625BHJP
【ＦＩ】
H01L33/50
H01L33/20
【請求項の数】
20
(21)【出願番号】P 2021577649
(86)(22)【出願日】2020-06-03
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-09-15
(86)【国際出願番号】 KR2020007228
(87)【国際公開番号】W WO2021002598
(87)【国際公開日】2021-01-07
【審査請求日】2023-05-16
(31)【優先権主張番号】10-2019-0079398
(32)【優先日】2019-07-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】512187343
【氏名又は名称】三星ディスプレイ株式會社
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】１， Ｓａｍｓｕｎｇ－ｒｏ， Ｇｉｈｅｕｎｇ－ｇｕ， Ｙｏｎｇｉｎ－ｓｉ， Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
(74)【代理人】
【識別番号】110002619
【氏名又は名称】弁理士法人ＰＯＲＴ
(72)【発明者】
【氏名】ヨ，ジェウォン
(72)【発明者】
【氏名】キム，デヒョン
(72)【発明者】
【氏名】イ，シンシン
(72)【発明者】
【氏名】リム，ベクヒョン
【審査官】大森 努
(56)【参考文献】
【文献】特開２００９－２３１３０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１８－５０３２５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１３７２８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１６／１０４４０１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１６／１５９３６６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】韓国公開特許第１０－２０１２－０１２２１５９（ＫＲ，Ａ）
【文献】特開２０１１－０８６８６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００７－５０１５２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１７／０３１７２２８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１７２３３９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００９－０７６８９６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００７／０９７２４２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】韓国公開特許第１０－２０１１－０１０２０６１（ＫＲ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１２／０１３２８８８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１２／１３２２３６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】韓国公開特許第１０－２０１７－００１０１３２（ＫＲ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／００１９１１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】韓国公開特許第１０－２０１８－０００３２４６（ＫＲ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ３３／００－３３／６４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１半導体層および第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層の間に配置された活性層と、
少なくとも前記活性層の側面を囲む絶縁膜と、
前記絶縁膜の外面上の少なくとも一部に配置された波長変換物質を含み、
前記活性層の側面に垂直な方向で切断した場合の断面視において、前記絶縁膜の外形は円形であり、
外部に放出された光は前記活性層から放出された光と互いに異なる中心波長帯域を有する、発光素子。
【請求項2】
前記活性層は中心波長帯域が第１波長である第１光を放出し、前記波長変換物質は前記第１光を中心波長帯域が第２波長である第２光に変換させる、請求項１に記載の発光素子。
【請求項3】
前記絶縁膜上に前記波長変換物質が配置された領域は少なくとも前記活性層と重なる、請求項２に記載の発光素子。
【請求項4】
前記第１光は中心波長帯域が４５０ｎｍ～４９５ｎｍの範囲を有し、前記波長変換物質は量子ドット材料を含む、請求項２に記載の発光素子。
【請求項5】
前記第２光は中心波長帯域が４９５ｎｍ～５７０ｎｍまたは６２０ｎｍ～７５０ｎｍの範囲を有する、請求項４に記載の発光素子。
【請求項6】
前記第１半導体層、前記活性層および前記第２半導体層は第１方向に沿って順次配置され、前記波長変換物質から放出される光の少なくとも一部は前記第１方向と異なる方向に進行する、請求項２に記載の発光素子。
【請求項7】
前記絶縁膜上に配置され、入射される光を散乱させる散乱体をさらに含む、請求項６に記載の発光素子。
【請求項8】
前記発光素子は前記第２半導体層上に配置された電極層をさらに含み、前記絶縁膜は前記電極層の外面のうち少なくとも一部を囲む、請求項６に記載の発光素子。
【請求項9】
前記絶縁膜に結合されたリガンドをさらに含み、前記波長変換物質は前記リガンドと結合された、請求項２に記載の発光素子。
【請求項10】
下部基板および前記下部基板上に形成され、半導体結晶および前記半導体結晶の外面に形成された絶縁膜を含む半導体ロッドを準備するステップと、前記絶縁膜上に配置される波長変換物質を形成して前記下部基板から前記半導体ロッドを分離するステップを含む、発光素子の製造方法。
【請求項11】
前記半導体結晶は、第１半導体層および第２半導体層と、
前記第１半導体層と前記第２半導体層の間に配置された活性層を含み、
前記活性層から放出された光と前記波長変換物質の外部に放出された光は互いに異なる中心波長帯域を有する、請求項１０に記載の発光素子の製造方法。
【請求項12】
前記半導体ロッドを分離するステップで、前記波長変換物質は前記半導体ロッドが前記下部基板から分離した後に前記絶縁膜上に付着する、請求項１１に記載の発光素子の製造方法。
【請求項13】
前記半導体ロッドは前記絶縁膜に結合されたリガンドをさらに含み、前記波長変換物質は前記リガンドと結合された、請求項１２に記載の発光素子の製造方法。
【請求項14】
第１画素および第２画素を含む表示装置であって、基板と、
前記基板上に配置された第１電極と、
前記基板上に配置されて前記第１電極と離隔した第２電極と、
前記第１電極と第２電極の間に配置された少なくとも一つの発光素子を含み、
前記発光素子は、
第１半導体層および第２半導体層と、
前記第１半導体層と前記第２半導体層の間に配置された活性層と、
少なくとも前記活性層の側面を囲む絶縁膜と、
前記絶縁膜の外面上の少なくとも一部に配置された波長変換物質を含み、
前記活性層の側面に垂直な方向で切断した場合の断面視において、前記絶縁膜の外形は円形であり、
前記活性層から放出された光と前記発光素子の外部に放出された光が同じである第１発光素子および前記活性層から放出された光と前記発光素子の外部に放出された光が互いに異なる中心波長帯域を有する第２発光素子を含む、表示装置。
【請求項15】
前記第１発光素子および前記第２発光素子の前記活性層は中心波長帯域が第１波長である第１光を放出し、前記第１発光素子は前記第１画素に配置され、
前記第２発光素子は第１波長変換物質を含み、前記第２画素に配置された、請求項１４に記載の表示装置。
【請求項16】
前記第１光は中心波長帯域が４５０ｎｍ～４９５ｎｍの範囲を有し、前記波長変換物質は量子ドット材料を含む、請求項１５に記載の表示装置。
【請求項17】
前記第１波長変換物質は、前記第１光を中心波長帯域が前記第１波長と異なる第２波長である第２光に変換させる、請求項１５に記載の表示装置。
【請求項18】
前記第１発光素子および前記第２発光素子は、前記絶縁膜上に配置されて入射される光を散乱させる散乱体をさらに含む、請求項１７に記載の表示装置。
【請求項19】
前記表示装置は第３画素をさらに含み、前記発光素子は第３画素に配置されて第２波長変換物質を含む第３発光素子をさらに含む、請求項１７に記載の表示装置。
【請求項20】
前記第３発光素子の活性層は前記第１光を放出し、前記第２波長変換物質は前記第１光を中心波長帯域が前記第１波長および前記第２波長と異なる第３波長である第３光に変換させる、請求項１９に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は発光素子、その製造方法および表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
表示装置はマルチメディアの発達と共にその重要性が増大している。これに応じて有機発光表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ，ＯＬＥＤ）、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ，ＬＣＤ）等のような様々な種類の表示装置が使用されている。
【0003】
表示装置の画像を表示する装置として有機発光表示パネルや液晶表示パネルのような表示パネルを含む。その中で、発光表示パネルとしては、発光素子を含み得るが、例えば発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ，ＬＥＤ）の場合、有機物を蛍光物質として用いる有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、無機物を蛍光物質として用いる無機発光ダイオード等がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明が解決しようとする課題は、同じ活性層を含むが、互いに異なる光を放出する発光素子およびその製造方法を提供することにある。
【0005】
また、本発明が解決しようとする課題は、前記発光素子を含み、多様な色の光を表示できる表示装置を提供することにある。
【0006】
本発明の課題は、以上で言及した課題に限定されず、言及されていないまた他の技術的課題は以下の記載から当業者に明確に理解されることができる。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記課題を解決するための一実施形態による発光素子は、第１半導体層および第２半導体層、前記第１半導体層と前記第２半導体層の間に配置された活性層、少なくとも前記活性層の側面を囲む絶縁膜および前記絶縁膜上の少なくとも一部に配置された波長変換物質を含み、外部に放出された光は前記活性層から放出された光と互いに異なる中心波長帯域を有する。
【0008】
前記活性層は中心波長帯域が第１波長である第１光を放出し、前記波長変換物質は前記第１光を中心波長帯域が第２波長である第２光に変換させ得る。
【0009】
前記絶縁膜上に前記波長変換物質が配置された領域は少なくとも前記活性層と重なり得る。
【0010】
前記第１光は中心波長帯域が４５０ｎｍ～４９５ｎｍの範囲を有し、前記波長変換物質は量子ドット材料を含み得る。
【0011】
前記第２光は中心波長帯域が４９５ｎｍ～５７０ｎｍまたは６２０ｎｍ～７５０ｎｍの範囲を有し得る。
【0012】
前記第１半導体層、前記活性層および前記第２半導体層は第１方向に沿って順次配置され、前記波長変換物質から放出される光の少なくとも一部は前記第１方向と異なる方向に進行し得る。
【0013】
前記絶縁膜上に配置され、入射される光を散乱させる散乱体をさらに含み得る。
【0014】
前記発光素子は前記第２半導体層上に配置された電極層をさらに含み、前記絶縁膜は前記電極層の外面のうち少なくとも一部を囲み得る。
【0015】
前記絶縁膜に結合されたリガンドをさらに含み、前記波長変換物質は前記リガンドと結合され得る。
【0016】
前記課題を解決するための一実施形態による発光素子の製造方法は、下部基板および前記下部基板上に形成され、半導体結晶および前記半導体結晶の外面に形成された絶縁膜を含む半導体ロッドを準備するステップおよび前記絶縁膜上に配置される波長変換物質を形成して前記下部基板から前記半導体ロッドを分離するステップを含む。
【0017】
前記半導体結晶は第１半導体層および第２半導体層、および前記第１半導体層と前記第２半導体層の間に配置された活性層を含み、前記活性層から放出された光と前記波長変換物質の外部に放出された光は互いに異なる中心波長帯域を有し得る。
【0018】
前記半導体ロッドを分離するステップで、前記波長変換物質は前記半導体ロッドが前記下部基板から分離した後に前記絶縁膜上に付着し得る。
【0019】
前記半導体ロッドは前記絶縁膜に結合されたリガンドをさらに含み、前記波長変換物質は前記リガンドと結合され得る。
【0020】
前記課題を解決するための一実施形態による表示装置は、第１画素および第２画素を含む表示装置であって、基板、前記基板上に配置された第１電極、前記基板上に配置されて前記第１電極と離隔した第２電極および前記第１電極と第２電極の間に配置された少なくとも一つの発光素子を含み、前記発光素子は、第１半導体層および第２半導体層、前記第１半導体層と前記第２半導体層の間に配置された活性層、少なくとも前記活性層の側面を囲む絶縁膜および前記絶縁膜上の少なくとも一部に配置された波長変換物質を含み、前記活性層から放出された光と前記発光素子の外部に放出された光が同じである第１発光素子および前記活性層から放出された光と前記発光素子の外部に放出された光が互いに異なる中心波長帯域を有する第２発光素子を含む。
【0021】
前記第１発光素子および前記第２発光素子の前記活性層は中心波長帯域が第１波長である第１光を放出し、前記第１発光素子は前記第１画素に配置され、前記第２発光素子は第１波長変換物質を含み、前記第２画素に配置され得る。
【0022】
前記第１光は中心波長帯域が４５０ｎｍ～４９５ｎｍの範囲を有し、前記波長変換物質は量子ドット材料を含み得る。
【0023】
前記第１波長変換物質は前記第１光を中心波長帯域が前記第１波長と異なる第２波長である第２光に変換させ得る。
【0024】
前記第１発光素子および前記第２発光素子は前記絶縁膜上に配置されて入射される光を散乱させる散乱体をさらに含み得る。
【0025】
前記表示装置は第３画素をさらに含み、前記発光素子は第３画素に配置されて第２波長変換物質を含む第３発光素子をさらに含み得る。
【0026】
前記第３発光素子の活性層は前記第１光を放出し、前記第２波長変換物質は前記第１光を中心波長帯域が前記第１波長および前記第２波長と異なる第３波長である第３光に変換させ得る。
【0027】
その他実施形態の具体的な内容は詳細な説明および図面に含まれている。
【発明の効果】
【0028】
一実施形態による発光素子は、活性層から放出された光を変換させる波長変換物質を含み、活性層から放出された前記光と異なる中心波長帯域を有する光を外部に放出することができる。発光素子は波長変換物質の種類によって同じ光を放出する活性層を含むが、互いに異なる光を外部に放出することができる。
【0029】
そのため、一実施形態による表示装置は同じ活性層を有するが、互いに異なる光を放出する前記発光素子を含み、多様な色の光を表示することができる。
【0030】
実施形態による効果は、以上で例示した内容によって限定されず、より多様な効果が本明細書内に含まれている。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】一実施形態による発光素子の概略的な平面図である。
【図3】一実施形態による発光素子から放出された光が放出されることを示す概略図である。
【図4】一実施形態による発光素子が電極上に配置されたことを示す概略的な断面図である。
【図5】一実施形態による発光素子の製造方法を示す概略図である。
【図6】一実施形態による発光素子の製造方法を示す概略図である。
【図7】一実施形態による発光素子の製造方法を示す概略図である。
【図8】一実施形態による発光素子の製造方法を示す概略図である。
【図9】一実施形態による発光素子の製造方法を示す概略図である。
【図10】一実施形態による発光素子の製造方法を示す概略図である。
【図11】一実施形態による発光素子の製造方法を示す概略図である。
【図12】他の実施形態による発光素子の製造方法の一部を示す概略図である。
【図13】また他の実施形態による発光素子の製造方法の一部を示す概略図である。
【図14】また他の実施形態による発光素子の製造方法の一部を示す概略図である。
【図15】他の実施形態による発光素子の絶縁膜を拡大して示す概略図である。
【図17】また他の実施形態による発光素子の絶縁膜を拡大して示す概略図である。
【図18】他の実施形態による発光素子の概略図である。
【図19】一実施形態による表示装置の概略図である。
【図20】一実施形態による表示装置の一画素の概略的な平面図である。
【図21】一実施形態による表示装置の概略的な断面図である。
【図23】他の実施形態による表示装置の断面図である。
【図24】また他の実施形態による表示装置の一画素を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0032】
本発明の利点および特徴、並びにこれらを達成する方法は、添付する図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すると明確になる。しかし、本発明は、以下で開示する実施形態に限定されるものではなく互いに異なる多様な形態で実現することができ、本実施形態は、単に本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供するものであり、本発明は請求項の範疇によってのみ定義される。
【0033】
素子（ｅｌｅｍｅｎｔｓ）または層が他の素子または層の「上（ｏｎ）」と称する場合、他の素子のすぐ上または中間に他の層または他の素子が介在する場合をすべて含む。明細書全体にわたって同じ参照符号は同じ構成要素を称する。
【0034】
第１、第２等が多様な構成要素を説明するために使用されるが、これらの構成要素はこれらの用語によって限定されないのはもちろんである。これらの用語は単に一つの構成要素を他の構成要素と区別するために使用する。したがって、以下で言及される第１構成要素は本発明の技術的思想内で第２構成要素であり得るのはもちろんである。
【0035】
以下、添付する図面を参照して実施形態について説明する。
【0036】
図１は一実施形態による発光素子の概略図である。
【0037】
発光素子３００は発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）であり得、具体的には、発光素子３００はマイクロメータ（ｍｉｃｒｏ－ｍｅｔｅｒ）またはナノメータ（ｎａｎｏ－ｍｅｔｅｒ）単位の大きさを有し、無機物からなる無機発光ダイオードであり得る。無機発光ダイオードは互いに対向する二つの電極の間に特定方向に電界を形成すると極性が形成される前記二つの電極の間に整列し得る。発光素子３００は二つの電極上に形成された電界によって電極の間に整列し得る。
【0038】
発光素子３００は一方向に延びた形状を有し得る。発光素子３００はロッド、ワイヤー、チューブ等の形状を有し得る。例示的な実施形態で、発光素子３００は円筒形またはロッド形（ｒｏｄ）であり得る。ただし、発光素子３００の形態はこれに限定されるものではなく、正六面体、直六面体、六角柱形等の多角柱の形状を有するか、一方向に延びるが、外面が部分的に傾斜した形状を有する等、発光素子３００は多様な形態を有し得る。後述する発光素子３００に含まれる複数の半導体は前記一方向に沿って順次配置または積層された構造を有することができる。
【0039】
発光素子３００は任意の導電型（例えば、ｐ型またはｎ型）不純物でドーピングされた半導体層を含み得る。半導体層は外部の電源から印加される電気信号の伝達を受け、これを特定波長帯の光として放出することができる。
【0040】
一実施形態による発光素子３００は特定波長帯の光を放出することができる。例示的な実施形態で、活性層３３０は中心波長帯域が４５０ｎｍ～４９５ｎｍの範囲を有する青色（Ｂｌｕｅ）光を放出することができる。ただし、青色（Ｂｌｕｅ）光の中心波長帯域が上述した範囲に限定されるものではなく、本技術分野で青色と認識され得る波長範囲をすべて含むものとして理解しなければならない。また、発光素子３００の活性層３３０から放出される光はこれに限定されず、中心波長帯域が４９５ｎｍ～５７０ｎｍの範囲を有する緑色（Ｇｒｅｅｎ）光または中心波長帯域が６２０ｎｍ～７５０ｎｍの範囲を有する赤色（Ｒｅｄ）光でもあり得る。
【0041】
図１を参照すると、一実施形態による発光素子３００は第１半導体層３１０、第２半導体層３２０、活性層３３０、絶縁膜３８０および波長変換物質３８５を含み得る。また、一実施形態による発光素子３００は少なくとも一つの電極層３７０をさらに含むこともできる。図１では発光素子３００が一つの電極層３７０を含むことを示しているが、これに限定されない。場合によって発光素子３００はより多くの数の電極層３７０を含んだり、省略することもできる。後述する発光素子３００に係る説明は電極層３７０の数が変わったり他の構造をさらに含んでも同様に適用することができる。
【0042】
第１半導体層３１０は第１導電型を有する、例えばｎ型半導体であり得る。一例として、発光素子３００が青色波長帯の光を放出する場合、第１半導体層３１０はＡｌｘＧａｙＩｎ１－ｘ－ｙＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｘ＋ｙ≦１）の化学式を有する半導体材料を含み得る。例えば、ｎ型にドーピングされたＡｌＧａＩｎＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＮおよびＩｎＮのうちいずれか一つ以上であり得る。第１半導体層３１０は第１導電型ドーパントがドーピングされ得、一例として第１導電型ドーパントはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ等であり得る。例示的な実施形態で、第１半導体層３１０はｎ型Ｓｉでドーピングされたｎ－ＧａＮであり得る。第１半導体層３１０の長さは１．５μｍ～５μｍの範囲を有し得るが、これに限定されるものではない。
【0043】
第２半導体層３２０は後述する活性層３３０上に配置される。第２半導体層３２０は第２導電型を有する、例えばｐ型半導体であり得、一例として、発光素子３００が青色または緑色波長帯の光を放出する場合、第２半導体層３２０はＡｌｘＧａｙＩｎ１－ｘ－ｙＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｘ＋ｙ≦１）の化学式を有する半導体材料を含み得る。例えば、ｐ型にドーピングされたＡｌＧａＩｎＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＮおよびＩｎＮのうちいずれか一つ以上であり得る。第２半導体層３２０は第２導電型ドーパントがドーピングされ得、一例として第２導電型ドーパントはＭｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｅ、Ｂａ等であり得る。例示的な実施形態で、第２半導体層３２０はｐ型Ｍｇでドーピングされたｐ－ＧａＮであり得る。第２半導体層３２０の長さは０．０５μｍ～０．１０μｍの範囲を有し得るが、これに限定されるものではない。
【0044】
一方、図面では第１半導体層３１０と第２半導体層３２０が一つの層として構成されたことを示しているが、これに限定されるものではない。場合によっては活性層３３０の物質によって第１半導体層３１０と第２半導体層３２０はより多くの数の層、例えばクラッド層（ｃｌａｄ ｌａｙｅｒ）またはＴＳＢＲ（Ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒａｉｎ ｂａｒｒｉｅｒ ｒｅｄｕｃｉｎｇ）層をさらに含むこともできる。
【0045】
活性層３３０は第１半導体層３１０と第２半導体層３２０の間に配置される。活性層３３０は単一または多重量子井戸構造の材料を含み得る。活性層３３０が多重量子井戸構造の材料を含む場合、量子層（Ｑｕａｎｔｕｍ ｌａｙｅｒ）と井戸層（Ｗｅｌｌ ｌａｙｅｒ）が互いに交互に複数積層された構造でもあり得る。活性層３３０は第１半導体層３１０および第２半導体層３２０を介して印加される電気信号に応じて電子－正孔ペアの結合によって光を発光し得る。一例として、活性層３３０が青色波長帯の光を放出する場合、ＡｌＧａＮ、ＡｌＧａＩｎＮ等の物質を含み得る。特に、活性層３３０が多重量子井戸構造で量子層と井戸層が交互に積層された構造である場合、量子層はＡｌＧａＮまたはＡｌＧａＩｎＮ、井戸層はＧａＮまたはＡｌＩｎＮ等のような物質を含み得る。例示的な実施形態で、活性層３３０は量子層としてＡｌＧａＩｎＮを、井戸層としてＡｌＩｎＮを含み、前述したように、活性層３３０は中心波長帯域が４５０ｎｍ～４９５ｎｍの範囲を有する青色（Ｂｌｕｅ）光を放出することができる。
【0046】
ただし、これに限定されるものではなく、活性層３３０はバンドギャップ（Ｂａｎｄ ｇａｐ）エネルギが大きい種類の半導体物質とバンドギャップエネルギが小さい半導体物質が互いに交互に積層された構造であり得、発光する光の波長帯に応じて異なる３族～５族半導体物質を含むこともできる。活性層３３０が放出する光は青色波長帯の光に限定されず、場合によって赤色、緑色波長帯の光を放出することもできる。活性層３３０の長さは０．０５μｍ～０．１０μｍの範囲を有し得るが、これに限定されるものではない。
【0047】
一方、活性層３３０から放出される光は発光素子３００の長手方向の外部面だけでなく、両側面に放出されることができる。活性層３３０から放出される光は一つの方向に方向性が限定されない。
【0048】
電極層３７０はオーミック（Ｏｈｍｉｃ）接触電極であり得る。ただし、これに限定されず、ショットキー（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ）接触電極でもあり得る。電極層３７０は伝導性がある金属を含み得る。例えば、電極層３７０はアルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、インジウム（Ｉｎ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）およびＩＴＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ－Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）のうち少なくともいずれか一つを含み得る。また、電極層３７０はｎ型またはｐ型にドーピングされた半導体物質を含むこともできる。電極層３７０は同じ物質を含み得、互いに異なる物質を含むこともでき、これに限定されるものではない。
【0049】
絶縁膜３８０は上述した複数の半導体の外面を囲むように配置される。例示的な実施形態で、絶縁膜３８０は少なくとも活性層３３０の外面を囲むように配置され、発光素子３００が延びた一方向に延び得る。絶縁膜３８０は前記部材を保護する機能をすることができる。一例として、絶縁膜３８０は前記部材の側面部を囲むように形成され、発光素子３００の長手方向の両端部は露出するように形成されることができる。
【0050】
図面では絶縁膜３８０が発光素子３００の長手方向に延びて第１半導体層３１０から電極層３７０までカバーできるように形成されたことを示しているが、これに限定されない。絶縁膜３８０は活性層３３０を含み、一部の導電型半導体の外面のみをカバーしたり、電極層３７０外面の一部のみをカバーして電極層３７０の外面が部分的に露出することもできる。また、絶縁膜３８０は発光素子３００の少なくとも一端部と隣接する領域で断面上の上面がラウンド形状に形成されることもできる。
【0051】
絶縁膜３８０の厚さは１０ｎｍ～１．０μｍの範囲を有し得るが、これに限定されるものではない。好ましくは絶縁膜３８０の厚さは４０ｎｍ内外であり得る。
【0052】
絶縁膜３８０は絶縁特性を有する物質、例えば、シリコン酸化物（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｘｉｄｅ，ＳｉＯｘ）、シリコン窒化物（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ，ＳｉＮｘ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯｘＮｙ）、窒化アルミニウム（Ａｌｕｍｉｎｕｍ ｎｉｔｒｉｄｅ，ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌｕｍｉｎｕｍ ｏｘｉｄｅ，Ａｌ２Ｏ３）等を含み得る。そのため活性層３３０が発光素子３００に電気信号が伝達される電極と直接接触する場合に発生し得る電気的短絡を防止することができる。また、絶縁膜３８０は活性層３３０を含み、発光素子３００の外面を保護するので、発光効率の低下を防止することができる。
【0053】
また、いくつかの実施形態で、絶縁膜３８０は外面が表面処理され得る。発光素子３００は表示装置１０の製造時、所定のインク内で分散した状態で電極上に噴射されて整列し得る。ここで、発光素子３００がインク内で隣接する他の発光素子３００と凝集せず分散した状態を保持するために、絶縁膜３８０は表面が疎水性または親水性処理され得る。
【0054】
一実施形態による発光素子３００は絶縁膜３８０上に配置される複数の波長変換物質３８５を含み得る。波長変換物質３８５は特定の中心波長帯域を持って入射される光を異なる中心波長帯域を有する光に変換またはシフトさせ得る。波長変換物質３８５は絶縁膜３８０上に配置されて発光素子３００の活性層３３０から放出された光が入射されると、前記光を異なる波長帯の光に変換またはシフトさせて放出することができる。
【0055】
【0056】
図１に関連して図２および図３をさらに参照すると、発光素子３００は複数の波長変換物質３８５を含み、波長変換物質３８５は絶縁膜３８０の外面を覆うように配置され得る。図面に示すように、波長変換物質３８５は絶縁膜３８０上でこれを全面的に覆うように配置され得、互いに接触したり離隔して無作為に配置され得る。波長変換物質３８５は絶縁膜３８０の少なくとも一部を覆う一つの層を形成することもできる。ただし、これに限定されるものではない。波長変換物質３８５は絶縁膜３８０の一部領域にのみ配置されることもできる。波長変換物質３８５は前述したように発光素子３００の活性層３３０から放出された光が入射されるために、少なくとも活性層３３０の外面を囲む絶縁膜３８０上にのみ配置されることもできる。絶縁膜３８０上で波長変換物質３８５が配置される領域は少なくとも活性層３３０と重なり得る。
【0057】
発光素子３００の絶縁膜３８０は第１半導体層３１０、活性層３３０、第２半導体層３２０および電極層３７０の外面のうちの側面を囲むように配置されるので、例示的な実施形態で絶縁膜３８０上に配置された波長変換物質３８５は少なくとも発光素子３００の側面方向に光を放出することができる。一方向に延びた形状を有する発光素子３００は絶縁膜３８０上に配置された波長変換物質３８５を含み、前記延びた方向と異なる方向に特定波長帯の光を放出することができる。ただし、これに限定されず、発光素子３００の波長変換物質３８５から放出される光の方向は多様であり得る。
【0058】
このような発光素子３００は工程中に絶縁膜３８０を形成した後、波長変換物質３８５を絶縁膜３８０上に配置する工程を行うことによって製造されることができる。波長変換物質３８５は絶縁膜３８０と波長変換物質３８５の間に物理的な結合を形成したり、化学的な結合を形成することによって絶縁膜３８０上に配置されることができ、いくつかの実施形態では絶縁膜３８０上に波長変換物質３８５を直接合成することもできる。これに関する説明は後述する。
【0059】
波長変換物質３８５はその形態が球形、または楕円形であり得るが、特に限定されない。いくつかの実施形態で、波長変換物質３８５は量子ドット、量子ロッドまたは蛍光体等であり得る。一例として、波長変換物質３８５は電子が伝導帯から価電子帯に転移して特定波長帯の光を放出する量子ドットであり得る。
【0060】
前記量子ドットは半導体ナノ結晶物質であり得る。前記量子ドットはその組成および大きさによって特定バンドギャップを有して光を吸収した後に固有の波長を有する光を放出することができる。前記量子ドットの半導体ナノ結晶の例としては、ＩＶ族系ナノ結晶、ＩＩ－ＶＩ族系化合物ナノ結晶、ＩＩＩ－Ｖ族系化合物ナノ結晶、ＩＶ－ＶＩ族系ナノ結晶またはこれらの組み合わせ等が挙げられる。
【0061】
ＩＩ－ＶＩ族化合物は、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＯ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＭｇＳｅ、ＭｇＳおよびこれらの混合物からなる群より選ばれる二元素化合物と、ＩｎＺｎＰ、ＡｇＩｎＳ、ＣｕＩｎＳ、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＳＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＨｇＳｅＳ、ＨｇＳｅＴｅ、ＨｇＳＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＨｇＳ、ＣｄＨｇＳｅ、ＣｄＨｇＴｅ、ＨｇＺｎＳ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇＺｎＴｅ、ＭｇＺｎＳｅ、ＭｇＺｎＳおよびこれらの混合物からなる群より選ばれる三元素化合物と、ＨｇＺｎＴｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＨｇＳｅＳ、ＣｄＨｇＳｅＴｅ、ＣｄＨｇＳＴｅ、ＨｇＺｎＳｅＳ、ＨｇＺｎＳｅＴｅ、ＨｇＺｎＳＴｅおよびこれらの混合物からなる群より選ばれる四元素化合物からなる群より選ばれ得る。
【0062】
ＩＩＩ－Ｖ族化合物は、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂおよびこれらの混合物からなる群より選ばれる二元素化合物と、ＧａＮＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＮＳｂ、ＧａＰＡｓ、ＧａＰＳｂ、ＡｌＮＰ、ＡｌＮＡｓ、ＡｌＮＳｂ、ＡｌＰＡｓ、ＡｌＰＳｂ、ＩｎＧａＰ、ＩｎＮＰ、ＩｎＡｌＰ、ＩｎＮＡｓ、ＩｎＮＳｂ、ＩｎＰＡｓ、ＩｎＰＳｂ、ＧａＡｌＮＰおよびこれらの混合物からなる群より選ばれる三元素化合物と、ＧａＡｌＮＡｓ、ＧａＡｌＮＳｂ、ＧａＡｌＰＡｓ、ＧａＡｌＰＳｂ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＮＳｂ、ＧａＩｎＰＡｓ、ＧａＩｎＰＳｂ、ＩｎＡｌＮＰ、ＩｎＡｌＮＡｓ、ＩｎＡｌＮＳｂ、ＩｎＡｌＰＡｓ、ＩｎＡｌＰＳｂおよびこれらの混合物からなる群より選ばれる四元素化合物からなる群より選ばれ得る。
【0063】
ＩＶ－ＶＩ族化合物は、ＳｎＳ、ＳｎＳｅ、ＳｎＴｅ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅおよびこれらの混合物からなる群より選ばれる二元素化合物と、ＳｎＳｅＳ、ＳｎＳｅＴｅ、ＳｎＳＴｅ、ＰｂＳｅＳ、ＰｂＳｅＴｅ、ＰｂＳＴｅ、ＳｎＰｂＳ、ＳｎＰｂＳｅ、ＳｎＰｂＴｅおよびこれらの混合物からなる群より選ばれる三元素化合物と、ＳｎＰｂＳＳｅ、ＳｎＰｂＳｅＴｅ、ＳｎＰｂＳＴｅおよびこれらの混合物からなる群より選ばれる四元素化合物からなる群より選ばれ得る。ＩＶ族元素としてはＳｉ、Ｇｅおよびこれらの混合物からなる群より選ばれ得る。ＩＶ族化合物としてはＳｉＣ、ＳｉＧｅおよびこれらの混合物からなる群より選ばれる二元素化合物であり得る。
【0064】
この時、二元素化合物、三元素化合物または四元素化合物は均一な濃度で粒子内に存在したり、濃度分布が部分的に異なる状態に分けられて同一の粒子内に存在することもできる。また、一つの量子ドットが他の量子ドットを囲むコア／シェル構造を有することができる。コアとシェルの界面はシェルに存在する元素の濃度が中心に行くほど低くなる濃度勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）を有し得る。
【0065】
いくつかの実施形態で、量子ドットは前述したナノ結晶を含むコアおよび前記コアを囲むシェルを含むコア－シェル構造をすることができる。前記量子ドットのシェルは前記コアの化学的変性を防止して半導体特性を維持するための保護層の役割および／または量子ドットに電気泳動特性を付与するための充電層（ｃｈａｒｇｉｎｇ ｌａｙｅｒ）の役割を果たすことができる。前記シェルは単層または多重層であり得る。コアとシェルの界面はシェルに存在する元素の濃度が中心に行くほど低くなる濃度勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）を有し得る。前記量子ドットのシェルの例としては金属または非金属の酸化物、半導体化合物またはこれらの組み合わせ等が挙げられる。
【0066】
例えば、前記金属または非金属の酸化物は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＭｎＯ、Ｍｎ２Ｏ３、Ｍｎ３Ｏ４、ＣｕＯ、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４、ＣｏＯ、Ｃｏ３Ｏ４、ＮｉＯ等の二元素化合物、またはＭｇＡｌ２Ｏ４、ＣｏＦｅ２Ｏ４、ＮｉＦｅ２Ｏ４、ＣｏＭｎ２Ｏ４等の三元素化合物を例示できるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0067】
また、前記半導体化合物はＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＴｅＳ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＳｂ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＧａＰ、ＩｎＳｂ、ＡｌＡｓ、ＡｌＰ、ＡｌＳｂ等を例示できるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0068】
波長変換物質３８５が量子ドットを含む場合、波長変換物質３８５の直径Ｄｐ１は数ナノメータ（ｎｍ）～数十ナノメータ（ｎｍ）の範囲を有し得る。一例として、波長変換物質３８５の直径Ｄｐ１は発光素子３００の直径に対して１％～１０％の範囲を有し得る。ただし、これに限定されるものではない。
【0069】
図３に示すように、発光素子３００の活性層３３０では特定の中心波長帯域を有する光Ｌが放出されることができる。活性層３３０から放出された光Ｌは方向性なしに無作為の方向に進行し、前記光Ｌのうち少なくとも一部は絶縁膜３８０に入射され得る。絶縁膜３８０に入射された光は絶縁膜３８０を介して波長変換物質３８５に入射され得、波長変換物質３８５は活性層３３０から放出された光Ｌを異なる中心波長帯域を有する光Ｌ’に変換させて放出することができる。一実施形態による発光素子３００は活性層３３０から放出された光Ｌと発光素子３００の外面に放出される光Ｌ’が互いに異なる中心波長帯域を有し得る。
【0070】
発光素子３００の活性層３３０は第１半導体層３１０と第２半導体層３２０から伝達された電気信号に応じて電子－正孔ペアの結合によって光を放出することができる。一例として、活性層３３０はＡｌＧａＮ、ＡｌＧａＩｎＮ等の物質を含み、中心波長帯域が４５０ｎｍ～４９５ｎｍの範囲を有する青色（Ｂｌｕｅ）光を放出することができる。また、発光素子３００は活性層３３０をなす材料によって緑色（Ｇｒｅｅｎ）光または赤色（Ｒｅｄ）光を放出することもできる。
【0071】
後述するように、発光素子３００はエピタキシャル成長（Ｅｐｉｔａｘｉａｌ ｇｒｏｗｔｈ）工程によって製造されることができる。互いに異なる光を放出する発光素子３００を製造するためにはそれぞれ異なる成分比または材料を含む活性層３３０を成長させる工程が行われ得る。すなわち、青色光と異なる色の光を放出する活性層３３０を含む発光素子３００を製造するためには異なる条件のエピタキシャル成長工程が必要であり、生産コストおよび収率が低いこともある。
【0072】
反面、一実施形態による発光素子３００は同じ色の光を放出する活性層３３０を含むが、絶縁膜３８０上に配置される波長変換物質３８５を異にして活性層３３０から放出された光Ｌを異なる中心波長帯域を有する光Ｌ’に変換させ得る。発光素子３００は活性層３３０で同じ中心波長帯域の光を放出しても、波長変換物質３８５の種類によって互いに異なる中心波長帯域の光を放出することができる。そのため特定条件のエピタキシャル成長工程のみを行っても、波長変換物質３８５を調節することによって多様な色の光を放出する発光素子３００の製造が可能である。
【0073】
例示的な実施形態で、発光素子３００は中心波長帯域が４５０ｎｍ～４９５ｎｍの範囲を有する青色光を放出する活性層３３０を含み、青色光が入射されると中心波長帯域が４９５ｎｍ～５７０ｎｍの範囲を有する緑色（Ｇｒｅｅｎ）光または中心波長帯域が６２０ｎｍ～７５０ｎｍの範囲を有する赤色（Ｒｅｄ）光に変換させる波長変換物質３８５を含み得る。ただし、これに限定されるものではなく、波長変換物質３８５は緑色光または赤色光以外の他の中心波長帯域を有する光に変換させることもできる。
【0074】
後述するように、一実施形態による表示装置１０は青色光を放出する活性層３３０を含むが、これを同じ青色光または他の中心波長帯域の光として放出させる互いに異なる発光素子３００を含み得る。いくつかの実施形態で、表示装置１０は波長変換物質が省略され、活性層３３０から放出された第１光Ｌ１を外部に放出する第１発光素子（３０１，図２１に図示）、第１波長変換物質を含み、第２光Ｌ２を外部に放出する第２発光素子（３０２，図２１に図示）および第２波長変換物質を含み、第３光Ｌ３を外部に放出する第３発
光素子（３０３，図２１に図示）を含み得る。表示装置１０は同じ種類の活性層３３０を含むが、互いに異なる光を放出する発光素子３００を含み得、そのため表示装置１０は多様な色を表示することができる。
光素子（３０３，図２１に図示）を含み得る。表示装置１０は同じ種類の活性層３３０を含むが、互いに異なる光を放出する発光素子３００を含み得、そのため表示装置１０は多様な色を表示することができる。
【0075】
また、波長変換物質３８５は放出される光が約４５ｎｍ以下、または約４０ｎｍ以下、または約３０ｎｍ以下の発光波長スペクトル半値幅（ｆｕｌｌ ｗｉｄｔｈ ｏｆ ｈａｌｆ ｍａｘｉｍｕｍ，ＦＷＨＭ）を有し得、発光素子３００を含む表示装置１０は表示する色の色純度および色再現性をより一層改善することができる。
【0076】
図４は一実施形態による発光素子が電極上に配置されたことを示す概略的な断面図である。
【0077】
図４を参照すると、一実施形態で、表示装置１０に含まれた発光素子３００は対象基板ＳＵＢ上に配置された第１電極２１０および第２電極２２０上に配置され得る。第１電極２１０と第２電極２２０は対象基板ＳＵＢ上で互いに離隔して対向するように配置され得る。発光素子３００は一方向に延びた形状を有することができ、発光素子３００が延びた方向は第１電極２１０と第２電極２２０が離隔した方向と同一であり得る。
【0078】
図面に示すように、発光素子３００は延びた方向が対象基板ＳＵＢの上面と平行するように第１電極２１０と第２電極２２０の間に配置され得る。いくつかの実施形態で発光素子３００は両端部が第１電極２１０と第２電極２２０上に配置されることもできる。図４に示していないが、発光素子３００は第１電極２１０および第２電極２２０と電気的に接続され、これらから所定の電気信号を受けて活性層３３０で特定波長帯の光Ｌを放出することができる。
【0079】
前述したように、発光素子３００の活性層３３０から放出される光Ｌは方向性なしに無作為の方向に進行し得る。活性層３３０から放出された光Ｌの少なくとも一部は波長変換物質３８５に入射され、波長変換物質３８５は活性層３３０から入射された光Ｌを他の波長の光Ｌ’に変換させて放出することができる。波長変換物質３８５が放出する光Ｌ’は活性層３３０から放出されて入射される光Ｌの入射方向と関係がなく複数の方向に向かって放出されることができる。すなわち、波長変換物質３８５から放出された光Ｌ’は発光素子３００の延びた方向に垂直な方向、すなわち対象基板ＳＵＢの上部方向を含み、多様な方向に進行し得る。特に、発光素子３００の第１半導体層３１０、活性層３３０および第２半導体層３２０は発光素子３００が延びた一方向に順次配置される。一実施形態による発光素子３００は外部に放出される光Ｌ’の少なくとも一部は前記一方向と異なる方向に進行し得る。発光素子３００が対象基板ＳＵＢ上に水平な方向に配置されても、発光素子３００は対象基板ＳＵＢの上部方向に特定波長帯の光を放出することができる。
【0080】
また、発光素子３００は活性層３３０から放出された光Ｌと発光素子３００の外部に放出される光Ｌ’が互いに異なる中心波長帯域を有するので、同じ活性層３３０を有するが、互いに異なる波長変換物質３８５を含む発光素子３００を用いて多様な色を表示することができる。発光素子３００を含む表示装置１０に係るより詳しい説明は他の図面を参照して後述する。
【0081】
一方、再び図１を参照すると、発光素子３００は長さ（ｈ）が１μｍ～１０μｍまたは２μｍ～６μｍの範囲を有し得、好ましくは３μｍ～５μｍの長さを有し得る。また、発光素子３００の直径は３００ｎｍ～７００ｎｍの範囲を有し、発光素子３００の縦横比（Ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏ）は１．２～１００であり得る。ただし、これに限定されず、表示装置１０に含まれる複数の発光素子３００は活性層３３０の組成差によって互いに異なる直径を有することもできる。好ましくは発光素子３００の直径は５００ｎｍ内外の範囲を有し得る。
【0082】
以下では一実施形態による発光素子３００の製造方法について説明する。
【0083】
【0084】
一実施形態による発光素子３００の製造方法は、下部基板（２０００，図５に図示）上に複数の半導体層（３１０，３２０）、活性層３３０および絶縁膜３８０を含む半導体ロッド（ＲＯＤ、図９に図示）を形成するステップおよび絶縁膜３８０上に波長変換物質３８５を形成して下部基板２０００から半導体ロッドＲＯＤを分離するステップを含み得る。発光素子３００はエピタキシャル成長法（Ｅｐｉｔａｘｉａｌ ｇｒｏｗｔｈ）により下部基板上に成長した半導体ロッドＲＯＤを含み得る。半導体ロッドＲＯＤは第１半導体層３１０、第２半導体層３２０、活性層３３０、電極層３７０および絶縁膜３８０を含み得る。以後、半導体ロッドＲＯＤの絶縁膜３８０上に波長変換物質３８５を形成して前記下部基板から半導体ロッドＲＯＤを分離して発光素子３００を製造することができる。
【0085】
具体的には、先に図５を参照すると、ベース基板２１００、ベース基板２１００上に形成されたバッファ物質層２２００、バッファ物質層２２００上に形成された分離層２３００を含む下部基板２０００および下部基板２０００上に形成された半導体構造物３０００を準備する。下部基板２０００はベース基板２１００、バッファ物質層２２００および分離層２３００が順次積層された構造をすることができる。
【0086】
ベース基板２１００はサファイア基板（Ａｌ２Ｏ３）およびガラスのような透明性基板を含み得る。ただし、これに限定されるものではなく、ＧａＮ、ＳｉＣ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＰおよびＧａＡｓ等のような導電性基板からなることもできる。以下では、ベース基板２１００がサファイア基板（Ａｌ２Ｏ３）である場合を例示して説明する。ベース基板２１００の厚さは特に限定されないが、一例としてベース基板２１００は厚さが４００μｍ～１５００μｍの範囲を有し得る。
【0087】
ベース基板２１００上には複数の半導体層が形成される。エピタキシャル法によって成長する複数の半導体層はシード結晶を成長させて形成されることができる。ここで、半導体層を形成する方法は、電子ビーム蒸着法、物理的気相蒸着法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＰＶＤ）、化学的気相蒸着法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＣＶＤ）、プラズマレーザ蒸着法（Ｐｌａｓｍａ ｌａｓｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＰＬＤ）、二重型熱蒸着法（Ｄｕａｌ－ｔｙｐｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）、スパッタリング（Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、金属－有機物化学気相蒸着法（Ｍｅｔａｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＭＯＣＶＤ）等であり得、、好ましくは、金属－有機物化学気相蒸着法（ＭＯＣＶＤ）により形成されることができる。ただし、これに限定されない。
【0088】
複数の半導体層を形成するための前駆体物質は対象物質を形成するために通常選択される範囲内で特に限定されない。一例として、前駆体物質はメチル基またはエチル基のようなアルキル基を含む金属前駆体であり得る。例えば、トリメチルガリウム（Ｇａ（ＣＨ３）３）、トリメチルアルミニウム（Ａｌ（ＣＨ３）３）、トリエチルリン酸塩（（Ｃ２Ｈ５）３ＰＯ４）のような化合物であり得るが、これに限定されない。以下では、複数の半導体層を形成する方法や工程条件等については説明を省略し、発光素子３００の製造方法の順序や積層構造について詳細に説明する。
【0089】
ベース基板２１００上にはバッファ物質層２２００が形成される。図面ではバッファ物質層２２００が一層積層されたことを示しているが、これに限定されず、複数の層を形成することもできる。バッファ物質層２２００は第１半導体３１００とベース基板２１００の格子定数差を減らすために配置され得る。
【0090】
一例として、バッファ物質層２２００はアンドープ（Ｕｎｄｏｐｅｄ）半導体を含み得、実質的に第１半導体３１００と同じ物質を含むが、ｎ型またはｐ型にドーピングされない物質であり得る。例示的な実施形態で、バッファ物質層２２００はドーピングされないＩｎＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＮおよびＩｎＮのうち少なくともいずれか一つであり得るが、これに限定されない。また、バッファ物質層２２００はベース基板２１００により省略することもできる。以下では、ベース基板２１００上にアンドープ半導体を含むバッファ物質層２２００が形成された場合を例示して説明する。
【0091】
バッファ物質層２２００上には分離層２３００が配置され得る。分離層２３００は第１半導体３１００の結晶が円滑に成長できる材料を含み得る。分離層２３００は絶縁材および伝導性物質のうち少なくともいずれか一つを含み得る。一例として、分離層２３００は絶縁材としてシリコン酸化物（ＳｉＯｘ）、シリコン窒化物（ＳｉＮｘ）、シリコン酸窒化物（ＳｉＯｘＮｙ）等を含み得、伝導性物質としてＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＧＯ、ＺｎＯ、グラフェン、グラフェン酸化物（Ｇｒａｐｈｅｎｅ ｏｘｉｄｅ）等を含むこともできる。ただし、これに限定されるものではない。
【0092】
分離層２３００は後述するステップで除去され得、そのため分離層２３００上に形成された発光素子３００は下部基板２０００から分離することができる。分離層２３００が除去されるステップは化学的分離方法（ＣＬＯ）により行われることができ、そのため発光素子３００の端部面は分離層２３００の表面と同様に平坦な面を有し得る。また、分離層２３００は半導体構造物３０００をエッチングする工程で、半導体構造物３０００とバッファ物質層２２００の間でエッチングストッパ（ｅｔｃｈｉｎｇ ｓｔｏｐｐｅｒ）になり得る。
【0093】
半導体構造物３０００は分離層２３００上に配置される。半導体構造物３０００は第１半導体３１００、活性層３３００、第２半導体３２００および電極物質層３７００を含み得る。半導体構造物３０００に含まれる複数の物質層は前述したように通常の工程を行って形成されることができ、半導体構造物３０００に積層された層は発光素子３００の各層に対応する。すなわち、これらはそれぞれ発光素子３００の第１半導体層３１０、活性層３３０、第２半導体層３２０および電極層３７０と同じ物質を含み得る。半導体構造物３０００の各層に係る詳しい説明は省略する。
【0094】
次に、半導体構造物３０００を下部基板２０００に垂直な方向にエッチングして半導体結晶３０００’を形成する。
【0095】
半導体構造物３０００を垂直にエッチングして半導体結晶３０００’を形成するステップは通常行われるエッチング工程を含み得る。いくつかの実施形態で、半導体結晶３０００’を形成するステップは、半導体構造物３０００上にエッチングマスク層１６００およびエッチングパターン層１７００を形成するステップ、エッチングパターン層１７００のパターンに応じて半導体構造物３０００をエッチングするステップおよびエッチングマスク層１６００とエッチングパターン層１７００を除去するステップを含み得る。
【0096】
図６を参照すると、エッチングマスク層１６００は半導体構造物３０００の複数の層を連続的にエッチングするためのマスクの役割を果たすことができる。エッチングマスク層１６００は絶縁性物質を含む第１エッチングマスク層１６１０と金属を含む第２エッチングマスク層１６２０を含むこともできる。
【0097】
第１エッチングマスク層１６１０は絶縁性物質として酸化物または窒化物を含み得る。絶縁性物質は一例としてシリコン酸化物（ＳｉＯｘ）、シリコン窒化物（ＳｉＮｘ）、シリコン酸窒化物（ＳｉＯｘＮｙ）等であり得る。第１エッチングマスク層１６１０の厚さは０．５μｍ～１．５μｍの範囲を有し得るが、これに限定されるものではない。
【0098】
第２エッチングマスク層１６２０は第１エッチングマスク層１６１０上に配置される。一例として第２エッチングマスク層１６２０はハードマスク層であり得る。第２エッチングマスク層１６２０は半導体構造物３０００の連続的なエッチングのためにマスクの役割を果たす材料を含み得、一例としてクロム（Ｃｒ）等のような金属を含むこともできる。第２エッチングマスク層１６２０の厚さは３０ｎｍ～１５０ｎｍの範囲を有し得るが、これに限定されるものではない。
【0099】
エッチングマスク層１６００上にはエッチングパターン層１７００が配置され得る。エッチングパターン層１７００は互いに離隔した少なくとも一つのナノパターンを含み得る。エッチングパターン層１７００はポリマー、ポリスチレンスフィア、シリカスフィア等を含み得るが、パターンを形成できる材料であれば特に限定されない。
【0100】
一例として、エッチングパターン層１７００がポリマーを含む場合、ポリマーを用いてパターンを形成できる通常の方法を採用することができる。例えば、フォトリソグラフィ、ｅ－ビームリソグラフィ、ナノインプリントリソグラフィ等の方法でポリマーを含むエッチングパターン層１７００を形成することができる。
【0101】
例示的な実施形態で、エッチングパターン層１７００はナノインプリントリソグラフィで形成され得、エッチングパターン層１７００のナノパターンはナノインプリント樹脂を含み得る。前記樹脂はフッ化単量体（Ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ ｍｏｎｏｍｅｒ）、アクリレート単量体（Ａｃｒｙｌａｔｅ ｍｏｎｏｍｅｒ）、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（Ｄｉｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌ ｈｅｘａａｃｒｙｌａｔｅ）、ジプロピレングリコールジアクリレート（Ｄｉｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ ｄｉａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリエチレングリコールフェニルエーテルアクリレート（ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ） ｐｈｅｎｙｌｅｔｈｅｒａｃｒｙｌａｔｅ）、ブチルヒドロキシトルエン（Ｂｕｔｙｌａｔｅｄ ｈｙｄｒｏｘｙ ｔｏｌｕｅｎｅ，ＢＨＴ）、１－ヒドロキシ－シクロヘキシルフェニルケトン（１－ｈｙｄｒｏｘｙ－ｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌｐｈｅｎｙｌｋｅｔｏｎｅ，Ｉｒｇａｃｕｒｅ １８４）等を含み得るが、これに限定されるものではない。
【0102】
次に図７を参照すると、エッチングパターン層１７００に沿って半導体構造物３０００をエッチングして半導体結晶３０００’を形成する。半導体構造物３０００がエッチングされて形成された半導体結晶３０００’は発光素子３００の第１半導体層３１０、第２半導体層３２０、活性層３３０および電極層３７０を含み得る。
【0103】
半導体構造物３０００をエッチングする工程は通常の方法で行われることができる。例えば、エッチング工程は乾式エッチング法、湿式エッチング法、反応性イオンエッチング法（Ｒｅａｃｔｉｖｅ ｉｏｎ ｅｔｃｈｉｎｇ，ＲＩＥ）、誘導結合プラズマ反応性イオンエッチング法（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ ｒｅａｃｔｉｖｅ ｉｏｎ ｅｔｃｈｉｎｇ，ＩＣＰ－ＲＩＥ）等であり得る。乾式エッチング法の場合は異方性エッチングが可能であるため垂直エッチングに適する。上述した方法のエッチング法を用いる場合、エッチングエッチャント（Ｅｔｃｈａｎｔ）はＣｌ２またはＯ２等であり得る。ただし、これに限定されるものではない。
【0104】
図面には半導体構造物３０００を下部基板２０００に垂直な方向にエッチングしてエッチング穴（ｈｏｌｅ）を形成することによって半導体結晶３０００’を形成することが示されている。ただし、これに限定されず、半導体結晶３０００’を形成するステップは複数のエッチング工程によって行われることもできる。これに係る詳しい説明は省略する。
【0105】
次に、半導体結晶３０００’の外側面を部分的に囲む絶縁膜３８０を形成して半導体ロッドＲＯＤを形成する。
【0106】
図８および図９を参照すると、絶縁膜３８０は半導体結晶３０００’の外面を囲む絶縁被膜３８００を形成し、電極層３７０の上面が露出するように絶縁被膜３８００を部分的に除去することによって形成されることができる。
【0107】
絶縁被膜３８００は半導体ロッドＲＯＤの外面に形成される絶縁材として、垂直にエッチングされた半導体結晶３０００’の外面に絶縁材を塗布したり浸漬させる方法等を用いて形成されることができる。ただし、これに限定されるものではない。一例として、絶縁被膜３８００は原子層蒸着法（Ａｔｏｍｉｃ ｌａｙｅｒ ｄｅｐｓｏｔｉｏｎ，ＡＬＤ）で形成されることができる。
【0108】
絶縁被膜３８００は半導体結晶３０００’の側面、上面および半導体結晶３０００’が離隔した領域で露出した分離層２３００上にも形成されることができる。絶縁被膜３８００は後続工程で一部が除去されて電極層３７０の上面を露出し得、これと同時に分離層２３００上に配置された絶縁被膜３８００も一部除去されることができる。絶縁被膜３８００を部分的に工程は異方性エッチングである乾式エッチングやエッチバック等の工程が行われ得る。
【0109】
次に図１０を参照すると、分離層２３００を除去して半導体ロッドＲＯＤを下部基板２０００から分離することができる。半導体ロッドＲＯＤを分離するステップは化学的分離方法（ＣＬＯ）により分離層２３００を除去するステップを含み得る。分離層２３００を除去するために、フッ酸（ＨＦ）またはバッファ酸化エッチング（Ｂｕｆｆｅｒｅｄ ｏｘｉｄｅ ｅｔｃｈ，ＢＯＥ）等の分離用エッチング液を用いて湿式エッチング工程を行うことができるが、これに限定されるものではない。
【0110】
次に、図１１を参照すると、半導体ロッドＲＯＤの絶縁膜３８０上に波長変換物質３８５を形成して一実施形態による発光素子３００を製造することができる。波長変換物質３８５を絶縁膜３８０上に形成するステップは特に限定されない。いくつかの実施形態で、発光素子３００の製造方法は半導体ロッドＲＯＤを下部基板２０００から分離した後に波長変換物質３８５を絶縁膜３８０上に付着するステップを含み得る。
【0111】
前述したように波長変換物質３８５は量子ドット材料を含み得る。一例として波長変換物質３８５が量子ドット材料を含む場合、発光素子３００は波長変換物質３８５が分散した溶液Ｓ内に半導体ロッドＲＯＤを浸漬させ、波長変換物質３８５を絶縁膜３８０上に付着させて製造されることができる。ここで半導体ロッドＲＯＤを溶液Ｓ内に浸漬させる工程は下部基板２０００から半導体ロッドＲＯＤを分離した後に行われることができる。半導体ロッドＲＯＤは溶液Ｓ内で分散し、波長変換物質３８５が絶縁膜３８０上に付着することによって発光素子３００を形成することができる。ただし、これに限定されるものではない。一例として半導体ロッドＲＯＤは下部基板２０００に付着した状態で溶液Ｓに浸漬されることもできる。この場合、絶縁膜３８０上に波長変換物質３８５を付着させて発光素子３００を形成した後にこれを下部基板２０００から分離することもできる。
【0112】
半導体ロッドＲＯＤは絶縁膜３８０、電極層３７０および第１半導体層３１０の露出した外面が、波長変換物質３８５が分散した溶液Ｓと接触し得る。電極層３７０と第１半導体層３１０とは異なって絶縁性物質を含む絶縁膜３８０は波長変換物質３８５と比較的強い引力を形成することができる。そのため半導体ロッドＲＯＤが溶液Ｓ内に浸漬されると波長変換物質３８５は絶縁膜３８０の外面に大部分を付着し得る。
【0113】
一方、後述するように、一実施形態による表示装置１０は上述した波長変換物質３８５を含む発光素子３００を含み得る。発光素子３００は波長変換物質３８５を含んだ溶液Ｓに分散した状態で準備され、表示装置１０の製造工程で電極上に噴射され得る。すなわち、一実施形態によれば、発光素子３００は波長変換物質３８５と共に溶液Ｓ内に分散した状態で製造されることができる。ただし、これに限定されるものではない。
【0114】
また、いくつかの実施形態で波長変換物質３８５は半導体ロッドＲＯＤを下部基板２０００から分離する前に絶縁膜３８０に付着することができ、場合によっては、波長変換物質３８５は絶縁膜３８０上で直接合成されることもできる。
【0115】
図１２は他の実施形態による発光素子の製造方法の一部を示す概略図である。
【0116】
図１２を参照すると、半導体ロッドＲＯＤの絶縁膜３８０上に波長変換物質３８５を形成または付着する工程は半導体ロッドＲＯＤを下部基板２０００から分離する前に行われることもできる。半導体ロッドＲＯＤが下部基板２０００に付着した状態で溶液Ｓに浸漬されても、波長変換物質３８５は半導体ロッドＲＯＤの絶縁膜３８０と比較的強い引力を形成して大部分が絶縁膜３８０に付着し得る。
【0117】
半導体ロッドＲＯＤは波長変換物質３８５が絶縁膜３８０に付着することによって発光素子３００を形成することができ、発光素子３００は後続工程で分離層２３００を除去して下部基板２０００から分離することができる。図１２に示された発光素子３００の製造方法は図１０とは異なり半導体ロッドＲＯＤが付着した下部基板２０００を波長変換物質３８５が分散した溶液Ｓに浸漬させる点で相違点がある。これに係る詳しい説明は上述した内容と同様であるため省略する。
【0118】
【0119】
図１３および図１４を参照すると、一実施形態による発光素子３００は絶縁膜３８０上で波長変換物質３８５を直接合成することによって製造されることができる。本実施形態による発光素子３００の製造方法は波長変換物質３８５が絶縁膜３８０上で合成されて形成されることを除いては図１１の実施形態と同一である。以下では重複する説明は省略して相違点を中心に説明する。
【0120】
いくつかの実施形態によれば、波長変換物質３８５は量子ドット材料を含み得、量子ドット材料は一つの量子ドットが他の量子ドットを囲むコア／シェル構造を有することもできる。コア／シェル構造を有する量子ドット材料はコア部をなす材料である第１前駆体３８５ａを対象表面に吸着させた後、シェル部をなす材料である第２前駆体３８５ｂを第１前駆体３８５ａと反応させることによって形成されることができる。
【0121】
先に、図１３に示すように、絶縁膜３８０を含む半導体ロッドＲＯＤを第１前駆体３８５ａが分散した第１溶液Ｓ１に浸漬させる。第１前駆体３８５ａは半導体ロッドＲＯＤの絶縁膜３８０に含まれた材料と引力を形成して吸着することができる。
【0122】
次に、図１４に示すように、絶縁膜３８０上に第１前駆体３８５ａが付着した半導体ロ
ッドＲＯＤを第２前駆体３８５ｂが分散した第２溶液Ｓ２に浸漬させて波長変換物質３８５を形成する。第２前駆体３８５ｂは第２溶液Ｓ２内で半導体ロッドＲＯＤの絶縁膜３８０に付着した第１前駆体３８５ａと反応して波長変換物質３８５を形成することができる。このような方法で半導体ロッドＲＯＤを下部基板２０００から分離した後、絶縁膜３８０上に直接波長変換物質３８５を合成して発光素子３００を製造することもできる。一方、いくつかの実施形態で、第１前駆体３８５ａが吸着した半導体ロッドＲＯＤを第２溶液Ｓ２に浸漬させる前に、前記半導体ロッドＲＯＤを洗浄するステップが行われることもできる。ただし、これに限定されない。
ッドＲＯＤを第２前駆体３８５ｂが分散した第２溶液Ｓ２に浸漬させて波長変換物質３８５を形成する。第２前駆体３８５ｂは第２溶液Ｓ２内で半導体ロッドＲＯＤの絶縁膜３８０に付着した第１前駆体３８５ａと反応して波長変換物質３８５を形成することができる。このような方法で半導体ロッドＲＯＤを下部基板２０００から分離した後、絶縁膜３８０上に直接波長変換物質３８５を合成して発光素子３００を製造することもできる。一方、いくつかの実施形態で、第１前駆体３８５ａが吸着した半導体ロッドＲＯＤを第２溶液Ｓ２に浸漬させる前に、前記半導体ロッドＲＯＤを洗浄するステップが行われることもできる。ただし、これに限定されない。
【0123】
図１３および図１４を参照して上述した発光素子３００の製造方法は図１２を参照して上述した方法にも同様に適用することができる。すなわち、発光素子３００は半導体ロッドＲＯＤを下部基板２０００から分離する前に第１溶液Ｓ１と第２溶液Ｓ２に連続的に浸漬させる工程を行って波長変換物質３８５を形成した後、下部基板２０００から分離することによって製造されることもできる。これに係る詳しい説明は省略する。
【0124】
以上で説明した方法により一実施形態による発光素子３００を製造することができる。発光素子３００は同じエピタキシャル成長工程によって特定波長帯の光を放出する活性層３３０を含み、絶縁膜３８０に配置される波長変換物質３８５により外部に放出する光の波長帯が変わる。一実施形態によれば、発光素子３００の製造方法は、同じエピタキシャル成長工程のみを行って同じ活性層３３０を含んでも波長変換物質３８５の種類を異にして多様な色の光を放出する発光素子３００を製造することができる。そのため発光素子３００の製造工程費用を節減することができ、生産収率を向上させることもできる。
【0125】
以下では他の実施形態による発光素子３００について説明する。
【0126】
【0127】
図１５および図１６を参照すると、一実施形態による発光素子３００は絶縁膜３８０上に配置される散乱体３８６をさらに含み得る。本実施形態による発光素子３００は散乱体３８６をさらに含むことを除いては図１の発光素子３００と同一である。以下では重複する説明は省略して相違点を中心に説明する。
【0128】
一実施形態による散乱体３８６は入射される光の少なくとも一部を散乱させる材料を含み得る。例えば、散乱体３８６は光散乱粒子であり得、いくつかの実施形態で散乱体３８６は金属酸化物粒子または有機粒子であり得る。前記金属酸化物としては酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）または酸化スズ（ＳｎＯ２）等を例示することができ、前記有機粒子の材料としてはアクリル系樹脂またはウレタン系樹脂等を例示することができる。一実施形態による散乱体３８６は直径Ｄｐ２が波長変換物質３８５の直径Ｄｐ１より大きくてもよいが、これに限定されない。
【0129】
散乱体３８６は波長変換物質３８５から放出された光Ｌ’の波長を実質的に変換させず、かつ前記光Ｌ’の入射方向と関係がなくランダムな方向に光を散乱させることができる。図１６に示すように、発光素子３００の活性層３３０から放出された光Ｌの少なくとも一部は波長変換物質３８５に入射され、波長変換物質３８５は前記光Ｌを他の中心波長帯域を有する光Ｌ’に変換させて放出することができる。波長変換物質３８５から放出された光Ｌ’は活性層３３０から入射された光Ｌの入射方向と関係がなくランダムな方向に光を放出し、これらのうち少なくとも一部は散乱体３８６に入射され得る。散乱体３８６は波長変換物質３８５から放出されて入射された光Ｌ’を入射方向と関係がなくランダムな方向に散乱させることができる。そのため、一実施形態による発光素子３００は絶縁膜３８０の側面を基準として無作為の方向に光Ｌ’を放出することができ、発光素子３００から放出された光Ｌ’の側面視認性を向上させることができる。
【0130】
図１７はまた他の実施形態による発光素子の絶縁膜を拡大して示す概略図である。
【0131】
図１７を参照すると、一実施形態による発光素子３００は絶縁膜３８０に結合されたリガンド３８７をさらに含み、波長変換物質３８５はリガンド３８７と結合され得る。本実施形態による発光素子３００は絶縁膜３８０に結合されたリガンド３８７をさらに含むことを除いては図１の発光素子３００と同一である。以下では重複する説明は省略して相違点を中心に説明する。
【0132】
前述したように、絶縁膜３８０は外面が表面処理され得る。絶縁膜３８０の表面処理は発光素子３００がインク内で凝集せず分散した状態を保持するための表面処理であり得るが、いくつかの実施形態では発光素子３００の絶縁膜３８０にリガンド３８７を結合させるための表面処理でもあり得る。
【0133】
発光素子３００の波長変換物質３８５は絶縁膜３８０上に物理的または化学的に吸着して配置され得る。絶縁膜３８０に配置された波長変換物質３８５の数が充分でない場合、発光素子３００の活性層３３０から放出された光のうち少なくとも一部は波長変換物質３８５に入射されず外部に放出されることもできる。この場合、発光素子３００は活性層３３０から放出された光と波長変換物質３８５で変換された光が混合されて放出され、発光素子３００の色純度が低くなる。一実施形態による発光素子３００は、絶縁膜３８０に結合されて波長変換物質３８５と化学結合を形成できるリガンド３８７をさらに含み、絶縁膜３８０上に配置される波長変換物質３８５の密度を増加させることができる。
【0134】
リガンド３８７の種類は特に限定されない。図面では具体的に示していないが、いくつかの実施形態でリガンド３８７は絶縁膜３８０に含まれた材料と化学結合を形成できる第１官能基および波長変換物質３８５と化学結合を形成できる第２官能基を含み得る。ただし、これに限定されない。
【0135】
一方、発光素子３００の構造は図１に示されたところに限定されず、他の構造を有することもできる。
【0136】
図１８は他の実施形態による発光素子の概略図である。
【0137】
図１８を参照すると、発光素子３００’は一方向に延びた形状を有するが、部分的に側面が傾斜した形状を有し得る。すなわち、一実施形態による発光素子３００’は部分的に円錘形の形状を有し得る。発光素子３００’は複数の層が一方向に積層されず、各層がいずれか他の層の外面を囲むように形成されることができる。図１８の発光素子３００’は各層の形状が一部相異することを除いては図１の発光素子３００と同一である。以下では同じ内容は省略して相違点について説明する。
【0138】
一実施形態によれば、第１半導体層３１０’は一方向に延びて両端部が中心部に向かって傾斜して形成されることができる。図１８の第１半導体層３１０’はロッド形または円筒形の本体部と、前記本体部の上部および下部にそれぞれ円錘形の端部が形成された形状であり得る。前記本体部の上段部は下段部に比べてさらに急な傾斜を有し得る。
【0139】
活性層３３０’は第１半導体層３１０’の前記本体部の外面を囲むように配置される。活性層３３０’は一方向に延びた環状の形状を有し得る。活性層３３０’は第１半導体層３１０’の上段部および下段部上には形成されなくてもよい。すなわち、活性層３３０’は第１半導体層３１０’の平行な側面にのみ接触し得る。
【0140】
第２半導体層３２０’は活性層３３０’の外面と第１半導体層３１０’の上段部を囲むように配置される。第２半導体層３２０’は一方向に延びた環状の本体部と側面が傾斜するように形成された上段部を含み得る。すなわち、第２半導体層３２０’は活性層３３０’の平行な側面と第１半導体層３１０’の傾斜した上段部に直接接触することができる。ただし、第２半導体層３２０’は第１半導体層３１０’の下段部には形成されない。
【0141】
電極層３７０’は第２半導体層３２０’の外面を囲むように配置される。すなわち、電極層３７０’の形状は実質的に第２半導体層３２０’と同一であり得る。すなわち、電極層３７０’は第２半導体層３２０’の外面に全面的に接触することができる。
【0142】
絶縁膜３８０’は電極層３７０’および第１半導体層３１０’の外面を囲むように配置され得る。絶縁膜３８０’は電極層３７０’を含み、第１半導体層３１０’の下段部および活性層３３０’と第２半導体層３２０’の露出した下段部と直接接触し得る。
【0143】
前述したように、発光素子３００は波長変換物質３８５または散乱体３８６を含み、活性層３３０から放出された光Ｌを他の波長帯を有する光Ｌ’に変換させて放出することができる。また、一実施形態によれば、表示装置１０は少なくとも一つの発光素子３００を含み、特定波長帯の光を表示することができる。
【0144】
図１９は一実施形態による表示装置の概略的な平面図である。
【0145】
図１９を参照すると、表示装置１０は動画や静止映像を表示する。表示装置１０は表示画面を提供するすべての電子装置を指す。例えば、表示画面を提供するテレビ、ノートブック、モニタ、広告板、モノのインターネット、モバイルフォン、スマートフォン、タブレットＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、電子時計、スマートウォッチ、ウォッチフォン、ヘッドマウントディスプレイ、移動通信端末機、電子手帳、電子ブック、ＰＭＰ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｐｌａｙｅｒ）、ナビゲーション、ゲーム機、デジタルカメラ、ビデオカメラ等が表示装置１０に含まれ得る。
【0146】
表示装置１０は表示画面を提供する表示パネルを含む。表示パネルの例としてはＬＥＤ表示パネル、有機発光表示パネル、量子ドット発光表示パネル、プラズマ表示パネル、電界放出表示パネル等が挙げられる。以下では表示パネルの一例として、ＬＥＤ表示パネルが適用された場合を例示するが、それに限定されるものではなく、同じ技術的思想が適用可能であれば他の表示パネルにも適用することができる。
【0147】
表示装置１０の形状は多様に変形することができる。例えば、表示装置１０は横が長い長方形、縦が長い長方形、正方形、コーナー部（頂点）が丸い四角形、その他の多角形、円形等の形状を有し得る。表示装置１０の表示領域ＤＡの形状もまた、表示装置１０の全般的な形状と類似し得る。図１９では横が長い長方形形状の表示装置１０および表示領域ＤＡが例示している。
【0148】
表示装置１０は表示領域ＤＡと非表示領域ＮＤＡを含み得る。表示領域ＤＡは画面が表示され得る領域であり、非表示領域ＮＤＡは画面が表示されない領域である。表示領域ＤＡは活性領域、非表示領域ＮＤＡは非活性領域ともいう。
【0149】
表示領域ＤＡは概して表示装置１０の中央を占め得る。表示領域ＤＡは複数の画素ＰＸを含み得る。複数の画素ＰＸは行列方向に配列され得る。各画素ＰＸの形状は平面上長方形または正方形であり得るが、これに限定されるものではなく各辺が第１方向ＤＲ１に対して傾いた菱形形状でもあり得る。画素ＰＸそれぞれは特定波長帯の光を放出する発光素子３００を一つ以上含み、特定色を表示することができる。
【0150】
図２０は一実施形態による表示装置の一画素の概略的な平面図である。
【0151】
図２０を参照すると、複数の画素ＰＸそれぞれは第１サブ画素ＰＸ１、第２サブ画素ＰＸ２および第３サブ画素ＰＸ３を含み得る。第１サブ画素ＰＸ１は第１色の光を発光し、第２サブ画素ＰＸ２は第２色の光を発光し、第３サブ画素ＰＸ３は第３色の光を発光し得る。第１色は青色、第２色は緑色、第３色は赤色であり得るが、これに限定されず、各サブ画素ＰＸｎが同じ色の光を発光することもできる。また、図２０では画素ＰＸが３個のサブ画素ＰＸｎを含むことを例示したが、これに限定されず、画素ＰＸはより多くの数のサブ画素ＰＸｎを含み得る。
【0152】
一方、本明細書で各構成要素を指称する「第１」、「第２」等が使われるが、これは前記構成要素を単に区別するために使われ、必ずしも該当構成要素を意味するものではない。すなわち、第１、第２などと定義された構成が必ずしも特定構造または位置に限定される構成ではなく、場合によっては別の番号が付与されることができる。したがって、各構成要素に付与された番号は図面および以下の説明により説明され得、以下で言及される第１構成要素は本発明の技術的思想内で第２構成要素であり得るのはもちろんである。
【0153】
表示装置１０の各サブ画素ＰＸｎは発光領域ＥＭＡと定義される領域を含み得る。第１サブ画素ＰＸ１は第１発光領域ＥＭＡ１を、第２サブ画素ＰＸ２は第２発光領域ＥＭＡ２を、第３サブ画素ＰＸ３は第３発光領域ＥＭＡ３を含み得る。発光領域ＥＭＡは表示装置１０に含まれる発光素子３００が配置されて特定波長帯の光が出射される領域と定義することができる。発光素子３００は活性層３３０を含み、活性層３３０は特定波長帯の光を方向性なしに放出することができる。すなわち、発光素子３００の活性層３３０から放出された光は発光素子３００の両端部方向を含み、発光素子３００の側面方向にも放出されることができる。各サブ画素ＰＸｎの発光領域ＥＭＡは発光素子３００が配置された領域を含み、発光素子３００と隣接する領域に発光素子３００から放出された光が出射される領域を含み得る。また、これに限定されず、発光領域ＥＭＡは発光素子３００から放出された光が他の部材によって反射したり屈折して出射される領域も含み得る。複数の発光素子３００は各サブ画素ＰＸｎに配置され、これらが配置された領域とこれに隣接する領域を含み、発光領域ＥＭＡを形成することができる。
【0154】
図面に示していないが、表示装置１０の各サブ画素ＰＸｎは発光領域ＥＭＡ以外の領域として定義された非発光領域を含み得る。非発光領域は発光素子３００が配置されず、発光素子３００から放出された光が到達しないため光が出射されない領域と定義することができる。
【0155】
表示装置１０の各サブ画素ＰＸｎは複数の電極２１０，２２０、発光素子３００、複数のバンク（４１０，４２０，４３０，図２２に図示）および少なくとも一つの絶縁層（５１０，５２０，５５０，図２２に図示）を含み得る。
【0156】
複数の電極２１０，２２０は発光素子３００と電気的に接続され、発光素子３００が特定波長帯の光を放出するように所定の電圧の印加を受けることができる。また、各電極２１０，２２０の少なくとも一部は発光素子３００を整列するためにサブ画素ＰＸｎ内に電場を形成するために活用されることができる。
【0157】
複数の電極２１０，２２０は第１電極２１０および第２電極２２０を含み得る。例示的な実施形態で、第１電極２１０は各サブ画素ＰＸｎごとに分離した画素電極であり、第２電極２２０は各サブ画素ＰＸｎに沿って共通に連結された共通電極であり得る。第１電極２１０と第２電極２２０のいずれか一つは発光素子３００のアノード（Ａｎｏｄｅ）電極であり、他の一つは発光素子３００のカソード（Ｃａｔｈｏｄｅ）電極であり得る。ただし、これに限定されずその逆の場合でもあり得る。
【0158】
第１電極２１０と第２電極２２０はそれぞれ第１方向ＤＲ１に延びて配置される電極幹部２１０Ｓ，２２０Ｓと電極幹部２１０Ｓ，２２０Ｓで第１方向ＤＲ１と交差する方向である第２方向ＤＲ２に延びて分枝する少なくとも一つの電極枝部２１０Ｂ，２２０Ｂを含み得る。
【0159】
第１電極２１０は第１方向ＤＲ１に延びて配置される第１電極幹部２１０Ｓと第１電極幹部２１０Ｓから分枝して第２方向ＤＲ２に延びた少なくとも一つの第１電極枝部２１０Ｂを含み得る。
【0160】
任意の一画素の第１電極幹部２１０Ｓは両端が各サブ画素ＰＸｎの間で離隔して終止するが、同一行（例えば、第１方向ＤＲ１に隣接する）で隣り合うサブ画素の第１電極幹部２１０Ｓと実質的に同一直線上に置かれ得る。各サブ画素ＰＸｎに配置される第１電極幹部２１０Ｓは両端が相互離隔することによって各第１電極枝部２１０Ｂに互いに異なる電気信号を印加することができ、第１電極枝部２１０Ｂはそれぞれ別に駆動されることができる。
【0161】
第１電極枝部２１０Ｂは第１電極幹部２１０Ｓの少なくとも一部から分枝して第２方向ＤＲ２に延びて配置されるが、第１電極幹部２１０Ｓと対向して配置された第２電極幹部２２０Ｓと離隔した状態で終止し得る。
【0162】
第２電極２２０は第１方向ＤＲ１に延びて第１電極幹部２１０Ｓと第２方向ＤＲ２に離隔して対向する第２電極幹部２２０Ｓと第２電極幹部２２０Ｓから分枝して第２方向ＤＲ２に延びた第２電極枝部２２０Ｂを含み得る。第２電極幹部２２０Ｓは他端部が第１方向ＤＲ１に隣接する他のサブ画素ＰＸｎの第２電極幹部２２０Ｓと連結され得る。すなわち、第２電極幹部２２０Ｓは第１電極幹部２１０Ｓとは異なり第１方向ＤＲ１に延びて各サブ画素ＰＸｎを横切るように配置され得る。各サブ画素ＰＸｎを横切る第２電極幹部２２０Ｓは各画素ＰＸまたはサブ画素ＰＸｎが配置された表示領域ＤＡの外郭部、または非表示領域ＮＤＡで一方向に延びた部分と連結され得る。
【0163】
第２電極枝部２２０Ｂは第１電極枝部２１０Ｂと離隔して対向し、第１電極幹部２１０Ｓと離隔した状態で終止し得る。第２電極枝部２２０Ｂは第２電極幹部２２０Ｓと連結され、延びた方向の端部は第１電極幹部２１０Ｓと離隔した状態でサブ画素ＰＸｎ内に配置され得る。
【0164】
図面では各サブ画素ＰＸｎに二つの第１電極枝部２１０Ｂが配置され、その間に一つの第２電極枝部２２０Ｂが配置されたことを示しているが、これに限定されない。また、第１電極２１０と第２電極２２０は必ずしも一方向に延びた形状のみを有するものでなく、多様な構造に配置され得る。例えば、第１電極２１０と第２電極２２０は部分的に丸くなったり、折り曲がった形状を有することができ、いずれか一つの電極が他の電極を囲むように配置されることもできる。第１電極２１０と第２電極２２０は少なくとも一部の領域が互いに離隔して対向することによって、その間に発光素子３００が配置される空間が形成されればこれらが配置される構造や形状は特に限定されない。
【0165】
また、第１電極２１０と第２電極２２０はそれぞれコンタクトホール、例えば第１電極コンタクトホールＣＮＴＤおよび第２電極コンタクトホールＣＮＴＳを介して表示装置１０の回路素子層（ＰＡＬ、図２２に図示）と電気的に接続され得る。図面には第１電極コンタクトホールＣＮＴＤは各サブ画素ＰＸｎの第１電極幹部２１０Ｓごとに形成され、第２電極コンタクトホールＣＮＴＳは各サブ画素ＰＸｎを横切る一つの第２電極幹部２２０Ｓに一つのみが形成されたことを示している。ただし、これに限定されず、場合によっては第２電極コンタクトホールＣＮＴＳも各サブ画素ＰＸｎごとに形成されることができる。
【0166】
複数のバンク４１０，４２０，４３０は各サブ画素ＰＸｎ間の境界に配置される外部バンク４３０、各サブ画素ＰＸｎの中心部と隣接して各電極２１０，２２０の下部に配置される複数の内部バンク４１０，４２０を含み得る。図面には複数の内部バンク４１０，４２０が示されていないが、第１電極枝部２１０Ｂと第２電極枝部２２０Ｂの下部にはそれぞれ第１内部バンク４１０と第２内部バンク４２０が配置され得る。これらに係る説明は他の図面を参照して後述する。
【0167】
外部バンク４３０は各サブ画素ＰＸｎ間の境界に配置され得る。複数の第１電極幹部２１０Ｓは各端部が外部バンク４３０を基準として互いに離隔して終止し得る。外部バンク４３０は第２方向ＤＲ２に延びて第１方向ＤＲ１に配列されたサブ画素ＰＸｎの境界に配置され得る。ただしこれに限定されず、外部バンク４３０は第１方向ＤＲ１に延びて第２方向ＤＲ２に配列されたサブ画素ＰＸｎの境界にも配置され得る。外部バンク４３０は内部バンク４１０，４２０と同じ材料を含み、一つの工程で同時に形成されることができる。
【0168】
複数の発光素子３００は第１電極２１０と第２電極２２０の間に配置され得る。図面に示すように、発光素子３００は第１電極枝部２１０Ｂと第２電極枝部２２０Ｂの間に配置され得る。複数の発光素子３００のうち少なくとも一部は一端部が第１電極２１０と電気的に接続され、他端部が第２電極２２０と電気的に接続され得る。発光素子３００の両端部はそれぞれ第１電極枝部２１０Ｂと第２電極枝部２２０Ｂ上に置かれるように配置されるが、これに限定されない。場合によっては、発光素子３００は両端部と第１電極２１０および第２電極２２０と重ならないようにこれらの間に配置されることもできる。
【0169】
複数の発光素子３００は各電極２１０，２２０の間で互いに離隔して配置されて実質的に互に平行するように整列することができる。発光素子３００が離隔する間隔は特に限定されない。場合によって複数の発光素子３００が隣接するように配置されて群れをなし、他の複数の発光素子３００は一定間隔離隔した状態で群れをなすこともでき、不均一な密集度を有するものの一方向に配向されて整列することもできる。また、例示的な実施形態で発光素子３００は一方向に延びた形状を有し、各電極、例えば第１電極枝部２１０Ｂと第２電極枝部２２０Ｂが延びた方向と発光素子３００が延びた方向は実質的に垂直をなすことができる。ただし、これに限定されず、発光素子３００は第１電極枝部２１０Ｂと第２電極枝部２２０Ｂが延びた方向に垂直せず斜めに配置されることもできる。
【0170】
一方、一実施形態による発光素子３００は、波長変換物質３８５の含み、同じ活性層３３０を含んでも互いに異なる波長帯の光を外部に放出することができる。一実施形態による表示装置１０は活性層３３０から放出された光と発光素子３００の外部に放出された光が同じである第１発光素子３０１、活性層３３０から放出された光と発光素子３００の外部に放出された光が互いに異なる中心波長帯域を有する第２発光素子３０２および第３発光素子３０３を含み得る。
【0171】
図２１は一実施形態による表示装置の概略的な断面図である。
【0172】
図２１を参照すると、表示装置１０は第１サブ画素ＰＸ１に配置された第１発光素子３０１、第２サブ画素ＰＸ２に配置された第２発光素子３０２および第３サブ画素ＰＸ３に配置された第３発光素子３０３を含み得る。
【0173】
第１発光素子３０１は中心波長帯域が第１波長である第１光Ｌ１を放出する活性層３３０を含み、絶縁膜３８０上には波長変換物質３８５が配置されなくてもよい。すなわち、第１発光素子３０１は活性層３３０から放出された光が波長変換物質３８５により変換されず、第１発光素子３０１の外部に放出されることができる。ただし、これに限定されず、第１発光素子３０１は絶縁膜３８０上に散乱体３８６が配置され得る。そのため、第１サブ画素ＰＸ１では第１発光素子３０１の第１光Ｌ１が出射されることができる。
【0174】
第２発光素子３０２は第１光Ｌ１を放出する活性層３３０を含むが、絶縁膜３８０上に配置されて第１光Ｌ１を中心波長帯域が第１波長と異なる第２波長の第２光Ｌ２に変換させる第１波長変換物質を含み得る。第２発光素子３０２は活性層３３０から放出された第１光Ｌ１が第１波長変換物質に入射されて第２光Ｌ２に変換されて第２発光素子３０２の外部に放出されることができる。そのため、第２サブ画素ＰＸ２では第２発光素子３０２の第２光Ｌ２が出射されることができる。
【0175】
第３発光素子３０３は第１光Ｌ１を放出する活性層３３０を含むが、絶縁膜３８０上に配置されて第１光Ｌ１を中心波長帯域が第１波長および第２波長と異なる第３波長の第３光Ｌ３に変換させる第２波長変換物質を含み得る。第３発光素子３０３は活性層３３０から放出された第１光Ｌ１が第２波長変換物質に入射されて第３光Ｌ３に変換されて第３発光素子３０３の外部に放出されることができる。そのため、第３サブ画素ＰＸ３では第３発光素子３０３の第３光Ｌ３が出射されることができる。いくつかの実施形態で、第１波長変換物質と第２波長変換物質はそれぞれ量子ドットからなる。この場合、第１波長変換物質をなす量子ドットの粒子の大きさは第２波長変換物質をなす量子ドットの大きさと異なってもよい。ただし、これに限定されない。
【0176】
一実施形態による表示装置１０は、それぞれ同じ光を放出する活性層３３０を含むが、互いに異なる光を外部に放出する第１発光素子３０１、第２発光素子３０２および第３発光素子３０３を含み得る。第１発光素子３０１、第２発光素子３０２および第３発光素子３０３は、それぞれ第１光Ｌ１を放出する活性層３３０を含み得、絶縁膜３８０上に配置された波長変換物質３８５を介して第１光Ｌ１を第２光Ｌ２または第３光Ｌ３に変換して放出することができる。そのため表示装置１０は同じ活性層３３０を含む発光素子３００を用いて絶縁膜３８０に配置される波長変換物質３８５の種類を異にすることによって多様な色相の光を表示することができる。
【0177】
いくつかの実施形態で、第１光Ｌ１は中心波長帯域が４５０ｎｍ～４９５ｎｍの範囲を有する青色光であり、第２光Ｌ２は中心波長帯域が４９５ｎｍ～５７０ｎｍの範囲を有する緑色光であり、第３光Ｌ３は中心波長帯域が６２０ｎｍ～７５０ｎｍの範囲を有する赤色光であり得る。ただし、これに限定されない。第１光Ｌ１、第２光Ｌ２および第３光Ｌ３は互いに異なる色の光であり得、同じ色の光であるが、中心波長帯域が前記の範囲と異なってもよい。
【0178】
また、図面には示していないが、表示装置１０は第１電極２１０および第２電極２２０の少なくとも一部を覆う第１絶縁層５１０を含み得る。
【0179】
第１絶縁層５１０は表示装置１０の各サブ画素ＰＸｎに配置され得る。第１絶縁層５１０は実質的に各サブ画素ＰＸｎを全面的に覆うように配置され得、隣り合う他のサブ画素ＰＸｎにも延びて配置され得る。第１絶縁層５１０は第１電極２１０と第２電極２２０の少なくとも一部を覆うように配置され得る。図２に示していないが、第１絶縁層５１０は第１電極２１０および第２電極２２０の一部、具体的には第１電極枝部２１０Ｂと第２電極枝部２２０Ｂの一部領域を露出するように配置され得る。
【0180】
表示装置１０は第１絶縁層５１０以外にも各電極２１０，２２０の下部に位置する回路素子層ＰＡＬと、各電極２１０，２２０および発光素子３００の少なくとも一部を覆うように配置される第２絶縁層（５２０，図２２に図示）およびパッシベーション層（５５０，図２２に図示）を含み得る。以下では図２２を参照して表示装置１０の構造について詳しく説明する。
【0181】
【0182】
【0183】
図２０および図２２を参照すると、表示装置１０は回路素子層ＰＡＬと発光層ＥＭＬを含み得る。回路素子層ＰＡＬは基板１１０、バッファ層１１５、遮光層ＢＭＬ、第１および第２トランジスタ１２０，１４０等を含み、発光層ＥＭＬは第１および第２トランジスタ１２０，１４０の上部に配置された複数の電極２１０，２２０、発光素子３００、複数の絶縁層５１０，５２０，５５０等を含み得る。
【0184】
基板１１０は絶縁基板であり得る。基板１１０はガラス、石英、または高分子樹脂等の絶縁物質からなる。また、基板１１０はリジッド基板であり得るが、ベンディング（ｂｅｎｄｉｎｇ）、フォールディング（ｆｏｌｄｉｎｇ）、ローリング（ｒｏｌｌｉｎｇ）等が可能なフレキシブル（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）基板でもあり得る。
【0185】
遮光層ＢＭＬは基板１１０上に配置され得る。遮光層ＢＭＬは第１遮光層ＢＭＬ１および第２遮光層ＢＭＬ２を含み得る。第１遮光層ＢＭＬ１は後述する第１トランジスタ１２０の第１ドレイン電極１２３と電気的に接続され得る。第２遮光層ＢＭＬ２は第２トランジスタ１４０の第２ドレイン電極１４３と電気的に接続され得る。
【0186】
第１遮光層ＢＭＬ１と第２遮光層ＢＭＬ２はそれぞれ第１トランジスタ１２０の第１活性物質層１２６および第２トランジスタ１４０の第２活性物質層１４６と重なるように配置される。第１および第２遮光層ＢＭＬ１，ＢＭＬ２は光を遮断する材料を含み、第１および第２活性物質層１２６，１４６に光が入射されることを防止することができる。一例として、第１および第２遮光層ＢＭＬ１，ＢＭＬ２は光の透過を遮断する不透明な金属物質で形成されることができる。ただし、これに限定されず、場合によって遮光層ＢＭＬは省略することができる。
【0187】
バッファ層１１５は遮光層ＢＭＬと基板１１０上に配置される。バッファ層１１５は遮光層ＢＭＬを含み、基板１１０を全面的に覆うように配置され得る。バッファ層１１５は不純物イオンが拡散されることを防止して水分や外気の浸透を防止し、表面平坦化機能をすることができる。また、バッファ層１１５は遮光層ＢＭＬと第１および第２活性物質層１２６，１４６を相互絶縁させ得る。
【0188】
バッファ層１１５上には半導体層が配置される。半導体層は第１トランジスタ１２０の第１活性物質層１２６、第２トランジスタ１４０の第２活性物質層１４６および補助層１６３を含み得る。半導体層は多結晶シリコン、単結晶シリコン、酸化物半導体等を含み得る。
【0189】
第１活性物質層１２６は第１ドーピング領域１２６ａ、第２ドーピング領域１２６ｂおよび第１チャネル領域１２６ｃを含み得る。第１チャネル領域１２６ｃは第１ドーピング領域１２６ａと第２ドーピング領域１２６ｂの間に配置され得る。第２活性物質層１４６は第３ドーピング領域１４６ａ、第４ドーピング領域１４６ｂおよび第２チャネル領域１４６ｃを含み得る。第２チャネル領域１４６ｃは第３ドーピング領域１４６ａと第４ドーピング領域１４６ｂの間に配置され得る。第１活性物質層１２６および第２活性物質層１４６は多結晶シリコンを含み得る。多結晶シリコンは非晶質シリコンを結晶化して形成されることができる。前記結晶化方法の例としては、ＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ ｔｈｅｒｍａｌ ａｎｎｅａｌｉｎｇ）法、ＳＰＣ（Ｓｏｌｉｄ ｐｈａｓｅ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ）法、ＥＬＡ（Ｅｘｃｉｍｅｒ ｌａｓｅｒ ａｎｎｅａｌｉｎｇ）法、ＭＩＬＣ（Ｍｅｔａｌ ｉｎｄｕｃｅｄ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ）法、ＳＬＳ（Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ ｌａｔｅｒａｌ ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ）法等が挙げられるが、これに限定されるものではない。他の例として第１活性物質層１２６および第２活性物質層１４６は単結晶シリコン、低温多結晶シリコン、非晶質シリコン等を含むこともできる。第１ドーピング領域１２６ａ、第２ドーピング領域１２６ｂ、第３ドーピング領域１４６ａおよび第４ドーピング領域１４６ｂは第１活性物質層１２６および第２活性物質層１４６の一部領域が不純物でドーピングされた領域であり得る。ただし、これに限定されない。
【0190】
半導体層上には第１ゲート絶縁膜１５０が配置される。第１ゲート絶縁膜１５０は半導体層を含み、バッファ層１１５を全面的に覆うように配置され得る。第１ゲート絶縁膜１５０は第１および第２トランジスタ１２０，１４０のゲート絶縁膜として機能することができる。
【0191】
第１ゲート絶縁膜１５０上には第１導電層が配置される。第１導電層は第１ゲート絶縁膜１５０上で第１トランジスタ１２０の第１活性物質層１２６上に配置された第１ゲート電極１２１、第２トランジスタ１４０の第２活性物質層１４６上に配置された第２ゲート電極１４１および補助層１６３上に配置された電源配線１６１を含み得る。第１ゲート電極１２１は第１活性物質層１２６の第１チャネル領域１２６ｃと重なり、第２ゲート電極１４１は第２活性物質層１４６の第２チャネル領域１４６ｃと重なり得る。
【0192】
第１導電層上には層間絶縁膜１７０が配置される。層間絶縁膜１７０は層間絶縁膜の機能をすることができる。また、層間絶縁膜１７０は有機絶縁物質を含み、表面平坦化機能をすることもできる。
【0193】
層間絶縁膜１７０上には第２導電層が配置される。第２導電層は第１トランジスタ１２０の第１ドレイン電極１２３と第１ソース電極１２４、第２トランジスタ１４０の第２ドレイン電極１４３と第２ソース電極１４４、および電源配線１６１の上部に配置された電源電極１６２を含む。
【0194】
第１ドレイン電極１２３と第１ソース電極１２４は層間絶縁膜１７０と第１ゲート絶縁膜１５０を貫くコンタクトホールを介して第１活性物質層１２６の第１ドーピング領域１２６ａおよび第２ドーピング領域１２６ｂとそれぞれ接触し得る。第２ドレイン電極１４３と第２ソース電極１４４は層間絶縁膜１７０と第１ゲート絶縁膜１５０を貫くコンタクトホールを介して第２活性物質層１４６の第３ドーピング領域１４６ａおよび第４ドーピング領域１４６ｂとそれぞれ接触し得る。また、第１ドレイン電極１２３と第２ドレイン電極１４３はまた他のコンタクトホールを介してそれぞれ第１遮光層ＢＭＬ１および第２遮光層ＢＭＬ２と電気的に接続され得る。
【0195】
第２導電層上にはビア層２００が配置される。ビア層２００は有機絶縁物質を含み、表面平坦化機能をすることができる。
【0196】
ビア層２００上には複数のバンク４１０，４２０，４３０と複数の電極２１０，２２０および発光素子３００が配置され得る。
【0197】
複数のバンク４１０，４２０，４３０は各サブ画素ＰＸｎ内で離隔して配置される内部バンク４１０，４２０および隣り合うサブ画素ＰＸｎの境界に配置される外部バンク４３０を含み得る。
【0198】
外部バンク４３０は表示装置１０の製造の際、インクジェットプリンティング装置を用いて発光素子３００が分散したインクを噴射するとき、インクがサブ画素ＰＸｎの境界を越えることを防止する機能をすることができる。ただし、これに限定されるものではない。
【0199】
複数の内部バンク４１０，４２０は各サブ画素ＰＸｎの中心部に隣接して配置された第１内部バンク４１０および第２内部バンク４２０を含み得る。
【0200】
第１内部バンク４１０および第２内部バンク４２０は互いに離隔して対向するように配置される。第１内部バンク４１０上には第１電極２１０が、第２内部バンク４２０上には第２電極２２０が配置され得る。図２０および図２２を参照すると第１内部バンク４１０上には第１電極枝部２１０Ｂが、第２内部バンク４２０上には第２電極枝部２２０Ｂが配置されたものと理解されることができる。
【0201】
第１内部バンク４１０と第２内部バンク４２０は各サブ画素ＰＸｎ内で第２方向ＤＲ２に延びて配置され得る。図面に示していないが、第１内部バンク４１０および第２内部バンク４２０は第２方向ＤＲ２に延びることにより第２方向ＤＲ２に隣り合うサブ画素ＰＸｎに向かって延び得る。ただし、これに限定されず、第１内部バンク４１０と第２内部バンク４２０は各サブ画素ＰＸｎごとに配置されて表示装置１０全面においてパターンをなすことができる。複数のバンク４１０，４２０，４３０はポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ，ＰＩ）を含み得るが、これに限定されない。
【0202】
第１内部バンク４１０および第２内部バンク４２０はビア層２００を基準として少なくとも一部が突出した構造をすることができる。第１内部バンク４１０および第２内部バンク４２０は発光素子３００が配置された平面を基準として上部に突出し得、前記突出した部分は少なくとも一部が傾斜を有し得る。第１内部バンク４１０および第２内部バンク４２０の突出した形状は特に限定されない。
【0203】
複数の電極２１０，２２０はビア層２００および内部バンク４１０，４２０上に配置され得る。前述したように、各電極２１０，２２０は電極幹部２１０Ｓ，２２０Ｓと電極枝部２１０Ｂ，２２０Ｂを含む。図２０のＸａ－Ｘａ’線は第１電極幹部２１０Ｓを、図２０のＸｂ－Ｘｂ’線は第１電極枝部２１０Ｂと第２電極枝部２２０Ｂを、図２０のＸｃ－Ｘｃ’線は第２電極幹部２２０Ｓを横切る線である。すなわち、図２２のＸａ－Ｘａ’領域に配置された第１電極２１０は第１電極幹部２１０Ｓであり、図２２のＸｂ－Ｘｂ’領域に配置された第１電極２１０および第２電極２２０はそれぞれ第１電極枝部２１０Ｂおよび第２電極枝部２２０Ｂであり、図２２のＸｃ－Ｘｃ’領域に配置された第２電極２２０は第２電極幹部２２０Ｓであると理解されることができる。各電極幹部２１０Ｓ，２２０Ｓと各電極枝部２１０Ｂ，２２０Ｂは第１電極２１０および第２電極２２０をなすことができる。
【0204】
第１電極２１０と第２電極２２０は、一部領域がビア層２００上に配置され、一部領域は第１内部バンク４１０および第２内部バンク４２０上に配置され得る。前述したように、第１電極２１０の第１電極幹部２１０Ｓと第２電極２２０の第２電極幹部２２０Ｓは第１方向ＤＲ１に延び、第１内部バンク４１０と第２内部バンク４２０は第２方向ＤＲ２に延びて第２方向ＤＲ２に隣り合うサブ画素ＰＸｎにも配置され得る。図面に示していないが、第１電極２１０および第２電極２２０の第１方向ＤＲ１に延びた第１電極幹部２１０Ｓと第２電極幹部２２０Ｓは第１内部バンク４１０および第２内部バンク４２０と部分的に重なり得る。ただし、これに限定されるものではなく、第１電極幹部２１０Ｓと第２電極幹部２２０Ｓは第１内部バンク４１０および第２内部バンク４２０と重ならなくてもよい。
【0205】
第１電極２１０の第１電極幹部２１０Ｓにはビア層２００を貫いて第１トランジスタ１２０の第１ドレイン電極１２３を一部露出する第１電極コンタクトホールＣＮＴＤが形成されることができる。第１電極２１０は第１電極コンタクトホールＣＮＴＤを介して第１ドレイン電極１２３と接触し得る。第１電極２１０は第１トランジスタ１２０の第１ドレイン電極１２３と電気的に接続されて所定の電気信号の伝達を受けることができる。
【0206】
第２電極２２０の第２電極幹部２２０Ｓは一方向に延びて発光素子３００が配置されない非発光領域にも配置され得る。第２電極幹部２２０Ｓにはビア層２００を貫いて電源電極１６２の一部を露出する第２電極コンタクトホールＣＮＴＳが形成されることができる。第２電極２２０は第２電極コンタクトホールＣＮＴＳを介して電源電極１６２と接触し得る。第２電極２２０は電源電極１６２と電気的に接続されて電源電極１６２から所定の電気信号の伝達を受けることができる。
【0207】
第１電極２１０と第２電極２２０の一部領域、例えば第１電極枝部２１０Ｂと第２電極枝部２２０Ｂはそれぞれ第１内部バンク４１０および第２内部バンク４２０上に配置され得る。第１電極２１０の第１電極枝部２１０Ｂは第１内部バンク４１０を覆うように配置され、第２電極２２０の第２電極枝部２２０Ｂは第２内部バンク４２０を覆うように配置され得る。第１内部バンク４１０と第２内部バンク４２０が各サブ画素ＰＸｎの中心部で互いに離隔して配置されるので、第１電極枝部２１０Ｂと第２電極枝部２２０Ｂも互いに離隔して配置され得る。第１電極２１０と第２電極２２０の間の領域、すなわち、第１電極枝部２１０Ｂと第２電極枝部２２０Ｂが離隔して対向する空間には複数の発光素子３００が配置され得る。
【0208】
各電極２１０，２２０は透明性伝導性物質を含み得る。一例として、各電極２１０，２２０はＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＴＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ－Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）等のような物質を含み得るが、これに限定されるものではない。いくつかの実施形態で、各電極２１０，２２０は反射率が高い伝導性物質を含み得る。例えば、各電極２１０，２２０は反射率が高い物質として、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等のような金属を含み得る。この場合、各電極２１０，２２０に入射される光を反射させて各サブ画素ＰＸｎの上部方向に出射させることもできる。
【0209】
また、電極２１０，２２０は透明性伝導性物質と反射率が高い金属層がそれぞれ一層以上積層された構造をなすか、これらを含んで一つの層に形成されることもできる。例示的な実施形態で、各電極２１０，２２０はＩＴＯ／銀（Ａｇ）／ＩＴＯ／ＩＺＯの積層構造を有したり、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、ランタン（Ｌａ）等を含む合金であり得る。ただし、これに限定されるものではない。
【0210】
第１絶縁層５１０はビア層２００、第１電極２１０および第２電極２２０上に配置される。第１絶縁層５１０は第１電極２１０および第２電極２２０を部分的に覆うように配置される。第１絶縁層５１０は第１電極２１０と第２電極２２０の上面をほぼ覆うように配置され、第１電極２１０と第２電極２２０の一部を露出させることができる。第１絶縁層５１０は第１電極２１０と第２電極２２０の上面のうち一部、例えば第１内部バンク４１０上に配置された第１電極枝部２１０Ｂの上面と第２内部バンク４２０上に配置された第２電極枝部２２０Ｂの上面のうち一部が露出するように配置され得る。すなわち、第１絶縁層５１０は実質的にビア層２００上に全面的に形成され、第１電極２１０と第２電極２２０を部分的に露出する開口部を含み得る。第１絶縁層５１０の開口部は第１電極２１０と第２電極２２０の比較的平坦な上面が露出するように位置することができる。
【0211】
例示的な実施形態で、第１絶縁層５１０は第１電極２１０と第２電極２２０の間で上面の一部が陥没するように段差が形成されることができる。いくつかの実施形態で、第１絶縁層５１０は無機物絶縁性物質を含み、第１電極２１０と第２電極２２０を覆うように配置された第１絶縁層５１０は下部に配置される部材の段差によって上面の一部が陥没し得る。第１電極２１０と第２電極２２０の間で第１絶縁層５１０上に配置される発光素子３００は第１絶縁層５１０の陥没した上面の間で空の空間を形成することができる。発光素子３００は第１絶縁層５１０の上面と部分的に離隔した状態に配置されることができ、後述する第２絶縁層５２０をなす材料が前記空間に埋められることもできる。
【0212】
ただし、これに限定されない。第１絶縁層５１０は発光素子３００が配置されるように平坦な上面を形成することができる。前記上面は第１電極２１０と第２電極２２０に向かって一方向に延びて第１電極２１０と第２電極２２０の傾斜した側面で終止し得る。すなわち、第１絶縁層５１０は各電極２１０，２２０が第１内部バンク４１０と第２内部バンク４２０の傾斜した側面と重なる領域に配置され得る。後述する接触電極２６０は第１電極２１０および第２電極２２０の露出した領域と接触し、第１絶縁層５１０の平坦な上面で発光素子３００の端部と円滑に接触し得る。
【0213】
第１絶縁層５１０は第１電極２１０と第２電極２２０を保護すると同時にこれらを相互絶縁させることができる。また、第１絶縁層５１０上に配置される発光素子３００が他の部材と直接接触して損傷することを防止することもできる。ただし、第１絶縁層５１０の形状および構造はこれに限定されない。
【0214】
発光素子３００は各電極２１０，２２０の間で第１絶縁層５１０上に配置され得る。例示的に、発光素子３００は各電極枝部２１０Ｂ，２２０Ｂの間に配置された第１絶縁層５１０上に少なくとも一つ配置され得る。ただし、これに限定されず、図面に示していないが、各サブ画素ＰＸｎ内に配置された発光素子３００のうち少なくとも一部は各電極枝部２１０Ｂ，２２０Ｂの間以外の領域に配置されることもできる。また、発光素子３００は一部領域が電極２１０，２２０と重なる位置に配置され得る。発光素子３００は第１電極枝部２１０Ｂと第２電極枝部２２０Ｂが互いに対向する各端部上に配置されて接触電極２６０を介して各電極２１０，２２０と電気的に接続され得る。
【0215】
前述したように、各サブ画素ＰＸｎには同じ波長を有する光Ｌを放出する活性層３３０を含むが、絶縁膜３８０に配置された波長変換物質３８５または散乱体３８６により互いに異なる波長の光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を放出する発光素子３００が配置され得る。図面では第１発光素子３０１が配置された第１サブ画素ＰＸ１のみを示しているが、第２サブ画素ＰＸ２および第３サブ画素ＰＸ３の場合にも同様に適用できることは自明である。
【0216】
また、発光素子３００はビア層２００に水平な方向に複数の層が配置され得る。一実施形態による表示装置１０の発光素子３００は第１半導体層３１０、第２半導体層３２０および活性層３３０を含み、これらはビア層２００に水平な方向に順次配置され得る。ただし、これに限定されない。発光素子３００の複数の層が配置された順序は逆方向であり得、場合によっては発光素子３００が他の構造を有する場合、複数の層はビア層２００に垂直な方向に配置されることもできる。
【0217】
第２絶縁層５２０は発光素子３００上に部分的に配置され得る。第２絶縁層５２０は発光素子３００の外面を部分的に囲むように配置され得る。第２絶縁層５２０は発光素子３００を保護すると同時に表示装置１０の製造工程で発光素子３００を固定させる機能をすることもできる。また、例示的な実施形態で、第２絶縁層５２０の材料の一部は発光素子３００の下面と第１絶縁層５１０の間に配置されることもできる。前述したように第２絶縁層５２０は表示装置１０の工程中に形成された第１絶縁層５１０と発光素子３００の間の空間を埋めるように形成されることもできる。そのため第２絶縁層５２０は発光素子３００の外面を囲むように形成されることもできる。ただし、これに限定されない。
【0218】
第２絶縁層５２０は平面上第１電極枝部２１０Ｂと第２電極枝部２２０Ｂの間で第２方向ＤＲ２に延びて配置され得る。一例として、第２絶縁層５２０はビア層２００上で平面上島状または線状の形状を有し得る。
【0219】
接触電極２６０は各電極２１０，２２０および第２絶縁層５２０上に配置される。第１接触電極２６１と第２接触電極２６２は第２絶縁層５２０上で互いに離隔して配置され得る。第２絶縁層５２０は第１接触電極２６１と第２接触電極２６２が直接接触しないように相互に絶縁させることができる。
【0220】
図面に示していないが、複数の接触電極２６０は平面上第２方向ＤＲ２に延びて配置され、第１方向ＤＲ１に互いに離隔して配置され得る。接触電極２６０は発光素子３００の少なくとも一端部と接触し得、接触電極２６０は第１電極２１０または第２電極２２０と電気的に接続されて電気信号の印加を受けることができる。接触電極２６０は第１接触電極２６１と第２接触電極２６２を含み得る。第１接触電極２６１は第１電極枝部２１０Ｂ上に配置され、発光素子３００の一端部と接触し、第２接触電極２６２は第２電極枝部２２０Ｂ上に配置され、発光素子３００の他端部と接触し得る。
【0221】
第１接触電極２６１は第１内部バンク４１０上で第１電極２１０の露出した一部領域と接触し得、第２接触電極２６２は第２内部バンク４２０上で第２電極２２０の露出した一部領域と接触し得る。接触電極２６０は各電極２１０，２２０から伝達される電気信号を発光素子３００に伝達し得る。
【0222】
接触電極２６０は伝導性物質を含み得る。例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＴＺＯ、アルミニウム（Ａｌ）等を含み得る。ただし、これに限定されるものではない。
【0223】
パッシベーション層５５０は第１接触電極２６１、第２接触電極２６２および第２絶縁層５２０上に配置され得る。パッシベーション層５５０はビア層２００上に配置される部材を外部環境から保護する機能をすることができる。
【0224】
上述した第１絶縁層５１０、第２絶縁層５２０およびパッシベーション層５５０それぞれは、無機物絶縁性物質または有機物絶縁性物質を含み得る。例示的な実施形態で、第１絶縁層５１０、第２絶縁層５２０およびパッシベーション層５５０はシリコン酸化物（ＳｉＯｘ）、シリコン窒化物（ＳｉＮｘ）、シリコン酸窒化物（ＳｉＯｘＮｙ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のような無機物絶縁性物質を含み得る。また、第１絶縁層５１０、第２絶縁層５２０およびパッシベーション層５５０は有機物絶縁性物質として、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ベンゾシクロブテン、カルド樹脂、シロキサン樹脂、シルセスキオキサン樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート－ポリカーボネート合成樹脂等を含み得る。ただし、これに限定されるものではない。
【0225】
一方、表示装置１０はより多くの数の絶縁層を含み得る。一実施形態によれば、表示装置１０は第１接触電極２６１を保護するように配置される第３絶縁層５３０をさらに含み得る。
【0226】
図２３は他の実施形態による表示装置の断面図である。
【0227】
図２３を参照すると、一実施形態による表示装置１０＿１は第１接触電極２６１＿１上に配置された第３絶縁層５３０＿１をさらに含み得る。本実施形態による表示装置１０＿１は第３絶縁層５３０＿１をさらに含み、第２接触電極２６２＿２の少なくとも一部が第３絶縁層５３０＿１上に配置された点で図２２の表示装置１０とは差がある。以下では重複する説明は省略し、相違点を中心に説明する。
【0228】
図２３の表示装置１０＿１は第１接触電極２６１＿１上に配置され、第１接触電極２６１＿１と第２接触電極２６２＿１を電気的に相互絶縁させる第３絶縁層５３０＿１を含み得る。第３絶縁層５３０＿１は第１接触電極２６１＿１を覆うように配置され、発光素子３５０が第２接触電極２６２＿１と連結されるように発光素子３５０の一部領域には重ならないように配置され得る。第３絶縁層５３０＿１は第２絶縁層５２０＿１の上面で第１接触電極２６１＿１および第２絶縁層５２０＿１と部分的に接触することができる。第３絶縁層５３０＿１は第２絶縁層５２０＿１の上で第１接触電極２６１＿１の一端部をカバーするように配置され得る。そのため第３絶縁層５３０＿１は第１接触電極２６１＿１を保護すると同時に、これを第２接触電極２６２＿１と電気的に絶縁させることができる。
【0229】
第３絶縁層５３０＿１の第２接触電極２６２＿１が配置された方向の側面は第２絶縁層５２０＿１の一側面と整列することができる。ただし、これに限定されるものではない。いくつかの実施形態で、第３絶縁層５３０＿１は第１絶縁層５１０のように無機物絶縁性物質を含み得る。
【0230】
第１接触電極２６１＿１は第１電極２１０＿１と第３絶縁層５３０＿１の間に配置され、第２接触電極２６２＿１は第３絶縁層５３０＿１上に配置され得る。第２接触電極２６２＿２は部分的に第１絶縁層５１０＿１、第２絶縁層５２０＿１、第３絶縁層５３０＿１、第２電極２２０＿１および発光素子３００と接触し得る。第２接触電極２６２＿１の第１電極２１０＿１が配置された方向の一端部は第３絶縁層５３０＿１上に配置され得る。
【0231】
パッシベーション層５５０＿１は第３絶縁層５３０＿１および第２接触電極２６２＿１上に配置され、これらを保護するように配置され得る。以下、重複する説明は省略する。
【0232】
一方、表示装置１０は第１電極２１０および第２電極２２０が必ずしも一方向に延びた形状を有さなくてもよい。表示装置１０の第１電極２１０および第２電極２２０は発光素子３００が配置される空間を提供するように互いに離隔して配置されればその形状は特に限定されない。
【0233】
図２４はまた他の実施形態による表示装置の一画素を示す平面図である。
【0234】
図２４を参照すると、一実施形態による表示装置１０＿２の第１電極２１０＿２および第２電極２２０＿２は少なくとも一部領域が丸くなった形状を有し、第１電極２１０＿２の丸くなった領域は第２電極２２０＿２の丸くなった領域と互いに離隔して対向し得る。本実施形態による表示装置１０＿２は第１電極２１０＿２と第２電極２２０＿２の形状が異なる点で図２０の表示装置１０とは差がある。以下では重複する説明は省略して相違点を中心に説明する。
【0235】
図２４の表示装置１０＿２の第１電極２１０＿２は複数の穴ＨＯＬを含み得る。一例として、図面に示すように第１電極２１０＿２は第２方向ＤＲ２に沿って配列された第１ホールＨＯＬ１、第２ホールＨＯＬ２および第３ホールＨＯＬ３を含み得る。ただし、これに限定されるものではなく第１電極２１０＿２はより多くの数の穴ＨＯＬを含んだり、さらに少ない数、または一つの穴ＨＯＬのみを含むこともできる。以下では第１電極２１０＿２が第１ホールＨＯＬ１、第２ホールＨＯＬ２および第３ホールＨＯＬ３を含むことを例示して説明する。
【0236】
例示的な実施形態で、第１ホールＨＯＬ１、第２ホールＨＯＬ２および第３ホールＨＯＬ３それぞれは円形の平面形状を有し得る。そのため、第１電極２１０＿２は各穴ＨＯＬによって形成された丸くなった領域を含み得、前記丸くなった領域で第２電極２２０＿２と対向し得る。ただし、これは例示的なものであり、これに限定されるものではない。第１ホールＨＯＬ１、第２ホールＨＯＬ２および第３ホールＨＯＬ３それぞれは後述するように第２電極２２０＿２が配置される空間を提供できれば、その形状は限定されるものではなく、例えば、楕円、四角形以上の多角形等の平面形状を有することもできる。
【0237】
第２電極２２０＿２は各サブ画素ＰＸｎ内に複数が配置され得る。例えば、各サブ画素ＰＸｎでは第１電極２１０＿２の第１～第３ホールＨＯＬ１，ＨＯＬ２，ＨＯＬ３に対応して３個の第２電極２２０＿２が配置され得る。第２電極２２０＿２は第１～第３ホールＨＯＬ１，ＨＯＬ２，ＨＯＬ３内にそれぞれ位置して第１電極２１０＿２により囲まれ得る。
【0238】
例示的な実施形態で、第１電極２１０＿２の穴ＨＯＬは外面が丸くなった形状を有し、第１電極２１０＿２の穴ＨＯＬ内に対応して配置された第２電極２２０＿２は外面が丸くなった形状を有して第１電極２１０＿２と離隔して対向し得る。図２４に示すように、第１電極２１０＿２は平面上円形の形状を有する穴ＨＯＬを含み、第２電極２２０＿２は平面上円形の形状を有し得る。第１電極２１０＿２は穴ＨＯＬが形成された領域の丸くなった面が第２電極２２０＿２の丸くなった外面と離隔して対向し得る。一例として、第１電極２１０＿２は第２電極２２０＿２の外面を囲むように配置され得る。
【0239】
前述したように、発光素子３００は第１電極２１０＿２と第２電極２２０＿２の間に配置され得る。本実施形態による表示装置１０＿２は円形の形状を有する第２電極２２０＿２と、これを囲むように配置された第１電極２１０＿２を含み、複数の発光素子３００は第２電極２２０＿２の外面に沿って配列され得る。前述したように発光素子３００は一方向に延びた形状を有するので、各サブ画素ＰＸｎ内で第２電極２２０＿２の丸くなった外面に沿って配列される発光素子３００は延びた方向が互いに異なる方向に向かうように配置され得る。各サブ画素ＰＸｎは発光素子３００の延びた方向が向かう方向により多様な出光方向を有し得る。本実施形態による表示装置１０＿２は第１電極２１０＿２と第２電極２２０＿２が丸くなった形状を有するように配置されることによって、これらの間に配置された発光素子３００は互いに異なる方向に向かうように配置され、表示装置１０＿２の側面視認性を向上させることもできる。
【0240】
【0241】
図２５は図１８の発光素子３００’を含む表示装置１０において、図２２のＸｂ－Ｘｂ’部分の一部を示している。図２５の表示装置１０は発光素子３００’の構造が相異する
点を除けば図２２の表示装置１０と同一である。以下では重複する説明は省略し、相違点を中心に説明する。
点を除けば図２２の表示装置１０と同一である。以下では重複する説明は省略し、相違点を中心に説明する。
【0242】
前述したように、発光素子３００’は複数の層を含み、第１電極２１０と第２電極２２０の間に配置され得る。発光素子３００’の複数の層はビア層２００に水平な方向に配置され得る。一実施形態によれば、発光素子３００’は第１半導体層３１０’の本体部が延びた方向とビア層２００が平行するように配置され得る。発光素子３００’は第１絶縁層５１０上で絶縁膜３８０’、電極層３７０’、第２半導体層３２０’、活性層３３０’および第１半導体層３１０’がビア層２００に垂直に順次配置され得る。また、発光素子３００’の各層は他の層の外面を囲むように形成されるので、表示装置１０に配置された発光素子３００’は第１半導体層３１０’を中心に対称構造をすることができる。すなわち、第１半導体層３１０’を基準としてビア層２００に垂直な方向に沿って活性層３３０’、第２半導体層３２０’、電極層３７０’および絶縁膜３８０’が順次積層された形状を有することもできる。ただし、これに限定されない。発光素子３００’の複数の層が配置された順序は逆方向であり得、、場合によっては発光素子３００’が異なる構造を有する場合、複数の層はビア層２００に水平な方向に配置されることもできる。
【0243】
特に、図１８の発光素子３００’は活性層３３０’が配置された領域に沿って絶縁膜３８０’上に波長変換物質３８５’が配置され得る。波長変換物質３８５’が配置された領域の大部分は活性層３３０’と重なり得る。そのため活性層３３０’で生成された光Ｌの大部分は波長変換物質３８５’に入射され得、波長変換物質３８５’で変換される光量を増加させることができる。
【0244】
図２５の表示装置１０は発光素子３００’の絶縁膜３８０’のうち一部が領域を除去し、電極層３７０’および第１半導体層３１０’が部分的に露出し得る。表示装置１０の工程中、第２絶縁層５２０を形成するステップで絶縁膜３８０は部分的に除去されることができる。電極層３７０’の露出した領域は第１接触電極２６１と接触し、第１半導体層３１０’の露出した領域は第２接触電極２６２と接触し得る。
【0245】
また、発光素子３００’は本体部を基準として、側面が傾斜した形状を有する第１端部および本体部より狭い幅を持って延びた第２端部を含み得る。第１絶縁層５１０上に配置された発光素子３００’は本体部の側面は部分的に第１絶縁層５１０と接触し、第１端部および第２端部は第１絶縁層５１０と離隔し得る。発光素子３００の本体部、第１端部および第２端部が第１絶縁層５１０と離隔した領域には第２絶縁層５２０がさらに配置され得る。以下、他の構成に係る説明は上述した内容と同様であるため省略する。
【0246】
以上、添付する図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明のその技術的思想や必須の特徴を変更せず、他の具体的な形態で実施できることを理解することができる。したがって、上記一実施形態はすべての面で例示的なものであり、限定的なものではないと理解しなければならない。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
