以引用方式將于2015年12月2日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的標(biāo)題為“發(fā)光裝置和包括該發(fā)光裝置的顯示裝置”的韓國(guó)專利申請(qǐng)No.10-2015-0170657全文并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

實(shí)施例涉及發(fā)光裝置和包括發(fā)光裝置的顯示裝置，并且更具體地說(shuō)，涉及利用側(cè)照明的發(fā)光裝置和在至少一個(gè)像素中包括所述發(fā)光裝置的顯示裝置。

背景技術(shù)：

因?yàn)榘l(fā)光二極管(LED)與其它光源相比具有更長(zhǎng)的壽命和更低的功耗，所以針對(duì)例如照明設(shè)備和顯示裝置的背光的各種產(chǎn)品已采用LED。通常，用作顯示裝置的背光的LED可排列在顯示裝置的邊緣部分或下部，并且朝著顯示裝置的像素投射光。然而，根據(jù)LED與各個(gè)像素之間的距離，會(huì)發(fā)生光亮度的不均勻性，或者光學(xué)效率會(huì)降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

實(shí)施例提供了一種能夠在大發(fā)射面積中發(fā)射均勻的光的發(fā)光裝置。另外，實(shí)施例提供了一種能夠顯示具有高光亮度的均勻的圖像的顯示裝置。

根據(jù)實(shí)施例的一方面，提供了一種發(fā)光裝置，包括：襯底，其包括頂表面和第一側(cè)表面，其中，頂表面的面積大于第一側(cè)表面的面積；以及布置在襯底的第一側(cè)表面上的發(fā)光結(jié)構(gòu)。發(fā)光結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層、第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層和介于第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層與第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層之間的有源層。發(fā)光結(jié)構(gòu)發(fā)射具有第一峰值波長(zhǎng)的第一光。發(fā)射通過(guò)襯底的頂表面的第一光的發(fā)射面積大于發(fā)射通過(guò)襯底的第一側(cè)表面的第一光的發(fā)射面積。

根據(jù)實(shí)施例的另一方面，提供了一種包括多個(gè)像素的顯示裝置。所述多個(gè)像素中的每一個(gè)包括第一發(fā)光裝置和第二發(fā)光裝置。第一發(fā)光裝置和第二發(fā)光裝置布置在下襯底上，并且分別發(fā)射具有第一峰值波長(zhǎng)的第一光和具有第二峰值波長(zhǎng)的第二光。第一發(fā)光裝置和第二發(fā)光裝置中的至少一個(gè)包括襯底和布置在襯底的第一側(cè)表面上的發(fā)光結(jié)構(gòu)。在垂直于下襯底的頂表面的第一方向上襯底具有第一高度，并且在平行于下襯底的頂表面的第二方向上襯底具有第一寬度，并且第一寬度大于第一高度。

根據(jù)實(shí)施例的另一方面，提供了一種包括多個(gè)像素的顯示裝置。所述多個(gè)像素中的每一個(gè)包括第一發(fā)光裝置和第二發(fā)光裝置。第一發(fā)光裝置和第二發(fā)光裝置布置在下襯底上，并且分別發(fā)射具有第一峰值波長(zhǎng)的第一光和具有第二峰值波長(zhǎng)的第二光。第一發(fā)光裝置和第二發(fā)光裝置中的至少一個(gè)包括具有頂表面和第一側(cè)表面的襯底以及布置在襯底的第一側(cè)表面上的發(fā)光結(jié)構(gòu)。襯底的頂表面的面積與發(fā)光結(jié)構(gòu)的與第一側(cè)表面面對(duì)并且重疊的面積的比率在從約2:1至約100:1的范圍內(nèi)。

根據(jù)實(shí)施例的另一方面，提供了一種顯示裝置，該顯示裝置包括下襯底和下襯底上的多個(gè)像素，所述多個(gè)像素中的每一個(gè)像素至少包括第一發(fā)光裝置和第二發(fā)光裝置，其中，第一發(fā)光裝置和第二發(fā)光裝置中的每一個(gè)包括：裝置襯底，其具有頂表面和第一側(cè)表面，第一側(cè)表面垂直于頂表面，并且頂表面與第一側(cè)表面的面積比為約2:1至約100:1；以及裝置襯底的第一側(cè)表面上的發(fā)光結(jié)構(gòu)，其通過(guò)第一側(cè)表面將光發(fā)射至裝置襯底中。

附圖說(shuō)明

通過(guò)參照附圖詳細(xì)描述示例性實(shí)施例，特征將對(duì)于那些本領(lǐng)域普通技術(shù)人員變得清楚，其中：

圖1示出了根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光裝置的透視圖；

圖2示出了沿著圖1的線II-II'截取的剖面；

圖3示出了根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光裝置的透視圖；

圖4示出了沿著圖3的線IV-IV'截取的剖視圖；

圖5示出了根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光裝置的透視圖；

圖6示出了根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光裝置的剖視圖；

圖7示出了根據(jù)實(shí)施例的包括發(fā)光裝置的顯示裝置的框圖；

圖8示出了圖7的顯示裝置的像素的框圖；

圖9示出了圖8所示的子像素的等效電路圖；

圖10示出了根據(jù)實(shí)施例的顯示裝置的像素的框圖；

圖11示出了根據(jù)實(shí)施例的顯示裝置的透視圖；

圖12示出了沿著圖11的線XI-XI'截取的剖視圖；

圖13示出了根據(jù)實(shí)施例的顯示裝置的剖視圖；

圖14示出了根據(jù)實(shí)施例的顯示裝置的剖視圖；

圖15至圖20示出了制造根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光裝置的方法中的各階段的剖視圖；

圖21示出了量子點(diǎn)的剖面結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖22示出了采用根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光裝置的背光單元(BLU)的透視圖；

圖23示出了采用根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光裝置的BLU的剖視圖；

圖24示出了直下式BLU中的光源的排列方式的示例；

圖25示出了采用根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光裝置的BLU的剖視圖；以及

圖26示出了根據(jù)實(shí)施例的平板照明設(shè)備的透視圖。

具體實(shí)施方式

將在下面描述的發(fā)光裝置和顯示裝置可具有各種構(gòu)造。這里，將僅呈現(xiàn)發(fā)光裝置和顯示裝置的所需的元件的示例，并且實(shí)施例不限于此。

圖1是根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光裝置100的透視圖。圖2是沿著平行于圖1的X-Y平面的線II-II'截取的剖視圖。

參照?qǐng)D1和圖2，發(fā)光裝置100可包括襯底110和布置在襯底110的第一側(cè)表面110S1上的發(fā)光結(jié)構(gòu)120。

襯底110可為發(fā)光結(jié)構(gòu)120的晶體生長(zhǎng)襯底。襯底110可為絕緣襯底和/或透射性襯底，例如藍(lán)寶石。然而，襯底110的類型不限于此。除絕緣襯底之外，襯底110可為導(dǎo)電襯底或者半導(dǎo)體襯底。例如，除藍(lán)寶石之外，襯底110可包括SiC、Si、MgAl₂O₄、MgO、LiAlO₂、LiGaO₂、GaN或者玻璃。

襯底110可包括垂直于第一方向(圖1中的Z方向)的頂表面110U和在第二方向(圖1中的X方向)上延伸的第一側(cè)表面110S1。例如，襯底110的頂表面110U可在XY平面中延伸，第一側(cè)表面110S1可在XZ平面中延伸。圖1示出了襯底110的頂表面110U基本垂直于第一側(cè)表面110S1的示例，但是實(shí)施例不限于此。襯底110的第一側(cè)表面110S1可以除90°以外的其它角度相對(duì)于襯底110的頂表面110U傾斜。

襯底110可具有第一方向上的第一高度HZ1和第二方向上的第一寬度WX1。在實(shí)施例中，襯底110的第一高度HZ1可在從約5μm至約100μm的范圍內(nèi)。襯底110的第一寬度WX1可在從約10μm至約500μm的范圍內(nèi)。然而，襯底110的第一高度HZ1和第一寬度WX1不限于此。例如，可根據(jù)發(fā)光裝置100的所需光量和光亮度不同地控制襯底110的第一高度HZ1。另外，可根據(jù)包括發(fā)光裝置100的顯示裝置的像素尺寸或像素布局不同地控制襯底110的第一寬度WX1。同時(shí)，稍后將詳細(xì)描述襯底110的第一高度HZ1和第一寬度WX1。

發(fā)光結(jié)構(gòu)120可布置在襯底110的第一側(cè)表面110S1上，例如，發(fā)光結(jié)構(gòu)120的面對(duì)第一側(cè)表面110S1的表面的區(qū)域可與第一側(cè)表面110S1的區(qū)域相等并且完全重疊。如圖2所示，發(fā)光結(jié)構(gòu)120可包括第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層122、有源層124和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層126。第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層122、有源層124和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層126可在第二方向(Y方向)上按次序堆疊在襯底110的第一側(cè)表面110S1上(例如，直接堆疊在襯底110的第一側(cè)表面110S1上)。

在實(shí)施例中，第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層122可包括滿足例如n型In_xAl_yGa_1-x-yN(0≤x＜1，0≤y＜1，0≤x+y＜1)的氮化物半導(dǎo)體，并且n型摻雜劑為例如硅(Si)。例如，第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層122可包括n型GaN。

雖然未示出，但是第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層122可具有第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體接觸層和電流擴(kuò)散層的堆疊結(jié)構(gòu)。例如，第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體接觸層的摻雜劑濃度可為約2×10¹⁸cm^-3至約9×10¹⁹cm^-3，厚度為1μm至約5μm。電流擴(kuò)散層可具有這樣的結(jié)構(gòu)，其形成為重復(fù)地堆疊具有不同組成或不同摻雜劑含量的多個(gè)In_xAl_yGa_(1-x-y)N(0≤x，y≤1，0≤x+y≤1)層。例如，電流擴(kuò)散層可為通過(guò)重復(fù)地堆疊具有不同組成并且厚度為約1nm至約500nm的至少兩層形成的n型超晶格層，例如，n型GaN層和Al_xIn_yGa_zN(0≤x，y，z≤1，除x＝y(tǒng)＝z＝0)層。電流擴(kuò)散層的摻雜劑濃度可為約2×10¹⁸cm^-3至約9×10¹⁹cm^-3。當(dāng)必要時(shí)，還可在電流擴(kuò)散層中引入絕緣材料層。

在一些實(shí)施例中，第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層126可為滿足例如p型In_xAl_yGa_1-x-yN(0≤x＜1，0≤y＜1，0≤x+y＜1)的氮化物半導(dǎo)體層，并且p型摻雜劑為例如鎂(Mg)。例如，第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層126可具有單層結(jié)構(gòu)或者具有不同組成的多層結(jié)構(gòu)。雖然未示出，但是第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層126可包括按次序堆疊的電子阻擋層(EBL)、輕摻雜的p型GaN層和用作接觸層的重?fù)诫s的p型GaN層。例如，EBL可具有通過(guò)堆疊具有不同組成的多個(gè)In_xAl_yGa_(1-x-y)N層形成的結(jié)構(gòu)，并且多個(gè)In_xAl_yGa_(1-x-y)N層中的每一個(gè)的厚度可為約5nm至約100nm。在另一示例中，EBL可為單Al_yGa_(1-y)層。EBL的能帶隙Eg可隨著遠(yuǎn)離有源層124而減小。例如，EBL的Al含量可隨著遠(yuǎn)離有源層124而減小。

有源層124可具有通過(guò)交替地堆疊量子阱層和量子勢(shì)壘層形成的多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)。例如，量子阱層和量子勢(shì)壘層可為具有不同組成的In_xAl_yGa_1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)層。在實(shí)施例中，量子阱層可包括In_xGa_1-xN(0＜x≤1)，量子勢(shì)壘層可包括GaN或者AlGaN。量子阱層和量子勢(shì)壘層中的每一個(gè)的厚度可為約1nm至約50nm。有源層124不限于MQW結(jié)構(gòu)而是可為單量子阱(SQW)結(jié)構(gòu)。

發(fā)光結(jié)構(gòu)120可發(fā)射具有第一峰值波長(zhǎng)的第一光。第一峰值波長(zhǎng)可包括在第一顏色的可見(jiàn)波長(zhǎng)范圍或者紫外(UV)波長(zhǎng)范圍中。在實(shí)施例中，第一顏色可為藍(lán)色。在其它實(shí)施例中，第一顏色可為紅色、綠色、黃色或紫色。

雖然未示出，但是緩沖層可介于襯底110與發(fā)光結(jié)構(gòu)120之間。緩沖層可包括In_xAl_yGa_1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1)。例如，緩沖層可包括GaN、AlN、AlGaN或者InGaN。當(dāng)必要時(shí)，可通過(guò)堆疊多個(gè)層或者逐漸改變緩沖層的組成來(lái)形成緩沖層。

如圖1至圖2所示，發(fā)光裝置100還可包括分別連接至第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層122和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層126的第一電極140和第二電極150。可在相同方向上布置第一電極140和第二電極150，以使得發(fā)光裝置100以倒裝芯片類型安裝。

在實(shí)施例中，第一電極140可包括：連接電極單元140a(例如，導(dǎo)電過(guò)孔)，其穿過(guò)第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層126和有源層124連接(例如直接連接)至第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層122；以及第一電極焊盤(pán)140b，其連接(例如直接連接)至連接電極單元140a。連接電極單元140a可由絕緣層130包圍，并且與有源層124和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層126電絕緣。連接電極單元140a可布置在第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層122、有源層124和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層126的堆疊結(jié)構(gòu)被蝕刻的區(qū)中?？珊线m地設(shè)計(jì)連接電極單元140a的數(shù)量、形狀和間距或者連接電極單元140a與第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層122之間的接觸面積，以減小連接電極單元140與第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層122之間的接觸電阻。另外，連接電極單元140a可在堆疊結(jié)構(gòu)上以多行多列排列，從而可改進(jìn)電流流動(dòng)。第二電極150可包括可形成在第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層126上的歐姆接觸層150a和第二電極焊盤(pán)150b，例如，歐姆接觸層150a可直接位于第二電極焊盤(pán)150b與第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層126之間。

連接電極單元140a和歐姆接觸層150a可包括單層結(jié)構(gòu)或者包括導(dǎo)電材料的多層結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電材料分別相對(duì)于第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層122和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層126具有歐姆特征。例如，連接電極單元140a和歐姆接觸層150a中的每一個(gè)可包括金屬材料或者透明導(dǎo)電材料。金屬材料例如可為銀(Ag)、鋁(Al)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、錫(Sn)、金(Au)或鉻(Cr)。透明導(dǎo)電材料例如可為銦錫氧化物(ITO)、摻鋅ITO(ZITO)、鋅銦氧化物(ZIO)、鎵銦氧化物(GIO)、鋅錫氧化物(ZTO)、摻氟氧化錫(FTO)、摻鋁氧化鋅(AZO)、摻鎵氧化鋅(GZO)以及In₄Sn₃O₁₂和Zn_(1-x)Mg_xO(鋅鎂氧化物，0≤x≤1)中的至少一個(gè)。

第一電極焊盤(pán)140b和第二電極焊盤(pán)150b可分別連接(例如直接連接)至連接電極單元140a和歐姆接觸層150a，并且用作發(fā)光裝置100的外部端子。例如，第一電極焊盤(pán)140b和第二電極焊盤(pán)150b中的每一個(gè)可包括金(Au)、銀(Ag)、鋁(Al)、鈦(Ti)、鎢(W)、銅(Cu)、錫(Sn)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、鉻(Cr)、鎳錫(NiSn)、鈦鎢(TiW)、金錫(AuSn)或者它們的共晶金屬中的至少一個(gè)。

第一電極140和第二電極150可通過(guò)絕緣層130彼此電絕緣。絕緣層130可包括具有電絕緣特性的任何材料。雖然絕緣層130包括具有電絕緣特性的任何材料，但是絕緣層130可包括具有低吸光率的材料。例如，絕緣層130可包括硅的氧化物或硅的氮化物(例如，SiO₂、SiO_xN_y和Si_xN_y)。當(dāng)必要時(shí)，可通過(guò)在光透射材料中分布光反射填料形成光反射結(jié)構(gòu)。在另一示例中，絕緣層130可具有通過(guò)交替地堆疊具有不同折射率的多個(gè)絕緣層形成的多層反射結(jié)構(gòu)。例如，多層反射結(jié)構(gòu)可為通過(guò)交替地堆疊具有第一折射率的第一絕緣層和具有第二折射率的第二絕緣層形成的分布式布拉格反射器(DBR)。

可通過(guò)將具有不同折射率的多個(gè)絕緣層重復(fù)地堆疊2次至100次來(lái)堆疊多層反射結(jié)構(gòu)。例如，可將多個(gè)絕緣層重復(fù)地堆疊3次至70次。多層反射結(jié)構(gòu)的多個(gè)絕緣層中的每一個(gè)可包括氧化物或氮化物，例如，SiO₂、SiN、SiO_xN_y、TiO₂、Si₃N₄、Al₂O₃、TiN、AlN、ZrO₂、TiAlN或TiSiN，或它們的組合。例如，假設(shè)由有源層產(chǎn)生的光的波長(zhǎng)為λ，并且第一絕緣層和第二絕緣層的折射率為n1和n2，則第一絕緣層和第二絕緣層可形成為具有厚度λ/4n1和λ/4n2，例如，約至約的厚度。在這種情況下，第一絕緣層和第二絕緣層中的每一個(gè)的折射率和厚度可被選擇為使得多層反射結(jié)構(gòu)相對(duì)于由有源層124產(chǎn)生的光的波長(zhǎng)具有約95％或更高的高反射率。

第一絕緣層和第二絕緣層中的每一個(gè)的折射率可被確定為在約1.4至約2.5的范圍內(nèi)，并且可小于第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層122的折射率和襯底110的折射率。然而，第一絕緣層和第二絕緣層中的每一個(gè)的折射率可小于第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層122的折射率并大于襯底110的折射率。

在圖1中，用虛線箭頭示出由發(fā)光結(jié)構(gòu)120發(fā)射的第一光的示意性路徑。如圖1所示，由發(fā)光結(jié)構(gòu)120(或者有源層124)產(chǎn)生并且發(fā)射至發(fā)光結(jié)構(gòu)120以外的第一光在各個(gè)方向上行進(jìn)。例如，發(fā)射至發(fā)光結(jié)構(gòu)120以外的第一光，例如，發(fā)射通過(guò)發(fā)光結(jié)構(gòu)120的面對(duì)一側(cè)表面110S1的表面的全部光在襯底110內(nèi)在所有方向上發(fā)射通過(guò)第一側(cè)表面110S1。在襯底110中，當(dāng)?shù)谝还馊肷渲烈r底110的頂表面110U或者YZ平面中的任何側(cè)表面上時(shí)，第一光可為發(fā)射至襯底110以外。具體地說(shuō)，由于襯底110的第一寬度WX1大于襯底110的第一高度HZ1，因此發(fā)射通過(guò)襯底110的頂表面110U的第一光的發(fā)射面積可比發(fā)射通過(guò)襯底110的任何側(cè)表面的第一光的發(fā)射面積大得多。

詳細(xì)地說(shuō)，如上所述，襯底110的第一高度HZ1可在從約5μm至約100μm的范圍內(nèi)，并且襯底110的第一寬度WX1可在從約10μm至約500μm的范圍內(nèi)。另外，襯底110在第三方向(圖1中的Y方向)上的第二寬度WY1可在從10μm至約500μm的范圍內(nèi)。因此，第一寬度WX1與第一高度HZ1的比率可在從約2:1至100:1的范圍內(nèi)，并且第二寬度WY1與第一高度HZ1的比率可在從2:1至100:1的范圍內(nèi)。因此，襯底110的頂表面110U的面積與襯底110的第一側(cè)表面110S1的面積的比率可在從約2:1至約100:1的范圍內(nèi)。另外，襯底110的頂表面110U的面積與布置在第一側(cè)表面110S1上的發(fā)光結(jié)構(gòu)120的面積的比率(即，襯底110的頂表面110U的面積與發(fā)光結(jié)構(gòu)120的與第一側(cè)表面110S1面對(duì)并且重疊的面積的比率)可在從約2:1至約100:1的范圍內(nèi)。因此，由發(fā)光結(jié)構(gòu)120發(fā)射(例如)通過(guò)發(fā)光結(jié)構(gòu)120的面對(duì)第一側(cè)表面110S1的整個(gè)區(qū)域的第一光可通過(guò)具有相對(duì)較大的面積(例如，明顯比任何側(cè)表面更大的面積)的襯底110的頂表面110U均勻地發(fā)射。由于上述特征，襯底110可用作與發(fā)光裝置100一體化的導(dǎo)光板(LGP)。

通常，可從尺寸約為10μm×10μm的LED獲得顯示裝置的多個(gè)像素之一所需的光的量。然而，由于LED的尺寸比一個(gè)像素小得多，因此當(dāng)一個(gè)像素包括一個(gè)LED時(shí)，該LED可為點(diǎn)光源。例如，會(huì)在像素的布置為靠近LED的一部分中出現(xiàn)具有較高光亮度的亮點(diǎn)。因此，像素會(huì)具有不均勻的光亮度，并且不會(huì)將具有均勻光量的光提供至整個(gè)像素。當(dāng)將額外光學(xué)系統(tǒng)(例如，擴(kuò)散器或擴(kuò)散透鏡)粘附于LED與像素之間時(shí)，可將具有相對(duì)均勻的光量的光提供至像素。然而，通過(guò)粘附擴(kuò)散器或擴(kuò)散透鏡會(huì)增大顯示裝置的厚度和重量，從而會(huì)難以獲得緊湊的顯示裝置。

相反，在上述發(fā)光裝置100中，由形成在襯底110的第一側(cè)表面110S1上的發(fā)光結(jié)構(gòu)120發(fā)射的第一光可均勻地發(fā)射通過(guò)襯底110在發(fā)光裝置100上方的頂表面110U。因此，即使發(fā)光結(jié)構(gòu)120具有相對(duì)小的尺寸，也可在不安裝額外光學(xué)系統(tǒng)(例如，擴(kuò)散器)的情況下將發(fā)光裝置100用作平面光源。因此，發(fā)光裝置100可在大發(fā)射面積上發(fā)射均勻的光，例如，通過(guò)襯底110的整個(gè)頂表面110U的均勻的光。

圖3是根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光裝置100A的透視圖，圖4是沿著圖3的線IV-IV'截取的剖視圖。在圖3和圖4中，使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)指代與圖1和圖2中的相同的元件。

參照?qǐng)D3和圖4，發(fā)光裝置100A可包括形成在襯底110的第二側(cè)表面110S2上的側(cè)反射層160S。

在實(shí)施例中，襯底110可包括垂直于第一方向(圖3中的Z方向)的頂表面110U、在第二方向(圖3中的X方向)上延伸的第一側(cè)表面110S1和在第三方向(圖3中的Y方向)上延伸的第二側(cè)表面110S2。側(cè)反射層160S可布置在(例如，直接布置在)襯底110的第二側(cè)表面110S2上，并且防止朝著襯底110的第二側(cè)表面110S2行進(jìn)的第一光朝著第二側(cè)表面110S2發(fā)射。例如，側(cè)反射層160S可將由發(fā)光結(jié)構(gòu)120產(chǎn)生并朝著襯底110的第二側(cè)表面110S2發(fā)射的第一光反射至襯底110中(從第二側(cè)表面110S2朝著襯底110內(nèi)部反射離開(kāi)的圖3中的虛線箭頭)。

在實(shí)施例中，側(cè)反射層160S可包括金屬材料，例如，鋁(Al)、銀(Ag)、鎳(Ni)、金(Au)、鉑(Pt)、鈦(Ti)、鎢(W)、銥(Ir)、釕(Ru)、鉭(Ta)、釩(V)、鈷(Co)、鋨(Os)或錸(Re)。在其它實(shí)施例中，側(cè)反射層160S可包括通過(guò)交替地堆疊具有不同折射率的多個(gè)介電層形成的多層反射結(jié)構(gòu)。在其它實(shí)施例中，側(cè)反射層160S可包括通過(guò)將光反射填料散布于光透射材料中形成的光反射結(jié)構(gòu)。例如，側(cè)反射層160S的形成可包括：在發(fā)光裝置100A的頂表面上形成掩膜；以及通過(guò)利用噴涂工藝在襯底110的第二側(cè)表面110S2上形成具有一定厚度的金屬層。然而，形成側(cè)反射層160S的方法不限于此。

如圖4所示，側(cè)反射層160S可在第三方向(圖4中的Y方向)上延伸，并且覆蓋發(fā)光結(jié)構(gòu)120的側(cè)表面的一部分，例如，側(cè)反射層160S可沿著整個(gè)第二側(cè)表面110S2延伸并延伸超出第二側(cè)表面110S2，以完全覆蓋第二側(cè)表面110S2。延伸以例如覆蓋發(fā)光結(jié)構(gòu)120的側(cè)表面的至少一部分的側(cè)反射層160S可防止由有源層124發(fā)射的第一光發(fā)射至外部。在另一示例中，額外反射層可布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)120的表面(例如，有源層124的側(cè)表面)上。側(cè)反射層160S可布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)120和襯底110的側(cè)表面上，以使得由發(fā)光結(jié)構(gòu)120產(chǎn)生的第一光的總量中，通過(guò)襯底110的頂表面110U向外發(fā)射的第一光的量可增加。因此，發(fā)光裝置100A可具有提高的光學(xué)提取效率。

圖5是根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光裝置100B的透視圖。在圖5中，相同的附圖標(biāo)記用于指代與圖1至圖4中的相同的元件。發(fā)光裝置100B與參照?qǐng)D1和圖2描述的發(fā)光裝置100相似，不同之處在于，發(fā)光裝置100B還包括形成在襯底110的底表面上的底部反射層160B。因此，將主要描述上述不同之處。

參照?qǐng)D5，底部反射層160B可形成在(例如，直接形成在)襯底110的底表面上，例如，襯底110的底表面與頂表面110U相對(duì)。底部反射層160B可在襯底110之外，并且可防止由發(fā)光結(jié)構(gòu)120產(chǎn)生并朝著襯底110的底表面行進(jìn)的第一光通過(guò)襯底110的底表面發(fā)射。例如，底部反射層160B可將由發(fā)光結(jié)構(gòu)120產(chǎn)生并通過(guò)襯底110的底表面向下發(fā)射的第一光反射返回至襯底110的內(nèi)部中，以使得朝著襯底110的頂表面110U發(fā)射的光的量可增加。因此，發(fā)光裝置100B可具有提高的光學(xué)提取效率。在實(shí)施例中，底部反射層160B可包括金屬材料，例如，Al、Ag、Ni、Au、Pt、Ti、W、Ir、Ru、Ta、V、Co、Os或Re中的一個(gè)或多個(gè)。然而，包括在底部反射層160B中的材料不限于此。

在實(shí)施例中，底部反射層160B可包括彼此可間隔開(kāi)的第一底部反射層160B1和第二底部反射層160B2。第一底部反射層160B1和第二底部反射層160B2可分別連接至第一電極140和第二電極150。例如，第一底部反射層160B1可從襯底110的底表面延伸至第一電極140，而第二底部反射層160B2可從襯底110的底表面延伸至第二電極150。例如，如圖5所示，第一底部反射層160B1可在Y軸方向上(例如，連續(xù)地)沿著襯底110的底表面的整個(gè)長(zhǎng)度并且沿著發(fā)光結(jié)構(gòu)120的整個(gè)長(zhǎng)度延伸以接觸第一電極140。相似地，第二底部反射層160B2可在Y軸方向上(例如，連續(xù)地)沿著襯底110的底表面的整個(gè)長(zhǎng)度并且沿著發(fā)光結(jié)構(gòu)120的整個(gè)長(zhǎng)度延伸以接觸第二電極150。第一底部反射層160B1和第二底部反射層160B2可與第一電極140和第二電極150一起用作發(fā)光裝置100B的外部端子。雖然未示出，但是還可在底部反射層160B1和160B2下方形成凸點(diǎn)下金屬(UBM)層和焊料凸塊層。UBM層可增大發(fā)光裝置100B的底部反射層160B1和160B2與焊料凸塊層之間的界面鍵合強(qiáng)度，并且提供電路徑。另外，UBM層可在回流工藝中防止焊料擴(kuò)散至底部反射層160B1和160B2中。

在發(fā)光裝置100B中，底部反射層160B可布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)120和襯底110的底表面上，以使得由發(fā)光結(jié)構(gòu)120產(chǎn)生的第一光的總量中，通過(guò)襯底110的頂表面向外發(fā)射的第一光的量可增加。因此，發(fā)光裝置100B可具有提高的光學(xué)提取效率。

圖6是根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光裝置100C的剖視圖。圖6是沿著圖3的線IV-IV'截取的剖視圖。在圖6中，相同的附圖標(biāo)記用于指代與圖1至圖5中的相同的元件。發(fā)光裝置100C與參照?qǐng)D3和圖4描述的發(fā)光裝置100B相似，不同之處在于，發(fā)光裝置100C還包括形成在襯底110的側(cè)表面上的光學(xué)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層170。因此，將主要描述上述不同之處。

參照?qǐng)D6，可在發(fā)光結(jié)構(gòu)120的頂表面(即，第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層122的面對(duì)襯底110的第一側(cè)表面110S1的頂表面)上形成不平坦部分P。例如，不平坦部分P可包括發(fā)光結(jié)構(gòu)120與襯底110之間的粗糙表面，例如，粗糙表面可直接接觸發(fā)光結(jié)構(gòu)120的第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層122。不平坦部分P可增大由發(fā)光裝置100C發(fā)射的光的提取效率。

在形成發(fā)光裝置100C的處理的示例中，第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層122、有源層124和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層126可按次序形成在其中形成有不平坦部分的生長(zhǎng)襯底上，可將生長(zhǎng)襯底翻轉(zhuǎn)并去除，并且可在第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層122的頂表面中形成不平坦部分P。不平坦部分P可提高第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層126的單晶體質(zhì)量。

光學(xué)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層170可介于發(fā)光結(jié)構(gòu)120與襯底110之間，例如，光學(xué)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層170可位于襯底110與不平坦部分P之間。光學(xué)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層170可吸收由發(fā)光結(jié)構(gòu)120發(fā)射的具有第一峰值波長(zhǎng)的第一光，并且發(fā)射具有第二峰值波長(zhǎng)的第二光。第二峰值波長(zhǎng)可與第一峰值波長(zhǎng)不同，并且包括在與第一顏色不同的第二顏色的可見(jiàn)波長(zhǎng)范圍中。例如，第一顏色可為藍(lán)色，并且第二顏色可為紅色、綠色或黃色之一。在其它實(shí)施例中，當(dāng)由發(fā)光結(jié)構(gòu)120發(fā)射的第一光的顏色是紅色、綠色或黃色之一時(shí)，第二顏色，即由光學(xué)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層170發(fā)射的光的顏色，可為藍(lán)色。

光學(xué)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層170可包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，其用于轉(zhuǎn)換由發(fā)光結(jié)構(gòu)120發(fā)射的第一光的波長(zhǎng)。例如磷光體和/或量子點(diǎn)(QD)的各種材料可用于光學(xué)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層170。

用于光學(xué)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層170的磷光體可具有以下化學(xué)式和顏色。

基于氧化物：黃色和綠色Y₃Al₅O₁₂:Ce、Tb₃Al₅O₁₂:Ce、Lu₃Al₅O₁₂:Ce。

基于硅酸鹽：黃色和綠色(Ba,Sr)₂SiO₄:Eu、黃色和橙色(Ba,Sr)₃SiO₅:Ce。

基于氮化物：綠色β-SiAlON:Eu、黃色La₃Si₆O₁₁:Ce、橙色α-SiAlON:Eu、紅色CaAlSiN₃:Eu、Sr₂Si₅N₈:Eu、SrSiAl₄N₇:Eu、SrLiAl₃N₄:Eu、Ln_4-x(Eu_zM_1-z)_xSi_12-yAl_yO_3+x+yN_18-x-y(0.5≤x≤3，0＜z＜0.3，0＜y≤4)式(1)

在式(1)中，Ln可為IIIa族元素和稀土元素中的至少一個(gè)元素，M可為鈣(Ca)、鋇(Ba)、鍶(Sr)和鎂(Mg)中的至少一個(gè)元素。

基于氟化物：基于KSF的紅色K₂SiF₆:Mn₄⁺、K₂TiF₆:Mn₄⁺、NaYF₄:Mn₄⁺、NaGdF₄:Mn₄⁺、K₃SiF₇:Mn₄⁺。

磷光體的組成需要基本符合化學(xué)計(jì)算法，并且各個(gè)元素可由包括在周期表的對(duì)應(yīng)的族中的其它元素置換。例如，鍶(Sr)可由堿土II族的鋇(Ba)、鈣(Ca)和鎂(Mg)中的至少一個(gè)置換，并且Y可由鋱(Tb)、镥(Lu)、鈧(Sc)和釓(Gd)中的至少一個(gè)置換。另外，根據(jù)期望的能級(jí)，作為活化劑的銪(Eu)可由鈰(Ce)、鋱(Tb)、鐠(Pr)、鉺(Er)和鐿(Yb)中的至少一個(gè)置換?；罨瘎┛蓡为?dú)應(yīng)用，或者為了改性，可額外應(yīng)用子活化劑。

具體地說(shuō)，基于氟化物的紅色磷光體可涂布有不含錳的氟化物，以提高在高溫和高濕度下的可靠性?？商鎿Q地，基于氟化物的紅色磷光體的表面或者不含錳的氟化物涂層的表面還可涂有有機(jī)材料。與其它磷光體不同，基于氟化物的紅色磷光體可實(shí)現(xiàn)約40nm或更小的窄半峰全寬(FWHM)，并且可應(yīng)用于高分辨率TV，諸如超清(UHD)TV。

下表1示出了各領(lǐng)域中的磷光體類型，當(dāng)由發(fā)光結(jié)構(gòu)120發(fā)射的光的峰值波長(zhǎng)在約440nm至約460nm的藍(lán)色可見(jiàn)波長(zhǎng)范圍或者約380nm至約440nm的UV波長(zhǎng)范圍中時(shí)，磷光體可用作波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料。

[表1]

另外，QD可作為能夠替代磷光體或與磷光體組合的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料用于光學(xué)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層170。

圖21是根據(jù)實(shí)施例的QD的剖面結(jié)構(gòu)的示意圖。

參照?qǐng)D21，通過(guò)利用III-V族化合物半導(dǎo)體或者II-VI族化合物半導(dǎo)體，QD可具有核-殼結(jié)構(gòu)。例如，QD可包括例如CdSe或InP的核和例如ZnS和ZnSe的殼。例如，核的直徑可為約1nm至約30nm，例如，約3nm至約10nm。殼的厚度可為約0.1nm至約20nm，例如，約0.5nm至約2nm。另外，QD可包括用于穩(wěn)定核和殼的配體。

QD可根據(jù)大小實(shí)現(xiàn)各種顏色。具體地說(shuō)，當(dāng)使用QD代替磷光體時(shí)，QD可用作能夠發(fā)射紅光或綠光的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料。當(dāng)QD用作波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料時(shí)，可實(shí)現(xiàn)約35nm的窄FWHM。

返回參照?qǐng)D6，襯底110可包括光透射絕緣襯底，例如，玻璃襯底、Al₂O₃襯底或者藍(lán)寶石襯底。如上所述，在形成發(fā)光裝置100C的示例性處理中，發(fā)光結(jié)構(gòu)120可形成在生長(zhǎng)襯底上，并且在去除生長(zhǎng)襯底之后，發(fā)光結(jié)構(gòu)120可附著于襯底110的第一側(cè)表面110S1。因此，可不同地選擇襯底110的類型，并且可在襯底110與發(fā)光結(jié)構(gòu)120之間形成光學(xué)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層170。在發(fā)光裝置100C中，可在發(fā)光結(jié)構(gòu)120與光學(xué)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層170之間形成不平坦部分P以提高光學(xué)提取效率。

圖7是包括根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光裝置的顯示裝置200的示意性框圖。圖8是圖7的顯示裝置的像素的示意性框圖。

參照?qǐng)D7和圖8，顯示裝置200可包括多個(gè)像素PX。多個(gè)像素PX可多行多列地排列。

多個(gè)像素PX中的每一個(gè)可包括三個(gè)子像素。多個(gè)像素PX中的每一個(gè)可包括紅色子像素、綠色子像素和藍(lán)色子像素。例如，第一子像素SP1可發(fā)射紅光，第二子像素SP2可發(fā)射綠光，并且第三子像素SP3可發(fā)射藍(lán)光。

圖8示出了第一子像素至第三子像素(SP1、SP2和SP3)在一個(gè)像素PX中在一行上彼此間隔開(kāi)地排列的示例，但是實(shí)施例不限于此。第一子像素SP1可包括構(gòu)造為發(fā)射第一光的第一發(fā)光裝置，第二子像素SP2可包括構(gòu)造為發(fā)射第二光的第二發(fā)光裝置。第三子像素SP3可包括構(gòu)造為發(fā)射第三光的第三發(fā)光裝置。在實(shí)施例中，第一光可為紅光，第二光可為綠光，第三光可為藍(lán)光。

在實(shí)施例中，第一發(fā)光裝置至第三發(fā)光裝置可發(fā)射分別具有不同峰值波長(zhǎng)的第一光至第三光。例如，第一發(fā)光裝置的發(fā)光結(jié)構(gòu)可發(fā)射具有第一峰值波長(zhǎng)的第一光。第一峰值波長(zhǎng)可包括在第一顏色的可見(jiàn)波長(zhǎng)范圍中，并且第一顏色可為紅色。第二發(fā)光裝置的發(fā)光結(jié)構(gòu)可發(fā)射具有與第一峰值波長(zhǎng)不同的第二峰值波長(zhǎng)的第二光，并且第二光的第二顏色可為綠色。另外，第三發(fā)光裝置的發(fā)光結(jié)構(gòu)可發(fā)射具有與第一峰值波長(zhǎng)和第二峰值波長(zhǎng)不同的第三峰值波長(zhǎng)的第三光，并且第三光的第三顏色可為藍(lán)色。第一發(fā)光裝置至第三發(fā)光裝置可與參照?qǐng)D1至圖5描述的發(fā)光裝置100、100A和100B具有相似的結(jié)構(gòu)。

在其它實(shí)施例中，第一發(fā)光裝置至第三發(fā)光裝置的發(fā)光結(jié)構(gòu)可發(fā)射具有相同峰值波長(zhǎng)的第一光，并且第一光的顏色可為藍(lán)色。第一發(fā)光裝置還可包括光學(xué)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層，其可吸收由發(fā)光結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的具有第一峰值波長(zhǎng)的第一光并發(fā)射具有與第一峰值波長(zhǎng)不同的第二峰值波長(zhǎng)的第二光。第二光的顏色可為紅色。另外，第二發(fā)光裝置還可包括光學(xué)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層，其可吸收由發(fā)光結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的具有第一峰值波長(zhǎng)的第一光并發(fā)射具有與第一峰值波長(zhǎng)不同的第三峰值波長(zhǎng)的第三光。第三光的顏色可為綠色。第三發(fā)光裝置可不包括光學(xué)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層，而發(fā)射第一光。第一光的顏色不限于藍(lán)光，而是可為紅光或綠光。這里，第一發(fā)光裝置和第二發(fā)光裝置可具有與參照?qǐng)D6描述的發(fā)光裝置100C相似的結(jié)構(gòu)，并且第三發(fā)光裝置可具有與參照?qǐng)D1至圖5描述的發(fā)光裝置100、100A和100B相似的結(jié)構(gòu)。

在這種情況下，第一子像素至第三子像素(SP1、SP2和SP3)的第一發(fā)光結(jié)構(gòu)至第三發(fā)光結(jié)構(gòu)均可具有基本相同的結(jié)構(gòu)和材料組成。例如，第一發(fā)光結(jié)構(gòu)至第三發(fā)光結(jié)構(gòu)可通過(guò)利用相同的驅(qū)動(dòng)電源操作，并且發(fā)射相同顏色的第一光。由于與第一子像素SP1和第二子像素SP2不同，第三子像素SP3不包括光學(xué)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層，因此第三子像素SP3可具有比第一子像素SP1和第二子像素SP2更高的發(fā)光效率。另外，第一子像素SP1和第二子像素SP2中的每一個(gè)的平面面積可大于第三子像素SP3的平面面積，以使得第一子像素至第三子像素(SP1、SP2和SP3)可具有相同的最大光亮度。然而，第一子像素至第三子像素(SP1、SP2和SP3)的發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)、排列和尺寸不限于上述這些。

圖9是圖8所示的子像素SP的示例的等效電路圖。

參照?qǐng)D9，子像素SP可包括開(kāi)關(guān)晶體管TRs、驅(qū)動(dòng)晶體管TRd和存儲(chǔ)電容器Cst。驅(qū)動(dòng)晶體管TRd可在第一驅(qū)動(dòng)電源VDD與第二驅(qū)動(dòng)電源VSS之間產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電流并且將驅(qū)動(dòng)電流輸出至發(fā)光裝置LED。發(fā)光裝置LED可包括第一發(fā)光結(jié)構(gòu)至第三發(fā)光結(jié)構(gòu)之一。如上所述，當(dāng)?shù)谝话l(fā)光結(jié)構(gòu)至第三發(fā)光結(jié)構(gòu)全部由相同驅(qū)動(dòng)電源驅(qū)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電源的電壓電平或像素電路可不根據(jù)子像素SP的類型而改變。

開(kāi)關(guān)晶體管TRs可連接至向其發(fā)送掃描信號(hào)的柵極線GL和向其發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)據(jù)線DL。開(kāi)關(guān)晶體管TRs可響應(yīng)于掃描信號(hào)將數(shù)據(jù)信號(hào)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)電容器Cst中。存儲(chǔ)電容器Cst可臨時(shí)存儲(chǔ)從開(kāi)關(guān)晶體管TRs發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)，并且將驅(qū)動(dòng)晶體管TRd的柵極-源極電壓在一幀保持不變。驅(qū)動(dòng)晶體管TRd可響應(yīng)于從開(kāi)關(guān)晶體管TRs發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)控制從第一驅(qū)動(dòng)電源VDD通過(guò)發(fā)光裝置LED供應(yīng)至第二驅(qū)動(dòng)電源VSS的電流的幅度。因此，發(fā)光裝置LED可發(fā)射具有對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)信號(hào)的光亮度的光。

圖10是根據(jù)實(shí)施例的顯示裝置的像素PX1的框圖。

參照?qǐng)D10，像素PX1可包括通過(guò)貝爾圖案(Bayer pattern)對(duì)齊的四個(gè)子像素(SP1、SP2、SP3和SP4)。例如，第一子像素SP1可為紅色子像素，第二子像素SP2和第三子像素SP3可為綠色子像素，第四子像素SP4可為藍(lán)色子像素。然而，實(shí)施例不限于此。與圖10所示的不同之處在于，第一子像素至第四子像素(SP1、SP2、SP3和SP4)可分別為紅色子像素、綠色子像素、藍(lán)色子像素和白色子像素。

圖11是根據(jù)實(shí)施例的顯示裝置200A的透視圖。圖12是沿著圖11的線XII-XII'截取的剖視圖。在圖11和圖12中，相同的附圖標(biāo)記用于指代與圖1至圖10中的相同的元件。

參照?qǐng)D11和圖12，顯示裝置200A可包括形成在下襯底210上的驅(qū)動(dòng)器TFT和電連接至驅(qū)動(dòng)器TFT的第一發(fā)光裝置至第三發(fā)光裝置(100_R、100_G和100_B)。

驅(qū)動(dòng)器TFT可包括：半導(dǎo)體層220，其形成在下襯底210上；柵極絕緣層222，其覆蓋下襯底210上的半導(dǎo)體層220；柵電極224，其形成在柵極絕緣層222上；絕緣夾層230，其覆蓋柵極絕緣層222和柵電極224；源電極232和漏電極234，它們形成為穿過(guò)絕緣夾層230并且分別連接至半導(dǎo)體層220的源極區(qū)和漏極區(qū)；保護(hù)層240，其覆蓋絕緣夾層230；以及下電極242，其形成為穿過(guò)保護(hù)層240，并且連接至漏電極234。

圖12示出了半導(dǎo)體層220形成在驅(qū)動(dòng)器TFT中的柵電極224下方的示例，但是柵電極224可形成在半導(dǎo)體層220下方。另外，圖12示出了下電極242連接至漏電極234的示例，但是下電極242可連接至源電極232。

第一發(fā)光裝置至第三發(fā)光裝置(100_R、100_G和100_B)可布置在下電極242上。第一發(fā)光裝置至第三發(fā)光裝置(100_R、100_G和100_B)可與參照?qǐng)D1至圖6描述的發(fā)光裝置(100、100A、100B和100C)具有相似的技術(shù)特征。

雖然未示出，但是還可在第一發(fā)光裝置至第三發(fā)光裝置(100_R、100_G和100_B)與下電極242之間形成粘合劑層或共晶金屬層。第一發(fā)光裝置至第三發(fā)光裝置(100_R、100_G和100_B)中的每一個(gè)的第一電極140可電連接至下電極242，以使得功率和信號(hào)可從驅(qū)動(dòng)器TFT發(fā)送至第一發(fā)光裝置至第三發(fā)光裝置(100_R、100_G和100_B)中的每一個(gè)，例如，第一發(fā)光裝置至第三發(fā)光裝置(100_R、100_G和100_B)中的每一個(gè)可連接至分離的驅(qū)動(dòng)器TFT和下電極242。雖然未示出，但是還可形成保護(hù)層以覆蓋第一發(fā)光裝置至第三發(fā)光裝置(100_R、100_G和100_B)的側(cè)表面和頂表面。

黑矩陣250可布置在保護(hù)層240上。可由下襯底210上的黑矩陣250限定多個(gè)像素空間PX2。詳細(xì)地說(shuō)，多個(gè)像素空間PX2中的每一個(gè)可通過(guò)黑矩陣250與鄰近像素空間PX2劃分。另外，像素空間PX2中的每一個(gè)可通過(guò)黑矩陣250劃分為第一子像素空間至第三子像素空間(SP_R、SP_G和SP_B)。第一發(fā)光裝置至第三發(fā)光裝置(100_R、100_G和100_B)可分別布置在第一子像素空間至第三子像素空間(SP_R、SP_G和SP_B)中。

圖11示出了第一發(fā)光裝置至第三發(fā)光裝置(100_R、100_G和100_B)與黑矩陣250彼此間隔開(kāi)的示例，但是實(shí)施例不限于此。與圖11所示的不同，黑矩陣250可與第一發(fā)光裝置至第三發(fā)光裝置(100_R、100_G和100_B)中的每一個(gè)的整個(gè)側(cè)表面接觸。在這種情況下，從第一發(fā)光裝置至第三發(fā)光裝置(100_R、100_G和100_B)中的每一個(gè)的內(nèi)部在側(cè)向上發(fā)射的光可由黑矩陣250反射，并且從第一發(fā)光裝置至第三發(fā)光裝置(100_R、100_G和100_B)向上發(fā)射。

圖11示出了未在第一發(fā)光裝置至第三發(fā)光裝置(100_R、100_G和100_B)中的每一個(gè)的側(cè)表面上形成側(cè)反射層(參照?qǐng)D3中的160S)的示例，但是實(shí)施例不限于此。還可在第一發(fā)光裝置至第三發(fā)光裝置(100_R、100_G和100_B)中的每一個(gè)的側(cè)表面上形成側(cè)反射層160S。

雖然未示出，但是還可形成包封劑以包圍第一子像素空間至第三子像素空間(SP_R、SP_G和SP_B)中的每一個(gè)中的第一發(fā)光裝置至第三發(fā)光裝置(100_R、100_G和100_B)中的每一個(gè)。然而，實(shí)施例不限于此。在圖11和圖12中，為了簡(jiǎn)明起見(jiàn)，省略了上襯底、存儲(chǔ)電容器(參照?qǐng)D9中的Cst)、柵極線(參照?qǐng)D9中的GL)和數(shù)據(jù)線(參照?qǐng)D9中的DL)的示出。

如圖11和圖12所示，多個(gè)像素空間PX2中的每一個(gè)可包括第一發(fā)光裝置至第三發(fā)光裝置(100_R、100_G和100_B)。第一發(fā)光裝置100_R可發(fā)射紅光，第二發(fā)光裝置100_G可發(fā)射綠光，第三發(fā)光裝置100_B可發(fā)射藍(lán)光?？蓪?shù)據(jù)信號(hào)施加至第一發(fā)光裝置至第三發(fā)光裝置(100_R、100_G和100_B)，并且響應(yīng)于數(shù)據(jù)信號(hào)，可通過(guò)第一發(fā)光裝置至第三發(fā)光裝置(100_R、100_G和100_B)發(fā)射具有對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)信號(hào)的光亮度的三種顏色的光。因此，顯示裝置200A可具有增大的光亮度，并且顯示均勻的圖像。

另外，第一發(fā)光裝置至第三發(fā)光裝置(100_R、100_G和100_B)中的每一個(gè)的平面面積可稍小于第一子像素空間至第三子像素空間(SP_R、SP_G和SP_B)的平面面積中的每一個(gè)。例如，第一子像素空間至第三子像素空間(SP_R、SP_G和SP_B)中的每一個(gè)可在X方向上具有約50μm至約300μm的第一寬度WX2，在Y方向上具有約200μm至約600μm的第二寬度WY2。另外，第一發(fā)光裝置至第三發(fā)光裝置(100_R、100_G和100_B)中的每一個(gè)可在X方向上具有約10μm至約300μm的第一寬度(參照?qǐng)D1中的WX1)，并且在Y方向上具有約50μm至約500μm的第二寬度(參照?qǐng)D1中的XY1)。然而，實(shí)施例不限于此。

通常，可從尺寸約為10μm×10μm的LED獲得顯示裝置的多個(gè)像素之一所需的光的量。然而，由于LED的尺寸比一個(gè)像素小得多，因此當(dāng)一個(gè)像素包括一個(gè)LED時(shí)，該LED可為點(diǎn)光源。例如，會(huì)在像素的布置為靠近LED的一部分中出現(xiàn)具有較高光亮度的亮點(diǎn)。因此，像素會(huì)具有不均勻的光亮度，并且不會(huì)將具有均勻光量的光提供至整個(gè)像素。當(dāng)將額外光學(xué)系統(tǒng)(例如，擴(kuò)散器或擴(kuò)散透鏡)粘附在LED與像素之間時(shí)，可將具有相對(duì)均勻的光量的光提供至像素。然而，通過(guò)粘附擴(kuò)散器或者擴(kuò)散透鏡會(huì)增大顯示裝置的厚度和重量，從而會(huì)難以獲得緊湊的顯示裝置。

然而，根據(jù)本實(shí)施例，發(fā)光結(jié)構(gòu)120可布置在襯底110的第一側(cè)表面上，并且由發(fā)光結(jié)構(gòu)120發(fā)射的第一光至第三光中的每一個(gè)可從顯示裝置200通過(guò)襯底110的頂表面均勻地向上發(fā)射。例如，每個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)120可布置在各個(gè)襯底110上的第一子像素空間至第三子像素空間(SP_R、SP_G和SP_B)的對(duì)應(yīng)子像素空間中。如上所述，由于襯底110的頂表面的面積稍小于第一子像素空間至第三子像素空間(SP_R、SP_G和SP_B)的平面面積，因此可在第一子像素空間至第三子像素空間(SP_R、SP_G和SP_B)的基本整個(gè)區(qū)域上均勻地發(fā)射光。也就是說(shuō)，發(fā)光裝置(100_R、100_G和100_B)可用作利用襯底110的頂表面作為光提取表面的平面光源。此外，當(dāng)將微型尺寸的發(fā)光裝置用作顯示裝置的光源時(shí)還需要的光學(xué)系統(tǒng)可不必安裝。因此，顯示裝置200A可具有小厚度。

另外，即使發(fā)光結(jié)構(gòu)120具有小的面積(例如，即使發(fā)光結(jié)構(gòu)120具有幾微米的寬度)，也可通過(guò)增大襯底110的頂表面的面積在發(fā)光裝置(100_R、100_G和100_B)的整個(gè)頂表面上提供均勻的光量。因此，就顯示裝置200的設(shè)計(jì)規(guī)格(例如，光亮度、功耗和像素大小)而言，包括發(fā)光裝置(100_R、100_G和100_B)的顯示裝置200可具有增加的靈活性。

圖13是根據(jù)實(shí)施例的顯示裝置200B的剖視圖。在圖13中，相同的附圖標(biāo)記用于指代與圖1至圖12中的相同的元件。

參照?qǐng)D13，可在下襯底210上設(shè)置多個(gè)像素空間PX3。第一發(fā)光裝置至第三發(fā)光裝置(100_R1、100_G1和100_B1)可在豎直方向(圖13中的Z方向)上堆疊在所述多個(gè)像素空間PX3中的每一個(gè)中。

第一發(fā)光裝置至第三發(fā)光裝置(100_R1、100_G1和100_B1)可與參照?qǐng)D1至圖6描述的發(fā)光裝置(100、100A、100B和100C)具有相似的技術(shù)特征。

第一中間層262可布置在第一發(fā)光裝置100_R1與第二發(fā)光裝置100_G1之間，第二中間層264可布置在第二發(fā)光裝置100_G1與第三發(fā)光裝置100_B1之間。第一中間層262和第二中間層264可包括具有透光率的絕緣材料。在實(shí)施例中，第一中間層262和第二中間層264中的每一個(gè)可通過(guò)沉積例如SiO₂、SiO_xN_y或Si_xN_y的絕緣材料形成。

黑矩陣250A可將多個(gè)像素空間PX3中的每一個(gè)與鄰近的像素空間PX3隔離。與圖11的顯示裝置200不同，可不將多個(gè)像素空間PX3中的每一個(gè)分離為多個(gè)子像素空間。黑矩陣250A可包圍第一發(fā)光裝置至第三發(fā)光裝置(100_R1、100_G1和100_B1)的側(cè)壁。

雖然圖13中未示出，但是可在下襯底210上形成三個(gè)驅(qū)動(dòng)器TFT(參照?qǐng)D12)，并且將它們分別電連接至第一發(fā)光裝置至第三發(fā)光裝置(100_R1、100_G1和100_B1)。

如圖13所示，可在保護(hù)層240上布置構(gòu)造為發(fā)射紅光的第一發(fā)光裝置100_R1，可在第一發(fā)光裝置100_R1上布置構(gòu)造為發(fā)射綠光的第二發(fā)光裝置100_G1，并且可在第二發(fā)光裝置100_G1上布置構(gòu)造為發(fā)射藍(lán)光的第三發(fā)光裝置100_B1。然而，實(shí)施例不限于此，第一發(fā)光裝置至第三發(fā)光裝置(100_R1、100_G1和100_B1)的相對(duì)位置和/或大小可改變。

在顯示裝置200B中，多個(gè)像素空間PX3中的每一個(gè)可包括在豎直方向上堆疊的第一發(fā)光裝置至第三發(fā)光裝置(100_R1、100_G1和100_B1)。因此，可通過(guò)多個(gè)像素空間PX3在各像素空間PX3的基本整個(gè)區(qū)域上均勻地發(fā)射三種顏色的光。因此，顯示裝置200可具有提高的光亮度，并且顯示均勻的圖像。

圖14是根據(jù)實(shí)施例的顯示裝置200C的剖視圖。在圖14中，相同的附圖標(biāo)記用于指代與圖1至圖13中的相同的元件。

參照?qǐng)D14，可在下襯底210上設(shè)置多個(gè)像素空間PX4。所述多個(gè)像素空間PX4中的每一個(gè)可通過(guò)黑矩陣250B分離為第一子像素空間SP_1和第二子像素空間SP_2。

第一發(fā)光裝置100_R2和第二發(fā)光裝置100_G2可在豎直方向(圖14中的Z方向)上堆疊在第一子像素空間SP_1中。第三發(fā)光裝置100_G3和第四發(fā)光裝置100_B2可在豎直方向上堆疊在第二子像素空間SP_2中。第一發(fā)光裝置100_R2可發(fā)射紅光，第二發(fā)光裝置100_G2和第三發(fā)光裝置100_G3可發(fā)射綠光，并且第四發(fā)光裝置100_B2可發(fā)射藍(lán)光。然而，實(shí)施例不限于此。

第一發(fā)光裝置至第四發(fā)光裝置(100_R2、100_G2、100_G3和100_B2)可與參照?qǐng)D1至圖6描述的發(fā)光裝置(100、100A、100B和100C)具有相似的技術(shù)特征。

圖15至圖20是根據(jù)實(shí)施例的制造發(fā)光裝置的方法的剖視圖。圖15至圖20是沿著圖1的線II-II'截取的剖視圖，其示出了制造發(fā)光裝置的方法的工藝操作。在圖15至圖20中，相同的附圖標(biāo)記用于指代與圖1至圖14中的相同的元件。

參照?qǐng)D15，可在襯底110上形成包括第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層122、有源層124和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層126的半導(dǎo)體層堆疊件120S。在實(shí)施例中，襯底110可為絕緣襯底，例如，藍(lán)寶石襯底。

參照?qǐng)D16，可在半導(dǎo)體層堆疊件120S上執(zhí)行臺(tái)面蝕刻處理，以暴露出第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層122的一部分E1，并且可沉積第一絕緣層130a。由于臺(tái)面蝕刻處理，可在每個(gè)發(fā)光裝置中形成至少一個(gè)臺(tái)面。

參照?qǐng)D17，可蝕刻第一絕緣層130a的一部分，并且可沉積導(dǎo)電歐姆材料以形成第一電極單元142和第二電極單元152。第一電極單元142和第二電極單元152可為包括例如銀(Ag)、鋁(Al)、鎳(Ni)、鉻(Cr)、銅(Cu)、金(Au)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、錫(Sn)、鎢(W)、銠(Rh)、銥(Ir)、釕(Ru)、鎂(Mg)、鋅(Zn)和它們的合金中的至少一個(gè)的反射電極。

參照?qǐng)D18，可在第一絕緣層130a以及第一電極單元142和第二電極單元152上形成第二絕緣層130b?？衫梦g刻處理將第一電極單元142和第二電極單元152的一些部分暴露出來(lái)。

參照?qǐng)D19，可在第一電極單元142和第二電極單元152上形成第一焊盤(pán)144和第二焊盤(pán)154。第一焊盤(pán)144和第二焊盤(pán)154可分別電連接至第一電極單元142和第二電極單元152。

參照?qǐng)D20，可執(zhí)行將單獨(dú)的芯片彼此分離的隔離處理(S410)?？衫玫镀瑘?zhí)行隔離處理S410，但是實(shí)施例不限于此?？裳刂鴦澗€道SL將襯底110與半導(dǎo)體層堆疊件120S一起切割。

雖然未示出，但是在隔離處理S410之前，還可執(zhí)行去除襯底110的底表面以達(dá)到預(yù)定厚度的研磨處理。在這種情況下，可通過(guò)利用研磨處理從襯底110的暴露的底表面切斷襯底110，但是實(shí)施例不限于此。

圖15至圖20示出了在絕緣襯底(例如，藍(lán)寶石襯底)上形成半導(dǎo)體層堆疊件120S的方法的示例。然而，在另一情況下，半導(dǎo)體層堆疊件120S可形成在諸如硅襯底的生長(zhǎng)襯底上。在這種情況下，在隔離處理S410之前或之后，還可執(zhí)行去除生長(zhǎng)襯底的處理以及將半導(dǎo)體層堆疊件120S粘附于透明襯底(例如，玻璃襯底)的頂表面的處理。在去除生長(zhǎng)襯底的處理中，可在半導(dǎo)體層堆疊件120S的頂表面上形成不平坦部分(參照?qǐng)D6中的P)。

在去除生長(zhǎng)襯底的處理之后，可在半導(dǎo)體層堆疊件120S的頂表面上形成光學(xué)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層170，并且透明襯底可粘附于光學(xué)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層170的頂表面。結(jié)果，可制造參照?qǐng)D6描述的發(fā)光裝置100C。

另外，可執(zhí)行在發(fā)光裝置(通過(guò)隔離處理S410將發(fā)光裝置分為單獨(dú)的芯片)的側(cè)表面或者底表面上形成反射層的處理。例如，底部反射層(參照?qǐng)D5中的160B)的形成可包括：在發(fā)光裝置的底表面上形成掩膜；以及利用噴涂工藝、濺射工藝或電子束(e束)蒸發(fā)工藝在發(fā)光裝置的底表面的未被掩膜覆蓋的部分上形成底部反射層160B。例如，側(cè)反射層(參照?qǐng)D3中的160S)的形成可包括：在發(fā)光裝置的頂表面上形成掩膜；以及利用噴涂工藝在發(fā)光裝置的側(cè)表面上形成側(cè)反射層160S。然而，形成反射層的處理不限于上述這些。

目前為止，已詳細(xì)描述了發(fā)光裝置100、100A、100B和100C以及包括發(fā)光裝置100、100A、100B和100C的顯示裝置200、200A、200B和200C。如以上參照?qǐng)D7至圖14的描述，根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光裝置100、100A、100B和100C可不僅包括在顯示裝置200、200A、200B和200C的面板中，而且還包括在顯示裝置200、200A、200B和200C的BLU中，或者用作照明裝置。

下文中，將描述包括根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光裝置100、100A、100B和100C的BLU和利用該BLU的顯示裝置。

圖22是采用根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光裝置的BLU 2000的透視圖。

參照?qǐng)D22，BLU 2000可包括導(dǎo)光板(LGP)2040和設(shè)置在LGP 2040的兩個(gè)(例如，相對(duì)的)側(cè)表面上的光源模塊2010。另外，BLU 2000還可包括布置在LGP 2040下方(例如，布置在與LGP 2040的發(fā)射光表面相對(duì)的表面上)的反射板2020。根據(jù)本實(shí)施例的BLU 2000可為側(cè)光式BLU。

例如，光源模塊2010可僅設(shè)置在LGP 2040的一個(gè)側(cè)表面上。在另一示例中，還可在LGP 2040的另一側(cè)表面上設(shè)置額外的光源模塊2010。光源模塊2010可包括印刷電路板(PCB)2001和安裝在PCB 2001的頂表面上的多個(gè)光源2005。

圖23是采用根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光裝置的BLU 2100的剖視圖。

參照?qǐng)D23，BLU 2100可包括光擴(kuò)散板2140和排列于光擴(kuò)散板2140下方的光源模塊2110。另外，BLU 2100還可包括能夠容納光源模塊2110的底部外殼2160。根據(jù)本實(shí)施例的BLU 2100可為直下式BLU。光源模塊2110可包括PCB 2101和安裝在PCB 2101的頂表面上的多個(gè)光源2105。

圖24示出了直下式BLU中的光源的排列方式的示例。

根據(jù)本實(shí)施例的直下式BLU 2200可包括排列在襯底2201上的多個(gè)光源2205。

光源2205可排列為多行多列的矩陣類型，并且各行和各列中的每一個(gè)可具有z字形。換句話說(shuō)，可在按照多行多列排列多個(gè)光源2205的第一矩陣中排列與第一矩陣具有相同形狀的第二矩陣，并且第二矩陣的光源2205中的每一個(gè)可布置在由包括在第二矩陣中的四個(gè)相鄰光源2205形成的四邊形中。

然而，為了進(jìn)一步提高直下式BLU 2200的發(fā)光均勻性和光學(xué)效率，當(dāng)必要時(shí)，第一矩陣的排列方式和間隔可與第二矩陣的不同。另外，除了排列多個(gè)光源的上述方法之外，相鄰光源之間的距離S1和S2可優(yōu)化以確保發(fā)光均勻性。當(dāng)多行多列光源2205未按照直線而是按照如上所述的z字形排列時(shí)，每發(fā)射面積的光源2205的數(shù)量可減少約15％至約25％。

圖25是采用根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光裝置的BLU 2300的剖視圖。

參照?qǐng)D25，BLU 2300可包括光學(xué)片材2320和排列在光學(xué)片材2320下方的光源模塊2310。

光學(xué)片材2320可包括擴(kuò)散片材2321、會(huì)聚片材2322和保護(hù)片材2323。

光源模塊2310可包括電路基板2311、安裝在電路基板2311上的多個(gè)光源以及分別布置在多個(gè)光源上的多個(gè)光學(xué)裝置2313。光學(xué)裝置2313可使光折射，并且控制光的取向角。具體地說(shuō)，可主要使用構(gòu)造為將由光源發(fā)射的光擴(kuò)散至寬區(qū)域的寬取向角透鏡作為光學(xué)裝置2313。由于光學(xué)裝置2313附著于其上的光源具有相對(duì)寬的光分布，因此當(dāng)將光源模塊2310用于背光或者平板照明裝置時(shí)，每區(qū)域所需光源的數(shù)量可減少。

下文中，將描述包括根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光裝置100、100A、100B和100C中的至少一個(gè)的照明設(shè)備。

圖26是根據(jù)實(shí)施例的平板照明設(shè)備4100的透視圖。

參照?qǐng)D26，平板照明設(shè)備4100可包括光源模塊4110、電源裝置4120和殼體4030。在實(shí)施例中，光源模塊4110可包括作為光源的發(fā)光裝置陣列，并且電源裝置4120可包括發(fā)光裝置驅(qū)動(dòng)器。光源模塊4010可包括根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光裝置100、100A、100B和100C中的至少一個(gè)。

光源模塊4110可包括發(fā)光裝置陣列，并且具有整體平面形狀。在實(shí)施例中，發(fā)光裝置陣列可包括發(fā)光裝置和構(gòu)造為存儲(chǔ)發(fā)光裝置的驅(qū)動(dòng)信息的控制器。

電源裝置4120可構(gòu)造為將功率供應(yīng)至光源模塊4110。殼體4130可提供在其中容納光源模塊4110和電源裝置4120的容納空間，并且殼體4130的一個(gè)側(cè)表面可具有敞開(kāi)的六面體形狀，但是實(shí)施例不限于此。光源模塊4110可布置為朝著殼體4130的敞開(kāi)的側(cè)表面發(fā)射光。

然而，實(shí)施例不限于此，并且根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光裝置100、100A、100B和100C不僅可應(yīng)用于平板照明設(shè)備而且可應(yīng)用于條型燈或球泡型燈。

本文已公開(kāi)了示例實(shí)施例，并且雖然采用了特定術(shù)語(yǔ)，但是僅按照一般和描述性含義使用和解釋它們，而不是為了限制的目的。在一些情況下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員之一應(yīng)該清楚，除非另外明確地說(shuō)明，否則隨著本申請(qǐng)的提交，結(jié)合特定實(shí)施例描述的特征、特性和/或元件可單獨(dú)使用或者與結(jié)合其它實(shí)施例描述的特征、特性和/或元件結(jié)合使用。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由權(quán)利要求闡述的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可作出形式和細(xì)節(jié)上的各種修改。