CN109904295A - 一种led器件及其制作方法、显示面板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED器件及其制作方法、显示面板。LED器件包括器件结构层，所述器件结构层包括依次设置的第一半导体层、发光功能层和第二半导体层，所述LED器件还包括设置在所述器件结构层外围侧面上的反光层。显示面板包括透明的第一基板以及设置在所述第一基板上的多个如上所述的LED器件。LED器件可以顶面和底面同时发光，反光层的设置进一步提高了LED器件顶面和底面的出光亮度，因此，本发明实施例提出的显示面板为透明的显示面板，具有较高的透过率，可以满足用户对显示面板透过率的要求。

Description

一种LED器件及其制作方法、显示面板

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种LED器件及其制作方法、显示面板。

背景技术

随着技术的发展，出现了安装在玻璃橱窗上的透明显示面板，这种面板不仅可以用来显示，而且人们还可以透过显示面板看到橱窗后面的物品。为了提高观看橱窗后面物品的清洗度，用户对透明显示面板的透过率要求越来越高。

现有的透明显示面板主要包括透明液晶显示面板和透明OLED显示面板。图1为一种透明液晶显示面板的结构示意图，图1所示的透明显示面板，包括对合设置的阵列基板11和彩膜基板12，还包括设置在阵列基板11和彩膜基板12之间的液晶层13、以及设置在彩膜基板12上方的上偏振片14和设置在阵列基板11下方的下偏振片15。彩膜基板12上一般采用具有高透过率的红、绿、蓝像素，同时为显示面板匹配辅助光线，以实现箱体式透明显示结构。但图1所示的透明液晶显示面板，阵列基板11、彩膜基板12、上偏振片14和下偏振片15均会造成光线的损失，因此，图1所示显示面板的透过率一般在10％以下。透明OLED显示面板，透过率一般在40％左右。无论是透明液晶显示面板还是透明OLED显示面板，其透过率均无法满足用户对透过率的要求，因此，急需提出一种新型的透明显示面板，以提高显示面板的透过率。

发明内容

本发明实施例的目的是，提供一种LED器件及其制作方法、显示面板，以提供一种具有高透过率的显示面板。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种LED器件，包括器件结构层，所述器件结构层包括依次设置的第一半导体层、发光功能层和第二半导体层，所述LED器件还包括设置在所述器件结构层外围侧面上的反光层。

可选地，所述反光层布满所述器件结构层的外围侧面。

可选地，所述反光层的材质包括具有高反射率的白胶。

可选地，所述第一半导体层为N型氮化镓基层，所述发光功能层为MQW量子阱层，所述第二半导体层为P型氮化镓基层。

可选地，所述器件结构层还包括与第一半导体层电连接的第一电极以及与第二半导体层电连接的第二电极，所述第一电极和所述第二电极的材质均为透明材质。

可选地，所述第一电极和所述第二电极均设置在所述第二半导体层的背离所述发光功能层的一侧上，所述第二电极与所述第二半导体层直接接触，所述第一电极与所述第二半导体层之间设置有绝缘层，所述第一电极通过穿过所述绝缘层、所述第二半导体层和所述发光功能层的过孔与所述第一半导体层电连接。

为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种LED器件的制作方法，包括：

在衬底上形成器件结构层，包括，在衬底上依次形成第一半导体层、发光功能层和第二半导体层；

采用喷涂工艺在所述器件结构层的外围侧面上形成反光层。

可选地，所述在衬底上形成器件结构层，还包括：

形成贯穿所述第二半导体层和所述发光功能层的第一过孔，所述第一半导体层通过所述第一过孔暴露出来；

在所述第二半导体层上形成绝缘层，所述绝缘层上设置有与所述第一过孔对应的第二过孔以及用于暴露第二半导体层的第三过孔，所述第一半导体层通过所述第二过孔和所述第一过孔暴露出来；

在所述绝缘层上形成电极层，所述电极层上设置有第四过孔，所述第四过孔将所述电极层分割为相互断开的第一电极和第二电极，所述第二电极通过所述第三过孔与所述第二半导体层电连接，所述第一电极通过所述第二过孔与所述第一半导体层电连接。

为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种显示面板，包括透明的第一基板以及设置在所述第一基板上的多个如以上所述的LED器件。

可选地，所述显示面板还包括设置在所述LED器件的背离所述第一基板一侧的第二基板，所述第二基板包括玻璃或透明钢化膜。

可选地，所述多个LED器件包括红色LED器件、绿色LED器件和蓝色LED器件。

本实施例提出的LED器件可以顶面和底面同时发光，反光层的设置进一步提高了LED器件顶面和底面的出光亮度，因此，本发明实施例提出的显示面板为透明的显示面板，具有较高的透过率，可以满足用户对显示面板透过率的要求。

本发明实施例的显示面板，当将该显示面板安装在橱窗上时，显示面板的内、外两面同时发光，显示面板的正面(朝外的一面)可以用来实现正常显示，显示面板的反面(朝内的一面)发射的光线可以照射橱窗内物体，有利于橱窗外用户看清楚橱窗内物品，不仅实现简洁的透明显示，而且不再需要辅助光源对橱窗内物品进行照射。当显示面板不需要显示图像时，可以关掉显示面板的电源，由于该显示面板的透过率极高，因此，当关掉显示面板的电源时，显示面板就相当于一块纯净的玻璃，通过显示面板的开启和关闭，实现了透明显示和玻璃橱窗的无缝切换。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为一种透明液晶显示面板的结构示意图；

图2为一种Micro LED器件的结构示意图；

图3为图2所示Micro LED器件的出光示意图；

图4为本发明第一实施例LED器件的结构示意图；

图5为图4所示LED器件的出光示意图；

图6a为LED器件制备过程中形成第二半导体层后的结构示意图；

图6b为LED器件制备过程中形成第一过孔后的结构示意图；

图6c为LED器件制备过程中形成绝缘层后的结构示意图；

图6d为LED器件制备过程中形成电极层后的结构示意图；

图7为本发明第二实施例显示面板的结构示意图；

图8为55吋FHD面板一个像素的示意图。

附图标记说明：

11—阵列基板； 12—彩膜基板； 13—液晶层；

14—上偏振片； 15—下偏振片； 20—衬底；

21—第一半导体层； 22—发光功能层； 23—第二半导体层；

241—第一部分； 242—第二部分； 25—绝缘层；

261—第一电极； 262—第二电极； 30—反光层；

41—第一过孔； 42—第二过孔； 43—第三过孔；

44—第四过孔； 50—第一基板； 60—LED器件；

70—第二基板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

图2为一种Micro LED器件的结构示意图。图3为图2所示Micro LED器件的出光示意图。如图2所示，Micro LED器件包括设置在衬底20上的器件结构层，器件结构层包括依次设置在衬底20上的第一半导体层21、发光功能层22、第二半导体层23、金属反射层、绝缘层25，以及设置在绝缘层25上的第一电极261和第二电极262。其中，金属反射层包括彼此断开的第一部分241和第二部分242。第一电极261通过第一部分241与第一半导体层21电连接，第二电极262通过第二部分242与第二半导体层23电连接。第一半导体层21可以为N型氮化镓基层，发光功能层22可以为MQW量子阱层，第二半导体层23可以为P型氮化镓基层，第一电极261可以为N电极，第二电极262可以为P电极。

容易理解的是，当第一电极261和第二电极262之间存在电场时，发光功能层22会发光。当发光功能层22发光时，光线会被金属反射层向上反射，因此，图2所示的Micro LED器件可以实现顶面和四个侧面的五面出光，如图3所示，而位于金属反射层的背离发光功能层22的一面(即底面)不发光。

下面将通过具体的实施例详细介绍本发明的技术内容。

第一实施例：

图4为本发明第一实施例LED器件的结构示意图。图5为图4所示LED器件的出光示意图。如图4所示，该LED器件包括设置在衬底20上的器件结构层，器件结构层包括依次设置在衬底20上的第一半导体层21、发光功能层22和第二半导体层23。器件结构层还包括第一电极261和第二电极262。第一电极261与第一半导体层21电连接，第二电极262与第二半导体层23电连接。第一电极261和第二电极262的材质均为透明材质。LED器件还包括设置在器件结构层外围侧面上的反光层30。

本发明实施例的LED器件，当第一电极261和第二电极262之间存在电场时，发光功能层22会发光。相比于图2所示的LED器件，本发明实施例的LED器件不再包括金属反射层，由于第一电极261和第二电极262的材质均为透明材质，因此，该LED器件的顶面和底面同时发光，如图5所示，所以，该LED器件为透明LED器件。器件结构层侧面上设置的反光层30可以将出射到侧面上的光线进行反射，避免光线从侧面出射，使得光线从顶面和底面出射，进一步增强了LED器件顶面和底面的出光亮度。

在本实施例中，第一半导体层21可以为N型氮化镓基层，发光功能层22可以为MQW量子阱层，第二半导体层23可以为P型氮化镓基层，第一电极261可以为N电极，第二电极262可以为P电极。第一电极261和第二电极262的材质均可以包括氧化铟锡。

为了进一步增强LED器件的出光亮度，反光层30布满器件结构层的外围侧面。通常，在器件结构层的制程结束后，采用喷涂工艺在器件结构层的外围侧面形成具有高反射率的白色胶层，白色胶层作为反光层30。因此，反光层30的材质包括白胶。

在本发明实施例中，第一电极261和第二电极262位于器件结构层的同一侧，如图4所示，第一电极261和第二电极262均设置在第二半导体层23的背离发光功能层22的一侧上，第二电极262与第二半导体层23直接接触以实现第二电极262与第二半导体层23的电连接，第一电极261与第二半导体层23之间设置有绝缘层25，第一电极261通过穿过绝缘层25的过孔与第一半导体层21电连接。这样的LED器件，第一电极216和第二电极262位于LED器件的同一侧，从而，当采用该LED器件制作显示面板时，只需要在靠近第一电极216和第二电极262的基板上设置相应的控制走线即可，简化了显示面板的制程，降低了成本。

容易理解的是，在其它实施例中，第一电极和第二电极也可以位于LED器件的相对两侧，例如，第一电极位于第一半导体层的背离发光功能层的一侧上，第二电极位于第二半导体层的背离发光功能层的一侧上。只要第一电极和第二电极的材质均为透明材质，同样可以实现LED器件的顶面和底面同时发光。

需要说明的是，本发明实施例的LED器件应用于Micro LED(微LED)。

本发明实施例LED器件的制备方法，包括以下步骤：

S1：在衬底20上形成器件结构层，具体包括：

S11：在衬底20上依次形成第一半导体层21、发光功能层22和第二半导体层23，如图6a所示，图6a为LED器件制备过程中形成第二半导体层后的结构示意图。具体地，可以采用化学气相沉积方法在衬底20上依次生长第一半导体层21、发光功能层22和第二半导体层23。

衬底20的材料可以包括蓝宝石、碳化硅和硅中的一种。第一半导体层21可以为N型氮化镓基层，发光功能层22可以为MQW量子阱层，第二半导体层23可以为P型氮化镓基层。

S12：形成贯穿第二半导体层23和发光功能层22的第一过孔41，第一半导体层21通过第一过孔41暴露出来，如图6b所示，图6b为LED器件制备过程中形成第一过孔后的结构示意图。在图6b中，形成第一过孔41过程中，为了保证第一半导体层21暴露出来，可以在第一半导体层21上形成过刻，从而避免发光功能层22未刻蚀完全，保证第一半导体层21通过第一过孔41暴露出来。

具体包括：在第二半导体层23上涂覆一层光刻胶；采用掩膜板对光刻胶进行曝光并显影，在第一过孔位置形成完全曝光区域，无光刻胶，暴露出第二半导体层23，在其它位置形成未曝光区域，保留光刻胶；对完全曝光区域的第二半导体层23和发光功能层22进行刻蚀并剥离剩余的光刻胶，形成暴露出第一半导体层21的第一过孔41。为了保证第一半导体层21暴露出来，在形成第一过孔41过程中，可以在第一半导体层21上形成过刻，如图6b所示，以避免发光功能层22未刻蚀完全，保证第一半导体层21通过第一过孔41暴露出来。

S13：在第二半导体层23上形成绝缘层25，绝缘层25上设置有第二过孔42和第三过孔43，如图6c所示，图6c为LED器件制备过程中形成绝缘层后的结构示意图。第二过孔42与第一过孔41对应，第一半导体层21通过第一过孔41和第二过孔42暴露出来。第三过孔43与第二半导体层23对应，第二半导体层23通过第三过孔43暴露出来。

S14：在绝缘层25上形成电极层26，如图6d所示，图6d为LED器件制备过程中形成电极层后的结构示意图。如图6d所示，电极层26上设置有第四过孔44，第四过孔44将电极层26分割为相互断开的第一电极261和第二电极262，第一电极261通过第二过孔42和第一过孔41与第一半导体层21电连接，第二电极262通过第三过孔43与第二半导体层23电连接。

S2：采用喷涂工艺在器件结构层的外围侧面上形成反光层30，如图4所示。反光层30布满器件结构层的外围侧面，从而，反光层30可以阻挡发光功能层22从侧面出光，提高器件结构层顶面和底面的出光亮度。

容易理解的是，在发光功能层22掺杂不同的材料，可以使得LED器件发出不同颜色的光，例如，LED器件可以发出红、绿、蓝等颜色的光。因此，LED器件可以作为显示面板的像素。

第二实施例：

图7为本发明第二实施例显示面板的结构示意图。如图7所示，该显示面板包括透明的第一基板50以及设置在第一基板50上的多个如本发明第一实施例所述的LED器件60。

为了实现第一基板50的透明，第一基板50可以包括透明基底，如玻璃基底等。第一基板50还可以包括设置在透明基底的朝向LED器件60一侧上的第一控制走线和第二控制走线。第一控制走线用于与LED器件的第一电极电连接并向第一电极提供对应的工作电压，第二控制走线用于与LED器件的第二电极电连接并向第二电极提供对应的工作电压。LED器件60在第一电极和第二电极的电场作用下，发出对应颜色的光。为了保证第一基板50的透过率，第一控制走线和第二控制走线的材质均可以包括氧化铟锡。

为了实现第一电极与第一控制走线的电连接以及第二电极与第二控制走线的电连接，可以采用焊接材料将LED器件60绑定在第一基板50上，使得第一电极与第一控制走线绑定连接，第二电极与第二控制走线绑定连接。焊接材料包括透明的氧化铟锡或者其他透明材料，以保证显示面板的双面透明显示。

由于LED器件为上、下均透明的器件，所以，本发明第二实施例的显示面板也为上、下均透明的显示面板，当LED器件工作时，显示面板的上、下两面同时发光。

为了详细说明本发明实施例显示面板的透过率，以55吋FHD面板为例。图8为55吋FHD面板一个像素的示意图，如图8所示，像素间距(Pixel pitch)为210um×630um，以现有Micro LED的尺寸小于50um来说，Micro LED显示面板的开口率可以做到90％。第一基板50上的空白区域(即没有设置LED器件的区域)布满氧化铟锡走线，氧化铟锡的透过率一般大于80％，因此，第一基板50的透过率约为78.4％。同时，本发明第一实施例LED器件的透过率约80％，从而，本发明第二实施例显示面板的透过率可以达到80％，远远高于现有技术中透明液晶显示面板和透明OLED显示面板的透过率，实现节能高透，可以满足用于对显示面板透过率的要求。

本发明实施例的显示面板，当将该显示面板安装在橱窗上时，显示面板的内、外两面同时发光，显示面板的正面(朝外的一面)可以用来实现正常显示，显示面板的反面(朝内的一面)发射的光线可以照射橱窗内物体，有利于橱窗外用户看清楚橱窗内物品，不仅实现简洁的透明显示，而且不再需要辅助光源对橱窗内物品进行照射。

当显示面板不需要显示图像时，可以关掉显示面板的电源，由于该显示面板的透过率极高，因此，当关掉显示面板的电源时，显示面板就相当于一块纯净的玻璃，通过显示面板的开启和关闭，实现了透明显示和玻璃橱窗的无缝切换。

为了实现彩色显示，如图7所示，LED器件包括可以发出红光的红色LED器件、绿色LED器件和蓝色LED器件。

为了实现显示面板的结构刚性，如图7所示，显示面板可以包括设置在LED器件60的背离第一基板50一侧的第二基板70。第二基板70可以为保护玻璃或透明钢化膜，以保证显示面板整体结构的刚性。可以通过对盒的工艺将第二基板70设置在LED器件的上方。

本发明实施例显示面板的制备方法，可以包括：

S21：在衬底上形成多个阵列排布的LED器件；

S22：将所述多个阵列排布的LED器件从衬底转移到第一基板上。

其中，S22可以包括：

S221：在透明基底上分别形成第一控制走线和第二控制走线，以形成第一基板；

S222：将所述多个阵列排布的LED器件从衬底转移到第一基板上，使得LED器件的第一电极与第一控制走线电连接，LED器件的第二电极与第二控制走线电连接。

在另一个实施例中，制备方法还可以包括：

S23：将第二基板与第一基板对盒。

本发明实施例的显示面板可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“中部”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (11)

1.一种LED器件，其特征在于，包括器件结构层，所述器件结构层包括依次设置的第一半导体层、发光功能层和第二半导体层，所述LED器件还包括设置在所述器件结构层外围侧面上的反光层。

2.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述反光层布满所述器件结构层的外围侧面。

3.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述反光层的材质包括具有高反射率的白胶。

4.根据权利要求1所述的LED器件，其特征在于，所述第一半导体层为N型氮化镓基层，所述发光功能层为MQW量子阱层，所述第二半导体层为P型氮化镓基层。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的LED器件，其特征在于，所述器件结构层还包括与第一半导体层电连接的第一电极以及与第二半导体层电连接的第二电极，所述第一电极和所述第二电极的材质均为透明材质。

6.根据权利要求5所述的LED器件，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极均设置在所述第二半导体层的背离所述发光功能层的一侧上，所述第二电极与所述第二半导体层直接接触，所述第一电极与所述第二半导体层之间设置有绝缘层，所述第一电极通过穿过所述绝缘层、所述第二半导体层和所述发光功能层的过孔与所述第一半导体层电连接。

7.一种LED器件的制作方法，其特征在于，包括：

在衬底上形成器件结构层，包括，在衬底上依次形成第一半导体层、发光功能层和第二半导体层；

采用喷涂工艺在所述器件结构层的外围侧面上形成反光层。

8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述在衬底上形成器件结构层，还包括：

形成贯穿所述第二半导体层和所述发光功能层的第一过孔，所述第一半导体层通过所述第一过孔暴露出来；

在所述第二半导体层上形成绝缘层，所述绝缘层上设置有与所述第一过孔对应的第二过孔以及用于暴露第二半导体层的第三过孔，所述第一半导体层通过所述第二过孔和所述第一过孔暴露出来；

在所述绝缘层上形成电极层，所述电极层上设置有第四过孔，所述第四过孔将所述电极层分割为相互断开的第一电极和第二电极，所述第二电极通过所述第三过孔与所述第二半导体层电连接，所述第一电极通过所述第二过孔与所述第一半导体层电连接。

9.一种显示面板，其特征在于，包括透明的第一基板以及设置在所述第一基板上的多个如权利要求1～6中任意一项所述的LED器件。

10.根据权利要求9所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板还包括设置在所述LED器件的背离所述第一基板一侧的第二基板，所述第二基板包括玻璃或透明钢化膜。

11.根据权利要求9所述的显示面板，其特征在于，所述多个LED器件包括红色LED器件、绿色LED器件和蓝色LED器件。