CN110121782A - 显示装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种显示装置及其制造方法，根据本发明的一实施例的包括发光二极管芯片的显示装置包括：发光结构体，包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层以及夹设于所述第一导电型半导体层和所述第二导电型半导体层之间的活性层；第二电极，与所述第二导电型半导体层电连接；绝缘部，布置为覆盖所述第二电极的部分上表面和所述发光结构体的侧表面；第二固定部，覆盖所述绝缘部的上部，与所述第二电极电连接，并且至少一部分向所述发光结构体的侧表面延伸。根据本发明，具有即使减少发光二极管芯片的发光面积从而被供应的电流的大小较小，也可以提高发光二极管芯片中流动的电流密度的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种显示装置及其制造方法，更详细地，涉及一种利用了具有比发光二极管芯片更大尺寸的发光二极管封装件的显示装置及其制造方法。
背景技术
发光二极管是发出通过电子和空穴的再结合而发生的光的无机半导体元件。近来，发光二极管正在广泛地应用于显示装置、车辆用灯具、一般照明等多种领域。发光二极管具有寿命长、耗电低、响应速度快的优点。发光二极管正在充分利用这些优点而快速地替代现有的光源。
利用如上所述的发光二极管的电视、显示器或者电子屏等显示装置利用TFT-LCD面板而重现颜色，并且为了将重现的色彩向外部发出而利用背光光源，近来，正在利用发光二极管作为背光光源。或者，关于不利用额外的LCD而直接利用发光二极管重现颜色的显示装置的研究也正在持续地进行。
像这样，在将发光二极管用作显示装置的背光光源或者直接利用发光二极管重现颜色时，发光二极管可以在一个像素内布置有一个发光二极管。在此，为了控制各个发光二极管而可以利用TFT并利用有源矩阵(AM：active matrix)或者无源矩阵(PM：passivematrix)，在以Am驱动方式进行驱动的情形下，发光二极管的发光面积是一个像素面积的1/10,000便足够，在以PM驱动方式驱动的情形下，发光二极管的发光面积是一个像素的1/100便足够。
然而，如果利用发光面积超出必要大小的较大的发光二极管，则具有由于发光二极管中流动的电流密度降低而导致发光二极管的发光效率下降的问题。据此，在利用发光面积小的发光二极管的情形下，具有由于发光二极管的尺寸变得过小而难以进行贴装大量的发光二极管的工序和替换发光二极管的工序的问题。
发明内容
技术问题
本发明期望解决的课题为，提供一种应用有能够在使用发光面积相对于像素面积小的发光二极管的同时提高发光二极管的贴装以及维修工序的收率的发光二极管封装件的显示装置及其制造方法。
技术方案
根据本发明的一实施例的包括发光二极管芯片的显示装置，其中，所述发光二极管芯片可以包括：发光结构体，包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层以及夹设于所述第一导电型半导体层和所述第二导电型半导体层之间的活性层；第二电极，与所述第二导电型半导体层电连接；绝缘部，布置为覆盖所述第二电极的部分上表面和所述发光结构体的侧表面；第二固定部，覆盖所述绝缘部的上部，与所述第二电极电连接，并且至少一部分向所述发光结构体的侧表面延伸。
此时，所述发光结构体中所述第一导电型半导体层向外部暴露，所述发光二极管芯片还可以包括：第一电极，与所述第一导电型半导体层电连接；第一固定部，与所述第一电极电连接，至少一部分向所述发光结构体的侧表面延伸，所述绝缘部可以布置为覆盖所述第一电极的部分上表面。
并且，所述发光结构体可以布置在制造基板上，所述第二固定部的至少一部分可以延伸到所述制造基板上部。
此时，所述发光结构体可以布置在制造基板上，所述第一固定部的至少一部分可以延伸到所述制造基板上部。
此外，根据本发明的一实施例的显示装置的制造方法，可以包括如下步骤：在制造基板上形成发光二极管芯片；形成保护部以覆盖所述发光二极管芯片；为了在所述制造基板侧分离所述发光二极管而照射激光；去除所述保护部；以及将发光二极管芯片从所述制造基板转移到另一基板，其中，所述发光二极管芯片包括：发光结构体，包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层以及夹设于所述第一导电型半导体层和所述第二导电型半导体层之间的活性层；第二电极，与所述第二导电型半导体层电连接；绝缘部，布置为覆盖所述第二电极的部分上表面和所述发光结构体的侧表面；第二固定部，覆盖所述绝缘部的上部，与所述第二电极电连接，并且至少一部分向所述发光结构体的侧表面延伸。
此时，在所述转移的步骤中，将所述发光二极管芯片从所述制造基板分离时，所述第二固定部可以从所述制造基板分离。
并且，所述发光结构体中所述第一导电型半导体层向外部暴露，所述发光结构体还可以包括：第一电极，与所述第一导电型半导体层电连接；第一固定部，与所述第一电极电连接，至少一部分向所述发光结构体的侧表面延伸，所述绝缘部布置为覆盖所述第一电极的部分上表面。
并且，所述第二固定部的至少一部分延伸到所述制造基板上部。
并且，所述第一固定部的至少一部分延伸到所述制造基板上部。
技术效果
根据本发明，具有即使减少发光二极管芯片的发光面积从而被供应的电流的大小较小，也可以提高发光二极管芯片中流动的电流的密度的效果。
并且，通过将第一固定部以及第二固定部布置为覆盖发光二极管芯片的发光结构体，从而具有在分离布置在制造基板上的发光二极管芯片时，可以防止在将发光二极管芯片转移到其他基板上时轻易脱落的问题。
附图说明
图1是示出根据本发明的第一实施例的显示装置的发光二极管芯片的剖面图。
图2是示出将根据本发明的第一实施例的显示装置的发光二极管芯片从制造基板转移到其他基板的过程的剖面图。
图3是将布置在根据本发明的第一实施例的显示装置的发光二极管芯片的固定部的形状进行变形而示出的平面图。
图4是示出根据本发明的第二实施例的显示装置的发光二极管芯片的剖面图。
图5是示出根据本发明的第三实施例的显示装置的发光二极管芯片的剖面图。
符号说明
120：发光二极管芯片 23：n型半导体层
25：活性层 27：p型半导体层
29：发光结构体 31：n型电极
33：p型电极 41：第一固定部
41a：第一固定延伸部 43：第二固定部
43a：第二固定延伸部 45：绝缘部
47：保护部 51：第一制造基板
53：第二制造基板 S：粘结部
S1、S2：第一粘结部和第二粘结部 G：狭缝
优选实施方式
参照附图对本发明的优选实施例进行更加详细的说明。
图1是示出根据本发明的第一实施例的显示装置的发光二极管芯片的剖面图。
根据本发明的第一实施例的显示装置的发光二极管芯片120包括：发光结构体29；n型电极31；p型电极33；第一固定部41；第二固定部43以及绝缘部45。这种发光二极管芯片120布置在第一制造基板51上。在本实施例中，发光二极管芯片120可以在独立的制造基板生长并制造后转移到第一制造基板51，或者，可以在第一制造基板51上生长并制造多个发光二极管芯片120。在此，第一制造基板51可以具有绝缘性材料，并且可以具有预定厚度，作为一例，可以利用蓝宝石基板。
虽然在本实施例中对在第一制造基板51上布置有一个发光二极管芯片120的情形进行了说明，但在第一制造基板51上可以布置有多个发光二极管芯片120。多个发光二极管芯片120可以在第一制造基板51上沿行和列有规则地布置。各发光二极管芯片120的间距可以以显示装置的子像素(sub-pixel)的间距布置，也可以以小于子像素的间距的间距布置。
发光结构体29包括n型半导体层23、活性层25以及p型半导体层27。n型半导体层23可以是包括n型杂质(例如，Si)的导电型半导体层，p型半导体层27可以是包括p型杂质(例如，Mg)的导电型半导体层。并且，活性层25夹设于n型半导体层23和p型半导体层27之间，并且可以包括多重量子阱结构(MQW)，可以以发出期望的峰值波长的光为目的确定组成比。
在本实施例中，对发光结构体29具有n型半导体层23布置在下部，活性层25以及p型半导体层27依次布置在n型半导体层23上部的结构的的情形进行说明。并且，在本实施例中，由于部分p型半导体层27和部分活性层25被去除，因此可以向上部暴露有部分n型半导体层23。
另外，在p型半导体层27的上部布置有p型电极33，并且与p型半导体层27电连接。并且，在向上部暴露的n型半导体层23的上部布置有n型电极31，并且与n型半导体层23电连接。在本实施例中，发光二极管芯片120可以具有在相同方向上布置有n型电极31和p型电极33的水平结构。
在本实施例中，n型电极31和p型电极33可以包括金属。n型电极31和p型电极33布置为分别覆盖n型半导体层23和p型电极33，并且可以布置为覆盖尽可能大的范围。即，n型电极31和p型电极33可以起到反射从发光结构体29发出的光的作用。
在发光结构体29的上部可以布置有绝缘部45，以覆盖除了n型电极31及p型电极33的一部分以外的其他部分。绝缘部45可以布置为以将n型电极31的一部分上表面和p型电极33的一部分上表面除外的状态覆盖整个n型电极31、p型电极33以及发光结构体29。据此，绝缘部45可以使发光结构体29的n型半导体层23和p型半导体层27彼此绝缘，并且可以使n型电极31和p型电极33彼此绝缘。在本实施例中，绝缘部45可以包含包括有SiO2等的绝缘性物质。
并且，绝缘部45可以布置为从发光结构体29的侧表面延伸而直至覆盖第一制造基板51的部分上表面。
第一固定部41可以布置为与n型电极31电接触，并且覆盖绝缘部45的一侧表面。并且，第二固定部43可以布置为与p型电极33电接触，而且覆盖绝缘部45的另一侧表面。此时，第一固定部41和第二固定部43彼此相隔而彼此电绝缘。第一固定部41和第二固定部43可以包括具有导电性的材料，并且可以包括金属。
并且，如图所示，第一固定部41和第二固定部43布置为覆盖除了彼此相隔的位置以外的发光结构体29的从上部到侧表面为止的整个区域。据此，可以将没有从n型电极31和p型电极33反射而沿n型电极31和p型电极33的侧表面发出的光反射。
并且，如图所示，第一固定部41和第二固定部43布置为覆盖第一制造基板51的上表面。显而易见地，虽然在第一固定部41及第二固定部43与第一制造基板51之间夹设有绝缘部45，但第一固定部41和第二固定部43中的至少一部分布置在第一制造基板51上。如此，由于第一固定部41和第二固定部43布置在第一制基板51上，因此在为了将发光二极管芯片120从第一制造基板51去除而照射激光的工序中，可以使发光二极管芯片120不从第一制造基板51完全分离。
对此，参照图2进行更加详细的说明。
图2是示出将根据本发明的第一实施例的显示装置的发光二极管芯片从制造基板转移到其他基板的过程的剖面图。
参照图2，通过对将布置在第一制造基板51上的发光二极管芯片120转移到作为另一基板的第二制造基板53的工序进行说明，从而对第一固定部41和第二固定部43的作用进行详细说明。
如图1所示，在第一制造基板51上布置或者制造发光二极管芯片120后，如图2a所示，以覆盖整个发光二极管芯片120的方式形成保护部47。保护部47可以防止在此后的工序中向发光二极管芯片120照射激光(laser)时发光二极管芯片120由于激光而损伤。此时，保护部47可以包括聚二甲基聚硅氧烷(PDMS：poly dimethylpolysiloxane)、聚酰亚胺(polyimide)、甲基2-甲基丙烯酸酯(PMMA Poly：methyl 2-methylpropenoate)以及陶瓷(ceramic)中的任意一个以上。
并且，如图2b所示，在第一制造基板51的下部侧照射激光。据此，在发光二极管芯片120的n型半导体层23和第一制造基板51之间形成狭缝G。此时，可以通过形成在发光二极管芯片120和第一制造基板51之间的狭缝G而在此后的工序中将发光二极管芯片120转移到第二基板时可以轻易地分离第一制造基板51和发光二极管芯片120。
随着通过激光而在发光二极管芯片120和第一制造基板51之间形成狭缝G，发光二极管芯片120和第一制造基板51会被分离，但即使这样，也最好使发光二极管芯片120不从第一制造基板51完全分离。这是因为，在将发光二极管芯片120从第一制造基板51转移到第二制造基板53之前，有可能追加将第一制造基板51的位置挪到其他位置或者将第一制造基板51翻转等工序。
因此，可以在利用移动装置等而将发光二极管芯片120抬起的工序或者将发光二极管芯片120与第二制造基板53等其他基板结合的工序之前不使发光二极管芯片120和第一制造基板51完全分离。第一固定部41和第二固定部43在包裹发光二极管芯片120的状态下维持结合在第一制造基板51上，据此起到使发光二极管芯片120不从第一制造基板51上分离的作用。
再次参照图2b，在照射激光的工序结束后，如图2c所示，去除形成为覆盖发光二极管芯片120的保护部47。此时，发光二极管芯片120的n型半导体层23处于与第一制造基板51分离的状态，并且通过第一固定部41和第二固定部43而维持发光二极管芯片120结合在第一制造基板51上的状态。
像这样，在如图2c的状态下，利用移动装置等而将发光二极管芯片120从第一制造基板51抬起而移动到第二制造基板53，从而使发光二极管芯片120和第二制造基板53结合的状态成为如图2d所示。此时，如图所示，在利用移动装置将发光二极管芯片120从第一制造基板51分离的过程中，布置在发光二极管芯片120的侧表面的绝缘部45、第一固定部41以及第二固定部43的一部分可以被去除。在此，绝缘部45、第一固定部41以及第二固定部43被去除的形状可以在工艺过程中以多种形状形成。
并且，第二制造基板53和发光二极管芯片120可以通过粘结部S而结合，粘结部S可以涂覆在第二制造基板53的上表面。
并且，如图2e所示，可以在将从第一制造基板51分离的发光二极管芯片120翻转的状态下转移到第二制造基板53。此时，可以通过调节第一粘结部S1和第二粘结部S2的高度而调节发光二极管芯片120的水平。即，如图所示，由于从第二制造基板53到第二固定部43的高度和到第一固定部41的高度有可能不同，因此可以通过调节第一粘结部S1和第二粘结部S2的高度而使发光二极管芯片120沿水平方向具有相同高度地结合到第二制造基板53。
在此，第二制造基板53可以是如同第一制造基板51用于在制造工序上利用的具有绝缘性材料的基板，根据需要也可以是布置有用于向发光二极管芯片120供应电源的第一基板电极和第二基板电极的印刷电路基板。
图3是将布置在根据本发明的第一实施例的显示装置的发光二极管芯片的固定部的形状进行变形而示出的平面图。
参照图3所示的附图，针对根据第一固定部41和第二固定部43的形状的实施例进行说明。
参照图3a，第一固定部41和第二固定部43可以布置为覆盖整个发光二极管芯片120。此时，第一固定部41和第二固定部43可以布置为在维持彼此相隔的状态下分别向发光二极管芯片120的侧表面方向延伸而覆盖第一制造基板51的部分上表面。
并且，作为另一实施例，参照图3b，第一固定部41形成为沿发光二极管芯片120的侧表面延伸而覆盖第一制造基板51的部分上表面。并且，第二固定部43可以仅布置在发光二极管芯片120的上部。即，第二固定部43可以仅布置在p型电极33上。或者，可以根据需要而省略第二固定部43。
据此，第一固定部41起到使发光二极管芯片120维持结合于第一制造基板51上的状态的作用。
并且，作为又一实施例，参照图3c，第二固定部43形成为向发光二极管芯片120的侧表面延伸而覆盖第一制造基板51的部分上表面。并且，第一固定部41可以仅布置在发光二极管芯片120的上部。即，第一固定部41布置为覆盖n型电极31，并且布置为不超过暴露的n型半导体层23的外部。或者，根据需要也可以省略第一固定部41。
据此，第二固定部43起到使发光二极管芯片120维持结合于第一制造基板51上的状态的作用。
并且，作为又一实施例，参照图3d，第一固定部41和第二固定部43布置为分别覆盖发光二极管芯片120的上部，第一固定部41和第二固定部43分别可以包括沿侧表面方向突出而延伸的第一固定延伸部41a和第二固定延伸部43a。此时，可以分别配备有多个第一固定延伸部41a和第二固定延伸部43a。
第一固定延伸部41a可以从第一固定部41延伸，并且向发光二极管芯片120的一侧方向延伸。在本实施例中，虽然对两个第一固定延伸部41a沿与第一固定部41的长度方向垂直的方向延伸的情形进行了说明，但并不限于此。根据需要也可以沿第一固定部41的长度方向延伸。在此，第一固定延伸部41a只要按从第一固定部41延伸而可以延伸到第一制造基板51的上表面为止的长度延伸即可，延伸的长度可以根据需要而不同。
并且，第二固定延伸部43a从第二固定部43延伸，并且可以向发光二极管芯片120的侧表面方向延伸。在本实施例中，两个第二固定延伸部43a沿与第二固定部43的长度方向垂直的方向延伸，两个固定延长部43a沿第二固定部43的长度方向延伸。然而，第二固定延伸部43a的数量可以根据需要而不同，并且，第二固定延伸部43a的长度也与第一固定延伸部41a类似地，只要可以延伸到第一制造基板51的上表面即可。
另，作为又一实施例，参照图3e可知，可以沿与第一固定部41的长度方向垂直的方向布置有一个第一固定延伸部41a，且可以沿第二固定部43的长度方向布置有一个第二固定延伸部43a。此时，第一固定延伸部41a可以布置为偏向第一固定部41的一侧的状态，第二固定部延伸部43a可以布置为偏向第二固定部43的另一侧的状态。据此，如图所示，第一固定延伸部41a和第二固定延伸部43a可以布置在彼此对角的位置。
并且，作为又一实施例，参照图3f，可以在沿与第一固定部41的长度方向垂直的方向布置有一个第一固定延伸部41a，可以在沿第二固定部43的长度方向布置有一个第二固定延伸部43a。此时，第一固定延伸部41a可以布置在第一固定部41的一侧中央位置，第二固定延伸部43a可以布置在第二固定部43的另一侧中央位置。
另，作为又一实施例，参照图3g，可以在沿第一固定部41的长度方向布置有一个第一固定延伸部41a，可以在沿与第二固定部43的长度方向垂直的方向布置有一个第二固定延伸部43a。并且如图所示，第一固定延伸部41a和第二固定延伸部43a可以布置在彼此对角的位置。然而，并不限于此，也可以布置在相同方向。
图4是示出根据本发明的第二实施例的显示装置的发光二极管芯片的剖面图。
根据本发明的第二实施例的显示装置的发光二极管芯片120包括发光结构体29、p型电极33、第二固定部43以及绝缘部45。在本实施例中，发光结构体29布置在第一制造基板51上，并且可以具有依次层叠n型半导体层23、活性层25以及p型半导体层27的结构。并且，在p型半导体层27的上部布置有p型电极33，在p型电极33上可以布置有第二固定部43。
即，如图所示，在本实施例中，发光二极管芯片120可以具有垂直结构。据此，绝缘部45可以布置为覆盖p型电极33的部分上表面和发光结构体29的侧表面，第一固定部41可以布置为覆盖暴露的p型电极33和绝缘部45的整个上部。并且，第一固定部41可以布置为延伸到第一制造基板51的上表面。
图5是示出根据本发明的第三实施例的显示装置的发光二极管芯片的剖面图。
根据本发明的第三实施例的显示装置的发光二极管芯片120包括发光结构体29、p型电极33、第二固定部43以及绝缘部45。在本实施例中，发光二极管芯片120可以如第二实施例，是具有垂直结构的发光二极管芯片120，并且发光结构体29的侧表面可以倾斜地形成。即，可以是包括侧表面为倾斜面的发光结构体29的发光二极管芯片120，据此，绝缘部45和第一固定部41的侧表面可以沿发光结构体29的侧表面而具有倾斜面。
如上所说明，虽然通过参照附图的实施例而进行了针对本发明的具体说明，但上述实施例仅举例说明了本发明的优选的示例，因此不应理解为本发明仅限于所述实施例，本发明的权利范围应当按权利要求书记载的范围及其等价概念来理解。
Claims (9)
1.一种包括发光二极管芯片的显示装置，其中，
所述发光二极管芯片包括：
发光结构体，包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层以及夹设于所述第一导电型半导体层和所述第二导电型半导体层之间的活性层；
第二电极，与所述第二导电型半导体层电连接；
绝缘部，布置为覆盖所述第二电极的部分上表面和所述发光结构体的侧表面；
第二固定部，覆盖所述绝缘部的上部，与所述第二电极电连接，并且至少一部分向所述发光结构体的侧表面延伸。
2.如权利要求1所述的包括发光二极管芯片的显示装置，其中，
所述发光结构体中所述第一导电型半导体层向外部暴露，
所述发光二极管芯片还包括：
第一电极，与所述第一导电型半导体层电连接；
第一固定部，与所述第一电极电连接，至少一部分向所述发光结构体的侧表面延伸，
所述绝缘部布置为覆盖所述第一电极的部分上表面。
3.如权利要求1所述的包括发光二极管芯片的显示装置，其中，
所述发光结构体布置在制造基板上，
所述第二固定部的至少一部分延伸到所述制造基板上部。
4.如权利要求2所述的包括发光二极管芯片的显示装置，其中，
所述发光结构体布置在制造基板上，
所述第一固定部的至少一部分延伸到所述制造基板上部。
5.一种显示装置制造方法，其中，包括如下步骤：
在制造基板上形成发光二极管芯片；
形成保护部以覆盖所述发光二极管芯片；
为了在所述制造基板侧分离所述发光二极管而照射激光；
去除所述保护部；以及
将发光二极管芯片从所述制造基板转移到另一基板，
其中，所述发光二极管芯片包括：
发光结构体，包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层以及夹设于所述第一导电型半导体层和所述第二导电型半导体层之间的活性层；
第二电极，与所述第二导电型半导体层电连接；
绝缘部，布置为覆盖所述第二电极的部分上表面和所述发光结构体的侧表面；
第二固定部，覆盖所述绝缘部的上部，与所述第二电极电连接，并且至少一部分向所述发光结构体的侧表面延伸。
6.如权利要求5所述的显示装置制造方法，其中，
在所述转移的步骤中，将所述发光二极管芯片从所述制造基板分离时，所述第二固定部从所述制造基板分离。
7.如权利要求5所述的显示装置制造方法，其中，
所述发光结构体中所述第一导电型半导体层向外部暴露，
所述发光结构体还包括：
第一电极，与所述第一导电型半导体层电连接；
第一固定部，与所述第一电极电连接，至少一部分向所述发光结构体的侧表面延伸，
所述绝缘部布置为覆盖所述第一电极的部分上表面。
8.如权利要求5所述的显示装置制造方法，其中，
所述第二固定部的至少一部分延伸到所述制造基板上部。
9.如权利要求7所述的显示装置制造方法，其中，
所述第一固定部的至少一部分延伸到所述制造基板上部。
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