CN111540815A - 球形垂直微型led及其制造方法、显示面板及其转移方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种球形垂直微型LED及其制造方法、显示面板及其转移方法，球形垂直微型LED包括第一半导体层、第二半导体层、发光层、第一电极、绝缘层和第二电极；发光层设置于第一半导体层和第二半导体层之间；第一电极覆盖于第一半导体层的至少部分表面，第二电极覆盖于第二半导体层的至少部分表面，绝缘层覆盖于发光层外或者覆盖于发光层外及第一半导体层、第二半导体层的部分表面。第一半导体层、第二半导体层和发光层形成球体结构，第一电极、绝缘层和第二电极则形成覆盖于外层的球面结构，进而形成球形垂直微型LED，避免转移过程中微型LED卡在装载阱外，便于在转移的过程中与装载阱精准对位，能够有效提高转移良率和生产效率。

Description

球形垂直微型LED及其制造方法、显示面板及其转移方法
技术领域
本发明涉及显示技术和LED技术领域，涉及一种球形垂直微型LED及其制造方法，同时涉及一种包括上述球形垂直微型LED的显示面板及其转移方法。
背景技术
微型LED即Micro LED，是新一代显示技术的重要组件，与现有的液晶显示相比，具有更理想的光电效率、亮度和对比度以及更低的功耗，而且还能结合柔性面板实现柔性显示。因此，业界把Micro LED视为下一代的显示技术。
为了实现显示功能，需要将多个Micro LED装载入背板上，形成微型LED阵列。在形成Micro LED阵列的过程中，巨量转移技术是关键所在。目前巨量转移技术主要包括静电转移、微印和流体组装等。其中，流体组装是利用刷桶在衬底上滚动，使得Micro LED置于液体悬浮液中，通过流体力，让LED落入衬底上对应的装载阱中。
然而，现有技术中的Micro LED均为长方体或圆柱体结构，在Micro LED落入基板上的装载阱上的过程中，受限于其结构，Micro LED难以与基板上的装载阱精准对位，容易出现Micro LED无法嵌入装载阱的问题，极大地限制了转移良率和生产效率。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供球形垂直微型LED及其制造方法、显示面板及其转移方法，具有便于对位的优点，能够有效提高转移良率和生产效率。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种球形垂直微型LED，所述球形垂直微型LED用于设置于背板上的装载阱中形成微型LED阵列，包括：
第一半导体层、第二半导体层和发光层，所述发光层设置于所述第一半导体层和所述第二半导体层之间；
第一电极、绝缘层和第二电极，所述第一电极覆盖于所述第一半导体层的至少部分表面，所述第二电极覆盖于所述第二半导体层的至少部分表面，所述绝缘层覆盖于所述发光层外或者覆盖于所述发光层外及所述第一半导体层、所述第二半导体层的部分表面；
所述第一半导体层、所述第二半导体层和所述发光层形成球体结构，所述第一电极、所述绝缘层和所述第二电极形成球面结构。
与现有技术相比，本技术方案的有益效果是：第一半导体层、第二半导体层和发光层形成球体结构，第一电极、绝缘层和第二电极则形成覆盖于外层的球面结构，形成球形垂直微型LED，避免微型LED卡在装载阱外，便于在转移的过程中与装载阱精准对位，能够有效提高转移良率和生产效率。
进一步地，所述第二电极包括磁性导电材料，所述第二电极的磁性和设置于所述装载阱中的磁性金属垫片的磁性相反。
采用上述方案的有益效果是：采用磁性导电材料作为第二电极，对应在装载阱内设置有磁性金属垫片，且第二电极的磁性和磁性金属垫片的磁性相反，在转移的过程中，通过磁力作用，将球形垂直微型LED吸附到装载阱上，而且能够保证第二电极与磁性金属垫片的有效接触。
进一步地，所述第二电极内的磁性导电材料形成图案化形状。具体地，所述图案化形状为三角形或者矩形或者圆形或者十字形或者环形。
采用上述方案的有益效果是：便于把不同的球形垂直微型LED固定在特定的位置。
进一步地，所述第二电极的表面设置有用于对位的对位凸起部；
对应地，所述装载阱内设置有对位凹陷部，所述对位凸起部的形状与所述对位凹陷部的形状相匹配。
采用上述方案的有益效果是：通过第二电极上的对位凸起部嵌套于装载阱上的对位凹陷部内，使得球形垂直微型LED能够更精准、更牢固地设置于装载阱上。
进一步地，所述对位凸起部的横截面为三角形或者矩形或者圆形或者十字形或者环形；
对应地，所述对位凹陷部的横截面为三角形或者矩形或者圆形或者十字形或者环形。
采用上述方案的有益效果是：将对位凸起部和对位凹陷部设置为不同的形状，便于将不同的球形垂直微型LED分别嵌入不同的凹陷部内。
进一步地，所述球形垂直微型LED包括R型LED、G型LED和B型LED，所述R型LED、所述G型LED和所述B型LED的球体结构的直径各不相同。
采用上述方案的有益效果是：通过将R型LED、G型LED和B型LED上的球体结构的直径设置为各不相同，能够实现转移过程中的自动排列，进一步提高转移效率。
进一步地，所述第一电极的材质为透明材料，所述第二电极的材质为高反射率的导电材料；具体为银。
采用上述方案的有益效果是：采用高反射率的导电材料作为第二电极，提高光提取效率；采用透明材料作为第一电极，保证光能够顺利出射。
进一步地，所述第一半导体层的材料为n-GaN，所述第二半导体层的材料为p-GaN，所述发光层的材料为InGaN或者InN，所述第一电极的材料为ITO，所述绝缘层的材料为二氧化硅。
一种球形垂直微型LED的制作方法，包括以下步骤：
在衬底上通过沉积形成外延层，所述外延层包括自上而下设置于衬底上的第二半导体层、发光层和第一半导体层；
蚀刻第二半导体层和部分发光层，得到第一芯片半球；
在第一芯片半球上沉积第一绝缘层；
蚀刻第一绝缘层，露出第二半导体层；
在第二半导体层上镀上第二电极；
将第一芯片半球翻转覆盖于bonding基板上的软质层上；
剥离衬底，露出第一半导体层；
蚀刻第一半导体层和部分发光层，得到第二芯片半球；
在第二芯片半球上沉积第二绝缘层；
蚀刻第二绝缘层，露出第一半导体层；
在第一半导体层上镀上第一电极；
剥离bonding基板和软质层，得到球形垂直微型LED。
与现有技术相比，本技术方案的有益效果是：通过沉积和蚀刻的方式，在第一半导体层、第二半导体层和发光层上先后形成两次半球结构，并通过电镀得到第一电极、绝缘层和第二电极，进而形成球形垂直微型LED，避免微型LED卡在装载阱外，便于在转移的过程中与装载阱精准对位，能够有效提高转移良率和生产效率。
一种微型LED显示面板，包括：
背板，所述背板上设置有多个装载阱，多个所述装载阱形成装载阱阵列；
多个球形垂直微型LED，所述球形垂直微型LED为权利要求1-7任一项所述的球形垂直微型LED，多个所述球形垂直微型LED分别设置于多个所述装载阱内，形成微型LED阵列；
透明连接电路，所述透明连接电路用于连接所述球形垂直微型LED的第一电极和背板上的第一端口，实现第一电极与外界的电连接；
磁性金属垫片，所述磁性金属垫片设置于所述装载阱内，所述磁性金属垫片用于连接所述球形垂直微型LED的第二电极和背板上的第二端口，实现第二电极与外界的电连接。
与现有技术相比，本技术方案的有益效果是：将多个球形垂直微型LED分别嵌入背板的多个装载阱内，进而形成显示面板，不仅具有更理想的光电效率、亮度和对比度以及更低的功耗，更能够提高转移良率和生产效率。
一种微型LED显示面板的转移方法，包括以下步骤：
包括以下步骤：
将多个球形垂直微型LED放置于悬浮液中，所述球形垂直微型LED为权利要求1-7任一项所述的球形垂直微型LED；
在悬浮液中放入背板，并使得球形垂直微型LED漂浮于所述背板上方；其中，所述背板上设置有多个装载阱，多个所述装载阱形成装载阱阵列；所述装载阱内设置有磁性金属垫片，所述第二电极为磁性导电材料，所述第二电极的磁性和设置于所述装载阱中的磁性金属垫片的磁性相反；
通过第二电极和磁性金属垫片之间的磁力将球形垂直微型LED吸附于所述装载阱内，形成微型LED阵列，完成转移。
与现有技术相比，本技术方案的有益效果是：在背板上的装载阱内设置有磁性金属垫片，采用磁性导电材料作为第二电极，利用第二电极的磁性和磁性金属垫片的磁性相反，将球形垂直微型LED吸附到装载阱内，便于在转移的过程中与装载阱精准对位，能够有效提高转移良率和生产效率。
附图说明
图1是本发明一种球形垂直微型LED的结构示意图。
图2是本发明一种球形垂直微型LED的制作方法中衬底与外延层的结构示意图。
图3是本发明一种球形垂直微型LED的制作方法中蚀刻出第一个半球的结构示意图。
图4是本发明一种球形垂直微型LED的制作方法中在第一个半球上沉积绝缘层的结构示意图。
图5是本发明一种球形垂直微型LED的制作方法中第一次蚀刻绝缘层的结构示意图。
图6是本发明一种球形垂直微型LED的制作方法中镀上第二电极的结构示意图。
图7是本发明一种球形垂直微型LED的制作方法中装载bonding基板的结构示意图。
图8是本发明一种球形垂直微型LED的制作方法中剥离衬底的结构示意图。
图9是本发明一种球形垂直微型LED的制作方法中蚀刻出第二个半球的结构示意图。
图10是本发明一种球形垂直微型LED的制作方法中在第二个半球上沉积绝缘层的结构示意图。
图11是本发明一种球形垂直微型LED的制作方法中第二次蚀刻绝缘层的结构示意图。
图12是本发明一种球形垂直微型LED的制作方法中镀上第一电极的结构示意图。
图13是本发明一种微型LED显示面板的转移方法的示意图。
图14是本发明一种球形垂直微型LED中图案化形状的第一种示意图。
图15是本发明一种球形垂直微型LED中图案化形状的第二种示意图。
图16是本发明一种球形垂直微型LED中图案化形状的第三种示意图。
图中，各标号所代表的部件列表如下：
第一半导体层1、第二半导体层2、发光层3、第一电极4、绝缘层5、第二电极6、图案化形状7；
背板101、衬底102、bonding基板103、软质层104、第一芯片半球105、第二芯片半球106。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语中“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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组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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接，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，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。当组件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。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的具体含义。
巨量转移，即将大量微小尺寸的Micro LED转移到基板上，形成微型LED阵列，进而构成LED显示面板的过程。传统的LED芯片通常为长方体或圆柱体结构，在转移过程中，受限于其形状，Micro LED会卡在装载阱外，难以与基板上的装载阱精准对位，容易出现MicroLED无法嵌入装载阱的问题，极大地限制了转移良率和生产效率。针对上述问题，本发明提供了球形垂直微型LED及其制造方法、显示面板及其转移方法，以使得巨量转移过程简单，且使得转移效率远超传统方案。下面结合图1-图13对本发明中的技术方案进行详细叙述。
如图1所示，一种球形垂直微型LED，所述球形垂直微型LED用于设置于背板101上的装载阱中形成微型LED阵列，球形垂直微型LED包括第一半导体层1、第二半导体层2、发光层3、第一电极4、绝缘层5和第二电极6。本球形垂直微型LED的工作原理为：绝缘层5将第一电极4和第二电极6分隔开来，第一半导体层1和第二半导体层2分别通过第一电极4和第二电极6与外界电连接。电子和空穴分别从第一电极4和第二电极6注入第一半导体层1和第二半导体层2，然后在第一半导体层1和第二半导体层2之间的发光层3复合，并且以光子的形式释放能量，从而实现发光。
本发明的创新点在于：所述第一半导体层1、所述第二半导体层2和所述发光层3形成球体结构，所述第一电极4、所述绝缘层5和所述第二电极6形成球面结构。第一电极4、绝缘层5和第二电极6形成球面结构将第一半导体层1、第二半导体层2和发光层3所形成球体结构包裹起来，形成整体为球形的垂直型微型LED。具体地，所述发光层3设置于所述第一半导体层1和所述第二半导体层2之间；所述第一电极4覆盖于所述第一半导体层1的至少部分表面，所述第二电极6覆盖于所述第二半导体层2的至少部分表面，所述绝缘层5覆盖于所述发光层3外或者覆盖于所述发光层3外及所述第一半导体层1、所述第二半导体层2的部分表面。
绝缘层5的作用在于分隔开第一半导体层1和第二半导体层2，在制作球形垂直微型LED时，可使得第一电极4完整覆盖于第一半导体层1外、第二电极6完整覆盖于第二半导体层2外，而绝缘层5则仅覆盖于发光层3外。另外，也可如图1所示，使得第一电极4覆盖于部分第一半导体层1外、第二电极6覆盖于部分第二半导体层2外，而绝缘层5则除了覆盖于发光层3外，还覆盖于部分第一半导体层1和所述第二半导体层2外。简单地说，即绝缘层的作用在于分隔开第一电极和第二电极，因此，从结构上可，绝缘层可以仅设置于发光层的对应外侧，除此之外，还可在此基础上进一步延伸，覆盖至第一半导体层和第二半导体层上。
通过上述技术方案，第一半导体层1、第二半导体层2和发光层3形成球体结构，第一电极4、绝缘层5和第二电极6则形成覆盖于外层的球面结构，通过球体结构和球面结构形成球形垂直微型LED后，只需要在背板101上设置有多个半球形的装载阱，即可有效避免微型LED卡在装载阱外，从而方便、快捷且高效地将球形垂直微型LED转移到背板101上，实现精准对位，能够有效提高转移良率和生产效率。
本发明还创造性地利用磁力提高球形垂直微型LED的转移效率：优选地，所述第二电极6为磁性导电材料，所述第二电极6的磁性和设置于所述装载阱中的磁性金属垫片的磁性相反。
采用磁性导电材料作为第二电极6，而在装载阱内设置有磁性金属垫片，且第二电极6的磁性和磁性金属垫片的磁性相反，在磁性金属垫片和第二电极6之间产生相互作用的磁力，磁性金属垫片固定在装载阱内，磁性金属垫片通过磁力将球形垂直微型LED的第二电极6吸附过去，从而将球形垂直微型LED吸附到装载阱上。另外，磁性金属垫片还具有电连接作用，上述技术方案不仅能够提高球形垂直微型LED的转移效率，还能够保证第二电极6与磁性金属垫片的有效接触。
优选地，所述第二电极内的磁性导电材料形成图案化形状7；如图14、图15和图16所示，所述图案化形状7为三角形或者矩形或者圆形或者十字形或者环形。对应地，所述磁性金属垫片设置为图案化形状7；所述图案化形状7同为三角形或者矩形或者圆形或者十字形或者环形。简单地说，即第二电极一部分具有磁性而另一部分不具有磁性，从外表看，具有磁性的部分形成的球体表面可以是各种形状，例如三角形、正方形、圆形等，这种具有图案画的磁性部分也有利于对位。需要说明的是，此处所指图案化形状，是指形成与球面上的投影形状。
上述技术方案能够便于把不同的球形垂直微型LED固定在特定的位置。例如，磁性金属垫片的图案化形状设置为三角形和圆形，而对应生产有磁性导电材料为三角形和圆形的球形垂直微型LED。转移时，先放入磁性导电材料为三角形的球形垂直微型LED，此部分球形垂直微型LED大部分会被三角形的磁性金属垫片所吸附固定；就算有少量被圆形磁性金属垫片吸附，由于此部分的形状并不匹配，所产生的磁力不是很强，只需要轻轻用力抖动即可以使其脱落；同样地，再放入磁性导电材料为圆形的球形垂直微型LED，此部分球形垂直微型LED会被圆形的磁性金属垫片所吸附固定。由此，实现方便的转移。
优选地，所述第二电极6的表面设置有用于对位的对位凸起部；对应地，所述装载阱内设置有对位凹陷部，即在装载阱内通过凹陷的方式进一步形成对位凹陷部，所述对位凸起部的形状与所述对位凹陷部的形状相匹配。具体地，所述对位凸起部的横截面可设置为三角形或者矩形或者圆形或者十字形或者环形中；对应地，所述对位凹陷部的横截面为三角形或者矩形或者圆形或者十字形或者环形。
众所周知，光学三原色包括红色、绿色和蓝色，光学三原色混合后，可以形成显示所需要的所有颜色，从而在显示屏上显示出对应的效果。基于此，本发明中的所述球形垂直微型LED包括R型LED、G型LED和B型LED，其中，R型LED发出红光、G型LED发出绿光、而B型LED发出蓝光。在利用球形垂直微型制作显示面板的过程中，需要将R型LED、G型LED和B型LED排布成特定样式，才能实现显示功能。现有技术中，由于LED芯片的体积过于微小且数量过于庞大，导致了难以将R型LED、G型LED和B型LED布置于特定的位置上。而本发明则可通过对位凸起部和对位凹陷部的形状和外部轮廓来解决这一问题。
所述R型LED、所述G型LED和所述B型LED上对位凸起部的形状各不相同。例如，将R型LED的对位凸起部的横截面设置为矩形，G型LED的对位凸起部的横截面设置为圆形，B型LED的对位凸起部的横截面设置为三角形；对应地，按照预定的样式，将部分装载阱的横截面设置为矩形、圆形和三角形。转移时，所有的装载阱上的磁性金属垫片会对所有的球形垂直微型LED上的第二电极6产生磁力，但是，当对位凸起部和对位凹陷部的形状不匹配时，此吸附力会较小，通过振动即可使错误匹配的发光二极管脱离背板101并重新吸附，直到全部匹配正确，从而达到提高良率和生产效率的效果。
一般地，LED芯片可分为正装芯片、倒装芯片和垂直芯片，本发明所涉及的微型LED属于垂直芯片。从结构上讲，垂直芯片的发光层位于第一半导体层和第二半导体层之间。工作时，发光层向四面八方发射出光子，当发射出来的光子指向第一半导体层时，光子会经过第一半导体层和第一电极直接发射到外界；当发射出来的光子指向第二半导体层时，光子经过第二半导体层和第二电极后，需要再经过反射改变方向，再经第一半导体层和第一电极发射到外界。对此，所述第一电极的材质为透明材料，所述第二电极的材质为高反射率的导电材料。采用高反射率的导电材料作为第二电极，提高光提取效率；采用透明材料作为第一电极，保证光能够顺利出射。
具体地，所述第一半导体层1的材料为n-GaN，所述第二半导体层2的材料为p-GaN，所述发光层3的材料为InGaN或者InN，所述第一电极4的材料为ITO，所述绝缘层5的材料为二氧化硅。除此之外，还可采用以下实现方式：第一半导体层的材料包括N型砷化镓及N型磷化铜等中的一种，第二半导体层的材料包括P型砷化镓及P型磷化铜等材料中的一种；发光层的材料为氮化铟镓铝、砷化镓、砷化铝镓、磷化铟镓、磷化铟砷或砷化铟镓中的一种或多种；第一电极的材料包括钛、铝、镍及其合金中的一种或其任意组合。需要说明的是，上述材料仅仅为实施方式之一，并不是对第一半导体层1、第二半导体层2、发光层3、第一电极4和绝缘层5的材料进行限定，其他以相同原理实现相同功能的材料，也应该为本发明的实施例之一，在此不进行穷举。
对应地，本发明还提供一种球形垂直微型LED的制作方法，具体包括以下步骤：
在衬底102上通过沉积形成外延层，所述外延层包括自上而下设置于衬底102上的第二半导体层2、发光层3和第一半导体层1；
蚀刻第二半导体层2和部分发光层3，得到第一芯片半球105；
在第一芯片半球105上沉积第一绝缘层，将第一绝缘层覆盖于第一芯片半球105上；
蚀刻第一绝缘层，露出第二半导体层2；
在第二半导体层2上镀上第二电极6；优选地，采用磁性导电材料作为第二半导体层2；
将第一芯片半球105翻转覆盖于bonding基板103上的软质层104上；
剥离衬底102，露出第一半导体层1；
蚀刻第一半导体层1和部分发光层3，得到第二芯片半球106；
在第二芯片半球106上沉积第二绝缘层，使得第二绝缘层覆盖于第二芯片半球106上；
蚀刻第二绝缘层，露出第一半导体层1；
在第一半导体层1上镀上第一电极4；
剥离bonding基板103和软质层104，得到球形垂直微型LED。
下面结合图2-图12，按照生产工艺的流程对上述方法进行说明。
如图2所示，先在衬底102上形成外延层，所述外延层包括第一半导体层1、第二半导体层2和发光层3；其中，所述发光层3位于所述第一半导体层1和第二半导体层2之间。
如图3所示，将外延层通过干蚀刻工艺蚀刻出第一芯片半球105，所述第一芯片半球105具体为蚀刻去掉部分第二半导体层和发光层所留下来的半球状结构。
如图4所示，在第二半导体层2和发光层3上通过沉积得到第一绝缘层，第一绝缘层覆盖于第二半导体层和发光层上。
如图5所示，将覆盖于第一芯片半球105上部的第一绝缘层蚀刻掉，以在第一芯片半球105上露出第二半导体层，只在第二半导体层和发光层的交界处留下小部分第一绝缘层起到绝缘作用。
如图6所示，在第一芯片半球105上露出第二半导体层后，再进一步在第二半导体层上镀上的第二电极6。优选地，所述第二电极6为磁性导电材料，以为进行巨量转移时作准备。所述第二电极6的磁性和设置于所述装载阱中的磁性金属垫片的磁性相反。
如图7所示，镀上的第二电极6后，将第一芯片半球105上下翻转过来覆盖于bonding基板103上。bonding基板103上设置有软质层104，因此，翻转的第一芯片半球105相当于覆盖在bonding基板103上的软质层104上。完成此步骤后，第一芯片半球105由原来的朝上变成朝下。
如图8所示，将此时位于最上层的衬底102剥离，以露出第一半导体层1。在球形垂直微型LED的半成品上，自上而下的结构为第一半导体层1、发光层3和第二半导体层2，且第二半导体层2外覆盖有第二电极6。
如图9所示，将衬底102剥离露出第一半导体层1后，通过干蚀刻工艺蚀刻出第二芯片半球106，所述第二芯片半球106具体为蚀刻去掉部分第一半导体层1和发光层3所留下来的半球状结构。此时，第二芯片半球106和第一芯片半球105形成一个完整的球形结构，此完整的球形结构即为第一半导体层、第二半导体层和发光层3形成球体结构。
如图10所示，在第一半导体层1和发光层3上通过沉积得到第二绝缘层，第二绝缘层覆盖于第一半导体层和发光层上。
如图11所示，将覆盖于第二芯片半球106上部的第二绝缘层蚀刻掉，以在第二芯片半球106上露出第一半导体层，只在第一半导体层和发光层的交界处留下小部分第二绝缘层起到绝缘作用。剩余的第一绝缘层和第二绝缘层组合成完整结构的绝缘层5，隔绝第一半导体层和第二半导体层。
如图12所示，在第二芯片半球106上露出第一半导体层1后，再进一步在第一半导体层1上镀上的第一电极4。优选地，所述第二电极6为透明材料，以便于光的出射。此时，第一电极4、绝缘层5和第二电极6形成球面结构，且此球面结构将第一半导体层1、第二半导体层2和发光层3形成球体结构包裹在内，得到球形垂直微型LED。
总的来说，通过沉积和蚀刻的方式，在第一半导体层1、第二半导体层2和发光层3上先后形成两次半球结构，并通过电镀得到第一电极4、绝缘层5和第二电极6，进而形成球形垂直微型LED，避免微型LED卡在装载阱外，便于在转移的过程中与装载阱精准对位，能够有效提高转移良率和生产效率。
对应地，本发明还提供一种微型LED显示面板，其实主要结构包括一背板101。特别地，将上述球形垂直微型LED安装到背板101上，即可形成微型LED显示面板。
具体地，背板101上设置有多个与所述球形垂直微型LED大小匹配的装载阱，装载阱内有与所述第二电极6匹配的磁性金属垫片。当多个球形垂直微型LED被固定到背板101上的装载阱中后，即可形成微型LED阵列。在第一电极4上镀上透明的透明连接电路，透明连接电路用于连接所述球形垂直微型LED的第一电极4和背板101上的第一端口，实现第一电极4与外界的电连接。另外，第二电极6通过磁性金属垫片连接背板101上的第二端口，实现第二电极6与外界的电连接。
优选地，所述第二电极6的磁性和设置于所述装载阱中的磁性金属垫片的磁性相反。便于在转移的过程中通过磁力作用将球形垂直微型LED吸附到装载阱上，而且能够保证第二电极6与磁性金属垫片的有效接触。
优选地，所述第二电极6的表面设置有用于对位的对位凸起部；对应地，所述装载阱内设置有对位凹陷部，所述对位凸起部的形状与所述对位凹陷部的形状相匹配。另外，所述对位凸起部的横截面为三角形或者矩形或者圆形或者十字形或者环形；对应地，所述对位凹陷部的横截面为三角形或者矩形或者圆形或者十字形或者环形。
优选地，所述球形垂直微型LED包括R型LED、G型LED和B型LED，所述R型LED、所述G型LED和所述B型LED的球体结构的直径各不相同。
对应地，本发明还一种微型LED显示面板的转移方法，包括以下步骤：
如图13所示，首先，将多个球形垂直微型LED放置于悬浮液中，所述球形垂直微型LED为权利要求1-7任一项所述的球形垂直微型LED；
其次，在悬浮液中放入背板101，并使得球形垂直微型LED漂浮于所述背板101上方；其中，所述背板101上设置有多个装载阱，多个所述装载阱形成装载阱阵列；所述装载阱内设置有磁性金属垫片，所述第二电极6为磁性导电材料，所述第二电极6的磁性和设置于所述装载阱中的磁性金属垫片的磁性相反。
再次，通过第二电极6和磁性金属垫片之间的磁力将球形垂直微型LED吸附于所述装载阱内，形成微型LED阵列，完成转移。
需要说明的是，上述仅仅是将球形垂直微型LED转移到背板上的过程，并未包括封装过程。需要再进一步进行封装，才能形成一整块的微型LED显示面板。
将大量的球形垂直微型LED放于悬浮液中，背板101上设置有磁性金属垫片，磁性金属垫片具有与所述第二电极6相反的磁性，通过磁力的作用将球形垂直微型LED吸附于装载阱内，从而使球形垂直微型LED精确地对位到背板101的装载阱中。磁性金属垫片的实现方式有两种，一是采用磁性材料作为磁性金属垫片，直接存在磁力；二是利用电磁感应，上电后产生磁力。在悬浮液流动时，通过磁性电极的吸附使第二电极6和第二金属垫相互吸附。
球形垂直微型LED包括R型LED、G型LED和B型LED。所述第二电极的表面设置有用于对位的对位凸起部；对应地，所述装载阱内设置有对位凹陷部，所述对位凸起部的形状与所述对位凹陷部的形状相匹配。所述R型LED、所述G型LED和所述B型LED上对位凸起部的形状或者尺寸各不相同。例如，将R型LED的对位凸起部的横截面设置为矩形，G型LED的对位凸起部的横截面设置为圆形，B型LED的对位凸起部的横截面设置为三角形；对应地，按照预定的样式，将部分装载阱的横截面设置为矩形、圆形和三角形。转移时，所有的装载阱上的磁性金属垫片会对所有的球形垂直微型LED上的第二电极产生磁力，但是，当对位凸起部和凹陷部的形状不匹配时，此吸附力会较小，通过振动即可使错误匹配的发光二极管脱离背板并重新吸附，直到全部匹配正确，从而达到提高良率和生产效率的效果。
除了通过将对位凸起部和对位凹陷部设置为不同形状将不同的球形垂直微型LED区分开来外，还可通过把不同的球形垂直微型LED的球体结构设置为不同尺寸，从而将其区分开来。例如，将R型LED设置为半径为R1的球体结构，G型LED设置为半径为R2的球体结构，B型LED设置为半径为R3的球体结构；对应地，按照预定的样式，将部分装载阱设置为横截面半径为R1、R2和R3的圆形。如此一来，同样能够达到提高良率和生产效率的效果。
假设R1＞R2＞R3，在利用悬浮液转移组装时，R型LED、G型LED、B型LED三种不同颜色的LED大小不同，可从大到小进行转移。例如，先转移最大的R型LED，R型LED只会被稳定地吸附固定在尺寸为R1的装载阱，此时，就算有少量R型LED被吸附在尺寸为R2或者R2的装载阱，由于此部分的尺寸并不匹配，所产生的磁力不是很强，只需要轻轻用力抖动即可以使其脱落。同样的道理，便可依次转移G型LED和B型LED，从而极大地提高了转移效率。
综上所述，本发明提供球形垂直微型LED及其制造方法、显示面板及其转移方法，通过沉积和蚀刻的方式，在第一半导体层1、第二半导体层2和发光层3上先后形成两次半球结构，并通过电镀得到第一电极4、绝缘层5和第二电极6，进而形成球形垂直微型LED避免微型LED卡在装载阱外，便于在转移的过程中与装载阱精准对位，能够有效提高转移良率和生产效率。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种球形垂直微型LED，其特征在于，包括：
第一半导体层、第二半导体层和发光层，所述发光层设置于所述第一半导体层和所述第二半导体层之间；
第一电极、绝缘层和第二电极，所述第一电极覆盖于所述第一半导体层的至少部分表面，所述第二电极覆盖于所述第二半导体层的至少部分表面，所述绝缘层覆盖于所述发光层外或者覆盖于所述发光层外及所述第一半导体层、所述第二半导体层的部分表面；
所述第一半导体层、所述第二半导体层和所述发光层形成球体结构，所述第一电极、所述绝缘层和所述第二电极形成球面结构。
2.根据权利要求1所述的一种球形垂直微型LED，其特征在于：所述第二电极包括磁性导电材料，所述第二电极的磁性和设置于装载阱中的磁性金属垫片的磁性相反。
3.根据权利要求2所述的一种球形垂直微型LED，其特征在于：所述第二电极内的磁性导电材料形成图案化形状。
4.根据权利要求3所述的一种球形垂直微型LED，其特征在于：所述图案化形状为三角形或者矩形或者圆形或者十字形或者环形。
5.根据权利要求3所述的一种球形垂直微型LED，其特征在于：所述球形垂直微型LED包括R型LED、G型LED和B型LED，所述R型LED、所述G型LED和所述B型LED上的球体结构的直径各不相同。
6.根据权利要求1所述的一种球形垂直微型LED，其特征在于：所述第一电极的材质为透明材料，所述第二电极的材质为高反射率的导电材料。
7.根据权利要求1所述的一种球形垂直微型LED，其特征在于：所述第一半导体层的材料为n-GaN，所述第二半导体层的材料为p-GaN，所述发光层的材料为InGaN或者InN，所述第一电极的材料为ITO，所述绝缘层的材料为二氧化硅。
8.一种球形垂直微型LED的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
在衬底上通过沉积形成外延层，所述外延层包括自上而下设置于衬底上的第二半导体层、发光层和第一半导体层；
蚀刻第二半导体层和部分发光层，得到第一芯片半球；
在第一芯片半球上沉积第一绝缘层；
蚀刻第一绝缘层，露出第二半导体层；
在第二半导体层上镀上第二电极；
将第一芯片半球翻转覆盖于bonding基板上的软质层上；
剥离衬底，露出第一半导体层；
蚀刻第一半导体层和部分发光层，得到第二芯片半球；
在第二芯片半球上沉积第二绝缘层；
蚀刻第二绝缘层，露出第一半导体层；
在第一半导体层上镀上第一电极；
剥离bonding基板和软质层，得到球形垂直微型LED。
9.一种微型LED显示面板，其特征在于，包括：
背板，所述背板上设置有多个装载阱，多个所述装载阱形成装载阱阵列；
多个球形垂直微型LED，所述球形垂直微型LED为权利要求1-7任一项所述的球形垂直微型LED，多个所述球形垂直微型LED分别设置于多个所述装载阱内，形成微型LED阵列；
透明连接电路，所述透明连接电路用于连接所述球形垂直微型LED的第一电极和背板上的第一端口，实现第一电极与外界的电连接；
磁性金属垫片，所述磁性金属垫片设置于所述装载阱内，所述磁性金属垫片用于连接所述球形垂直微型LED的第二电极和背板上的第二端口，实现第二电极与外界的电连接。
10.一种微型LED显示面板的转移方法，其特征在于，包括以下步骤：
将多个球形垂直微型LED放置于悬浮液中，所述球形垂直微型LED为权利要求1-7任一项所述的球形垂直微型LED；
在悬浮液中放入背板，并使得球形垂直微型LED漂浮于所述背板上方；其中，所述背板上设置有多个装载阱，多个所述装载阱形成装载阱阵列；所述装载阱内设置有磁性金属垫片，所述第二电极包括磁性导电材料，所述第二电极的磁性和设置于所述装载阱中的磁性金属垫片的磁性相反；
通过第二电极和磁性金属垫片之间的磁力将球形垂直微型LED吸附于所述装载阱内，形成微型LED阵列，完成转移。
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