CN112582514A - 一种led芯片、多合一芯片、显示模块及显示屏 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LED芯片、多合一芯片、显示模块及显示屏，LED芯片包括N型半导体层、发光层、P型半导体层、第一电极、第二电极以及用于减少光的反射的黑色材料层，黑色材料层覆盖在芯片非出光一侧的四周表面上。本发明通过覆盖黑色材料层，一方面减少光的反射，降低LED芯片的亮度，使LED芯片工作于较大电流的线性区时LED芯片亮度不大，从而降低应用于显示模块时黑色膜层的厚度，使得显示模块具有更好的墨色一致性；另一方面减少侧光的出射，提升了显示屏的对比度；并且LED芯片结构没有DBR和绝缘层或钝化层，简化了芯片工艺。

Description

一种LED芯片、多合一芯片、显示模块及显示屏
技术领域
本发明属于LED技术领域，尤其涉及一种LED芯片、多合一芯片、显示模块及显示屏。
背景技术
在LED芯片的应用中，普通LED芯片的应用以照明与显示器背光模块为主，当前迅猛发展的Mini LED则以户内、户外显示屏等为主要应用方向。但是在许多对尺寸和PPI要求更高的应用上现有技术并不能满足要求，因此Micro LED技术作为一种全新的显示技术应运而生，其应用概念跟前两者则完全不同，可应用在穿戴式的手表、手机、车用显示器、VR/AR、电视等领域，被认为是终极的显示技术。
在当前的LED芯片中，其设计绝大部分基于照明应用，如采用图形化衬底、分布式布拉格反射层等。此类型芯片应用于照明或背光领域不存在任何问题，但应用于显示领域，则存在着重大缺陷：亮度过大。现有解决方案是应用小电流驱动LED芯片，LED芯片工作于小电流密度非线性区。在此工作区中，LED芯片亮度不一，给点测分选、显示屏的校正带来了较大困难，如分选工作量大、校正时间长、显示屏低辉一致性差等。另外，芯片亮度过大，应用于LED显示模块时，芯片周围还需要封装较厚的黑色膜层，以使芯片出光亮度位于人眼舒适区。覆盖黑色膜层不仅增加了LED显示模块的工艺复杂性，黑色膜层厚度不一致还带来了新的问题，如墨色一致性差。进一步地，侧光还影响显示屏显示效果，如从芯片侧面发射的光线在显示屏内部各组件间来回反射或折射，形成方向及强度各异的杂散光，影响显示屏的对比度。特别大视角时，侧光混光不均形成分布、大小各异的混色暗斑。
发明内容
本发明的目的在于提供一种LED芯片、多合一芯片、显示模块及显示屏，以解决上述技术问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，提供了一种LED芯片，包括：
依次设置的N型半导体层、发光层和P型半导体层；
用于减少光的反射的黑色材料层，所述黑色材料层覆盖在芯片非出光一侧的四周表面上；
与所述P型半导体层电连接的第一电极和与所述N型半导体层电连接的第二电极；所述第一电极的一端连接至所述P型半导体层，另一端穿过所述黑色材料层并固定于其上；所述第二电极的一端连接至所述N型半导体层，另一端穿过所述黑色材料层并固定于其上。
可选地，所述黑色材料层由绝缘的黑色材料制成。
可选地，所述黑色材料为黑色的树脂类材料。
可选地，所述树脂类材料为环氧树脂或硅树脂。
可选地，所述树脂类材料为光刻胶。
可选地，还包括：
设置于所述P型半导体层上的ITO透明导电层，所述ITO透明导电层与所述P型半导体层欧姆接触。
可选地，还包括：
衬底；
依次设置于所述衬底上的缓冲层和本征半导体层，所述N型半导体层设置于所述本征半导体层之上；
电子阻挡层，所述电子阻挡层设置于所述发光层和所述P型半导体层之间。
第二方面，提供了一种多合一芯片，包括：
至少两个如上所述的LED芯片；
支架，所述支架的一面设有与所述LED芯片数量匹配的焊盘电极，所述LED芯片的第一电极和第二电极分别键合于所述焊盘电极上；所述支架的另一面设有引脚电极，所述焊盘电极与所述引脚电极电连接；
用于封装所述多合一芯片的第一封装层。
第三方面，提供了一种显示模块，包括基板，在所述基板上阵列设置有多个如上所述的LED芯片，或者在所述基板上阵列设置有多个如上所述的多合一芯片。
第四方面，提供了一种显示屏，包括：
至少一个如上所述的显示模块。
与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：
本发明实施例提供了一种LED芯片、多合一芯片、显示模块及显示屏，通过在芯片外部覆盖黑色材料层，减少光的反射，降低LED芯片的亮度，使得LED芯片可以工作在较大电流的线性区时LED芯片亮度不大，解决了传统Mini-LED和Micro-LED因使用小电流驱动时LED芯片亮度不一、点测分选的分选工作量大、显示屏的校正时间长和低辉一致性差等技术问题。同时，芯片外部覆盖黑色材料层可以有效降低应用于显示模块时黑色膜层的厚度，使得显示模块具有更好的墨色一致性；并且减少侧光的出射，提升了显示屏的对比度。再者，LED芯片结构没有DBR和绝缘层或钝化层，简化了芯片工艺，节约了生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。
图1为本发明实施例提供的一种LED芯片的结构图；
图2为本发明实施例提供的一种多合一芯片的正面结构图；
图3为本发明实施例提供的一种多合一芯片的反面结构图；
图4为本发明实施例提供的一种显示模块的结构图。
图示说明：
10、LED芯片；101、衬底；102、缓冲层；103、本征半导体层；104、N型半导体层；105、发光层；106、电子阻挡层；107、P型半导体层；108、ITO透明导电层；109、第二底层电极；110、第一底层电极；111、黑色材料层；113、第一外层电极；114、第二外层电极；201、支架；2011、引脚电极；2012、焊盘电极；301、基板；3011、负极；3012、正极；302、第二封装层。
具体实施方式
为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1所示，本实施例提供了一种LED芯片10，包括：
依次设置的N型半导体层104、发光层105和P型半导体层107；
用于减少光的反射的黑色材料层111，黑色材料层111覆盖在芯片非出光一侧的四周表面上；
与P型半导体层107电连接的第一电极和与N型半导体层104电连接的第二电极；第一电极的一端连接至P型半导体层107，另一端穿过黑色材料层111并固定于其上；第二电极的一端连接至N型半导体层104，另一端穿过黑色材料层111并固定于其上。可选地，黑色材料层111覆盖在N型半导体层104、发光层105、第一电极和第二电极外露的侧面上，还覆盖在P型半导体层107外露的侧面及顶面上。
可选地，第一电极包括第一底层电极110和第一外层电极113，第二电极包括第二底层电极109和第二外层电极114。
本实施例中，通过在芯片外部覆盖黑色材料层111，减少光的反射，降低LED芯片10的亮度，使LED芯片10工作在较大电流的线性区时LED芯片亮度不大，解决了传统Mini-LED和Micro-LED因使用小电流驱动时LED芯片亮度不一、点测分选的分选工作量大、显示屏的校正时间长和低辉一致性差等技术问题。并且LED芯片10结构没有DBR和绝缘层或钝化层，简化了芯片工艺。
具体地，黑色材料层111由绝缘的黑色材料制成。
作为本实施例的一种可选方式，黑色材料为黑色的树脂类材料。可选地，树脂类材料为环氧树脂或硅树脂。可选地，树脂类材料为光刻胶。
作为本实施例的一种可选方式，本实施例提供的LED芯片10还包括：
设置于P型半导体层107上的ITO透明导电层108，该ITO透明导电层108起到电流扩散作用，ITO透明导电层108与P型半导体层107欧姆接触。可选地，黑色材料层111还覆盖在ITO透明导电层108外露的侧面及顶面上。
作为本实施例的一种可选方式，LED芯片10还包括：
衬底101；
依次设置于衬底101上的缓冲层102和本征半导体层103，N型半导体层104设置于本征半导体层103之上；
电子阻挡层106，电子阻挡层106设置于发光层105和P型半导体层107之间。可选地，黑色材料层111还覆盖在缓冲层102、本征半导体层103和电子阻挡层106外露的侧面上。
实施例二
请参阅图2和图3所示，本实施例提供了一种多合一芯片，包括：
至少两个如上所述的LED芯片10；可选地，本实施例为二合一芯片，包括6个LED芯片10；
支架201，支架201的一面设有与LED芯片10数量匹配的焊盘电极2012，第一电极和第二电极分别键合于该焊盘电极2012上；支架201的另一面设有引脚电极2011，焊盘电极2012和引脚电极2011电连接；
用于封装多合一芯片的第一封装层。
需要说明的是，二合一芯片可以理解为：6个LED芯片分成两组，每组3个LED芯片，分别为红、绿、蓝色芯片，每组芯片表示一个像素，6个LED芯片表示两个像素，故称为二合一芯片。
本实施例中，通过在芯片外部覆盖黑色材料层111，减少光的反射，降低多合一芯片的亮度，使多合一芯片的LED芯片10工作于较大电流的线性区时LED芯片10亮度不大，解决了传统Mini-LED和Micro-LED因使用小电流驱动时LED芯片亮度不一、点测分选的分选工作量大、显示屏的校正时间长和低辉一致性差等技术问题。并且LED芯片10结构没有DBR和绝缘层或钝化层，简化了芯片工艺。
作为本实施例的一种可选方式，支架201为PCB，材质为FR4、BT、类BT或FPC。
作为本实施例的一种可选方式，多合一芯片包括至少一种发光波长的LED芯片10。
作为本实施例的一种可选方式，第一封装层为模压成型的黑色树脂材料。
实施例三
请参阅图4所示，本实施例提供了一种显示模块，包括：
基板301，基板301的一面设有至少一个正极3012和至少一个负极3011；可选地，本实施例中，设有四个正极3012和四个负极3011；
至少一个如上所述的LED芯片10，LED芯片10的第一外层电极113连接正极3012，LED芯片10的第二外层电极114连接负极3011；可选地，本实施例中，包括4个LED芯片10；
用于封装显示模块的第二封装层302。
可选地，4个LED芯片10阵列分布在基板301上。
本实施例中，通过在芯片外部覆盖黑色材料层111，减少光的反射，降低LED芯片10的亮度，使LED芯片10工作于较大电流的线性区时LED芯片10亮度不大，从而降低应用于显示模块时黑色膜层的厚度，使得显示模块具有更好的墨色一致性。
需要说明的是，还可以用多合一芯片替代LED芯片10，以形成显示模块。具体地，多合一芯片的引脚电极2011连接正极3012或负极3011；
作为本实施例的一种可选方式，基板301为PCB或玻璃。
作为本实施例的一种可选方式，显示模块包括至少一种发光波长的LED芯片10或者至少一种发光波长的多合一芯片。
作为本实施例的一种可选方式，第二封装层302为多层结构，多层结构中的每层所使用的制作工艺可以相同或者不同。
实施例四
本实施例提供了一种显示屏，包括：至少一个如上述所述的显示模块。当包括两个以上的显示模块时，不同的显示模块之间拼接形成该显示屏。
本实施例提供的显示屏，通过在芯片外部覆盖黑色材料层111，一方面减少光的反射，降低LED芯片10的亮度，使LED芯片10工作于较大电流的线性区时LED芯片10亮度不大，从而降低应用于显示模块时黑色膜层的厚度，使得显示模块具有更好的墨色一致性；另一方面减少侧光的出射，提升了显示屏的对比度。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种LED芯片，其特征在于，包括：
依次设置的N型半导体层、发光层和P型半导体层；
用于减少光的反射的黑色材料层，所述黑色材料层覆盖在芯片非出光一侧的四周表面上；
与所述P型半导体层电连接的第一电极和与所述N型半导体层电连接的第二电极；所述第一电极的一端连接至所述P型半导体层，另一端穿过所述黑色材料层并固定于其上；所述第二电极的一端连接至所述N型半导体层，另一端穿过所述黑色材料层并固定于其上。
2.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述黑色材料层由绝缘的黑色材料制成。
3.根据权利要求2所述的LED芯片，其特征在于，所述黑色材料为黑色的树脂类材料。
4.根据权利要求3所述的LED芯片，其特征在于，所述树脂类材料为环氧树脂或硅树脂。
5.根据权利要求3所述的LED芯片，其特征在于，所述树脂类材料为光刻胶。
6.根据权利要求1至5中任一所述的LED芯片，其特征在于，还包括：
设置于所述P型半导体层上的ITO透明导电层，所述ITO透明导电层与所述P型半导体层欧姆接触。
7.根据权利要求1至5中任一所述的LED芯片，其特征在于，还包括：
衬底；
依次设置于所述衬底上的缓冲层和本征半导体层，所述N型半导体层设置于所述本征半导体层之上；
电子阻挡层，所述电子阻挡层设置于所述发光层和所述P型半导体层之间。
8.一种多合一芯片，其特征在于，包括：
至少两个如权利要求1至7中任一所述的LED芯片；
支架，所述支架的一面设有与所述LED芯片数量匹配的焊盘电极，所述LED芯片的第一电极和第二电极分别键合于所述焊盘电极上；所述支架的另一面设有引脚电极，所述焊盘电极与所述引脚电极电连接；
用于封装所述多合一芯片的第一封装层。
9.一种显示模块，包括基板，其特征在于，在所述基板上阵列设置有多个如权利要求1至7任一项所述的LED芯片，或者在所述基板上阵列设置有多个如权利要求8所述的多合一芯片。
10.一种显示屏，其特征在于，包括：
至少一个如权利要求9所述的显示模块。
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