CN112968102A - 发光器件及具有其的显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发光器件及具有其的显示面板。该发光器件包括外延结构、绝缘层、第一电极和第二电极，外延结构包括沿第一方向顺序层叠的第一半导体层、有源层和第二半导体层，第一半导体层具有远离第二半导体层的第一表面，第二半导体层沿垂直于第一方向的方向具有突出于第一半导体层的第一区域，第一区域具有靠近第一半导体层的第二表面；绝缘层至少部分覆盖第一表面和第二表面，且绝缘层中具有贯穿至第一表面的第一通孔以及贯穿至第二表面的第二通孔；第一电极穿过第一通孔与第一表面接触，第一电极的高度与第一通孔的深度之比大于1且小于1.5，第二电极穿过第二通孔与第二表面接触。将上述发光器件与驱动基板键合降低了发光器件的短路风险。

Description

发光器件及具有其的显示面板
技术领域
本发明涉及半导体器件领域，尤其涉及一种发光器件及具有其的显示面板。
背景技术
在目前发光二级管(Light Emitting Diode，LED)的制作工艺中，先在衬底上形成包括第一半导体层、有源层和第二半导体层的外延结构，然后形成覆盖外延结构的绝缘层，并在第一半导体层和第二半导体层上的绝缘层中开设通孔，在通孔中分别镀上电极材料，再将具有LED芯片与驱动基板连接。
然而，LED芯片主要通过其上的电极与驱动基板上的接触垫进行键合，由于LED芯片的电极突出绝缘层较高，在与驱动基板上的接触垫加热键合后，易导致电极的材料与接触垫的材料互溶而形变，从而导致LED芯片短路。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种发光器件及具有其的显示面板，旨在解决现有技术中LED芯片在与驱动基板键合后容易短路的问题。
一种发光器件，其包括：
外延结构，外延结构包括沿第一方向顺序层叠的第一半导体层、有源层和第二半导体层，第一半导体层具有远离第二半导体层的第一表面，第二半导体层沿垂直于第一方向的方向具有突出于第一半导体层的第一区域，第一区域具有靠近第一半导体层的第二表面；
绝缘层，绝缘层至少部分覆盖第一表面和第二表面，且绝缘层中具有贯穿至第一表面的第一通孔以及贯穿至第二表面的第二通孔；
第一电极，第一电极穿过第一通孔与第一表面接触，第一电极的高度与第一通孔的深度之比大于1且小于1.5；
第二电极，第二电极穿过第二通孔与第二表面接触。
在本发明中，绝缘层中具有分别贯穿至第一半导体层的第一通孔和贯穿至第二半导体层的第二通孔，第一半导体层具有远离第二半导体层的第一表面，第一电极穿过第一通孔与第一表面接触，由于第一电极的高度与第一通孔的深度之比大于1且小于1.5，从而能够使第一电极突出于绝缘层的高度较小，进而在将发光器件与驱动基板键合后，第一电极不会因为熔融的材料过多而发生变形，降低了发光器件的短路风险。
可选地，第一电极突出于第一通孔的高度小于0.5μm。通过在第一电极的高度与第一通孔的深度之比大于1且小于1.5的基础上，使第一电极突出于第一通孔的高度满足上述数值范围，能够进一步保证不会有过多的电极材料位于第一通孔之外，从而使第一电极不会因为熔融的材料过多而发生变形，进一步降低了发光器件的短路风险。
可选地，第二电极的高度与第二通孔的深度之比大于1且小于2.5。上述第二电极的高度与第二通孔的深度之比能够使第二电极突出于绝缘层的高度较小，进而在将发光器件与驱动基板键合后，第二电极也不会因为熔融的材料过多而发生变形，降低了发光器件的短路风险。
可选地，第二电极突出于第二通孔的高度为1μm～1.5μm。通过在第二电极的高度与第二通孔的深度之比大于1且小于2.5的基础上，使第二电极突出于第二通孔的高度满足上述数值范围，能够进一步保证不会有过多的电极材料位于第二通孔之外，从而使第二电极不会因为熔融的材料过多而发生变形，进一步降低了发光器件的短路风险。
可选地，第一通孔与第二通孔的深度相同。由于位于第二半导体层的第一表面上以及位于第二半导体层的第二表面上的绝缘层通常具有相同的厚度，通过使第一通孔与第二通孔的深度相同，能够在同一步骤中刻蚀形成上述第一通孔和第二通孔，且更容易控制突出于第一通孔的第一电极的高度以及突出于第二通孔的第二电极的高度。
可选地，第二半导体层具有远离第一半导体层的第三表面，第三表面与第一电极的顶面之间的距离与第三表面与第二电极的顶面之间的距离相等。通过使第一电极的顶面与第二电极的顶面分别与第二半导体层的底面之间具有相等的距离，能够在将上述第一通孔与第二通孔键合到驱动基板时，保证发光器件出光面的平整。
可选地，第一电极具有位于第一通孔中的第一贯穿部以及位于突出于第一通孔的第一连接部，第一贯穿部和第一连接部在第一半导体层上的投影面积相等。现有技术中通常是在绝缘层中开设小孔，第一电极通过小孔与外延结构中的第一半导体层连接，但第一电极中很少的材料填充于小孔中，更多的材料位于小孔之外，本发明的上述发光器件与现有技术相比，能够使第一电极的材料更多的填充在绝缘层的第一通孔中，从而减少了第一通孔之外的第一电极的材料，进一步避免了材料熔融过多发生变形而导致的短路风险。
可选地，第二电极具有位于第二通孔中的第二贯穿部以及位于突出于第二通孔的第二连接部，第二贯穿部和第二连接部在第二半导体层上的投影面积相等。现有技术中通常是在绝缘层中开设小孔，第二电极通过小孔与外延结构中的第二半导体层连接，但第二电极中很少的材料填充于小孔中，更多的材料位于小孔之外，本发明的上述发光器件与现有技术相比，能够使第二电极的材料更多的填充在绝缘层的第二通孔中，从而减少了第二通孔之外的第二电极的材料，进一步避免了材料熔融过多发生变形而导致的短路风险。
可选地，第一电极的材料包括Sn、In、AuSn、SnAg、SnBi、SnAgBi、SnAgCu和SnAgCuNi中的任一种或多种。
可选地，第二电极的材料包括Sn、In、AuSn、SnAg、SnBi、SnAgBi、SnAgCu和SnAgCuNi中的任一种或多种。
可选地，上述发光器件还包括位于第一半导体层远离有源层一侧的透明衬底。第一半导体层、有源层和第二半导体层能够通过顺序形成于上述透明衬底上，以得到外延结构，且在将发光器件的第一电极和第二电极与驱动基板键合后，上述透明衬底能够使发光器件的光线透过而不用被去除。
基于同样的发明构思，本申请还提供一种显示面板，该显示面板包括驱动基板以及设置于驱动基板一侧的发光器件，该发光器件为上述的发光器件，且该发光器件的第一电极和第二电极与驱动基板键合。
本发明的显示面板包括上述的发光器件，发光器件中的绝缘层中具有分别贯穿至第一半导体层的第一通孔和贯穿至第二半导体层的第二通孔，第一半导体层具有远离第二半导体层的第一表面，第一电极穿过第一通孔与第一表面接触，由于第一电极的高度与第一通孔的深度之比大于1且小于1.5，从而能够使第一电极突出于绝缘层的高度较小，进而在将发光器件与驱动基板键合后，第一电极不会因为熔融的材料过多而发生变形，降低了发光器件的短路风险。
可选地，驱动基板的一侧表面具有接触垫，第一电极和第二电极分别与接触垫连接。
附图说明
图1为根据本发明一种实施例中发光器件的剖面结构示意图；
图2为根据本发明一种实施例中发光器件的剖的制作方法的流程示意图；
图3为根据本发明一种实施例中提供的发光器件的制作方法中，在衬底上形成外延材料层后基体的结构示意图；
图4为刻蚀图3所示的外延材料层以形成多个外延结构后基体的结构示意图；
图5为在图4所示的外延结构上覆盖绝缘层后基体的结构示意图；
图6为刻蚀图5所示的位于相邻外延结构之间的绝缘层后基体的结构示意图；
图7为在图6所示的绝缘层中形成贯穿至第一半导体层的第一通孔并形成穿过第一通孔与第一半导体层的第一表面接触的第一电极后基体的结构示意图；
图8为在图7所示的绝缘层中形成贯穿至第二半导体层的第二通孔并形成穿过第二通孔与第二半导体层的第二表面接触的第二电极后基体的结构示意图；
图9为将图8所示的发光器件与驱动基板键合的结构示意图。
附图标记说明：
100-透明衬底；20-外延结构；210-第一半导体层；211-第一半导体材料；220-有源层；221-有源层材料；230-第二半导体层；231-第二半导体材料；30-绝缘层；40-第一电极；410-第一贯穿部；420-第一连接部；50-第二电极；510-第二贯穿部；520-第二连接部；60-驱动基板；610-接触垫。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。
正如背景技术部分所描述的，LED芯片主要通过其上的电极与驱动基板上的接触垫进行键合，由于LED芯片的电极突出绝缘层较高，在与驱动基板上的接触垫加热键合后，易导致电极的材料与接触垫的材料互溶而形变，从而导致LED芯片短路。
基于此，本申请希望提供一种能够解决上述技术问题的方案，其详细内容将在后续实施例中得以阐述。
本申请的发明人针对上述问题进行研究，提出了一种发光器件，如图1所示，其包括：
外延结构20，外延结构20包括沿第一方向A顺序层叠的第一半导体层210、有源层220和第二半导体层230，第一半导体层210具有远离第二半导体层230的第一表面，第二半导体层230沿垂直于第一方向A的方向具有突出于第一半导体层210的第一区域，第一区域具有靠近第一半导体层210的第二表面；
绝缘层30，绝缘层30至少部分覆盖第一表面和第二表面，且绝缘层30中具有贯穿至第一表面的第一通孔以及贯穿至第二表面的第二通孔；
第一电极40，第一电极40穿过第一通孔与第一表面接触，第一电极40的高度与第一通孔的深度之比大于1且小于1.5；
第二电极50，第二电极50穿过第二通孔与第二表面接触。
在本发明中，绝缘层30中具有分别贯穿至第一半导体层210的第一通孔和贯穿至第二半导体层230的第二通孔，第一半导体层210具有远离第二半导体层230的第一表面，第一电极40穿过第一通孔与第一表面接触，由于第一电极40的高度与第一通孔的深度之比大于1且小于1.5，从而能够使第一电极40突出于绝缘层30的高度较小，进而在将发光器件与驱动基板键合后，第一电极40不会因为熔融的材料过多而发生变形，降低了发光器件的短路风险。
在一些实施方式中，第一电极40突出于第一通孔的高度小于0.5μm。通过在第一电极40的高度与第一通孔的深度之比大于1且小于1.5的基础上，使第一电极40突出于第一通孔的高度满足上述数值范围，能够进一步保证不会有过多的电极材料位于第一通孔之外，从而使第一电极40不会因为熔融的材料过多而发生变形，进一步降低了发光器件的短路风险。
在一些实施方式中，第二电极50的高度与第二通孔的深度之比大于1且小于2.5。上述第二电极50的高度与第二通孔的深度之比能够使第二电极50突出于绝缘层30的高度较小，进而在将发光器件与驱动基板键合后，第二电极50也不会因为熔融的材料过多而发生变形，降低了发光器件的短路风险。
在上述实施方式中，还可以使第二电极50突出于第二通孔的高度满足1μm～1.5μm。通过在第二电极50的高度与第二通孔的深度之比大于1且小于2.5的基础上，使第二电极50突出于第二通孔的高度满足上述数值范围，能够进一步保证不会有过多的电极材料位于第二通孔之外，从而使第二电极50不会因为熔融的材料过多而发生变形，进一步降低了发光器件的短路风险。
在一些实施方式中，上述第一通孔与上述第二通孔的深度相同。由于位于第二半导体层230的第一表面上以及位于第二半导体层230的第二表面上的绝缘层30通常具有相同的厚度，通过使第一通孔与第二通孔的深度相同，能够在同一步骤中刻蚀形成上述第一通孔和第二通孔，且更容易控制突出于第一通孔的第一电极40的高度以及突出于第二通孔的第二电极50的高度。
在一些实施方式中，上述第二半导体层230具有远离第一半导体层210的第三表面，第三表面与第一电极40的顶面之间的距离与第三表面与第二电极50的顶面之间的距离相等。通过使第一电极40的顶面与第二电极50的顶面分别与第二半导体层230的底面之间具有相等的距离，能够在将上述第一通孔与第二通孔键合到驱动基板时，保证发光器件出光面的平整。
现有技术中通常是在绝缘层中开设小孔，第一电极通过小孔与外延结构中的第一半导体层连接，第二电极通过小孔与外延结构中的第二半导体层连接，从而导致第一电极和第二电极中很少的材料填充于小孔中，更多的材料位于小孔之外的绝缘层表面，位于小孔之外的电极材料在键合工艺中容易因熔融发生变形，进而导致发光器件存在短路的风险。
为了克服上述问题，在一些实施方式中，上述第一电极40具有位于第一通孔中的第一贯穿部410以及位于突出于第一通孔的第一连接部420，第一贯穿部410和第一连接部420在第一半导体层210上的投影面积相等。
本发明的上述发光器件与现有技术相比，能够使第一电极40的材料更多的填充在绝缘层30的第一通孔中，从而减少了第一通孔之外的第一电极40的材料，进一步避免了材料熔融过多发生变形而导致的短路风险。
在另一些实施方式中，第二电极50具有位于第二通孔中的第二贯穿部510以及位于突出于第二通孔的第二连接部520，第二贯穿部510和第二连接部520在第二半导体层230上的投影面积相等。
本发明的上述发光器件与现有技术相比，能够使第二电极50的材料更多的填充在绝缘层30的第二通孔中，从而减少了第二通孔之外的第二电极50的材料，进一步避免了材料熔融过多发生变形而导致的短路风险。
示例性的，上述绝缘层30的材料可以为氧化物或氟化物，如SiOx、SiNx、MgF2等。
示例性的，上述第一电极40的材料可以包括Sn、In、AuSn、SnAg、SnBi、SnAgBi、SnAgCu和SnAgCuNi中的任一种或多种。但并不限于上述可选的种类，本领域技术人员可以根据现有技术对上述第一电极40的材料进行合理选取。
示例性的，上述第二电极50的材料可以包括Sn、In、AuSn、SnAg、SnBi、SnAgBi、SnAgCu和SnAgCuNi中的任一种或多种。但并不限于上述可选的种类，本领域技术人员可以根据现有技术对上述第二电极50的材料进行合理选取。
示例性的，上述发光器件还包括位于第一半导体层远离有源层一侧的透明衬底100。第一半导体层210、有源层220和第二半导体层230能够通过顺序形成于上述透明衬底100上，以得到外延结构，且在将发光器件的第一电极40和第二电极50与驱动基板60键合后，上述透明衬底100能够使发光器件的光线透过而不用被去除。
下面将更详细地描述根据本发明提供的上述发光器件的制作方法的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员。
示例性的，上述发光器件的制作方法如图2所示，包括以下步骤：
在透明衬底100上形成外延材料层，如图3所示，可以通过在透明衬底100上顺序沉积第二半导体材料231、有源层材料221以及第一半导体材料211，以得到上述外延材料层，上述衬底可以为透明衬底100；
刻蚀外延材料层以形成多个相互独立的外延结构20，如图4所示，刻蚀后的上述外延结构20包括顺序层叠于透明衬底100上的第一半导体层210、有源层220和第二半导体层230；
然后在外延结构20上覆盖绝缘层30，并刻蚀位于相邻外延结构20之间的绝缘层30，以断开绝缘层30对外延结构20的连接，如图5和图6所示；
在绝缘层30中形成贯穿至第一半导体层210的第一通孔，并形成穿过第一通孔与第一半导体层210的第一表面接触的第一电极40，使第一电极40的高度与第一通孔的深度之比大于1且小于1.5，如图7所示；
在绝缘层30中形成贯穿至第二半导体层230的第二通孔，并形成穿过第二通孔与第二半导体层230的第二表面接触的第二电极50，可以使第二电极50的高度与第二通孔的深度之比大于1且小于2.5，如图8所示。
基于同样的发明构思，本申请还提供一种显示面板，该显示面板包括驱动基板以及设置于驱动基板60一侧的发光器件，该发光器件为上述的发光器件，且该发光器件的第一电极40和第二电极50与驱动基板60键合。
本发明的显示面板包括上述的发光器件，发光器件中的绝缘层30中具有分别贯穿至第一半导体层210的第一通孔和贯穿至第二半导体层230的第二通孔，第一半导体层210具有远离第二半导体层230的第一表面，第一电极40穿过第一通孔与第一表面接触，由于第一电极40的高度与第一通孔的深度之比大于1且小于1.5，从而能够使第一电极40突出于绝缘层30的高度较小，进而在将发光器件与驱动基板键合后，第一电极40不会因为熔融的材料过多而发生变形，降低了发光器件的短路风险。
在一些实施方式中，驱动基板的一侧表面具有接触垫，第一电极和第二电极分别与接触垫连接。上述接触垫的材料可以为金属等常规的导电材料。
在上述实施方式中，如图9所示，通过将发光器件的第一电极40与第二电极50分别与驱动基板60上的接触垫610连接，以实现发光器件与驱动基板60键合。
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)

1.一种发光器件，其特征在于，包括：
外延结构，所述外延结构包括沿第一方向顺序层叠的第一半导体层、有源层和第二半导体层，所述第一半导体层具有远离所述第二半导体层的第一表面，所述第二半导体层沿垂直于所述第一方向的方向具有突出于所述第一半导体层的第一区域，所述第一区域具有靠近所述第一半导体层的第二表面；
绝缘层，所述绝缘层至少部分覆盖所述第一表面和所述第二表面，且所述绝缘层中具有贯穿至所述第一表面的第一通孔以及贯穿至所述第二表面的第二通孔；
第一电极，所述第一电极穿过所述第一通孔与所述第一表面接触，所述第一电极的高度与所述第一通孔的深度之比大于1:1且小于1.5:1；
第二电极，所述第二电极穿过所述第二通孔与所述第二表面接触。
2.如权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述第一电极突出于所述第一通孔的高度小于0.5μm。
3.如权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述第二电极的高度与所述第二通孔的深度之比大于1:1且小于2.5:1。
4.如权利要求3所述的发光器件，其特征在于，所述第二电极突出于所述第二通孔的高度为1μm～1.5μm。
5.如权利要求1至4中任一项所述的发光器件，其特征在于，所述第一通孔与所述第二通孔的深度相同。
6.如权利要求1至4中任一项所述的发光器件，其特征在于，所述第二半导体层具有远离所述第一半导体层的第三表面，所述第三表面与所述第一电极的顶面之间的距离与所述第三表面与所述第二电极的顶面之间的距离相等。
7.如权利要求1至4中任一项所述的发光器件，其特征在于，所述第一电极具有位于所述第一通孔中的第一贯穿部以及位于突出于所述第一通孔的第一连接部，所述第一贯穿部和所述第一连接部在所述第一半导体层上的投影面积相等。
8.如权利要求1至4中任一项所述的发光器件，其特征在于，所述第二电极具有位于所述第二通孔中的第二贯穿部以及位于突出于所述第二通孔的第二连接部，所述第二贯穿部和所述第二连接部在所述第二半导体层上的投影面积相等。
9.如权利要求1至4中任一项所述的发光器件，其特征在于，所述发光器件还包括位于所述第一半导体层远离所述有源层一侧的透明衬底。
10.一种显示面板，包括驱动基板以及设置于所述驱动基板一侧的发光器件，其特征在于，所述发光器件为权利要求1至9中任一项所述的发光器件，所述发光器件的第一电极和第二电极与所述驱动基板键合。
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