CN113013300A - 发光器件及显示器件 - Google Patents

Abstract

本申请涉及光学技术领域，公开了一种发光器件，其特征在于，包括依次叠设的第一半导体层、有源层、第二半导体层，以及凹陷结构，所述凹陷结构从所述第二半导体层凹陷至所述第一半导体层，以隔离出多个发光单元，所述凹陷结构包括位于所述第一半导体层的凹陷底部；所述第一半导体层包括第一光隔离结构，所述第一光隔离结构在所述凹陷底部的正投影部分或全部地覆盖所述凹陷底部。本申请提供的发光器件，提高发光单元进行衬底转移时转移良率，避免发光单元之间的颜色串扰，还简化了显示器件的结构。本申请还公开了发光器件及显示器件。

Description

发光器件及显示器件

技术领域

本申请涉及光学技术领域，例如涉及一种发光器件及显示器件。

背景技术

目前，在显示领域可以使用Micro LED作为发光单元。在对Micro LED进行衬底转移时，由于Micro LED的尺寸极小，数量极多，导致转移效率很低。相关的转移技术如静电吸附、真空吸附、分子间作用力吸附等方法，均存在各种问题，转移良率达不到商业化要求。

并且由于Micro LED之间间隔极小，导致相邻的Micro LED之间容易发生颜色串扰，影响显示效果。

发明内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括不是泛泛评述，也不是要确定关键／重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供了一种发光器件及显示器件，以解决发光单元进行衬底转移时转移良率低，以及颜色串扰的技术问题。

本公开实施例提供了一种发光器件，包括依次叠设的第一半导体层、有源层、第二半导体层，以及凹陷结构，所述凹陷结构从所述第二半导体层凹陷至所述第一半导体层，以隔离出多个发光单元，所述凹陷结构包括位于所述第一半导体层的凹陷底部；

所述第一半导体层包括第一光隔离结构，所述第一光隔离结构在所述凹陷底部的正投影部分或全部地覆盖所述凹陷底部。

在一些实施例中，所述第一光隔离结构位于以下位置至少之一：

所述第一半导体层的内部；

所述第一半导体层的出光面。

在一些实施例中，还包括：

第二光隔离结构，设置于所述凹陷结构中。

在一些实施例中，所述第一光隔离结构和所述第二光隔离结构连接或分离，所述第一光隔离结构和所述第二光隔离结构被配置为隔离两个发光单元之间的光。

在一些实施例中，所述第一光隔离结构包括光反射结构和光吸收结构至少之一。

在一些实施例中， 所述光反射结构包括连续排列的锯齿状结构，所述锯齿状结构的凸出方向与所述第一半导体层垂直，所述锯齿状结构的锯齿包括两个锯齿面，两个锯齿面的夹角为预设角度。

在一些实施例中，所述第一半导体层包括第一子层和第二子层，所述第一子层的电阻率低于所述第二子层的电阻率；

所述凹陷底部至少部分位于所述第一子层或所述第二子层。

在一些实施例中，所述凹陷底部全部位于所述第一子层；

所述发光器件还包括一个连接所述第一子层的电极。

在一些实施例中，所述凹陷底部至少部分位于所述第二子层；

所述发光器件中的每个发光单元均包括连接所述第一子层的电极。

在一些实施例中，设置于相邻两个发光单元的电极之间的绝缘结构。

在一些实施例中，所述发光单元，包括：

发光二极管LED、迷你发光二极管Mini LED、微发光二极管Micro LED中至少之一。

本公开实施例还提供了一种显示器件，包括上述的发光器件。

本公开实施例提供的一种发光器件及显示器件，可以实现以下技术效果：

由于发光单元都共用第一半导体层，可以将发光器件中的多个发光单元一起进行衬底转移，从而提升转移效率，提高衬底转移的良率，并且发光单元之间还有光隔离结构，可以尽量避免颜色串扰，优化显示效果。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

附图说明

至少一个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：

图1是本公开实施例提供的一种发光器件的剖面结构示意图；

图2是本公开实施例提供的另一种发光器件的剖面结构示意图；

图3是本公开实施例提供的发光器件的一种第二光隔离结构的剖面结构示意图；

图4是本公开实施例提供的发光器件的另一种第二光隔离结构的剖面结构示意图；

图5a、图5b、图5c是本公开实施例提供的锯齿状结构的剖面结构示意图；

图6是本公开实施例提供的发光器件的一种凹陷结构的剖面结构示意图；

图7是本公开实施例提供的发光器件的另一种凹陷结构的剖面结构示意图；

图8是本公开实施例提供的发光器件的一种电极的剖面结构示意图；

图9是本公开实施例提供的发光器件的另一种电极的剖面结构示意图；

图10是本公开实施例提供的显示器件的剖面结构示意图。

附图标记：

10：发光器件；100：发光单元；

101：第一半导体层；102：有源层；103：第二半导体层；200：凹陷结构；201：凹陷底部；

300：第一光隔离结构；

20：第一电极；201：第一部分；202：第二部分；203：第三部分；

30：第二电极；

40：绝缘结构；

2011：光吸收层；2012：中间层；2013：欧姆接触层；

200：发光器件；300：显示器件；

B：背光面；S：出光面；W：凸出方向。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，至少一个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。

如图1所示，本公开实施例提供了一种发光器件10，可以包括依次叠设的第一半导体层101、有源层102、第二半导体层103，以及凹陷结构200，凹陷结构200从第二半导体层103凹陷至第一半导体层101，以隔离出多个发光单元100，凹陷结构200包括位于第一半导体层101的凹陷底部201；

第一半导体层101包括第一光隔离结构300，第一光隔离结构300在凹陷底部201的正投影部分或全部地覆盖凹陷底部201。

上述实施例中，发光器件10中的多个发光单元都共用第一半导体层，可以将发光器件中的多个发光单元一起进行衬底转移，从而提升转移效率，提高衬底转移的良率，并且发光单元之间还有光隔离结构，可以尽量避免凹陷底部两侧的发光单元的光串扰，优化显示效果，同时也简化了发光器件的结构。

在一些实施例中，如图1所示，发光器件10中的第一半导体层101、有源层102、第二半导体层103可以沿着发光单元100远离出光面S的方向依次层叠设置。

在一些实施例中，如图1所示，凹陷结构200可以为图中虚线区域所示的形状，该凹陷结构200至少包括凹陷底部201。可选地，如图1所示，当发光器件10中的第一半导体层101、有源层102、第二半导体层103沿着发光单元100的远离出光面S的方向依次层叠设置时，该凹陷底部201位于该第一半导体层101。

在一些实施例中，上述凹陷结构200的凹陷顶部、凹陷底部201与凹陷侧面之间夹角角度没有限定，图1只是示例性地示出了凹陷侧面与凹陷底部201垂直，凹陷顶部与凹陷底部201平行的情况，实际上凹陷顶部、凹陷底部201和凹陷侧面的夹角还可以是其他角度，凹陷底部201可以是平面，也可以为曲面或其他形状。

在一些实施例中，第二半导体层103与第一半导体层101的载流子电极性相反，一个半导体层可以是带负电的自由电子，另一个半导体层可以是带正电的自由空穴。可选地，第一半导体层101可以为N型半导体层或P型半导体层，相对应的，第二半导体层103可以包括P型半导体层或N型半导体层。可选地，有源层102可以包括多量子阱（Multi QuantumWell，MQW）层。

在一些实施例中，如图1、图2所示，第一光隔离结构300位于以下位置至少之一：

第一半导体层101的内部；

第一半导体层101的出光面S。

可选地，第一光隔离结构300可以完全设置于第一半导体层101的内部，或完全设置于第一半导体层101的出光面S，还可以也可以部分设置于第一半导体层101的内部，部分设置于第一半导体层101的出光面。

可选地，第一光隔离结构300可以是后期压印到第一半导体层101，还可以是与第一半导体层101一体成型制作的。

在一些实施例中，如图3、图4所示，发光器件10还可以包括：

第二光隔离结构400，设置于凹陷结构200中。

可选地，第二光隔离结构400可以设置于凹陷底部201，可以与凹陷底部201接触或间隔。

在一些实施例中，如图3、图4所示，第一光隔离结构300和第二光隔离结构400可以连接或分离。

可选地，第一光隔离结构300和第二光隔离结构400可以被配置为隔离两个发光单元之间的光。由于第二光隔离结构400可以遮挡相邻两个发光单元在第一半导体层101以外的部分或全部串扰光，而无法遮挡相邻两个发光单元在第一半导体层101内部的串扰光，因此可以通过在第一半导体层101设置第一光隔离结构300，用于遮挡相邻两个发光单元在第一半导体层101内部的串扰光。因此，本公开可以通过第一光隔离结构300与第二光隔离结构400的组合来遮挡相邻相关发光单元侧面的全部的串扰光。

在一些实施例中，如图3所示，当第一光隔离结构300和第二光隔离结构400分离设置时，第一光隔离结构300和第二光隔离结构400之间的垂直距离h，与第一光隔离结构300的长度d的关系，以及有源层102的最外端发出的光线与第一光隔离结构300的夹角a相关，可以通过几何运算得到。

在一些实施例中，第一光隔离结构300可以包括光反射结构和光吸收结构至少之一。

在一些实施例中，如图5a、图5b、图5c所示，光反射结构包括连续排列的锯齿状结构，锯齿状结构的凸出方向W与第一半导体层101垂直。锯齿状结构的锯齿可以包括两个锯齿面，两个锯齿面的夹角为预设角度。可选地，预设角度可以为85度~105度。

在一些实施例中，第一光隔离结构300的制作过程可以包括但不限于以下方式：

方式一、先在第一半导体层101上第一光隔离结构300所需要设置的区域涂覆光学材料，例如氧化硅，然后将该光学材料刻蚀成锯齿状结构，其中，锯齿状结构的凸出方向W垂直于第一半导体层101的出光面S并且朝向远离第一半导体层101的出光面S，如图5b所示，从而得到第一光隔离结构300。

方式二、先在第一半导体层101上第一光隔离结构300所需要设置的区域直接刻蚀出锯齿状结构，锯齿状结构的凸出方向W垂直于第一半导体层101的出光面S并且朝向远离第一半导体层101的出光面S，如图5c所示，再向锯齿状结构中涂覆光学材料，例如氧化硅，从而得到第一光隔离结构300。

在一些实施例中，光反射结构可以包括直角锯齿结构。如图5a所示，该直角锯齿结构中，相邻两个锯齿面的夹角是90°，入射光L1和出射光L2的夹角α相同。可选的，该直角棱镜可以是全反射棱镜。可选地，相邻的两个锯齿面的夹角在理想状态下为直角，但是考虑到加工工艺及材料特性的相关限制，实际夹角也可以为近似直角。

在一些实施例中，第一光隔离结构300和第二光隔离结构400可以包括光隔离材料。可选地，第一光隔离结构300、第二光隔离结构400可以部分或全部地设置有光隔离材料。

在一些实施例中，上述光隔离材料的组成成分可以根据工艺需求等实际情况确定。无论光隔离材料的成分是什么，只要光隔离材料能够隔离相邻的发光单元发出的光，以尽量避免发光单元发出的光向彼此传导即可。例如，避免某一个发光单元发出的光进入相邻的另一发光单元，引起光串扰。

在一些实施例中，光隔离材料可以以反射或吸收等方式完全或有比例地隔离发光单元发出的光，例如：以100%、90%、80%等比例隔离发光单元发出的光。可选地，可以根据工艺需求等实际情况确定隔离发光单元发出的光的比例。

在一些实施例中，如图6、图7、图8、图9所示，第一半导体层101可以包括第一子层1011和第二子层1012，第一子层1011的电阻率低于第二子层的电阻率1012。可选地，当第一半导体层101是N型半导体层时，第一子层1011可以是重掺杂N型层，第二子层1012可以是轻掺杂N型层，该第二子层1012导电量极低。

在一些实施例中，凹陷底部201至少部分位于第一子层1011或第二子层1012。

在一些实施例中，如图6、图8所示，凹陷底部201至少部分位于第二子层1012，发光器件10中的每个发光单元100均包括连接该第一子层1011的电极501。由于凹陷底部201至少部分位于第二子层1012，则每个发光单元100的第一半导体层101相互绝缘，因此可以在每个发光单元100的第一半导体层101上设置一个连接该第一子层1011的电极501，从而可以使每个发光单元100基于各自的电极501单独控制。

在一些实施例中，如图7、图9所示，凹陷底部201全部位于第一子层1011，发光器件10还可以包括一个连接第一子层1011的电极502。由于凹陷底部201全部位于第一子层1011，则每个发光单元100的第一半导体层101相互导电，因此可以在整个第一半导体层101上设置一个电极501，从而可以同时控制该第一半导体层101上的每个发光单元100。

在一些实施例中，电极501、电极502的与第一半导体层101相对应。电极501、电极502可以为N电极或P电极。可选地，当第一半导体层101为N型半导体层时，电极501、电极502可以为N电极；当第一半导体层101为P型半导体层时，电极501、电极502可以为P电极。

在一些实施例中，发光器件10可以还包括与第二半导体层相连接的电极。

在一些实施例中，如图8所示，发光器件10还可以包括：

设置于相邻两个发光单元100的电极之间的绝缘结构600，例如，相邻两个发光单元100的N电极之间设置绝缘结构600，或者，相邻两个发光单元100的P电极和N电极之间设置绝缘结构600，或者，相邻两个发光单元100的P电极之间设置绝缘结构600，以避免相邻两个发光单元的电极之间短路。

在一些实施例中，针对上述实施例中涉及的绝缘结构600，该绝缘结构600中的部分或全部区域可以设置有绝缘材料。可选地，绝缘结构600中的全部区域可以设置有绝缘材料。可选地，绝缘结构600中的部分区域可以设置有绝缘材料。可选地，在绝缘结构600的上部、下部、中部中至少之一的位置可以设置有绝缘材料。可选地，可以根据工艺需求等实际情况确定在绝缘结构600中设置绝缘材料的区域。

可选地，各个绝缘结构600中设置的绝缘材料可以相同或不同。

可选地，每个绝缘结构600中可以包含至少一种绝缘材料。可选地，每个绝缘结构600中可以包含多种相同的绝缘材料。可选地，每个绝缘结构600中可以包含多种不同的绝缘材料。

可选地，绝缘材料可以包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中至少之一。

在一些实施例中，发光单元100可以包括：LED、Mini LED、Micro LED中至少之一。可选地，发光单元100可以包括至少一个LED。可选地，发光单元100可以包括至少一个MiniLED。可选地，发光单元100可以包括至少一个Micro LED。可选地，发光单元100可以包括至少一个LED、以及至少一个Mini LED。可选地，发光单元100可以包括至少一个LED、以及至少一个Micro LED。可选地，发光单元100可以包括至少一个Mini LED、以及至少一个MicroLED。可选地，发光单元100可以包括至少一个LED、至少一个Mini LED、以及至少一个MicroLED。可选地，发光单元100可以包括除了LED、Mini LED、Micro LED以外的其他发光器件。

在一些实施例中，可以根据工艺需求等实际情况确定发光单元100的器件类型，例如：LED、Mini LED、Micro LED或其他发光器件。

在一些实施例中，发光器件10还可以包括用于支持发光器件10正常运转的其他构件，例如：通信接口、框架、控制电路等构件中的至少之一。

参见图10，图10是本公开实施例提供的显示器件的剖面图，本公开实施例还提供了一种显示器件20，包括上述的发光器件10。

以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开实施例的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。当用于本申请中时，虽然术语“第一”、“第二”等可能会在本申请中使用以描述各元件，但这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区别开。比如，在不改变描述的含义的情况下，第一元件可以叫做第二元件，并且同样地，第二元件可以叫做第一元件，只要所有出现的“第一元件”一致重命名并且所有出现的“第二元件”一致重命名即可。第一元件和第二元件都是元件，但可以不是相同的元件。而且，本申请中使用的用词仅用于描述实施例并且不用于限制权利要求。如在实施例以及权利要求的描述中使用的，除非上下文清楚地表明，否则单数形式的“一个”（a）、“一个”（an）和“所述”（the）旨在同样包括复数形式。类似地，如在本申请中所使用的术语“和/或”是指包含一个或一个以上相关联的列出的任何以及所有可能的组合。另外，当用于本申请中时，术语“包括”（comprise）及其变型“包括”（comprises）和/或包括（comprising）等指陈述的特征、整体、步骤、操作、元素，和/或组件的存在，但不排除一个或一个以上其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或这些的分组的存在或添加。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。本文中，每个实施例重点说明的可以是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分可以互相参见。对于实施例公开的方法、产品等而言，如果其与实施例公开的方法部分相对应，那么相关之处可以参见方法部分的描述。

本领域技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，可以取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法以实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本公开实施例的范围。本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本文所披露的实施例中，所揭露的方法、产品（包括但不限于装置、设备等），可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，可以仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例。另外，在本公开实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

在附图中，考虑到清楚性和描述性，可以夸大元件或层等结构的宽度、长度、厚度等。当元件或层等结构被称为“设置在”（或“安装在”、“铺设在”、“贴合在”、“涂布在”等类似描述）另一元件或层“上方”或“上”时，该元件或层等结构可以直接“设置在”上述的另一元件或层“上方”或“上”，或者可以存在与上述的另一元件或层之间的中间元件或层等结构，甚至有一部分嵌入上述的另一元件或层。

Claims (12)

1.一种发光器件，其特征在于，包括依次叠设的第一半导体层、有源层、第二半导体层，以及凹陷结构，所述凹陷结构从所述第二半导体层凹陷至所述第一半导体层，以隔离出多个发光单元，所述凹陷结构包括位于所述第一半导体层的凹陷底部；

所述第一半导体层包括第一光隔离结构，所述第一光隔离结构在所述凹陷底部的正投影部分或全部地覆盖所述凹陷底部。

2.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述第一光隔离结构位于以下位置至少之一：

所述第一半导体层的内部；

所述第一半导体层的出光面。

3.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于，还包括：

第二光隔离结构，设置于所述凹陷结构中。

4.根据权利要求3所述的发光器件，其特征在于，

所述第一光隔离结构和所述第二光隔离结构连接或分离，所述第一光隔离结构和所述第二光隔离结构被配置为隔离两个发光单元之间的光。

5.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于，

所述第一光隔离结构包括光反射结构和光吸收结构至少之一。

6.根据权利要求5所述的发光器件，其特征在于，

所述光反射结构包括连续排列的锯齿状结构，所述锯齿状结构的凸出方向与所述第一半导体层垂直，所述锯齿状结构的锯齿包括两个锯齿面，两个锯齿面的夹角为预设角度。

7.根据权利要求1至6任一项所述的发光器件，其特征在于，所述第一半导体层包括第一子层和第二子层，所述第一子层的电阻率低于所述第二子层的电阻率；

所述凹陷底部至少部分位于所述第一子层或所述第二子层。

8.根据权利要求7所述的发光器件，其特征在于，所述凹陷底部全部位于所述第一子层；

所述发光器件还包括一个连接所述第一子层的电极。

9.根据权利要求7所述的发光器件，其特征在于，所述凹陷底部至少部分位于所述第二子层；

所述发光器件中的每个发光单元均包括连接所述第一子层的电极。

10.根据权利要求9所述的发光器件，其特征在于，还包括：

设置于相邻两个发光单元的电极之间的绝缘结构。

11.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述发光单元，包括：

发光二极管LED、迷你发光二极管Mini LED、微发光二极管Micro LED中至少之一。

12.一种显示器件，其特征在于，包括如权利要求1至11任一项所述的发光器件。

Images