CN113544865B - 发光二极管芯片、显示面板以及电子设备 - Google Patents

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Abstract

一种发光二极管芯片(72)、显示面板(7)和电子设备(8)，该发光二极管芯片(72)包括：第一半导体层(21)、第二半导体层(22)、第一电极(3)和第二电极(4)，第一电极(3)与第一半导体层(21)电连接，第二电极(4)与第二半导体层(22)电连接，第一电极(3)为包围第二电极(4)设置的环形结构，第一电极(3)和第二电极(4)之间形成环形的第一沟道(5)，第一电极(3)上设置有至少一个第二沟道(6)，至少一个第二沟道(6)贯穿第一电极(3)内侧和外侧并与第一沟道(5)连通，第一沟道(5)与第二沟道(6)连通有利于发光二极管芯片(72)焊接时产生的助焊剂清理，进一步减少短路的情况。

Description

发光二极管芯片、显示面板以及电子设备
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种发光二极管芯片、显示面板以及电子设备。
背景技术
微型发光二极管(Micro Light-Emitting Diode，简称Mic-LED)作为一种电流型发光器件，以其主动发光、快响应速度、广视角、色彩丰富、高亮度、低功耗等众多优点而被广泛应用于显示设备中。应用微型发光二极管的显示设备一般包括基板以及阵列状排布于基板上的LED像素单元。基板上排布有像素电路，用于驱动LED像素单元发光。像素电路采用有金属材料制成的器件。
在现有技术中，由于圆形电极的优点是没有方向性，但两个电极之间的间距为一个密闭式的间隙，一般进行背板制程时会给电极涂上助焊剂，常用的助焊剂有：铝锡焊助焊剂、不锈钢无铅锡焊助焊剂、高效Al-Cu钎焊用液体助焊剂等。且助焊剂为有机挥发物质，若使用圆形芯片则会有助焊剂残留的状况,容易造成导电状况，从而降低背板的信赖性。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种发光二极管芯片、显示面板以及电子设备，可以减少助焊剂的残留，进一步减少短路的情况。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
第一方面，本发明实施例提供一种发光二极管芯片。发光二极管芯片包括：第一半导体层、第二半导体层、第一电极和第二电极。第一电极与第一半导体层电连接，第二电极与第二半导体层电连接。第一电极为包围第二电极设置的环形结构，第一电极和第二电极之间形成环形的第一沟道。第一电极上设置有至少一个第二沟道，至少一个第二沟道贯穿第一电极内侧和外侧并与第一沟道连通。
第二方面，本发明实施例提供一种显示面板。包括：背板以及安装于所述背板上的所述发光二极管芯片；
所述背板上设置有与所述发光二极管芯片的第一电极以及第二电极相匹配的邦定电极，所述发光二极管芯片通过所述第一电极以及所述第二电极与所述邦定电极邦定后倒装于所述背板上。
第三方面，本发明实施例提供一种电子设备。所述电子设备包括：壳体以及设置于所述壳体的显示面板。
上述发光二极管芯片、显示面板以及电子设备，由于第一电极为包围第二电极设置的环形结构，第一电极和第二电极之间形成环形的第一沟道，第一电极上设置有至少一个第二沟道，至少一个第二沟道贯穿第一电极内侧和外侧并与第一沟道连通，当发光二极管芯片在焊接时，助焊剂可以通过第一沟道和第二沟道流出发光二极管芯片，从而可以减少助焊剂的残留，进一步减少短路的情况。
附图说明
下面将通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述特征和优点，附图中：
图1为本发明中第一实施方式的发光二极管芯片俯视示意图。
图2为图1中沿A1-A2方向的剖面结构示意图。
图3为图1中沿A3-A4方向的剖面结构示意图。
图4为本发明中单个发光二极管芯片的俯视轮廓示意图。
图5为本发明中第二实施方式的发光二极管芯片俯视示意图。
图6为图4中沿B1-B2方向的剖面结构示意图。
图7为本发明中第三实施方式的发光二极管芯片俯视示意图。
图8为图7中沿C1-C2方向的剖面结构示意图。
图9为图7中沿C3-C4方向的剖面结构示意图。
图10为本发明中第四实施方式的发光二极管芯片俯视示意图。
图11为图10中沿D1-D2方向的剖面结构示意图。
图12为图10中沿D3-D4方向的剖面结构示意图。
图13为本发明中第五实施方式的发光二极管芯片俯视示意图。
图14为图13中沿E1-E2方向的剖面结构示意图。
图15为第一实施例应用发光二极管芯片的显示面板示意图。
图16为第一实施例应用显示面板的电子设备示意图。
具体实施方式
为使得对本发明的内容有更清楚及更准确的理解，现将结合幅图详细说明。说明书附图示出本发明的实施例的示例，其中，相同的标号表示相同的元件。可以理解的是，说明书附图示出的比例并非本发明实际实施的比例，其仅为示意说明为目的，并非依照原尺寸作图。
请参看图1-图3，图1为第一实施例的发光二极管芯片72俯视示意图，图2为图1中沿A1-A2方向的剖面结构示意图，图3为图1中沿A3-A4方向的剖面结构示意图。在本实施例中，发光二极管芯片72包括：第一半导体层21、第二半导体层22、第一电极3、第二电极4。在一些可行的实施例中，发光二极管芯片72生长于衬底层1。在本实施例中，发光二极管芯片72还包括电流扩散层12、无掺杂半导体层11、和量子阱层23。其中，无掺杂半导体层11、第一半导体层21、量子阱层23、第二半导体层22、电流扩散层12自衬底层1依次层叠设置。
第一电极3设置于第一半导体层21朝向第二半导体层22一侧，第一电极3与第一半导体层21电连接。第一电极3为环形结构。在本实施例中，第一电极3为N极。
第二电极4设置于第二半导体层22远离第一半导体层21的一侧，第二电极4与第二半导体层22电连接。在本实施例中，第二电极4为P极。第二电极4位于第一电极3内环所围成的区域内，第二电极4所构成的图形具有几何中心，且第二电极4的几何中心与第一电极3的外边或内边的几何中心重合。第一电极3远离第一半导体层21的一端与第二电极4远离第二半导体层22的一端位于同一平面上。第二电极4处设有量子阱层23、电流扩散层12、以及第二半导体层22。量子阱层23、第二半导体层22依次层叠设置于第一半导体层21上。
在本实施例中，第一电极3和第二电极4为金属反射电极。通过设置第一电极3和第二电极4为金属反射电极，可将朝向第一电极3或第二电极4发射的光返回至出光面，提高了发光二极管芯片72的发光效率，进而可降低发光二极管芯片72的功耗。其中，金属反射电极可以为Cr、Al、Ti、Pt、Au等具有反射效果的金属叠层，在此不做限定。
第一电极3和第二电极4之间形成有环形的第一沟道5，第一电极3上设置有至少一个第二沟道6，至少一个第二沟道6贯穿第一电极3内侧和外侧并与第一沟道5连通。第二沟道6自第一电极3开设至第二电极4所生长的平面。
在本实施例中，至少一个第二沟道6可以为但不限定于四个第二沟道6。在一些可行的实施例中，至少一个第二沟道6可以为一个第二沟道6、两个第二沟道6、三个第二沟道6、以及五个第二沟道6等，在此不做限定。
第一沟道5为环形沟道，第二沟道6贯穿第一电极3内侧和外侧并与第一沟道5连通。在本实施例中，第二沟道6还贯穿电流扩散层12。
在本实施例中，第一沟道5和第二沟道6的深度可以为但不限定于相同。在一些可行的实施例中，第二沟道6的底部可以为斜坡，且第二沟道6底部较高的一端与第一沟道5的底部相接合，从而有利于第一沟道5和第二沟道6中的焊料挥发物流出。当然，在本实施例中，第二沟道6的开口可以为但不限定于矩形，在一些可行的实施例中，第二沟道6的形状也可以为梯形、弧形、或者其他形状，在此不做限定。
衬底层1位于发光二极管芯片72的底部，衬底层1为圆柱状。在本实施例中，衬底层1的材质可以为但不限于蓝宝石(Al2O3)，在一些可行的实施例中，衬底层1的材质也可以为硅(Si)、碳化硅(SiC)等，在此不做限定。
量子阱层23位于第一半导体层21和第二半导体层22之间，量子阱层23和第一半导体层21为环形结构，并依次层叠设置于第二半导体层22上，第二沟道6还贯穿量子阱层23和第一半导体层21。
衬底层1上依次层叠设置有无掺杂半导体层11、第一半导体层21、量子阱层23、第二半导体层22、以及电流扩散层12。
具体地，第一半导体层21为N型半导体。N型半导体也称为电子型半导体，N型半导体为自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体。以电子为多数载流子的半导材料。N型半导体是通过引入施主型杂质而形成的。在纯半导体材料中掺入杂质，使禁带中出现杂质能级，若杂质原子能给出电子的，其能级为施主能级，该半导体为N型半导体。如将V族元素砷杂质加入到IV族半导体硅中。它能改变半导体的导电率和导电类型。对N型半导体，电子激发进入导带成为主要载流子,例如，掺入第VA族元素(磷、砷、锑、铋等)的硅与锗。也有某些固体总是N型的，如ZnO，TiO，V2O5和MoO3等。
第二半导体层22为P型半导体，P型半导体也称为空穴型半导体。P型半导体即空穴浓度远大于自由电子浓度的杂质半导体。是在纯净的硅晶体中掺入三价元素(如硼)，使之取代晶格中硅原子的位子，就形成P型半导体。在P型半导体中，空穴为多子，自由电子为少子，主要靠空穴导电。掺入的杂质越多，多子(空穴)的浓度就越高，导电性能就越强。
请参看图4，其为单个发光二极管芯片72的俯视轮廓。可以理解的是，图1-图3仅示意性地示出了一种可实施的发光二极管芯片72的结构。单个发光二极管芯片72的俯视轮廓也可以为三角形、矩形或六边形等，可根据实际需求通过对应形状的切割道划分出单个发光二极管芯片72以使得发光二极管芯片72的俯视轮廓具有对应的形状。第一电极3的外边和内边的图形，以及第二电极4的图形也可根据实际情况设置成规则或不规则图形。此外，图2仅示出了发光二极管芯片72的主要膜层结构，本发明实施例提供的发光二极管芯片还可以包括其他功能膜层，本发明对此不作限制。
在本实施例中，第二电极4的几何中心与第一电极3的外边或内边的几何中心重合。通过设置第一电极3的外边和内边为圆形，第二电极4为圆形。无论发光二极管芯片72如何旋转，总能保证第一电极3和第二电极4与背板71上对应位置的邦定电极73完全对位。提高了第一电极3和第二电极4与背板71上对应位置的邦定电极73的电接触面积，进一步提高了发光二极管芯片72与背板71的电连接性能，有效防止发光二极管芯片72与背板71电接触不良。另外，由于设置了与第一沟道5连通的至少一个第二沟道6，使第一电极3和第二电极4之间通过第二沟道6打通，从而有利于助焊剂挥发。
请参看图5-图6，图5为第二实施例发光二极管芯片72俯视示意图，图6为图5中沿B1-B2方向的剖面结构示意图。第二实施例与第一实施例的不同之处在于：在本实施例中，第一电极3和第二电极4的类型与第一实施例中的第一电极3和第二电极4的类型互换。具体地，第一电极3为P型电极，第二电极4为N型电极，相应地，第一半导体层21为P型半导体层，第二半导体层22为N型半导体层。
在本实施例中，第一电极3设置于第一半导体层21朝向第二半导体层22的一侧，第一电极3与电流扩散层12均为环形结构，电流扩散层12位于第一半导体层21与第一电极3之间。第二电极4处设有量子阱层23、以及第二半导体层22。量子阱层23、第二半导体层22、以及第二电极4依次层叠设置于第一半导体层21上。第一电极3与电流扩散层12所围成的环形结构靠近第二电极4一侧的内边与第一沟道5靠近第二电极4一侧的外边相贴合。
第二电极4设置于第二半导体层22远离第一半导体层21的一侧。第二电极4位于第一电极3内环所围成的区域内，第二电极4所构成的图形具有几何中心，且第二电极4的几何中心与第一电极3的外边或内边的几何中心重合。第一电极3远离第一半导体层21的一端与第二电极4远离第二半导体层22的一端位于同一平面上。
第一电极3和第二电极4之间形成有环形的第一沟道5，第一电极3上设置有至少一个第二沟道6，至少一个第二沟道6贯穿第一电极3内侧和外侧并与第一沟道5连通。第二沟道6自第一电极3开设至第二电极4所生长的平面。
在本实施例中，至少一个第二沟道6可以为但不限定于四个第二沟道6。在一些可行的实施例中，至少一个第二沟道6可以为一个第二沟道6、两个第二沟道6、三个第二沟道6、以及五个第二沟道6等，在此不做限定。
请参看图7-图9，图7为第三实施例发光二极管芯片72俯视示意图，图8为图7中沿C1-C2方向的剖面结构示意图，图9为图5中沿C3-C4方向的剖面结构示意图。第三实施例与第一实施例的不同之处在于：在本实施例中，第一电极3和第二电极4的类型与第一实施例中的第一电极3和第二电极4的类型互换。具体地，第一电极3为P型电极，第二电极4为N型电极，相应地，第二半导体层22为P型半导体层，第一半导体层21为N型半导体层。
在本实施例中，第二半导体层22、量子阱层23、以及电流扩散层12均为环形结构。第二半导体层22、量子阱层23、以及电流扩散层12所围成的环形结构靠近第二电极4一侧的内边与第一沟道5靠近第二电极4一侧的外边相贴合。
第一电极3设置于第二半导体层22上，第一电极3与第二半导体层22电连接，且第一电极3设置于第二半导体层22远离第一半导体层21的一侧。第一电极3为环形结构。
第二电极4设置于第一半导体层21上，第二电极4与第一半导体层21电连接，且第二电极4设置于第一半导体层21朝向第二半导体层22的一侧。第二电极4位于第一电极3内环所围成的区域内，第二电极4所构成的图形具有几何中心，且第二电极4的几何中心与第一电极3的外边或内边的几何中心重合。第一电极3远离第二半导体层22的一端与第二电极4远离第一半导体层21的一端位于同一平面上。
在本实施例中，第一电极3和第二电极4为金属反射电极，金属反射电极是指能够反射光的金属电极。通过设置第一电极3和第二电极4为金属反射电极，可将朝向第一电极3或第二电极4发射的光返回至出光面，提高了发光二极管芯片72的发光效率，进而可降低发光二极管芯片72的功耗。其中，金属反射电极可以为Cr、Al、Ti、Pt、Au等具有反射效果的金属叠层，在此不做限定。
第一电极3和第二电极4之间形成有环形的第一沟道5，第一电极3上设置有至少一个第二沟道6，至少一个第二沟道6贯穿第一电极3内侧和外侧并与第一沟道5连通。第二沟道6自第一电极3开设至第二电极4所生长的平面。
在本实施例中，至少一个第二沟道6可以为但不限定于四个第二沟道6。在一些可行的实施例中，至少一个第二沟道6可以为一个第二沟道6、两个第二沟道6、三个第二沟道6、以及五个第二沟道6等，在此不做限定。
在本实施例中，第一沟道5和第二沟道6的深度可以为但不限定于相同。在一些可行的实施例中，第二沟道6的底部可以为斜坡，且第二沟道6底部较高的一端与第一沟道5的底部相接合，从而有利于第一沟道5和第二沟道6中的焊料挥发物流出。当然，在本实施例中，第二沟道6的开口可以为但不限定于矩形，在一些可行的实施例中，第二沟道6的形状也可以为梯形、弧形、或者其他形状，在此不做限定。
请参看图10-图12，图10为第四实施方式的发光二极管芯片72俯视示意图。图11为图10中沿D1-D2方向的剖面结构示意图,图12为图10中沿D3-D4方向的剖面结构示意图。第四实施例与第一实施例的不同之处在于：在本实施例中，第二沟道6贯穿第一电极3内侧和外侧并与第一沟道5连通。同时，第二沟道6还贯穿于第一半导体层21、第二半导体层22、量子阱层23、以及电流扩散层12。
在本实施例中，第一电极3、第二半导体层22、量子阱层23、以及电流扩散层12均为环形结构。
第一电极3为P型电极，第一电极3设置于第二半导体层22上。第一电极3与第二半导体层22电连接，且第一电极3设置于第二半导体层22远离第一半导体层21的一侧。
第二电极4为N型电极，第二电极4设置于第一半导体层21上。第二电极4与第一半导体层21电连接，且第二电极4设置于第一半导体层21朝向第二半导体层22的一侧。第二电极4位于第一电极3内环所围成的区域内，第二电极4所构成的图形具有几何中心，且第二电极的几何中心与第一电极3的外边或内边的几何中心重合。第一电极3远离第二半导体层22的一端与第二电极4远离第一半导体层21的一端位于同一平面上。
第一电极3和第二电极4之间形成有环形的第一沟道5，第一电极3上设置有至少一个第二沟道6，至少一个第二沟道6贯穿第一电极3内侧和外侧并与第一沟道5连通。第二沟道6自第一电极3开设至第二电极4所生长的平面。
在本实施例中，至少一个第二沟道6可以为但不限定于四个第二沟道6。在一些可行的实施例中，至少一个第二沟道6可以为一个第二沟道6、两个第二沟道6、三个第二沟道6、以及五个第二沟道6等，在此不做限定。
在本实施例中，第一沟道5和第二沟道6的深度可以为但不限定于相同。在一些可行的实施例中，第二沟道6的底部可以为斜坡，且第二沟道6底部较高的一端与第一沟道5的底部相接合，从而有利于第一沟道5和第二沟道6中的焊料挥发物流出。当然，在本实施例中，第二沟道6的开口可以为但不限定于矩形，在一些可行的实施例中，第二沟道6的形状也可以为梯形、弧形、或者其他形状，在此不做限定。
请参看图13-图14，图13为第五实施方式的发光二极管芯片72俯视示意图，图14为图10中沿E1-E2方向的剖面结构示意图。第五实施例与第一实施例的不同之处在于：
在本实施例中，第一电极3设置于第一半导体层21远离第二半导体层22的一侧，且第一电极3为N型电极。对应地，第一半导体层21为N型半导体。第一电极3、第一半导体层21、以及量子阱层23均为环形结构。量子阱层23、第一半导体层21、以及第一电极3依次层叠设置于第二半导体层22上。第二电极4处设有电流扩散层12，电流扩散层12位于第二半导体层22与第二电极4之间。第一电极3、第一半导体层21、以及量子阱层23所围成的环形结构靠近第二电极4一侧的内边与第一沟道5靠近第二电极4一侧的外边相贴合。
第二电极4设置于第二半导体层22朝向第一半导体层21的一侧，且第二电极4为P型电极。对应地，第二半导体层22为P型半导体。第二电极4位于第一电极3内环所围成的区域内，第二电极4所构成的图形具有几何中心，且第二电极4的几何中心与第一电极3的外边或内边的几何中心重合。第一电极3远离第一半导体层21的一端与第二电极4远离第二半导体层22的一端位于同一平面上。
第一电极3和第二电极4之间形成有环形的第一沟道5，第一电极3上设置有至少一个第二沟道6，至少一个第二沟道6贯穿第一电极3内侧和外侧并与第一沟道5连通。第二沟道6自第一电极3开设至第二电极4所生长的平面。
在本实施例中，至少一个第二沟道6可以为但不限定于四个第二沟道6。在一些可行的实施例中，至少一个第二沟道6可以为一个第二沟道6、两个第二沟道6、三个第二沟道6、以及五个第二沟道6等，在此不做限定。
请参看图15，其为第一实施例应用发光二极管芯片72的显示面板7示意图。显示面板7包括：背板71和上述多个发光二极管芯片72。背板71上设置有邦定电极73，且邦定电极73与发光二极管芯片72的第一电极3以及第二电极4相匹配。发光二极管芯片72通过第一电极3以及第二电极4与邦定电极73邦定后倒装于背板71上。该显示面板7可应用于手机、电脑、电视机、以及智能穿戴显示装置等显示设备，本发明实施例对此不作特殊限定。
请参看图16，其为第一实施例应用显示面板7的电子设备8示意图。显示设备包括显示面板7以及固定显示面板7的壳体81。可以理解地，显示设备具有显示功能。其中，显示设备包括但不限于显示器、电视机、计算机、笔记本电脑、平板电脑、穿戴式设备等。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘且本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
以上所列举的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种发光二极管芯片，包括：第一半导体层、第二半导体层、量子阱层、第一电极和第二电极，所述第一电极与所述第一半导体层电连接，所述第二电极与所述第二半导体层电连接，所述量子阱层位于所述第一半导体层和所述第二半导体层之间，其特征在于，所述第一电极为包围所述第二电极设置的环形结构，所述第一电极和所述第二电极之间形成环形的第一沟道，所述第一电极上设置有至少一个第二沟道，所述至少一个第二沟道贯穿所述第一电极内侧和外侧并与所述第一沟道连通；所述第一沟道自所述第一电极和所述第二电极远离所述量子阱层的一端向所述量子阱层延伸并贯穿所述量子阱层；所述第一电极和所述第二电极中的其中之一层叠于所述量子阱层之上，且层叠于所述量子阱层之上的电极的正投影面积与所述量子阱层的正投影面积相等；所述第二沟道的深度与所述第一沟道相同；所述第一电极和所述第二电极中的其中一个为P型电极，另一个为N型电极。
2.如权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述第一电极设置于所述第一半导体层远离所述第二半导体层的一侧；所述第二电极设置于所述第二半导体层朝向所述第一半导体层的一侧。
3.如权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述第一电极设置于所述第一半导体层朝向所述第二半导体层的一侧；所述第二电极设置于所述第二半导体层远离所述第一半导体层的一侧。
4.如权利要求2或3所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述第一半导体层为N型半导体，第二半导体层为P型半导体,所述第一电极为N型电极，所述第二电极为P型电极；
或者，所述第一半导体层为P型半导体，第二半导体层为N型半导体,所述第一电极为P型电极，所述第二电极为N型电极；
所述发光二极管芯片还包括：电流扩散层，所述电流扩散层位于所述P型电极和所述P型半导体之间。
5.如权利要求2或者3所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述第一电极远离所述第一半导体层的一端与所述第二电极远离所述第二半导体层的一端位于同一平面上。
6.如权利要求1-3任一项所述的发光二极管芯片，其特征在于：所述第二电极所构成的图形具有几何中心，且所述第二电极的几何中心与所述第一电极的外边或内边的几何中心重合。
7.如权利要求1-3任一项所述的发光二极管芯片，其特征在于：所述第一电极和所述第二电极为金属反射电极。
8.一种显示面板，其特征在于，包括：背板以及安装于所述背板上的多个如权利要求1-7任意一项所述的发光二极管芯片。
9.如权利要求8所述的显示面板，其特征在于：所述背板上设置有与所述发光二极管芯片的第一电极以及第二电极相匹配的绑定电极，所述发光二极管芯片通过所述第一电极以及所述第二电极与所述绑定电极绑定后倒装于所述背板上。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：壳体以及设置于所述壳体的如权利要求8-9任意一项所述的显示面板。
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