CN114068775A - 一种倒装led芯片、led封装模组及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种倒装LED芯片、LED封装模组及显示装置，所述倒装LED芯片中：衬底的表面包括相互垂直的第一边和第二边；三个发光单元间隔设置于衬底上，第一发光单元、第二发光单元、第三发光单元沿衬底表面的第一边的延伸方向依次排布；桥接电极设置于相邻两个发光单元上以及相邻发光单元之间，并串联相邻发光单元；第二发光单元在衬底的纵向投影均包括相互垂直的第一边缘和第二边缘，第一边缘与衬底的第二边对应平行，第一边缘的长度大于第二边缘的长度，第二发光单元的表面包括顶针作用区，第二边缘的长度大于或等于顶针的作用区的直径。本发明能够将顶针的作用力分布于第二发光单元表面，避免局部应力过大导致的芯片表面的绝缘层破裂的问题。

Description

一种倒装LED芯片、LED封装模组及显示装置
技术领域
本发明涉及半导体器件技术领域，具体涉及一种倒装LED芯片、LED封装模组及显示装置。
背景技术
LED(发光二极管)具有成本低、光效高、节能环保等优点，被广泛应用于照明、可见光通信及发光显示等场景。
LED的其中一个发展方向是向小型化和微型化发展，LED微缩后形成毫米级甚至μm级间距的阵列，能够达到超高的分辨率，从而可以更加广泛的用于信息显示等领域。
目前，小尺寸的倒装LED芯片已经广泛运用于背光显示以及RGB显示设备上，并且目前市面上的显示类的产品都是以数千颗或者数万颗具有单个发光单元的倒装LED芯片或者两个发光单元串联的倒装LED芯片倒置地安装在电路基板。当芯片尺寸越小，芯粒之间的距离越接近，最终显示的对比度越高。
当数千颗或者数万在转移倒装LED芯片至电路基板上以进一步安装形成显示面板时，需要使用转移设备的顶针作用在倒装LED芯片正面的中心区域，以将其顶起并进行转移，对技术和成本的要求更高，目前存在转移良率低、顶针对准精度低等问题。例如，对于设置有两个发光单元的倒装LED芯片来说，当对该倒装LED芯片进行转移时，顶针的作用区域为两个发光单元之间的沟槽区域及发光单元靠近沟槽区域的边缘区域。由于沟槽区域不够平整，易导致倒装LED芯片的绝缘层破裂，导致芯片容易漏电。
在一些技术中，采用在两个发光单元之间的沟槽区域设置金属块以防止顶针将沟槽区域或发光单元的边缘区域表面的绝缘层破裂。然而，在沟槽区域设置的金属块会吸收芯片发出的光，影响芯片的发光效率。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于一种倒装LED芯片、LED封装模组及显示装置，以提高芯片的可靠性并且维持芯片的正常发光效率。
为了实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种倒装LED芯片，包括：
衬底，所述衬底的表面包括相互垂直的第一边和第二边，所述第一边的长度大于或等于所述第二边的长度；
三个发光单元，间隔设置于所述衬底上，所述三个发光单元包括第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元，且所述第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元沿衬底表面的第一边的延伸方向依次排布；每个发光单元在所述衬底的表面沿所述衬底的厚度方向依次包括第一半导体层、有源层和与第一半导体层导电类型相反的第二半导体层；
桥接电极，设置于相邻两个发光单元上以及相邻发光单元之间，并串联相邻所述发光单元；
所述第二发光单元在所述衬底的纵向投影包括相互垂直的第一边缘和第二边缘，所述第一边缘与所述衬底的第二边对应平行，所述第一边缘的长度大于或等于所述第二边缘的长度；
所述第二发光单元的表面除包括设置所述桥接电极的区域之外，还包括顶针作用区，所述顶针的作用区呈圆形，所述第二发光单元的第二边缘的长度大于或等于所述顶针作用区的直径。
可选地，所述顶针作用区的直径介于60μm～80μm，所述第二边缘的长度介于60μm～150μm。
可选地，所述衬底的第一边和第二边的长度比例不超过3：1。
可选地，所述每个发光单元在所述衬底的纵向投影均包括相互垂直的第一边缘和第二边缘，所述第一边缘平行于所述衬底的第二边，所述每个发光单元的第一边缘与第二边缘的长度比例不超过3：1。
可选地，所述的每个发光单元发出的光均为蓝光。
可选地，在所述的第二发光单元上，连接第一发光单元和第二发光单元的桥接电极与连接第二发光单元和第三发光单元的桥接电极在沿所述第二发光单元的第二边缘的长度方向上的垂直距离大于或等于60μm，小于等于100μm。
可选地，所述桥接电极包括第一子桥接电极和第二子桥接电极，所述第一子桥接电极和所述第二子桥接电极连接共同的两个相邻的发光单元，所述第一子桥接电极与所述第二子桥接电极相对于垂直所述第一边缘的中心线对称分布。
可选地，所述第一子桥接电极和所述第二子桥接电极均包括第一部分、连接部分及第二部分，所述第一部分位于相邻发光单元之间的其中一个发光单元的第一半导体层上，所述第二部分位于一个相邻发光单元中的第二半导体层上，所述连接部横跨于相邻的发光单元之间并连接所述第一部分和第二部分。
可选地，所述桥接电极的第一部分和第二部分分别平行于所述第一边缘并沿所述第一边缘的长度方向延伸。
可选地，所述第一子桥接电极的第一部分与所述第二子桥接电极的第一部分连接，所述第一子桥接电极的第一部分与所述第二子桥接电极的第二部分不连接。
可选地，所述第一子桥接电极的第一部分与所述第二子桥接电极的第一部分不连接，所述第一子桥接电极的第一部分与所述第二子桥接电极的第二部分不连接。
可选地，所述倒装LED芯片还包括：
第一电极，设置于所述第一发光单元上，并与所述第一发光单元形成电连接；
第二电极，设置于所述第三发光单元上，并与所述第三发光单元形成电连接；
其中，所述第一电极、所述第二电极有沿所述第二发光单元的第一边缘的长度延伸方向上延伸的扩展延伸部。
可选地，所述第一电极的扩展延伸部、所述第二电极的扩展延伸部均设置为平行于所述第二发光单元的第一边缘。
可选地，所述第一发光单元和所述第三发光单元的上方均覆盖有金属焊盘，所述金属焊盘在所述衬底上的纵向投影与所述桥接电极在所述衬底上的纵向投影不相重合。
可选地，所述扩展延伸部为金属扩展条。
本发明还提供一种LED封装模组，包括：电路基板以及设置于所述电路基板上的倒装LED芯片，所述倒装LED芯片为上述任一项所述的倒装LED芯片。
本发明还提供一种显示装置，包括倒装LED芯片，所述倒装LED芯片作为显示装置背光模组的背光源芯片，所述倒装LED芯片为上述任一项所述的倒装LED芯片。
如上所述，本发明所述倒装LED芯片、LED封装模组及显示装置，至少具备如下有益效果：
本发明所述的倒装LED芯片包括衬底、三个发光单元及桥接电极；衬底的表面包括相互垂直的第一边和第二边；三个发光单元间隔设置于衬底上，三个发光单元包括第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元，且第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元沿衬底表面的第一边的延伸方向依次排布；每个发光单元在衬底的表面沿衬底的厚度方向依次包括第一半导体层、有源层和与第一半导体层导电类型相反的第二半导体层；桥接电极设置于相邻两个发光单元上以及相邻发光单元之间，并串联相邻发光单元；第二发光单元在衬底的纵向投影均包括相互垂直的第一边缘和第二边缘，第一边缘与衬底的第二边对应平行，第一边缘的长度大于第二边缘的长度，第二发光单元的第二边缘的长度大于或等于顶针的作用区的直径。在本发明中，第二发光单元的表面为顶针提供作用区域，能够尽可能的将顶针的作用力均匀分布于第二发光单元的平整表面，避免局部应力过大导致的芯片表面的绝缘层破裂的问题。
并且，本发明的衬底的表面呈长方形，位于衬底表面的第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元沿衬底表面的长边延伸方向依次排布，发光单元的第一边缘与衬底的第二边对应平行，第一边缘的长度大于第二边缘的长度，上述芯片与发光单元的尺寸设置一方面避免了芯片尺寸或发光单元的尺寸呈过细的长条形，外延在衬底上的应力作用较小，防止了芯片破裂问题，另一方面避免了由于发光单元在某一方向上的尺寸过长导致的电流扩展不均匀问题。
进一步地，第一电极、第二电极及位于发光单元上的桥接电极分别沿发光单元的第一边缘的长度延伸方向上延伸有扩展延伸部。该扩展延伸部的设置能够使电流沿着发光单元的第一边缘长度延伸方向扩展，有利于电流扩展的均匀性以及维持LED芯片发光效率。
进一步地，扩展延伸部设置于每个发光单元的边缘位置，能够避开顶针的位置，防止芯片上的绝缘层被顶破进而暴露出扩展延伸部，避免芯片漏电。
进一步地，桥接电极采用第一子桥接电极和第二子桥接电极的双桥接设计，能够进一步增强电流扩展均匀效果。
进一步地，第一发光单元和第三光单元的上方分别覆盖有金属焊盘，使金属焊盘纵向投影与桥接电极在衬底上的纵向投影不相重合，金属焊盘避开桥接电极，能够较少漏电通道，提高倒装LED芯片的可靠性。
本发明所述的倒装LED芯片的制备方法、LED封装模组及显示装置均包括上述倒装LED芯片，同样能够实现上述技术效果。
附图说明
图1为本发明实施例1或实施例2中所述倒装LED芯片的结构示意图；
图2为本发明实施例1中所述的倒装LED芯片中的各个结构的纵向投影示意图；
图3为图2中桥接电极的俯视图；
图4为本发明实施例2中所述的倒装LED芯片中的各个结构的纵向投影示意图；
图5为图4中桥接电极的俯视图。
附图标记列表：
100 衬底
210 外延层
211 第一半导体层
212 有源层
213 第二半导体层
201 第一发光单元
202 第二发光单元
203 第三发光单元
220 第一边缘
230 第二边缘
300 电流阻挡层
400 透明导电层
500 绝缘层
601 第一电极
602 第一电极的扩展延伸部
701 第二电极
702 第二电极的扩展延伸部
800 桥接电极
810 第一子桥接电极
820 第二子桥接电极
801 第一部分
802 连接部
803 第二部分
901 第一金属焊盘
902 第二金属焊盘
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
须知，本发明实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。说明书附图所绘示的结构、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，并非用以限定本申请可实施的限定条件，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，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
实施例1
本实施例提供一种倒装发光二极管芯片，倒装LED芯片可为具有较小的水平面积的小型串联型发光二极管芯片(LED芯片)。
该倒装LED芯片包括衬底、三个发光单元及桥接电极；衬底的表面包括相互垂直的第一边和第二边，第一边的长度大于或等于第二边的长度；三个发光单元间隔设置于衬底上，三个发光单元包括第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元，且第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元沿衬底表面的第一边的延伸方向依次排布。每个发光单元在衬底的表面上由下到上包括依次堆叠的第一半导体层、有源层和与第一半导体层导电类型相反的第二半导体层。桥接电极设置于相邻两个发光单元上以及相邻发光单元之间，并串联相邻发光单元。第二发光单元在衬底的纵向投影均包括相互垂直的第一边缘和第二边缘，第一边缘与衬底的第二边对应平行，第一边缘的长度大于第二边缘的长度，第二发光单元的表面除包括设置桥接电极的区域之外，还包括顶针作用区，顶针的作用区呈圆形，第二发光单元的第二边缘的长度大于或等于顶针的作用区的直径。
优选地，顶针作用于芯片表面的形状为圆形，直径一般为60μm以上，例如60μm，或者80μm，第二发光单元第二边缘的长度介于60μm～150μm，与顶针作用区的尺寸相接近，能够尽可能的将顶针的作用力均匀分布于平整的第二发光单元表面，避免由于顶针作用区域不平整或顶针作用区域占第二发光单元的面积过小而发生应力集中，导致芯片表面的绝缘层破裂的问题。
衬底的表面包括相互垂直的第一边和第二边，第一边的长度大于或等于第二边的长度。较佳地，衬底的边长不超过500μm。例如，衬底的第一边为450μm，第二边为300μm。优选的，所述的衬底的第一边和第二边的长度比例不超过3：1。例如，衬底为长方形，第一边和第二边的长度比例是2：1。第一边和第二边的尺寸比例不能过大，否则芯片尺寸呈过细的长条形，否则外延在衬底上的应力作用容易导致芯片破裂，影响芯片良率及芯片的出光的均匀性。
较佳的，所述每个发光单元的第一边缘的长度小于衬底的第二边的长度。
较佳的，每个发光单元在所衬底的纵向投影均包括相互垂直的第一边缘和第二边缘，第一边缘平行于衬底的第二边，每一个发光单元的第一边缘与第二边缘的长度比例不超过3：1，可避免出现电流扩展困难的问题。
第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元以平行且对齐的方式排列在衬底的表面上，其中相邻发光单元之间有隔离沟槽，沟槽的底部为衬底的上表面。除去沟槽的区域，在第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元的外围，衬底暴露有部分表面。
LED芯片的每一个发光的单元可具有约65000μm2以下的水平截面积，进而可具有约30000μm2以上且约65000μm2以下的水平截面积。例如每一个发光单元可具有230μm×180μm或250μm×120μm的尺寸。因此所述LED芯片可容易地应用到要求小型和/或薄型发光装置的背光显示装置，获得出光均匀性更佳的发光效果。并且，LED芯片可为具有薄厚度的小型LED芯片，LED芯片可具有约150μm以下的厚度，进而可具有约40μm以上的厚度。本实施例的LED芯片具有上述水平截面积及厚度，因此所述LED芯片可容易地应用到要求小型和/或薄型发光装置的背光显示装置中。
具体地，参照图1和图2，衬底100包括但不限于蓝宝石衬底、GaAs衬底、GaN衬底、SiC衬底。本实施例以蓝宝石衬底为例进行说明。
三个发光单元间隔设置于衬底100上。相邻的发光单元之间在衬底的表面上具有沟槽。沟槽介于相邻的发光单元之间的宽度尺寸为30μm以内。
其中，三个发光单元包括第一发光单元201、第二发光单元202和第三发光单元203，且每一个发光单元在衬底100的厚度方向上均依次包括至少由第一半导体层211、有源层212和与第一半导体层211导电类型相反的第二半导体层213构成的外延层210。每个发光单元上均刻蚀有台阶结构，该台阶结构暴露了部分第一半导体层211。第一半导体层211和第二半导体层213，具有不同的导电形态、电性、极性或用于提供电子或空穴的掺杂元素。例如，第一半导体层211为N型半导体层、第二半导体层213为P型半导体层。电子与空穴在电流驱动下在有源层212中结合，将电能转换成光能以发光。
在一实施例中，参照图1和图2，在每个发光单元的上方以及相邻发光单元之间还设置有电流阻挡层300，该电流阻挡层300的材料为绝缘材料，例如可以为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝或上述材料的组合。在每个发光单元的上方还形成有透明导电层400。透明导电层400覆盖发光单元上方的电流阻挡层300以及设置于相邻发光单元之间的部分电流阻挡层300。每个发光单元上的透明导电层400会内缩使其面积小于相对应的发光单元。透明导电层400可以为金属或透明导电材料，能够透过有源层212发出的光。例如，透明导电层400的材料可以为铟锡氧化物、氧化锌、氧化铝锌、氧化镓锌或铟锌氧化物等材料。
参照图1和图2，第一电极601设置于第一发光单元201上，并与第一发光单元201的第一半导体层211形成电性连接，并与第三发光单元203的第一半导体层211直接接触，并且形成电性连接。在本实施例中，第二电极701设置于第三发光单元203暴露的第二半导体层213上，第二电极701与第一发光单元201上的透明导电层400直接接触并且形成电性连接。桥接电极800设置于相邻两个发光单元上以及相邻发光单元之间，在本实施例中，桥接电极800部分覆盖于相邻发光单元之间的电流阻挡层300上。该桥接电极800用于串联三个发光单元，例如，在本实施例中，桥接电极800的一端与第一发光单元201的第一半导体层211电连接，另一端与第二发光单元202的第二半导体层213电连接。
第一电极601、第二电极701及位于发光单元上的桥接电极800分别沿发光单元的第一边缘220的长度延伸方向上延伸有扩展延伸部，可选地，该扩展延伸部可以为金属扩展条，能够对流经的电流进行扩展，保证电流的均匀性。
在每个发光单元上还覆盖有绝缘层500，该绝缘层500在对应于第一电极601和第二电极701的位置上设置有通孔，第一金属焊盘901和第二金属焊盘902分别形成于第一发光单元201、第三发光单元203上，并通过通孔分别与第一电极601、第二电极701形成电连接。
绝缘层500可以是反光性绝缘层覆盖发光单元的上表面及侧面，并且覆盖第一电极601、第二电极701和桥接电极800。反光性绝缘层能够以延伸至露出在周边的衬底100的上表面的方式形成。反光性绝缘层可与衬底100的上表面相接，因此可更稳定地配置覆盖发光单元的侧面的反光性绝缘层。反光性绝缘层反射光而向衬底的下面或者侧面射出。
反光性绝缘层可包括分布布拉格反射器。所述分布布拉格反射器能够以折射率不同的介电体层反复积层的方式形成，例如所述介电体层可包括TiO2、SiO2、HfO2、ZrO2、Nb2O5、MgF2等。在一些实施例中，反光性绝缘层可呈交替地积层的TiO2层/SiO2层构造。分布布拉格反射器的各层可具有特定波长的1/4的光学厚度，可形成为4对至20对(pairs)。反光性绝缘层的最上部层可由SiNx形成。由SiNx形成的层的防湿性优异，可保护发光二极管芯片免受湿气的影响。
将转移数千颗或者数万颗的两个发光单元串联的小尺寸倒装LED芯片至电路基板上以进一步安装形成显示面板时，需要使用转移设备的顶针作用在倒装LED芯片正面的中心区域。根据本发明的设计，平整的第二发光单元表面可作为顶针作用区域，能避免因为绝缘层表面不平整而导致的芯片表面的绝缘层破裂的问题。
在一实施例中，参照图2，第二发光单元202与第一发光单元201之间、第二发光单元202与第三发光单元203之间设置有桥接电极800。该桥接电极800用于串联第一发光单元201、第二发光单元202及第三发光单元203。桥接电极800为金属电极，金属电极的宽度介于2～10μm之间。在本实施例中，第二发光单元202的第一边缘220的长度大于顶针的作用面的直径，将第一边缘220的长度大于顶针作用区的直径的部分设置桥接电极800，进而防止顶针作用于桥接电极800的上方，顶破绝缘层，造成芯片漏电。较佳地，第一边缘220的长度至少为80μm。
更佳的，为了防止顶针作用在桥接电极800上，在所述的第二发光单元上，连接第一发光单元201和第二发光单元202的桥接电极800与连接第二发光单元202和第三发光单元203的桥接电极800在沿第二发光单元202的第二边缘的长度方向上的垂直距离大于或等于60μm。
更佳的，为了提升转移良率，第一电极601与位于第一发光单元201上的桥接电极800之间的垂直距离至少为80μm，所述的第二发光单元的第一边缘220的长度至少为100μm。
更佳的，在整个衬底的尺寸不超过500μm的情况下，第二边缘230的长度不超过150μm。
在可选实施例中，参照图2或图4，第一电极601、第二电极位于垂直于第一边缘的中心线上，并且第一电极601、第二电极701以及位于发光单元上的部分桥接电极800的扩展延伸部设置于每个发光单元的边缘位置。由此，各个电极以及其扩展延伸部不会处于芯片的几何中心，进而能够避开顶针的位置，防止芯片转移过程中顶针顶到电极或者扩展延伸部上，将扩展延伸部上的绝缘层500被顶针顶裂，避免漏电。
更佳的，连接第一发光单元201和第二发光单元202的桥接电极800或者连接第二发光单元202和第三发光单元203的桥接电极800均包括第一子桥接电极810和第二子桥接电极820，当其中一个子桥接电极断裂出现导电失效，另外一个子桥接电极能继续维持电流传递功能，从而维持芯片的正常运行。且更佳的，两个子桥接电极第一桥接电极810和第二子桥接电极820分别靠近第一边缘220。
更佳的，第一子桥接电极810与第二子桥接电极820包括扩展延伸部，且第一子桥接电极810和第二子桥接电极820相对于垂直第一边缘220的中心线对称分布，以获得尽量均匀的电流传递。
具体的，第一子桥接电极810和第二子桥接电极820均包括第一部分801、连接部802分及第二部分803，第一部分801位于相邻发光单元之间的其中一个发光单元的第一半导体层211上，第二部分803位于相邻发光单元中的另一个发光单元的第二半导体层213上，连接部802横跨于相邻的发光单元之间并连接第一部分801和第二部分803。桥接电极800分别在第一部分801和第二部分803延伸有扩展延伸部。
较佳的，在所述的第二发光单元202上，连接第一发光单元201和第二发光单元202的桥接电极800的第一部分801与连接第二发光单元202和第三发光单元203的桥接电极800的第二部分802在沿第二发光单元202的第二边缘的长度方向上的垂直距离是大于或等于60μm，但小于或等于100μm。
作为其中一个实施例，第一子桥接电极810的第一部分801与第二子桥接电极820的第一部分801连接，第一子桥接电极810的第二部分803与第二子桥接电极820的第二部分803不连接。由此，第一子桥接电极810和第二子桥接电极820形成为一体结构，由于该一体结构横跨相邻的发光单元的沟槽区域，因而有利于电流的均匀扩展。连接部802相对于第一部分801的宽度更宽、连接部802相对于第二部分803的宽度更宽，更有利于保证桥接位置的金属膜层的可靠性。
并且较佳的，该第一子桥接电极810和第二子桥接电极820的第一部分801均平行于第一边缘，该第一子桥接电极810和第二子桥接电极820的第二部分803也均平行于第一边缘。更佳的，第一电极601和第二电极701沿着第一边缘延伸的延伸部也均平行于第一子桥接电极810和第二子桥接电极820的第一部分801，也平行于第一子桥接电极810和第二子桥接电极820的第二部分803。对于长条形的每一个发光单元来说，由此可以保证在每一个发光单元上的电流均均匀的扩散。
第一发光单元201和第三光单元203的上方分别覆盖的第一金属焊盘901和第二金属焊盘902，金属焊盘在衬底100上的纵向投影与桥接电极800在衬底100上的纵向投影不相重合。由于第一金属焊盘901和第二金属焊盘902不会覆盖在桥接电极800上，能够较少漏电通道，提高倒装LED芯片的可靠性。
实施例2
本实施例提供一种倒装LED芯片，该倒装LED芯片与实施例1中的倒装LED芯片的相同之处，在此不再一一赘述，其不同之处在于：
参照图5，在本实施例中，连接第一发光单,201和第二发光单元202的桥接电极800，或者连接第二发光单元202和第三发光单元203的桥接电极800，包括第一子桥接电极810和第二子桥接电极820。第一子桥接电极810的第一部分801与第二子桥接电极820的第一部分801不连接，第一子桥接电极810的第二部分803与第二子桥接电极820的第二部分803不连接。
由此，第一子桥接电极810和第二子桥接电极820形成为两个独立的桥接电极，两个独立的桥接电极位于第二发光单元202的第一边缘区域，并沿第一边缘方向设置有扩展延伸部，也能够有效实现电流扩展的效果。此外，由于第一子桥接电极810和第二子桥接电极820在第二发光单元202的第一边缘的中心区域不连接，顶针作用的平坦区域更宽，进而可降低顶针顶至桥接电极区域的几率，降低绝缘层的破坏几率，更有利于提高芯片的可靠性。
实施例3
本实施例提供一种实施1或2中所述的倒装LED芯片的制备方法，包括：
S101：提供一长方形的衬底，所述衬底的表面包括相互垂直的第一边和第二边；
参照图1，提供一衬底100，该衬底100包括但不限于蓝宝石衬底100、GaAs衬底100、GaN衬底100、SiC衬底100。本实施例以蓝宝石衬底100为例进行说明。
S102：在衬底上形成三个相互间隔的发光单元，三个发光单元包括第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元，且第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元沿衬底表面的第一边的延伸方向依次排布；每个发光单元在衬底的表面沿衬底的厚度方向依次包括第一半导体层、有源层和与第一半导体层导电类型相反的第二半导体层；其中，第二发光单元在衬底的纵向投影均包括相互垂直的第一边缘和第二边缘，第一边缘与衬底的第二边对应平行，第一边缘的长度大于或等于第二边缘的长度，第二边缘的长度介于60μm～150μm之间；
参照图1，在衬底100的表面上沿衬底100的厚度上依次形成第一半导体层211、有源层212和第二半导体层213，具体地，可以采用化学气相沉积(MOCVD)的方法形成上述外延层210。
沿每个发光单元的第二半导体层213向下刻蚀，形成台阶结构，该台阶结构暴露出部分的第一半导体层211。由第一半导体层211表面向下刻蚀，形成若干个隔离沟槽，隔离出三个发光单元，隔离沟槽底部暴露出衬底100，同时刻蚀出的每个发光单元在衬底100上的纵向投影包括相互垂直的第一边缘220和第二边缘230，第一边缘220的长度大于第二边缘230的长度，第二边缘230的长度介于60μm～150μm之间；在本实施例中，发光单元包括第一发光单元201、第二发光单元202和第三发光单元203。第二发光单元202在衬底100的纵向投影均包括相互垂直的第一边缘220和第二边缘230，第一边缘220与衬底100的第二边对应平行。
在本实施例中，在刻蚀形成发光单元之后还包括：在每个发光单元的第二半导体层213上方、在相邻两个发光单元之间还沉积有电流阻挡层300。在电流阻挡层300的上方还沉积形成有透明导电层400。
S103：在相邻两个发光单元以及相邻发光单元之间形成桥接电极，使桥接电极串联相邻发光单元。
具体地，在第一发光单元201、第三发光单元203以及相邻发光单元以及相邻发光单元之间形成电极层，图案化该电极层，使得在第一发光单元201的透明导电层400上形成第一电极601，在第三发光单元上形成第二电极701，在第一发光单元201、第二发光单元202之间和第二发光单元202、第三发光单元203之间形成桥接电极800。其中，第一电极601、第二电极701及位于发光单元上的桥接电极800分别沿发光单元的第一边缘220的长度延伸方向上延伸有扩展延伸部。第一电极601、第二电极701以及位于发光单元上的部分桥接电极800的扩展延伸部设置于每个发光单元的边缘位置。
在形成电极层之后，还包括在上述形成的发光单元的表面沉积绝缘层500，并在绝缘层500对应于第一电极601和第二电极701的位置上形成两个开孔；在第一发光单元201和第三发光单元203的上方形成金属焊盘，该金属焊盘同时形成在开孔内以电连接第一电极601、第二电极701。第一发光单元201和第三光单元的上方分别覆盖有第一金属焊盘901和第二金属焊盘902，金属焊盘在衬底100上的纵向投影与桥接电极800在衬底100上的纵向投影不相重合。
在本实施例中，由于设置于第一发光单元与第三发光单元之间的第二发光单元的尺寸与顶针的作用区域的面积相接近，能够尽可能的将顶针的作用力均匀分布于第二发光单元表面，避免局部应力过大导致的芯片表面的绝缘层破裂的问题。并且，由于每个发光单元的第一边缘的长度不会超过衬底的第二边，因而避免了由于发光单元在某一方向上的尺寸过长导致的电流扩展不均匀问题。
实施例4
本发明还提供一种LED封装模组(图中未示出)，该LED封装模组包括前面实施例1-3所述的任一种倒装LED芯片及电路基板，所述倒装LED芯片设置于所述电路基板上。本实施例同样能够实现倒装LED芯片电流扩展的均匀性，有助于LED封装模组亮度及可靠性的提升。
实施例5
本发明还提供一种显示装置(图中未示出)，该显示装置包括前述实施例1-3中任一种倒装LED芯片，该倒装LED芯片作为显示装置背光模组的背光源芯片，同样能够实现倒装LED芯片电流扩展的均匀性，有利于显示装置的亮度及可靠性的提升。
综上，本发明所述的倒装LED芯片衬底的表面包括相互垂直的第一边和第二边，第一边大于或等于第二边；三个发光单元间隔设置于衬底上，三个发光单元包括第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元，且第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元沿衬底表面的第一边的延伸方向依次排布；桥接电极设置于相邻两个发光单元上以及相邻发光单元之间，并串联相邻发光单元；第二发光单元在衬底的纵向投影均包括相互垂直的第一边缘和第二边缘，第一边缘与衬底的第二边对应平行，第一边缘的长度大于第二边缘的长度，第二发光单元的第二边缘的长度大于或等于顶针的作用区的直径。在本发明中，第二发光单元的表面为顶针提供作用区域，能够尽可能的将顶针的作用力均匀分布于第二发光单元平整的表面，避免局部应力过大导致的芯片表面的绝缘层破裂的问题，进一步的，所述的桥接电极也避开顶针的作用区域。
进一步地，第一电极、第二电极及位于发光单元上的桥接电极分别沿发光单元的第一边缘的长度延伸方向上延伸有扩展延伸部，即相互平行设置。该扩展延伸部的设置能够使电流沿着发光单元的第一边缘长度延伸方向扩展，有利于电流扩展的均匀性以及倒装LED芯片亮度的提升。
进一步地，扩展延伸部设置于每个发光单元的边缘位置，能够避开顶针的位置，防止芯片上的绝缘层被顶破进而暴露出扩展延伸部，避免芯片漏电。
进一步地，桥接电极采用第一子桥接电极和第二子桥接电极的双桥接设计，能够进一步增强电流扩展均匀效果。
进一步地，第一发光单元和第三光单元的上方分别覆盖有金属焊盘，金属焊盘在衬底上的垂向纵向投影与桥接电极在衬底上的垂向纵向投影不相重合，能够较少漏电通道，提高倒装LED芯片的可靠性。
本发明所述的倒装LED芯片的制备方法、LED封装模组及显示装置均包括上述倒装LED芯片，同样能够实现上述技术效果。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (17)

1.一种倒装LED芯片，其特征在于，包括：
衬底，所述衬底的表面包括相互垂直的第一边和第二边，所述第一边的长度大于或等于所述第二边的长度；
三个发光单元，间隔设置于所述衬底上，所述三个发光单元包括第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元，且所述第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元沿衬底表面的第一边的延伸方向依次排布；每个发光单元在所述衬底的表面沿所述衬底的厚度方向依次包括第一半导体层、有源层和与第一半导体层导电类型相反的第二半导体层；
桥接电极，设置于相邻两个发光单元上以及相邻发光单元之间，并串联相邻所述发光单元；
所述第二发光单元在所述衬底的纵向投影包括相互垂直的第一边缘和第二边缘，所述第一边缘与所述衬底的第二边对应平行，所述第一边缘的长度大于或等于所述第二边缘的长度；
所述第二发光单元的表面除包括设置所述桥接电极的区域之外，还包括顶针作用区，所述顶针的作用区呈圆形，所述第二发光单元的第二边缘的长度大于或等于所述顶针作用区的直径。
2.根据权利要求1所述的倒装LED芯片，其特征在于，所述顶针作用区的直径介于60μm～80μm，所述第二边缘的长度介于60μm～150μm。
3.根据权利要求1所述的倒装LED芯片，其特征在于，所述衬底的第一边和第二边的长度比例不超过3：1。
4.根据权利要求1所述的倒装LED芯片，其特征在于，所述每个发光单元在所述衬底的纵向投影均包括相互垂直的第一边缘和第二边缘，所述第一边缘平行于所述衬底的第二边，所述每个发光单元的第一边缘与第二边缘的长度比例不超过3：1。
5.根据权利要求1所述的倒装LED芯片，其特征在于，所述每个发光单元发出的光均为蓝光。
6.根据权利要求1所述的倒装LED芯片，其特征在于，在所述的第二发光单元上，连接第一发光单元和第二发光单元的桥接电极与连接第二发光单元和第三发光单元的桥接电极在沿所述第二发光单元的第二边缘的长度方向上的垂直距离大于或等于60μm，小于或等于100μm。
7.根据权利要求1所述的倒装LED芯片，其特征在于，所述桥接电极包括第一子桥接电极和第二子桥接电极，所述第一子桥接电极和所述第二子桥接电极连接共同的两个相邻的发光单元，所述第一子桥接电极与所述第二子桥接电极相对于垂直所述第一边缘的中心线对称分布。
8.根据权利要求7所述的倒装LED芯片，其特征在于，所述第一子桥接电极和所述第二子桥接电极均包括第一部分、连接部分及第二部分，所述第一部分位于相邻发光单元之间的其中一个发光单元的第一半导体层上，所述第二部分位于一个相邻发光单元中的第二半导体层上，所述连接部横跨于相邻的发光单元之间并连接所述第一部分和第二部分。
9.根据权利要求8所述的倒装LED芯片，其特征在于，所述桥接电极的第一部分和第二部分分别平行于所述第一边缘并沿所述第一边缘的长度方向延伸。
10.根据权利要求8所述的倒装LED芯片，其特征在于，所述第一子桥接电极的第一部分与所述第二子桥接电极的第一部分连接，所述第一子桥接电极的第一部分与所述第二子桥接电极的第二部分不连接。
11.根据权利要求8所述的倒装LED芯片，其特征在于，所述第一子桥接电极的第一部分与所述第二子桥接电极的第一部分不连接，所述第一子桥接电极的第一部分与所述第二子桥接电极的第二部分不连接。
12.根据权利要求1所述的倒装LED芯片，其特征在于，所述倒装LED芯片还包括：
第一电极，设置于所述第一发光单元上，并与所述第一发光单元形成电连接；
第二电极，设置于所述第三发光单元上，并与所述第三发光单元形成电连接；
其中，所述第一电极、所述第二电极有沿所述第二发光单元的第一边缘的长度延伸方向上延伸的扩展延伸部。
13.根据权利要求12所述的倒装LED芯片，其特征在于，所述第一电极的扩展延伸部、所述第二电极的扩展延伸部均平行于所述第二发光单元的第一边缘。
14.根据权利要求1所述的倒装LED芯片，其特征在于，所述第一发光单元和所述第三发光单元的上方均覆盖有金属焊盘，所述金属焊盘在所述衬底上的纵向投影与所述桥接电极在所述衬底上的纵向投影不相重合。
15.根据权利要求12所述的倒装LED芯片，其特征在于，所述扩展延伸部为金属扩展条。
16.一种LED封装模组，其特征在于，包括：电路基板以及设置于所述电路基板上的倒装LED芯片，所述倒装LED芯片为权利要求1～15任一项所述的倒装LED芯片。
17.一种显示装置，其特征在于，包括倒装LED芯片，所述倒装LED芯片作为显示装置背光模组的背光源芯片，所述倒装LED芯片为权利要求1～15任一项所述的倒装LED芯片。
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