CN114975731A - 发光器件及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种发光器件及其制作方法。发光器件包括衬底、发光结构以及光致发光层。其中，所述衬底具有相对设置的第一表面和第二表面。所述发光结构设置在所述第一表面上，所述发光结构朝向所述第二表面的一侧为所述发光结构的出光侧。所述光致发光层设置在所述第二表面上，所述光致发光层与所述发光结构对应设置。本申请能够保证具有相同发光结构的多个发光器件具有相同的发光波长，从而提高发光器件的质量和发光效果。

Description

发光器件及其制作方法

技术领域

本申请涉及显示技术领域，具体涉及一种发光器件及其制作方法。

背景技术

随着显示技术与面板行业的不断发展，不同的发光器件在显示装置中得到了广泛应用。比如，MLED(Mini/Micro Light-Emitting Diode，微发光二极管)显示技术作为新一代显示技术，既具有高效率、高亮度、高可靠性以及极快的反应时间等特点，又具有自发光无需背光源、体积小、轻薄、具有节能效果的特性。MLED显示装置中就需要巨量转移MLED芯片作为显示光源。

但是，由于制程等原因，对于同一批次生产，且具有相同发光结构的多个发光器件而言，虽然发光颜色相同，但发光波长可能不一致，从而影响发光器件的质量，进而影响显示装置的显示效果。

发明内容

本申请提供一种发光器件及其制作方法，以解决现有技术中同种颜色的多个发光器件的发光波长不一致，从而影响发光器件的质量及发光效果的技术问题。

本申请提供一种发光器件，其包括：

衬底，具有相对设置的第一表面和第二表面；

发光结构，设置在所述第一表面上，所述发光结构朝向所述第二表面的一侧为所述发光结构的出光侧，以及

光致发光层，设置在所述第二表面上，所述光致发光层与所述发光结构对应设置。

可选的，在本申请一些实施例中，所述衬底与所述发光结构构成倒装LED芯片。

可选的，在本申请一些实施例中，所述发光结构包括第一半导体层、多量子阱发光层、第二半导体层、第一电极以及第二电极；

所述第一半导体层设置在所述第一表面上，所述多量子阱发光层和所述第一电极位于同一层，且间隔设置在所述第一半导体层远离所述衬底的一侧，所述第一电极与所述第一半导体层连接，所述第二半导体层设置在所述多量子阱发光层远离所述衬底的一侧，所述第二电极设置在所述第二半导体层远离所述衬底的一侧，所述第二电极与所述第二半导体层连接。

可选的，在本申请一些实施例中，所述第一电极设置在所述多量子阱发光层的一侧或围绕所述多量子阱发光层设置。

可选的，在本申请一些实施例中，所述光致发光层在所述衬底上的正投影覆盖所述发光结构在所述衬底上的正投影。

可选的，在本申请一些实施例中，所述发光结构发射具有第一波长的光，所述光致发光层发射具有第二波长的光，所述第一波长小于或大于所述第二波长。

可选的，在本申请一些实施例中，所述发光结构发射蓝光或紫外光，所述光致发光层的材料为量子点或有机发光材料。

可选的，在本申请一些实施例中，所述发光结构发射红光，所述光致发光层的材料为上转换纳米材料。

可选的，在本申请一些实施例中，所述光致发光层的厚度大于0且小于200微米。

可选的，在本申请一些实施例中，所述发光器件还包括透明保护层，所述透明保护层设置在所述光致发光层远离所述衬底的一侧，并覆盖所述光致发光层。

相应的，本申请还提供一种发光器件的制作方法，其包括：

提供一衬底，所述衬底具有相对设置的第一表面和第二表面；

在所述第一表面上形成多个发光结构，所述发光结构朝向所述第二表面的一侧为所述发光结构的出光侧；

在所述第二表面上形成多个光致发光层，所述光致发光层与所述发光结构一一对应设置；

切割得到多个所述发光器件。

本申请提供一种发光器件及其制作方法。发光器件包括衬底、发光结构以及光致发光层。其中，衬底具有相对设置的第一表面和第二表面。所述发光结构设置在所述第一表面上，所述发光结构朝向所述第二表面的一侧为所述发光结构的出光侧。所述光致发光层设置在所述第二表面上，所述光致发光层与所述发光结构对应设置。本申请通过在衬底背离发光结构的一侧增设光致发光层，能够保证具有相同发光结构的多个发光器件的发光波长相同，从而提高发光器件的质量和发光效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。

图1是本申请提供的发光器件的第一结构示意图；

图2是本申请提供的发光器件的第二结构示意图；

图3是本申请提供的发光器件的第三结构示意图；

图4是本申请提供的发光器件的第四结构示意图；

图5是本申请提供的发光器件的制作方法的流程示意图；

图6是本申请提供的发光器件的制作方法中步骤102得到的结构示意图；

图7是本申请提供的发光器件的制作方法中步骤103得到的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”和“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征，因此不能理解为对本申请的限制。

本申请提供一种发光器件及其制作方法，以下进行详细说明。需要说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对本申请实施例优选顺序的限定。

请参阅图1，图1是本申请提供的发光器件及其制作方法的第一结构示意图。在本申请实施例中，发光器件100包括衬底10、发光结构20以及光致发光层30。

其中，衬底10具有相对设置的第一表面101和第二表面102。发光结构20设置在第一表面101上。发光结构20朝向第二表面102的一侧为发光结构20的出光侧201。光致发光层30设置在第二表面102上，光致发光层30与发光结构20对应设置。

其中，光致发光层30与发光结构20对应设置指的是，光致发光层30在衬底10上的正投影与发光结构20在衬底10上的正投影至少部分重叠，使得发光结构20发出的光至少部分入射进光致发光层30。

在本申请实施例中，衬底10的第一表面101上设有发光结构20，第二表面102上设有光致发光层30。由于发光结构20朝向第二表面102的一侧为发光结构20的出光侧201，发光结构20发出的光线可入射至光致发光层30，使得光致发光层30发射出具有相应波长的光。由于发光层30的制程简单，受影响较小，本申请实施例可以避免由于发光结构20的制程复杂等原因导致的具有相同发光结构20的多个发光器件100的发光波长不一致的问题，从而提高发光器件100的质量和发光效果。

在本申请一实施例中，发光结构20发射具有第一波长的光。光致发光层30发射具有第二波长的光。第一波长小于第二波长。也即，根据斯托克斯位移原理，在具有第一波长的光的激发下，光致发光层30可以发出具有第二波长的光。

其中，发光结构20可以发射蓝光或紫外光。在这种情况下，光致发光层30的材料可以为量子点、有机发光材料等。光致发光层30可以发射红光、绿光、蓝光、黄光等中的一种或多种颜色的光。

比如，在发光结构20发射蓝光的情况下，光致发光层30可以在蓝光的激发下，发射红光、黄光、绿光等波长大于蓝光波长的光。在发光结构20发射紫外光的情况下，光致发光层30可以在紫外光的激发下发射红光、黄光、绿光、蓝光等波长大于紫外光波长的光。

当然本申请实施例并不限于此，只要满足第一波长小于第二波长，且光致发光层30能够在具有第一波长的光的激发下发射具有第二波长的光即可。

具体的，在本申请一些实施例中，量子点可以为II-VI族化合物、III-V族化合物、II-V族化合物、III-VI化合物、IV-VI族化合物、I-III-VI族化合物、II-IV-VI族化合物、IV族单质和钙钛矿量子点中的一种或多种。具体的，量子点可以为CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgS、HgSe、HgTe、PbS、PbSe、PbTe、GaP、GaAs、InP、InAs、CdZnSe/ZnS、CdSe/ZnS、CsPbBr3、CsPbCL3中的一种或多种。

有机发光材料可以选自有机发光小分子、发光聚合物、有机发光配合物等，在此不再一一赘述。

在本申请实施例中，光致发光层30的厚度大于0且小于200微米。比如，光致发光层30的厚度可以为10微米、50微米、100微米、150微米、200微米等。本申请实施例通过限定光致发光层30的厚度大于0且小于200微米，可以使得光致发光层30在发光结构20发射的光的照射下，被充分激发，提高光转化效率。

在本申请一实施例中，发光结构20发射具有第一波长的光。光致发光层30发射具有第二波长的光。第一波长大于第二波长。也即，根据反斯托克斯位移原理，在具有第一波长的光的激发下，光致发光层30可以发出具有第二波长的光。

其中，发光结构20可以发射红光。在这种情况下，光致发光层30的材料可以为上转换纳米材料等。光致发光层30可以发射绿光、蓝光、黄光等中的一种或多种颜色的光。

比如，在发光结构20发射红光的情况下，光致发光层30可以在红光的激发下，发射绿光、蓝光、黄光等波长小于红光波长的光。当然本申请实施例并不限于此，只要满足第一波长大于第二波长，且光致发光层30能够在具有第一波长的光的激发下发射具有第二波长的光即可。

其中，上转换纳米材料是一类稀土离子掺杂的无机纳米材料。比如，上转换纳米材料可以是NaYF4:Yb/Er稀土掺杂上转换纳米颗粒、NaYF4:Yb/Tm掺杂上转换纳米颗粒、稀土NaYF4:Yb掺杂上转换荧光颗粒等，在此不一一赘述。

在本申请实施例中，衬底10与发光结构20可以构成LED芯片，比如Micro-LED芯片、Mini-LED芯片等。在这种情况下，发光结构20包括但不限于第一半导体层21、多量子阱发光层22、第二半导体层23、第一电极24以及第二电极25。

具体的，第一半导体层21设置在第一表面101上。多量子阱发光层22和第一电极24位于同一层。多量子阱发光层22和第一电极24间隔设置在第一半导体层21远离衬底10的一侧。第一电极24与第一半导体层21连接。第二半导体层23设置在多量子阱发光层22远离衬底10的一侧。第二电极25设置在第二半导体层23远离衬底10的一侧。第二电极25与第二半导体层23连接。

可以理解的是，MLED芯片需要在大尺寸的衬底上生长一种半导体晶体，最后通过切割工艺将大量MLED芯片进行分离以及转移。由于不同批次或同一批次不同区域的芯片生长情况存在一定的差异，导致同种颜色的MLED芯片的发光波长不一致，从而影响MLED芯片的质量，进而影响利用MLED芯片制成的MLED显示器的显示效果。

对此，本申请实施例在MLED芯片的背面涂布一层光致发光层30，则可以实现多个MLED芯片分别发出具有相同波长的光，从而提高由大量MLED芯片组成的MLED显示器的显示效果。

在本申请实施例中，衬底10的材料可以根据设备和发光器件100的要求进行选择。比如，衬底10的材料可以是蓝宝石(Al₂O₃)、硅(Si)、碳化硅(SiC)等。

在本申请实施例中，多量子阱发光层22可以由至少一层InGaN(氮化铟镓)/GaN(氮化镓)多量子阱组成。当然，本申请并不限于此。

在本申请实施例中，第一电极24和第二电极25的材料可以为Au、Ge、Ni、Cr、Al、Cu、Ti、Pt、Be、Zn等中的一种或多种。

在本申请实施例中，LED芯片为倒装结构的MLED芯片。在倒装结构的MLED芯片中，衬底10朝上，第一电极24和第二电极25可以分别通过凸点向下与基板(图中未示出)直接相连，使热途径减到最短，大大地增强了MLED芯片的导热能力。此外，第一电极24和第二电极25不再挤占更多的有效发光面积，单位尺寸的发光功率更大，尺寸更小，且减免了引线键合的工艺过程，大大提升了MLED芯片封装的可靠性。

在倒装结构的MLED芯片中，第一半导体层21为N型半导体，第一电极24为N型电极。第二半导体层23为P型半导体，第二电极25为P型电极。发光结构20发射的光从衬底10侧出射。

比如，在发光结构20发射蓝光或绿光的情况下，衬底10可以为蓝宝石衬底，第一半导体层21可以为N型GaN层，第二半导体层23可以为P型GaN层，多量子阱发光层22可以为至少一层InGaN。在发光结构20发射红光的情况下，第一半导体层21可以为N型GaAs层，第二半导体层23可以为P型GaAs层，多量子阱发光层22可以为AlGaInP。当然，本申请中发光结构20的结构以及膜层材料并不限于此，在此不再一一赘述。

在本申请实施例中，光致发光层30在衬底10上的正投影覆盖发光结构20在衬底10上的正投影。

由于光致发光层30需要在发光结构20发出的光的激发下发射具有第二波长的光。因此，为了提高发光器件100的发光效率，设置光致发光层30在衬底10上的正投影覆盖多量子阱发光层22在衬底10上的正投影，可以有效利用发光结构20发出的光，提高发光器件100的发光效率。

当然，在本申请其它实施例中，由于多量子阱发光层22和第一电极24间隔设置在衬底10上，也可以设置光致发光层30在衬底10上的正投影位于多量子阱发光层22在衬底10上的正投影内，由此保证光致发光层30可以被充分激发，减少光致发光层30的耗材。

在本申请实施例中，第一半导体层21、多量子阱发光层22以及第二半导体层23在衬底10上的正投影重叠，且均位于第一半导体层21在衬底10上的正投影内。多量子阱发光层22远离第一电极24的侧边与第一半导体层21的侧边齐平。第一电极24设置在多量子阱发光层22的一侧，并与第一半导体层21接触连接。

本申请实施例将第一电极24设置在多量子阱发光层22的一侧，可以提高第一半导体层21、多量子阱发光层22以及第二半导体层23的相对面积，从而提高发光器件100的发光面积。

请参阅图2，图2是本申请提供的发光器件100的第二结构示意图。与图1所示的发光器件100的不同之处在于，在本申请实施例中，第一电极24围绕多量子阱发光层22设置。

本申请实施例将第一电极24围绕多量子阱发光层22设置，可以提高第一电极24与第一半导体层21的接触面积。由于第一电极24的导热性能较好，从而可以提高发光器件100的散热能力，从而延长发光器件100的发光寿命。

请参阅图3，图3是本申请提供的发光器件100的第三结构示意图。与图1所示的发光器件100的不同之处在于，在本申请实施例中，发光器件100还包括透明保护层40。透明保护层40设置在光致发光层30远离衬底10的一侧，并覆盖光致发光层30。

其中，透明保护层40由包含透明树脂和无机填料的树脂组合物的固化材料形成。比如，透明树脂可以是硅树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂或聚氨酯树脂中的一种或多种。无机填料可以是氧化铝、氮化铝、氧化钛、氧化锌、氧化镁、氮化硼、氧化硅、氮化硅中的一种或几种。透明保护层40可以起到阻水隔氧的作用。

进一步的，透明保护层40可以是透明导热层，在保护光致发光层30的同时起到导热作用。比如，透明导热层可以采用玻璃类、陶瓷类、高聚合物类等透明材质制成。

请参阅图4，图4是本申请提供的发光器件100的第四结构示意图。与图1所示的发光器件100的不同之处在于，在本申请实施例中，衬底10与发光结构20构成OLED(OrganicLight-Emitting Diode，有机发光二极管)器件。在这种情况下，发光结构20包括第一极26、电致发光层27以及第二极28。

其中，第一极26设置在衬底10的第一表面101上。电致发光层27设置在第一极26远离衬底10的一侧。第二极28设置在电致发光层27远离衬底10的一侧。

具体的，衬底10可以是柔性衬底等。电致发光层27可以是荧光材料。第一极26可以是透明阴极。第二极28可以是阳极。发光结构20发射的光从衬底10侧出射至发光层30。

当然，发光结构20还可以包括但不限于空穴注入层、空穴传输层、电子传输层以及电子注入层等，在此不一一赘述。

本申请实施例在衬底10的第一表面101上设置具有OLED膜层的发光结构20，在第二表面102增设发光层30。当制成多个OLED器件时，也可以避免由于工艺制程等原因导致的具有同种发光结构20的同一批OLED器件的发光波长不一致的问题。

相应的，本申请还提供一种发光器件的制作方法。发光器件的制作方法为，首先提供一衬底，衬底具有相对设置的第一表面和第二表面。然后在第一表面上形成多个发光结构，发光结构朝向第二表面的一侧为发光结构的出光侧。接着在第二表面上形成多个光致发光层，光致发光层与发光结构一一对应设置。最后，切割得到多个发光器件。

本申请实施例通过在衬底远离发光结构的一侧增设发光层，可利用发光结构的光激发发光层发射出具有相应波长的光。即便在制成过程中，多个发光结构发射出的光波长出现偏差，由于发光层为直接形成在第二表面的膜层，因此，可保证切割得到的多个发光器件的发射波长的一致性，从而提高多个发光器件的质量。

具体的，本申请实施例以衬底与发光结构构成MLED芯片为例对发光器件的制作方法进行说明，但不能理解为对本申请的限定。

请同时参阅图1、图5-图7。图5是本申请提供的发光器件的制作方法的流程示意图。图6是本申请提供的发光器件的制作方法中步骤102得到的结构示意图。图7是本申请提供的发光器件的制作方法中步骤103得到的结构示意图。发光器件100的制作方法包括以下步骤：

101、提供一衬底，所述衬底具有相对设置的第一表面和第二表面。

具体的，衬底10可以是蓝宝石、硅、碳化硅等。衬底10的尺寸可根据工艺需求进行设计。

102、在所述第一表面上形成多个发光结构，所述发光结构朝向所述第二表面的一侧为出光侧。

如图6所示，衬底10的第一表面101上形成有多个间隔设置的发光结构20。

具体的，可以在衬底10上采用金属有机化学气相沉积依次生长第一半导体层21、多量子阱发光层22以及第二半导体层23。比如，第一半导体层21可以是N型GaN层，多量子阱发光层22可以是InGaN/GaN多量子阱，第二半导体层23可以是P型GaN层，从而形成GaN外延片。其中，第一电极24和第二电极25的形成工艺为本领域技术人员熟知的技术，以及第一电极24和第二电极25的结构可参阅上述实施例，在此不再详述。

然后，对GaN外延片进行刻蚀，以形成多个明显独立的发光结构20。

103、在所述第二表面上形成多个光致发光层，所述光致发光层与所述发光结构一一对应设置。

如图7所示，将形成有发光结构20的衬底10倒置。采用涂布、印刷等工艺在第二表面102上形成一整层的光致发光层30。光致发光层30的材料可以为量子点、有机发光材料等。光致发光层30可以发射红光、绿光、蓝光、黄光等中的一种或多种颜色的光。

由于采用涂布、印刷等工艺在第二表面102上形成一整层的光致发光层30，工艺简单成熟，光致发光层30的膜厚均匀。因此第二表面102上各处的光致发光层30的发光波长相同。

在本申请实施例中，每一片衬底10上的光致发光层30可以仅发射一种颜色的光。也即，每一片衬底10上的光致发光层30由同一发光材料形成。比如，一衬底10上的光致发光层30可以发射蓝光，另一衬底10上的光致发光层30可以发射红光，再一衬底10上的光致发光层30可以发射绿光。由此，可以提高发光器件100的制备效率以及发光器件100的转移效率。

在本申请实施例中，光致发光层30的厚度大于0且小于200微米。比如，光致发光层30的厚度可以为10微米、50微米、100微米、150微米、200微米等。

本申请实施例通过限定光致发光层30的厚度大于0且小于200微米，一方面，在该厚度范围内，可以保证涂覆或印刷得到的光致发光层30的膜厚均匀性，减小制备难度，并进一步提高多个发光器件100的波长一致性。另一方面，可以使得光致发光层30在发光结构20发射的光的照射下，能够被充分激发，提高光转化效率。

在一些实施例中，如图3所示，还可以在光致发光层30远离衬底10的一侧形成一透明保护层40。具体可参阅上述实施例，在此不再赘述。

104、切割得到多个所述发光器件。

具体的，采用激光切割等方法对步骤103中得到的半成品进行切割，得到多个独立的发光器件100。

可以理解的是，由于每片衬底10上的光致发光层30可以仅发射一种颜色的光，由同一衬底10切割得到的多个发光器件100的发射波长相同。

本申请实施例提供的发光器件100的制作方法简单，且制成的多个发光器件100的发射波长相等。进一步的，当使用该制作方法制成的大量发光器件100制成MLED显示器时，可以实现全彩显示，且提高MLED显示器件的显示效果。

以上对本申请提供的发光器件及其制作方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (11)

1.一种发光器件，其特征在于，包括：

衬底，具有相对设置的第一表面和第二表面；

发光结构，设置在所述第一表面上，所述发光结构朝向所述第二表面的一侧为所述发光结构的出光侧，以及

光致发光层，设置在所述第二表面上，所述光致发光层与所述发光结构对应设置。

2.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述衬底与所述发光结构构成倒装LED芯片。

3.根据权利要求2所述的发光器件，其特征在于，所述发光结构包括第一半导体层、多量子阱发光层、第二半导体层、第一电极以及第二电极；

其中，所述第一半导体层设置在所述第一表面上，所述多量子阱发光层和所述第一电极位于同一层，且间隔设置在所述第一半导体层远离所述衬底的一侧，所述第一电极与所述第一半导体层连接，所述第二半导体层设置在所述多量子阱发光层远离所述衬底的一侧，所述第二电极设置在所述第二半导体层远离所述衬底的一侧，所述第二电极与所述第二半导体层连接。

4.根据权利要求3所述的发光器件，其特征在于，所述第一电极设置在所述多量子阱发光层的一侧或围绕所述多量子阱发光层设置。

5.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述光致发光层在所述衬底上的正投影覆盖所述发光结构在所述衬底上的正投影。

6.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述发光结构发射具有第一波长的光，所述光致发光层发射具有第二波长的光，所述第一波长小于或大于所述第二波长。

7.根据权利要求6所述的发光器件，其特征在于，所述发光结构发射蓝光或紫外光，所述光致发光层的材料为量子点或有机发光材料。

8.根据权利要求6所述的发光器件，其特征在于，所述发光结构发射红光，所述光致发光层的材料为上转换纳米材料。

9.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述光致发光层的厚度大于0且小于200微米。

10.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述发光器件还包括透明保护层，所述透明保护层设置在所述光致发光层远离所述衬底的一侧，并覆盖所述光致发光层。

11.一种发光器件的制作方法，其特征在于，包括：

提供一衬底，所述衬底具有相对设置的第一表面和第二表面；

在所述第一表面上形成多个发光结构，所述发光结构朝向所述第二表面的一侧为所述发光结构的出光侧；

在所述第二表面上形成多个光致发光层，所述光致发光层与所述发光结构一一对应设置；

切割得到多个所述发光器件。

Images