CN214588891U

CN214588891U - Led发光结构

Info

Publication number: CN214588891U
Application number: CN202120333560.4U
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Shenzhen Aoshi Micro Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Aoshi Micro Technology Co Ltd
Priority date: 2021-02-05
Filing date: 2021-02-05
Publication date: 2021-11-02
Anticipated expiration: 2031-02-05

Abstract

本实用新型涉及一种LED发光结构及其制备方法，包括：提供支撑衬底，于所述支撑衬底的表面形成发光单元；于所述发光单元远离所述支撑衬底的表面形成第一电极；提供键合衬底，将所得结构经由键合层键合于所述键合衬底的表面；其中，所述第一电极与所述键合层相接触；去除所述支撑衬底，并于发光单元远离所述第一电极的表面形成透明导电层；于所述透明导电层远离所述发光单元的表面形成第二电极。采用上述LED发光结构的制备方法，实现了双面布线，避免了内部光线的全反射，从而减少了光学散射和串扰，提升显示效果。通过设置第二电极，增强透明导电层的导电性。

Description

LED发光结构

技术领域

本申请涉及半导体元器件制造技术领域，特别是涉及一种LED发光结构。

背景技术

随着电子技术的发展，电子产品的性能要求越来越高，这就使得电子元件及线路板基板线路越来越复杂；同时电子产品尺寸要求越来越小，越来越薄。从而使得电子元件及线路板基板线路集成化、小型化、多功能化是必然趋势。而集成电路和IC的更有效封装在增强这些产品的功能和进一步小型化方面发挥了关键作用，从而芯片等元器件嵌埋到基板，形成嵌入式封装基板成为一个趋势。其中，倒装键合是现有技术中，广泛实施的一种实现封装的键合方式。

然而，传统的LED倒装结构，一般是在一个发光单元的同一侧进行阳极和阴极的金属布线，而这种排布方式会形成强烈的光学散射和串扰，导致出现一个非中心对称的像素发光，对显示效果产成影响。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够减少由于像素结构引起的光学串扰的LED发光结构。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种LED发光结构，包括：

键合衬底；

第一电极，所述第一电极经由键合层键合于所述键合衬底的表面；

发光单元，所述发光单元设置于所述第一电极远离所述键合层的表面；

透明导电层，所述透明导电层覆盖所述发光单元远离所述第一电极的表面；

第二电极，所述第二电极位于所述透明导电层远离所述发光单元的表面。

上述LED发光结构的第一电极与透明导电层及第二电极分别位于发光单元的两侧，实现了双面布线，避免了内部光线的全反射，从而减少了光学散射和串扰，提升显示效果。其中，第二电极还能够增强透明导电层的导电性。

在其中一个实施例中，所述键合层具有多个凹槽，所述第一电极包括两个部分；其中，所述第一电极的第一部分位于所述键合层的凹槽内，且所述第一电极的第一部分的厚度与所述键合层的凹槽高度相同；所述第一电极的第二部分的下表面高于所述键合层的下表面。

在其中一个实施例中，所述第二电极覆盖所述透明导电层远离所述发光单元的表面。

在其中一个实施例中，多个所述发光单元排布为多行多列阵列结构，所述第一电极的数量为多个，多个所述第一电极间隔排布，且各所述第一电极沿所述阵列结构的行方向延伸，以分别将位于不同行的所述发光单元依次并联；所述透明导电层的数量为多个，多个所述透明导电层间隔排布，且各所述透明导电层沿所述阵列结构的列方向延伸，以分别将位于不同列的所述发光单元依次并联；所述第二电极的数量与所述透明导电层的数量相同，且与所述透明导电层一一对应设置。

在其中一个实施例中，所述透明导电层的结构为整块膜层；

所述透明导电层完全覆盖所述发光单元远离所述第一电极的表面。

在其中一个实施例中，所述第二电极的结构为整块膜层，且完全覆盖所述透明导电层。

在其中一个实施例中，所述LED发光结构还包括绝缘层，所述绝缘层填满相邻所述发光单元之间的间隙，并位于所述发光单元与所述键合层之间，所述绝缘层内设有多个通孔，所述通孔与所述发光单元一一对应；所述第一电极经由所述通孔与所述发光单元相连接。

在其中一个实施例中，所述绝缘层包括二氧化硅层、氮化硅层或氧化铝层。

在其中一个实施例中，所述第二电极上设有多个发光窗口，所述发光窗口暴露出所述透明导电层，且与所述发光单元一一对应设置。

在其中一个实施例中，所述第一电极为所述发光单元的阳极，且所述透明导电层为所述发光单元的阴极；或所述第一电极为所述发光单元的阴极，且所述透明导电层为所述发光单元的阳极。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种LED发光结构的结构示意图；

图2为本申请一些实施例中提供的LED发光结构的制备方法的流程图；

图3为本申请一个实施例中提供的LED发光结构的制备方法中步骤S1的流程图；

图4为本申请一个实施例中提供的LED发光结构的制备方法中步骤S11所得结构的截面示意图；

图5为本申请一个实施例中提供的LED发光结构的制备方法中步骤S12所得结构的截面示意图；

图6为本申请一个实施例中提供的LED发光结构的制备方法中步骤S3所得结构的截面示意图；

图7为本申请一个实施例中提供的LED发光结构的制备方法中步骤S4的流程图；

图8为本申请一个实施例中提供的LED发光结构的制备方法中步骤S4所得结构的截面示意图；

图9为本申请一个实施例中提供的LED发光结构的制备方法中步骤S4所得结构的俯视图；

图10为本申请一个实施例中提供的LED发光结构的制备方法中步骤S5所得结构的截面示意图；

图11为本申请一个实施例中提供的LED发光结构的制备方法中步骤S6的流程图；

图12为本申请一个实施例中提供的LED发光结构的制备方法中步骤S6的流程图；

图13为本申请一个实施例中提供的LED发光结构的制备方法中步骤S7所得结构的截面示意图；其中，图13亦为另一实施例中提供的LED发光结构的截面结构示意图；

图14为本申请一个实施例中提供的LED发光结构的仰视图；

图15为本申请一个实施例中提供的LED发光结构中第二电极的形状示意图。

附图标记说明：

1’-发光单元，2’-阳极，3’-阴极，1-支撑衬底，2-发光单元，21-外延层，3-绝缘层，4-第一电极，5-键合衬底，6-键合层，7-透明导电层，8-第二电极。

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实施例。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例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

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例的目的，不是旨在于限制本申请。

应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层、掺杂类型和/或部分，这些元件、部件、区、层、掺杂类型和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层、掺杂类型或部分与另一个元件、部件、区、层、掺杂类型或部分。因此，在不脱离本实用新型教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层、掺杂类型或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分；举例来说，可以将第一电极称为第二电极，且类似地，可以将第二电极称为第一电极；第一电极与第二电极为不同的电极。

空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

这里参考作为本实用新型的理想实施例(和中间结构)的示意图的横截面图来描述实用新型的实施例，这样可以预期由于例如制造技术和/或容差导致的所示形状的变化。因此，本实用新型的实施例不应当局限于在此所示的区的特定形状，而是包括由于例如制造技术导致的形状偏差。例如，显示为矩形的注入区在其边缘通常具有圆的或弯曲特征和/或注入浓度梯度，而不是从注入区到非注入区的二元改变。同样，通过注入形成的埋藏区可导致该埋藏区和注入进行时所经过的表面之间的区中的一些注入。因此，图中显示的区实质上是示意性的，它们的形状并不表示器件的区的实际形状，且并不限定本实用新型的范围。

如图1所示，传统的LED倒装结构，一般是在一个发光单元1’的同一侧进行阳极2’和阴极3’的金属布线，而这种排布方式势必造成一个台阶的出现，由于内部光线的全反射，在正面观察像素的情况下，图1中的ABC位置均有较强的光线射出，形成强烈的光学散射和串扰，导致出现一个非中心对称的像素发光，对显示效果产成影响。

请参阅图2，本实用新型提供一种LED发光结构的制备方法，包括如下步骤：

S1：提供支撑衬底1，于支撑衬底1的表面形成发光单元2；

S4：于发光单元2远离支撑衬底1的表面形成第一电极4；

S5：提供键合衬底5，将所得结构经由键合层6键合于键合衬底5的表面；其中，第一电极4与键合层6相接触；

S6：去除支撑衬底1，并于发光单元2远离第一电极4的表面形成透明导电层7；

S7：于透明导电层7远离发光单元2的表面形成第二电极8。

采用上述LED发光结构的制备方法，通过提供键合衬底5，并去除支撑衬底1，使得该LED发光结构的第一电极4与透明导电层7及第二电极8分别位于发光单元2的两侧，实现了双面布线，避免了内部光线的全反射，从而减少了光学散射和串扰，提升显示效果。同时，通过设置第二电极8，增强了透明导电层7的导电性。

请参阅图2及图3，对于步骤S1，在其中一个实施例中，具体包括以下步骤：

S11：如图4所示，提供支撑衬底1，于支撑衬底1的表面形成外延层21；

S12：如图5所示，对外延层21进行图形化处理，以形成多个间隔排布的发光单元2，多个发光单元2排布为多行多列阵列结构。

采用上述LED发光结构的制备方法，外延层21被完全分割为多个独立的孤岛状，以形成多个间隔排布的发光单元2，这种排布方式避免了台阶的出现。

具体的，在一个实施例中，支撑衬底1可以使用氧化铝衬底、硅衬底、蓝宝石衬底、玻璃衬底或碳化硅衬底等等中的任一种，本实施例对于支撑衬底1的材料并不做限定；在一个实施例中，可以通过金属有机化合物化学气相沉淀(MOCVD)或等离子体辅助化学沉积等等生长工艺中的任一种于支撑衬底1的表面形成外延层21，本实施例对于形成外延层21的方式并不做限定；在一个实施例中，可以通过常规的曝光工艺或干法刻蚀等等，对外延层21进行图形化处理，本实施例对于对外延层21进行图形化处理的方式并不做限定。

请继续参阅图2及图6，在其中一个实施例中，步骤S4之前还可以包括如下步骤：

S2：于支撑衬底1的表面及发光单元2远离支撑衬底1的表面形成绝缘层3，绝缘层3填满相邻发光单元2之间的间隙，并覆盖发光单元2远离支撑衬底1的表面；

S3：于绝缘层3内形成多个通孔，通孔与发光单元2一一对应，且暴露出发光单元2。

具体的，在一个实施例中，绝缘层3的材质可以为二氧化硅(SiO₂)、氮化硅(SiN_x)或氧化铝(Al₂O₃)等等材料中的任一种或几种，本实施例对于绝缘层3的材质并不做限定；在一个实施例中，可以采用等离子体增强化学的气相沉积法(PECVD)或原子层沉积(ALD)等沉积方式形成绝缘层3，本实施例对于形成绝缘层3的方式并不做限定；在一个实施例中，可以采用干法或者湿法刻蚀于绝缘层3内形成多个通孔，本实施例对于形成通孔的方式并不做限定；在一个实施例中，使用光敏型的平坦化胶，能够不经过刻蚀直接曝光。

在其中一个实施例中，通孔位于每一个发光单元2的正上方。

请参阅图7及图8，对于步骤S4，在其中一个实施例中，具体包括以下步骤：

S41：于通孔内及绝缘层3远离支撑衬底1的表面形成电极层(图中未示出)；

S42：对电极层进行图形化，以形成多个间隔排布的第一电极4，各第一电极4沿阵列结构的行方向延伸，以分别将位于不同行的发光单元2依次并联。

具体的，在一些实施例中，步骤S4所得结构的俯视图如图9所示，若基于被动式发光阵列驱动，此时第一电极4为条状，以分别将位于不同行的发光单元2依次并联。

请参阅图10，对于步骤S5，具体的可以于所得结构远离支撑衬底的表面涂布键合胶以形成键合层6；将键合衬底5与键合胶远离第一电极4的表面进行粘合；加热固化，以将所得结构经由键合层6键合于键合衬底5的表面。

在其中一个实施例中，键合胶可以为苯并环丁烯(BCB)或其他键合材料，本实施例对键合层的材质并不做限定；在其中一个实施例中，加热固化的固化温度可以为200-500℃，具体可以为250℃、300℃、350℃、400℃或450℃等，本实施例对于加热固化的固化温度并不做限定。

请参阅图11及图12，对于步骤S6，在其中一个实施例中，具体包括以下步骤：

S61：于发光单元2远离第一电极4的表面及绝缘层3远离支撑衬底1的表面形成透明导电材料层(图中未示出)；

S62：对透明导电材料层进行图形化，以形成多个间隔排布透明导电层7，各透明导电层7沿阵列结构的列方向延伸，以分别将位于不同列的发光单元2依次并联。

当然，在其他示例中，也可以将步骤S61形成的透明导电材料层不进行图形化而直接作为透明导电层7，即此时透明导电层7为整块膜层，此时透明导电层7完全覆盖发光单元2远离第一电极4的表面及绝缘层3远离支撑衬底1的表面。需要说明的是，当透明导电层7为正面膜层时，第二电极8也为整块膜层，且完全覆盖透明导电层7。

对于步骤S6，在一个实施例中，可以采用激光剥离、化学腐蚀或物理研磨等等工艺中的任一种或几种去除支撑衬底1，本实施例对去除支撑衬底1的方式并不做限定；具体的，在其中一个采用激光剥离工艺去除支撑衬底1的实施例中，可以使用短波长的激光聚焦在支撑衬底1和发光单元2的界面处，激光的波长可以为300nm-900nm，具体可以为380nm、400nm、500nm或800nm等，本实施例对于激光的波长并不限定；激光可以为脉冲激光或其他激光，激光的能量密度可以为150-300mJ/cm₂，具体可以为200mJ/cm₂。

由于经过以上步骤加工之后，所得结构的表面可能存在残留物无法去除干净，在其中一个实施例中，步骤S6之后还可以通过清洗，干法刻蚀或湿法刻蚀等方式去除所得结构表面的残留物。

在一个实施例中，透明导电层的材质可以为氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)或氧化铟镓锌(IGZO)等等材料中的任一种个，本实施例对于透明导电层的材质并不做限定。

由于透明导电层的材质一般电导率偏低，电流过大的情况下会导致面内电压降具有一定的面内分布，导致发光亮度不均匀，因此需要设置第二电极8，如图13所示，以加强透明导电层7的导电性。

请参阅图14，在其中一个实施例中，第二电极8覆盖透明导电层7。

请参阅图15，在其中一个实施例中，第二电极8设有多个发光窗口，发光窗口暴露出透明导电层7，且与发光单元2一一对应设置。

采用上述LED发光结构的制备方法，第二电极8上的发光窗口可以用于修饰像素形状，从而能够进一步减少杂散光的射出，减少光学串扰。

应该理解的是，虽然图2、3、8及12的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

请继续参阅图13，本实用新型还提供一种LED发光结构，包括：

键合衬底5；

第一电极4，第一电极4经由键合层6键合于键合衬底5的表面；

发光单元2，发光单元2设置于第一电极4远离键合层6的表面；

透明导电层7，透明导电层7覆盖发光单元2远离第一电极4的表面；

第二电极8，第二电极8位于透明导电层7远离发光单元2的表面。

上述LED发光结构的第一电极4与透明导电层7及第二电极8分别位于发光单元2的两侧，实现了双面布线，避免了内部光线的全反射，从而减少了光学散射和串扰，提升显示效果。其中，第二电极8还能够增强透明导电层的导电性。

具体的，请继续参阅图12，在其中一个实施例中，键合层6具有多个凹槽，第一电极4包括两个部分，其中，第一电极4的第一部分位于键合层6的凹槽内，且第一电极4的第一部分的厚度与键合层6的凹槽高度相同；第一电极4的第二部分的下表面高于键合层6的下表面。

请继续参阅图13，在其中一个实施例中，第二电极8覆盖透明导电层7远离发光单元2的表面。

请继续参阅图14，在其中一个实施例中，LED发光结构的仰视图如图14所示，多个发光单元2排布为多行多列阵列结构，第一电极4的数量为多个，多个第一电极4间隔排布，且各第一电极4沿阵列结构的行方向延伸，以分别将位于不同行的发光单元2依次并联；透明导电层7的数量为多个，多个透明导电层7间隔排布，且各透明导电层7沿阵列结构的列方向延伸，以分别将位于不同列的发光单元2依次并联；第二电极8的数量与透明导电层7的数量相同，且与透明导电层7一一对应设置。

具体的，在一些实施例中，若基于被动式发光阵列驱动，此时包括多个透明导电层7，各透明导电层7为条状，且相邻透明导电层7间隔排布；在其他的一些实施例中，透明导电层7还可以为整块膜层，此时全覆盖发光单元2远离第一电极4的表面及绝缘层3远离支撑衬底1的表面，此时第二电极8也为整块膜层，且完全覆盖透明导电层7。

在一个实施例中，第二电极8为条状，且完全覆盖透明导电层7。

在一个实施例中，第二电极8的延伸方向与第一电极4的延伸方向正交；其中，第一电极4用于行驱动，第二电极8用于列驱动；或第一电极4用于列驱动，第二电极8用于行驱动。

请继续参阅图13，在其中一个实施例中，LED发光结构还包括绝缘层3，绝缘层3填满相邻发光单元2之间的间隙，并位于发光单元2与键合层6之间，绝缘层3内设有多个通孔，通孔与发光单元2一一对应；第一电极4经由通孔与发光单元2相连接。

请继续参阅图15，在其中一个实施例中，第二电极8上设有多个发光窗口，发光窗口暴露出透明导电层7，且与发光单元2一一对应设置。

上述LED发光结构的第二电极8，具有发光窗口，发光窗口可以用于修饰像素形状，从而能够进一步减少杂散光的射出，减少光学串扰。

在其中一个实施例中，第一电极4为发光单元2的阳极，且透明导电层7为发光单元2的阴极；或第一电极4为发光单元2的阴极，且透明导电层7为发光单元2的阳极。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种LED发光结构，其特征在于，包括：

键合衬底；

2.根据权利要求1所述的LED发光结构，其特征在于，所述键合层具有多个凹槽，所述第一电极包括两个部分；其中，所述第一电极的第一部分位于所述键合层的凹槽内，且所述第一电极的第一部分的厚度与所述键合层的凹槽高度相同；所述第一电极的第二部分的下表面高于所述键合层的下表面。

3.根据权利要求1所述的LED发光结构，其特征在于，所述第二电极覆盖所述透明导电层远离所述发光单元的表面。

4.根据权利要求3所述的LED发光结构，其特征在于，多个所述发光单元排布为多行多列阵列结构，所述第一电极的数量为多个，多个所述第一电极间隔排布，且各所述第一电极沿所述阵列结构的行方向延伸，以分别将位于不同行的所述发光单元依次并联；所述透明导电层的数量为多个，多个所述透明导电层间隔排布，且各所述透明导电层沿所述阵列结构的列方向延伸，以分别将位于不同列的所述发光单元依次并联；所述第二电极的数量与所述透明导电层的数量相同，且与所述透明导电层一一对应设置。

5.根据权利要求3所述的LED发光结构，其特征在于，所述透明导电层的结构为整块膜层；

6.根据权利要求5所述的LED发光结构，其特征在于，所述第二电极的结构为整块膜层，且完全覆盖所述透明导电层。

7.根据权利要求4所述的LED发光结构，其特征在于，所述LED发光结构还包括绝缘层，所述绝缘层填满相邻所述发光单元之间的间隙，并位于所述发光单元与所述键合层之间，所述绝缘层内设有多个通孔，所述通孔与所述发光单元一一对应；所述第一电极经由所述通孔与所述发光单元相连接。

8.根据权利要求7所述的LED发光结构，其特征在于，所述绝缘层包括二氧化硅层、氮化硅层或氧化铝层。

9.根据权利要求4所述的LED发光结构，其特征在于，所述第二电极上设有多个发光窗口，所述发光窗口暴露出所述透明导电层，且与所述发光单元一一对应设置。

10.根据权利要求1至9任一项所述的LED发光结构，其特征在于，所述第一电极为所述发光单元的阳极，且所述透明导电层为所述发光单元的阴极；或所述第一电极为所述发光单元的阴极，且所述透明导电层为所述发光单元的阳极。