CN218602461U - 一种发光二极管及发光二极管显示面板 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种发光二极管及发光二极管显示面板，且所述发光二极管包括：发光外延，包括层叠设置的第一半导体层、发光层和第二半导体层；反射层，设置在所述第一半导体层的表面；增亮基板，设置在所述第二半导体层上，所述增亮基板上设置有多个凸部，且所述凸部位于所述增亮基板远离所述第二半导体层的一面；第一连接电极，与所述第一半导体层连接；以及第二连接电极，与所述第二半导体层连接，且所述第一连接电极和所述第二连接电极位于相对于所述增亮基板的一侧。通过本实用新型提供的一种发光二极管，可提高所述发光二极管的亮度。

Description

一种发光二极管及发光二极管显示面板

技术领域

本实用新型涉及半导体领域，特别涉及一种发光二极管及发光二极管显示面板。

背景技术

发光二极管具有能耗小、发光效能高的特点，被广泛应用在各种背光或显示面板上，形成发光二极管显示面板。

在一个显示背板上，需要设置大量的发光二极管，每个发光二极管形成一个像素单元中的子像素单元。在显示面板制程时，设置大量的发光二极管会导致制程良率低，且成本高。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的缺陷，本实用新型提出一种发光二极管及发光二极管显示面板，可提高发光二极管的亮度，进而降低显示面板中发光二极管的数量，以增加显示面板的制程良率。

为实现上述目的及其他目的，本实用新型提出一种发光二极管及发光二极管显示面板，该发光二极管包括：

发光外延，包括层叠设置的第一半导体层、发光层和第二半导体层；

反射层，设置在所述第一半导体层的表面；

增亮基板，设置在所述第二半导体层上，所述增亮基板上设置有多个凸部，且所述凸部位于所述增亮基板远离所述第二半导体层的一面；

第一连接电极，设置在所述反射层上，且所述第一连接电极与所述第一半导体层连接；以及

第二连接电极，设置在所述反射层上，且所述第二连接电极与所述第二半导体层连接。

在本实用新型一实施例中，所述增亮基板靠近所述第二半导体层的一侧为抛光面。

在本实用新型一实施例中，所述多个凸部呈阵列设置。

在本实用新型一实施例中，所述多个凸部呈尖锥体、圆柱体、方体或其他多边形设置。

在本实用新型一实施例中，所述第一半导体层为重型N掺杂的氮化镓层。

在本实用新型一实施例中，所述发光二极管还包括透明导电层，且所述透明导电层设置在所述第二半导体层和所述增亮基板之间。

在本实用新型一实施例中，所述第二连接电极与所述透明导电层接触。

在本实用新型一实施例中，所述发光二极管还包括结合层，所述增亮基板通过粘合层粘结在所述第二半导体层上。

在本实用新型一实施例中，所述发光二极管还包括绝缘层，所述绝缘层覆盖在所述反射层表面。

在本实用新型一实施例中，所述发光二极管还包括第一焊接电极和第二焊接电极，所述第一焊接电极连接于所述第一连接电极，所述第二焊接电极连接于所述第二连接电极。

本申请还提供一种发光二极管显示面板，包括如上任意一项所述的发光二极管。

综上所述，本实用新型提出一种发光二极管及发光二极管显示面板，可增大发光二极管的亮度，在形成显示面板时，可增加相邻发光二极管之间的间距，以降低发光二极管的使用数量，进而提高显示面板的制程良率。

附图说明

图1：本申请中发光二极管结构示意图。

图2：本申请中在衬底上形成发光外延和增亮基板的结构示意图。

图3：本申请中移除衬底，并形成第一连接电极和第二连接电极的结构示意图。

图4：本申请中形成反射层和绝缘层的结构示意图。

图5：本申请中一种发光二极管显示面板的结构示意图。

图6：本申请中具有光转换结构的发光二极管显示面板的结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型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，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

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方式的目的，不是旨在于限制本申请。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语中“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“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。

发光二极管显示面板因为具有寿命长，对比度高，分辨率高，响应速度快，视角广阔，色彩丰富，超高亮度和低功耗等优点，可广泛应用在各种电子设备中。例如可应用于电视机、笔记本电脑、显示器、手机、手表、可穿戴显示器、车载装置、虚拟现实(VirtualReality，VR)装置、增强现实(Augmented Reality，AR)装置、可携式电子装置、游戏机或其他电子装置中。

请参阅图5和图6所示，发光二极管显示面板包括驱动背板201，以及设置在驱动背板201上的像素单元。其中，驱动背板201上设置有驱动电路，当发光二极管10键合在驱动背板201上时，驱动基板上的驱动电路电性连接于发光二极管10，以控制发光二极管10的开与关。其中，驱动电路例如为薄膜晶体管(TFT，Thin FilmTransistor)电路。每个像素单元包括多个子像素，且每个像素单元至少包括例如1个红色子像素、1个绿色子像素以及1个蓝色子像素，驱动电路控制每个子像素独立发光，然后形成混色并最终使得像素单元发出预设的彩色光。多个像素单元形成的发光像素阵列，则可实现显示面板的彩色显示效果。在一些实施例中，发光单元包括多种光色的发光二极管10，例如包括红色发光二极管、绿色发光二极管和蓝色发光二极管。则每个发光二极管10相当于一个子像素。在其他实施例中，发光单元包括发光二极管10以及设置在发光二极管10上的彩膜基板203。其中，发光二极管10为发出白光、蓝光或其他任意颜色的发光二极管10。彩膜基板203上设置有光转换结构，例如为量子点结构，所述量子点结构具体包括红光量子点结构、绿光量子点结构以及蓝光量子点结构。当发光二极管10的光穿过量子点结构时，会转化为与量子点结构同色的光。即在本实施例中，红色子像素包括发光二极管10以及红光量子点结构，蓝色子像素包括发光二极管10以及蓝光量子点结构，绿色子像素包括发光二极管10以及绿光量子点结构。

请参阅图5和图6所示，在一些实施例中，在像素单元上设置有封装层202，所述封装层202覆盖在发光单元上，且填满相邻像素单元之间的间隙。

在一些实施例中，发光二极管10为次毫米发光二极管10(Mini LED)或微米发光二极管10(Micro LED)。

请参阅图1所示，在本实用新型一实施例中，发光二极管10包括发光外延，所述发光外延包括层叠设置的第一半导体层101、发光层102和第二半导体层103。其中，第一半导体层101和第二半导体层103为不同类型的半导体层，其中一个为P型半导体层，另一个为N型半导体层。在P型半导体层中，设置有为发光层102提供的空穴，而在N型半导体层中，设置有为发光层102提的电子。当在第一半导体层101和第二半导体层103上施加电压时，使得P型半导体层中的空穴和N型半导体层的中的光子在发光层102中复合，然后以光子的形状发出能量，进而使发光外延结构发光。

在本申请中，并不限制第一半导体层101和第二半导体层103的具体类型。在本实施例中，第一半导体层101为N型半导体层，第二半导体层103为P型半导体层。在其他实施例中，第一半导体层101为P型半导体层，第二半导体层103为N型半导体层。

请参阅图1所示，在本申请一实施例中，第一半导体层101为电子较多的N型半导体层，且第一半导体层101中掺杂的为施主杂质，例如为硅(Si)或碲(Te)元素。其中，第一半导体层101可以为N型的氮化镓(GaN)层、砷化镓(GaAs)层或磷化镓(GaP)层。且在本申请中，第一半导体层101仅包括重掺杂的N型氮化镓层，以避免N型半导体层厚度过厚，吸收过多的光造成发光二极管显示亮度过低。

请参阅图1所示，在本申请一实施例中，发光层102可以是量子阱发光层，也可以是本征半导体层或低掺杂半导体层。在一些实施例中，发光层102为的氮化镓(GaN)层、磷化镓(GaP)层、磷化镓(GaP)层、铝磷化镓(AlGaP)层或铝砷化镓(AlGaAs)层。在本实施例中，发光层102包括周期性层叠设置的势阱层和势垒层。其中，势垒层的材料例如包括GaN/AlGaN超晶格结构，势阱层的材料例如为InGaN。

请参阅图1所示，在本申请一实施例中，第二半导体层103为空穴较多的P型半导体层，且第二半导体层103中掺杂的为受主杂质，例如为镁(Mg)或锌(Zn)元素。其中，第二半导体层103可以为P型的的氮化镓(GaN)层、砷化镓(GaAs)层或磷化镓(GaP)层。

请参阅图1所示，在本申请一实施例中，在第一半导体层101的表面，设置有一层反射层107，反射层107可将向着第一半导体层101的光全部反射，朝向第二半导体层103一侧出光。具体的，反射层107可以为分布式布拉格(Distributed Bragg Reflection，DBR)反射层107，也可以为银反射层107或铝反射层107。其中，反射层107的厚度为例如300nm～5000nm。

请参阅图1所示，在本申请一实施例中，在反射层107的表面，还设置有绝缘层108，且绝缘层108覆盖反射层107。在本申请中，电极设置在反射层107的一侧。将发光二极管10转移至驱动背板201上进行焊接时，绝缘层108可以对内部的发光外延以及反射层107进行保护，避免高温损坏。其中，绝缘层108可以使用氧化硅或氮化硅等绝缘材料制成。

请参阅图1所示，在一些实施例中，在第二半导体层103的表面，设置有透明导电层104。可在第二半导体层103上蒸镀或溅射金属氧化物或合金氧化物作为透明导电层104。具体可以为氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)或偶氮基(AzO)，还可以为镍金(NiAu)、钌金(RuAu)等合金的氧化物。其中，透明导电层104的厚度为例如5nm～300nm。当电极与透明导电层104接触时，可与电极产生良好的导电效果。

请参阅图1所示，在本申请一实施例中，在第二半导体层103上设置有增亮基板106，且增亮基板106例如通过结合层105粘接在透明导电层104表面。其中，增亮基板106可以为蓝宝石基板、硅基板等透明基板。结合层105可以为透明粘附层，具体可以采用二氧化硅(SiO₂)、氧化铝(Al₂O₃)、氮化硅(SiNx)、氟化镁(MgF)、氮化铝(ALN)或氮化镓(GaN)等材料制成。在本实施例中，结合层105的厚度为100nm～1000nm。对于不同的材料，可以采用蒸镀、溅射或等离子体增强化学的气相沉积法(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)等方式制成，具体可以依据使用的材料选择。

请参阅图1所示，在本申请一实施例中，增亮基板106为单面抛光的基板，其中增亮基板106靠近第二半导体层103的一面抛光，而远离第二半导体层103的一面设置有多个凸部1061。靠近第二半导体层103的一面设置为抛光面，可避免光在增量基板内部发生散射、反射或折射，而远离第二半导体层103的一面设置多个凸部1061，可增大发光二极管的发光面积，提高发光亮度。且凸部1061可呈尖锥体、圆柱体、方体或其他多边形设置。

请参阅图1所示，在本申请一实施例中，增亮基板106的整体厚度(包括凸部1061)为例如50um～500um，其中，凸部1061的高度大于例如1um，具体为例如1um～10um。而多个凸部1061呈阵列设置，且相邻的凸部1061之间等间距设置。在一些实施例中，每个凸部1061的面积可以大于相邻凸部1061之间的面积。在另一些实施例中，每个凸部1061的面积可以小于相邻凸部1061之间的面积。在其他实施例中，每个凸部1061的面积可以等于相邻凸部1061之间的面积。在形成增亮基板106时，可将增亮基板106与透明导电层104键合后，使用湿法蚀刻或电感耦合等离子体(Inductive Coupled Plasma，ICP)蚀刻增亮基板106远离第二半导体层103的表面，形成多个凸部1061。其中，增亮基板106为透明基板。

请参阅图1所示，在本申请一实施例中，还设置有连接于第一半导体层101和第二半导体层103的电极。在实施例中，具体包括与第一半导体层101连接的第一连接电极1091，与第二半导体层103连接的第二连接电极1092，以及与第一连接电极1091连接的第一焊接电极1101，与第二连接电极1092连接的第二焊接电极1102。其中，第一连接电极1091设置在第一半导体层101表面，且延伸入第一半导体层101，第二连接电极1092也设置在第一半导体层101表面，且穿过第一半导体层101和发光层102，并延伸入第二半导体层103。且第二连接电极1092可穿透第二半导体层103与透明导电层104接触，可增强第二连接电极1092与第二半导体层103的接触。第一焊接电极1101穿过绝缘层108和反射层107与第一连接电极1091连接，第二焊接电极1102穿过绝缘层108和反射层107与第二连接电极1092连接。其中，第一焊接电极1101和第二焊接电极1102的径向尺寸远大于第一连接电极1091和第二连接电极1092的尺寸，便于焊接。其中，第一连接电极1091和第二连接电极1092采用导电性能良好的金属或合金制成，第一焊接电极1101和第二焊接电极1102采用导电性能良好，且熔点较低的金属制成。

请参阅图1至图6所示，在本申请中，在形成所述发光二极管10时，可先在衬底100上形成一层缓冲层1001，并在缓冲层1001上依次形成第一半导体层101、发光层102和第二半导体层103，即所述发光外延。之后在第二半导体层103上形成透明导电层104，并在透明导电层104上通过结合层105键合一层增亮基板106。之后将衬底100及缓冲层1001移除，并蚀刻发光外延，形成与第一半导体层101和第二半导体层103接触的通孔，并在通孔内沉积导电材料，形成第一连接电极1091和第二连接电极1092。且第一连接电极1091和第二连接电极1092高度可超出第一半导体层101表面。之后在第一连接电极1091和第二连接电极1092上形成反射层107和绝缘层108，最后蚀绝缘层108和反射层107，并形成与第一连接电极1091连接的第一焊接电极1101，依据与第二连接电极1092连接的第二焊接电极1102。第一焊接电极1101和第二焊接电极1102高度相同。在制程中，将吸光的缓冲层1001和衬底100蚀刻掉，并增加一层增亮基板106增加出光，形成高亮度的发光二极管10。

请参阅图1至图6所示，本申请提供的发光二极管，将具有较多缺陷的缓冲层1001移除，将相对与出光层的半导体层设置为N型重掺杂氮化镓层，可大大降低缓冲层和N型半导体层对光的吸收，增加发光二极管的出光效率。另一方面，设置的增亮基板106可进一步增加发光二极管的出光效率。

请参阅图5和图6所示，当使用本申请中提供的发光二极管10制成的发光二极管显示面板时，可将相邻发光二极管10之间的间距增大，相邻发光二极管10之间的间距例如为发光二极管10尺寸的3～5倍。具体的。在发光二极管10长度所在的方向上，相邻发光二极管10之间的间距例如为发光二极管10长度的3～5倍，在发光二极管10宽度所在的方向上，相邻发光二极管10之间的间距例如为发光二极管10宽度的3～5倍。

当本申请中提供的发光二极管制成的发光二极管显示面板应用于电子设备上时，所述电子设备至少包括发光二极管显示面板、控制装置和供电装置，发光二极管显示面板和控制装置电性连接于供电装置，且发光二极管显示面板电性连接于控制装置。供电装置例如可以是将交流电转换为特定电压的电源板，也可以是电池，供电装置用于为驱动装置和发光二极管显示面板供电。控制装置可包括调节发光二极管显示面板的控制板和控制键。控制键可以是电性连接于控制板的按钮、遥控或是屏幕上的触屏设备等任意人工交互结构。控制板可以根据控制键输入的指令调整发光二极管显示面板的状态，包括但不仅限于控制面板的亮度、灰度、色彩以及其他输入或输出信号。

综上所述，本申请提供的一种发光二极管，包括由第一半导体层、发光层和第二半导体层组成的发光外延，设置在第一半导体层表面的反射层和绝缘层，设置在第二半导体层表面的透明导电层，以及通过结合层与透明导电层粘合的增亮基板，且增亮基板上还设置有多个凸部。还设置有与第一半导体层连接的第一连接电极和第一焊接电极，与第二半导体层连接的第二连接电极和第二焊接电极。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明，本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案，例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

除说明书所述的技术特征外，其余技术特征为本领域技术人员的已知技术，为突出本实用新型的创新特点，其余技术特征在此不再赘述。

Claims (10)

1.一种发光二极管，其特征在于，包括：

发光外延，包括层叠设置的第一半导体层、发光层和第二半导体层；

反射层，设置在所述第一半导体层的表面；

增亮基板，设置在所述第二半导体层上，所述增亮基板上设置有多个凸部，且所述凸部位于所述增亮基板远离所述第二半导体层的一面；

第一连接电极，与所述第一半导体层连接；以及

第二连接电极，与所述第二半导体层连接，且所述第一连接电极和所述第二连接电极位于相对于所述增亮基板的一侧。

2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述增亮基板靠近所述第二半导体层的一侧为抛光面。

3.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述多个凸部呈阵列设置。

4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述多个凸部呈尖锥体、圆柱体、方体或其他多边形设置。

5.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第一半导体层为重型N掺杂的氮化镓层。

6.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述发光二极管还包括透明导电层，且所述透明导电层设置在所述第二半导体层和所述增亮基板之间。

7.根据权利要求6所述的发光二极管，其特征在于，所述第二连接电极与所述透明导电层接触。

8.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述发光二极管还包括结合层，所述增亮基板通过粘合层粘结在所述第二半导体层上。

9.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述发光二极管还包括第一焊接电极和第二焊接电极，所述第一焊接电极连接于所述第一连接电极，所述第二焊接电极连接于所述第二连接电极。

10.一种发光二极管显示面板，其特征在于，包括如权利要求1至权利要求9任意一项所述的发光二极管。

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