CN218827207U - 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：衬底；发光外延，设置在所述衬底上，且所述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；台阶，设置在所述发光外延的一侧，且所述台阶的转角处呈钝角设置；第一电极，与所述第一半导体层连接；第二电极，与所述第二半导体层连接；绝缘层，设置在所述发光外延上，且包覆部分所述第一电极和所述第二电极；其中，所述台阶的转角、所述第一电极和所述第一半导体层之间的第一夹角以及/或所述第二电极和所述第二半导体层之间的第二夹角为钝角。通过本实用新型提供的一种发光二极管，可提高发光二极管显示面板的制程良率。

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。在制程显示面板的时，倒装的发光二极管需要焊接在显示背板上，而在焊接时，锡膏和助焊剂易渗透到发光二极管内，造成晶粒漏电，影响产品封装的良率和可靠度。

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，可提防止金属渗入发光二极管中，进而减少异常的产生，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：

衬底；

发光外延，设置在所述衬底上，且所述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；

台阶，设置在所述发光外延的一侧，所述台阶与所述第一半导体层接触；

第一电极，与所述第一半导体层连接；

第二电极，与所述第二半导体层连接；

绝缘层，设置在所述发光外延上，且包覆部分所述第一电极和所述第二电极；

其中，所述台阶的转角、所述第一电极和所述第一半导体层之间的第一夹角以及/或所述第二电极和所述第二半导体层之间的第二夹角为钝角。

在本实用新型一实施例中，在所述发光外延的外围，设置有凹槽，所述凹槽与所述衬底接触，且所述凹槽侧壁和底壁之间的夹角为钝角。

在本实用新型一实施例中，所述发光二极管包括透明导电层，且所述透明导电层设置在所述第一电极和所述第二半导体层之间。

在本实用新型一实施例中，所述透明导电层的侧壁与所述发光外延的表面呈钝角设置。

在本实用新型一实施例中，所述绝缘层包括第一绝缘层，且所述第一绝缘层设置在所述发光外延上。

在本实用新型一实施例中，所述反射层设置在所述第一绝缘层上，且向着所述凹槽延伸，所述发光二极管包括反射层，所述反射层设置在所述第一绝缘层上。

在本实用新型一实施例中，所述绝缘层包括第二绝缘层，且所述第二绝缘层设置在所述反射层上。

在本实用新型一实施例中，所述第一电极和所述第二电极包括连接电极，且所述连接电极由所述第一半导体层或所述第二半导体层延伸至所述第二绝缘层表面。

在本实用新型一实施例中，所述第一电极和所述第二电极包括焊接电极，所述焊接电极连接于所述连接电极

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，在发光二极管内部各层结构都具有一特殊角度，使得绝缘层和反射层包覆良好，避免开裂，进而防止外部金属入侵，达到增加可靠度的效果，进而减少异常的产生。

附图说明

图1：本申请中发光二极管结构示意图。

图2：本申请中焊接电极的结构示意图。

图3：本申请中在衬底上形成发光外延的结构示意图。

图4：本申请中形成绝缘层和的反射层结构示意图。

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。

图7：本申请中发光二极管转角为锐角或直角的晶相图。

图8：本申请中发光二极管转角为钝角的晶相图。

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。

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，发光二极管为次毫米发光二极管(Mini LED)或微米发光二极管(Micro LED)。

请参阅图1所示，在本实用新型一实施例中，发光二极管包括衬底100，设置在衬底100上的发光外延。其中，衬底100可以为硅衬底，蓝宝石衬底或其他类型的透明衬底。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。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。

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和图3所示，在本申请中，在发光外延的一侧，设置有台阶1041，且台阶1041与第一半导体层101接触。台阶1041通过蚀刻发光外延一侧的第二半导体层103和发光层102获得。在本申请中，将台阶1041的转角呈第一角度A1设置，第一角度A1为钝角，且第一角度A1的范围为例如115°～160°。

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和图3所示，在一些实施例中，透明导电层104与发光外延的表面呈第二角度A2设置，第二角度A2为钝角，且第二角度A2大于例如135°。在本申请中，可设置第一角度A1等于第二角度A2，可进一步减少发光二级管上反射层107和绝缘层108弯折的部分。

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的第一电极，以及连接于第二半导体层103的第二电极。在实施例中，第一电极包括与第一半导体层101连接的第一连接电极1091，第二电极包括第二半导体层103连接的第二连接电极1092。其中，第一连接电极1091设置在第二半导体层103上，且延伸入第一半导体层101，并与第一半导体层101连接。第二连接电极1092设置在透明导电层104上，且与透明导电层104连接。第一连接电极1091和第二连接电极1092可采用导电性能良好的金属或合金制成。第一连接电极1091例如采用Ni、Au或其合金制成。第二连接电极1092例如采用Ti、Al、Ni、Au或其中两种或多种的合金制成。

请参阅图1和图4所示，在一些实施例中，第一连接电极1091和发光外延之间的第一夹角、第二连接电极1092与透明导电层104之间的第二夹角呈第三角度A3设置，第三角度A3为钝角，且第三角度A3的范围为125°～160°。

请参阅图1和图4所示，在一些实施例中，在发光外延外侧，还设置有凹槽1010，以隔离相邻发光二极管。凹槽010的侧壁与底壁之间呈第四角度A4设置，第四角度A4为钝角，且第四角度A4的范围为125°～165°。

请参阅图7和图8所示，在本申请中，将发光二极管中的，将各处的转交设置为钝角，可避免在形成绝缘层和反射层时，尖锐的角度导致绝缘层和反射层开裂，进而使焊接材料渗入发光二极管内。

在一些实施例中，还可以将发光二极管内的转角设置为圆滑的钝角。

请参阅图1所示，在本申请一实施例中，在发光外延上，依次设置有第一绝缘层1081、反射层107和第二绝缘层1082。其中，第一绝缘层1081覆盖发光外延的表面和透明导电层104，且向着凹槽1010延伸，并覆盖凹槽1010的侧壁以及部分底壁。反射层107设置在第一绝缘层1081上，第二绝缘层1082设置在反射层107上。在本申请中，发光二极管的出光侧为衬底100所在的一侧，反射层107实现除出光侧的全覆盖，可最大限度增加发光二极管的亮度。

请参阅图1所示，在本申请中，第一绝缘层1081和第二绝缘层1082可以采用同种材料制成。在一些实施例中，第一绝缘层1081和第二绝缘层1082可以采用二氧化硅(SiO₂)、氧化铝(Al₂O₃)、氮化硅(SiNx)、氟化镁(MgF)、或氧化锌(ZnO)等材料制成。且第一绝缘层1081和第二绝缘层1082的厚度为例如100nm～600nm。形成两层较厚的绝缘层可防止焊接时候对发光二极管内部的损伤，阻绝焊料的渗入。反射层107包括周期性的氧化硅(SiO₂)层和氧化钛(TiO_x)层。其中，反射层107的厚度为例如50nm～200nm，可依据反射波段的需求设置反射层107的厚度。反射层107中氧化硅层和氧化钛层的重复的周期数为例如1～50，可依据制程条件设置。

请参阅图1所示，在本申请中，第一电极还包括第一焊接电极1101，第二电极还包括第二焊接电极1102。第一焊接电极1101连接于第一连接电极1091，第二焊接电极1102连接于第二连接电极1092。其中，第一连接电极1091和第二连接电极1092被包覆在第一绝缘层1081内。在形成第一焊接电极1101和第二焊接电极1102时，先蚀刻第二绝缘层1082、反射层107和第一绝缘层1081，形成暴露第一连接电极1091和第二连接电极1092的接触孔，并在接触孔内沉积导电材料，形成第一焊接电极1101和第二焊接电极1102。在本申请中，第一焊接电极1101和第二焊接电极1102的径向尺寸大于第一连接电极1091和第二连接电极1092的径向尺寸。

请参阅图1和图2所示，在本申请中，第一焊接电极1101和第二焊接电极1102包括阻挡层1104和焊接层1105。其中，阻挡层1104设置在第一连接电极1091和第二连接电极1092上，阻挡层1104高于第二绝缘层1082。焊接层1105设置在阻挡层1104上。

请参阅图1所示，在一些实施例中，阻挡层1104包括周期性层叠设置的第一叠层和第二叠层，其中，第一叠层为钛金属层，第二叠层为铝金属层。且第一叠层的厚度为例如50nm～200nm，第二叠层的厚度为例如100nm～300nm，且第一叠层和第二叠层重复的周期数为例如3～8。本申请中，层叠的设置的阻挡层1104与第二绝缘层1082的表面接触，层叠的阻挡层1104可增加电极的可靠性，同时阻绝焊料的进入。在阻挡层1104和第二绝缘层1082上，可形成稳定的金属-锡膏结合界面。

请参阅1所示，在一些实施例中，焊接层1105采用镍(Ni)、锡(Sn)、银(Ag)、铜(Cu)、锗(Ge)、金(Au)或其中两种或几种的合金制成。且在本申请中，焊接层1105设置在阻挡层1104上，且焊接层1105的厚度为例如300nm～5000nm。

请参阅图1至图4所示，在本申请中，在形成所述发光二极管时，可先在衬底100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。之后蚀刻发光外延，形成台阶1041。并在第二半导体层103上形成透明导电层104，在第二半导体层103上形成与第一半导体层101连接的第一连接电极1091，在透明导电层104上形成第二连接电极1092。之后蚀刻发光外延，形成凹槽1041。并接着依次在第二半导体层103、透明导电层104和凹槽1041上蒸镀或溅镀第一绝缘层1081，在第一绝缘层1081上蒸镀反射层107，在反射层107上蒸镀或溅镀第二绝缘层1082。之后蚀刻第二绝缘层1082、反射层107和部分第一绝缘层1081，形成暴露第一连接电极1091和第二连接电极1092的接触孔，并在接触孔内依次蒸镀阻挡层1104和焊接层1105，形成第一焊接电极1101和第二焊接电极1102。

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，设置在第二半导体层表面的透明导电层，设置在透明导电层上的第二连接电极，设置在第二导电层上，且与第一导电层接出的第一连接电极。还包括在发光外延上依次设置的第一绝缘层、反射层和第二绝缘层，以及穿过第一绝缘层、反射层和第二绝缘层，与第一连接电极连接的第一焊接电极，与第二连接电极连接的第二焊接电极。其中，第一焊接电极和第二焊接电极包括依次设置的阻挡层和焊接层。

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：

衬底；

发光外延，设置在所述衬底上，且所述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；

台阶，设置在所述发光外延的一侧，所述台阶与所述第一半导体层接触；

第一电极，与所述第一半导体层连接；

第二电极，与所述第二半导体层连接；

绝缘层，设置在所述发光外延上，且包覆部分所述第一电极和所述第二电极；

其中，所述台阶的转角、所述第一电极和所述第一半导体层之间的第一夹角以及/或所述第二电极和所述第二半导体层之间的第二夹角为钝角。

2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，在所述发光外延的外围，设置有凹槽，所述凹槽与所述衬底接触，且所述凹槽侧壁和底壁之间的夹角为钝角。

3.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述发光二极管包括透明导电层，且所述透明导电层设置在所述第一电极和所述第二半导体层之间。

4.根据权利要求3所述的发光二极管，其特征在于，所述透明导电层的侧壁与所述发光外延的表面呈钝角设置。

5.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，所述绝缘层包括第一绝缘层，且所述第一绝缘层设置在所述发光外延上。

6.根据权利要求5所述的发光二极管，其特征在于，所述发光二极管包括反射层，所述反射层设置在所述第一绝缘层上，且向着所述凹槽延伸。

7.根据权利要求6所述的发光二极管，其特征在于，所述绝缘层包括第二绝缘层，且所述第二绝缘层设置在所述反射层上。

8.根据权利要求7所述的发光二极管，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极包括连接电极，且所述连接电极由所述第一半导体层或所述第二半导体层延伸至所述第二绝缘层表面。

9.根据权利要求8所述的发光二极管，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极包括焊接电极，所述焊接电极连接于所述连接电极。

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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