光源组件、显示面板、发光二极管及其制备方法与流程

1.本技术涉及显示技术领域，尤其涉及一种光源组件、显示面板、发光二极管及其制备方法。


背景技术：

2.垂直结构的led(发光二极管)芯片中因为电流在两个电极之间流动时可以均匀地穿过外延层，可以避免局部电流拥堵，可以解决外延层发光不均的问题，所以在实际生产中得到了较为广泛的应用。
3.现有技术中垂直led芯片，由于其电极在led芯片两侧，而玻璃基显示是将led结构层胶合在两层玻璃之间，垂直led一侧的电极需要在玻璃过孔方可连接至驱动基板，所以垂直led仍难以应用于玻璃基显示中，不能像水平结构的led以倒装结构，将两个电极均面向驱动基板一侧，垂直led不能直接转移到驱动基板上，较难通过同侧电极与驱动基板电极接触实现显示。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种光源组件、显示面板、发光二极管及其制备方法，用于解决现有技术中的垂直led芯片的电极在led芯片两侧造成的不便于设计制造的技术问题。
5.为解决上述问题，本技术提供了一种发光二极管，包括：
6.第一电极盘以及第二电极盘，为相互间隔的两个电极连接端；
7.衬底层，包括第一侧面以及第二侧面，所述第二侧面具有用于成型外延层的外延区，所述第一电极盘以及所述第二电极盘设置在所述第一侧面外，所述衬底层设置有贯穿所述第一侧面以及所述第二侧面的引线过孔，所述引线过孔位于所述外延区以外；
8.第一半导体层，设置于所述衬底层第二侧面外，所述第一半导体层电连接于所述第一电极盘；
9.量子阱层，形成于所述第一半导体层远离所述衬底层的侧面；
10.第二半导体层，形成于所述量子阱层远离所述第一半导体层的侧面；
11.第二电极引出盘，形成于所述第二半导体层远离所述量子阱层的侧面；
12.电极引线，包括第一端以及第二端，所述第一端连接于所述第二电极引出盘，所述第二端穿过所述引线过孔连接于所述第二电极盘。
13.相比于现有技术的垂直led芯片结构，本技术实施例中以电极引线从另一侧穿过衬底层上的引线过孔连接于第二电极盘，从而使得两个用于电极外接的第一电极盘以及第二电极盘均位于垂直led芯片的同一侧，从而使得垂直led芯片同样可以直接转移到驱动基板上，再利用快速焊接技术实现电连接，此后便可以进行封装，大大简化了垂直led芯片的连接与封装工作，实现了垂直led芯片能直接应用于玻璃基显示面板中，且不会增加工艺和成本。
14.根据本技术一具体实施例，还包括导电反射层，设置于所述第一半导体层面向所
述衬底层的侧面。
15.根据本技术一具体实施例，还包括导电粘接层，形成于所述衬底层以及所述反射层之间。
16.根据本技术一具体实施例，还包括绝缘层，包绕所述第一半导体层、所述量子阱层以及所述第二半导体层外，所述电极引线位于所述绝缘层外侧。
17.根据本技术一具体实施例，所述第二电极引出盘的外侧面由所述绝缘层凸出暴露在外。
18.根据本技术一具体实施例，所述第一半导体层为p型半导体层，所述第二半导体层为n型半导体层。
19.根据本技术一具体实施例，所述电极引线为铜导线、纳米银导线或铝导线。
20.根据本技术一具体实施例，所述衬底层为导电基底层，所述电极引线与所述衬底层之间具有绝缘隔离层，以及所述第二电极盘与所述衬底层之间也设置有绝缘隔离层。
21.本技术另一方面，提供一种光源组件，包括多个如前所述的发光二极管。
22.本技术再一方面，提供一种显示面板，包括驱动层以及多个如前所述的发光二极管，所述发光二极管的所述第一电极盘以及所述第二电极盘均位于面向所述驱动层的一侧，以此所述第一电极盘以及所述第二电极盘分别与所述驱动层中的驱动电路电连接。
23.本技术又一方面，提供一种发光二极管的制备方法，包括：
24.提供带有外延层的衬底层，位于所述衬底层第一侧面上的所述外延层包括第一半导体层、量子阱层与第二半导体层；
25.在所述衬底层的第二侧面上形成第一电极盘以及第二电极盘；
26.在所述衬底层上形成引线过孔，所述引线过孔位于所述衬底上的外延层设置区以外；
27.在所述外延层中背离所述衬底层的所述第二半导体层上形成第二电极引出盘；
28.设置包覆所述外延层的下绝缘层；
29.以电极引线电连接在所述第二电极引出盘与所述第二电极盘之间，所述电极引线穿过所述衬底层。
30.根据本技术一具体实施例，还包括：
31.通过刻蚀工艺在所述衬底层的第二侧面减薄所述衬底层，此步骤在形成所述第一电极盘以及所述第二电极盘之前。
32.根据本技术一具体实施例，还具有基板分离步骤，该步骤包括：
33.在基板上成型所述外延层；
34.在所述外延层背离所述基板的侧面贴合所述衬底层；
35.剥离所述基板。
36.本技术实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
37.本技术的技术方案，其中本技术实施例中以电极引线从另一侧穿过衬底层上的引线过孔连接于第二电极盘，从而使得两个用于电极外接的第一电极盘以及第二电极盘均位于垂直led芯片的同一侧，从而使得垂直led芯片同样可以直接转移到驱动基板上，再利用快速焊接技术实现电连接，此后便可以进行封装，大大简化了垂直led芯片的连接与封装工作，实现了垂直led芯片能直接应用于玻璃基显示面板中，且不会增加工艺和成本。
附图说明
38.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
39.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
40.图1示出了本技术实施例中发光二极管剖面结构示意图；
41.图2示出了本技术实施例中发光二极管在第一制程状态的结构示意图；
42.图3示出了本技术实施例中发光二极管在第二制程状态的结构示意图；
43.图4示出了本技术实施例中发光二极管在第三制程状态的结构示意图；
44.图5示出了本技术实施例中发光二极管在第四制程状态的结构示意图；
45.图6示出了本技术实施例中发光二极管在第五制程状态的结构示意图；
46.图7示出了本技术实施例中发光二极管在第六制程状态的结构示意图；
47.图8示出了本技术实施例中发光二极管在第七制程状态的结构示意图；
48.图9示出了本技术实施例中发光二极管的俯视结构示意图；
49.图10示出了本技术实施例中多个发光二极管装配与驱动基板的结构示意图；
50.图11示出了本技术另一实施例中发光二极管的剖面结构示意图；
51.图12示出了本技术再一实施例中发光二极管在中间制程状态的结构示意图；
52.图13示出了本技术又一实施例中发光二极管在中间制程状态的结构示意图。
53.附图标记说明：
54.100、垂直led芯片；
55.1、第一电极盘；
56.2、第二电极盘；
57.3、衬底层；31、引线过孔；32、绝缘隔离层；33、介电层；
58.4、导电粘接层；
59.5、导电反射层；58、外延层；
60.6、第一半导体层；
61.7、量子阱层；
62.8、第二半导体层；
63.9、第二电极引出盘；
64.10、绝缘层；
65.11、电极引线。
66.21、基板；
67.22、缓冲层；
68.200、驱动基板；
69.34、玻璃基板；
70.35、ito透明电极层。
具体实施方式
71.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
72.为解决现有技术的垂直led芯片的电极在led芯片两侧造成的不便于设计制造的技术问题，本技术提供了一种发光二极管，以电极引线从另一侧穿过衬底层上的引线过孔连接于第二电极盘，从而使得两个用于电极外接的第一电极盘以及第二电极盘均位于垂直led芯片的同一侧，从而使得垂直led芯片同样可以直接转移到驱动基板上，再利用快速焊接技术实现电连接，此后便可以进行封装，大大简化了垂直led芯片的连接与封装工作，实现了垂直led芯片能直接应用于玻璃基显示面板中，且不会增加工艺和成本。
73.图1示出了本技术实施例中发光二极管剖面结构示意图，本技术实施例主要提供了一种发光二极管结构，其由电极引出侧向另一侧依次地主要包括：第一电极盘1以及第二电极盘2、衬底层3、导电粘接层4、导电反射层5、第一半导体层6、量子阱层7、第二半导体层8、第二电极引出盘9、绝缘层10以及电极引线11。
74.其中，第一电极盘1以及第二电极盘2为相互间隔的两个电极连接端；第一电极盘1以及第二电极盘2包括但不限于钼(mo)、铝(al)、镍(ni)、铜(cu)、钨(w)、金(au)、银(ag)以及铂(pt)、铬(cr)中的至少一种，在本实施例的一些示例中，第一电极盘1以及第二电极盘2可由单种金属构成，另一些示例中，第一电极盘1以及第二电极盘2中包括两种或两种以上的金属。可以理解的是，在其他一些示例中，第一电极盘1以及第二电极盘2也可以为具有导电性能的非金属材质，例如硅、cnt(碳纳米管)材料等。
75.衬底层3，包括相互背离的第一侧面以及第二侧面，衬底层3的第二侧面具有用于成型外延层58的外延区，第一电极盘1以及第二电极盘2设置在第一侧面外，第二电极盘2与第二电极盘2之间可以设置绝缘隔离层32，衬底层3设置有贯穿所述第一侧面以及所述第二侧面的引线过孔31，引线过孔31位于外延区以外，且引线过孔31内侧壁可以设置介电层33，引线过孔31的设置位置可如图中位于左侧，当然可以理解的是也可以位于右侧。可以理解的是，衬底层3包括但不限于导电型的硅(si)衬底、氧化硅(al2o3)衬底(即蓝宝石衬底)、碳化硅(sic)衬底、氮化镓(gan)衬底几种中的任意一种，本实施例中，衬底层3也可以并不是外延层58的生长衬底，外延层58可以是生长完成以后转移至衬底层3之上。本实施例中衬底层3为了便于配置第二电极盘2，所以除了要具有通常用于成型外延层58的外延区，还要从外延区向一侧延伸一定距离，延伸距离基本上相当于第二电极盘2的延伸宽度。本实施例中绝缘隔离层32、介电层以及绝缘层可由例如氮化硅(sin
x
)、氧化硅(sio
x
)等形成，当然也可以是聚酰亚胺等树脂绝缘层材质。
76.导电粘接层4形成于所述衬底层3以及导电反射层5之间。本实施例中第一半导体层6选择为p型半导体层，第二半导体层8为n型半导体层。根据本技术此后实施例的记载，第一半导体层6也可选择为n型半导体层，第二半导体层8可为p型半导体层。导电粘接层4具体可以为导电胶材料。可以理解的是，导电胶是一种固化或干燥后具有一定导电性能的胶粘剂，它通常以基体树脂和导电填料即导电粒子为主要组成成分，通过基体树脂的粘接作用把导电粒子结合在一起，以形成导电通路，从而实现被粘材料的导电连接。
77.导电反射层5可以为银、镍等导电反射材质，设置于所述第一半导体层6面向衬底层3的侧面。导电反射层5用于将外延层58发出的射向衬底层3的光反射回去，从垂直led芯片100的出光面射出。
78.第一半导体层6设置于所述衬底层3第二侧面外，所述第一半导体层6电连接于所述第一电极盘1；量子阱层7，形成于所述第一半导体层6远离所述衬底层3的侧面；第二半导体层8，形成于所述量子阱层7远离所述第一半导体层6的侧面。
79.第二电极引出盘9，形成于所述第二半导体层8远离所述量子阱层7的侧面；根据本技术一具体实施例，绝缘层10包绕所述第一半导体层6、所述量子阱层7以及所述第二半导体层8外，所述电极引线11位于所述绝缘层10外侧。绝缘层10可以包括但不限于sio2(氧化硅)、al2o3(氧化铝)、aln(氮化铝)、alon(氮氧化铝)、alf3(三氟化铝)等几种中的至少一种。
80.根据本技术一具体实施例，第二电极引出盘9的外侧面由所述绝缘层10凸出暴漏在外。第二电极引出盘9位于外延层58远离衬底层3的一侧，其穿过绝缘层10与外延层58中的第二半导体层8电连接。可以理解的是，第二电极引出盘9可以直接与第二半导体层8连接在一起，还有一些示例中，在第二半导体层8与第二电极引出盘9之间还可以设置其他层结构，在本实施例的另外一些示例中，在第二电极引出盘9与第二半导体层8之间也可以设置其他层结构，例如欧姆接触层等。通常情况下，第二电极引出盘9可以是金属电极，但本实施例中也并不排除第二电极引出盘9为非金属电极的情况，例如第二电极引出盘9可以为透明的ito电极。
81.电极引线11，包括第一端以及第二端，所述第一端连接于所述第二电极引出盘9，所述第二端穿过所述引线过孔31连接于所述第二电极盘2。电极引线11可以为具有良好导电性能的金属材质，例如包括金、银、铜、铂等金属中的至少一种，也可以为非金属材料，例如石墨烯、碳纳米管材料等。其中第一电极盘1通过衬底层3及导电粘接层4连接到做为正电极的导电反射层5上，通过正电极与发光层连接；第一电极盘1是直接做在衬底层3上的，可利用金属溅镀(sputter)工艺成型，再通过刻蚀工艺实现图案化(pattern)；第二电极盘2与衬底层3中间要有绝缘层，也就是在沉积衬底层3区域要先沉积sin
x
或者sio
x
，然后制作金属第二电极盘2；第二电极盘2材料可以为导电金属，铜(cu)、铝(al)或者导电合金材料。
82.相比于现有技术的垂直led芯片结构，本技术实施例中以电极引线11从另一侧穿过衬底层3上的引线过孔31连接于第二电极盘2，从而使得两个用于电极外接的第一电极盘1以及第二电极盘2均位于垂直led芯片的同一侧，从而使得垂直led芯片同样可以直接转移到驱动基板上，再利用快速焊接技术实现电连接，此后便可以进行封装，大大简化了垂直led芯片的连接与封装工作，实现了垂直led芯片能直接应用于玻璃基显示面板中，且不会增加工艺和成本。
83.本技术另一方面，提供一种光源组件，包括多个如前所述的发光二极管。本光源组件中各发光器件由于采用前述发光二极管，其中的发光二极管的两个用于电极外接的第一电极盘1以及第二电极盘2均位于发光二极管的同一侧，从而使得光源组件的所有电极接出端均位于同一侧，这样可以直接转移到驱动基板上，再利用快速焊接技术实现电连接，此后便可以进行封装，大大简化了光源组件的连接与封装工作，实现了光源组件能直接应用于玻璃基显示面板中，且不会增加工艺和成本。
84.本技术再一方面，提供一种显示面板，包括驱动层以及多个如前所述的发光二极管，所述发光二极管的所述第一电极盘1以及所述第二电极盘2均位于面向所述驱动层的一侧，以此所述第一电极盘1以及所述第二电极盘2分别与所述驱动层中的驱动电路电连接。
85.本技术又一方面，提供一种发光二极管的制备方法实施例，包括如下步骤：
86.图2示出了本技术实施例中发光二极管在第一制程状态的结构示意图，如图中示意在基板21先形成缓冲层22，此后在缓冲层22上生长外延层58，如图2中的所示，在本实施例中，外延层58中自下而上依次包括第二半导体层8(本例中为n型gan层)、量子阱层7以及第一半导体层6(本例中为p型gan层)，可以理解的是，虽然图2中没有示出，但外延层58中也还可以包括未掺杂gan层以及电子阻挡层等。
87.图3示出了本技术实施例中发光二极管在第二制程状态的结构示意图，在所述外延层58背离基板21的侧面贴合衬底层3，此后剥离基板21以及缓冲层22。剥离基板21的制程可以为激光剥离技术。其中，在贴合衬底层3之前，先在衬底层3待贴合面以及外延层58最外侧表面上分别涂敷导电粘接层4，以便于在导电衬底层3与外延层58之间建立导电连接。其中基板21的材质可以为蓝宝石衬底。衬底层3包括但不限于硅(si)衬底、氧化硅(al2o3)衬底(即蓝宝石衬底)、碳化硅(sic)衬底、氮化镓(gan)衬底几种中的任意一种。
88.图4示出了本技术实施例中发光二极管在第三制程状态的结构示意图，经前述步骤，形成带有外延层58的衬底层3，位于所述衬底层3第一侧面上的所述外延层58依次包括第一半导体层6、量子阱层7与第二半导体层8。在衬底层3第二侧面上形成绝缘隔离层32，绝缘隔离层32可由氮化硅(sin
x
)、氧化硅(sio
x
)等形成，当然也可以是聚酰亚胺等树脂绝缘层材质，绝缘隔离层32形成在衬底层3外延区以外的区域。
89.图5示出了本技术实施例中发光二极管在第四制程状态的结构示意图；在所述衬底层3的第二侧面上，利用金属溅镀(sputter)工艺成型，再通过刻蚀工艺实现图案化(pattern)形成第一电极盘1以及第二电极盘2；第一电极盘1以及第二电极盘2包括但不限于钼(mo)、铝(al)、镍(ni)、铜(cu)、钨(w)、金(au)、银(ag)以及铂(pt)、铬(cr)中的至少一种，在本实施例的一些示例中，第一电极盘1以及第二电极盘2可由单种金属构成，另一些示例中，第一电极盘1以及第二电极盘2中包括两种或两种以上的金属。可以理解的是，在其他一些示例中，第一电极盘1以及第二电极盘2也可以为具有导电性能的非金属材质，例如硅、cnt(碳纳米管)材料等。
90.在所述衬底层3上形成引线过孔31，通过刻蚀工艺或者激光工艺实现，为了实现打孔，衬底层3厚度需要减薄至10微米左右，以此可实现打孔工艺需求，所述引线过孔31位于所述衬底上的外延层58设置区以外。可以理解的是，衬底层3减薄可采用蚀刻或打磨工艺。
91.图6示出了本技术实施例中发光二极管在第五制程状态的结构示意图，在所述外延层58中背离所述衬底层3的所述第二半导体层8上形成第二电极引出盘9。第二电极引出盘9可以利用金属溅镀(sputter)工艺成型，再通过刻蚀工艺实现图案化(pattern)。
92.图7示出了本技术实施例中发光二极管在第六制程状态的结构示意图，设置包覆所述外延层58的绝缘层10。绝缘层10例如可由氮化硅(sin
x
)、氧化硅(sio
x
)等形成，当然也可以是聚酰亚胺等树脂绝缘层材质。本步骤中，第二电极盘2上方位置有引线过孔31，引线过孔31在衬底层3上通过刻蚀工艺或者激光工艺实现，为了实现打孔，衬底层3厚度需要减薄至10微米左右，可实现打孔工艺需求。打孔形成引线过孔31后，在引线过孔31内侧壁形成
有介电层33，介电层33可由氮化硅(sin
x
)、氧化硅(sio
x
)等形成，当然也可以是聚酰亚胺等树脂绝缘层材质。介电层33与绝缘层10相连接，从而便于将电极引线11与外延层以及衬底层3之间形成绝缘。其中在衬底层3打孔的工艺中，会同时打穿绝缘隔离层32，以便于后序形成电极引线11后能与第二电极盘2直接形成电连接。
93.图8示出了本技术实施例中发光二极管在第七制程状态的结构示意图；图9示出了本技术实施例中发光二极管的俯视结构示意图；以电极引线11电连接在所述第二电极引出盘9与所述第二电极盘2之间，所述电极引线11穿过所述衬底层3。可以理解的是，电极引线11可采用行业内常见的芯片键合线类似的工艺焊接连接，当然也可以利用固化型导电浆料涂敷后固化成型。电极引线11可以为具有良好导电性能的金属材质，例如包括金、银、铜、铂等金属中的至少一种，也可以为非金属材料，例如石墨烯、碳纳米管材料等。
94.图10示出了本技术实施例中多个发光二极管装配与驱动基板的结构示意图，其中衬底层3下方制作有第二电极盘2及第一电极盘1，其中第一电极盘1正上方，在衬底层3上有导电反射层5(ag)，第一半导体层6，量子阱层7,第二半导体层8，第二电极盘2及绝缘层10，而第二电极盘2在第一电极盘1左侧或者右侧，第二电极盘2上方位置有引线过孔31，引线过孔31在衬底层3上通过刻蚀工艺或者激光工艺实现，为了实现打孔，衬底层3厚度需要减薄至10微米左右，可实现打孔工艺需求。led芯片上方第二电极盘2通过金属引线与衬底层3下方第二电极盘2进行连接，从而实现只要对衬底层3下方第二电极盘2及第一电极盘1加电就可以保证led点亮。本实施例中，多个垂直led芯片100以电极引线从另一侧穿过衬底层上的引线过孔连接于第二电极盘，从而使得两个用于电极外接的第一电极盘以及第二电极盘均位于垂直led芯片100的同一侧，从而使得垂直led芯片100可以直接转移到驱动基板200上，再利用快速焊接技术实现电连接，此后便可以进行封装，大大简化了垂直led芯片的连接与封装工作，实现了垂直led芯片能直接应用于玻璃基显示面板中，且不会增加工艺和成本。
95.图11示出了本技术另一实施例中发光二极管的剖面结构示意图；如图中示意，其中发光二极管与前述实施例中主要结构区别在于，外延层58中几个膜层的排序是相反的，其中的第二半导体层8(本例中为n型gan层)、量子阱层7以及第一半导体层6(本例中为p型gan层)恰与前面实施例顺序相反。也就是将led的两个电极进行颠倒安装。如此便可以将正极配置在出光侧，从而便于背光模组根据电参数需求合理化地配置各个电极引线层。
96.图12示出了本技术再一实施例中发光二极管在中间制程状态的结构示意图；如图11中倒装led的制备实施例中，是在外延层58中反向制备而成，也就是由原来先生成第一半导体层6改为先生成第二半导体层8，从而利用后序完全相同的制程便可以制备电极相反的垂直led芯片。
97.图13示出了本技术又一实施例中发光二极管在中间制程状态的结构示意图。也就是说，图11中倒装led的制备实施例中，也可以利用普通的外延层58制备程序，而是利用一个ito透明电极层35与玻璃基板34形成在远离基板21的一侧，以代替第二电极引出盘9以及绝缘层10，并且将衬底层3贴合在剥离基板21后的一侧，如此便能形成出光侧透明度更高的结构方案，且也能直接形成玻璃基封装。其中在ito透明电极层35的侧面可以连接电极引线11，ito透明电极层35一方面代替第二电极引出盘9的电极作用，另一方面还具有电极扩散层的作用，以便于将电流信号分散至与之连接的半导体层上，从而便于提高此半导体层的电流密度。
98.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
99.以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。