CN219163403U - 微型led器件和包括该微型led器件的显示装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种微型LED器件和包括该微型LED器件的显示装置。所述微型LED器件包括：驱动基板；微型LED芯片阵列，其倒装键合在所述驱动基板上，并且所述微型LED芯片阵列包括台面结构，所述台面结构包括至少两个凸台，所述至少两个凸台中的每个凸台上设有多个发光单元。根据该方案，可以提高微型LED器件的稳定性并且改善该器件的电性能。

Description

微型LED器件和包括该微型LED器件的显示装置

技术领域

本公开涉及半导体LED的技术领域，具体而言，涉及一种微型LED器件和包括该微型LED器件的显示装置。

背景技术

Micro-LED是一种尺寸小于50um的可发光的半导体元件，具有消耗功率低、寿命长、亮度高、对比度高等优点。随着显示技术的逐步发展，Micro-LED技术已逐渐成为新型显示技术的一种趋势。然而，Micro-LED存在稳定性较差和电性能不佳的问题。

实用新型内容

为了解决背景技术中提到的技术问题，本公开的方案提供了一种微型LED器件和包括该微型LED器件的显示装置。

根据本公开实施例的一个方面，提供了一种微型LED器件，其中，所述微型LED器件包括：驱动基板；微型LED芯片阵列，其倒装键合在所述驱动基板上，并且所述微型LED芯片阵列包括台面结构，所述台面结构包括至少两个凸台，所述至少两个凸台中的每个凸台上设有多个发光单元。

进一步地，所述微型LED芯片阵列自下而上依次包括第一半导体层、量子阱结构和第二半导体层，并且所述至少两个凸台中的每个凸台依次包括第一半导体层、量子阱结构和第二半导体层。

进一步地，所述每个凸台上设有至少一组发光单元，每组发光单元中的发光单元数量为3个或以上。

进一步地，所述至少一组发光单元上方设有彩色量子片，所述彩色量子片上设有与所述至少一组发光单元相对应的至少一组彩色量子点，每组彩色量子点包括2种或以上的颜色的量子点。

进一步地，所述每组发光单元中的发光单元发出不同颜色的光，使得每组发光单元形成白光。

进一步地，所述微型LED芯片阵列还包括：绝缘层，其设置在所述台面结构上并且包括用于暴露出部分第一半导体层和所述至少两个凸台上的部分第二半导体层的接触孔，其中所述至少两个凸台中的每个凸台上方的绝缘层上开设有多个接触孔，以用于形成多个发光单元；金属层，其设置在暴露出的所述部分第一半导体层和所述部分第二半导体层上；金属块，其设置在所述金属层上。

进一步地，所述绝缘层开设有多个第一接触孔和多个第二接触孔，所述多个第一接触孔中的每个第一接触孔暴露出部分第一半导体层并且所述多个第二接触孔中的每个第二接触孔暴露出所述凸台上的部分第二半导体层，其中所述多个第二接触孔根据预设接触孔尺寸和预设孔间尺寸来开设。

进一步地，所述微型LED芯片阵列还包括电流扩展层，所述电流扩展层设置在暴露出的所述部分第一半导体层和所述部分第二半导体层上，并且所述金属层设置在所述电流扩展层上。

进一步地，所述电流扩展层包括氧化铟锡层。

进一步地，所述衬底是蓝宝石衬底，所述第一半导体层是N-GaN层，所述第二半导体层是P-GaN层，所述第三半导体层是U-GaN层。

进一步地，所述第三半导体层的表面上设有彩色量子片。

根据本公开实施例的另一方面，还提供了一种显示装置。所述显示装置包括上述微型LED器件以及用于封装所述微型LED器件的封装组件。

进一步地，所述封装组件上设有彩色量子片。

应用本公开的技术方案，可以形成包括至少两个凸台的台面结构，每个凸台上可以形成多个发光单元，由此控制凸台的数量和每个凸台上的发光单元的数量，从而能够改善凸台过多所造成的凸台总侧面积过大，进而提高了器件的稳定性，并且能够改善凸台面积过大所造成的漏电流过大，进而改善了器件的电性能。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1是示出根据本公开的一个实施例的微型LED器件的侧视示意图；

图2是示出根据本公开的一个实施例的微型LED器件所包括的微型LED阵列的侧视示意图；

图3是示出根据本公开的一个实施例的微型LED器件中的凸台和发光单元对应关系的俯视示意图；

图4是示出根据本公开的一个实施例的微型LED器件中的设有彩色量子片后的凸台和发光单元对应关系的俯视示意图；

图5是示出根据本公开的一个实施例的显示装置中的微型LED器件上方的封装组件上设置的彩色量子片的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

现在，将参照附图更详细地描述根据本公开的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

本公开提供一种微型LED器件。参照图1和图2，图1是示出根据本公开的一个实施例的微型LED器件的侧视示意图，图2是示出根据本公开的一个实施例的微型LED器件所包括的微型LED阵列的侧视示意图。图3是示出根据本公开的一个实施例的微型LED器件中的凸台和发光单元对应关系的俯视示意图。图4是示出根据本公开的一个实施例的微型LED器件中的设有彩色量子片后的凸台和发光单元对应关系的俯视示意图。图5是示出根据本公开的一个实施例的显示装置中的微型LED器件上方的封装组件上设置的彩色量子片的示意图。

根据本公开的实施例，参照图1至图4，所述微型LED器件1包括：驱动基板20；微型LED芯片阵列10，其倒装键合在所述驱动基板20上，并且所述微型LED芯片阵列10包括台面结构，所述台面结构包括至少两个凸台11，所述至少两个凸台中的每个凸台上设有多个发光单元111。应当理解，为了使附图更加简洁清楚，图1和图2仅示意性地示出了一个凸台，在此不作为对凸台数量的限制。

所述微型LED芯片阵列自下而上可以依次包括第一半导体层、量子阱结构和第二半导体层。如图2所示，所述微型LED芯片阵列10自下而上依次可以包括衬底101、缓冲层102、第三半导体层103、第一半导体层104、量子阱结构105和第二半导体层106。所述至少两个凸台11中的每个凸台自下而上依次可以包括第一半导体层104、量子阱结构105和第二半导体层106。

在本公开的一个实施例中，如图3所示，每个凸台11上设有至少一组发光单元，每组发光单元中的发光单元111数量为3个。以一个凸台11上设有一组发光单元为例，一个凸台11对应于三个发光单元111，每个凸台上的三个发光单元构成一个像素，每个发光单元作为该像素的一个子像素。

在本公开的一个实施例中，每个凸台11上设有至少一组发光单元，每组发光单元中的发光单元111数量为4个或以上。以一个凸台11上设有一组发光单元，一组发光单元中的发光单元111数量为4个为例，一个凸台11对应于四个发光单元111，每个凸台上的四个发光单元构成一个像素，每个发光单元作为该像素的一个子像素。

如此可更便于设置红、绿、蓝三色的子像素，或其他能够合成得到白光的颜色组合的子像素，由此可以在一个凸台上设置一组能够得到白光的颜色组合的子像素，以形成白光的像素。在实施时，在发光单元发出蓝光的情况下，可以设置2种颜色的量子点(红色量子点和绿色量子点)，以得到红、绿、蓝三色的子像素。值得注意的是，图3仅示意性地示出了3组发光单元，在此不作为对发光单元组数的限制。

在本公开的一个实施例中，结合图3，如图4所示，所述至少一组发光单元上方设有彩色量子片，所述彩色量子片上设有与所述至少一组发光单元相对应的至少一组彩色量子点1111，每组彩色量子点包括2种或以上的颜色的量子点。具体地，该彩色量子片可以设置在倒转键合在驱动基板20上的微型LED芯片阵列10的衬底101上，或者可以去除衬底101和缓冲层102，直接设置在暴露出第三半导体层103上。该彩色量子片上的彩色量子点可与发光单元对应，一组彩色量子点对应于一组发光单元，使得每组3个发光单元例如可以分别作为红、绿和蓝三个子像素。如此设置的彩色量子片能够与发光单元更好的配合，实现良好的光致激发效果。

在本公开的一个实施例中，所述每组发光单元中的发光单元发出不同颜色的光，使得每组发光单元形成白光。如此设置的发光单元自发光可以减少彩色量子片的设置，进而便于器件的制备。并且，由每组发光单元发出的光直接形成的白光，由于不经过量子点等色转换方式，能够提高发光效率。

根据本公开的实施例，如图1和图2所示，所述微型LED芯片阵列10还可与包括：绝缘层107，其设置在所述台面结构上并且包括用于暴露出部分第一半导体层104和所述至少两个凸台11上的部分第二半导体层106的接触孔，其中所述至少两个凸台中的每个凸台上方的绝缘层上开设有多个接触孔，以用于形成多个发光单元；金属层109，其设置在暴露出的所述部分第一半导体层104和所述部分第二半导体层106上；金属块110，其设置在所述金属层109上。值得注意的是，每个凸台上方的绝缘层上的接触孔的数量对应于每个凸台上发光单元的数量。优选地，绝缘层可以是消光层或钝化层，其中消光层的材料可以是诸如黑色的深色色阻或非金属层等消光材料。

在本公开的一个实施例中，所述绝缘层107可以开设有多个第一接触孔1071和多个第二接触孔1072，所述多个第一接触孔1071中的每个第一接触孔暴露出部分第一半导体层104并且所述多个第二接触孔1072中的每个第二接触孔暴露出所述凸台上的部分第二半导体层106，其中所述多个第二接触孔1072根据预设接触孔尺寸和预设孔间尺寸来开设。

在该实施例中，在绝缘层上开设多个第二接触孔时，可以根据预先设定的接触孔尺寸来确定待开设的第二接触孔的尺寸，并且可以根据预先设定的孔间尺寸来确定各个第二接触孔之间的距离，由此在每个凸台上得到符合需求的第二接触孔矩阵。因此，既可以提高微型LED器件的开口率，又可以改善设置在第二接触孔中的电极的电流拓展引发的光学串扰现象。

值得注意的是，图2中所示的接触孔的数量仅是示意性的，尤其第二接触孔1072的数量可以根据所需发光单元的数量来确定。另外，在台面结构包括多个凸台的情况下，每个凸台都如上所述设置绝缘层和第二接触孔，因此，可以根据所需发光单元数量来确定凸台的数量以及凸台上第二接触孔的数量。

在本公开的一个实施例中，所述微型LED芯片阵列10还可以包括电流扩展层108，所述电流扩展层108设置在暴露出的所述部分第一半导体层104和所述部分第二半导体层106上，并且所述金属层109设置在所述电流扩展层108上。优选地，所述电流扩展层可以包括氧化铟锡层。通过设置电流扩展层可以提高出光效率。

在本公开的一些实施例中，所述衬底101可以是蓝宝石衬底，所述第一半导体层104可以是N-GaN层，所述第二半导体层106可以是P-GaN层，所述第三半导体层103可以是U-GaN层。

在本公开的一个实施例中，所述金属块用于通过回流形成金属凸点，以便微型LED芯片阵列倒装键合在驱动基板上。所述金属块的材料可以包括铟，铟的熔点低，尤其适用于较低温的倒装焊，当然还可以包括任意适用的金属。

需要说明的是，相关技术中存在两种类型的结构：一种是Mesa结构，在这种结构中，台面结构包括大量的凸台，每个凸台上形成一个发光单元，这些凸台通过ICP等干刻技术实现，而ICP等干刻技术会导致刻蚀方向表面(凸台侧面)有残留，接触面不平整，由此大量凸台的侧面会出现这种情况，从而会对器件的稳定性造成影响；另一种是F-Mesa结构，在这种结构中，台面结构包括一个凸台，在一个凸台上形成多个发光单元，由于凸台的表面积过大，会造成漏电流更大，进而影响器件的电性能。根据本公开的技术方案，可以形成包括至少两个凸台的台面结构，每个凸台上可以形成多个发光单元，由此控制凸台的数量和每个凸台上的发光单元的数量，从而避免了凸台过多所造成的凸台总侧面积过大，进而提高了器件的稳定性，并且避免了凸台面积过大所造成的漏电流过大，进而改善了器件的电性能。

本公开还提供了一种显示装置。该显示装置包括上述微型LED器件以及用于封装所述微型LED器件的封装组件。其中所述封装组件上设有彩色量子片。如图5所示，显示装置2包括微型LED器件1和封装组件，该封装组件包括封装盖板21，该封装盖板包括开口211，用于暴露发光单元111，彩色量子片22可以设置在该封装盖板上。

该显示装置可应用于电子设备，以实现增强现实(Augmented Reality，AR)、虚拟现实(Virtual Reality，VR)、扩展现实(Extended Reality，XR)、混合现实(MixedReality，MR)等技术。例如，该显示装置可以是电子设备的投影部分，例如投影仪、抬头显示(Head Up Display，HUD)等；又例如，该显示装置也可以是电子设备的显示部分，例如该电子设备可以包括：智能手机、智能手表、笔记本电脑、平板电脑、行车记录仪、导航仪、头戴式设备等任何具有显示屏的设备。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种微型LED器件，其中，所述微型LED器件包括：

驱动基板；

微型LED芯片阵列，其倒装键合在所述驱动基板上，并且所述微型LED芯片阵列包括台面结构，所述台面结构包括至少两个凸台，所述至少两个凸台中的每个凸台上设有多个发光单元。

2.根据权利要求1所述的微型LED器件，其中，所述微型LED芯片阵列自下而上依次包括第一半导体层、量子阱结构和第二半导体层，并且所述至少两个凸台中的每个凸台依次包括第一半导体层、量子阱结构和第二半导体层。

3.根据权利要求1所述的微型LED器件，其中，所述每个凸台上设有至少一组发光单元，每组发光单元中的发光单元数量为3个或以上。

4.根据权利要求3所述的微型LED器件，其中，所述至少一组发光单元上方设有彩色量子片，所述彩色量子片上设有与所述至少一组发光单元相对应的至少一组彩色量子点，每组彩色量子点包括2种或以上的颜色的量子点。

5.根据权利要求3所述的微型LED器件，其中，所述每组发光单元中的发光单元发出不同颜色的光，使得每组发光单元形成白光。

6.根据权利要求2所述的微型LED器件，其中，所述微型LED芯片阵列还包括：

绝缘层，其设置在所述台面结构上并且包括用于暴露出部分第一半导体层和所述至少两个凸台上的部分第二半导体层的接触孔，其中所述至少两个凸台中的每个凸台上方的绝缘层上开设有多个接触孔，以用于形成多个发光单元；

金属层，其设置在暴露出的所述部分第一半导体层和所述部分第二半导体层上；

金属块，其设置在所述金属层上。

7.根据权利要求6所述的微型LED器件，其中，所述绝缘层开设有多个第一接触孔和多个第二接触孔，所述多个第一接触孔中的每个第一接触孔暴露出部分第一半导体层并且所述多个第二接触孔中的每个第二接触孔暴露出所述凸台上的部分第二半导体层，其中所述多个第二接触孔根据预设接触孔尺寸和预设孔间尺寸来开设。

8.根据权利要求6所述的微型LED器件，其中，所述微型LED芯片阵列还包括电流扩展层，所述电流扩展层设置在暴露出的所述部分第一半导体层和所述部分第二半导体层上，并且所述金属层设置在所述电流扩展层上。

9.一种显示装置，其中，所述显示装置包括权利要求1至8中任一项所述的微型LED器件以及用于封装所述微型LED器件的封装组件。

10.根据权利要求9所述的显示装置，其中，所述封装组件上设有彩色量子片。

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