微型发光器件

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种微型发光器件。

背景技术

Micro-LED(Microlight-emitting diode,微米发光二极管)芯片具有尺寸小、集成度高和自发光等特点，被认为是最有前途的下一代新型显示技术，早期的LED(Light-emitting diode，发光二极管)显示屏像素采用红绿蓝(RGB)三基色的LED结合而成，由于封装体尺寸较大，使得像素间距达到20mm(pixel pitch 20mm,P20)左右。随着芯片尺寸缩小和封装水平提高，微米LED(micro LED)则进一步把芯片尺寸缩减至50μm以下，然而Micro-LED芯片的正负电极之间需要保持一定的安全距离，普通的倒装结构正负电极同位于顶面一侧，使得进一步缩小芯片的尺寸变得困难。

因此，亟需提供一种新的微型发光器件，以在保持安全距离的情况下进一步的缩小尺寸。

发明内容

因此，为克服现有技术中的至少部分缺陷，本发明实施例提供了一种微型发光器件，能够在保持安全距离的情况下进一步的缩小尺寸。

具体地，一方面，本发明一个实施例提供一种微型发光器件，包括：发光功能层，包括第一半导体层、有源层、所述第二半导体层和绝缘保护层，所述第一半导体层、所述有源层和第二半导体层依次堆叠，所述绝缘层沿从所述第二半导体层向所述第一半导体层延伸的方向覆盖所述第一半导体层、所述有源层和所述第二半导体层，并形成所述绝缘保护层的顶面和与所述顶面相连的侧面；第一电极，贯穿所述绝缘保护层并电连接所述第一半导体层；第二电极，贯穿所述绝缘保护层并电连接所述第二半导体层；其中，所述第一电极和所述第二电极中的至少一者设置在所述侧面。

在本发明的一个实施例中，所述第一电极和所述第二电极之一设置在所述侧面上，所述第一电极和所述第二电极之另一设置在所述顶面上。

在本发明的一个实施例中，所述顶面包括第一顶面，所述第一顶面位于所述第二半导体层远离所述有源层的一侧，所述第一顶面设置有第一开口，所述第一电极设置在所述侧面上，所述第二电极设置在所述第一顶面上且通过所述第一开口电连接所述第二半导体层。

在本发明的一个实施例中，所述侧面包括第一侧面，所述顶面还包括第二顶面，所述第二顶面位于所述第一半导体层邻近所述有源层的一侧，所述第二顶面设置有第二开口，所述第一电极设置在所述第一侧面上且通过所述第二开口电连接所述第一半导体层。

在本发明的一个实施例中，所述侧面包括第一侧面，所述第一侧面设置有第三开口，所述第一电极设置在所述第一侧面上且通过所述第三开口电连接所述第一半导体层。

在本发明的一个实施例中，所述顶面包括第二顶面，所述第二顶面位于所述第一半导体层邻近所述有源层的一侧，所述第二顶面设置有第二开口，所述第一电极设置在所述第二顶面上且通过所述第二开口电连接所述第一半导体层，所述第二电极设置在所述侧面上。

在本发明的一个实施例中，所述侧面包括第二侧面，所述顶面包括第一顶面，所述第一顶面位于所述第二半导体层远离所述有源层的一侧，所述第一顶面上设置有第一开口，所述第二电极位于所述第二侧面上且通过所述第一开口电连接所述第二半导体层。

在本发明的一个实施例中，所述侧面包括第二侧面，所述第二侧面上设置有第四开口，所述第二电极位于所述第二侧面上且通过所述第四开口电连接所述第二半导体层。

在本发明的一个实施例中，所述侧面包括第三侧面和第四侧面，所述第一电极和所述第二电极分别位于所述第三侧面和所述第四侧面上。

在本发明的一个实施例中，所述第三侧面和所述第四侧面相对设置。

在本发明的一个实施例中，所述顶面包括第一顶面和第二顶面，所述第一顶面位于所述第二半导体远离所述有源层的一侧，所述第二顶面位于所述第一半导体邻近所述有源层的一侧，所述第一顶面上设置有第一开口，所述第二顶面上设置有第二开口，所述第一电极通过所述第二开口电连接所述第一半导体层，所述第二电极通过所述第一开口电连接所述第二半导体层。

在本发明的一个实施例中，所述第三侧面上设置有第五开口，所述第四侧面上设置有第六开口，所述第一电极通过所述第五开口电连接所述第一半导体层，所述第二电极通过所述第六开口电连接所述第二半导体层。

在本发明的一个实施例中，所述微型发光器件还包括第一焊接金属层和第二焊接金属层，所述第一焊接金属层覆盖在所述第一电极上远离所述绝缘保护层的一侧，所述第二焊接金属层覆盖在所述第二电极上远离所述绝缘保护层的一侧。

由上可知，本发明上述实施例可以达成以下一个或多个有益效果：将微型发光器件的第一电极和第二电极中至少一个设置到侧面，使得二者位置相错开，可以减少在顶面占用的面积，在需要保持一定的安全距离的情况下，有利于缩小微型发光器件的尺寸。

通过以下参考附图的详细说明，本发明的其它方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本发明的范围的限定。还应当知道，除非另外指出，不必要依比例绘制附图，它们仅仅力图概念地说明此处描述的结构和流程。

附图说明

下面将结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细的说明。

图1为本发明第二实施例提供的一种微型发光器件的结构示意图。

图2为本发明第二实施例提供的另一种微型发光器件的结构示意图。

图3为本发明第三实施例提供的一种微型发光器件的结构示意图。

图4为本发明第三实施例提供的另一种微型发光器件的结构示意图。

图5为本发明第四实施例提供的一种微型发光器件的结构示意图。

图6为本发明第四实施例提供的另一种微型发光器件的结构示意图。

图7为本发明第五实施例提供的一种微型发光器件的结构示意图。

图8为本发明一个实施例提供的一种微型发光器件的俯视示意图。

图9为本发明另一个实施例提供的一种微型发光器件的俯视示意图。

图10为本发明另一个实施例提供的一种微型发光器件的俯视示意图。

【附图标记说明】

10：发光功能层；11：第一半导体层；12：有源层；13：第二半导体层；14：绝缘保护层；141：顶面；1411：第一顶面；1412：第二顶面；142：侧面；1421：第一侧面；1422：第二侧面；1423：第三侧面；1424：第四侧面；151：第一开口；152：第二开口；153：第三开口；154：第四开口；155：第五开口；156：第六开口；20：第一电极；30：第二电极；40：缓冲层；51：第一焊接金属层；52：第二焊接金属层；60：欧姆接触材料。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

为了使本领域普通技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明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。应当理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明实施例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、系统、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他步骤或单元。

还需要说明的是，本发明中多个实施例的划分仅是为了描述的方便，不应构成特别的限定，各种实施例中的特征在不矛盾的情况下可以相结合，相互引用。

【第一实施例】

本发明第一实施例提供一种微型发光器件100，包括发光功能层10、第一电极20和第二电极30。参照图1～图7，发光功能层10包括第一半导体层11、有源层12、第二半导体层13和绝缘保护层14，其中第一半导体层11、有源层12和第二半导体层13依次堆叠，绝缘保护层14沿从第二半导体层13向第一半导体层11延伸的方向覆盖第一半导体层11、有源层12和第二半导体层13，并形成绝缘保护层14的顶面141和与顶面141相连的侧面142。第一电极20贯穿绝缘保护层14并电连接第一半导体层11，第二电极30贯穿绝缘保护层14并电连接第二半导体层13。其中第一电极20和第二电极30中的至少一者设置在侧面142上，例如第一电极20设置在侧面142上，第二电极30设置在顶面141上；或者第二电极30设置在侧面142上，第一电极20设置在顶面141上，再或者第一电极20和第二电极30都设置在侧面142上。如此，一方面，将第一电极20或者第二电极30设置在侧面可减少电极在顶面141占用的面积，在保证第一电极20和第二电极30之间一定的安全距离的前提下，还能进一步缩小微型发光器件100的尺寸。

其中，微型发光器件100例如为Micro-LED芯片，其中第一半导体层11例如为n型半导体层，第一电极20即为微型发光器件100的N电极(负电极)，有源层12例如为多层量子阱层(MQW)，第二半导体层13例如为p型半导体层，第二电极30即为微型发光器件100的P电极(正电极)。微型发光器件100例如为蓝色Micro-LED时，第一半导体层11可以是n型氮化镓(n-GaN)层，第二半导体层13例如可以是p型氮化镓层(p-GaN)。有源层12和第二半导体层13堆叠在第一半导体层11上，但例如并不完全覆盖第一半导体层11，例如参照图1所示的方位，有源层12和第二半导体层13例如只覆盖第一半导体层11的左边部分。或者参照图8～图10，为本发明一些实施例提供的微型发光器件100的俯视结构示意图，其中，例如图8所示的结构，有源层12和第二半导体层13覆盖第一半导体层11的左下部分，暴露出第一半导体层11的右边和上边部分；例如图9所示的结构，有源层12和第二半导体层13覆盖第一半导体层11的下边部分，暴露出第一半导体层11的上边部分；再或者如图10所示的结构，有源层12和第二半导体层13覆盖第一半导体层11的左边中间部分，暴露出第一半导体层11的右边、上边和下边部分。当然，以上只是本实施例的部分举例说明，且本实施例并不限制微型发光器件100的俯视形状为如图8～10所示的四边形，还可以是其他形状。第一电极20和第二电极30例如可以是Au(金)、Pt(铂)、Ni(镍)等金属材料，绝缘保护层14例如为氧化硅材料，绝缘保护层14将第一电极20和第二电极30与内层结构绝缘，绝缘保护层14例如具有分别与第一半导体层11和第二半导体层13对应的开口，使得第一电极20和第二电极30可以分别贯穿绝缘保护层14以电连接第一半导体层11和第二半导体层13。在一些实施例中，微型发光器件100例如还包括设置在第一半导体层11远离有源层12的一侧的缓冲层40，缓冲层40在微型发光器件100的外延生长过程中可以为半导体材料的生产提供核心。在一些实施例中，第二半导体层13上设置欧姆接触材料60，绝缘保护层14覆盖欧姆接触材料60，第二电极30例如通过欧姆接触材料60与第二半导体13电连接，例如参照图1，在第二半导体13远离有源层13的一侧还设置有ITO(氧化铟锡)层作为欧姆接触材料60以使第二电极30和第二半导体层13形成欧姆接触连接。

现有倒装Micro-LED的结构中正电极(P电极)和负电极(N电极)往往设置在芯片的同一侧(同位于顶面)，而两个电极分别占据一定的面积，在需要保持一定的安全距离的情况下，Micro-LED芯片的尺寸难以进一步缩小。本实施例通过将第一电极20和第二电极30设置位置错开，有利于缩小微型发光器件100的尺寸。

【第二实施例】

本发明第二实施例提供另一种微型发光器件100，本实施例中基于本发明第一实施例提供的微型发光器件100，第一电极20设置在侧面142上，第二电极30设置在顶面141。

具体地，在一个实施例中，顶面141包括第一顶面1411，第一顶面1411位于第二半导体层13远离有源层12的一侧，第一顶面1411设置有第一开口151，第一电极20设置在侧面142上，第二电极30设置在第一顶面1411上且通过第一开口151电连接第二半导体层13。侧面142包括第一侧面1421，第一电极20设置在第一侧面1421上。

更具体地，在一个实施例中，参照图1，顶面141还包括第二顶面1412，第二顶面1412位于第一半导体层11邻近有源层12的一侧，且第二顶面1412上设置有第二开口152。第一电极20设置在第一侧面1421上且通过第二开口152电连接第一半导体层11。本实施例中例如图1中所示的方位，第二顶面1412位于第一半导体层11的左上方。

或者，在另一个具体实施例中，参照图2，第一侧面1421上设置有第三开口153，第一电极20设置在第一侧面1421上且通过第三开口153电连接第一半导体11。需要注意的是，如图2所示的第一电极20设置在第一侧面1421时，还可延伸至第二顶面1412，有利于扩大第一电极20的面积，形成良好的导通效果。当然，第一电极20也可以完全设置在第一侧面1421而不延伸至第二顶面1412，本实施例并不限制。

本实施例中并不限定第一电极20所在的侧面142即第一侧面1421的具体位置，例如参照图8，其为本发明一个实施例中提供的微型发光器件100的俯视结构示意图，例如微型发光器件100具有如图8所示的上下左右四个侧面142，第一侧面1421可以是该四个侧面142中的任意一个，如图8示出了第二顶面1421位于第一顶面1411右边和上边的结构，则第一侧面1421例如为右边和上边的侧面142时，第一电极20可以位于第一侧面1421并延伸至第二顶面1412上，或者第一侧面1421为下边的侧面142时，第一电极20例如可以位于图8中的右下角位置，也可以延伸至第二顶面1421。

当然与第一实施例相似的，如图1和图2所示，本实施例提供的微型发光器件100例如还包括设置在第一半导体层11远离有源层12的一侧的缓冲层40，缓冲层40在微型发光器件100的外延生长过程中可以为半导体材料的生产提供核心。在一些实施例中，第二半导体层13上设置欧姆接触材料60，绝缘保护层14覆盖欧姆接触材料60，第二电极30例如通过欧姆接触材料60与第二半导体13电连接，例如参照图1和图2，在第二半导体13远离有源层13的一侧还设置有ITO(氧化铟锡)层作为欧姆接触材料60以使第二电极30和第二半导体层13形成欧姆接触连接。

在本实施例中，由于第一电极20被设置在侧面142上，原来需要在顶面141上占用的面积被侧面142分担，如此减少了第一电极20在顶部141上的占用面积，相对于传统倒装芯片正负电极同位于顶面而言，本实施例中第一电极20和第二电极30之间的距离相对被拉远，如此可在保证二者之间一定安全距离的情况下进一步缩小微型发光器件100的尺寸。

【第三实施例】

本发明第三实施例提供另一种微型发光器件100，本实施例基于本发明第一实施例提供的微型发光器件100，第一电极20设置在顶面141上，第二电极30设置在侧面142上。

具体地，在一个实施例中，侧面142包括第二侧面1422。顶面141包括第二顶面1412，第二顶面1412位于第一半导体层11邻近有源层12的一侧，本实施例中例如图3中所示的方位，第二顶面1412位于第一半导体层11的左上方，第二顶面1412上设置有第二开口152，第一电极20设置在第二顶面1412上且通过第二开口152电连接第一半导体层11，第二电极30设置在第二侧面1422上。

更具体地，在一个实施例中，顶面141包括第一顶面1411，位于第二半导体层13远离有源层12的一侧。如图3所示，第一顶面1411上设置有第一开口151，第二电极30位于第二侧面1422上且通过第一开口151电连接第二半导体层13。

或者，在另一个实施例中，如图4所示，第二侧面1422上设置有第四开口154，第二电极30设置在第二侧面1422上且通过第四开口154电连接第二半导体层13。需要注意的是，如图4所示的第二电极30设置在第二侧面1422时，还可延伸至第一顶面1411，有利于扩大第二电极30的面积，形成良好的导通效果。当然，第二电极30也可以完全设置在第二侧面1422而不延伸至第一顶面1411，本实施例并不限制。

本实施例并不限定第二电极30所在的侧面142即第二侧面1422的具体位置，例如参照图9，其为本发明一个实施例中提供的微型发光器件100的俯视结构示意图，例如微型发光器件100具有如图9所示的上下左右四个侧面142，第二顶面1412例如位于第一顶面1411的上侧，则第二侧面1422可以是如图9中所示的左边、右边和下边的侧面142。

当然与第一实施例相似的，如图3所示，本实施例提供的微型发光器件100例如还包括设置在第一半导体层11远离有源层12的一侧的缓冲层40，缓冲层40在微型发光器件100的外延生长过程中可以为半导体材料的生产提供核心。在一些实施例中，第二半导体层13上设置欧姆接触材料60，绝缘保护层14覆盖欧姆接触材料60，第二电极30例如通过欧姆接触材料60与第二半导体13电连接，例如参照图3，在第二半导体13远离有源层13的一侧还设置有ITO(氧化铟锡)层作为欧姆接触材料60以使第二电极30和第二半导体层13形成欧姆接触连接。

在本实施例中，由于第二电极30被设置在侧面142上，原来需要在顶面141上占用的面积被侧面142分担，如此减少了第二电极30在顶部141的占用面积，相对于传统倒装芯片正负电极同位于顶面而言，第一电极20和第二电极30之间的距离相对被拉远，如此可在保证二者之间一定安全距离的情况下进一步缩小微型发光器件100的尺寸。

【第四实施例】

本发明的第四实施例提供另一种微型发光器件100，本实施例基于本发明第一实施例提供的微型发光器件100，其中侧面142包括第三侧面1423和第四侧面1424，第一电极20位于第三侧面1423上，第二电极30位于第四侧面1424上。其中第三侧面1423和第四侧面1424例如可以相邻或者不相邻，优选的第三侧面1423和第四侧面1424相对设置。例如图10中所示为本发明一个实施例中微型发光器件100的俯视结构示意图，第三侧面1423和第四侧面1424相邻设置。例如图5和图6中所示第三侧面1423和第四侧面1424相对设置。例如多个侧面142中有几组相对设置的侧面，则第三侧面1423和第四侧面1424优选为该几组相对设置的侧面中距离最远的一对。

具体地，在一个实施例中，如图5所示，顶面141包括第一顶面1411和第二顶面1412，第一顶面1411位于第二半导体层13远离有源层12的一侧，第二顶面1412位于第一半导体11邻近有源层12的一侧，第一顶面1411上设置有第一开口151，第二顶面1412上设置有第二开口152，第一电极20设置在第三侧面1423上且通过第二开口152电连接第一半导体11，第二电极30设置在第四侧面1424上且通过第一开口151电连接第二半导体13。

或者，在另一个实施例中，如图6所示，第三侧面1423上设置有第五开口155，第四侧面1424上设置有第六开口156，第一电极20设置在第三侧面1423上且通过第五开口155电连接第一半导体层11，第二电极30设置在第四侧面1424上且通过第六开口156电连接第二半导体层13。其中第一电极20例如还可延伸至第二顶面1412，第二电极30例如还可延伸至第一顶面1411上，本实施例并不限制。

当然与第一实施例相似的，如图5所示，本实施例提供的微型发光器件100例如还包括设置在第一半导体层11远离有源层12的一侧的缓冲层40，缓冲层40在微型发光器件100的外延生长过程中可以为半导体材料的生产提供核心。在一些实施例中，第二半导体层13上设置欧姆接触材料60，绝缘保护层14覆盖欧姆接触材料60，第二电极30例如通过欧姆接触材料60与第二半导体13电连接，例如参照图5，在第二半导体13远离有源层13的一侧还设置有ITO(氧化铟锡)层作为欧姆接触材料60以使第二电极30和第二半导体层13形成欧姆接触连接。

本实施例中，由于第一电极20和第二电极30均被设置在侧面142上，原来需要在顶面141上占用的面积被侧面142分担，相对于传统倒装芯片正负电极同位于顶面而言，第一电极20和第二电极30之间的距离相对被拉远，如此可在保证二者之间一定安全距离的情况下进一步缩小微型发光器件100的尺寸。且由于第一电极20和第二电极30均位于侧面，减少了顶面的占用面积，有利于微型发光器件10沿顶面141的法向方向出光(即图1～图7的竖直方向)，可以向上或者向下发光，能实现更好的透光效果。

【第五实施例】

本发明第五实施例提供另一种微型发光器件100，本实施例提供的微型发光器件100可基于本发明第一实施例、第二实施例、第三实施例和第四实施例中任意一实施例提供的微型发光器件100。本实施例提供的微型发光器件100还包括第一焊接金属层51和第二焊接金属层52，如图7所示，第一焊接金属层51覆盖在第一电极20上远离绝缘层14的一侧，第二焊接金属层52覆盖在第二电极30上远离绝缘层14的一侧。其中第一电极20和第二电极30例如为材料熔点高于500℃的高熔点金属，例如Au等，第一焊接金属层51和第二焊接金属层52例如为材料熔点低于330℃的低熔点金属，例如Sn(锡)等。通过对第一焊接金属层51和第二焊接金属层52进行加热熔化可以使本实施例提供的微型发光器件100与键合电极之间快速焊接。

当然与第一实施例至第四实施例相似的，如图7所示，本实施例提供的微型发光器件100例如还包括设置在第一半导体层11远离有源层12的一侧的缓冲层40，缓冲层40在微型发光器件100的外延生长过程中可以为半导体材料的生产提供核心。在一些实施例中，第二半导体层13上设置欧姆接触材料60，绝缘保护层14覆盖欧姆接触材料60，第二电极30例如通过欧姆接触材料60与第二半导体13电连接，例如参照图7，在第二半导体13远离有源层13的一侧还设置有ITO(氧化铟锡)层作为欧姆接触材料60以使第二电极30和第二半导体层13形成欧姆接触连接。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。