LED组件、发光装置和电子设备的制作方法

本发明涉及发光二极管技术领域，具体的，涉及LED组件、发光装置和电子设备。

背景技术：

Micro LED技术，即LED微缩化和矩阵化技术，指的是在一个芯片上集成的高密度微小尺寸的LED阵列，如LED显示屏每一个像素可定址、单独驱动点亮，可看成是户外LED显示屏的微缩版，将像素点距离从毫米级降低至微米级。比起传统的拼接显示屏来说该技术优点很多：无拼缝、亮度高、对比度高、占用空间小。但由于微LED阵列在划线和腐蚀的过程中，在器件侧面会引起大量的晶格缺陷，导致对应位置的位错密度明显高于器件中间位置，存在LED出光均匀性和稳定性差的问题。

因而，目前的LED器件相关技术仍有待改进。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

本发明是基于发明人的以下发现和认识而完成的：

在研究过程中，发明人发现现有LED组件(结构示意图参照图1)多少都存在一些出光均匀性和稳定性差的问题，通过进一步研究发明人发现，导致LED组件出光均匀性和稳定性差的原因在于LED阵列在划线和腐蚀过程中，在器件侧面会引起大量的晶格缺陷，由此，高密度的位错导致LED出光均匀性和稳定性变差。基于上述发现，发明人进行了深入研究，提出在P/N型半导体的接触界面设计介电层将其隔开，并在位错密度低的中间位置设计开口，通过控制P-N结在器件中的位置，来避开位错密度高的器件侧面，实现出光的稳定性和均一性。

鉴于此，在本发明的一个方面，本发明提供了一种LED组件。根据本发明的实施例，该LED组件包括：第一电极；N型半导体层，所述N型半导体层设置于所述第一电极的一侧；介电层，所述介电层设置于所述N型半导体层远离所述第一电极的一侧，且所述介电层内部设置有过孔；P型半导体层，所述P型半导体层设置于所述介电层远离所述N型半导体层的一侧；第二电极，所述第二电极设置于所述P型半导体层远离所述介电层的一侧，其中，所述N型半导体层和所述P型半导体层通过所述过孔接触。发明人发现，通过设置介电层将P型半导体层和N型半导体层隔开，并在介电层中设置过孔使P型半导体层和N型半导体层在过孔位置接触，可以有效避免划线或腐蚀产生的缺陷和位错对LED产生的负面影响，提高LED组件的出光稳定性和均匀性。

根据本发明的实施例，所述第一电极的反射率不低于50％。

根据本发明的实施例，形成所述第一电极的材料包括铝、银、金和铜中的至少一种。

根据本发明的实施例，形成所述介电层的材料包括二氧化硅和氮化硅中的至少一种。

根据本发明的实施例，所述第二电极包括多个子电极，所述多个子电极在所述P型半导体层远离所述介电层的一侧彼此间隔设置。

根据本发明的实施例，所述第二电极呈网格状。

根据本发明的实施例，所述第二电极的光透过率不低于50％。

根据本发明的实施例，形成所述第二电极的材料包括金、银、铜、铂、氧化锡、氧化铟、氧化锌、氟掺杂氧化锡、锑掺杂氧化锡、氧化铟锡、铝掺杂氧化锌中的至少一种。

在本发明的另一方面，本发明提供了一种发光装置。根据本发明的实施例，该发光装置包括前面所述的LED组件。本领域技术人员可以理解，该发光装置具有前面所述的LED组件的所有特征和优点，在此不再一一赘述。

在本发明的又一方面，本发明提供了一种电子设备。根据本发明的实施例，该电子设备包括前面所述的LED组件。本领域技术人员可以理解，该发光装置具有前面所述的LED组件的所有特征和优点，在此不再一一赘述。

附图说明

图1显示了现有LED组件的结构示意图。

图2显示了根据本发明一个实施例的LED组件的剖面结构示意图。

图3显示了根据本发明另一个实施例的LED组件的剖面结构示意图。

图4显示了根据本发明又一个实施例的LED组件的剖面结构示意图。

图5显示了根据本发明再一个实施例的LED组件的剖面结构示意图。

图6显示了根据本发明一个实施例的第二电极的平面结构示意图。

附图标记：

10：第一电极 20：N型半导体层 30：介电层 40：P型半导体层 50：第二电极 60：LED组件侧面32：过孔 24、42和34：N型半导体层和P半导体层的接触面 52：子电极

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

在本发明的一个方面，本发明提供了一种LED组件。根据本发明的实施例，参照图2，该LED组件包括：第一电极10；N型半导体层20，所述N型半导体层20设置于所述第一电极10的一侧；介电层30，所述介电层30设置于所述N型半导体层20远离所述第一电极10的一侧，且所述介电层30内部设置有过孔32；P型半导体层40，所述P型半导体层40设置于所述介电层30远离所述N型半导体层20的一侧；第二电极50，所述第二电极50设置于所述P型半导体层40远离所述介电层30的一侧，其中，所述N型半导体层20和所述P型半导体层40通过所述过孔32接触，接触面为24。发明人发现，通过设置介电层将P型半导体层和N型半导体层隔开，并在介电层中设置过孔使P型半导体层和N型半导体层在过孔位置接触，可以有效避免划线或腐蚀产生的缺陷和位错对LED产生的负面影响，提高LED组件的出光稳定性和均匀性。

根据本发明的实施例，为了更好的提高LED组件的出光稳定性和均匀性，将过孔设置于介电层的中间位置，由此，可以有效避开位错密度较高的器件侧面，使得P型半导体层和N型半导体层在位错密度低的器件中间位置接触形成P-N结，从而LED组件性能得到显著改善，出光稳定性和均匀性明显提高。

根据本发明的实施例，所述N型半导体层和所述P型半导体层通过所述过孔接触的具体方式没有特别限制，只要其能够在过孔位置有效接触形成P-N结即可。在本发明的一些实施例中，参照图2，可以使得N型半导体层20填充过孔32，N型半导体层和P型半导体层之间形成接触面24。在本发明的另一些实施例中，参照图3，可以使得P型半导体层40填充所述过孔32，N型半导体层和P型半导体层之间形成接触面42。在本发明的再一些实施例中，参照图4，可以使得N型半导体层和P型半导体层的各一部分共同填充过孔32，N型半导体层和P型半导体层之间形成接触面34。

根据本发明的实施例，设置第一电极具有较高的反射率，可以有效提高LED组件的使用性能和光利用率。在本发明的一些实施例中，所述第一电极的反射率不低于50％。由此，可以有效保证LED组件的工作性能和使用效果，且本领域技术人员可以理解，第一电极的反射率越高，LED组件的性能越理想。

根据本发明的实施例，形成所述第一电极的材料没有特别限制，只要满足上述反射率要求即可，本领域技术人员可以根据需要灵活选择。在本发明的一些实施例中，形成所述第一电极的材料包括铝、银、金和铜中的至少一种。由此，材料来源广泛，成本低廉，且具有较高的反射率，有利于进一步提高LED组件的使用性能。另外，上述材料可以使得第一电极的功函数与N型导体层之间匹配，形成欧姆接触，接触电阻低。

根据本发明的实施例，形成介电层的具体材料没有特别限制，只要能够有效将P型半导体层和N型半导体层分隔开来，且不影响LED组件的正常工作即可。在本发明的一些实施例中，形成所述介电层的材料可以包括二氧化硅和氮化硅中的至少一种。由此，材料来源广泛，价廉易得，且易于加工，同时不会对LED组件的正常工作产生负面影响。

根据本发明的实施例，为了提高LED组件的使用效果，要求第二电极具有较高的透过率。在本发明的一些实施例中，所述第二电极的光透过率不低于50％。由此，能够保证LED组件具有较佳的使用性能。当然，本领域技术人员可以理解，第二电极的透过率越高，LED组件的性能越理想。

根据本发明的实施例，为了进一步提高第二电极的透过率，可以将第二电极设置为利于透光的结构，或选择利于透光的材料形成第二电极。具体的，在本发明的一些实施例中，参照图5，第二电极可以包括多个子电极52，多个子电极52在所述P型半导体层40远离介电层30的一侧彼此间隔设置。且多个子电极的具体形状也没有特别限制，只要满足正常的工作需要，本领域可以根据需要进行选择，例如多个子电极可以为条形等。由此，有利于提高第二电极的透过率，进而提高LED组件的使用性能。在本发明的另一些实施例中，参照图6，第二电极还可以呈网格状。由此，有利于进一步提高第二电极的透过率，进而提高LED组件的使用性能。

根据本发明的实施例，形成所述第二电极的材料没有特别限制，只要满足上述透过率要求，保证LED组件正常工作，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。在本发明的一些实施例中，形成所述第二电极的材料可以包括金、银、铜、铂、氧化锡、氧化铟、氧化锌、氟掺杂氧化锡、锑掺杂氧化锡、氧化铟锡、铝掺杂氧化锌中的至少一种。由此，既可以保证良好的导电性能，又具有理想的透过率，有利于进一步提高LED组件的使用性能。另外，上述材料可以使得第二电极的功函数与P型导体层之间匹配，形成欧姆接触，接触电阻低。

在本发明的另一方面，本发明提供了一种发光装置。根据本发明的实施例，该发光装置包括前面所述的LED组件。本领域技术人员可以理解，该发光装置具有前面所述的LED组件的所有特征和优点，在此不再一一赘述。当然，本领域技术人员可以理解，除了上述LED组件之外，本发明所述的发光装置还包括常规发光装置所具备的必要的结构和部件，例如电源线、支撑结构等等，在此不再一一赘述。

根据本发明的实施例，该发光装置的具体种类不受特别限制，可以为任何具有发光功能的装置，例如包括但不限于照明装置、指示灯、液晶显示器的背光源等等。

根据本发明的实施例，制备上述LED组件的方法没有特别限制，可以采用本领域任何已知的方法制备。在本发明的一些实施例中，可以按照以下步骤制备LED组件：形成第一电极；在所述第一电极的一侧形成N型半导体层；在所述N型半导体层远离所述第一电极的一侧形成介电层，所述介电层内部设置有过孔；在所述介电层远离所述N型半导体层的一侧形成P型半导体层，且所述P型半导体层与所述N型半导体层通过所述过孔接触；在所述P型半导体层远离所述介电层的一侧形成第二电极。由此，步骤简单，操作方便。在本发明的一些实施例中，所述第一电极、N型半导体层、介电层、P型半导体层和第二电极可以各自独立的通过化学气相沉积或物理气相沉积的方法形成，例如淀积、蒸镀、磁控溅射等。由此，工艺成熟、成本较低，易于实现自动化、规模化生产。

在本发明的又一方面，本发明提供了一种电子设备。根据本发明的实施例，该电子设备包括前面所述的LED组件。本领域技术人员可以理解，该电子设备具有前面所述的LED组件的所有特征和优点，在此不再一一赘述。

根据本发明的实施例，该电子设备的具体种类也没有特别限制，例如可以为显示设备，如手机、平板电脑、计算机显示器、电视机、显示屏幕等，以及可穿戴设备等。当然，本领域技术人员可以理解，除了上述LED组件，本发明的电子设备还包括常规电子设备必要的结构和部件，例如显示屏幕还具备彩膜基板、阵列基板、液晶或有机发光物质、以及必要的电路结构等等。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元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发明的限制。

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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。