微型发光二极管及显示装置的制作方法

本发明涉及半导体制造，特别涉及一种微型发光二极管及显示装置。

背景技术：

1、微型发光二极管(micro led)具有尺寸小、集成度高、自发光等特性。与lcd、oled显示相比，micro led在亮度、分辨率、对比度、能耗、寿命、响应速度和热稳定性等方面具有较大优势，在商业上具有广泛且重要的应用价值。例如ar(augmented reality，增强现实)、vr(virtual reality，虚拟现实)、可穿戴设备、抬头显示系统(hud：head up display，也称汽车平视显示系统)、微型投影、3d打印等显示领域，已被业内认为是ar近眼显示的终极解决方案。

2、随着在应用端追求更佳小巧轻便的过程中，micro led的尺寸需求也逐渐减小，芯片尺寸需要降至5um、2um甚至2um以下。

3、micro led产品在小型化产品应用中，更加注重轴向亮度的大小，现有的microled产品会采用微透镜折射的方式，将发光二极管的光进行汇集，微透镜通常是由透明介质层制成，将其设计适当的形状，尽量将不同角度的光集中到轴向，然而常规micro lens材料折射率大于空气中的折射率；当入射角大于临界角，很容易发生全反射，光会反射进入micro led自身外延材料，使得发光效率降低，出光率提升不明显。

4、需要说明的是，公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术

技术实现思路

1、为解决上述背景技术中提到的问题，本发明一实施例提供一种微型发光二极管，包括：

2、半导体叠层，所述半导体叠层包括依次层叠的第一半导体层、发光层和第二半导体层；

3、微型发光二极管具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面远离所述第二半导体层，与所述第一半导体层位于同一侧；所述第二表面远离所述第一半导体层，与所述第二半导体层位于同一侧；

4、所述第一表面设置有向其出光面方向凸出的微透镜结构，所述微透镜结构包覆所述第一半导体层的侧壁、所述发光层的侧壁、所述第二半导体层的部分或全部侧壁；

5、所述微透镜结构的外表面设置有粗糙颗粒。

6、在上述实施例的基础上，进一步的，所述微透镜结构材料为光密介质胶材，优选二氧化硅或氮化硅材料。

7、在上述实施例的基础上，进一步的，所述微透镜结构外表面的粗糙度为100nm-1000nm。

8、在上述实施例的基础上，进一步的，所述微透镜结构的剖面形状为半圆形、弧形、三角形、圆柱、梯形、蜂窝状中的至少一种。

9、在上述实施例的基础上，进一步的，所述粗糙颗粒设置在所述微透镜结构的外表面区域b中，所述微透镜结构的外表面区域a未设置所述粗糙颗粒；所述区域a由所述微透镜结构的外表面中心向四周延伸至所述区域b；

10、所述半导体叠层相对两侧壁之间的最大宽度为d1，所述区域a的外周边缘线之间的直线距离为r，所述0≤r≤d1。

11、在上述实施例的基础上，进一步的，所述发光层相对两侧壁之间的宽度d2，所述0≤r≤d2。

12、在上述实施例的基础上，进一步的，所述第一半导体层相对两侧壁之间的宽度d3，所述0≤r≤d3。

13、在上述实施例的基础上，进一步的，还包括绝缘保护层，所述绝缘保护层依次从所述第一半导体层的上表面、第一半导体层的侧壁、发光层的侧壁延伸至所述第二半导体层的侧壁；

14、位于所述第一半导体层的上表面的绝缘保护层设置有通孔，所述通孔贯穿所述绝缘保护层至所述第一半导体层；

15、还包括：

16、第一共电极，所述第一共电极覆盖在所述绝缘保护层表面并填充所述通孔，与所述第一导体层电性连接；

17、第二共电极，所述第二共电极设置在所述第二半导体层远离所述发光层的一侧，与所述第二半导体层电性连接。

18、在上述实施例的基础上，进一步的，所述第一共电极和所述第一半导体层之间，设置有第一欧姆接触层，所述第一欧姆接触层由透明导电材料形成。

19、在上述实施例的基础上，进一步的，所述第二半导体层远离所述发光层的一侧与所述第二共电极之间，还设置有第二欧姆接触层。

20、在上述实施例的基础上，进一步的，还包括反射层，所述反射层设置在所述第二欧姆接触层远离所述发光层的一侧。

21、在上述实施例的基础上，进一步的，所述反射层由包含ag、ni、al、rh、pd、i r、ru、mg、zn、pt、au以及hf中的至少一种金属或者合金形成。

22、本发明还提供一种发光装置，包括驱动基板以及像素单元，所述像素单元为微型发光二极管，多个所述微型发光二极管成阵列分布于安装基板上；其中，微型发光二极管包括：

23、半导体叠层，所述半导体叠层包括依次层叠的第一半导体层、发光层和第二半导体层；

24、微型发光二极管具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面远离所述第二半导体层，与所述第一半导体层位于同一侧；所述第二表面远离所述第一半导体层，与所述第二半导体层位于同一侧；

25、所述第一表面设置有向其出光面方向凸出的微透镜结构，所述微透镜结构包覆微型发光二极管的第一半导体层的侧壁、所述发光层的侧壁、所述第二半导体层的部分或全部侧壁；

26、所述微透镜结构的外表面设置有粗糙颗粒。

27、在上述实施例的基础上，进一步的，还包括绝缘保护层，所述绝缘保护层依次从所述第一半导体层的上表面、第一半导体层的侧壁、发光层的侧壁延伸至所述第二半导体层的侧壁；

28、位于所述第一半导体层的上表面的绝缘保护层设置有通孔，所述通孔贯穿所述绝缘保护层至所述第一半导体层；

29、还包括，

30、第一共电极，所述第一共电极覆盖在所述绝缘保护层表面并填充所述通孔，与所述第一导体层电性连接；

31、多个微型发光二极管的第一共电极连接为一体；

32、第二共电极，所述第二共电极设置在所述第二半导体层远离所述发光层的一侧，与所述第二半导体层电性连接；

33、多个微型发光二极管的第二共电极连接为一体。

34、在上述实施例的基础上，进一步的，多个所述微型发光二极管通过第二共电极上设置键合导电层与所述安装基板电性连接。

35、在上述实施例的基础上，进一步的，微型发光二极管半导体叠层底部与所述微透镜结构外表面的最短距离为l1，不同微型发光二极管的半导体叠层之间的距离为d2，满足0＜l1≤d/2。

36、本发明提供的微型发光二极管通过将微透镜结构包覆至微型发光二极管半导体叠层的侧壁，微透镜结构不仅能够能很好的保护发光二极管的侧壁结构，并且能够对有源层从侧壁的发出光进行汇聚，提高了发光二极管的发光亮度；同时在微透镜结构表面设置了粗糙颗粒，能够显著降低有源层射出的光在微透镜结构中发生全反射的机率，从而大大提高了发光二极管的光提取效率。

37、本发明的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分的技术特征和有益效果可以从说明书中显而易见地得出，或者是通过实施本发明而了解。