发光二极管结构、发光器件以及显示装置的制作方法

本技术涉及半导体器件领域，特别是涉及一种发光二极管结构、发光器件以及显示装置。

背景技术：

1、发光二极管作为常用的发光器件，其原理是通过电子与空穴复合释放能量发光，尤其在照明领域应用广泛。发光二极管可高效地将电能转化为光能，在现代社会具有广泛的用途，如照明、平板显示以及医疗器件等领域。传统发光二极管结构主要通过金属有机物化学气相沉积(mocvd)的方法在蓝宝石衬底上制备得到。但由于蓝宝石的电导率较低，基本上为绝缘体，所以必须进行台面蚀刻(mesa)外延层表面形成台面结构，台面结构会带来以下缺点。

2、从原理上水平结构发光二极管电流只能通过横向扩展，在台面处极易产生电流拥堵效应(current crowding effect)，电流拥堵效应会导致严重的电流分布不均，分布不均不仅会导致发光不均，光输出功率下降，进而导致电光转换效率降低；还会导致局部区域电流密度过大，导致产生过多的焦耳热，从而加速器件老化，发光二极管结构寿命下降等问题。对于小功率发光二极管结构，电流热效应尚可通过各种散热手段缓解，但对于大电流驱动的大功率发光二极管结构，水平结构的电流拥堵效应将会更加严重，会造成水平结构发光二极管结构低下的电光转换效率。

技术实现思路

1、基于此，为了进一步改善电流分布，减少电流拥堵效应并提高发光二极管的发光通量，有必要提供一种发光二极管结构、发光器件以及显示装置。

2、本实用新型提供一种发光二极管结构，包括衬底、第一电极、绝缘结构、金属保护层、电流阻挡层、金属反射层、第一氮化镓层、多量子阱层、第二氮化镓层以及第二电极，

3、其中，所述绝缘结构包括绝缘环柱以及绝缘层，所述第一电极包括第一电极柱以及第一电极层，所述的电流阻挡层的表面具有多个不连续的镂空的圆孔结构，

4、所述第一电极层的一侧与所述衬底的一侧接触，所述第一电极层的另一侧与所述第一电极柱的一侧以及所述绝缘层的一侧接触，所述绝缘层的另一侧与所述绝缘环柱的一侧以及所述金属保护层的一侧接触，所述绝缘环柱以及所述绝缘层包绕所述第一电极柱，所述金属保护层包绕所述电流阻挡层以及设置在所述电流阻挡层上的所述金属反射层，所述金属保护层的另一侧与所述金属反射层远离所述衬底的一侧平齐，所述第一氮化镓层、所述多量子阱层以及所述第二氮化镓层依次层叠设置在所述金属反射层远离衬底的一侧上，所述第一氮化镓层靠近衬底的一侧以及所述第二电极靠近所述衬底的一侧平齐，且与所述金属保护层的另一侧接触，所述第一电极柱的另一侧以及所述绝缘环柱的另一侧在所述第二氮化镓层中。

5、在其中一个实施例中，还包括在所述衬底与所述第一电极之间依次层叠设置的阻挡层、键合层以及粘结层，所述粘结层的一侧与所述衬底的一侧接触，所述粘结层的另一侧与所述键合层的一侧接触，所述键合层的另一侧与所述阻挡层的一侧接触，所述阻挡层的另一侧与所述第一电极层的一侧接触。

6、在其中一个实施例中，还包括设置在所述第二氮化镓层上的钝化层，所述钝化层包绕所述第二氮化镓层、所述多量子阱层以及第一氮化镓层。

7、在其中一个实施例中，所述电流阻挡层上相邻的两个圆孔圆心间的距离为15μm～50μm。

8、在其中一个实施例中，所述电流阻挡层上的圆孔的半径为3μm～8μm。

9、在其中一个实施例中，所述金属反射层的厚度为100nm～1200nm。

10、在其中一个实施例中，所述第一氮化镓层的厚度为0.01μm～3μm。

11、在其中一个实施例中，所述第二氮化镓层的厚度为0.01μm～6μm。

12、进一步地，本实用新型提供一种发光器件，包含如上述的发光二极管结构。

13、更进一步地，本实用新型提供一种显示装置，包括线路板以及如上述的发光器件，所述发光器件通过所述发光二极管结构的第一电极和第二电极与所述线路板电连接。

14、上述发光二极管结构的电流阻挡层中设置有分布均匀多个镂空圆孔，使发光二极管结构底部布满密集的小孔，当发光二极管工作时电流会被强制扩散到发光二极管整面再从小孔中通过，改善发光二极管整体的电流分布而提高亮度，能有效改善发光二极管的电极远端暗区等现象。使得相同发光面积下，使用此发光二极管的发光器件具有更高的发光通量。

技术特征：

1.一种发光二极管结构，其特征在于，包括衬底、第一电极、绝缘结构、金属保护层、电流阻挡层、金属反射层、第一氮化镓层、多量子阱层、第二氮化镓层以及第二电极，

2.如权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于，还包括在所述衬底与所述第一电极之间依次层叠设置的阻挡层、键合层以及粘结层，所述粘结层的一侧与所述衬底的一侧接触，所述粘结层的另一侧与所述键合层的一侧接触，所述键合层的另一侧与所述阻挡层的一侧接触，所述阻挡层的另一侧与所述第一电极层的一侧接触。

3.如权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于，还包括设置在所述第二氮化镓层上的钝化层，所述钝化层包绕所述第二氮化镓层、所述多量子阱层以及第一氮化镓层。

4.如权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于，所述电流阻挡层上相邻的两个圆孔圆心间的距离为15μm～50μm。

5.如权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于，所述电流阻挡层上的圆孔结构的半径为3μm～8μm。

6.如权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于，所述金属反射层的厚度为100nm～1200nm。

7.如权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于，所述第一氮化镓层的厚度为0.01μm～3μm。

8.如权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于，所述第二氮化镓层的厚度为0.01μm～6μm。

9.一种发光器件，其特征在于，包含如权利要求1～8任一项所述的发光二极管结构。

10.一种显示装置，其特征在于，包括线路板以及如权利要求9所述的发光器件，所述发光器件通过所述发光二极管结构的第一电极和第二电极与所述线路板电连接。

技术总结
本技术公开了一种发光二极管结构以及发光器件，包括衬底、第一电极、绝缘结构、金属保护层、电流阻挡层、金属反射层、第一氮化镓层、多量子阱层、第二氮化镓层以及第二电极，其中，电流阻挡层包括多根电流阻挡柱，每根电流阻挡柱均与金属反射层接触，绝缘环柱与绝缘层包绕第一电极柱，第一氮化镓层、多量子阱层、第二氮化镓层、金属反射层、电流阻挡层以及金属保护层包绕绝缘环柱层。电流阻挡层中设置有分布均匀多个开孔，使发光二极管结构底部布满密集的小孔，当发光二极管工作时电流会被强制扩散到发光二极管整面再从小孔中通过，改善发光二极管电流分布而提高亮度；使得相同发光面积下，使用此发光二极管的发光器件具有更高的发光通量。

技术研发人员：李国强
受保护的技术使用者：广州市众拓光电科技有限公司
技术研发日：20221109
技术公布日：2024/1/13