柔性发光器件制造技术

本发明专利技术提供一种柔性发光器件，其由复数个微米尺寸的LED元件阵列在衬底上形成，并且采用金属背板作为负极，石墨烯层作为透明导电层和正极，从而降低生产成本，简化生产流程；并且由于石墨烯的柔性，可以形成柔性发光器件。

【技术实现步骤摘要】
柔性发光器件
本技术属于半导体
，尤其涉及柔性发光器件。
技术介绍
目前常用显示器常为LCD显示器，更具优势的是OLED显示器，但其像素点距离均在毫米级别，无法实现微米级。而MicroLED可以将显示器的像素点距离降低至微米级。MicroLED显示器，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。MicroLED具有高效率、高亮度、高可靠度及反应时间快等特点，并且具自发光无需背光源的特性，更具节能、机构简易、体积小、薄型等优势。MicroLED显示器中通常采用氧化铟锡（ITO）作为透明导电层，金作为LED的电极，然而由于（1）ITO阻值高，刚性强，易折断，且其中的铟成分在地壳中分布量比较小，且很分散，属于稀有金属，是稀缺资源；（2）金是一种贵金属，制造成本高，MicroLED显示器的制造成本较高，限制了MicroLED显示器的广泛市场应用。
技术实现思路
为解决上述的技术问题，本技术提供柔性发光器件，其采用石墨烯作为电极替代ITO和金属电极，以提高发光二极管的发光效率，降低了制造成本，解决了柔性背光产品多元化的需求。具体技术方案如下：柔性发光器件，至少包括：一衬底；间隔排列于衬底上的复数个LED元件，所述LED元件至少包括依次层叠的外延片和透明导电层；其特征在于：所述复数个LED元件共用一个衬底；所述衬底内部与LED元件对应位置具有复数个贯穿衬底的通孔；所述衬底的背面还具有金属背板，所述金属背板具有复数个与通孔对应的凸起，所述凸起插入通孔内并与外延片电性导通；所述LED表面还置有一石墨烯层和柔性透明保护膜，其中，石墨烯层与外部电源连接；所述石墨烯层和金属背板接入电源后，将电流注入LED元件内，使LED元件发射一定波长的光并穿过柔性保护膜发射。优选的，所述石墨烯层的厚度范围为100~3000埃。优选的，所述柔性透明保护膜包括：PE、PVC、PC、或者PU。优选的，所述柔性透明保护膜的厚度范围为0.1-100微米。优选的，所述外延片为P-I-N结构，至少包括依次层叠的N型层、发光层和P型层。优选的，所述通孔的深度大于或等于所述衬底的厚度。优选的，所述金属背板为一体结构，所述复数个LED元件共用一个金属背板。优选的，所述金属背板由复数个电性隔离的子金属背板组成，所述每个子金属背板与一个LED元件对应。优选的，所述金属背板为金或铬或铂或钛或镍单层结构或者任意几种形成的多层结构。优选的，所述LED元件的宽度为80~100微米。本技术采用石墨烯替代传统的microLED显示器中的透明导电层和P电极，由于石墨烯材料来源广泛、生产成本低廉、良好的柔性、出色的导电性、导热性、优异的物理与化学稳定性等优点，既能提高发光二极管的发光效率，又降低了制造成本，解决了柔性背光产品多元化的需求。附图说明图1为本技术之发光器件之截面结构示意图。图2为本技术之发光器件之俯视结构示意图。具体实施方式在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本技术。根据下面说明和权利要求书，本技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本技术实施例的目的。参看附图1，本专利技术在公开了柔性发光器件，至少包括一衬底10、间隔排列于衬底10上的复数个LED元件，LED元件表面还覆盖石墨烯层30和柔性透明保护膜50。复数个LED元件共用一个衬底10，并周期性排列于衬底10上（如图2所示），衬底10内部与LED元件对应位置具有复数个贯穿衬底的通孔12，衬底10的背面还具有金属背板40，金属背板40具有复数个与通孔12对应的凸起41，凸起41插入通孔12内并与外延片20电性导通。石墨烯层30和金属背板40分别作为电极，与外部电源的正、负两极连接，使LED元件发光。衬底10材料可以为蓝宝石、碳化硅、硅等，可以对衬底10进行图形化处理，形成图形化衬底；也可以不对衬底进行图形化处理，使其表面为平整型，形成平片衬底，本实施例优选图形化蓝宝石衬底。通孔12的深度大于或等于衬底10的厚度，本实施例中优选通孔12的深度等于衬底10的厚度。相对应地，凸起41的高度和直径与通孔12的深度和直径一致。金属背板40为一体结构，复数个LED元件共用一个金属背板40。在其他实施例中，金属背板40也可以为由多个不连续且相互隔离的子金属背板组成。但是一体结构的金属背板40在制作时，制程较为简单，只需一步制程即可完成，其材料为金属，例如金或铬或铂或钛或镍，结构可以为前述一种金属形成的单层结构或者任意几种形成的多层结构，本实施例中可选用导电性较好的金单层结构，也可以为由金/铬/铂/钛/镍层叠而成的多层结构。本专利技术中衬底10无需移除，而是采用在衬底10内开孔的方式，让金属背板40的凸起41与外延层20电性接触，注入电流。其中，LED元件至少包括依次层叠的外延片20，外延片20为P-I-N结构，至少包括依次层叠的N型层、发光层和P型层，其材料根据外延片的发光颜色需要而定，例如n-GaN/InGaN/p-GaN为蓝光外延片，LED元件的宽度为80~100微米，该尺寸小于常规白光照明LED的尺寸，因此当其应用于LED显示器时，像素更高。石墨烯层30的厚度范围为100~3000埃。石墨烯材料具有来源广泛、生产成本低廉、良好的柔性、出色的导电性、导热性、优异的物理与化学稳定性等优点。本技术采用石墨烯作为LED元件的透明导电层和电极，可以降低成本，实现大面积生产；另外，由于石墨烯透光性强、高导电性、柔性强，可满足柔性背光产品多元化的需求。透明保护膜50覆盖在复数个L石墨烯层30。透明保护膜50的材料包括PE、PVC、PC、或者PU等，其厚度在0.1~100微米之间。本技术采用石墨烯替代传统的microLED显示器中的透明导电层和P电极，由于石墨烯材料来源广泛、生产成本低廉、良好的柔性、出色的导电性、导热性、优异的物理与化学稳定性等优点，既能提高发光二极管的发光效率，又降低了制造成本，解决了柔性背光产品多元化的需求。应当理解的是，上述具体实施方案为本技术的优选实施例，本技术的范围不限于该实施例，凡依本技术所做的任何变更，皆属本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.柔性发光器件，至少包括：/n一衬底；/n间隔排列于衬底上的复数个LED元件，所述LED元件至少包括依次层叠的外延片和透明导电层；/n其特征在于：/n所述复数个LED元件共用一个衬底；/n所述衬底内部与LED元件对应位置具有复数个贯穿衬底的通孔；/n所述衬底的背面还具有金属背板，所述金属背板具有复数个与通孔对应的凸起，所述凸起插入通孔内并与外延片电性导通；/n所述LED表面还置有一石墨烯层和柔性透明保护膜，其中，石墨烯层与外部电源连接；/n所述石墨烯层和金属背板接入电源后，将电流注入LED元件内，使LED元件发射一定波长的光并穿过柔性保护膜发射。/n

【技术特征摘要】
1.柔性发光器件，至少包括：
一衬底；
间隔排列于衬底上的复数个LED元件，所述LED元件至少包括依次层叠的外延片和透明导电层；
其特征在于：
所述复数个LED元件共用一个衬底；
所述衬底内部与LED元件对应位置具有复数个贯穿衬底的通孔；
所述衬底的背面还具有金属背板，所述金属背板具有复数个与通孔对应的凸起，所述凸起插入通孔内并与外延片电性导通；
所述LED表面还置有一石墨烯层和柔性透明保护膜，其中，石墨烯层与外部电源连接；
所述石墨烯层和金属背板接入电源后，将电流注入LED元件内，使LED元件发射一定波长的光并穿过柔性保护膜发射。


2.根据权利要求1所述的柔性发光器件，其特征在于：所述石墨烯层的厚度范围为100~3000埃。


3.根据权利要求1所述的柔性发光器件，其特征在于：所述柔性透明保护膜包括：PE、PVC、PC、或者PU。


4.根据权利要求1所述的柔性...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡家豪，叶芳谨，张家豪，
申请(专利权)人：安徽三安光电有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34