超薄型LED電極組件及其制造方法技術

本發明專利技術涉及發光二極管(LED)電極組件，更具體地，涉及超薄型LED電極組件及其制造方法。涉及超薄型LED電極組件及其制造方法。涉及超薄型LED電極組件及其制造方法。

【技術實現步驟摘要】
超薄型LED電極組件及其制造方法


[0001]本專利技術涉及發光二極管(LED)電極組件，更具體地，涉及超薄型 LED電極組件及其制造方法。

技術介紹

[0002]微型LED和納米LED可實現優秀的色彩和高效率，由于它們是 環保物質，用作各種光源、顯示器的核心材料。根據這些市場情況， 近來進行用于研發新型納米棒型LED結構或通過新的制造工序涂敷外 殼的納米電纜LED的研究。同時，正在進行關于用于實現覆蓋納米棒 外部面的保護膜的高效率、高穩定性的保護膜材料的研究或者關于有 利于后續工序的配體材料的研究研發。
[0003]根據這種材料領域的研究，近來，利用紅色、綠色、藍色微型LED的顯示器電視已商用化。利用微型LED的顯示器、各種光源具有高 性能特性和理論壽命和效率非常長且高的優點，但是，需在有限區域 的小型化的電極上一一單獨配置微LED，因此，當考慮高成本和高工 序不良率、低生產率時，以拾取和放置(pick and place)技術將微型 LED配置于電極上而實現的電極組件因工序技術的限制而難以制造為 從智能手機到電視的真正含義的高分辨率商用顯示器或具有各種大 小、形狀、亮度的光源。同時，與微型LED相比更小的納米LED更加 難以通過如微型LED的拾取和放置(pick and place)技術一一單獨配 置于電極上。
[0004]為了克服這種困難，本專利技術人在韓國授權專利公報第10
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1490758 號中公開了通過如下的工藝制造的微型LED電極組件，即，將混合有 納米棒型LED的溶液滴在電極上后，在互不相同的兩個電極之間形成 電場(electric field)，將多個納米棒型LED元件磁排列在電極上。
[0005]但是，在公開的技術中，隨著通過電場排列LED元件，必須具有LED元件沿著一方向長長地形成且縱橫比大的棒狀形狀，如上所述的 縱橫比大的棒型LED元件容易快速沉降于溶劑中，因此，難以使LED 元件油墨畫，從而難以通過噴墨印刷實現大面積的電極組件。
[0006]并且，隨著在互不相同的兩個電極上平躺組裝元件，即，使元件 內的各個半導體層的層疊方向與電極的主表面平行地組裝，提取光的 面積少，由此具有效率不佳的問題。對此進行具體說明，已知納米棒 型LED元件的制造方法如下：通過納米圖案工序和混合干式蝕刻/濕 式蝕刻來以自上而下(top
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down)的方法制造LED晶片，或者以自下 而上(bottom
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up)的方法直接在基板上生長。在這種納米棒型LED中， LED長軸與層疊方向，即，p
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GaN/InGaN多量子阱(MQW)/n
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GaN層 疊結構中的各個層的層疊方向一致，因此，發光面積窄，由于發光面 積窄，相對地，表面缺陷對效率下降有顯著影響，難以使電子
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空穴的 復合速度最優化，由此具有發光效率顯著低于原來的晶片所具有的效 率的問題。
[0007]進而，為了使納米棒型LED元件發光而形成的互不相同的兩個電 極需形成在相同平面上，因此，具有電極設計不易的問題。

技術實現思路

[0008](要解決的問題)
[0009]本專利技術為了解決如上所述的問題而提出，其目的在于，提供如下 的超薄型LED電極組件制造方法及由此實現的超薄型LED電極組件： 適合油墨化，發光面積寬，最小化或防止表面缺陷引起的效率降低， 容易通過電子
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空穴的復合速度最優化的超薄型LED元件實現大面積 的LED電極組件。
[0010]并且，本專利技術的再一目的在于，提供如下的超薄型LED電極組件 及其制造方法：通過增加發光面積來保持高效率，且改善亮度。
[0011]進而，本專利技術的另一目的在于，提供如下的超薄型LED電極組件 及其制造方法：改善電極排列設計及電極實現容易性。
[0012](解決問題的手段)
[0013]為了實現如上所述的目的，本專利技術提供超薄型LED電極組件，其 包括：下部電極線，包括第一電極；多個超薄型LED元件，包括第一 導電性半導體層、光活性層、第二導電性半導體層，作為多個層的層 疊方向的厚度與垂直于層疊方向的橫截面中的長軸的長度之間的比為 1∶0.5～1∶1.5，沿著多個層的層疊方向豎立配置在第一電極上；以及 上部電極線，包括配置于上述多個超薄型LED元件上的第二電極。
[0014]根據本專利技術的一實施例，在上述超薄型LED元件的厚度方向的一 側及第一電極內的將要配置超薄型LED元件的配置區域中的任意一側 或兩側還包括排列誘導層，上述排列誘導層用于沿著厚度方向豎立配 置超薄型LED元件，上述排列誘導層可以為磁性層、電荷層或鍵合層。
[0015]并且，上述超薄型LED元件的最大面面積可以為16μm2以下。
[0016]并且，上述超薄型LED元件的厚度可以為2.7μm以下，更加優選 為厚度可以是2.0μm以下,進一步更加優選為可以是0.2～1.0μm。
[0017]并且，在上述超薄型LED元件中，第一導電性半導體層為n型III 族氮化物半導體層，在與與光活性層相鄰的第一導電性半導體層的一 側面相對的相對面上還可包括電子延遲層，使得在光活性層復合的電 子與空穴的數量平衡。
[0018]并且，上述電子延遲層可包含選自由CdS、GaS、ZnS、CdSe、CaSe、 ZnSe、CdTe、GaTe、SiC、ZnO、ZnMgO、SnO2、TiO2、In2O3、Ga2O3、 Si、聚對苯撐乙烯撐(poly(para
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phenylene vinylene))及其衍生物、聚 苯胺(polyaniline)、聚(3
?
烷基噻吩)(poly(3
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alkylthiophene))及聚 對苯撐(poly(paraphenylene))組成的組中的一種以上。
[0019]并且，上述第一導電性半導體層為摻雜的n型III族氮化物半導體 層，上述電子延遲層可以為摻雜濃度低于上述第一導電性半導體層的 摻雜濃度的III族氮化物半導體。
[0020]并且，本專利技術還可包括保護膜，上述保護膜包圍上述超薄型LED 元件的暴露的側面。
[0021]并且，上述超薄型LED元件的第一導電性半導體層為n型III族 氮化物半導體層，第二導電性半導體層為p型III族氮化物半導體層， 上述超薄型LED元件還可包括空穴推膜以及電子推膜中的至少一個 膜，上述空穴推膜通過包圍第二導電性半導體層的暴露的側面或者第 二導電性半導體層的暴露的側面和光活性層的至少一部分的暴露的側 面來將暴露的側面表面側的空穴移動至中心側，上述電子推膜包圍上 述第一導電性半導體層的
暴露的側面來使暴露的側面表面側的電子移 動至中心側。
[0022]并且，超薄型LED元件包括上述空穴推膜和電子推膜兩者，上述 電子推膜可作為包圍第一導電性半導體層、光活性層及第二導電性半 導體層的側面的最外層膜來設置。
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【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種超薄型LED電極組件，其特征在于，包括：下部電極線，包括第一電極；多個超薄型LED元件，包括第一導電性半導體層、光活性層、第二導電性半導體層，作為多個層的層疊方向的厚度與垂直于層疊方向的橫截面中的長軸的長度之間的比為1∶0.5～1∶1.5，沿著多個層的層疊方向豎立配置在第一電極上；以及上部電極線，包括配置于上述多個超薄型LED元件上的第二電極。2.根據權利要求1所述的超薄型LED電極組件，其特征在于，在上述超薄型LED元件的厚度方向的一側及第一電極內的將要配置超薄型LED元件的配置區域中的一側或兩側還包括排列誘導層，上述排列誘導層用于沿著厚度方向豎立配置超薄型LED元件，上述排列誘導層為磁性層、電荷層或鍵合層。3.根據權利要求1所述的超薄型LED電極組件，其特征在于，上述超薄型LED元件的最大面面積為16μm2以下。4.根據權利要求1所述的超薄型LED電極組件，其特征在于，上述超薄型LED元件的厚度為2.7μm以下。5.根據權利要求1所述的超薄型LED電極組件，其特征在于，在上述超薄型LED元件中，第一導電性半導體層為n型III族氮化物半導體層，在與與光活性層相鄰的第一導電性半導體層的一側面相對的相對面上還包括電子延遲層，使得在光活性層復合的電子與空穴的數量平衡。6.根據權利要求5所述的超薄型LED電極組件，其特征在于，上述電子延遲層包含選自由CdS、GaS、ZnS、CdSe、CaSe、ZnSe、CdTe、GaTe、SiC、ZnO、ZnMgO、SnO2、TiO2、In2O3、Ga2O3、Si、聚對苯撐乙烯撐及其衍生物、聚苯胺、聚(3
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烷基噻吩)及聚對苯撐組成的組中的一種以上。7.根據權利要求5所述的超薄型LED電極組件，其特征在于，上述第一導電性半導體層為摻雜的n型III族氮化物半導體層，上述電子延遲層為摻雜濃度低于上述第一導電性半導體層的摻雜濃度的III族氮化物半導體。8.根據權利要求1所述的超薄型LED電極組件，其特征在于，還包括保護膜，上述保護膜包圍上述超薄型LED元件的暴露的側面。9.根據權利要求1所述的超薄型LED電極組件，其特征在于，上述超薄型LED元件的第一導電性半導體層為n型III族氮化物半導體層，第二導電性半導體層為p型III族氮化物半導體層，上述超薄型LED元件還包括空穴推膜以及電子推膜中的至少一個膜，上述空穴推膜通過包圍第二導電性半導體層的暴露的側面、或者第二導電性半導體層的暴露的側面和光活性層的至少一部分的暴露的側面來將暴露的側面表面側的空穴移動至中心側，上述電子推膜包圍上述第一導電性半導體層的暴露的側面來使暴露的側面表面側的電子移動至中心側。10.根據...

【專利技術屬性】
技術研發人員：都永洛，
申請(專利權)人：國民大學校產學協力團，
類型：發明
國別省市：