本实用新型涉及发光二极管芯片技术领域，特别涉及一种倒装发光二极管芯片及其应用的背板、显示面板。
背景技术：
发光二极管(light-emittingdiode，led)由于具有节能环保、安全耐用、光电转化率高、可控性强等特点，被广泛应用于显示器、汽车照明、通用照明背光源等相关领域。
倒装led芯片是近几年来的新型态led芯片，主要功能在于无封装制程，大幅节省生产效能，可应用在大电流上，更可以实现超微小mini型态的led芯片。
倒装led芯片发出的光需要经过反射层反射后再经过衬底出射，在发光效能上，由于二次光学反射的关系，出光效率较低；此外，由于荧光粉和封装胶水涂布在衬底上，容易造成倒装led芯片出现侧边漏蓝的问题，以及光色度不纯的问题。
技术实现要素：
鉴于上述现有技术的缺陷，本实用新型提出一种倒装发光二极管芯片及其应用的背板、显示面板，以提高倒装发光二极管芯片的出光效率，从而提高背板和显示面板的出光效率。
为实现上述目的，本实用新型提出一种倒装发光二极管芯片，包括：
衬底，所述衬底包括相对设置的第一表面和第二表面；
发光层，位于所述衬底的所述第二表面上；
出光膜层，位于所述衬底的所述第一表面上，所述出光膜层的折射率小于所述衬底的折射率；
其中，所述发光层包括第一半导体层，有源层和第二半导体层，所述有源层位于所述第一半导体层和所述第二半导体层之间，所述有源层包括交替生长的阱层和垒层，所述阱层和所述垒层的总层数为20-30，所述阱层的厚度等于所述垒层的厚度。
进一步地，还包括封装层，所述封装层位于所述出光膜层上，所述封装层包括荧光粉和封装胶水。
进一步地，所述封装层的折射率小于出光膜层的折射率。
进一步地，所述出光膜层的透光率大于99％，所述发光层发射出光波长为所述出光膜层的整数倍。
进一步地，所述发光层还包括电流扩散层，所述电流扩散层位于所述第二半导体层上。
进一步地，所述发光层还包括凹槽，所述凹槽暴露出所述第一半导体层。
进一步地，所述发光层还包括第一电极，所述第一电极位于所述凹槽内，所述第一电极与所述第一半导体层接触。
进一步地，所述发光层还包括第二电极，所述第二电极与所述电流扩散层接触。
进一步地，本实用新型还提出一种倒装发光二极管背板，包括：
基板；
多个倒装发光二极管芯片，设置在所述基板上，其中所述倒装发光二极管芯片包括：
衬底，所述衬底包括相对设置的第一表面和第二表面；
发光层，位于所述衬底的所述第二表面上；
出光膜层，位于所述衬底的所述第一表面上，所述出光膜层的折射率小于所述衬底的折射率；
其中，所述发光层包括第一半导体层，有源层和第二半导体层，所述有源层位于所述第一半导体层和所述第二半导体层之间，所述有源层包括交替生长的阱层和垒层，所述阱层和所述垒层的总层数为20-30，所述阱层的厚度等于所述垒层的厚度。
进一步地，本实用新型还提出一种倒装发光二极管显示面板，包括：
电路板；
多个倒装发光二极管芯片，设置在所述电路板上；
显示单元，设置在所述倒装发光二极管芯片的出光方向上，其中所述倒装发光二极管芯片包括：
衬底，所述衬底包括相对设置的第一表面和第二表面；
发光层，位于所述衬底的所述第二表面上；
出光膜层，位于所述衬底的所述第一表面上，所述出光膜层的折射率小于所述衬底的折射率；
其中，所述发光层包括第一半导体层，有源层和第二半导体层，所述有源层位于所述第一半导体层和所述第二半导体层之间，所述有源层包括交替生长的阱层和垒层，所述阱层和所述垒层的总层数为20-30，所述阱层的厚度等于所述垒层的厚度。
综上所述，本实用新型提出一种倒装发光二极管芯片及其应用的背板、显示面板，通过在衬底和封装层之间形成一层出光膜层，并使得出光膜层的折射率小于衬底的折射率且大于封装层的折射率。本实用新型通过衬底、出光膜层和封装层的相互配合，利用不同光折射率，减少衬底的全反射，将更多的光线诱导到出光膜层上，由此增加倒装发光二极管芯片的出光效率，提高倒装发光二极管芯片芯片的亮度。由于本实用新型通过出光膜层来降低衬底的全反射，从而减少芯片的发光角度，增加芯片的轴向出光，进而可以减少芯片的侧壁出光，减少漏蓝。综上所述，本实用新型提出一种倒装发光二极管芯片，通过形成交替生长的阱层和垒层，从而可以提高有源层的出光效率。本实用新型还可以提高背板和显示面板的性能。
附图说明
图1：本实用新型提出的一种倒装发光二极管芯片的示意图。
图2：本实用新型中有源层的示意图。
图3：本实用新型中倒装发光二极管背板的示意图。
图4：本实用新型中倒装发光二极管显示面板的示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图1所示，本实施例提出一种倒装发光二极管芯片，该倒装发光二极管芯片包括衬底10，所述衬底10包括相对设置的第一表面和第二表面，本实施例将衬底10的正面定义为第一表面，将衬底10的背面定义为第二表面。本实用新型衬底10的材料可以为蓝宝石、碳化硅或硅，也可以为其他半导体材料。
如图1所示，在衬底10的第二表面上形成有发光层20，发光层20可以包括第一半导体层121，有源层122和第二半导体层123。第一半导体层121位于衬底10的第二表面上，有源层122位于第一半导体层121上，第二半导体层122位于有源层122上，第一半导体层121可以为n型氮化镓层，第二半导体层123可以为p型氮化镓层。第一半导体层121，有源层122和第二半导体层123可以定义为外延层120。在形成所述第一半导体层121时，可以将衬底10放置在沉积腔体内，然后向沉积腔体内通入ga源(三甲基镓)和n源(氨气)，然后将沉积腔体的温度升高至1100-1200℃，从而可以在衬底110上生长第一半导体层121。第一半导体层121的厚度可以为4-5微米。在一些实施例中，第一半导体层121还可以为硅掺杂的半导体层。
如图2所示，在本实施例中，该有源层122可以包括缓冲层1221，阱层1222和垒层1223。缓冲层1221位于第一半导体层121上，阱层1222和垒层1223交替周期排列，阱层1222和垒层1223的总层数可以为20-30层，阱层1222和垒层1223的厚度可以相同，阱层1222的厚度可以为5-6nm，垒层1223的厚度可以为5-6nm。在形成缓冲层1221时，将衬底10放置在沉积腔体中，然后将沉积腔体加热至1100℃时，向沉积腔体内通入氢气，通入氢气的时间为6-7分钟，然后将沉积腔体降低至900-1000℃时，向沉积腔体内通入ga源(三甲基镓)和n源(氨气)，然后在第一半导体层121上形成缓冲层1221。所述缓冲层1221的厚度可以为30-40nm。
如图2所示，在形成缓冲层1221之后，将沉积腔体的温度降低至800-900℃，通入in源，ga源，n源生长阱层1222，阱层1222位于缓冲层1221上，然后在阱层1222上生长垒层1223。在本实施例中，阱层1222和垒层1223依序周期交替生长，因此可以在发光层20中形成至少一个复合阱，复合阱可以提高发光二极管芯片的发光效率。阱层1222的厚度可以为5-6nm，垒层1223的厚度可以为5-6nm。
如图2所示，在本实施例中，阱层1222和垒层1223周期交替生长，阱层1222和垒层1223的总层数可以为20-30层，例如为22-25层。需要说明的是，在形成阱层1222时，不需掺杂离子，在形成垒层1223时，还可以掺杂硅离子，硅离子的掺杂浓度可以为1018-3×1018/cm3。
如图1所示，在本实施例中，第二半导体层123位于有源层122上，第二半导体层123的形成过程可以参考第一半导体层121的生长过程。在第二半导体层123上还形成有电流扩散层130。电流扩散层130的材料可以包括ito，zito，zio，gio，zto，fto，azo，gzo，in4sn3o12或niau等透明导电层，不以此为限。本实施例可采用热蒸镀或者溅射的方式形成所述电流扩散层130，所述电流扩散层130的厚度介于60nm-240nm，例如为100nm。在形成电流扩散层130之后，还可以进行快速热退火工艺，从而对电流扩散层130进行退火。在一些实施例中，还可以在第二半导体层123和电流扩散层130之间形成电流阻挡层，从而可以防止漏电的发生。
如图1所示，在本实施例中，在形成电流扩散层130之后，然后对电流扩散层130和外外延层120进行刻蚀，从而在发光层20中形成一个凹槽140，凹槽140暴露出第一半导体层121。凹槽140的厚度可以等于电流扩散层130，第二半导体层123和有源层122的厚度之和。在形成凹槽140之后，在凹槽140和电流扩散层130上形成绝缘层150，绝缘层150还位于凹槽140的侧壁上，绝缘层150还包括两个开口。其中一个开口位于凹槽140内，暴露出第一半导体层121，另一个开口位于电流扩散层130上，暴露出电流扩散层130。在凹槽140内形成有第一电极160，在电流扩散层130上形成有第二电极170，第一电极160与第一半导体层121接触，第二电极170与电流扩散层130接触。所述第一电极160和所述第二电极170材料为多层金属结构，所述多层金属结构包括依次叠层排列的craltinitinitiniau或cralniptniptniptau。
如图1所示，在本实施例中，第一电极160的高度大于第二电极170的高度，且第一电极160和第二电极170的高度平齐。因此在将第一焊盘52和第二焊盘53焊接在第一电极52和第二电极53上不在需要使用其他的金属电极。第一焊盘52和第二焊盘53分别设置在基板51上，第一焊盘52可以和第一电极160连接，第二焊盘53可以和第二电极170连接。第一焊盘52和第二焊盘53的材料可以为锡焊材料。基板51可以为pcb基板。
如图1所示，在形成发光层20之后，然后在衬底10的第一表面上形成出光膜层30和封装层40。出光膜层30的折射率小于衬底10的折射率，出光膜层30的折射率可以大于封装层40的折射率。出光膜层30的透光率可以大于99％，发光层20的出光波长可以为出光膜层30的整数倍，即出光波长为出光膜层30厚度的整数倍时，出光膜层30才能将光线从衬底10诱导到出光膜层30，从而起到增透的作用。所述出光膜层30由透光材料制成，所述透光材料由al2o3、sio2、sinx、mgf2、tio2和ti2o5中的一种或几种制成。本实施例可以采用蒸镀、溅射或涂附的方式在衬底10的正面形成出光膜层30，出光膜层30可以为单层结构，也可以为多层结构，其中多层结构的出光效率大于单层结构。
如图1所示，在本实施例中，封装层40可以包括荧光粉和封装胶水，封装层40的折射率也就是封装胶水的折射率。本实施例可以在出光膜层30的表面布预设量的荧光粉和封装胶水。需要说明的是，封装层40的折射率可以为1.4-1.5，出光膜层30的折射率可以为1.6-1.7，衬底10的折射率可以大于1.7，例如为1.8。
在一些实施例中，所述出光膜层30包括依次设于衬底10上的al2o3层、sio2层和mgf2层，那么，封装胶水(封装层40)的折射率＜mgf2层＜sio2层＜al2o3层＜衬底10的折射率。
如图3所示，本实施例还提出一种使用倒装发光二极管芯片的背板，包括基板51和多个倒装发光二极管芯片100，倒装发光二极管芯片100与基板51的连接方式可以参考图1。
如图4所示，本实施例还提出一种使用倒装发光二极管芯片的显示面板，该显示面板包括电路板10，多个倒装发光二极管芯片100和显示单元200。倒装发光二极管芯片100与电路板10的连接方式可以参考图1。显示单元200设置在倒装二极管芯片100的出光方向上。由于该倒装二极管芯片100可以具有更好的发光效率，因此可以提高背板100和显示面板200的性能。
综上所述，本实用新型提出一种倒装发光二极管芯片及其应用的背板、显示面板，通过在衬底和封装层之间形成一层出光膜层，并使得出光膜层的折射率小于衬底的折射率且大于封装层的折射率。本实用新型通过衬底、出光膜层和封装层的相互配合，利用不同光折射率，减少衬底的全反射，将更多的光线诱导到出光膜层上，由此增加倒装发光二极管芯片的出光效率，提高倒装发光二极管芯片芯片的亮度。由于本实用新型通过出光膜层来降低衬底的全反射，从而减少芯片的发光角度，增加芯片的轴向出光，进而可以减少芯片的侧壁出光，减少漏蓝。综上所述，本实用新型提出一种倒装发光二极管芯片，通过形成交替生长的阱层和垒层，从而可以提高有源层的出光效率。本实用新型还可以提高背板和显示面板的性能。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明，本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案，例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
除说明书所述的技术特征外，其余技术特征为本领域技术人员的已知技术，为突出本实用新型的创新特点，其余技术特征在此不再赘述。
1.一种倒装发光二极管芯片，其特征在于，包括：
衬底，所述衬底包括相对设置的第一表面和第二表面；
发光层，位于所述衬底的所述第二表面上；
出光膜层，位于所述衬底的所述第一表面上，所述出光膜层的折射率小于所述衬底的折射率；
其中，所述发光层包括第一半导体层、有源层和第二半导体层，所述有源层位于所述第一半导体层和所述第二半导体层之间，所述有源层包括交替生长的阱层和垒层，所述阱层和所述垒层的总层数为20-30，所述阱层的厚度等于所述垒层的厚度。
2.根据权利要求1所述的倒装发光二极管芯片，其特征在于，还包括封装层，所述封装层位于所述出光膜层上。
3.根据权利要求2所述的倒装发光二极管芯片，其特征在于，所述封装层的折射率小于出光膜层的折射率。
4.根据权利要求1所述的倒装发光二极管芯片，其特征在于，所述出光膜层的透光率大于99％，所述发光层发射出光波长为所述出光膜层的整数倍。
5.根据权利要求1所述的倒装发光二极管芯片，其特征在于，所述发光层还包括电流扩散层，所述电流扩散层位于所述第二半导体层上。
6.根据权利要求5所述的倒装发光二极管芯片，其特征在于，所述发光层还包括凹槽，所述凹槽暴露出所述第一半导体层。
7.根据权利要求6所述的倒装发光二极管芯片，其特征在于，所述发光层还包括第一电极，所述第一电极位于所述凹槽内，所述第一电极与所述第一半导体层接触。
8.根据权利要求5所述的倒装发光二极管芯片，其特征在于，所述发光层还包括第二电极，所述第二电极与所述电流扩散层接触。
9.一种倒装发光二极管背板，其特征在于，包括：
基板；
多个倒装发光二极管芯片，设置在所述基板上，其中所述倒装发光二极管芯片包括：
衬底，所述衬底包括相对设置的第一表面和第二表面；
发光层，位于所述衬底的所述第二表面上；
出光膜层，位于所述衬底的所述第一表面上，所述出光膜层的折射率小于所述衬底的折射率；
其中，所述发光层包括第一半导体层、有源层和第二半导体层，所述有源层位于所述第一半导体层和所述第二半导体层之间，所述有源层包括交替生长的阱层和垒层，所述阱层和所述垒层的总层数为20-30，所述阱层的厚度等于所述垒层的厚度。
10.一种倒装发光二极管显示面板，其特征在于，包括：
电路板；
多个倒装发光二极管芯片，设置在所述电路板上；
显示单元，设置在所述倒装发光二极管芯片的出光方向上，其中所述倒装发光二极管芯片包括：
衬底，所述衬底包括相对设置的第一表面和第二表面；
发光层，位于所述衬底的所述第二表面上；
出光膜层，位于所述衬底的所述第一表面上，所述出光膜层的折射率小于所述衬底的折射率；
其中，所述发光层包括第一半导体层、有源层和第二半导体层，所述有源层位于所述第一半导体层和所述第二半导体层之间，所述有源层包括交替生长的阱层和垒层，所述阱层和所述垒层的总层数为20-30，所述阱层的厚度等于所述垒层的厚度。
技术总结