CN111883633A - 显示模组的制作方法及显示屏 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种显示模组的制作方法，包括：对半导体外延片进行预处理以形成具备蓝光LED阵列的半导体器件；在所述半导体器件的衬底表面形成第一透明层；刻蚀所述第一透明层以形成暴露所述衬底的第一开口；在所述第一开口暴露的衬底表面以及所述第一透明层表面形成第一量子点层；通过等离子体刻蚀方式刻蚀掉所述第一开口外部的第一量子点层，以保留所述第一开口内部的第一量子点层；形成滤除蓝光的DBR膜层。本发明实施例通过使用等离子体刻蚀方式，使得第一量子点的打印能够实现亚微米尺寸甚至纳米尺寸，提高了LED显示屏制作方法中量子点的打印精度。
Description
技术领域
本发明实施例涉及半导体技术领域，尤其涉及一种显示模组的制作方法及显示屏。
背景技术
LED(Light Emitting Diode，发光二极管)显示屏是经LED点阵组成的电子显示屏，用来显示文字、图像、视频等各种信息。LED显示屏分为单色屏、双色屏和全彩屏，单色屏是指使用一种颜色的LED显示屏，双色屏是指使用两种颜色(红色和绿色)的LED显示屏，全彩屏是指使用三种颜色(红色、绿色和蓝色)的LED显示屏，全彩屏显示的颜色范围最广，因此被广泛应用。
目前是将LED与量子点结合来实现显示屏的全彩化，传统的制作方法是通过喷墨打印的方式将量子点喷涂到蓝光LED或深紫LED器件表面，通过蓝光LED或深紫LED光源激发量子点，使量子点发出红光和绿光，从而实现显示屏的全彩化。但是这种喷墨打印量子点的方式，其打印精度通常仅在微米尺寸范围内，对于亚微米级别的打印，喷墨打印无法实现。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种显示模组的制作方法及显示屏，以提高LED显示屏制作方法中量子点的打印精度。
第一方面，本发明实施例提供一种显示模组的制作方法，包括：
对半导体外延片进行预处理以形成具备蓝光LED阵列的半导体器件；
在所述半导体器件的衬底表面形成第一透明层；
刻蚀所述第一透明层以形成暴露所述衬底的第一开口；
在所述第一开口暴露的衬底表面以及所述第一透明层表面形成第一量子点层；
通过等离子体刻蚀方式刻蚀掉所述第一开口外部的第一量子点层，以保留所述第一开口内部的第一量子点层；
形成滤除蓝光的DBR膜层。
进一步的，所述半导体外延片包括在蓝宝石衬底上依次生长的第一沟道层、蓝光层和第二沟道层。
进一步的，对半导体外延片进行预处理以形成具备蓝光LED阵列的半导体器件，包括：
对半导体外延片进行台面刻蚀，暴露部分第一沟道层，以形成蓝光LED阵列；
在所述蓝光阵列的第二沟道层表面形成电流扩散层；
在所述电流扩散层表面以及暴露的第一沟道层表面形成反射电极；
形成覆盖所述反射电极的钝化层；
刻蚀所述钝化层以形成暴露部分所述反射电极的键合孔；
在形成键合孔后的蓝光LED阵列表面形成保护膜。
进一步的，在所述半导体器件的衬底表面形成第一透明层之前，还包括：
将所述半导体器件的衬底抛光成镜面。
进一步的，形成滤除蓝光的DBR膜层之前，还包括：
在所述第一透明层表面和所述第一量子点层表面形成第二透明层；
刻蚀所述第二透明层以形成暴露所述衬底的第二开口；
在所述第二开口暴露的衬底表面以及所述第二透明层表面形成第二量子点层；
通过等离子体刻蚀方式刻蚀掉所述第二开口外部的第二量子点层，以保留所述第二开口内部的第二量子点层。
进一步的，形成滤除蓝光的DBR膜层，包括：
在所述第二量子点层表面和所述第二透明层表面形成滤除蓝光的DBR膜层；
刻蚀所述DBR膜层以形成暴露部分所述第二透明层的透光孔。
进一步的，形成滤除蓝光的DBR膜层之后，包括：
在所述DBR膜层表面和所述透光孔暴露的第二透明层表面形成透明保护层。
进一步的，形成滤除蓝光的DBR膜层之后，还包括：
去除所述蓝光LED阵列表面的保护膜，以暴露所述键合孔；
将所述键合孔与驱动基板的键合金属键合。
进一步的，在所述第一开口暴露的衬底表面以及所述第一透明层表面形成第一量子点层，包括：
通过旋涂或沉积的方式在所述第一开口暴露的衬底表面以及所述第一透明层表面形成第一量子点层。
第二方面，本发明实施例提供一种显示屏，包括多个显示模组，所述显示模组通过本发明任意实施例提供的显示模组的制作方法制备。
本发明实施例提供的显示模组的制作方法通过使用等离子体刻蚀方式，使得第一量子点的打印能够实现亚微米尺寸甚至纳米尺寸，提高了LED显示屏制作方法中量子点的打印精度。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的显示模组的制作方法的流程示意图；
图2为本发明实施例二提供的显示模组的制作方法的流程示意图；
图3A为本发明实施例二提供的半导体外延片的结构示意图；
图3B为本发明实施例二提供的初步形成蓝光LED阵列的半导体外延片的结构示意图；
图3C为本发明实施例二提供的形成电流扩散层的半导体外延片的结构示意图；
图3D为本发明实施例二提供的形成反射电极的半导体外延片的结构示意图；
图3E为本发明实施例二提供的形成钝化层和键合孔的半导体外延片的结构示意图；
图3F为本发明实施例二提供的形成保护膜的半导体外延片的结构示意图；
图3G为本发明实施例二提供的形成第一透明层的半导体外延片的结构示意图；
图3H为本发明实施例二提供的形成第一量子点层的半导体外延片的结构示意图；
图3I为本发明实施例二提供的等离子体刻蚀完成后的半导体外延片的结构示意图；
图3J为本发明实施例二提供的完成第二量子点层刻蚀的半导体外延片的结构示意图；
图3K为本发明实施例二提供的形成DBR膜层的半导体外延片的结构示意图；
图3L为本发明实施例二提供的形成透明保护层的半导体外延片的结构示意图；
图3M为本发明实施例二提供的显示模组的结构示意图；
图3N为本发明实施例二提供的显示模组的俯视图；
图4为本发明实施例三提供的显示屏的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
此外，术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种方向、动作、步骤或元件等，但这些方向、动作、步骤或元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个方向、动作、步骤或元件与另一个方向、动作、步骤或元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一开口称为第二开口，且类似地，可将第二开口称为第一开口。第一开口和第二开口两者都是开口，但其不是同一开口。术语“第一”、“第二”等而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”、“批量”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的显示模组的制作方法的流程示意图，本实施例可适用于LED显示屏的制作。如图1所示，本发明实施例一提供的显示模组的制作方法包括：
S110、对半导体外延片进行预处理以形成具备蓝光LED阵列的半导体器件。
具体的，半导体外延片是指蓝光LED外延结构，从衬底往上，依次包括：蓝宝石衬底、第一沟道层、蓝光层和第二沟道层，其中，第一沟道层通常为蓝光N型GaN，蓝光层为蓝光QW(Quantum Well，量子阱)，第二沟道层通常为蓝光P型GaN。蓝光LED阵列是指多个蓝光单元以阵列的形式排列，当这些蓝光单元被通电以后，能够发出蓝光。具备蓝光LED阵列的半导体器件是制作LED显示模组的基础，因此，需要对半导体外延片进行预处理，使其形成蓝光LED阵列。
S120、在所述半导体器件的衬底表面形成第一透明层。
具体的，可以通过沉积的方式在半导体器件的衬底表面形成第一透明层，第一透明层主要用于透过光线，其材料可以是SiO2、MgF2、ITO等。需要说明的是，衬底的表面是指没有生长第一沟道层的表面。
S130、刻蚀所述第一透明层以形成暴露所述衬底的第一开口。
具体的，首先对半导体器件依次进行匀胶、前烘、光刻、显影、后烘等步骤，在第一透明层定义第一开口图形，然后通过等离子体刻蚀的方式，将第一开口图形处的第一透明层刻蚀掉，从而在第一透明层中形成暴露衬底的第一开口。
S140、在所述第一开口暴露的衬底表面以及所述第一透明层表面形成第一量子点层。
具体的，第一量子点是能够发出不同于蓝光的颜色光的量子点，如红光量子点或绿光量子点。可以通过旋涂或沉积的方式，在第一开口暴露的衬底表面以及第一透明层表面形成第一量子点层。
S150、通过等离子体刻蚀方式刻蚀掉所述第一开口外部的第一量子点层，以保留所述第一开口内部的第一量子点层。
具体的，可以将上述步骤处理好的半导体器件放入ICP(Inductive CoupledPlasma Emission Spectrometer，感应耦合离子刻蚀机)或RIE(Reactive Ion Etching，反应离子刻蚀机)设备中，通过等离子体刻蚀方式刻蚀掉第一开口外部的第一量子点层，使第一开口内部的第一量子点层保留，就实现了在第一开口的内部打印第一量子点。等离子体刻蚀的原理是暴露在电子区域的气体形成等离子体，由此产生的电离气体和释放高能电子组成的气体形成了等离子或离子，电离气体原子通过电场加速时，会释放足够的力量与表面驱逐力，紧紧粘合材料或蚀刻表面。本实施例中，通过使用等离子体刻蚀方式，使得第一量子点的打印能够实现亚微米尺寸甚至纳米尺寸。
S160、形成滤除蓝光的DBR膜层。
具体的，DBR(Distributed Bragg Reflector，分散式布拉格反射器)膜是由两种不同折射率的材料交替排列形成的周期结构，通过改变材料的反射率、厚度和间隙可以改变DBR膜的透光性。为了避免蓝光在第一量子点层处透过，因此可以在第一量子点层表面可以形成一层滤除蓝光的DBR膜层。
本发明实施例一提供的显示模组的制作方法通过使用等离子体刻蚀方式，使得第一量子点的打印能够实现亚微米尺寸甚至纳米尺寸，提高了LED显示屏制作方法中量子点的打印精度。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的显示模组的制作方法的流程示意图，本实施例是对上述实施例的进一步细化。如图2所示，本发明实施例二提供的显示模组的制作方法包括：
S201、对半导体外延片进行台面刻蚀，暴露部分第一沟道层，以形成蓝光LED阵列。
本实施例中，半导体外延片的结构如图3A所示，包括蓝宝石衬底10、第一沟道层11、蓝光层12和第二沟道层13，其中，第一沟道层11为蓝光N型GaN，蓝光层12为蓝光QW，第二沟道层13为蓝光P型GaN。
对半导体外延片进行台面刻蚀，就是使用光刻和等离子体刻蚀，使半导体初步形成蓝光LED阵列，刻蚀后的半导体外延片结构如图3B所示。
S202、在所述蓝光阵列的第二沟道层表面形成电流扩散层。
具体的，电流扩散层主要用于与P型GaN之间形成欧姆接触，因此，在第二沟道层表面形成电流扩散层。电流扩散层可以依次通过光刻、金属蒸镀和光刻胶剥离的步骤形成，其中，电流扩散层的材料可以是ITO或Ni/Au。示例性的，形成电流扩散层14的半导体外延片结构如图3C所示。
S203、在所述电流扩散层表面以及暴露的第一沟道层表面形成反射电极。
具体的，反射电极主要用于提高LED的发光效率。反射电极的制作同样可以采用光刻、金属蒸镀和光刻胶剥离的步骤形成，反射电极的材料可以是Ti/AL/Ti/Au、Cr/Ti/Au或Pt/Au等金属材料。示例性的，形成反射电极15的半导体外延片结构如图3D所示。
S204、形成覆盖所述反射电极的钝化层。
具体的，钝化层主要用于防止外界杂质进入到外延片内部，其材料可以是SiO2或Si3N4，可以通过沉积的方式形成钝化层。示例性的，形成钝化层16的半导体外延片结构如图3E所示。
S205、刻蚀所述钝化层以形成暴露部分所述反射电极的键合孔。
具体的，通常半导体器件需要与驱动基板结合形成显示模组，驱动基板为半导体器件供电，半导体器件中的量子点通电后就会发出相应颜色的光，键合孔就是显示模组与驱动基板连接的地方。键合孔可以采用光刻和等离子体刻蚀的方式形成。示例性的，形成键合孔17的半导体外延片结构如图3E所示。
S206、在形成键合孔后的蓝光LED阵列表面形成保护膜。
具体的，经过上述步骤S201～S205，半导体外延片已经被加工形成了具备蓝光LED阵列的半导体器件，为了避免在后续制备步骤中对蓝光LED阵列产生影响，故在蓝光LED阵列表面形成一层保护膜，该保护膜采用容易撕除的材料，如蓝膜、光刻胶或UV(UltravioletRays，紫外线)膜。示例性的，形成保护膜18的半导体器件结构如图3F所示。
S207、将所述半导体器件的衬底抛光成镜面。
具体的，首先确定蓝宝石衬底的厚度是否符合要求，若蓝宝石衬底过厚，还需对蓝宝石衬底减薄，以提高器件的散热性能。然后将厚度符合要求的蓝宝石衬底抛光成镜面，使得蓝宝石衬底的表面更加光亮、平整，以去除在前序工序中对蓝宝石衬底造成损伤而形成的表面损伤层，消除残余应力，防止半导体器件弯曲变形或在后继工序中碎裂。
S208、在所述半导体器件的衬底表面形成第一透明层。
具体的，通过沉积的方式在抛光后的衬底表面形成能够透过光线的第一透明层，第一透明层的材料可以是SiO2、MgF2、ITO等。示例性的，形成第一透明层19的半导体器件结构如图3G所示。
S209、刻蚀所述第一透明层以形成暴露所述衬底的第一开口。
具体的，对半导体器件依次进行匀胶、前烘、光刻、显影、后烘等步骤，在第一透明层定义第一开口图形，然后通过等离子体刻蚀的方式，将第一开口图形处的第一透明层刻蚀掉，从而在第一透明层中形成暴露衬底的第一开口。示例性的，第一开口20的结构如图3G所示。
S210、在所述第一开口暴露的衬底表面以及所述第一透明层表面形成第一量子点层。
具体的，第一量子点是能够发出不同于蓝光的颜色光的量子点，如红光量子点或绿光量子点。可以通过旋涂或沉积的方式，在第一开口暴露的衬底表面以及第一透明层表面形成第一量子点层。示例性的，第一量子点为红光量子点，形成第一量子点层21的半导体器件如图3H所示。
S211、通过等离子体刻蚀方式刻蚀掉所述第一开口外部的第一量子点层，以保留所述第一开口内部的第一量子点层。
具体的，可以将上述步骤处理好的半导体器件放入ICP或RIE设备中，通过等离子体刻蚀方式刻蚀掉第一开口外部的第一量子点层，使第一开口内部的第一量子点层保留，就实现了在第一开口的内部打印第一量子点。示例性的，等离子体刻蚀完成后的半导体器件如图3I所示。
S212、在所述第一透明层表面和所述第一量子点层表面形成第二透明层。
S213、刻蚀所述第二透明层以形成暴露所述衬底的第二开口。
S214、在所述第二开口暴露的衬底表面以及所述第二透明层表面形成第二量子点层。
S215、通过等离子体刻蚀方式刻蚀掉所述第二开口外部的第二量子点层，以保留所述第二开口内部的第二量子点层。
具体的，步骤S212～S215的制作方式步骤S208～S2011的制作方式相同，仅量子点和第二开口的位置不同，详细工艺过程在此不再赘述，可参考步骤S208～S2011的描述。示例性的，第二量子点为绿光量子点，参考图3J，在第一透明层19以及第一量子点层21形成第二透明层22，刻蚀第二透明层22以形成暴露衬底10表面的第二开口23，最后通过沉积和等离子体刻蚀在第二开口23内部形成第二量子点层24。
S216、在所述第二量子点层表面和所述第二透明层表面形成滤除蓝光的DBR膜层。
具体的，为了避免蓝光在第一量子点层和第二量子点层处透过，因此可以在第二量子点层表面和第二透明层表面形成一层滤除蓝光的DBR膜层。示例性的，形成DBR膜层25的半导体器件如图3K所示。
S217、刻蚀所述DBR膜层以形成暴露部分所述第二透明层的透光孔。
具体的，步骤S216中形成的DBR膜层是将半导体器件的透光表面全部覆盖了，即蓝光阵列部分也被覆盖了，因此需要刻蚀DBR膜层形成透光孔，该透光孔用于透过蓝光阵列发出的蓝光。示例性的，形成透光孔26的半导体器件如图3K所示。
S218、在所述DBR膜层表面和所述透光孔暴露的第二透明层表面形成透明保护层。
具体的，为了防止半导体器件内部结构受损，最后在半导体器件的有DBR膜层的表面形成一层透明保护层，即起到保护作用，又具有透光性。示例性的，形成透明保护层27的半导体器件如图3L所示。
S219、去除所述蓝光LED阵列表面的保护膜，以暴露所述键合孔。
S220、将所述键合孔与驱动基板的键合金属键合。
具体的，去除蓝光LED阵列表面的保护膜，将半导体器件的键合孔与驱动基板的键合金属键合，从而使得半导体器件与驱动基板结合形成显示模组，驱动基板为半导体器件供电，半导体器件中的量子点通电后就会发出相应颜色的光，一个LED显示屏由多个这样的显示模组组成。示例性的，键合孔17与驱动基板28上的键合金属29键合后，显示模组的结构如图3M所示，显示模组的俯视图如图3N所示，从图3N可以看出，显示模组的左右两侧分别为第一量子点层21(红光量子点)和第二量子点层24(绿光量子点)，中间为蓝光层12(蓝光QW)，实现了全彩化。
本发明实施例二提供的显示模组的制作方法通过使用等离子体刻蚀方式，使得量子点的打印能够实现亚微米尺寸甚至纳米尺寸，提高了LED显示屏制作方法中量子点的打印精度。
实施例三
图4为本发明实施例三提供的一种显示屏的结构示意图，本发明实施例三提供的显示屏400，包括多个显示模组410，显示模组410通过本发明任意实施例提供的显示模组的制作方法制备。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种显示模组的制作方法，其特征在于，包括：
对半导体外延片进行预处理以形成具备蓝光LED阵列的半导体器件；
在所述半导体器件的衬底表面形成第一透明层；
刻蚀所述第一透明层以形成暴露所述衬底的第一开口；
在所述第一开口暴露的衬底表面以及所述第一透明层表面形成第一量子点层；
通过等离子体刻蚀方式刻蚀掉所述第一开口外部的第一量子点层，以保留所述第一开口内部的第一量子点层；
形成滤除蓝光的DBR膜层。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述半导体外延片包括在蓝宝石衬底上依次生长的第一沟道层、蓝光层和第二沟道层。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，对半导体外延片进行预处理以形成具备蓝光LED阵列的半导体器件，包括：
对半导体外延片进行台面刻蚀，暴露部分第一沟道层，以形成蓝光LED阵列；
在所述蓝光阵列的第二沟道层表面形成电流扩散层；
在所述电流扩散层表面以及暴露的第一沟道层表面形成反射电极；
形成覆盖所述反射电极的钝化层；
刻蚀所述钝化层以形成暴露部分所述反射电极的键合孔；
在形成键合孔后的蓝光LED阵列表面形成保护膜。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述半导体器件的衬底表面形成第一透明层之前，还包括：
将所述半导体器件的衬底抛光成镜面。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，形成滤除蓝光的DBR膜层之前，还包括：
在所述第一透明层表面和所述第一量子点层表面形成第二透明层；
刻蚀所述第二透明层以形成暴露所述衬底的第二开口；
在所述第二开口暴露的衬底表面以及所述第二透明层表面形成第二量子点层；
通过等离子体刻蚀方式刻蚀掉所述第二开口外部的第二量子点层，以保留所述第二开口内部的第二量子点层。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，形成滤除蓝光的DBR膜层，包括：
在所述第二量子点层表面和所述第二透明层表面形成滤除蓝光的DBR膜层；
刻蚀所述DBR膜层以形成暴露部分所述第二透明层的透光孔。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，形成滤除蓝光的DBR膜层之后，包括：
在所述DBR膜层表面和所述透光孔暴露的第二透明层表面形成透明保护层。
8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，形成滤除蓝光的DBR膜层之后，还包括：
去除所述蓝光LED阵列表面的保护膜，以暴露所述键合孔；
将所述键合孔与驱动基板的键合金属键合。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一开口暴露的衬底表面以及所述第一透明层表面形成第一量子点层，包括：
通过旋涂或沉积的方式在所述第一开口暴露的衬底表面以及所述第一透明层表面形成第一量子点层。
10.一种显示屏，其特征在于，包括多个显示模组，所述显示模组通过权利要求1～9任一项所述的显示模组的制作方法制备。
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