CN114256391A - 显示基板的制作方法、显示基板及显示装置 - Google Patents

显示基板的制作方法、显示基板及显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN114256391A
CN114256391A CN202111578344.7A CN202111578344A CN114256391A CN 114256391 A CN114256391 A CN 114256391A CN 202111578344 A CN202111578344 A CN 202111578344A CN 114256391 A CN114256391 A CN 114256391A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
micro
display substrate
substrate
semiconductor layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111578344.7A
Other languages
English (en)
Inventor
李辉
张珂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Stan Technology Co Ltd
Original Assignee
Shenzhen Stan Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Stan Technology Co Ltd filed Critical Shenzhen Stan Technology Co Ltd
Priority to CN202111578344.7A priority Critical patent/CN114256391A/zh
Publication of CN114256391A publication Critical patent/CN114256391A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0093—Wafer bonding; Removal of the growth substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
    • H01L27/153—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
    • H01L27/156—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars two-dimensional arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0058—Processes relating to semiconductor body packages relating to optical field-shaping elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

本公开提供了一种显示基板的制作方法、显示基板及显示装置。所述显示基板的制作方法包括：在衬底上设置多个发光单元，露出部分第一半导体层，所述发光单元形成台面；在所述发光单元的台面之间的凹槽设置第一阻光结构；在所述发光单元及所述第一半导体层上设置电极层，获得Micro‑LED阵列；将所述Micro‑LED阵列与电路基板键合，并将所述衬底剥离。应用本公开的技术方案，通过在发光单元之间设置阻光结构，可以有效避免发光单元之间的串光现象，改善显示基板的显示效果。

Description

显示基板的制作方法、显示基板及显示装置
技术领域
本公开涉及LED的技术领域，具体而言，涉及一种显示基板的制作方法、显示基板及显示装置。
背景技术
Micro-LED(Micro Light Emitting Diode)是一种新的自发光显示技术，由于Micro-LED芯片尺寸小、集成度高和自发光等特点，与LCD、OLED相比在亮度、分辨率、对比度、能耗、使用寿命、响应速度和热稳定性等方面具有更大的优势。
但是，由于Micro-LED芯片尺寸小，单个Micro-LED芯片的尺寸通常在几到几十微米的范围内，Micro-LED芯片之间的间距则更小，通常小于单个Micro-LED芯片的尺寸，如何防止Micro-LED芯片之间的串光现象成为一个难题。
发明内容
为了解决背景技术中提到的技术问题，本公开的方案提供了一种显示基板的制作方法、显示基板及显示装置。
根据本公开实施例的第一方面，提供了一种显示基板的制作方法，其中，所述方法包括：在衬底上设置多个发光单元，露出部分第一半导体层，所述发光单元形成台面；在所述发光单元的台面之间的凹槽设置第一阻光结构；在所述发光单元及所述第一半导体层上设置电极层，获得Micro-LED阵列；将所述Micro-LED阵列与电路基板键合，并将所述衬底剥离。本公开实施例通过在发光单元之间设置阻光结构，可以有效避免发光单元之间的串光现象，改善显示基板的显示效果。
可选地，在所述发光单元的台面之间的凹槽设置第一阻光结构包括：在所述多个发光单元表面设置光刻胶，并将所述凹槽的光刻胶曝光去除；在所述光刻胶表面设置阻光材料，其中，所述凹槽被所述阻光材料填充；去除剩余光刻胶及其上的阻光材料，以获得所述第一阻光结构。
可选地，在所述发光单元的台面之间的凹槽设置第一阻光结构包括：在所述多个发光单元表面设置黑色光刻胶，并将所述凹槽以外的黑色光刻胶曝光去除，仅保留所述凹槽内的黑色光刻胶，以形成所述第一阻光结构。
可选地，所述方法还包括：在所述Micro-LED阵列的第一半导体层的远离所述电路基板的一侧设置第二阻光结构；所述第二阻光结构之间形成容纳区。本公开实施例在第一半导体层两侧均设置阻光结构，进一步提升了光阻挡效果，有效防止Micro-LED芯片之间串光，进一步提升了显示基板的显示效果。
可选地，所述第二阻光结构与所述第一阻光结构一一对应设置。
可选地，在所述Micro-LED阵列的第一半导体层的远离所述电路基板的一侧设置第二阻光结构包括：在所述第一半导体层远离所述电路基板的一侧设置阻光材料；在所述阻光材料远离所述第一半导体层的一侧设置光刻胶，并将所述发光单元对应位置的所述光刻胶曝光去除；去除未被光刻胶覆盖的阻光材料，并去除剩余光刻胶，以获得所述第二阻光结构。
可选地，在所述Micro-LED阵列的第一半导体层的远离所述电路基板的一侧设置第二阻光结构包括：在所述Micro-LED阵列的第一半导体层的远离所述电路基板的一侧设置黑色光刻胶，并将与所述凹槽相对应区域以外的黑色光刻胶曝光去除，仅保留凹槽对应区域的黑色光刻胶，以形成第二阻光结构。
可选地，所述方法还包括：在所述第二阻光结构的侧壁上设置反光层。反光层的设置，可以使Micro-LED芯片发出的照射到第二阻光结构的侧壁上的光线经反光层反射后出光，可以提高Micro-LED芯片朝向出光方向的出光强度，有利于提高显示基板的显示效果。
可选地，所述方法还包括：在所述容纳区内设置光转换材料。
可选地，所述光转换材料包括量子点。
可选地，所述量子点包括红色量子点、绿色量子点和蓝色量子点，所述红色量子点、绿色量子点和蓝色量子点根据预设排布规则设置在所述容纳区内。
可选地，所述方法还包括：在所述Micro-LED阵列远离所述电路基板的一侧设置保护层。
根据本公开实施例的第二方面，还提供了一种显示基板，其中，所述显示基板包括Micro-LED阵列、电路基板、第一阻光结构，所述Micro-LED阵列与所述电路基板键合，所述Micro-LED阵列包括多个Micro-LED芯片，所述第一阻光结构设置于所述Micro-LED芯片之间。
可选地，所述显示基板还包括第二阻光结构，所述第二阻光结构设置于所述Micro-LED阵列的第一半导体层的远离所述电路基板的一侧。
可选地，所述第二阻光结构与所述第一阻光结构一一对应设置。
可选地，所述第二阻光结构的侧壁上设置有反光层。
可选地，所述第二阻光结构之间形成的容纳区内设置有光转换材料。
可选地，所述光转换材料包括量子点。
可选地，所述量子点包括红色量子点、绿色量子点和蓝色量子点，所述红色量子点、绿色量子点和蓝色量子点根据预设排布规则设置在所述容纳区内。
可选地，所述显示基板还包括保护层，所述保护层设置于所述Micro-LED阵列远离所述电路基板的一侧。
可选地，所述显示基板采用本公开第一方面所述的显示基板的制作方法制作获得。
根据本公开实施例的第三方面，还提供了一种显示装置。所述显示装置包括本公开第二方面所述的显示基板。
应用本公开的技术方案，通过在发光单元之间设置阻光结构，可以有效避免发光单元之间的串光现象，改善显示基板的显示效果。进一步地，本公开的技术方案通过在第一半导体层的另一侧设置第二阻光结构，进一步提升了光阻挡效果，有效防止Micro-LED芯片之间串光，进一步提升了显示基板的显示效果。
此外，本公开的技术方案采用“共N极”设计，有效减少了电极占据外延片的面积，增大了发光面积，进一步提高了发光效率。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
图1是示出根据本公开的一个实施例的显示基板的制作方法的流程图；
图2a-图2f是示出根据本公开的一个实施例的显示基板的制作工艺流程示意图；
图3是示出根据本公开的一个实施例的显示基板的结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
现在，将参照附图更详细地描述根据本公开的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。
本公开提供一种显示基板的制作方法。参照图1，图1是示出根据本公开的一个实施例的显示基板的制作方法的流程图。如图1所示，该显示基板的制作方法包括以下步骤S101-S104：
步骤S101：在衬底上设置多个发光单元，露出部分第一半导体层；
步骤S102：在所述发光单元之间设置第一阻光结构；
步骤S103：在所述发光单元及所述第一半导体层上设置电极层，获得Micro-LED阵列；
步骤S104：将所述Micro-LED阵列与电路基板键合，并将所述衬底剥离。
根据该技术方案，通过在发光单元之间设置阻光结构，可以有效避免发光单元之间的串光现象，改善显示基板的显示效果。
在步骤S101中，可以在衬底上设置多个发光单元，露出部分第一半导体层。
根据本公开的实施例，在衬底上设置多个发光单元，可以是通过外延生长的方法在衬底上生长获得外延结构，然后通过刻蚀获得多个发光单元；也可以是对标准外延片进行刻蚀，以获得多个发光单元。
具体地，通过外延生长的方法在衬底上生长获得外延层，例如可以通过液相磊晶、有机金属气相磊晶或分子束磊晶中的任意一种方法在衬底上依次生长N型半导体层、发光层、P型半导体层，获得外延结构。衬底可以采用蓝宝石衬底、硅衬底、碳化硅衬底、砷化镓衬底、氮化铝衬底、氧化锌衬底中的任意一种，本公开实施例优选蓝宝石衬底。蓝宝石衬底即三氧化二铝衬底，具有化学稳定性好、不吸收可见光等优点，且价格低廉，制备技术成熟，适于工业化大批量生产，有利于降低显示基板的制作成本。
标准外延片可以通过外采获得，优选标准多量子阱结构的外延片，包括从下到上依次层叠的衬底、N型半导体层、多量子阱结构、P型半导体层。
对外延结构或标准外延片进行刻蚀以获得多个发光单元，例如可以以光刻胶为掩膜，按照预设MESA图形设置于外延结构或标准外延片上，通过电感耦合等离子体(ICP)刻蚀的方法进行刻蚀，并通过干法去胶或去胶液湿法去胶去除光刻胶，获得多个发光单元，其中，发光单元形成台面(MESA)，并以阵列形式等间距排列。其中，每个发光单元均包括N型半导体层、发光层(多量子阱结构)、P型半导体层，相邻发光单元之间形成凹槽，即发光单元的台面之间形成凹槽，露出部分N型半导体层(即第一半导体层)。可以理解的是，经MESA刻蚀后，发光单元阵列***四周的第一半导体层(即N型半导体层)裸露，以便于后续在露出的第一半导体层上设置电极层。其中，发光单元阵列***四周剩余的第一半导体层的厚度可以与发光单元之间剩余的第一半导体层的厚度相同，即发光单元之间和***四周的刻蚀深度一致。
需要说明的是，本公开实施例的显示基板采用Micro-LED阵列，每个发光单元的尺寸在几到几十微米的范围内，相邻发光单元之间的凹槽的尺寸小于单个发光单元的尺寸，一般为5-10μm。
优选地，对外延结构或标准外延片进行刻蚀时，刻蚀深度延伸至发光层(多量子阱结构)与N型半导体层的界面以下，即相邻发光单元之间的N型半导体层的一部分被刻蚀去除，多个发光单元通过剩余的N型半导体层相连，从而可以实现共N极，且后续可以实现整体组装，避免单个芯片转运的繁琐。其中，相邻发光单元之间的N型半导体层中，被刻蚀去除的厚度与剩余厚度的比例为1:1-6:1，剩余厚度越薄，则通过设置阻光结构实现的防串光效果越好，但工艺难度系数越大，制作成本越高，且剩余N型半导体层太薄可能影响发光单元之间的连接。本公开实施例中，优选刻蚀去除75％-85％的N型半导体层，即相邻发光单元之间被刻蚀去除的N型半导体层的厚度与剩余N型半导体层的厚度之比优选为15-17:3-5。该比例下，不仅可以使多个发光单元通过N型半导体层连接，并共用N型电极，有效减少电极占据外延片的面积，增大发光面积，提高发光效率，而且可以通过在发光单元之间设置阻光结构有效避免串光，提高显示基板的显示效果。
参照附图2a，标准外延片100包括蓝宝石衬底101、N-GaN层102、多量子阱结构103、P-GaN层104；标准外延片100经刻蚀获得多个发光单元，刻蚀深度延伸至N-GaN层，其中，被刻蚀去除的N-GaN层的厚度与剩余N-GaN层的厚度比为4:1，即，相邻发光单元之间的凹槽下方(靠近衬底的一侧)保留1/5的N-GaN层，如此设置，使得多个发光单元通过N-GaN层连接，并可以通过设置共用电极，有效减少电极占据外延片的面积，增大发光面积，提高发光效率，而且可以通过在发光单元之间设置阻光结构有效避免串光，提高显示基板的显示效果。
需要说明的是，图2a仅示出发光单元部分，未示出发光单元***。应理解，经刻蚀后，发光单元阵列***四周的N-GaN层裸露，以便于后续在露出的N-GaN层上设置电极层。应理解，图2a中示出的发光单元的数量仅是示例性的，在此不做限定。
在步骤S102中，可以在所述发光单元之间设置第一阻光结构。
根据本公开的实施例，为了有效避免相邻发光单元之间串光，在发光单元之间设置第一阻光结构。该第一阻光结构采用的阻光材料可以是任何适用的阻光性能较好的绝缘材料，不仅可以作为光阻挡墙，避免相邻发光单元之间串光，而且可以作为钝化层，有效分割各个发光单元。
具体地，在发光单元之间设置第一阻光结构，例如，可以以黑色光刻胶作为阻光材料获得第一阻光结构，也可以通过在相邻发光单元的凹槽填充阻光材料，以形成第一阻光结构，还可以通过涂覆的方式获得第一阻光结构。
其中，以黑色光刻胶作为阻光材料获得第一阻光结构，具体可以包括：在所述多个发光单元表面设置黑色光刻胶，并将所述凹槽以外的黑色光刻胶曝光去除，仅保留所述凹槽内的黑色光刻胶，以形成所述第一阻光结构。本公开实施例中该可选实施方式直接采用黑色光刻胶制备第一阻光结构，制备工艺简单，工艺成本较低。
另一种方式，通过涂覆的方式获得第一阻光结构，具体可以包括：采用光刻胶涂覆整个器件表面，然后仅将发光单元之间的光刻胶曝光，保留其余位置的光刻胶；采用阻光材料涂覆整个器件表面，其中，发光单元之间的凹槽被阻光材料填充；清洗器件，以去除器件上剩余的光刻胶及光刻胶上的阻光材料。可以理解的是，本公开实施例所述“器件”指步骤S101获得的包括发光单元阵列的外延片或半导体器件。本公开实施例中，阻光材料优选黑胶(主要成分可以是环氧树脂、硅胶或者硅树脂)。
可选地，在通过涂覆的方式获得第一阻光结构的过程中，可以按照预设电极图案对光刻胶进行曝光，使得曝光后在器件表面形成预设电极图案的光刻胶，进而使得在清洗去除光刻胶及其上的阻光材料后，获得预设电极图案的开口图形，包括位于各个发光单元的P型半导体层上的第一开口，以及位于发光单元阵列***的第二开口，第一开口和第二开口的俯视投影形状可根据实际需要设置，例如，第一开口的俯视投影形状可以是圆形、方形、三角形、五角星形、或六边形等，第二开口的俯视投影形状可以是长条形，也可以是由多个圆形、方形、三角形、五角星形、或六边形等形状组成；第二开口可以设置在发光单元阵列***四周，也可以设置在发光单元阵列***任意相对的两侧，也可以设置在发光单元阵列***任意一侧，在此不做特别限定。
参照附图2b，在发光单元之间设置第一阻光结构105，该第一阻光结构105采用黑胶，用以防止相邻发光单元之间串光，同时可以作为钝化层，有效分割各个发光单元。第一阻光结构105之间形成第一开口106，用以设置P型电极；同时，在发光单元***形成第二开口(图中未示出)，用以设置N型电极。
可选地，在另一个未示出的实施例中，还可以通过设置钝化层，并对钝化层进行开口操作，以露出发光单元阵列***部分第一半导体层和/或发光单元的部分P型半导体层，以便后续在开口处设置电极层。
在步骤S103中，可以在所述发光单元及所述第一半导体层上设置电极层，获得Micro-LED阵列。
根据本公开的实施例，可以通过一次沉积工艺在发光单元及裸露的第一半导体层上沉积电极层，分别作为P型电极和N型电极；也可以通过两次沉积工艺分别在发光单元及裸露的第一半导体层上沉积P型电极和N型电极。
具体地，在发光单元及第一半导体层上设置电极层，例如可以通过电子束蒸发、等离子体溅射、或热蒸发等方法将电极材料蒸发到发光单元的P型半导体层上及发光单元阵列***裸露的第一半导体层上，从而形成与发光单元一一对应的P型电极及公共N型电极。其中，电极材料可以是钛、铝、金、铬、镍、铂等金属中的一种或多种。公共N电极的设置，有效减少了电极占据外延片的面积，增大了发光面积，提高了发光效率。
根据本公开的实施例，在发光单元之间设置第一阻光结构后，第一阻光结构将发光单元相互隔离，之后在发光单元的P型半导体层上设置电极层，电极层可以设置于第一阻光结构形成的开口内，从而有效避免电极短路。
参照附图2c，在发光单元的P-GaN层104上设置P型电极107，P型电极107设置于第一开口106内，即P型电极107之间以第一阻光结构105相互隔离，有效避免了电极短路；同时，在发光单元***四周裸露的N-GaN层上设置N型电极(图中未示出)，获得Micro-LED芯片阵列200，相邻Micro-LED芯片之间以第一阻光结构105相互隔离。
可选地，在另一个未示出的实施例中，在沉积电极层之前，可以在发光单元的第二半导体层(即P型半导体层)上沉积电流扩散层，电流扩散层可以是单层金属层、多层金属层、或氧化铟锡(ITO)层等，优选采用镍/金双层结构、以铝为主的金属、ITO中的任一种。电流扩散层的设置，有利于提高电流均匀性，提高显示基板的光电性能。
可选地，在沉积电流扩散层之后、沉积电极层之前，可以对电流扩散层进行退火。具体地，在电流扩散层为镍/金双层结构金属层的情况下，在550-580℃温度下，将设置有电流扩散层的晶片置于N2气体环境中处理4-6min，然后置于N2和O2混合气体环境中处理4-8min，其中N2和O2的体积比为3-5:1，最后进行快速冷却；在电流扩散层为以铝为主的金属的情况下，在800-900℃温度下，将设置有电流扩散层的晶片置于N2气体环境中处理4-6min；在电流扩散层为ITO的情况下，将设置有电流扩散层的晶片在550-650℃温度下置于O2气体环境中处理200-400s，以使ITO氧化，然后在700-800℃温度下置于N2气体环境中处理25-35s，从而使ITO合金。通过对电流扩散层进行退火处理，可以进一步提高电流扩散层的电导率，使电流扩散层与P型半导体层实现欧姆接触；此外，退火处理可以降低N型半导体层的电阻，有助于提高显示基板的光电性能。
需要进一步说明的是，本公开实施例中，步骤S102和步骤S103的顺序可以互换，即，先在发光单元之间设置第一阻光结构，然后在发光单元及第一半导体层上设置电极层；或者，先在发光单元及第一半导体层上设置电极层，之后在发光单元之间设置第一阻光结构，对于本公开的技术方案都是可行的。
对于先在发光单元及第一半导体层上设置电极层，之后在发光单元之间设置第一阻光结构的情况，电极层还可以采用包括P型电极、N型电极、金属网格线三部分的电极结构，其中，金属网格线设置于发光单元之间，其宽度小于发光单元之间凹槽的宽度，约3-5μm；P型电极、N型电极的设置可以采用前述相同的方式，在此不再赘述。金属网格线的设置，有利于发光单元的电流传输，进一步提高了电流均匀性，提高了显示基板的光电性能。
进一步地，当电极层采用包括P型电极、N型电极、金属网格线三部分的电极结构时，第一阻光结构设置在发光单元之间、包覆在金属网格线之上。
可以理解的是，由于Micro-LED尺寸极小，发光单元之间的凹槽尺寸更小，若先制备电极层后设置阻光结构，则发光单元之间的凹槽入口可能因电极层而被限制得更小，从而使得阻光材料不易进入凹槽，或无法将凹槽填充，进而影响阻光效果。因此，本公开实施例优选先设置第一阻光结构后制备电极层的技术方案，但并不作为对本公开技术方案的限定。
在步骤S104中，可以将所述Micro-LED阵列与电路基板键合，并将所述衬底剥离。
根据本公开的实施例，可以采用现有技术中任何一种方式将Micro-LED阵列与电路基板进行键合，包括但不限于：在电极层上设置键合层，通过键合层将Micro-LED阵列与电路基板进行键合；或者，将Micro-LED阵列与电路基板的键合区进行键合。
本公开实施例优选采用上述第一种方式，即在电极层上设置键合层，通过键合层将Micro-LED阵列与电路基板进行键合。具体地，采用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)在电极层上沉积钝化层，用以保护电极层，其中，钝化层可以采用二氧化硅、氮化硅、氧化铝等材料；然后采用干刻和/或湿刻的方式在钝化层上刻蚀电极接触孔，以露出部分P型电极和N型电极，其中，电极接触孔的位置、俯视投影形状、数量等可根据实际需要设置，在此不做特别限定；最后，采用光刻剥离法在电极接触孔处沉积键合层，其中，键合层可采用铟、钛、铝、镍、金、铬、铂等金属中的一种或多种。
进一步地，将Micro-LED阵列与电路基板键合后，将衬底剥离。衬底剥离方法可采用现有技术中任一种，包括但不限于激光剥离、干法腐蚀、湿法腐蚀等，优选激光剥离。
如图2d所示，将Micro-LED芯片阵列200与电路基板300键合，并将衬底剥离(图中未示出)。需要说明的是，图2d中未示出Micro-LED芯片阵列200***N型电极与电路基板300键合的部分，应理解，Micro-LED芯片阵列200***的N型电极同样与电路基板300键合。图2d中Micro-LED芯片的数量仅为示例性的，在此不做限定。
作为一种优选的实施例，显示基板的制作方法还包括：在所述Micro-LED阵列的第一半导体层的远离所述电路基板的一侧设置第二阻光结构；所述第二阻光结构之间形成容纳区。
本公开的该优选实施例，通过在第一半导体层两侧均设置阻光结构，进一步提升了光阻挡效果，有效防止Micro-LED芯片之间串光，进一步提升了显示基板的显示效果。
优选地，第二阻光结构与第一阻光结构一一对应设置，从而使得每个Micro-LED芯片四周及其出光方向四周均设置阻光结构，不仅可以有效避免相邻Micro-LED芯片之间串光，而且可以有效避免Micro-LED芯片出光之后的串光，使得显示基板的显示效果得到明显改善。
一种可选的实施方式，在所述Micro-LED阵列的第一半导体层的远离所述电路基板的一侧设置第二阻光结构，可以包括以下步骤：采用模压或者胶膜的工艺使第一半导体层远离电路基板的一侧表面覆盖阻光材料；采用光刻胶涂覆阻光材料表面，并将Micro-LED芯片对应位置的光刻胶曝光；刻蚀去除未被光刻胶覆盖的阻光材料；清洗去除剩余光刻胶，则获得第二阻光结构，相邻第二阻光结构之间形成容纳区。其中，第二阻光结构优选采用黑胶；其俯视投影形状可以是网格状、条状、或孔洞状，剖视截面形状可以是方形或梯形，在此不做特别限定。
另一种可选的实施方式，在所述Micro-LED阵列的第一半导体层的远离所述电路基板的一侧设置第二阻光结构包括：在所述Micro-LED阵列的第一半导体层的远离所述电路基板的一侧设置黑色光刻胶，并将与所述凹槽相对应的区域以外的黑色光刻胶曝光去除；仅保留凹槽对应区域的黑色光刻胶，形成与所述第一阻光结构一一对应设置的所述第二阻光结构。本公开实施例中，凹槽对应区域的宽度可以与所述凹槽的宽度相同或略大于所述凹槽的宽度。
参照附图2e，在N-GaN层102远离电路基板300的一侧设置第二阻光结构108，第二阻光结构108与第一阻光结构105一一对应设置，第二阻光结构108之间形成容纳区109。
需要说明的是，图2e中未示出Micro-LED芯片阵列200***N型电极与电路基板300键合的部分。应理解，图2e中Micro-LED芯片的数量仅为示例性的，在此不做限定。
可选地，在设置第二阻光结构时，可以将阻光材料包覆第一半导体层及电路基板，从而可以在获得第二阻光结构的同时，以阻光材料包覆显示基板侧面，以对显示基板进行保护。
进一步优选地，显示基板的制作方法还包括：在所述第二阻光结构的侧壁上设置反光层。该反光层可以采用具有高反射率的材料，例如铝、银等金属，可以通过蒸镀、溅射或涂覆等任何适用方式设置于第二阻光结构的面向Micro-LED芯片出光方向的侧壁上。反光层的设置，可以反射Micro-LED芯片发出的光，从而提高Micro-LED芯片朝向出光方向的出光强度，有利于提高显示基板的发光性能。
进一步优选地，显示基板的制作方法还包括：在所述容纳区内设置光转换材料。光转换材料，用于将Micro-LED芯片发出的单色光转换为其它颜色的光，从而可以实现彩色显示。光转换材料可以是磷光体或量子点，优选量子点。
优选地，量子点可以包括红色量子点、绿色量子点和蓝色量子点，所述红色量子点、绿色量子点和蓝色量子点根据预设排布规则设置在所述容纳区内。针对全彩显示基板，当Micro-LED芯片发蓝光时，量子点可以包括红色量子点、绿色量子点和蓝色量子点或者可以包括红色量子点、绿色量子点和无色透光填充物。此外，当Micro-LED芯片发紫光时，量子点可以包括红色量子点、绿色量子点和蓝色量子点。由于每三个Micro-LED芯片可以对应于一个像素单元，因此根据Micro-LED芯片和像素单元的布置，可以预设不同颜色量子点的排布规则，进而相应地设置在容纳区内。
进一步优选地，显示基板的制作方法还包括：在所述Micro-LED阵列远离所述电路基板的一侧设置保护层。该保护层可以采用任何一种适用的透明材料，用以保护光转换材料及Micro-LED芯片阵列。
参照附图2f，在第二阻光结构108面向Micro-LED芯片出光方向的侧壁110上设置反光层，在容纳区109内设置光转换材料111，在Micro-LED阵列200远离电路基板300的一侧设置保护层112。其中，光转换材料111包括量子点。
需要说明的是，图2f中未示出Micro-LED芯片阵列200***N型电极与电路基板300键合的部分。应理解，图2f中Micro-LED芯片的数量仅为示例性的，在此不做限定。
本公开的显示基板的制作方法，通过刻蚀发光单元之后即在发光单元之间设置第一阻光结构，使得阻光材料可以均匀填充发光单元之间的凹槽，有效避免发光单元之间的串光现象，改善显示基板的显示效果；且发光单元通过第一半导体层连接，从而有效增大了发光面积，提高了外延片利用率；进一步地，通过在第一半导体层的另一侧设置第二阻光结构，使得在Micro-LED芯片的出光方向四周进一步阻光，从而进一步提升了光阻挡效果，有效防止Micro-LED芯片之间串光，进一步提升了显示基板的显示效果。
本公开还提供了一种显示基板。该显示基板可以通过上述显示基板的制作方法制作而成或者通过其它任何适用方法制作而成。
如图3所示，所述显示基板400包括Micro-LED阵列200、电路基板300、第一阻光结构105，其中，Micro-LED阵列200与电路基板300键合，Micro-LED阵列200包括多个Micro-LED芯片，第一阻光结构105设置于Micro-LED芯片之间。Micro-LED芯片包括N-GaN层102、多量子阱结构103、P-GaN层104、P型电极107；第一阻光结构105可以采用任何一种适用的阻光性能较好的绝缘材料，优选黑胶。
本公开的显示基板，通过在发光单元之间设置阻光结构，有效避免了发光单元之间的串光现象，改善了显示基板的显示效果。
进一步地，显示基板400还包括第二阻光结构108，第二阻光结构108设置于Micro-LED阵列200的N-GaN层102的远离电路基板300的一侧。第二阻光结构108的设置，进一步提升了光阻挡效果，有效防止Micro-LED芯片之间串光，进一步提升了显示基板的显示效果。
进一步地，第二阻光结构108与第一阻光结构105对应设置，即第二阻光结构108与第一阻光结构105设置于N-GaN层102相对的两侧，且位置一一对应，从而使得第二阻光结构与第一阻光结构共同限定出Micro-LED芯片的出光方向，有效避免串光现象，实现微间距Micro-LED的防串光，改善了显示基板的显示效果。
进一步地，第二阻光结构108与第一阻光结构105之间的N-GaN层的厚度占N-GaN层102总厚度的1/7-1/2，优选15％-25％。该比例下，不仅可以使Micro-LED芯片通过N-GaN层连接，并共用N型电极，有效减少电极占据外延片的面积，增大发光面积，提高发光效率，而且可以通过第一阻光结构有效避免Micro-LED芯片之间串光，提高显示基板的显示效果。更优选地，第二阻光结构108与第一阻光结构105之间的N-GaN层的厚度占N-GaN层102总厚度的20％。
进一步地，所述第二阻光结构的面向Micro-LED芯片出光方向的侧壁110上设置有反光层。反光层的设置，可以反射Micro-LED芯片发出的光，从而提高Micro-LED芯片朝向出光方向的出光强度，有利于提高显示基板的发光性能。
进一步地，第二阻光结构108之间形成的容纳区109内设置有光转换材料111，其中，光转换材料包括量子点。量子点包括红色量子点、绿色量子点和蓝色量子点，所述红色量子点、绿色量子点和蓝色量子点根据预设排布规则设置在所述容纳区内。光转换材料用于将Micro-LED芯片发出的单色光转换为其它颜色的光，从而可以实现彩色显示。由于光转换材料设置于第二阻光结构之间形成的容纳区内，经光转换材料转换后的光不会发生串光现象，有效提高了显示基板的全彩显示效果。此外，第二阻光结构侧壁上反光层的设置，使得Micro-LED芯片发出的光经光转换材料转换后，经反光层反射，有效增强了出光强度，进一步提高了显示基板的显示效果。
进一步地，显示基板400还包括保护层112，保护层112设置于Micro-LED阵列200远离电路基板300的一侧。该保护层可以采用任何一种适用的透明材料，用以保护光转换材料110及Micro-LED芯片阵列200。
需要说明的是，在图3未示出的部分，Micro-LED芯片阵列200还包括N电极，该N电极为共用电极，设置于Micro-LED芯片阵列200***，Micro-LED芯片通过N-GaN层102相互连接，并与公共N电极电连接；公共N电极与电路基板300键合。应理解，图3中Micro-LED芯片的数量仅为示例性的，在此不做限定。
本公开的显示基板，在发光单元之间设置有第一阻光结构，有效避免发光单元之间的串光现象，改善显示基板的显示效果；且发光单元通过第一半导体层连接，从而有效增大了发光面积，提高了外延片利用率；进一步地，通过在第一半导体层的另一侧设置有第二阻光结构，使得在Micro-LED芯片的出光方向四周进一步阻光，从而进一步提升了光阻挡效果，有效防止Micro-LED芯片之间串光，进一步提升了显示基板的显示效果。
本公开还提供了一种显示装置。该显示装置包括上述显示基板，该显示基板可以包括Micro-LED芯片阵列。该显示装置例如可以是应用于电子设备的显示屏。该电子设备可以包括：智能手机、智能手表、笔记本电脑、平板电脑、行车记录仪、导航仪等任何具有显示屏的设备。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种显示基板的制作方法，其中，所述方法包括：
在衬底上设置多个发光单元，露出部分第一半导体层，所述发光单元形成台面；
在所述发光单元的台面之间的凹槽设置第一阻光结构；
在所述发光单元及所述第一半导体层上设置电极层，获得Micro-LED阵列；
将所述Micro-LED阵列与电路基板键合，并将所述衬底剥离。
2.根据权利要求1所述的显示基板的制作方法，其中，在所述发光单元的台面之间的凹槽设置第一阻光结构包括：
在所述多个发光单元表面设置光刻胶，并将所述凹槽的光刻胶曝光去除；
在所述光刻胶表面设置阻光材料，其中，所述凹槽被所述阻光材料填充；
去除剩余光刻胶及其上的阻光材料，以获得所述第一阻光结构。
3.根据权利要求1所述的显示基板的制作方法，其中，在所述发光单元的台面之间的凹槽设置第一阻光结构包括：
在所述多个发光单元表面设置黑色光刻胶，并将所述凹槽以外的黑色光刻胶曝光去除，仅保留所述凹槽内的黑色光刻胶，以形成所述第一阻光结构。
4.根据权利要求1所述的显示基板的制作方法，其中，所述方法还包括：
在所述Micro-LED阵列的第一半导体层的远离所述电路基板的一侧设置第二阻光结构；所述第二阻光结构之间形成容纳区。
5.根据权利要求4所述的显示基板的制作方法，其中，所述第二阻光结构与所述第一阻光结构一一对应设置。
6.根据权利要求5所述的显示基板的制作方法，其中，在所述Micro-LED阵列的第一半导体层的远离所述电路基板的一侧设置第二阻光结构包括：
在所述第一半导体层远离所述电路基板的一侧设置阻光材料；
在所述阻光材料远离所述第一半导体层的一侧设置光刻胶，并将所述发光单元对应位置的所述光刻胶曝光去除；
去除未被光刻胶覆盖的阻光材料，并去除剩余光刻胶，以获得所述第二阻光结构。
7.根据权利要求5所述的显示基板的制作方法，其中，在所述Micro-LED阵列的第一半导体层的远离所述电路基板的一侧设置第二阻光结构包括：
在所述Micro-LED阵列的第一半导体层的远离所述电路基板的一侧设置黑色光刻胶，并将与所述凹槽相对应区域以外的黑色光刻胶曝光去除，仅保留凹槽对应区域的黑色光刻胶，以形成所述第二阻光结构。
8.根据权利要求4所述的显示基板的制作方法，其中，所述方法还包括：
在所述第二阻光结构的侧壁上设置反光层。
9.根据权利要求4所述的显示基板的制作方法，其中，所述方法还包括：
在所述容纳区内设置光转换材料。
10.根据权利要求9所述的显示基板的制作方法，其中，所述光转换材料包括量子点。
11.根据权利要求10所述的显示基板的制作方法，其中，所述量子点包括红色量子点、绿色量子点和蓝色量子点，所述红色量子点、绿色量子点和蓝色量子点根据预设排布规则设置在所述容纳区内。
12.根据权利要求1所述的显示基板的制作方法，其中，所述方法还包括：
在所述Micro-LED阵列远离所述电路基板的一侧设置保护层。
13.一种显示基板，其中，所述显示基板包括Micro-LED阵列、电路基板、第一阻光结构，所述Micro-LED阵列与所述电路基板键合，所述Micro-LED阵列包括多个Micro-LED芯片，所述第一阻光结构设置于所述Micro-LED芯片之间。
14.根据权利要求13所述的显示基板，其中，所述显示基板还包括第二阻光结构，所述第二阻光结构设置于所述Micro-LED阵列的第一半导体层的远离所述电路基板的一侧。
15.根据权利要求14所述的显示基板，其中，所述第二阻光结构与所述第一阻光结构一一对应设置。
16.一种显示装置，其中，所述显示装置包括权利要求13至15中任一项所述的显示基板。
CN202111578344.7A 2021-12-22 2021-12-22 显示基板的制作方法、显示基板及显示装置 Pending CN114256391A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111578344.7A CN114256391A (zh) 2021-12-22 2021-12-22 显示基板的制作方法、显示基板及显示装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111578344.7A CN114256391A (zh) 2021-12-22 2021-12-22 显示基板的制作方法、显示基板及显示装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114256391A true CN114256391A (zh) 2022-03-29

Family

ID=80796612

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111578344.7A Pending CN114256391A (zh) 2021-12-22 2021-12-22 显示基板的制作方法、显示基板及显示装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114256391A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115799233A (zh) * 2022-11-30 2023-03-14 深圳市思坦科技有限公司 一种发光芯片阵列结构、制备方法及显示结构
CN116864598A (zh) * 2023-07-20 2023-10-10 深圳市思坦科技有限公司 发光芯片、制备方法及显示装置
CN117293155A (zh) * 2023-11-22 2023-12-26 合肥晶合集成电路股份有限公司 半导体结构及其制备方法、背照式图像传感器
WO2024082397A1 (zh) * 2022-10-21 2024-04-25 福建兆元光电有限公司 一种集成式彩色Micro LED的防串扰结构制造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024082397A1 (zh) * 2022-10-21 2024-04-25 福建兆元光电有限公司 一种集成式彩色Micro LED的防串扰结构制造方法
CN115799233A (zh) * 2022-11-30 2023-03-14 深圳市思坦科技有限公司 一种发光芯片阵列结构、制备方法及显示结构
CN115799233B (zh) * 2022-11-30 2023-11-28 深圳市思坦科技有限公司 一种发光芯片阵列结构、制备方法及显示结构
CN116864598A (zh) * 2023-07-20 2023-10-10 深圳市思坦科技有限公司 发光芯片、制备方法及显示装置
CN117293155A (zh) * 2023-11-22 2023-12-26 合肥晶合集成电路股份有限公司 半导体结构及其制备方法、背照式图像传感器
CN117293155B (zh) * 2023-11-22 2024-02-20 合肥晶合集成电路股份有限公司 半导体结构及其制备方法、背照式图像传感器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114256391A (zh) 显示基板的制作方法、显示基板及显示装置
US10607974B2 (en) Micro LED display and manufacturing method thereof
CN111769108A (zh) 显示面板及其制备方法、显示装置
WO2016079505A1 (en) Integrated colour led micro-display
WO2016122725A1 (en) Micro-light emitting diode with metal side mirror
CN105378951A (zh) 高度反射倒装芯片led管芯
CN111244244B (zh) 一种大功率led芯片及其制作方法
CN113725249B (zh) 一种芯片结构、制作方法和显示装置
CN108831979B (zh) 宽带高效的二维光子晶体led倒装阵列芯片及其制备方法
CN113299803B (zh) 一种Micro LED芯片单体器件的制备方法、显示模块及显示装置
CN114725276A (zh) Micro-LED分立器件
CN114156306B (zh) 显示面板的制作方法、显示面板以及显示装置
CN108063174A (zh) 发光装置
CN112968101B (zh) 微型led芯片及其制作方法
WO2021142716A1 (zh) 一种高压倒装半导体发光元件
CN107689383A (zh) 显示装置及其制造方法
CN215815879U (zh) Led芯片结构、显示模组及电子设备
US11742377B2 (en) Light emitting diode chip, display device and method for manufacturing the same
CN217361616U (zh) 垂直结构的薄膜led芯片及微型led阵列
CN216054759U (zh) 一种微型led芯片、显示装置及发光装置
KR101026216B1 (ko) 발광 다이오드 및 그의 제조방법
US20240128414A1 (en) Light-emitting device
US20230131636A1 (en) Micro light-emitting diode package structure
CN112802934B (zh) 一种用于芯片级封装的发光元件及其制备方法和封装结构
US20230343904A1 (en) High-density micro-led arrays with reflective sidewalls

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination