CN106652820B - 一种led微显示屏及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种LED微显示屏的制备方法，将制备好的石墨烯薄层作为阴极电极与显示屏背板上的LED像素结构的n‑GaN表面低温键合，形成欧姆接触，并将所述石墨烯薄层与连接于所述显示屏背板的控制电路的金属连接结构低温键合。由于石墨烯薄层可以保证极高的透射率，且石墨烯与ITO层相比，具有更优的电流传导能力和热扩散能力，石墨烯薄层通过低温键合过程完成与n‑GaN和金属连接结构的连接，石墨烯薄层与n‑GaN以及之间金属连接结构均通过范德瓦耳斯力连接在一起，无需ITO层制作过程中高温过程，因此不会对LED微显示屏的部件产生高温损坏。本申请还公开了一种应用该制备方法制备的LED微显示屏。
Description
技术领域
本发明涉及LED微显示技术领域，特别涉及一种LED微显示屏的制备方法。还涉及一种应用该制备方法制备的LED微显示屏。
背景技术
LED微显示技术具有很多优点，如主动发光、超高亮度、长寿命、工作电压低、发光效率高、响应速度快、性能稳定可靠、工作温度范围宽等，已经成为热点技术。
现有的LED微显示技术在进行LED微显示屏的制作时，为了实现高的透光率和良好的电流扩展能力，LED微显示屏的阴极表面通常为整面覆盖的ITO层(即导电玻璃层)，而ITO层的制作需要高温退火工艺来实现高的透光率和底的电阻率，高温退火工艺的工作条件通常为600度左右的快速退火或300度左右的长时间退火。而高温对已经做好的器件产生不良影响，如对LED的内部缺陷产生不良影响。
综上所述，如何在保证高透光率和良好电流扩展能力前提下，减少高温工艺对器件的损坏，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种LED微显示屏的制备方法，以在保证高透光率和良好电流扩展能力前提下，减少高温工艺对器件的损坏。
本发明还提供了一种应用该制备方法制备的LED微显示屏，以在保证高透光率和良好电流扩展能力前提下，减少高温工艺对器件的损坏。
为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种LED微显示屏的制备方法，将制备好的石墨烯薄层作为阴极电极与显示屏背板上的LED像素结构的n-GaN表面低温键合，形成欧姆接触，并将所述石墨烯薄层与连接于所述显示屏背板的控制电路的金属连接结构低温键合。
优选地，在上述的LED微显示屏的制备方法，所述石墨烯薄层的制备方法为：选用尺寸大于等于所述显示屏背板的铜基板，在所述铜基板的一侧表面上使用化学气相沉积法高温制作石墨烯薄层。
优选地，在上述的LED微显示屏的制备方法，在完成所述石墨烯薄层与所述n-GaN表面以及所述金属连接结构的低温键合后，去除所述铜基板。
优选地，在上述的LED微显示屏的制备方法，所述去除所述铜基板具体为：通过腐蚀方法将所述铜基板去除，获得纯净的所述石墨烯薄层。
优选地，在上述的LED微显示屏的制备方法，在去除所述铜基板的所述石墨烯薄层上制作透明保护层。
优选地，在上述的LED微显示屏的制备方法，所述透明保护层为透明玻璃层或透明塑料层。
优选地，在上述的LED微显示屏的制备方法，所述显示屏背板上的LED像素结构的制备方法为：
在LED外延片上制作像素点结构，得到LED像素结构；
将制作好的LED像素结构转移到所述显示屏背板上；
在所述LED像素结构上刻蚀露出用于欧姆接触的所述n-GaN表面。
优选地，在上述的LED微显示屏的制备方法，所述将制作好的LED像素结构转移到所述显示屏背板上，具体为：将制作好的LED像素结构通过键合工艺或借助MEMS结构转移头转移到所述显示屏背板上。
优选地，在上述的LED微显示屏的制备方法，所述在所述LED像素结构上刻蚀露出所述n-GaN表面，具体为：在所述LED像素结构上通过干法刻蚀工艺露出所述n-GaN表面。
本发明还提供了一种LED微显示屏，应用如权利要求1-9任一项所述的制备方法制得，其包括显示屏背板、LED像素结构、石墨烯薄层和保护层；所述LED像素结构设置于所述显示屏背板上；所述石墨烯薄层与所述LED像素结构的n-GaN表面键合欧姆接触，且与所述所述显示屏背板上的控制电路通过金属连接结构键合，所述保护层设置于所述石墨烯薄层远离所述LED像素结构的一侧表面。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的LED微显示屏的制备方法中，将石墨烯薄层作为阴极材料与显示屏背板上的LED像素结构的n-GaN表面低温键合，形成欧姆接触，并将石墨烯薄层与连接于显示屏背板的控制电路的金属连接结构低温键合。由于采用石墨烯薄层作为阴极电极，可以保证在可见光范围有极高的透射率，且石墨烯与ITO层相比，具有更优的电流传导能力和热扩散能力，石墨烯薄层通过低温键合过程完成与n-GaN的连接，石墨烯薄层与n-GaN之间通过范德瓦耳斯力连接在一起，同时石墨烯薄层与金属连接结构之间通过范德瓦耳斯力连接，无需ITO层制作过程中高温过程，因此不会对LED微显示屏的部件产生高温损坏。
本发明提供的一种LED微显示屏应用本申请中的制备方法制得，石墨烯薄层作为阴极电极与n-GaN低温键合，在具有高透光率和良好的电流扩展能力的前提下，不会在制造的过程对对LED微显示屏造成高温损坏。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种LED微显示屏的制备方法中的在显示屏背板上设置LED像素结构的示意图；
图2为图1的平放侧视图；
图3为本发明实施例提供的一种LED微显示屏的制备方法中的在LED像素结构上刻蚀露出n-GaN的示意图；
图4为本发明实施例提供的一种LED微显示屏的制备方法中的将包含铜基板的石墨烯薄层与n-GaN和金属连接结构键合的示意图；
图5为本发明实施例提供的一种LED微显示屏的制备方法中的去除掉石墨烯薄层上的铜基板的示意图；
图6为本发明实施例提供的一种LED微显示屏的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供了一种LED微显示屏的制备方法，在保证了高透光率和良好电流扩展能力前提下，减少了高温工艺对器件的损坏。
本发明还提供了一种应用该制备方法制备的LED微显示屏，在保证了高透光率和良好电流扩展能力前提下，不会对对器件产生高温损坏。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图3-图6，本发明实施例提供了一种LED微显示屏的制备方法，将制备好的石墨烯薄层5作为阴极电极与显示屏背板1上的LED像素结构2的n-GaN表面201低温键合，形成欧姆接触，并将石墨烯薄层5与连接于显示屏背板1的控制电路上的金属连接结构3低温键合，其中，金属连接结构3可以为柱状结构。本发明中的LED微显示屏的阴极电极由石墨烯薄层5替代现有技术中的ITO层，由于石墨烯薄层5可以保证在可见光范围有极高的透射率，且石墨烯薄层5与ITO层相比，具有更优的电流传导能力和热扩散能力，石墨烯薄层5通过低温键合过程完成与n-GaN表面201的连接，无需ITO层制作过程中高温过程，不会对LED微显示屏的部件产生高温损坏。
在本实施例中，对石墨烯薄层5的制备进行优化，石墨烯薄层5的制备方法为：选用尺寸大于等于显示屏背板1的铜基板4，优选地，铜基板4的尺寸与显示屏背板1的尺寸相同，如4寸或者6寸等，在铜基板4的一侧表面上使用化学气相沉积法高温制作石墨烯薄层5，化学气相沉积法又称CVD法，可以实现大规模大面积的石墨烯薄层5的制备，满足LED显示屏的阴极电极的使用需求。并不要求石墨烯薄层5必须为单层c原子结构，只要石墨烯薄层5具有高的透光率即可。
在本实施例中，由于石墨烯薄层5与n-GaN表面201以及金属连接结构3低温键合过程中，石墨烯薄层5一直位于铜基板4上，因此，在完成石墨烯薄层5与n-GaN表面201以及金属连接结构3的低温键合后，去除铜基板4，获得纯净的石墨烯薄层5。
具体地，去除铜基板4具体为：通过腐蚀方法将铜基板4去除，获得纯净的石墨烯薄层5，腐蚀方法是将制备好石墨烯薄层5的铜基板4浸泡在腐蚀性溶液中，溶液把铜基板4腐蚀掉。
当然，石墨烯薄层5还可以通过还原氧化石墨法或微机械剥离法单独制得，将制备好的纯净石墨烯薄层5与n-GaN表面201以及金属连接结构3低温键合。只是采用这些方法得到的石墨烯薄层5的尺寸较小，使用范围受到限制，采用CVD法制作石墨烯薄层5为优选方案。
在本实施例中，为了保护石墨烯薄层5，在去除铜基板4后的石墨烯薄层5上制作透明保护层，透明保护层位于石墨烯薄层5远离显示屏背板1的一侧，用于防止空气、水汽等损伤LED微显示屏结构。透明保护层可以采用透明玻璃或透明塑料等透明材料。
在本实施例中，对显示屏背板1上的LED像素结构2的制备进行优化，如图1和图2所示，具体制备过程为：在LED外延片上制作像素点结构，得到LED像素结构2，将制作好的LED像素结构2转移到已经做好了控制电路的显示屏背板1上，在LED像素结构2上刻蚀露出用于欧姆接触的n-GaN表面201。
其中，将制作好的LED像素结构2转移到显示屏背板1上的具体操作为：将制作好的LED像素结构2通过键合工艺或借助MEMS结构转移头转移到显示屏背板1上。键合工艺为将包含有蓝宝石衬底的LED像素结构2键合连接显示屏背板1上，再使用激光去除蓝宝石衬底，完成LED像素结构2的转移。借助MEMS结构转移头进行转移的方式是先使用激光将蓝宝石衬底从LED像素结构2上去除，再通过MEMS结构转移头移取LED像素结构2至显示屏背板1上。
在本实施例中，在LED像素结构2上刻蚀露出n-GaN表面201具体为：在LED像素结构2上通过干法刻蚀工艺露出n-GaN表面201。
本实施例提供了一种具体的LED微显示屏的制备方法，包括以下步骤：
S100、在LED外延片上制作像素点结构，得到LED像素结构2；
S200、将制作好的LED像素结构2转移至已经做好控制电路的显示屏背板1上；
S300、在LED像素结构2上刻蚀露出n-GaN表面201；
S400、选用一个与显示屏背板1相同尺寸的铜基板4，在铜基板4上使用CVD法高温制作石墨烯薄层5；
S500、将带有铜基板4的石墨烯薄层5与n-GaN表面201低温键合，并将石墨烯薄层5与连接于显示屏背板1的控制电路上的金属连接结构3低温键合；
S600、在腐蚀性溶液中腐蚀掉铜基板4，获得纯净的石墨烯薄层5；
S700、在石墨烯薄层5上制作透明保护层，得到LED微显示屏。
上述制备方法中，将石墨烯薄层5作为阴极电极，替代了现有的ITO层，在保证了高透光率和良好电流扩展能力前提下，石墨烯薄层5通过低温键合过程完成与n-GaN表面201的连接，石墨烯薄层5与n-GaN表面201之间通过范德瓦耳斯力连接在一起，同时石墨烯薄层5与金属连接结构3之间通过范德瓦耳斯力连接，无需ITO层制作过程中高温过程，因此不会对LED微显示屏的部件产生高温损坏。
本发明实施例还提供了一种LED微显示屏，应用如以上任一实施例所述的制备方法制得，LED微显示屏包括显示屏背板1、LED像素结构2、石墨烯薄层5和保护层；LED像素结构2设置于显示屏背板1上；石墨烯薄层5与LED像素结构2的n-GaN表面201键合欧姆接触，且与显示屏背板1上的控制电路通过金属连接结构3键合，金属连接结构3为柱状结构，透明保护层设置于石墨烯薄层5远离LED像素结构2的一侧表面。
由于石墨烯薄层5作为阴极电极，替代了现有的ITO层，在保证了高透光率和良好电流扩展能力前提下，石墨烯薄层5只需要通过低温键合过程完成与n-GaN表面201的连接，石墨烯薄层5与n-GaN表面201之间通过范德瓦耳斯力连接在一起，同时石墨烯薄层5与金属连接结构3之间通过范德瓦耳斯力连接，无需ITO层制作过程中高温过程，因此不会对LED微显示屏的部件产生高温损坏。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种LED微显示屏的制备方法，其特征在于，将制备好的石墨烯薄层作为阴极电极与显示屏背板上的LED像素结构的n-GaN表面低温键合，形成欧姆接触，并将所述石墨烯薄层与连接于所述显示屏背板的控制电路的金属连接结构低温键合，所述显示屏背板上的LED像素结构的制备方法为：
在LED外延片上制作像素点结构，得到LED像素结构；
将制作好的LED像素结构转移到所述显示屏背板上；
在所述LED像素结构上刻蚀露出用于欧姆接触的所述n-GaN表面。
2.根据权利要求1所述的LED微显示屏的制备方法，其特征在于，所述石墨烯薄层的制备方法为：选用尺寸大于等于所述显示屏背板的铜基板，在所述铜基板的一侧表面上使用化学气相沉积法高温制作石墨烯薄层。
3.根据权利要求2所述的LED微显示屏的制备方法，其特征在于，在完成所述石墨烯薄层与所述n-GaN表面以及所述金属连接结构的低温键合后，去除所述铜基板。
4.根据权利要求3所述的LED微显示屏的制备方法，其特征在于，所述去除所述铜基板具体为：通过腐蚀方法将所述铜基板去除，获得纯净的所述石墨烯薄层。
5.根据权利要求3-4任一项所述的LED微显示屏的制备方法，其特征在于，在去除所述铜基板的所述石墨烯薄层上制作透明保护层。
6.根据权利要求5所述的LED微显示屏的制备方法，其特征在于，所述透明保护层为透明玻璃层或透明塑料层。
7.根据权利要求1所述的LED微显示屏的制备方法，其特征在于，所述将制作好的LED像素结构转移到所述显示屏背板上，具体为：将制作好的LED像素结构通过键合工艺或借助MEMS结构转移头转移到所述显示屏背板上。
8.根据权利要求1所述的LED微显示屏的制备方法，其特征在于，所述在所述LED像素结构上刻蚀露出所述n-GaN表面，具体为：在所述LED像素结构上通过干法刻蚀工艺露出所述n-GaN表面。
9.一种LED微显示屏，其特征在于，应用如权利要求1-8任一项所述的制备方法制得，其包括显示屏背板、LED像素结构、石墨烯薄层和保护层；所述LED像素结构设置于所述显示屏背板上；所述石墨烯薄层与所述LED像素结构的n-GaN表面键合欧姆接触，且与所述显示屏背板上的控制电路通过金属连接结构键合，所述保护层设置于所述石墨烯薄层远离所述LED像素结构的一侧表面。
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