CN108598105A - 一种柔性有源彩色显示模块生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性有源彩色显示模块生产方法，包括以下步骤：制作三基色量子发光薄膜芯片；在柔性衬底上制作有源矩阵显示控制电路；沉淀一层表面粘合金属薄膜；将第一基色量子发光薄膜芯片粘合在有源矩阵显示控制电路上；选择性地刻蚀形成三基色量子发光像素阵列；并且分别选择性介质刻蚀打开对应于有源矩阵显示控制电路电极的空心孔阵列，填入导电金属形成铆钉式电极阵列，将表面平整；用透明介质填平表面，在第三基色量子发光像素阵列表面沉淀一层透明金属薄膜作为第三基色量子发光像素阵列通用电极。本发明提供了柔性有源彩色显示模块生产方法，能够生产制造柔性有源彩色显示模块，具有结构稳定以及性能优异的优点，且工艺实现难度较低。
Description
技术领域
本发明涉及柔性显示领域，尤其涉及的是，一种柔性有源彩色显示模块生产方法。
背景技术
随着技术的发展，LED彩色显示屏已经在许许多多的产品上具有各种应用，例如背光、手机、随身移动装置以及超大型显示屏等。就LED显示领域而言，柔性LED显示屏，通常理解就是屏体有一定的柔软性，可以进行一定程度的弯曲处理。基于LED显示屏的特性，柔性LED屏的拼装模组，都采用软性材料做成，且其模组的连接相比传统的模组有较大差异，一般认为，传统的模组PCB板大多采用玻纤材料，有较强的硬脆性，不可曲折。柔性屏的模组PCB板采用的是柔性软板，在拼接上柔性模组也配备高强度的锁扣和链接装置，面罩及底壳均采用橡胶，具有高强度的抗压和抗扭曲能力。但是如何生产柔性有源彩色显示模块，仍是需要进一步改进的技术。
发明内容
本发明提供一种新的柔性有源彩色显示模块生产方法。
本发明的技术方案如下：一种柔性有源彩色显示模块生产方法，其包括以下步骤：制作第一基色量子发光薄膜芯片；制作第二基色量子发光薄膜芯片；制作第三基色量子发光薄膜芯片；在柔性衬底上制作有源矩阵显示控制电路；在有源矩阵显示控制电路表面上沉淀一层表面粘合金属薄膜；将第一基色量子发光薄膜芯片粘合在有源矩阵显示控制电路上；将第一基色量子发光薄膜芯片的衬底剥离；在第一基色量子发光薄膜以及粘合金属薄膜上选择性地刻蚀形成第一基色量子发光像素阵列；用介质填平表面，选择性介质刻蚀打开对应于有源矩阵显示控制电路电极的空心孔阵列，填入导电金属形成铆钉式电极阵列，将表面平整；在第一基色量子发光像素阵列表面上沉淀一层透明粘合金属薄膜；将第二基色量子发光薄膜芯片粘合在透明粘合金属薄膜上；将第二基色量子发光薄膜芯片的衬底剥离；在第二基色量子发光薄膜以及粘合金属薄膜上选择性地刻蚀形成第二基色量子发光像素阵列；用介质填平表面，选择性介质刻蚀打开对应于有源矩阵显示控制电路电极的空心孔阵列，填入导电金属形成铆钉式电极阵列，将表面平整；在第二基色量子发光像素阵列表面上沉淀一层透明粘合金属薄膜；将第三基色量子发光薄膜芯片粘合在透明粘合金属薄膜上；将第三基色量子发光薄膜芯片的衬底剥离；在第三基色量子发光薄膜以及粘合金属薄膜上选择性地刻蚀形成第三基色量子发光像素阵列；用透明介质填平表面，在第三基色量子发光像素阵列表面沉淀一层透明金属薄膜作为第三基色量子发光像素阵列通用电极。
优选的，所述第一基色、所述第二基色与所述第三基色分别绿光为红光、绿光与蓝光中的相异的一种。
优选的，所述量子发光薄膜芯片为半导体发光器件；
较好的，所述量子发光薄膜芯片为电场致量子点发光器件；
较好的，所述量子发光薄膜芯片为有机半导体发光器件；
较好的，所述量子发光薄膜芯片为无机半导体发光器件；
较好的，所述量子发光薄膜芯片为氮化镓半导体发光器件；
较好的，所述量子发光薄膜芯片为砷化镓半导体发光器件；
较好的，所述量子发光薄膜芯片为磷化铟半导体发光器件；
较好的，所述量子发光薄膜芯片为在蓝宝石衬底上用分子束外延或者金属有机化合物化学气相沉淀方式外延生长的III-V族化合物半导体发光器件。
较好的，所述量子发光薄膜芯片为在砷化镓衬底上用分子束外延或者金属有机化合物化学气相沉淀方式外延生长的III-V族化合物半导体发光器件。
优选的，所述柔性衬底为以下其中之一的薄膜材料：高温塑料聚合物膜、不锈钢薄膜、单晶硅薄膜及多晶硅薄膜；
较好的，所述高温塑料聚合物膜使用紫外线准分子激光扫描将柔性有源显示屏从玻璃基底上剥离。
优选的，所述有源矩阵显示控制电路为低温多晶硅有源TFT阵列图像控制电路；
较好的，所述有源矩阵显示控制电路衬底为单晶硅有源CMOS阵列图像控制电路；
较好的，所述有源矩阵显示控制电路衬底为在高温化合物薄膜基底上的低温多晶硅有源TFT阵列图像控制电路；
较好的，所述有源矩阵显示控制电路衬底为在不锈钢薄膜基底上的低温多晶硅有源TFT阵列图像控制电路。
优选的，所述将第一基色量子发光薄膜芯片粘合在有源矩阵显示控制电路上，其中包括：加热一小时不超过300℃热处理；
较好的，所述将第二基色量子发光薄膜芯片粘合在透明粘合金属薄膜上，其中包括：加热一小时不超过300℃热处理；
较好的，所述将第三基色量子发光薄膜芯片粘合在透明粘合金属薄膜上，其中包括：加热一小时不超过300℃热处理。
优选的，所述将第一基色量子发光薄膜芯片的衬底剥离之后，还包括步骤：将第一基色量子发光薄膜上的n-电极层减薄；
较好的，所述将第二基色量子发光薄膜芯片的衬底剥离之后，还包括步骤：将第二基色量子发光薄膜上的n-电极层减薄；
较好的，所述将第三基色量子发光薄膜芯片的衬底剥离之后，还包括步骤：将第三基色量子发光薄膜上的n-电极层减薄。
优选的，所述在第一基色量子发光薄膜以及粘合金属薄膜上选择性地刻蚀为有方向性的等离子体化学气相刻蚀；
较好的，所述在第二基色量子发光薄膜以及粘合金属薄膜上选择性地刻蚀为有方向性的等离子体化学气相刻蚀；
较好的，所述在第三基色量子发光薄膜以及粘合金属薄膜上选择性地刻蚀为有方向性的等离子体化学气相刻蚀；
较好的，所述选择性介质刻蚀为有方向性的等离子体化学气相刻蚀。
优选的，所述填入导电金属形成铆钉式电极阵列，包括：首先沉淀防金属扩散壁形成阻隔空心柱，然后沉淀填入导电金属形成铆钉式电极阵列。
优选的，所述用介质填平表面，包括：采用化学气相沉积方法或者物理气相沉积方法沉积氧化硅或者氮化硅透明介质，全面填平表面。
优选的，所述将表面平整包括采用化学机械研磨方法磨平所述柔性有源彩色显示模块表面；较好的，所述将表面平整包括采用无方向性等离子化学腐蚀方法刻蚀所述柔性有源彩色显示模块表面使其平整化。
优选的，所述柔性有源彩色显示模块生产方法还包括步骤：在所述第三基色量子发光像素阵列通用电极上沉淀一层偏振光薄膜以减少显示模块内部无序光折射光散射从而增强图像反差。
优选的，所述柔性有源彩色显示模块生产方法还包括步骤：在所述第三基色量子发光像素阵列通用电极上制作一层触摸感应灵敏的手指触摸感应保护层膜。
采用上述方案，本发明提供了柔性有源彩色显示模块生产方法，能够生产制造柔性有源彩色显示模块，具有结构稳定以及性能优异的优点，且工艺实现难度较低，具有很高的市场应用价值。
附图说明
图1为本发明的一个实施例的示意图；
图2为本发明的另一个实施例的在蓝宝石衬底上用MBE或者MOCVD方式外延生长III-V族绿光量子层示意图；
图3为本发明的另一个实施例的在蓝宝石衬底上用MBE或者MOCVD方式外延生长III-V族蓝光量子层示意图；
图4为本发明的另一个实施例的在GaP或者GaAs衬底上用MBE或者MOCVD方式外延生长III-V族红光量子层示意图；
图5为本发明的另一个实施例的在玻璃衬底上的柔性衬底薄膜上制作低温多晶硅有源TFT阵列图像控制电路示意图；
图6为本发明的另一个实施例的生长III-V族绿红蓝光量子层后在玻璃衬底上的柔性衬底薄膜上制作低温多晶硅有源TFT阵列图像控制电路示意图；
图7为本发明的另一个实施例的清理两个表面后在表面上镀一层表面粘合金属薄膜然后进行面对面精确校准示意图；
图8为本发明的另一个实施例利用表面吸附力将红色的LED发光外延芯片粘合在TFT矩阵控制电路上然后加热不超过300℃热处理后的示意图；
图9为图8所示实施例的另一方向示意图；
图10为本发明的另一个实施例将红光外延LED发光芯片的衬底剥离掉，然后将红光外延LED发光薄膜上的n-电极层减薄的示意图；
图11为图10所示实施例的另一方向示意图；
图12为本发明的另一个实施例在红光LED外延发光层以及金属粘合薄膜上选择性地刻蚀形成红光LED像素阵列的示意图；
图13为图12所示实施例的另一方向示意图；
图14为本发明的另一个实施例的介质全面填平，选择性采用有方向性的等离子气相介质刻蚀孔阵列，沉淀一层防金属扩散阻隔壁形成空心孔，填入金属形成铆钉式电极穿越界面以固定红色发光层，最后表面平整的示意图；
图15为图14所示实施例的另一方向示意图；
图16为本发明的另一个实施例在表面上沉淀一层透明粘合金属薄膜，将蓝色的LED发光外延芯片粘合在透明金属膜上，加热不超过300℃热处理，将LED芯片的蓝宝石衬底激光剥离，最后将n-GaN层减薄的示意图；
图17为图16所示实施例的另一方向示意图；
图18为本发明的另一个实施例在蓝色LED半导体外延层上选择性刻蚀形成交叉蓝色LED外延阵列的示意图；
图19为图18所示实施例的另一方向示意图；
图20为本发明的另一个实施例在金属薄膜上选择性刻蚀形成交叉蓝色LED像素阵列以及红光LED阵列的电极的示意图；
图21为图20所示实施例的另一方向示意图；
图22为本发明的另一个实施例介质全面填平，选择性采用有方向性的等离子气相介质刻蚀孔阵列，沉淀一层防金属扩散阻隔壁形成空心孔，填入金属形成铆钉式电极穿越界面以固定蓝色发光层，最后表面平整的示意图；
图23为图22所示实施例的另一方向示意图；
图24为本发明的另一个实施例在表面上沉淀一层透明粘合金属薄膜，将绿色的LED发光外延芯片粘合在透明金属膜上，加热不超过300℃热处理，将绿光LED芯片的蓝宝石衬底激光剥离，最后将n-GaN层减薄的示意图；
图25为图24所示实施例的另一方向示意图；
图26为本发明的另一个实施例在绿色LED半导体外延层上选择性刻蚀形成交叉绿色LED外延阵列的示意图；
图27为图26所示实施例的另一方向示意图；
图28为本发明的另一个实施例在金属薄膜上选择性刻蚀形成交叉绿色LED像素阵列以及蓝光LED阵列的电极，最后用透明介质填平表面的示意图；
图29为图28所示实施例的另一方向示意图；
图30为本发明的另一个实施例沉淀一层透明金属薄膜形成绿光LED外延阵列的电极从而完成绿光LED阵列像素的示意图；
图31为图30所示实施例的另一方向示意图；
图32为本发明的另一个实施例在透明金属薄膜是选择性地刻蚀从而在绿光LED外延阵列上形成金属电极阵列的示意图；
图33为图32所示实施例的另一方向示意图；
图34为本发明的另一个实施例沉淀一层偏振光薄膜，然后在偏振光薄膜上制作一个触摸感应灵敏的触摸保护多层膜的示意图；
图35为图34所示实施例的另一方向示意图；
图36为本发明的另一个实施例使用紫外线准分子激光扫描将柔性有源显示屏从玻璃衬底上剥离的示意图；
图37为图36所示实施例的另一方向示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。但是，本发明可以采用许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“及或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，本发明的一个实施例是，一种柔性有源彩色显示模块生产方法，其包括以下步骤：制作第一基色量子发光薄膜芯片；制作第二基色量子发光薄膜芯片；制作第三基色量子发光薄膜芯片；在柔性衬底上制作有源矩阵显示控制电路；在有源矩阵显示控制电路表面上沉淀一层表面粘合金属薄膜；将第一基色量子发光薄膜芯片粘合在有源矩阵显示控制电路上；将第一基色量子发光薄膜芯片的衬底剥离；在第一基色量子发光薄膜以及粘合金属薄膜上选择性地刻蚀形成第一基色量子发光像素阵列；用介质填平表面，选择性介质刻蚀打开对应于有源矩阵显示控制电路电极的空心孔阵列，填入导电金属形成铆钉式电极阵列，将表面平整；在第一基色量子发光像素阵列表面上沉淀一层透明粘合金属薄膜；将第二基色量子发光薄膜芯片粘合在透明粘合金属薄膜上；将第二基色量子发光薄膜芯片的衬底剥离；在第二基色量子发光薄膜以及粘合金属薄膜上选择性地刻蚀形成第二基色量子发光像素阵列；用介质填平表面，选择性介质刻蚀打开对应于有源矩阵显示控制电路电极的空心孔阵列，填入导电金属形成铆钉式电极阵列，将表面平整；在第二基色量子发光像素阵列表面上沉淀一层透明粘合金属薄膜；将第三基色量子发光薄膜芯片粘合在透明粘合金属薄膜上；将第三基色量子发光薄膜芯片的衬底剥离；在第三基色量子发光薄膜以及粘合金属薄膜上选择性地刻蚀形成第三基色量子发光像素阵列；用透明介质填平表面，在第三基色量子发光像素阵列表面沉淀一层透明金属薄膜作为第三基色量子发光像素阵列通用电极。采用上述方案，本发明提供了柔性有源彩色显示模块生产方法，能够生产制造柔性有源彩色显示模块，具有结构稳定以及性能优异的优点，且工艺实现难度较低，具有很高的市场应用价值。
整体的说，本发明采用了3维立体结构3基色LED像素阵列MicroLED显示技术，通过利用表面金属镀膜增加表面吸附力，在塑料聚合物表面使用紫外激光扫描剥离LED外延层蓝宝石衬底；优选的，塑料聚合物为或包括PI(Polyimide)；在塑料聚合物表面多次LED外延芯片级发光层薄膜转移；在室温下利用金属钉子(Over-etched Via Plugs)阵列或者介质钉子阵列穿过粘合界面从而牢靠固定两片薄膜；其中所述钉子亦可称为铆钉。
优选的，所述第一基色、所述第二基色与所述第三基色分别绿光为红光、绿光与蓝光中的相异的一种。例如，所述第一基色为红光，第二基色为蓝光，第三基色为绿光；例如，所述第一基色为红光，第二基色为绿光，第三基色为蓝光；例如，所述第一基色为绿光，第二基色为红光，第三基色为蓝光；例如，所述第一基色为绿光，第二基色为蓝光，第三基色为红光；例如，所述第一基色为蓝光，第二基色为红光，第三基色为绿光；例如，所述第一基色为蓝光，第二基色为绿光，第三基色为红光。
优选的，所述量子发光薄膜芯片，包括第一基色量子发光薄膜芯片、第二基色量子发光薄膜芯片与第三基色量子发光薄膜芯片，为半导体发光器件；较好的，所述量子发光薄膜芯片为电场致量子点发光器件；较好的，所述量子发光薄膜芯片为有机半导体发光器件；较好的，所述量子发光薄膜芯片为无机半导体发光器件；较好的，所述量子发光薄膜芯片为氮化镓GaN半导体发光器件；较好的，所述量子发光薄膜芯片为砷化镓GaAs半导体发光器件；较好的，所述量子发光薄膜芯片为磷化铟InP半导体发光器件；较好的，所述量子发光薄膜芯片为在蓝宝石衬底上用分子束外延(Molecular Beam Epitaxy，MBE)或者金属有机化合物化学气相沉淀(Metal Organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD)方式外延生长的III-V族化合物半导体发光器件。较好的，所述量子发光薄膜芯片为在砷化镓衬底上用分子束外延或者金属有机化合物化学气相沉淀方式外延生长的III-V族化合物半导体发光器件。
优选的，所述柔性衬底为以下其中之一的薄膜材料：高温塑料聚合物膜、不锈钢薄膜、单晶硅薄膜及多晶硅薄膜；较好的，所述高温塑料聚合物膜使用紫外线准分子激光扫描将柔性有源显示屏从玻璃基底上剥离。较好的，所述高温塑料聚合物膜包括Polyimide等塑料化合物。
优选的，所述有源矩阵显示控制电路为低温多晶硅有源TFT阵列图像控制电路；较好的，所述有源矩阵显示控制电路衬底为单晶硅有源CMOS阵列图像控制电路；较好的，所述有源矩阵显示控制电路衬底为在高温化合物薄膜基底上的低温多晶硅有源TFT阵列图像控制电路；较好的，所述有源矩阵显示控制电路衬底为在不锈钢薄膜基底上的低温多晶硅有源TFT阵列图像控制电路。
优选的，所述将第一基色量子发光薄膜芯片粘合在有源矩阵显示控制电路上，其中包括：加热一小时不超过300℃热处理；较好的，所述将第二基色量子发光薄膜芯片粘合在透明粘合金属薄膜上，其中包括：加热一小时不超过300℃热处理；较好的，所述将第三基色量子发光薄膜芯片粘合在透明粘合金属薄膜上，其中包括：加热一小时不超过300℃热处理。
优选的，所述将第一基色量子发光薄膜芯片的衬底剥离之后，所述柔性有源彩色显示模块生产方法还包括步骤：将第一基色量子发光薄膜上的n-电极层减薄；较好的，所述将第二基色量子发光薄膜芯片的衬底剥离之后，所述柔性有源彩色显示模块生产方法还包括步骤：将第二基色量子发光薄膜上的n-电极层减薄；较好的，所述将第三基色量子发光薄膜芯片的衬底剥离之后，所述柔性有源彩色显示模块生产方法还包括步骤：将第三基色量子发光薄膜上的n-电极层减薄。
优选的，所述在第一基色量子发光薄膜以及粘合金属薄膜上选择性地刻蚀为有方向性的等离子体化学气相刻蚀；较好的，所述在第二基色量子发光薄膜以及粘合金属薄膜上选择性地刻蚀为有方向性的等离子体化学气相刻蚀；较好的，所述在第三基色量子发光薄膜以及粘合金属薄膜上选择性地刻蚀为有方向性的等离子体化学气相刻蚀；较好的，所述选择性介质刻蚀为有方向性的等离子体化学气相刻蚀。可以理解，各实施例能够相互组合形成新的实施例，例如，在如图1所示实施例的基础上，所述在第一基色量子发光薄膜以及粘合金属薄膜上选择性地刻蚀为有方向性的等离子体化学气相刻蚀，及或所述在第二基色量子发光薄膜以及粘合金属薄膜上选择性地刻蚀为有方向性的等离子体化学气相刻蚀，及或所述在第三基色量子发光薄膜以及粘合金属薄膜上选择性地刻蚀为有方向性的等离子体化学气相刻蚀，其余实施例以此类推。
优选的，所述填入导电金属形成铆钉式电极阵列，包括：首先沉淀防金属扩散壁形成阻隔空心柱，然后沉淀填入导电金属形成铆钉式电极阵列。可以理解，铆钉式电极阵列中的“铆钉式”是功能类似于“铆钉”或者结构类似于“铆钉”的形式，具体如图15至图37所示。
优选的，所述用介质填平表面，包括：采用化学气相沉积方法或者物理气相沉积方法沉积氧化硅或者氮化硅透明介质，全面填平表面。优选的，所述将表面平整包括采用化学机械研磨方法磨平所述柔性有源彩色显示模块表面；较好的，所述将表面平整包括采用无方向性等离子化学腐蚀方法刻蚀所述柔性有源彩色显示模块表面使其平整化。
优选的，所述柔性有源彩色显示模块生产方法还包括步骤：在所述第三基色量子发光像素阵列通用电极上沉淀一层偏振光薄膜以减少显示模块内部无序光折射光散射从而增强图像反差。优选的，所述柔性有源彩色显示模块生产方法还包括步骤：在所述第三基色量子发光像素阵列通用电极上制作一层触摸感应灵敏的手指触摸感应保护层膜。例如，在如图1所示实施例的基础上，在所述第三基色量子发光像素阵列通用电极上沉淀一层偏振光薄膜以减少显示模块内部无序光折射光散射从而增强图像反差，以及在所述第三基色量子发光像素阵列通用电极上制作一层触摸感应灵敏的手指触摸感应保护层膜。其余实施例以此类推。
下面再给出所述柔性有源彩色显示模块生产方法的一个实施例，其包括以下各步骤中的部分或全部：S1a、在蓝宝石衬底上用MBE或者MOCVD方式外延生长III-V族绿光量子层；S1b、在蓝宝石衬底上用MBE或者MOCVD方式外延生长III-V族蓝光量子层；S1c、在GaP、INP或者GaAs衬底上用MBE或者MOCVD方式外延生长III-V族红光量子层；S2、在玻璃衬底上的柔性衬底薄膜上制作低温多晶硅有源TFT阵列图像控制电路；S3a、清理两个表面后在有源TFT阵列图像控制电路表面上沉淀一层表面粘合金属薄膜，然后进行面对面精确校准；S3b、利用表面吸附力将红色的LED发光外延芯片粘合在TFT矩阵控制电路上，加热不超过300℃热处理；S4、将红光外延LED发光芯片的衬底剥离掉，然后将红光外延LED发光薄膜上的n-电极层减薄；S5、在红光LED外延发光层以及金属粘合薄膜上选择性地刻蚀形成红光LED像素阵列；S6、用介质填平表面，选择性地用等离子化学气相介质刻蚀对应于有源TFT阵列图像控制电路电极的空心孔阵列，沉淀一层防金属扩散阻隔壁形成空心柱，填入金属形成铆钉式电极穿越界面以固定发光层，然后将表面平整，以得到平整的表面；S7、在红光LED像素阵列表面上沉淀一层透明粘合金属薄膜，将蓝色的LED发光外延芯片粘合在透明金属膜上，加热不超过300℃热处理，将LED芯片的蓝宝石衬底激光剥离，然后将n-GaN层减薄；S8、在蓝色LED半导体外延层上选择性用等离子化学气相刻蚀形成交叉蓝色LED外延阵列；S9、在金属薄膜上选择性用等离子化学气相刻蚀形成交叉蓝色LED像素阵列，以及红光LED阵列的电极；S10、用介质全面填平，选择性地用等离子化学气相介质刻蚀对应于有源TFT阵列图像控制电路电极的空心孔阵列，沉淀一层防金属扩散阻隔壁形成空心柱，填入金属形成铆钉式电极阵列穿越界面以固定发光层；然后将表面平整，以得到平整的表面；S11、在蓝色LED外延阵列表面上沉淀一层透明粘合金属薄膜，将绿色的LED发光外延芯片粘合在透明金属膜上，加热不超过300℃热处理，将绿光LED芯片的蓝宝石衬底激光剥离，然后将n-GaN层减薄；S12、在绿色LED半导体外延层上选择性用等离子化学气相刻蚀形成交叉绿色LED外延阵列；S13、在金属薄膜上选择性用等离子化学气相刻蚀形成交叉绿色LED像素阵列，以及蓝光LED阵列的通用电极，用透明介质填平表面；S14、在绿色LED像素阵列上沉淀一层透明金属薄膜形成绿光LED外延阵列的通用电极从而完成绿光LED阵列像素；S15、在透明金属薄膜上选择性地用等离子化学气相刻蚀从而在绿光LED外延阵列上形成金属电极阵列；或者，鉴于金属薄膜是透明的，此工艺步骤可以省略；S16、沉淀一层偏振光薄膜，然后在偏振光薄膜上制作一个触摸感应灵敏的触摸保护层膜；S17、使用紫外线准分子激光扫描将柔性有源显示屏从玻璃衬底上剥离。例如，一种柔性有源彩色显示模块生产方法，包括以上步骤S1a至S17；例如，一种柔性有源彩色显示模块生产方法，包括以上步骤S1a至S17但不包括以上步骤S15。其余实施例以此类推。
下面继续结合附图说明本发明的柔性有源彩色显示模块生产方法及其各步骤。
在蓝宝石衬底上用MBE或者MOCVD方式外延生长III-V族绿光量子层，如图2所示，蓝宝石衬底1001上有GaN外延层1002，其上顺序设有n-GaN层2003A、绿光量子发光层2002与p-GaN层2001A。优选的，绿光量子发光层波长为520nm。
在蓝宝石衬底上用MBE或者MOCVD方式外延生长III-V族蓝光量子层，如图3所示，蓝宝石衬底1001上有GaN外延层1002，其上顺序设有n-GaN层2003、蓝光量子发光层2004与p-GaN层2001。优选的，蓝光量子发光层波长为460nm。
在GaP或者GaAs衬底上用MBE或者MOCVD方式外延生长III-V族红光量子层，如图4所示，GaP或者GaAs衬底1004上有紫外光吸收敏感外延层1003，其上顺序设有n-InGaP层2007、红光量子发光层2006与p-InGaP层2005。优选的，红光量子发光层波长为650nm。
在玻璃衬底上的柔性衬底薄膜上制作低温多晶硅有源TFT阵列图像控制电路，相关各实施例的该步骤中，“在玻璃衬底上的柔性衬底薄膜上制作低温多晶硅有源TFT阵列图像控制电路”可以替换为“在玻璃衬底或者不锈钢衬底上的柔性衬底薄膜上制作低温多晶硅有源TFT阵列图像控制电路”，如图5所示，玻璃衬底或者不锈钢衬底1007上设有柔性衬底薄膜1006，柔性衬底薄膜1006上设有低温多晶硅有源TFT阵列图像控制电路1005。
如图6所示，在蓝宝石衬底上用MBE或者MOCVD方式外延生长III-V族绿光量子层501，在蓝宝石衬底上用MBE或者MOCVD方式外延生长III-V族蓝光量子层502，在GaP或者GaAs衬底上用MBE或者MOCVD方式外延生长III-V族红光量子层503，采用低温共融芯片接合方式，结合于在玻璃衬底上的柔性衬底薄膜上制作低温多晶硅有源TFT阵列图像控制电路504上。清理两个表面后在表面上镀一层表面粘合金属薄膜然后进行面对面精确校准，如图7所示，采用表面粘合金属薄膜1008或称为第一层金属薄膜电极1008，将III-V族红光量子层对准于在玻璃衬底上的柔性衬底薄膜上制作低温多晶硅有源TFT阵列图像控制电路。利用表面吸附力将红色的LED发光外延芯片粘合在TFT矩阵控制电路上然后加热不超过300℃热处理，如图8与图9所示。该步骤中，利用透明金属薄膜低温粘合两个不同芯片；下面给出一个实施例：将3个不同基色LED外延发光芯片分别按照顺序在低温环境下粘合到低温多晶硅有源TFT阵列图像控制电路底板上。具体方法是在300℃左右的温度下使用透明金属铱-锡氧化物(ITO)薄膜作为粘合中间层：在1×10-6Torr的真空室环境下先镀一层(埃)的钛金属胶粘剂薄膜，作为一个扩散屏障层，随后将的ITO溅射到有源TFT阵列图像控制电路底板的表面上；然后在1×10-3Torr的真空室环境下，或在大气压氮气(N2)环境中，将两个晶片置于真空室中，精确面对面地对齐两个晶片，然后用粘结卡盘夹紧在一起，在粘结芯片两侧施加30psi压力并加温至不超过300℃温度下夹紧1小时以上时间。
将红光外延LED发光芯片的衬底剥离掉，然后将红光外延LED发光薄膜上的n-电极层减薄，如图10与图11所示。包括采用化学腐蚀方法分离砷化镓衬底(GaAs)，采用波长532纳米的Nd:YAG激光方法分离砷化镓衬底，或者采用短脉冲KrF紫外线准分子激光方法分离磷化镓GaP衬底；下面给出几个具体的实施例。
采用化学腐蚀方法分离砷化镓衬底，由于制作红光LED的砷化镓半导体衬底是不透明的，因此，具体地：在外延生长AlGaAs或InAlGaP色量子层之前，预先生长一层AlAs或者InAlP的中间牺牲层在砷化镓衬底上。通过HF酸性蚀刻液选择性蚀刻中间牺牲层将砷化镓半导体衬底从红色LED发光芯片剥离；或者通过HCl酸性蚀刻液选择性蚀刻中间牺牲层将砷化镓半导体衬底从红色LED发光芯片剥离。
采用波长532纳米的Nd:YAG激光方法分离砷化镓衬底，具体地：使用InGaAsN外延层用作为中间牺牲层，然后有选择性激光分解中间牺牲层从而彻底剥离砷化镓衬底。通过调整InGaAsN层的化学成分，使其能带间隙低于1.165eV(1064nm光子的能量)；这样InGaAsN层强烈吸收激光次峰1064nm激光能量，而砷化镓衬底对于532nm激光有效地透明。使用Q开关形式将Nd:YAG激光器的脉冲持续时间控制在FWHM 8到9ns，能量在从0.6J/cm2到3.5J/cm2，在吸收激光脉冲能量后，消融发生在InGaAsN中间牺牲层，将AlGaAs或InAlGaP红色量子层薄膜与砷化镓衬底分离，产生无裂纹的AlGaAs或InAlGaP红色量子层薄膜粘附在有源TFT图像驱动电路柔性聚合物衬底上。
采用短脉冲KrF紫外线准分子激光方法分离磷化镓GaP衬底。鉴于磷化镓GaP衬底对紫光相对透明，而AlGaAs或InAlGaP红色量子层则不透明并且强烈吸收紫外光能量。因此，具体地：使用波长为248nm或308nm的UV准分子激光器扫描可以将AlGaAs或InAlGaP红色量子层通过光化学选择性分解从而从透明缝隙的磷化镓GaP衬底彻底分离。
在红光LED外延发光层以及金属粘合薄膜上选择性地刻蚀形成红光LED像素阵列2008，亦可称为红色LED阵列2008，如图12与图13所示。
介质全面填平，选择性采用有方向性的等离子气相介质刻蚀孔阵列，沉淀一层防金属扩散阻隔壁形成空心孔，填入金属形成铆钉式电极穿越界面以固定红色发光层，最后表面平整，如图14与图15所示。此时形成了红光层铆钉式电极阵列2009。
在表面上沉淀一层透明粘合金属薄膜，即第二层金属薄膜电极1009，将蓝色的LED发光外延芯片粘合在透明金属膜上，加热不超过300℃热处理，将LED芯片的蓝宝石衬底激光剥离，最后将n-GaN层减薄，如图16与图17所示。下面给出一个具体的例子：由于蓝宝石是透明的，GaN材料吸收紫外光子是不透明的.通过一个短脉冲KrF紫外线准分子激光在248nm波长和功率范围0.4-0.8J/cm2将GaN薄膜从蓝宝石基底上剥离出来。紫外线准分子激光能够在非常短距离内加热蓝宝石和LED薄膜界面到高温>1000℃，将GaN分解成的Ga低熔点金属和氮气困在界面，从而将LED发光层薄膜彻底从蓝宝石衬底分离。将绿光LED芯片的蓝宝石衬底激光剥离与此相同。
在蓝色LED半导体外延层上选择性刻蚀形成交叉蓝色LED外延阵列2010，亦可称为蓝色LED阵列2010，如图18与图19所示。
金属薄膜上选择性刻蚀形成交叉蓝色LED像素阵列以及红光LED阵列的电极，如图20与图21所示。介质全面填平，选择性采用有方向性的等离子气相介质刻蚀孔阵列，沉淀一层防金属扩散阻隔壁形成空心孔，填入金属形成铆钉式电极穿越界面以固定蓝色发光层，最后表面平整，如图22与图23所示。此时形成了蓝光层铆钉式电极阵列2011。
在表面上沉淀一层透明粘合金属薄膜，即第三层金属薄膜电极1010，将绿色的LED发光外延芯片粘合在透明金属膜上，加热不超过300℃热处理，将绿光LED芯片的蓝宝石衬底激光剥离，最后将n-GaN层减薄，如图24与图25所示。在绿色LED半导体外延层上选择性刻蚀形成交叉绿色LED外延阵列2012，亦可称为绿色LED阵列2012，如图26与图27所示。
在金属薄膜上选择性刻蚀形成交叉绿色LED像素阵列以及蓝光LED阵列的电极，最后用透明介质1011填平表面，如图28与图29所示。前述介质亦可为所述透明介质，即介质亦为所述透明介质。沉淀一层透明金属薄膜，即第四层金属薄膜电极1012，形成绿光LED外延阵列的电极从而完成绿光LED阵列像素，如图30与图31所示。在透明金属薄膜是选择性地刻蚀从而在绿光LED外延阵列上形成金属电极阵列，如图32与图33所示。
沉淀一层偏振光薄膜1013，然后在偏振光薄膜上制作一个触摸感应灵敏的触摸保护多层膜1014，亦即触摸感应薄膜1014，如图34与图35所示。使用紫外线准分子激光扫描将柔性有源显示屏从玻璃衬底上剥离，得到柔性有源彩色显示模块如图36与图37所示。此时，在柔性衬底薄膜(即柔性衬底)1006上顺序设有低温多晶硅有源TFT阵列图像控制电路(即有源TFT阵列图像控制电路)1005，第一层金属薄膜电极1008、p-InGaP层2005、红光量子发光层2006、n-InGaP层2007、第二层金属薄膜电极1009、p-GaN层2001、蓝光量子发光层2004、n-GaN层2003、第三层金属薄膜电极1010、p-GaN层2001A、绿光量子发光层2002、n-GaN层2003A、第四层金属薄膜电极1012、偏振光薄膜1013与触摸感应薄膜1014，其间具有红光层铆钉式电极阵列2009、蓝光层铆钉式电极阵列2011与透明介质1011等。
采用上述柔性有源彩色显示模块生产方法，能够生产柔性有源彩色显示模块，由此可得到柔性有源彩色显示屏，其具有3层3基色III-V族LED阵列交叉构成微LED彩色显示屏；以及相对应于有源矩阵顶部的控制电极阵列的III-V族蓝光LED阵列中间层；以及相对应于蓝光LED阵列的绿色和红色的量子点或者荧光粉的薄膜矩阵顶层。例如，采用低温共融芯片接合方式将III-V族蓝光LED外延芯片与有源矩阵显示控制芯片粘合成有源蓝光LED显示器；然后在蓝光LED显示器表面有选择地制作刻蚀绿光和红光的量子点薄膜阵列从而形成3基色的彩色显示屏。
进一步地，本发明的实施例还包括，上述各实施例的各技术特征，相互组合形成的柔性有源彩色显示模块生产方法。
需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种柔性有源彩色显示模块生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
制作第一基色量子发光薄膜芯片；
制作第二基色量子发光薄膜芯片；
制作第三基色量子发光薄膜芯片；
在柔性衬底上制作有源矩阵显示控制电路；
在有源矩阵显示控制电路表面上沉淀一层表面粘合金属薄膜；
将第一基色量子发光薄膜芯片粘合在有源矩阵显示控制电路上；
将第一基色量子发光薄膜芯片的衬底剥离；
在第一基色量子发光薄膜以及粘合金属薄膜上选择性地刻蚀形成第一基色量子发光像素阵列；
用介质填平表面，选择性介质刻蚀打开对应于有源矩阵显示控制电路电极的空心孔阵列，填入导电金属形成铆钉式电极阵列，将表面平整；
在第一基色量子发光像素阵列表面上沉淀一层透明粘合金属薄膜；
将第二基色量子发光薄膜芯片粘合在透明粘合金属薄膜上；
将第二基色量子发光薄膜芯片的衬底剥离；
在第二基色量子发光薄膜以及粘合金属薄膜上选择性地刻蚀形成第二基色量子发光像素阵列；
用介质填平表面，选择性介质刻蚀打开对应于有源矩阵显示控制电路电极的空心孔阵列，填入导电金属形成铆钉式电极阵列，将表面平整；
在第二基色量子发光像素阵列表面上沉淀一层透明粘合金属薄膜；
将第三基色量子发光薄膜芯片粘合在透明粘合金属薄膜上；
将第三基色量子发光薄膜芯片的衬底剥离；
在第三基色量子发光薄膜以及粘合金属薄膜上选择性地刻蚀形成第三基色量子发光像素阵列；
用透明介质填平表面，在第三基色量子发光像素阵列表面沉淀一层透明金属薄膜作为第三基色量子发光像素阵列通用电极。
2.根据权利要求1所述柔性有源彩色显示模块生产方法，其特征在于，所述第一基色、所述第二基色与所述第三基色分别绿光为红光、绿光与蓝光中的相异的一种。
3.根据权利要求1所述柔性有源彩色显示模块生产方法，其特征在于，所述量子发光薄膜芯片为半导体发光器件；
较好的，所述量子发光薄膜芯片为电场致量子点发光器件；
较好的，所述量子发光薄膜芯片为有机半导体发光器件；
较好的，所述量子发光薄膜芯片为无机半导体发光器件；
较好的，所述量子发光薄膜芯片为氮化镓半导体发光器件；
较好的，所述量子发光薄膜芯片为砷化镓半导体发光器件；
较好的，所述量子发光薄膜芯片为磷化铟半导体发光器件；
较好的，所述量子发光薄膜芯片为在蓝宝石衬底上用分子束外延或者金属有机化合物化学气相沉淀方式外延生长的III-V族化合物半导体发光器件；
较好的，所述量子发光薄膜芯片为在砷化镓衬底上用分子束外延或者金属有机化合物化学气相沉淀方式外延生长的III-V族化合物半导体发光器件。
4.根据权利要求1所述柔性有源彩色显示模块生产方法，其特征在于，所述柔性衬底为以下其中之一的薄膜材料：高温塑料聚合物膜、不锈钢薄膜、单晶硅薄膜及多晶硅薄膜；
较好的，所述高温塑料聚合物膜使用紫外线准分子激光扫描将柔性有源显示屏从玻璃基底上剥离。
5.根据权利要求1所述柔性有源彩色显示模块生产方法，其特征在于，所述有源矩阵显示控制电路为低温多晶硅有源TFT阵列图像控制电路；
较好的，所述有源矩阵显示控制电路衬底为单晶硅有源CMOS阵列图像控制电路；
较好的，所述有源矩阵显示控制电路衬底为在高温化合物薄膜，基底上的低温多晶硅有源TFT阵列图像控制电路；
较好的，所述有源矩阵显示控制电路衬底为在不锈钢薄膜基底上的低温多晶硅有源TFT阵列图像控制电路。
6.根据权利要求1所述柔性有源彩色显示模块生产方法，其特征在于，所述将第一基色量子发光薄膜芯片粘合在有源矩阵显示控制电路上，其中包括：加热一小时不超过300℃热处理；
较好的，所述将第二基色量子发光薄膜芯片粘合在透明粘合金属薄膜上，其中包括：加热一小时不超过300℃热处理；
较好的，所述将第三基色量子发光薄膜芯片粘合在透明粘合金属薄膜上，其中包括：加热一小时不超过300℃热处理。
7.根据权利要求1所述柔性有源彩色显示模块生产方法，其特征在于，所述将第一基色量子发光薄膜芯片的衬底剥离之后，还包括步骤：将第一基色量子发光薄膜上的n-电极层减薄；
较好的，所述将第二基色量子发光薄膜芯片的衬底剥离之后，还包括步骤：将第二基色量子发光薄膜上的n-电极层减薄；
较好的，所述将第三基色量子发光薄膜芯片的衬底剥离之后，还包括步骤：将第三基色量子发光薄膜上的n-电极层减薄。
8.根据权利要求1所述柔性有源彩色显示模块生产方法，其特征在于，所述在第一基色量子发光薄膜以及粘合金属薄膜上选择性地刻蚀为有方向性的等离子体化学气相刻蚀；
较好的，所述在第二基色量子发光薄膜以及粘合金属薄膜上选择性地刻蚀为有方向性的等离子体化学气相刻蚀；
较好的，所述在第三基色量子发光薄膜以及粘合金属薄膜上选择性地刻蚀为有方向性的等离子体化学气相刻蚀；
较好的，所述选择性介质刻蚀为有方向性的等离子体化学气相刻蚀。
9.根据权利要求1所述柔性有源彩色显示模块生产方法，其特征在于，所述填入导电金属形成铆钉式电极阵列，包括：首先沉淀防金属扩散壁形成阻隔空心柱，然后沉淀填入导电金属形成铆钉式电极阵列。
10.根据权利要求1所述柔性有源彩色显示模块生产方法，其特征在于，所述用介质填平表面，包括：采用化学气相沉积方法或者物理气相沉积方法沉积氧化硅或者氮化硅透明介质，全面填平表面；
及或，所述将表面平整包括采用化学机械研磨方法磨平所述柔性有源彩色显示模块表面；较好的，所述将表面平整包括采用无方向性等离子化学腐蚀方法刻蚀所述柔性有源彩色显示模块表面使其平整化；
及或，还包括步骤：在所述第三基色量子发光像素阵列通用电极上沉淀一层偏振光薄膜以减少显示模块内部无序光折射光散射从而增强图像反差；
及或，还包括步骤：在所述第三基色量子发光像素阵列通用电极上制作一层触摸感应灵敏的手指触摸感应保护层膜。
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