CN111048497B - 一种有源矩阵彩色显示器件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种有源矩阵彩色显示器件的制造方法，在衬底上设置有源矩阵显示控制模块以及在衬底表面与有源矩阵显示控制模块连接的阳极电极阵列；在晶圆基底上外延生长半导体发光外延层；刻蚀以形成半导体发光器件阵列；将半导体发光器件阵列中的其中一组阵列的半导体发光器件与阳极电极阵列中的阳极电极一一对准并结合，通过选择性激光脉冲扫描技术将晶圆基底与其中一组阵列的半导体发光器件进行剥离并进行键合连接；重复以上步骤，将用于不同基色的半导体发光器件阵列先后依次交叉键合在阳极电极阵列上；填充半导体发光器件之间的沟隙；在半导体发光器件阵列表面设置阴极电极层。通过选择性激光扫描技术将半导体发光外延层的利用率提高3倍。

Description

一种有源矩阵彩色显示器件的制造方法

技术领域

本申请实施例涉及显示领域，具体涉及一种有源矩阵彩色显示器件的制造方法。

背景技术

目前，基于发光二极管(Light Emitting Diode)形成像素单元进行显示的原理制造而成的显示器件受到越来越多的关注，其主要包括有机发光二极管(OLED)、小间距LED、迷你发光二极管(Mini LED)、微型发光二极管(Micro LED)和量子点发光二极管(QLED)等。此类基于LED的显示技术具有无需背光源且能自发光、功耗低、亮度高、寿命长、反应速度快等优点，可应用于手机、平板电脑、穿戴装置等中小尺寸显示屏幕上，因此受到广泛的关注。

现有的LED显示器件是电流驱动型发光器件，其驱动方式主要为以下两种：无源驱动和有源驱动，无源驱动方式可以降低列驱动信号频率，增加显示画面的亮度和质量。但仍然无法克服无源驱动方式的天生缺陷：连线庞杂，易串扰，像素选通信号无法保存等；有源驱动方式中每个LED像素单元有其对应的独立驱动电路，驱动电流由驱动晶体管提供，驱动能力更强可实现更大面积的驱动，有更好的亮度均匀性和对比度，可实现低功耗高效率，高独立可控性及更高的分辨率，因此在大面积LED显示应用中主要采用有源驱动方式。

虽然基于LED的显示器件在原理上大同小异，但是其在结构、材料及特性等方面具有明显不同，因此在显示性能上也有所区别。例如OLED是采用有机发光材料作为激发层，而小间距LED、Mini LED和Micro LED等均采用无机半导体发光材料作为激发层。不同结构、材料和制备工艺的显示器件给产业带来非常大的技术革新。随着LED微缩化和矩阵化技术的发展，在一个芯片上集成的高密度微小尺寸的LED阵列成为可能，但是其主要问题存在于纳米级LED的多次转移、全彩化、良率及发光波长一致性等。其中最大的瓶颈在于巨量转移，目前针对巨量转移出现多种转移方案，包括Pick&Place转移、流体组装、雷射转印以及滚轮转印等，但是在工艺难度、转移效率、良率等方面仍然存在比较大的问题。而且针对彩色显示器件的巨量转移在LED材料上会存在大量的刻蚀技术，因此导致在LED材料的利用率上降低许多。因此设计一种新的有源矩阵彩色显示器件的制造工艺来解决以上存在的问题是非常必要的。

发明内容

针对现有技术中的以上问题，本申请提出了一种有源矩阵彩色显示器件的制造方法，包括以下步骤：

S1：在衬底上设置有源矩阵显示控制模块以及在衬底表面与有源矩阵显示控制模块连接的阳极电极阵列；

S2：在晶圆基底上外延生长半导体发光外延层；

S3：根据阳极电极阵列的尺寸以及间距对半导体发光外延层进行刻蚀以形成半导体发光器件阵列；

S4：将半导体发光器件阵列中的其中一组阵列的半导体发光器件与阳极电极阵列中的阳极电极一一对准并结合，通过选择性激光脉冲扫描技术将晶圆基底与其中一组阵列的半导体发光器件进行剥离，并将半导体发光器件与阳极电极进行键合连接；

S5：重复以上步骤S2-S4，将用于不同基色的半导体发光器件阵列先后依次交叉键合在阳极电极阵列上，制备出包括至少三种基色的半导体发光器件阵列；

S6：用不透光的介质材料填充半导体发光器件之间的沟隙；

以及

S7：在半导体发光器件阵列表面设置阴极电极层，得到有源矩阵彩色显示器件。

在一些实施例中，选择性激光脉冲扫描的光斑尺寸小于或等于半导体发光器件阵列中单个半导体发光器件的尺寸和间距的大小之和。在此情况下，激光的光束足够小，可以有选择性地将半导体发光器件从晶圆基底上剥离下来，而不影响相邻的未被激光照射到的半导体发光器件，未被激光照射到的半导体发光器件可以保留在晶圆基底上以备下次再键合使用。

在一些实施例中，选择性激光脉冲扫描的光斑间距或最小移动距离不大于至少两个阳极电极位置。激光设置好光斑的大小或扫描的移动距离可以实现选择性照射到需要剥离的半导体发光器件和晶圆基底。

在一些实施例中，采用激光扫描在半导体发光器件和阳极电极的键合位置进行局部加热和加压。激光扫描增加的局部温度和压力可以使键合的效果更加好。

在一些实施例中，先后依次键合的不同基色的半导体发光器件阵列的阵列厚度相同。阵列厚度相同可以使不同基色的半导体发光器件阵列的的键合顺序不需要有特别的要求，方便生产加工。

在一些实施例中，步骤S3的键合方式包括等离子辅助直接键合、扩散键合、共晶键合或瞬态液相键合。键合的方式可以采取多种不同的方式，工艺上不受太多限制。

在一些实施例中，步骤S2还包括：将共晶键合采用的金属沉积在半导体发光外延层的表面，再刻蚀形成表面具有金属层的半导体发光器件阵列。

在一些实施例中，在步骤S2后在半导体发光外延层上沉积一层导电键合材料，导电键合材料包括金、银、铝、或者Au-Sn、NiO-Au-Ag、ITO-Al-Au、Cu-Sn-Ag、Ag-Au、Ni-Au-Si或Pd-Au合金薄膜。采用这几种金属或合金可以在较低的温度或局部加热的情况下进行共晶键合，避免高温对衬底造成热损坏，金属材质也可以对半导体发光器件在垂直于衬底的方向上的部分光线进行反射，提高出光效率。

在一些实施例中，在步骤S6和S7之间还包括：将半导体发光器件阵列表面进行平坦化处理以暴露出半导体发光器件阵列的表面。半导体发光器件朝向阴极电极层的表面经过平坦化处理裸露出来后可以更好地实现与阴极电极层的连接。

在一些实施例中，平坦化处理的方式包括化学机械抛光或各向同性感应耦合等离子体刻蚀技术。化学机械抛光或各向同性感应耦合等离子体刻蚀技术对材料无选择性，可以对半导体发光器件阵列和介质材料进行平坦化处理，还可以使平坦化后的至少三种基色的半导体发光器件阵列的阵列厚度不相同。

在一些实施例中，有源矩阵显示控制模块包括TFT驱动电路或CMOS驱动电路。TFT驱动电路或CMOS驱动电路制作在衬底上的工艺非常成熟，可以有效控制显示器件的成本。

在一些实施例中，至少三种基色包括红色、绿色和蓝色。红色、绿色和蓝色就可以保证显示器件的全彩色显示。

在一些实施例中，衬底包括以下其中之一的柔性薄膜材料：塑料聚合物薄膜、不锈钢薄膜、单晶硅薄膜及多晶硅薄膜。衬底可以采用柔性材料以满足柔性显示器件的制造。

在一些实施例中，还包括在阴极电极层上设置有触敏薄膜。触敏薄膜可以实现显示器件的可触控功能。

在一些实施例中，阴极电极层包括透明导电薄膜，透明导电薄膜包括氧化物薄膜、金属薄膜或高分子薄膜。阴极电极层设置为透明的，可以使半导体发光器件的光能够透过出去，提高出光效率。

在一些实施例中，透明导电薄膜包括ITO薄膜。ITO薄膜是常用的导电薄膜，其性能好，制作工艺非常成熟。

本申请实施例中公开了一种有源矩阵彩色显示器件的制造方法，在衬底上设置有源矩阵显示控制模块以及在衬底表面与有源矩阵显示控制模块连接的阳极电极阵列；在晶圆基底上外延生长半导体发光外延层；根据阳极电极阵列的尺寸以及间距对半导体发光外延层进行刻蚀以形成半导体发光器件阵列；将半导体发光器件阵列中的其中一组阵列的半导体发光器件与阳极电极阵列中的阳极电极一一对准并结合，通过选择性激光脉冲扫描技术将晶圆基底与其中一组阵列的半导体发光器件进行剥离，并将半导体发光器件与阳极电极进行键合连接；重复以上步骤S2-S4，将用于不同基色的半导体发光器件阵列先后依次键合在阳极电极阵列上，制备出包括至少三种基色的半导体发光器件阵列；用不透光的介质材料填充半导体发光器件之间的沟隙；以及在半导体发光器件阵列表面设置阴极电极层，得到有源矩阵彩色显示器件。通过选择性激光扫描技术将具有至少三种基色的半导体发光器件阵列先后依次交叉键合在阳极电极阵列上以实现全面彩色化，而且通过至少间隔2个阳极电极位置有选择地进行激光剥离，可以增加局部温度将键合金属熔融实现选择性键合，只有被激光光束脉冲过的位置才会产生瞬间高温，并且不增加整体衬底的温度。每个半导体发光器件阵列的刻蚀宽度和阳极电极的宽度相同，可以将半导体发光外延层的利用率提高3倍，达到90％以上。本申请的制作工艺简单、成熟度高、转移效率高，上下电极结构对转移精度的要求低，激光扫描使得键合的结合度高，半导体发光外延层的利用率高。

附图说明

包括附图以提供对实施例的进一步理解并且附图被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图图示了实施例并且与描述一起用于解释本发明的原理。将容易认识到其它实施例和实施例的很多预期优点，因为通过引用以下详细描述，它们变得被更好地理解。附图的元件不一定是相互按照比例的。同样的附图标记指代对应的类似部件。

图1示出了根据本发明的实施例的一种有源矩阵显示器件的制造方法的示意图；

图2a-图2m示出了根据本发明的实施例的有源矩阵彩色显示器件的制造方法的制作示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请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相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请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申请。

一般LED用于背光、显示的流程包括：LED芯片厂家将LED芯片生产、测试和分选后，排列到蓝膜上出货到下游模组厂家，下游模组厂家(例如，面板厂商)利用各种固晶设备对LED芯片进行绑定(bonding)工艺及后段制程。该方法流程应用于Mini LED和Micro LED时，由于Mini LED和Micro LED的尺寸较小，其在绑定工艺中的转移效率和转移中的对位精度难以突破，从而限制了Mini LED显示器件和Micro LED显示的制造速度。而且转移中还需要涉及到中间的转接头，因此很多发明人在转接方式和转接头设计上进行很多研究以获得更好的转移效果。

在这方面的研究中，本申请的发明人注意到：在上述制造过程中LED芯片大多采用倒装结构的方式进行生产，倒装结构的LED芯片其正负电极分布在同一侧，因此在转移过程中对其对准精度的要求非常高，特别在Mini LED和Micro LED等小尺寸LED芯片，其电极的尺寸更加小，其要求达到的对准精度高从而导致制造难度高，而且在制造过程中需要将LED外延片刻蚀成LED阵列，但是如果制作成全彩化，大多情况下需要将LED阵列进行间隔刻蚀，对LED外延片的利用率低，最后造成成本高。

本申请提出了一种有源矩阵彩色显示器件的制造方法，如图1所示，具体包括以下步骤：

S1：在衬底101上设置有源矩阵显示控制模块102以及在衬底101表面与有源矩阵显示控制模块102连接的阳极电极阵列103；

S2：在晶圆基底201上外延生长半导体发光外延层202；

S3：根据阳极电极阵列103的尺寸以及间距对半导体发光外延层202进行刻蚀以形成半导体发光器件阵列203；

S4：将半导体发光器件阵列203中的其中一组阵列的半导体发光器件204与阳极电极阵列103中的阳极电极104一一对准并结合，通过选择性激光脉冲扫描技术将晶圆基底201与其中一组阵列的半导体发光器件204进行剥离，并将半导体发光器件204与阳极电极104进行键合连接；

S5：重复以上步骤S2-S4，将用于不同基色的半导体发光器件阵列203先后依次交叉键合在阳极电极阵列103上，制备出包括至少三种基色的半导体发光器件阵列203；

S6：用不透光的介质材料205填充半导体发光器件204之间的沟隙；以及

S7：在半导体发光器件阵列203表面设置阴极电极层301，得到有源矩阵彩色显示器件。

通过本实施例中具体见如图2a-图2m所示的示意图，将有源矩阵显示器件制作成有源矩阵彩色显示器件。

在优选的实施例中，如图2a所示，不同基色的半导体发光器件阵列203都可以从LED芯片的生产工艺中制备得到，首先在晶圆基底201上外延生长半导体发光外延层202，然后经过刻蚀形成半导体发光器件阵列203。在可选的实施例中，晶圆基底201包括蓝宝石(Sapphire)基底，依次形成在蓝宝石晶圆基底201上的缓冲层u-GaN(未掺杂的氮化镓)、电子注入层n-GaN(N型掺杂的氮化镓)、量子阱发光层GaN/InGaN MQW(氮化镓/氮化铟镓超晶格结构，其中，GaN作为势垒，InGaN作为势阱)和空穴注入层p-GaN(P型掺杂的氮化镓)等半导体发光外延层202。需要说明的是，图2a所示的半导体发光外延层202的结构是示例性的，本公开包括但不限于此。例如，在一些示例中，半导体发光器件阵列203所发出的光可以为单色光，其发光颜色可以包括但不限于红色、绿色、黄色、蓝色、紫外(例如，近紫外)等。可以通过调控量子阱发光层的参数(例如势垒材料、势阱材料、势阱宽度等)而调控量子阱发光层的发光波长，进而可以控制由该半导体发光外延层202形成的半导体发光器件阵列203的发光颜色，具体的调控方法和原理可以参考常见的GaN基LED的制作方法和流程，本公开的实施例对此不作限制。在优选的实施例中，在半导体发光外延层202上根据阳极电极104的形状、尺寸和间距进行刻蚀得到一种基色的半导体发光器件阵列203，不需要间隔刻蚀，因此可以有效提高半导体发光外延层202的利用率，提高3倍以上，可以达到90％以上。

还需要说明的是，晶圆基底201可以根据实际需要进行选择，形成在晶圆基底201上的半导体发光外延层202的具体结构也可以根据实际需要进行设置，本公开的实施例对此均不做限制。在优选的实施例中，如图2k所示，在半导体发光器件阵列203中至少存在三种基色，包括红色、绿色和蓝色，每一种基色的半导体发光器件阵列203间隔排列，也就是说，红色的半导体发光器件阵列203、绿色的半导体发光器件阵列203和蓝色的半导体发光器件阵列203彼此之间互相间隔排列，在红色的半导体发光器件204的四周排列绿色或蓝色的半导体发光器件204，在绿色的半导体发光器件204的四周排列红色或蓝色的半导体发光器件204，依次类推，最终形成如图2k所示的阵列结构，因此可以有效实现全面的彩色显示。在其他可选的实施例中，也可以存在其他组合排列方式的阵列结构，具体可以根据显示器件的显示特性要求进行设计，本公开的实施例对此不作限制。在可选的实施例中，晶圆基底201可以为GaP或GaAs，在GaP或GaAs晶圆基底上可以外延生长发出红色光的半导体发光外延层202，其半导体发光外延层202包括电子注入层n-InGaP、量子阱发光层MQW和空穴注入层p-InGaP。

在优选的实施例中，如图2a所示，可以在步骤S2后在半导体发光外延层202上沉积一层导电键合材料，导电键合材料包括金、银、铝、或者Au-Sn、NiO-Au-Ag、ITO-Al-Au、Cu-Sn-Ag、Ag-Au、Ni-Au-Si或Pd-Au合金薄膜。在步骤S3中进行刻蚀形成半导体发光器件阵列203的时候，同时也将部分导电键合材料刻蚀形成在半导体发光器件阵列203的表面。采用这几种导电键合材料可以在较低的温度或局部加热的情况下进行共晶键合，避免高温对衬底造成热损坏，这几种导电键合材料也可以对半导体发光器件204在垂直于衬底的方向上的部分光线进行反射，提高出光效率。而且为了防止衬底101的热损坏，采用选择性激光脉冲扫描将半导体发光器件204从基底上取下，并进行局部加热和加压以将分离的半导体发光器件204共晶键合到衬底101的阳极电极104表面上。

如图2b所示，在优选的实施例中，选择性激光脉冲扫描的光斑尺寸小于或等于半导体发光器件阵列中单个半导体发光器件的尺寸和间距的大小之和。因此在如图2b所示的示意图中，激光的光束足够小，可以有选择性地将半导体发光器件204从晶圆基底201上剥离下来，而不影响相邻的未被激光照射到的半导体发光器件204，未被激光照射到的半导体发光器件204可以保留在晶圆基底201上以备下次再键合使用。

首先激光扫描可以在晶圆基底201和半导体发光器件204之间产生微小爆炸，使晶圆基底201剥离下来，其次，激光的微小爆炸可以为导体发光器件204和阳极电极104之间的键合提供局部的加温和加压，因此可以提高键合的效率和半导体发光器件204和阳极电极104之间的键合强度。

如图2b-2m所示，将带有半导体发光器件阵列203的晶圆基底201转移至衬底101上方，将半导体发光器件阵列203中的其中一组阵列的半导体发光器件204与阳极电极阵列103中的阳极电极104一一对准并结合，此处的结合表示在物理上的接触，即将带有半导体发光器件阵列203的晶圆基底201和带有阳极阵列104的衬底101进行对合，使半导体发光器件阵列203能够与阳极电极104进行结合。通过选择性激光脉冲扫描技术将晶圆基底201与其中一组阵列的半导体发光器件204进行剥离，并将半导体发光器件204与阳极电极104进行键合连接。在优选的实施例中，在此步骤的选择性激光脉冲扫描的半导体发光器件204的光斑间距或最小移动距离不大于至少两个阳极电极104位置。因此设置好激光光斑的大小或扫描的移动距离可以实现选择性照射到需要剥离的半导体发光器件204和晶圆基底201。

至少三种基色的半导体发光器件阵列203中的半导体发光器件204与阳极电极104之间采用键合的方式连接，不同基色的半导体发光器件阵列203先后依次与阳极电极104进行键合连接，第二次键合前的半导体发光器件阵列203的半导体发光器件204的间隔和第一次键合后的半导体发光器件阵列203的半导体发光器件204的尺寸相匹配，第三次键合前的半导体发光器件阵列203的半导体发光器件204的间隔和第二次键合后的半导体发光器件阵列203的半导体发光器件204的尺寸相匹配，因此实现交叉键合。

如图2b-2k所示，第一次键合在没有任何半导体发光器件204的衬底101的第一位置上，第一次键合红色的半导体发光器件阵列203可以根据衬底101上的阳极电极阵列103的形状、尺寸和间距进行刻蚀，将带有红色半导体发光器件204的晶圆基底201和带有阳极电极104的衬底101对合，使红色半导体发光器件204和阳极电极104进行结合，再通过选择性激光照射其中一组阵列的红色的半导体发光器件204，然后剥离晶圆基底201和未被照射到的红色的半导体发光器件204，使红色半导体发光器件204和阳极电极104键合在一起。晶圆基底201和未被照射到的红色的半导体发光器件204可以下一次在另外一个位置用于的第二次键合；在第一位置上进行第二次键合，此时第二次键合前应该将带有至少已经键合一次的绿色的半导体发光器件204的晶圆基底201和带有阳极电极104的衬底101对合，使绿色的半导体发光器件204和阳极电极104进行结合，然后通过选择性激光照射其中一组阵列的绿色的半导体发光器件204，然后剥离晶圆基底201和未被照射到的绿色的半导体发光器件204，使绿色的半导体发光器件204和阳极电极104键合在一起。晶圆基底201和未被照射到的绿色的半导体发光器件204可以下一次在另外一个位置用于的第三次键合；此时第二次键合后衬底101上已经存在红色的半导体发光器件204和绿色的半导体发光器件204。在第一位置上进行第三次键合，此时第三次键合前应该将带有已经键合过两次后的蓝色的半导体发光器件204的晶圆基底201和带有阳极电极104的衬底101对合，然后通过选择性激光照射其中一组阵列的蓝色的半导体发光器件204，使蓝色的半导体发光器件204和阳极电极104进行结合，然后剥离晶圆基底201，使绿色的半导体发光器件204和阳极电极104键合在一起，最终将至少三种基色的半导体发光器件阵列203键合在阳极电极阵列103上。以上对半导体发光器件204的颜色和先后键合的顺序不做严格要求，本公开的实施例对此不作限制。因此先后键合的两种不同基色的半导体发光器件阵列203的阵列厚度相同，这样可以有效提高半导体发光外延层202的材料利用率，每个半导体发光外延层202在晶圆基底上201不需要进行间隔刻蚀，第一次键合后可以用于第二次键合，以此类推。

在优选的实施例中，阳极电极104的材质包括ITO、Al、Cu、Au、Ag、Pd或Pt及其组合而成的合金，将有源矩阵显示控制模块102中的输出电极引至衬底101的表面以形成阳极电极104。半导体发光器件204与阳极电极104的键合方式包括等离子辅助直接键合、扩散键合、共晶键合或瞬态液相键合。从结构上可以分为直接键合和金属键合，直接键合包括等离子辅助直接键合和扩散键合，在金属键合包括共晶键合和瞬态液相键合。当半导体发光器件204与阳极电极104的键合方式采用等离子辅助直接键合和扩散键合，在半导体发光器件204或阳极电极104需要键合的表面上设置不需要再设置金属的键合层，可以进行直接的键合。当半导体发光器件204与阳极电极104的键合方式采用共晶键合和瞬态液相键合，在半导体发光器件204或阳极电极104需要键合的表面上设置需要设置金属的键合层。

在采用激光对GaP或GaAs晶圆基底201进行剥离，还需在电子注入层n-InGaP和GaP或GaAs晶圆基底201之间设置一个牺牲层，有利于激光照射在GaP或GaAs晶圆基底201和牺牲层上形成一个剥离区，将GaP或GaAs晶圆基底201剥离下来，便于更好地将半导体发光器件阵列203保留在阳极电极104上。需要说明的是，上述激光照射剥离半导体发光外延层202的晶圆基底201的基本原理是示意性的，对于不同的半导体发光外延层202，可以基于晶圆基底201的材料、缓冲层的材料以及半导体发光外延层202的材料等选择合适波长的激光，进行晶圆基底201的剥离，本公开的实施例对此不作限制。

在优选的实施例中，半导体发光器件阵列203的半导体发光器件204的形状、尺寸和间隙与阳极电极104的形状、尺寸和间隙相匹配。这样可以使每个半导体发光器件204和每个阳极电极104更好地进行对合连接，有效保障制造过程中的转移效率和良率。半导体发光器件204和阳极电极104的形状、尺寸和间隙可以根据显示器件的要求进行设计，本公开的实施例对此不作限制。

在优选的实施例中，在半导体发光器件阵列203中的半导体发光器件204之间存在沟隙，可以在沟隙中填充有不透光的介质材料205。一方面，不透光的介质材料205主要的作用是可以在半导体发光器件204之间进行挡光，因为半导体发光器件204整体都可以发光，若是正方体形，其六面都可以发光，半导体发光器件204之间存在四面可以互相干扰的光，会影响出光效果，因此在半导体发光器件204之间设置不透光的介质材料205可以使半导体发光器件204只在垂直于衬底方向上出光，保证发光效率和波长一致性。不透光的介质材料205可以为黑色的不导电的电介质材料，其材质包括SiNx或SiOx。其次，介质材料205可以用于固定半导体发光器件204的胶材，对半导体发光器件204起到固定作用。

在优选的实施例中，半导体发光器件阵列203和介质材料205朝向阴极电极层301的一面通过平坦化处理将半导体发光器件204的表面裸露出来。这样可以便于更好地实现半导体发光器件204与阴极电极层301的连接。平坦化处理可以将半导体发光器件阵列203和介质材料205朝向阴极电极层301的一面形成平坦表面。这样既可以形成良好的挡光效果，又可以将半导体发光器件204的表面裸露出来与阴极电极层301进行连接。根据衬底101上的有源矩阵显示控制模块102的选择，平坦化处理也可以有不同的选择。有源矩阵显示控制模块102包括TFT驱动电路或CMOS驱动电路。TFT驱动电路或CMOS驱动电路制作在衬底101上的工艺非常成熟，因此方便制作并控制成本。当有源矩阵显示控制模块102选择使用TFT驱动电路，平坦化处理可以选择化学机械抛光(Chemical-Mechanical Polishing)；当有源矩阵显示控制模块102选择使用CMOS驱动电路，平坦化处理可以选择各向同性等离子蚀刻技术(isotropic inductive coupled plasma etching technique)。通过这两种方式进行平坦化处理对需要处理的表面的材质没有选择性。通过各向同性等离子蚀刻技术进行平坦化处理，在平坦化处理之后，半导体发光器件阵列203中不同基色的半导体发光器件阵列203可以具有不同厚度。这与常规的LED显示器件具有很大的区别，在结构上以及工艺上都能有所体现。常规的LED显示器件受到其转移工艺以及后制程工艺上的限制，需要对使得不同基色的半导体发光器件阵列203可以具有相同的厚度，但是对其整体工艺精度的要求比较高。在有源矩阵显示器件中不同基色的半导体发光器件阵列203的厚度不相同，可以有效降低制作工艺的复杂度和难度。

在优选的实施例中，阴极电极层301包括透明导电薄膜，从而制作得到的半导体发光器件阵列203可以从阴极电极层301的远离衬底101的一侧出光。透明导电薄膜包括氧化物薄膜、金属薄膜或高分子薄膜。例如，阴极电极层301可以包括透明导电氧化物，例如氧化铟锡、氧化铟锌、氧化锌、氧化铟和氧化铟镓中的组合或至少一种，本公开的实施例对此不作限制。在优选的实施例中，透明导电薄膜包括ITO薄膜，ITO薄膜作为常用的透明导电薄膜，其性能稳定，导电效果好，制作工艺成熟。在其他可选的实施例中，阴极电极层301的材料也可以选用金属材料，且阴极电极层301可以制作的很薄以使阴极电极层301可以变为透明。需要说明的是，本公开的实施例对阴极电极层301的材料不作限制。

在优选的实施例中，阴极电极层301可以为半导体发光器件阵列203的公共电极，例如可以为一整面的面电极，各个半导体发光器件204与该面电极电连接。另外，如图2m所示，在阴极电极层301上设置有触敏薄膜302可以实现触控显示功能。阴极电极层301可以采用沉积的方式设置在半导体发光器件阵列203的表面，本公开的实施例对阴极电极层301和触敏薄膜302的制作方式不做限制。

在优选的实施例中，衬底101包括以下其中之一的柔性薄膜材料：塑料聚合物薄膜、不锈钢薄膜、单晶硅薄膜及多晶硅薄膜。衬底可以采用柔性材料以满足柔性显示器件的制造。因此有源矩阵显示器件可以制作在柔性的衬底101上实现柔性显示的功能。

需要说明的是，图2m所示的有源矩阵显示器件还可以包括其他部件，例如时序控制器、信号解码电路、电压转换电路等，这些部件例如可以采用常规部件或结构，在此不再赘述。

例如，本实施例中的有源矩阵彩色显示器件可以为：显示器、电视、电子纸显示装置、手机、平板电脑、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。需要说明的是，该有源矩阵显示器件还可以包括其他常规部件或结构，例如，为实现有源矩阵显示器件的必要功能，本领域技术人员可以根据具体应用场景设置其他的常规部件或结构，本公开的实施例对此不作限制。

本申请实施例中公开了一种有源矩阵彩色显示器件的制造方法，在衬底上设置有源矩阵显示控制模块以及在衬底表面与有源矩阵显示控制模块连接的阳极电极阵列；在晶圆基底上外延生长半导体发光外延层；根据阳极电极阵列的尺寸以及间距对半导体发光外延层进行刻蚀以形成半导体发光器件阵列；将半导体发光器件阵列中的其中一组阵列的半导体发光器件与阳极电极阵列中的阳极电极一一对准并结合，通过选择性激光脉冲扫描技术将晶圆基底与其中一组阵列的半导体发光器件进行剥离，并将半导体发光器件与阳极电极进行键合连接；重复以上步骤，将用于不同基色的半导体发光器件阵列先后依次交叉键合在阳极电极阵列上，制备出包括至少三种基色的半导体发光器件阵列；用不透光的介质材料填充半导体发光器件之间的沟隙；以及在半导体发光器件阵列表面设置阴极电极层，得到有源矩阵彩色显示器件。通过选择性激光扫描技术将具有至少三种基色的半导体发光器件阵列先后依次键合在阳极电极阵列上以实现全面彩色化，而且通过至少间隔2个阳极电极位置有选择地进行激光剥离，可以增加局部温度将键合金属熔融实现选择性键合，只有被激光光束脉冲过的位置才会产生瞬间高温，并且不增加整体衬底的温度。每个半导体发光器件阵列的刻蚀宽度和阳极电极的宽度相同，可以将半导体发光外延层的利用率提高3倍，达到90％以上。本申请的制作工艺简单、成熟度高、转移效率高，上下电极结构对转移精度的要求低，激光扫描使得键合的结合度高，半导体发光外延层的利用率高。

本申请的制作工艺简单、成熟度高、转移效率高，上下电极结构对转移精度的要求低，激光扫描使得键合的结合度高，适合工业上大批量生产。

以上描述了本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。措词‘包括’并不排除在权利要求未列出的元件或步骤的存在。元件前面的措词‘一’或‘一个’并不排除多个这样的元件的存在。在相互不同从属权利要求中记载某些措施的简单事实不表明这些措施的组合不能被用于改进。在权利要求中的任何参考符号不应当被解释为限制范围。

Claims (15)

1.一种有源矩阵彩色显示器件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在衬底上设置有源矩阵显示控制模块以及在衬底表面与所述有源矩阵显示控制模块连接的阳极电极阵列；

S2：在晶圆基底上外延生长半导体发光外延层；

S3：根据所述阳极电极阵列的尺寸以及间距对所述半导体发光外延层进行刻蚀以形成半导体发光器件阵列；

S4：将所述半导体发光器件阵列中的其中一组阵列的半导体发光器件与所述阳极电极阵列中的阳极电极一一对准并结合，通过选择性激光脉冲扫描技术将所述晶圆基底与所述其中一组阵列的半导体发光器件进行剥离，并同时利用所述选择性激光脉冲扫描技术将所述半导体发光器件与所述阳极电极进行键合连接；

S5：重复以上步骤S2-S4，将用于不同基色的半导体发光器件阵列先后依次交叉键合在所述阳极电极阵列上，制备出包括至少三种基色的半导体发光器件阵列，先后依次键合的所述不同基色的半导体发光器件阵列的阵列厚度相同；

S6：用不透光的介质材料填充所述半导体发光器件之间的沟隙；

以及

S7：在所述半导体发光器件阵列表面设置阴极电极层，得到有源矩阵彩色显示器件。

2.根据权利要求1所述的有源矩阵彩色显示器件的制造方法，其特征在于，所述选择性激光脉冲扫描的光斑尺寸小于或等于所述半导体发光器件阵列中单个半导体发光器件的尺寸和间距的大小之和。

3.根据权利要求1所述的有源矩阵彩色显示器件的制造方法，其特征在于，所述选择性激光脉冲扫描的光斑间距或最小移动距离不大于至少两个所述阳极电极位置。

4.根据权利要求1所述的有源矩阵彩色显示器件的制造方法，其特征在于，采用激光扫描在所述半导体发光器件和所述阳极电极的键合位置进行局部加热和加压。

5.根据权利要求1-4中任一所述的有源矩阵彩色显示器件的制造方法，其特征在于，所述步骤S3的键合方式包括等离子辅助直接键合、扩散键合、共晶键合或瞬态液相键合。

6.根据权利要求5所述的有源矩阵彩色显示器件的制造方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：将所述共晶键合采用的金属沉积在所述半导体发光外延层的表面，再刻蚀形成表面具有金属层的半导体发光器件阵列。

7.根据权利要求1-4中任一所述的有源矩阵彩色显示器件的制造方法，其特征在于，在步骤S2后在所述半导体发光外延层上沉积一层导电键合材料，导电键合材料包括金、银、铝、或者Au-Sn、NiO-Au-Ag、ITO-Al-Au、Cu-Sn-Ag、Ag-Au、Ni-Au-Si或Pd-Au合金薄膜。

8.根据权利要求1-4中任一所述的有源矩阵彩色显示器件的制造方法，其特征在于，在步骤S6和S7之间还包括：将所述半导体发光器件阵列表面进行平坦化处理以暴露出所述半导体发光器件阵列的表面。

9.根据权利要求8所述的有源矩阵彩色显示器件的制造方法，其特征在于，所述平坦化处理的方式包括化学机械抛光或各向同性感应耦合等离子体刻蚀技术。

10.根据权利要求1-4中任一所述的有源矩阵彩色显示器件的制造方法，其特征在于，所述有源矩阵显示控制模块包括TFT驱动电路或CMOS驱动电路。

11.根据权利要求1-4中任一所述的有源矩阵彩色显示器件的制造方法，其特征在于，所述至少三种基色包括红色、绿色和蓝色。

12.根据权利要求1-4中任一所述的有源矩阵彩色显示器件的制造方法，其特征在于，所述衬底包括以下其中之一的柔性薄膜材料：塑料聚合物薄膜、不锈钢薄膜、单晶硅薄膜及多晶硅薄膜。

13.根据权利要求1-4中任一所述的有源矩阵彩色显示器件的制造方法，其特征在于，还包括在所述阴极电极层上设置有触敏薄膜。

14.根据权利要求1-4中任一所述的有源矩阵彩色显示器件的制造方法，其特征在于，所述阴极电极层包括透明导电薄膜，所述透明导电薄膜包括氧化物薄膜、金属薄膜或高分子薄膜。

15.根据权利要求14所述的有源矩阵彩色显示器件的制造方法，其特征在于，所述透明导电薄膜包括ITO薄膜。

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