CN111613699B - 微型发光二极管及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提出了一种微型发光二极管及其制作方法，该制作方法包括在第一衬底上形成间隔设置的由LED发光单元构成的第一单体、及由无机单体与LED发光单体的组合单体，并通过无机单体与LED发光单体剧透不同的带隙宽度的原理从第一衬底转移至第二衬底上，完成该微型发光二极管的转移。本申请通过利用不同波长的镭射激光使得LED发光单体从第一衬底转移至第二衬底上，减小了工作量，提高了转移分散率。

Description

微型发光二极管及其制作方法
技术领域
本申请涉及显示领域，特别涉及一种微型发光二极管及其制作方法。
背景技术
微发光二极管(Micro LED)技术是指在衬底上以高密度集成的微小尺寸的LED阵列。作为新兴显示技术，微发光二极管显示相较于LCD、OLED显示有较多优势，如较低的功耗，较高的色域，较快的相应速率等，但其技术难度大于LCD或OLED。目前，微发光二极管技术正开始发展，工业界正期待有高品质的微发光二极管产品进入市场。高品质微发光二极管产品会对市场上已有的诸如LCD/OLED的传统显示产品产生深刻影响。
在制造微发光二极管的过程中，首先在施主晶圆上形成微发光二极管，接着将微发光二极管转移到接受衬底上，接受衬底例如是显示屏；而由于需要把巨量的微发光二极管从母版转移到目标显示基板。而此转移方法工作量较大，且转移分散效率低。
本发明基于此技术问题，提出了下列技术方案。
发明内容
本申请提供一种微型发光二极管及其制作方法，以解决现有微型发光二极管转移分散效率低的技术问题。
为解决上述问题，本申请提供的技术方案如下：
本申请提供一种微型发光二极管的制作方法，其包括：
在第一衬底上形成一第一无机层，经第一次图案化处理形成多个无机单体；
在所述第一衬底上形成一发光层，经第二次图案化处理形成多个间隔设置的第一单体和第二单体；
将所述第一衬底与所述第二衬底的第一区域相对设置，利用第一激光使所述第一单体与所述第一衬底分离，并形成于所述第二衬底的第一区域上；
将所述第一衬底与所述第二衬底的第二区域相对设置，利用第二激光使所述第二单体与所述第一衬底分离，并形成于所述第二衬底的第二区域上。
在本申请的制作方法中，
在第一衬底上形成一第一无机层，经第一次图案化处理形成多个无机单体的步骤包括：
在第一衬底上形成一无机薄膜层；
在所述无机薄膜层上涂覆第一光阻层；
利用第一掩膜版对所述第一光阻层及无机薄膜层进行曝光、显影及蚀刻处理，使所述无机层薄膜形成多个呈阵列分布的无机单体；
剥离所述第一光阻层；
在本申请的制作方法中，所述第一无机薄膜层的材料包括硅。
在本申请的制作方法中，
在所述第一衬底上形成一发光层，经第二次图案化处理形成多个间隔设置的第一单体和第二单体的步骤包括：
利用金属有机化合物化学气相沉淀在所述第一衬底上形成一LED发光薄膜层；
在所述LED发光薄膜层上涂覆第二光阻层；
利用第二掩膜版对所述第二光阻层及所述LED发光薄膜层进行曝光、显影及蚀刻处理，使所述LED发光薄膜层形成多个发光单体；
剥离所述第二光阻层；
其中，所述第一单体包括所述无机单体以及所述发光单体，所述第二单体包括所述发光单体。
在本申请的制作方法中，相邻两个所述无机单体的间距为相邻两个所述发光单体的间距的二分之一。
在本申请的制作方法中，
所述第一激光的波长小于所述第二激光的波长。
在本申请的制作方法中，
位于所述第二衬底上相邻所述第一单体与所述第二单体的间距与位于所述第一衬底上的相邻两个所述无机单体的间距相等。
在本申请的制作方法中，
所述微型发光二极管的制作方法还包括：
利用剥离工艺将位于所述发光单体上的所述无机单体剥离。
在本申请的制作方法中，
所述第一衬底及所述第二衬底的材料包括蓝宝石。
本申请还提出了一种微型发光二极管，其中，所述微型发光二极管利用上述微型发光二极管的制作方法制备。
有益效果：本申请提出了一种微型发光二极管及其制作方法，该制作方法包括在第一衬底上形成间隔设置的由LED发光单元构成的第一单体、及由无机单体与LED发光单体的组合单体，并通过无机单体与LED发光单体剧透不同的带隙宽度的原理从第一衬底转移至第二衬底上，完成该微型发光二极管的转移。本申请通过利用不同波长的镭射激光使得LED发光单体从第一衬底转移至第二衬底上，减小了工作量，提高了转移分散率。
附图说明
下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本申请微型发光二极管制作方法的步骤图；
图2A～图2E为本申请微型发光二极管制作方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
请参阅图1，图1为本申请微型发光二极管制作方法的步骤图。
请参阅图2A～图2E，图2A～图2E为本申请微型发光二极管制作方法的工艺流程图。
所述微型发光二极管的制作方法包括：
S10、在第一衬底10上形成一第一无机层，经第一次图案化处理形成多个无机单体201；
请参阅图2A，步骤S10具体包括：
S101、在第一衬底10上形成一无机薄膜层；
所述第一衬底10为一圆晶衬底基板。
在本实施例中，所述第一衬底10可以为蓝宝石衬底基板。
利用沉积工艺在所述第一衬底10上沉积一无机薄膜层。
在本实施例中，所述无机薄膜层的材料可以为单晶硅或者氮化硅等，本申请不作具体的限制。
S102、在所述无机薄膜层上涂覆第一光阻层；
S103、利用第一掩膜版对所述第一光阻层及无机薄膜层进行曝光、显影及蚀刻处理，使所述无机层薄膜形成多个呈阵列分布的无机单体201；
S104、剥离所述第一光阻层。
S20、在所述第一衬底10上形成一发光层，经第二次图案化处理形成多个间隔设置的第一单体20和第二单体30；
请参阅图2B，步骤S20具体包括：
S201、利用金属有机化合物化学气相沉淀在所述第一衬底10上形成一LED发光薄膜层；
本步骤中发光层的材料可以为Mico-LED、Mini-LED等，本申请不作具体限制。
S202、在所述LED发光薄膜层上涂覆第二光阻层；
S203、利用第二掩膜版对所述第二光阻层及所述LED发光薄膜层进行曝光、显影及蚀刻处理，使所述LED发光薄膜层形成多个发光单体202；
S204、剥离所述第二光阻层；
由于所述无机单体201在本实施例中作为过渡层使用，因此所述无机单体201的厚度尽量小于所述发光单体202的厚度。但是具体厚度本申请没有限制。
在本实施例中，所述第二掩膜版开口的密度大于所述第一掩膜版开口的密度。
在本实施例中，所述第二掩膜版开口的大小与所述第一掩膜版开口的大小相等。
因此本申请中发光单体202在所述第一衬底10上的正投影与所述无机单体201在所述第一衬底10上的正投影重合。
在本实施例中，所述第一单体20包括所述无机单体201以及所述发光单体202，且所述发光单体202覆盖所述无机单体201。
在本实施例中，所述第二单体30包括所述发光单体202。
在本实施例中，所述第一单体20与所述第二单体30间隔设置。
在本实施例中，相邻两个所述无机单体201的间距为相邻两个所述发光单体202的间距的二分之一。
S30、将所述第一衬底10与所述第二衬底40的第一区域401相对设置，利用第一激光使所述第一单体20与所述第一衬底10分离，并形成于所述第二衬底40的第一区域401上401；
请参阅图2C，步骤S30具体包括：
S301、提供一第二衬底40，利用对位装置将所述第一衬底10与所述第二衬底40相对设置且进行对位；
在本实施例中，所述第二衬底40的材料可以与所述第一衬底10的相同，所述第二衬底40的材料可以为蓝宝石衬底基板。
在本实施例中，所述第一衬底10的面积小于所述第二衬底40的面积。所述对位装置将所述第一衬底10在所述所述第二衬底40上的正投影位于所述第二衬底40的第一区域401上。
S302、利用第一激光照射所述无机单体201，使得所述无机单体201与所述第一衬底10分离，使得所述第一单体20落入所述所述第二衬底40的所述第一区域401上。
S40、将所述第一衬底10与所述第二衬底40的第二区域402相对设置，利用第二激光使所述第二单体30与所述第一衬底10分离，并形成于所述第二衬底40的第二区域402上。
请参阅图2D，步骤S40具体包括：
S301、利用对位装置将所述第一衬底10与所述第二衬底40的第二区域402进行对位；
S302、利用第二激光照射所述第一衬底10上的发光单体202，使得所述发光单体202与所述第一衬底10分离，使得所述发光单体202落入所述所述第二衬底40的所述第二区域402上。
在步骤S30～S40中，由于蓝宝石衬底的带隙宽度大于发光单体202的带隙宽度，所述发光单体202的带隙宽度大于所述无机单体201的带隙宽度。因此根据对该三种材料照射不同能量的镭射激光，使之相互脱离。
在本实施例中，所述第一激光的波长小于所述第二激光的波长。所述第一激光的能量小于所述第二激光的能量。
当所述第一衬底10及以上的材料受到第一激光照射时，因所述无机单体201的带隙宽度最小，所述无机单体201受到第一激光照射后，与所述第一衬底10脱离，所述第一单体20落入所述第二衬底40的第一区域401内。
当所述第一衬底10及以上的材料受到第二激光照射时，因所述发光单体202的带隙宽度小于所述蓝宝石衬底的带隙宽度，所述发光单体202受到第二激光照射后，与所述第一衬底10脱离，所述第二单体30落入所述第二衬底40的第二区域402内，完成所述发光单体202的转移。
在本实施例中，位于所述第二衬底40上相邻所述第一单体20与所述第二单体30的间距与位于所述第一衬底10上的相邻两个所述无机单体201的间距相等。
在本实施例中，所述第一区域401与第二区域402不相交。
请参阅图2E，所述微型发光二极管的制作方法还包括：
S50、利用剥离工艺将位于所述发光单体202上的所述无机单体201剥离。
本步骤的剥离工艺为与步骤S30及S40相同的激光镭射工艺。通过利用第三波长的激光照射第二衬底40及以上的的第一单体20，所述无机受到第三激光照射后，与所述发光单体202脱离。
然后进行所述微型发光二极管后续制程工艺，由于后续制程工艺为现有技术，本申请不再赘述。
本申请还提出了一种微型发光二极管，其中，所述微型发光二极管利用上述微型发光二极管的制作方法制备。
所述微型发光二极管的具体结构及原理与上述微型发光二极管的制备方法相同或相似，本申请不再赘述。
本申请提出了一种微型发光二极管及其制作方法，该制作方法包括在第一衬底上形成间隔设置的由LED发光单元构成的第一单体、及由无机单体与LED发光单体的组合单体，并通过无机单体与LED发光单体剧透不同的带隙宽度的原理从第一衬底转移至第二衬底上，完成该微型发光二极管的转移。本申请通过利用不同波长的镭射激光使得LED发光单体从第一衬底转移至第二衬底上，减小了工作量，提高了转移分散率。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上对本申请实施例所提供的一种电子装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种微型发光二极管的制作方法，其特征在于，包括：
在第一衬底上形成一第一无机层，经第一次图案化处理形成多个无机单体；
在所述第一衬底和所述无机单体上形成一发光层，经第二次图案化处理形成多个发光单体，从而形成间隔设置的第一单体和第二单体，第一单体由所述无机单体以及所述发光单体构成，所述第二单体由所述发光单体构成；
将所述第一衬底与第二衬底的第一区域相对设置，利用第一激光使所述第一单体与所述第一衬底分离，并形成于所述第二衬底的第一区域上；
将所述第一衬底与所述第二衬底的第二区域相对设置，利用第二激光使所述第二单体与所述第一衬底分离，并形成于所述第二衬底的第二区域上。
2.根据权利要求1所述的微型发光二极管的制作方法，其特征在于，在第一衬底上形成一第一无机层，经第一次图案化处理形成多个无机单体的步骤包括：
在第一衬底上形成一无机薄膜层；
在所述无机薄膜层上涂覆第一光阻层；
利用第一掩膜版对所述第一光阻层及无机薄膜层进行曝光、显影及蚀刻处理，使所述无机层薄膜形成多个呈阵列分布的无机单体；
剥离所述第一光阻层。
3.根据权利要求2所述的微型发光二极管的制作方法，其特征在于，所述第一无机薄膜层的材料包括硅。
4.根据权利要求1所述的微型发光二极管的制作方法，其特征在于，在所述第一衬底上形成一发光层，经第二次图案化处理形成多个间隔设置的第一单体和第二单体的步骤包括：
利用金属有机化合物化学气相沉淀在所述第一衬底上形成一LED发光薄膜层；
在所述LED发光薄膜层上涂覆第二光阻层；
利用第二掩膜版对所述第二光阻层及所述LED发光薄膜层进行曝光、显影及蚀刻处理，使所述LED发光薄膜层形成多个发光单体；
剥离所述第二光阻层；
其中，所述第一单体包括所述无机单体以及所述发光单体，所述第二单体包括所述发光单体。
5.根据权利要求4所述的微型发光二极管的制作方法，其特征在于，相邻两个所述无机单体的间距为相邻两个所述发光单体的间距的二分之一。
6.根据权利要求1所述的微型发光二极管的制作方法，其特征在于，位于所述第二衬底上相邻所述第一单体与所述第二单体的间距与位于所述第一衬底上的相邻两个所述无机单体的间距相等。
7.根据权利要求1所述的微型发光二极管的制作方法，其特征在于，所述第一激光的波长小于所述第二激光的波长。
8.根据权利要求1所述的微型发光二极管的制作方法，其特征在于，所述微型发光二极管的制作方法还包括：
利用剥离工艺将位于所述发光单体上的所述无机单体剥离。
9.根据权利要求1所述的微型发光二极管的制作方法，其特征在于，所述第一衬底及所述第二衬底的材料包括蓝宝石。
10.一种微型发光二极管，其特征在于，所述微型发光二极管利用如权利要求1～9任一项所述的微型发光二极管的制作方法制备。
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