CN111883553A - 无需巨量转移操作的Micro LED显示面板制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无需巨量转移操作的Micro LED显示面板制备方法，首先在衬底上制备Micro LED的各类晶层和金属层，然后将整面衬底上的金属层与驱动面板上的像素电极层键合导通，将衬底与Micro LED剥离，根据驱动面板上的电极分布位置，刻蚀Micro LED的各类晶层和金属层，实现像素化结构。该制备方法不需要特定的转移装置和技术，直接在驱动面板上进行蚀刻操作，解决了Micro LED因巨量转移操作导致的芯片对准、受损、缺失等问题。

Description

无需巨量转移操作的Micro LED显示面板制备方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种无需巨量转移操作的Micro LED显示面板的制备方法。
背景技术
Micro LED显示器件结合了LCD和LED两大技术的优点，性能远高于市面上的TFT-LCD或者OLED。制备方法与LCD液晶面板类似，目前研究大多在蓝宝石衬底上对氮化镓外延层和金属层进行蚀刻制备，得到超小间距的Micro LED芯片阵列，芯片阵列采用倒装芯片结构，实现芯片电极与面板键合。但应用该方法难点在于需要将尺寸微小化、阵列化的芯片，巨量转移至驱动电路面板上，再将Micro LED芯片电极与驱动电路面板的电极直接键合。转移技术是技术难点，巨量转移过程中容易造成芯片损坏、缺失、移位等问题，对转移技术的精确度和稳定性要求非常高。
现有技术中大多采用转移面板将微小的芯片从蓝宝石衬底转移到驱动电路面板上，在转移面板上添加胶层，增强Micro LED芯片与转移面板粘结力，或者采用其他转移设备或技术，但都无法避免转移微小级芯片的这一步骤，无法解决芯片损坏、缺失、移位等问题。因此，为了提高工艺步骤的简单性、芯片精确对准度、转移良品率等，需要提出一种无需巨量转移操作的Micro LED显示面板的制备方法。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种无需巨量转移操作的Micro LED显示面板的制备方法，用于制作像素排布规整的Micro LED显示面板，避免微小级Micro LED芯片的转移步骤，减少芯片的损坏、缺失、移位等问题。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种无需巨量转移操作的Micro LED显示面板制备方法，包括以下步骤：
步骤1、在衬底上依次制备Micro LED的各类晶层和金属层。
步骤2、将整面衬底上的金属层与驱动面板上的像素电极层键合导通。
步骤3、将衬底与Micro LED剥离。
步骤4、根据驱动面板上的电极分布位置，刻蚀Micro LED的各类晶层和金属层，实现像素化结构。
优选的：步骤1在衬底上制备Micro LED的各类晶层和金属层的方法：首先，在衬底上制备Micro LED的各类晶层，最后在各类晶层上沉积金属层。
优选的：步骤2中将整面衬底上的金属层与驱动面板上的像素电极层键合导通方法，将驱动面板有像素电极层的一侧与整面衬底有金属层的一侧相互接合，采用共晶焊的方式实现接合状态。
优选的：步骤3中实现衬底与Micro LED剥离方法，根据衬底材料的不同选择相应的剥离方法。如衬底是氧化铝面板等，需要在衬底与晶层之间添加氮化镓气化层，采用在衬底无材料的一侧利用激光剥离方法，使与衬底接触的氮化镓气化层气化，实现衬底的剥离。如衬底是硅面板等，采用在衬底无材料的一侧利用湿法刻蚀技术，实现衬底的剥离。
优选的：所述像素化结构通过激光微纳加工方法或者光刻和刻蚀方法实现。
优选的：所述光刻和刻蚀方法包括光刻过程和蚀刻过程，所述光刻过程是利用光刻方法在对驱动面板上的各类晶层和金属层上形成图案，所述蚀刻过程是利用电感耦合离子体蚀刻技术，根据光刻过程形成的图案对驱动面板上的各类晶层和金属层进行刻蚀，实现像素化结构。
优选的：所述各类晶层包括：n型氮化镓、发光层和P型氮化镓层。
优选的：金属层包括镍、金、银一种以上的元素。
优选的：所述衬底可以是蓝宝石面板、氧化铝衬底、矽面板、硅面板、氮化镓面板等不同类型的面板。
优选的：所述驱动面板可以是硬性面板、软性不透明面板、软性透明面板。所述驱动面板可以是薄膜晶体管面板、单晶硅面板、PCB面板。
本发明相比现有技术，具有以下有益效果：
1、本发明提出的无需巨量转移操作的Micro LED显示面板的制备方法，减少了微小级Micro LED芯片的转移过程，操作制备过程更为简单，并且解决了巨量转移操作导致的芯片损坏、缺失等问题。
2、本发明直接在驱动面板上对Micro LED的各类晶层和金属层进行蚀刻操作，可以保证每一个Micro LED都在其正确的电极位置之上，解决了转移过程中可能产生的芯片移位问题。
附图说明
图1为本发明实例提供的一种无需巨量转移操作的Micro LED显示面板的制备方法的流程图；
图2为本发明实例提供的在衬底上制备Micro LED的各类晶层和金属层示意图；
图3为本发明实例提供的金属层与像素电极层键合导通的示意图；
图4为本发明实例提供的衬底剥离过程示意图；
图5为本发明实例提供衬底剥离后的结构示意图；
图6为本发明实例提供的蚀刻后的结构示意图；
图7为本发明实例提供的三色Micro LED芯片结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
一种无需巨量转移操作的Micro LED显示面板制备方法，如图1-7所示，包括以下步骤：
步骤1、在衬底101上依次制备Micro LED的各类晶层102和金属层103。
所述衬底101可以是蓝宝石面板、氧化铝衬底、矽面板、硅面板、氮化镓面板等不同类型的面板。在本实施例中采用氧化铝衬底。
如图2所示，首先，在氧化铝衬底101上沉积氮化镓气化层，然后在氮化镓气化层上制备Micro LED的各类晶层102，各类晶层102包括：n型氮化镓、发光层和P型氮化镓层，在本实施例中使用金属有机物化学气相沉积设备。最后在各类晶层102上沉积金属层103。金属层103包括镍、金、银等合金。在本实施例中使用电子束蒸发设备。在本实施例中，制备的102层发出455nm的蓝光。
步骤2、将整面衬底101上的金属层103与驱动面板201上的像素电极层202键合导通。
如图3所示，金属层与像素电极层键合导通过程，需要将驱动面板201有像素电极层202的一侧与整面衬底101有金属层103的一侧相互接合，采用共晶焊的方式实现接合状态。
所述像素电极层202为在驱动面板201的面板表面上规整排布的电极阵列。金属层103材料需要与电极阵列的电极材料保持一致。所述驱动面板201可以是硬性面板、软性不透明面板、软性透明面板。所述驱动面板201可以是薄膜晶体管面板、单晶硅面板、PCB面板等。在本实施例中，选用的驱动面板是硬性主动式驱动背板。
步骤3、利用激光将氮化镓气化层气化，实现衬底101与Micro LED剥离。
如图4所示，衬底101剥离操作，是在衬底101无材料的一侧利用激光剥离技术，使与衬底101接触的氮化镓气化层气化，实现衬底的剥离。在本实施例中，采用266nm的紫外光对衬底101照射5min，使衬底101剥离。
如图5所示，得到衬底101剥离之后，剩余结构的示意图。
步骤4、根据驱动面板201上的电极分布位置，刻蚀Micro LED的各类晶层102和金属层103，实现像素化结构。
如图6所示，所述像素化结构可通过激光微纳加工或者光刻和刻蚀技术实现，在本实施例中，采用光刻和刻蚀技术。
在如图5所示的各类晶层102表面图覆一层光刻胶，根据电极所在位置利用光刻技术形成图案，再利用电感耦合等离子体蚀刻技术，根据光刻图案对在驱动面板上的各类晶层102和金属层103进行刻蚀。
需要注意的是，在本实施例中，如图6所示，Micro LED芯片结构为长方体，但同样可以为圆柱体、三角立方体、六边立方体等结构，也可为更加复杂的像素结构。
需要注意的是，在本实施例中，如图6所示，经刻蚀后金属层103与驱动面板201上的像素电极202共同作为电极。
如图6所示，刻蚀之后得到在驱动面板上规整排列的蓝光Micro LED芯片阵列。
如图7所示，在本实施例中，可将三个蓝色Micro LED芯片看作一个RGB像素，保持一个蓝光Micro LED不变，其余两个添加红光和绿光量子点，再统一添加绝缘层、隔离层、透明导电层等结构，形成彩色Micro LED显示面板。
如图7所示，在本实施例中，可将三个蓝色Micro LED芯片看作一个RGB像素，保持一个蓝光Micro LED不变，其余两个添加红色和绿色滤色膜，再统一添加绝缘层、隔离层、透明导电层等结构，形成彩色Micro LED显示面板。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种无需巨量转移操作的Micro LED显示面板制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、在衬底(101)上依次制备Micro LED的各类晶层(102)和金属层(103)；
步骤2、将整面衬底(101)上的金属层(103)与驱动面板(201)上的像素电极层(202)键合导通；
步骤3、将衬底(101)与Micro LED剥离；
步骤4、根据驱动面板(201)上的电极分布位置，刻蚀Micro LED的各类晶层(102)和金属层(103)，实现像素化结构。
2.根据权利要求1所述无需巨量转移操作的Micro LED显示面板制备方法，其特征在于：步骤1在衬底(101)上制备Micro LED的各类晶层(102)和金属层(103)的方法：首先，在衬底(101)上制备Micro LED的各类晶层(102)，最后在各类晶层(102)上沉积金属层(103)。
3.根据权利要求2所述无需巨量转移操作的Micro LED显示面板制备方法，其特征在于：步骤2中将整面衬底(101)上的金属层(103)与驱动面板(201)上的像素电极层(202)键合导通方法，将驱动面板(201)有像素电极层(202)的一侧与整面衬底(101)有金属层(103)的一侧相互接合，采用共晶焊的方式实现接合状态。
4.根据权利要求3所述无需巨量转移操作的Micro LED显示面板制备方法，其特征在于：步骤3中实现衬底(101)与Micro LED剥离方法，根据衬底材料的不同选择相应的剥离方法：若衬底(101)是氧化铝衬底或蓝宝石面板，在衬底与晶层之间添加氮化镓气化层，采用在衬底(101)无材料的一侧利用激光剥离方法，使与衬底(101)接触的氮化镓气化层气化，实现衬底的剥离；若衬底是硅面板，采用在衬底(101)无材料的一侧利用湿法刻蚀，实现衬底的剥离。
5.根据权利要求4所述无需巨量转移操作的Micro LED显示面板制备方法，其特征在于：所述像素化结构通过激光微纳加工方法或者光刻和刻蚀方法实现。
6.根据权利要求5所述无需巨量转移操作的Micro LED显示面板制备方法，其特征在于：所述光刻和刻蚀方法包括光刻过程和蚀刻过程，所述光刻过程是利用光刻方法在对驱动面板上的各类晶层和金属层上形成图案，所述蚀刻过程是利用电感耦合离子体蚀刻技术，根据光刻过程形成的图案对驱动面板上的各类晶层和金属层进行刻蚀，实现像素化结构。
7.根据权利要求6所述无需巨量转移操作的Micro LED显示面板制备方法，其特征在于：所述各类晶层(102)包括：n型氮化镓、发光层和P型氮化镓层。
8.根据权利要求7所述无需巨量转移操作的Micro LED显示面板制备方法，其特征在于：金属层(103)包括镍、金、银一种以上的元素。
9.根据权利要求8所述无需巨量转移操作的Micro LED显示面板制备方法，其特征在于：所述驱动面板(201)为硬性面板、软性不透明面板或者软性透明面板；所述驱动面板(201)为薄膜晶体管面板、单晶硅面板或者PCB面板。
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