CN114334923A - 显示屏、Micro-LED显示基板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种显示屏、Micro‑LED显示基板及其制备方法,其中所述Micro‑LED显示基板包括:衬底;发光单元,其设置在所述衬底上,所述发光单元包括三基色Micro‑LED芯片,所述三基色Micro‑LED芯片呈阵列排布,且所述发光单元包括堆叠的三层,每一层排布一种基色的Micro‑LED芯片,相邻的三个不同基色的Micro‑LED芯片搭配组成一组发光阵列组,所述发光阵列组具有全彩发光功能。本发明提供的Micro‑LED显示基板及其制备方法能够解决三基色Micro‑LED芯片存在的色差和串扰的问题。
Description
技术领域
本发明涉及半导体发光器件技术领域,特别涉及一种显示屏、Micro-LED显示基板及其制备方法。
背景技术
近年来,Micro-LED显示基板逐渐成为显示技术的新秀之一,但其独特的技术特点和多而难的技术瓶颈,成为横亘在发展前进道路上的一道鸿沟。Micro-LED显示基板作为一种显示设备,具有比传统LED显示基板更突出的优势,例如功耗低、响应快、寿命长、光效高等特点。由于具备这些特点,在一些追求高分辨率显示、头盔显示、微小型投影仪和微小穿戴电子等领域具有重要的应用价值。
在现有的Micro-LED显示基板中,采用RGB(红、绿、蓝)三种Micro-LED芯片混合激发,由于芯片缩小到微米级,因此需要对三种芯片做对位和巨量转移,工作量大,难度较高,对位精度差。另外,有报道中采用将RGB三种芯片进行堆叠的方案,而RGB三种芯片的堆叠在垂直方向上是重叠的,加工时不需要进行对位,但是RGB三种芯片会互相遮挡,而且需要在各芯片间进行金属布线,同时还需在各芯片间、各P电极和N电极间做绝缘层进行隔离。为了达到较好的绝缘效果,通常绝缘层材料需要设计的较厚。较厚的绝缘层材料及其中存在的金属、半导体等材料会产生较大的膜层应力,而且在垂直方向上具有三颗芯片,结构层多,应力大,这种应力会造成绝缘层材料的劈裂甚至是脱落,从而降低了显示基板的可靠性和良率。由于上述诸多因素,这种微米级的芯片组装在固定模组后,RGB三种芯片在垂直方向上是重叠的,因此RGB三种芯片发光角度不匹配,同时侧面出光会与相邻的芯片出光形成干扰,容易形成串扰,从而影响全彩化显示基板的出光品质和图像质量,这种显示基板的色重度不好,达不到理想的显示效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种显示屏、Micro-LED显示基板及其制备方法,以解决三基色Micro-LED芯片存在的色差和串扰的问题。
为了实现上述目的以及其他相关目的,本发明提供一种Micro-LED显示基板,包括:
衬底;
发光单元,其设置在所述衬底上,所述发光单元包括三基色Micro-LED芯片,所述三基色Micro-LED芯片呈阵列排布,且所述发光单元包括堆叠的三层,每一层排布一种基色的Micro-LED芯片,相邻的三个不同基色的Micro-LED芯片搭配组成一组发光阵列组,所述发光阵列组具有全彩发光功能。
可选的,所述发光单元包括堆叠的三层,且三层不同基色的Micro-LED芯片在垂直方向上不重叠。
可选的,所述三基色Micro-LED芯片包括第一基色Micro-LED芯片、第二基色Micro-LED芯片以及第三基色Micro-LED芯片,相邻的同一基色的Micro-LED芯片之间预留至少两个空缺位置,用于布局另外两种基色的Micro-LED芯片。
可选的,所述堆叠的三层从下至上依次排布第一基色Micro-LED芯片、第二基色Micro-LED芯片以及第三基色Micro-LED芯片。
可选的,所述第一基色Micro-LED芯片与第二基色Micro-LED芯片之间设有氧化物键合层,所述第二基色Micro-LED芯片与所述第三基色Micro-LED芯片之间设有氧化物键合层。
可选的,所述氧化物键合层的材料包括透明且不导电的氧化物材料。
可选的,所述第一基色Micro-LED芯片为蓝光倒装Micro-LED芯片或者绿光倒装Micro-LED芯片;所述第二基色Micro-LED芯片为绿光倒装Micro-LED芯片或者蓝光倒装Micro-LED芯片,且所述第二基色Micro-LED芯片与所述第一基色Micro-LED芯片不同;所述第三基色Micro-LED芯片为红光倒装Micro-LED芯片。
可选的,所述第三基色Micro-LED芯片自上至下依次包括:刻蚀阻挡层、第一型欧姆接触层、第一型扩展层、第一型粗化层、第一型限制层、多量子阱层、第二型限制层、第二型扩展层、第二型欧姆接触层、扩散阻挡层、钝化层、第一型电极层和第二型电极层。
可选的,所述第一基色Micro-LED芯片自下而上依次包括:未掺杂GaN层、第一型半导体层、多量子阱层、电子阻挡层、第二型半导体层、钝化层、第一型电极层和第二型电极层。
可选的,所述第二基色Micro-LED芯片自上而下依次包括:未掺杂GaN层、第一型半导体层、多量子阱层、电子阻挡层、第二型半导体层、钝化层、第一型电极层和第二型电极层。
可选的,所述Micro-LED芯片为矩形,且所述矩形两端分别为芯片的第一型电极层和第二型电极层。
可选的,所述Micro-LED芯片的宽度为20μm~50μm,长度为40μm~100μm。
可选的,所述空缺位置填充透明的绝缘层。
为了实现上述目的以及其他相关目的,本发明还提供了一种Micro-LED显示基板的制备方法,包括以下步骤:
提供第一基色LED晶圆以及第二基色LED晶圆,所述第一基色LED晶圆包括多个第一基色Micro-LED芯片,所述第二基色LED晶圆包括多个第二基色Micro-LED芯片;
进行所述第一基色LED晶圆的第一表面和第二基色LED晶圆的第一表面的对位键合;
剥离所述第二基色LED晶圆的第二表面的衬底,以形成具备两种基色的Micro-LED芯片的组合晶圆片;
提供第三基色LED晶圆,所述第三基色LED晶圆包括多个第三基色Micro-LED芯片;
将所述第三基色LED晶圆的第一表面与剥离了衬底的所述第二基色LED晶圆的第二表面进行对位键合;
去除所述第三基色LED晶圆的第二表面的衬底,形成具有三种基色的Micro-LED芯片的组合晶圆片;
对所述具有三种基色的Micro-LED芯片的组合晶圆片进行切割,形成Micro-LED显示基板;
其中,所述Micro-LED显示基板包括衬底以及位于所述衬底上的发光单元,且所述发光单元包括具有三种基色的Micro-LED组合晶圆片经过切割后形成的呈阵列排列的三基色Micro-LED芯片。
可选的,所述第一基色Micro-LED芯片、所述第二基色Micro-LED芯片和所述第三基色Micro-LED芯片在垂直方向上不重叠。
可选的,所述第一基色Micro-LED芯片为蓝光倒装Micro-LED芯片或者绿光倒装Micro-LED芯片;所述第二基色Micro-LED芯片为绿光倒装Micro-LED芯片或者蓝光倒装Micro-LED芯片,且所述第二基色Micro-LED芯片与所述第一基色Micro-LED芯片不同;所述第三基色Micro-LED芯片为红光倒装Micro-LED芯片。
可选的,所述第三基色Micro-LED芯片自下至上依次包括:刻蚀阻挡层、第一型欧姆接触层、第一型扩展层、第一型粗化层、第一型限制层、多量子阱层、第二型限制层、第二型扩展层、第二型欧姆接触层、扩散阻挡层、钝化层、第一型电极层和第二型电极层。
可选的,所述第一基色Micro-LED芯片自下而上依次包括:未掺杂GaN层、第一型半导体层、多量子阱层、电子阻挡层、第二型半导体层、钝化层、第一型电极层和第二型电极层。
可选的,所述第二基色Micro-LED芯片自下而上依次包括:未掺杂GaN层、第一型半导体层、多量子阱层、电子阻挡层、第二型半导体层、钝化层、第一型电极层和第二型电极层。
可选的,提供第一基色LED晶圆以及第二基色LED晶圆,所述第一基色LED晶圆包括多个第一基色Micro-LED芯片,所述第二基色LED晶圆包括多个第二基色Micro-LED芯片,具体步骤包括:
提供第一基色LED晶圆,对所述第一基色LED晶圆进行干法刻蚀,刻蚀停止在第一基色LED晶圆的衬底上,形成多个第一基色Micro-LED芯片,相邻的第一基色Micro-LED芯片之间预留至少两个空缺位置,用于布局所述第二基色Micro-LED芯片和第三基色Micro-LED芯片;
提供第二基色LED晶圆,对所述第二基色LED晶圆进行干法刻蚀,刻蚀停止在第二基色LED晶圆的衬底上,形成多个第二基色Micro-LED芯片,相邻的第二基色Micro-LED芯片之间预留至少两个空缺位置,用于布局所述第一基色Micro-LED芯片和第三基色Micro-LED芯片;
提供第三基色LED晶圆,所述第三基色LED晶圆包括多个第三基色Micro-LED芯片,具体步骤包括:
提供第三基色LED晶圆,对所述第三基色LED晶圆进行干法刻蚀,刻蚀停止在第三基色LED晶圆的衬底上,形成多个第三基色Micro-LED芯片,相邻的第三基色Micro-LED芯片之间预留至少两个空缺位置,用于布局所述第一基色Micro-LED芯片和第二基色Micro-LED芯片。
可选的,在进行所述第一基色LED晶圆的第一表面和第二基色LED晶圆的第一表面的对位键合的步骤之前还包括:
在所述第一基色LED晶圆上的钝化层上形成第一引线,通过所述第一引线将所述第一基色Micro-LED芯片的第一型电极层和第二型电极层分别连接至所述发光单元外围的外部接触点;
在形成第一引线的第一基色LED晶圆的第一表面形成第一氧化物键合层。
可选的,在进行所述第一基色LED晶圆的第一表面和第二基色LED晶圆的第一表面的对位键合的步骤之前还包括:
在所述第二基色LED晶圆的钝化层上形成第二引线,通过所述第二引线将所述第二基色Micro-LED芯片的第一型电极层和第二型电极层分别连接至所述发光单元外围的外部接触点;
在形成第二引线的第二基色LED晶圆的第一表面形成第二氧化物键合层。
可选的,进行所述第一基色LED晶圆的第一表面和第二基色LED晶圆的第一表面的对位键合的步骤包括:
对所述第一氧化物键合层进行化学机械研磨,作为第一键合面;
对所述第二氧化物键合层进行化学机械研磨,作为第二键合面;
采用活化溶液对所述第一键合面和第二键合面进行活化,并在高温高压下实现对位键合。
可选的,在将所述第三基色LED晶圆的第一表面与剥离了衬底的所述第二基色LED晶圆的第二表面进行对位键合的步骤之前还包括:
在所述第三基色LED晶圆的第三钝化层上形成第三引线,通过所述第三引线将所述第三基色Micro-LED芯片的第一型电极层和第二型电极层分别连接至所述发光单元外围的外部接触点;
在形成第三引线的第三基色LED晶圆的第一表面形成第三氧化物键合层;
在所述第二基色LED晶圆剥离了衬底的第二表面形成第四氧化物键合层。
可选的,将所述第三基色LED晶圆的第一表面与剥离了衬底的所述第二基色LED晶圆的第二表面进行对位键合的步骤包括:
对所述第三氧化物键合层进行化学机械研磨,作为第三键合面;
对所述第四氧化物键合层进行化学机械研磨,作为第四键合面;
采用活化溶液对所述第三键合面和第四键合面进行活化,并在高温高压下实现对位键合。
可选的,所述活化溶液包括氨水、氢氟酸和双氧水的混合液。
可选的,所有的氧化物键合层的材质均包括透明且不导电的氧化物材料,其厚度均为3μm~5μm。
可选的,第一引线、第二引线以及第三引线的形成工艺包括剥离工艺和电子束蒸镀工艺中的一种。
可选的,所述第一基色Micro-LED芯片、第二基色Micro-LED芯片以及第三基色Micro-LED芯片的长度均为40μm~100μm,宽度为20μm~50μm。
可选的,剥离所述第二基色LED晶圆的第二表面的衬底的工艺包括激光辐照剥离工艺。
可选的,去除所述第三基色LED晶圆的第二表面的衬底的方法包括腐蚀工艺,且所述腐蚀工艺的溶液包括氨水和双氧水的混合液。
可选的,在形成第一引线的第一基色LED晶圆的第一表面形成第一氧化物键合层的步骤之前,还包括在所述第一基色LED晶圆的空缺位置填充透明的绝缘层;
在形成第二引线的第二基色LED晶圆的第一表面形成第二氧化物键合层的步骤之前,还包括在所述第二基色LED晶圆的空缺位置填充透明的绝缘层;
在形成第三引线的第三基色LED晶圆的第一表面形成第三氧化物键合层的步骤之前,还包括在所述第三基色LED晶圆的空缺位置填充透明的绝缘层。
为了实现上述目的以及其他相关目的,本发明还提供了一种显示屏,包括驱动面板、上述所述的Micro-LED显示基板以及线路,所述Micro-LED显示基板通过线路连接到所述驱动面板上。
与现有技术相比,本发明的技术方案具有以下有益效果:
本发明提供了一种Micro-LED显示基板,包括堆叠的三层,每一层排布一种基色的Micro-LED芯片,通过三基色Micro-LED芯片呈阵列排布,而且三层不同基色的Micro-LED芯片在垂直方向上不重叠,并且能够独立控制每一层的芯片和电路,进而能够减少色差和串扰的问题,同时能够实现全彩发光功能。
本发明还提供了一种Micro-LED显示基板的制备方法,通过晶圆间的多重对位键合工艺实现阵列排布的三基色Micro-LED芯片的方法,能够省去巨量转移,降低对位和制备难度、提高生产效率和良率;且能够省去红光Micro-LED芯片转移到蓝宝石衬底的步骤,可以一次性直接将三基色Micro-LED芯片转移到同一衬底上,方法简单。
附图说明
图1是本发明一实施例的蓝光Micro-LED晶圆的局部结构示意图;
图2是本发明一实施例的绿光Micro-LED晶圆的局部结构示意图;
图3是本发明一实施例的红光Micro-LED晶圆的局部结构示意图;
图4是本发明一实施例具有三种基色的Micro-LED芯片的组合晶圆片的局部结构示意图;
图5是本发明一实施例具有三种基色的Micro-LED芯片的组合晶圆片的俯视图;
图6是本发明一实施例的Micro-LED显示基板的剖面图;
图7~图14是本发明一实施例的Micro-LED显示基板的制备方法的各步骤的剖面图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的显示屏、Micro-LED显示基板及其制备方法作进一步详细说明。根据下面说明书,本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本发明提供的Micro-LED显示基板包括:衬底;发光单元,其设置在所述衬底上,所述发光单元包括三基色Micro-LED芯片,所述三基色Micro-LED芯片呈阵列排布,且所述发光单元包括堆叠的三层,每一层排布一种基色的Micro-LED芯片,相邻的三个不同基色的Micro-LED芯片搭配组成一组发光阵列组,所述发光阵列组具有全彩发光功能。
所述发光单元包括三基色Micro-LED芯片,具体的,可以是红光Micro-LED芯片、绿光Micro-LED芯片、蓝光Micro-LED芯片,但并不限于此。将三基色Micro-LED芯片制作成独立的、不重叠的发光阵列组。所述发光单元包括多个发光阵列组,所述发光阵列组可以根据设计需求,进行三基色(RGB)Micro-LED的搭配。所述发光阵列组至少具有一个红光Micro-LED芯片、一个绿光Micro-LED芯片和一个蓝光Micro-LED芯片;在其他实施例中,也可以具有一个红光Micro-LED芯片、两个绿光Micro-LED芯片和一个蓝光Micro-LED芯片,或者两个红光Micro-LED芯片、一个绿光Micro-LED芯片和一个蓝光Micro-LED芯片。
本实施例中,所述三基色Micro-LED芯片可以为倒装Micro-LED芯片、正装Micro-LED芯片以及垂直Micro-LED芯片中的至少一种,但不限于此。所述三基色Micro-LED芯片优选为倒装Micro-LED芯片。所述三基色Micro-LED芯片包括第一基色Micro-LED芯片、第二基色Micro-LED芯片以及第三基色Micro-LED芯片,所述堆叠的三层从下至上依次排布第一基色Micro-LED芯片、第二基色Micro-LED芯片以及第三基色Micro-LED芯片,所述第一基色Micro-LED芯片为蓝光倒装Micro-LED芯片或者绿光倒装Micro-LED芯片;所述第二基色Micro-LED芯片为绿光倒装Micro-LED芯片或者蓝光倒装Micro-LED芯片,且所述第二基色Micro-LED芯片与所述第一基色Micro-LED芯片不同;所述第三基色Micro-LED芯片为红光倒装Micro-LED芯片。例如,所述三基色Micro-LED芯片包括红光倒装Micro-LED芯片、蓝光倒装Micro-LED芯片以及绿光倒装Micro-LED芯片。所述三基色Micro-LED芯片是由三基色LED晶圆制备来的,参阅图1~图3,第一基色LED晶圆1通过一系列工艺最终形成具有多颗所述第一基色Micro-LED芯片11的晶圆,例如,蓝光LED晶圆通过一系列工艺最终形成具有多颗所述蓝光倒装Micro-LED芯片的晶圆;第二基色LED晶圆2通过一系列工艺最终形成具有多颗所述第二基色Micro-LED芯片21的晶圆,例如,绿光LED晶圆通过一系列工艺最终形成具有多颗所述绿光倒装Micro-LED芯片的晶圆;第三基色LED晶圆3通过一系列工艺最终形成具有多颗所述第三基色Micro-LED芯片31的晶圆,例如,红光LED晶圆通过一系列工艺最终形成具有多颗所述红光倒装Micro-LED芯片的晶圆。
所述第一基色Micro-LED芯片与第二基色Micro-LED芯片之间设有第一氧化物键合层和第二氧化物键合层,所述第二基色Micro-LED芯片与所述第三基色Micro-LED芯片之间设有第三氧化物键合层和第四氧化物键合层。所述氧化物键合层的材料包括透明且不导电的氧化物材料。
所述发光单元包括堆叠的三层,且三层不同基色的Micro-LED芯片在垂直方向上不重叠。因此垂直方向上三层只有一颗芯片,应力小,可以提高Micro-LED显示基板的可靠性和良率。
相邻的同一基色的Micro-LED芯片之间预留至少两个空缺位置,分别用于布局另外两种基色的Micro-LED芯片。参阅图4,第一层排布第一基色LED晶圆1,例如蓝光LED晶圆(即位于底层的蓝光LED晶圆),在该层的水平面上的相邻的蓝光倒装Micro-LED芯片之间预留两个空缺位置;第二层排布第二基色LED晶圆2,例如绿光LED晶圆(即位于中间层的绿光LED晶圆),且所述绿光倒装Micro-LED芯片对应在第一层蓝光LED晶圆的位置位于蓝光倒装Micro-LED芯片预留的空缺位置的其中一个位置上;第三层排布第三基色LED晶圆3,例如红光LED晶圆(即位于顶层的红光LED晶圆),且所述红光倒装Micro-LED芯片对应在第一层蓝光LED晶圆的位置位于蓝光倒装Micro-LED芯片预留的空缺位置中剩余的一个位置上。参阅图5,这种将红、绿、蓝倒装Micro-LED芯片在从上往下的俯视图中组合成阵列的方式,能够达到全彩显示的效果。
所述空缺位置中填充有透明的绝缘层。透明的绝缘层填充在每一层中相邻的所述Micro-LED芯片之间,具体的,透明的绝缘层包括填充在第一基色Micro-LED芯片11间的第一绝缘层、填充在第二基色Micro-LED芯片21间的第二绝缘层和填充在第三基色Micro-LED芯片31间的第三绝缘层。所述透明的绝缘层的材质包括氧化硅、氧化铝以及旋涂式玻璃(spin on glass,SOG)中的至少一种,但不限于此。所述透明的绝缘层可以与所述Micro-LED芯片的表面齐平也可以高于所述Micro-LED芯片的表面,所述透明的绝缘层的厚度优选为10μm~15μm。
所述红光倒装Micro-LED芯片自下至上依次包括:刻蚀阻挡层、第一型欧姆接触层、第一型扩展层、第一型粗化层、第一型限制层、多量子阱层、第二型限制层、第二型扩展层、第二型欧姆接触层、扩散阻挡层、钝化层、第一型电极层和第二型电极层。
所述刻蚀阻挡层的材质优选为AlInGaP;所述第一型欧姆接触层的材质优选为GaAs;所述第一型扩展层的材质优选为AlGaInP;所述第一型粗化层的材质优选为AlGaInP;所述第一型限制层的材质优选为AlInP;所述多量子阱层包括阱层和垒层,所述阱层的材质优选为GaInP,所述垒层的材质优选为AlGaInP;所述第二型限制层的材质优选为AlInP;所述第二型扩展层的材质优选为AlGaInP;所第二型欧姆接触层的材质优选为GaP;所述扩散阻挡层优选为TiW/Pt扩散阻挡层,其总厚度优选为500nm~800nm,所述TiW/Pt扩散阻挡层采用TiW/Pt/TiW/Pt/TiW/Pt堆叠结构,每个所述TiW层的厚度优选为300nm~500nm,每个所述Pt层的厚度优选为20nm~50nm;所述钝化层的材质优选为氧化硅或者氮化硅。上述各结构层的材质均为最优材质,但并不限于此,在其他实施例中也可以采用其他材质。
所述蓝光倒装Micro-LED芯片自下而上依次包括:未掺杂GaN层、第一型半导体层、多量子阱层、电子阻挡层、第二型半导体层、钝化层、第一型电极层和第二型电极层。
所述绿光倒装Micro-LED芯片自下而上依次包括:未掺杂GaN层、第一型半导体层、多量子阱层、电子阻挡层、第二型半导体层、钝化层、第一型电极层和第二型电极层。
所述蓝光倒装Micro-LED芯片与所述绿光倒装Micro-LED芯片的各结构层的材质均相似。所述第一型半导体层的材质优选为GaN;所述绿光和蓝光倒装Micro-LED芯片的多量子阱层包括阱层和垒层,所述阱层的材质优选为InGaN,所述垒层的材质优选为GaN;所述电子阻挡层的材质优选为AlGaN;所述第二型半导体层的材质优选为GaN;所述钝化层的材质优选为氧化硅或者氮化硅。上述各结构层的材质均为最优材质,但并不限于此,在其他实施例中也可以采用其他材质。
所述第一型的结构层优选为N型结构层,所述第二型的结构层优选为P型结构层。即所述红光倒装Micro-LED芯片自下至上依次包括:刻蚀阻挡层、N型欧姆接触层、N型扩展层、N型粗化层、N型限制层、多量子阱层、P型限制层、P型扩展层、P型欧姆接触层、扩散阻挡层、钝化层以及N型电极层和P型电极层。所述蓝光倒装Micro-LED芯片自下而上依次包括:未掺杂GaN层、N型半导体层、多量子阱层、电子阻挡层、P型半导体层、钝化层、N型电极层和P型电极层。所述绿光倒装Micro-LED芯片自下而上依次包括:未掺杂GaN层、N型半导体层、多量子阱层、电子阻挡层、P型半导体层、钝化层、N型电极层和P型电极层。所述三基色Micro-LED芯片为矩形,且所述矩形两端分别为Micro-LED芯片的P电极和N电极,所述三基色Micro-LED芯片的P电极和N电极通过引线与发光单元的外围的外部接触点连接,后续封装时将外部接触点引出到封装端。所述三基色Micro-LED芯片的宽度优选为20μm~50μm,长度优选为40μm~100μm。
参阅图6,示出了所述Micro-LED显示基板在竖直方向的剖面图,而所述Micro-LED显示基板的制备方法,请参阅图7~图14,包括以下步骤:
步骤S1:提供第一基色LED晶圆以及第二基色LED晶圆,所述第一基色LED晶圆包括多个第一基色Micro-LED芯片,所述第二基色LED晶圆包括多个第二基色Micro-LED芯片;
步骤S2:进行所述第一基色LED晶圆的第一表面和第二基色LED晶圆的第一表面的对位键合;
步骤S3:剥离所述第二基色LED晶圆的第二表面的衬底,以形成具备两种基色的Micro-LED芯片的组合晶圆片;
步骤S4:提供第三基色LED晶圆,所述第三基色LED晶圆包括多个第三基色Micro-LED芯片;
步骤S5:将所述第三基色LED晶圆的第一表面与剥离了衬底的所述第二基色LED晶圆的第二表面进行对位键合;
步骤S6:去除所述第三基色LED晶圆的第二表面的衬底,形成具有三种基色的Micro-LED芯片的组合晶圆片;
步骤S7:对所述具有三种基色的Micro-LED芯片的组合晶圆片进行切割,形成Micro-LED显示基板;其中,所述Micro-LED显示基板包括衬底以及位于所述衬底上的发光单元,且所述发光单元包括具有三种基色的Micro-LED组合晶圆片经过切割后形成的呈阵列排列的三基色Micro-LED芯片。
在步骤S1中,所述第一基色LED晶圆例如为形成有第一型电极层和第二型电极层的第一基色LED外延片,第一基色LED晶圆通过一系列工艺最终形成多颗第一基色Micro-LED芯片。例如,蓝光LED晶圆通过一系列工艺最终形成多颗蓝光倒装Micro-LED芯片。
所述第一基色LED晶圆可以为蓝光LED晶圆或者绿光LED晶圆;所述第二基色LED晶圆为绿光LED晶圆或者蓝光LED晶圆,且所述第二基色LED晶圆与所述第一基色LED晶圆不同;例如,所述第一基色LED晶圆为蓝光LED晶圆时,相对应的,所述第二基色LED晶圆为绿光LED晶圆。而所述第三基色LED晶圆为红光LED晶圆。三基色LED晶圆包括第一基色LED晶圆、第二基色LED晶圆以及第三基色LED晶圆,即所述三基色LED晶圆包括蓝光LED晶圆、绿光LED晶圆以及红光LED晶圆。以下实施例中以所述第一基色LED晶圆为蓝光LED晶圆,所述第二基色LED晶圆为绿光LED晶圆,所述第三基色LED晶圆为红光LED晶圆为例进行说明。
在步骤S1中,提供第一基色LED晶圆以及第二基色LED晶圆,所述第一基色LED晶圆包括多个第一基色Micro-LED芯片,所述第二基色LED晶圆包括多个第二基色Micro-LED芯片的具体步骤包括:
步骤S11:提供第一基色LED晶圆,对所述第一基色LED晶圆进行干法刻蚀,刻蚀停止在第一基色LED晶圆的蓝宝石衬底上,形成多个第一基色Micro-LED芯片,相邻的第一基色Micro-LED芯片之间预留至少两个空缺位置,用于布局所述第二基色Micro-LED芯片和第三基色Micro-LED芯片;
步骤S12:提供第二基色LED晶圆,对所述第二基色LED晶圆进行干法刻蚀,刻蚀停止在第二基色LED晶圆蓝宝石衬底上,形成多个第二基色Micro-LED芯片,相邻的第二基色Micro-LED芯片之间预留至少两个空缺位置,用于布局所述第一基色Micro-LED芯片和第三基色Micro-LED芯片。
其中,所述的第二基色Micro-LED芯片在水平面上位于第一基色Micro-LED芯片预留的空缺位置的其中一个位置上。
图7示出了第一基色LED外延片的剖面图,即蓝光LED外延片的剖面图。在蓝光LED外延片上形成第一型电极层121和第二型电极层122,即可形成蓝光LED晶圆。因此,参阅图7和8,所述蓝光LED晶圆自下而上依次包括:蓝宝石衬底10、未掺杂未掺杂GaN层(图中未示出)、第一型半导体层111、多量子阱层(图中未示出)、电子阻挡层(图中未示出)、第二型半导体层112、钝化层(图中未示出)、第一型电极层121和第二型电极层122。
继续参阅图8,对第一基色LED晶圆进行刻蚀,形成多个第一基色Micro-LED芯片11。所述刻蚀优选为干法刻蚀,且所述第一基色LED晶圆通过干法刻蚀可以形成多个第一基色Micro-LED芯片11,且相邻的第一基色Micro-LED芯片11之间预留至少两个空缺位置,用于布局第二基色Micro-LED芯片21和第三基色Micro-LED芯片31。所述干法刻蚀停止在所述蓝宝石衬底10的上表面,以将述第一基色LED晶圆划分为多个第一基色Micro-LED芯片11。所述第一基色倒装Micro-LED芯片的尺寸为宽度优选为20μm~50μm,长度优选为40μm~100μm。
参阅图9,在步骤S11与步骤S12之间,还包括:
在所述第一基色LED晶圆的钝化层上形成第一引线(图中未示出),通过所述第一引线将所述第一基色Micro-LED芯片11的第一型电极层121和第二型电极层122分别连接至所述发光单元的外围的外部接触点,后续封装时将外部接触点引出到封装端;
在形成第一引线的第一基色LED晶圆的第一表面形成第一氧化物键合层14。
除此之外,所述第一引线也可以与第一型电极层121和第二型电极层122一起制作,即所述第一引线在第一型电极层121和第二型电极层122的制备过程中形成。
本实施例中,定义所述LED晶圆的第二表面为靠近衬底一侧的面,第一表面为形成电极一侧的面。
所述第一引线的形成工艺包括剥离工艺(lift-off)和电子束蒸镀工艺(e-gun)中的一种,但不限于此。所述第一引线的材质优选为金属引线。所述第一引线作为第一基色Micro-LED芯片的第一型电极层121的连接线和第二型电极层122的连接线,将所述第一基色Micro-LED芯片11的第一型电极层121和第二型电极层122分别连接至所述发光单元的外围的外部接触点。
所述第一氧化物键合层14形成的工艺包括等离子体(Plasma)工艺,但不限于此。所述第一氧化物键合层14的材质优选为氧化铝、氧化硅和旋涂式玻璃(spin on glass,SOG)中的一种,但不限于此。所述第一氧化物键合层14的厚度优选为3μm~5μm。例如,采用Plasma工艺在第一基色LED晶圆的第一表面上沉积4μm厚度的SiO2。
氧化物键合层的材料优选为SiO2,其为透明的绝缘材料,对外量子效率有明显提升,即所述三基色Micro-LED芯片发出的光可以很容易的透过所述氧化物键合层。若采用金属键合,金属材料一般不透光,对亮度有明显的影响,而且还需要打孔形成电连接,工艺复杂,并且采用金属键合也需要点对点对位键合,对对位精度要求很高。而采用氧化物键合为晶圆整面键合,不需要点对点对位键合,所需要的对位精度低,有利于提高对位精准度,键合质量高;而且采用氧化物键合,所述引线可以设置在所述氧化物键合层内部,形成良好的绝缘和隔离作用,降低漏电风险,提高Micro-LED显示基板的可靠性和良率,进而提高三基色Micro-LED芯片发光角度匹配度,解决三基色Micro-LED芯片存在的色差和串扰的问题。
在形成第一引线的第一基色LED晶圆的第一表面上形成第一氧化物键合层14的步骤之前,还包括:对所述第一基色LED晶圆填充第一绝缘层13。所述第一绝缘层13填充相邻的第一基色Micro-LED芯片11之间预留的至少两个空缺位置,且所述第一绝缘层13的上表面与所述第二型电极层122的上表面齐平或高于所述第二型电极层的上表面。所述第一氧化物键合层14还覆盖在所述第一绝缘层13上。所述第一绝缘层13的材质优选为氧化硅、氧化铝以及旋涂式玻璃(spin on glass,SOG)中的至少一种,但不限于此。所述第一绝缘层具有易于实现,成本低以及工艺技术难度较低的特点。
参阅图10,在步骤S12之后还可以包括:
在所述第二基色LED晶圆的钝化层上形成第二引线(图中未示出),通过所述第二引线将所述第二基色Micro-LED芯片21的第一型电极层221和第二型电极层222分别连接至所述发光单元外围的外部接触点,后续封装时将外部接触点引出到封装端;
在形成第二引线的第二基色LED晶圆的第一表面形成第二氧化物键合层24。
除此之外,所述第二引线也可以与第一型电极层221和第二型电极层222一起制作,即所述第二引线在第一型电极层221和第二型电极层222的制备过程中形成。
所述第二引线的形成工艺包括剥离工艺(lift-off)和电子束蒸镀工艺(e-gun)中的一种,但不限于此。所述第二引线的材质优选为金属引线。所述第二引线作为第二基色Micro-LED芯片的第一型电极层221的连接线和第二型电极层222的连接线,将所述第二基色Micro-LED芯片21的第一型电极层221和第二型电极层222分别连接至发光单元的外围的外部接触点。
所述第二氧化物键合层24形成的工艺包括等离子体(Plasma)工艺,但不限于此。所述第二氧化物键合层24的材质优选为氧化铝、氧化硅和旋涂式玻璃(spin on glass,SOG)中的一种,但不限于此。所述第二氧化物键合层24的厚度优选为3μm~5μm。例如,采用Plasma工艺在第二基色LED晶圆的第一表面上沉积4μm厚度的SiO2。
在形成第二引线的第二基色LED晶圆的第一表面上形成第二氧化物键合层24的步骤之前,还包括:对所述第二基色LED晶圆填充第二绝缘层23。所述第二绝缘层23填充相邻的第二基色Micro-LED芯片21之间预留的至少两个空缺位置,且所述第二绝缘层23的上表面与所述第二型电极层222的上表面齐平或高于所述第二型电极层的上表面。所述第二氧化物键合层24还覆盖在所述第二绝缘层23上。所述第二绝缘层23的材质优选为氧化硅、氧化铝以及旋涂式玻璃(spin on glass,SOG)中的至少一种,但不限于此。
参阅图11,在步骤S2中,进行所述第一基色LED晶圆的第一表面和第二基色LED晶圆的第一表面的对位键合的具体步骤包括:
步骤S21:对所述第一氧化物键合层14进行化学机械研磨,作为第一键合面;
步骤S22:对所述第二氧化物键合层24进行化学机械研磨,作为第二键合面;
步骤S23:采用活化溶液对所述第一键合面和第二键合面进行活化,并在高温高压下实现对位键合。
在步骤S23中,使用化学溶液氨水、氢氟酸和双氧水,按照一定比例配置成活化溶液,对键合面进行活化,形成H-O-H化学键,再经过高温高压进行对位键合。所述高温优选为400℃~600℃;所述高压优选为15000kgf~20000kgf。本实例中多个第一基色Micro-LED芯片与多个第二基色Micro-LED芯片同时进行键合,即第一基色Micro-LED芯片与第二基色Micro-LED芯片进行键合相当于将整个第一基色LED晶圆与第二基色LED晶圆进行对位键合,不需要单独将每一个第一基色Micro-LED芯片与每一个第二基色Micro-LED芯片进行分别对位键合,本实施例简单易行,可以节省大量的工艺时间并降低对位难度,提高对位精准度和键合质量,以及避免大量的Micro-LED芯片在键合过程中出现的误差,有利于减少色差和串扰的问题的出现。
在步骤S3中,剥离所述第二基色LED晶圆的第二表面的衬底,以形成具备两种基色的Micro-LED芯片的组合晶圆片。优选的,采用激光辐照剥离第二基色LED晶圆的第二表面的衬底20。
参阅图12,在步骤S4中,提供第三基色LED晶圆,并对第三基色LED晶圆进行刻蚀,且刻蚀停止在衬底30的上表面,形成多个第三基色Micro-LED芯片31,相邻的第三基色Micro-LED芯片之间预留至少两个空缺位置,用于布局所述第一基色Micro-LED芯片和第二基色Micro-LED芯片。所述刻蚀的方法优选为干法刻蚀,且所述第三基色Micro-LED芯片31在水平面上可以位于第一基色Micro-LED芯片11预留的空缺位置中的另外一个位置上。所述第三基色LED晶圆的衬底30优选为GaAs衬底。
在步骤S4与步骤S5之间,还包括:
在所述第三基色LED晶圆的钝化层上形成第三引线(图中未示出),通过所述第三引线将所述第三基色Micro-LED芯片31的第一型电极层321和第二型电极层322分别连接至所述发光单元外围的外部接触点,后续封装时将外部接触点引出到封装端;
在形成第三引线的第三基色LED晶圆的第一表面上形成第三氧化物键合层34;
在所述第二基色LED晶圆剥离了衬底20的第二表面形成第四氧化物键合层40。
所述第三引线的形成工艺包括剥离工艺(lift-off)和电子束蒸镀工艺(e-gun)中的一种,但不限于此。所述第三引线的材质优选为金属引线。所述第三引线作为第三基色Micro-LED芯片的第一型电极层321的连接线和第二型电极层322的连接线,将所述第三基色Micro-LED芯片31的第一型电极层321和第二型电极层322分别连接至所述发光单元外围的外部接触点。
所述第三氧化物键合层34和第四氧化物键合层40形成的工艺包括等离子体(Plasma)工艺,但不限于此。所述第三氧化物键合层34和第四氧化物键合层40的材质优选为氧化铝、氧化硅和旋涂式玻璃(spin on glass,SOG)中的一种,但不限于此。所述第三氧化物键合层34和第四氧化物键合层40的厚度优选为3μm~5μm。例如,采用Plasma工艺在第三基色LED晶圆上沉积4μm厚度的SiO2。
在形成第三引线的第三基色LED晶圆的第一表面上形成第三氧化物键合层34的步骤之前,还包括:对所述第三基色LED晶圆填充第三绝缘层33。所述第三绝缘层33填充相邻的第三基色Micro-LED芯片31之间预留的至少两个空缺位置,且所述第三绝缘层33的上表面与所述第二型电极层322的上表面齐平或高于所述第二型电极层的上表面。所述第三氧化物键合层34还覆盖在所述第三绝缘层33上。所述第三绝缘层33的材质优选为氧化硅、氧化铝以及旋涂式玻璃(spin on glass,SOG)中的至少一种,但不限于此。
参阅图13,在步骤S5中,将所述第三基色LED晶圆的第一表面与剥离了衬底的所述第二基色LED晶圆的第二表面进行对位键合的具体步骤包括:
步骤S51:对所述第三氧化物键合层进行化学机械研磨,作为第三键合面;
步骤S52:对所述第四氧化物键合层进行化学机械研磨,作为第四键合面;
步骤S53:采用活化溶液对所述第三键合面和第四键合面进行活化,并在高温高压下实现对位键合。
在步骤S53中,使用化学溶液氨水、氢氟酸和双氧水,按照一定比例配置成活化溶液,对键合面进行活化,形成H-O-H化学键,再经过高温高压进行对位键合。所述高温优选为400℃~600℃;所述高压优选为15000kgf~20000kgf。本实例中多个第三基色Micro-LED芯片与多个去除的第二表面衬底的第二基色Micro-LED芯片同时进行键合,即将整个第三基色LED晶圆与具备两种基色的LED芯片组合晶圆片进行对位键合,不需要单独将第三基色Micro-LED芯片一颗一颗的进行对位键合,简单易行,可以节省大量的工艺时间并降低对位难度,提高对位精准度和键合质量,以及避免大量的Micro-LED芯片在键合过程中出现的误差,有利于减少色差和串扰的问题的出现。
参阅图14,在步骤S6中,去除所述第三基色LED晶圆的第二表面的衬底的方法包括腐蚀工艺,所述腐蚀工艺的溶液例如包括氨水和双氧水的混合液,混合比优选为1:10。例如,采用氨水、双氧水对红光LED晶圆的GaAs衬底进行腐蚀去除,最终形成蓝光、绿光、红光的Micro-LED芯片的组合晶圆而保留下来的所述蓝宝石衬底作为Micro-LED显示基板的衬底。
在步骤S7中,对所述具有三种基色的Micro-LED芯片的组合晶圆片进行切割,形成Micro-LED显示基板;其中,所述Micro-LED显示基板包括衬底以及位于所述衬底上的发光单元,且所述发光单元包括具有三种基色的Micro-LED组合晶圆片经过切割后形成的呈阵列排列的三基色Micro-LED芯片。
综上可见,本发明可以省去巨量转移,解决了巨量转移相关技术尚未成熟造成的生产良率低且耗时费工,无法实现量产的问题,降低了制备难度、提高生产效率和良率。而且本发明的Micro-LED显示基板包括堆叠的三层,每一层排布一种基色的Micro-LED芯片,通过三基色Micro-LED芯片呈阵列排布,而且三层不同基色的Micro-LED芯片在垂直方向上不重叠,并且能够独立控制每一层的芯片和电路,进而能够减少色差和串扰的问题,同时能够实现全彩发光功能。
本本发明采用多重对位键合工艺,一次性直接将三基色Micro-LED芯片转移到同一Micro-LED显示基板上,方法简单,省去了垂直结构的红光Micro-LED晶圆需要独立操作的复杂性。即本实施例中整个晶圆与整个晶圆进行对位,而不是现有技术中需要一个芯片与一个芯片进行单独对位,能够省去巨量转移,降低对位和制备难度、提高生产效率和良率,有利于解决色差和串扰的问题。
而且本发明可以根据产品需求,设计出实际需要尺寸的Micro-LED显示屏尺寸,并在工艺过程中即可对相关电路进行连接和测试。同时本发明由于三基色Micro-LED芯片通过光刻、蚀刻工艺获得,因此可以对像素点大小实现精确控制和阵列排布。
除此之外,本发明还提供了一种显示屏,包括驱动面板、上述所述的Micro-LED显示基板以及线路,所述Micro-LED显示基板通过线路连接到所述驱动面板上。所述驱动面板例如为PCB板等。
上述所述的显示屏能够实现全彩发光功能,且可以解决传统的Micro-LED显示屏中存在的色差和串扰的问题。
此外,可以理解的是,虽然本发明已以较佳实施例披露如上,然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言,在不脱离本发明技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
而且还应该理解的是,本发明并不限于此处描述的特定的方法、化合物、材质、制造技术、用法和应用,它们可以变化。还应该理解的是,此处描述的术语仅仅用来描述特定实施例,而不是用来限制本发明的范围。必须注意的是,此处的以及所附权利要求中使用的单数形式“一个”、“一种”以及“该”包括复数基准,除非上下文明确表示相反意思。因此,例如,对“一个步骤”引述意味着对一个或多个步骤的引述,并且可能包括次级步骤。应该以最广义的含义来理解使用的所有连词。因此,词语“或”应该被理解为具有逻辑“或”的定义,而不是逻辑“异或”的定义,除非上下文明确表示相反意思。此处描述的结构将被理解为还引述该结构的功能等效物。可被解释为近似的语言应该被那样理解,除非上下文明确表示相反意思。
Claims (34)
1.一种Micro-LED显示基板,其特征在于,包括:
衬底;
发光单元,其设置在所述衬底上,所述发光单元包括三基色Micro-LED芯片,所述三基色Micro-LED芯片呈阵列排布,且所述发光单元包括堆叠的三层,每一层排布一种基色的Micro-LED芯片,相邻的三个不同基色的Micro-LED芯片搭配组成一组发光阵列组,所述发光阵列组具有全彩发光功能。
2.如权利要求1所述的Micro-LED显示基板,其特征在于,所述发光单元包括堆叠的三层,且三层不同基色的Micro-LED芯片在垂直方向上不重叠。
3.如权利要求1所述的Micro-LED显示基板,其特征在于,所述三基色Micro-LED芯片包括第一基色Micro-LED芯片、第二基色Micro-LED芯片以及第三基色Micro-LED芯片,相邻的同一基色的Micro-LED芯片之间预留至少两个空缺位置,用于布局另外两种基色的Micro-LED芯片。
4.如权利要求3所述的Micro-LED显示基板,其特征在于,所述堆叠的三层从下至上依次排布第一基色Micro-LED芯片、第二基色Micro-LED芯片以及第三基色Micro-LED芯片。
5.如权利要求4所述的Micro-LED显示基板,其特征在于,所述第一基色Micro-LED芯片与第二基色Micro-LED芯片之间设有氧化物键合层,所述第二基色Micro-LED芯片与所述第三基色Micro-LED芯片之间设有氧化物键合层。
6.如权利要求5所述的Micro-LED显示基板,其特征在于,所述氧化物键合层的材料包括透明且不导电的氧化物材料。
7.如权利要求3所述的Micro-LED显示基板,其特征在于,所述第一基色Micro-LED芯片为蓝光倒装Micro-LED芯片或者绿光倒装Micro-LED芯片;所述第二基色Micro-LED芯片为绿光倒装Micro-LED芯片或者蓝光倒装Micro-LED芯片,且所述第二基色Micro-LED芯片与所述第一基色Micro-LED芯片不同;所述第三基色Micro-LED芯片为红光倒装Micro-LED芯片。
8.如权利要求3所述的Micro-LED显示基板,其特征在于,所述第三基色Micro-LED芯片自上至下依次包括:刻蚀阻挡层、第一型欧姆接触层、第一型扩展层、第一型粗化层、第一型限制层、多量子阱层、第二型限制层、第二型扩展层、第二型欧姆接触层、扩散阻挡层、钝化层、第一型电极层和第二型电极层。
9.如权利要求3所述的Micro-LED显示基板,其特征在于,所述第一基色Micro-LED芯片自下而上依次包括:未掺杂GaN层、第一型半导体层、多量子阱层、电子阻挡层、第二型半导体层、钝化层、第一型电极层和第二型电极层。
10.如权利要求3所述的Micro-LED显示基板,其特征在于,所述第二基色Micro-LED芯片自上而下依次包括:未掺杂GaN层、第一型半导体层、多量子阱层、电子阻挡层、第二型半导体层、钝化层、第一型电极层和第二型电极层。
11.如权利要求1中所述的Micro-LED显示基板,其特征在于,所述Micro-LED芯片为矩形,且所述矩形两端分别为芯片的第一型电极层和第二型电极层。
12.如权利要求11中所述的Micro-LED显示基板,其特征在于,所述Micro-LED芯片的宽度为20μm~50μm,长度为40μm~100μm。
13.如权利要求3中所述的Micro-LED显示基板,其特征在于,所述空缺位置填充透明的绝缘层。
14.一种Micro-LED显示基板的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
提供第一基色LED晶圆以及第二基色LED晶圆,所述第一基色LED晶圆包括多个第一基色Micro-LED芯片,所述第二基色LED晶圆包括多个第二基色Micro-LED芯片;
进行所述第一基色LED晶圆的第一表面和第二基色LED晶圆的第一表面的对位键合;
剥离所述第二基色LED晶圆的第二表面的衬底,以形成具备两种基色的Micro-LED芯片的组合晶圆片;
提供第三基色LED晶圆,所述第三基色LED晶圆包括多个第三基色Micro-LED芯片;
将所述第三基色LED晶圆的第一表面与剥离了衬底的所述第二基色LED晶圆的第二表面进行对位键合;
去除所述第三基色LED晶圆的第二表面的衬底,形成具有三种基色的Micro-LED芯片的组合晶圆片;
对所述具有三种基色的Micro-LED芯片的组合晶圆片进行切割,形成Micro-LED显示基板;
其中,所述Micro-LED显示基板包括衬底以及位于所述衬底上的发光单元,且所述发光单元包括具有三种基色的Micro-LED组合晶圆片经过切割后形成的呈阵列排列的三基色Micro-LED芯片。
15.如权利要求14所述的Micro-LED显示基板的制备方法,其特征在于,所述第一基色Micro-LED芯片、所述第二基色Micro-LED芯片和所述第三基色Micro-LED芯片在垂直方向上不重叠。
16.如权利要求14所述的Micro-LED显示基板的制备方法,其特征在于,所述第一基色Micro-LED芯片为蓝光倒装Micro-LED芯片或者绿光倒装Micro-LED芯片;所述第二基色Micro-LED芯片为绿光倒装Micro-LED芯片或者蓝光倒装Micro-LED芯片,且所述第二基色Micro-LED芯片与所述第一基色Micro-LED芯片不同;所述第三基色Micro-LED芯片为红光倒装Micro-LED芯片。
17.如权利要求14所述的Micro-LED显示基板的制备方法,其特征在于,所述第三基色Micro-LED芯片自下至上依次包括:刻蚀阻挡层、第一型欧姆接触层、第一型扩展层、第一型粗化层、第一型限制层、多量子阱层、第二型限制层、第二型扩展层、第二型欧姆接触层、扩散阻挡层、钝化层、第一型电极层和第二型电极层。
18.如权利要求14所述的Micro-LED显示基板的制备方法,其特征在于,所述第一基色Micro-LED芯片自下而上依次包括:未掺杂GaN层、第一型半导体层、多量子阱层、电子阻挡层、第二型半导体层、钝化层、第一型电极层和第二型电极层。
19.如权利要求14所述的Micro-LED显示基板的制备方法,其特征在于,所述第二基色Micro-LED芯片自下而上依次包括:未掺杂GaN层、第一型半导体层、多量子阱层、电子阻挡层、第二型半导体层、钝化层、第一型电极层和第二型电极层。
20.如权利要求14所述的Micro-LED显示基板的制备方法,其特征在于,所述提供第一基色LED晶圆以及第二基色LED晶圆,所述第一基色LED晶圆包括多个第一基色Micro-LED芯片,所述第二基色LED晶圆包括多个第二基色Micro-LED芯片的步骤包括:
提供第一基色LED晶圆,对所述第一基色LED晶圆进行干法刻蚀,刻蚀停止在所述第一基色LED晶圆的衬底上,形成多个第一基色Micro-LED芯片,相邻的第一基色Micro-LED芯片之间预留至少两个空缺位置,用于布局所述第二基色Micro-LED芯片和第三基色Micro-LED芯片;
提供第二基色LED晶圆,对所述第二基色LED晶圆进行干法刻蚀,刻蚀停止在所述第二基色LED晶圆的衬底上,形成多个第二基色Micro-LED芯片,相邻的第二基色Micro-LED芯片之间预留至少两个空缺位置,用于布局所述第一基色Micro-LED芯片和第三基色Micro-LED芯片;
所述提供第三基色LED晶圆,所述第三基色LED晶圆包括多个第三基色Micro-LED芯片的步骤包括:
提供第三基色LED晶圆,对所述第三基色LED晶圆进行干法刻蚀,刻蚀停止在所述第三基色LED晶圆的衬底上,形成多个第三基色Micro-LED芯片,相邻的第三基色Micro-LED芯片之间预留至少两个空缺位置,用于布局所述第一基色Micro-LED芯片和第二基色Micro-LED芯片。
21.如权利要求14中所述的Micro-LED显示基板的制备方法,其特征在于,在进行所述第一基色LED晶圆的第一表面和第二基色LED晶圆的第一表面的对位键合的步骤之前还包括:
在所述第一基色LED晶圆上的钝化层上形成第一引线,通过所述第一引线将所述第一基色Micro-LED芯片的第一型电极层和第二型电极层分别连接至所述发光单元外围的外部接触点;
在形成第一引线的第一基色LED晶圆的第一表面形成第一氧化物键合层。
22.如权利要求21中所述的Micro-LED显示基板的制备方法,其特征在于,在进行所述第一基色LED晶圆的第一表面和第二基色LED晶圆的第一表面的对位键合的步骤之前还包括:
在所述第二基色LED晶圆的钝化层上形成第二引线,通过所述第二引线将所述第二基色Micro-LED芯片的第一型电极层和第二型电极层分别连接至所述发光单元外围的外部接触点;
在形成第二引线的第二基色LED晶圆的第一表面形成第二氧化物键合层。
23.如权利要求22中所述的Micro-LED显示基板的制备方法,其特征在于,进行所述第一基色LED晶圆的第一表面和第二基色LED晶圆的第一表面的对位键合的步骤包括:
对所述第一氧化物键合层进行化学机械研磨,作为第一键合面;
对所述第二氧化物键合层进行化学机械研磨,作为第二键合面;
采用活化溶液对所述第一键合面和第二键合面进行活化,并在高温高压下实现对位键合。
24.如权利要求23中所述的Micro-LED显示基板的制备方法,其特征在于,在将所述第三基色LED晶圆的第一表面与剥离了衬底的所述第二基色LED晶圆的第二表面进行对位键合的步骤之前还包括:
在所述第三基色LED晶圆的第三钝化层上形成第三引线,通过所述第三引线将所述第三基色Micro-LED芯片的第一型电极层和第二型电极层分别连接至所述发光单元外围的外部接触点;
在形成第三引线的第三基色LED晶圆的第一表面形成第三氧化物键合层;
在所述第二基色LED晶圆剥离了衬底的第二表面形成第四氧化物键合层。
25.如权利要求24中所述的Micro-LED显示基板的制备方法,其特征在于,将所述第三基色LED晶圆的第一表面与剥离了衬底的所述第二基色LED晶圆的第二表面进行对位键合的步骤包括:
对所述第三氧化物键合层进行化学机械研磨,作为第三键合面;
对所述第四氧化物键合层进行化学机械研磨,作为第四键合面;
采用活化溶液对所述第三键合面和第四键合面进行活化,并在高温高压下实现对位键合。
26.如权利要求23或者25中所述的Micro-LED显示基板的制备方法,其特征在于,所述活化溶液包括氨水、氢氟酸和双氧水的混合液。
28.如权利要求23或者25中所述的Micro-LED显示基板的制备方法,其特征在于,所有的氧化物键合层的材质均包括透明且不导电的氧化物材料,其厚度均为3μm~5μm。
29.如权利要求21或者22或者24中所述的Micro-LED显示基板的制备方法,其特征在于,所述第一引线、第二引线以及第三引线的形成工艺包括剥离工艺和电子束蒸镀工艺中的一种。
30.如权利要求14中所述的Micro-LED显示基板的制备方法,其特征在于,所述第一基色Micro-LED芯片、第二基色Micro-LED芯片以及第三基色Micro-LED芯片的长度均为40μm~100μm,宽度均为20μm~50μm。
31.如权利要求14中所述的Micro-LED显示基板的制备方法,其特征在于,剥离所述第二基色LED晶圆的第二表面的衬底的工艺包括激光辐照剥离工艺。
32.如权利要求14中所述的Micro-LED显示基板的制备方法,其特征在于,去除所述第三基色LED晶圆的第二表面的衬底的方法包括腐蚀工艺,且所述腐蚀工艺的溶液包括氨水和双氧水的混合液。
33.如权利要求24中所述的Micro-LED显示基板的制备方法,其特征在于,
在形成第一引线的第一基色LED晶圆的第一表面形成第一氧化物键合层的步骤之前,还包括在所述第一基色LED晶圆的空缺位置填充透明的绝缘层;
在形成第二引线的第二基色LED晶圆的第一表面形成第二氧化物键合层的步骤之前,还包括在所述第二基色LED晶圆的空缺位置填充透明的绝缘层;
在形成第三引线的第三基色LED晶圆的第一表面形成第三氧化物键合层的步骤之前,还包括在所述第三基色LED晶圆的空缺位置填充透明的绝缘层。
34.一种显示屏,其特征在于,包括驱动面板、如权利要求1~13任一项所述的Micro-LED显示基板以及线路,所述Micro-LED显示基板通过线路连接到所述驱动面板上。
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