CN114664983B - 一种基于Micro LED的显示装置的制作方法以及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本公开实施例提供一种基于Micro LED的显示装置的制作方法以及显示装置，所述制作方法包括：在驱动背板上按照预定规则设置标志位；在所述驱动背板上沿垂直方向依次设置至少一个LED外延层；在所述驱动背板上基于所述标志位对所述LED外延层进行阶梯型光刻以实现像素的横向排布。本公开实施例采用像素堆叠转移和设置的方法能够避免多次转移的键合对准操作，使得像素实现平行排布，不需进行垂直方向上的光隔离，无需进行巨量重复排布，降低工艺难度，极大的简化混色过程，有效提高Micro LED显示装置的良率，最终促成基于Micro LED显示的高性能AR/MR/VR设备的市场应用。
Description
技术领域
本公开涉及显示装置领域，特别涉及一种基于Micro LED的显示装置的制作方法以及显示装置。
背景技术
LED即发光二极管，是一类高效的发光器件，工作在不同波长的LED即显示不同的颜色。其中，在显示领域可以根据三原色合成原理利用R(红)、G(绿)、B(蓝)三原色光源合成出任意颜色进行输出，进而根据需要应用于指示、警示或简单照明灯光，甚至结合阵列调控用于显示输出。
早期的阵列显示采用显像管显示器(CRT)，其体积庞大并且难以微型化。随后出现的液晶显示器(LCD)凭借出众的色彩表现和轻量化的体积占据了显示市场，这里LCD显示器采用背光光源发光，液晶单元阵列调控实现像素化，但是能效较低。随后，色彩呈现更为丰富、分辨率更高、更为轻便且能效更高的OLED显示器进一步占据了移动显示市场，但是OLED显示器因为材料本身问题难以承受较大电流通过而功率受限，因此，高亮显示一直是OLED显示的痛点。相比之下，半导体LED显示技术凭借高效高亮的特点在户外广告等方面具有明显优势，并在近年来逐渐向家用大屏显示领域扩展。
随着技术迭代更新和用户体验的不断提升，轻量化、微型化显示需求越来越高。特别的，随着AR、VR、MR技术的崭露头角，头戴或近眼显示设备的市场需求急剧增长。因为人眼的视觉分辨率限制，即因为晶状体的聚焦作用和视网膜细胞的受光面积有限，人眼视觉分辨率存在极限角度，这也就意味着近眼显示可分辨的尺寸(像素)更小。为了获得细腻的显示效果，微像素化是近眼显示设备的唯一选择。具体的，在一般眼镜的佩戴距离上，像素间距需要微缩至10μm以内。该尺寸的LED像素单元已属于Micro LED领域。
传统的背光显示器采用单一色彩光源，通过色彩转换层生成R、G、B三原色，但对于微米量级的像素而言，色彩转换介质的均匀性无法保证，直接利用三原色光源即Micro LED进行混色是获得高性能全彩显示的可靠手段。然而，要按照预定排布方案进行混色就需要对R、G、B三色Micro LED进行混合排布，需要考虑超高分辨率屏幕所需的Micro LED的巨大总量和Micro LED微小尺寸的特质。
现有技术中一般采用预分布转移。其中，所谓预分布转移方案，即预先将三个单一色彩的晶圆进行像素化，按照最终的像素排布方案，牺牲掉两个相同像素间的其它颜色像素的位置，最终再通过倒装嵌合实现整片晶圆尺寸的像素转移。该方案可以避免巨量像素的逐个转移，提高转移效率，但基于该方案的产品成品率将极大的依赖多次的倒装键合对准，不论是从工艺难度还是设备投入上来说，这都将是一个极大的挑战。
发明内容
本公开实施例的目的在于提供一种基于Micro LED的显示装置的制作方法以及显示装置，以解决现有技术中存在的问题。为了解决技术问题，本公开的实施例采用了如下技术方案：
一种基于Micro LED的显示装置的制作方法，其包括：在驱动背板上按照预定规则设置标志位；在所述驱动背板上沿垂直方向依次设置至少一个LED外延层；在所述驱动背板上基于所述标志位对所述LED外延层进行阶梯型光刻以实现像素的横向排布。
在一些实施例中，所述LED外延层通过以下方式制成：在所述LED外延层的第一面沉积n型电极层；在所述LED外延层的第二面沉积p型电极层。
在一些实施例中，还包括：在所述LED外延层上沉积设置n型电极和p型电极。
在一些实施例中，所述n型电极和所述p型电极设置在所述LED外延层的端面形成的台阶上。
在一些实施例中，所述n型电极和所述p型电极为欧姆电极。
在一些实施例中，还包括：将所述LED外延层中的电极与所述驱动背板之间实现电连接。
在一些实施例中，所述在驱动背板上按照预定规则设置标志位中，所述标志位的位置与基于像素排布方式的像素的位置对应。
在一些实施例中，所述LED外延层与所述驱动基板之间和/或不同的所述LED外延层之间通过键合介质连接。
在一些实施例中，还包括：将所述LED外延层中的电极与所述驱动背板上的键合电极对应连接。
本公开实施例还提供一种显示装置，其采用上述任一项技术方案中的制作方法制成。
本公开实施例采用晶圆堆叠转移和设置的方法能够避免多次转移的键合对准操作，使得像素实现平行排布，不需进行垂直方向上的光隔离，无需进行巨量重复排布，降低工艺难度，极大的简化混色过程，有效提高Micro LED显示装置的良率，最终促成基于MicroLED显示的高性能AR/MR/VR设备的市场应用。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开实施例的显示装置的结构示意图；
图2为本公开实施例的显示装置的制作方法的步骤示意图；
图3为本公开实施例的显示装置中标志位的示意图；
图4为本公开实施例的显示装置的制作方法的步骤示意图；
图5为本公开实施例的显示装置的制作方法的示意图；
图6为本公开实施例的显示装置的制作方法的示意图；
图7为本公开实施例的显示装置的制作方法的示意图；
图8为本公开实施例的显示装置的制作方法的示意图；
图9为本公开实施例的显示装置的制作方法的示意图；
图10为本公开实施例的显示装置的制作方法的示意图；
图11为本公开实施例的显示装置的制作方法的步骤示意图；
图12为本公开实施例的显示装置的制作方法的示意图；
图13为本公开实施例的显示装置的制作方法的示意图；
图14为本公开实施例的显示装置的制作方法的示意图；
图15为本公开实施例的显示装置的制作方法的示意图；
图16为本公开实施例的显示装置的制作方法的示意图。
具体实施方式
此处参考附图描述本公开的各种方案以及特征。
应理解的是，可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本公开的范围和精神内的其他修改。
包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且与上面给出的对本公开的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本公开的原理。
通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本公开的这些和其它特性将会变得显而易见。
还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本公开进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本公开的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。
当结合附图时，鉴于以下详细说明，本公开的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。
此后参照附图描述本公开的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本公开的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本公开模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本公开。
本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本公开的相同或不同实施例中的一个或多个。
本公开第一实施例提供一种基于Micro LED的显示装置的制作方法，如图1所示，其基于像素垂直堆叠并且横向分布的方式将Micro LED设置在背板上从而实现单色或者彩色的图像显示。如图2所示，为此，这里的所述制作方法具体包括以下步骤：
S101，在驱动背板上按照预定规则设置标志位。
上述的所谓预分布转移方案，例如是将三个单一色彩的LED外延层进行像素化，按照最终的像素排布方案，牺牲掉两个相同像素间的其它颜色像素的位置，最终再通过倒装嵌合实现整片外延层尺寸的像素转移，这样可以避免巨量像素的逐个转移，提高转移效率，但基于通过像素预分布后转移的方式的产品成品率将依赖多次的键合对准。为此，在本步骤中，在驱动背板上按照预定规则设置标志位。
具体地，首先确定尺寸合适的驱动背板100，这里的所述驱动背板100可以是晶圆级背板(后续或者切割取小尺寸或者拼接成大尺寸)，也可以是已经切割的小尺寸背板，在所述驱动背板100上安装驱动电路；具体地，在所述驱动背板100上根据预设的像素排布方式设置驱动电路，这里的所述驱动电路包括与像素最终实现电连接的键合电极，所述驱动电路中的所述键合电极的位置与所述像素排布方式中不同像素的位置对应设置。这里的像素排布方式不做限定，例如可以采用菱形像素阵列或冗余像素阵列的排布方式。
进一步地，这里的所述驱动背板100可以选择软性或者硬性的材质制成，所述驱动背板100可以选择透明背板，当然也可以选择非透明背板，其中，采用非透明背板可以实现不对像素占空比进行限制，从而实现更高的发光亮度。
考虑到在显示装置中，不同像素根据预设的所述像素排布方式设置在所述驱动背板100上，如图3所示，这里通过设置标志位101以用于指示不同像素在所述驱动背板100上的设置位置，为此，所述标志位101的位置与基于所述像素排布方式的像素的位置对应，并且通过设置像素的所述标志位101还便于后期通过设置光刻板900以进行光刻作业。
此外，所述标志位101在所述驱动背板100上的设置位置还可以根据所述驱动背板100的实际尺寸和布局设置，例如在本实施例中可以在所述驱动电路的边缘处设置所述标志位101。
此外，在一些实施方式中，为了提升透明显示的效果，在利用所述标志位101设置像素的位置时，需要在不同像素的位置之间预留适当的空间，这样可以利用不同像素之间的空间以实现透光率的优化提升。
S102，在所述驱动背板上沿垂直方向依次设置至少一个LED外延层。
在通过上述步骤S101在所述驱动背板上按照预定规则设置标志位之后，在本步骤中，在所述驱动背板100上沿垂直方向依次设置至少一个LED外延层，这里的所述LED外延层的数量和设置顺序可以根据所述像素排布方式对于像素的排布规则确定。其中，这里的所述LED外延层可以采用GaN-LED材料，还可以更换LED的材料体系而采用GaAs-LED材料。
进一步地，当所述LED外延层为多个堆叠形成的情况下，这里的多个所述LED外延层可以采用相同颜色或者不同颜色的LED外延层；例如可以在红色LED外延层、绿色LED外延层以及蓝色LED外延层等中选择一种或者多种进行任意的排布，对于每种颜色的所述LED外延层的数量和顺序都不进行限制。
为此，在制备显示装置的过程中，通过对于所述LED外延层的层数的设置和调整，在所述驱动背板100上实现单层LED的单色显示或者两层以及两层以上LED的混合显示。例如对于实现全彩显示的显示装置可以选择红色LED外延层、绿色LED外延层以及蓝色LED外延层依次堆叠设置的方式，而对于实现红色的单色显示的显示装置，可以只选取一个或者多个单一波段的红色LED外延层。在本实施例中，例如可以在所述驱动背板100上从下至上依次设置红色LED外延层、绿色LED外延层以及蓝色LED外延层。
这样，通过在所述驱动背板100上沿垂直方向依次设置至少一个所述LED外延层以形成所述LED外延层的堆叠设置，便于之后通过光刻方式对所述LED外延层进行光刻处理以能够按照所述像素排布方式实现像素的设置。
在通过所述LED外延层的堆叠实现像素化并进行显示时，可能会需要对不同颜色的像素实现显示的独立控制。以采用三原色像素的能够实现全彩显示的显示装置为例，堆叠晶圆的方式是根据预设的所述像素排布方式堆叠三原色R、G、B的晶圆尺寸的LED外延层，而无需进行像素的高精度键合对齐，然后再利用光刻技术进行像素化，从而实现三原色的全彩集成。为此，在本公开实施例里，三原色的R、G、B的LED外延层可以采用垂直对齐的方式设置，这就要求底层颜色的LED外延层向显示面能够透出，同时还不能意外激发其他色彩，否则将无法实现可控混色。目前方案采用从上到下实现B-G-R的色彩排布，在R-G层和G-B层分别添置G光的DBR(分布布拉格反射光栅)和B光DBR，在实现顶面R、G、B的透光的同时隔离B光向下激发G光和R光，隔离G光向下激发R光，最终实现R、G、B像素的单独激发控制，实现全彩混色显示。这是从分辨率的角度来讲最为理想的方案，然而，DBR结构本身及其电极沉积极大的增加了工艺难度，这对最终产品良率增加了一个新的挑战。
为此，在设置每个所述LED外延层之前，可以预先针对所述LED外延层的两个表面实现电极的沉积处理，这里的所述LED外延层可以是红色LED外延层，当然也可以是蓝色LED外延层或者绿色LED外延层，其中，所述LED外延层可以通过以下方式制作，如图4所示，包括以下步骤：
S1021，在所述LED外延层的第一面沉积n型电极层。
在本步骤中，在所述LED外延层的第一面沉积n型电极层。具体地，如图5所示，这里的所述LED外延层200预先设置在外延衬底201上，在所述LED外延层200的上表面键合设置第一临时衬底202，然后将所述LED外延层200从所述外延衬底201上剥离，并在所述LED外延层200的下表面沉积n型电极层300，这里的所述剥离可采用干法或湿法刻蚀、激光剥离以及远程外延剥离等多种方式；具体地，在所述第一临时衬底202上对所述LED外延层200的下表面进行欧姆接触电极沉积操作(例如通过电子束蒸发或磁控溅射的方式)，这里还可以采用包括表面钝化和高温退火等改善电极接触的工艺。
S1022，在所述LED外延层的第二面沉积p型电极层。
在通过上述步骤S1021在所述LED外延层200的第一面沉积N型电极层之后，在本步骤中，在所述LED外层200的第二面沉积p型电极层。具体地，如图6所示，在所述n型电极层300的外表面上键合设置第二临时衬底203，并同时剥离所述第一临时衬底202，基于所述第二临时衬底203在所述LED外延层200的第二面沉积设置p型电极层400，具体地，在所述第一临时衬底203上对所述LED外延层200的上表面进行透明电极的沉积操作(例如通过磁控溅射的方式)以形成p型电极层400，这里还可以采用包括表面钝化和高温退火等改善电极接触的工艺。
进一步地，在所述p型电极层400的外表面键合设置第三临时衬底204，并剥离所述第二临时衬底203，这样将n型电极层300的金属电极呈现于所述LED外延层200的表面以进行下一步操作。
最后，在所述驱动背板100上设置键合介质。具体地，如图7所示，在所述驱动背板100的表面完成键合介质205的铺覆,并将完成电极沉积操作的所述LED外延层200键合至所述驱动背板100上。此时，p型电极层400作为透明电极设置在所述LED外延层200的上表面以用于光的输出，n型电极层300作为金属电极位于所述LED外延层200的下表面以用于光的反射，从而能够有效提高LED光的输出效率。
随后可以重复上述步骤S101和S102完成其他所述LED外延层200的制作，如图8所示，依次设置不同的所述LED外延层，例如依次设置红光LED外延层、绿光LED外延层以及蓝光LED外延层的设置。本公开实施例制作的显示装置可以有效的提高LED出光效率，同时通过电极层的高热导率可有效降低LED工作结温，提高芯片性能稳定性，保证产品应用的舒适性。此外，可以采用不同的LED外延层的堆叠顺序，也可以调整出光方向，例如调转方向从驱动背板的一侧发光，此时还可以节省临时衬底的相关工艺，进一步降低工艺难度。
S103，在所述驱动背板上基于所述标志位对所述LED外延层进行阶梯型光刻以实现像素的横向排布。
在通过上述步骤S102即在所述驱动背板上依次设置多个LED单元外延层之后，在本步骤中，在所述驱动背板上基于所述标志位对所述LED外延层进行阶梯型光刻以实现像素的横向排布。具体地，如图9所示，由于不同的所述LED外延层200依次垂直设置在所述驱动背板100上，基于所述驱动背板100上的所述标志位101对不同的所述LED外延层200进行光刻操作，
具体地，通过刻蚀所述LED外延层200以将所述LED外延层200形成阶梯，从而实现各所述LED外延层200在所述驱动基板100所在平面上的像素化，从而使得所述LED外延层200对应的像素按照所述像素排布方式实现横向排布。本公开实施例通过预先设置LED外延层后进行像素化的方式相比先像素化后转移的方式，将对于像素的键合对齐的要求转化为光刻对齐的要求，降低了工艺难度，可以有效地提高生产效率和产品良率。此外，基于本实施例的像素堆叠排布方式，使得LED与驱动背板相互键合后不需再经历高温工艺，因此，具有极高的衬底兼容性。
此外，在本步骤中，为了实现所述显示装置的功能，还需要将所述n型电极层300中的金属电极和所述p型电极层400中的透明电极在横向上露出所述LED外延层200的端面以便进行下一步工艺。
为了实现显示装置的制作，本公开实施例还包括以下步骤：
S104，将所述LED外延层中的电极与所述驱动背板之间实现电连接。
在通过上述步骤S103在所述驱动背板上基于所述标志位对所述LED外延层进行阶梯型光刻以实现像素的横向排布之后，在本步骤中，将所述LED外延层中的电极与所述驱动背板之间实现电连接。具体地，将所述LED外延层200中的n型电极层300和p型电极层400与所述驱动背板100上的的键合电极102之间实现电连接。具体地，当完成所述LED外延层200的光刻操作之后，通过例如金属线将每个所述LED外延层200内所述n型电极层300中的金属电极和所述p型电极层400中的透明电极与所述驱动背板100上的所述键合电极102之间进行连接，并形成不同的像素单元，最终能够完成所述显示装置的制作。
本公开实施例首先将LED外延层从外延衬底上剥离，在正反两面沉积相应的电极，然后通过绝缘的键合介质将不同的LED外延层以及驱动背板连接堆叠在一起，再进行光刻刻蚀从而实现像素化分离和像素的横向排布，最后通过沉积连接引线实现像素电极与驱动背板之间的电学连通。
本公开实施例基于LED外延层实现堆叠结构，即通过大尺寸剥离、转移和键合技术实现驱动背板上的LED垂直堆叠，并结合进一步的刻蚀及沉积技术，最终通过驱动背板调制驱动像素，通过顶面发光，实现单色或者全彩显示，这里采用外延层堆叠转移方式能够避免多次像素转移的键合对准，不同像素最终平行排布，不需进行垂直方向上的光隔离，从而降低工艺难度，提高产品的成品率。
本公开第二实施例提供一种基于Micro LED的显示装置的制作方法，其基于像素垂直堆叠横向分布的方式将Micro LED设置在背板上从而实现单色或者彩色的图像显示，与上述第一实施例的区别在于，本实施例基于低温欧姆工艺实现原位电极的沉积，也就是利用低温欧姆接触工艺，不需要提前进行电极沉积工艺，具体地，通过吸光反光介质实现纵向光隔离，在完成键合及像素化的刻蚀后再进行欧姆电极沉积，如图11所示，其具体包括以下步骤：
S201，在驱动背板上按照预定规则设置标志位。
在本步骤中，在驱动背板上按照预定规则设置标志位。具体地，首先确定尺寸合适的驱动背板100，这里的所述驱动背板100可以是晶圆级背板(后续或者切割取小尺寸或者拼接成大尺寸)，也可以是已经切割的小尺寸背板，在所述驱动背板100上安装驱动电路；具体地，在所述驱动背板100上根据预设的像素排布方式设置驱动电路，这里的所述驱动电路包括与像素最终实现电连接的键合电极，所述驱动电路中的所述键合电极的位置与所述像素排布方式中不同像素的位置对应设置。这里的像素排布方式不做限定，例如可以采用菱形像素阵列或冗余像素阵列的排布方式。
进一步地，这里的所述驱动背板100可以选择软性或者硬性的材质制成，所述驱动背板100可以选择透明背板，当然也可以选择非透明背板，其中，采用非透明背板可以不对像素占空比进行限制，从而实现更高的发光亮度。
考虑到在显示装置中，不同像素根据预设的所述像素排布方式设置在所述驱动背板100上，如图3所示，这里通过设置标志位101以用于指示不同像素在所述驱动背板100上的设置位置，为此，所述标志位101的位置与基于所述像素排布方式的像素的位置对应，并且通过设置像素的所述标志位101还便于后期通过设置光刻板900以进行光刻作业。
此外，所述标志位101在所述驱动背板100上的设置位置还可以根据所述驱动背板100的实际尺寸和布局设置，例如在本实施例中可以在所述驱动电路的边缘处设置所述标志位101。
此外，在一些实施方式中，为了提升透明显示的效果，在利用所述标志位101设置像素的位置时，需要在不同像素的位置之间预留适当的空间，这样可以利用不同像素之间的空间以实现透光率的优化提升。
S202，在所述驱动背板上沿垂直方向依次设置多个LED外延层。
在通过上述步骤S201在所述驱动背板上按照预定规则设置标志位之后，在本步骤中，在所述驱动背板100上沿垂直方向依次设置至少一个LED外延层，这里的所述LED外延层的数量和设置顺序可以根据所述像素排布方式对于像素的排布规则确定。其中，这里的所述LED外延层可以采用GaN-LED材料，还可以更换LED的材料体系而采用GaAs-LED材料。
进一步地，当所述LED外延层为多个堆叠形成的情况下，这里的多个所述LED外延层可以采用相同颜色或者不同颜色的LED外延层；例如可以在红色LED外延层、绿色LED外延层以及蓝色LED外延层等中选择一种或者多种进行任意的排布，对于每种颜色的所述LED外延层的数量和顺序都不进行限制。
为此，在制备显示装置的过程中，通过对于所述LED外延层的层数的设置和调整，实现例如在所述驱动背板100上实现单层LED的单色显示或者两层以及两层以上LED的混合显示。例如对于实现全彩显示的显示装置可以选择红色LED外延层、绿色LED外延层以及蓝色LED外延层依次堆叠设置的方式，而对于实现红色的单色显示的显示装置，可以只选取一个或者多个单一波段的红色LED外延层。在本实施例中，例如可以在所述驱动背板100上从下至上依次设置红色LED外延层、绿色LED外延层以及蓝色LED外延层。
这样，通过在所述驱动背板100上沿垂直方向依次设置至少一个所述LED外延层以形成所述LED外延层的堆叠设置，便于之后通过光刻方式对所述LED外延层进行光刻处理以能够按照所述像素排布方式实现像素的设置。
最后，在所述驱动背板100上设置键合介质。具体地，在所述驱动背板100的表面完成键合介质层的铺覆并将未进行电极沉积的所述LED外延层200键合至所述驱动背板100上。此时，键合介质还包含一层具有光隔离效果的功能层，例如金属反光层，又例如黑色吸光层。随后完成其他所述LED外延层200例如绿光LED外延层以及蓝光LED外延层的转移和设置。
具体地，如图12所示，这里的所述LED外延层200预先设置在外延衬底201上，在所述LED外延层200的上表面键合设置第一临时衬底202，然后剥离所述外延衬底201，这里的剥离可采用干法或湿法刻蚀、激光剥离以及远程外延剥离等方式，再将所述LED外延层200的下表面通过键合介质205设置在所述驱动背板100上，并剥离所述第一临时衬底202。然后，将其他的所述LED外延层200依次通过所述键合介质205设置在下层的所述LED外延层200上。最终，如图13所示，形成多个LED外延层依次堆叠结构。
S203，在所述驱动背板上基于所述标志位对所述LED外延层进行阶梯型光刻以实现像素的横向排布。
在通过上述步骤S202在所述驱动背板上沿垂直方向依次设置多个所述LED外延层之后，在本步骤中，在所述驱动背板100上基于所述标志位101对所述LED外延层200进行阶梯型光刻以实现像素的横向排布。具体地，由于不同的所述LED外延层200依次垂直设置在所述驱动背板100上，利用所述驱动背板100上的所述标志位101对不同的所述LED外延层200进行光刻、刻蚀操作，具体地，如图14所示，通过刻蚀所述LED外延层200以将所述LED外延层200形成阶梯结构，从而实现各所述LED外延层200在所述驱动基板100所在平面上的像素化，使得像素按照所述像素排布方式实现横向排布。
在利用所述驱动背板100上的所述标志位进行光刻、刻蚀操作以实现不同所述LED外延层200的像素化以及横向排布后，还需实现各所述LED外延层200的台阶刻蚀(形成Mesa结构即露出n型掺杂层)，以便进行下一步工艺，为此，本实施例还包括以下步骤：
S204，在所述LED外延层上沉积设置n型电极和p型电极。
在通过上述步骤S203在所述驱动背板上基于所述标志位对所述LED外延层进行阶梯型光刻以实现像素的横向排布之后，在本步骤中，如图15所示，在所述LED外延层200上沉积设置p型欧姆电极500和n型欧姆电极600。具体地，当对于所述LED外延层200进行阶梯型光刻之后，也就是在所述LED外延层200上形成阶梯的台阶结构，在所述台阶结构上沉积p型欧姆电极500和n型欧姆透明电极600。
S205，将所述LED外延层中的电极与所述驱动背板之间实现电连接。
在通过上述步骤S204在所述LED外延层上沉积设置n型电极和p型电极之后，在本步骤中，将所述LED外延层中的电极与所述驱动背板之间实现电连接。具体地，如图16所示，将所述LED外延层200中的p型欧姆电极500和n型欧姆电极600与所述驱动背板100上的的键合电极102之间实现电连接。具体地，当完成所述LED外延层200的光刻操作之后，通过例如金属线将每个所述LED外延层200内所述p型欧姆电极500和所述n型欧姆电极600与所述驱动背板100上的所述键合电极102之间进行连接，并形成不同的像素单元，最终能够完成所述显示装置的制作。
本公开实施例首先将LED外延层从外延衬底上剥离，然后通过绝缘的键合介质将不同的LED外延层以及驱动背板连接堆叠在一起，再进行光刻刻蚀从而实现像素化分离和像素的横向排布，最后通过沉积连接引线实现像素电极与驱动背板之间的电学连通。
本公开实施例基于LED外延层实现堆叠结构，即通过大尺寸剥离、转移和键合技术实现驱动背板上的LED垂直堆叠，并结合进一步的刻蚀及沉积技术，最终通过驱动背板调制驱动像素，通过顶面发光，实现单色或者全彩显示，这里采用外延层堆叠转移方式能够避免多次像素转移的键合对准，不同像素最终平行排布，不需进行垂直方向上的光隔离，从而降低工艺难度，提高产品的成品率；此外，结合包含于键合介质层中的金属光反射层本公开实施例制作的显示装置可以有效的提高LED出光效率，同时通过光反射层的高热导率可有效降低LED工作结温，提高芯片性能稳定性，保证产品应用的舒适性。与上述第一实施例不同的是，本公开实施例要求外延层兼容低温电极工艺，这使得该工艺具有一定的应用前提。
本公开的第三实施例提供一种显示装置，其采用上述第一实施例或者第二实施例中的任意制作方法制成。
本公开实施例方案的显示装置用于两种或两种以上颜色的像素混合排布也可用于单色像素的低温兼容工艺实现，也并不局限于微米级像素排布，小到次微米级，大到次毫米级像素排列实现排布，能够实现超高分辨率透明显示，可提供高亮、透明、全彩显示，可满足户外/高亮显示需求，可实现对诸如AR、MR等新技术的核心设备的有力支持。
此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这不应当理解为要求这些操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行来执行。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实施例中。相反地，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实施例中。
尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。
以上对本公开多个实施例进行了详细说明，但本公开不限于这些具体的实施例，本领域技术人员在本公开构思的基础上，能够做出多种变型和修改实施例，这些变型和修改都应落入本公开所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种基于Micro LED的显示装置的制作方法，其特征在于，包括：
在驱动背板上按照预定规则设置标志位；
在所述驱动背板上沿垂直方向依次设置至少一个LED外延层；
在所述驱动背板上基于所述标志位对所述LED外延层进行阶梯型光刻以实现像素的横向排布；其中，
所述在所述驱动背板上基于所述标志位对所述LED外延层进行阶梯型光刻以实现像素的横向排布，包括：刻蚀所述LED外延层，将所述LED外延层形成阶梯，使各所述LED外延层在驱动背板所在平面上像素化，以使所述LED外延层对应的像素按照所述像素排布方式实现横向排布，无需对所述像素进行垂直方向上的光隔离。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述LED外延层通过以下方式制成：
在所述LED外延层的第一面沉积n型电极层；
在所述LED外延层的第二面沉积p型电极层。
3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，还包括：
在所述LED外延层上沉积设置n型电极和p型电极。
4.根据权利要求3所述的制作方法，其特征在于，所述n型电极和所述p型电极设置在所述LED外延层的端面形成的台阶上。
5.根据权利要求3所述的制作方法，其特征在于，所述n型电极和所述p型电极为欧姆电极。
6.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，还包括：
将所述LED外延层中的电极与所述驱动背板之间实现电连接。
7.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述在驱动背板上按照预定规则设置标志位中，所述标志位的位置与基于像素排布方式的像素的位置对应。
8.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述LED外延层与所述驱动背板之间和/或不同的所述LED外延层之间通过键合介质连接。
9.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，还包括：
将所述LED外延层中的电极与所述驱动背板上的键合电极对应连接。
10.一种显示装置，其特征在于，采用上述权利要求1-9中任一项的制作方法制成。
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Citations (1)
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