CN114824044A - 一种显示模块、Mini LED芯片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于LED技术领域，公开了一种显示模块、Mini LED芯片及其制备方法，包括：提供加工衬底，基于加工衬底制备Mini LED芯片初胚；倒置Mini LED芯片初胚和加工衬底，剥离加工衬底；提供透光衬底，并层叠于倒置的Mini LED芯片初胚上，于Mini LED芯片初胚和透光衬底之间，键合地填充有透镜层。基于加工衬底加工制得Mini LED芯片初胚，将Mini LED芯片初胚与加工衬底分离后，提供透光衬底，于Mini LED芯片初胚和透光衬底之间填充透镜层；通过透镜层来过渡连接Mini LED芯片初胚和透光衬底，Mini LED芯片初胚发出的光线自其本身依次穿过透镜层和透光衬底，透镜层形成增透镜的作用，增加光线的穿透率，减少光线的反射损失，增强出光效率。

Description

一种显示模块、Mini LED芯片及其制备方法

技术领域

本发明涉及LED技术，尤其涉及一种显示模块、Mini LED芯片及其制备方法。

背景技术

现有图形化衬底主要基于正装芯片设计，一方面提升外延层的晶体质量，使得LED的内量子效率更高，另一方面，反射向后出射的光并使其从正面出射，提升光出射效率，同时，在衬底背面制作反射层(通常为分布式布拉格反射层，DBR)，加强光的反射效率，进一步增强光自LED正面的出射效率。

但是，在倒装芯片中，衬底背面为出光面，图形化衬底的强反射会降低出光效率。虽然DBR会再次反射光，但反射的光大部分被有源层吸收，数次反射后光的能量被转换成热量，导致衬底的出光面出光效率低。

鉴于此，需要对现有技术中的Mini LED加以改进，以解决芯片发出的光线被衬底吸收，出光效率低的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种显示模块、Mini LED芯片及其制备方法，来解决以上的技术问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种Mini LED芯片的制备方法，包括：

提供加工衬底，基于加工衬底制备Mini LED芯片初胚；

剥离加工衬底；

提供透光衬底，并层叠于Mini LED芯片初胚的发光面上，于Mini LED芯片初胚和透光衬底之间，键合地填充有透镜层；以制得Mini LED芯片。

可选的，透镜层的折射率介于透光衬底的折射率和Mini LED芯片初胚的折射率之间。

可选的，提供加工衬底，基于加工衬底制备Mini LED芯片初胚，具体包括：

提供加工衬底，于加工衬底的加工表面外延生长形成外延结构；

基于外延结构加工成型芯片层，制备Mini LED芯片初胚。

可选的，剥离加工衬底；具体包括：

提供一基板，将Mini LED芯片初胚远离加工衬底的一表面键合于基板；

沿Mini LED芯片初胚和加工衬底的连接面，使用激光剥离加工衬底。

可选的，基板包括载板，以及层叠于载板上的连接层，连接层用于连接Mini LED芯片初胚。

可选的，提供透光衬底，并层叠于Mini LED芯片初胚上，于Mini LED芯片初胚和透光衬底之间，键合形成透镜层，之后还包括：

去掉Mini LED芯片初胚上的基板，对Mini LED芯片进行切割处理，以形成若干个单体的Mini LED芯片。

可选的，加工衬底的加工表面设有阵列排布的凹槽或凹坑，凹槽或凹坑的截面呈凹透镜状；

Mini LED芯片初胚靠近加工衬底的一表面形成有与凹槽或凹坑相匹配的阵列排布的凸起。

可选的，透光衬底的加工表面设有阵列排布的凹槽或凹坑。

可选的，加工衬底和透光衬底为同一衬底。

本发明还提供了一种Mini LED芯片，采用如上的制备方法制得，包括：透光衬底和芯片本体；

于透光衬底的加工表面和芯片本体的发光面之间，键合地填充有透镜层。

可选的，所述芯片本体的发光面设有若干个呈阵列排布的第一凹槽，所述芯片本体的发光面设有若干个呈阵列排布的第一凹坑；

所述透镜层的两端面分别设有与所述第一凹槽相匹配的第一凸起，与所述第一凹坑相匹配的第二凹槽。

本发明还提供了一种显示模块，包括采用如上的制备方法制得的Mini LED芯片。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：基于加工衬底加工制得Mini LED芯片初胚，将Mini LED芯片初胚与加工衬底分离后，提供透光衬底，于Mini LED芯片初胚和透光衬底之间填充透镜层；通过透镜层来过渡连接Mini LED芯片初胚和透光衬底，Mini LED芯片初胚发光面发出的光线依次穿过透镜层和透光衬底，透镜层形成增透镜的作用，增加光线的穿透率，减少光线的反射损失，增强出光效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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它的附图。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为Mini LED芯片的制备方法的提供加工衬底的结构示意图；

图2为Mini LED芯片的制备方法的外延生长的结构示意图；

图3为Mini LED芯片的制备方法的芯片加工的结构示意图；

图4为Mini LED芯片的制备方法的键合至基板的结构示意图；

图5为Mini LED芯片的制备方法的激光剥离加工衬底的结构示意图；

图6为Mini LED芯片的制备方法的键合透光衬底的结构示意图；

图7为单体的Mini LED芯片的结构示意图；

图8为显示模块的结构示意图。

图2至图6依次为Mini LED芯片的制备方法的各步骤所呈现的结构示意图。

图示说明：

Mini LED芯片初胚100、加工衬底110、本征层120、n型层130、发光层140、电子阻挡层150、p型层160、透明导电层170、反射层180、p电极191、n电极192；

基板300、载板311、连接层312、透镜层400、透光衬底500。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“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发明和简化描述，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发明的限制。需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一：

结合图1至图6所示，本发明提供了一种Mini LED芯片的制备方法，包括：

提供加工衬底110，基于加工衬底110制备Mini LED芯片初胚100；

剥离加工衬底110；

提供透光衬底500，并层叠于Mini LED芯片初胚100的发光面上，于Mini LED芯片初胚100和透光衬底500之间，键合地填充有透镜层400；以制得Mini LED芯片。

需要说明的是，加工衬底110和透光衬底500可以为同一种衬底，也可以为不同种的衬底；其中，加工衬底110和透光衬底500为蓝宝石衬底；此外，透光衬底500还可以为玻璃衬底；

其中，可选的，加工衬底110和透光衬底500为同一衬底。重复利用剥离后的加工衬底110，降低成本。

本发明的工作原理为：基于加工衬底110加工制得Mini LED芯片初胚100，将MiniLED芯片初胚100与加工衬底110分离后，提供透光衬底500，于Mini LED芯片初胚100和透光衬底500之间填充透镜层400；通过透镜层400来过渡连接Mini LED芯片初胚100和透光衬底500，Mini LED芯片初胚100发出的光线自其本身依次穿过透镜层400和透光衬底500，透镜层400形成增透镜的作用，增加光线的穿透率，减少光线的反射损失，增强出光效率。

作为本实施例的一优选方案，透镜层400为胶水材料制得，透镜层400的折射率介于透光衬底500的折射率和Mini LED芯片初胚100的折射率之间。其中优选的，透镜层400的折射率接近于透光衬底500的折射率和Mini LED芯片初胚100的折射率的中间值，具有更好的出光效果。

需要说明的是，光线在通过不同折射率的两个介质之间时，光线会同时发生折射和反射两种光路，两个介质之间的折射率差值越大，反射作用越明显；因此本方案中通过引入透镜层400起到过渡连接的作用，减少相邻两个介质之间的折射率差值，从而减少对光线的反射，提高出光效率。

同时，透镜层400采用胶水材料来键合Mini LED芯片初胚100和透光衬底500；胶水材料的透镜层400具有更强的键合作用力，连接性更稳定；

Mini LED芯片初胚100键合于图形化蓝宝石衬底，具有更好的键合效果，减少MiniLED芯片初胚100与透光衬底500的脱键合，提高性能品质。

在本实施例中，加工衬底110的加工表面设有阵列排布的凹槽或凹坑；

Mini LED芯片初胚100的发光面形成有与凹槽或凹坑相匹配的阵列排布的凸起；阵列的凸起起到粗化发光面的作用，增强Mini LED芯片初胚与透镜层400的连接力；

结合图1和图2所示，凹槽或凹坑为半球形或透镜型，凹槽或凹坑的尺寸为小于20μm；需要说明地是，凹槽或凹坑的尺寸和间距，可根据Mini LED芯片初胚100的尺寸，灵活选用不同规格的加工衬底110。

结合图2至图4所示，在本实施例中，具体说明的，提供加工衬底110，基于加工衬底110制备Mini LED芯片初胚100，具体包括：

提供加工衬底110，于加工衬底110的加工表面外延生长形成外延结构；

基于外延结构加工成型芯片层，制备Mini LED芯片初胚100。

结合图2所示，其中，所示外延结构包括依次层叠的缓冲层(图中未示出)、本征层120、n型层130、发光层140、电子阻挡层150和p型层160；

结合图2所示，为提供加工衬底110，于加工衬底110的加工表面外延生长形成外延结构的示意图。如图3所示，自外延结构的上表面进行蚀刻处理，本方案中的蚀刻处理至加工衬底110，此外，还可以蚀刻处理至本征层120；加工出具有阵列结构的芯片单体，芯片单体上设置有一个p电极191和n电极192，在图示中芯片单体的上表面依次覆盖一层透明导电层170和反射层180，p电极191和n电极192的一端外露于反射层180。

结合图4、图5所示，具体说明的，Mini LED芯片初胚100和加工衬底110，剥离加工衬底110；具体包括：

倒置Mini LED芯片初胚100和加工衬底110；

提供一基板300，将Mini LED芯片初胚100远离加工衬底110的一表面连接于基板300；

沿Mini LED芯片初胚100和加工衬底110的连接面，使用激光剥离加工衬底110。

本方案采用的方式为倒置Mini LED芯片初胚100和加工衬底110；但不仅限于倒置的方式。

结合图4、图5所示，具体说明的，基板300包括载板311，以及层叠于载板311上的连接层312，连接层312用于连接Mini LED芯片初胚100。倒置的Mini LED芯片初胚100放置于基板300的上表面，连接层312键合或贴合Mini LED芯片初胚100，基板300起到临时承载的作用，以供Mini LED芯片初胚100的后续加工工序进行。

在本实施例中，如图6所示，提供透光衬底500，并层叠于倒置的Mini LED芯片初胚100上，于Mini LED芯片初胚100和透光衬底500之间，键合形成透镜层400，之后还包括：

去掉Mini LED芯片初胚100上的基板300，对Mini LED芯片进行切割处理，以形成单体的Mini LED芯片。

结合图7所示，先将基板300与Mini LED芯片初胚100分离；

由于上述步骤中，加工出具有阵列结构的芯片单体，沿相邻两个芯片单体之间对上述Mini LED芯片初胚100进行切割处理，从而得到若干个芯片单体。

实施例二：

本发明还提供了一种Mini LED芯片，采用如实施例一的制备方法制得；Mini LED芯片包括透光衬底500和芯片本体，其中优选的，透光衬底500为蓝宝石衬底；

于透光衬底500的加工表面和芯片本体的发光面之间，键合地填充有透镜层400。

在本实施例中，芯片本体的发光面设有若干个呈阵列排布的第一凹槽，芯片本体的发光面设有若干个呈阵列排布的第一凹坑；

透镜层的两端面分别设有与第一凹槽相匹配的第一凸起，与第一凹坑相匹配的第二凹槽。

需要说明的是，第一凹槽可以为凹槽体或者凹坑体；第二凹槽可以为凹槽体或者凹坑体；

阵列的第一凸起和第二凸起起到粗化发光面的作用，增强透镜层400与芯片本体、透光衬底500的连接力。在本实施例中，透镜层400为胶水材料制得的胶水透镜层。

Mini LED芯片还包括电路层；

其中，芯片本体包括相对的第一面和第二面，芯片本体的第二面设置有透光衬底500；电路层，设置于芯片本体的第一面；

以及，键合连接于第二面和透光衬底500之间的透镜层400。

可选的，结合图1所示，透光衬底500的加工表面设有阵列排布的凹槽，凹槽为半球形或透镜型，凹槽的尺寸为小于20μm；

芯片本体靠近透光衬底500的一表面形成有与凹槽相匹配的阵列排布的凸起。

需要说明地是，透镜层400键合于第二面和透光衬底500之间，透镜层400的两表面分别形成有阵列排布的凹槽和凸起；透镜层400起到增加光线的穿透率，减少光线的反射损失的作用，增强出光效率；同时，能够增强芯片本体和透光衬底500之间键合作用力，提高连接的稳定性。

在本实施例中，芯片本体包括依次层叠的缓冲层、本征层120、n型层130、发光层140、电子阻挡层150和p型层160。

在本实施例中，电路层包括p电极191、n电极192、以及依次层叠于芯片本体的第一面的透明导电层170和反射层180；

p电极191和n电极192分别依次穿设于反射层180和透明导电层170，并与芯片本体的第一面连接。

实施例三：

如图8所示，本发明还提供了一种显示模块，包括采用如实施例一的制备方法制得的Mini LED芯片。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种Mini LED芯片的制备方法，其特征在于，包括：

提供加工衬底，基于所述加工衬底制备Mini LED芯片初胚；

剥离所述加工衬底；

提供透光衬底，并层叠于所述Mini LED芯片初胚的发光面上，于所述Mini LED芯片初胚和所述透光衬底之间，键合地填充有透镜层；以制得Mini LED芯片。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述透镜层的折射率介于所述透光衬底的折射率和所述Mini LED芯片初胚的折射率之间。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述提供加工衬底，基于所述加工衬底制备Mini LED芯片初胚，具体包括：

提供加工衬底，于所述加工衬底的加工表面外延生长形成外延结构；

基于所述外延结构加工成型芯片层，制备Mini LED芯片初胚。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述剥离所述加工衬底；具体包括：

提供一基板，将所述Mini LED芯片初胚远离所述加工衬底的一表面键合于所述基板；

沿所述Mini LED芯片初胚和所述加工衬底的连接面，使用激光剥离所述加工衬底。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述基板包括载板，以及层叠于所述载板上的连接层，所述连接层用于连接所述Mini LED芯片初胚。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述提供透光衬底，并层叠于所述Mini LED芯片初胚上，于所述Mini LED芯片初胚和所述透光衬底之间，键合形成透镜层，之后还包括：

去掉所述Mini LED芯片初胚上的基板，对所述Mini LED芯片进行切割处理，以形成若干个单体的Mini LED芯片。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述加工衬底的加工表面设有阵列排布的凹槽或凹坑，所述凹槽或凹坑的截面呈凹透镜状；

所述Mini LED芯片初胚靠近所述加工衬底的一表面形成有与所述凹槽或凹坑相匹配的阵列排布的凸起。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述透光衬底的加工表面设有阵列排布的凹槽或凹坑。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述加工衬底和所述透光衬底为同一衬底。

10.一种Mini LED芯片，其特征在于，采用如权利要求1至8任一项所述的制备方法制得，包括：透光衬底和芯片本体；

于透光衬底的加工表面和芯片本体的发光面之间，键合地填充有透镜层。

11.根据权利要求10所述的Mini LED芯片，其特征在于，所述芯片本体的发光面设有若干个呈阵列排布的第一凹槽，所述芯片本体的发光面设有若干个呈阵列排布的第一凹坑；

所述透镜层的两端面分别设有与所述第一凹槽相匹配的第一凸起，与所述第一凹坑相匹配的第二凹槽。

12.一种显示模块，其特征在于，包括采用如权利要求1至8任一项所述的制备方法制得的Mini LED芯片。

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