CN116110899B - 一种Micro-LED芯片的巨量转移方法以及一种Micro-LED显示基板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种Micro‑LED芯片的巨量转移方法以及一种Micro‑LED显示基板，涉及微发光二极管显示制造领域。在本发明的Micro‑LED芯片的巨量转移方法中，将Micro‑LED芯片单元转移至驱动基板之前，预先形成包裹Micro‑LED芯片单元的像素限定层，有效保护Micro‑LED芯片单元，避免Micro‑LED芯片单元在转移过程中损坏，且在转移工序后直接作为像素限定层使用而无需额外的去除工序，简化了Micro‑LED显示基板的生产工序，降低了制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及微发光二极管显示制造领域，具体涉及一种Micro-LED芯片的巨量转移方法以及一种Micro-LED显示基板。
背景技术
在现有的微发光二极管显示器的制造过程中，在微发光二极管芯片制作完成后，需要通过巨量转移技术将微发光二极管芯片转移到驱动电路背板上。在现有的巨量转移技术中，通常是先将多个微发光二极管芯片转移至驱动基板上，然后再在驱动基板上形成封装层，上述转移方式不利于微发光二极管芯片的转移稳定性。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种Micro-LED芯片的巨量转移方法以及一种Micro-LED显示基板。
为实现上述目的，本发明提出的一种Micro-LED芯片的巨量转移方法，包括：
提供一外延生长基底，在所述外延生长基底上依次外延生长第一缓冲层、第二缓冲层、N型导电层、量子阱层、P型导电层和透明导电层。
对所述第一缓冲层、所述第二缓冲层、所述N型导电层、所述量子阱层、所述P型导电层和所述透明导电层进行刻蚀处理，以形成多个呈阵列排布的Micro-LED芯片单元。
在所述外延生长基底上涂覆像素限定材料组合物，并通过热处理以形成像素限定层，对所述像素限定层进行研磨处理以暴露每个所述Micro-LED芯片单元。
在每个所述Micro-LED芯片单元上均形成一个第一支撑柱，在所述像素限定层上形成多个第二支撑柱。
提供一驱动基板，在所述驱动基板上设置有电介质层以及多个像素电极，在所述电介质层上形成多个第一凹槽和多个第二凹槽，每个所述第一凹槽暴露相应的一个所述像素电极。
在每个所述像素电极上均形成一导电结构。
将多个所述Micro-LED芯片单元转移至所述驱动基板，使得每个所述Micro-LED芯片单元通过所述导电结构与相应的所述像素电极电连接，使得每个所述第一支撑柱抵接相应的所述像素电极，使得每个所述第二支撑柱嵌入到相应的所述第二凹槽中。
去除所述外延生长基底、所述第一缓冲层和所述第二缓冲层，使得每个所述Micro-LED芯片单元的上表面低于所述像素限定层的表面。
形成与每个所述Micro-LED芯片单元均电连接的公共电极。
作为优选的技术方案，所述外延生长基底是硅衬底、碳化硅衬底或蓝宝石衬底中的一种。
作为优选的技术方案，相邻所述Micro-LED芯片单元之间的所述像素限定层上设置至少一个所述第二支撑柱。
作为优选的技术方案，所述第一支撑柱和所述第二支撑柱的材料相同。
作为优选的技术方案，所述驱动基板内设置有多个薄膜晶体管，每个所述薄膜晶体管与相应的一个所述像素电极电连接。
作为优选的技术方案，所述导电结构的材质是焊料，将多个所述Micro-LED芯片单元转移至所述驱动基板的过程中，加热使得所述导电结构熔融而包围所述第一支撑柱。
作为优选的技术方案，本发明还提出一种Micro-LED显示基板，其采用上述巨量转移方法形成的。
本发明的有益效果在于：
在本发明的Micro-LED芯片的巨量转移方法中，将Micro-LED芯片单元转移至驱动基板之前，预先形成包裹Micro-LED芯片单元的像素限定层，有效保护Micro-LED芯片单元，避免Micro-LED芯片单元在转移过程中损坏，且在转移工序后直接作为像素限定层使用而无需额外的去除工序，简化了Micro-LED显示基板的生产工序，降低了制造成本。
且通过在所述像素限定层上形成多个第二支撑柱，在后续的转移工序中使得每个所述第二支撑柱嵌入到相应的所述第二凹槽中，有效提高了像素限定层与驱动基板上的电介质层的接合稳固性，避免像素限定层发生剥离。且在每个所述Micro-LED芯片单元上均形成一个第一支撑柱，在Micro-LED芯片单元与像素电极通过导电焊料电连接的过程中，第一支撑柱的存在为导电焊料提供了焊接空间，避免因为导电焊料外溢而导致接触不良。
附图说明
图1显示为本发明实施例中在外延生长基底上形成多个呈阵列排布的Micro-LED芯片单元的结构示意图。
图2显示为本发明实施例中在外延生长基底上形成像素限定层的结构示意图。
图3显示为本发明实施例中形成第一支撑柱和第二支撑柱的结构示意图。
图4显示为本发明实施例中驱动基板的结构示意图。
图5显示为本发明实施例中将多个Micro-LED芯片单元转移至驱动基板的结构示意图。
图6显示为本发明实施例中形成公共电极的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。
如图1～图6所示，本实施例提供一种Micro-LED芯片的巨量转移方法，包括：
如图1所示，提供一外延生长基底100，在所述外延生长基底100上依次外延生长第一缓冲层101、第二缓冲层102、N型导电层103、量子阱层104、P型导电层105和透明导电层106。
在具体的实施例中，所述外延生长基底100是硅衬底、碳化硅衬底或蓝宝石衬底中的一种。
在具体的实施例中，所述第一缓冲层101为氮化铝层，所述第二缓冲层102为氮化镓层，由于所述第一缓冲层101和所述第二缓冲层102的存在，进而可以提高N型导电层103、量子阱层104以及P型导电层105的外延质量，更具体的，所述N型导电层103、量子阱层104以及P型导电层105选自由氮化镓、氮化铝镓、砷化镓、砷化铝镓、磷化镓组成的组合。所述透明导电层106具体可以为透明金属氧化物材料。
如图1所示，接着对所述第一缓冲层101、所述第二缓冲层102、所述N型导电层103、所述量子阱层104、所述P型导电层105和所述透明导电层106进行刻蚀处理，以形成多个呈阵列排布的Micro-LED芯片单元200。
在具体的实施例中，通过湿法刻蚀工艺或干法刻蚀工艺形成所述Micro-LED芯片单元200，在优选的实施例中，在每个所述Micro-LED芯片单元200的侧面沉积钝化材料形成钝化层（未图示），所述钝化层具体可以为氧化铝、氮化硅、氧化硅中的一种。
如图2所示，在所述外延生长基底100上涂覆像素限定材料组合物，并通过热处理以形成像素限定层300，对所述像素限定层300进行研磨处理以暴露每个所述Micro-LED芯片单元200。
在具体的实施例中，所述像素限定材料组合物包含聚合物材料和黑色染料，更具体的，所述聚合物材料可以为聚酰亚胺和聚丙烯酸等合适的聚合物材料，所述黑色染料可以为炭黑。将像素限定材料组合物通过旋涂、喷涂、印刷、狭缝涂布等涂覆工艺在所述外延生长基底100上沉积像素限定材料组合物，然后通过热处理形成所述像素限定层300。
如图3所示，在每个所述Micro-LED芯片单元200上均形成一个第一支撑柱401，在所述像素限定层300上形成多个第二支撑柱402。
在具体的实施例中，相邻所述Micro-LED芯片单元200之间的所述像素限定层300上设置至少一个所述第二支撑柱402。所述第一支撑柱401和所述第二支撑柱402的材料相同，具体的，可以利用掩膜沉积金属铜作为第一支撑柱401和第二支撑柱402，在其他的实施例中，所述第一支撑柱401和所述第二支撑柱402的材料不相同，具体的，所述第一支撑柱401是通过沉积金属铜形成的，而所述第二支撑柱402可以采用与所述像素限定层300相同的材料和工艺形成。
如图4所示，提供一驱动基板500，在所述驱动基板500上设置有电介质层501以及多个像素电极502，在所述电介质层501上形成多个第一凹槽5011和多个第二凹槽5012，每个所述第一凹槽5011暴露相应的一个所述像素电极502。在每个所述像素电极502上均形成一导电结构503。
在具体的实施例中，所述驱动基板500内设置有多个薄膜晶体管（未图示），每个所述薄膜晶体管与相应的一个所述像素电极502电连接。所述导电结构503的材质是焊料。
在具体的实施例中，所述电介质层501的材质是氧化铝、氮化硅、氧化硅、氮氧化硅以及有机树脂中的一种或多种，进而通过湿法刻蚀工艺或干法刻蚀工艺形成所述第一凹槽5011和所述第二凹槽5012。
如图5所示，将多个所述Micro-LED芯片单元200转移至所述驱动基板500，使得每个所述Micro-LED芯片单元200通过所述导电结构503与相应的所述像素电极502电连接，使得每个所述第一支撑柱401抵接相应的所述像素电极502，使得每个所述第二支撑柱402嵌入到相应的所述第二凹槽5012中。
在具体的实施例中，将多个所述Micro-LED芯片单元200转移至所述驱动基板500的过程中，加热使得所述导电结构503（即所述焊料）熔融而包围所述第一支撑柱401，即第一支撑柱401的存在为导电焊料提供了焊接空间，避免因为导电焊料外溢而导致接触不良，进而提高了电连接的稳固性。
如图6所示，去除所述外延生长基底100、所述第一缓冲层101和所述第二缓冲层102，使得每个所述Micro-LED芯片单元200的上表面低于所述像素限定层300的表面，接着形成与每个所述Micro-LED芯片单元200均电连接的公共电极600。
在具体的实施例中，通过物理气相沉积工艺形成所述公共电极600，所述公共电极600的材质是铜、银、ITO、AZO以及FTO中的一种，所述公共电极600的一部分嵌入到所述像素限定层300，进而可以防止像素限定层300剥离脱落。
如图6所示，本发明还提出一种Micro-LED显示基板，其采用上述巨量转移方法形成的。
在其他优选的技术方案中，本发明提出的一种Micro-LED芯片的巨量转移方法，包括：
提供一外延生长基底，在所述外延生长基底上依次外延生长第一缓冲层、第二缓冲层、N型导电层、量子阱层、P型导电层和透明导电层。
对所述第一缓冲层、所述第二缓冲层、所述N型导电层、所述量子阱层、所述P型导电层和所述透明导电层进行刻蚀处理，以形成多个呈阵列排布的Micro-LED芯片单元。
在所述外延生长基底上涂覆像素限定材料组合物，并通过热处理以形成像素限定层，对所述像素限定层进行研磨处理以暴露每个所述Micro-LED芯片单元。
在每个所述Micro-LED芯片单元上均形成一个第一支撑柱，在所述像素限定层上形成多个第二支撑柱。
提供一驱动基板，在所述驱动基板上设置有电介质层以及多个像素电极，在所述电介质层上形成多个第一凹槽和多个第二凹槽，每个所述第一凹槽暴露相应的一个所述像素电极。
在每个所述像素电极上均形成一导电结构。
将多个所述Micro-LED芯片单元转移至所述驱动基板，使得每个所述Micro-LED芯片单元通过所述导电结构与相应的所述像素电极电连接，使得每个所述第一支撑柱抵接相应的所述像素电极，使得每个所述第二支撑柱嵌入到相应的所述第二凹槽中。
去除所述外延生长基底、所述第一缓冲层和所述第二缓冲层，使得每个所述Micro-LED芯片单元的上表面低于所述像素限定层的表面。
形成与每个所述Micro-LED芯片单元均电连接的公共电极。
进一步的，所述外延生长基底是硅衬底、碳化硅衬底或蓝宝石衬底中的一种。
进一步的，相邻所述Micro-LED芯片单元之间的所述像素限定层上设置至少一个所述第二支撑柱。
进一步的，所述第一支撑柱和所述第二支撑柱的材料相同。
进一步的，所述驱动基板内设置有多个薄膜晶体管，每个所述薄膜晶体管与相应的一个所述像素电极电连接。
进一步的，所述导电结构的材质是焊料，将多个所述Micro-LED芯片单元转移至所述驱动基板的过程中，加热使得所述导电结构熔融而包围所述第一支撑柱。
在其他优选的技术方案中，本发明还提出一种Micro-LED显示基板，其采用上述巨量转移方法形成的。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (7)
1.一种Micro-LED芯片的巨量转移方法，其特征在于：包括：
提供一外延生长基底，在所述外延生长基底上依次外延生长第一缓冲层、第二缓冲层、N型导电层、量子阱层、P型导电层和透明导电层；
对所述第一缓冲层、所述第二缓冲层、所述N型导电层、所述量子阱层、所述P型导电层和所述透明导电层进行刻蚀处理，以形成多个呈阵列排布的Micro-LED芯片单元；
在所述外延生长基底上涂覆像素限定材料组合物，并通过热处理以形成像素限定层，对所述像素限定层进行研磨处理以暴露每个所述Micro-LED芯片单元；
在每个所述Micro-LED芯片单元上均形成一个第一支撑柱，在所述像素限定层上形成多个第二支撑柱；
提供一驱动基板，在所述驱动基板上设置有电介质层以及多个像素电极，在所述电介质层上形成多个第一凹槽和多个第二凹槽，每个所述第一凹槽暴露相应的一个所述像素电极；
在每个所述像素电极上均形成一导电结构；
将多个所述Micro-LED芯片单元转移至所述驱动基板，使得每个所述Micro-LED芯片单元通过所述导电结构与相应的所述像素电极电连接，使得每个所述第一支撑柱抵接相应的所述像素电极，使得每个所述第二支撑柱嵌入到相应的所述第二凹槽中；
去除所述外延生长基底、所述第一缓冲层和所述第二缓冲层，使得每个所述Micro-LED芯片单元的上表面低于所述像素限定层的表面；
形成与每个所述Micro-LED芯片单元均电连接的公共电极。
2.根据权利要求1所述的Micro-LED芯片的巨量转移方法，其特征在于：所述外延生长基底是硅衬底、碳化硅衬底或蓝宝石衬底中的一种。
3.根据权利要求1所述的Micro-LED芯片的巨量转移方法，其特征在于：相邻所述Micro-LED芯片单元之间的所述像素限定层上设置至少一个所述第二支撑柱。
4.根据权利要求3所述的Micro-LED芯片的巨量转移方法，其特征在于：所述第一支撑柱和所述第二支撑柱的材料相同。
5.根据权利要求1所述的Micro-LED芯片的巨量转移方法，其特征在于：所述驱动基板内设置有多个薄膜晶体管，每个所述薄膜晶体管与相应的一个所述像素电极电连接。
6.根据权利要求1所述的Micro-LED芯片的巨量转移方法，其特征在于：所述导电结构的材质是焊料，将多个所述Micro-LED芯片单元转移至所述驱动基板的过程中，加热使得所述导电结构熔融而包围所述第一支撑柱。
7.一种Micro-LED显示基板，其特征在于，采用权利要求1-6任一项所述的巨量转移方法形成的。
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