JP6899917B2 - 画素構造及び製造方法 - Google Patents
画素構造及び製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6899917B2 JP6899917B2 JP2019550249A JP2019550249A JP6899917B2 JP 6899917 B2 JP6899917 B2 JP 6899917B2 JP 2019550249 A JP2019550249 A JP 2019550249A JP 2019550249 A JP2019550249 A JP 2019550249A JP 6899917 B2 JP6899917 B2 JP 6899917B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- polymer electrolyte
- barrier region
- black photoresist
- pixel structure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 17
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 47
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 claims description 46
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims description 44
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 claims description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 33
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 28
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 21
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 20
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 12
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 11
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 10
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 claims description 10
- 229920000371 poly(diallyldimethylammonium chloride) polymer Polymers 0.000 claims description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 6
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 claims description 6
- 229920001495 poly(sodium acrylate) polymer Polymers 0.000 claims description 6
- NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M sodium polyacrylate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)C=C NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 238000007605 air drying Methods 0.000 claims description 4
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 12
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 7
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 4
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical group 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- -1 specifically Substances 0.000 description 2
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 2
- GFLJTEHFZZNCTR-UHFFFAOYSA-N 3-prop-2-enoyloxypropyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCCCOC(=O)C=C GFLJTEHFZZNCTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N pyridine Substances C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
- H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
- H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
- H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
- H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
- H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
- H01L21/0274—Photolithographic processes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
- H01L27/153—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
- H01L27/156—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars two-dimensional arrays
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0095—Post-treatment of devices, e.g. annealing, recrystallisation or short-circuit elimination
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/10—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a light reflecting structure, e.g. semiconductor Bragg reflector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/44—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/483—Containers
- H01L33/486—Containers adapted for surface mounting
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/58—Optical field-shaping elements
- H01L33/60—Reflective elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2933/0008—Processes
- H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
- H01L2933/0058—Processes relating to semiconductor body packages relating to optical field-shaping elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2933/0008—Processes
- H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
- H01L2933/0066—Processes relating to semiconductor body packages relating to arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Description
本発明は、表示技術分野に関し、特に画素構造及び製造方法に関する。
表示技術の高速発展に伴い、マイクロ発光ダイオード（Ｍｉｃｒｏ ＬＥＤ）の表示の応用は、業界からますます注目を集めている。
Ｍｉｃｒｏ ＬＥＤは、電流駆動型の自己発光ユニットであり、それぞれの独立した発光ユニットが空間の各方向へ均一に発光するため、この過程において大部分の光エネルギーが損失してしまう。
本発明は、マイクロ発光ダイオードの光利用率を向上させることができる画素構造及び製造方法を提供する。
上記技術的課題を解決するために、本発明が採用する技術的手段の１つは、画素構造を提供することであり、前記画素構造は、基板と、前記基板に堆積されて、収納室及びバリア領域を含み、前記バリア領域が前記収納室内に設けられる黒色フォトレジスト層と、前記バリア領域以外の前記黒色フォトレジスト層にコーティングされた高分子電解質層と、前記高分子電解質層に被覆された金属ナノ粒子層と、前記バリア領域に設けられたマイクロ発光ダイオードとを含み、前記金属ナノ粒子は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｔのうちの少なくとも１つ及び／又はＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｔのうちの少なくとも２つで形成される合金を含み、前記高分子電解質層は、少なくともポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリジメチルジアリルアンモニウムクロリド及びアクリル酸−ビニルピリジン共重合体のうちの１つである。
上記技術的課題を解決するために、本発明が採用する別の技術的手段は、マイクロ発光ダイオードの光利用率を向上させるための画素製造方法を提供することであり、前記方法は、基板を用意するステップと、前記基板に収納室及びバリア領域を有する黒色フォトレジスト層を製造するステップと、前記黒色フォトレジスト層において前記バリア領域以外の表面に高分子電解質溶液をコーティングして、空気乾燥させて高分子電解質層を形成するステップと、前記高分子電解質層の表面に金属ナノ粒子溶液をコーティングして、空気乾燥させて金属粒子層を形成するステップと、前記マイクロ発光ダイオードを前記黒色フォトレジスト層に位置合わせして転写するステップとを含む。
上記技術的課題を解決するために、本発明が採用するさらなる技術的手段は、画素構造を提供することであり、前記画素構造は、基板と、前記基板に堆積されて、収納室及びバリア領域を含み、前記バリア領域が前記収納室内に設けられる黒色フォトレジスト層と、前記バリア領域以外の前記黒色フォトレジスト層にコーティングされた高分子電解質層と、前記高分子電解質層に被覆された金属ナノ粒子層と、前記バリア領域に設けられたマイクロ発光ダイオードとを含む。
本発明の有利な効果は、以下のとおりである。従来技術に比べて、本発明は、反射層を有する画素構造を形成することによって、マイクロ発光ダイオードの光利用率を向上させる。
以下、本発明の実施例における図面を併せて参照しながら、本発明の実施例における技術的手段を明瞭かつ完全に説明するが、勿論、説明する実施例は、本発明の実施例の一部に過ぎず、すべての実施例ではない。本発明における実施例に基づいて、当業者が創造的な努力を必要とせずに想到しうるすべてのほかの実施例は、本発明の保護範囲に属する。
図１に示されるように、図１は、本発明の画素構造の製造方法の一実施例であり、該方法は、ステップＳ１１０〜ステップＳ１５０を含む。
ステップＳ１１０にて、基板を用意する。
該基板は、透明材質であってもよく、具体的には、ガラス又は透明プラスチックなどであってもよい。
ステップＳ１２０にて、基板に収納室及びバリア領域を有する黒色フォトレジスト層を製造する。
ステップＳ１２０では、収納室及びバリア領域を有する該黒色フォトレジスト層の形成は、フォトリソグラフィー法を用いたワンステップ成形を採用してもよい。黒色フォトレジスト層は、紫外光の露光を受けると、現像液での溶解度が変わる有機化合物である。一般に、フォトレジストは、液状で基板表面にコーティングされて、露光された後にベークされて固体になり、後続の工程（エッチング又はイオン注入など）において下方の材料を保護するためにマスクプレートにおけるパターンを基板表面の酸化層に転写する役割を果たす。
フォトリソグラフィー法とは、一連の生産ステップを通じて、基板表面のフォトレジスト層の特定の部分を除去する技法を指し、この技法を施すと、基板表面にはマイクロパターン構造を有するフォトレジスト層が残される。フォトリソグラフィー技法のプロセスにより、最終的に基板表面には特徴パターンの部分が残される。さらに、フォトリソグラフィー法の３つの基本的な要素は、光照射の制御（主に紫外光）、マスクプレート及びレジスト（フォトレジスト）である。
本実施例では、収納室及びバリア領域を有する該黒色フォトレジスト層は、フォトリソグラフィー法によりワンステップ成形されてもよい。別の実施例では、該黒色フォトレジスト層は、フォトリソグラフィー法によりツーステップ成形されてもよく、すなわち、まず、収納室構造を有する黒色フォトレジスト層を形成し、次に、収納室に、さらにバリア領域構造を形成してもよい。ここで、該バリア領域は、凸起、凹陥又は溝などの構造とすることができ、且つ、後続の高分子電解質溶液及び金属ナノ粒子溶液は、いずれも該バリア領域の部分にコーティングされず、その目的は、マイクロ発光ダイオードの両端のピンをバリアして、マイクロ発光ダイオードの短絡を防止することである。本実施例では、該バリア領域は、マイクロ発光ダイオードを容易に載置できるように、凸起構造として設置される。
ステップＳ１３０にて、黒色フォトレジスト層においてバリア領域以外の表面に高分子電解質溶液をコーティングして、空気乾燥させて高分子電解質層を形成する。
ステップＳ１３０では、高分子電解質層及び後続の塗膜構造のコーティングは、交互積層技術（Ｌａｙｅｒ−ｂｙ−Ｌａｙｅｒ，ＬＢＬ）を利用する。交互積層技術は、１層ずつ交互に堆積させる方法によって、各層分子間の弱い相互作用（たとえば、静電引力、水素結合、配位結合など）を利用して、層と層とを自ら集合させて、完全な構造を形成するものであり、性能が安定しており、ある特定の機能を有する分子集合体又は超分子構造を有するプロセスである。本実施例では、イオン間の静電気作用を成膜の駆動力とする静電気交互積層技術が主に使用される。上記フォトリソグラフィーの技法により得られた均一にコーティングされて収納室及びバリア領域構造を有する黒色フォトレジスト層には、高分子電解質溶液がコーティングされ、空気乾燥されて高分子電解質層を形成する。ここで、該高分子電解質溶液は、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリジメチルジアリルアンモニウムクロリド及びアクリル酸−ビニルピリジン共重合体などの１つであってもよい。特定の実施例では、高分子電解質溶液は、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド（Ｐｏｌｙ Ｄｉｍｅｔｈｙｌ Ｄｉａｌｌｙｌ Ａｍｍｏｎｉｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ、ＰＤＤＡ）溶液を用い、その濃度が２ｍｇ／ｍＬであり、そして、コーティング過程において黒色フォトレジスト層においてバリア領域構造をコーティングしないようにする。エアナイフで乾燥させると、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド塗膜である高分子電解質膜が形成される。
ステップＳ１４０にて、高分子電解質層の表面に金属ナノ粒子溶液をコーティングして、空気乾燥させて金属粒子層を形成する。
ステップＳ１４０では、さらに高分子電解質層に金属ナノ粒子溶液をコーティングする。該金属ナノ粒子溶液は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｔのうちの少なくとも１つ及び／又はＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｔのうちの少なくとも２つで形成される合金を含んでもよい。使用される金属ナノ粒子溶液は、比較的高い消衰係数を有することが必要であり、いわゆる消衰係数とは、測定対象溶液の光への吸収の大きさの値をいう。本実施例では、金属ナノ粒子溶液としてＡｇナノ粒子溶液を高分子電解質層にコーティングして、空気乾燥させてＡｇナノ粒子層を形成する。つまり、Ａｇナノ粒子層を反射層とし、ビームが空気から該Ａｇナノ粒子層の表面に入射すると、Ａｇナノ粒子層に入った光の振幅が迅速に減衰し、Ａｇナノ粒子層に入った光エネルギーがその分減少する一方、反射光エネルギーが増える。さらに、使用される金属粒子溶液の消衰係数が大きいほど、光振幅が迅速に減衰し、金属の内部に入った光エネルギーがより少なくなり、反射率がより高くなる。
また、ステップＳ１３０及びステップＳ１４０では、高分子電解質溶液と金属ナノ粒子溶液は、電気的極性が反対である。即ち、ステップＳ１３０では、高分子電解質溶液として、カチオンポリジアリルジメチルアンモニウムクロリドが使用され、ステップＳ１４０では、金属ナノ粒子溶液として、負に帯電したＡｇナノ粒子溶液が使用される。別の実施例では、高分子電解質溶液及び金属ナノ粒子溶液を選択するときに、両方の電気的極性が反対でありさえすればよい。また、交互積層技術を利用した交互堆積技術によれば、交互積層塗膜の構造及び厚みを制御することができる。特定の実施例において、金属ナノ粒子層の厚みを更に増加する必要がある場合、上記ステップＳ１３０及びステップＳ１４０を繰り返せばよく、即ち、金属ナノ粒子層にさらに一層の高分子電解質溶液をコーティングして、空気乾燥させて高分子電解質層を形成し、次に該高分子電解質層に金属ナノ粒子溶液をコーティングして、空気乾燥させて金属ナノ粒子層を形成し、このように、上記ステップを繰り返すと、所望の塗膜の厚みが形成される。
ステップＳ１５０、マイクロ発光ダイオードを黒色フォトレジスト層に位置合わせして転写する。
交互積層技術を利用した交互堆積技術により所望の金属ナノ粒子層の厚みが形成された後、マイクロ発光ダイオード（Ｍｉｃｒｏ ＬＥＤ）を黒色フォトレジスト層に位置合わせして転写する。具体的には、マイクロ発光ダイオードを、黒色フォトレジスト層におけるバリア領域構造に位置合わせして転写する。
ここで、マイクロ発光ダイオードとは、成熟した発光ダイオード調製技法を利用して分子線エピタキシー法によりサファイア系基板に大規模に成長させたサイズ１０〜５０ｕｍのマイクロ発光ダイオードユニットを指し、パターニングされた各色のマイクロ発光ダイオードを形成して表示領域を構成しようとする場合、高精度の転写技術でそれをガラス基板に転写する必要がある。マイクロ発光ダイオードを製造するためのサファイア基板のサイズは基本的にはシリコンウェハのサイズであるが、表示装置を製造するには遥かに大サイズのガラス基板が使用されるため、複数回の転写が必要とされ、こことき該マイクロ発光ダイオードの転写には特殊な転送ツールを用いる必要である。該転送ツールは、マイクロ発光ダイオードをサファイア基板から上記黒色フォトレジスト層においてバリア領域に位置合わせして転写する役割を果たす。この過程を簡単に説明すると、まず、転送ツールをマイクロ発光ダイオードと接触させて、転送ツールに電圧を印加し、マイクロ発光ダイオードに対する単位面積当たりの挟持圧力を発生させ、転送ツールでマイクロ発光ダイオードをピックアップし、黒色フォトレジスト層のバリア領域構造をマイクロ発光ダイオードと接触させ、最後に、マイクロ発光ダイオードをバリア領域構造にリリースする。
さらに、該マイクロ発光ダイオードを黒色フォトレジスト層においてバリア領域構造に位置合わせして転写した後、上記金属ナノ粒子層の光学的特性のため、マイクロ発光ダイオードが周辺方向へ放射した光線を、屈折及び反射を経て、再び出光方向に集めることができる。このように、光損失を減少させて、光利用率を向上させる。
上記実施形態では、交互積層技術により反射層を有する画素構造を形成することによって、マイクロ発光ダイオードの光利用率を向上させる。
図２に示されるように、図２は、本発明の画素構造の一実施形態の構造模式図である。図２に示されるように、該画素１０は、基板１１、黒色フォトレジスト層１２、高分子電解質層１３、金属ナノ粒子層１４及びマイクロ発光ダイオード１５を含む。
ここで、基板１１は、透明材質であってもよく、具体的には、ガラス又は透明プラスチックなどであってもよい。
黒色フォトレジスト層１２は、基板１１に堆積されており、該黒色フォトレジスト層１２は、収納室１２１及びバリア領域１２２を含み、且つバリア領域１２２は、収納室１２１内に設けられる。具体的には、該黒色フォトレジスト１２は、紫外光の露光を受けると、現像液での溶解度が変わる有機化合物である。一般に、フォトレジストは、液状で基板表面にコーティングされて、露光された後にベークされて固体になり、後続の工程（エッチング又はイオン注入など）において下方の材料を保護するためにマスクプレートにおけるパターンを基板１１の表面の酸化層に転写する役割を果たす。該黒色フォトレジスト層１２は、フォトリソグラフィー法によりワンステップ成形されてもよく、フォトリソグラフィー法によりツーステップ成形されてもよい。すなわち、まず、収納室１２１の構造を有する黒色フォトレジスト層１２を形成し、次に、収納室１２１に、さらにバリア領域１２２の構造を形成する。該バリア領域１２２は、凸起、凹陥又は溝などの構造とすることができ、且つ、後続の高分子電解質層及び金属ナノ粒子層は、いずれも該バリア領域１２２の部分にコーティングされず、その目的は、マイクロ発光ダイオード１５の両端のピンをバリアして、マイクロ発光ダイオード１５の短絡を防止することである。本実施例では、該バリア領域１２２は、マイクロ発光ダイオード１５を容易に載置するように、凸起構造として設置される。
高分子電解質層１３は、バリア領域１２２以外の黒色フォトレジスト層１２にコーティングされる。ここで、該高分子電解質層１３は、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリジメチルジアリルアンモニウムクロリド及びアクリル酸−ビニルピリジン共重合体などのうちの一つであり、特定の実施形態では、該高分子電解質層１３は、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロリドを用いる。
金属ナノ粒子層１４は、高分子電解質層１３に被覆され、該金属ナノ粒子は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｔのうちの少なくとも１つ及び／又はＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｔのうちの少なくとも２つで形成される合金を含み、且つ使用される金属ナノ粒子層は、比較的高い消衰係数を有することが必要である。本実施例では、Ａｇナノ粒子層を反射層とし、ビームが空気から該Ａｇナノ粒子層の表面に入射すると、Ａｇナノ粒子層に入った光の振幅が迅速に減衰し、Ａｇナノ粒子層に入った光エネルギーがその分減少する一方、反射光エネルギーが増える。さらに、使用される金属粒子層の消衰係数が大きいほど、光振幅が迅速に減衰し、金属の内部に入った光エネルギーがより少なくなり、反射率がより高くなる。
特定の実施例では、上記高分子電解質層１３と金属ナノ粒子層１４は、電気的極性が反対である。即ち、上記ポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド薄塗膜は、正に帯電し、Ａｇナノ粒子層は、負に帯電し、両方は、静電作用により交互に堆積されて、所望の厚みの金属ナノ粒子塗膜を形成する。別の実施例では、高分子電解質層及び金属ナノ粒子層を選択するときに、両方の電気的極性が反対でありさえすればよい。
マイクロ発光ダイオード１５は、バリア領域１２２に設けられる。ここで、該マイクロ発光ダイオード１５とは、成熟した発光ダイオード調製技法を利用して分子線エピタキシー法によりサファイア系基板に大規模に成長させたサイズ１０〜５０ｕｍのマイクロ発光ダイオードユニットを指す。また、位置合わせして転写することにより、黒色フォトレジスト層１２のバリア領域１２２の構造に設けられるが、具体的な設置方法については、上記説明を参照すればよいため、ここで詳細な説明を省略する。上記金属ナノ粒子層の光学的特性のため、マイクロ発光ダイオードが周辺方向へ放射した光線を、屈折及び反射を経て、再び出光方向に集めることができる。このように、光損失を減少させて、光利用率を向上させる。
前記のとおり、当業者にとって明らかなように、本発明は、交互積層技術により反射層を有する画素構造を形成することによって、マイクロ発光ダイオードの光利用率を向上させる画素構造及び製造方法を提供する。
以上は、本発明の実施形態に過ぎず、本発明の特許の範囲を制限するものではなく、本発明の明細書及び図面の内容に基づいて行われる同等の構造又は同等のプロセスへの変更、又はほかの関連技術分野への直接又は間接的な応用用は、いずれも本発明の特許の保護範囲に含まれる。
１０ 画素
１１ 基板
１２ 黒色フォトレジスト層
１３ 高分子電解質層
１４ 金属粒子層
１５ マイクロ発光ダイオード
１２１ 収納室
１２２ バリア領域
１１ 基板
１２ 黒色フォトレジスト層
１３ 高分子電解質層
１４ 金属粒子層
１５ マイクロ発光ダイオード
１２１ 収納室
１２２ バリア領域
Claims (11)
- 画素構造であって、
基板と、
黒色フォトレジスト層であって、前記基板に堆積されて、収納室及びバリア領域を含み、前記バリア領域が前記収納室内に設けられる黒色フォトレジスト層と、
前記バリア領域以外の前記黒色フォトレジスト層にコーティングされた高分子電解質層と、
前記高分子電解質層に被覆された金属ナノ粒子層と、
前記バリア領域に設けられたマイクロ発光ダイオードと、
を含み、
前記金属ナノ粒子は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｔのうちの少なくとも１つ及び／又はＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｔのうちの少なくとも２つで形成される合金を含み、
前記高分子電解質層は、少なくともポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリジメチルジアリルアンモニウムクロリド及びアクリル酸−ビニルピリジン共重合体のうちの１つである画素構造。 - 前記高分子電解質層と前記金属ナノ粒子層は、電気的極性が反対である請求項１に記載の画素構造。
- マイクロ発光ダイオードの光利用率を向上させるための画素製造方法であって、
基板を用意するステップと、
前記基板に収納室及びバリア領域を有する黒色フォトレジスト層を製造するステップと、
前記黒色フォトレジスト層において前記バリア領域以外の表面に高分子電解質溶液をコーティングして、空気乾燥させて高分子電解質層を形成するステップと、
前記高分子電解質層の表面に金属ナノ粒子溶液をコーティングして、空気乾燥させて金属粒子層を形成するステップと、
前記マイクロ発光ダイオードを前記黒色フォトレジスト層に位置合わせして転写するステップと、を含む製造方法。 - 前記黒色フォトレジスト層は、フォトリソグラフィー法によりツーステップ成形される
請求項３に記載の製造方法。 - 前記高分子電解質溶液と前記金属ナノ粒子溶液は、電気的極性が反対である請求項３に記載の製造方法。
- 前記金属ナノ粒子は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｔのうちの少なくとも１つ及び／又はＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｔのうちの少なくとも２つで形成される合金を含む請求項３に記載の製造方法。
- 前記高分子電解質は、少なくともポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリジメチルジアリルアンモニウムクロリド及びアクリル酸−ビニルピリジン共重合体のうちの１つである請求項５に記載の製造方法。
- 画素構造であって、
基板と、
黒色フォトレジスト層であって、前記基板に堆積されて、収納室及びバリア領域を含み、前記バリア領域が前記収納室内に設けられる黒色フォトレジスト層と、
前記バリア領域以外の前記黒色フォトレジスト層にコーティングされた高分子電解質層と、
前記高分子電解質層に被覆された金属ナノ粒子層と、
前記バリア領域に設けられたマイクロ発光ダイオードと、を含む画素構造。 - 前記高分子電解質層と前記金属ナノ粒子層は、電気的極性が反対である請求項８に記載の画素構造。
- 前記金属ナノ粒子は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｔのうちの少なくとも１つ及び／又はＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｔのうちの少なくとも２つで形成される合金を含む請求項８に記載の画素構造。
- 前記高分子電解質層は、少なくともポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリジメチルジアリルアンモニウムクロリド及びアクリル酸−ビニルピリジン共重合体のうちの１つである請求項８に記載の画素構造。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710207848.5 | 2017-03-31 | ||
| CN201710207848.5A CN106784203B (zh) | 2017-03-31 | 2017-03-31 | 一种像素结构及制造方法 |
| PCT/CN2017/083689 WO2018176583A1 (zh) | 2017-03-31 | 2017-05-10 | 一种像素结构及制造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020511008A JP2020511008A (ja) | 2020-04-09 |
| JP6899917B2 true JP6899917B2 (ja) | 2021-07-07 |
Family
ID=58966004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019550249A Active JP6899917B2 (ja) | 2017-03-31 | 2017-05-10 | 画素構造及び製造方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10367128B2 (ja) |
| EP (1) | EP3605616B1 (ja) |
| JP (1) | JP6899917B2 (ja) |
| KR (1) | KR102245587B1 (ja) |
| CN (1) | CN106784203B (ja) |
| PL (1) | PL3605616T3 (ja) |
| WO (1) | WO2018176583A1 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107978665B (zh) * | 2017-11-16 | 2019-09-17 | 歌尔股份有限公司 | Micro LED制备方法 |
| KR102422091B1 (ko) * | 2017-12-07 | 2022-07-18 | 엘지디스플레이 주식회사 | 발광 소자 및 이를 이용한 표시 장치 |
| CN108461651A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-08-28 | 京东方科技集团股份有限公司 | 像素结构及其制备方法、显示面板 |
| CN108428771A (zh) * | 2018-05-16 | 2018-08-21 | 青岛海信电器股份有限公司 | 一种微型发光二极管显示屏的制作方法和装置 |
| CN108538877B (zh) * | 2018-05-17 | 2020-09-01 | 深圳市华星光电技术有限公司 | Micro LED显示面板的制作方法 |
| CN108878626B (zh) * | 2018-06-29 | 2020-02-18 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种显示面板及制作方法、显示装置 |
| TWI721308B (zh) * | 2018-08-17 | 2021-03-11 | 英屬開曼群島商錼創科技股份有限公司 | 微型發光二極體顯示裝置 |
| CN110265522B (zh) * | 2019-06-28 | 2021-01-08 | 上海天马微电子有限公司 | 显示面板、显示装置和显示面板的制造方法 |
| WO2021104494A1 (zh) * | 2019-11-29 | 2021-06-03 | 海信视像科技股份有限公司 | 一种显示装置 |
| CN111063268A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-04-24 | 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 | 微发光二极管显示面板及其制备方法、显示装置 |
| WO2021119881A1 (zh) * | 2019-12-16 | 2021-06-24 | 重庆康佳光电技术研究院有限公司 | 一种micro LED芯片制程方法及micro LED外延片 |
| KR20210140886A (ko) | 2020-05-14 | 2021-11-23 | 삼성전자주식회사 | 디스플레이 모듈 및 디스플레이 모듈의 제조 방법 |
| CN112968079B (zh) * | 2020-07-08 | 2022-05-13 | 重庆康佳光电技术研究院有限公司 | 发光单元、显示背板及其制作方法和芯片及其转移方法 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04163455A (ja) * | 1990-10-26 | 1992-06-09 | Nec Kyushu Ltd | フォトマスク |
| JP4163455B2 (ja) * | 2002-06-25 | 2008-10-08 | 三洋ジーエスソフトエナジー株式会社 | 電池および電池パック |
| CN100418242C (zh) * | 2006-05-17 | 2008-09-10 | 广州南科集成电子有限公司 | Led制造方法 |
| CN101866075A (zh) | 2010-04-30 | 2010-10-20 | 汕头超声显示器（二厂）有限公司 | 反射型tft液晶显示器及其制造方法 |
| JP5940775B2 (ja) * | 2010-08-27 | 2016-06-29 | ローム株式会社 | 液晶表示装置バックライト用ｌｅｄ光源装置および液晶表示装置 |
| KR101806550B1 (ko) * | 2011-06-14 | 2017-12-07 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광소자 패키지 |
| US9111464B2 (en) * | 2013-06-18 | 2015-08-18 | LuxVue Technology Corporation | LED display with wavelength conversion layer |
| US9035279B2 (en) * | 2013-07-08 | 2015-05-19 | LuxVue Technology Corporation | Micro device with stabilization post |
| US9657903B2 (en) * | 2013-08-20 | 2017-05-23 | Nthdegree Technologies Worldwide Inc. | Geometrical light extraction structures for printed LEDs |
| JP2015187635A (ja) * | 2014-03-26 | 2015-10-29 | 株式会社Ｊｏｌｅｄ | 色変化部材、光装置、表示装置および電子機器 |
| TWI665800B (zh) | 2015-06-16 | 2019-07-11 | 友達光電股份有限公司 | 發光二極體顯示器及其製造方法 |
| KR20170026958A (ko) * | 2015-08-31 | 2017-03-09 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시장치 |
| CN105976725B (zh) * | 2016-06-20 | 2019-04-02 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 微发光二极管显示面板 |
| CN106229394B (zh) * | 2016-10-19 | 2019-06-07 | 武汉华星光电技术有限公司 | 微发光二极管及其制造方法和显示器 |
-
2017
- 2017-03-31 CN CN201710207848.5A patent/CN106784203B/zh active Active
- 2017-05-10 EP EP17904056.3A patent/EP3605616B1/en active Active
- 2017-05-10 KR KR1020197031505A patent/KR102245587B1/ko active IP Right Grant
- 2017-05-10 WO PCT/CN2017/083689 patent/WO2018176583A1/zh active Application Filing
- 2017-05-10 US US15/525,986 patent/US10367128B2/en active Active
- 2017-05-10 PL PL17904056T patent/PL3605616T3/pl unknown
- 2017-05-10 JP JP2019550249A patent/JP6899917B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2018176583A1 (zh) | 2018-10-04 |
| CN106784203B (zh) | 2019-01-04 |
| KR102245587B1 (ko) | 2021-04-27 |
| CN106784203A (zh) | 2017-05-31 |
| KR20190131546A (ko) | 2019-11-26 |
| EP3605616A1 (en) | 2020-02-05 |
| US20180315909A1 (en) | 2018-11-01 |
| EP3605616B1 (en) | 2022-01-26 |
| PL3605616T3 (pl) | 2022-06-20 |
| US10367128B2 (en) | 2019-07-30 |
| JP2020511008A (ja) | 2020-04-09 |
| EP3605616A4 (en) | 2020-11-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6899917B2 (ja) | 画素構造及び製造方法 | |
| KR101611650B1 (ko) | 나노입자 코팅을 갖는 광 추출 필름 | |
| TWI477186B (zh) | 用於有機發光二極體顯示裝置之光萃取膜 | |
| TWI484210B (zh) | 具有高折射率回填層及保護層之光擷取膜 | |
| US20100051967A1 (en) | Absorbing film | |
| KR100946249B1 (ko) | 고투과도를 갖는 투명 전도성 산화물 전극의 제조 방법 | |
| AU2013253941A1 (en) | Method for producing mold for transferring fine pattern, method for producing substrate having uneven structure using same, and method for producing organic el element having said substrate having uneven structure | |
| KR100928330B1 (ko) | 투명기판 및 이의 제조 방법 | |
| TW201228807A (en) | Method of imprinting a texture on a rigid substrate using flexible stamp | |
| US8049406B2 (en) | Optoelectronic devices and a method for producing the same | |
| JP5632081B2 (ja) | ナノインプリントモールドを用いた発光ダイオードの製造方法、及びこの方法により製造された発光ダイオード | |
| JP4263683B2 (ja) | 反射防止膜の製造方法 | |
| KR100976866B1 (ko) | 반사 방지 필름을 갖는 유기 발광 표시장치 | |
| Fan et al. | Electric-driven flexible-roller nanoimprint lithography on the stress-sensitive warped wafer | |
| CN109192836B (zh) | 一种渐变折射率纳米结构结合纳米透镜的led结构的制备方法 | |
| CN103011060A (zh) | 制备半球形微纳米透镜阵列的方法 | |
| US10663856B2 (en) | Optical mask for use in a photolithography process, a method for fabricating the optical mask and a method for fabricating an array of patterns on a substrate using the optical mask | |
| Lee et al. | Enhanced light extraction from organic light-emitting diodes using a quasi-periodic nano-structure | |
| KR20090072462A (ko) | 나노렌즈의 제조방법 | |
| KR20120005133A (ko) | 발광 다이오드 및 그 제조방법 | |
| US20240357915A1 (en) | Three-dimensional nanostructure using nanoparticles and method for preparing same | |
| KR101500167B1 (ko) | 무반사 미세 격자패턴 구조물을 갖는 반사 방지막의 제조방법 및 반사 방지막을 갖는 광소자의 제조방법 | |
| KR100948856B1 (ko) | 발광 소자 및 그 제조 방법 | |
| WO2008114894A1 (en) | Light emitting diode with microlens | |
| JP2015005696A (ja) | 半導体発光素子用ウェハ、エピタキシャルウェハ、及び半導体発光素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190912 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200924 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201005 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201208 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210517 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210615 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6899917 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |