一种集成式RGBMini-LED芯片及其制作方法技术

本发明专利技术提供一种集成式RGB Mini

【技术实现步骤摘要】
一种集成式RGB Mini
‑
LED芯片及其制作方法


[0001]本专利技术涉及发光二极管
，更为具体地说，涉及一种集成式RGB Mini
‑
LED芯片及其制作方法。

技术介绍

[0002]随着发光二极管的快速发展，LED(light emitting diode，发光二极管)的应用日新月异，特别是LED在显示技术的发展。随着LED显示屏的分辨率越做越高，相对的LED芯片的尺寸和间距也越来越小。
[0003]如Mini
‑
LED器件，和目前的LCD、OLED显示器件相比，具有反应快、高色域、高PPI、低能耗等优势，但其尺寸介于50
‑
200μm之间，对其电极进行打线尤为困难，目前常规芯片都采用倒装芯片电极结构结合键合技术，倒装芯片电极结构，虽然出光效率高，但在小尺寸芯片和小间距下，打线和键合都变得不容易，而且短路风险也加大，使得LED的可靠性降低。另一方面，全色域LED显示屏由红、绿、蓝三基色(RGB)Mini
‑
LED芯片按照一定排列方式在基板上装配而成，由于RGB Mini
‑
LED芯片尺寸小，制作全色域RGB Mini
‑
LED显示屏所需要转移的RGB Mini
‑
LED很多，工艺过程过于复杂，导致转移难度大，量产良率偏低，生产成本过高，一致性差等问题。因此在实现显示屏的电极打线技术和巨量转移工艺上存在较大的困难。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供一种集成式RGB Mini
‑
LED芯片及其制作方法，以解决现有技术中在小尺寸芯片和小间距下电极打线困难，导致短路风险加大，使LED的可靠性降低的问题；且制作工艺过程过于复杂，导致巨量转移难度大，量产良率偏低，生产成本过高，一致性差等问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种集成式RGB Mini
‑
LED芯片，其特征在于，包括：
[0007]在同一水平面上，呈阵列分布的RGB发光单元，所述阵列分布的RGB发光单元由双色LED芯片和单色LED芯片交替排列构成；
[0008]若干所述双色LED芯片呈多列纵向间隔排布，每个双色LED芯片顶部的一对对角位置分别设有第一电极和第二电极，同一列相邻的所述双色LED芯片之间的同性电极相邻；若干所述单色LED芯片呈多列纵向间隔排布，每个单色LED芯片顶部的一对对角位置分别设有第三电极和第四电极，同一列相邻的所述单色LED芯片之间的同性电极相邻；其中，所述第一电极和所述第二电极的极性相反，所述第一电极和所述第三电极为同性电极，所述第二电极和所述第四电极为同性电极；
[0009]在所述水平面的横向上，每列纵向间隔排布的所述双色LED芯片间隔一列纵向间隔排布的所述单色LED芯片，且所述双色LED芯片纵向间隔排布的数量、位置与所述单色LED芯片纵向间隔排布的数量、位置相对应，其中，每个所述双色LED芯片与相对应的单个所述单色LED芯片互相绝缘且其中一种同性电极相邻，并构成一组所述RGB发光单元；相邻所述
RGB发光单元之间互相绝缘，且其中一种同性电极相邻；
[0010]各所述双色LED芯片和各所述单色LED芯片的裸露面、各所述双色LED芯片和各所述单色LED芯片之间的间隙覆盖有绝缘保护层，且露出各所述第一电极、第二电极、第三电极和第四电极。
[0011]可选的，在同一水平面上，所述双色LED芯片和所述单色LED芯片的高度差为T，则，T＜5um。
[0012]可选的，双色LED芯片底部与单色LED芯片底部的形状和尺寸相同。
[0013]可选的，所述双色LED芯片包括第一透明衬底和层叠在所述第一透明衬底表面的双色发光结构，所述双色发光结构包括沿第一方向依次层叠的第一发光结构、第一反射镜、透明键合层、第二发光结构和第二反射镜，所述第一方向垂直于所述第一透明衬底，并由所述第一透明衬底指向所述第二反射镜；
[0014]所述单色LED芯片包括第二透明衬底和层叠在所述第二透明衬底表面的单色发光结构，所述单色发光结构沿所述第一方向依次包括层叠的第三发光结构和第三反射镜；其中，所述第一发光结构、第二发光结构、第三发光结构分别包括沿所述第一方向依次堆叠的第一型半导体层、有源区、第二型半导体层；
[0015]所述第二反射镜的上表面设有向第一发光结构第一型半导体层延伸的凹槽，并显露部分所述第一发光结构第一型半导体层，形成第一凹槽；所述第二反射镜的上表面边沿设有向所述第一透明衬底延伸的沟槽，并显露所述第一透明衬底，形成第一沟槽，所述第一沟槽环绕所述双色发光结构；
[0016]所述第三反射镜的上表面设有向第三发光结构第一型半导体层延伸的凹槽，并显露部分所述第三发光结构第一型半导体层，形成第二凹槽；所述第三反射镜的上表面边沿设有向所述第二透明衬底延伸的沟槽，并显露所述第二透明衬底，形成第二沟槽，所述第二沟槽环绕所述单色发光结构；
[0017]所述绝缘保护层包括第一绝缘层、第二绝缘层和绝缘胶；
[0018]所述第一绝缘层覆盖所述双色发光结构的裸露面及第一凹槽侧壁，并露出第一凹槽底部；部分所述第一绝缘层的上表面设有向所述第二反射镜延伸的通孔，并显露所述第二反射镜，形成第一通孔；
[0019]所述第二绝缘层覆盖所述单色发光结构的裸露面及第二凹槽侧壁，并露出第二凹槽底部；部分所述第二绝缘层的上表面设有向所述第三反射镜延伸的通孔，并显露所述第三反射镜，形成第二通孔；
[0020]所述绝缘胶填满所述双色LED芯片与所述单色LED芯片之间的间隙；
[0021]所述第一电极设置于部分所述第一绝缘层上表面，并通过所述第一凹槽与所述第一发光结构第一型半导体层连接，所述第一电极与所述第一凹槽侧壁绝缘设置；
[0022]所述第二电极设置于部分所述第一绝缘层上表面，并通过所述第一通孔与所述第二反射镜连接；
[0023]所述第三电极设置于部分所述第二绝缘层上表面，并通过第二凹槽与所述第三发光结构第一型半导体层连接，所述第三电极与所述第二凹槽侧壁绝缘设置；
[0024]所述第四电极设置于部分所述第二绝缘层上表面，并通过所述第二通孔与所述第三反射镜连接。
[0025]可选的，所述第一发光结构的波长比所述第二发光结构的波长短；所述第一发光结构、第二发光结构、第三发光结构分别为绿光发光结构、红光发光结构、蓝光发光结构，或蓝光发光结构、红光发光结构、绿光发光结构，或蓝光发光结构、绿光发光结构、红光发光结构。
[0026]可选的，所述第一反射镜用于反射所述第一发光结构发出的光，所述第二反射镜用于反射所述第二发光结构发出的光，所述第三反射镜用于反射第三发光结构发出的光。
[0027]可选的，所述第一反射镜为透明导电反射结构。
[0028]可选的，所述双色LED芯片还包括DBR反射镜，所述DBR本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成式RGB Mini
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LED芯片，其特征在于，包括：在同一水平面上，呈阵列分布的RGB发光单元，所述阵列分布的RGB发光单元由双色LED芯片和单色LED芯片交替排列构成；若干所述双色LED芯片呈多列纵向间隔排布，每个双色LED芯片顶部的一对对角位置分别设有第一电极和第二电极，同一列相邻的所述双色LED芯片之间的同性电极相邻；若干所述单色LED芯片呈多列纵向间隔排布，每个单色LED芯片顶部的一对对角位置分别设有第三电极和第四电极，同一列相邻的所述单色LED芯片之间的同性电极相邻；其中，所述第一电极和所述第二电极的极性相反，所述第一电极和所述第三电极为同性电极，所述第二电极和所述第四电极为同性电极；在所述水平面的横向上，每列纵向间隔排布的所述双色LED芯片间隔一列纵向间隔排布的所述单色LED芯片，且所述双色LED芯片纵向间隔排布的数量、位置与所述单色LED芯片纵向间隔排布的数量、位置相对应，其中，每个所述双色LED芯片与相对应的单个所述单色LED芯片互相绝缘且其中一种同性电极相邻，并构成一组所述RGB发光单元；相邻所述RGB发光单元之间互相绝缘，且其中一种同性电极相邻；各所述双色LED芯片和各所述单色LED芯片的裸露面、各所述双色LED芯片和各所述单色LED芯片之间的间隙覆盖有绝缘保护层，且露出各所述第一电极、第二电极、第三电极和第四电极。2.根据权利要求1所述的集成式RGB Mini
‑
LED芯片，其特征在于：在同一水平面上，所述双色LED芯片和所述单色LED芯片的高度差为T，则，T＜5um。3.根据权利要求1所述的集成式RGB Mini
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LED芯片，其特征在于：双色LED芯片底部与单色LED芯片底部的形状和尺寸相同。4.根据权利要求1所述的集成式RGB Mini
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LED芯片，其特征在于：所述双色LED芯片包括第一透明衬底和层叠在所述第一透明衬底表面的双色发光结构，所述双色发光结构包括沿第一方向依次层叠的第一发光结构、第一反射镜、透明键合层、第二发光结构和第二反射镜，所述第一方向垂直于所述第一透明衬底，并由所述第一透明衬底指向所述第二反射镜；所述单色LED芯片包括第二透明衬底和层叠在所述第二透明衬底表面的单色发光结构，所述单色发光结构沿所述第一方向依次包括层叠的第三发光结构和第三反射镜；其中，所述第一发光结构、第二发光结构、第三发光结构分别包括沿所述第一方向依次堆叠的第一型半导体层、有源区、第二型半导体层；所述第二反射镜的上表面设有向第一发光结构第一型半导体层延伸的凹槽，并显露部分所述第一发光结构第一型半导体层，形成第一凹槽；所述第二反射镜的上表面边沿设有向所述第一透明衬底延伸的沟槽，并显露所述第一透明衬底，形成第一沟槽，所述第一沟槽环绕所述双色发光结构；所述第三反射镜的上表面设有向第三发光结构第一型半导体层延伸的凹槽，并显露部分所述第三发光结构第一型半导体层，形成第二凹槽；所述第三反射镜的上表面边沿设有向所述第二透明衬底延伸的沟槽，并显露所述第二透明衬底，形成第二沟槽，所述第二沟槽环绕所述单色发光结构；所述绝缘保护层包括第一绝缘层、第二绝缘层和绝缘胶；所述第一绝缘层覆盖所述双色发光结构的裸露面及第一凹槽侧壁，并露出第一凹槽底
部；部分所述第一绝缘层的上表面设有向所述第二反射镜延伸的通孔，并显露所述第二反射镜，形成第一通孔；所述第二绝缘层覆盖所述单色发光结构的裸露面及第二凹槽侧壁，并露出第二凹槽底部；部分所述第二绝缘层的上表面设有向所述第三反射镜延伸的通孔，并显露所述第三反射镜，形成第二通孔；所述绝缘胶填满所述双色LED芯片与所述单色LED芯片之间的间隙；所述第一电极设置于部分所述第一绝缘层上表面，并通过所述第一凹槽与所述第一发光结构第一型半导体层连接，所述第一电极与所述第一凹槽侧壁绝缘设置；所述第二电极设置于部分所述第一绝缘层上表面，并通过所述第一通孔与所述第二反射镜连接；所述第三电极设置于部分所述第二绝缘层上表面，并通过第二凹槽与所述第三发光结构第一型半导体层连接，所述第三电极与所述第二凹槽侧壁绝缘设置；所述第四电极设置于部分所述第二绝缘层上表面，并通过所述第二通孔与所述第三反射镜连接。5.根据权利要求4所述的集成式RGB Mini
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LED芯片，其特征在于：所述第一发光结构的波长比所述第二发光结构的波长短；所述第一发光结构、第二发光结构、第三发光结构分别为绿光发光结构、红光发光结构、蓝光发光结构，或蓝光发光结构、红光发光结构、绿光发光结构，或蓝光发光结构、绿光发光结构、红光发光结构。6.根据权利要求4所述的集成式RGB Mini
‑
LED芯片，其特征在于：所述第一反射镜用于反射所述第一发光结构发出的光，所述第二反射镜用于反射所述第二发光结构发出的光，所述第三反射镜用于反射第三发光结构发出的光。7.根据权利要求4所述的集成式RGB Mini
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LED芯片，其特征在于：所述第一反射镜为透明导电反射结构。8.根据权利要求4所述的集成式RGB Mini
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LED芯片，其特征在于：所述双色LED芯片还包括DBR反射镜，所述DBR反射镜设于所述透明键合层和所述第二发光结构之间。9.根据权利要求4所述的集成式RGB Mini
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LED芯片，其特征在于：所述第一绝缘层、所述第二绝缘层和所述绝缘胶一体形成。10.根据权利要求4所述的集成式RGB Mini
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LED芯片，其特征在于：所述第二透明衬底的厚度大于所述第一透明衬底的厚度。11.一种集成式RGB Mini
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LED芯片的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括以下步骤：步骤S1、制作第一堆叠结构和第二堆叠结构；所述第一堆叠结构包括第一透明衬底和层叠在所述第一透明衬底表面的双色堆叠结构，且所述第一堆叠结构包括相对设置的第一堆叠结构第一表面和第一堆叠结构第二表面，所述第一堆叠结构第一表面位于所述第一透明衬底远离所述双色堆叠结构的一侧表面；所述第二堆叠结构包括第二透明衬底和层叠在所述第二透明衬底表面的单色堆叠结构，且所述第二堆叠结构包括相对设置的第二堆叠结构第一表面和第二堆叠结构第二表面，所述第二堆叠结构第一表面位于所述第二透明衬底远离所述单色堆叠结构的一侧表
面；所述第二透明衬底的厚度大于所述第一透明衬底的厚度；所述双色堆叠结构包括沿生长方向依次层叠的第一发光结构、第一反射镜、透明键合层、第二发光结构和第二反射镜，所述单色堆叠结构包括沿生长方向依次层叠的第三发光结构和第三反射镜；其中，所述第一发光结构、第二发光结构、第三发光结构分别包括沿生长方向依次堆叠的第一型半导体层、有源区、第二型半导体层；所述第一反射镜为透明导电反射结构；步骤S2、通过第一粘附胶将所述第一堆叠结构第一表面粘附在第一载板上；步骤S3、通过第一切割道将所述第一堆叠结构分成n个独立的条形区域，所述n个独立的条形区域包括双色奇数区域和双色偶数区域，且所述双色偶数区域的位置对应第一载板偶数区域；具体的，沿所述第一堆叠结构第二表面刻蚀，露出所述第一粘附胶，形成第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：林志伟，陈凯轩，蔡建九，柯志杰，刘英策，艾国齐，
申请(专利权)人：厦门乾照光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：