一种高亮度制造技术

本发明专利技术涉及显示芯片技术领域，公开了一种高亮度

【技术实现步骤摘要】
一种高亮度MicroLED及其制备方法


[0001]本专利技术属于显示芯片
，具体涉及一种高亮度
MicroLED
及其制备方法
。

技术介绍

[0002]Micro LED
的英文全名是
Micro Light Emitting Diode
，中文称作微发光二极体，也可以写作
μ
LED
，一般指使用尺寸为
1~60um
的
LED
发光单元组成显示阵列的技术，其大小相当于人头发丝的
1/10
，具有无需背光，光电转换效率高，响应时间在
ns
级等特点，是将
LED
进行薄膜化
、
微小化和阵列化，使其体积达到大小只有主流
LED
的
1%
，像素点距离达到由毫米达到微米的一项技术
。
[0003]Micro LED 底层用正常的
CMOS
集成电路制造工艺制成
LED
显示驱动电路，然后再用
MOCVD
机在集成电路上制作
LED
阵列，从而实现了微型显示屏，也就是所说的
LED
显示屏的缩小版，为
OLED
之后下一代显示技术
。
[0004]Micro LED
显示面板一般会包括多个
LED
像素点（即发光单元），目前
Micro LED
都是通过刻蚀掉连续的功能性外延层来得到多个完全隔离的功能性像素点，但像素点侧面发光会存在结构性问题，如由于尺寸效应
、
侧壁缺陷
、
光串扰等问题，导致发光亮度远小于理论效果
。

技术实现思路

[0005]为解决上述
技术介绍
中提到的不足，本专利技术的目的在于提供一种高亮度
MicroLED
及其制备方法，通过叠加双层或多层发光结构，两外延层之间通过透明键合层键合在一起，在将
P
电极和
N
电极分别电连接，实现共阴极结构，使得同一发光单元有两层甚至更多层的发光结构，从而实现亮度的叠加，大幅度提高发光亮度
。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种高亮度
MicroLED
，包括驱动基板，驱动基板上设有若干呈矩形阵列设置的发光单元，发光单元包括键合金属层，键合金属层底部与驱动基板相连，键合金属层上方设有第一发光层，第一发光层外壁沉积第一钝化层，第一发光层顶部设有透明键合层，透明键合层上方设有第二发光层，第二发光层外壁沉积第二钝化层，发光单元之间填充流平层，流平层顶部设有
N
电极层；第一发光层一侧设有
P
电极连接层，第一发光层底部的面积小于键合金属层顶部，第一钝化层一侧将键合金属层覆盖，另一侧键合金属层部分裸露，
P
电极连接层下端与键合金属层部分裸露处相连，
P
电极连接层上端与第二发光层的底部相连，第二发光层一侧设有
N
电极连接层，
N
电极连接层顶端与
N
电极层连接，透明键合层底部的面积小于第一发光层顶部，使第一发光层顶部一侧裸露，
N
电极连接层下端与第一发光层顶部裸露处相连
。
[0007]优选地，驱动基板是硅基
CMOS
背板或
TFT
场效应管显示基板，驱动基板有连接内部电路的金属触点
。
[0008]优选地，键合金属层是由金属膜或非金属膜复合而成的多层结构，金属膜和非金
属膜均为导体，金属膜包括
Cr、Ni、Au、Ag、Sn、Ti、Pt
和
Pb
，非金属膜包括
ITO
膜
。
[0009]优选地，第一发光层和第二发光层均由外延片的外延层蚀刻成型，第一发光层和第二发光层的剖面为梯形
。
[0010]优选地，第一钝化层与第一发光层具有不同的折射率，通过调节倾斜角度使第一发光层形成的光部分全反射到第一发光层内部，第一钝化层材料包括
SiO2、Al2O3、SiN
或聚酰亚胺
、SU
‑8光刻胶及其他可光图案化的聚合物，第二钝化层结构和材料与第一钝化层相同
。
[0011]优选地，流平层为有机黑矩阵光刻胶
、
彩色滤光光刻胶
、
聚酰亚胺
、
挡墙胶
、OC
胶
、SU8
光刻胶
、
苯并环丁烯
、Al、Cu、Ag、SiO2、Al2O3、ZrO2、TiO2、Si3N4或
HfO2中的一种；优选地，透明键合层为透明树脂
、SiO2、SOG
旋涂玻璃中的一种
。
[0012]本专利技术还公开了一种高亮度
MicroLED
的制备方法，包括以下步骤：
S1、
通过真空蒸发镀膜
、
真空溅射镀膜或真空离子镀膜在外延片的外延层表面镀上多层结构的第一金属层；
S2、
通过真空蒸发镀膜
、
真空溅射镀膜或真空离子镀膜在驱动基板表面镀上第二金属层；
S3、
通过倒装焊的方式将已镀膜的外延片和驱动基板进行键合，第一金属层和第二金属层键合后得到键合金属层，形成良好的欧姆接触，除去外延片衬底及缓冲层；
S4、
通过干法或湿法刻蚀，对外延层进行刻蚀，形成台阶结构，构成第一发光层，通过
IBE
刻蚀键合金属层使其图形化；
S5、
在第一发光层表面
PECVD
沉积第一钝化层，并通过
IBE
进行图形化，使键合金属层的一侧及第一发光层顶部裸露；
S6、
在第一发光层顶部涂布透明键合层材料，将另一个外延片的外延层与透明键合层键合；
S7、
除去步骤
S6
中键合的外延片衬底及缓冲层，然后通过干法或湿法刻蚀，对其外延层进行刻蚀，形成台阶结构，构成第二发光层；
S8、
在第一钝化层一侧沉积导电材料，制备
P
电极连接层，连接第二发光层和键合金属层；
S9、
在第二发光层表面
PECVD
沉积第二钝化层，并通过
IBE
进行图形化
S10、
在发光单元之间填充平坦化材料，并通过光刻法工艺对平坦层进行处理，使其暴露出第二发光层顶面，得到流平层；
S11、
蚀刻流平层形成
N
电极孔，
N
电极孔底部与第一发光层顶部相连，然后于
N
电极孔中填充导电材料，制备
N
电极连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高亮度
MicroLED
，其特征在于，包括驱动基板，所述驱动基板上设有若干呈矩形阵列设置的发光单元，所述发光单元包括键合金属层，所述键合金属层底部与驱动基板相连，所述键合金属层上方设有第一发光层，所述第一发光层外壁沉积第一钝化层，所述第一发光层顶部设有透明键合层，所述透明键合层上方设有第二发光层，所述第二发光层外壁沉积第二钝化层，所述发光单元之间填充流平层，所述流平层顶部设有
N
电极层；所述第一发光层一侧设有
P
电极连接层，所述第一发光层底部的面积小于键合金属层顶部，所述第一钝化层一侧将键合金属层覆盖，另一侧键合金属层部分裸露，所述
P
电极连接层下端与键合金属层部分裸露处相连，所述
P
电极连接层上端与第二发光层的底部相连，所述第二发光层一侧设有
N
电极连接层，所述
N
电极连接层顶端与
N
电极层连接，所述透明键合层底部的面积小于第一发光层顶部，使第一发光层顶部一侧裸露，所述
N
电极连接层下端与第一发光层顶部裸露处相连
。2.
根据权利要求1所述的高亮度
MicroLED
，其特征在于，所述驱动基板是硅基
CMOS
背板或
TFT
场效应管显示基板，所述驱动基板有连接内部电路的金属触点
。3.
根据权利要求1所述的高亮度
MicroLED
，其特征在于，所述键合金属层是由金属膜或非金属膜复合而成的多层结构，所述金属膜和非金属膜均为导体，所述金属膜包括
Cr、Ni、Au、Ag、Sn、Ti、Pt
和
Pb
，所述非金属膜包括
ITO
膜
。4.
根据权利要求1所述的高亮度
MicroLED
，其特征在于，所述第一发光层和第二发光层均由外延片的外延层蚀刻成型，第一发光层和第二发光层的剖面为梯形
。5.
根据权利要求1所述的高亮度
MicroLED
，其特征在于，所述第一钝化层与第一发光层具有不同的折射率，通过调节倾斜角度使第一发光层形成的光部分全反射到第一发光层内部，所述第一钝化层材料包括
SiO2、Al2O3、SiN
或聚酰亚胺
、SU
‑8光刻胶及其他可光图案化的聚合物，所述第二钝化层结构和材料与第一钝化层相同
。6.
根据权利要求1所述的高亮度
MicroLED
，其特征在于，所述流平层为有机黑矩阵光刻胶
、
彩色滤光光刻胶
、
聚酰亚胺
、
挡墙胶
、OC
胶
、SU8
光刻胶
、
苯并环丁烯
、Al、Cu、Ag、SiO2、Al2O3、ZrO2、TiO2、Si3N4或
HfO2中的一种
。7.
根据权利要求1所述的高亮度
MicroLED
，其特征在于，所述透明键合层为透明树脂
、SiO2、SOG
旋涂玻璃中的一种
...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡溢，南海，高德寅，
申请(专利权)人：盐城鸿石智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：