全彩色Micro LED阵列结构及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种全彩色Micro LED阵列结构，包括一块驱动电路板和至少一个显示单元，显示单元通过电学连接结构与驱动电路板电性连接；显示单元包括由多个像素单元组成的像素单元阵列，像素单元包括LED外延片、制备在LED外延片上由多个Micro LED组成的Micro LED阵列和用于将相邻两个Micro LED隔离开的光隔离结构。本发明专利技术通过将多个像素单元组成面积较大的显示单元，利用现有LED贴片机或者SMT设备将显示单元转移到驱动电路板上，克服Micro LED因尺寸太小无法使用现有LED贴片机或者SMT设备的缺陷，并且本发明专利技术具有均匀性好、可避免像素坏点，且生产成本低的特点。

【技术实现步骤摘要】
全彩色MicroLED阵列结构及其制备方法
本专利技术涉及显示
，特别涉及一种全彩色MicroLED阵列结构及其制备方法。
技术介绍
基于LED的显示技术相比于LCD和OLED具有功耗低、对比性高、寿命长等优势。然而受制备工艺的制约，LED显示产品的像素间距很难做小，尤其是100μm以下的像素间距，因此LED显示产品常应用于大屏显示，如体育馆、车站、商场或外屏幕等大屏幕。像电视、电脑显示器、手机屏幕、手表屏幕等对像素要求较高的应用场景，主要还是采用LCD和OLED显示技术。MicroLED通常指芯片尺寸小于100μm的阵列芯片，被称为是继LCD和OLED之后的下一代显示技术。由于MicroLED尺寸太小无法使用现有的LED贴片机或者SMT设备进行操作。另外，目前常采用单片集成工艺制备MicroLED，但是其成本过高、均匀性差且像素坏点不可避免，无法应用于实际产品。
技术实现思路
本专利技术旨在解决MicroLED因尺寸太小无法使用现有的LED贴片机或者SMT设备进行操作的技术问题，提供一种全彩色MicroLED阵列结构及其制备方法，将多个MicroLED组成像素单元，再将多个像素单元组成面积较大的显示单元，以便利用现有LED贴片机或者SMT设备将显示单元转移到驱动电路板上，克服MicroLED因为尺寸太小无法使用现有LED贴片机或者SMT设备的缺陷。为实现上述目的，本专利技术采用以下具体技术方案：本专利技术提供一种全彩色MicroLED阵列结构，包括：一块驱动电路板和至少一个显示单元，显示单元通过电学连接结构与驱动电路板电性连接；显示单元包括由多个像素单元组成的像素单元阵列，像素单元包括LED外延片、制备在LED外延片上由多个MicroLED组成的MicroLED阵列和用于将相邻两个MicroLED隔离开的光隔离结构。优选地，MicroLED包括用于发出光束的发光单元、用于改变光束颜色的光转化层和用于滤除未经光转化层改变的光束的滤光层。优选地，发光单元、光转化层和滤光层依次层叠制备于LED外延片上，光隔离结构制备于LED外延片上且位于发光单元的两侧。优选地，发光单元制备于LED外延片的一面，光转化层制备于LED外延片的另一面，滤光层制备于光转化层的下方，光隔离结构LED外延片上且位于滤光层的两侧。优选地，LED外延片包括依次层叠的P层、N层和衬底层。优选地，发光单元由衬底层制备，在P层上制备有P电极，在N层上制备有N电极。优选地，以引线键合、BGA或锡焊的方式形成电学连接结构。优选地，光转化层的材料为荧光粉或量子点。优选地，滤光层为滤光膜、超材料或光子晶体。优选地，光隔离结构为金属膜、硅胶或纳米颗粒。本专利技术提供还一种全彩色MicroLED阵列结构的制备方法，包括如下步骤：S1、在LED外延片上制备MicroLED阵列和光隔离结构，组成像素单元阵列；S2、对LED外延片进行划片，将像素单元阵列分割成多个独立的显示单元；S3、将多个独立的显示单元转移到驱动电路板上，与驱动电路板进行电性连接。优选地，步骤S1具体包括如下步骤：S110：采用半导体工艺在LED外延片上制备彼此间隔的发光单元，以及，在LED外延片的P层上制备P电极，在LED外延片的N层上制备N电极；S120：对LED外延片的衬底层进行减薄；S130：在发光单元上沿发光方向依次制备光转化层和滤光层；S140：在LED外延片上位于两个滤光层之间制备光隔离结构。优选地，在步骤S2之后，还包括如下步骤：S210、对显示单元进行光电性能检测，剔除带有坏点的显示单元。优选地，步骤S3具体包括如下步骤：S310、在驱动电路板上设置电极阵列；S320、利用LED贴片机或者SMT设备将通过光电性能检测的显示单元转移到驱动电路板上，采用引线键合、BGA或锡焊的方式，将电极阵列与P电极、N电极进行电性连接。本专利技术能够取得以下技术效果：1、本专利技术将多个MicroLED组成像素单元，再将多个像素单元组成面积较大的显示单元，以便能够利用LED贴片机或者SMT设备进行操作，将显示单元转移到驱动电路板上，从而克服MicroLED因为尺寸太小无法使用现有LED贴片机或者SMT设备的缺陷。2、本专利技术提供的全彩色MicroLED阵列结构的其制备方法，可以降低MicroLED的制备成本。3、通过对划片分割后的显示单元进行光电性能检测，可以剔除带有坏点的显示单元，提高均匀性，减小坏点率。附图说明图1是根据本专利技术一个实施例的全彩色MicroLED阵列结构的整体结构示意图；图2是根据本专利技术一个实施例的显示单元的结构示意图；图3是根据本专利技术一个实施例的一种像素单元的结构示意图；图4是根据本专利技术一个实施例的另一种像素单元的结构示意图；图5是根据本专利技术一个实施例的全彩色MicroLED阵列结构的制备方法的流程示意图；图6-图13是根据本专利技术一个实施例的全彩色MicroLED阵列结构的制备过程示意图。其中的附图标记包括：图1-图4中：驱动电路板1、电极阵列101、显示单元2、电学连接结构3、像素单元4、LED外延片401、第一发光单元402、第一光转化层403、第一滤光层404、光隔离结构405、第二发光单元406、第二光转化层407、第二滤光层408、第三发光单元409、第三光转化层410、第三滤光层411。图6-图13中：P层501、N层502、衬底层503、P电极504、N电极505、发光单元6、光转化层7、滤光层8、光隔离结构9、显示单元10、驱动电路板11、电极阵列12。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，而不构成对本专利技术的限制。下面将对本专利技术实施例提供的全彩色MicroLED阵列结构进行详细说明。图1示出了根据本专利技术一个实施例的全彩色MicroLED阵列结构的整体结构。如图1所示，本专利技术实施例提供的全彩色MicroLED阵列结构，包括：驱动电路板1、显示单元2和电学连接结构3，显示单元2的数量为至少一个，多个显示单元组成显示单元阵列，电学连接结构3的数量与显示单元2的数量相同，多个显示单元2分别通过对应的电学连接结构3与驱动电路板1电性连接。在本专利技术的一个示例中，驱动电路板1采用PCB电路板、TFT电路板或CMOS驱动电路板。在本专利技术的另一个示例中，电学连接结构3通过引线键合、BGA(BallGridArray，球栅阵列封装)或锡焊的方式形成。也就是说，显示单元2通过引线键合、BGA或锡焊的方式连接在驱动电路板1电性连接。图2示出了根据本专利技术一个实施例的显示单元的结构。如图2所示，显示单元2包括多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全彩色Micro LED阵列结构，其特征在于，包括：一块驱动电路板和至少一个显示单元，所述显示单元通过电学连接结构与所述驱动电路板电性连接；所述显示单元包括由多个像素单元组成的像素单元阵列，所述像素单元包括LED外延片、制备在所述LED外延片上由多个Micro LED组成的Micro LED阵列和用于将相邻两个Micro LED隔离开的光隔离结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种全彩色MicroLED阵列结构，其特征在于，包括：一块驱动电路板和至少一个显示单元，所述显示单元通过电学连接结构与所述驱动电路板电性连接；所述显示单元包括由多个像素单元组成的像素单元阵列，所述像素单元包括LED外延片、制备在所述LED外延片上由多个MicroLED组成的MicroLED阵列和用于将相邻两个MicroLED隔离开的光隔离结构。


2.根据权利要求1所述的全彩色MicroLED阵列结构，其特征在于，所述MicroLED包括用于发出光束的发光单元、用于改变所述光束颜色的光转化层和用于滤除未经所述光转化层改变的光束的滤光层。


3.根据权利要求2所述的全彩色MicroLED阵列结构，其特征在于，所述发光单元、所述光转化层和所述滤光层依次层叠制备于所述LED外延片上，所述光隔离结构制备于所述LED外延片上且位于所述发光单元的两侧。


4.根据权利要求2所述的全彩色MicroLED阵列结构，其特征在于，所述发光单元制备于所述LED外延片的一面，所述光转化层制备于所述LED外延片的另一面，所述滤光层制备于所述光转化层的下方，所述光隔离结构所述LED外延片上且位于所述滤光层的两侧。


5.根据权利要求3或4所述的全彩色MicroLED阵列结构，其特征在于，所述LED外延片包括依次层叠的P层、N层和衬底层。


6.根据权利要求5所述的全彩色MicroLED阵列结构，其特征在于，所述发光单元由所述衬底层制备，在所述P层上制备有P电极，在所述N层上制备有N电极。


7.根据权利要求6所述的全彩色MicroLED阵列结构，其特征在于，以引线键合、BGA或锡焊的方式形成所述电学连接结构。


8.根据权利要求6所述的全彩色MicroLED阵列结构，其特征在于，所述光转化层的材料为荧光粉或量子点。
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【专利技术属性】
技术研发人员：陶金，梁静秋，吕金光，秦余欣，王惟彪，李阳，赵永周，李盼园，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22