发光二极管芯片及其制备方法、显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种发光二极管芯片及其制备方法、显示装置。发光二极管芯片包括至少一个发光二极管。发光二极管包括：第一半导体层、发光层、第二半导体层、环状支撑结构和第一焊盘。其中，第一半导体层、发光层和第二半导体层依次层叠设置。第二半导体层和发光层的叠层结构中设置有凹槽，所述凹槽暴露出部分第一半导体层。环状支撑结构设置于所述凹槽内。第一焊盘位于环状支撑结构的背离第一半导体层的一侧，并穿过环状支撑结构的环内区域与第一半导体层连接。上述发光二极管芯片及其制备方法可以提升发光二极管芯片的转移良率。提升发光二极管芯片的转移良率。提升发光二极管芯片的转移良率。

【技术实现步骤摘要】
发光二极管芯片及其制备方法、显示装置


[0001]本专利技术涉及显示及照明
，尤其涉及一种发光二极管芯片及其制备方法、显示装置。

技术介绍

[0002]微型发光二极管(Micro
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LED)和迷你发光二极管(Mini
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LED)是将传统的LED进行了微小化处理。例如，Micro
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LED的尺寸介于1μm
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100μm，Mini
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LED芯片的尺寸介于50μm
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200μm。Micro
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LED和Mini
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LED均具有体积小、分辨率高、对比度高以及功耗低等优势。
[0003]LED芯片作为Micro
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LED或Mini
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LED的阵列集成，LED芯片大多采用转印的方式进行巨量转移。示例的，使用转接头，可以将LED芯片转移至背板上。这样通过将LED芯片中的焊盘与背板中的金属电极高温键合的方式，能够将LED芯片固定于背板上。然而，随着LED尺寸的一再减小，在巨量转移LED芯片之后，容易出现LED芯片固定不牢的异常，导致LED芯片的转移良率降低。
[0004]因此，如何提升LED芯片的转移良率，是亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]鉴于上述现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种发光二极管芯片及其制备方法、显示装置，旨在解决如何提升发光二极管芯片的转移良率的问题。
[0006]本申请实施例提供一种发光二极管芯片，包括至少一个发光二极管。发光二极管包括第一半导体层、发光层、第二半导体层、环状支撑结构和第一焊盘。其中，第一半导体层、发光层和第二半导体层依次层叠设置。第二半导体层和发光层的叠层结构中设置有凹槽，所述凹槽暴露出部分第一半导体层。环状支撑结构设置于所述凹槽内。第一焊盘位于环状支撑结构的背离第一半导体层的一侧，并穿过环状支撑结构的环内区域与第一半导体层连接。
[0007]上述发光二极管芯片中，第一半导体层的待连接区域设置有凹槽，凹槽内设置环状支撑结构。这样可以利用环状支撑结构的环内区域实现第一焊盘与第一半导体层的连接，同时利用环状支撑结构对第一焊盘进行支撑，以避免第一焊盘出现局部凹陷的情况。基于此，在对发光二极管芯片进行巨量转移的过程中，第一焊盘可以与背板的金属层具有良好的面接触效果及较大的接触面积，从而避免出现第一焊盘与背板的金属层固定不牢的异常，进而可以有效提升发光二极管芯片的转移良率。
[0008]可选的，发光二极管还包括：电流扩展层、钝化层和第二焊盘。电流扩展层部分覆盖第二半导体层。钝化层覆盖电流扩展层、第二半导体层、发光层和第一半导体层的裸露表面，以及环状支撑结构的位于环内区域外的裸露表面。钝化层具有第一开口和第二开口。第一开口暴露出前述环内区域，第一焊盘设置于第一开口内。第二开口暴露出部分电流扩展层。第二焊盘设置于第二开口内，与电流扩展层连接。
[0009]上述发光二极管芯片中，钝化层覆盖电流扩展层、第二半导体层、发光层和第一半
导体层的裸露表面，以及环状支撑结构的位于环内区域外的裸露表面，有利于确保钝化层的背离第一半导体层的表面平整。基于此，第一焊盘设置于钝化层的第一开口内，第二焊盘设置于钝化层的第二开口内，有利于确保第一焊盘和第二焊盘的背离第一半导体层的表面位于同一平面。如此，在对发光二极管芯片进行巨量转移的过程中，可以进一步确保第一焊盘和第二焊盘均能与背板的金属层具有良好的面接触效果及较大的接触面积。
[0010]可选的，环状支撑结构与凹槽的侧壁之间具有间隔；钝化层的部分填充所述间隔。如此，方便于在不同区域内均匀分布钝化层的形成材料，以确保钝化层的形成表面平整。
[0011]可选的，环状支撑结构的环内区域的径向尺寸包括：1μm～3μm。凹槽的径向尺寸包括：12μm～30μm。
[0012]可选的，环状支撑结构包括：沿远离第一半导体层的方向层叠设置的第一环状支撑层和第二环状支撑层。其中，第一环状支撑层的厚度与发光层的厚度相同。第二环状支撑层的厚度与第二半导体层的厚度相同。
[0013]上述发光二极管芯片中，环状支撑结构由第一环状支撑层和第二环状支撑层层叠构成，且第一环状支撑层的厚度与发光层的厚度相同，第二环状支撑层的厚度与第二半导体层的厚度相同，可以确保环状支撑结构的背离第一半导体层的表面与第二半导体层的背离第一半导体层的表面平齐，进而有利于确保后续形成的钝化层的表面较为平整。
[0014]可选的，第一环状支撑层的材料与发光层的材料相同。第二环状支撑层的材料与第二半导体层的材料相同。
[0015]上述发光二极管芯片中，环状支撑结构可以与发光层、第二半导体层通过同一次光刻工艺制备，以简化发光二极管芯片的制备流程，从而提高发光二极管芯片的生产效率及生产良率。
[0016]基于同样的专利技术构思，本申请实施例还提供一种发光二极管芯片的制备方法，包括以下步骤。
[0017]在衬底上生长外延层，外延层包括依次层叠的第一半导体材料层、发光材料层及第二半导体材料层。
[0018]将发光材料层和第二半导体材料层图案化，形成发光层、第二半导体层、以及环状支撑结构。第二半导体层和发光层的叠层结构中具有凹槽，环状支撑结构位于所述凹槽内。
[0019]将第一半导体材料层图案化，形成第一半导体层。
[0020]在环状支撑结构的背离第一半导体层的一侧形成第一焊盘和第二焊盘，第二焊盘与第二半导体层连接，第一焊盘穿过环状支撑结构的环内区域与第一半导体层连接。
[0021]上述发光二极管芯片的制备方法中，在将发光材料层和第二半导体材料层图案化后，可以同步形成发光层、第二半导体层、以及环状支撑结构，以减少发光材料层和第二半导体材料层的刻蚀面积。如此，便可以利用环状支撑结构的环内区域实现第一焊盘与第一半导体层的连接，同时利用环状支撑结构对第一焊盘进行支撑，以避免第一焊盘出现局部凹陷的情况。如此，在后续对发光二极管芯片进行巨量转移的过程中，第一焊盘可以与背板的金属层具有良好的面接触效果及较大的接触面积，从而避免出现第一焊盘与背板的金属层固定不牢的异常，进而可以有效提升发光二极管芯片的转移良率。
[0022]并且，上述发光二极管芯片的制备方法中，环状支撑结构和发光层、第二半导体层，利用发光材料层和第二半导体材料层同步形成，还可以简化发光二极管芯片的制备流
程，以提升发光二极管芯片的生产效率及生产良率。
[0023]可选的，在环状支撑结构的背离第一半导体层的一侧形成第一焊盘和第二焊盘之前，发光二极管的制备方法还包括以下步骤。
[0024]在第二半导体层的背离发光层的表面形成电流扩展层。
[0025]在第一半导体层、发光层、第二半导体层和电流扩展层的裸露表面、以及环状支撑结构的位于环内区域外的裸露表面上形成钝化层。钝化层具有第一开口和第二开口。第一开口暴露出环状支撑结构的环内区域，第二开口暴露本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管芯片，其特征在于，包括：至少一个发光二极管；所述发光二极管包括：依次层叠设置的第一半导体层、发光层和第二半导体层；其中，所述第二半导体层和所述发光层的叠层结构中设置有凹槽，所述凹槽暴露部分所述第一半导体层；环状支撑结构，设置于所述凹槽内；以及，第一焊盘，位于所述环状支撑结构的背离所述第一半导体层的一侧，并穿过所述环状支撑结构的环内区域与所述第一半导体层连接。2.如权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述发光二极管还包括：电流扩展层，部分覆盖所述第二半导体层；钝化层，覆盖所述电流扩展层、所述第二半导体层、所述发光层和所述第一半导体层的裸露表面，以及所述环状支撑结构的位于所述环内区域外的裸露表面；所述钝化层具有第一开口和第二开口；所述第一开口暴露出所述环内区域，所述第一焊盘设置于所述第一开口内；所述第二开口暴露出部分所述电流扩展层；第二焊盘，设置于所述第二开口内，与所述电流扩展层连接。3.如权利要求2所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述环状支撑结构与所述凹槽的侧壁之间具有间隔；所述钝化层的部分填充所述间隔。4.如权利要求1～3中任意一项所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述环内区域的径向尺寸包括：1μm～3μm；所述凹槽的径向尺寸包括：12μm～30μm。5.如权利要求1～3中任意一项所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述环状支撑结构包括：沿远离所述第一半导体层的方向层叠设置的第一环状支撑层和第二环状支撑层；其中，所述第一环状支撑层的厚度与所述发光层的厚度相同；所述第二环状支撑层的厚度与所述第二半导体层的厚度相同。6.如权利要求5所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述第一环状支撑层的材料与所述发光层的材料相同；所述第二环状支撑层的材料与所述第二半导体层的材料相同。...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴广超，王子川，
申请(专利权)人：重庆康佳光电技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：