防光串扰Micro-LED芯片结构、制备方法以及Micro-LED显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种防光串扰Micro

【技术实现步骤摘要】
防光串扰Micro
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LED芯片结构、制备方法以及Micro
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LED显示装置


[0001]本专利技术涉及Micro
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LED显示，尤其涉及一种防光串扰Micro
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LED芯片结构、制备方法及Micro
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LED显示装置。

技术介绍

[0002]随着技术的发展，LED芯片越来越趋向于微型化和集成化，Micro
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LED随之诞生，受到人们的广泛关注。
[0003]Micro
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LED微显示器要实现全彩显示，还有像素间光线串扰问题亟待解决。Micro
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LED微显示器像素尺寸小、单位面积上像素密度高。LED像素发出的光线透过衬底射出，由于衬底的导波效应，LED像素发出的光会传播到邻近的像素所对应的衬底表面，造成像素间光线的串扰。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种防光串扰Micro
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LED芯片结构、制备方法及Micro
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LED显示装置，以解决芯片结构的像素间光线的串扰的问题。
[0005]根据本专利技术的第一方面，提供了一种防光串扰Micro
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LED芯片结构，所述芯片结构包括：
[0006]透明基板；
[0007]多个LED像素单元，位于所述透明基板上，每个LED像素单元均包括自所述透明基板由下往上依次堆叠的N型外延层、发光层和P型外延层；其中，所述N型外延层具有mesa台阶；相邻两个LED像素单元之间通过第一沟槽间隔开，所述第一沟槽贯穿所述P型外延层、发光层以及N型外延层，直至所述透明基板；
[0008]N电极单元，设置于所述透明基板的边缘上，具有导电功能；
[0009]吸光层，设置在所述第一沟槽所在的透明基板上、以及所述N电极单元与其相邻的LED像素单元之间的所述透明基板上；所述吸光层的材料为黑色导电材料；
[0010]金属导电层，覆盖在每个LED像素单元的N型外延层的mesa台阶的两侧与侧壁上以及所述吸光层上，以使得所有的LED像素单元的N型外延层电性连接；且所有的LED像素单元的N型外延层电性连接至所述N电极单元；
[0011]绝缘层：填充在相邻两个LED像素单元之间以及所述N电极单元与其相邻的LED像素单元之间，覆盖所述金属导电层、所述mesa台阶的上表面、所述P型外延层的上表面以及所述N电极单元的上表面；
[0012]P电极，贯穿所述绝缘层后设置于所述LED像素单元的P型外延层上；
[0013]N电极，贯穿所述绝缘层后设置于所述N电极单元上。
[0014]可选的，所述金属导电层还具有反射镜功能，作为反射镜层；其材料为Ni、Ag、Al、Ti、Pt、Cr、TiWu或Au。
[0015]可选的，所述mesa台阶的侧壁为斜面，倾斜角度为60
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90度。
[0016]可选的，还包括第一微结构，所述第一微结构形成在相邻两个LED像素单元之间、以及所述N电极单元与其相邻的LED像素单元之间的所述透明基板上。
[0017]可选的，所述第一微结构为V型沟槽或者条状沟槽。
[0018]可选的，还包括第二微结构，所述第二微结构形成在所有LED像素单元的底部。
[0019]可选的，所述吸光层的材料为黑色金属材料或导电黑胶。
[0020]可选的，所述黑色金属材料具体为Cr、Wu或TiWu的任一种或其组合。
[0021]可选的，所述导电黑胶包括黑胶层以及覆盖在所述黑胶层上的金属层。
[0022]可选的，所有的P电极与所有的N电极的上表面位于同一水平面。
[0023]可选的，所述N电极单元为导电金属。
[0024]可选的，所述N电极单元包括在透明基板上由下往上依次堆叠的N型外延层、发光层和P型外延层；且所述N电极单元的表面及其侧面覆盖有所述金属导电层。
[0025]可选的，所述LED像素单元的P型外延层和N型外延层分别为P型GaN和N型GaN。
[0026]可选的，所述LED像素单元的P型外延层和P电极之间，还设有欧姆接触层。
[0027]可选的，所述绝缘层材料为SiO2、Si3N4、PCB、BCB或绝缘胶。
[0028]可选的，所述透明基板为生长透明基板。
[0029]可选的，所述透明基板为键合透明基板，所述芯片结构自生长透明基板剥离之后通过键合层与所述键合透明基板键合。
[0030]根据本专利技术的第二方面，提供了一种防光串扰Micro
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LED芯片结构的制备方法，用于制备如本专利技术的第一方面及其可选方案提供的芯片结构，该方法包括以下步骤：
[0031]提供一外延片；所述外延片包括透明基板以及由下往上依次形成在所述透明基板上的N型外延层、发光层、P型外延层；
[0032]对所述外延片进行刻蚀，以在所述N型外延层上形成mesa台阶并形成第一沟槽，所述第一沟槽贯穿所述P型外延层、发光层以及N型外延层，直至所述透明基板；以形成多个LED像素单元；
[0033]在所述透明基板的边缘处制备N电极单元；所述N电极单元具有导电功能；
[0034]在所述第一沟槽所在的透明基板上、以及所述N电极单元与其相邻的LED像素单元之间的所述透明基板上沉积黑色导电材料，以制备吸光层；
[0035]在每个LED像素单元的N型外延层的mesa台阶的两侧与侧壁上以及所述吸光层上沉积金属导电层，以使得所有的LED像素单元的N型外延层电性连接；且所有的LED像素单元的N型外延层电性连接至所述N电极单元；
[0036]在所述相邻两个LED像素单元之间以及所述N电极单元与其相邻的LED像素单元之间填充绝缘层；所述绝缘层覆盖所述金属导电层、所述mesa台阶的上表面、所述P型外延层的上表面以及所述N电极单元的上表面；
[0037]对所述绝缘层进行刻蚀，在预设位置形成P电极通孔以及N电极通孔；并在所述P电极通孔以及N电极通孔内沉积金属导电材料，形成P电极以及N电极。
[0038]可选的，对所述外延片进行刻蚀，以在所述N型外延层上形成mesa台阶并在所述透明基板上形成第一沟槽，包括：
[0039]以第一掩模版对所述外延片进行第一次光刻及刻蚀，直至刻蚀到所述N型外延层
的表面，制备所述mesa台阶；
[0040]以第二掩模版对所述外延片进行第二次光刻及刻蚀，将所述N型外延层刻穿，直至刻蚀到所述透明基板，以形成所述第一沟槽。
[0041]可选的，所述第二次光刻及刻蚀还包括对所述透明基板进行刻蚀，以在相邻两个LED像素单元之间、以及所述N电极单元与其相邻的LED像素单元之间的所述透明基板上形成第一微结构。
[0042]可选的，所述第二次光刻及刻蚀还包括对所述透明基板进行刻蚀，以在每个LED像素单元的底部形成第二微结构。
[0043]根据本专利技术的第三方面，提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防光串扰Micro
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LED芯片结构，其特征在于，所述芯片结构包括：透明基板；多个LED像素单元，位于所述透明基板上，每个LED像素单元均包括自所述透明基板由下往上依次堆叠的N型外延层、发光层和P型外延层；其中，所述N型外延层具有mesa台阶；相邻两个LED像素单元之间通过第一沟槽间隔开，所述第一沟槽贯穿所述P型外延层、发光层以及N型外延层，直至所述透明基板；N电极单元，设置于所述透明基板的边缘上，具有导电功能；吸光层，设置在所述第一沟槽所在的透明基板上、以及所述N电极单元与其相邻的LED像素单元之间的所述透明基板上；所述吸光层的材料为黑色导电材料；金属导电层，覆盖在每个LED像素单元的N型外延层的mesa台阶的两侧与侧壁上以及所述吸光层上，以使得所有的LED像素单元的N型外延层电性连接；且所有的LED像素单元的N型外延层电性连接至所述N电极单元；绝缘层，填充在相邻两个LED像素单元之间以及所述N电极单元与其相邻的LED像素单元之间，覆盖所述金属导电层、所述mesa台阶的上表面、所述P型外延层的上表面以及所述N电极单元的上表面；P电极，贯穿所述绝缘层后设置于所述LED像素单元的P型外延层上；N电极，贯穿所述绝缘层后设置于所述N电极单元上。2.根据权利要求1所述的防光串扰Micro
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LED芯片结构，其特征在于，所述金属导电层还具有反射镜功能，作为反射镜层；其材料为Ni、Ag、Al、Ti、Pt、Cr、TiWu或Au。3.根据权利要求1或2所述的防光串扰Micro
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LED芯片结构，其特征在于，所述mesa台阶的侧壁为斜面，倾斜角度为60
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90度。4.根据权利要求1所述的防光串扰Micro
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LED芯片结构，其特征在于，还包括第一微结构，所述第一微结构形成在相邻两个LED像素单元之间、以及所述N电极单元与其相邻的LED像素单元之间的所述透明基板上。5.根据权利要求4所述的防光串扰Micro
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LED芯片结构，其特征在于，所述第一微结构为V型沟槽或者条状沟槽。6.根据权利要求1或4所述的防光串扰Micro
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LED芯片结构，其特征在于，还包括第二微结构，所述第二微结构形成在所有LED像素单元的底部。7.根据权利要求1所述的防光串扰Micro
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LED芯片结构，其特征在于，所述吸光层的材料为黑色金属材料或导电黑胶。8.据权利要求7所述的防光串扰Micro
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LED芯片结构，其特征在于，所述黑色金属材料具体为Cr、Wu或TiWu的任一种或其组合。9.据权利要求7所述的防光串扰Micro
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LED芯片结构，其特征在于，所述导电黑胶包括黑胶层以及覆盖在所述黑胶层上的金属层。10.根据权利要求1所述的防光串扰Micro
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LED芯片结构，其特征在于，所有的P电极与所有的N电极的上表面位于同一水平面。11.据权利要求1或10所述的防光串扰Micro
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LED芯片结构，其特征在于，所述N电极单元为导电金属。12.据权利要求1或10所述的防光串扰Micro
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LED芯片结构，其特征在于，所述N电极单
元包括在透明基板上由下往上依次堆叠的N型外延层、发光层和P型外延层；且所述N电极单元的表面及其侧面覆盖有所述金属导电层。13.根据权利要求1所述的防光串扰Micro<...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝茂盛，袁根如，陈朋，马后永，张楠，马艳红，闫鹏，
申请(专利权)人：上海芯元基半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：