LED芯片结构及其制作方法和LED显示模组技术

本发明专利技术涉及一种LED芯片结构及其制作方法，所述LED芯片结构包括从下至上层叠设置的衬底、外延层和电极层；所述外延层由切割道分割成多个阵列式排布的发光芯片，每个发光芯片的底侧设有至少两个方向不同且相互交叉贯通的气道，所述气道连通到所述切割道以及所述LED芯片结构的外部。本发明专利技术还涉及应用所述LED芯片结构的LED显示模组。本发明专利技术的LED芯片结构中，通过在发光芯片的底侧设置至少两个方向不同且相互交叉贯通的气道，形成合适的氮气释放通道，方便分散和排出激光剥离时产生的氮气，有利于解决芯片激光剥离时的断晶问题。有利于解决芯片激光剥离时的断晶问题。有利于解决芯片激光剥离时的断晶问题。

【技术实现步骤摘要】
LED芯片结构及其制作方法和LED显示模组


[0001]本专利技术涉及LED
，特别是涉及一种LED芯片结构及其制作方法，还涉及一种LED显示模组。

技术介绍

[0002]现有的Micro LED超高清显示模组制备工艺中，把带蓝宝石衬底的Micro芯片阵列直接键合到线路基板上，再通过激光剥离去除蓝宝石衬底后得到Micro LED显示模组。随着芯片尺寸的不断减小，通过激光剥离去除蓝宝石衬底的过程中，由GaN分解所产生的充盈的氮气一下子释放，容易对小尺寸、机械强度弱的芯片造成相对较大的冲击，从而导致断晶现象的发生，使Micro LED芯片在线路基板上的转移键合良率下降。

技术实现思路

[0003]基于此，本专利技术设计了一种LED芯片结构，通过在发光芯片的底侧设置至少两个方向不同且相互交叉贯通的气道，形成合适的氮气释放通道，方便分散和排出激光剥离时产生的氮气，有利于解决芯片激光剥离时的断晶问题。
[0004]本专利技术采取的技术方案如下：
[0005]第一方面，本专利技术提供一种LED芯片结构，包括从下至上层叠设置的衬底、外延层和电极层；所述外延层由切割道分割成多个阵列式排布的发光芯片，每个发光芯片的底侧设有至少两个方向不同且相互交叉贯通的气道，所述气道连通到所述切割道以及所述LED芯片结构的外部。
[0006]本专利技术在所述LED芯片结构的每个发光芯片底侧设置气道，通过激光剥离所述衬底时，所述气道能够作为氮气释放通道，将相应发光芯片底侧所产生的氮气排出到切割道及外部(例如大气)，其次，所述气道的数量为两个以上，各气道方向不同且相互交叉贯通，可以为氮气提供至少两个不同的释放方向，而不是单方向地释放氮气，能有效地将氮气对每个发光芯片的单向冲击分散成不同方向，从而有效地减少发光芯片受充盈的氮气正面冲击而发生断裂的现象，有利于提高LED芯片在线路基板上的转移键合良率，再者，所述气道连通到切割道，从而可以构成用于氮气释放的气道网络，有利于及时地将氮气排出到外部。
[0007]同时，本专利技术由于解决了激光剥离过程中由于氮气冲击作用而造成的芯片断晶问题，节省了后续对断晶进行修复的工序，有利于简化显示模组制备工艺。
[0008]更优地，所述切割道包括多个横向切割道和多个纵向切割道；每个微发光结构中，所述气道包括相互交叉贯通的横向气道和纵向气道，所述横向气道平行于所述横向切割道，所述纵向气道平行于所述纵向切割道。
[0009]更优地，所述电极层包括位于每个发光芯片上的两个电极，所述两个电极分别间隔设置在相应发光芯片的两端；在所述衬底的正投影方向上，所述横向气道位于相应发光芯片上的两个电极之间。
[0010]更优地，所述横向气道的宽度W1大于或等于所述发光芯片的纵向长度L1的十分之
一，小于所述发光芯片的纵向长度L1；所述纵向气道的宽度W2大于或等于所述发光芯片的横向长度L2的十分之一，小于所述发光芯片的横向长度L2。
[0011]所述横向气道和纵向气道的上述宽度范围较为合适，一方面保证了横向气道和纵向气道的横截面积及容积，有利于将氮气快速排出，另一方面保证了发光芯片的机械强度。
[0012]更优地，所述衬底设有贯穿其厚度的垂直气道，所述垂直气道连通到所述气道的交叉点。
[0013]更优地，所述衬底的上表面设有第一凹槽，所述发光芯片的下表面设有第二凹槽，所述第一凹槽与第二凹槽连通以形成所述气道。
[0014]更优地，所述衬底包括层叠设置的蓝宝石衬底和过渡层，所述外延层设于所述过渡层上。
[0015]第二方面，本专利技术提供制作前述LED芯片结构的方法，包括：
[0016]S1.提供一衬底；
[0017]S2.在所述衬底上制备图形化的牺牲层；
[0018]S3.在所述牺牲层上制备外延层；
[0019]S4.在所述外延层中形成切割道，得到多个阵列式排布的发光芯片；
[0020]S5.在所述外延层上制备电极层；
[0021]S6.去除所述牺牲层，使每个发光芯片的底侧形成至少两个方向不同且相互交叉贯通的气道。
[0022]更优地，所述方法还包括步骤S7：在所述衬底中形成贯穿其厚度的垂直气道，所述垂直气道连通到所述气道的交叉点。
[0023]更优地，步骤S1包括：在所述衬底的上表面形成第一凹槽；步骤S6去除牺牲层后，所述外延层的下表面形成第二凹槽，所述第一凹槽与第二凹槽连通以形成所述横向气道和纵向气道。
[0024]更优地，所述牺牲层采用光刻胶，步骤S6利用去胶液将所述牺牲层去除。
[0025]更优地，步骤S6去除牺牲层后，还包括：通过清洗处理将所述气道与所述切割道相互贯通，所述清洗处理选用去胶液清洗、氧等离子清洗、超声清理中的一种或多种方式。
[0026]更优地，步骤S1包括：在一蓝宝石衬底上制备过渡层，得到所述衬底；步骤S2在所述衬底的过渡层上制备所述牺牲层。
[0027]第三方面，本专利技术提供一种LED显示模组，包括相连接的线路基板和LED芯片，所述LED芯片是由所述LED芯片结构去除所述衬底后得到的。
附图说明
[0028]图1为实施例1中LED芯片结构的多个发光芯片在衬底上的排列示意图；
[0029]图2为图1中多个发光芯片的底侧示意图；
[0030]图3A为图1中衬底上的一个发光芯片的电极面图，图3B为所述发光芯片的缓冲层的下表面图；
[0031]图4为图1中一个发光芯片的侧视结构图；
[0032]图5为实施例1中制作LED芯片结构的方法的流程示意图；
[0033]图6为实施例1中制作LED显示模组的方法的流程示意图；
[0034]图7为实施例2中LED芯片结构的一个发光芯片的结构示意图，也是图3A中的A
‑
A方向截面图；
[0035]图8为图7中的B
‑
B方向截面图；
[0036]图9为图7中垂直气道在衬底中的排列示意图；
[0037]图10为实施例2中制作LED芯片结构的方法的步骤S7的流程示意图；
[0038]图11为实施例2中制作LED显示模组的方法的流程示意图；
[0039]图12为实施例3中LED芯片结构的一个发光芯片的侧视结构图；
[0040]图13为实施例3中制作LED芯片结构的方法的流程示意图；
[0041]图14为实施例3中制作LED显示模组的方法的流程示意图。
[0042]附图标记：衬底1、蓝宝石衬底10、过渡层11、第一凹槽1A、外延层2、发光芯片20、缓冲层21、n型传输层22、p型传输层23、发光层200、第二凹槽2A、电极层3、电极30、横向切割道41、纵向切割道42、横向气道51、纵向气道52、垂直气道53、牺牲层6、线路基板7、焊盘70、焊料71、发光芯片的纵向长度L1、发光芯片的横向长度L2、横向气道的宽度W1、纵向气道的宽度W2。
具体实施方式
[0043]在本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LED芯片结构，其特征在于，包括从下至上层叠设置的衬底、外延层和电极层；所述外延层由切割道分割成多个阵列式排布的发光芯片，每个发光芯片的底侧设有至少两个方向不同且相互交叉贯通的气道，所述气道连通到所述切割道以及所述LED芯片结构的外部。2.根据权利要求1所述的LED芯片结构，其特征在于，所述切割道包括多个横向切割道和多个纵向切割道；每个微发光结构中，所述气道包括相互交叉贯通的横向气道和纵向气道，所述横向气道平行于所述横向切割道，所述纵向气道平行于所述纵向切割道。3.根据权利要求2所述的LED芯片结构，其特征在于，所述电极层包括位于每个发光芯片上的两个电极，所述两个电极分别间隔设置在相应发光芯片的两端；在所述衬底的正投影方向上，所述横向气道位于相应发光芯片上的两个电极之间。4.根据权利要求2所述的LED芯片结构，其特征在于，所述横向气道的宽度W1大于或等于所述发光芯片的纵向长度L1的十分之一，小于所述发光芯片的纵向长度L1；所述纵向气道的宽度W2大于或等于所述发光芯片的横向长度L2的十分之一，小于所述发光芯片的横向长度L2。5.根据权利要求1所述的LED芯片结构，其特征在于，所述衬底设有贯穿其厚度的垂直气道，所述垂直气道连通到所述气道的交叉点。6.根据权利要求1所述的LED芯片结构，其特征在于，所述衬底的上表面设有第一凹槽，所述发光芯片的下表面设有第二凹槽，所述第一凹槽与第二凹槽连通以形成所述气道。7.根据权利要求1所述的LED芯片结构，其特征在于，所述发光芯片包括从下至上层叠设置的缓冲层、n型传输层、发光层和p型传输层，所述缓冲层的下表面凹陷形成所述气道。8.根据权利要求1所述的LED芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪亮，黄承扬，罗鹏飞，赵龙，章金惠，李丹伟，
申请(专利权)人：佛山市国星光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：