基于光子晶体的Mini-LED/Micro-LED全彩显示器件及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种基于光子晶体的Mini

【技术实现步骤摘要】
基于光子晶体的Mini
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LED/Micro
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LED全彩显示器件及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体纳米显示
，特别涉及一种基于光子晶体的Mini
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LED/Micro
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LED全彩显示器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着智能可穿戴设备、增强现实和虚拟现实等新兴科技的兴起，高端显示技术已成为市场的迫切需求。迷你发光二极管(Mini
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LED)和微米发光二极管(Micro
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LED)是新一代显示技术，具有自发光显示特性，相较于有机发光二极管(Organic Light
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Emitting Diode，OLED)技术，Mini
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LED和Micro
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LED显示装置具有亮度及稳定性更高、发光效率更高、功耗更低、响应时间更快等一系列的优点。已经在电视、平板显示、手机显示等领域有了一系列产品。
[0003]显示装置的显示原理是将LED结构设计进行薄膜化、微小化、阵列化，其尺寸仅在1
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100微米等级左右，然后通过阵列转移的方法形成显示阵列。然而，显示技术仍然面临包括巨量器件集成在内的诸多关键技术难题，例如，一块4K分辨率的屏幕，采用RGB LED直接作为彩色化像素阵列，所需的数量达到了2490万个。制造8K显示屏幕所需的RGB LED数量接近一亿颗。在制造过程中的筛选、测试、封装等过程都会增加制造成本。
[0004]此外，在以为基础的高分辨显示屏幕中，由于同一个像素点的RGB出光不在同一个空间位置，会有几微米的误差，这会使某些特定应用(例如3D显示)的效果失真。相邻像素之间由于距离十分靠近，还存在严重的光串扰现象。因此在制备Micro
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LED显示装置的过程中，显示面板制造厂商往往会添加黑矩阵，来阻隔相邻像素点之间的光串扰。
[0005]因此，如何快速有效地制备高分辨率显示阵列，解决全彩显示阵列制造过程中涉及到的巨量转移和发光串扰问题，是各大显示面板制造厂商面临的共同问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术在于提供一种基于光子晶体的Mini
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LED/Micro
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LED全彩显示器件及其制备方法以解决全彩LED显示阵列制造过程中巨量转移和发光串扰的技术问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]在第一方面，本专利技术提供一种基于光子晶体的Mini
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LED/Micro
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LED全彩显示器件，包括：
[0009]驱动衬底，设置有驱动电路，所述驱动电路包括第一驱动电路、第二驱动电路和第三驱动电路；
[0010]发光单元，键合于所述驱动衬底，所述发光单元包括依次堆叠设置的n型电极层、缓冲层、n
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GaN层、蓝光多量子阱层、p
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GaN层和p型电极层；
[0011]其中，所述发光单元还设置有隔离结构、控制电极和光子晶体结构；
[0012]所述隔离结构贯穿所述p型电极层、所述p
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GaN层和所述蓝光多量子阱层，以将所
述发光单元划分为不重叠的第一区域、第二区域和第三区域；
[0013]所述控制电极包括设置于所述p型电极层与所述驱动衬底之间的第一电极、第二电极和第三电极，所述第一电极连接所述第一区域与所述第一驱动电路，所述第二电极连接所述第二区域与所述第二驱动电路，所述第三电极连接所述第三区域与所述第三驱动电路；
[0014]所述光子晶体结构包括多个绿色光子晶体和多个红色光子晶体，所述绿色光子晶体和所述红色光子晶体分别位于所述第一区域和所述第二区域；所述绿色光子晶体和所述红色光子晶体皆贯穿所述缓冲层并延伸至所述n
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GaN层；所述绿色光子晶体包括第一晶体孔和填充所述第一晶体孔的绿色量子点，所述红色量子晶体包括第二晶体孔和填充所述第二晶体孔的红色量子点。
[0015]在其中一个实施例中，所述绿色光子晶体和所述红色光子晶体皆贯穿所述n
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GaN层至所述蓝光多量子阱层的发光表面，所述隔离结构贯穿所述蓝光多量子阱层后还延伸进入所述n
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GaN层，所述光子晶体结构与所述隔离结构厚度方向交错。
[0016]在其中一个实施例中，所述隔离结构包括沿所述发光单元厚度方向延伸的隔离孔。
[0017]在其中一个实施例中，所述隔离结构还包括填充进所述隔离孔内的吸光材料。
[0018]在其中一个实施例中，所述n型电极层覆盖所述绿色光子晶体和所述红色光子晶体。
[0019]在其中一个实施例中，所述发光单元的侧周还包覆有保护层，所述保护层还延伸至所述p型电极层朝向所述驱动衬底的一侧，且所述保护层还设置有外露所述p型电极层的第一开窗、第二开窗和第三开窗，所述第一电极嵌入所述第一开窗，所述第二电极嵌入所述第二开窗，所述第三电极嵌入所述第三开窗。
[0020]在其中一个实施例中，所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极还由各自所在的开窗延伸至所述保护层与所述驱动衬底之间且各个电极各自形成台阶结构。
[0021]在第二方面，本专利技术提供一种基于光子晶体的Mini
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LED/Micro
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LED全彩显示器件的制备方法，所述Mini
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LED/Micro
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LED全彩显示器件的制备方法包括如下步骤：
[0022]提供蓝光Mini
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LED/Micro
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LED芯片阵列，所述蓝光Mini
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LED/Micro
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LED芯片阵列包括多个蓝光Mini
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LED/Micro
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LED芯片，所述蓝光Mini
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LED/Micro
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LED芯片包括由下至上依次堆叠于蓝宝石衬底上的缓冲层、n
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GaN层、蓝光多量子阱层、p
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GaN层、p型电极层和控制电极，所述控制电极包括间隔设置的第一电极、第二电极和第三电极；
[0023]采用聚焦离子束加工或者光刻和蚀刻的方式在所述蓝光Mini
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LED/Micro
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LED芯片上形成贯穿所述p型电极层、所述p
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GaN层和所述蓝光多量子阱层的隔离孔，所述隔离孔将所述蓝光Mini
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LED/Micro
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LED芯片划分为不重叠的第一区域、第二区域和第三区域，所述隔离孔还使所述第一电极落入所述第一区域，使所述第二电极落入所述第二区域，使所述第三电极落入所述第三区域；
[0024]提供加工衬底，采用键合的方式将整片带有所述Mini
‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光子晶体的Mini
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LED/Micro
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LED全彩显示器件，其特征在于，包括：驱动衬底，设置有驱动电路，所述驱动电路包括第一驱动电路、第二驱动电路和第三驱动电路；发光单元，键合于所述驱动衬底，所述发光单元包括依次堆叠设置的n型电极层、缓冲层、n
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GaN层、蓝光多量子阱层、p
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GaN层和p型电极层；其中，所述发光单元还设置有隔离结构、控制电极和光子晶体结构；所述隔离结构贯穿所述p型电极层、所述p
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GaN层和所述蓝光多量子阱层，以将所述发光单元划分为不重叠的第一区域、第二区域和第三区域；所述控制电极包括设置于所述p型电极层与所述驱动衬底之间的第一电极、第二电极和第三电极，所述第一电极连接所述第一区域与所述第一驱动电路，所述第二电极连接所述第二区域与所述第二驱动电路，所述第三电极连接所述第三区域与所述第三驱动电路；所述光子晶体结构包括多个绿色光子晶体和多个红色光子晶体，所述绿色光子晶体和所述红色光子晶体分别位于所述第一区域和所述第二区域；所述绿色光子晶体和所述红色光子晶体皆贯穿所述缓冲层并延伸至所述n
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GaN层；所述绿色光子晶体包括第一晶体孔和填充所述第一晶体孔的绿色量子点，所述红色量子晶体包括第二晶体孔和填充所述第二晶体孔的红色量子点。2.根据权利要求1所述的基于光子晶体的Mini
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LED/Micro
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LED全彩显示器件，其特征在于，所述绿色光子晶体和所述红色光子晶体皆贯穿所述n
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GaN层至所述蓝光多量子阱层的发光表面，所述隔离结构贯穿所述蓝光多量子阱层后还延伸进入所述n
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GaN层，所述光子晶体结构与所述隔离结构厚度方向交错。3.根据权利要求1所述的基于光子晶体的Mini
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LED/Micro
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LED全彩显示器件，其特征在于，所述隔离结构包括沿所述发光单元厚度方向延伸的隔离孔。4.根据权利要求3所述的基于光子晶体的Mini
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LED/Micro
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LED全彩显示器件，其特征在于，所述隔离结构还包括填充进所述隔离孔内的吸光材料。5.根据权利要求1所述的基于光子晶体的Mini
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LED/Micro
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LED全彩显示器件，其特征在于，所述n型电极层覆盖所述绿色光子晶体和所述红色光子晶体。6.根据权利要求1所述的基于光子晶体的Mini
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LED/Micro
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LED全彩显示器件，其特征在于，所述发光单元的侧周还包覆有保护层，所述保护层还延伸至所述p型电极层朝向所述驱动衬底的一侧，且所述保护层还设置有外露所述p型电极层的第一开窗、第二开窗和第三开窗，所述第一电极嵌入所述第一开窗，所述第二电极嵌入所述第二开窗，所述第三电极嵌入所述第三开窗。7.根据权利要求6所述的基于光子晶体的Mini
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LED/Micro
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LED全彩显示器件，其特征在于，所述第一电极、所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙小卫，唐浩东，贾思琪，马精瑞，梅冠鼎，刘一凡，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：