[發(fā)明專利]用于微顯示與照明的柔性LED陣列器件及制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310353701.9
• 申請日: 2013-08-14
• 公開（公告）號(hào): CN103400850A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁靜秋;王維彪;梁中翥;田超;秦余欣;呂金光;高丹
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號(hào): H01L27/15
• 分類號(hào): H01L27/15;H01L33/00
• 代理公司: 長春菁華專利商標(biāo)代理事務(wù)所 22210
• 代理人: 陶尊新

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于發(fā)光顯示技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新型微型柔性發(fā)光器件，具體涉及一種AlGaInP-LED柔性微器件。

背景技術(shù)

近年來，隨著電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，微型發(fā)光器件發(fā)展迅速。平面型LED微顯示陣列與傳統(tǒng)發(fā)光器件相比具有很多不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，但由于不能彎曲，在很大程度上限制了其應(yīng)用范圍。OLED技術(shù)雖然有良好的應(yīng)用前景，但相比于LED，仍有一些不足，例如在微小型器件方面，還存在一定問題,如發(fā)光亮度、均勻性、發(fā)光效率等不如LED，而最為突出的是壽命問題，這些問題會(huì)較大程度地限制OLED的應(yīng)用和發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對可以實(shí)現(xiàn)高分辨、明亮持久且輕薄并能應(yīng)用在彎曲表面的微型柔性LED顯示陣列的需求越來越迫切。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的一個(gè)技術(shù)問題是提供用于微顯示與照明的柔性LED陣列器件，該器件采用柔性的金屬電極和發(fā)光單元之間的柔性連接材料，具有易于彎曲和易于攜帶等特點(diǎn)。

用于微顯示與照明的柔性LED陣列器件，包括透光層、發(fā)光層、反射層、基片、上電極、上電極引線、下電極、下電極引線、柔性區(qū)域和微透鏡，反射層的上面依次為發(fā)光層、透光層和微透鏡，反射層的下面為基片；所述透光層、發(fā)光層、反射層、基片和微透鏡組成LED發(fā)光單元；多個(gè)LED發(fā)光單元均勻排布組成LED發(fā)光單元陣列，LED發(fā)光單元之間為柔性區(qū)域，柔性區(qū)域使各個(gè)發(fā)光單元依次連接并使LED發(fā)光單元陣列實(shí)現(xiàn)彎曲；所述透光層的上表面排布有上電極，柔性區(qū)域的上表面排布有上電極引線，處于同一行的上電極與上電極引線依次相連接，基片的背面排布有下電極，柔性區(qū)域下表面的區(qū)域排布有下電極引線，處于同一列的下電極與下電極引線依次相連接，所述下電極與下電極引線組成的下引線列與上電極及上電極引線組成的上引線行在排列方向上異面垂直。

用于微顯示與照明的柔性LED陣列器件的制作方法，該方法由以下步驟實(shí)現(xiàn)：

步驟一、發(fā)光芯片的清洗及正面保護(hù)；

步驟一一、選擇發(fā)光芯片，所述發(fā)光芯片由透光層、發(fā)光層、反射層和基片組成；

步驟一二、對步驟一一所述的發(fā)光芯片進(jìn)行清洗，然后在發(fā)光芯片的透光層的上表面制備一層上保護(hù)膜；

步驟二、上隔離溝槽的制備；通過光刻和腐蝕上保護(hù)膜，露出柔性區(qū)域窗口圖形，即為上隔離溝槽圖形，在上保護(hù)膜和光刻膠的掩蔽下對發(fā)光芯片上表面進(jìn)行ICP刻蝕，去除柔性區(qū)域的發(fā)光芯片材料，形成一定深度的上隔離溝槽；

步驟三、上隔離溝槽的填充；

步驟三一、在制備有上隔離溝槽的發(fā)光芯片上表面涂覆柔性材料，并進(jìn)行預(yù)固化；

步驟三二、通過光刻及腐蝕工藝去除透光層上表面的柔性材料，通過去膠及再次腐蝕使所形成的填充的柔性材料上表面形成凹陷形狀；

步驟三三、完成柔性材料的完全固化，去除上保護(hù)膜；

步驟四、制備上電極及上電極引線；在完成上隔離溝槽的填充的發(fā)光芯片上表面通過光刻、蒸鍍及電鑄的工藝完成上電極及上電極引線的制作；

步驟五、制備微透鏡；在完成上電極及上電極引線的發(fā)光芯片上制備高粘附力的聚合物層，通過熱熔法得到聚合物微透鏡；

步驟六、發(fā)光芯片的正面固定；采用粘接劑將發(fā)光芯片的上表面固定在上保護(hù)片上；

步驟七、發(fā)光芯片的背面減薄；對發(fā)光芯片的基片的下表面進(jìn)行減薄，然后進(jìn)行拋光處理；

步驟八、對發(fā)光芯片進(jìn)行發(fā)光單元分割，獲得多個(gè)LED發(fā)光單元；

步驟八一、在完成拋光處理的發(fā)光芯片下表面制備下保護(hù)膜；

步驟八二、通過雙面對準(zhǔn)光刻和腐蝕保護(hù)膜，露出柔性區(qū)域窗口，在下保護(hù)膜和光刻膠的掩蔽下對發(fā)光芯片背面進(jìn)行刻蝕，完全去除柔性區(qū)域的發(fā)光芯片材料，實(shí)現(xiàn)發(fā)光芯片的發(fā)光單元分割；

步驟八三、去除下保護(hù)膜；

步驟九、制備下電極及下電極引線，去除上保護(hù)片，制作電路引線，完成LED集成器件的制作。

本發(fā)明基于柔性連接材料的μLED陣列的工作過程是，電流從上電極注入，從下電極流出，在器件中形成電場，使得正負(fù)載流子在發(fā)光層復(fù)合發(fā)光。其中部分光向上經(jīng)過透光層，從微透鏡射出；部分光向下到達(dá)反射層，被反射層反射，穿過發(fā)光層、透光層，從微透鏡射出。由于該發(fā)光器件的發(fā)光原理為p-n結(jié)內(nèi)的載流子復(fù)合發(fā)光，具有二極管電流電壓的非線性特性，發(fā)光亮度也隨注入電流的大小具有非線性特性。本發(fā)明通過電路控制相素元的亮暗，實(shí)現(xiàn)發(fā)光顯示。