[發明專利]一種提高有源矩陣微型LED顯示器光學性能的方法

在審

• 申請號: 201510001894.0
• 申請日: 2015-01-04
• 公開（公告）號: CN104617121A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 李超;楊洪寶;張白雪;楊淼
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十五研究所
• 主分類號: H01L27/15
• 分類號: H01L27/15
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 瞿網蘭;徐冬濤

1.一種提高有源矩陣微型LED顯示器光學性能的方法，其特征是它包括以下步驟：

1）在透明藍寶石襯底上依次外延生長晶格緩沖層、N層、多量子阱（MQW）、P層、電流擴展層，形成LED外延片；

2）在LED外延片正面依次采用光刻及干法刻蝕工藝，將LED外延片的P層及發光層分割成微型像素陣列，N層相互連接形成共面結構的公共層；

3）在微型像素陣列及公共N層上依次采用包含光刻及金屬成膜的剝離圖形化工藝制備復合金屬層圖形，并在周邊形成套刻標記；

4)?在金屬粘附層及接觸層上制備柱狀金屬凸點，并完成熱回流；

5)?將LED外延片背面藍寶石襯底減薄，拋光；

6）在LED外延片背面，即藍寶石面采用背面套刻工藝及干法刻蝕工藝制備微型光學結構，微型光學結構對從藍寶石襯底面的出射光形成聚攏效果,完成微型LED顯示陣列的制備工藝；

7）將制備的微型LED顯示陣列金屬凸點與有源矩陣MOS驅動背板芯片凸點形成縱向凸點倒裝電學互聯，由驅動背板提供電流至微型LED像素單元，進行發光;?成像像素單元從N層透過藍寶石襯底發射出光，形成顯示圖像。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征是所述的LED外延片包含但不限于以下外延片類型：GaN基LED藍光外延片、GaN基藍綠光外延片或AlGaInP基外延片；所述的電流擴展層包含但不限于以下透明或半透明導電薄膜材料：氧化銦錫（ITO）、鎳金復合層（Ni/Au）或摻雜氧化鋅（AZO）。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征是所述的干法刻蝕工藝的微型像素陣列的典型特征長度為10um-50um之間，特征長度為邊長或直徑，微型像素陣每個像素的P層及發光層被水平分離，N層保持相互連接形成共面結構的公共層。

4.根據權利要求?1?所述的方法，其特征是所述的剝離圖形化工藝是指先進行光刻膠的曝光、顯影，形成光刻膠窗口，然后在表面采用包含但不限于蒸發、濺射或電鍍工藝沉積復合金屬薄膜，再通過剝離剩余光刻膠，形成金屬圖形的方法；所述的復合金屬薄膜包含但不限于以下金屬種類：Ni/Au、Ni/Ag、Ni/Al、Ti/Au、Ni/Ag、Ni/Al、?Ni/Au/Ag、Ti/Pt/Au或Ti/Pt/Ag，所述的套刻標記采用復合金屬層形成，用于背面光刻套刻。

5.?根據權利要求?1?所述的方法，其特征是所述的金屬凸點包含但不限于以下類型：柱狀錫凸點、柱狀銅凸點或柱狀銦凸點，所采用的凸點制備工藝包含但不限于蒸發或電鍍工藝。

6.根據權利要求?1?所述的方法，其特征是所述的減薄、拋光后藍寶石襯底典型厚度為50-200um之間。

7.根據權利要求?1?所述的方法，其特征是所述的微光學結構包含但不限于微型金字塔結構、微型楔狀結構、微型透鏡結構或微型圓錐結構，其尺寸、周期與像素陣列保持完全一致，并與陣列中單個像素一一對應。

8.?根據權利要求?1?所述的方法，其特征是所述的倒裝電學互聯MOS集成電路驅動背板金屬凸點與微型LED顯示陣列金屬凸點的倒裝焊電學連接，包含但不限于熱回流焊、熱壓焊或冷壓焊倒裝電學互聯形式。