[發明專利]高分辨率全彩化MicroLED顯示器

在審

• 申請號: 202010635232.X
• 申請日: 2020-07-04
• 公開（公告）號: CN111725251A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 郭偉杰
• 申請（專利權）人: 廈門友來微電子有限公司
• 主分類號: H01L27/15
• 分類號: H01L27/15;H01L33/48;H01L33/50;H01L33/60;H01L33/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種高分辨率全彩化MicroLED顯示器，設置有MicroLED發光芯片和虛設芯片，所述MicroLED發光芯片和虛設芯片均設置有第一半導體層、絕緣層，絕緣層包覆MicroLED發光芯片、虛設芯片的側壁，所述相鄰的MicroLED發光芯片的第一半導體層臺階部之間設置有第一間隔槽，MicroLED發光芯片的第一半導體層臺階部與相鄰的虛設芯片的第一半導體層臺階部之間設置有第二間隔槽，所述第一半導體層臺階部的部分下表面未被絕緣層覆蓋，所述第一間隔槽內、第二間隔槽內以及第一半導體層臺階部未被絕緣層覆蓋的下表面均設置有金屬線路。

技術領域

本發明涉及新型顯示領域，尤其涉及一種高分辨率全彩化MicroLED顯示器。

背景技術

MicroLED顯示是繼液晶顯示與OLED顯示之后新出現的下一代顯示技術。MicroLED顯示采用尺寸在幾微米至幾十微米之間的LED發光芯片(MicroLED芯片)作為像素單元，一顆一顆緊密地排列成陣列，每顆芯片都能獨立地被驅動點亮發出光線。MicroLED顯示也將是新型顯示與LED兩大產業跨界融合的重要發展方向，它將實現對顯示、半導體、集成電路等多個產業的橫向整合。MicroLED顯示具有自發光、高效、長壽命、超高分辨率等諸多優點。MicroLED顯示的應用產品有望覆蓋所有尺寸的顯示屏幕。從AR/VR等近眼顯示，到對耗電量極為敏感的可穿戴設備、移動裝置，以及到100吋以上的超大屏幕顯示，都是MicroLED顯示的潛在應用領域。

MicroLED全彩化顯示器的技術方案，主要分為兩類：(1)采用紅綠藍三種不同發光波長的MicroLED芯片間隔排布成像素點陣列，實現全彩化顯示，需要進行至少三次巨量轉移，才能將來自紅、綠、藍三種不同外延片上的MicroLED芯片排布完成，提升巨量轉移的良率和生產效率是改技術方案需要解決的關鍵難題；(2)采用藍光或者近紫外光MicroLED芯片排布成陣列，再根據紅、綠、藍像素點排布，在相應像素點對應的Micro-LED芯片上表面分別涂覆熒光材料，通過熒光材料的波長轉換，實現紅綠藍三基色的像素點。

對于AR/VR等近眼顯示的應用場景，分辨率要求極高，MicroLED芯片尺寸以及芯片之間的中心間距需要縮小至10微米以下，難以通過巨量轉移的方式實現MicroLED芯片的陣列排布，第一種技術方案變得難以實施，第二種技術方案是目前較為可行的方案。近眼顯示的高分辨率全彩化MicroLED顯示器，通常采用互補金屬氧化物半導體(ComplementaryMetal?Oxide?Semiconductor，縮寫為CMOS)驅動背板，從已經加工出MicroLED芯片陣列的外延片上切取一塊特定尺寸的外延塊，將該外延塊與CMOS驅動背板進行鍵合，使得每一顆MicroLED芯片的電極分別與CMOS驅動背板上的一個驅動單元實現鍵合，從而每顆MicroLED芯片均能夠被單獨地驅動。藍光或者近紫外光MicroLED芯片的外延生長，均先在透明的藍寶石襯底上生長透明的化合物半導體緩沖層，然后再依次生長N型GaN層、量子阱、P型GaN層等多層結構。藍光或者近紫外光MicroLED外延塊與CMOS驅動背板鍵合后，從量子阱發出的光線，依次穿過N型GaN層、化合物半導體緩沖層、藍寶石襯底從出光方面的上表面出射。根據紅、綠、藍像素點的排布，在相應像素點對應的Micro-LED芯片出光面的上表面分別涂覆熒光材料，實現紅綠藍三基色的像素點。