(19)國家知識產(chǎn)權(quán)局(12)發(fā)明專利(10)授權(quán)公告號CN119403332B(21)申請?zhí)?02510000199.6(22)申請日2025.01.02(65)同一申請的已公布的文獻號申請公布號CN119403332A(43)申請公布日2025.02.07路2號(72)發(fā)明人潘安練廖小琴陳舒拉(74)專利代理機構(gòu)長沙永星專利商標事務所(普通合伙)43001專利代理師鄧淑紅柳鶯H1OH29/24(2025.01)H10H29/03(2025.01)H10H29/85(2025.01)H10H20/83(2025.01)(56)對比文件權(quán)利要求書1頁說明書4頁附圖5頁(54)發(fā)明名稱一種鰭型三色集成Micro-LED顯示器件及其制備方法(57)摘要本發(fā)明公開了一種鰭型三色集成Micro-LED顯示器件及其制備方法；涉及光學半導體領(lǐng)域，該顯示器件包括驅(qū)動基板，所述驅(qū)動基板表面設(shè)有多個凹槽區(qū)，多個凹槽區(qū)呈陣列排布；每個凹槽區(qū)中均嵌設(shè)有LEDbar單元，LEDbar單元可被單獨驅(qū)動；LEDbar單元包括多個LED單元和多個電極層，LED單元與電極層穿插排列且呈鰭型固定在驅(qū)動基板凹槽區(qū)內(nèi)，兩電極層分別組成LEDbar單元的最外側(cè)兩層；該方法是通過晶圓垂直鍵合并深槽刻蝕后進行旋轉(zhuǎn)巨量轉(zhuǎn)移；本申請將蝕刻后的LEDbar單元旋轉(zhuǎn)水平放置在驅(qū)動基板凹槽內(nèi)，每個LEDbar單元包括發(fā)光區(qū)和金屬區(qū)，發(fā)光區(qū)呈鰭型水平排列，發(fā)光面積較小，進而可以實現(xiàn)納米級尺寸發(fā)光，且垂直方向無光串擾現(xiàn)象；金屬區(qū)可以阻擋反射發(fā)光區(qū)的光，避免水平方向上光串擾的同時也提高了發(fā)光區(qū)的亮度，從而提高LED像和度。2132122142A21.一種鰭型三色集成Micro-LED顯示器件，其特征在于：包括驅(qū)動基板，所述驅(qū)動基板表面設(shè)有多個凹槽區(qū)，多個凹槽區(qū)呈陣列排布；每個凹槽區(qū)中均嵌設(shè)有LEDbar單元，LEDbar單元可被單獨驅(qū)動；LEDbar單元包括多個LED單元和多個電極層，LED單元與電極層穿插排列且呈鰭型固定在驅(qū)動基板凹槽區(qū)內(nèi)，兩電極層分別組成LEDbar單元的最外側(cè)兩層；個所述電極層分別為第一電極層、第二電極層、第三電極層和第四電極層，電極層與驅(qū)動基板上的焊點一一對應并進行電性連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鰭型三色集成Micro-LED顯示器件，其特征在于：所述凹槽區(qū)可為長方體也可為倒金字塔形狀。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鰭型三色集成Micro-LED顯示器件，其特征在于：所述LEDbar單元具有第一高度H?,第一高度H?的范圍為0.5μm~10μm,所述凹槽區(qū)具有第二高度H?,第一高度H?的范圍為1μm~1lμm,且滿足0≤H?-H?≤2μm。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鰭型三色集成Micro-LED顯示器件，其特征在于：所述LEDbar單元具有第一寬度A?,第一寬度A?的范圍為0.5μm~10μm,所述凹槽區(qū)具有第二寬度A?,第一寬度A?的范圍為1μm~1lμm,且滿足0≤A?-A?≤2μm5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鰭型三色集成Micro-LED顯示器件，其特征在于：所述LEDbar單元具有第一長度L?,第一長度L?的范圍為5μm~15μm,所述凹槽區(qū)具有第二長度L?,第6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鰭型三色集成Micro-LED顯示器件，其特征在于：每個所述LED單元的材料體系為AlGaInN或AlGaInP或AsGaInP基Ⅲ-V族化合物中的一種，每個所述LED7.一種鰭型三色集成Micro-LED顯示器件的制作方法，用于制備上述權(quán)利要求6所述的一種鰭型三色集成Micro-LED顯示器件，其特征在于包括如下步驟：S1、提供暫態(tài)基板，在暫態(tài)基板上分步沉積熱熔性連接層及第四電極層；S6、采用離子束蝕刻的方式蝕刻出LEDbar單元；S7、通過巨量轉(zhuǎn)移的方式將LEDbar單元轉(zhuǎn)移至驅(qū)動基板的凹槽區(qū)，快速退火將LEDbar單元的電極層與驅(qū)動基板上的焊點連接，并在驅(qū)動基板表面沉積一層鈍化層。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鰭型三色集成Micro-LED顯示器件的制作方法，其特征在于：對于LEDbar單元的電極層與驅(qū)動基板上的焊點對準后采用快速退火對焊點進行熱處理，快速退火的溫度為200~350℃,退火時間為1~3min。3技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及光學半導體領(lǐng)域，尤其是涉及一種鰭型三色集成Micro-LED顯示器件及其制備方法。背景技術(shù)強現(xiàn)實等技術(shù)領(lǐng)域具有重大的商業(yè)價值。但是目前主流應用的垂直堆疊三色Micro-LED存在不同波長LED鍵合金屬遮擋出光面的問題，亦或是不同波長LED之間光串擾以及短波長[0003]為了避免遮擋出光面或者LED間光串擾現(xiàn)象，通常會將三色LED階梯式垂直堆疊排列或水平排列在驅(qū)動基板上，再用金屬包裹像素點。金屬包裹三色LED整體制備工藝相對復[0004]如何在保證良率的前提下提高三色集成LED的出光效率以及顯示飽和度是一項亟待解決的技術(shù)難題。發(fā)明內(nèi)容[0005]本申請?zhí)峁┝艘环N鰭型三色集成Micro-LED顯示器件及其制備方法。[0006]第一方面，本申請?zhí)峁捫腿蒑icro-LED顯示器件，采用如下的技術(shù)方案：[0007]一種鰭型三色集成Micro-LED顯示器件，包括驅(qū)動基板，所述驅(qū)動基板表面設(shè)有多個凹槽區(qū)，多個凹槽區(qū)呈陣列排布；每個凹槽區(qū)中均嵌設(shè)有LEDbar單元型固定在驅(qū)動基板凹槽區(qū)內(nèi)，兩電極層分別組成LEDbar單元的最外側(cè)兩層。和藍光LED,多個所述電極層分別為第一電極層、第二電極層、第三電極層和第四電極層，電極層與驅(qū)動基板上的焊點一一對應并進行電性連接。[0009]可選的，所述凹槽區(qū)可為長方體也可為倒金字塔形狀。述凹槽區(qū)102具有第二高度H?,第一高度H?的范圍為1μm~1lμm,且滿足0≤H?-H?≤2μm。述凹槽區(qū)102具有第二寬度A?,第一寬度A?的范圍為1μm~1lμm,且滿足0≤A?-A?≤2μm[0012]可選的，所述LEDbar單元具有第一長度L?,第一長度L?的范圍為5μm~15μm,所述凹槽區(qū)102具有第二長度L?,第一長度L?的范圍為5μm~20μm,且滿足0≤L?-L?≤5μm。[0013]可選的，每個所述LED單元的材料體系為AlGaInN或AlGaInP或AsGaInP基Ⅲ-V族4[0014]第二方面，本申請還提供一種鰭型三色集成Micro-LED顯示器件的制作方法，采用如下技術(shù)方案：[0015]一種鰭型三色集成Micro-LED顯示器件的制作方法，包括如下步驟：[0016]S1、提供暫態(tài)基板，在所述暫態(tài)基板上分步沉積熱熔性連接層及第四電極層；[0022]S7、通過巨量轉(zhuǎn)移的方式將LEDbar單元轉(zhuǎn)移至驅(qū)動基板的凹槽區(qū)，快速退火將LEDbar單元的電極層與驅(qū)動基板上的焊點連接，并在驅(qū)動基板表面沉積一層鈍化層；[0023]可選的，對于LEDbar單元的電極層與驅(qū)動基板上的焊點對準后采用快速退火對焊點進行熱處理，快速退火的溫度為200~350℃,退火時間為1~3min。[0025]本申請將三色LED垂直堆疊鍵合蝕刻后，將三色LED旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移至驅(qū)動基板上且呈鰭型排布，將常規(guī)的側(cè)壁轉(zhuǎn)為發(fā)光面，利用側(cè)壁發(fā)光，另外電極層金屬充當電極的同時也抑制了光串擾，提高Micro-LED的光效以及顯示的飽和度，解決了三色LED存在的常見問題，同時該項制備方法對比現(xiàn)有主流垂直堆疊三色Micro-LED,由于該工藝方法是晶圓堆疊鍵合后再進行像素刻蝕，無需微米級像素一一對準，其鍵合工藝容錯率更大；且該方法無需進行額外的側(cè)壁遮光工藝。附圖說明[0026]圖1是本申請鰭型三色集成Micro-LED顯示器件的俯視結(jié)構(gòu)圖；[0027]圖2是圖1沿A-A線的剖視圖；[0028]圖3是本申請鰭型三色集成Micro-LED顯示器件的制備方法中第一步的結(jié)構(gòu)示意[0029]圖4是本申請鰭型三色集成Micro-LED顯示器件的制備方法中第二步的結(jié)構(gòu)示意[0030]圖5是本申請鰭型三色集成Micro-LED顯示器件的制備方法中第三步的結(jié)構(gòu)示意[0031]圖6是本申請鰭型三色集成Micro-LED顯示器件的制備方法中第四步的結(jié)構(gòu)示意[0032]圖7是本申請鰭型三色集成Micro-LED顯示器件的制備方法中第五步的結(jié)構(gòu)示意[0033]圖8是本申請鰭型三色集成Micro-LED顯示器件的制備方法中第六步的結(jié)構(gòu)示意[0034]圖9是本申請鰭型三色集成Micro-LED顯示器件的制備方法中第七步的結(jié)構(gòu)示意5[0035]圖10是圖8中LEDbar單元俯視結(jié)構(gòu)圖；流擴展層。具體實施方式[0039]以下結(jié)合附圖1-11對本申請作進一步詳細說明。[0040]本申請實施例公開一種鰭型三色集成Micro-LED顯示器件，如圖1和圖2所示，該顯示器件包括驅(qū)動基板1,驅(qū)動基板1表面設(shè)有若干陣列的凹槽區(qū)102,凹槽區(qū)102可為長方體也可為倒金字塔形狀，凹槽區(qū)102中設(shè)有LEDbar單元2,每個LEDbar單元2可單獨被驅(qū)動，每個LEDbar單元2包括多個LED單元20和多個電極層21,LED單元20與電極層21穿插排列且呈鰭型固定在驅(qū)動基板1凹槽區(qū)102內(nèi)。[0041]驅(qū)動基板1包括多個焊點101,LEDbar單元2包括多個LED單元20和多個電極層21,電極層21的材質(zhì)選自Au、Ag、Pt、A1、Cr、Ti中的單層或疊層，多個LED單元20分別為紅光LED203、綠光LED202和藍光LED201,多個電極層21分別為第一電極層211、第二電極層212、第三電極層213和第四電極層214,每個電極層21與驅(qū)動基板1上的焊點101電性連接，在本申請實施例中采用熱熔的方式連接；LED單元20與電極層21交叉設(shè)置，且第一電極層211與第四電極層214分布在最外兩側(cè)。[0042]驅(qū)動基板1中設(shè)有驅(qū)動電路，驅(qū)動電路用于將電信號提供給LEDbar單元2以控制亮度，驅(qū)動基板1可以是硅基互補金屬氧化物半導體驅(qū)動板或薄膜場效應管驅(qū)動板等。[0043]LEDbar單元具有第一高度H?,第一高度H?的范圍為0.5μm~10μm,凹槽區(qū)102具有第二高度H?,第一高度H?的范圍為1μm~1lμm,且滿足0≤H?-H?≤2μm。[0044]可以理解的是，本申請通過使凹槽區(qū)102與LEDbar單元2高度的差值，滿足：0≤H?-H?≤2μm,可以使凹槽區(qū)102將LEDbar單元2側(cè)壁的出光阻擋，從而減少LEDbar單元2的光串擾，從而解決現(xiàn)有LED需要面對的常見問題。[0045]LEDbar單元具有第一寬度A?,第一寬度A?的范圍為0.5μm~10μm,凹槽區(qū)102具有第二寬度A?,第一寬度A?的范圍為1μm~1lμm,且滿足0≤A?-A?≤2μm[0046]LEDbar單元具有第一長度L?,第一長度L?的范圍為5μm~15μm,所述凹槽區(qū)102具有第二長度L?,第一長度L?的范圍為5μm~20μm,且滿足0≤L?-L?≤5μm。[0047]可以理解的是，本申請通過使凹槽區(qū)102與LEDbar單元2寬度和長度的差值，滿足：0≤A?-A?≤2μm和0≤L?-L?≤5μm,可以使LEDbar單元2更方便且準確的轉(zhuǎn)移至凹槽區(qū)102內(nèi)，從而提高巨量轉(zhuǎn)移良率。[0048]如圖11所示，紅光LED203、綠光LED202及藍光LED201的材料體系為AlGaInN或6括P型電流擴展層115,P型層114,量子阱113,N型層112,N型歐姆接觸層111。[0049]請參見圖3至圖9,本申請的第二方面提供一種鰭型三色集成Micro-LED顯示器件[0050]S1、提供暫態(tài)基板3,暫態(tài)基板3材料可以是Si、Al?O?、SiC或GaN,在暫態(tài)基板3上分步沉積熱熔性連接層4及第四電極層214,熱熔性連接層4材料可以是低熔點合金或者有機粘結(jié)劑，可以理解的是，采用熱熔性連接層4主要是在巨量轉(zhuǎn)移的過程中更方便的通過激光對準加熱將LEDbar單元2準確地從暫態(tài)基板3上取下；[0052]S3、在紅光LED203表面沉積第三電極層213,將綠光LED202鍵合在第三電極層213[0053]S4、在綠光LED202表面沉積第二電極層212,將藍光LED201鍵合在綠光LED202上，[0055]S6、采用離子束蝕刻的方式蝕刻出LEDbar單元2,具體的，采用純氬的離子束刻蝕[0056]S7、通過巨量轉(zhuǎn)移的方式將LEDbar單元2轉(zhuǎn)移至驅(qū)動基板1的凹槽區(qū)102,快速退火將LEDbar單元2的電極層21與驅(qū)動基板1上的焊點101連接，并在驅(qū)動基板1表面沉積一層鈍化層8;[0057]圖3至圖9展示了顯示器件制備過程中不同階段的橫截面圖。圖10為圖8暫態(tài)基板3上蝕刻出LEDbar單元2對應的俯視圖，頂部為電極層21。[0058]對于LEDbar單元2的電極層21與驅(qū)動基板1上的焊點101焊接后進行快速退火，快速退火的溫度為200~350℃,退火時間為1~3min。任意一種或幾種的組合。[0060]該項制備方法對比現(xiàn)有主流垂直堆疊三色Micro-LED,由于該工藝方