[发明专利]制备晶圆级全彩LED显示阵列的方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电器件技术领域，尤其涉及一种制备晶圆级全彩LED显示阵列的方法。

背景技术

LED显示屏是八十年代后期在全球迅速发展起来的新型信息显示媒体，它利用LED发光二极管构成的点阵模块或像素单元组成大面积显示屏幕，除了具有显著的节能效果外，还具有可靠性高、使用寿命长、环境适应能力强、价格性能比高、使用成本低以及大面积显示等特点，在短短的十来年中，迅速成长为平板显示领域的主流产品，在信息显示领域得到了广泛应用。

LED以往一般用于室内外超大屏幕显示，目前在体育设施、宣传广告、舞台舞美、会议场所等方面都有较多的应用。未来LED显示技术可能会应用于对画质要求较高的专业领域，随着成本的下降逐渐进入普通家用市场。未来主要的发展趋势包括两个方向：更高画质和高清(更大的像素数量和更小的像素尺寸)、更低成本和更优效率。

实现高清显示的关键技术是实现超小发光像素，需要更小尺寸的LEDRGB全彩发光单元。图1是现有技术全彩LED显示阵列示意图。图2是现有技术全彩LED显示阵列中的全彩LED封装单元结构图。请参照图1和图2，目前RGB全彩封装单元的尺寸为1mm*1mm，采用的是红、绿、蓝三颗正装LED芯片通过固晶和打线工艺封装到PCB版上，PCB板再通过导电通孔工艺将三种芯片的电极从背面引出，形成一个全彩LED封装单元。此全彩LED封装单元再通过COB(chip on board)封装工艺压焊到COB平板上，通过COB平板上的行列布线形成点阵LED显示屏。

在实现本发明的过程中，申请人发现：由于焊料工艺、固晶机对位精度以及导电通孔孔径的限制，使得LED RGB全彩封装单元尺寸小型化受到限制。直接影响到最终LED屏像素分辨率，从而全彩LED屏的像素尺寸无法减小，最小尺寸只能为1mm左右。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本发明提供了一种制备晶圆级全彩LED显示阵列的方法，以减小全彩LED屏的尺寸。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种制备晶圆级全彩LED显示阵列的方法。该方法包括：步骤A，在衬底上生长GaN材料，制备GaN外延片；步骤B，通过深刻蚀工艺在GaN外延片上形成多个独立的LED结构；以及步骤F，对准不同列的LED结构，在蓝宝石衬底背面涂敷不同荧光粉，以形成红、绿、蓝LED芯片，从而形成晶圆级全彩LED显示阵列。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明制备晶圆级全彩LED显示阵列的方法具有以下有益效果：

(1)由逐列涂覆的荧光粉直接在LED蓝宝石wafer上实现全彩显示，从而实现了晶圆级LED显示阵列的像素尺寸小于500um；

(2)无需通过COB工艺将一个个封装好的全彩RGB封装单元集成组成阵列，只需涂覆荧光粉即可，大大简化了晶圆级全彩LED显示阵列的制备工艺；

(3)红、绿、蓝三种芯片的正负电极引线分别对应显示屏的数据线和控制线，可以通过LED芯片制备工艺过程中的金属化和钝化工艺实现，进一步简化了制备工艺。

附图说明

图1是现有技术全彩LED显示阵列示意图；

图2是现有技术全彩LED显示阵列中的全彩LED封装单元结构图；

图3是根据本发明实施例制备晶圆级全彩LED显示阵列方法的流程图；

图4是依照图3所示方法制备的晶圆级全彩LED显示阵列的示意图；

图5-1是图4所示晶圆级全彩LED显示阵列沿AA′截面的剖视图；

图5-2是图4所示晶圆级全彩LED显示阵列沿BB′截面的剖视图。

[主要元件]：

1-蓝宝石衬底；    2-GaN缓冲层；    3-不掺杂GaN层；

4-N-GaN；         5-多量子井层；   6-P-GaN；

7-第一层SiO₂；    8-P电极；        9-N电极；

10-第二层SiO₂；   11-数据线电极；  12-红色荧光粉；

13-绿色荧光粉。

具体实施方式