[发明专利]LED阵列微显示器件及制作方法

权利要求书

1、一种AlGaInP-LED微显示器件，其特征是由上电极(1)、透光层(4)、发光层(5)、反射层(6)、基片(7)、下电极(9)、光阑(11)构成；反射层(6)的上面依次为发光层(5)、透光层(4)，反射层(6)的下面是基片(7)；在透光层(4)上有互相平行的条形上电极(1)，发光层(5)和透光层(4)中开有纵向、横向交错的上隔离沟槽(2)内是光阑(11)；光阑(11)与上电极(1)将透光层(4)分割成长方形或正方形透光区(3)，透光区(3)构成二维阵列；反射层(6)下面的基片(7)上开有与上电极(1)互相垂直的下隔离沟槽(8)，将基片(7)分割成平行排列的条状结构，在每个条状结构的基片(7)上有下电极(9)。

2、根据权利要求1所述的AlGaInP-LED微显示器件，其特征是透光区(3)尺寸为15×30μm²，构成1000×500二维阵列。

3、根据权利要求2所述的AlGaInP-LED显示器件，其特征是透光层(4)材料为p-GaP，发光层(5)由三层组成：上限制层(12)、有源层(13)、下限制层(14)，上限制层为p-AlGaInP材料，有源层为非故意掺杂的AlGaInP材料，下限制层为n-AlGaInP材料，反射层(6)材料为AlGaAs/GaAs，基片(7)材料为n-GaAs。

4、根据权利要求3所述的AlGaInP-LED微显示器件，其特征是光阑(11)宽度为1～200μm，上电极(1)宽度为1～500μm，像素大小为10～1000μm。

5、根据权利要求3所述的AlGaInP-LED微显示器件，其特征是电流从上电极(1)注入，从下电极(9)流出，在器件中形成电场，使得正负载流子在发光层(5)内复合发光；其中部分光向上穿过透光层(4)，从透光区(3)射出；部分光向下到达反射层(6)，被反射层(6)反射，再穿过发光层(5)、透光层(4)，从透光区(3)射出。

6、根据权利要求2所述的AlGaInP-LED微显示器件，其特征是在透光区(3)、上电极(1)、光阑(11)上覆盖有上保护层(10)。

7、一种AlGaInP-LED微显示器件的制作方法，其特征是：

(一)在透光层和基片上制备金属薄膜

(A)在由透光层(4)、发光层(5)、反射层(6)和基片(7)构成的发光芯片上，通过蒸发或溅射技术，在透光层(4)和基片(7)上制备一层金属薄膜；反射层(6)的上面依次为发光层(5)、透光层(4)，反射层(6)的下面是基片(7)；

(B)在基片(7)的金属薄膜表面甩一层胶作保护层；

(二)形成上隔离沟槽和制备上电极

(C)在透光层(4)表面的金属膜上涂一层光刻胶，然后进行光刻，形成上隔离沟槽的光刻胶图形；

(D)用金属腐蚀液将透光层(4)上未被保护的金属膜腐蚀掉，露出透光层(4)，初步形成上隔离沟槽(2)；

(E)在已形成的上隔离沟槽上，用腐蚀液进一步腐蚀透光层(4)，腐蚀掉至发光层(5)；

(F)用腐蚀液继续进一步腐蚀发光层(5)，腐蚀至露出反射层(6)，使上隔离沟槽(2)完全形成；

(G)将透光层(4)表面的光刻胶去除，然后在上面再次甩胶，用上电极(1)的光刻版进行光刻；将未被光刻胶保护的金属膜腐蚀掉，最后去除光刻胶，所留下的条形金属薄膜即为上电极(1)；

(三)制备光阑

(H)选一种不透明的光刻胶做光阑材料，将其涂在上表面，使其填充于上隔离沟槽(2)并覆盖透光区(3)和上电极(1)，用光阑的光刻版进行光刻，完成光阑(11)的结构制作；

(四)下隔离沟槽制作

(I)去除基片(7)上的金属薄膜下表面的保护层，在下表面甩胶后，用下隔离沟槽的光刻版进行光刻，用金属腐蚀液将未被光刻胶保护的基片上的金属膜腐蚀掉，初步形成下隔离沟槽(8)；

(J)在形成的下隔离沟槽上，用腐蚀液进一步腐蚀基片(7)，腐蚀至反射层(6)，使下隔离沟槽(8)完全形成；

五、下电极制备

(K)去除基片(7)上的金属薄膜下表面的光刻胶，在下表面再次甩胶并用下电极光刻版进行光刻，用腐蚀液腐蚀未被胶保护的金属膜，制作出下电极(9)；

(L)用通常封装器件的方法，设计封装结构，制作电路引线，完成器件制作。

8、根据权利要求7所述的AlGaInP-LED微显示器件的制作方法，其特征是：

(A)在AlGaInP为发光层的发光芯片的基片和透光层上，用热蒸发、电子束蒸发、直流溅射、磁控溅射或射频溅射方法，制备材料为Au、Al、Cr的所述金属膜，厚度为100nm-2000nm；

(B)在基片的金属薄膜上涂敷一层材料光刻胶、二氧化硅、氮化硅或有机材料作为保护层；

(C)在用腐蚀液腐蚀透光层上未被保护的金属膜时，Au薄膜腐蚀液用I₂和KI的混合溶液，Cr薄膜腐蚀液用硫酸和丙三醇混合溶液，Al薄膜腐蚀液用稀盐酸；

(D)用浓磷酸或盐酸双氧水混合液腐蚀透光层；

(E)用乙酸双氧水混合腐蚀液腐蚀发光层；

(F)用丙酮去除透光层表面的BP-212正性光刻胶；

(G)制作光阑时可用厚光刻胶，并可掺杂SiO₂纳米颗粒；在上电极、透光区和光阑上制作保护层，保护层的材料是光刻胶；

(H)在基片上的金属薄膜的下表面上用BP-212正性光刻胶进行光刻后，用I₂和KI的混合溶液腐蚀Au薄膜，用硫酸和丙三醇混合溶液腐蚀Cr薄膜，用稀盐酸腐蚀Al薄膜；

(I)GaAs基片材料选用湿法腐蚀，腐蚀液选用柠檬酸水溶液和双氧水的混合液。