[发明专利]微LED器件及其制作方法

说明书

本发明提供一种微LED器件及其制作方法，采用等离子体直接刻蚀外延片制作微米级的LED元件，无需转移LED元件，其中无需剥离衬底，而是直接在衬底内部开孔，形成通孔，作为负极的金属背板穿过通孔直接与外延片接触。而在制作衬底内的通孔时，采用纵向多次隐形切割和激光划片结合的方法，制作通孔，方法简单，操作方便。本发明设计了位于透明上盖板外周的金属触点作为正极，直接接通正、负极，可以实现点控LED元件的发光，从而无需在微米级的小尺寸LED元件进行打线及转移操作。

技术领域

本发明属于微LED器件领域，尤其涉及一种采用外延级焊接方式制作微LED器件及其制作方法。

背景技术

目前的GaN芯片制造流程是先在外延片上罩出芯粒图形，然后再蚀刻镀出电极等。最后分裂出一个个单独的芯粒，以供使用。工艺流程长且复杂，随着工序的增多，相对异常风险也有增加。

目前常用显示器常为LCD显示器，更具优势的是OLED显示器，但其像素点距离均在毫米级别，无法实现微米级。而MicroLED可以将显示器的像素点距离降低至微米级。MicroLED显示器，即LED微缩化和矩阵化技术。指的是在一个芯片上集成的高密度微小尺寸的LED阵列。Micro LED具有高效率、高亮度、高可靠度及反应时间快等特点，并且具自发光无需背光源的特性，更具节能、机构简易、体积小、薄型等优势。

目前常用的Micro LED显示器的制程包括三大类：

（1）芯片级焊接，即将LED直接进行切割成微米等级的Micro LED chip(含磊晶薄膜和基板)，利用SMT技术或COB技术，将微米等级的Micro LED chip一颗一颗键接于显示基板上。

（2）外延级焊接，即在LED的磊晶薄膜层上用感应耦合等离子离子蚀刻(ICP)，直接形成微米等级的Micro-LED磊晶薄膜结构，此结构之固定间距即为显示像素所需的间距，再将LED晶圆(含磊晶层和基板)直接键接于驱动电路基板上，最后使用物理或化学机制剥离基板，仅剩4~5微米Micro-LED磊晶薄膜结构于驱动电路基板上形成显示像素。

（3）薄膜转移，即使用物理或化学机制剥离LED基板，以一暂时基板承载LED磊晶薄膜层，再利用感应耦合等离子离子蚀刻，形成微米等级的Micro-LED磊晶薄膜结构；或者，先利用感应耦合等离子离子蚀刻，形成微米等级的Micro-LED磊晶薄膜结构，再使用物理或化学机制剥离LED基板，以一暂时基板承载LED磊晶薄膜结构。最后，根据驱动电路基板上所需的显示划素点间距，利用具有选择性的转移治具，将Micro LED磊晶薄膜结构进行批量转移，键接于驱动电路基板上形成显示像素。

发明内容

本发明在其一方面公开了微LED器件，至少包括一衬底、间隔排列于衬底上的复数个LED元件，所述LED元件至少包括依次层叠的外延片和透明导电层，其特征在于：所述复数个LED元件共用一个衬底；所述衬底内部与LED元件对应位置具有复数个贯穿衬底的通孔；所述衬底的背面还具有金属背板，所述金属背板具有复数个与通孔对应的凸起，所述凸起插入通孔内并与外延片电性导通；所述LED表面还置有一透明盖板，所述透明盖板包括透明上盖板、复数个导电垫块、复数个金属触点和复数个导电线，所述导电垫块位于透明上盖板下表面并与LED元件位置对应，所述金属触点位于透明上盖板下表面的外周，所述导电线连接导电垫块和金属触点；所述透明盖板和金属背板接入电源后，将电流注入LED元件内，使LED元件发射一定波长的光并穿过透明盖板发射。

所述外延片为P-I-N结构，至少包括依次层叠的N型层、发光层和P型层。

所述通孔的深度大于或等于所述衬底的厚度。

所述金属触点、导电线、导电垫块、LED元件、凸起的数目相同。

所述金属背板为一体结构，所述复数个LED元件共用一个金属背板。