一种微型发光二极管芯片结构以及制备方法与流程

本发明实施例涉及半导体，尤其涉及一种微型发光二极管芯片结构以及制备方法。

背景技术：

1、微型发光二极管(micro-led)显示技术具有高亮度、高响应速度、低功耗和长寿命等优点，成为新一代显示技术的研究热点。

2、目前常见的微型发光二极管芯片结构包括水平结构和垂直结构，相比于水平结构来说，垂直结构的微型发光二极管芯片结构具有明显的性能和应用优势，例如散热性好，有源区利用率高，巨量转移释放对准进度要求低等。

3、但是，目前垂直结构的微型发光二极管芯片结构的良率并不高。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提供了一种微型发光二极管芯片结构以及制备方法，以提高微型发光二极管芯片结构的良率。

2、本发明实施例提供了一种微型发光二极管芯片结构的制备方法，包括：

3、提供背板；

4、在所述背板的表面设置限位层，其中，所述限位层包括至少一个限位坑；

5、在所述限位坑内设置连接电极，所述连接电极包括在所述限位坑内的第一连接电极；

6、设置所述限位坑后再在所述限位坑内设置微型发光单元，其中，所述微型发光单元包括第一电极、发光器件层和第二电极，所述第一电极与所述第一连接电极电性连接。

7、该技术方案中，带有限位坑的限位层是在背板上制备微型发光单元之前设置的，相比在背板的表面设置了微型发光单元之后再设置带有限位坑的限位层的技术方案，避免了在设置限位层的过程中由于温度的变化导致微型发光单元存在热失配问题，即，在限位坑内设置微型发光单元过程中，微型发光单元中各膜层内产生的热应力可以忽略不计，不会导致微型发光单元的性能存在失效问题，也不会导致微型发光单元的第一电极与第一连接电极之间出现空隙，进而不会导致第一电极与第一连接电极之间接触不良的问题。综上，先在背板上设置具有限位坑的限位层，再将微型发光单元转移至背板，提高了微型发光二极管芯片结构的良率。

8、可选的，在所述限位坑内设置微型发光单元之后还包括：

9、在所述限位层背离所述背板的一侧设置连接走线，其中，所述连接走线与所述第二电极电性连接。

10、优选地，所述第一连接电极设置于所述限位坑内的底面。

11、该技术方案中，连接走线用于为第二电极提供电信号。

12、可选的，在所述限位层背离所述背板的一侧设置连接走线包括：

13、在所述限位层背离所述背板的一侧设置面状连接走线；

14、该技术方案，面状连接走线相比线状连接走线，增大了与第二电极接触位置的走线的面积，进而降低了第二电极接触位置的走线的线阻和电压降，从而降低了微型发光二极管芯片结构的功耗，提升了微型发光单元的亮度均一性和微型发光二极管芯片结构的驱动能力。

15、优选地，所述限位层的厚度与所述微型发光单元和所述第一连接电极的厚度之和的差值小于预设距离。

16、该技术方案中，限位层的厚度与微型发光单元和第一连接电极的厚度之和的差值小于预设距离，降低了限位层和微型发光单元之间的高度差，进而减小了面状连接走线的制备难度，从而提高了微型发光二极管芯片结构的良率。

17、优选地，所述面状连接走线覆盖所述第二电极的边缘的部分或者全部。

18、该技术方案中，面状连接走线覆盖第二电极可以实现面状连接走线和第二电极电性连接。

19、优选地，所述面状连接走线在所述背板的正投影和所述第二电极在所述背板的正投影重叠的部分包括环形、矩形以及梯形中的至少一种。

20、该技术方案相比线状连接走线，面状连接走线在背板的正投影和第二电极在背板的正投影重叠的部分包括环形、矩形以及梯形中的至少一种，增大了与第二电极电性连接的走线的面积，进而降低了与第二电极接触位置的走线的面积，进而降低了第二电极接触位置的走线的线阻和电压降，从而降低了微型发光二极管芯片结构的功耗，提升了微型发光单元的亮度均一性和微型发光二极管芯片结构的驱动能力，进而提高了微型发光二极管芯片结构的良率。

21、可选的，在所述限位层背离所述背板的一侧设置连接走线之前还包括：

22、在所述限位层背离所述背板的表面设置平坦化层，其中，所述平坦化层延伸至所述限位坑和所述微型发光单元的间隙，且所述平坦化层内设置有至少一个开口结构，所述开口结构露出所述第二电极；

23、优选地，在所述限位层背离所述背板的表面设置平坦化层包括：

24、通过喷墨打印工艺在所述限位层背离所述背板的表面设置平坦化层；

25、通过光刻和刻蚀工艺在所述平坦化层内形成至少一个开口结构，所述开口结构露出所述第二电极；

26、优选地，所述平坦化层包括有机封装层和/或无机封装层。

27、该技术方案中，平坦化层可以为连接走线提供平整的表面，平坦化层还可以作为封装层，用于保护微型发光二极管芯片结构，进而可以提高连接走线的良率以及微型发光二极管芯片结构的良率。且平坦延伸至限位坑和微型发光单元的间隙，提高了微型发光单元的结构稳定性，进而提高了微型发光二极管芯片结构的良率。平坦化层内的开口结构露出第二电极，便于实现连接走线与第二电极的电性连接。

28、可选的，在所述限位层背离所述背板的一侧设置连接走线之前还包括：

29、去除微型发光单元中的故障微型发光单元，并在所述故障微型发光单元对应的限位坑内再次设置微型发光单元。

30、该技术方案在制备连接走线之前，将故障微型发光单元替换为性能良好的微型发光单元，相比制备面状连接走线之后去除故障微型发光单元的技术方案，无需去除连接走线，简化了制备工艺，降低了将故障微型发光单元替换为性能良好的微型发光单元的难度，进而提高了微型发光二极管芯片结构的良率。

31、可选的，去除微型发光单元中的故障微型发光单元，并在所述故障微型发光单元对应的限位坑内再次设置微型发光单元包括：

32、制备检测背板，其中，所述检测背板的表面包括检测焊盘，所述检测焊盘与所述第二电极一一对应设置；

33、将所述检测背板的检测焊盘与所述第二电极电性连接，以检出所述微型发光单元中的故障微型发光单元；

34、去除所述故障微型发光单元；

35、在所述故障微型发光单元对应的限位坑内再次设置微型发光单元。

36、该技术方案通过检测背板的检测焊盘与第二电极一一对应电性连接，以检出微型发光单元中的故障微型发光单元，提高了故障微型发光单元检测效率，并且相比制备面状连接走线之后去除故障微型发光单元的技术方案，无需去除面状连接走线，简化了制备工艺，降低了将故障微型发光单元替换为性能良好的微型发光单元的难度，进而提高了微型发光二极管芯片结构的良率。

37、可选的，制备检测背板包括：

38、提供检测背板的板状部；

39、在所述检测背板的板状部的表面设置检测线路层；

40、在所述检测线路层背离所述检测背板的板状部的表面设置绝缘层，其中，所述绝缘层设置有至少一个通孔；

41、在所述通孔处设置检测焊盘，其中，所述检测焊盘与所述检测线路层电性连接，所述检测焊盘与所述第二电极一一对应设置。

42、该技术方案在制备微型发光二极管芯片结构的过程中，制备检测背板，其中，检测焊盘与第二电极一一对应设置，提高了故障微型发光单元的检测精度以及故障微型发光单元检测效率，从而提高了微型发光二极管芯片结构的良率。

43、优选地，所述检测焊盘包括柔性检测焊盘。

44、该技术方案中检测焊盘包括柔性检测焊盘。具体的，在检测焊盘与第二电极经过压接工艺实现电性连接时，检测焊盘包括柔性检测焊盘，一方面可以避免对于第二电极造成损毁，另一方面，在多个第二电极的高度不同时，柔性检测焊盘在压接工艺过程中，可以避免检测焊盘与第二电极出现接触不良的问题，进而提高了故障微型发光单元的检测精度，从而提高了微型发光二极管芯片结构的良率。

45、可选的，在所述限位坑内设置连接电极包括：

46、在所述限位坑内设置第一连接电极，并在所述限位层背离所述背板的表面设置第二连接电极；

47、该技术方案中，第二连接电极和第二电极通过面状连接走线实现电性连接，多个第二连接电极呈网格状，相比整面的第二连接电极，当第二连接电极出现短路问题时，降低了检测短路问题的难度，进而提高了微型发光二极管芯片结构的良率。

48、优选地，在所述限位坑内设置第一连接电极，并在所述限位层背离所述背板的表面设置第二连接电极之后还包括：

49、在所述限位层背离所述背板的一侧设置面状连接走线，其中，所述面状连接走线的第一端覆盖所述第二连接电极的部分或者全部，所述面状连接走线的第二端覆盖所述第二电极的边缘的部分或者全部，以使所述面状连接走线分别与所述第二连接电极和所述第二电极实现电性连接；

50、该技术方案中，第二连接电极和第二电极通过面状连接走线实现电性连接，降低了面状连接走线的长度，降低了走线电阻，降低了微型发光二极管芯片结构的功耗，提升了微型发光二极管芯片结构的驱动能力。

51、可选的，在所述限位层背离所述背板的一侧设置面状连接走线之前还包括：

52、该技术方案在所述限位层背离所述背板的表面设置平坦化层，其中，所述平坦化层延伸至所述限位坑和所述微型发光单元的间隙，且所述平坦化层内设置有至少一个开口结构，所述开口结构露出所述第二电极和所述第二连接电极。

53、优选地，所述平坦化层背离所述背板的表面和所述第二连接电极背离所述背板的表面平齐。

54、该技术方案减少了设置平坦化层中开口结构时，去除平坦化层的厚度，进而降低了制备成本。

55、本发明实施例还提供了一种微型发光二极管芯片结构，包括：背板；

56、设置在所述背板的表面的限位层，其中，所述限位层包括至少一个限位坑；

57、连接电极，所述连接电极包括设置在所述限位坑内的第一连接电极；

58、设置在所述限位坑内的微型发光单元，其中，所述微型发光单元包括第一电极、发光器件层和第二电极，所述第一电极与所述第一连接电极电性连接；

59、设置在所述限位层背离所述背板的一侧的面状连接走线，其中，所述面状连接走线与所述第二电极电性连接。

60、该技术方案中的微型发光二极管芯片结构的带有限位坑的限位层是在背板上制备微型发光单元之前设置的，相比在背板的表面设置了微型发光单元之后再设置带有限位坑的限位层的技术方案，避免了在设置限位层的过程中由于温度的变化导致微型发光单元存在热失配问题，即，在限位坑内设置微型发光单元过程中，微型发光单元中各膜层内产生的热应力可以忽略不计，不会导致微型发光单元的性能存在失效问题，也不会导致微型发光单元的第一电极与第一连接电极之间出现空隙，进而不会导致第一电极与第一连接电极之间接触不良的问题。综上，先在背板上设置具有限位坑的限位层，再将微型发光单元转移至背板，提高了微型发光二极管芯片结构的良率。其中，面状连接走线相比线状连接走线，增大了与第二电极接触位置的走线的面积，进而降低了第二电极接触位置的走线的线阻和电压降，从而降低了微型发光二极管芯片结构的功耗，提升了微型发光单元的亮度均一性和微型发光二极管芯片结构的驱动能力。

61、优选地，所述连接电极还包括设置在所述限位层背离所述背板的表面的第二连接电极；

62、该技术方案中，第二连接电极和第二电极通过面状连接走线实现电性连接，多个第二连接电极呈网格状，相比整面的第二连接电极，当第二连接电极出现短路问题时，降低了检测短路问题的难度，进而提高了微型发光二极管芯片结构的良率。

63、优选地，所述面状连接走线的第一端覆盖所述第二连接电极的部分或者全部，所述面状连接走线的第二端覆盖所述第二电极的边缘的部分或者全部，以使所述面状连接走线分别与所述第二连接电极和所述第二电极实现电性连接。优选地，所述平坦化层背离所述背板的表面和所述第二连接电极背离所述背板的表面平齐。

64、该技术方案中，第二连接电极和第二电极通过面状连接走线实现电性连接，降低了面状连接走线的长度，降低了走线电阻，降低了微型发光二极管芯片结构的功耗，提升了微型发光二极管芯片结构的驱动能力。

65、本发明实施例提供的技术方案，带有限位坑的限位层是在背板上制备微型发光单元之前设置的，相比在背板的表面设置了微型发光单元之后再设置带有限位坑的限位层的技术方案，避免了在设置限位层的过程中由于温度的变化导致微型发光单元存在热失配问题，即，在限位坑内设置微型发光单元过程中，微型发光单元中各膜层内产生的热应力可以忽略不计，不会导致微型发光单元的性能存在失效问题，也不会导致微型发光单元的第一电极与第一连接电极之间出现空隙，进而不会导致第一电极与第一连接电极之间接触不良的问题。综上，先在背板上设置具有限位坑的限位层，再将微型发光单元转移至背板，提高了微型发光二极管芯片结构的良率。