全彩色MicroLED阵列结构及制备方法与流程

本发明涉及led，特别涉及全彩色micro led阵列结构及制备方法。

背景技术：

1、micro-led又称为微发光二极管显示器，是指将传统的led结构进行微小化，由于micro-led技术的亮度、寿命、对比度、反应时间、功耗、可视角度等各种性能都要优于lcd和oled技术，micro-led具有自发光、结构简单和极强的环境适应能力等优点。micro-led由微米级半导体发光单元阵列组成，是一种将电能转化为光能的电致发光器件，可以通过巨量转移批量地转移到驱动电路基板上，驱动电路基板可以为硬性或柔性衬底。然后利用物理气相沉积等方法在其上制备保护层和外接电极，最后进行封装。其中led是由ii-vi和iii-v族化合物，如gaas(砷化镓)、gap(磷化镓)、gaasp(磷砷化镓)、gan(氮化镓)等半导体制成的，其核心结构是由p型半导体和n型半导体材料形成的pn结组成的。当对led施加正向电压时，通过电极从n型半导体和n型半导体经过分别向空间电荷区注入电子和空穴，并在结区复合发光。micro-led显示技术就是在微型发光二极管(led)的基础上进行微缩化与矩阵化，其单个发光单元尺寸在50μm以下，且较高密度地集成在芯片上。

2、micro-led的发光单元通过金属引线与基板的焊盘连接，如授权公告号为“cn115188864b”的发明公开了一种微型led器件制备方法、微型led器件及显示装置。该方法包括：提供外延片；将外延片刻蚀出台面结构阵列并使最外围台面结构有倾斜侧面；在每个台面结构上依次设置电流扩散层和金属层；在以上结构上设置钝化层，并在钝化层上开设第一接触孔和第二接触孔以使第一接触孔暴露出部分金属层且第二接触孔暴露出部分半导体层；在暴露出的金属层上设置第一电极并在露出的半导体层及与其相邻的钝化层上设置金属引线，金属引线的位于钝化层上方的部分作为第二电极；在第一电极和第二电极上设置金属凸点，得到微型led芯片阵列；通过金属凸点将芯片阵列与驱动基板倒装键合，得到微型led器件。根据该方案，可弥补阴极和阳极的高度差。

3、但是，采用cob工艺封装过程中，焊接的金线会遮挡发光单元发出的光，从而对光源的出光造成影响。

技术实现思路

1、本发明提供全彩色micro led阵列结构及制备方法，用以解决目前micro led阵列结构中焊接的金线会遮挡发光单元发出的光，从而对光源的出光造成影响的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明公开了全彩色micro led阵列结构，包括：基板，基板上表面设置若干组发光单元，单组发光单元呈4行4列阵列分布，发光单元从下往上依次包括衬底、n-gan层、量子阱层和p-gan层，发光单元通过刻蚀形成台面结构并露出n-gan层，p-gan层上设置透明导电层，透明导电层及位于台阶位置的n-gan层上均设置钝化层，n-gan层上设置n电极，发光单元的n电极一端延伸至钝化层外部并通过第一引线依次连接实现共阴极，p-gan层上设置p电极，p电极一端与p-gan层连接，p电极另一端依次贯穿透明导电层、钝化层，并延伸至钝化层外部与第二引线一端连接，第二引线另一端与基板上的焊盘连接，第二引线与p电极连接处、焊盘连接处均设置扭结角度，扭结角度随第二引线长度的增加而增大。

3、优选地，透明导电层采用氧化铟锡制成。

4、优选地，钝化层材质为二氧化硅。

5、本发明还提供了全彩色micro led阵列结构制备方法，用于制备上述全彩色microled阵列结构，包括以下步骤：

6、步骤1：在衬底上生长若干n-gan层，在n-gan层上生长量子阱层，在量子阱层上生长p-gan层；

7、步骤2：在p-gan层上制备透明导电层；

8、步骤3：使用感应耦合等离子体刻蚀制备台面结构，并露出n-gan层；

9、步骤4：制备钝化层，钝化层覆盖在透明导电层及位于台面结构处的n-gan层表面；

10、步骤5：在钝化层表面使用电子束蒸镀工艺制备金属薄膜层，并采用剥离工艺在n-gan层上制备n电极、在p-gan层上制备p电极，制得发光单元；

11、步骤6：将发光单元阵列分布在基板上，并通过cob技术进行封装，通过第一引线将n电极依次连接实现共阴极，通过第二引线将p电极与基板上的焊盘连接，第二引线与p电极连接处、焊盘连接处均设置扭结角度，扭结角度随第二引线长度的增加而增大。

12、优选地，在步骤2中，透明导电层的制备包括：使用电子束蒸镀厚度为120nm的氧化铟锡作为透明导电层，在氧气气氛、温度550℃条件下快速退火30sec以提高透明导电层的透光率，并采用湿法腐蚀工艺形成氧化铟锡圆盘。

13、优选地，在步骤4中，钝化层的制备包括：使用等离子增强化学气相沉积工艺制备厚度为1000nm的钝化层，钝化层采用二氧化硅制成。

14、优选地，金属薄膜层材质为铬、铂、金中的任意一种。

15、优选地，通过电子束镀膜装置制备透明导电层，电子束镀膜装置包括箱体，箱体底端连通设置进气管，箱体顶端连通设置出气管，箱体内设置支撑板，支撑板下方设置供气组件，支撑板上设置底座，底座上设置载具，载具内设置容纳腔，载具正上方设置夹具盘，箱体侧壁设置电子枪，电子枪输出端正对容纳腔内部。

16、优选地，供气组件包括驱动电机，驱动电机设置在支撑板底壁中心位置，驱动电机输出端设置第一转动轴，第一转动轴下端设置转动盘，转动盘下表面偏心位置设置转动柱，支撑板底壁设置若干供气筒，若干供气筒关于支撑板中心呈环形阵列分布，供气筒侧壁与支撑板底壁固定连接，供气筒上侧壁设置若干出气孔，出气孔内设置第一单向阀，支撑板内设置与出气孔相适配的连通孔，供气筒下侧壁设置进气孔，进气孔内设置第二单向阀，供气筒内滑动设置活塞板，活塞板与转动柱之间设置连接杆，连接杆一端与转动柱转动连接，连接杆另一端与活塞板靠近转动柱一侧铰接连接。

17、优选地，底座两侧对称设置第二转动轴，第二转动轴外侧壁设置若干叶片，第二转动轴下端穿过支撑板并设置从动齿轮，第二转动轴与支撑板贯穿位置转动连接，从动齿轮与主动齿轮啮合，主动齿轮设置在第一转动轴上。

18、本发明的技术方案具有以下优点：本发明提供了全彩色micro led阵列结构及制备方法，涉及led技术领域，包括基板，基板上表面设置若干组发光单元，单组发光单元呈4行4列阵列分布，发光单元从下往上依次包括衬底、n-gan层、量子阱层和p-gan层，p-gan层上设置p电极，p电极一端与第二引线一端连接，第二引线另一端与基板上的焊盘连接，第二引线与p电极连接处、焊盘连接处均设置扭结角度，扭结角度随第二引线长度的增加而增大。本发明中，通过在第二引线与p电极连接处、焊盘连接处均设置扭结角度，增大第二引线与p电极连接处的扭结角度，使得第二引线的弯曲程度变大，间接增加了第二引线的长度，使得第二引线绕过阵列分布的发光单元，减少了对发光单元的遮挡，增强了发光效果。

19、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及说明书附图中所特别指出的装置来实现和获得。

20、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。