一种led微型阵列透明显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及基于LED的微显示技术领域，具体是涉及一种LED微型阵列透明显示装置。
【背景技术】
[0002]透明显示是一种除了具有基本显示功能外，还能显示屏幕画面后方背景(物体)的新一代显示技术，其应用领域涵盖便携式电子消费产品、导航设备、瞄准仪、头盔显示、公共场合中的商店橱窗、信息公告栏等，包括三星等很多面板厂商都在进行透明显示技术研发。目前，基于LCD或OLED的概念型透明显示产品已出现在市场，但存在成本高，显示亮度低，透明性偏低(透射率30-40%)等缺点。另外，基于高亮度，无机半导体材料LED阵列(如GaN LED)的微显示技术近年来发展非常迅速。但是，目前这些基于无机半导体材料制备的LED阵列不具备透明性，即不能显示屏幕画面后方的背景或目标，其主要原因是传统LED阵列所用的电极材料和衬底不具备透明性。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种尺寸小、轻巧便携、成本低，具有高透明度和优质的透明显示功能，能够带来良好的透明显示体验的LED微型阵列透明显示装置。
[0004]本发明的技术方案是这样实现的:
本发明所述的LED微型阵列透明显示装置，其特点是:包括透明基板及设置在透明基板上的驱动模块和透明无机半导体LED微型阵列，所述驱动模块与透明无机半导体LED微型阵列电连接，且所述透明无机半导体LED微型阵列的各LED芯片可从正面出光或背面的透明衬底出光或正面背面同时出光。
[0005]其中，所述透明无机半导体LED微型阵列由能够产生可见光的透明无机半导体外延片制成。
[0006]所述透明无机半导体外延片为蓝宝石基GaN/InGaN蓝绿光发光二极管外延片或碳化硅基GaN/InGaN蓝绿发光二极管外延片或硅基GaN/InGaN蓝绿光发光二极管外延片或GaAs基红光外延片。
[0007]所述透明无机半导体LED微型阵列为一维线性LED阵列或二维平面LED阵列。
[0008]所述透明无机半导体LED微型阵列的各LED芯片是直接通过标准的半导体工艺技术同时集成或转移到透明衬底上。
[0009]所述透明无机半导体LED微型阵列的每一列LED芯片共享透明P型电极，每一行LED芯片共享透明η型电极;或者，所述透明无机半导体LED微型阵列的每个LED芯片含有单独的透明P型电极，而所有的LED芯片共享透明η型电极。
[0010]所述透明P型电极和透明η型电极均由透明绝缘层隔离，该透明绝缘层为S12或SiNx或口01}^111丨(16或31]8透明绝缘层。
[0011]所述透明P型电极和透明η型电极在可见光范围内具有较高的透明性且透射率均不低于70%，同时各透明P型电极和各透明η型电极的电阻均不高于40ohm。
[0012]所述透明P型电极和透明η型电极采用的透明电极材料为ZnO或ITO或IZO或SnO2或Cd2SnO4或IGZO或Ni/Au或Pd或石墨烯或Ag、Cu金属钠米线构成的网络或薄膜。
[0013]所述透明P型电极和透明η型电极是通过电子束蒸发装置或磁控溅射装置或脉冲激光沉积装置或原子层沉积装置或CVD生长装置沉积到透明无机半导体LED微型阵列上并由光刻技术结合传统的干法刻蚀法或光刻胶剥离法或湿化学腐蚀法制造而成；或者，所述透明P型电极和透明η型电极是采用喷墨打印技术直接打印纳米材料组成的电极连接到LED芯片上制造而成。
[0014]所述透明无机半导体LED微型阵列的各LED芯片的尺寸为Ιμπι-lmm，且各LED芯片之间的间距I μπι-1 mm。
[0015]所述透明无机半导体LED微型阵列的各LED芯片上涂覆有用于实现多色或全色透明显示的荧光粉薄膜。
[0016]所述荧光粉薄膜采用的材料为YAG:Ce或CdSe或CdTe。
[0017]所述荧光粉薄膜是采用喷墨打印技术直接把含有荧光粉的材料原位打印到各LED芯片上。
[0018]所述透明无机半导体LED微型阵列是采用透明衬底生长的LED晶片制造而成，该透明衬底为GaN或SiC或蓝宝石或玻璃透明衬底;或者，所述透明无机半导体LED微型阵列是采用不透明衬底生长的LED晶片通过倒装焊接或共晶键合到透明衬底上再以激光剥离法或湿化学腐蚀法或机械剥离法去除顶部的用于生长LED外延层的不透明衬底的方式制造而成，该不透明衬底为硅基LED外延片或GaAs基LED外延片。
[0019]本发明与现有技术相比，具有如下优点:
本发明是一种基于无机半导体LED微型阵列的透明显示装置，具有高透明度和优质的透明显示功能，而且显示内容具有一定的可编程性，功能灵活;并且，该透明显示装置的尺寸小，重量轻，能够适用于可穿戴设备对显示的要求，轻巧便携；同时，该透明显示装置还具有高亮度、长寿命、高可靠性以及分辨率高的特点，能够带来良好的透明显示体验;此外，该透明显示装置是通过标准的半导体工艺即可实现，制备方法简单，具备可量产化的优势。
[0020]下面结合附图对本发明作进一步的说明。
【附图说明】
[0021 ]图1为本发明方案一的平面结构示意图。
[0022]图2为本发明方案一的剖面结构示意图。
[0023]图3为本发明方案二的平面结构示意图。
[0024]图4为本发明方案二的剖面结构示意图。
[0025]图5为本发明方案一■的显不状态不意图。
[0026]图6为本发明的使用状态示意图。
【具体实施方式】
[0027]如图1-图6所示，本发明所述的LED微型阵列透明显示装置，包括透明基板I及设置在透明基板I上的驱动模块2和透明无机半导体LED微型阵列3，所述驱动模块2与透明无机半导体LED微型阵列3电连接，且所述透明无机半导体LED微型阵列3的各LED芯片31可从正面出光或背面的透明衬底32出光或正面背面同时出光。其中，为了使本发明的制造方便，所述透明无机半导体LED微型阵列3由所有能够产生可见光的透明无机半导体外延片制成。优选地，所述透明无机半导体外延片为蓝宝石基GaN/InGaN蓝绿光发光二极管外延片或碳化硅基GaN/InGaN蓝绿发光二极管外延片或硅基GaN/InGaN蓝绿光发光二极管外延片或GaAs基红光外延片，当然也可以是其它发光二极管外延片。而且，为了使本发明的结构多种多样，以方便地满足不同的使用需要，所述透明无机半导体LED微型阵列3为一维线性LED阵列或二维平面LED阵列。同时，为了使本发明的各LED芯片31的制造方便，所述透明无机半导体LED微型阵列3的各LED芯片31是直接通过标准的半导体工艺技术同时集成或转移到透明衬底32上。而且，各LED芯片31的连接结构及连接方式也可以设置成多种多样，既可以是如图3至图5所示，所述透明无机半导体LED微型阵列3的每一列LED芯片31共享透明P型电极33，每一行LED芯片31共享透明η型电极34;可以是如图1至图2所示，所述透明无机半导体LED微型阵列3的每个LED芯片31含有单独的透明P型电极33，而所有的LED芯片31共享透明η型电极34。为了确保线路的安全，所述透明P型电极33和透明η型电极34均由透明绝缘层35隔离，该透明绝缘层35为S12或SiNx或polyimide或SU8透明绝缘层。为了有效地确保本发明的透明显示性能，所述透明P型电极33和透明η型电极34在可见光范围内具有较高的透明性且透射率均不低于70%，同时各透明P型电极33和各透明η型电极34的电阻均不高于40ohm。而且，所述透明P型电极33和透明η型电极34采用的透明电极材料为ZnO或ITO或IZO或SnO2或Cd2SnO4或IGZO或Ni/Au或Pd或石墨烯或Ag、Cu金属钠米线构成的网络或薄膜。并且，所述透明P型电极33和透明η型电极34是通过电子束蒸发装置或磁控溅射装置或脉冲激光沉积装置或原子层沉积装置或CVD生长装置沉积到透明无机半导体LED微型阵列3上并由光刻技术结合传统的干法刻蚀法或光刻胶剥离法或湿化学腐蚀法制造而成;或者，所述透明P型电极33和透明η型电极34是采用喷墨打印技术直接打印纳米材料组成的电极连接到LED芯片31上制造而成。同时，所述透明无机半导体LED微型阵列3的各LED芯片31的尺寸为Ιμπι-lmm，且各LED芯片31之间的间距Ιμπι-lmm。为了使本发明具有不同的显色效果，所述透明无机半导体LED微型阵列3的各LED芯片31上涂覆有用于实现多色或全色透明显示的荧光粉薄膜。而且，所述荧光粉薄膜采用的材料为YAG:Ce或CdSe或CdTe。并且，所述荧光粉薄膜是采用喷墨打印技术直接把含有荧光粉的材料原位打印到各LED芯片31上。此外，所述透明无机半导体LED微型阵列3是采用透明衬底生长的LED晶片制造而成，该透明衬底为GaN或SiC或蓝宝石或玻璃透明衬底；或者，所述透明无机半导体LED微型阵列3是采用不透明衬底生长的LED晶片通过倒装焊接或共晶键合到透明衬底上再以激光剥离法或湿化学腐蚀法或机械剥离法去除顶部的用于生长LED外延层的不透明衬底的方式制造而成，该不透明衬底为硅基LED外延片或GaAs基LED外延片。
[0028]实施例1:
如图1至图2所示，为一种具有独立寻址方式的LED微型阵列透明显示装置。该透明显示装置包括透明基板I及设置在透明基板I上的驱动模块2和透明无机半导体LED微型阵列3，其中透明无机半导体LED微型阵列3是通过透明固晶胶4紧密地粘附在透明基板I的中心，透明基板I围绕在透明无机半导体LED微型阵列3的外周，透明无机半导体LED微型阵列3的透明P型电极33和透明η型电极34分别通过金属引线5与透明基板I上的驱动模块2连接，从而可以通过驱动模块2控制透明无机半导体LED微型阵列3的LED芯片31的亮灭。而且，该透明显示装置的LED芯片31具有透明衬底32，从正面出光。透明固晶胶4是位于透明衬底32与透明基板I之间。其中，所述透明无机半导体LED微型阵列3由蓝宝石基GaN/InGaN蓝绿光发光二极管外延片(发光波长为530nm)制备而成，并整体地转移到透明基板I上。这样，如图2所示，在透明衬底32的顶面上为LED芯片η型层36，且LED芯片η型层36与透明η型电极