减少子像素干扰的微型LED以及制造方法与流程

本说明书涉及生产微型led显示器，且特定而言涉及在子像素之间使用不透明材料的微型led显示器。

背景技术：

1、发光二极管(light-emitting diode；led)面板使用led阵列，其中各个led提供单独可控的像素元件。此种led面板可用于计算机、触控板装置、个人数字助理(personaldigital assistant；pda)、手机、电视显示屏等。

2、与oled相比，使用基于iii-v半导体技术的微尺度led(亦称为微型led)的led面板将具有多种优势，例如更高的能效、亮度及寿命，以及显示器堆叠中更少的材料层，此可以简化制造。然而，制造微型led面板存在挑战。具有不同颜色发射(例如，红色、绿色及蓝色像素)的微型led需要通过单独的工艺在不同的基板上制造。将多个颜色的微型led装置整合在单个面板上需要拾放步骤，以将微型led装置从其原始供体基板传送至目标基板。这通常涉及led结构或制造工艺的修改，诸如引入牺牲层以易于模具释放。此外，对放置精度的严格要求(例如，小于1um)限制了产量、最终产出率或两者。

3、绕过拾放步骤的替换方法为在基板上的特定像素位置选择性地沉积颜色变换剂(例如，量子点、纳米结构、萤光材料或有机物质)，此基板由单色微型led制造。单色微型led可产生相对短波长的光，例如紫光或蓝光，并且颜色变换剂可将此短波长光变换为较长波长的光，例如，用于红色或绿色像素的红光或绿光。例如，微型led可在紫外波长范围(uv微型led)内发光，并且发光量子点(quantum dot；qd)粒子可在uv微型led上分层以形成将uv背光变换成基础色(例如，红色、绿色及蓝色)的子像素。分别发射红光、绿光、蓝光、及白光的四个qd/uv微型led子像素的阵列形成显示器的一像素。

技术实现思路

1、在一个方面中，一种用于制造微型led显示器的方法包括：在具有多个微型led的基板上沉积第一材料，使得多个微型led由第一材料覆盖，并且第一材料填充横向分离微型led的缝隙；从横向分离多个微型led的缝隙移除第一材料的部分，以在第一材料中形成沟槽，所述沟槽延伸至微型led的发光层或延伸至发光层之下；在基板上沉积第二材料，使得第二材料覆盖第一材料并延伸进第一材料中的沟槽中；以及移除在多个微型led上的第一及第二材料的部分以暴露多个微型led中的每一者的顶表面，并使得位于多个微型led之间的缝隙中的第二材料的多个隔离壁垂直地延伸高于第一材料的顶表面。第二材料是不透明材料。

2、实施方式可包括以下特征中的一或多者。第一材料可为光刻胶材料或重新分配层材料。第三材料可为金属，并且第四材料可为光刻胶材料。在移除微型led上的第三材料期间，第四材料可在隔离壁上提供掩模。

3、在另一方面中，一种用于制造微型led显示器的方法包括：在具有多个微型led的基板上沉积第一材料，使得多个微型led及暴露在多个微型led之间的基板由第一材料的第一共形层覆盖；在基板上沉积第二材料，使得第二材料覆盖第一材料并填充横向分离微型led的缝隙；从横向分离多个微型led的缝隙移除第二材料的一部分，以在第二材料中形成延伸至第一材料的共形层的沟槽，此第一材料的共形层覆盖多个微型led之间的暴露基板；在第二材料上沉积第三材料，使得第二材料及第一材料的暴露表面由第三材料的第二共形层覆盖；在第三材料上沉积第四材料，使得第四材料延伸进第三材料中的沟槽中；以及移除在微型led上的第四及第三材料的一部分，以暴露微型led的顶表面，并使得位于微型led之间的缝隙中的第三材料及第四材料的隔离壁垂直地延伸高于第一材料的顶表面。第四材料是不透明材料。

4、实施方式可包括以下特征中的一或多这个。第一材料可为介电常数大于4的介电材料。第三材料可为金属。第四材料可为不透明或透明的。

5、在另一方面中，一种显示屏包括背板、与背板电整合的发光二极管阵列、及多个隔离壁。发光二极管被配置为发出第一波长范围中的uv光。多个隔离壁形成于背板上且在发光二极管阵列中的相邻发光二极管之间，其中隔离壁通过缝隙与发光二极管间隔开并延伸至发光二极管之上。多个隔离壁由不透明材料形成，此不透明材料对第一波长范围中的光的透射率小于1％。

6、实施方式可包括以下特征中的一或多者。第一波长范围可从320nm至400nm。多个隔离壁可接触背板。填料材料可为正性光刻胶。不透明材料可为光刻胶。填料材料可为正性光刻胶。第一材料可为光刻胶。第一材料可为负性光刻胶。第一材料可为金属。

7、在另一方面中，一种显示屏包括背板、与背板电整合的发光二极管阵列、及多个隔离壁。发光二极管被配置为发出第一波长范围中的uv光。多个隔离壁形成于背板上且在发光二极管阵列中的相邻发光二极管之间，其中隔离壁与发光二极管间隔开并延伸至发光二极管之上。多个隔离壁包括第一材料的芯，及涂层，该涂层覆盖芯在发光二极管之上延伸的至少一部分。涂层为不透明第二材料，其对第一波长范围内的光的透射率小于1％。

8、实施方式可包括以下特征中的一或多者。涂层可不在发光二极管阵列的顶表面之下延伸。涂层可在发光二极管阵列的顶表面之下延伸。介电层可包括氮化硅。

9、在另一方面中，一种显示屏包括背板、与背板电整合的发光二极管阵列、及多个隔离壁。发光二极管被配置为发出第一波长范围中的uv光。多个隔离壁形成于背板上且在发光二极管阵列中的相邻发光二极管之间，其中多个隔离壁与发光二极管间隔开并延伸至发光二极管之上。多个隔离壁包括在发光二极管的顶表面之下且具有基本上垂直的侧表面的下部部分，及在发光二极管的顶表面之上且具有倾斜侧表面的上部部分。

10、实施方式可包括以下特征中的一或多者。多个隔离壁可包括第一材料的芯，及涂层，该涂层覆盖芯在发光二极管阵列之上延伸的至少一部分。涂层可为不透明第二材料，其对第一波长范围内的光的透射率小于1％。

11、实施方式的优点可包括但不限于以下一或多者。整个显示亮度及色域可通过减少光损失、子像素之间的颜色干扰、及颜色变换层沉积精度来改良。此工艺可增大不透明材料厚度的可能范围，以实现子像素之间的增大不透明度。额外材料，诸如金属、电介质、或光刻胶层，可在不透明材料之前或之后成层，以提高不透明层的效能。可以注意，不透明材料可包括反射性材料及吸收性材料两者。

12、一或多个实施例的细节在附图及下文描述中阐明。其他特征、方面、及优点将从说明书、附图、及权利要求书变得显而易见。

技术特征：

1.一种用于制造微型led显示器的方法，包含：

2.如权利要求1所述的方法，其中移除在所述微型led上的所述第一材料及第二材料的一部分以暴露所述微型led的顶表面的步骤进一步包括：移除在所述微型led上方的所述第二材料的部分。

3.如权利要求1所述的方法，其中移除在所述微型led上的所述第一材料及第二材料的一部分以暴露所述微型led的顶表面的步骤包括：跨越所述微型led上及所述微型led之间的缝隙上的区域移除所述第二材料直到暴露所述第一材料。

4.如权利要求1所述的方法，所述方法进一步包含：

5.一种用于制造微型led显示器的方法，包含：

6.一种显示屏，包含：

7.如权利要求6所述的显示屏，进一步包含在各发光二极管上的颜色变换层以将所述第一波长范围中的光变换成第二波长范围中的可见光。

8.如权利要求6所述的显示屏，其中所述不透明材料提供具有均质成分的所述隔离壁。

9.如权利要求6所述的显示屏，其中所述多个隔离壁中的每个隔离壁具有固体矩形截面。

10.一种显示屏，包含：

11.如权利要求10所述的显示屏，进一步包含在各发光二极管上的颜色变换层以将所述第一波长范围中的光变换成第二波长范围中的可见光。

12.如权利要求10所述的显示屏，其中所述涂层覆盖所述多个隔离壁的侧表面。

13.如权利要求12所述的显示屏，其中所述涂层覆盖所述芯的水平顶表面。

14.如权利要求12所述的显示屏，其中所述涂层在所述芯的底表面下方延伸。

15.如权利要求14所述的显示屏，其中所述涂层在所述芯的顶表面上方延伸。

16.如权利要求10所述的显示屏，进一步包含介电层，所述介电层共形地覆盖所述发光二极管阵列。

17.如权利要求16所述的显示屏，其中所述介电层共形地覆盖所述背板在相邻发光二极管之间的一部分，并且所述多个隔离壁的各个芯通过所述介电层与所述背板分隔。

18.如权利要求10所述的显示屏，进一步包含填料材料，所述填料材料填充在发光二极管阵列与所述多个隔离壁之间的缝隙。

19.如权利要求18所述的显示屏，其中所述涂层在所述芯的在所述填料材料的顶表面下方的侧表面上延伸。

20.如权利要求10所述的显示屏，包含介电层，所述介电层共形地覆盖所述隔离壁的所述涂层。

21.一种显示屏，包含：

22.如权利要求21所述的显示屏，其中所述多个隔离壁的所述上部部分在所述发光二极管阵列的所述顶表面的一部分上方延伸。

23.如权利要求21所述的显示屏，其中在所述发光二极管阵列的所述顶表面处，所述多个隔离壁的所述上部部分比所述多个隔离壁的所述下部部分更宽。

24.如权利要求23所述的显示屏，其中在所述多个隔离壁的顶部处，所述多个隔离壁的所述上部部分比所述多个隔离壁的所述下部部分更窄。

技术总结
一种用于制造微型LED显示器的方法包括：在具有多个微型LED的基板上沉积第一材料，使得多个微型LED由第一材料覆盖，并且第一材料填充横向分隔微型LED的缝隙；从横向分隔多个微型LED的缝隙移除第一材料的部分，以形成延伸至微型LED的发光层或延伸至发光层之下的沟槽；在基板上沉积第二材料，使得第二材料覆盖第一材料并延伸进沟槽中；以及移除在多个微型LED上的第一及第二材料的部分以暴露多个微型LED的顶表面，并使得隔离壁垂直地延伸高于第一材料的顶表面。第二材料是不透明材料。

技术研发人员：徐立松,郭秉圣,朱明伟,黃浩智,奈格·B·帕蒂班德拉,克里斯多弗·丹尼斯·本彻
受保护的技术使用者：应用材料公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15