防翘曲微显示面板、微显示装置及其制造方法与流程

1.本发明属于半导体微显示技术领域，特别涉及一种微显示面板、显示装置及制造该显示装置的方法。


背景技术：

2.micro-led技术是最新一代的半导体显示技术，近年来得到了广泛的研究。其中，micro-led发光芯片与驱动芯片相结合的工艺难点是阻碍其商业化的主要问题，现有的技术方案包括巨量转移、激光转移、静电转移、电磁转移、流体自组装等。上述技术方案都存在单工步良率低、时间长的问题。在小尺寸头戴式ar/vr所需的显示设备中，显示尺寸较小的大约≤0.5寸，因此采用晶圆键合方案（wafer to wafer）具有良率高、时间短的优势。但在6寸、 8寸及以上尺寸的显示面板wafer to wafer的工艺中，对原料晶圆基板的规格要求较高，如翘曲度≤30微米。因此，在现有工艺条件下，基板的翘曲度直接影响着micro-led的键合良率，参见图1、2。


技术实现要素：

3.本技术的目的在于解决现有技术中晶圆基板内部应力大，翘曲明显的问题。
4.为了实现上述发明的目的，本发明采用如下技术方案：第一方面，本技术提供一种防翘曲微显示面板，包括衬底，所述的衬底为无机材料衬底；若干个阵列排布的发光元件；应力释放层，形成于所述的衬底和发光元件表面；若干金属接触电极，与所述的发光元件表面电学互联；金属布线层，形成于所述的应力释放层之上；平坦化层，所述的平坦化层选用无机绝缘材料制作而成；所述的应力释放层位于所述的衬底与所述的平坦化层之间，并能够发生弹性变形。
5.在本技术的一个实施例中，所述的应力释放层材料选用有机光敏胶材料或者sio2膜材料或sin膜材料制成。在本技术的一个实施例中，所述的衬底为硅衬底、碳化硅衬底、蓝宝石衬底或氮化镓衬底中的任意一种。
6.在本技术的一个实施例中，所述的应力释放层的厚度为100-20000。
7.在本技术的一个实施例中，所述的平坦化层的材料选用sio2、sin中的任意一种。
8.第二方面，本技术提供一种微显示装置，包括形成电学互联的显示芯片和驱动芯片，所述的显示芯片包括若干个阵列排布的发光元件、形成在所述的发光元件上的应力释放层、形成在所述的应力释放层上的金属布线层以及若干与所述的发光元件电连接的金属接触电极、平坦化层，其中所述的应力释放层为能够发生弹性变形的材料制作而成，所述的
平坦化层选用无机绝缘材料制作而成。
9.第三方面，本技术提供一种微显示面板的制造方法，包括下述步骤，（1）提供一第一晶圆，所述的第一晶圆上具有复数个所述的微显示面板；（2）提供一第二晶圆，所述的第二晶圆上具有复数个驱动电路，复数个所述的微显示面板与复数个所述的驱动电路一一对应；（3）将所述的第一晶圆与第二晶圆对准后键合；（4）去除所述的微显示面板的衬底；（5）切割、封装。
[0010] 本技术通过优化微显示面板的膜层结构，可降低基板翘曲度，提高wafer to wafer的良率。
附图说明
[0011]
附图1为晶圆的平面示意图；附图2为晶圆的断面翘曲示意图；附图3为微显示面板的平面示意图；附图4为本技术的一个实施例中微显示面板的截面示意图。
[0012]
其中：1、晶圆；2、显示面板；3、衬底；4、发光元件；5、应力释放层；6、金属接触电极；7、金属布线层、8、无机绝缘层。
具体实施方式
[0013]
为详细说明发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明，其中本说明书中所述的“上”、“下”位置关系分别与附图4中的上、下方对应。
[0014]
此外，本技术中，凡是出现“在
……
之下”、“在
……
下方”、“在
……
下”、
ꢀ“
下”、“在
……
上方”、“上”、“在
……
之上”、“较高的”、“侧”(例如，如在“侧壁”中)等的空间相对术语，都是用来描述如附图中示出的一个元件与另一(其它)元件的相对位置关系。空间相对术语意图包括设备在使用、操作和/或制造中除了附图中描绘的方位之外的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它元件或特征“下方”或“之下”的元件随后将被 定位为“在”所述其它元件或特征“上方”。因此，示例性术语“在
……
下方”可以包括上方和下方两种方位。此外，设备可以被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应 地解释在此使用的空间相对描述语。
[0015]
在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。
[0016]
本技术的实施例揭示了一种micro-led显示面板及显示装置，还特别揭示了一种micro-led显示装置的制造方法。具体来说，显示面板是在一基板上通过半导体制造工艺得到的具有半导体电路结构的器件，参见图1、3所示，一块晶圆1上可同时制造若干个阵列排布的显示面板2，这些显示面板2上又分别包含若干个阵列排布的发光元件。本技术采用的晶圆键合工艺，是将上述带有若干个显示面板的晶圆与另一块带有若干驱动芯片的晶圆对位焊接，使然后再通过分割、封装，制作显示装置。
[0017]
参见附图4一种微显示面板，包括下述结构。
[0018]
衬底3，该衬底3为无机材料制作而成，如硅衬底、碳化硅衬底、蓝宝石衬底或氮化镓衬底等。
[0019]
若干个发光元件4，这些发光元件4以阵列形式布置在衬底3上。
[0020]
应力释放层5，覆盖在衬底3和发光元件4的表面，并且应力释放层5在部分区域开设有与发光元件4相连的窗口。
[0021]
若干金属接触电极6，透过开设在应力释放层5上的窗口与发光元件4的表面形成电学互联，金属接触电极6还进一步包括阳极和阴极。
[0022]
金属布线层7，形成于所述的应力释放层5之上，金属布线层7包括多层，分别与上述阳极电极和阴极形成电学互联。
[0023]
平坦化层8，平坦化层8布置于金属布线层7之上，并将填平金属接触电极6、应力释放层5以及金属布线层7之间的高度差，该平坦化层8选用无机绝缘材料制作而成。
[0024]
所述的应力释放层5位于所述的衬底3与所述的平坦化层8之间，且该应力释放层5采用能够发生弹性变形的材料制成。应力释放层5的材料选用有机光敏胶材料或sio2膜或sin膜层。在本技术的一个实施例中，应力释放层5选用有机光敏胶材料，为有机层，而该有机层位于两层无机层中间（衬底3与平坦化层8间），可以有效的释放无机层叠加引起的应力。进而优化wafer的翘曲度，从而起到优化晶圆键合（wafer to wafer）步骤中的键合（bonding）良率。 另一个实施例中，应力释放层5和平坦化层8均采用有机光敏胶材料制成，由于两层材料均具有弹性，可以缓冲wafer翘曲的应力，因此也能够提高wafer to wafer 过程中的bonding良率。在本技术的一个实施例中，该应力释放层的厚度为100-20000。
[0025]
在本技术的一个实施例中，平坦化层8的材料选用有机光敏胶材料、sio2、sin中的任意一种。
[0026]
该应力释放层可采用静态旋转法、动态喷洒法等方式涂覆在发光元件4上，由于以上方法都是光刻胶涂覆的常用方法，因此本技术不再赘述。
[0027]
上述显示面板通过引入有机应力释放层，能够在衬底与平坦化层之间形成应力缓冲，消除晶圆的内应力，从而减小wafer翘曲度，提高后续晶圆键合的良率。
[0028]
本技术的一个实施例中，还公开了微显示装置的制造方法，包括下述步骤：（1）提供一第一晶圆，在该第一晶圆上依次制备外延层、应力释放层、金属布线层、平坦化层以及金属接触电极，即使所述的第一晶圆上具有复数个前述的微显示面板；（2）提供一第二晶圆，所述的第二晶圆上具有复数个驱动电路，复数个所述的微显示面板与复数个所述的驱动电路一一对应；（3）将所述的第一晶圆与第二晶圆对准，并键合；（4）去除所述的微显示面板的衬底；（5）切割、测试、封装。封装后还可以进行再次测试，确保出品产品的良率。
[0029]
由于在本实施例中，采用了前述的微显示面板结构，有效的消除了晶圆的翘曲，因此能够在键合过程中保持较高的键合良率。
[0030]
在本技术的一个实施例中，通过上述显示面板制造的微显示装置，包括形成电学
互联的显示芯片和驱动芯片（本实施例未提供附图）。其中，显示芯片包括若干个阵列排布的发光元件、形成在所述的发光元件上的应力释放层、形成在应力释放层上的金属布线层以及若干与发光元件电连接的金属接触电极、平坦化层，其中应力释放层为能够发生弹性变形的有机材料制作而成，而平坦化层选用无机绝缘材料制作而成。
[0031]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。