微型发光二极管背板及其制备方法与流程

1.本技术属于显示技术领域，尤其涉及一种微型发光二极管背板及其制备方法。


背景技术：

2.近年来，mini-led/micro-led显示技术由于其优势突出、发展迅猛，成为各大面板厂商布局热点，和目前的lcd、oled显示器件相比，两者具有反应快、高色域、高ppi、低能耗、超高分区数实现精准调光，超高对比度等优势。
3.现有技术中，为减小微型发光二极管器件(mirco-led)侧壁漏电流，通常会对mirco-led的侧壁进行保护，常用的侧壁保护有沉积无机绝缘层例如sio2、sin、mgo和gd2o3等，它们与gan之间存在较高的界面陷阱密度，并不能较好的解决边缘漏电流问题。通过单纯有机膜的侧壁保护方案，有机膜存在与gan侧壁结合力不好,容易剥落、产生裂缝的问题。
4.因此，现有技术存在缺陷，急需改进。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供一种微型发光二极管背板及其制备方法，使微型发光二极管的侧壁保护层不易剥落。
6.第一方面，本技术实施例提供一种微型发光二极管背板，包括：
7.背板；
8.微型发光二极管，所述微型发光二极管在所述背板上呈阵列排布；
9.第一接触电极，所述第一接触电极设置于所述微型发光二极管远离所述背板的第一表面；
10.第二接触电极，所述第二接触电极设置于所述微型发光二极管中与所述第一表面相对的第二表面；
11.键合金属层，所述键合金属层设置于所述第二接触电极与所述背板之间；
12.其中，在所述微型发光二极管的侧面上设置有纳米粒子层，且在所述纳米粒子层上还设置有聚电解质层。
13.可选的，所述纳米粒子层由镓纳米粒子或氧化镓纳米粒子组成。
14.可选的，所述镓纳米粒子以及所述氧化镓纳米粒子的粒子直径为50～300纳米。
15.可选的，所述纳米粒子层与所述聚电解质层的电性相反。
16.可选的，所述聚电解质层由聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚丙烯酸钠、聚二甲基二烯丙基氯化铵以及丙烯酸-乙烯基吡啶共聚物中的至少一种组成。
17.第二方面，本技术实施例提供一种微型发光二极管背板的制备方法，包括：
18.在预先形成的第一中间产物上涂覆纳米粒子溶液，并对所述纳米粒子溶液进行风干处理，得到纳米粒子层，所述第一中间产物包括从下至上依次层叠设置的暂态基板、磁控层、金属电极材料层，在所述金属电极材料层上设置有阵列排布的微型发光二极管，且在每一所述微型发光二极管上设置有光阻保护层；
19.刻蚀位于相邻微型发光二极管之间的所述纳米粒子层，得到位于所述微型发光二极管的侧面的纳米粒子层；
20.刻蚀位于相邻微型发光二极管之间的所述金属电极材料层，得到位于所述微型发光二极管以及所述磁控层之间的第二接触电极；
21.在所述纳米粒子层上涂覆聚电解质溶液，并对所述聚电解质溶液进行风干处理，得到聚电解质层；
22.剥离所述光阻保护层，并将所述微型发光二极管以及所述第二接触电极转对位至具有键合金属层的背板上；
23.在所述微型发光二极管上沉积第一接触电极，得到微型发光二极管背板。
24.可选的，在预先形成的第一中间产物上涂覆纳米粒子溶液的步骤之前，还包括：
25.在一衬底上从下至上依次形成外延材料层以及金属电极材料层；
26.倒置所述衬底，并通过磁控层控制所述金属电极材料层与暂态基板粘合连接；
27.剥离所述衬底，在所述外延材料层上形成阵列排布的光阻保护层；
28.刻蚀所述外延材料层，以清除未被所述光阻保护层保护的外延材料层，形成阵列排布的微型发光二极管，得到所述第一中间产物。
29.可选的，所述外延材料层由氮化镓组成。
30.可选的，在所述通过磁控层控制所述金属电极材料层与暂态基板粘合连接的步骤之前，还包括：
31.采用聚氨酯化合物作为连续相，加热四氧化三铁颗粒至100℃的熔融状态加入至所述聚氨酯化合物中，并控制加入的四氧化三铁颗粒的质量占总质量的1％～20％，形成磁控层。
32.可选的，所述纳米粒子层与所述聚电解质层的电性相反。
33.本技术实施例提供的微型发光二极管背板，包括：背板；微型发光二极管，所述微型发光二极管在所述背板上呈阵列排布；第一接触电极，所述第一接触电极设置于所述微型发光二极管远离所述背板的第一表面；第二接触电极，所述第二接触电极设置于所述微型发光二极管中与所述第一表面相对的第二表面；键合金属层，所述键合金属层设置于所述第二接触电极与所述背板之间；其中，在所述微型发光二极管的侧面上设置有纳米粒子层，且在所述纳米粒子层上还设置有聚电解质层。本技术通过在微型发光二极管的侧壁上设置纳米粒子层以及聚电解质层，以达到在微型发光二极管的侧壁上形成双层侧壁保护层，且限定了纳米粒子层与所述聚电解质层的电性相反，以增大所述聚电解质层与所述纳米粒子层的接着力，从而使微型发光二极管的侧壁保护层不易剥落。
附图说明
34.图1是本技术实施例提供的微型发光二极管背板的制备流程示意图。
35.图2为本技术实施例提供的第一中间产物的结构示意图。
36.图3为本技术实施例提供的制备第一中间产物时的第一中间状态示意图。
37.图4为本技术实施例提供的制备第一中间产物时的第二中间状态示意图。
38.图5为本技术实施例提供的制备第一中间产物时的第三中间状态示意图。
39.图6为本技术实施例提供的聚氨酯化合物的分子示意图。
40.图7为本技术实施例提供的第二中间产物的结构示意图。
41.图8为本技术实施例提供的第三中间产物的结构示意图。
42.图9为本技术实施例提供的第四中间产物的结构示意图。
43.图10为本技术实施例提供的第五中间产物的结构示意图。
44.图11为本技术实施例提供的第六中间产物的结构示意图。
45.图12为本技术实施例提供的微型发光二极管背板的结构示意图。
具体实施方式
46.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
47.现有技术中，为减小微型发光二极管器件(mirco-led)侧壁漏电流，通常会对mirco-led的侧壁进行保护，常用的侧壁保护有沉积无机绝缘层例如sio2、sin、mgo和gd2o3等，它们与gan之间存在较高的界面陷阱密度，并不能较好的解决边缘漏电流问题。通过单纯有机膜的侧壁保护方案，有机膜存在与gan侧壁结合力不好,容易剥落、产生裂缝的问题。
48.为使微型发光二极管的侧壁保护层不易剥落，以及不易产生裂缝，本技术实施例提供一种微型发光二极管背板的制备方法。请参阅图1，图1是本技术实施例提供的微型发光二极管背板的制备流程示意图。其中，该微型发光二极管背板的制备方法包括：
49.步骤101、在预先形成的第一中间产物上涂覆纳米粒子溶液，并对纳米粒子溶液进行风干处理，得到纳米粒子层。
50.其中，请参阅图2，图2为本技术实施例提供的第一中间产物的结构示意图。第一中间产物100包括从下至上依次层叠设置的暂态基板11、磁控层12、金属电极材料层13，在所述金属电极材料层13上设置有阵列排布的微型发光二极管14，且在每一所述微型发光二极管14上设置有光阻保护层15。
51.在一些实施方式中，在预先形成的第一中间产物上涂覆纳米粒子溶液的步骤之前，还包括：
52.(1)在一衬底上从下至上依次形成外延材料层以及金属电极材料层；
53.(2)倒置所述衬底，并通过磁控层控制所述金属电极材料层与暂态基板粘合连接；
54.(3)剥离所述衬底，在所述外延材料层上形成阵列排布的光阻保护层；
55.(4)刻蚀所述外延材料层，以清除未被所述光阻保护层保护的外延材料层，形成阵列排布的微型发光二极管，得到第一中间产物。
56.其中，请参阅图3至图5，图3为本技术实施例提供的制备第一中间产物时的第一中间状态示意图；图4为本技术实施例提供的制备第一中间产物时的第二中间状态示意图；图5为本技术实施例提供的制备第一中间产物时的第三中间状态示意图。
57.具体的，先在衬底21上依次沉积外延材料层141和金属材料层131，再倒置整个衬底，使得衬底21在最上方，向下依次设置外延材料层141以及金属材料层131。并通过磁控层12控制所述金属材料层131与暂态基板11粘合连接。再剥离最上层的衬底21，以裸露出外延材料层141。在裸露出的外延材料层141上阵列设置光阻保护层15，得到图5所示的制备第一
中间产物时的第三中间状态。最后刻蚀所述外延材料层141，以清除未被所述光阻保护层15保护的外延材料层141，形成阵列排布的微型发光二极管14，得到如图2所示的第一中间产物100。
58.在一些实施方式中，所述外延材料层141由氮化镓组成。
59.在一些实施方式中，在所述通过磁控层控制所述金属电极材料层与暂态基板粘合连接的步骤之前，还包括：
60.采用聚氨酯化合物作为连续相，加热四氧化三铁颗粒至100℃的熔融状态加入至所述聚氨酯化合物中，并控制加入的四氧化三铁颗粒的质量占总质量的1％～20％，形成磁控层。
61.其中，由聚氨酯化合物作为连续相，100℃熔融状态下共混加入1％～20％未改性的商用四氧化三铁颗粒即制备得到上述磁控有机无机复合材料。请参阅图6，图6为本技术实施例提供的聚氨酯化合物的分子示意图。该聚氨酯化合物由端羟基化聚烯烃二醇、二苯基甲烷二异氰酸酯和4-(2-氨乙基)吗啉三组分合成而得到，由于聚氨酯x存在多种氢键作用，使得该有机无机复合材料本身就具有良好的粘附性，且将该有机无机复合材料置于振荡磁场之中，其中的四氧化三铁颗粒会与磁场进行耦合，产生磁滞热效应，使得该有机无机复合材料温度升高，进一步使得聚氨酯分子之间的氢键减弱从而实现该有机无机复合材料与被粘附表面进行脱粘。
62.其中，请参阅图7，图7为本技术实施例提供的第二中间产物的结构示意图。在第一中间产物上涂覆纳米粒子溶液并对纳米粒子溶液进行风干处理，得到纳米粒子层16。其中，涂覆纳米粒子溶液的过程可以为对第一中间产物100进行整面涂覆或避开所述光阻保护层15进行点对点涂覆等，此处不作限定。
63.具体的，纳米粒子溶液为由镓(ga)纳米粒子或氧化镓(ga2o3)纳米粒子组成，透明金属ga/ga2o3纳米粒子溶液由激光诱导氧化法制备而成：直径范围从50到300nm的ga/ga2o3纳米粒子通过使用飞秒激光烧蚀浸入一定溶液中的ga薄膜制造的。在消融过程中采用了脉冲持续时间为100fs和重复率为1khz的飞秒激光放大器(legend，coherent)。使用焦距为25厘米的物镜将飞秒激光束聚焦在光斑直径约40毫米的ga膜上。在飞秒激光照射后从ga膜中射出的ga nps均匀地分散在溶剂中。
64.其中，ga/ga2o3纳米粒子带有正电荷或负电荷，带正电荷或者带负电荷可以由ph进行调节。
65.步骤102、刻蚀位于相邻微型发光二极管之间的纳米粒子层，得到位于微型发光二极管的侧面的纳米粒子层。
66.其中，请参阅图8，图8为本技术实施例提供的第三中间产物的结构示意图。通过干法刻蚀或者湿法刻蚀等方式刻蚀掉位于相邻微型发光二极管14之间的纳米粒子层16，以保留位于微型发光二极管14的侧面的纳米粒子层16。
67.步骤103、刻蚀位于相邻微型发光二极管之间的金属电极材料层，得到位于微型发光二极管以及磁控层之间的第二接触电极。
68.其中，请参阅图9，图9为本技术实施例提供的第四中间产物的结构示意图。通过干法刻蚀或者湿法刻蚀等方式刻蚀掉位于相邻微型发光二极管14之间的金属材料层131，以保留位于微型发光二极管14以及磁控层12之间的第二接触电极13(下接触电极)。
69.步骤104、在纳米粒子层上涂覆聚电解质溶液，并对聚电解质溶液进行风干处理，得到聚电解质层。
70.其中，请参阅图10，图10为本技术实施例提供的第五中间产物的结构示意图。在纳米粒子层16上涂覆聚电解质溶液，并对聚电解质溶液进行风干处理，得到聚电解质层17。
71.具体的，聚电解质层由聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚丙烯酸钠、聚二甲基二烯丙基氯化铵以及丙烯酸-乙烯基吡啶共聚物中的至少一种组成。
72.其中，纳米粒子层与所述聚电解质层的电性相反，以增大所述聚电解质层与所述纳米粒子层的接着力，从而形成牢固的保护层材料。
73.步骤105、剥离光阻保护层，并将微型发光二极管以及第二接触电极转对位至具有键合金属层的背板上。
74.其中，请参阅图11，图11为本技术实施例提供的第六中间产物的结构示意图。剥离光阻保护层15后，对微型发光二极管进行批量转移，转移至具备键合金属层31的背板32上。
75.具体的，背板32上的键合金属层31呈阵列排布，且相邻键合金属层31之间的间距与相邻微型发光二极管14之间的间距相同，以确保一微型发光二极管14对应一键合金属层31。
76.步骤106、在微型发光二极管上沉积第一接触电极，得到微型发光二极管背板。
77.其中，请参阅图12，图12为本技术实施例提供的微型发光二极管背板的结构示意图。在微型发光二极管14上沉积第一接触电极33，从而形成微型发光二极管14的上接触电极。
78.其中，纳米粒子溶液的涂覆方式以及聚电解质溶液的涂覆方式均可以采用层层组装技术(layer-by-layer,lbl)。层层组装技术是利用逐层交替沉积的方法，借助各层分子间的弱相互作用(如静电引力、氢键、配位键等)，使层与层自发地缔合形成完整结构、性能稳定、具有某种特定功能的分子聚集体或超分子结构的过程。本实施例中，主要采用静电层层组装技术即利用离子间的静电作用作为成膜的驱动力。
79.本技术实施例提供的微型发光二极管背板的制备方法，包括：提供一第一中间产物，在所述第一中间产物上涂覆纳米粒子溶液，并对所述纳米粒子溶液进行风干处理，得到纳米粒子层，所述第一中间产物包括从下至上依次层叠设置的暂态基板、磁控层、金属电极材料层，且在所述金属电极材料层上设置有阵列排布的微型发光二极管，以及在所述微型发光二极管上设置的光阻保护层；刻蚀位于相邻微型发光二极管之间的所述纳米粒子层，得到位于所述微型发光二极管的侧面的纳米粒子层；刻蚀位于相邻微型发光二极管之间的所述金属电极材料层，得到位于所述微型发光二极管以及所述磁控层之间的第二接触电极；在所述纳米粒子层上涂覆聚电解质溶液，并对所述聚电解质溶液进行风干处理，得到聚电解质层；剥离所述光阻保护层，并将所述微型发光二极管以及所述第二接触电极转对位至具有键合金属层的背板上；在所述微型发光二极管上沉积第一接触电极，得到微型发光二极管背板。以此，通过在微型发光二极管的侧面制备纳米粒子层以及聚电解质层，以达到在微型发光二极管的侧壁上形成双层侧壁保护层，且限定了纳米粒子层与所述聚电解质层的电性相反，以增大所述聚电解质层与所述纳米粒子层的接着力，从而使微型发光二极管的侧壁保护层不易剥落，以及不易产生裂缝，进而降低漏电风险。
80.基于此，本技术实施例还提供一种微型发光二极管背板，包括：
81.背板32；
82.微型发光二极管14，所述微型发光二极管14在所述背板32上呈阵列排布；
83.第一接触电极33，所述第一接触电极33设置于所述微型发光二极14管远离所述背板32的第一表面；
84.第二接触电极13，所述第二接触电极13设置于所述微型发光二极管14中与所述第一表面相对的第二表面；
85.键合金属层31，所述键合金属层31设置于所述第二接触电极13与所述背板32之间；
86.其中，在所述微型发光二极管14的侧面上设置有纳米粒子层16，且在所述纳米粒子层16上还设置有聚电解质层17。
87.在一些实施方式中，所述纳米粒子层由镓纳米粒子或氧化镓纳米粒子组成。
88.其中，纳米粒子溶液为由镓(ga)纳米粒子或氧化镓(ga2o3)纳米粒子组成，透明金属ga/ga2o3纳米粒子溶液由激光诱导氧化法制备而成。
89.在一些实施方式中，所述镓纳米粒子以及所述氧化镓纳米粒子的粒子直径为50～300纳米。
90.具体的，直径范围从50到300nm的ga/ga2o3纳米粒子通过使用飞秒激光烧蚀浸入一定溶液中的ga薄膜制造的。在消融过程中采用了脉冲持续时间为100fs和重复率为1khz的飞秒激光放大器(legend，coherent)。使用焦距为25厘米的物镜将飞秒激光束聚焦在光斑直径约40毫米的ga膜上。在飞秒激光照射后从ga膜中射出的ga nps均匀地分散在溶剂中。
91.在一些实施方式中，所述纳米粒子层与所述聚电解质层的电性相反，以增大所述聚电解质层与所述纳米粒子层的接着力。
92.其中，纳米粒子层与所述聚电解质层的电性相反，以增大所述聚电解质层与所述纳米粒子层的接着力，从而形成牢固的保护层材料。
93.在一些实施方式中，所述聚电解质层由聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚丙烯酸钠、聚二甲基二烯丙基氯化铵以及丙烯酸-乙烯基吡啶共聚物中的至少一种组成。
94.本技术实施例提供的微型发光二极管背板，包括：背板；微型发光二极管，所述微型发光二极管在所述背板上呈阵列排布；第一接触电极，所述第一接触电极设置于所述微型发光二极管远离所述背板的第一表面；第二接触电极，所述第二接触电极设置于所述微型发光二极管中与所述第一表面相对的第二表面；键合金属层，所述键合金属层设置于所述第二接触电极与所述背板之间；其中，在所述微型发光二极管的侧面上设置有纳米粒子层，且在所述纳米粒子层上还设置有聚电解质层。本技术通过在微型发光二极管的侧壁上设置纳米粒子层以及聚电解质层，以达到在微型发光二极管的侧壁上形成双层侧壁保护层，且限定了纳米粒子层与所述聚电解质层的电性相反，以增大所述聚电解质层与所述纳米粒子层的接着力，从而使微型发光二极管的侧壁保护层不易剥落，以及不易产生裂缝，进而降低漏电风险。
95.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
96.以上对本技术实施例所提供的微型发光二极管背板及其制备方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只
是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。