CN114373848A - Led芯片及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种LED芯片及其制作方法，所述方法包括：提供包括多个薄膜LED器件的薄膜LED器件阵列；基于提供的薄膜LED器件阵列确定红、绿、蓝三个颜色对应的子像素区域，在至少两种子像素区域的薄膜LED器件的出光面上形成各自颜色对应的色彩转换媒介，所述色彩转换媒介包括透明支撑结构和色彩转换颗粒；在子像素区域的不同颜色对应的子像素之间设置黑色挡墙；基于形成有色彩转换媒介的薄膜LED器件得到红、绿、蓝三色LED芯片。本发明通过在薄膜LED器件的出光面上形成包括微纳米结构和色彩转换颗粒的色彩转换结构，能够基于某种颜色的LED器件制作出不同波长的LED。

Description

LED芯片及其制作方法

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种LED芯片及其制作方法，尤其涉及一种单色LED芯片、白光LED芯片、RGB三色LED芯片及其制作方法。

背景技术

LED是一种可将电能高效转化为光能的新型固态光源，具有发光效率高、节能、环保、寿命长、体积小等优点，因此应用越来越广泛。GaN材料制作的蓝光、绿光LED以其体积小、寿命长、亮度高、能耗小等优点，有望取代传统白识灯、日光灯等成为主要照明光源，而三色LED由于可以得到丰富的色彩而备受青睐。但是，GaN基LED芯片由于受限于材料本身和现有技术的瓶颈，通常只能做绿光、蓝光、紫光或紫外光的单色LED芯片。因此，GaN基LED芯片难以用于制作绿光、蓝光、紫光和紫外光之外的其他颜色的单色LED或全光谱波长(例如白光)的GaN LED，也难以制作RGB三色LED。现有技术中三色LED通常应用三种不同颜色的LED芯片封装成灯珠，但是封装成的灯珠受限于现有的技术，尺寸比较大，无法做成显示点间距比较小(如P0.8以下)的显示屏。

如何利用GaN LED器件制造其他颜色的单色LED、白光LED或RGB LED芯片，是一个有待解决的问题。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明实施例提供了一种LED芯片及其制作方法，该LED芯片不仅结构简单，可以利用色彩转换制作不同波长的LED芯片。

本发明的一个方面，提供了一种LED芯片制作方法，所述方法包括以下步骤：

提供一个或多个薄膜LED器件；

在提供的薄膜LED器件的出光面上形成色彩转换媒介，所述色彩转换媒介包括透明支撑结构和色彩转换颗粒；

基于形成有色彩转换媒介的薄膜LED器件形成LED芯片。

在本发明一实施例中，所述色彩转换媒介为色彩转换膜层结构，所述透明支撑结构为透明膜层，所述透明膜层的内部或表面形成有所述色彩转换颗粒；在所述色彩转换颗粒形成在所述透明膜层外表面的情况下，所述方法还包括：在所述色彩转换颗粒外侧形成透明保护层，使得所述色彩转换颗粒置于所述透明膜层和所述透明保护层之间。

在本发明一实施例中，所述色彩转换膜层结构为掺有色彩转换颗粒的键合层。

在本发明一实施例中，在提供的薄膜LED器件的出光面上形成色彩转换媒介，包括：在提供的薄膜LED器件表面涂覆色彩转换颗粒，形成色彩转换颗粒层；在所述色彩转换颗粒层表面形成透明膜层，所述色彩转换膜层结构包括：所述色彩转换颗粒层和所述透明膜层。

在本发明一实施例中，在提供的薄膜LED器件的出光面上形成色彩转换媒介，包括：在提供的薄膜LED器件的出光面上形成透明的永久键合层；在所述透明的永久键合层上的、与所述薄膜LED器件对应的位置形成色彩转换膜层结构。

在本发明一实施例中，所述方法还包括：在所述色彩转换膜层结构上面形成有作为保护层的透明衬底层。

在本发明一实施例中，所述在所述色彩转换膜层结构上面形成透明衬底层，包括：利用透明键合材料将所述色彩转换膜层结构和所述透明衬底层键合在一起。

在本发明一实施例中，所述薄膜LED器件的出光面为背离薄膜LED器件的电极侧的单个出光面；或者所述薄膜LED器件的出光面为多个出光面，包括背离薄膜LED器件的电极侧出光面和侧面的出光面。

在本发明一实施例中，所述色彩转换媒介还包括微纳米结构层，所述色彩转换颗粒施加在所述微纳米结构层表面或内部；所述透明支撑结构包括形成在所述微纳米结构层的远离薄膜LED器件的一侧的透明材料层。

在本发明一实施例中，所述透明材料层包括键合层和透明衬底层，所述方法还包括：利用键合层将所述透明衬底层键合在所述色彩转换媒介的远离薄膜LED器件的一面，以在所述色彩转换媒介的远离薄膜LED器件的一面形成所述透明材料层。

在本发明一实施例中，所述透明材料层包括透明衬底层；所述在提供的薄膜LED器件的出光面上形成色彩转换媒介，包括：在所述透明衬底上形成微纳米结构；将微纳米结构图案化，定义出与所述薄膜LED器件对应的像素区域；在定义的像素区域的施加色彩转换颗粒；以及利用键合层将施加了色彩转换颗粒的微纳米结构和对应的薄膜LED器件键合在一起。

在本发明一实施例中，所述在所述透明衬底上形成微纳米结构包括利用化学刻蚀、电化学腐蚀或光化学腐蚀处理在所述透明衬底上形成微纳米结构；所述微纳米结构为GaN或SiO₂材料的微纳米结构；所述将微纳米结构图案化，包括：利用掩膜和光刻蚀工艺将所述微纳米结构图案化。

在本发明一实施例中，所述提供的薄膜LED器件的背光面具有临时键合衬底和临时键合层，所述方法还包括：在薄膜LED器件的出光面上形成色彩转换媒介之后，去除所述临时键合衬底和临时键合层。

在本发明一实施例中，所述方法还包括：在所述色彩转换膜层结构的上方或下方形成有滤光层。

在本发明一实施例中，提供的薄膜LED器件包括多个薄膜LED器件组成的阵列；所述基于形成有色彩转换媒介的薄膜LED器件形成LED芯片，包括：对形成有色彩转换媒介的薄膜LED器件阵列进行切割，得到多个LED芯片。

在本发明一实施例中，所述键合层为以下材料中的至少一种：有机硅胶，环氧树脂，苯并环丁烯树脂和聚酰亚胺树脂。

在本发明一实施例中，所述薄膜LED器件为GaN基LED器件；所述色彩转换颗粒为量子点或荧光粉，所述量子点或荧光粉为单色量子点或荧光粉，或多色混合量子点或荧光粉。

本发明的另一方面，还提供了一种LED芯片，所述LED芯片包括：一个或多个薄膜LED器件；位于所述一个或多个LED器件的出光面上的色彩转换媒介，所述色彩转换媒介包括透明支撑结构和色彩转换颗粒。

在本发明一实施例中，所述色彩转换媒介为色彩转换膜层结构，所述透明支撑结构为透明膜层，所述透明膜层的内部或表面形成有所述色彩转换颗粒。

在本发明一实施例中，所述色彩转换膜层结构为掺有色彩转换颗粒的键合层。

在本发明一实施例中，所述LED芯片还包括：在所述色彩转换媒介上面形成的透明衬底层，所述透明衬底层通过透明键合材料与所述色彩转换媒介键合在一起。

在本发明一实施例中，所述色彩转换媒介还包括微纳米结构层，所述色彩转换颗粒施加在所述微纳米结构层表面或内部；所述透明支撑结构包括形成在所述微纳米结构的远离薄膜LED器件的一侧的透明材料层。

在本发明一实施例中，所述微纳米结构和所述LED器件之间具有键合层；或者所述微纳米结构与所述透明材料层之间填充有透明胶。

在本发明一实施例中，所述色彩转换媒介的上方或下方形成有滤光层。

在本发明一实施例中，所述键合层为以下材料中的至少一种：有机硅胶，环氧树脂，苯并环丁烯树脂和聚酰亚胺树脂。

在本发明一实施例中，所述薄膜LED器件为GaN基LED器件；所述色彩转换颗粒为量子点或荧光粉，所述量子点或荧光粉为单色量子点或荧光粉，或多色混合量子点或荧光粉。

在本发明一实施例中，所述色彩转换颗粒为荧光粉；其中，作为红色色彩转换颗粒的荧光粉为610-650nm波长颜色的荧光粉，作为绿色色彩转换颗粒的荧光粉为510-550nm波长颜色的荧光粉，作为蓝色色彩转换颗粒的荧光粉为440-480nm颜色的荧光粉。

本发明的另一个方面，提供了一种三色LED芯片制作方法，所述方法包括以下步骤：

提供包括多个薄膜LED器件的薄膜LED器件阵列；

基于提供的薄膜LED器件阵列确定红、绿、蓝三个颜色对应的子像素区域，在至少两种子像素区域的薄膜LED器件的出光面上形成各自颜色对应的色彩转换媒介，所述色彩转换媒介包括子像素颜色对应的色彩转换颗粒，所述色彩转换颗粒被透明材料层覆盖；

在子像素区域的不同颜色对应的子像素之间设置黑色挡墙；

基于形成有色彩转换媒介的薄膜LED器件得到红、绿、蓝三色LED芯片。

在本发明一实施例中，所述色彩转换媒介为色彩转换膜层结构，所述透明材料层为透明膜层，所述透明膜层的内部或靠近所述薄膜LED器件的表面形成有所述色彩转换颗粒层。

在本发明一实施例中，所述色彩转换膜层结构为掺有色彩转换颗粒的键合层。

在本发明一实施例中，在至少两种子像素区域的薄膜LED器件的出光面上形成各自颜色对应的色彩转换媒介，包括：在至少两种子像素区域的薄膜LED器件表面涂覆色彩转换颗粒，形成色彩转换颗粒层；在所述色彩转换颗粒层表面形成透明膜层，所述色彩转换膜层结构包括：所述色彩转换颗粒层和所述透明膜层。

在本发明一实施例中，在提供的薄膜LED器件的出光面上形成色彩转换媒介，包括：在提供的薄膜LED器件的出光面上形成透明的永久键合层；在所述透明的永久键合层上的、与所述薄膜LED器件对应的位置形成色彩转换膜层结构。

在本发明一实施例中，所述方法还包括：在所述色彩转换膜层结构上面形成透明衬底层。

在本发明一实施例中，所述在所述色彩转换膜层结构上面形成透明衬底层，包括：利用透明键合材料将所述色彩转换膜层结构和所述透明衬底层键合在一起。

在本发明一实施例中，所述薄膜LED器件的出光面为背离薄膜LED器件的电极侧的单个出光面；或者所述薄膜LED器件的出光面为多个出光面，包括背离薄膜LED器件的电极侧出光面和侧面的出光面。

在本发明一实施例中，所述色彩转换媒介还包括表面形成有微纳米结构的微纳米结构层，所述色彩转换颗粒施加在所述微纳米结构层表面或内部；

所述透明材料层形成在所述微纳米结构层的远离薄膜LED器件的一侧。

在本发明一实施例中，所述在至少两种子像素区域的薄膜LED器件的出光面上形成各自颜色对应的色彩转换媒介，包括：在提供的薄膜LED器件的出光面进行表面粗化处理，以在所述薄膜LED器件的出光面形成微纳米结构层；在至少两种子像素区域的薄膜LED器件的微纳米结构层表面施加预定LED出光颜色对应的色彩转换颗粒。

在本发明一实施例中，所述表面粗化处理包括化学刻蚀、电化学腐蚀或光化学腐蚀处理；所述微纳米结构为GaN材料或SiO₂材料的微纳米结构。

在本发明一实施例中，所述透明材料层包括键合层和透明衬底层，所述方法还包括：利用键合层将所述透明衬底层键合在所述色彩转换媒介的远离薄膜LED器件的一面，以在所述色彩转换结构的远离薄膜LED器件的一面形成所述透明材料层。

在本发明一实施例中，所述透明材料层包括透明衬底层；所述基于提供的薄膜LED器件阵列确定红、绿、蓝三个颜色对应的子像素区域，在至少两种子像素区域的薄膜LED器件的出光面上形成各自颜色对应的色彩转换媒介，包括：在所述透明衬底上形成微纳米结构层；将微纳米结构层图案化，定义出与所述薄膜LED器件红、绿、蓝三个颜色对应的子像素区域；在至少两种的子像素区域的子像素上施加子像素颜色对应的色彩转换颗粒；以及利用键合层将施加了色彩转换颗粒的微纳米结构层和对应的薄膜LED器件键合在一起。

在本发明一实施例中，所述在所述透明衬底上形成微纳米结构层包括利用化学刻蚀、电化学腐蚀或光化学腐蚀处理在所述透明衬底上形成微纳米结构层；所述微纳米结构层为GaN或SiO₂材料的微纳米结构层；所述将微纳米结构层图案化，包括：利用掩膜和光刻蚀工艺将所述微纳米结构层图案化。

在本发明一实施例中，提供的薄膜LED器件的背光面具有临时键合衬底和临时键合层，所述方法还包括：在所述色彩转换结构的远离薄膜LED器件的一面形成有透明材料层之后，去除所述临时键合衬底和临时键合层。

在本发明一实施例中，所述方法还包括：所述色彩转换媒介的上方或下方形成有滤光层。

在本发明一实施例中，所述方法还包括：在所述黑色挡墙之间的空间内填充透明胶。

在本发明一实施例中，所述薄膜LED器件为蓝光LED器件；所述基于提供的薄膜LED器件阵列确定红、绿、蓝三个颜色对应的子像素区域，在至少两种子像素区域的薄膜LED器件的出光面上形成各自颜色对应的色彩转换媒介，包括：基于提供的LED器件阵列确定红色子像素区域、绿色子像素区域和蓝色子像素区域，在各子像素区域的薄膜LED器件的出光面上形成有微纳米结构层，在至少两个颜色对应的子像素区域的微纳米结构层表面施加有色彩转换颗粒，从而在至少两个颜色对应的子像素区域形成各自颜色对应的所述色彩转换结构。

在本发明一实施例中，所述基于形成有色彩转换媒介的薄膜LED器件得到三色LED芯片，所述方法还包括：对形成有色彩转换媒介的薄膜LED器件阵列进行切割，得到多个LED芯片，使得每个LED芯片包括红、绿、蓝三个颜色的子像素。

在本发明一实施例中，所述键合层为以下材料中的至少一种：有机硅胶，环氧树脂，苯并环丁烯树脂和聚酰亚胺树脂。

在本发明一实施例中，所述薄膜LED器件为GaN基LED器件；所述色彩转换颗粒为量子点或荧光粉。

本发明的另一方面，还提供了一种利用如前所述的三色LED芯片制作方法制作的三色LED芯片。

本发明的另一方面，还提供了一种三色LED芯片，所述LED芯片包括：

多个薄膜LED器件；

所述多个薄膜LED器件的出光面分别对应红、绿、蓝三个颜色对应的子像素区域，在至少两种子像素区域的薄膜LED器件的出光面上形成各自颜色对应的色彩转换媒介，所述色彩转换媒介包括子像素颜色对应的色彩转换颗粒，所述色彩转换颗粒被透明材料层覆盖；

不同子像素区域之间设置有黑色挡墙，使得不同像素区域的薄膜LED器件和色彩转换膜层结构被所述黑色挡墙隔离开。

在本发明一实施例中，所述色彩转换媒介为色彩转换膜层结构，所述透明材料层为透明膜层，所述透明膜层的内部或表面形成有所述色彩转换颗粒。

在本发明一实施例中，在所述色彩转换膜层结构上面形成透明衬底层；所述色彩转换膜层结构和所述透明衬底层通过透明键合材料键合在一起。

在本发明一实施例中，所述色彩转换媒介还包括微纳米结构层，所述色彩转换颗粒施加在所述微纳米结构层表面或内部；所述透明支撑结构包括形成在所述微纳米结构层的远离薄膜LED器件的一侧的透明材料层。

在本发明一实施例中，所述微纳米结构层为GaN或SiO₂材料的微纳米结构层。

在本发明一实施例中，所述透明材料层包括透明衬底层。

在本发明一实施例中，在所述透明材料层与所述色彩转换结构之间具有滤光层；或者在所述透明材料层的与所述色彩转换结构相对的一面具有滤光层。

在本发明一实施例中，所述微纳米结构层和所述LED器件之间具有键合层；或者所述微纳米结构层与所述透明材料层之间填充有透明胶。

在本发明一实施例中，所述键合层为以下材料中的至少一种：有机硅胶，环氧树脂，苯并环丁烯树脂和聚酰亚胺树脂。

在本发明一实施例中，所述薄膜LED器件为GaN基LED器件；

所述色彩转换颗粒为量子点或荧光粉。

在本发明一实施例中，所述色彩转换颗粒为荧光粉；作为红色色彩转换颗粒的荧光粉为610-650nm波长颜色的荧光粉，作为绿色色彩转换颗粒的荧光粉为510-550nm波长颜色的荧光粉，作为蓝色色彩转换颗粒的荧光粉为440-480nm颜色的荧光粉。

本发明的LED芯片及其制作方法，通过在薄膜LED器件的出光面上形成包括透明支撑结构和色彩转换颗粒的色彩转换媒介，能够基于某种颜色的LED器件制作出不同波长的LED，从而能够得到单色LED芯片或白光LED芯片，可作为显示应用的像素点使用。通过在薄膜LED器件的出光面上形成包括微纳米结构和色彩转换颗粒的色彩转换结构，能够基于某种颜色的LED器件制作出不同波长的LED，从而能够得到集成到一颗芯片上的三色RGB LED芯片，可作为显示应用的像素点使用。

本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。

本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本发明的原理。为了便于示出和描述本发明的一些部分，附图中对应部分可能被放大，即，相对于依据本发明实际制造的示例性装置中的其它部件可能变得更大。在附图中：

图1A和图1B分别为本发明一实施例中多面出光和单面出光的单色LED芯片的示意图。

图2A和图2B分别为本发明另一实施例中多面出光和单面出光的单色LED芯片的示意图。

图3A和图3B分别为本发明另一实施例中多面出光和单面出光的单色LED芯片的示意图。

图4A和图4B分别为本发明另一实施例中多面出光和单面出光的单色LED芯片的示意图。

图5A和图5B分别为本发明另一实施例中多面出光和单面出光的单色LED芯片的示意图。

图6A和图6B分别为本发明另一实施例中具有滤光片的两种单色LED芯片的示意图。

图7为本发明一实施例中三色LED芯片的结构示意图。

图8A和图8B为本发明另一些实施例中三色LED芯片的结构示意图。

图9A和图9B为本发明一些实施例中三色LED芯片示意图。

图10A和图10B为本发明另一些实施例中三色LED芯片示意图。

图11A和图11B为本发明另一些实施例中三色LED芯片示意图。

图12A和图12B为本发明另一些实施例中三色LED芯片示意图。

图13为本发明另一些实施例中三色LED芯片示意图。

图14A至图14D为本发明一实施例中制备单色LED器件阵列的工艺流程示意图。

图15A至图15D为本发明一实施例中制备单色LED芯片的工艺流程示意图。

图16为本发明一实施例中单色LED芯片示意图。

图17为本发明一实施例中形成色彩转换膜层结构的示例。

图18A至图18D为本发明另一实施例中制备LED芯片的工艺流程示意图。

图19A至图19E为本发明一实施例中制备三色LED芯片的工艺流程示意图。

图20A至图20E为本发明另一实施例中制备三色LED芯片的工艺流程示意图。

图21为本发明另一实施例的制备三色LED芯片工艺中制备黑色挡墙的示意图。

图22A至图22E为本发明一实施例中制备三色LED芯片的工艺流程示意图。

图23为本发明另一些实施例中三色LED芯片示意图。

附图标记说明：

1：蓝宝石衬底； 2：N-GaN薄膜； 3：MQWs薄膜；

4：P-GaN薄膜； 5：MESA台阶； 6：深刻蚀沟道；

7：电流阻挡层； 8：透明导电扩展层； 9：绝缘反射层；

11：LED器件； 12：P、N电极； 12-1：P电极；

12-2：N电极； 12-3：P扩展电极； 12-4：N扩展电极；

130、130-1、130-2、130-3：色彩转换膜层结构； 13：微纳米结构；

14：色彩转换颗粒；

14-1：蓝色色彩转换颗粒； 14-2：绿色色彩转换颗粒； 14-3：红色色彩转换颗粒；

15：透明永久键合层； 16：BM； 17：透明填充胶；

18：透明衬底； 19：透明永久键合层； 20：滤光层；

21：临时键合层； 22：临时键合衬底； 23：透明胶。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

本发明利用量子点或者荧光粉来实现光的色彩转换，从而可制作不同波长(例如红光GaN LED或者绿光GaN LED)的单色LED芯片或者全光谱波长(例如白光)LED芯片。进一步的，本法明将三种不同颜色的RGB LED器件集成一颗LED芯片，作为显示应用的像素点使用。

下面首先描述本发明实施例中的单色LED芯片和白光LED芯片结构。

在本发明一些实施例中，提供的LED芯片包括如下结构：薄膜LED器件；位于薄膜LED器件的出光面上的色彩转换媒介，该色彩转换媒介包括透明支撑结构和色彩转换颗粒。

在一些实施例中，色彩转换媒介为色彩转换膜层结构，透明支撑结构为透明材料层，该透明材料层的内部或表面形成有色彩转换颗粒。其中，薄膜LED器件的出光面可以是单个出光面，即背离薄膜LED器件的电极侧的单个出光面，也可以是多个出光面，如包括背离薄膜LED器件的电极侧的出光面和侧面的出光面。

在另一些实施例中，色彩转换媒介除了包括透明支撑结构和色彩转换颗粒之外，还包括微纳米结构，色彩转换颗粒施加在微纳米结构表面或内部。透明支撑结构可包括形成在微纳米结构的远离薄膜LED器件的一侧的透明材料层。

在本发明实施例中，每个LED芯片上可以有单个LED器件，也可以有多个LED器件，如3个LED器件，本发明并不限于此，还可以是其他数量的LED器件。LED器件优选为GaN基LED器件，但并不限于此，还可以是其他半导体材料制备的LED器件。

图1A和图1B分别为本发明一实施例中具有单个出光面和多个出光面的单色LED芯片的示意图，如图1A和图1B所示，该单色LED芯片均包括一个单色LED器件11和位于该LED器件上的色彩转换膜层结构130，该LED器件11的背面具有电极(包括P极和N极)12，用于电气连接。图1A可以看出，仅在LED器件11的背离电极的一个出光面上形成有色彩转换膜层结构130，从图1B可以看出，在LED器件11的多出光面上均形成有色彩转换膜层结构130。

色彩转换膜层结构130用于将LED器件发出的光的波长进行转换，以得到任意单色光谱或全光谱波长，也即，用于对LED器件发出的光的颜色进行改变，以得到单色、多色或白光LED芯片。色彩转换膜层结构130包括透明材料层和色彩转换颗粒，色彩转换颗粒可以位于透明材料层的内部或外表面。在色彩转换颗粒位于透明材料层的内部的情况下，色彩转换膜层结构例如为掺有色彩转换颗粒且富有粘性的透明支撑材料层，也即透明材料层为透明支撑材料层(如永久键合层)，通过在用作透明材料层的透明支撑材料中掺杂色彩转换颗粒来形成色彩转换膜层结构。透明支撑材料层可以为固化后的有机硅胶，环氧树脂，苯并环丁烯树脂(BCB)，聚酰亚胺树脂等。色彩转换膜层结构的厚度可以在1μm-50μm之间。在色彩转换颗粒位于透明材料层的外部的情况下，色彩转换颗粒可通过光刻或者喷墨打印的方式涂覆在LED器件表面形成色彩转换颗粒层，该色彩转换颗粒层的上面再形成透明材料层，也即此时的色彩转换膜层结构包括色彩转换颗粒层和透明材料层。该透明材料层可以例如可以是富有粘性的透明支撑材料，如有机硅胶，环氧树脂，苯并环丁烯树脂(BCB)，聚酰亚胺树脂等。在本发明一些实施例中，可仅在LED器件的与P、N电极背对的出光面上形成透明支撑材料，而在LED器件的侧壁的出光面上不施加透明支撑材料，当然也可以在色彩转换颗粒层的整个出光面上施加透明支撑材料。

每个薄膜LED器件的原始光可以是蓝光、紫光或者紫外光，在这种情况下，可以利用色彩转换膜层结构130将这些LED器件发出的光的波长进行转换，从而得到想要的颜色的LED芯片。本发明实施例中，为了便于描述，将用于将原始光转换为蓝色的色彩转换颗粒称为蓝色色彩转换颗粒、将用于将原始光转换为绿色的色彩转换颗粒称为绿色色彩转换颗粒，将用于将原始光转换为红色的色彩转换颗粒称为红色色彩转换颗粒。本发明实施例中个，色彩转换颗粒可以是单色色彩转换颗粒，也可以是多色材料的混合，用于得到多光谱芯片。

作为示例，色彩转换颗粒可以是量子点。量子点为纳米级半导体材料，每当受到光或电的刺激，量子点便会发出有色光线，光线的颜色由量子点的组成材料和大小形状决定，一般颗粒若越大，会吸收长波，颗粒越小，会吸收短波，因此通过调节量子点的尺寸就可以控制其发出的光的颜色。常见的量子点由IV、II-VI，IV-VI或III-V元素组成，本发明可以采用现有的量子点材料，如CdSe、InP等，实现颜色转换。更具体地，本发明实施例中采用的量子点可为单色量子点，用于实现经色彩转换的单光谱LED芯片(即单色LED芯片)，也可以为多色混合量子点，用于得到全光谱的LED芯片。

色彩转换颗粒还可以是荧光粉。荧光粉有很多种颜色，作为红色色彩转换颗粒的荧光粉例如可以是610-650nm波长颜色的荧光粉，作为绿色色彩转换颗粒的荧光粉例如可以是510-550nm波长颜色的荧光粉，作为蓝色色彩转换颗粒的荧光粉例如可以是440-480nm颜色的荧光粉，但本发明并不限于此。

本发明提供的新的LED芯片，通过直接在LED器件表面形成含有具有波长转移作用的量子点或荧光粉的色彩转换膜层结构，从光谱上可以实现任意单光谱的LED芯片，包括蓝光，绿光和红光LED芯片，也可实现全光谱的白光LED芯片。

本发明不是先将GaN LED芯片做成封装体，然后在封装体上利用量子点或者荧光粉制作红光LED芯片或者白光的LED芯片，因为先锋装后施加量子点或者荧光粉的技术需要更多的荧光粉或者量子点，成本比较高。本发明通过直接在芯片封装前在芯片中利用量子点或者荧光粉来生成色彩转换膜层结构，不仅工艺更加简单，而且成本更低。

本发明实施例的LED芯片，除了包括LED器件、色彩转换膜层结构之外，还可以包括其他附加结构，并且，由于制备工艺的不同，LED器件和色彩转换膜层结构和可选的其他附加结构还可以在结构细节上有不同的变型。下面将给出本发明的LED芯片的其他几种结构示例并将对其制备工艺进行描述。

图2A和图2B分别为本发明另一实施例中具有单个出光面和多个出光面的单色LED芯片的示意图。如图2A和图2B所示，该LED芯片除了包括LED器件11和色彩转换膜层结构130外，还包括透明衬底层18。透明衬底可以为玻璃片、蓝宝石片等一切对可见光透明的衬底，厚度可在20-500μm之间，但本发明并不限于此。在色彩转换膜层结构的透明材料层为透明永久键合层的话，该透明永久键合层可以直接将透明衬底和色彩转换膜层结构键合到一起。

在本发明另一实施例中，可包括额外的透明键合层，如图3A和3B所示，透明衬底材料18经该额外的透明永久键合层15与色彩转换膜层结构键合到一起。

根据芯片不同尺寸的需求和封装技术的发展，本发明的LED芯片也可以省略透明衬底，省略透明衬底后的LED芯片结构即为如图1A和图1B所示。

在本发明另一实施例中，在色彩转换颗粒位于透明材料层的外部的情况下，色彩转换膜层结构130包括色彩转换颗粒层131和透明材料层132，此时，透明材料层还可形成于LED器件出光面和色彩转换颗粒层之间，如图4A和图4B所示，也即首先在LED器件上形成注入永久键合层之类的透明材料层132，然后在透明材料层外部通过光刻或者喷墨打印的方式形成一层色彩转换颗粒层131，形成色彩转换颗粒层之后，可在形成的色彩转换颗粒层上进一步生成透明材料支撑层(如保护层)，该透明材料支撑层可以是透明的永久键合层15或透明衬底18，或者包括永久键合层和透明衬底(即透明衬底通过永久键合层与色彩转换颗粒层键合在一起)。

图5A和图5B分别为本发明另一实施例中具有单个出光面和多个出光面的单色LED芯片的示意图，如图5A和图5B所示，该LED芯片包括：单色LED器件11、永久键合层15、色彩转换膜层结构130和透明衬底18，本实施例中单色LED器件11和色彩转换膜层结构130之间通过永久键合层15键合在一起。在本发明优选实施例中，为了能使芯片出光的色纯度更高，还可以在LED芯片中增加滤光层(滤光片)。

图6A和图6B分别为本发明另一实施例中在图2A的结构的基础上加了滤光片之后的2种单色LED芯片的示意图。在图6A所示的LED芯片结构中，滤光片20置于透明衬底18的外部；在图6B所示的LED芯片结构中，滤光片20置于透明衬底18和色彩转换膜层结构13之间。通过在LED芯片内设置滤光层，过滤不需要的波段。滤光层可以为DBR(distributed Braggreflection，分布式布拉格反射镜)膜系也可以为常规的滤光片。

如上描述的为单色LED芯片的结构，本发明不限于单色LED芯片，还可以将多个LED器件经颜色转换后集成为全光(白色)LED芯片或多色LED芯片。

描述的附图1A-图6B仅为单色LED芯片结构的大致示例，本发明并不限于此，本发明提供的单色LED芯片还可以具有其他变型结构。例如，色彩转换结构还可以是图16所示的结构，图16所示的结构中，色彩转换媒介除了包括透明支撑结构和色彩转换颗粒之外，还包括微纳米结构13-2，色彩转换颗粒施加在微纳米结构表面或内部，在此，微纳米结构表示包括微米和纳米级结构的结构层。此时，透明支撑结构可包括形成在微纳米结构的远离薄膜LED器件的一侧的透明材料层。下面将结合附图表述本发明实施例的LED芯片的制备方法。在图16所示的单色LED芯片结构中，LED器件的出光面通过粗化处理形成了微纳米结构13-2。粗化处理后LED器件的出光面上形成了微纳米结构，该微纳米结构可包括纳米孔等结构，由于具有粗糙的微纳米结构表面，色彩转换颗粒可均匀附着在微纳米结构当中。微纳米结构可以增加光的散射，增加光路，最终提升量子点的对原始光的吸收和效率。

在以上实施例中，仅仅示出了包括单个LED器件(如薄膜LED器件)的LED芯片结构，本发明提供的LED芯片结构还可包括多个LED器件，各个LED器件均可具有如上所述的结构，多个LED器件封装为一个LED芯片，来实现单色LED或白光LED。

也即，本发明实施例提供的LED芯片可包括：多个(如3个)薄膜LED器件11；以及位于该多个LED器件出光面上的色彩转换媒介。在一示例中，色彩转换媒介为色彩转换膜层结构，透明支撑结构为透明材料层，该透明材料层的内部或表面形成有色彩转换颗粒。在另一示例中，色彩转换媒介除了包括透明支撑结构和色彩转换颗粒之外，还包括微纳米结构，色彩转换颗粒施加在微纳米结构表面和/或内部。透明支撑结构可包括形成在微纳米结构的远离薄膜LED器件的一侧的透明材料层。

图7为本发明一实施例中多个LED芯片封装成的RGB LED芯片的结构示意图。如图7所示，该LED芯片包括：三个LED器件11、色彩转换膜层结构、色彩转换颗粒层14和透明永久键合层15、以及透明衬底18。

三个LED器件11例如为紫光LED器件；在三个LED器件11出光面上形成有蓝色色彩转换膜层结构，其中该色彩转换膜层结构可包括色彩转换颗粒层14和透明永久键合层15；三个LED器件之间的空间可填充透明胶，该透明胶可以是有机硅胶，环氧树脂，苯并环丁烯树脂(BCB)或聚酰亚胺树脂等。

LED器件结合蓝色色彩转换膜层结构可分别将LED器件发出的光转换为蓝光，而结合其他色彩转换膜层结构可分别将LED器件发出的光转换为其他颜色的光，也即通过变换色彩转换颗粒层，来实现不同颜色光的转换。色彩转换颗粒可以是单色色彩转换颗粒，也可以是多色材料的混合，用于得到多光谱芯片。

在本发明另选实施例中，三个LED器件11还可以是蓝光LED器件、紫外光LED器件或绿光LED器件，在三个LED器件11为蓝光LED器件的情况下，仅需将三个LED器件11的出光面上分别形成需要的色彩转换媒介。

在本发明的另选实施例中，为了单色使LED芯片显示的颜色更纯净，还可以在LED芯片中增加滤光层(滤光片)。如图8A和8B所示，在LED芯片的LED器件对应设置有色彩转换膜层结构的情况下，可在LED器件的出光面上与该LED器件对应的区域均设置有滤光层。滤光层可以为DBR膜系结构，也可以为常规的滤光片。

本发明实施例中，并不限于在前述已经示出的LED芯片结构中设置滤光片，还可以在本发明的其他所有LED芯片结构中设置LED滤光片，并且，滤光片的位置可以是在LED芯片的外侧，还可以置于内部的层结构之间。

如上所述仅为单色或全光谱的白光LED芯片结构的大致示例，本发明并不限于此，本发明提供的单色或全光谱白光LED芯片还可以具有其他变型结构。

下面描述本发明实施例中的RGB三色LED芯片结构。

在本发明实施例中，提供的RGB LED芯片包括如下结构：多个薄膜LED器件；该多个薄膜LED器件的出光面分别对应红、绿、蓝三个颜色对应的子像素区域，在至少两种子像素区域的薄膜LED器件的出光面上形成各自颜色对应的色彩转换媒介，所述色彩转换媒介包括透明支撑结构和色彩转换颗粒；此外，不同子像素区域之间设置有黑色挡墙，使得不同像素区域的薄膜LED器件和色彩转换膜层结构被所述黑色挡墙隔离开。

在本发明一些实施例中，每个RGB LED芯片上有三个LED器件，也可以有更多个LED器件。LED器件优选为GaN基LED器件，但并不限于此，还可以是其他半导体材料制备的LED器件。

色彩转换媒介用于将LED器件发出的光的波长进行转换，以得到任意单色光谱也即，用于对LED器件发出的光的颜色进行改变。在本发明一实施例中，色彩转换媒介包括表面形成有微纳米结构的微纳米结构层和在微纳米结构层表面施加的色彩转换颗粒，该色彩转换颗粒为量子点或荧光粉。在本发明另一实施例中，色彩转换媒介为色彩转换膜层结构，色彩转换媒介的透明支撑结构为透明膜层，透明膜层的内部或表面形成有所述色彩转换颗粒。

在一实施例中，色彩转换媒介一侧为LED器件，另一侧可为透明材料层，该透明材料层可用于支撑和保护LED器件。

本发明一实施例提供的新的LED芯片，通过将LED器件结合微纳米结构层以及在微纳米结构层上施加的具有波长转移作用的量子点或荧光粉，从光谱上可以实现任意单光谱的芯片，包括蓝光，绿光和红光LED芯片，从而可得到红绿蓝三色LED芯片。

本发明实施例不是先将GaN LED芯片做成封装体，然后在封装体上利用量子点或者荧光粉制作红光LED芯片或者白光的LED芯片，因为先锋装后施加量子点或者荧光粉的技术需要更多的荧光粉或者量子点，成本比较高。本发明通过直接在芯片中利用量子点或者荧光粉来生成色彩转换结构，不仅工艺更加简单，而且成本更低。

本发明实施例的LED芯片，除了包括LED器件、色彩转换结构和透明材料层，还可以包括其他附加结构，并且，由于制备工艺的不同，LED器件、色彩转换结构和透明材料层还可以在结构细节上有不同的变型。下面将给出本发明的LED芯片的几种结构示例并将对其制备工艺进行描述。

如图9A所示为本发明一实施例中制作的RGB LED芯片的结构示意图。如图9A所示，该RGB LED芯片包括：三个LED器件11、色彩转换结构和透明材料层。其中，色彩转换结构包括在LED器件11上形成的在表面具有微纳米结构的微纳米结构层13和在微纳米结构层13表面或内部形成的色彩转换颗粒14-1,14-2，14-3。透明材料层可包括透明键合层15和透明衬底18。

每个LED器件11具有P、N电极12，P、N电极12用于电气连接。三个LED器件的出光面通过粗化处理形成了包括微纳米结构的微纳米结构层13。所述的粗化处理例如可以是化学腐蚀、电化学腐蚀或光化学腐蚀等处理方式，粗化处理后LED器件的出光面上形成了微纳米结构层，该微纳米结构可包括纳米孔等结构，表面粗化的微纳米结构层用于容纳色彩转换颗粒。通过在该微纳米结构层上施加色彩转换颗粒(如量子点或荧光粉)便得到了色彩转换结构。在图9A所示的示例中，每个薄膜LED器件的原始光可以是紫光或者紫外光，在这种情况下要得到RGB三种颜色的子像素，三个LED器件都需要进行色彩转换，因此，在三个LED器件的微纳米结构层13表面分别施加了蓝色色彩转换颗粒14-1(即用于将原始光转换为蓝色的色彩转换颗粒)、绿色色彩转换颗粒14-3(即用于将原始光转换为绿色的色彩转换颗粒)和红色色彩转换颗粒14-2(即用于将原始光转换为红色的色彩转换颗粒)，用于分别将LED器件的原始紫光或紫外光转换蓝色、绿色和红色。紫光或者紫外光可被色彩转换颗粒较好的吸收和转换。这样，分别施加了红色色彩转换颗粒、绿色色彩转换颗粒和蓝色色彩转换颗粒的LED器件可分别作为对应红色子像素、绿色字像素和蓝色子像素。

在一些实施例中，色彩转换颗粒为量子点。量子点为纳米级半导体材料，每当受到光或电的刺激，量子点便会发出有色光线，光线的颜色由量子点的组成材料和大小形状决定，一般颗粒若越大，会吸收长波，颗粒越小，会吸收短波，因此通过调节量子点的尺寸就可以控制其发出的光的颜色。常见的量子点由IV、II-VI，IV-VI或III-V元素组成，本发明可以采用现有的量子点材料实现颜色转换。

在另一些实施例中，色彩转换颗粒为荧光粉。荧光粉有很多种颜色，作为红色色彩转换颗粒的荧光粉例如可以是610-650nm波长颜色的荧光粉，作为绿色色彩转换颗粒的荧光粉例如可以是510-550nm波长颜色的荧光粉，作为蓝色色彩转换颗粒的荧光粉例如可以是440-480nm颜色的荧光粉，但本发明并不限于此。

本实施例中，施加在各子像素区的微纳米结构层表面的荧光粉或量子点为单色材料。

在本发明实施例中，为了隔绝子像素间的光串扰，在子像素区域的不同颜色对应的子像素之间还设置有黑色挡墙(Black Matrix，BM)16作为遮光层。黑色挡墙可以是黑色光刻胶等材料。此外，如图9A所示，在各个黑色挡墙16之间的空间内可填充透明胶，用于固定LED器件，该透明胶例如可以是有机硅胶、环氧树脂、苯并环丁烯树脂(BCB)或聚酰亚胺树脂等，本发明并不限于此。

透明材料层中的透明衬底18用于实现芯片的集成支撑，透明衬底可以为玻璃片、蓝宝石片等一切对可见光透明的衬底，厚度可在20-500μm之间，但本发明并不限于此。为了利用透明衬底18将各个RGB子像素集成在一起，本发明实施例中，利用键合层(如永久键合层)15将透明衬底18与各LED器件键合到一起。键合层15例如可以是有机硅胶、环氧树脂、苯并环丁烯树脂(BCB)或聚酰亚胺树脂等，且厚度在1μm-50μm之间，但本发明并不限于此。

在本发明的另选实施例中，薄膜LED器件的原始光也可以是蓝光或绿光，在原始光为蓝光的情况下，一颗子像素点可直接发出蓝光，因此不需要蓝色色彩转换颗粒进行色彩转换，如图9B所示，蓝色子像素点对应的LED器件没有施加色彩转换颗粒，此时，仅需对其余两个LED器件发出的光进行色彩转换，分别转换为红光和绿光。类似地，在原始光为绿光的情况下，由于一颗子像素点可直接发出绿光，因此不需要绿色色彩转换颗粒进行色彩转换。

在本发明另一些实施例中，根据芯片不同尺寸的需求和封装技术的发展，本发明的LED芯片也可以省略透明衬底，如图10A和图10B所示。此时，为了支撑各LED器件，色彩转换结构上可形成一层透明支撑材料，该透明支撑材料可以是有机硅胶、环氧树脂、苯并环丁烯树脂(BCB)或聚酰亚胺树脂等，但并不限于此。

在图9A、图9B、图10A和图10B所示的三色LED芯片结构中，微纳米结构是在LED器件的出光面上进行粗化处理而得到，从而得到包括微纳米结构的微纳米结构层。在本发明另一些实施例中，还可以在透明衬底上形成微纳米结构层，通过将色彩转换颗粒施加在透明衬底的微纳米结构层中形成与LED器件对应的色彩转换结构，并通过利用透明永久键合层将带有色彩转换结构的透明衬底与LED器件键合在一起而制备出新的LED芯片。制备出的LED芯片可包括如下结构：

多个(如3个)薄膜LED器件；

位于多个LED器件的部分或全部LED器件出光面上的色彩转换结构，该色彩转换结构包括微纳米结构层和在微纳米结构层表面施加的色彩转换颗粒；以及

位于色彩转换结构的远离薄膜LED器件的一侧的透明材料层。

作为示例，制备出的LED芯片可如图11A或图11B所示，在图11A中，一个LED芯片包括3个薄膜LED器件，该薄膜LED器件例如可以是紫光或紫外光LED器件，即发出的原始光为紫光或紫外光。其中，3个薄膜LED器件11的出光面通过永久键合层与透明衬底及透明衬底上的红色色彩转换结构、绿色色彩转换结构和蓝色色彩转换结构键合在一起。在3个薄膜LED器件11中有一个薄膜LED器件为蓝色薄膜LED器件或绿色薄膜LED器件的情况下，可仅针对2个薄膜LED器件设置包括微纳米结构层和色彩转换颗粒的色彩转换结构，使得基于3个薄膜LED器件11和色彩转换结构得到RGB子像素。

在本发明的另选实施例中，为了使三色的RGB芯片显示色域更广，可在透明材料层的与色彩转换结构相对的一面(即透明材料层的出光面上)形成有滤光层，如图12A所示，在三色RGB芯片的有两个LED器件对应设置有色彩转换结构的情况下，可在透明材料层的出光面上与该两个LED器件对应的区域均设置有滤光层。例如，在LED器件为蓝光LED器件的情况下，可红色和绿色子像素上方(芯片透明衬底外部)设置蓝光滤光层。另选地，还可以在透明材料层与色彩转换结构之间形成有滤光层，如图12B所示。通过在三色RGB芯片的红色和绿色子像素上方(芯片透明衬底内部或者芯片透明衬底外部)设置蓝光滤光层，可过滤正向漏出来的蓝光波段。滤光层可以为DBR(distributed Bragg reflection，分布式布拉格反射镜)膜系结构，也可以为常规的滤光片。

在本发明其他实施例中，还可以在全部子像素上(芯片透明衬底内部或者芯片透明衬底外部)设置特定波段光的滤光层。

以上附图9A-图12B仅为三色LED芯片结构的部分示例，本发明并不限于此，本发明提供的三色LED芯片还可以具有其他变型结构。例如，色彩转换结构还可以是图13所示的结构，图13所示的三色LED结构包括：多个薄膜LED器件11；多个薄膜LED器件的出光面分别对应红、绿、蓝三个颜色对应的子像素区域，在两种三种子像素区域的薄膜LED器件的出光面上形成各自颜色对应的色彩转换媒介。其中，色彩转换媒介为色彩转换膜层结构，其包括透明支撑结构(透明膜层)15和色彩转换颗粒层14-1,14-2和14-3，透明膜层的内部或表面形成有色彩转换颗粒。此外，不同子像素区域之间设置有黑色挡墙BM，使得不同像素区域的薄膜LED器件和色彩转换膜层结构被所述黑色挡墙隔离开。

下面将结合附图表述本发明实施例的基于LED器件制备单色LED芯片以及全光LED芯片的方法。

在本发明实施例中，可以采用现有工艺制备的LED器件来制备LED芯片。图14A至图14D为制备单色LED器件阵列的工艺流程示例。如图14A至图14D所示，该方法包括以下步骤：

步骤91，在蓝宝石衬底1上依次制作N-GaN(N型GaN)薄膜2，多量子阱(MQWs)薄膜3和P-GaN(P型GaN)薄膜4。

本步骤中，如图14A所示，N-GaN薄膜2，MQWs薄膜3和P-GaN薄膜4例如可以通过MOCVD等外延生长工艺来制备，总厚度大致为4-10μm。

N-GaN(N型GaN)薄膜2、多量子阱(MQWs)薄膜3和P-GaN(P型GaN)薄膜4统称为外延层。

步骤92，如图14B所示，外延层上分别刻蚀出MESA台阶5和深刻蚀沟道6，其中MESA台阶5刻蚀到N-GaN层，深刻蚀沟道6刻蚀到衬底。

例如，采用MESA光刻工艺在外延层上刻蚀出MESA台阶和深刻蚀沟道。

步骤93，在步骤92形成的结构中依次形成电流阻挡层(CB)7、透明导电扩展层(ITO)8、P电极12-1、N电极12-2、P扩展电极12-3、N扩展电极12-4以及绝缘反射层9。

例如，电流阻挡层(CB)7、透明导电扩展层(ITO)8、P电极12-1、N电极12-2、P扩展电极12-3、N扩展电极12-4以及绝缘反射层9分别通过CVD或者PVD工艺生成。

如上步骤91到步骤93也可以为其他常规的前段LED芯片制作工艺。

步骤94，在步骤93形成结构上制作临时键合层21和绑定临时键合衬底22。

其中，临时键合层需要有足够的键合力和容易除去，可以为石蜡，BCB，UV解离膜，激光解离膜等。临时衬底可以为玻璃衬底，硅衬底，蓝宝石衬底等。

基于如上步骤，便制备出了带有蓝宝石衬底、临时键合层21和临时键合衬底的LED器件的阵列。形成的LED器件的阵列可简化为图15A所示的结构示意图。该流程图中示出的LED器件数量(4个)仅为示例，实际上，制备出的LED器件阵列可以包含更多的LED器件。如上的LED器件阵列制备步骤也仅为示例，还可以采用现有其他的工艺步骤。

图15A至图15D为本发明一实施例中基于LED阵列制备单色LED芯片的方法流程示意图。如图15A至图15D，该制备方法包括以下步骤：

步骤101，提供一种在临时衬底上的薄膜LED器件。

提供的薄膜LED器件例如可以是图14A-图14D中制备的薄膜LED器件阵列。如图15A中所示，多个薄膜LED器件11通过临时键合层21键合在临时衬底22上。薄膜LED器件的厚度可在1-50μm之间。作为示例，每个薄膜LED器件的原始光为蓝色，但本发明并不限于此。图15A中为了便于显示仅示出了3个LED器件，但本发明并不限于此，还可以是更多个LED器件。

步骤102，如图15B所示，利用激光剥离方式去除蓝宝石衬底。

得到薄膜LED器件绑定在临时衬底22上面。

步骤103，如图15C所示，在步骤102得到的结构上形成色彩转换膜层结构。

例如，可通过将色彩转换颗粒掺杂在透明胶中(如透明永久键合材料中)，然后利用掺杂有色彩转换颗粒的透明胶涂覆在各个LED器件的出光面上，便在各个LED器件的出光面上形成色彩转换膜层结构13，该色彩转换膜层结构包括透明材料层和色彩转换颗粒，色彩转换颗粒可以是红色色彩转换颗粒、绿色色彩转换颗粒或其他颜色的色彩转换颗粒，本发明并不限于此。作为一示例，红色色彩转换颗粒和绿色色彩转换颗粒分别为量子点，其材料可以为CdSe，InP等。作为另一示例，红色色彩转换颗粒和绿色色彩转换颗粒分别为610-650nm荧光粉510-550nm荧光粉。

另选地，还可通过光刻或者喷墨打印的方式将色彩转换颗粒涂覆在各LED器件的出光面上形成色彩转换颗粒层，然后将永久键合材料层涂覆在色彩转换颗粒层表面来形成色彩转换膜层结构。

另选地，色彩转换膜层结构中的荧光粉或者量子点膜可以直接涂覆在薄膜LED上面或者通过透明基材附着在薄膜LED器件上面。

另选地，还可先在LED器件的出光面上涂覆永久键合材料形成永久键合层，然后通过光刻、喷墨打印或直接涂覆等的方式将色彩转换颗粒施加在各LED器件的出光面上形成色彩转换颗粒层，由此得到色彩转换膜层结构。

本步骤还可以如图17所示，在形成色彩转换膜层130之后，如果各LED器件之间还存在空隙，可在空隙之间填充透明胶体。

步骤104，如图15D所示，利用永久键合层15将透明衬底18与色彩转换膜层结构13键合在一起。

透明永久键合层可以是有机硅胶，环氧树脂，苯并环丁烯树脂(BCB)或聚酰亚胺树脂等，但并不限于此。利用透明永久键合层将透明衬底层键合在色彩转换膜层结构的远离薄膜LED器件的一面(子像素的出光面)，从而在子像素的出光面形成透明材料层。透明衬底可以为玻璃片、蓝宝石片等一切对所需出光透明的衬底，厚度可在20-500μm之间。

步骤105，去除临时键合衬底22和临时键合层21，把正面晶元切割成独立的LED芯片。

由此，便得到如图3A所示的LED芯片结构。

本发明的制备工艺中，如果省略掉永久键合层和透明衬底层，便可得到如图1A所示的LED芯片结构。

在省略透明衬底的情况下，可以在子像素表面仅形成一层支撑膜，支撑膜可以为固化后的有机硅胶，环氧树脂，苯并环丁烯树脂(BCB)或聚酰亚胺树脂等。厚度可在1μm-50μm之间。

以上给出的制备工艺仅为示例，本发明的总体构思为通过在LED器件的出光面上设置透明材料层和色彩转换颗粒的色彩转换膜层结构实现转换了颜色的LED芯片，在不脱离本申请的构思的基础上，还可以通过其他膜层而形成如前面图1A至图6B所示的LED芯片结构或其他变型的单色LED芯片结构，并且还存在其它变形，均在本申请请求保护的范围内。

本发明另选实施例中，还可以在LED器件的出光面上形成透明材料(如GaN或SiO₂等)的膜层，并通过对该膜层进行粗化处理而在该膜层表面形成纳米孔结构，然后通过光刻或喷墨打印等方式在纳米孔结构表面形成色彩转换颗粒层，由此形成包括带纳米孔的透明材料层和色彩转换颗粒层的色彩转换膜层结构。纳米孔可以更好地承载色彩转换颗粒(量子点或荧光粉)。

本发明另选实施例中，在LED芯片制备过程中，还可以在色彩转换膜层结构的上方或下方形成滤光层。可在透明材料层的与色彩转换膜层结构相对的一面(即透明材料层的出光面上)形成有滤光层，如图8A所示，在LED芯片的LED器件对应设置有色彩转换膜层结构的情况下，可在透明材料层的出光面上与该两个LED器件对应的区域均设置有滤光层。另选地，还可以在透明材料层与色彩转换膜层结构之间形成有滤光层，如图8B所示。滤光层可以为DBR膜系结构，也可以为常规的滤光片。

在本发明其他实施例中，可以在全部子像素上(芯片透明衬底内部或者芯片透明衬底外部)设置特定波段光的滤光层。

如图18A至图18D所示，在本发明实施例中，还可以通过以下工艺来制备LED芯片：

步骤1，提供一种通过临时键合层键合在临时衬底上的多个薄膜LED器件。

薄膜LED器件可为剥离原衬底后的GaN-LED器件，包含有P和N电极做电气连接。薄膜LED器件的厚度可在1-50μm之间。原衬底可以是蓝宝石衬底，制备在原衬底上的多个薄膜LED器件可通过将原衬底与薄膜LED器件剥离，然后利用临时键合层将薄膜LED器件绑定在临时衬底上来提供键合在临时衬底上的多个薄膜LED器件，如图18A所示。

步骤2，在另一个透明衬底上面制作微纳米孔结构。

透明衬底的材料可以为GaN或SiO₂等透明的能够形成微纳米结构的材料。微纳米结构的制作方法包括但不限于膜层材料的腐蚀，以形成微纳米孔结构。其中腐蚀包括对透明衬底进行化学腐蚀，电化学腐蚀或光化学腐蚀等，在透明衬底上得到的微纳米结构如图18B所示。还可通过膜层材料的沉积形成微纳米孔结构。

步骤3，把所需要的色彩转换颗粒制备到微纳米孔结构上面，形成承载有色彩转换颗粒的微纳米结构。

色彩转换颗粒为量子点或荧光粉。该步骤包括通过光刻的方式或者喷墨打印的方式将色彩转换颗粒制备到微纳米孔结构上面。色彩转换颗粒可均匀附着在微纳米结构当中。

本步骤中采用的色彩转换颗粒可以是单色色彩转换颗粒，也可以是多色材料的混合，用于得到多光谱芯片。

步骤4，将步骤1所提供的多个薄膜LED器件和步骤3得到的承载有色彩转换颗粒的微纳米结构通过永久键合层键合到一起。

步骤5，去除临时键合衬底和临时键合层，把正面晶元切割成独立的LED芯片。

该独立的LED芯片可以包括单个LED器件或多个LED器件，在色彩转换颗粒为单色材料的情况下，可以得到单色LED芯片，在色彩转换颗粒为多色混合色彩转换颗粒的情况下，可以得到多光谱LED芯片。

此外，通过在芯片上或者芯片内设置滤光层，过滤不需要的波段。滤光层可以为DBR膜系也可以为常规的滤光片。

属于本发明的构思的其他芯片结构的制作方法可由上述几种方法稍微变异获得。

在本发明另选实施例中，还可以通过以下工艺来制备色彩转换膜层结构：

步骤1)，以沉积等方式在LED器件的出光面上透明材料(如GaN或SiO₂等)的膜层，该膜层中包括纳米孔结构。

步骤2)，通过光刻或喷墨打印等方式在纳米孔结构表面形成色彩转换颗粒层，由此形成包括透明材料层和色彩转换颗粒层的色彩转换膜层结构。

色彩转换颗粒层中的颗粒可以是单色色彩转换颗粒，也可以是多色材料的混合，用于得到多光谱芯片。

该独立的LED芯片可以包括单个LED器件或多个LED器件，在色彩转换颗粒为单色材料的情况下，可以得到单色LED芯片，在色彩转换颗粒为多色混合色彩转换颗粒的情况下，可以得到多光谱LED芯片。

下面将结合附图表述本发明实施例的三色RGB LED芯片的制备方法。

如图19A至图20E所示，本发明一实施例中的LED芯片制备方法包括以下步骤：

步骤1，提供一种在临时衬底上的薄膜LED器件。

如图19A中所示，多个薄膜LED器件11通过临时键合层21键合在临时衬底22上。其中，临时键合层需要有足够的键合力且容易除去，临时键合层可以为石蜡、苯并环丁烯(BCB)、UV解离膜或激光解离膜等，临时衬底可以为玻璃衬底，硅衬底或蓝宝石衬底等。优选地，多个薄膜LED器件可以是在半导体晶圆上形成的薄膜LED器件阵列。作为示例，每个薄膜LED器件的原始光为蓝色。

步骤2，如图19B所示，在薄膜LED器件11的出光面做粗化形成具有微纳米结构的微纳米结构层。

微纳米结构例如可包括纳米孔结构，用于更好的承载色彩转换颗粒。对薄膜LED器件11出光面的粗化方法可包括化学腐蚀，电化学腐蚀，光化学腐蚀等，但本发明并不限于此。由于化学腐蚀，电化学腐蚀，光化学腐蚀为现有成熟的工艺技术，可以通过控制腐蚀参数来控制薄膜LED器件11出光面的厚度和粗化程度，在此不再赘述。

步骤3，在相应的子像素位置的微纳米结构层上设置相应的色彩转换颗粒，包括绿色色彩转换颗粒和红色色彩转换颗粒。

本实施例要制备RGB的三色LED芯片要包括红绿蓝三种子像素，每个LED器件对应一个子像素。因此，本步骤中，在相应的子像素位置的微纳米结构层表面施加相应的色彩转换颗粒。由于薄膜LED器件的原始光为蓝色，蓝色子像素位置的LED器件的微纳米结构层表面无需施加色彩转换颗粒，仅需分别在红色子像素位置和绿色子像素位置的LED器件的微纳米结构层表面施加红色色彩转换颗粒和绿色色彩转换颗粒，如图19C所示，用于分别将蓝色光转换为红色光和绿色光。

作为示例，可通过光刻的方式或者喷墨打印的方式向子像素位置的微纳米结构层上施加红色色彩转换颗粒和绿色色彩转换颗粒。作为一示例，红色色彩转换颗粒和绿色色彩转换颗粒分别为量子点，其材料可以为CdSe,InP等。作为另一示例，红色色彩转换颗粒和绿色色彩转换颗粒分别为610-650nm荧光粉510-550nm荧光粉。

由于粗糙的微纳米结构层表面，色彩转换颗粒可均匀附着在微纳米结构当中。

步骤4，在子像素之间设置黑色档墙(BM)。

黑色档墙用于防止不同颜色子像素间的光串扰。黑色档墙的材质可以是黑色光刻胶。可以通过光刻或者纳米压印的方式在不同颜色的各子像素间形成黑色挡墙，如图19D所示。

步骤5，利用透明永久键合层键合透明衬底到子像素表面。

透明永久键合层可以是有机硅胶，环氧树脂，苯并环丁烯树脂(BCB)或聚酰亚胺树脂等，但并不限于此。利用透明永久键合层将透明衬底层键合在色彩转换结构的远离薄膜LED器件的一面(子像素的出光面)，从而在子像素的出光面形成透明材料层，如图19E所示。透明衬底可以为玻璃片、蓝宝石片等一切对所需出光透明的衬底，厚度可在20-500μm之间。

可选地，在子像素的表面形成透明衬底之前，可在黑色挡墙之间的空间内填充透明胶，该透明胶可以是有机硅胶，环氧树脂，苯并环丁烯树脂(BCB)或聚酰亚胺树脂等，本发明并不限于此。

步骤6，去除临时键合衬底和临时键合层，把正面晶元切割成独立的LED芯片。

切割后的独立芯片的结构如图9B所示，包含RGB三个子像素，蓝色子像素包括蓝色LED器件，红色子像素包括蓝色LED器件和红色色彩转换结构，绿色子像素包括绿色LED器件和绿色色彩转换结构。

在LED器件为紫光或紫外光LED器件的情况下，可以对每个LED器件发出的光都通过色彩转换结构进行色彩转换，切割后可得到如图9A所示的LED芯片结构。

在其他实施例中，也可以省略键合透明衬底的步骤，在省略透明衬底的情况下，可以在子像素表面仅形成一层支撑膜，支撑膜可以为固化后的有机硅胶，环氧树脂，苯并环丁烯树脂(BCB)或聚酰亚胺树脂等。厚度可在1μm-50μm之间。由此可得到图10A和图10B所示的LED芯片结构。

进一步地，在本发明实施例中，可在步骤5之前或之后，在带有转换结构的子像素区域添加滤光膜20，以过滤不需要的波段。滤光层可以为DBR膜系也可以为常规的滤光片。

针对图11A和图11B所示的LED芯片结构，其制备方法包括如下步骤：

步骤1，提供包含多个薄膜LED器件的薄膜LED器件阵列。

更具体地，是提供一种通过临时键合层键合在临时衬底上的薄膜LED器件的阵列。临时键合层可以为石蜡、苯并环丁烯(BCB)、UV解离膜或激光解离膜等，临时衬底可以为玻璃衬底，硅衬底或蓝宝石衬底等。该薄膜LED器件可以是蓝光LED器件。在临时衬底上的多个薄膜LED器件的结构可参照图19A。

步骤2，在一透明衬底上制作表面具有微纳米结构的微纳米结构层，用于承载色彩转换颗粒。

透明衬底的材料可以为GaN或SiO₂等透明的能够形成微纳米结构的材料。微纳米结构的制作方法包括但不限于膜层材料的腐蚀，以形成微纳米孔结构。其中腐蚀包括对透明衬底进行化学腐蚀，电化学腐蚀或光化学腐蚀等，在透明衬底上得到的微纳米结构如图20A所示。

步骤3，在微纳米结构层上定义子像素区域。

在微纳米结构层上定义的子像素区域和临时衬底上的多个薄膜LED器件的位置相对应。更具体地，可以通过将微纳米结构层图案化，来定义出与薄膜LED器件对应的子像素区域。例如，可以通过光刻或者纳米压印的方式将微纳米结构层图案化，得到与多个薄膜LED器件的位置相对应的子像素区域，如图20B所示。

步骤4，在相应的子像素位置设置相应的色彩转换颗粒。

例如，在提供的LED器件为蓝光LED器件的情况下，可在微纳米结构层上红色子像素和绿色子像素的位置涂覆红色色彩转换颗粒和绿色色彩转换颗粒，红色色彩转换颗粒和绿色色彩转换颗粒可以是用于将蓝色光转换为红色和绿色的量子点或荧光粉。施加了色彩转换颗粒的微纳米结构层如图20C所示。

在LED器件的原始光为紫光或紫外光的情况下，需要在微纳米结构层上红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的位置分别涂覆红色色彩转换颗粒、绿色色彩转换颗粒和蓝色色彩转换颗粒。

步骤5，在子像素之间设置黑色档墙(BM)。

例如，可通过光刻或者纳米压印的方式在子像素之间生成黑色档墙。黑色档墙的材料例如可以是黑色光刻胶，但本发明并不限于此。

设置了BM的微纳米结构层如图20D所示。

另选地，也可以在步骤1所提供的临时衬底上的薄膜LED器件之间设置黑色档墙(BM)，此时，在临时衬底上的结构如图21所示。

步骤6，将步骤1和步骤5所形成的结构按照子像素区域相应的键合到一起。

也即，利用永久键合材料将临时衬底上的薄膜LED器件和步骤5中生成的设置有BM的微纳米结构层键合到一起，得到如图20E所示的结构。

另选地，在步骤5中将黑色档墙设置在薄膜LED器件之间的情况下，则本步骤6中，将步骤4和步骤5所形成的结构按照子像素区域相应的键合到一起，得到如图20E所示的结构。

步骤7，去除临时键合衬底和临时键合层，把正面晶元切割成独立的LED芯片。

切割后的独立芯片的结构如图11B所示，包含RGB三个子像素，蓝色子像素包括蓝色LED器件，红色子像素包括蓝色LED器件和红色色彩转换结构，绿色子像素包括绿色LED器件和绿色色彩转换结构。

在LED器件为紫光或紫外光LED器件的情况下，可以对每个LED器件发出的光都通过色彩转换结构进行色彩转换，切割后可得到如图11A所示的LED芯片结构。

更进一步，为了能使芯片出光的色纯度更高。本发明实施例中，还可以在可在步骤6之前或之后，在带有转换结构的子像素区域添加滤光膜20，以便形成如图12A或图12B所示的结构。

图22A至图22E为本发明一实施例中制备三色LED芯片的工艺流程示意图。如图22A和图22B所示，该工艺流程包括如下步骤：

步骤91，如图22A，提供一种在临时衬底上的薄膜LED器件阵列。

提供的薄膜LED器件例如可以是利用现有工艺在蓝宝石衬底1上制备的薄膜LED器件阵列，多个薄膜LED器件11通过临时键合层21键合在临时衬底22上。薄膜LED器件的厚度例如可在1-50μm之间。作为示例，每个薄膜LED器件的原始光为蓝色，但本发明并不限于此。图22A中为了便于显示仅示出了3个LED器件，但本发明并不限于此，还可以是更多个LED器件。

图22A中为了便于显示仅示出了3个LED器件，但本发明并不限于此，还可以是更多个LED器件。

步骤92，如图22B所示，利用激光剥离方式去除蓝宝石衬底1。

得到绑定在临时衬底22上面的薄膜LED器件。

步骤93，如图22C所示，在临时衬底上子像素区域的不同颜色对应的子像素之间设置黑色挡墙BM。

黑色档墙用于防止不同颜色子像素间的光串扰。黑色档墙的材质可以是黑色光刻胶。可以通过光刻或者纳米压印的方式在不同颜色的各子像素间形成黑色挡墙。

步骤94，如图22D所示，在步骤93得到的结构上形成色彩转换颗粒层。

本步骤中，在与各子像素位置对应的LED器件的出光面上形成相应的、包括透明材料层和色彩转换颗粒层的色彩转换膜层结构130-1，130-2，130-3。例如，可通过将色彩转换颗粒掺杂在透明胶中(如透明永久键合材料中)，然后利用掺杂有色彩转换颗粒的透明胶涂覆在各个LED器件的出光面上，便在各个LED器件的出光面上形成色彩转换膜层结构，该色彩转换膜层结构包括透明材料层和色彩转换颗粒，色彩转换颗粒可以是红色色彩转换颗粒或其他颜色的色彩转换颗粒。

另选地，色彩转换膜层结构中的荧光粉或者量子点膜可以直接涂覆在薄膜LED器件的出光面上面或者通过透明基材附着在薄膜LED器件出光面上面。在荧光粉或者量子点膜层直接涂覆在薄膜LED器件的出光面上的情况下，在荧光粉或者量子点膜层外面可以包覆一层透明材料层，如透明永久键合层，也可以不包覆；在不包覆的情况下，图22D中的膜层130-1，130-2，130-3仅包括荧光粉或者量子点膜层，未包括透明材料层。在本发明一实施例中，膜层130-1，130-2，130-3可分别对应蓝色色彩转换膜层结构、红色色彩转换膜层结构和绿色色彩转换膜层结构，此时薄膜LED器件发出的原始光例如可以为紫光或紫外光。

在薄膜LED器件的原始光为蓝色的情况，蓝色子像素位置的LED器件的出光面上无需形成色彩转换膜层结构，仅需分别在红色子像素位置和绿色子像素位置的LED器件的出光面上形成红色色彩转换膜层结构130-2和绿色色彩转换膜层结构130-3，如图22D所示，用于分别将蓝色光转换为红色光和绿色光。此时，膜层130-1例如可以为不包含色彩转换颗粒的透明材料层。

作为示例，色彩转换颗粒为量子点，其材料可以为CdSe,InP等。作为另一示例，红色色彩转换颗粒和绿色色彩转换颗粒分别为610-650nm荧光粉510-550nm荧光粉。

步骤95，如图22E所示，利用透明永久键合层15键合透明衬底18到子像素表面。

透明永久键合层可以是有机硅胶，环氧树脂，苯并环丁烯树脂(BCB)或聚酰亚胺树脂等，但并不限于此。利用透明永久键合层将透明衬底层键合在色彩转换膜层结构的远离薄膜LED器件的一面(子像素的出光面)，从而在子像素的出光面形成透明材料层，如图22E所示。透明衬底可以为玻璃片、蓝宝石片等一切对所需出光透明的衬底，厚度可在20-500μm之间。

步骤96，去除临时键合衬底和临时键合层，把正面晶元切割成独立的三色LED芯片。

切割后得到的独立LED芯片的结构如图13所示，包含RGB三个子像素，蓝色子像素包括蓝色LED器件，红色子像素包括蓝色LED器件和红色色彩转换膜层结构，绿色子像素包括绿色LED器件和绿色色彩转换膜层结构。

在LED器件为紫光或紫外光LED器件的情况下，可以对每个LED器件发出的光都通过色彩转换膜层结构进行色彩转换，切割后可得到多个RGB LED芯片结构。

在其他实施例中，也可以省略键合透明衬底的步骤，在省略透明衬底的情况下，可以在子像素表面仅形成一层支撑膜，支撑膜可以为固化后的有机硅胶，环氧树脂，苯并环丁烯树脂(BCB)或聚酰亚胺树脂等，厚度可在1μm-50μm之间。

图22A至图22E形成的如图13所示的三色LED器件结构中，是在薄膜LED器件的多个出光面上都形成了色彩转换膜层结构，在本发明另一实施例中，还可以仅在薄膜LED器件的背离薄膜LED器件的电极侧的单个出光面上形成色彩转换膜层结构，从而形成如图23所示的三色LED器件结构。

进一步地，在本发明实施例中，为了能使芯片出光的色纯度更高，可在步骤95之前或之后，在带有色彩转换膜层结构的子像素区域添加滤光膜20，以过滤不需要的波段。滤光层可以为DBR膜系也可以为常规的滤光片。

在本发明实施例中，在原始光为蓝光的情况下，一颗子像素点可直接发出蓝光，因此不需要蓝色色彩转换颗粒进行色彩转换，蓝色子像素点对应的LED器件没有施加色彩转换颗粒，此时，仅需对其余两个LED器件发出的光进行色彩转换，分别转换为红光和绿光。类似地，在原始光为绿光的情况下，由于一颗子像素点可直接发出绿光，因此不需要绿色色彩转换颗粒进行色彩转换。

属于本发明的构思的其他芯片结构的制作方法可由上述几种方法稍微变异获得。

本发明利用光转换可以在一颗芯片上实现单色或白色的集成的LED芯片或RGB三色的集成的LED芯片。并且，子像素的芯片尺寸可以到10μm-200μm之间，但是整个芯片的尺寸在50μm-800μm之间，可适用于目前量产产业链。

本发明直接在芯片上制作量子点或者荧光粉，工艺更加简单，成本更低。此外，本发明还有如下优点：

(1)直接在薄膜芯片上制作量子点或者荧光粉进行色彩转换，克服了衬底侧壁漏光的问题。

(2)最终的芯片结构可带衬底和可不带衬底，比较灵活应用。依据现有的量产产业链，带有衬底的芯片更加符合现有产业链的量产。

(3)利用膜层结构作为色彩转换颗粒的承载，有利于对色彩转换颗粒的保护并且增加可靠性。

(4)把芯片集成到一颗芯片上面，下游客户可以更加灵活的应用，可以制作更小点间距的显示产品，如可以制作显示点间距P0.8以下的显示屏。

需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。

还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。

本发明中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (32)

1.一种LED芯片制作方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

提供一个或多个薄膜LED器件；

在提供的薄膜LED器件的出光面上形成色彩转换媒介，所述色彩转换媒介包括透明支撑结构和色彩转换颗粒；

基于形成有色彩转换媒介的薄膜LED器件形成LED芯片。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述色彩转换媒介为色彩转换膜层结构，所述透明支撑结构为透明膜层，所述透明膜层的内部或表面形成有所述色彩转换颗粒；

在所述色彩转换颗粒形成在所述透明膜层外表面的情况下，所述方法还包括：在所述色彩转换颗粒外侧形成透明保护层，使得所述色彩转换颗粒置于所述透明膜层和所述透明保护层之间。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在提供的薄膜LED器件的出光面上形成色彩转换媒介，包括：

在提供的薄膜LED器件表面涂覆色彩转换颗粒，形成色彩转换颗粒层；

在所述色彩转换颗粒层表面形成透明膜层，所述色彩转换膜层结构包括：所述色彩转换颗粒层和所述透明膜层。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在提供的薄膜LED器件的出光面上形成色彩转换媒介，包括：

在提供的薄膜LED器件的出光面上形成透明的永久键合层；

在所述透明的永久键合层上的、与所述薄膜LED器件对应的位置形成色彩转换膜层结构。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述色彩转换膜层结构上面形成有作为保护层的透明衬底层；

所述在所述色彩转换膜层结构上面形成透明衬底层，包括：

利用透明键合材料将所述色彩转换膜层结构和所述透明衬底层键合在一起。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述薄膜LED器件的出光面为背离薄膜LED器件的电极侧的单个出光面；或者

所述薄膜LED器件的出光面为多个出光面，包括背离薄膜LED器件的电极侧出光面和侧面的出光面。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述色彩转换媒介还包括微纳米结构层，所述色彩转换颗粒施加在所述微纳米结构层表面或内部；

所述透明支撑结构包括形成在所述微纳米结构层的远离薄膜LED器件的一侧的透明材料层。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述透明材料层包括键合层和透明衬底层，所述方法还包括：

利用键合层将所述透明衬底层键合在所述色彩转换媒介的远离薄膜LED器件的一面，以在所述色彩转换媒介的远离薄膜LED器件的一面形成所述透明材料层。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述透明材料层包括透明衬底层；所述在提供的薄膜LED器件的出光面上形成色彩转换媒介，包括：

在所述透明衬底上形成微纳米结构；

将微纳米结构图案化，定义出与所述薄膜LED器件对应的像素区域；

在定义的像素区域的施加色彩转换颗粒；以及

利用键合层将施加了色彩转换颗粒的微纳米结构和对应的薄膜LED器件键合在一起。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，

所述在所述透明衬底上形成微纳米结构包括利用化学刻蚀、电化学腐蚀或光化学腐蚀处理在所述透明衬底上形成微纳米结构；所述微纳米结构为GaN或SiO₂材料的微纳米结构；

所述将微纳米结构图案化，包括：利用掩膜和光刻蚀工艺将所述微纳米结构图案化。

11.根据权利要求1-10中任意一项所述的方法，其特征在于，所述提供的薄膜LED器件的背光面具有临时键合衬底和临时键合层，所述方法还包括：

在薄膜LED器件的出光面上形成色彩转换媒介之后，去除所述临时键合衬底和临时键合层。

12.根据权利要求1-10中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述色彩转换膜层结构的上方或下方形成有滤光层。

13.根据权利要求1-10中任意一项所述的方法，其特征在于，提供的薄膜LED器件包括多个薄膜LED器件组成的阵列；

所述基于形成有色彩转换媒介的薄膜LED器件形成LED芯片，包括：对形成有色彩转换媒介的薄膜LED器件阵列进行切割，得到多个LED芯片。

14.根据权利要求1-10中任意一项所述的方法，其特征在于，

所述薄膜LED器件为GaN基LED器件；

所述色彩转换颗粒为量子点或荧光粉，所述量子点或荧光粉为单色量子点或荧光粉，或多色混合量子点或荧光粉。

15.一种LED芯片，其特征在于，所述LED芯片包括：

一个或多个薄膜LED器件；

位于所述一个或多个LED器件的出光面上的色彩转换媒介，所述色彩转换媒介包括透明支撑结构和色彩转换颗粒。

16.根据权利要求15所述的LED芯片，所述色彩转换媒介为色彩转换膜层结构，所述透明支撑结构为透明膜层，所述透明膜层的内部或表面形成有所述色彩转换颗粒。

17.根据权利要求16所述的LED芯片，其特征在于，所述LED芯片还包括：在所述色彩转换媒介上面形成的透明衬底层，所述透明衬底层通过透明键合材料与所述色彩转换媒介键合在一起。

18.根据权利要求15所述的LED芯片，其特征在于，

所述色彩转换媒介还包括微纳米结构层，所述色彩转换颗粒施加在所述微纳米结构层表面或内部；

所述透明支撑结构包括形成在所述微纳米结构的远离薄膜LED器件的一侧的透明材料层。

19.根据权利要求18所述的LED芯片，其特征在于，

所述微纳米结构和所述LED器件之间具有键合层；或者

所述微纳米结构与所述透明材料层之间填充有透明胶。

20.根据权利要求15-19中任意一项所述的LED芯片，其特征在于，

所述色彩转换媒介的上方或下方形成有滤光层。

21.一种LED芯片制作方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

提供包括多个薄膜LED器件的薄膜LED器件阵列；

基于提供的薄膜LED器件阵列确定红、绿、蓝三个颜色对应的子像素区域，在至少两种子像素区域的薄膜LED器件的出光面上形成各自颜色对应的色彩转换媒介，所述色彩转换媒介包括子像素颜色对应的色彩转换颗粒，所述色彩转换颗粒被透明材料层覆盖；

在子像素区域的不同颜色对应的子像素之间设置黑色挡墙；

基于形成有色彩转换媒介的薄膜LED器件得到红、绿、蓝三色LED芯片。

22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，

所述色彩转换媒介为色彩转换膜层结构，所述透明材料层为透明膜层，所述透明膜层的内部或靠近所述薄膜LED器件的表面形成有所述色彩转换颗粒层。

23.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，在至少两种子像素区域的薄膜LED器件的出光面上形成各自颜色对应的色彩转换媒介，包括：

在至少两种子像素区域的薄膜LED器件表面涂覆色彩转换颗粒，形成色彩转换颗粒层；

在所述色彩转换颗粒层表面形成透明膜层，所述色彩转换膜层结构包括：所述色彩转换颗粒层和所述透明膜层。

24.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，

所述色彩转换媒介还包括表面形成有微纳米结构的微纳米结构层，所述色彩转换颗粒施加在所述微纳米结构层表面或内部；

所述透明材料层形成在所述微纳米结构层的远离薄膜LED器件的一侧。

25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述在至少两种子像素区域的薄膜LED器件的出光面上形成各自颜色对应的色彩转换媒介，包括：

在提供的薄膜LED器件的出光面进行表面粗化处理，以在所述薄膜LED器件的出光面形成微纳米结构层；

在至少两种子像素区域的薄膜LED器件的微纳米结构层表面施加预定LED出光颜色对应的色彩转换颗粒。

26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述表面粗化处理包括化学刻蚀、电化学腐蚀或光化学腐蚀处理；

所述微纳米结构为GaN材料或SiO₂材料的微纳米结构。

27.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述透明材料层包括键合层和透明衬底层，所述方法还包括：

利用键合层将所述透明衬底层键合在所述色彩转换媒介的远离薄膜LED器件的一面，以在所述色彩转换结构的远离薄膜LED器件的一面形成所述透明材料层。

28.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述透明材料层包括透明衬底层；所述基于提供的薄膜LED器件阵列确定红、绿、蓝三个颜色对应的子像素区域，在至少两种子像素区域的薄膜LED器件的出光面上形成各自颜色对应的色彩转换媒介，包括：

在所述透明衬底上形成微纳米结构层；

将微纳米结构层图案化，定义出与所述薄膜LED器件红、绿、蓝三个颜色对应的子像素区域；

在至少两种的子像素区域的子像素上施加子像素颜色对应的色彩转换颗粒；以及

利用键合层将施加了色彩转换颗粒的微纳米结构层和对应的薄膜LED器件键合在一起。

29.根据权利要求21-28中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述色彩转换媒介的上方或下方形成有滤光层。

30.根据权利要求21-28中任意一项所述的方法，其特征在于，所述基于形成有色彩转换媒介的薄膜LED器件得到三色LED芯片，所述方法还包括：

对形成有色彩转换媒介的薄膜LED器件阵列进行切割，得到多个LED芯片，使得每个LED芯片包括红、绿、蓝三个颜色的子像素。

31.一种利用如权利要求21-30中任意一项所述的三色LED芯片制作方法制作的三色LED芯片。

32.一种三色LED芯片，其特征在于，所述LED芯片包括：

多个薄膜LED器件；

所述多个薄膜LED器件的出光面分别对应红、绿、蓝三个颜色对应的子像素区域，在至少两种子像素区域的薄膜LED器件的出光面上形成各自颜色对应的色彩转换媒介，所述色彩转换媒介包括子像素颜色对应的色彩转换颗粒，所述色彩转换颗粒被透明材料层覆盖；

不同子像素区域之间设置有黑色挡墙，使得不同像素区域的薄膜LED器件和色彩转换膜层结构被所述黑色挡墙隔离开。

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