CN114725080B - 发光单元、显示装置及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种发光单元、显示装置及其制备方法。发光单元包括：无源背板；第一LED芯片，位于无源背板的正面；第二LED芯片，位于无源背板的正面；第三LED芯片，位于第二LED芯片上；第一LED芯片和第二LED芯片均为蓝光LED芯片且第三LED芯片为绿光LED芯片，或第一LED芯片和第二LED芯片均为绿光LED芯片且第三LED芯片为蓝光LED芯片；色转换材料层覆盖所述第一LED芯片；多个阳极背面引出电极，自无源背板的背面贯穿无源背板。上述发光单元不仅减小了Micro‑LED结构的尺寸，还确保在具有较小尺寸的情况下仍具有较高的红光外量子效率。
Description
技术领域
本公开涉及显示技术领域，特别是涉及一种发光单元、显示装置及其制备方法。
背景技术
Micro-LED芯片由于尺寸小、集成度高和自发光等特点，与液晶显示器（LCD）和有机发光二极管（OLED）相比，在亮度、分辨率、对比度、能耗、使用寿命、响应速度和热稳定性等方面具有更大的优势，被普遍认为是下一代显示技术核心，在手表，电视，投影，虚拟现实，增强现实，混合现实等多领域具有很大的应用前景。
在Micro-LED领域，彩色化是一个非常大的挑战，目前主流的Micro-LED彩色化技术包括：三原色、色转换、棱镜合光等方案，其彩色化实现基本基于平面结构上三色，对于进一步压缩器件尺寸，进行超高密度的像素阵列显示存在挑战，特别是红色Micro-LED因为AlGaInP四元体系特点，导致红光LED尺寸进入到Micro量级，特别是15um以下尺寸时外量子效率极低。
因此，如何获得小尺寸高效率的像素单元及高密度高效率的显示装置是亟需解决的问题。
发明内容
基于此，有必要提供一种发光单元、显示装置及其制备方法，以获得小尺寸高效率的像素单元及高密度高效率的显示装置。
本申请实施例提供了一种发光单元，包括：无源背板，无源背板的正面具有多个间隔排布的第一焊盘；第一LED芯片，位于无源背板的正面；第二LED芯片，位于无源背板的正面，且位于第一LED芯片的一侧，与第一LED芯片具有间距；第三LED芯片，位于第二LED芯片上，第三LED芯片在第二LED芯片上表面的正投影位于第二LED芯片的上表面内；第一LED芯片和第二LED芯片均为蓝光LED芯片且第三LED芯片为绿光LED芯片，或第一LED芯片和第二LED芯片均为绿光LED芯片且第三LED芯片为蓝光LED芯片；第一LED芯片、第二LED芯片和第三LED芯片均具有阳极及阴极；第一LED芯片的阳极、第二LED芯片的阳极和第三LED芯片的阳极与第一焊盘一一对应连接，第一LED芯片的阴极、第二LED芯片的阴极和第三LED芯片的阴极均相连接；色转换材料层覆盖所述第一LED芯片，以将所述第一LED芯片发出的光转换为红光；多个阳极背面引出电极，自无源背板的背面贯穿无源背板，与第一焊盘一一对应连接。
上述发光单元，采用了蓝光LED芯片和绿光LED芯片堆叠的排布方式，相比于平面布局的彩色化技术，显著减小了Micro-LED结构的尺寸，进而可以实现同分辨率下更小的显示屏幕尺寸或者同屏幕尺寸下更高的分辨率。同时，上述发光单元利用色转换材料层覆盖蓝光LED芯片或者绿光LED芯片的方式发出红光，可以在第一LED芯片具有较小尺寸的情况下仍具有较高的红光外量子效率，有助于得到性能更好的器件。此外，上述发光单元可以根据最终目标，实现不同面积LED芯片的暴露和镀膜，从而可以自由的进行不同颜色LED芯片的搭配，达到最佳组合。
可选地，发光单元还包括：第一绝缘层，位于第一LED芯片与无源背板之间；第一键合层，位于第一LED芯片与第一绝缘层之间；第二绝缘层，位于第二LED芯片与无源背板之间；第二键合层，位于第二LED芯片与第二绝缘层之间；第三绝缘层，位于第三LED芯片与第二LED芯片之间；第三键合层，位于第三LED芯片与第三绝缘层之间。
可选地，第一LED芯片在第一键合层上表面的正投影位于第一键合层的上表面内；第二LED芯片在第二键合层上表面的正投影位于第二LED芯片的上表面内；第三LED芯片在第三键合层上表面的正投影位于第三LED芯片的上表面内。
可选地，发光单元还包括绝缘覆盖层，位于无源背板的背面，包覆第一LED芯片、第二LED芯片和第三LED芯片；色转换材料层位于绝缘覆盖层内。
可选地，无源背板的正面还具有第二焊盘，第一LED芯片的阴极、第二LED芯片的阴极和第三LED芯片的阴极均与第二焊盘相连接；发光单元还包括阴极背面引出电极，自无源背板的背面贯穿无源背板，与第二焊盘相连接。
基于同样的发明构思，本申请还提供一种发光单元的制备方法，包括以下步骤：提供无源背板，无源背板的正面具有多个间隔排布的第一焊盘；于无源背板的正面形成第一LED芯片、第二LED芯片、第三LED芯片和色转换材料层；第一LED芯片和第二LED芯片均位于无源背板的正面，且具有间距；第三LED芯片位于第二LED芯片上，第三LED芯片在第二LED芯片上表面的正投影位于第二LED芯片的上表面内；第一LED芯片和第二LED芯片均为蓝光LED芯片且第三LED芯片为绿光LED芯片，或第一LED芯片和第二LED芯片均为绿光LED芯片且第三LED芯片为蓝光LED芯片；第一LED芯片、第二LED芯片和第三LED芯片均具有阳极及阴极；第一LED芯片的阳极、第二LED芯片的阳极和第三LED芯片的阳极与第一焊盘一一对应连接，第一LED芯片的阴极、第二LED芯片的阴极和第三LED芯片的阴极均相连接；色转换材料层覆盖第一LED芯片，以将第一LED芯片发出的光转换为红光；于无源背板内形成多个第一互连孔，多个第一互连孔与第一焊盘一一对应设置，且暴露出第一焊盘；于第一互连孔内及无源背板的背面形成阳极背面引出电极。
上述发光单元的制备方法，采用了蓝光LED芯片和绿光LED芯片堆叠的排布方式，相比于平面布局的彩色化技术，显著减小了Micro-LED结构的尺寸，进而可以实现同分辨率下更小的显示屏幕尺寸或者同屏幕尺寸下更高的分辨率。同时，上述发光单元利用色转换材料层覆盖蓝光LED芯片或者绿光LED芯片的方式发出红光，可以在第一LED芯片具有较小尺寸的情况下仍具有较高的红光外量子效率，有助于得到性能更好的器件。此外，上述发光单元可以根据最终目标，实现不同面积LED芯片的暴露和镀膜，从而可以自由的进行不同颜色LED芯片的搭配，达到最佳组合。
可选地，于无源背板的背面形成第一LED芯片、第二LED芯片、第三LED芯片和色转换材料层包括：在无源背板的正面形成第一发光叠层材料层；在第一发光叠层材料层上形成第二发光叠层材料层；刻蚀第二发光叠层材料层，形成第三发光叠层；刻蚀第一发光叠层材料层，形成第一发光叠层和第二发光叠层；在第一发光叠层、第二发光叠层和第三发光叠层的上表面分别制备阳极和阴极，以形成第一LED芯片、第二LED芯片和第三LED芯片；形成多个阳极引出电极，阳极引出电极将第一LED芯片的阳极、第二LED芯片的阳极和第三LED芯片的阳极与第一焊盘一一对应连接；形成多个阴极引出电极，阴极引出电极分别与第一LED芯片的阴极、第二LED芯片的阴极和第三LED芯片的阴极相连接；形成色转换材料层，色转换材料层包覆第一LED芯片。
可选地，在无源背板的正面形成第一发光叠层材料层，包括：在无源背板的正面形成第一绝缘材料层，在第一绝缘材料层的上表面形成第一键合材料层；提供第一晶圆，第一晶圆包括第一基底及位于第一基底表面的第一发光叠层材料层；将第一晶圆键合至第一键合材料层的表面，第一发光叠层材料层远离第一基底的表面为键合面；剥离第一基底；在第一发光叠层材料层上形成第二发光叠层材料层包括：在第一发光叠层材料层的上表面形成第二绝缘材料层，在所述第二绝缘材料层的上表面形成第二键合材料层；提供第二晶圆，第二晶圆包括第二基底及位于第二基底表面的第二发光叠层材料层；将第二晶圆键合至第二键合材料层的表面，第二发光叠层材料层远离第二基底的表面为键合面；剥离第二基底；刻蚀第二发光叠层材料层后，刻蚀第一发光叠层材料层之前，还包括刻蚀第二键合材料层及第二绝缘层，以形成第三键合层及第三绝缘层的步骤；刻蚀第一发光叠层材料层之后还包括刻蚀第一键合材料层及第一绝缘层，以形成第一键合层、第二键合层、第一绝缘层及第二绝缘层的步骤。
可选地，形成阳极引出电极之后，且形成阴极引出电极之前，还包括：形成绝缘覆盖层，绝缘覆盖层覆盖第一LED芯片、第二LED芯片和第三LED芯片；在绝缘覆盖层内形成第一开口、第二开口及第三开口，第一开口暴露出第一LED芯片，第二开口暴露出第二LED芯片的阴极，第三开口暴露出第三LED芯片的阴极；在第一开口、第二开口和第三开口内形成阴极引出电极；形成色转换材料层包括：在第一开口内形成色转换材料层，色转换材料层填满第一开口；形成色转换材料层之后还包括：在绝缘覆盖层的上表面和色转换材料层的上表面形成互连金属层，互连金属层与各阴极引出电极均相连接。
可选地，无源背板的正面还设有第二焊盘；在绝缘覆盖层的上表面和色转换材料层的上表面形成互连金属层之后还包括：将互连金属层与第二焊盘电连接；于无源背板内形成多个第一互连孔的同时，还包括于无源背板内形成第二互连孔的步骤，第二互连孔暴露出第二焊盘；于第一互连孔内及无源背板的背面形成阳极背面引出电极的同时，还于第二互连孔内及无源背板的背面形成阴极背面引出电极。
基于同样的发明构思，本申请还提供一种显示装置的制备方法，包括：采用如上述任一项的发光单元的制备方法制备多个发光单元；提供有源背板，有源背板的表面形成有多个接触焊盘；将发光单元拾取转移至有源背板的表面，接触焊盘至少与阳极背面引出电极相连接。
上述显示装置中的制备方法中，发光单元采用了蓝光LED芯片和绿光LED芯片堆叠的排布方式，相比于平面布局的彩色化技术，显著减小了Micro-LED结构的尺寸，进而可以实现同分辨率下更小的显示屏幕尺寸或者同屏幕尺寸下更高的分辨率。同时，上述发光单元利用色转换材料层覆盖蓝光LED芯片或者绿光LED芯片的方式发出红光，可以在第一LED芯片具有较小尺寸的情况下仍具有较高的红光外量子效率，有助于得到性能更好的器件。此外，上述发光单元可以根据最终目标，实现不同面积LED芯片的暴露和镀膜，从而可以自由的进行不同颜色LED芯片的搭配，达到最佳组合。
基于同样的发明构思，本申请还提供一种显示装置，包括：有源背板，有源背板的表面形成有接触焊盘；多个如上述任一项的发光单元，间隔排布于有源背板的表面，阳极背面引出电极与接触焊盘相连接。
上述显示装置中的发光单元，采用了蓝光LED芯片和绿光LED芯片堆叠的排布方式，相比于平面布局的彩色化技术，显著减小了Micro-LED结构的尺寸，进而可以实现同分辨率下更小的显示屏幕尺寸或者同屏幕尺寸下更高的分辨率。同时，上述发光单元利用色转换材料层覆盖蓝光LED芯片或者绿光LED芯片的方式发出红光，可以在第一LED芯片具有较小尺寸的情况下仍具有较高的红光外量子效率，有助于得到性能更好的器件。此外，上述发光单元可以根据最终目标，实现不同面积LED芯片的暴露和镀膜，从而可以自由的进行不同颜色LED芯片的搭配，达到最佳组合。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一实施例中提供的发光单元的制备方法的流程图。
图2为本申请一实施例中提供的发光单元的制备方法中提供无源背板后所得结构的剖面结构示意图。
图3为本申请一实施例中提供的于无源背板的背面形成第一LED芯片、第二LED芯片、第三LED芯片和色转换材料层的制备方法的流程图。
图4为本申请一实施例中在无源背板的正面形成第一发光叠层材料层后所得结构的剖面结构示意图。
图5为本申请一实施例中在第一发光叠层材料层上形成第二发光叠层材料层后所得结构的剖面结构示意图。
图6为本申请一实施例中刻蚀第二发光叠层材料层，形成第三发光叠层后所得结构的剖面结构示意图。
图7为本申请一实施例中刻蚀第一发光叠层材料层，形成第一LED芯片、第二LED芯片和第三LED芯片后所得结构的剖面结构示意图。
图8为本申请一实施例中形成第一LED芯片的阳极引出电极、第二LED芯片的阳极引出电极和第三LED芯片的阳极引出电极后所得结构的剖面结构示意图。
图9为本申请一实施例中形成多个阴极引出电极后所得结构的剖面结构示意图。
图10为本申请一实施例中形成色转换材料层，并将所有阴极引出电极相连接后所得结构的剖面结构示意图。
图11为本申请一实施例中在第一发光叠层材料层上形成第二发光叠层材料层后所得结构的剖面结构示意图。
图12为本申请一实施例中刻蚀第二键合材料层及第二绝缘材料层，以形成第三键合层及第三绝缘层后所得结构的剖面结构示意图。
图13为本申请一实施例中刻蚀第一键合材料层及第一绝缘材料层，以形成第一键合层、第二键合层、第一绝缘层及第二绝缘层后所得结构的剖面结构示意图。
图14为本申请一实施例中形成绝缘覆盖层、阴极引出电极、色转换材料层，并在绝缘覆盖层的上表面和色转换材料层的上表面形成互连金属层后所得结构的剖面结构示意图。
图15为本申请一实施例中发光单元的的俯视图。
图16为本申请一实施例中提供的发光单元的结构示意图。
附图标记说明：
10-无源背板；101-第一焊盘；1011-第一焊盘；1012-第一焊盘；1013-第一焊盘；102-第二焊盘；
21-第一LED芯片；210-第一发光叠层；211-第一LED芯片的阳极引出电极；212-第一LED芯片的阴极引出电极；213-第一绝缘层；214-第一键合层；
22-第二LED芯片；220-第二发光叠层；221-第二LED芯片的阳极引出电极；222-第二LED芯片的阴极引出电极；223-第二绝缘层；224-第二键合层；
23-第三LED芯片；230-第三发光叠层；231-第三LED芯片的阳极引出电极；232-第三LED芯片的阴极引出电极；233-第三绝缘层；234-第三键合层；
24-色转换材料层；
25-绝缘覆盖层；
26-互连金属层；
27-阳极背面引出电极；
200-第一发光叠层材料层；201-第一绝缘材料层；202-第一键合材料层；
300-第二发光叠层材料层；301-第二绝缘材料层；302-第二键合材料层。
具体实施方式
为了便于理解本公开，下面将参照相关附图对本公开进行更全面的描述。附图中给出了本公开的实施例。但是，本公开可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本公开的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本公开的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本公开的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本公开。
Micro-LED芯片由于尺寸小、集成度高和自发光等特点，与液晶显示器（LCD）和有机发光二极管（OLED）相比，在亮度、分辨率、对比度、能耗、使用寿命、响应速度和热稳定性等方面具有更大的优势，被普遍认为是下一代显示技术核心，在手表，电视，投影，虚拟现实，增强现实，混合现实等多领域具有很大的应用前景。
在Micro-LED领域，彩色化是一个非常大的挑战，目前主流的Micro-LED彩色化技术包括：三原色、色转换、棱镜合光等方案，其彩色化实现基本基于平面结构上三色，对于进一步压缩器件尺寸，进行超高密度的像素阵列显示存在挑战，特别是红色Micro-LED因为AlGaInP四元体系特点，导致红光LED尺寸进入到Micro量级，特别是15um以下尺寸时外量子效率极低。
因此，如何实现高密度Micro-LED结构以提高显示装置的显示质量是亟需解决的问题。
鉴于上述现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种发光单元、显示装置及其制备方法，旨在实现高密度Micro-LED结构，进而提高显示装置的显示质量。
请参阅图1，本申请实施例提供了一种发光单元的制备方法，包括以下步骤：
S10：提供无源背板，无源背板的正面具有多个间隔排布的第一焊盘；
S20：于无源背板的正面形成第一LED芯片、第二LED芯片、第三LED芯片和色转换材料层；第一LED芯片和第二LED芯片均位于无源背板的正面，且具有间距；第三LED芯片位于第二LED芯片上，第三LED芯片在第二LED芯片上表面的正投影位于第二LED芯片的上表面内；第一LED芯片和第二LED芯片均为蓝光LED芯片且第三LED芯片为绿光LED芯片，或第一LED芯片和第二LED芯片均为绿光LED芯片且第三LED芯片为蓝光LED芯片；第一LED芯片、第二LED芯片和第三LED芯片均具有阳极及阴极；第一LED芯片的阳极、第二LED芯片的阳极和第三LED芯片的阳极与第一焊盘一一对应连接，第一LED芯片的阴极、第二LED芯片的阴极和第三LED芯片的阴极均相连接；色转换材料层覆盖第一LED芯片，以将第一LED芯片发出的光转换为红光；
S30：于无源背板内形成多个第一互连孔，多个第一互连孔与第一焊盘一一对应设置，且暴露出第一焊盘；于第一互连孔内及无源背板的背面形成阳极背面引出电极。
上述发光单元的制备方法，采用了蓝光LED芯片和绿光LED芯片堆叠的排布方式，相比于平面布局的彩色化技术，显著减小了Micro-LED结构的尺寸，进而可以实现同分辨率下更小的显示屏幕尺寸或者同屏幕尺寸下更高的分辨率。同时，上述发光单元利用色转换材料层覆盖蓝光LED芯片或者绿光LED芯片的方式发出红光，可以在第一LED芯片具有较小尺寸的情况下仍具有较高的红光外量子效率，有助于得到性能更好的器件。此外，上述发光单元可以根据最终目标，实现不同面积LED芯片的暴露和镀膜，从而可以自由的进行不同颜色LED芯片的搭配，达到最佳组合。
以下结合图2至图15对本申请实施例提供的发光单元的制备方法进行详细描述。
在步骤S10中，请参阅图1中的S10步骤及图2，提供无源背板10，无源背板10的正面具有多个间隔排布的第一焊盘101。
在一些示例中，无源背板10可以包括但不仅限于PCB板。本申请实施例对此不作限定。
在一些示例中，第一焊盘101的材料可以包括但不限于金、镍、锡、铟、铝、铜以及银中的一种或多种，具体的，第一焊盘101的材料可以包括金、镍、锡、铟、铝、铜、银中的一种，也可以包括金、镍、锡、铟、铝、铜、银中的至少两种的组合。本申请实施例对此不作限定。
在步骤S10中，请参阅图1中的S20步骤及图3，于无源背板的背面形成第一LED芯片、第二LED芯片、第三LED芯片和色转换材料层包括：
S101：在无源背板的正面形成第一发光叠层材料层；
S102：在第一发光叠层材料层上形成第二发光叠层材料层；
S103：刻蚀第二发光叠层材料层，形成第三发光叠层；
S104：刻蚀第一发光叠层材料层，形成第一发光叠层和第二发光叠层；
S105：在第一发光叠层、第二发光叠层和第三发光叠层的上表面分别制备阳极和阴极，以形成第一LED芯片、第二LED芯片和第三LED芯片；
S106：形成多个阳极引出电极，阳极引出电极将第一LED芯片的阳极、第二LED芯片的阳极和第三LED芯片的阳极与第一焊盘一一对应连接；
S107：形成多个阴极引出电极，阴极引出电极分别与第一LED芯片的阴极、第二LED芯片的阴极和第三LED芯片的阴极相连接；
S108：形成色转换材料层，色转换材料层包覆第一LED芯片。
在步骤S101中，请参阅图3中的S101步骤及图4，在无源背板10的正面形成第一发光叠层材料层200。
在步骤S102中，请参阅图3中的S102步骤及图5，在第一发光叠层材料层200上形成第二发光叠层材料层300。
在步骤S103中，请参阅图3中的S103步骤及图6，刻蚀第二发光叠层材料层300，形成第三发光叠层230。
在步骤S104中，请参阅图3中的S104步骤及图7，刻蚀第一发光叠层材料层200，形成第一发光叠层210和第二发光叠层220。
在步骤S105中，请参阅图3中的S105步骤及图7，在第一发光叠层210、第二发光叠层220和第三发光叠层230的上表面分别制备阳极（未示出）和阴极（未示出），以形成第一LED芯片21、第二LED芯片22和第三LED芯片23。
在一些示例中，第一LED芯片21、第二LED芯片22和第三LED芯片23可以均包括依次层叠的P型欧姆接触层、P型化合物半导体层、量子阱层、N型化合物半导体层及缓冲层；各芯片的阳极与P型化合物半导体层相接触，各芯片的阴极与N型化合物半导体层相接触。
在一个示例中，第一LED芯片21和第二LED芯片22均为蓝光LED芯片且第三LED芯片23为绿光LED芯片。
在另一个示例中，第一LED芯片21和第二LED芯片22均为绿光LED芯片且第三LED芯片23为蓝光LED芯片。
在步骤S106中，请参阅图3中的S106步骤及图8，形成多个阳极引出电极，阳极引出电极将第一LED芯片21的阳极（未示出）、第二LED芯片22的阳极（未示出）和第三LED芯片23的阳极（未示出）与第一焊盘101一一对应连接。
在一些示例中，焊盘101包括第一焊盘1011、第一焊盘1012和第一焊盘1013。步骤S106中，形成的阳极引出电极包括第一LED芯片21的阳极引出电极211、第二LED芯片22的阳极引出电极221及第三LED芯片23的阳极引出电极231；第一LED芯片21的阳极（未示出）可以经由第一LED芯片21的阳极引出电极211与第一焊盘1011连接、第二LED芯片22的阳极（未示出）可以经由第二LED芯片22的阳极引出电极221与第一焊盘1012连接，第三LED芯片23的阳极（未示出）可以经由第三LED芯片23的阳极引出电极231与第一焊盘1013连接。
在步骤S107中，请参阅图3中的S107步骤及图9，形成多个阴极引出电极，阴极引出电极分别与第一LED芯片21的阴极（未示出）、第二LED芯片22的阴极（未示出）和第三LED芯片23的阴极（未示出）相连接。
在一些示例中，步骤S107中形成的阴极引出电极包括第一LED芯片21的阴极引出电极212、第二LED芯片22的阴极引出电极222和第三LED芯片23的阴极引出电极232。第一LED芯片21的阴极（未示出）经由第一LED芯片21的阴极引出电极212引出，第二LED芯片22的阴极（未示出）经由第二LED芯片22的阴极引出电极222引出，第三LED芯片23的阴极（未示出）经由第三LED芯片23的阴极引出电极232引出，第一LED芯片21的阴极引出电极212、第二LED芯片22的阴极引出电极222和第三LED芯片23的阴极引出电极232均相连接。
此处，阳极可以为P电极，阴极可以为N电极。阳极及阴极均可以包括但不限于铝电极、铜电极、镍电极以及锡电极等等。本申请实施例对阳极及阴极的材质和形状不作限定。
在步骤S108中，请参阅图3中的S108步骤及图10，形成色转换材料层24，色转换材料层24包覆第一LED芯片21，并于色转换材料层24的上表面形成互连金属层，互连金属层将各阴极引出电极均相连接。
在一些示例中，请参阅图3中的S101步骤及图11，在无源背板10的正面形成第一发光叠层材料层200，包括：
在无源背板10的正面形成第一绝缘材料层201，在第一绝缘材料层的上表面形成第一键合材料层202；
提供第一晶圆（未示出），第一晶圆包括第一基底（未示出）及位于第一基底表面的第一发光叠层材料层200；
将第一晶圆键合至第一键合材料层202的表面，第一发光叠层材料层200远离第一基底（未示出）的表面为键合面（未示出）；
剥离第一基底；
在一些示例中，请参阅图3中的S102步骤及图11，在第一发光叠层材料层200上形成第二发光叠层材料层300，包括：
在第一发光叠层材料层200的上表面形成第二绝缘材料层301，在第二绝缘材料层301的上表面形成第二键合材料层302；
提供第二晶圆（未示出），第二晶圆包括第二基底（未示出）及位于第二基底表面的第二发光叠层材料层300；
将第二晶圆键合至第二键合材料层302的表面，第二发光叠层材料层300远离第二基底的表面为键合面（未示出）；
剥离第二基底；
在S103步骤和S104步骤之间，请参阅图3中的S103步骤、S104步骤及图12，即刻蚀第二发光叠层材料层后，刻蚀第一发光叠层材料层之前，还包括刻蚀第二键合材料层及第二绝缘材料层，以形成第三键合层234及第三绝缘层233的步骤。
在S104步骤之后，请参阅图3中的S104步骤及图13，即刻蚀第一发光叠层材料层之后还包括刻蚀第一键合材料层及第一绝缘材料层，以形成第一键合层214、第二键合层224、第一绝缘层213及第二绝缘层223的步骤。
在一些示例中，第一键合层214、第二键合层224以及第三键合层234的材料可以包括但不限于金、镍、锡、铟、铝、铜、银的一种或多种及其合金。本申请实施例对此不作限定。第一键合层214、第二键合层224以及第三键合层234除具备键合功能以外，还具备导电、反射、散热等功能。
在一些示例中，第一绝缘层213、第二绝缘层223和第三绝缘层233的材料可以包括但不仅限于氧化硅。
在S106步骤和S107步骤之间，请参阅图3中的S106步骤、S107步骤及图14，即形成阳极引出电极之后，且形成阴极引出电极之前，还包括：
形成绝缘覆盖层25，绝缘覆盖层25覆盖第一LED芯片21、第二LED芯片22和第三LED芯片23；
在绝缘覆盖层25内形成第一开口（未示出）、第二开口（未示出）及第三开口（未示出），第一开口暴露出第一LED芯片21，第二开口暴露出第二LED芯片22的阴极（未示出），第三开口暴露出第三LED芯片23的阴极（未示出）；
在第一开口、第二开口和第三开口内形成阴极引出电极；
在S108步骤中，请参阅图3中的S108步骤及图14，即形成色转换材料层包括：在第一开口内形成色转换材料层24，色转换材料层24填满第一开口；
在S108步骤之后，请参阅图3中的S108步骤及图14，即形成色转换材料层之后还包括：在绝缘覆盖层25的上表面和色转换材料层24的上表面形成互连金属层26，互连金属层26与各阴极引出电极均相连接。
在一些示例中，绝缘覆盖层25的材料可以包括但不限于SU8（一种光刻胶）、聚酰亚胺等有机物中的一种，或氧化硅等无机物中的一种。本申请实施例对此不作限定。
在步骤S30 中，请参阅图15和图16，可以采用但不仅限于刻蚀工艺于无源背板内形成多个第一互连孔；可以采用但不仅限于溅射等工艺于第一互连孔内及无源背板的背面形成阳极背面引出电极。
在一些示例中，请参阅图15和图16，无源背板10的正面还设有第二焊盘102；在绝缘覆盖层25的上表面和色转换材料层24的上表面形成互连金属层26之后还包括：将互连金属层26与第二焊盘102电连接；于无源背板内形成多个第一互连孔（未示出）的同时，还包括于无源背板10内形成第二互连孔（未示出）的步骤，第二互连孔暴露出第二焊盘102；于第一互连孔内及无源背板10的背面形成阳极背面引出电极27的同时，还于第二互连孔内及无源背板10的背面形成阴极背面引出电极（未示出）。
基于同样的发明构思，请继续参阅图16，本申请还提供一种发光单元，包括：无源背板10，无源背板10的正面具有多个间隔排布的第一焊盘101；第一LED芯片21，位于无源背板10的正面；第二LED芯片22，位于无源背板10的正面，且位于第一LED芯片21的一侧，与第一LED芯片21具有间距；第三LED芯片23，位于第二LED芯片22上，第三LED芯片23在第二LED芯片22上表面的正投影位于第二LED芯片22的上表面内；第一LED芯片21和第二LED芯片22均为蓝光LED芯片且第三LED芯片23为绿光LED芯片，或第一LED芯片21和第二LED芯片22均为绿光LED芯片且第三LED芯片23为蓝光LED芯片；第一LED芯片21、第二LED芯片22和第三LED芯片23均具有阳极及阴极；第一LED芯片21的阳极、第二LED芯片22的阳极和第三LED芯片23的阳极与第一焊盘101一一对应连接，第一LED芯片21的阴极、第二LED芯片22的阴极和第三LED芯片23的阴极均相连接；色转换材料层24覆盖第一LED芯片21，以将第一LED芯片21发出的光转换为红光；多个阳极背面引出电极27，自无源背板10的背面贯穿无源背板10，与第一焊盘101一一对应连接。
上述发光单元，采用了蓝光LED芯片和绿光LED芯片堆叠的排布方式，相比于平面布局的彩色化技术，显著减小了Micro-LED结构的尺寸，进而可以实现同分辨率下更小的显示屏幕尺寸或者同屏幕尺寸下更高的分辨率。同时，上述发光单元利用色转换材料层覆盖蓝光LED芯片或者绿光LED芯片的方式发出红光，可以在第一LED芯片具有较小尺寸的情况下仍具有较高的红光外量子效率，有助于得到性能更好的器件。此外，上述发光单元可以根据最终目标，实现不同面积LED芯片的暴露和镀膜，从而可以自由的进行不同颜色LED芯片的搭配，达到最佳组合。
在一些示例中，无源背板10可以包括但不仅限于PCB板。本申请实施例对此不作限定。
在一些示例中，第一焊盘101的材料可以包括但不限于金、镍、锡、铟、铝、铜以及银中的一种或多种，具体的，第一焊盘101的材料可以包括金、镍、锡、铟、铝、铜、银中的一种，也可以包括金、镍、锡、铟、铝、铜、银中的至少两种的组合。本申请实施例对此不作限定。
在一些示例中，第一LED芯片21、第二LED芯片22和第三LED芯片23可以均包括依次层叠的P型欧姆接触层、P型化合物半导体层、量子阱层、N型化合物半导体层及缓冲层；各芯片的阳极与P型化合物半导体层相接触，各芯片的阴极与N型化合物半导体层相接触。
在一个示例中，第一LED芯片21和第二LED芯片22均为蓝光LED芯片且第三LED芯片23为绿光LED芯片。
在另一个示例中，第一LED芯片21和第二LED芯片22均为绿光LED芯片且第三LED芯片23为蓝光LED芯片。
此处，阳极可以为P电极，阴极可以为N电极。阳极及阴极均可以包括但不限于铝电极、铜电极、镍电极以及锡电极等等。本申请实施例对阳极及阴极的材质和形状不作限定。
在一些示例中，请参阅图14，发光单元还包括：第一绝缘层213，位于第一LED芯片21与无源背板10之间；第一键合层214，位于第一LED芯片21与第一绝缘层213之间；第二绝缘层223，位于第二LED芯片22与无源背板10之间；第二键合层224，位于第二LED芯片22与第二绝缘层223之间；第三绝缘层233，位于第三LED芯片23与第二LED芯片22之间；第三键合层234，位于第三LED芯片23与第三绝缘层233之间。
在一些示例中，请继续参阅图14，第一LED芯片21在第一键合层214上表面的正投影位于第一键合层214的上表面内；第二LED芯片22在第二键合层224上表面的正投影位于第二键合层224上表面内；第三LED芯片23在第三键合层234上表面的正投影位于第三键合层234上表面内。即第一LED芯片21的尺寸小于第一键合层214的尺寸；第二LED芯片22的尺寸小于第二键合层224的尺寸；第三LED芯片23的尺寸小于第三键合层234的尺寸，这样可以避免第三LED芯片23发出的光激发第一LED芯片21或第二LED芯片22而引起串扰。
在一些示例中，第一键合层214、第二键合层224以及第三键合层234的材料可以包括但不限于金、镍、锡、铟、铝、铜、银的一种或多种及其合金。本申请实施例对此不作限定。第一键合层214、第二键合层224以及第三键合层234除具备键合功能以外，还具备导电、反射、散热等功能。
在一些示例中，第一绝缘层213、第二绝缘层223和第三绝缘层233的材料可以包括但不仅限于氧化硅。
在一些示例中，请继续参阅图14，发光单元还包括绝缘覆盖层25，位于无源背板的正面，包覆第一LED芯片21、第二LED芯片22和第三LED芯片23；色转换材料层24位于绝缘覆盖层25内。
在一些示例中，绝缘覆盖层25的材料可以包括但不限于SU8、聚酰亚胺等有机物中的一种，或氧化硅等无机物中的一种。本申请实施例对此不作限定。
在一些示例中，请参阅图15，无源背板10的正面还具有第二焊盘102，第一LED芯片21的阴极、第二LED芯片22的阴极和第三LED芯片23的阴极均与第二焊盘102相连接；发光单元还包括阴极背面引出电极，自无源背板10的背面贯穿无源背板10，与第二焊盘102相连接。
基于同样的发明构思，本申请还提供一种显示装置的制备方法，包括：采用如上述任一项的发光单元的制备方法制备多个发光单元；提供有源背板，有源背板的表面形成有多个接触焊盘；将发光单元拾取转移至有源背板的表面，接触焊盘至少与阳极背面引出电极相连接。
在一些示例中，接触焊盘包括多个第一接触焊盘，多个第一接触焊盘与阳极背面引出电极一一对应连接。
在一些示例中，发光单元包括阴极背面引出电极时，接触焊盘还包括第二接触焊盘，第二接触焊盘与阴极背面引出电极相连接。
上述显示装置中的制备方法中，发光单元采用了蓝光LED芯片和绿光LED芯片堆叠的排布方式，相比于平面布局的彩色化技术，显著减小了Micro-LED结构的尺寸，进而可以实现同分辨率下更小的显示屏幕尺寸或者同屏幕尺寸下更高的分辨率。同时，上述发光单元利用色转换材料层覆盖蓝光LED芯片或者绿光LED芯片的方式发出红光，可以在第一LED芯片具有较小尺寸的情况下仍具有较高的红光外量子效率，有助于得到性能更好的器件。此外，上述发光单元可以根据最终目标，实现不同面积LED芯片的暴露和镀膜，从而可以自由的进行不同颜色LED芯片的搭配，达到最佳组合。
基于同样的发明构思，本申请还提供一种显示装置，包括：有源背板，有源背板的表面形成有接触焊盘；多个如上述任一项的发光单元，间隔排布于有源背板的表面，阳极背面引出电极与接触焊盘相连接。
在一些示例中，接触焊盘包括多个第一接触焊盘，多个第一接触焊盘与阳极背面引出电极一一对应连接。
在一些示例中，发光单元包括阴极背面引出电极时，接触焊盘还包括第二接触焊盘，第二接触焊盘与阴极背面引出电极相连接。
上述显示装置中的发光单元，采用了蓝光LED芯片和绿光LED芯片堆叠的排布方式，相比于平面布局的彩色化技术，显著减小了Micro-LED结构的尺寸，进而可以实现同分辨率下更小的显示屏幕尺寸或者同屏幕尺寸下更高的分辨率。同时，上述发光单元利用色转换材料层覆盖蓝光LED芯片或者绿光LED芯片的方式发出红光，可以在第一LED芯片具有较小尺寸的情况下仍具有较高的红光外量子效率，有助于得到性能更好的器件。此外，上述发光单元可以根据最终目标，实现不同面积LED芯片的暴露和镀膜，从而可以自由的进行不同颜色LED芯片的搭配，达到最佳组合。
在本说明书的描述中，上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本公开的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本公开的保护范围。因此，本公开专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (11)
1.一种发光单元的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供无源背板，所述无源背板的正面具有多个间隔排布的第一焊盘；
于所述无源背板的正面形成第一LED芯片、第二LED芯片、第三LED芯片和色转换材料层；所述第一LED芯片和所述第二LED芯片均位于所述无源背板的正面，且具有间距；所述第三LED芯片位于所述第二LED芯片上，所述第三LED芯片在所述第二LED芯片上表面的正投影位于所述第二LED芯片的上表面内；所述第一LED芯片和所述第二LED芯片均为蓝光LED芯片且所述第三LED芯片为绿光LED芯片，或所述第一LED芯片和所述第二LED芯片均为绿光LED芯片且所述第三LED芯片为蓝光LED芯片；所述第一LED芯片、所述第二LED芯片和所述第三LED芯片均具有阳极及阴极；所述第一LED芯片的阳极、所述第二LED芯片的阳极和所述第三LED芯片的阳极与所述第一焊盘一一对应连接，所述第一LED芯片的阴极、所述第二LED芯片的阴极和所述第三LED芯片的阴极均相连接；所述色转换材料层覆盖所述第一LED芯片，以将所述第一LED芯片发出的光转换为红光；
于所述无源背板内形成多个第一互连孔，多个所述第一互连孔与所述第一焊盘一一对应设置，且暴露出所述第一焊盘；
于所述第一互连孔内及所述无源背板的背面形成阳极背面引出电极；
于所述无源背板的背面形成第一LED芯片、第二LED芯片、第三LED芯片和色转换材料层包括：
在所述无源背板的正面形成第一发光叠层材料层；
在所述第一发光叠层材料层上形成第二发光叠层材料层；
刻蚀所述第二发光叠层材料层，形成第三发光叠层；
刻蚀所述第一发光叠层材料层，形成第一发光叠层和第二发光叠层；
在所述第一发光叠层、所述第二发光叠层和所述第三发光叠层的上表面分别制备阳极和阴极，以形成所述第一LED芯片、所述第二LED芯片和所述第三LED芯片；
形成多个阳极引出电极，所述阳极引出电极将所述第一LED芯片的阳极、所述第二LED芯片的阳极和所述第三LED芯片的阳极与所述第一焊盘一一对应连接；
形成多个阴极引出电极，所述阴极引出电极分别与所述第一LED芯片的阴极、所述第二LED芯片的阴极和所述第三LED芯片的阴极相连接；
形成所述色转换材料层，所述色转换材料层包覆所述第一LED芯片。
2.如权利要求1所述的发光单元的制备方法，其特征在于，
在所述无源背板的正面形成第一发光叠层材料层，包括：在所述无源背板的正面形成第一绝缘材料层，在所述第一绝缘材料层的上表面形成第一键合材料层；提供第一晶圆，所述第一晶圆包括第一基底及位于所述第一基底表面的所述第一发光叠层材料层；将所述第一晶圆键合至所述第一键合材料层的表面，所述第一发光叠层材料层远离所述第一基底的表面为键合面；剥离所述第一基底；
在所述第一发光叠层材料层上形成第二发光叠层材料层，包括：在所述第一发光叠层材料层的上表面形成第二绝缘材料层，在所述第二绝缘材料层的上表面形成第二键合材料层；提供第二晶圆，所述第二晶圆包括第二基底及位于所述第二基底表面的所述第二发光叠层材料层；将所述第二晶圆键合至所述第二键合材料层的表面，所述第二发光叠层材料层远离所述第二基底的表面为键合面；剥离所述第二基底；
刻蚀所述第二发光叠层材料层后，刻蚀所述第一发光叠层材料层之前，还包括刻蚀所述第二键合材料层及所述第二绝缘材料层，以形成第三键合层及第三绝缘层的步骤；刻蚀所述第一发光叠层材料层之后还包括刻蚀所述第一键合材料层及所述第一绝缘材料层，以形成第一键合层、第二键合层、第一绝缘层及第二绝缘层的步骤。
3.如权利要求1所述的发光单元的制备方法，其特征在于，
形成所述阳极引出电极之后，且形成所述阴极引出电极之前，还包括：形成绝缘覆盖层，所述绝缘覆盖层覆盖所述第一LED芯片、所述第二LED芯片和所述第三LED芯片；在所述绝缘覆盖层内形成第一开口、第二开口及第三开口，所述第一开口暴露出所述第一LED芯片，所述第二开口暴露出所述第二LED芯片的阴极，所述第三开口暴露出所述第三LED芯片的阴极；在所述第一开口、所述第二开口和所述第三开口内形成所述阴极引出电极；
形成所述色转换材料层包括：在所述第一开口内形成所述色转换材料层，所述色转换材料层填满所述第一开口；
形成所述色转换材料层之后还包括：在所述绝缘覆盖层的上表面和所述色转换材料层的上表面形成互连金属层，所述互连金属层与各所述阴极引出电极均相连接。
4.如权利要求3所述的发光单元的制备方法，其特征在于，所述无源背板的正面还设有第二焊盘；
在所述绝缘覆盖层的上表面和所述色转换材料层的上表面形成互连金属层之后还包括：将所述互连金属层与所述第二焊盘电连接；
于所述无源背板内形成多个第一互连孔的同时，还包括于所述无源背板内形成第二互连孔的步骤，所述第二互连孔暴露出所述第二焊盘；
于所述第一互连孔内及所述无源背板的背面形成阳极背面引出电极的同时，还于所述第二互连孔内及所述无源背板的背面形成阴极背面引出电极。
5.一种发光单元，其特征在于，采用如权利要求1~4任一项所述的发光单元的制备方法制备，包括：
无源背板，所述无源背板的正面具有多个间隔排布的第一焊盘；
第一LED芯片，包括第一发光叠层，位于所述无源背板的正面；
第二LED芯片，包括第二发光叠层，位于所述无源背板的正面，且位于所述第一LED芯片的一侧，与所述第一LED芯片具有间距；
第三LED芯片，包括第三发光叠层，位于所述第二LED芯片上，所述第三LED芯片在所述第二LED芯片上表面的正投影位于所述第二LED芯片的上表面内；
所述第一LED芯片和所述第二LED芯片均为蓝光LED芯片且所述第三LED芯片为绿光LED芯片，或所述第一LED芯片和所述第二LED芯片均为绿光LED芯片且所述第三LED芯片为蓝光LED芯片；所述第一LED芯片、所述第二LED芯片和所述第三LED芯片均具有阳极及阴极；所述第一LED芯片的阳极、所述第二LED芯片的阳极和所述第三LED芯片的阳极与所述第一焊盘一一对应连接，所述第一LED芯片的阴极、所述第二LED芯片的阴极和所述第三LED芯片的阴极均相连接；
色转换材料层覆盖所述第一LED芯片，以将所述第一LED芯片发出的光转换为红光；
多个阳极背面引出电极，自所述无源背板的背面贯穿所述无源背板，与所述第一焊盘一一对应连接。
6.如权利要求5所述的发光单元，其特征在于，所述发光单元还包括：
第一绝缘层，位于所述第一LED芯片与所述无源背板之间；
第一键合层，位于所述第一LED芯片与所述第一绝缘层之间；
第二绝缘层，位于所述第二LED芯片与所述无源背板之间；
第二键合层，位于所述第二LED芯片与所述第二绝缘层之间；
第三绝缘层，位于所述第三LED芯片与所述第二LED芯片之间；
第三键合层，位于所述第三LED芯片与所述第三绝缘层之间。
7.如权利要求6所述的发光单元，其特征在于，所述第一LED芯片在第一键合层上表面的正投影位于所述第一键合层的上表面内；所述第二LED芯片在所述第二键合层上表面的正投影位于所述第二LED芯片的上表面内；所述第三LED芯片在所述第三键合层上表面的正投影位于所述第三LED芯片的上表面内。
8.如权利要求5所述的发光单元，其特征在于，所述发光单元还包括绝缘覆盖层，位于所述无源背板的背面，包覆所述第一LED芯片、所述第二LED芯片和所述第三LED芯片；所述色转换材料层位于所述绝缘覆盖层内。
9.如权利要求5至8中任一项所述的发光单元，其特征在于，
所述无源背板的正面还具有第二焊盘，所述第一LED芯片的阴极、所述第二LED芯片的阴极和所述第三LED芯片的阴极均与所述第二焊盘相连接；
所述发光单元还包括阴极背面引出电极，自所述无源背板的背面贯穿所述无源背板，与所述第二焊盘相连接。
10.一种显示装置的制备方法，其特征在于，包括：
采用如权利要求1至4中任一项所述的发光单元的制备方法制备多个所述发光单元；
提供有源背板，所述有源背板的表面形成有多个接触焊盘；
将所述发光单元拾取转移至所述有源背板的表面，所述接触焊盘至少与所述阳极背面引出电极相连接。
11.一种显示装置，其特征在于，包括：
有源背板，所述有源背板的表面形成有接触焊盘；
多个如权利要求5至9中任一项所述的发光单元，间隔排布于所述有源背板的表面，所述阳极背面引出电极与所述接触焊盘相连接。
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