CN114725151B - 像素单元、显示装置及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种像素单元、显示装置及其制备方法。像素单元包括有源背板；发光单元，位于有源背板上，包括第一LED芯片、第二LED芯片、第三LED芯片和色转换材料层；第一LED芯片位于第二LED芯片一侧；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；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。上述像素单元不仅减小了像素单元的尺寸，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，特别是涉及一种像素单元、显示装置及其制备方法。
背景技术
Micro-LED显示相比现有的LCD、OLED等显示技术具备诸多优点，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，但是这些应用需求在芯片制造、尺寸、结构、良率、驱动等方面都提出了新的需求，传统的LED制备方案难以匹配，需要进行高度整合才可能满足需求。
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，远低于OLED的表现。
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，有必要提供一种像素单元、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像素单元，包括：有源背板；发光单元，位于有源背板上，包括第一LED芯片、第二LED芯片、第三LED芯片和色转换材料层；第一LED芯片位于第二LED芯片一侧，与第二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；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。
上述像素单元，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，显著减小了像素单元的尺寸，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，上述像素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，可以在像素单元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，上述像素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，有源背板的表面具有多个间隔排布的焊盘；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；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。
可选地，发光单元还包括：第一绝缘层，位于第一LED芯片与有源背板之间；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芯片与有源背板之间；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，像素单元还包括绝缘覆盖层，位于有源背板的表面，且包覆发光单元。色转换材料层位于绝缘覆盖层内。
基于同样的发明构思，本申请还提供一种像素单元的制备方法，包括以下步骤：提供有源背板；在有源背板上形成发光单元，发光单元包括第一LED芯片、第二LED芯片、第三LED芯片和色转换材料层。第一LED芯片位于第二LED芯片一侧，与第二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；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。
上述像素单元的制备方法，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，显著减小了像素单元的尺寸，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，上述像素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，可以在像素单元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，上述像素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，有源背板上形成发光单元包括：在有源背板上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，并形成第三LED芯片；刻蚀第一发光叠层材料层，并形成第一LED芯片及第二LED芯片；形成色转换材料层，色转换材料层包覆第一LED芯片。
可选地，有源背板上形成第一发光叠层材料层，包括：在有源背板上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远离所述有源背板的表面形成第二绝缘材料层，在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材料层，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。
可选地，有源背板的表面具有多个间隔排布的焊盘；刻蚀第二发光叠层材料层，并形成第三LED芯片；刻蚀第一发光叠层材料层，并形成第一LED芯片及第二LED芯片，包括：刻蚀第二发光叠层材料层，以形成第三发光叠层；刻蚀第一发光叠层材料层，以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。
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化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。
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；多个如上述任一项的的像素单元中的发光单元，多个发光单元在有源背板的表面间隔排布。
上述显示装置中的像素单元采用了蓝光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，显著减小了像素单元的尺寸，提高了显示装置中像素单元的密度，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，上述像素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，可以在像素单元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，上述像素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的制备方法，包括：提供有源背板；采用如上述任一项的像素单元的制备方法在有源背板的表面形成多个间隔排布发光单元。
上述显示装置的制备方法中的像素单元采用了蓝光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，显著减小了像素单元的尺寸，提高了显示装置中像素单元的密度，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，上述像素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，可以在像素单元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，上述像素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为一实施例中提供的一种像素单元的结构示意图。
图2为一实施例中提供的另一种像素单元的结构示意图。
图3为一实施例中提供的又一种像素单元的结构示意图。
图4为一实施例中提供的又一种像素单元的结构示意图。
图5为本申请一实施例中提供的像素单元的制备方法的流程图。
图6为本申请一实施例中提供的在有源背板上形成发光单元的制备方法的流程图。
图7为本申请一实施例中提供的在有源背板上形成第一发光叠层材料层的制备方法的流程图。
图8为本申请一实施例中提供的在有源背板上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9为本申请一实施例中提供的在第一发光叠层材料层上形成第二发光叠层材料层的制备方法的流程图。
图10为本申请一实施例中提供的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11为本申请一实施例中提供的刻蚀第二键合材料层及第二绝缘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提供的刻蚀第一键合材料层及第一绝缘材料层，后所得结构的剖面结构示意图。
图13为本申请一实施例中提供的有源背板的表面具有多个间隔排布的焊盘；刻蚀第二发光叠层材料层，并形成第三LED芯片；刻蚀第一发光叠层材料层，并形成第一LED芯片及第二LED芯片的制备方法的流程图。
图14为本申请一实施例中形成阳极引出电极及阴极引出电极后所得结构的剖面结构示意图。
图15为本申请一实施例中提供的形成互连金属层后所得结构的剖面结构示意图。
附图标记说明：
10-有源背板；101-焊盘；1011-第一焊盘；1012-第二焊盘；1013-第三焊盘；
11-互联金属层；
20-发光单元；
201-第一LED芯片；2011-第一LED芯片的阳极引出电极；2012-第一LED芯片的阴极引出电极；
202-第二LED芯片；2021-第二LED芯片的阳极引出电极；2022-第二LED芯片的阴极引出电极；
203-第三LED芯片；2031-第三LED芯片的阳极引出电极；2032-第三LED芯片的阴极引出电极；
204-色转换材料层；205-第一绝缘层；206-第一键合层；207-第二绝缘层；208-第二键合层；209-第三绝缘层；210-第三键合层；
21-第一绝缘材料层；22-第一键合材料层；23-第一发光叠层材料层；24-第二绝缘材料层；25-第二键合材料层；26-第二发光叠层材料层；
30-绝缘覆盖层。
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显示相比现有的LCD、OLED等显示技术具备诸多优点，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，但是这些应用需求在芯片制造、尺寸、结构、良率、驱动等方面都提出了新的需求，传统的LED制备方案难以匹配，需要进行高度整合才可能满足需求。
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，远低于OLED的表现。
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。
基于此，有必要提供一种像素单元、显示装置及其制备方法，以有效提高像素阵列的密度，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像素单元，包括：有源背板10；发光单元20，位于有源背板10上，包括第一LED芯片201、第二LED芯片202、第三LED芯片203和色转换材料层204；第一LED芯片201位于第二LED芯片202一侧，与第二LED芯片202具有间距，第三LED芯片203位于第二LED芯片202上，第三LED芯片203在第二LED芯片202上表面的正投影位于第二LED芯片202的上表面内；第一LED芯片201和第二LED芯片202均为蓝光LED芯片且第三LED芯片203为绿光LED芯片，或第一LED芯片201和第二LED芯片202均为绿光LED芯片且第三LED芯片203为蓝光LED芯片；色转换材料层204覆盖第一LED芯片201，以将第一LED芯片201发出的光转换为红光。
在一些示例中，有源背板10可以包括但不限于TFT薄膜晶体管、LTPS低温多晶硅、CMOS集成电路以及高迁移率晶体管的一种或几种。本申请实施例对此不作限定。
上述像素单元，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，显著减小了像素单元的尺寸，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，上述像素单元利用色转换材料层204覆盖蓝光LED芯片或者绿光LED芯片的方式发出红光，可以在像素单元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，上述像素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。
请参阅图2，有源背板10的表面具有多个间隔排布的焊盘101。第一LED芯片201、所述第二LED芯片202和所述第三LED芯片203均具有阳极及阴极。第一LED芯片201的阳极(未示出)、第二LED芯片202的阳极(未示出)和第三LED芯片203的阳极(未示出)与焊盘101一一对应连接，第一LED芯片201的阴极(未示出)、第二LED芯片202的阴极(未示出)和第三LED芯片203的阴极(未示出)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。
在一些示例中，第一LED芯片201、第二LED芯片202和第三LED芯片203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。
在一些示例中，请继续参阅图2，焊盘101包括第一焊盘1011、第二焊盘1012和第三焊盘1013。第一LED芯片201的阳极可以经由第一LED芯片201的阳极引出电极2011与第一焊盘1011连接、第二LED芯片202的阳极可以经由第二LED芯片202的阳极引出电极2021与第二焊盘1012连接，第三LED芯片203的阳极可以经由第三LED芯片203的阳极引出电极2031与第三焊盘1013连接。
在一些示例中，第一LED芯片201的阴极经由第一LED芯片201的阴极引出电极2012引出，第二LED芯片202的阴极经由第二LED芯片202的阴极引出电极2022引出，第三LED芯片203的阴极经由第三LED芯片203的阴极引出电极2032引出，第一LED芯片201的阴极引出电极2012、第二LED芯片202的阴极引出电极2022和第三LED芯片203的阴极引出电极2032均相连接。
可选地，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，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。
在一个示例中，第一LED芯片201和第二LED芯片202均为蓝光LED芯片且第三LED芯片203为绿光LED芯片。
在另一个示例中，第一LED芯片201和第二LED芯片202均为绿光LED芯片且第三LED芯片203为蓝光LED芯片。
请参阅图3，发光单元20还包括：第一绝缘层205，位于第一LED芯片201与有源背板10之间；第一键合层206，位于第一LED芯片201与第一绝缘层205之间；第二绝缘层207，位于第二LED芯片202与有源背板10之间；第二键合层208，位于第二LED芯片202与第二绝缘层207之间；第三绝缘层209，位于第三LED芯片203与第二LED芯片202之间；第三键合层210，位于第三LED芯片203与第三绝缘层209之间。
请继续参阅图3，第一LED芯片201在第一键合层206上表面的正投影位于第一键合层206的上表面内；第二LED芯片202在第二键合层208上表面的正投影位于第二LED芯片202的上表面内；第三LED芯片203在第三键合层210上表面的正投影位于第三LED芯片203的上表面内。即第一LED芯片201的尺寸小于第一键合层206的尺寸；第二LED芯片202的尺寸小于第二键合层208的尺寸；第三LED芯片203的尺寸小于第三键合层210的尺寸，这样可以避免第三LED芯片203发出的光激发第一LED芯片201或第二LED芯片202而引起串扰。
在一些示例中，第一键合层206、第二键合层208以及第三键合层210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206、第二键合层208以及第三键合层210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205、第二绝缘层207和第三绝缘层209的材料可以包括但不仅限于氧化硅。
请参阅图4，像素单元还包括绝缘覆盖层30，位于有源背板10的表面，且包覆发光单元20。色转换材料层204位于绝缘覆盖层30内。
在一些示例中，绝缘覆盖层30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。
基于同样的发明构思，请参阅图5，本申请还提供一种像素单元的制备方法，包括以下步骤：
S10：提供有源背板；
S20：在有源背板上形成发光单元，发光单元包括第一LED芯片、第二LED芯片、第三LED芯片和色转换材料层；第一LED芯片位于第二LED芯片一侧，与第二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；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。
上述像素单元的制备方法，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，显著减小了像素单元的尺寸，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，上述像素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，可以在像素单元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，上述像素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。
请参阅图5中的S10步骤，提供有源背板。
在一些示例中，有源背板可以包括但不限于TFT薄膜晶体管、LTPS低温多晶硅、CMOS集成电路以及高迁移率晶体管的一种或几种。本申请实施例对此不作限定。
在步骤S20中，请参阅图5中的S20步骤及图6，在有源背板上形成发光单元包括：
S201：在有源背板上形成第一发光叠层材料层；
S202：在第一发光叠层材料层上形成第二发光叠层材料层；
S203：刻蚀第二发光叠层材料层，并形成第三LED芯片；
S204：刻蚀第一发光叠层材料层，并形成第一LED芯片及第二LED芯片；
S205：形成色转换材料层，色转换材料层包覆第一LED芯片。
在步骤S201中，请参阅图6中的S201步骤及图7、图8，在有源背板10上形成第一发光叠层材料层23，包括：
S2011：在有源背板10上形成第一绝缘材料层21；
S2012：在第一绝缘材料层21的上表面形成第一键合材料层22；
S2013：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23；
S2014：将第一晶圆键合至第一键合材料层22的表面，第一发光叠层材料层23远离第一基底的表面为键合面(未示出)；
S2015：剥离第一基底。
在步骤S202中，请参阅图6中的S202步骤及图9、图10，在第一发光叠层材料层23上形成第二发光叠层材料层26包括：
S2021：在第一发光叠层材料层23远离有源背板10的表面形成第二绝缘材料层24；
S2022：在第二绝缘材料层24的上表面形成第二键合材料层25；
S2023：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26；
S2024：将第二晶圆键合至第二键合材料层25的表面，第二发光叠层材料层26远离第二基底的表面为键合面(未示出)；
S2025：剥离第二基底。
在步骤S203和步骤S204之间，请参阅图6中的S203步骤、S204步骤及图11，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210及第三绝缘层209的步骤；
在步骤S202之后，请参阅图6中的S202步骤及图12，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205、第二键合层207、第一绝缘层206及第二绝缘层208的步骤。
在一些示例中，第一键合层206、第二键合层208以及第三键合层210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206、第二键合层208以及第三键合层210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205、第二绝缘层207和第三绝缘层209的材料可以包括但不仅限于氧化硅。
在步骤S203中，请参阅图6中的S204步骤及图13、图14，有源背板10的表面具有多个间隔排布的焊盘101；刻蚀第二发光叠层材料层，并形成第三LED芯片203；刻蚀第一发光叠层材料层，并形成第一LED芯片201及第二LED芯片202，包括：
S2041：刻蚀第二发光叠层材料层，以形成第三发光叠层(未示出)；
S2042：刻蚀第一发光叠层材料层，以形成第一发光叠层(未示出)和第二发光叠层(未示出)；
S2043：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201、第二LED芯片202和第三LED芯片203；
S2044：形成阳极引出电极，阳极引出电极将第一LED芯片201的阳极(未示出)、第二LED芯片202的阳极(未示出)和第三LED芯片203的阳极(未示出)与焊盘101一一对应连接；
S2045：形成多个阴极引出电极，阴极引出电极分别与第一LED芯片201的阴极(未示出)、第二LED芯片202的阴极(未示出)和第三LED芯片203的阴极(未示出)相连接。
在一些示例中，第一LED芯片201、第二LED芯片202和第三LED芯片203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。
在一些示例中，请继续参阅图13和图14，焊盘101包括第一焊盘1011、第二焊盘1012及第三焊盘1013；步骤S2044中，形成的阳极引出电极包括第一LED芯片201的阳极引出电极2011、第二LED芯片202的阳极引出电极2021及第三LED芯片203的阳极引出电极2031；第一LED芯片201的阳极引出电极2011将第一LED芯片201的阳极与第一焊盘1011相连接，第二LED芯片202的阳极引出电极2021将第二LED芯片202的阳极与第二焊盘1012相连接，第三LED芯片203的阳极引出电极2031将第三LED芯片203的阳极与第三焊盘1013相连接。
步骤S2045中形成的阴极引出电极包括第一LED芯片201的阴极引出电极2012、第二LED芯片202的阴极引出电极2022和第三LED芯片203的阴极引出电极2032。
在步骤S2044和步骤S2045之间，请参阅图13中的S2044步骤、S2045步骤及图15，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30，绝缘覆盖层30覆盖第一LED芯片201、第二LED芯片202和第三LED芯片203。在绝缘覆盖层30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201，第二开口暴露出第二LED芯片202的阴极(未示出)，第三开口暴露出第三LED芯片203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。
在一些示例中，绝缘覆盖层30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。
在步骤S205中，请继续参阅图15，即形成色转换材料层204包括：在第一开口内形成色转换材料层，色转换材料层204填满第一开口。
请继续参阅图15，在步骤S205之后，即形成色转换材料层204之后还包括：在绝缘覆盖层30的上表面和色转化材料层204的上表面形成互连金属层11，互连金属层11与各阴极引出电极均相连接。
在一个示例中，第一LED芯片201和第二LED芯片202均为蓝光LED芯片且第三LED芯片203为绿光LED芯片。
在另一个示例中，第一LED芯片201和第二LED芯片202均为绿光LED芯片且第三LED芯片203为蓝光LED芯片。
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。多个如上述任一项的的像素单元中的发光单元，多个发光单元在有源背板的表面间隔排布。
上述显示装置中的像素单元采用了蓝光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，显著减小了像素单元的尺寸，提高了显示装置中像素单元的密度，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，上述像素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，可以在像素单元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，上述像素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的制备方法，包括：提供有源背板；采用如上述任一项的像素单元的制备方法在有源背板的表面形成多个间隔排布发光单元。
上述显示装置的制备方法中的像素单元采用了蓝光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，显著减小了像素单元的尺寸，提高了显示装置中像素单元的密度，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，上述像素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，可以在像素单元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，上述像素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)
1.一种像素单元的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供有源背板；
在所述有源背板上形成发光单元，所述发光单元包括第一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芯片位于所述第二LED芯片一侧，与所述第二LED芯片具有间距，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；
所述在所述有源背板上形成发光单元包括：
在所述有源背板上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，并形成所述第三LED芯片；刻蚀所述第一发光叠层材料层，并形成所述第一LED芯片及所述第二LED芯片；
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所述的像素单元的制备方法，其特征在于，
在所述有源背板上形成第一发光叠层材料层，包括：在所述有源背板上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远离所述有源背板的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所述的像素单元的制备方法，其特征在于，所述有源背板的表面具有多个间隔排布的焊盘；刻蚀所述第二发光叠层材料层，并形成所述第三LED芯片；刻蚀所述第一发光叠层材料层，并形成所述第一LED芯片及所述第二LED芯片，包括：
刻蚀所述第二发光叠层材料层，以形成第三发光叠层；
刻蚀所述第一发光叠层材料层，以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。
4.如权利要求3所述的像素单元的制备方法，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化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。
5.一种像素单元，其特征在于，采用权利要求1至4中任一项所述的像素单元的制备方法制备，包括：
有源背板；
发光单元，位于所述有源背板上，包括第一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芯片位于所述第二LED芯片一侧，与所述第二LED芯片具有间距，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。
6.如权利要求5所述的像素单元，其特征在于，所述有源背板的表面具有多个间隔排布的焊盘；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。
7.如权利要求5所述的像素单元，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芯片与所述有源背板之间；
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芯片与所述有源背板之间；
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。
8.如权利要求7所述的像素单元，其特征在于，所述第一LED芯片在所述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。
9.如权利要求5至8中任一项所述的像素单元，其特征在于，所述像素单元还包括绝缘覆盖层，位于所述有源背板的表面，且包覆所述发光单元；所述色转换材料层位于所述绝缘覆盖层内。
10.一种显示装置，其特征在于，包括：
有源背板；
多个如权利要求5至9中任一项所述的像素单元中的发光单元，多个所述发光单元在所述有源背板的表面间隔排布。
11.一种显示装置的制备方法，其特征在于，包括：
提供有源背板；
采用权利要求1至4中任一项所述的像素单元的制备方法在所述有源背板的表面形成多个间隔排布所述发光单元。
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