CN114759130A - 一种Micro-LED显示芯片及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种Micro‑LED显示芯片及其制备方法，所述方法包括：提供驱动基板，驱动基板包括驱动电路以及与驱动电路电连接的触点；提供第一LED层，第一LED层包括多个第一LED单元、位于第一LED单元之间的第一填充结构以及贯穿第一填充结构的第一导电柱；将第一LED层与驱动基板键合；第一LED单元和第一导电柱分别与触点电连接；在第一LED层上设置第二LED层；第二LED层包括多个第二LED单元和位于第二LED单元之间的第二填充结构；第二LED单元与其正下方的第一导电柱电连接，第二LED单元与第一LED单元的发光颜色不同。有利于降低制备多色Micro‑LED显示芯片的工艺难度。

Description

一种Micro-LED显示芯片及其制备方法
技术领域
本说明书涉及半导体电子器件领域，具体涉及一种Micro-LED显示芯片及其制备方法。
背景技术
Micro-led全彩显示芯片通常采用在单色显示芯片上集成波长转换层，通过设置全彩显示所需的RGB三原色，以满足全彩显示的需要。但是Micro-led显示芯片的像素点越小，波长转换层越难制作，使得彩色显示的Micro-led显示芯片制备难度显著增加。
发明内容
有鉴于此，本说明书多个实施方式致力于提供一种Micro-LED显示芯片及其制备，实现Micro-LED显示芯片多色或者全彩显示，有利于降低多色或者全彩Micro-LED显示芯片制备难度。
本说明书实施方式提供一种Micro-LED显示芯片制备方法，包括：提供驱动基板，所述驱动基板包括驱动电路以及与所述驱动电路电连接的触点；提供第一LED层，所述第一LED层包括多个第一LED单元、位于所述第一LED单元之间的第一填充结构以及贯穿所述第一填充结构的第一导电柱；将所述第一LED层与所述驱动基板键合；其中，所述第一LED单元和所述第一导电柱分别与所述触点电连接；在所述第一LED层上设置第二LED层；其中，所述第二LED层包括多个第二LED单元和位于所述第二LED单元之间的第二填充结构；所述第二LED单元与其正下方的所述第一导电柱电连接，所述第二LED单元与所述第一LED单元的发光颜色不同。
本说明书实施方式提供一种Micro-LED显示芯片，包括：驱动基板；所述驱动基板包括驱动电路以及与所述驱动电路电连接的触点；设置在所述驱动基板上的第一LED层；所述第一LED层包括多个第一LED单元、位于所述第一LED单元之间的第一填充结构以及贯穿所述第一填充结构的第一导电柱，所述第一LED单元和所述第一导电柱分别与所述触点电连接；设置在所述第一LED层上的第二LED层；其中，所述第二LED层包括多个第二LED单元和位于所述第二LED单元之间的第二填充结构，所述第二LED单元与其正下方的所述第一导电柱电连接，所述第二LED单元与所述第一LED单元的发光颜色不同。
本说明书实施方式提供的Micro-LED显示芯片制备方法，由于设置了发光颜色不同的第二LED单元和第一LED单元，可以在无波长转换层的情况下实现多色显示，有利于降低制备难度。由于采用了分别形成第一LED层、第二LED层，然后依次将第一LED层、第二LED层与驱动基板连接，实现驱动基板分别单独驱动控制第一LED单元、第二LED单元，降低驱动基板参与工艺制程的次数，有利于保护驱动基板，提高良率和降低成本。
附图说明
图1所示为一实施方式提供驱动基板的结构示意图。
图2a-图2m所示为一实施方式提供Micro-LED显示芯片制备方法中处于不同制备阶段的结构示意图。
图3a-图3h所示为一实施方式提供Micro-LED显示芯片制备方法中处于不同制备阶段的结构示意图。
图4所示为一实施方式提供的第二LED层结构示意图。
图5所示为一实施方式提供的第三LED层结构示意图。
图6所示为一实施方式提供的Micro-LED显示芯片结构示意图。
图7所示为一实施方式提供的Micro-LED显示芯片结构示意图。
图8所示为一实施方式提供的Micro-LED显示芯片结构示意图。
图9所示为一实施方式提供的Micro-LED显示芯片结构示意图。
具体实施方式
下面将结合说明书部分实施方式中的附图，对本说明书部分实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅是本说明书一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本说明书中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本说明书的范围。
本说明书实施方式提供一种Micro-LED显示芯片制备方法。所述Micro-LED显示芯片制备方法可以包括以下步骤。
步骤S110：提供驱动基板300；所述驱动基板300包括驱动电路以及与所述驱动电路电连接的触点。
请参阅图1。在一些实施方式中，驱动基板300可以包括半导体材料。半导体材料可以是硅、碳化硅、氮化镓、锗、砷化镓、磷化铟等材料中至一者。驱动基板300可以由玻璃、塑料或蓝宝石晶片等非导电材料制成。驱动基板300可以是CMOS基板，或者可以是TFT基板。驱动基板300可以包括驱动电路，驱动电路在图1中未示出，驱动电路用于将电信号提供给LED单元，控制LED单元亮度。可以理解，LED单元可以指第一LED单元210、第二LED单元410以及第三LED单元510。
请参阅图1。在一些实施方式中，驱动基板300包括触点310。触点310可以为多个，触点310可以相互间隔。触点310的材质可以包括Cu、Ag、Au、Al、W、Mo、Ni、Ti、Pt、Pd等材料中至少一者。触点310可以分别与驱动电路以及LED单元连接。用于实现驱动电路对LED单元的驱动。触点310可以位于基板表面。便于实现驱动电路与LED单元的电连接。
步骤S120：提供第一LED层200；所述第一LED层200包括多个第一LED单元210、位于所述第一LED单元210之间的第一填充结构220以及贯穿所述第一填充结构220的第一导电柱221。
在一些实施方式中，第一LED单元210是将包括第一掺杂型半导体层211、有源层212和第二掺杂型半导体层213的第一LED外延层200a加工形成的。可以去除第一LED外延层200a部分区域的第一掺杂型半导体层211、有源层212和至少部分厚度的第二掺杂型半导体层213形成第一LED单元210。
在一些实施方式中，第一掺杂型半导体层211和第二掺杂型半导体层213的材料可以是II-VI材料或III-V氮化物材料。例如，可以是ZnSe、ZnO、GaN、AlN、InN、InGaN、GaP、AlInGaP或AlGaAs中一种或多种材料形成的一层或多层结构。有源层212可以具有单量子阱结构；或多量子阱(MQW)结构；或量子阱和势垒层层叠结构。有源层212位于第一掺杂型半导体层211和第二掺杂型半导体层213之间。空穴和电子在有源层212激发出特定波长的光。
在一些实施方式中，第一掺杂型半导体层211可以是P型半导体层，第二掺杂型半导体层213可以是N型半导体层。第一掺杂型半导体层211和第二掺杂型半导体层213可以分别与触点310和公共电极600电连接。触点310可以通过阳极与第一掺杂型半导体层211电性连接。公共电极600可以是阴极。可以理解，第一掺杂型半导体层211也可以是N型半导体层，相应地，第二掺杂型半导体层213为P型半导体层。
请参阅图2a。在一些实施方式中，第一LED外延层200a包括第一掺杂型半导体层211、有源层212和第二掺杂型半导体层213。第一LED外延层200a可以在衬底100上生长形成。衬底100可以是蓝宝石、Si、GaAs、InP、GaN、AlN、SiC衬底等衬底中的一者。
在一些实施方式中，第一LED层200包括多个第一LED单元210，第一LED单元210能够被独立驱动。第一LED单元210包括第一掺杂型半导体层211、有源层212和第二掺杂型半导体层213。第一掺杂型半导体层211可以用于与触点310电连接，第二掺杂型半导体层213可以用于与公共电极600电连接。
在一些实施方式中，可以在第一LED单元210的第一掺杂型半导体层211上形成导电材料。导电材料可以是金属材料，可以为氧化铟锡。第一LED单元210与触点通过第一掺杂型半导体层211上的导电材料电性连接。
请参阅图2a和图2b。在一些实施方式中，在提供第一LED层的步骤中，包括：提供第一LED外延层200a；刻蚀所述第一LED外延层200a形成多个第一LED单元210，每一所述第一LED单210元包括第一掺杂型半导体层211、有源层212和第二掺杂型半导体层213，相邻所述第一LED单元210的第二掺杂型半导体层213相互连接。可以理解，第一LED外延层200a包括第一掺杂型半导体层211、有源层212和第二掺杂型半导体层213；去除部分区域的第一掺杂型半导体层211、有源层212和部分厚度的第二掺杂型半导体层213，形成多个第一LED单元210。部分区域的第一掺杂型半导体层211、有源层212被完全去除，第二掺杂型半导体层213被部分保留。相应的，形成多个第一LED单元210，且第一LED单之间通过第二掺杂型半导体层213相互连接。图2b中示意出通过第二掺杂型半导体层213相连接的两个第一LED单元210。可以通过刻蚀工艺去除部分区域的第一LED外延层200a。具体的，可以采用干法刻蚀，或者可以采用湿法刻蚀。
在一些实施方式中，在提供第一LED层200的步骤中，包括：提供第一LED外延层200a；刻蚀所述第一LED外延层200a形成多个相互间隔的第一LED单元210，每一所述第一LED单元210包括第一掺杂型半导体层211、有源层212和第二掺杂型半导体层213。具体的，可以提供第一LED外延层200a，第一LED外延层200a包括第一掺杂型半导体层211、有源层212和第二掺杂型半导体层213；去除部分区域的第一LED外延层200a，形成多个相互间隔的第一LED单元210。部分区域的第一LED外延层200a被去除，相应的，未被去除的第一LED外延层200a形成多个第一LED单元210，且第一LED单元210之间在空间上相互隔开，形成相互间隔的第一LED单元210。
在一些实施方式中，第一LED单元210相互独立，由于第一LED单元210是经过去除第一LED外延层200a的部分区域的部分厚度或者全部厚度形成的，因此，第一LED单元210之间未保留第一LED外延层200a或者仅保留了部分厚度的第一LED外延层200a。因此，多个第一LED单元210之间形成不平坦的表面。
在一些实施方式中，在提供第一LED层的步骤中，包括：在所述第一LED单元210之间设置所述第一填充结构220。第一LED层200包括将多个第一LED单元210形成第一平坦化表面的第一填充结构220。通过设置第一填充结构220，降低了多个第一LED单元210形成的表面的不平坦特性。通过设置第一填充结构220，可以使得各个区域的第一LED层200的厚度相同趋于相同，从而形成第一平坦化表面。
在一些实施方式中，在所述第一LED单元210之间设置所述第一填充结构220；其中，第一填充结构220至少位于第一LED单元210的周向。请参阅图2c。第一填充结构220可以位于第一LED单元210的周向。请参阅图3a。或者，第一填充结构220覆盖第一LED单元210。具体的，第一填充结构220位于第一LED单元210的周向，并且覆盖第一LED单元210的第一掺杂型半导体层211背对第一LED单元210的第二掺杂型半导体层213一侧的表面。可以采用沉积、涂敷等工艺中至少一者形成第一填充结构220。第一填充结构220材料可以选择聚酰亚胺、挡墙胶、OC胶、SU8光刻胶或苯并环丁烯（BCB）。可以理解，在第一LED单元210相互间隔的情况下，第一填充结构220至少位于第一LED单元210之间。第一填充结构220可以位于第一LED单元210之间；或者，第一填充结构220可以位于第一LED单元210之间，并且覆盖第一LED单元210。请参阅图2d。在一些实施方式中，第一填充结构220中设置有贯穿所述第一填充结构220的第一导电柱221。可以形成贯穿第一填充结构220的第一开孔，在第一开孔中设置导电材料形成第一导电柱221。第一导电柱221的材料可以是透明导电材料。例如，氧化铟锡。第一导电柱221的材料可以包括金属材料。第一导电柱221可以用于第一LED单元210和触点310电性连接。第一导电柱221也可以用于发光颜色与第一LED单元210发光颜色不同的LED单元与触点310的电性连接。例如，第二LED单元与触点310的电性连接。
第一LED层200包括第一填充结构220，第一填充结构220有利于将第一LED层200平整化，降低和驱动基板300结合的难度；此外，第一填充结构220起到保护和稳定第一LED单元的作用，即使是第一LED单元210相互间隔，第一填充结构220也能起到提高第一LED单元210与驱动基板300结合过程中、以及结合后的稳定性，降低剥离风险，提高良率。
步骤S130：将所述第一LED层200与所述驱动基板300键合；其中，所述第一LED单元210和所述第一导电柱221分别与所述触点310电连接。
请参阅图2e。在一些实施方式中，第一LED单元210和第一导电柱221分别与触点310电连接。第一LED层200可以包括位于第一LED单元210之间的第一导电柱221。第一LED层200还可以包括与第一LED单元210的第一掺杂型半导体层211接触的第一导电柱221。第一LED单元210可以通过第一导电柱221与触点310电连接。或者，第一填充结构220仅位于第一LED单元210的周向，第一LED单元210与第一导电柱221之间可以未设置第一导电柱221，第一LED单元210可以通过第一掺杂型半导体层211与触点310电连接。
由于采用了先形成包括第一LED单元210、第一填充结构220和第一导电柱221的第一LED层200，后与驱动基板300结合的工艺顺序，有利于保护驱动基板300，提高良率。而且在第一LED层200存在不良的情况下可以仅修复或者舍弃第一LED层200，不会对驱动基板300造成影响，有利于降低成本。
步骤S140：在所述第一LED层200上设置第二LED层400；其中，所述第二LED层400包括多个第二LED单元410和位于所述第二LED单元410之间的第二填充结构420；所述第二LED单元410与其正下方的所述第一导电柱221电连接，所述第二LED单元410与所述第一LED单元210的发光颜色不同。
请参阅图2f。在一些实施方式中，刻蚀所述第一LED外延层200a形成多个第一LED单元210，每一所述第一LED单元210包括第一掺杂型半导体层211、有源层212和第二掺杂型半导体层213，相邻所述第一LED单元210的第二掺杂型半导体层213相互连接情况下，在所述第一LED层上设置第二LED层400的步骤之前，还包括：减薄所述第一LED单元210的第二掺杂型半导体层213，至露出所述第一导电柱221的顶端；其中，减薄后的多个第一LED单元210相互间隔。减薄第一LED单元210的第二掺杂型半导体层213，可以通过刻蚀实现减薄。可以是第二掺杂型半导体层213的各个区域同时减薄，由于第一填充结构220与第二掺杂型半导体层213表面接触，第一导电柱221贯穿第一填充结构220，因此在将第一导电柱221的顶端露出的情况下，实现连接多个第一LED单元210的第二掺杂型半导体层214被隔断，且第一导电柱221背对第一掺杂型半导体层211的表面被露出，多个第一LED单元210相互间隔，第一LED单元210之间为第一填充结构220。
通过保留部分厚度的第二掺杂型半导体层213，在第一LED层200与所述驱动基板300键合后减薄第二掺杂型半导体层213，可以提高第一LED单元210的稳定性，防止键合过程中第一LED单元210脱落。并且，通过减薄后形成多个第一LED单元210相互间隔，可以便于第二LED单元410与触点310的电连接和独立驱动。
在一些实施方式中，第一LED层200设置在衬底100表面，或者说第一LED外延层200a在衬底100上生长形成。在减薄第一LED单元210的第二掺杂型半导体层213之前，还可以包括去除衬底100。由于保留部分厚度的第二掺杂型半导体层213，衬底100去除过程中可以降低部分第一LED单元210被同时移除的风险，提高制备良率。
在一些实施方式中，在形成多个相互间隔的第一LED单元210后，可以在第一LED单元210的第二掺杂型半导体层213上形成导电材料。导电材料可以是金属材料，可以为氧化铟锡。第一LED单元210可以通过第二掺杂型半导体层213的金属材料与第二导电柱421电性连接。图2f中未示意出第二掺杂型半导体层213上的导电材料。可以理解，可以在LED单元的第一掺杂型半导体层和第二掺杂型半导体层的表面设置导电材料，导电采用用于LED单元与对应的触点或者对应的导电柱的电性连接。LED单元可以指第一LED单元，或者第二LED单元，或者第三LED单元。
在一些实施方式中，在第一LED层200上设置第二LED层400的步骤中，包括：提供第二LED层400；所述第二LED层400包括多个第二LED单元410以及位于所述第二LED单元410之间的第二填充结构420；将第二LED层400与第一LED层200结合；所述第二LED单元410通过与其正下方的所述第一导电柱221电连接实现与所述触点310电连接。
请参阅图2g和图2h。在一些实施方式中，第二LED外延层400a包括的第一掺杂型半导体层、有源层和第二掺杂型半导体层，可以参阅图2a理解，在图2g中未分别示出第一掺杂型半导体层、有源层和第二掺杂型半导体层。第二LED外延层400a包括的有源层与第一LED外延层200a包括的有源层212可以不同，以实现第二LED单元410的发光颜色与第一LED单元210的发光颜色不同。第二LED外延层400a包括的第一掺杂型半导体层和第二掺杂型半导体层，可以与第一LED外延层200a包括的第一掺杂型半导体层211和第二掺杂型半导体层213相同或不同。
在一些实施方式中，第二LED单元410是将包括第一掺杂型半导体层、有源层和第二掺杂型半导体层的第二LED外延层400a加工形成的，可以参照第一LED单元210的形成。第二LED外延层400a加工后形成的第二LED单元410之间可以相互间隔，或者可以通过第二掺杂型半导体层连接。图2h中示意出两个第二LED单元410。
在一些实施方式中，第二填充结构420可以参照第一填充结构220。请参阅图2i。可以理解，第二填充结构420至少位于第二LED单元410的周向。具体的，第二填充结构420可以位于第二LED单元410的周向；或者，第二填充结构420覆盖第二LED单元410。
在一些实施方式中，可以在第二LED单元410的第一掺杂型半导体层表面形成导电材料。导电材料可以是金属材料，可以为氧化铟锡。第二LED单元210与第一导电柱221可以通过第二LED单元210的第一掺杂型半导体层上的导电材料电性连接。图2j和图2k中未示意出第一掺杂型半导体层表面的导电材料。
请参阅图2j。在一些实施方式中，第二LED层400还设置有贯穿第二填充结构420的第二导电柱421，第二导电柱421的数量和位置可以根据第一LED单元210设置。第二LED层400可以包括位于第一LED单元210正上方的第二导电柱421。第二导电柱421可以用于第一LED单元210与公共电极600电连接。
请参阅图2k。在一些实施方式中，第二LED单元410通过与其正下方的所述第一导电柱221电连接实现与所述触点310电连接。可以理解，第二LED单元410与第一LED单元210相间隔。第二LED单元410正下方的第一导电柱221在第二LED单元410上的正投影位于第二LED单元410的第一掺杂型半导体层内。第二LED单元410的第一掺杂型半导体层与位于第二LED单元410正下方的第一导电柱221电连接，从而实现第二LED单元410与触点310的电连接。第二LED单元410的第一掺杂型半导体层与第一导电柱221电连接，可以通过直接接触实现电连接。
在一些实施方式中，第二LED层400还设置有贯穿第二填充结构420的第二导电柱421，位于第一LED单元210正上方的第二导电柱421分别与第一LED单元210的第二掺杂型半导体层213电连接，从而便于实现第一LED单元210与公共电极600的电连接。第二LED单元410的发光颜色与第一LED单元210的发光颜色不同，即使无波长转换结构，也可实现多色显示。
请参阅图2l。在一些实施方式中，第二LED外延层400a设置在衬底100上。在第二LED层400与第一LED层200结合后，还可以包括去除衬底100。在第二LED单元410的第二掺杂型半导体层相连接的情况下，还可以包括减薄第二LED层400至暴露出第二导电柱421的顶端。具体参照上述减薄所述第一LED单元210的第二掺杂型半导体层213，至露出所述第一导电柱221的顶端的内容，在此不再赘述。
在一些实施方式中，在第一LED层200上设置第二LED层400，可以采用分别将第二LED单元410与第一LED层200结合，在第二LED单元410之间设置第二填充结构420。还可以设置贯穿第二填充结构420的第二导电柱421。
本说明书实施方式提供的Micro-LED显示芯片制备方法，由于设置了发光颜色不同的第二LED单元410和第一LED单元210，可以在无波长转换层的情况下实现多色显示，而且，由于Micro-LED显示芯片的LED单元尺寸小的特性，波长转换层制备难度大，且存在转换效率低的缺陷，因此，通过设置发光颜色不同的第二LED单元410和第一LED单元210，有利于降低制备难度和提高发光效率；由于采用了先形成包括第一LED单元210、第一填充结构220和第一导电柱221的第一LED层200，后将第一LED层200与驱动基板300结合的工艺顺序，有利于保护驱动基板300，提高良率和降低成本。
在一些实施方式中，分别将所述第二LED单元410的第二掺杂型半导体层和所述第二导电柱421，电连接至公共电极600，以使所述第一LED单元210和所述第二LED单元410可被分别独立驱动。
请参阅图2m。在一些实施方式中，将第二LED单元410的第二掺杂型半导体层213和第二导电柱421，电连接至公共电极600，可以是通过直接接触实现电连接。也可以是额外设置其他的导电结构实现电连接。
在一些实施方式中，在第二LED层400背对驱动基板300的表面设置公共电极600；其中，第二LED单元410的第二掺杂型半导体层213和所述第二导电柱421分别电连接至公共电极600，第二LED单元410和第一LED单元210可被分别独立驱动。公共电极600有利于降低驱动难度。
在一些实施方式中，设置多个公共电极600；其中，第二LED单元410的第二掺杂型半导体层213和所述第二导电柱421分别电连接至公共电极600。各第二LED单元410和各第一LED单元210可以分别设置对应的公共电极600。
请参阅图3a、图3b和图3c。在一些实施方式中，第一LED单元210通过对应的第一导电柱221与驱动基板300的触点310电性连接。具体的，所述第一LED层200中，所述第一填充结构220覆盖所述第一LED单元210；相应的，设置贯穿所述第一填充结构220的第一导电柱221的步骤中，包括：在所述第一LED单元210上设置第一导电柱221，所述第一LED单元210通过对应的所述第一导电柱221与所述触点310电连接。
在一些实施方式中，第一填充结构220覆盖第一LED单元210的第一掺杂型半导体层211，可以通过在第一掺杂型半导体层211上设置贯通第一填充结构220的通孔，在通孔中填充导电材料形成连接第一LED单元210的第一导电柱221。相应的，第一LED层200与驱动基板300键合，与第一LED单元210连接的第一导电柱221实现第一LED单元210与触点310的电连接，第一LED单元210与触点310通过间接连接实现电连接。
通过设置覆盖第一LED单元210第一填充结构220，有利于降低第一填充结构220制备难度，通过设置第一导电柱221，有利于提高第一LED层200与驱动基板300结合强度。
请参阅图3e。在一些实施方式中，第二填充结构420覆盖第二LED单元410，可以在覆盖第二LED单元410的第一掺杂型半导体层的第二填充结构420中设置通孔，在通孔中填充导电材料形成连接第二LED单元410和第一导电柱221的第二导电柱421。相应的，第二LED单元410通过第一导电柱221和第二导电柱421与触点310电连接。第二LED单元410与第一导电柱221通过间接连接实现电连接。
请参阅图3b、图3d、图3e和图4。所述第二填充结构420中还设置有贯穿所述第二填充结构420的第二导电柱421，所述第二导电柱421与其正下方的所述第一导电柱221电连接。
请参阅图3f。在一些实施方式中，第二LED外延层400a设置在衬底100上。在第二LED层400与第一LED层200结合后，还可以包括去除衬底100。在第二LED单元410的第二掺杂型半导体层相连接的情况下，还可以包括减薄第二LED层400至暴露出第二导电柱421的顶端。具体参照上述减薄所述第一LED单元210的第二掺杂型半导体层213，至露出所述第一导电柱221的顶端的内容，在此不再赘述。
在一些实施方式中，可以在第二LED单元410的第二掺杂型半导体层表面形成导电材料。导电材料可以是金属材料，可以为氧化铟锡。第二LED单元210的第二掺杂型半导体层上的导电材料可以用于第二LED单元210与第三导电柱521的电性连接。
请参阅图3g和图5。在一些实施方式中，所述Micro-LED显示芯片制备方法还可以包括：在所述第二LED层400上设置第三LED层500；其中，所述第三LED层500包括多个第三LED单元510和位于所述第三LED单元510之间的第三填充结构520；所述第三LED单元510通过其正下方的第一导电柱221和第二导电柱421实现与所述触点310电连接；所述第三LED单元510、所述第二LED单元410及所述第一LED单元210的发光颜色各不相同。通过设置与第一导电柱221电连接的第二导电柱421，以及与第一LED单元和第二LED单元的发光颜色均不同的第三LED单元，可以提高Micro-LED显示芯片的颜色显示范围，提高Micro-LED显示芯片应用范围。
在一些实施方式中，第三LED单元510是将包括第一掺杂型半导体层、有源层和第二掺杂型半导体层的第三外延层加工形成的。第三LED单元510包括层叠设置的第一掺杂型半导体层、有源层和第二掺杂型半导体层。具体可以参照第一LED单元210的制备，在此不再赘述。
在一些实施方式中，可以在第三LED单元510的第一掺杂型半导体层表面形成导电材料。导电材料可以是金属材料，可以为氧化铟锡。在第三LED单元510的正下方未设置第三导电柱521的情况下，第三LED单元510与第二导电柱421可以通过第三LED单元510的第一掺杂型半导体层上的导电材料电性连接。
请参阅图3g和图5。在一些实施方式中，第三填充结构520覆盖第三LED单元510，可以通过在第一掺杂型半导体层上设置贯通第三填充结构520的通孔，在通孔中填充导电材料形成电连接第三LED单元510的第三导电柱521。相应的，第三LED单元510通过其正下方的第一导电柱221、第二导电柱421和第三导电柱521与触点310电连接。第三LED单元510与第二导电柱421通过间接连接实现电连接。
在一些实施方式中，可以在第三LED单元510的第一掺杂型半导体层表面形成导电材料。导电材料可以是金属材料，可以为氧化铟锡。第三LED单元510与第三导电柱521可以通过第三LED单元510的第一掺杂型半导体层上的导电材料电性连接。
在一些实施方式中，第三LED单元510的发光颜色与第二LED单元410的发光颜色及第一LED单元210的发光颜色均不相同，第三LED单元510的发光颜色、第二LED单元410的发光颜色及第一LED单元210的发光颜色可以分别为红色、蓝色和绿色。通过设置多种发光颜色不同的LED单元，可以提高Micro-LED显示芯片的颜色范围。
请参阅图3h。在一些实施方式中，所述第三填充结构520中还设置有贯穿所述第三填充结构520的第三导电柱521；所述Micro-LED显示芯片制备方法还包括：在所述第三LED层上设置公共电极600；其中，所述第一LED单元210通过位于其正上方的第二导电柱421和第三导电柱521与所述公共电极600电连接，所述第二LED单元410通过位于其正上方的第三导电柱521与所述公共电极600电连接，所述第三LED单元510与所述公共电极600电连接。第三LED单元510可以通过第二掺杂型半导体层与共电极600电连接。第三LED单元510、第二LED单元410和第一LED单元210可被分别独立驱动。公共电极600材料可以采用透明导材料。可以通过蒸镀工艺形成公共电极600。通过在第三LED层500背对所述驱动基板300的表面设置公共电极600，有利于提高公共电极600的平整度，提高电连接的稳定性。
本说明书实施方式提供一种Micro-LED显示芯片。所述Micro-LED显示芯片可以包括：驱动基板300；所述驱动基板300包括驱动电路以及与所述驱动电路电连接的触点310；设置在所述驱动基板300上的第一LED层200；所述第一LED层200包括多个第一LED单元210、位于所述第一LED单元210之间的第一填充结构220以及贯穿所述第一填充结构220中的第一导电柱221；所述第一LED单元210和所述第一导电柱221分别与触点310电连接；设置在所述第一LED层200上的第二LED层400；其中，所述第二LED层400包括多个第二LED单元410和位于所述第二LED单元410之间的第二填充结构420，所述第二LED单元410与其正下方的所述第一导电柱221电连接所述第二LED单元410与所述第一LED单元210的发光颜色不同。
请参阅图6。在一些实施方式中，所述第一LED层200包括多个间隔的第一LED单元210，第一LED单元210包括第一掺杂型半导体层211、有源层212和第二掺杂型半导体层213，相应的，多个第一LED单元210的第一掺杂型半导体层211、有源层212和第二掺杂型半导体层213均相互间隔。第一掺杂型半导体层211、有源层212和第二掺杂型半导体层213层叠设置，且有源层212位于第一掺杂型半导体层211和第二掺杂型半导体层213之间，因此，第二掺杂型半导体层213位于第一掺杂型半导体层211背对驱动基板300的一侧。在一些实施方式中，位于第二LED单元410正下方第一导电柱221可以是第一导电柱221在第二LED单元410上的正投影位于第二LED单元410的第一掺杂型半导体层内。第二LED单元410正下方第一导电柱221与第二LED单元410的第一掺杂型半导体层连接，第二LED单元410通过第一导电柱221与触点310电连接。
在一些实施方式中，第一LED单元210与驱动基板300的触点310电连接。请参阅图6。可以是第一LED单元210与驱动基板300之间可以未设置有第一导电柱221。
请参阅图6和图2c。在一些实施方式中，第一LED层200包括位于第一LED单元210之间的第一填充结构220。第一填充结构220用于在将第一LED层200形成第一平坦化表面。第一LED单元210相间隔，第一LED单元210之间和第一LED单元210形成高度差。第一填充结构220至少位于多个第一LED单元210之间，围绕第一LED单元210的周向，减小或者消除第一LED单元210之间的高度差。
请参阅图6。在一些实施方式中，第一填充结构220位于第一LED单元210周向。第一填充结构220位于第一LED单元210周向，可以是指第一填充结构220位于第一LED单元210之间，围绕第一LED单元210的侧面。
请参阅图7。在一些实施方式中，第一LED单元210嵌入第一填充结构220。相应的，第一填充结构220位于第一LED单元210周向且覆盖第一LED单元210的第一掺杂型半导体层211靠近基底300的表面。第一LED单元210嵌入第一填充结构220的结构。有利于降低第一填充结构220制备难度。
请参阅图7。在一些实施方式中，第一LED单元210嵌入第一填充结构220的情况下，第一LED单元210正下方还设置有贯通第一填充结构220的第一导电柱221，第一导电柱221与第一LED单元210的第一掺杂型半导体层211和触点310电连接。
在一些实施方式中，第一LED单元210正下方的第一导电柱221与第一LED单元210的第一掺杂型半导体层211背对第一LED单元210的第二掺杂型半导体层213的表面接触。
请参阅图6或图7。在一些实施方式中，第一填充结构220中设置有贯穿第一填充结构220的第一导电柱221，第一导电柱221与第一LED单元210相间隔，用于与第二LED单元410电连接。
在一些实施方式中，第二LED层400设置在第一LED层200背对驱动基板300的表面，第二LED层中至少第二填充结构420与第一LED层200相接触，或者第二填充结构420和第一LED单元210的第一掺杂型半导体层211与第一LED层200相接触。
请参阅图6。在一些实施方式中，第二填充结构420位于第二LED单元410周向。第二填充结构420位于第二LED单元410周向，可以是指第二填充结构420位于第二LED单元410之间，围绕第二LED单元410的侧面。
请参阅图7。在一些实施方式中，第二LED单元410嵌入第二填充结构420。具体的，第二填充结构420位于第二LED单元410周向且覆盖第二LED单元410靠近第一LED单元210的表面。有利于降低第二填充结构420制备难度。
请参阅图7。在一些实施方式中，第二LED单元410嵌入第二填充结构420的情况下，第二填充结构420正下方还设置有贯通第二填充结构420的第二导电柱421，第二导电柱421与第二LED单元410的第一掺杂型半导体层和第一导电柱221电连接。
在一些实施方式中，第二填充结构420正下方的第二导电柱421与第二LED单元410的第一掺杂型半导体层靠近第一LED单元210的一侧表面接触。
在一些实施方式中，第二填充结构420中设置有贯穿第二填充结构420的第二导电柱421，第二导电柱421与第二LED单元410相间隔，用于与第一LED单元210电连接。
在一些实施方式中，第二LED单元410的发光颜色与第一LED单元210的发光颜色不同。第一LED单元210和所述第一导电柱221分别与所述触点310电连接，第二LED单元410与其正下方的所述第一导电柱221电连接。第一LED单元210和第二LED单元410可被分别独立驱动，实现Micro-LED显示芯片的多色显示。关于多个第二LED单元410可以参照多个间隔第一LED单元210，在此不再赘述。
本说明书实施方式提供的Micro-LED显示芯片，由于分别在第一LED层200和第二LED层400设置了发光颜色不同的第一LED单元210和第二LED单元410，可以在无波长转换层的情况下实现多色显示，而且，由于Micro-LED显示芯片的LED单元尺寸小的特性，波长转换层制备难度大，且存在转换效率低的缺陷，因此，通过设置发光颜色不同的第二LED单元410和第一LED单元210，有利于降低制备难度和提高发光效率；而且由于设置了第一填充结构220和第二填充结构420，有利于保护第一LED单元210和第二LED单元410的同时，提高不同膜层之间的平坦性，提高Micro-LED显示芯片结构的稳定性。
请参阅图8。在一些实施方式中，所述第二填充结构420中还设置有贯穿所述第二填充结构420的第二导电柱421；所述Micro-LED显示芯片还包括：设置在所述第二LED层400上的第三LED层500；其中，所述第三LED层500包括多个第三LED单元510和位于所述第三LED单元510之间的第三填充结构520；所述第三LED单元510通过位于其正下方的第一导电柱221和第二导电柱421实现与所述触点310电连接；所述第三LED单元510、所述第二LED单元410、及所述第一LED单元210的发光颜色均不相同。
请参阅图8。在一些实施方式中，第一导电柱221、第二导电柱421和第三导电柱521的材料可以相同。可以选自透明导电材料，金属等。
在一些实施方式中，所述第三LED层500包括多个间隔的第三LED单元510。第三LED单元510可以包括第一掺杂型半导体层、有源层和第二掺杂型半导体层，相应的，多个第三LED单元510的第一掺杂型半导体层、有源层和第二掺杂型半导体层均相互间隔。可以理解，第一掺杂型半导体层、有源层和第二掺杂型半导体层层叠设置，且有源层位于第一掺杂型半导体层和第二掺杂型半导体层之间，第三LED单元510的第二掺杂型半导体层位于第三LED单元510的第一掺杂型半导体层背对驱动基板300的一侧。第三LED单元510的第一掺杂型半导体层与位于其正下方的第二导电柱421和第一导电柱221电连接。实现第三LED单元510与触点310的电连接。
在一些实施方式中，第三LED层500还包括第三填充结构520。第三填充结构520用于在第三LED层500中将多个第三LED单元510形成第三平坦化表面。第三填充结构520可以位于第三LED单元510周向。第三填充结构520位于第三LED单元510周向，可以是指第三填充结构520位于第三LED单元510之间，围绕第三LED单元510的侧面。
在一些实施方式中，第三LED单元510嵌入第三填充结构520。具体的，第三填充结构520位于第一LED单元210周向且覆盖第三LED单元510的第一掺杂型半导体层靠近第二LED单元410的表面。有利于降低第三填充结构520制备难度。
请参阅图8。在一些实施方式中，第三LED单元510嵌入第三填充结构520的情况下，第三LED单元510正下方还设置有贯通第三填充结构520的第三导电柱521，第三导电柱521与第三LED单元510的第一掺杂型半导体电连接。第三LED单元510通过位于其正下方的第三导电柱521、第二导电柱421和第一导电柱221与触点310电连接。
在一些实施方式中，位于第三LED单元510正下方的第三导电柱521与第一掺杂型半导体层靠近第二LED单元410的表面接触。
在一些实施方式中，所述第三填充结构520中还设置有贯穿所述第三填充结构520的第三导电柱521。第三填充结构520中可以设置有位于第三LED单元510之间的第三导电柱521，可以用于第二LED单元410或者第一LED单元210与公共电极电连接。第三填充结构520中可以设置有位于第三LED单元510正下方的第三导电柱521，可以用于第三LED单元510与触点310的电连接。
在一些实施方式中，Micro-LED显示芯片还包括设置在所述第三LED层500上的公共电极600；其中，第一LED单元210通过位于其正上方的第二导电柱421和第三导电柱521与所述公共电极600电连接，所述第二LED单元410通过位于其正上方的第三导电柱521与所述公共电极600电连接，所述第三LED单元510与所述公共电极600电连接。
在一些实施方式中，所述第一LED单元210的发光颜色、所述第二LED单元410的发光颜色和所述第三LED单元510的发光颜色可以分别选自红色、绿色和蓝色中一者。第一LED单元210的发光颜色、所述第二LED单元410的发光颜色和所述第三LED单元510的发光颜色互不相同。有利于实现全彩显示。可以理解，在其他实施方式中，也可以选自紫色、黄色等任意颜色。
在一些实施方式中，所述Micro-LED显示芯片划分为多个阵列排布的像素单元，所述像素单元包括至少一个所述第一LED单元210、至少一个所述第二LED单元410、至少一个所述第三LED单元510；其中，所述像素单元中所述第一LED单元210的数量、所述第二LED单元410的数量和所述第三LED单元510的数量不完全相同。请参阅图9。图9中虚线框中示意出一个像素单元，该像素单元包括两个第一LED单元210、一个第二LED单元410以及一个第三LED单元510。
在一些实施方式中，第一LED单元210的发光颜色、第二LED单元410的发光颜色和第三LED单元510的发光颜色分别为红色、绿色和蓝色，在一个像素单元中，第二LED单元410的数量大于第一LED单元210的数量，第二LED单元410的数量大于第三LED单元510的数量。
本说明书中的多个实施方式本身均着重于强调与其他实施方式不同的部分，各实施方式之间可以相互对照解释。所属领域技术人员基于一般的技术常识对本说明书中的多个实施方式的任意组合均涵盖于本说明书的揭示范围内。
以上实施方式的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施方式中的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。
以上所述仅为本说明书中的部分实施方式而已，并不用以限制本说明书，凡在本说明书的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本说明书的公开范围之内。

Claims (14)

1.一种Micro-LED显示芯片制备方法，其特征在于，包括：
提供驱动基板，所述驱动基板包括驱动电路以及与所述驱动电路电连接的触点；
提供第一LED层，所述第一LED层包括多个第一LED单元、位于所述第一LED单元之间的第一填充结构以及贯穿所述第一填充结构的第一导电柱；
将所述第一LED层与所述驱动基板键合；其中，所述第一LED单元和所述第一导电柱分别与所述触点电连接；
在所述第一LED层上设置第二LED层；其中，所述第二LED层包括多个第二LED单元和位于所述第二LED单元之间的第二填充结构；所述第二LED单元与其正下方的所述第一导电柱电连接，所述第二LED单元与所述第一LED单元的发光颜色不同。
2.根据权利要求1所述的Micro-LED显示芯片制备方法，其特征在于，在提供第一LED层的步骤中，包括：
提供第一LED外延层；
刻蚀所述第一LED外延层形成多个所述第一LED单元，每一所述第一LED单元包括第一掺杂型半导体层、有源层和第二掺杂型半导体层，相邻所述第一LED单元的所述第二掺杂型半导体层相互连接；
在所述第一LED单元之间设置所述第一填充结构；
设置贯穿所述第一填充结构的所述第一导电柱。
3.根据权利要求2所述的Micro-LED显示芯片制备方法，其特征在于，在所述第一LED层上设置第二LED层的步骤之前，还包括：
减薄所述第一LED单元的所述第二掺杂型半导体层，至露出所述第一导电柱的顶端；其中，减薄后的多个所述第一LED单元相互间隔。
4.根据权利要求1所述的Micro-LED显示芯片制备方法，其特征在于，在提供第一LED层的步骤中，包括：
提供第一LED外延层；
刻蚀所述第一LED外延层形成多个相互间隔的第一LED单元，每一所述第一LED单元包括第一掺杂型半导体层、有源层和第二掺杂型半导体层；
在所述第一LED单元之间设置所述第一填充结构；
设置贯穿所述第一填充结构的所述第一导电柱。
5.根据权利要求1所述的Micro-LED显示芯片制备方法，其特征在于，所述第一LED层中，所述第一填充结构覆盖所述第一LED单元；
相应的，设置贯穿所述第一填充结构的第一导电柱的步骤中，包括：
在所述第一LED单元上设置第一导电柱，所述第一LED单元通过对应的所述第一导电柱与所述触点电连接。
6.根据权利要求1所述的Micro-LED显示芯片制备方法，其特征在于，在所述第一LED层上设置第二LED层的步骤中，包括：
提供第二LED层，所述第二LED层包括多个第二LED单元以及位于所述第二LED单元之间的第二填充结构；
将所述第二LED层与所述第一LED层结合；其中，所述第二LED单元通过与其正下方的所述第一导电柱电连接实现与所述触点电连接。
7.根据权利要求1所述的Micro-LED显示芯片制备方法，其特征在于，所述第二填充结构中还设置有贯穿所述第二填充结构的第二导电柱，所述第二导电柱与其正下方的所述第一导电柱电连接；所述Micro-LED显示芯片制备方法还包括：
在所述第二LED层上设置第三LED层；其中，所述第三LED层包括多个第三LED单元和位于所述第三LED单元之间的第三填充结构；所述第三LED单元通过其正下方的所述第一导电柱和所述第二导电柱实现与所述触点电连接；所述第三LED单元、所述第二LED单元及所述第一LED单元的发光颜色各不相同。
8.根据权利要求7所述的Micro-LED显示芯片制备方法，其特征在于，所述第三填充结构中还设置有贯穿所述第三填充结构的第三导电柱；所述Micro-LED显示芯片制备方法还包括：
在所述第三LED层上设置公共电极；其中，所述第一LED单元通过位于其正上方的第二导电柱和第三导电柱与所述公共电极电连接，所述第二LED单元通过位于其正上方的第三导电柱与所述公共电极电连接，所述第三LED单元与所述公共电极电连接。
9.一种Micro-LED显示芯片，其特征在于，包括：
驱动基板；所述驱动基板包括驱动电路以及与所述驱动电路电连接的触点；
设置在所述驱动基板上的第一LED层；所述第一LED层包括多个第一LED单元、位于所述第一LED单元之间的第一填充结构以及贯穿所述第一填充结构的第一导电柱，所述第一LED单元和所述第一导电柱分别与所述触点电连接；
设置在所述第一LED层上的第二LED层；其中，所述第二LED层包括多个第二LED单元和位于所述第二LED单元之间的第二填充结构，所述第二LED单元与其正下方的所述第一导电柱电连接，所述第二LED单元与所述第一LED单元的发光颜色不同。
10.根据权利要求9所述的Micro-LED显示芯片，其特征在于，所述第二填充结构中还设置有贯穿所述第二填充结构的第二导电柱；
所述Micro-LED显示芯片还包括：设置在所述第二LED层上第三LED层；其中，所述第三LED层包括多个第三LED单元和位于所述第三LED单元之间的第三填充结构；所述第三LED单元通过位于其正下方的所述第一导电柱和所述第二导电柱实现与所述触点电连接，所述第三LED单元、所述第二LED单元及所述第一LED单元的发光颜色各不相同。
11.根据权利要求10所述的Micro-LED显示芯片，其特征在于，所述第三填充结构中还设置有贯穿所述第三填充结构的第三导电柱，所述Micro-LED显示芯片还包括：设置在所述第三LED层上的公共电极；其中，所述第一LED单元通过位于其正上方的第二导电柱和第三导电柱与所述公共电极电连接，所述第二LED单元通过位于其正上方的第三导电柱与所述公共电极电连接，所述第三LED单元与所述公共电极电连接。
12.根据权利要求10所述的Micro-LED显示芯片，其特征在于，所述Micro-LED显示芯片划分为多个阵列排布的像素单元，所述像素单元包括至少一个所述第一LED单元、至少一个所述第二LED单元、至少一个所述第三LED单元；其中，所述像素单元中所述第一LED单元的数量、所述第二LED单元的数量和所述第三LED单元的数量不完全相同。
13.根据权利要求10所述的Micro-LED显示芯片，其特征在于，所述第一LED单元的发光颜色、所述第二LED单元的发光颜色和所述第三LED单元的发光颜色分别选自红色、绿色和蓝色中一者。
14.根据权利要求10所述的Micro-LED显示芯片，其特征在于，所述第一LED单元嵌入所述第一填充结构；所述第一LED单元通过位于其正下方的所述第一导电柱与所述触点电连接；和/或，所述第二LED单元嵌入所述第二填充结构；所述第二LED单元通过位于其正下方的所述第二导电柱和所述第一导电柱实现与所述触点电连接。
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