CN114823762A - 发光二极管芯片、显示装置及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种发光二极管芯片,包括:基底;多个外延结构,位于基底一侧,任意相邻的两个外延结构之间具有间隙,外延结构包括依次层叠设置的第一半导体图案、发光图案和第二半导体图案,至少两个外延结构的第一半导体图案相互连通构成第一半导体层;至少一个第一电极,位于第一半导体层远离基底的一侧且与第一半导体层电连接;多个第二电极,位于第二半导体图案远离基底的一侧,每个第二电极与至少一个外延结构的第二半导体图案电连接;像素界定层,位于基底远离外延结构的一侧,像素界定层上设置有与外延结构一一对应的多个像素开口,至少部分像素开口内设置有色转换图案,色转换图案配置为将发光图案所发出第一颜色光转换为第二颜色光。
Description
技术领域
本公开涉及显示领域,特别涉及一种发光二极管芯片、显示装置及制备方法。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode,简称LED)因具有高效率、高亮度、高可靠度、节能及反应速度快等诸多优点,且LED显示装置相比于液晶显示装置(Liquid CrystalDisplay,简称LCD)和有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode,简称OLED)显示装置,在画质、刷新频率、功耗和亮度上有较为明显的优势,使得LED被较为广泛的应用至传统显示、近眼显示、3D(3Dimension)显示以及透明显示等领域中。
发明内容
本公开提出了一种发光二极管芯片及其制备方法、显示装置及其制备方法。
第一方面,本公开实施例提供了一种发光二极管芯片,包括:
基底;
多个外延结构,位于所述基底一侧,任意相邻的两个所述外延结构之间具有间隙,所述外延结构包括依次层叠设置的第一半导体图案、发光图案和第二半导体图案,至少两个所述外延结构的第一半导体图案相互连通构成第一半导体层;
至少一个第一电极,位于所述第一半导体层远离所述基底的一侧,所述第一电极与所述第一半导体层电连接;
多个第二电极,位于所述第二半导体图案远离所述基底的一侧,每个所述第二电极与至少一个所述外延结构的第二半导体图案电连接;
像素界定层,位于所述基底远离所述外延结构的一侧,所述像素界定层上设置有与所述外延结构一一对应的多个像素开口,至少部分所述像素开口内设置有色转换图案,所述色转换图案配置为将所述发光图案所发出第一颜色光转换为第二颜色光。
在一些实施例中,发光二极管芯片还包括:
第一遮光层,位于所述像素界定层与所述基底之间,所述第一遮光层配置为遮挡由所述外延结构所发出且在所述基底靠近所述像素界定层的一侧表面发生折射后传播方向未指向该外延结构所对应像素开口的光线。
在一些实施例中,所述第一遮光层包括至少一个遮光图案,在预设方向上相邻的两个所述外延结构对应一个遮光图案,所述遮光图案在所述预设方向上的最小宽度W满足:
W≥2*H*tanθ-D
H为所述外延结构内所述发光图案远离所述基底的一侧表面与所述基底靠近所述像素界定层的一侧表面之间的距离,θ为所述基底靠近所述像素界定层的一侧表面的全反射临界角,D为在预设方向上相邻的两个所述外延结构之间的间隙在所述预设方向上的最小距离。
在一些实施例中,所述像素界定层的材料包括:遮光材料或光反射材料。
在一些实施例中,所述发光二极管芯片还包括:
彩膜层,位于所述像素界定层远离所述基底的一侧,所述彩膜层包括与所述色转换图案一一对应的多个第一彩色滤光图案,所述第一彩色滤光图案配置为阻挡除所述彩色滤光图案所对应色转换图案转换出的第二颜色光之外的其他颜色光。
在一些实施例中,所述像素开口在所述基底上的正投影完全覆盖该像素开口所对应的外延结构内所述发光图案在所述基底上的正投影。
在一些实施例中,一部分像素开口内设置有所述色转换图案,另一部分像素开口内设置有透光图案,所述第一透光图案配置为使得所述第一颜色光通过。
在一些实施例中,所述透光图案包括光场调制图案,所述光场调制图案配置为调整所处像素开口处所述第一颜色光的出光角谱分布。
在一些实施例中,像素界定层远离所述基底的一侧设置有与所述光场调制图案一一对应的多个第二彩色滤光图案,所述第二彩色滤光图案配置为阻挡除所述第一颜色光之外的其他颜色光。
在一些实施例中,设置有所述透光图案的像素开口在所述基底上的正投影面积小于或等于设置有所述色转换图案在所述基底上的正投影面积。
在一些实施例中,所述第一颜色光包括:蓝色光;
所述第二颜色光包括:红色光、绿色光、青色光、品红色光和黄色光中至少之一。
在一些实施例中,所述制备方法用于制备上述权利要求1-11中任一所述发光二极管芯片,所述制备方法包括:
提供一基底;
在所述基底的一侧形成多个外延结构,任意相邻的两个所述外延结构之间具有间隙,所述外延结构包括依次层叠设置的第一半导体图案、发光图案和第二半导体图案,至少两个所述外延结构的第一半导体图案相互连通构成第一半导体层;
在所述第一半导体层远离所述基底的一侧形成至少一个第一电极,所述第一电极与所述第一半导体层电连接;
在所述第二半导体图案远离所述基底的一侧形成多个第二电极,每个所述第二电极与至少一个所述外延结构的第二半导体图案电连接;
在所述基底远离所述外延结构的一侧形成像素界定层,所述像素界定层上设置有与所述外延结构一一对应的多个像素开口,至少部分所述像素开口内设置有色转换图案,所述色转换图案配置为将所述发光图案所发出第一颜色光转换为第二颜色光。
在一些实施例中,所述发光二极管芯片为权利要求2或3中所述发光二极管芯片,在所述基底远离所述外延结构的一侧形成像素界定层的步骤之前,还包括:
在所述基底远离所述外延结构的一侧形成所述第一遮光层。
第二方面,本公开实施例还提供了一种显示装置,包括:
驱动背板,包括多个连接焊盘,所述多个连接焊盘包括多个第一焊盘和多个第二焊盘;
多个发光二极管芯片,所述发光二极管芯片采用上述权利要求1-11中任一所述发光二极管芯片,所述发光二极管芯片中的每个第一电极与一个第一焊盘电连接,所述发光二极管芯片中的每个第二电极与一个第二焊盘电连接。
在一些实施例中,显示装置还包括:
第二遮光层,所述第二遮光层位于任意相邻的两个所述发光二极管芯片之间;
封装层,位于所述第二遮光层和所述发光二极管芯片远离所述基底的一侧。
第二方面,本公开实施例还提供了一种显示装置的制备方法,包括:
基于第一方面提供的制备方法制备出发光二极管芯片;
提供一驱动基板,所述驱动背板包括多个连接焊盘,所述多个连接焊盘包括多个第一焊盘和多个第二焊盘;
将所述发光二极管芯片中的每个第一电极与一个第一焊盘电连接以及将所述发光二极管芯片中的每个第二电极与一个第二焊盘电连接。
在一些实施例中,将所述发光二极管芯片中的每个第一电极与一个第一焊盘电连接以及将所述发光二极管芯片中的每个第二电极与一个第二焊盘电连接的步骤之后,还包括:
在任意相邻的两个所述发光二极管芯片之间形成第二遮光层;
在所述第二遮光层和所述发光二极管芯片远离所述基底的一侧形成封装层。
附图说明
图1为本公开实施例提供的一种LED芯片的截面示意图;
图2为本公开实施例提供的另一种LED芯片的截面示意图;
图3为本公开实施例提供的又一种LED芯片的截面示意图;
图4为本公开实施例提供的再一种LED芯片的截面示意图;
图5为本公开实施例提供的再一种LED芯片的截面示意图;
图6为本公开实施例提供的再一种LED芯片的截面示意图;
图7a为本公开实施例中一个外延结构所发出光线照射至基底靠近像素界定层一侧表面时的一种俯视示意图;
图7b为本公开实施例中一个外延结构所发出光线照射至基底靠近像素界定层一侧表面时的一种截面示意图;
图8a为本公开实施例中两个外延结构所发出光线在所对应的两个像素开口中出现叠加串扰问题时的一种俯视示意图;
图8b为本公开实施例中两个外延结构所发出光线在所对应的两个像素开口中出现叠加串扰问题时的一种截面示意图;
图9为本公开实施例提供的再一种LED芯片的截面示意图;
图10为本公开实施例提供的再一种LED芯片的截面示意图;
图11a为本公开实施例提供的一种LED芯片的俯视示意图;
图11b为本公开实施例提供的另一种LED芯片的俯视示意图;
图11c为本公开实施例提供的另一种LED芯片的俯视示意图;
图11d为本公开实施例提供的另一种LED芯片的俯视示意图;
图12a为本公开实施例提供的又一种LED芯片的俯视示意图;
图12b为本公开实施例提供的再一种LED芯片的俯视示意图;
图13a为本公开实施例提供的再一种LED芯片的俯视示意图;
图13b为本公开实施例提供的再一种LED芯片的俯视示意图;
图14为本公开实施例提供的一种LED芯片的制备方法的流程图;
图15为本公开中步骤S102的一种可选实现方法流程图;
图16为本公开实施例提供的一种LED芯片的制备方法的流程图;
图17为本公开实施例提供的一种显示装置的截面示意图;
图18为本公开实施例提供的一种显示装置的制备方法流程图;
图19a为本公开实施例中显示装置上所使用包含不同发光单元的两个LED芯片的一种俯视示意图;
图19b为本公开实施例中显示装置上所使用包含不同发光单元的两个LED芯片的另一种俯视示意图;
图19c为本公开实施例中显示装置上所使用包含不同发光单元的两个LED芯片的又一种俯视示意图;
图20为本公开实施例提供的一种显示装置的制备方法流程图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本公开的技术方案,下面结合附图对本公开提供的一种发光二极管芯片、显示装置及制备方法进行详细描述。
下面将结合附图,对本公开一些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公开一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本公开所提供的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都属于本公开保护的范围。
除非上下文另有要求,否则,在整个说明书和权利要求书中,术语“包括(comprise)”及其其他形式例如第三人称单数形式“包括(comprises)”和现在分词形式“包括(comprising)”被解释为开放、包含的意思,即为“包含,但不限于”。在说明书的描述中,术语“一个实施例(one embodiment)”、“一些实施例(some embodiments)”、“示例性实施例(exemplary embodiments)”、“示例(example)”、“特定示例(specific example)”或“一些示例(some examples)”等旨在表明与该实施例或示例相关的特定特征、结构、材料或特性包括在本公开的至少一个实施例或示例中。上述术语的示意性表示不一定是指同一实施例或示例。此外,所述的特定特征、结构、材料或特点可以以任何适当方式包括在任何一个或多个实施例或示例中。
以下,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开实施例的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在描述一些实施例时,可能使用了“连接”及其衍伸的表达。例如,描述一些实施例时可能使用了术语“连接”以表明两个或两个以上部件彼此间有直接物理接触或电接触。这里所公开的实施例并不必然限制于本文内容。
“A、B和C中的至少一个”与“A、B或C中的至少一个”具有相同含义,均包括以下A、B和C的组合:仅A,仅B,仅C,A和B的组合,A和C的组合,B和C的组合,及A、B和C的组合。
“A和/或B”,包括以下三种组合:仅A,仅B,及A和B的组合。
如本文中所使用,根据上下文,术语“如果”任选地被解释为意思是“当……时”或“在……时”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地,根据上下文,短语“如果确定……”或“如果检测到[所陈述的条件或事件]”任选地被解释为是指“在确定……时”或“响应于确定……”或“在检测到[所陈述的条件或事件]时”或“响应于检测到[所陈述的条件或事件]”。
本文中“适用于”或“被配置为”的使用意味着开放和包容性的语言,其不排除适用于或被配置为执行额外任务或步骤的设备。
如本文所使用的那样,“约”或“近似”包括所阐述的值以及处于特定值的可接受偏差范围内的平均值,其中所述可接受偏差范围如由本领域普通技术人员考虑到正在讨论的测量以及与特定量的测量相关的误差(即,测量系统的局限性)所确定。
本文参照作为理想化示例性附图的剖视图和/或平面图描述了示例性实施方式。在附图中,为了清楚,放大了层和区域的厚度。因此,可设想到由于例如制造技术和/或公差引起的相对于附图的形状的变动。因此,示例性实施方式不应解释为局限于本文示出的区域的形状,而是包括因例如制造而引起的形状偏差。例如,示为矩形的蚀刻区域通常将具有弯曲的特征。因此,附图中所示的区域本质上是示意性的,且它们的形状并非旨在示出设备的区域的实际形状,并且并非旨在限制示例性实施方式的范围。
LED显示装置一般包括驱动基板以及与该驱动基板电连接的多个LED芯片,其中该多个LED芯片一般通过巨量转移技术(Mass Transfer Technology)转移至驱动基板上。在相关技术中,单个LED芯片仅具备一个外延结构,每个LED芯片可以作为显示装置上的一个子像素(也称为“亚像素”),为了实现对应分辨率的显示装置,则子像素数量就是所需要的LED芯片数目,由于LED芯片无法通过薄膜以及构图工艺直接做在显示装置的阵列基板上,而是需要通过转移绑定与阵列基板的对应电极完成电气连接,因而随着显示装置的分辨率增大、子像素数量增多,则需要转移的LED芯片数量相应增多,随之而来的就是转移次数增多、工艺难度增大、产品良率降低。
另外,在相关技术中,单个LED芯片仅具备一个外延结构,故只能发出一种颜色光,因此为实现LED显示装置的多色显示,则需要将发出不同颜色光的LED芯片分别转移到驱动基板上,这些发出不同颜色光的LED芯片的制备工艺以及良率均一性存在差异;在将不同品质的LED芯片应用至同一显示装置上时,会导致显示画面的亮度不均的问题。
为解决相关技术所存在至少之一的技术问题,本公开实施例提供了相应的解决方案。
图1为本公开实施例提供的一种LED芯片的截面示意图,如图1所示,本公开实施提供的LED芯片可以为次毫米发光二极管(Mini Light Emitting Diode,简称Mini LED)芯片或者微型发光二极管(Micro Light Emitting Diode,简称Micro LED)芯片。该LED芯片包括:基底1、多个外延结构2、至少一个第一电极3、多个第二电极4、像素界定层5和色转换图案6。
其中,多个外延结构2位于基底1一侧且任意相邻的两个外延结构2之间具有间隙,外延结构2包括依次层叠设置的第一半导体图案201、发光图案202和第二半导体图案203,至少两个外延结构2的第一半导体图案201相互连通构成第一半导体层;第一电极3位于第一半导体层远离基底1的一侧,第一电极3与第一半导体层电连接;多个第二电极4位于第二半导体图案203远离基底1的一侧,每个第二电极4与至少一个外延结构2的第二半导体图案203电连接;像素界定层5位于基底1远离外延结构2的一侧,像素界定层5上设置有与外延结构2一一对应的多个像素开口5a,至少部分像素开口5a内设置有色转换图案6,色转换图案6配置为将发光图案202所发出第一颜色光转换为第二颜色光。
在本公开实施例中,一个第一半导体层可以与一个或多个第一电极3电连接,每个第二电极4与一个第二半导体图案203电连接。
在一些实施例中,第一半导体图案201和发光图案202可以直接接触,发光图案202和第二半导体图案203可以直接接触。第一半导体图案201的材料可以为P型半导体材料,相应的,第二半导体图案203的材料可以为N型半导体材料;或者,第一半导体图案201的材料可以为N型半导体材料,相应的,第二半导体图案203的材料可以为P型半导体材料。发光图案202可以为多量子阱层(Multiple Quantum Well,简称MQW),示例性地,发光图案202的材料可以为氮化镓(GaN)。在实际应用中,第一半导体图案201和第二半导体图案203的材料包括多种,可以根据实际需要选择设置。示例性地,第一半导体图案201和第二半导体图案203中的本征半导体材料相同,可以为GaN、磷化镓(GaP)、砷化铝镓(AlGaAs)和磷化铝镓铟(AlGaInP)中的任一种。在向第一半导体图案201和第二半导体图案203分别施加不同电压,以在两者之间形成电场的情况下,如果第一半导体图案201和第二半导体图案203中的本征半导体材料均为GaN,则外延结构2可以发射出绿色光线或蓝色光线;如果第一半导体图案201和第二半导体图案203的本征半导体材料均为GaP、AlGaAs或AlGaInP,则外延结构2可以发射出红色光线。
需要说明的是,在向第一半导体图案201和第二半导体图案203分别施加不同电压,以在两者之间形成电场的情况下,即在第一半导体图案201和第二半导体图案203之间形成具有势垒的PN结的情况下,少数载流子与多数载流子在第一半导体图案201、发光图案202和第二半导体图案203的沿层叠方向的重叠区域复合时,会把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光能。因此,该三者的层叠方向的重叠区域基本上就是外延结构2的发光区域,该三者的层叠方向的重叠区域的面积基本上就是外延结构2的发光面积。
在本公开实施例中,位于同一LED芯片上的多个外延结构2中任意相邻的两个外延结构2之间具有间隙。这也就意味着,每个外延结构2可以对应具有一个独立的发光区域。LED芯片所包括的多个外延结构2,则可以使得LED芯片具有多个独立的发光区域。在将LED芯片应用至显示装置中的情况下,LED芯片中的一个发光区域或多个发光区域(例如两个或者三个等)可以与显示装置中的一个子像素相对应,这也就意味着,一个LED芯片可以与LED显示装置中的多个子像素相对应。这样在对LED芯片进行转移的过程中,转移一个LED芯片就可以对应多个子像素,相比于相关技术中一个子像素都需要对应转移一个LED芯片的情况下,本公开的技术方案可以有效减少所需转移的LED芯片数量,从而能有效减少转移次数、降低工艺难度、提升产品良率。
与此同时,通过在基底1背向外延结构2的一侧设置像素界定层5以及在像素界定层5上的至少部分像素开口5a内设置色转换图案6,可使得各外延结构2所对应的像素开口5a的出光颜色不同,即位于同一LED芯片上各外延结构2具有相同品质的情况下各外延结构2所对应的像素开口5a的出光颜色能够不同,以满足显示装置的多彩、甚至全彩显示需求。
在本公开实施例中,色转换图案6的材料为波长转换材料,例如可为镉化物量子点、铟化物量子点、钙钛矿型量子点、稀土类荧光粉、有机荧光材料等,利用其波长转换性质将外延结构2发出的光转换为其他颜色,实现多彩、甚至全彩显示。
在图1所示情况中仅示例性画出了3个外延结构2、3个像素开口5a以及2个像素开口5a内设置有色转换图案6的情况,该情况仅起到示例性作用,其不会对本公开的技术方案产生限制。
在本公开实施例中,外延结构2在基底1上的正投影的形状可以包括多边形(例如三角形、矩形或六边形等)、圆形和椭圆形中的至少一种。外延结构2所对应的像素开口5a在基底1上的正投影的形状可以包括多边形(例如三角形、矩形或六边形等)、圆形和椭圆形中的至少一种。
图2为本公开实施例提供的另一种LED芯片的截面示意图,如图2所示,与前面实施例中所示情况不同的是,图2所示LED芯片中还包括:第一导电引脚7和第二导电引脚8,第一导电引脚7与至少一个第一电极3对应,第二导电引脚8与第二电极4一一对应;第二导电引脚8位于第二电极4远离第一半导体层的一侧且与对应的第一电极3电连接,第二导电引脚8与第二电极4电连接。
上述第一导电引脚7和第二导电引脚8分别作为第一电极3和第二电极4的引出端子,可以与驱动基板上的焊盘进行焊接,使得LED芯片上的焊接位置更为灵活;另外,第一电极3和第二电极4不会直接与驱动基板上的焊盘相接触,可以在一定程度上实现对第一电极3和第二电极4的保护。
在一些实施例中,第一导电引脚7、第二导电引脚8和第二电极4同层设置。需要说明的是,本公开中提及的“同层”指的是采用同一成膜工艺形成用于形成特定图形的膜层,然后利用同一掩模板通过一次构图工艺形成的层结构。根据特定图形的不同,一次构图工艺可能包括多次曝光、显影或刻蚀工艺,而形成的层结构中的特定图形可以是连续的也可以是不连续的,这些特定图形还可能处于不同的高度或者具有不同的厚度。这样一来,可以在一次构图工艺中,同时制备形成上述第一导电引脚7、第二导电引脚8和第二电极4,有利于简化LED芯片的制备工艺。
在一些实施例中,在第二电极4与第二半导体图案203之间设置有绝缘层,第二电极4通过绝缘层上的过孔与对应的第二半导体图案203电连接,第一导电引脚7通过绝缘层上的过孔与对应的第一电极3电连接。
图3为本公开实施例提供的又一种LED芯片的截面示意图,如图3所示,与前面实施例中所示情况不同的是,图3所示情况中第二电极4与对应的第二半导体图案203之间设置有欧姆接触图案9,第二电极4通过欧姆接触图案9与对应的第二半导体图案203电连接。在一些实施例中,欧姆接触图案9与其所对应的第二半导体图案203在基底1上的正投影重合或大约重合,这样可以利用欧姆接触图案9有效增大载流子(例如空穴)的迁移率。欧姆接触图案9的材料包括多种,可以根据实际需要选择设置。在一些实施例中,欧姆接触图案9的材料可以为氧化铟锡(ITO)等具有较高光线透过率的材料。
图4为本公开实施例提供的再一种LED芯片的截面示意图,如图4所示,与前面实施例中所示情况不同的是,在图4所示情况中相邻的两个外延结构2之间间隙处设置有第三遮光层10,第三遮光层10配置为防止相邻外延结构2的出光产生叠加干扰。在一些实施例中,第三遮光层10的材料可以包括黑色、绿色、蓝色等深色的遮光材料。
图5为本公开实施例提供的再一种LED芯片的截面示意图,如图5所示,与前面实施例中所示情况不同的是,在图5所示情况中至少部分外延结构2内的发光图案202相互连通。
以图5中所示情况为例,位于中间的一个外延结构2与位于右侧的一个外侧的一个外延结构2,二者的发光图案202相互连通。
继续参见图2~图5所示,在一些实施例中,在第一半导体层与基底1之间还设置有缓冲层15。
在相关技术中,第一半导体层与基底二者的晶格系数、热膨胀系数均相差较大,难以直接在基底上制备出高品质的第一半导体层。在本公开实施例中,通过在第一半导体层与基底1之间设置缓冲层15,可以有效改善第一半导体层的成膜质量。缓冲层15的材料可根据基底和第一半导体层的材料来选定,例如第一半导体层的材料为GaN,基底1为蓝宝石基底,此时缓冲层15的材料可选用AlN或ZnO;以缓冲层15的材料为AlN为例,AlN与GaN属于同一材料体系,晶格失配只有2%,热膨胀系数相近,在AlN缓冲层15上生长的GaN材料其迁移率比直接在蓝宝石基底生长的GaN材料的迁移率增大了近10倍。
图6为本公开实施例提供的再一种LED芯片的截面示意图,如图6所示,与前面实施例中所示情况不同的是,图6所示LED芯片还包括:第一遮光层;其中,位于像素界定层5与基底1之间,第一遮光层配置为遮挡由外延结构2所发出且在基底1靠近像素界定层5的一侧表面发生折射后传播方向未指向该外延结构2所对应像素开口5a的光线。
在本公开实施例中,对于外延结构2及其所对应的第二电极4、第一连接的数量、位置均不作限定,后面将结合具体示例进行详细描述。
图7a为本公开实施例中一个外延结构所发出光线照射至基底靠近像素界定层一侧表面时的一种俯视示意图,图7b为本公开实施例中一个外延结构所发出光线照射至基底靠近像素界定层一侧表面时的一种截面示意图,如图7a和图7b所示,外延结构2为360°立体发光光源,以外延结构2的发光区域投射在基底上的区域为圆形,且像素界定层5所限定的像素开口为圆形为例,外延结构2朝向基底1一侧所射出光线可以划分为3个部分:第一部分光线P1:外延结构2朝向基底1一侧所射出光线在基底1靠近像素界定层5的一侧表面发生折射后能够从该外延结构2所对应像素开口5a出射的光线;第三部分光线P3:外延结构2朝向基底1一侧所射出光线在基底1靠近像素界定层5的一侧表面发生全反射而无法从基底1出射的光线;第二部分光线P2:外延结构2朝向基底1一侧所射出光线中除第一部分光线P1和第三部分光线P3以外的光线。
其中,第一部分光线P1和第二部分光线P2限定出外延结构的实际出光区域2a,且不同外延结构、尤其是相邻外延结构的第二部分光线P2会出现重叠区域,导致光线的叠加串扰。
图8a为本公开实施例中两个外延结构所发出光线在所对应的两个像素开口中出现叠加串扰问题时的一种俯视示意图,图8b为本公开实施例中两个外延结构所发出光线在所对应的两个像素开口中出现叠加串扰问题时的一种截面示意图,如图8a和8b所示,若基底1靠近像素界定层5的一侧表面的全反射临界角记为θ,左侧外延结构2所发出光线且能够在基底1靠近像素界定层5的一侧表面发生折射的区域记为区域A(左侧外延结构2所射出第一部分P1光线和第二部分P2光线照射在基底1上的区域),右侧外延结构2所发出光线且能够在基底1靠近像素界定层5的一侧表面发生折射的区域记为区域B(右侧外延结构2所射出第一部分P1光线和第二部分P2光线照射在基底1上的区域);通过附图可见,区域A与区域B的交叠区域C为光线叠加串扰区域,此时需要利用第一遮光层来对交叠区域C处的光线进行遮挡。
在一些实施例中,第一遮光层包括至少一个遮光图案11,在预设方向上相邻的两个外延结构2对应一个遮光图案11,遮光图案11在预设方向上的最小宽度W满足:
W≥2*H*tanθ-D
H为外延结构2内发光图案202远离基底1的一侧表面与基底1靠近像素界定层5的一侧表面之间的距离,θ为基底1靠近像素界定层5的一侧表面的全反射临界角,D为在预设方向上相邻的两个外延结构2之间的间隙在预设方向上的最小距离。其中,θ取值可以根据实际情况来设定;θ的取值可等于或近似等于arcsin(n2/n1),n2为像素界定层5的折射率,n1为基底1的折射率,n2<n1。
可以理解是,预设方向可以为平行于驱动背板任意侧边的方向。
在本公开实施例中,随着外延结构2内发光图案202远离基底1的一侧表面与基底1靠近像素界定层5的一侧表面之间的距离H减小,交叠区域C的面积减小,所需遮光图案11的最小宽度W相应减小。以外延结构2的发光面积近似等于外延结构2所对应的像素开口5a底部(靠近基底1一端)面积的情况为例,当基底1的厚度减薄至80um时,通过模拟(外延结构2中各膜层的厚度与相关技术中一致)计算出最小宽度W约为100um;当基底1的厚度减薄至50um时,通过模拟计算出最小宽度W约为70um。
在外延结构2内发光图案202远离基底1的一侧表面与基底1靠近像素界定层5的一侧表面之间的距离一定的情况下,通过减小外延结构2的发光面积,也可使得交叠区域C的面积减小,所需遮光图案11的最小宽度W相应减小。当基底1的厚度减薄至80um,且外延结构2的发光区域半径比外延结构2所对应像素开口5a底部的直径小20um时,通过模拟计算出最小宽度W由约为100um减小到约为60um;当基底1的厚度减薄至50um,且外延结构2的发光区域半径比外延结构2所对应像素开口5a底部的直径小20um时,通过模拟计算出最小宽度W由约为70um减小到约为30um。
基于上述情况可见,通过适当的减小外延结构2的发光区域面积(发光区域面积一般由发光图案202的面积来决定),可有效减小相邻外延结构2的出光交叠区域面积,使得所需遮光图案11的尺寸相应减小,有利于提高光利用率和开口率。在一些实施例中,像素开口5a在基底1上的正投影完全覆盖该像素开口5a所对应的外延结构2内发光图案202在基底1上的正投影。
图9为本公开实施例提供的再一种LED芯片的截面示意图,如图9所示,在图9所示情况中像素界定层5的材料包括:遮光材料或光反射材料;此时,像素界定层5可以有效避免像素开口5a内色转换图案6所发出光线的发生混色的问题。需要说明的是,当像素界定层5采用光反射材料制备时,其不但能避免上述混色问题的发生,还能提高像素开口5a内色转换图案6的出光效率。
需要说明的是,在实际应用中也可以预先设计使得相邻外延结构2的出光交叠区域位于像素界定层5所处区域,然后将像素界定层5采用遮光材料或光反射材料进行制备,此时像素界定层5还可以复用为上述第一遮光层以解决光线叠加串扰的问题,因而无需再额外增设第一遮光层。
在实际应用中发现,第一颜色光照射到色换换图案后,仅部分第一颜色光会被转换为第二颜色光,另一部分第一颜色光会发生透射,从而会影响到第二颜色光的纯度,进而会导致显示装置的色域较窄。为解决上述技术问题,本公开实施例提供了相应的解决方案。
图10为本公开实施例提供的再一种LED芯片的截面示意图,如图10所示,与前面实施例中所示情况不同的是,图10所示LED芯片还包括:彩膜层,彩膜层位于像素界定层5远离基底1的一侧,彩膜层包括与色转换图案6一一对应的多个第一彩色滤光图案12,第一彩色滤光图案12配置为阻挡除彩色滤光图案所对应色转换图案6转换出的第二颜色光之外的其他颜色光。在本公开实施例中,通过设置上述第一彩色滤光图案12,可在保证色转换图案6转换出的第二颜色光透过的情况下滤除透射过色转换图案6的第一颜色光,有利于提升第二颜色光的纯度,从而提升显示装置的色域。
在一些实施例中,一部分像素开口5a内设置有色转换图案6,另一部分像素开口5a内设置有透光图案13,第一透光图案13配置为使得第一颜色光通过。
由于色转换图案6所发出的光是向四周散射,因此设置有色转换图案6的像素开口5a处的出光角谱分布为一个大范围分布,而未设置有色转换图案6的像素开口5a处的出光角谱分布为一个小范围分布,即设置有色转换图案6的像素开口5a与未设置有色转换图案6的像素开口5a的出光角谱分布不一致,从而影响显示质量。为解决上述技术问题,在一些实施例中,透光图案13包括光场调制图案,光场调制图案配置为调整所处像素开口5a处第一颜色光的出光角谱分布,以使得设置有色转换图案6的像素开口5a与未设置有色转换图案6的像素开口5a的出光角谱分布一致,从而提升显示质量。在一些实施例中,光场调制图案的材料包括TiOx、SiOx、CrOx等纳米颗粒的材料;即,在实际应用中可在未设置有色转换图案6的像素开口5a内沉积TiOx、SiOx、CrOx等纳米颗粒的材料,以制得光场调制图案。
在一些实施例中,像素界定层5远离基底1的一侧设置有与光场调制图案一一对应的多个第二彩色滤光图案14,第二彩色滤光图案14配置为阻挡除第一颜色光之外的其他颜色光。
在一些实施例中,设置有透光图案13的像素开口5a在基底1上的正投影面积小于或等于设置有色转换图案6在基底1上的正投影面积。
在一些实施例中,第一颜色光包括:蓝色光,即外延结构2发出的光为蓝色光;第二颜色光包括:红色光、绿色光、青色光、品红色光和黄色光中至少之一,即任意一个色转换图案6可以转换出红色光、绿色光、青色光、品红色光或黄色光中的任一种。
为方面描述,将LED芯片上一个像素开口在垂直于基底1方向上所覆盖的空间称为一个发光单元,发光单元至少包括与像素开口相对于的一个外延结构2,至少部分发光单元还包括位于像素开口内的色转换图案6。
图11a为本公开实施例提供的一种LED芯片的俯视示意图,如图11a所示,LED芯片20包含3个发光单元:2个蓝色发光单元B和1个红色发光单元R;其中,蓝色发光单元B的发光面积小于红色发光单元R的发光面积。
图11b为本公开实施例提供的另一种LED芯片的俯视示意图,如图11b所示,LED芯片20包含3个发光单元:2个蓝色发光单元B和1个绿色发光单元G;其中,蓝色发光单元B的发光面积小于绿色发光单元G的发光面积。
LED芯片20包含3个发光单元。在一些实施例中,如图11c所示,3个发光单元呈三角形排布呈倒三角。作为一个示例,3个发光单元包括:1个蓝色发光单元B、1个红色发光单元R和1个绿色发光单元G,且蓝色发光单元B、红色发光单元R和绿色发光单元G三者发光面积相等。在另一些实施例中,如图11d所示,3个发光单元呈三角形排布呈正三角排布。作为一个示例,3个发光单元包括:1个青色发光单元C、1个品红色发光单元M和1个黄色发光单元Y;青色发光单元C、品红色发光单元M和黄色发光单元Y三者发光面积相等。
图12a为本公开实施例提供的又一种LED芯片20的俯视示意图,图12b为本公开实施例提供的再一种LED芯片20的俯视示意图,如图12a和图12b所示,LED芯片20包含3个发光单元:1个蓝色发光单元B、1个红色发光单元R和1个绿色发光单元G;其中,蓝色发光单元B的发光面积小于红色发光单元R的发光面积,蓝色发光单元B的发光面积小于绿色发光单元G。图12a中3个发光单元排布紧凑,图12b中3个发光单元排布松散。相较于图12a,图12b的排布方式,为布线提供了更多设计空间,便于布线设计。
图13a为本公开实施例提供的再一种LED芯片的俯视示意图,图13b为本公开实施例提供的再一种LED芯片的俯视示意图,如图13a和图13b所示,LED芯片20包含6个发光单元:1个蓝色发光单元B、1个红色发光单元R、1个绿色发光单元G、1个青色发光单元C、1个品红色发光单元M、1个黄色发光单元Y。该6个像素单元分呈两行、三列排布,具体地,位于第一行的3个发光单元分别为红色发光单元R、绿色像素单元和蓝色像素单元,位于第一行的3个发光单元分别为青色发光单元C、品红色像素单元和黄色像素单元。
其中,蓝色发光单元B的发光面积记为S_B,红色发光单元R的发光面积记为S_R、绿色发光单元G的发光面积记为S_G,青色发光单元C的发光面积记为S_C、品红色发光单元M的发光面积记为S_M,黄色发光单元Y的发光面积记为S_Y。在图13a所示情况中,S_B、S_R、S_G、S_C、S_M、S_Y近似相等。在图13b所示情况中,S_C≈S_G>S_Y>S_R≈S_M>S_B。
在本公开实施例中,蓝色发光单元B的具体结构可以采用图10中Q部分所示,即蓝色发光单元B包括:发出蓝色光的外延结构2、光场调制图案和蓝色滤光图案(允许蓝色光通过且过滤非蓝色光);红色/绿色/品红色/青色/黄色像素单元的具体结构可以采用图10中P部分所示,即红色/绿色/品红色/青色/黄色像素单元包括:发出蓝色光的外延结构2、红色光/绿色光/品红色光/青色光/黄色光色转换图案6(将蓝色光转换为红色光/绿色光/品红色光/青色光/黄色光)和红色/绿色/品红色/青色/黄色滤光图案(仅允许红色光/绿色光/品红色光/青色光/黄色光通过)。如此,可以提高各个发光单元出光的纯度,可以提高显示装置的显示品质。这里,对于各发光单元的具体结构,此处不再详细描述。
在本公开实施例中,对于LED芯片20中发光单元的排布、发光颜色、发光区域的形状、发光区域的面积均不作限定,具体参数可根据实际需要来设定。
基于同一发明构思,本公开实施例还提供了一种LED芯片的制备方法,可用于制备前面实施例提供的LED芯片,下面将结合附图进行详细描述。
图14为本公开实施例提供的一种LED芯片的制备方法的流程图,如图14所示,该制备方法包括:
步骤S101、提供一基底。
其中,上述基底的类型可以包括多种,示例性的,该基底例如可以为GaP基底、GaAs基底、硅基底、碳化硅基底或蓝宝石基底等。
需要说明的是,上述基底的类型,可以根据后续待形成的第一半导体图案和第二半导体图案的材料而定。示例性地,在第一半导体图案和第二半导体图案的本征半导体材料为GaP、AlGaAs或AlGaInP等的情况下,基底可以为GaP基底或GaAs基底。在第一半导体图案和第二半导体图案的本征半导体材料为GaN的情况下,基底可以为碳化硅基底或蓝宝石基底等。
步骤S102、在基底的一侧形成多个外延结构。
其中,任意相邻的两个外延结构之间具有间隙,外延结构包括依次层叠设置的第一半导体图案、发光图案和第二半导体图案,至少两个外延结构的第一半导体图案相互连通构成第一半导体层。
在本公开中,在衬底的一侧形成多个外延结构的方法包括多种,可以根据实际需要选择设置。下面对形成多个外延结构的方法进行示意性说明,当然,形成多个外延结构的方法并不局限与下文中所举例。
图15为本公开中步骤S102的一种可选实现方法流程图,如图15所示,步骤S102包括:
步骤S1021、在基底上依次形成第一半导体材料薄膜、发光材料薄膜、第二半导体材料薄膜。
示例性地,可以采用金属有机物化合物气相外延(Metalorganic Vapor PhaseEpitaxy,简称MOCVD)工艺在基底的一侧依次外延生长形成第一半导体材料薄膜、发光材料薄膜、第二半导体材料薄膜。此处,第一半导体材料薄膜、发光材料薄膜、第二半导体材料薄膜的所选材料,可以参照前面实施例中对第一半导体图案、发光图案和第二半导体图案的材料的说明,此处不再赘述。
步骤S1022、对第一半导体材料薄膜、发光材料薄膜、第二半导体材料薄膜进行图案化,形成第一半导体图案、发光图案和第二半导体图案,得到多个外延结构。其中,至少两个第一半导体图案相互连通构成第一半导体层。
示例性地,可以采用光刻工艺对第二半导体材料薄膜、发光材料薄膜和第一半导体材料薄膜进行图案化。
此处,在对第二半导体材料薄膜、发光材料薄膜和第一半导体材料薄膜进行图案化的过程中,刻蚀深度例如可以大于或等于第二半导体材料薄膜的厚度(也即在垂直于基底的方向上的尺寸),且小于第二半导体材料薄膜、发光材料薄膜和第一半导体材料薄膜的厚度之和。
例如,在刻蚀深度大于或等于第二半导体材料薄膜的厚度、且小于第二半导体材料薄膜和发光材料薄膜的厚度之和的情况下(例如图1-图4中所示),可以首先形成多个相互间隔且相互独立的第二半导体图案。
在此情况下,可以对经过图案化的发光材料薄膜的边缘部分进行进一步图案化(例如可以采用光刻工艺),以暴露经过图案化的第一半导体材料薄膜。此时,也就得到了发光层(多个外延结构中的多个发光图案12均相互连通)和第一半导体层(多个外延结构中的多个第一半导体图案均相互连通)。
当然,在对经过图案化的发光材料薄膜的边缘部分进行进一步图案化的同时,也可以同时对其位于任意相邻两个第二半导体图案之间间隙的部分进行刻蚀,得到多个发光图案。
需要说明的是,在对经过图案化的发光材料薄膜的边缘部分进行进一步图案化或者对经过图案化的发光材料薄膜的边缘部分以及位于任意相邻两个第二半导体图之间间隙的部分进行进一步图案化的过程中:刻蚀深度可以为发光材料薄膜的厚度,仅暴露经过图案化的第一半导体材料薄膜的表面;或者刻蚀深度可以大于发光材料薄膜的厚度,且小于发光材料薄膜和第一半导体材料薄膜的厚度之和,刻蚀掉经过图案化的第一半导体材料薄膜的一部分。这样能够便于后续形成的第一电极能够与第一半导体层形成良好的电连接。
在刻蚀深度大于或等于第二半导体材料薄膜和发光材料薄膜的厚度之和、且小于第二半导体材料薄膜、发光材料薄膜和第一半导体材料薄膜的厚度之和的情况下,可以暴露图案化后的第一半导体薄膜的表面,形成多个第二半导体图案、多个发光图案和第一半导体层(例如至少两个外延结构中的第一半导体图案相互连通)。
通过步骤S1022所得到的多个外延结构的形状、尺寸、及排列方式可根据实际需要选择设置。
步骤S103、在第一半导体层远离基底的一侧形成至少一个第一电极。
示例性地,可以采用光刻工艺形成上述第一电极。第一电极的材料可以包括钛(Ti)、铝(Al)、镍(Ni)或者金(Au)等。
步骤S104、在第二半导体图案远离基底的一侧形成多个第二电极,每个第二电极与至少一个外延结构的第二半导体图案电连接。
示例性地,第二电极3的材料例如可以包括Ti、Al、Ni、Au、铜(Cu)、铟(In)、锡(Sn)、银(Ag)或者Sn合金等。
在一些实施例中,在步骤S104结束之后可以对基底进行减薄处理。
步骤S105、在基底远离外延结构的一侧形成像素界定层。
其中,像素界定层上设置有与外延结构一一对应的多个像素开口。示例性地,可以采用光刻工艺形成上述像素界定层。
步骤S106、在至少部分像素开口内设置色转换图案。
其中,色转换图案配置为将发光图案所发出第一颜色光转换为第二颜色光。色转换图案的材料为波长转换材料,例如可为镉化物量子点、铟化物量子点、钙钛矿型量子点、稀土类荧光粉、有机荧光材料等,利用其波长转换性质将外延结构发出的光转换为其他颜色,实现多彩、甚至全彩显示。
需要说明的是,不同像素开口内所设置的色转换图案所转换出的第二颜色光可以为相同颜色光也可以为不同颜色光,具体可根据实际需要来选择设置。
图16为本公开实施例提供的一种LED芯片的制备方法的流程图,如图16所示,图16所示制备方法不但包括图14中所示步骤S101~步骤S106,还在步骤S104与步骤S105之间包括:步骤S104a;对于本实施例中步骤S101~步骤S106的描述可参见实施例中相应内容,下面仅对步骤S104a进行详细描述。
步骤S104a、在基底远离外延结构的一侧形成第一遮光层。
示例性地,可以采用光刻工艺形成上述第一遮光层。第一遮光层中包括多个遮光图案,各遮光图案的排布、尺寸、形状等参数可根据实际需要来选择设置。
在一些实施例中,在步骤S101和步骤S102之间还可包括在基底上形成缓冲层的步骤。
在一些实施例中,在步骤S102和步骤S103之间还可包括在第二半导体图案远离基底的一侧欧姆接触图案的步骤,以及在欧姆接触图案远离基底一侧形成绝缘层的步骤。
在一些实施例中,在步骤S104内,在第二半导体图案远离基底的一侧形成多个第二电极的同时还可形成第一导电引脚和第二导电引脚,第一导电引脚与对应的至少一个第一电极电连接,第二导电引脚与对应的一个第二电极电连接。
在一些实施例中,在步骤S104与步骤S105之间还可包括在相邻的两个外延结构之间间隙处设置第三遮光层的步骤。
在一些实施例中,在步骤S105内,像素界定层的材料包括:遮光材料或光反射材料。
在一些实施例中,一部分像素开口内设置有所述色转换图案,另一部分像素开口内设置有透光图案(光场调制图案),在步骤S105之后还可包括在部分像素开口内形成透光图案。
在一些实施例中,在步骤S106之后还可包括在像素界定层远离基底的一侧形成第一彩色滤光图案和第二彩色滤光图案的步骤。
对于缓冲层、欧姆接触图案、绝缘层、第一导电引脚、第二导电引脚、第三遮光层、透光图案(光场调制图案)、第一彩色滤光图案和第二彩色滤光图案的相关描述,可参见前面实施例中的内容,此处不再赘述。
基于同一个发明构思,本公开实施例还提供了一种显示装置,下面将结合附图进行详细描述。
图17为本公开实施例提供的一种显示装置的截面示意图,如图17所示,该显示装置包括:驱动背板和多个LED芯片。
其中,驱动背板包括多个连接焊盘,多个连接焊盘包括多个第一焊盘17和多个第二焊盘16;LED芯片20采用上述实施例所提供的LED芯片20,LED芯片20中的每个第一电极3与一个第一焊盘17电连接,LED芯片20中的每个第二电极4与一个第二焊盘16电连接。
在一些实施例中,在任意相邻的两个LED芯片20之间设置有第二遮光层18,第二遮光层18可防止相邻LED芯片20之间出现光线叠加串扰。
在一些实施例中,在第二遮光层18和LED芯片20远离基底的一侧设置有封装层19,可用于对显示装置中的LED芯片20进行整体封装,以隔绝水氧、确保色转材料稳定工作。
作为一个示例,封装层19可以为由有机封装层和无机封装层交替设置所得到的层叠结构。
作为另一个示例,封装层由封装胶水干燥固化后形成,在涂布封装胶水时,封装胶水可自动填充LED芯片之间的空隙,在完成干燥固化后,封装层一方面可以起到阻隔水氧的作用,另一方面可以起到固定LED芯片的作用。
在一些实施例中,每个LED芯片20中第一电极3的数量小于第二电极4的数量,与第一电极3电连接的第一焊盘17的数量可以小于与第二电极4电连接的第二焊盘16的数量。例如,每个LED芯片20具有一个第一电极3和多个第二电极4。此时,每一个第一焊盘17和多个第二焊盘16可以相对应,并划分为一组,可以与一个LED芯片20电连接。
在一些实施例中,上述驱动背板被配置为,通过第一焊盘17向与其电连接的LED芯片20的第一电极3传输电子,并通过第二焊盘16向与其电连接的LED芯片20中多个第二电极4中的一个第二电极4传输空穴,使得电子和空穴在相应的外延结构中的发光图案中复合发光。
在一些实施例中,在LED芯片20包括第一导电引脚7和第二导电引脚8的情况下,每个LED芯片20的第一电极3可以通过第一导电引脚7与一个第一焊盘17电连接,每个LED芯片20的第二电极4可以通过第二导电引脚8与一个第二焊盘16电连接。
需要说明的是,本公开实施例提供的显示装置与相关技术不同,即不是在一个大尺寸基底上通过薄膜制程工艺依次堆叠膜层材料并图案化所形成的阵列结构,而是每个像素均为独立的结构。
本公开实施例所提供的显示装置具有与上述一些实施例中所提供的LED芯片相同的有益效果,此处不再赘述。
在一些实施例中,上述驱动背板例如可以为液晶显示装置(Liquid CrystalDislay,简称LCD)的背光模组中的背板。此时,LED芯片20可以作为光源,显示装置可以作为LCD中的背光模组,为LCD的图像显示提供背光。
在另一些实施例中,上述驱动背板例如可以为显示背板。此时,LED芯片20可以作为多个子像素中的一部分,显示装置可以作为LED显示装置,用于图像显示。显示装置可以是Mini LED显示装置或者Micro LED显示装置。
在一些实施例中,上述显示装置为手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
基于同一个发明构思,本公开实施例还提供了一种显示装置的制备方法,可用于制备前面实施例提供的显示装置,下面将结合附图进行详细描述。
图18为本公开实施例提供的一种显示装置的制备方法流程图,如图18所示,该制备方法包括:
步骤S201、制备LED芯片。
在步骤S201中,可基于前面实施例提供的LED芯片的制备方法制备出多个LED芯片。不同的LED芯片所包含的发光单元可以相同,也可以不同。
图19a为本公开实施例中显示装置上所使用包含不同发光单元的两个LED芯片的一种俯视示意图,如图19a所示,作为一个示例,图19a中位于左侧的LED芯片包含3个发光单元:2个蓝色发光单元B和1个红色发光单元R;图19a中位于右侧的LED芯片包含3个发光单元:2个蓝色发光单元B和1个绿色发光单元G。
图19b为本公开实施例中显示装置上所使用包含不同发光单元的两个LED芯片的另一种俯视示意图,如图19b所示,作为另一个示例,图19b中位于左侧的LED芯片包含3个发光单元:1个蓝色发光单元B、1个红色发光单元R和1个绿色发光单元G;图19b中位于右侧的LED芯片包含3个发光单元:1个青色发光单元C、1个品红色发光单元M和1个黄色发光单元Y。
图19c为本公开实施例中显示装置上所使用包含不同发光单元的两个LED芯片的又一种俯视示意图,如图19c所示,作为又一个示例,图19c中位于左侧的LED芯片包含3个发光单元:1个蓝色发光单元B、1个红色发光单元R和1个黄色发光单元;图19c中位于右侧的LED芯片包含3个发光单元:1个青色发光单元C、1个品红色发光单元M和1个蓝色发光单元B。
步骤S202、提供一驱动基板。
其中,驱动背板包括多个连接焊盘,多个连接焊盘包括多个第一焊盘和多个第二焊盘。
步骤S203、将LED芯片中的每个第一电极与一个第一焊盘电连接以及将LED芯片中的每个第二电极与一个第二焊盘电连接。
其中,可采用逐颗转移或批量转移方式将LED芯片转移至驱动悲伤上。对于步骤S202和步骤S203的具体描述,可参见前面实施例中相应内容,此处不再赘述。
图20为本公开实施例提供的一种显示装置的制备方法流程图,如图20所示,该制备方法不但包括图18中所示步骤S201~步骤S203,还在步骤S203之后包括:步骤S204和步骤S205;对于本实施例中步骤S201~步骤S203的描述可参见实施例中相应内容,下面仅对步骤S204和步骤S205进行详细描述。
步骤S204、在任意相邻的两个LED芯片之间形成第二遮光层。
步骤S205、在第二遮光层和LED芯片远离基底的一侧形成封装层。
对于第二遮光层和封装层的具体描述,可参见前面实施例中相应内容,此处不再赘述。
可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本公开的原理而采用的示例性实施方式,然而本公开并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本公开的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本公开的保护范围。
Claims (17)
1.一种发光二极管芯片,其特征在于,包括:
基底;
多个外延结构,位于所述基底一侧,任意相邻的两个所述外延结构之间具有间隙,所述外延结构包括依次层叠设置的第一半导体图案、发光图案和第二半导体图案,至少两个所述外延结构的第一半导体图案相互连通构成第一半导体层;
至少一个第一电极,位于所述第一半导体层远离所述基底的一侧,所述第一电极与所述第一半导体层电连接;
多个第二电极,位于所述第二半导体图案远离所述基底的一侧,每个所述第二电极与至少一个所述外延结构的第二半导体图案电连接;
像素界定层,位于所述基底远离所述外延结构的一侧,所述像素界定层上设置有与所述外延结构一一对应的多个像素开口,至少部分所述像素开口内设置有色转换图案,所述色转换图案配置为将所述发光图案所发出第一颜色光转换为第二颜色光。
2.根据权利要求1所述的发光二极管芯片,其特征在于,还包括:
第一遮光层,位于所述像素界定层与所述基底之间,所述第一遮光层配置为遮挡由所述外延结构所发出且在所述基底靠近所述像素界定层的一侧表面发生折射后传播方向未指向该外延结构所对应像素开口的光线。
3.根据权利要求2所述的发光二极管芯片,其特征在于,所述第一遮光层包括至少一个遮光图案,在预设方向上相邻的两个所述外延结构对应一个遮光图案,所述遮光图案在所述预设方向上的最小宽度W满足:
W≥2*H*tanθ-D
H为所述外延结构内所述发光图案远离所述基底的一侧表面与所述基底靠近所述像素界定层的一侧表面之间的距离,θ为所述基底靠近所述像素界定层的一侧表面的全反射临界角,D为在预设方向上相邻的两个所述外延结构之间的间隙在所述预设方向上的最小距离。
4.根据权利要求1所述的发光二极管芯片,其特征在于,所述像素界定层的材料包括:遮光材料或光反射材料。
5.根据权利要求1所述的发光二极管芯片,其特征在于,还包括:
彩膜层,位于所述像素界定层远离所述基底的一侧,所述彩膜层包括与所述色转换图案一一对应的多个第一彩色滤光图案,所述第一彩色滤光图案配置为阻挡除所述彩色滤光图案所对应色转换图案转换出的第二颜色光之外的其他颜色光。
6.根据权利要求1所述的发光二极管芯片,其特征在于,所述像素开口在所述基底上的正投影完全覆盖该像素开口所对应的外延结构内所述发光图案在所述基底上的正投影。
7.根据权利要求1所述的发光二极管芯片,其特征在于,一部分像素开口内设置有所述色转换图案,另一部分像素开口内设置有透光图案,所述第一透光图案配置为使得所述第一颜色光通过。
8.根据权利要求7所述的发光二极管芯片,其特征在于,所述透光图案包括光场调制图案,所述光场调制图案配置为调整所处像素开口处所述第一颜色光的出光角谱分布。
9.根据权利要求7所述的发光二极管芯片,其特征在于,像素界定层远离所述基底的一侧设置有与所述光场调制图案一一对应的多个第二彩色滤光图案,所述第二彩色滤光图案配置为阻挡除所述第一颜色光之外的其他颜色光。
10.根据权利要求6所述的发光二极管芯片,其特征在于,设置有所述透光图案的像素开口在所述基底上的正投影面积小于或等于设置有所述色转换图案在所述基底上的正投影面积。
11.根据权利要求1-10中任一所述发光二极管芯片,其特征在于,所述第一颜色光包括:蓝色光;
所述第二颜色光包括:红色光、绿色光、青色光、品红色光和黄色光中至少之一。
12.一种发光二极管芯片的制备方法,其特征在于,所述制备方法用于制备上述权利要求1-11中任一所述发光二极管芯片,所述制备方法包括:
提供一基底;
在所述基底的一侧形成多个外延结构,任意相邻的两个所述外延结构之间具有间隙,所述外延结构包括依次层叠设置的第一半导体图案、发光图案和第二半导体图案,至少两个所述外延结构的第一半导体图案相互连通构成第一半导体层;
在所述第一半导体层远离所述基底的一侧形成至少一个第一电极,所述第一电极与所述第一半导体层电连接;
在所述第二半导体图案远离所述基底的一侧形成多个第二电极,每个所述第二电极与至少一个所述外延结构的第二半导体图案电连接;
在所述基底远离所述外延结构的一侧形成像素界定层,所述像素界定层上设置有与所述外延结构一一对应的多个像素开口,至少部分所述像素开口内设置有色转换图案,所述色转换图案配置为将所述发光图案所发出第一颜色光转换为第二颜色光。
13.根据权利要求12所述的发光二极管芯片的制备方法,其特征在于,所述发光二极管芯片为权利要求2或3中所述发光二极管芯片,在所述基底远离所述外延结构的一侧形成像素界定层的步骤之前,还包括:
在所述基底远离所述外延结构的一侧形成所述第一遮光层。
14.一种显示装置,其特征在于,包括:
驱动背板,包括多个连接焊盘,所述多个连接焊盘包括多个第一焊盘和多个第二焊盘;
多个发光二极管芯片,所述发光二极管芯片采用上述权利要求1-11中任一所述发光二极管芯片,所述发光二极管芯片中的每个第一电极与一个第一焊盘电连接,所述发光二极管芯片中的每个第二电极与一个第二焊盘电连接。
15.根据权利要求14所述的显示装置,其特征在于,还包括:
第二遮光层,所述第二遮光层位于任意相邻的两个所述发光二极管芯片之间;
封装层,位于所述第二遮光层和所述发光二极管芯片远离所述基底的一侧。
16.一种显示装置的制备方法,其特征在于,包括:
采用权利要求12或13所述的制备方法制备出发光二极管芯片;
提供一驱动基板,所述驱动背板包括多个连接焊盘,所述多个连接焊盘包括多个第一焊盘和多个第二焊盘;
将所述发光二极管芯片中的每个第一电极与一个第一焊盘电连接以及将所述发光二极管芯片中的每个第二电极与一个第二焊盘电连接。
17.根据权利要求16所述的制备方法,其特征在于,将所述发光二极管芯片中的每个第一电极与一个第一焊盘电连接以及将所述发光二极管芯片中的每个第二电极与一个第二焊盘电连接的步骤之后,还包括:
在任意相邻的两个所述发光二极管芯片之间形成第二遮光层;
在所述第二遮光层和所述发光二极管芯片远离所述基底的一侧形成封装层。
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CN115483327A (zh) * | 2022-11-09 | 2022-12-16 | 镭昱光电科技(苏州)有限公司 | Micro LED微显示芯片及其制造方法 |
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