CN116367663A - 全彩微显示器件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了全彩微显示器件及其制备方法，其中，全彩微显示器件包括硅基驱动芯片和设置在硅基驱动芯片的像素区域，像素区域包括蓝色像素位置、红色像素位置和绿色像素位置，在蓝色像素位置设置有蓝色Micro‑LED器件，在红色像素位置设置有红色QLED器件，在绿色像素位置设置有绿色QLED器件，蓝色Micro‑LED器件、红色QLED器件和绿色QLED器件共用电极；硅基驱动芯片用于驱动蓝色Micro‑LED器件、红色QLED器件和绿色QLED器件。基于此，全彩微显示器件能够利用蓝色Micro‑LED实现蓝色像素，QLED实现红色和绿色像素，二者结合实现三基色，从而实现全彩显示。
Description
技术领域
本发明实施例涉及半导体技术领域，特别是涉及一种全彩微显示器件及其制备方法。
背景技术
微显示技术具有广泛的应用前景，基于Micro-OLED的微显示技术已经逐步商业化，然而在一些应用中，要求显示器件具有较高的亮度，OLED受限于材料自身的性质，亮度受限，蓝光OLED器件寿命的短板也无法满足有高亮度需求的应用场景。而量子点发光二极管(Quantum dot light-emitting diode,QLED)是利用电注入量子点发光的电致自发光器件。其具有发光峰窄，亮度高，溶液法加工，低成本等特点，可实现高品质的显示需求，但是受限于蓝色QLED器件存在容易发生性能退化和寿命下降的问题，导致现有的全彩QLED显示技术存在如下问题：
(1)转彩实现Micro-LED全彩微显示的技术路线，其显示效果受限于量子点的蓝光转化率、可靠性和像素之间的光串扰，很难实现高亮度和高分辨率的全彩微显示。
(2)蓝色QLED器件性能和寿命尚未达到应用水平，限制了全彩QLED显示技术的应用。
发明内容
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
本发明实施例提供了一种全彩微显示器件及其制备方法，能够利用蓝色Micro-LED实现蓝色像素，QLED实现红色和绿色像素，二者结合实现三基色，从而实现高亮度和高分辨率的全彩显示。
第一方面，本发明实施例提供了一种全彩微显示器件，包括：
像素区域，包括蓝色像素位置、红色像素位置和绿色像素位置，在所述蓝色像素位置设置有蓝色Micro-LED器件，在所述红色像素位置设置有红色QLED器件，在所述绿色像素位置设置有绿色QLED器件，所述蓝色Micro-LED器件、所述红色QLED器件和所述绿色QLED器件共用电极；
硅基驱动芯片，用于驱动所述蓝色Micro-LED器件、所述红色QLED器件和所述绿色QLED器件，所述像素区域设置在所述硅基驱动芯片。
在一些实施例，所述硅基驱动芯片为硅基CMOS芯片或者TFT驱动面板。
在一些实施例，所述蓝色Micro-LED器件、所述红色QLED器件和所述绿色QLED器件等距间隔排布在所述像素区域。
在一些实施例，所述蓝色Micro-LED器件由蓝宝石基底、缓冲层、n-GaN层、绝缘层、透明导电层、蓝色Micro-LED有源层、蓝色Micro-LED阳极和蓝色Micro-LED阴极组成。
在一些实施例，所述红色QLED器件由外延层、绝缘层、透明导电层、电子传输层、红色量子点层和有机空穴传输层组成。
在一些实施例，所述绿色QLED器件由外延层、绝缘层、透明导电层、电子传输层、绿色量子点层和有机空穴传输层组成。
第二方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括有如上第一方面所述的全彩微显示器件。
第三方面，本发明实施例提供了一种全彩微显示器件制备方法，包括：
在蓝宝石基底的外延片上沉积绝缘层；
在所述绝缘层上分别制备出蓝色Micro-LED器件、红色QLED器件和绿色QLED器件，其中，所述蓝色Micro-LED器件、所述红色QLED器件和所述绿色QLED器件共用电极；
将所述蓝色Micro-LED器件键合至硅基驱动芯片的蓝色像素位置，将所述红色QLED器件键合至硅基驱动芯片的红色像素位置，将所述绿色QLED器件键合至硅基驱动芯片的绿色像素位置；
在键合完成后，激光剥离所述蓝宝石基底，得到全彩微显示器件。
在一些实施例，所述在所述绝缘层上分别制备出蓝色Micro-LED器件、红色QLED器件和绿色QLED器件，其中，所述蓝色Micro-LED器件、所述红色QLED器件和所述绿色QLED器件共用电极，包括：
在所述绝缘层的蓝色像素区域采用预设的半导体工艺制备出所述蓝色Micro-LED器件；
在所述绝缘层的红色像素区域和绿色像素区域位置沉积出透明导电层，其中，所述透明导电层与所述蓝色Micro-LED器件的阴极共用；
在所述红色像素区域采用光刻的方式制备出所述红色QLED器件；
在所述绿色像素区域采用光刻的方式制备出所述绿色QLED器件。
在一些实施例，所述在所述红色像素区域采用光刻的方式制备出所述红色QLED器件，包括：
在所述透明导电层光刻形成电子传输层；
在所述电子传输层光刻形成红色量子点层；
在所述红色量子点层蒸镀沉积有机空穴传输层。
在一些实施例，所述在所述绿色像素区域采用光刻的方式制备出所述绿色QLED器件，包括：
在所述透明导电层光刻形成电子传输层；
在所述电子传输层光刻形成绿色量子点层；
在所述绿色量子点层蒸镀沉积有机空穴传输层。
在一些实施例，所述红色量子点层和所述绿色量子点层的材料为Ⅱ﹣Ⅵ族化合物半导体材料或者Ⅲ﹣Ⅴ族化合物半导体材料，其中，所述Ⅱ﹣Ⅵ族化合物半导体材料包括CdS、CdSe、CdS/ZnS、CdSe/ZnS或CdSe/CdS/ZnS，所述Ⅲ﹣Ⅴ族化合物半导体材料包括InP、InP/ZnSe或者InP/ZnSe/ZnS。
在一些实施例，所述电子传输层为ZnO电子传输层或者ZnMgO电子传输层。
在一些实施例，所述红色量子点层、所述绿色量子点层和所述电子传输层的沉积方式包括喷墨打印、喷涂、卷对卷印刷、旋涂、电沉积和光刻工艺中的任意一种。
本发明实施例包括：全彩微显示器件及其制备方法，其中，全彩微显示器件包括硅基驱动芯片和设置在硅基驱动芯片的像素区域，像素区域包括蓝色像素位置、红色像素位置和绿色像素位置，在蓝色像素位置设置有蓝色Micro-LED器件，在红色像素位置设置有红色QLED器件，在绿色像素位置设置有绿色QLED器件，蓝色Micro-LED器件、红色QLED器件和绿色QLED器件共用电极；硅基驱动芯片用于驱动蓝色Micro-LED器件、红色QLED器件和绿色QLED器件。全彩微显示器件制备方法包括：在蓝宝石基底的外延片上沉积绝缘层；在绝缘层上分别制备出蓝色Micro-LED器件、红色QLED器件和绿色QLED器件，其中，蓝色Micro-LED器件、红色QLED器件和绿色QLED器件共用电极；将蓝色Micro-LED器件键合至硅基驱动芯片的蓝色像素位置，将红色QLED器件键合至硅基驱动芯片的红色像素位置，将绿色QLED器件键合至硅基驱动芯片的绿色像素位置；在键合完成后，激光剥离蓝宝石基底，得到全彩微显示器件。基于此，全彩微显示器件能够利用蓝色Micro-LED实现蓝色像素，QLED实现红色和绿色像素，二者结合实现三基色，从而实现高亮度和高分辨率的全彩显示。本发明实施例相对于现有Micro-OLED微显示技术，这种方式可以满足高亮度的应用场景，具有更高的可靠性；相对于现有基于量子点色转化的全彩Micro-LED微显示，本发明实施例无需考虑量子点对蓝光的色转化效率，以及光串扰等问题，一方面简化了工艺复杂度，另一方面提高了显示效果，可高质量的实现高分辨和高亮度的微显示；相对于现有全彩QLED技术，本发明实施例由于避免使用低寿命还未实用化的蓝色QLED器件，使得整个全彩微显示器件具有高可靠性，从而得以推进全彩QLED显示技术的应用。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本发明一个实施例提供的一种全彩微显示器件的俯视结构示意图；
图2为本发明一个实施例提供的一种全彩微显示器件的侧视结构示意图；
图3为本发明一个实施例提供的蓝色Micro-LED器件结构示意图；
图4是本发明一个实施例提供的红色和绿色Micro-LED器件结构示意图；
图5为本发明一个实施例提供的一种全彩微显示器件制备方法的主流程图；
图6为本发明一个实施例提供的在蓝宝石基底的外延片上制备出蓝色Micro-LED器件、红色QLED器件和绿色QLED器件的结构示意图；
图7是本发明一个实施例提供的对准键合含有蓝色Micro-LED器件、红色QLED器件和绿色QLED器件的外延片和硅基驱动芯片的结构示意图；
图8是本发明一个实施例提供的键合完成后激光剥离蓝宝石基底的结构示意图；
图9是本发明一个实施例提供的一种全彩微显示器件制备方法的子流程图；
图10是本发明一个实施例提供的一种全彩微显示器件制备方法的子流程图；
图11是本发明一个实施例提供的一种全彩微显示器件制备方法的子流程图；。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
应了解，在本发明实施例的描述中，多个(或多项)的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到“第一”、“第二”等只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
在相关技术中，基于Micro-LED的微显示技术，因其自发光，效率高，高亮度，响应速度快，可靠性高，寿命长等特点，被认为“终极显示技术”。针对超高分辨显示应用的Micro-LED微显示技术的路线是集成键合单蓝色的Micro-LED芯片与驱动芯片，再通过红色和绿色量子点等色转化材料，将蓝光转化为红光和绿光，从而实现三基色和全彩微显示。但目前全彩Micro-LED微显示技术路线实现的主要困难有：
1.Micro-LED芯片的亮度较高，单靠量子点材料很难实现色彩的完全转化，此时需要加额外的颜色过滤层进行过滤，这样既降低了显示效率，也增加了整个器件的工艺复杂度和成本。
2.量子点材料本身在高强度蓝光，高温辐照下，性能会退化，整个全彩微显示的可靠性也会下降。
3.相邻像素点之间存在光串扰的问题，即蓝色Micro-LED芯片点亮时会照亮相邻的红色和绿色量子点色转化层，影响显示效果。
4.对于超高分辨显示应用，不同颜色的量子点与小尺寸Micro-LED芯片的对准存在困难，难以实现。
而量子点发光二极管(Quantum dot light-emitting diode,QLED)是利用电注入量子点发光的电致自发光器件。其具有发光峰窄，亮度高，溶液法加工，低成本等特点，可实现高品质的显示需求，但受限于蓝色QLED器件容易发生性能退化和寿命下降的问题，现有的全彩QLED显示技术存在如下问题：(1)转彩实现Micro-LED全彩微显示的技术路线，其显示效果受限于量子点的蓝光转化率、可靠性和像素之间的光串扰，很难实现高亮度，高分辨率的全彩微显示；(2)蓝色QLED器件性能和寿命尚未达到应用水平，限制了全彩QLED显示技术的应用。
针对现有技术中存在上述的问题，本发明实施例提供了一种全彩微显示器件及其制备方法，其中，全彩微显示器件包括硅基驱动芯片和设置在硅基驱动芯片的像素区域，像素区域包括蓝色像素位置、红色像素位置和绿色像素位置，在蓝色像素位置设置有蓝色Micro-LED器件，在红色像素位置设置有红色QLED器件，在绿色像素位置设置有绿色QLED器件，蓝色Micro-LED器件、红色QLED器件和绿色QLED器件共用电极；硅基驱动芯片用于驱动蓝色Micro-LED器件、红色QLED器件和绿色QLED器件。全彩微显示器件制备方法包括：在蓝宝石基底的外延片上沉积绝缘层；在绝缘层上分别制备出蓝色Micro-LED器件、红色QLED器件和绿色QLED器件，其中，蓝色Micro-LED器件、红色QLED器件和绿色QLED器件共用电极；将蓝色Micro-LED器件键合至硅基驱动芯片的蓝色像素位置，将红色QLED器件键合至硅基驱动芯片的红色像素位置，将绿色QLED器件键合至硅基驱动芯片的绿色像素位置；在键合完成后，激光剥离蓝宝石基底，得到全彩微显示器件。基于此，全彩微显示器件能够利用蓝色Micro-LED实现蓝色像素，QLED实现红色和绿色像素，二者结合实现三基色，从而实现高亮度和高分辨率的全彩显示。本发明实施例相对于现有Micro-OLED微显示技术，这种方式可以满足高亮度的应用场景，具有更高的可靠性；相对于现有基于量子点色转化的全彩Micro-LED微显示，本发明实施例无需考虑量子点对蓝光的色转化效率，以及光串扰等问题，一方面简化了工艺复杂度，另一方面提高了显示效果，可高质量的实现高分辨和高亮度的微显示；相对于现有全彩QLED技术，本发明实施例由于避免使用低寿命还未实用化的蓝色QLED器件，使得整个全彩微显示器件具有高可靠性，从而得以推进全彩QLED显示技术的应用。
首先，对本发明中涉及的若干名词进行解析：
Micro LED显示：是指以自发光的微米量级的LED为发光像素单元，将其组装到驱动面板上形成高密度LED阵列的显示技术。由于micro LED芯片尺寸小、集成度高和自发光等特点,在显示方面与LCD、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。
QLED(Quantum Dot Light Emitting Diodes，量子点发光二极管)：是指由耶鲁大学的物理学家马克·里德命名的量子点(Quantum Dots)制成，具体是指一些肉眼无法看到的、极其微小的半导体纳米晶体，通常说来，量子点是由锌、镉、硒和硫原子组合而成。
光刻：是平面型晶体管和集成电路生产中的一个主要工艺。是对半导体晶片表面的掩蔽物(如二氧化硅)进行开孔，以便进行杂质的定域扩散的一种加工技术。
外延片：外延是半导体工艺当中的一种。在bipolar工艺中，硅片最底层是P型衬底硅(有的加点埋层)；然后在衬底上生长一层单晶硅，这层单晶硅称为外延层；再后来在外延层上注入基区、发射区等等。最后基本形成纵向NPN管结构：外延层在其中是集电区，外延上面有基区和发射区。外延片就是在衬底上做好外延层的硅片。
键合：是将两片表面清洁、原子级平整的同质或异质半导体材料经表面清洗和活化处理，在一定条件下直接结合，通过范德华力、分子力甚至原子力使晶片键合成为一体的技术。
激光剥离：是利用激光能量分解GaN/蓝宝石接口处的GaN缓冲层，从而实现LED外延片从蓝宝石衬底分离。
如图1和图2所示，图1是本发明一个实施例提供的一种全彩微显示器件的俯视结构示意图，图2是本发明一个实施例提供的一种全彩微显示器件的侧视结构示意图。全彩微显示器件包括硅基驱动芯片100和设置在硅基驱动芯片的像素区域110，像素区域110可以设置在硅基驱动芯片100上表面的中部区域，中部区域的外围可以是驱动电路区120。像素区域110包括蓝色像素位置、红色像素位置和绿色像素位置，在蓝色像素位置设置有蓝色Micro-LED器件111，在红色像素位置设置有红色QLED器件112，在绿色像素位置设置有绿色QLED器件113。蓝色Micro-LED器件111、红色QLED器件112和绿色QLED器件113组成全彩像素，排布在像素区域110。蓝色Micro-LED器件111、红色QLED器件112和绿色QLED器件113共用电极(共阴或者共阳)，另一电极连接到硅基驱动芯片100对应接口，硅基驱动芯片100可以驱动控制蓝色Micro-LED器件111、红色QLED器件112和绿色QLED器件113，实现全彩显示。需要说明的是，QLED器件实现红色和绿色像素，既可以通过光学微腔调控的方式将QLED发光转化为红光和绿光，又可单独利用红色QLED器件112和绿色QLED器件113实现红光和绿光。基于此，本发明实施例采用Micro-LED与QLED相结合的方式，实现全彩微显示，具体来说是利用蓝色Micro-LED实现蓝色像素，QLED实现红色和绿色像素，二者结合实现三基色，从而实现全彩显示。
可以理解的是，全彩微显示器件结构由集成红绿蓝三色像素LED的硅基驱动芯片100组成。硅基驱动芯片100可以为硅基CMOS芯片，也可以为TFT驱动面板。其中，蓝色像素由蓝色Micro-LED器件111组成，红色像素由红色QLED器件112组成，绿色像素由绿色QLED器件113组成。在本发明实施例中，红色或绿色QLED既可以是单独的红色QLED器件112或者绿色QLED器件113，也可以是基于混色QLED(例如黄色)通过微腔方式调控出光组成的红色或者绿色像素。
可以理解的是，如图2所示，蓝色Micro-LED器件111、红色QLED器件112和绿色QLED器件113等距间隔排布在像素区域。需要说明的是，本发明实施例对蓝色Micro-LED器件111、红色QLED器件112和绿色QLED器件113排布在像素区域的排列顺序不作具体限制。
可以理解的是，如图3所示，蓝色Micro-LED器件111由蓝宝石基底114、缓冲层115、n-GaN层116、绝缘层117、透明导电层118、蓝色Micro-LED有源层119、蓝色Micro-LED阳极120和蓝色Micro-LED阴极121组成。
可以理解的是，如图4所示，红色QLED器件112由外延层122、绝缘层117、透明导电层118、电子传输层123、红色量子点层124和有机空穴传输层126组成。
可以理解的是，如图4所示，绿色QLED器件113由外延层122、绝缘层117、透明导电层118、电子传输层123、绿色量子点层125和有机空穴传输层126组成。
基于此，全彩微显示器件采用Micro-LED与QLED相结合的方式，实现全彩微显示。具体地，能够利用蓝色Micro-LED实现蓝色像素，QLED实现红色和绿色像素，二者结合实现三基色，从而实现高亮度和高分辨率的全彩显示。本发明实施例相对于现有Micro-OLED微显示技术，这种方式可以满足高亮度的应用场景，具有更高的可靠性；相对于现有基于量子点色转化的全彩Micro-LED微显示，本发明实施例无需考虑量子点对蓝光的色转化效率，以及光串扰等问题，一方面简化了工艺复杂度，另一方面提高了显示效果，可高质量的实现高分辨和高亮度的微显示；相对于现有全彩QLED技术，本发明实施例由于避免使用低寿命还未实用化的蓝色QLED器件，使得整个全彩微显示器件具有高可靠性，从而得以推进全彩QLED显示技术的应用。
本发明实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括有上述的全彩微显示器件。
在一实施例中，由于电子设备采用了上述的全彩微显示器件，因此，本电子设备能够取得与上述全彩微显示器件同样的技术效果。本电子设备中的全彩微显示器件包括硅基驱动芯片和设置在硅基驱动芯片的像素区域，像素区域包括蓝色像素位置、红色像素位置和绿色像素位置，在蓝色像素位置设置有蓝色Micro-LED器件，在红色像素位置设置有红色QLED器件，在绿色像素位置设置有绿色QLED器件，蓝色Micro-LED器件、红色QLED器件和绿色QLED器件共用电极；硅基驱动芯片用于驱动蓝色Micro-LED器件、红色QLED器件和绿色QLED器件。全彩微显示器件能够利用蓝色Micro-LED实现蓝色像素，QLED实现红色和绿色像素，二者结合实现三基色，从而实现高亮度和高分辨率的全彩显示。本发明实施例相对于现有Micro-OLED微显示技术，这种方式可以满足高亮度的应用场景，具有更高的可靠性；相对于现有基于量子点色转化的全彩Micro-LED微显示，本发明实施例无需考虑量子点对蓝光的色转化效率，以及光串扰等问题，一方面简化了工艺复杂度，另一方面提高了显示效果，可高质量的实现高分辨和高亮度的微显示；相对于现有全彩QLED技术，本发明实施例由于避免使用低寿命还未实用化的蓝色QLED器件，使得整个全彩微显示器件具有高可靠性，从而得以推进全彩QLED显示技术的应用。
如图5所示，本发明实施例还提供了一种半导体制备方法，该制备方法包括但不限于如下步骤：
步骤S501，在蓝宝石基底的外延片上沉积绝缘层；
步骤S502，在外延片上制备出蓝色Micro-LED器件，在绝缘层上分别制备出红色QLED器件和绿色QLED器件，其中，蓝色Micro-LED器件、红色QLED器件和绿色QLED器件共用电极；
步骤S503，将蓝色Micro-LED器件键合至硅基驱动芯片的蓝色像素位置，将红色QLED器件键合至硅基驱动芯片的红色像素位置，将绿色QLED器件键合至硅基驱动芯片的绿色像素位置；
步骤S504，在键合完成后，激光剥离蓝宝石基底，得到全彩微显示器件。
制备时，如图6所示，在蓝宝石基底114的外延片上预先沉积一层绝缘层117，目的为将蓝色Micro-LED有源层119外延结构与预留的红色QLED器件112和绿色QLED器件113位置在垂直方向上电学隔离。
在外延片上制备出蓝色Micro-LED器件111，在绝缘层117上分别制备出红色QLED器件112和绿色QLED器件113。例如，可以在外延片117的蓝色像素区域采用一般半导体工艺制备出蓝色Micro-LED器件111，其中，蓝色Micro-LED器件111结构如图3所示，蓝色Micro-LED器件111结构由蓝宝石基底114、缓冲层115、n-GaN层116、绝缘层117、透明导电层118、蓝色Micro-LED有源层119、蓝色Micro-LED阳极120和蓝色Micro-LED阴极121组成。同时在绝缘层117的红色像素区域和绿色像素区域沉积出透明导电层118与蓝色Micro-LED器件阴极121共用。然后在绝缘层117的红色像素区域和绿色像素区域采用光刻的方式分别制备出红色QLED器件112和绿色QLED器件113。如图4所示，红色QLED器件由外延层122、绝缘层117、透明导电层118、电子传输层123、红色量子点层124和有机空穴传输层126组成。绿色QLED器件由外延层122、绝缘层117、透明导电层118、电子传输层123、绿色量子点层125和有机空穴传输层126组成。需要说明的是，绝缘层包括但不限于二氧化硅、氮化硅、三氧化二铝等绝缘材料。
如图7所示，对准键合含有蓝色Micro-LED器件111、红色QLED器件112和绿色QLED器件113的外延片127和硅基驱动芯片100，具体地，可以将蓝色Micro-LED器件111键合至硅基驱动芯片100的蓝色像素位置，将红色QLED器件112键合至硅基驱动芯片100的红色像素位置，将绿色QLED器件113键合至硅基驱动芯片100的绿色像素位置。如图8所示，键合完成后，激光剥离蓝宝石基底114，形成硅基驱动芯片100上集成有蓝色Micro-LED器件111、红色QLED器件112、绿色QLED器件113的全彩微显示器件。基于此，全彩微显示器件能够利用蓝色Micro-LED实现蓝色像素，QLED实现红色和绿色像素，二者结合实现三基色，从而实现高亮度和高分辨率的全彩显示。本发明实施例相对于现有Micro-OLED微显示技术，这种方式可以满足高亮度的应用场景，具有更高的可靠性；相对于现有基于量子点色转化的全彩Micro-LED微显示，本发明实施例无需考虑量子点对蓝光的色转化效率，以及光串扰等问题，一方面简化了工艺复杂度，另一方面提高了显示效果，可高质量的实现高分辨和高亮度的微显示；相对于现有全彩QLED技术，本发明实施例由于避免使用低寿命还未实用化的蓝色QLED器件，使得整个全彩微显示器件具有高可靠性，从而得以推进全彩QLED显示技术的应用。
可以理解的是，如图9所示，在步骤S502可以包括但不限于如下步骤：
步骤S901，在外延片的蓝色像素区域采用预设的半导体工艺制备出蓝色Micro-LED器件；
步骤S902，在绝缘层的红色像素区域和绿色像素区域位置沉积出透明导电层，其中，透明导电层与蓝色Micro-LED器件的阴极共用；
步骤S903，在红色像素区域采用光刻的方式制备出红色QLED器件；
步骤S904，在绿色像素区域采用光刻的方式制备出绿色QLED器件。
在外延片上分别制备出蓝色Micro-LED器件、红色QLED器件和绿色QLED器件。例如，可以在外延片的蓝色像素区域采用一般半导体工艺制备出蓝色Micro-LED器件，其中，蓝色Micro-LED器件结构如图3所示，蓝色Micro-LED器件结构由蓝宝石基底、缓冲层、n-GaN层、绝缘层、透明导电层、蓝色Micro-LED、蓝色Micro-LED阳极和蓝色Micro-LED阴极组成。同时在绝缘层的红色像素区域和绿色像素区域沉积出透明导电层与蓝色Micro-LED器件的阴极共用(红色绿色蓝色像素共用)。然后在绝缘层的红色像素区域和绿色像素区域采用光刻的方式分别制备出红色QLED器件和绿色QLED器件。如图4所示，红色QLED器件由外延层、绝缘层、透明导电层、电子传输层、红色量子点层和有机空穴传输层组成。绿色QLED器件由外延层、绝缘层、透明导电层、电子传输层、绿色量子点层和有机空穴传输层组成。
可以理解的是，如图10所示，在步骤S903可以包括但不限于如下步骤：
步骤S1001，在透明导电层光刻形成电子传输层；
步骤S1002，在电子传输层光刻形成红色量子点层；
步骤S1003，在红色量子点层蒸镀沉积有机空穴传输层。
如图4所示，在透明导电层光刻形成电子传输层，红色像素和绿色像素可以共用电子传输层，其中，电子传输层材料可采用本领域常规电子传输材料，包括但不限于ZnO和ZnMgO等材料，即电子传输层可以为ZnO电子传输层，也可以为ZnMgO电子传输层。在电子传输层光刻形成红色量子点层，红色量子点层的材料为Ⅱ﹣Ⅵ族化合物半导体材料或者Ⅲ﹣Ⅴ族化合物半导体材料，其中，Ⅱ﹣Ⅵ族化合物半导体材料包括CdS、CdSe、CdS/ZnS、CdSe/ZnS或CdSe/CdS/ZnS，Ⅲ﹣Ⅴ族化合物半导体材料包括InP、InP/ZnSe或者InP/ZnSe/ZnS。在红色量子点层蒸镀沉积有机空穴传输层，其中，红色像素和绿色像素可以共用有机空穴传输层，可采用光刻来满足高分辨率显示或者精细金属掩模的方式图案化来满足低分辨率显示。需要说明的是，对于电子传输层和红色量子点层的胶体材料的沉积方式可以包括但不限于喷墨打印、喷涂、卷对卷印刷、旋涂、电沉积和光刻等工艺。
可以理解的是，如图11所示，在步骤S904可以包括但不限于如下步骤：
步骤S1101，在透明导电层光刻形成电子传输层；
步骤S1102，在电子传输层光刻形成绿色量子点层；
步骤S1103，在绿色量子点层蒸镀沉积有机空穴传输层。
如图4所示，在透明导电层光刻形成电子传输层，红色像素和绿色像素可以共用电子传输层，其中，电子传输层材料可采用本领域常规电子传输材料，包括但不限于ZnO、ZnMgO和SnO2等材料，即电子传输层可以为ZnO电子传输层，ZnMgO电子传输层，SnO2电子传输层，具有电子传输功能的有机层，以及以上传输层材料组成的双层电子传输层。在电子传输层光刻形成绿色量子点层，绿色量子点层的材料为Ⅱ﹣Ⅵ族化合物半导体材料或者Ⅲ﹣Ⅴ族化合物半导体材料，其中，Ⅱ﹣Ⅵ族化合物半导体材料包括CdS、CdSe、CdS/ZnS、CdSe/ZnS或CdSe/CdS/ZnS，Ⅲ﹣Ⅴ族化合物半导体材料包括InP、InP/ZnSe或者InP/ZnSe/ZnS，在绿色量子点层蒸镀沉积有机空穴传输层，其中，红色像素和绿色像素可以共用有机空穴传输层，可采用光刻来满足高分辨率显示或者精细金属掩模的方式图案化来满足低分辨率显示。需要说明的是，对于电子传输层和红色量子点层的胶体材料的沉积方式可以包括但不限于喷墨打印、喷涂、卷对卷印刷、旋涂、电沉积和光刻等工艺。
基于此，通过上述全彩微显示器件制备方法制备出来的全彩微显示器件采用Micro-LED与QLED相结合的方式，实现全彩微显示。具体地，能够利用蓝色Micro-LED实现蓝色像素，QLED实现红色和绿色像素，二者结合实现三基色，从而实现高亮度和高分辨率的全彩显示。本发明实施例相对于现有Micro-OLED微显示技术，这种方式可以满足高亮度的应用场景，具有更高的可靠性；相对于现有基于量子点色转化的全彩Micro-LED微显示，本发明实施例无需考虑量子点对蓝光的色转化效率，以及光串扰等问题，一方面简化了工艺复杂度，另一方面提高了显示效果，可高质量的实现高分辨和高亮度的微显示；相对于现有全彩QLED技术，本发明实施例由于避免使用低寿命还未实用化的蓝色QLED器件，使得整个全彩微显示器件具有高可靠性，从而得以推进全彩QLED显示技术的应用。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的共享条件下还可作出种种等同的变形或替换，这些等同的变形或替换均包括在本发明权利要求所限定的范围内。
Claims (14)
1.一种全彩微显示器件，其特征在于，包括：
像素区域，包括蓝色像素位置、红色像素位置和绿色像素位置，在所述蓝色像素位置设置有蓝色Micro-LED器件，在所述红色像素位置设置有红色QLED器件，在所述绿色像素位置设置有绿色QLED器件，所述蓝色Micro-LED器件、所述红色QLED器件和所述绿色QLED器件共用电极；
硅基驱动芯片，用于驱动所述蓝色Micro-LED器件、所述红色QLED器件和所述绿色QLED器件，所述像素区域设置在所述硅基驱动芯片。
2.根据权利要求1所述的全彩微显示器件，其特征在于，所述硅基驱动芯片为硅基CMOS芯片或者TFT驱动面板。
3.根据权利要求1所述的全彩微显示器件，其特征在于，所述蓝色Micro-LED器件、所述红色QLED器件和所述绿色QLED器件等距间隔排布在所述像素区域。
4.根据权利要求1所述的全彩微显示器件，其特征在于，所述蓝色Micro-LED器件由蓝宝石基底、缓冲层、n-GaN层、绝缘层、透明导电层、蓝色Micro-LED有源层、蓝色Micro-LED阳极和蓝色Micro-LED阴极组成。
5.根据权利要求1所述的全彩微显示器件，其特征在于，所述红色QLED器件由外延层、绝缘层、透明导电层、电子传输层、红色量子点层和有机空穴传输层组成。
6.根据权利要求1所述的全彩微显示器件，其特征在于，所述绿色QLED器件由外延层、绝缘层、透明导电层、电子传输层、绿色量子点层和有机空穴传输层组成。
7.一种电子设备，其特征在于，包括有如权利要求1至6任意一项所述的全彩微显示器件。
8.一种全彩微显示器件制备方法，其特征在于，包括：
在蓝宝石基底的外延片上沉积绝缘层；
在所述外延片上制备出蓝色Micro-LED器件，在所述绝缘层上分别制备出红色QLED器件和绿色QLED器件，其中，所述蓝色Micro-LED器件、所述红色QLED器件和所述绿色QLED器件共用电极；
将所述蓝色Micro-LED器件键合至硅基驱动芯片的蓝色像素位置，将所述红色QLED器件键合至硅基驱动芯片的红色像素位置，将所述绿色QLED器件键合至硅基驱动芯片的绿色像素位置；
在键合完成后，激光剥离所述蓝宝石基底，得到全彩微显示器件。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述在所述外延片上分别制备出蓝色Micro-LED器件，在所述绝缘层上分别制备出红色QLED器件和绿色QLED器件，其中，所述蓝色Micro-LED器件、所述红色QLED器件和所述绿色QLED器件共用电极，包括：
在所述外延片的蓝色像素区域采用预设的半导体工艺制备出所述蓝色Micro-LED器件；
在所述绝缘层的红色像素区域和绿色像素区域位置沉积出透明导电层，其中，所述透明导电层与所述蓝色Micro-LED器件的阴极共用；
在所述红色像素区域采用光刻的方式制备出所述红色QLED器件；
在所述绿色像素区域采用光刻的方式制备出所述绿色QLED器件。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述在所述红色像素区域采用光刻的方式制备出所述红色QLED器件，包括：
在所述透明导电层光刻形成电子传输层；
在所述电子传输层光刻形成红色量子点层；
在所述红色量子点层蒸镀沉积有机空穴传输层。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述在所述绿色像素区域采用光刻的方式制备出所述绿色QLED器件，包括：
在所述透明导电层光刻形成电子传输层；
在所述电子传输层光刻形成绿色量子点层；
在所述绿色量子点层蒸镀沉积有机空穴传输层。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述红色量子点层和所述绿色量子点层的材料为Ⅱ﹣Ⅵ族化合物半导体材料或者Ⅲ﹣Ⅴ族化合物半导体材料，其中，所述Ⅱ﹣Ⅵ族化合物半导体材料包括CdS、CdSe、CdS/ZnS、CdSe/ZnS或CdSe/CdS/ZnS，所述Ⅲ﹣Ⅴ族化合物半导体材料包括InP、InP/ZnSe或者InP/ZnSe/ZnS。
13.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述电子传输层为ZnO电子传输层、ZnMgO电子传输层、SnO2电子传输层中任意一种，或者为ZnO电子传输层、ZnMgO电子传输层、SnO2电子传输层中的任意两种组成的双层电子传输层。
14.根据权利要求8至13任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述红色量子点层、所述绿色量子点层和所述电子传输层的沉积方式包括喷墨打印、喷涂、卷对卷印刷、旋涂、电沉积和光刻工艺中的任意一种。
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