CN116885076A - 发光二极管器件及其制备方法、显示装置 - Google Patents

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CN116885076A CN202310827281.7A CN202310827281A CN116885076A CN 116885076 A CN116885076 A CN 116885076A CN 202310827281 A CN202310827281 A CN 202310827281A CN 116885076 A CN116885076 A CN 116885076A
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Abstract

本申请涉及一种发光二极管器件及其制备方法、显示装置，包括：衬底；第一发光外延层，包括设于衬底表面的第一蓝光外延层以及设于第一蓝光外延层上表面的转换层，转换层用于将从第一蓝光外延层接收到的蓝光转换为红光；第二发光外延层，设于第一发光外延层的上表面，第二发光外延层用于发射除红光以外的其他至少一种颜色的光，所述上表面为远离衬底的一侧表面。通过第一蓝光外延层发出的蓝光来激发转换层发射红光，能够大大提升所得到的红光的亮度，进而提高器件的发光亮度和效率，并将用于发射其他至少一种颜色光的第二发光外延层与第一发光外延层进行垂直堆叠以实现多色显示，有利于像素的小型化，从而改善图像分辨率。

Description

发光二极管器件及其制备方法、显示装置
技术领域
本申请涉及显示技术领域，特别是涉及一种发光二极管器件及其制备方法、显示装置。
背景技术
微型发光二极管(Micro Light Emitting Diode，Micro-LED)是将传统LE D薄膜化、微小化和矩阵化，使像素点距离从毫米级降低至微米级别的新一代显示面板技术，其具有清晰度高、亮度高以及高反应速度等特点。然而目前制备红光Micro LED通常采用AlGaInP/GaInP材料，但基于AlGaInP/GaInP材料制备的红光Micro LED的发光效率会随着芯片尺寸的缩减而显著降低，并且Al GaInP/GaInP材料基于力学性能较差的性质，将会影响巨量转移的良率。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术中基于AlGaInP/GaInP材料制备的红光Micro LED的发光效率会随着芯片尺寸的缩减而显著降低的问题提供一种发光二极管器件及其制备方法、显示装置。
为了实现上述目的，本申请提供了一种发光二极管器件，包括：
衬底；
第一发光外延层，包括设于所述衬底表面的第一蓝光外延层以及设于所述第一蓝光外延层上表面的转换层，所述转换层用于将从所述第一蓝光外延层接收到的蓝光转换为红光，使得所述第一发光外延层发射红光；
第二发光外延层，设于所述第一发光外延层的上表面，所述第二发光外延层用于发射除红光以外的其他至少一种颜色的光；
其中，所述上表面为远离所述衬底的一侧表面。
在其中一个实施例中，所述第一发光外延层还包括：
第一反射层，位于所述第一蓝光外延层的下表面，所述下表面为靠近所述衬底的一侧表面；
第二反射层，位于所述转换层的上表面；
其中，所述第一反射层和所述第二反射层用于反射蓝光以及透过红光。
在其中一个实施例中，所述第一发光外延层与所述衬底之间通过金属键合层连接。
在其中一个实施例中，所述第二发光外延层用于发射蓝光和绿光，所述第二发光外延层包括：
绿光外延层，设于所述第一发光外延层的上表面；
第二蓝光外延层，设于所述绿光外延层的上表面；
其中，所述绿光外延层与所述第一发光外延层之间和/或所述绿光外延层与所述第二蓝光外延层之间通过透明键合层连接。
在其中一个实施例中，所述第一蓝光外延层、所述绿光外延层和所述第二蓝光外延层均在一端设有第一台面，且在另一端设有高于所述第一台面的第二台面，以使所述发光二极管器件的边缘呈台阶状；
所述发光二极管器件还包括：
绝缘层，覆盖所述发光二极管器件的侧壁及上表面，所述绝缘层设有多个第一开口和多个第二开口，所述第一开口暴露部分所述第一台面，所述第二开口暴露部分所述第二台面；
第一导电类型电极，设于各所述第二台面暴露的表面，且所述第一导电类型电极与除所述外延层外的剩余部分相绝缘；
第二导电类型电极，由所述衬底的上表层依次延伸至所述第一蓝光外延层的第一台面暴露的表面、所述绿光外延层的第一台面暴露的表面以及所述第二蓝光外延层的第一台面暴露的表面。
本申请提供一种发光二极管器件的制备方法，包括：
提供衬底、第一预制层以及第二预制层，所述第一预制层包括叠层设置的第一基板、第一蓝光外延层，所述第二预制层包括叠层设置的第二基板、第二发光外延层；
将所述第一预制层与所述衬底键合，使得所述第一蓝光外延层与所述衬底表面键合，并剥离所述第一基板；
于所述第一蓝光外延层背离所述衬底的一侧表面形成转换层，所述转换层用于将从所述第一蓝光外延层接收到的蓝光转换为红光，使得所述第一蓝光外延层和所述转换层构成的第一发光外延层发射红光；
将所述第二发光外延层与所述转换层的上表面键合，并剥离所述第二基板；
其中，所述上表面为远离所述衬底的一侧表面。
在其中一个实施例中，所述第一预制层还包括第一反射层，位于所述第一蓝光外延层远离所述第一基板的一侧表面；
所述发光二极管器件的制备方法还包括：
将所述第一预制层与所述衬底键合，使得所述第一反射层与所述衬底表面键合；以及，所述于所述第一蓝光外延层背离所述衬底的一侧表面形成转换层之后还包括：
于所述转换层的上表面形成第二反射层；
其中，所述第一反射层和所述第二反射层用于反射蓝光以及透过红光。
在其中一个实施例中，所述第二预制层的数量为两个，一所述第二预制层包括叠层设置的一第二基板和绿光外延层，另一所述第二预制层包括叠层设置的另一第二基板和第二蓝光外延层；
所述将所述第二发光外延层与所述转换层的上表面键合，并剥离所述第二基板的步骤，包括：
将所述绿光外延层远离所述一第二基板的一侧表面通过透明键合层与所述第二反射层键合，并剥离所述一第二基板；
将所述第二蓝光外延层远离所述另一第二基板的一侧表面通过透明键合层与所述绿光外延层键合，并剥离所述另一第二基板，以形成叠层结构；
将所述第一蓝光外延层、所述绿光外延层以及所述第二蓝光外延层与所述衬底之间形成电连接。
在其中一个实施例中，所述将所述第一蓝光外延层、所述绿光外延层以及所述第二蓝光外延层与所述衬底之间形成电连接包括：
对所述叠层结构的进行图案化处理以使所述叠层结构的边缘形成台阶状，其中，所述第一蓝光外延层、所述绿光外延层和所述第二蓝光外延层均在一端暴露出第一台面，且在另一端暴露出高于所述第一台面的第二台面；
于所述叠层结构的侧壁及上表面沉积绝缘层；
刻蚀所述绝缘层以形成多个第一开口和多个第二开口以及第三开口、第四开口，其中，所述第一开口暴露部分所述第一台面，所述第二开口暴露部分所述第二台面，所述第三开口暴露所述衬底与所述叠层结构一端对应的部分上表层，所述第四开口暴露所述衬底与所述叠层结构另一端对应的部分上表层；
于各所述第二台面暴露的表面沉积第一导电类型电极；
于所述第三开口、所述第四开口以及各所述第一台面暴露的表面沉积第二导电类型电极，并且将各所述第二导电类型电极之间进行互连。
本申请提供一种显示装置，包括如上所述的发光二极管器件或包括由如上所述的发光二极管器件的制备方法制成的发光二极管器件。
上述发光二极管器件及其制备方法、显示装置，通过第一蓝光外延层发出的蓝光来激发转换层发射红光，由转换层激发出的红光亮度比现有采用AlGaInP/GaInP材料发出的红光亮度高，由此提升第一发光外延层的发射红光的效率，继而提高器件的整体亮度，且进一步地，将用于发射除红光以外的其他至少一种颜色的光的第二发光外延层与第一发光外延层进行垂直堆叠以实现多色显示，有利于实现像素的小型化，从而改善图像分辨率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术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申请的一些实施例，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发光二极管器件的结构示意图之一；
图2为一实施例中提供的发光二极管器件的制备过程的结构示意图之一；
图3为一实施例中提供的发光二极管器件的制备过程的结构示意图之二；
图4为一实施例中提供的发光二极管器件的制备过程的结构示意图之三；
图5为一实施例中提供的发光二极管器件的制备过程的结构示意图之四；
图6为一实施例中提供的发光二极管器件的制备方法的流程示意图之一；
图7为一实施例中提供的发光二极管器件的制备方法的流程示意图之二；
图8为一实施例中提供的发光二极管器件的制备方法的流程示意图之三。
附图标记说明：
衬底：100；第一发光外延层：200；第一蓝光外延层：210；转换层：220；第一反射层：230；第二反射层：240；第二发光外延层：300；绿光外延层：310；第二蓝光外延层：320；金属键合层：400；透明键合层：500；绝缘层：600；第一导电类型电极：700；第二导电类型电极：800。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请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申请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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请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，不是旨在于限制本申请。
在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
在一个实施例中，提供一种发光二极管器件，请参阅图1，所述发光二极管器件包括：衬底100、第一发光外延层200和第二发光外延层300，第一发光外延层200包括设于衬底100表面的第一蓝光外延层210以及设于第一蓝光外延层210上表面的转换层220，转换层220用于将从第一蓝光外延层210接收到的蓝光转换为红光，使得第一发光外延层200发射红光。第二发光外延层300设于第一发光外延层200的上表面，第二发光外延层300用于发射除红光以外的其他至少一种颜色的光，所述上表面为远离衬底100的一侧表面。
其中，所述发光二极管器件可以是微型发光二极管(Micro Light EmittingDiode，Micro-LED)，Micro-LED显示技术是将传统LED微缩化后形成微米级间距LED阵列，以达到超高密度像素分辨率，Micro-LED显示具备自主发光的特性，与OLED和LCD显示相比，Micro-LED显示色彩更容易准确的调试，有更长的发光寿命和更高的亮度，同时更具轻薄及省电优势，由于其高密度、小尺寸、超多像素等特点，Micro-LED显示将成为以高真实度、互动和个性化显示为主要特点的第三代显示技术的引领者。具体地，Micro-LED作为能够实现电能向光能转换的一种微米型半导体器件，其基本结构由PN结组成，当向PN结上施加一定的正向电压后，游离电子会通过PN结流向P区，P区里的电子与空穴复合，从而以光子的形式发出能量，由此实现显示和照明效果。
进一步地，Micro-LED技术通常将生长在外延基板上数百万甚至数千万颗微米级的芯片转移到驱动电路基板上形成显示像素。
因此，本申请提供用于芯片整体支撑的衬底100可以是集成电路晶圆，其上制造有驱动器电路系统，所述驱动器电路系统包括像素驱动器阵列，以无源扫描驱动或有源扫描驱动的方式对LED阵列各像素的开启或关闭以及发光亮度和色度的控制。可选地，所述设有驱动器电路系统的衬底100可以是非导电衬底100，例如玻璃、塑料或蓝宝石晶片等，也可以是半导体衬底100，例如硅、砷化镓、碳化硅等。
进一步地，于衬底100表面形成第一发光外延层200以发射红光，但现有技术在形成发射红光的外延层时通常采用AlGaInP/GaInP量子阱材料，但在芯片尺寸缩小到微米量级时，基于AlGaInP/GaInP材料制备的红光Micro LED外延层的效率显著降低，从而影响器件的整体亮度，并且AlGaInP/GaInP材料力学性能弱、机械强度差，会大幅度降低外延层转移到衬底100的良率。
因此，本实施例先采用金属有机化学气相沉积(Metal-organic Chemical Va porDeposition，MOCVD)技术在第一基板上生长第一蓝光外延层210，可选地，第一基板可以是蓝宝石衬底100、GaN、AlN、Si、SiC中的一种或多种的复合，第一蓝光外延层210包括于第一基板表面依次层叠的N型掺杂层、发光层以及P型掺杂层，可选地，N型掺杂层包括GaN、AlGaN、AlInGaN的一种或多种，发光层包括InGaN/GaN量子阱材料，P型掺杂层包括GaN材料，在其他实施例中，所述N型掺杂层与发光层之间还生长有周期应力调节层以及电流扩散层，所述P型掺杂层与发光层之间还生长有周期应力调节层以及电流扩散层。进一步地，将第一基板背离第一蓝光外延层的一侧表面与衬底100键合，再通过激光剥离工艺或湿法化学刻蚀工艺来移除第一基板，基于此，第一蓝光外延层210被转移至衬底100上，且在第一蓝光外延层210的上表面形成用于将蓝光转换为红光的转换层220，也即，本申请利用第一蓝光外延层210发出的蓝光来激发转换层220发射红光，所得到的红光的亮度比采用AlGaInP/GaInP量子阱材料得到的红光亮度高，由此实现提高发光二极管器件的整体亮度和发光效率。可选地，所述转换层220的材料可以是荧光粉或者量子点材料，红色量子点材料可以为硒化镉(CdSe)、钙钛矿或磷化铟(InP)，半峰宽30nm～50nm。
进一步地，将用于发射除红光以外的其他至少一种颜色的光的第二发光外延层300垂直叠层设置在第一发光外延层200的上表面，其中，第二发光外延层300的数量和发光种类可以依据实际应用而定，例如第二发光外延层300可以是单层堆叠或多层堆叠，多层堆叠的第二发光外延层300可以采用发射相同颜色或不同颜色的外延层，例如对蓝光外延层、绿光外延层、红光外延层等多种颜色的外延层进行一种或多种的任意组合排布。示例性地，可以在第一发光外延层200上表面垂直堆叠绿光和蓝光外延层以发出绿色光线和蓝色光线，进而使发光二极管器件通过控制三色RGB以实现全彩化显示。
因此，在本实施例中，一方面利用第一蓝光外延层210发出的蓝光来激发转换层220发射红光，能够大大提升所得到的红光的亮度，进而提高发光二极管器件的整体亮度和发光效率；另一方面将用于发射除红光以外的其他至少一种颜色的光的第二发光外延层300与第一发光外延层200进行垂直堆叠，一是有利于器件的全彩化显示，二是发射不同颜色光的发光外延层以垂直堆叠的结构能够缩小像素的面积，有利于实现像素的小型化，从而改善图像分辨率。
在上述示例中，通过第一蓝光外延层210发出的蓝光来激发转换层220发射红光，由转换层220激发出的红光亮度比现有采用AlGaInP/GaInP材料发出的红光亮度高，由此提升第一发光外延层200的发射红光的效率，继而提高器件的整体亮度，且进一步地，将用于发射除红光以外的其他至少一种颜色的光的第二发光外延层300与第一发光外延层200进行垂直堆叠以实现多色显示，有利于实现像素的小型化，从而改善图像分辨率。
在一个实施例中，继续参考图1，第一发光外延层200还包括第一反射层230和第二反射层240，第一反射层230位于第一蓝光外延层210的下表面，所述下表面为靠近衬底100的一侧表面，第二反射层240位于转换层220的上表面，第一反射层230和第二反射层240用于反射蓝光以及透过红光。
可选地，第一反射层230和第二反射层240可以是由SiO2和Ti3O5的多个层制成的布拉格反射层，通过改变SiO2和Ti3O5层各自的厚度和数量，可以形成对蓝光的选择性反射以及对红光的透射，基于此，通过在第一蓝光外延层210之下形成第一反射层230、在转换层220之上形成第二反射层240，由第一、第二反射层240形成的微腔结构以反射蓝光并透过红光，能有效避免蓝光和红光发生串扰，在过滤蓝光的同时能进一步提高红光的光提取效率。
对于形成反射层的工艺方法而言，请结合参考图2和图3，在第一基板生长第一蓝光外延层之后，可以在第一蓝光外延层表面生长第一反射层，再将第一反射层的表面与衬底键合，继而剥离第一基板，再于第一蓝光外延层表面依次形成转换层和第二反射层，进而在第二反射层表面形成第二发光外延层。
在一个实施例中，如图1所示，第一发光外延层200与衬底100之间通过金属键合层400连接。其中，金属键合层400包括选自下列键合结构的一种或多种：Au-Au键合、Au-Sn键合、Au-In键合、Ti-Ti键合和Cu-Cu键合，金属键合层400的厚度可以在0.1μm～3μm之间。可以理解，金属键合层400可以用作接触层，以提高发光外延层与衬底的黏附力并形成良好的欧姆接触，还可以用作反射器，以反射发光外延层发射出来的光，进而提高器件的光提取效率。
进一步地，对于形成金属键合层的工艺方法而言，请参考图2，在第一基板依次生长第一蓝光外延层和第一反射层之后，可以先在衬底表面形成金属键合层，再将第一反射层的表面与金属键合层键合，继而剥离第一基板以进行后续转换层和第二发光外延层的生长。
在一个实施例中，如图1所示，第二发光外延层300用于发射蓝光和绿光，第二发光外延层300包括绿光外延层310和第二蓝光外延层320，绿光外延层310设于第一发光外延层200的上表面，第二蓝光外延层320设于绿光外延层310的上表面。绿光外延层310与第一发光外延层200之间和/或绿光外延层310与第二蓝光外延层320之间通过透明键合层500连接。
其中，通过将用于发射蓝光和绿光的第二发光外延层300与用于发射红光的第一发光外延层200进行垂直堆叠，发光二极管器件通过红、绿、蓝三基色来实现所有色彩的合成与呈现，以此来实现Micro-LED的全彩化显示。
进一步地，于第一发光外延层200的上表面形成绿光外延层310以发射绿光，具体地，请结合参考图1和图4，可以先提供第二基板，于第二基板表面形成绿光外延层310，可选地，第二基板可以是蓝宝石衬底100、GaN、AlN、Si、SiC中的一种或多种的复合，绿光外延层310包括于第二基板表面依次层叠的N型掺杂层、发光层以及P型掺杂层，N型掺杂层包括GaN、AlGaN、AlInGaN的一种或多种，发光层包括InGaN/GaN量子阱材料，P型掺杂层包括GaN材料，在其他实施例中，所述N型掺杂层与发光层之间还生长有周期应力调节层以及电流扩散层，所述P型掺杂层与发光层之间还生长有周期应力调节层以及电流扩散层。进一步地，将绿光外延层310的顶面与第一发光外延层200键合，例如当第一发光外延层200的转换层之上形成有第二反射层240时，绿光外延层310的顶面与第二反射层240表面键合，再通过激光剥离工艺或湿法化学刻蚀工艺来移除第二基板，基于此，绿光外延层310被转移至第一发光外延层200的上表面。
进一步地，于绿光外延层310的上表面形成第二蓝光外延层320以发射蓝光，具体地，请结合参考图1和图5，可以先提供另一第二基板，于另一第二基板表面形成第二蓝光外延层320，可选地，另一第二基板可以是蓝宝石衬底100、GaN、AlN、Si、SiC中的一种或多种的复合，第二蓝光外延层320包括于第三基板表面依次层叠的N型掺杂层、发光层以及P型掺杂层，N型掺杂层包括GaN、AlGaN、AlInGaN的一种或多种，发光层包括InGaN/GaN量子阱材料，P型掺杂层包括GaN材料，在其他实施例中，所述N型掺杂层与发光层之间还生长有周期应力调节层以及电流扩散层，所述P型掺杂层与发光层之间还生长有周期应力调节层以及电流扩散层。进一步地，将第二蓝光外延层320的顶面与绿光外延层310键合，再通过激光剥离工艺或湿法化学刻蚀工艺来移除另一第二基板，基于此，第二蓝光外延层320被转移至绿光外延层310的上表面。
此外，绿光外延层310与第一发光外延层200之间可以通过透明键合层500连接，或者绿光外延层310与第二蓝光外延层320之间通过透明键合层500连接，或者绿光外延层310与第一发光外延层200之间、绿光外延层310与第二蓝光外延层320之间均通过透明键合层500连接。可以理解的是，透明键合层500能够透过发光外延层发射的光以提升发光亮度，可选地，透明键合层500的材质可以是由透明塑料(树脂)或SiO2制成，例如旋涂玻璃、硅-玻璃键合结构(SOG)以及Micro Resist公司的键合粘合剂BCL-1200等，透明键合层500的厚度约为0.1μm～5μm。透明键合层500也可以用于与发光外延层接触以改善电流扩展，提升电流分布的均匀性，故透明键合层500还可以是透明导电玻璃材质，例如氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)等。
在其中一个实施例中，如图1所示，第一蓝光外延层210、绿光外延层310和第二蓝光外延层320均在一端设有第一台面，且在另一端设有高于第一台面的第二台面，以使发光二极管器件的边缘呈台阶状；发光二极管器件还包括绝缘层600、第一导电类型电极700和第二导电类型电极800，绝缘层600覆盖发光二极管器件的侧壁及上表面，绝缘层600设有多个第一开口和多个第二开口，第一开口暴露部分第一台面，第二开口暴露部分第二台面，第一导电类型电极700设于各所述第二台面暴露的表面，且第一导电类型电极700与除外延层外的剩余部分相绝缘，第二导电类型电极800由衬底100的上表层依次延伸至第一蓝光外延层210的第一台面暴露的表面、绿光外延层310的第一台面暴露的表面以及第二蓝光外延层320的第一台面暴露的表面。
可以理解，通过对衬底100、第一发光外延层、绿光外延层310以及第二蓝光外延层320所形成的叠层结构进行图案化刻蚀以实现多个像素结构的间隔排布，还对各像素结构的边缘进行台阶刻蚀，使得第一蓝光外延层210、绿光外延层310以及第二蓝光外延层320分别露出第一台面和第二台面，例如第一台面位于各外延层的左下端，第二台面位于各外延层的右上端，并对器件的边缘沉积绝缘层600以起保护和隔离作用，接着刻蚀掉各个第一台面和各个第二台面上的绝缘层600以设置N型电极和P型电极，例如在位于各外延层左下端的第一台面上沉积P型电极，且各第一台面上的P型电极依次连接且延伸至衬底100上表层的键合电极以实现电连接，而位于各外延层右上端的第二台面上沉积N型电极，且仅第一蓝光外延层210的第二台面上的N型电极延伸连接至衬底100上表层的键合电极以实现电连接，由此形成共P型电极的发光二极管器件。此外，本申请采用整面晶圆衬底100与各外延层键合的方式所得到的发光二极管器件结构，由于整面晶圆键合不需要精对位，降低了工艺难度，提高了器件质量和良率。
在一个实施例中，如图6所示提供一种发光二极管器件的制备方法，包括步骤S102～步骤S108。
步骤S102：提供衬底、第一预制层以及第二预制层，第一预制层包括叠层设置的第一基板、第一蓝光外延层，第二预制层包括叠层设置的第二基板、第二发光外延层。
其中，所述衬底制造有驱动器电路系统，所述驱动器电路系统包括像素驱动器阵列，可选地，所述设有驱动器电路系统的衬底可以是非导电衬底，例如玻璃、塑料或蓝宝石晶片等，也可以是半导体衬底，例如硅、砷化镓、碳化硅等。通过在第一基板生长第一蓝光外延层以及在第二基板生长第二发光外延层，再将外延基板转移到衬底上以形成显示像素，并且第二发光外延层用于发射除红光以外的其他至少一种颜色的光。
步骤S104：将第一预制层与衬底键合，使得第一蓝光外延层与衬底表面键合，并剥离第一基板。
其中，第一蓝光外延层与衬底之间可以通过金属键合层进行键合连接，以提高发光外延层与衬底的黏附力并形成良好的欧姆接触，还能反射发光外延层发射出来的光，进而提高器件的光提取效率。进一步地再通过激光剥离工艺或湿法化学刻蚀工艺来剥离第一基板，基于此，第一蓝光外延层被转移至衬底上。
步骤S106：于第一蓝光外延层背离衬底的一侧表面形成转换层，转换层用于将从第一蓝光外延层接收到的蓝光转换为红光，使得第一蓝光外延层和转换层构成的第一发光外延层发射红光。
其中，所述转换层的材料可以是荧光粉或者量子点材料，红色量子点材料可以为硒化镉(CdSe)、钙钛矿或磷化铟(InP)，可以理解的是，本实施例利用第一蓝光外延层发出的蓝光来激发转换层发射红光，所得到的红光的亮度比采用AlGaInP/GaInP量子阱材料得到的红光亮度高，由此实现提高发光二极管器件的整体亮度和发光效率。
步骤S108：将第二发光外延层与转换层的上表面键合，并剥离第二基板；其中，上表面为远离衬底的一侧表面。
可以理解的是，将用于发射除红光以外的其他至少一种颜色光的第二发光外延层垂直叠层设置在第一发光外延层的上表面，一是有利于器件的多色显示，二是发射不同颜色光的发光外延层以垂直堆叠的结构能够缩小像素的面积，有利于实现像素的小型化，从而改善图像分辨率。
本实施例提供的发光二极管器件的制备方法能够大大提升所得到的红光的亮度，进而提高发光二极管器件的整体亮度和发光效率，并以发光外延层垂直堆叠的结构来实现像素的小型化和多色显示。
在一个实施例中，第一预制层还包括第一反射层，位于第一蓝光外延层远离第一基板的一侧表面，所述发光二极管器件的制备方法还包括以下步骤：将第一预制层与衬底键合，使得第一反射层与衬底表面键合。
以及在所述于第一蓝光外延层背离衬底的一侧表面形成转换层之后的步骤中，还包括以下步骤：于转换层的上表面形成第二反射层；其中，第一反射层和第二反射层用于反射蓝光以及透过红光。
可以理解，第一反射层和第二反射层可以是由SiO2和Ti3O5的多个层制成的布拉格反射层，通过改变SiO2和Ti3O5层各自的厚度和数量，可以形成对蓝光的选择性反射以及对红光的透射，基于此，通过在第一蓝光外延层之下形成第一反射层、在转换层之上形成第二反射层，由第一、第二反射层形成的微腔结构以反射蓝光并透过红光，能有效避免蓝光和红光发生串扰，在过滤蓝光的同时能进一步提高红光的光提取效率。需要说明的是，第一反射层与衬底之间可以通过金属键合层进行键合连接。
在一个实施例中，如图7所示，步骤S108将第二发光外延层与转换层的上表面键合，并剥离第二基板，包括步骤S202～步骤S206。其中，第二预制层的数量为两个，一个第二预制层包括叠层设置的一第二基板和绿光外延层，另一个第二预制层包括叠层设置的另一第二基板和第二蓝光外延层。
步骤S202：将绿光外延层远离一第二基板的一侧表面通过透明键合层与第二反射层键合，并剥离一第二基板。
其中，第二基板可以是蓝宝石衬底、GaN、AlN、Si、SiC中的一种或多种的复合，所述绿光外延层用于发射绿光，绿光外延层包括于第二基板表面依次层叠的N型掺杂层、发光层以及P型掺杂层，N型掺杂层包括GaN、AlGaN、AlInGaN的一种或多种，发光层包括InGaN/GaN量子阱材料，P型掺杂层包括GaN材料，在其他实施例中，所述N型掺杂层与发光层之间还生长有周期应力调节层以及电流扩散层，所述P型掺杂层与发光层之间还生长有周期应力调节层以及电流扩散层。进一步地，将绿光外延层的顶面通过透明键合层与第二反射层的表面键合，再通过激光剥离工艺或湿法化学刻蚀工艺来剥离第二基板，基于此，绿光外延层被转移至第一发光外延层的上表面。
步骤S204：将第二蓝光外延层远离另一第二基板的一侧表面通过透明键合层与绿光外延层键合，并剥离另一第二基板，以形成叠层结构。
其中，第二蓝光外延层包括于另一第二基板表面依次层叠的N型掺杂层、发光层以及P型掺杂层，N型掺杂层包括GaN、AlGaN、AlInGaN的一种或多种，发光层包括InGaN/GaN量子阱材料，P型掺杂层包括GaN材料，在其他实施例中，所述N型掺杂层与发光层之间还生长有周期应力调节层以及电流扩散层，所述P型掺杂层与发光层之间还生长有周期应力调节层以及电流扩散层。进一步地，将第二蓝光外延层的顶面与绿光外延层键合，再通过激光剥离工艺或湿法化学刻蚀工艺来移除另一第二基板，基于此，第二蓝光外延层被转移至绿光外延层的上表面。
步骤S206：将第一蓝光外延层、绿光外延层以及第二蓝光外延层与衬底之间形成电连接。
在一个实施例中，如图8所示，步骤S206将第一蓝光外延层、绿光外延层以及第二蓝光外延层与衬底之间形成电连接，还包括步骤S301～步骤S309，并且步骤S309之后所形成的结构如图1所示。
步骤S301：对叠层结构的进行图案化处理以使叠层结构的边缘形成台阶状，其中，第一蓝光外延层、绿光外延层和第二蓝光外延层均在一端暴露出第一台面，且在另一端暴露出高于第一台面的第二台面。
可以理解，通过对衬底、第一发光外延层、绿光外延层以及第二蓝光外延层所形成的叠层结构进行图案化刻蚀以实现多个像素结构的间隔排布，还对各像素结构的边缘进行台阶刻蚀，使得第一蓝光外延层、绿光外延层以及第二蓝光外延层于两端分别露出高度不一致的第一台面和第二台面，例如第一台面位于各外延层的左下端，第二台面位于各外延层的右上端。
步骤S303：于叠层结构的侧壁及上表面沉积绝缘层。其中，所述绝缘层以起保护和隔离作用。
步骤S305：刻蚀绝缘层以形成多个第一开口和多个第二开口以及第三开口、第四开口，其中，第一开口暴露部分第一台面，第二开口暴露部分第二台面，第三开口暴露衬底与叠层结构一端对应的部分上表层，第四开口暴露衬底与叠层结构另一端对应的部分上表层。
步骤S307：于各所述第二台面暴露的表面沉积第一导电类型电极。
步骤S309：于第三开口、第四开口沉积键合电极以及各第一台面暴露的表面沉积第二导电类型电极，并且将各所述第二导电类型电极之间进行互连。
其中，所述第一导电类型电极可以是N型电极，第二导电类型电极可以是P型电极，在各第一台面暴露的第一开口沉积P型电极，并且在衬底上表层的第三开口沉积键合电极，使各第一台面上的P型电极依次连接且延伸至衬底上表层的键合电极以实现电连接，以及在各第二台面暴露的第二开口沉积N型电极，且仅第一蓝光外延层的第二台面上的N型电极延伸连接至衬底上表层的第四开口的键合电极以实现电连接，由此形成共P型电极的发光二极管器件。
本申请还提供一种显示装置，包括如上述实施例所述的发光二极管器件或包括由如上述实施例所述的发光二极管器件的制备方法制成的发光二极管器件。
应该理解的是，虽然图6～图8的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图6～图8中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
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申请的几种实施方式，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，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种发光二极管器件，其特征在于，包括：
衬底；
第一发光外延层，包括设于所述衬底表面的第一蓝光外延层以及设于所述第一蓝光外延层上表面的转换层，所述转换层用于将从所述第一蓝光外延层接收到的蓝光转换为红光，使得所述第一发光外延层发射红光；
第二发光外延层，设于所述第一发光外延层的上表面，所述第二发光外延层用于发射除红光以外的其他至少一种颜色的光；
其中，所述上表面为远离所述衬底的一侧表面。
2.根据权利要求1所述的发光二极管器件，其特征在于，所述第一发光外延层还包括：
第一反射层，位于所述第一蓝光外延层的下表面，所述下表面为靠近所述衬底的一侧表面；
第二反射层，位于所述转换层的上表面；
其中，所述第一反射层和所述第二反射层用于反射蓝光以及透过红光。
3.根据权利要求1所述的发光二极管器件，其特征在于，所述第一发光外延层与所述衬底之间通过金属键合层连接。
4.根据权利要求1所述的发光二极管器件，其特征在于，所述第二发光外延层用于发射蓝光和绿光，所述第二发光外延层包括：
绿光外延层，设于所述第一发光外延层的上表面；
第二蓝光外延层，设于所述绿光外延层的上表面；
其中，所述绿光外延层与所述第一发光外延层之间和/或所述绿光外延层与所述第二蓝光外延层之间通过透明键合层连接。
5.根据权利要求4所述的发光二极管器件，其特征在于，所述第一蓝光外延层、所述绿光外延层和所述第二蓝光外延层均在一端设有第一台面，且在另一端设有高于所述第一台面的第二台面，以使所述发光二极管器件的边缘呈台阶状；
所述发光二极管器件还包括：
绝缘层，覆盖所述发光二极管器件的侧壁及上表面，所述绝缘层设有多个第一开口和多个第二开口，所述第一开口暴露部分所述第一台面，所述第二开口暴露部分所述第二台面；
第一导电类型电极，设于各所述第二台面暴露的表面，且所述第一导电类型电极与除所述外延层外的剩余部分相绝缘；
第二导电类型电极，由所述衬底的上表层依次延伸至所述第一蓝光外延层的第一台面暴露的表面、所述绿光外延层的第一台面暴露的表面以及所述第二蓝光外延层的第一台面暴露的表面。
6.一种发光二极管器件的制备方法，其特征在于，包括：
提供衬底、第一预制层以及第二预制层，所述第一预制层包括叠层设置的第一基板、第一蓝光外延层，所述第二预制层包括叠层设置的第二基板、第二发光外延层；
将所述第一预制层与所述衬底键合，使得所述第一蓝光外延层与所述衬底表面键合，并剥离所述第一基板；
于所述第一蓝光外延层背离所述衬底的一侧表面形成转换层，所述转换层用于将从所述第一蓝光外延层接收到的蓝光转换为红光，使得所述第一蓝光外延层和所述转换层构成的第一发光外延层发射红光；
将所述第二发光外延层与所述转换层的上表面键合，并剥离所述第二基板；
其中，所述上表面为远离所述衬底的一侧表面。
7.根据权利要求6所述的发光二极管器件的制备方法，其特征在于，所述第一预制层还包括第一反射层，位于所述第一蓝光外延层远离所述第一基板的一侧表面；
所述发光二极管器件的制备方法还包括：
将所述第一预制层与所述衬底键合，使得所述第一反射层与所述衬底表面键合；以及，所述于所述第一蓝光外延层背离所述衬底的一侧表面形成转换层之后还包括：
于所述转换层的上表面形成第二反射层；
其中，所述第一反射层和所述第二反射层用于反射蓝光以及透过红光。
8.根据权利要求7所述的发光二极管器件的制备方法，其特征在于，所述第二预制层的数量为两个，一所述第二预制层包括叠层设置的一第二基板和绿光外延层，另一所述第二预制层包括叠层设置的另一第二基板和第二蓝光外延层；
所述将所述第二发光外延层与所述转换层的上表面键合，并剥离所述第二基板的步骤，包括：
将所述绿光外延层远离所述一第二基板的一侧表面通过透明键合层与所述第二反射层键合，并剥离所述一第二基板；
将所述第二蓝光外延层远离所述另一第二基板的一侧表面通过透明键合层与所述绿光外延层键合，并剥离所述另一第二基板，以形成叠层结构；
将所述第一蓝光外延层、所述绿光外延层以及所述第二蓝光外延层与所述衬底之间形成电连接。
9.根据权利要求8所述的发光二极管器件的制备方法，其特征在于，所述将所述第一蓝光外延层、所述绿光外延层以及所述第二蓝光外延层与所述衬底之间形成电连接包括：
对所述叠层结构的进行图案化处理以使所述叠层结构的边缘形成台阶状，其中，所述第一蓝光外延层、所述绿光外延层和所述第二蓝光外延层均在一端暴露出第一台面，且在另一端暴露出高于所述第一台面的第二台面；
于所述叠层结构的侧壁及上表面沉积绝缘层；
刻蚀所述绝缘层以形成多个第一开口和多个第二开口以及第三开口、第四开口，其中，所述第一开口暴露部分所述第一台面，所述第二开口暴露部分所述第二台面，所述第三开口暴露所述衬底与所述叠层结构一端对应的部分上表层，所述第四开口暴露所述衬底与所述叠层结构另一端对应的部分上表层；
于各所述第二台面暴露的表面沉积第一导电类型电极；
于所述第三开口、所述第四开口以及各所述第一台面暴露的表面沉积第二导电类型电极，并且将各所述第二导电类型电极之间进行互连。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1至5任一项所述的发光二极管器件或包括由如权利要求6至9任一项所述的发光二极管器件的制备方法制成的发光二极管器件。
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