CN117038824A - 基于光子晶体的Mini-LED/Micro-LED全彩显示器件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于光子晶体的Mini‑LED/Micro‑LED全彩显示器件及其制备方法,Mini‑LED/Micro‑LED全彩显示器件包括:驱动衬底,设置有驱动电路;发光单元,键合于驱动衬底,发光单元包括依次堆叠设置的n型电极层、缓冲层、n‑GaN层、蓝光多量子阱层、p‑GaN层和p型电极层;其中,发光单元还设置有隔离结构和光子晶体结构;隔离结构贯穿p型电极层、p‑GaN层和蓝光多量子阱层,以将发光单元划分为第一区域、第二区域和第三区域;光子晶体结构包括多个绿色光子晶体和多个红色光子晶体,绿色光子晶体和红色光子晶体分别位于第一区域和第二区域;绿色光子晶体和红色光子晶体皆贯穿缓冲层并延伸至n‑GaN层;本发明可以实现同一像素点同一位置的不同颜色的发光。
Description
技术领域
本发明涉及半导体纳米显示技术领域,特别涉及一种基于光子晶体的Mini-LED/Micro-LED全彩显示器件及其制备方法。
背景技术
随着智能可穿戴设备、增强现实和虚拟现实等新兴科技的兴起,高端显示技术已成为市场的迫切需求。迷你发光二极管(Mini-LED)和微米发光二极管(Micro-LED)是新一代显示技术,具有自发光显示特性,相较于有机发光二极管(Organic Light-EmittingDiode,OLED)技术,Mini-LED和Micro-LED显示装置具有亮度及稳定性更高、发光效率更高、功耗更低、响应时间更快等一系列的优点。已经在电视、平板显示、手机显示等领域有了一系列产品。
显示装置的显示原理是将LED结构设计进行薄膜化、微小化、阵列化,其尺寸仅在1-100微米等级左右,然后通过阵列转移的方法形成显示阵列。然而,显示技术仍然面临包括巨量器件集成在内的诸多关键技术难题,例如,一块4K分辨率的屏幕,采用RGB LED直接作为彩色化像素阵列,所需的数量达到了2490万个。制造8K显示屏幕所需的RGB LED数量接近一亿颗。在制造过程中的筛选、测试、封装等过程都会增加制造成本。
此外,在以为基础的高分辨显示屏幕中,由于同一个像素点的RGB出光不在同一个空间位置,会有几微米的误差,这会使某些特定应用(例如3D显示)的效果失真。相邻像素之间由于距离十分靠近,还存在严重的光串扰现象。因此在制备Micro-LED显示装置的过程中,显示面板制造厂商往往会添加黑矩阵,来阻隔相邻像素点之间的光串扰。
因此,如何快速有效地制备高分辨率显示阵列,解决全彩显示阵列制造过程中涉及到的巨量转移和发光串扰问题,是各大显示面板制造厂商面临的共同问题。
发明内容
本发明在于提供一种基于光子晶体的Mini-LED/Micro-LED全彩显示器件及其制备方法以解决全彩LED显示阵列制造过程中巨量转移和发光串扰的技术问题。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
在第一方面,本发明提供一种基于光子晶体的Mini-LED/Micro-LED全彩显示器件,包括:
驱动衬底,设置有驱动电路,所述驱动电路包括第一驱动电路、第二驱动电路和第三驱动电路;
发光单元,键合于所述驱动衬底,所述发光单元包括依次堆叠设置的n型电极层、缓冲层、n-GaN层、蓝光多量子阱层、p-GaN层和p型电极层;
其中,所述发光单元还设置有隔离结构、控制电极和光子晶体结构;
所述隔离结构贯穿所述p型电极层、所述p-GaN层和所述蓝光多量子阱层,以将所述发光单元划分为不重叠的第一区域、第二区域和第三区域;
所述控制电极包括设置于所述p型电极层与所述驱动衬底之间的第一电极、第二电极和第三电极,所述第一电极连接所述第一区域与所述第一驱动电路,所述第二电极连接所述第二区域与所述第二驱动电路,所述第三电极连接所述第三区域与所述第三驱动电路;
所述光子晶体结构包括多个绿色光子晶体和多个红色光子晶体,所述绿色光子晶体和所述红色光子晶体分别位于所述第一区域和所述第二区域;所述绿色光子晶体和所述红色光子晶体皆贯穿所述缓冲层并延伸至所述n-GaN层;所述绿色光子晶体包括第一晶体孔和填充所述第一晶体孔的绿色量子点,所述红色量子晶体包括第二晶体孔和填充所述第二晶体孔的红色量子点。
在其中一个实施例中,所述绿色光子晶体和所述红色光子晶体皆贯穿所述n-GaN层至所述蓝光多量子阱层的发光表面,所述隔离结构贯穿所述蓝光多量子阱层后还延伸进入所述n-GaN层,所述光子晶体结构与所述隔离结构厚度方向交错。
在其中一个实施例中,所述隔离结构包括沿所述发光单元厚度方向延伸的隔离孔。
在其中一个实施例中,所述隔离结构还包括填充进所述隔离孔内的吸光材料。
在其中一个实施例中,所述n型电极层覆盖所述绿色光子晶体和所述红色光子晶体。
在其中一个实施例中,所述发光单元的侧周还包覆有保护层,所述保护层还延伸至所述p型电极层朝向所述驱动衬底的一侧,且所述保护层还设置有外露所述p型电极层的第一开窗、第二开窗和第三开窗,所述第一电极嵌入所述第一开窗,所述第二电极嵌入所述第二开窗,所述第三电极嵌入所述第三开窗。
在其中一个实施例中,所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极还由各自所在的开窗延伸至所述保护层与所述驱动衬底之间且各个电极各自形成台阶结构。
在第二方面,本发明提供一种基于光子晶体的Mini-LED/Micro-LED全彩显示器件的制备方法,所述Mini-LED/Micro-LED全彩显示器件的制备方法包括如下步骤:
提供蓝光Mini-LED/Micro-LED芯片阵列,所述蓝光Mini-LED/Micro-LED芯片阵列包括多个蓝光Mini-LED/Micro-LED芯片,所述蓝光Mini-LED/Micro-LED芯片包括由下至上依次堆叠于蓝宝石衬底上的缓冲层、n-GaN层、蓝光多量子阱层、p-GaN层、p型电极层和控制电极,所述控制电极包括间隔设置的第一电极、第二电极和第三电极;
采用聚焦离子束加工或者光刻和蚀刻的方式在所述蓝光Mini-LED/Micro-LED芯片上形成贯穿所述p型电极层、所述p-GaN层和所述蓝光多量子阱层的隔离孔,所述隔离孔将所述蓝光Mini-LED/Micro-LED芯片划分为不重叠的第一区域、第二区域和第三区域,所述隔离孔还使所述第一电极落入所述第一区域,使所述第二电极落入所述第二区域,使所述第三电极落入所述第三区域;
提供加工衬底,采用键合的方式将整片带有所述Mini-LED/Micro-LED芯片阵列的晶圆转移到所述加工衬底上并剥离所述蓝宝石衬底;
采用离子体刻蚀或纳米压印的方式在所述Mini-LED/Micro-LED芯片上形成贯穿所述缓冲层并延伸至所述n-GaN层的多个第一晶体孔和多个第二晶体孔,所述第一晶体孔位于所述第一区域,所述第二晶体孔位于所述第二区域;
采用电沉积或者喷墨打印的方式在所述第一晶体孔内填充绿色量子点,且采用电沉积或者喷墨打印的方式在所述第二晶体孔内填充红色量子点;
采用磁控溅射工艺在各个晶体孔上沉积透明顶电极以形成n型电极层;
将带有晶体孔和量子点的Mini-LED/Micro-LED芯片阵列转移至驱动衬底上。
在其中一个实施例中,在形成所述隔离孔的步骤后,所述制备方法还包括在所述隔离孔内填充吸光材料的步骤。
在其中一个实施例中,在形成所述隔离孔的步骤中,使所述隔离孔贯穿所述蓝光多量子阱层后还延伸进入所述n-GaN层;在形成晶体孔的步骤中,使各个晶体孔贯穿所述n-GaN层至所述蓝光多量子阱层的发光表面,并使各个晶体孔与所述隔离孔在厚度方向相互交错。
由上述技术方案可知,本发明实施例至少具有如下优点和积极效果:
本发明实施例的基于光子晶体的Mini-LED/Micro-LED全彩显示器件及其制备方法,颜色转换层(即光子晶体结构)位于第一区域和第二区域内的缓冲层和n-GaN层内,而第三区域未设置光子晶体结构,在此基础上,单独控制某一区域的发光时,第一区域内的绿色光子晶体能够将蓝光多量子阱层发出的蓝光转换为绿光并扩散到整个LED表面,第二区域内的红色光子晶体能够将蓝光多量子阱层发出的绿光转换为红光并扩散到整个LED表面,第三区域中的蓝光多量子阱层发光的蓝光能够直接扩散到整个LED表面。因此本方案将RGB三种颜色的发光控制在同一个LED(即发光单元)内,且当单独控制某一个颜色发光时,由于光在缓冲层和n-GaN层内的扩散作用,所以整个LED的表面都会显示单独控制的发光颜色。不同于传统RGB LED存在的不同颜色位于同一像素点的不同位置,本发明提供的方案可以实现同一像素点同一位置的不同颜色的发光控制。由于采用单颗LED即可实现RGB单独颜色控制,所以本发明能够将制备全彩LED显示面板所需要巨量转移的LED数量缩减到了原本的三分之一,并且省去了RGB三色LED的挑选步骤,大大降低了制造成本。
另外,由于发明提供的方案可以实现同一像素点同一位置的不同颜色的发光控制,不同颜色发光时只需要控制某一区域的发光即可,某一区域发出的光能够扩散到整个LED的表面,解决了现有技术中多个子像素LED组成同一个像素引起的发光串扰。本发明提供的方案不同于传统显示面板还需要增加黑矩阵来阻隔相邻像素点之间的发光串扰。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有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发明的一些实施例,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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明一实施例Mini-LED/Micro-LED全彩显示器件的结构示意图;
图2为图1所示意结构中第一区域和第二区域的发光扩散图;
图3为图1所示意结构中第三区域的发光扩散图;
图4至图7为本发明一实施例制备Mini-LED/Micro-LED全彩显示器件的步骤图。
附图标记说明如下:
10、Mini-LED/Micro-LED全彩显示器件;
20、蓝光Mini-LED/Micro-LED芯片阵列;
30、蓝光Mini-LED/Micro-LED芯片;40、蓝宝石衬底;50、加工衬底;
100、驱动衬底;200、发光单元;201、第一区域;202、第二区域;203、第三区域;210、n型电极层;220、缓冲层;230、n-GaN层;240、蓝光多量子阱层;250、p-GaN层;260、p型电极层;270、保护层;271、第一开窗;272、第二开窗;273、第三开窗;300、隔离结构;310、隔离孔;400、控制电极;410、第一电极;420、第二电极;430、第三电极;500、光子晶体结构;510、绿色光子晶体;511、第一晶体孔;512、绿色量子点;520、红色光子晶体;521、第二晶体孔;522、红色量子点。
具体实施方式
体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化,其皆不脱离本发明的范围,且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用,而非用以限制本发明。
此外,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所述特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
请参阅图1,本发明提供了一种基于光子晶体的单颗Mini-LED/Micro-LED全彩显示器件10,Mini-LED/Micro-LED全彩显示器件10包括驱动衬底100和发光单元200,发光单元200的数量设置为多个,多个发光单元200呈阵列排布键合于驱动衬底100上,发光单元200可以被理解为单颗Mini-LED/Micro-LED,一个发光单元200所在位置可以被理解为一个像素点,同一个发光单元200的整个发光面能够选择性地发出红光、绿光和蓝光,从而实现同一像素点同一位置的不同颜色的发光控制,完成RGB全彩显示,提高Mini-LED/Micro-LED全彩显示器件10分辨率。
驱动衬底100设置有驱动电路,驱动电路包括第一驱动电路、第二驱动电路和第三驱动电路,每一个驱动电路都可以被独立控制以选择性使发光单元200发出不同颜色光。例如,当第一驱动电路被操控触发导通时,发光单元200的整个出光面能够发出红光。当第二驱动电路被操控触发导通时,发光单元200的整个出光面能够发出绿光。当第三驱动电路被操控触发导通时,发光单元200的整个出光面能够发出蓝光。一实施例中,发光单元200具有用于键合驱动衬底100且不重叠的的第一区域201、第二区域202和第三区域203,第一区域201能够被第一驱动电路控制而发出红光,第二区域202能够被第二驱动电路控制而发出绿光,第三区域203能够被第三驱动电路控制而发出蓝光。
发光单元200包括依次堆叠设置的n型电极层210、缓冲层220、n-GaN层230、蓝光多量子阱层240、p-GaN层250和p型电极层260。其中,发光单元还200还设置有隔离结构300、控制电极400和光子晶体结构500。
隔离结构300贯穿p型电极层260、p-GaN层250和蓝光多量子阱层240,以将发光单元200划分为第一区域201、第二区域202和第三区域203。一实施例中,隔离结构300包括沿发光单元200的厚度方向延伸的隔离孔310和填充进隔离孔310内的吸光材料,吸光材料能够阻隔相邻两个区域的发光串扰。需要理解,在其它实施例中,隔离孔310内部也可以不设置吸光材料,仅仅通过隔离孔310将蓝光多量子阱层240阻隔成三个独立的发光区域即可。
控制电极400包括设置于P型电极层260与驱动衬底100之间的第一电极410、第二电极420和第三电极430,第一电极410连接第一区域201的P型电极层260与驱动衬底100中的第一驱动电路,第二电极420连接第二区域202的P型电极层260与驱动衬底100中的第二驱动电路,第三电极430连接第三区域203的P型电极层260与驱动衬底100中的第三驱动电路。第一电极410、第二电极420和第三电极430可以被理解为分别接通各个区域与各个驱动电路电导通的桥梁,每一驱动电路都能够被单独控制以触发发光。
光子晶体结构500包括多个绿色光子晶体510和多个红色光子晶体520,绿色光子晶体510和红色光子晶体520分别位于第一区域201和第二区域202,绿色光子晶体510和红色光子晶体520被透光的n型电极层210覆盖。绿色光子晶体510和红色光子晶体520作为颜色转换层能分别将蓝光多量子阱层240发出的蓝光转化为绿光和红光,且光还能扩散到整个发光面。
绿色光子晶体510和红色光子晶体520皆贯穿缓冲层220并延伸至n-GaN层230,绿色光子晶体510包括第一晶体孔511和填充第一晶体孔511的绿色量子点512,红色量子晶体520包括第二晶体孔521和填充第二晶体孔521的红色量子点522。绿色量子点512和红色量子点522为光转化材料。
需要说明的是,红色量子点层和绿色量子点层的材料可以为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。
在本发明实施例的Mini-LED/Micro-LED全彩显示器件中,颜色转换层(即光子晶体结构500)位于第一区域201和第二区域202内的缓冲层220和n-GaN层230内,而第三区域203未设置光子晶体结构500,在此基础上,单独控制某一区域的发光时,参考图2,第一区域201和第二区域202接入电路,第一区域201内的绿色光子晶体510能够将蓝光多量子阱层240发出的蓝光转换为绿光并扩散到整个LED表面,第二区域202内的红色光子晶体520能够将蓝光多量子阱层240发出的绿光转换为红光并扩散到整个LED表面,参考图3,第三区域203中的蓝光多量子阱层240发光的蓝光能够直接扩散到整个LED表面。因此本方案将RGB三种颜色的发光控制在同一个LED(即发光单元)内,且当单独控制某一个颜色发光时,由于光在缓冲层220和n-GaN层230内的扩散作用,所以整个LED的表面都会显示单独控制的发光颜色。不同于传统RGB LED存在的不同颜色位于同一像素点的不同位置,本发明提供的方案可以实现同一像素点同一位置的不同颜色的发光控制。由于采用单颗LED即可实现RGB单独颜色控制,所以本发明能够将制备全彩LED显示面板所需要巨量转移的LED数量缩减到了原本的三分之一,大大降低了制造成本。另外,由于发明提供的方案可以实现同一像素点同一位置的不同颜色的发光控制,不同颜色发光时只需要控制某一区域的发光即可,某一区域发出的光能够扩散到整个LED的表面,解决了发光串扰。本发明提供的方案不同于传统显示面板还需要增加黑矩阵来阻隔相邻像素点之间的发光串扰。
在一实施例中,绿色光子晶体510和红色光子晶体520皆贯穿n-GaN层230至蓝光多量子阱层240的发光表面,隔离结构300贯穿蓝光多量子阱层240后还延伸进入n-GaN层230,光子晶体结构500与隔离结构300厚度方向交错。如此设置,第一方面,可增加蓝光在某一区域被转化的频次以确保出光面发光颜色的精准控制。第二方面,第三区域203发光时,可以避免第三区域203发出的蓝光扩散至第一区域201和第二区域202而被转化成红光和绿光,进而导致发光单元200的整个出光面出现红绿蓝多色显示的情形。
在一实施例中,发光单元200的的侧周还包覆有保护层270,保护层270还延伸至p型电极层260朝向驱动衬底100的一侧,且保护层270还设置有外露p型电极层260的第一开窗271、第二开窗272和第三开窗273,第一电极410嵌入第一开窗271,第二电极420嵌入第二开窗272,第三电极430嵌入第三开窗273。具体地,第一电极410、第二电极420和第三电极430还由各自所在的开窗延伸至保护层270与驱动衬底100之间且各个电极各自形成台阶结构,台阶结构确保了发光单元200与驱动衬底100间的连接稳固。
本发明还提供了一种基于光子晶体的Mini-LED/Micro-LED全彩显示器件的制备方法,本发明的Mini-LED/Micro-LED全彩显示器件的制备方法包括如下步骤:
步骤S10,参考图4,提供蓝光Mini-LED/Micro-LED芯片阵列20,蓝光Mini-LED/Micro-LED芯片阵列20包括多个蓝光Mini-LED/Micro-LED芯片30,蓝光Mini-LED/Micro-LED芯片30包括由下至上依次堆叠于蓝宝石衬底40上的缓冲层220、n-GaN层230、蓝光多量子阱层240、p-GaN层250、p型电极层250和控制电极400,控制电极400包括间隔设置的第一电极410、第二电极420和第三电极430。需要说明的是,在传统工艺制备蓝光LED的流程中,最后一步采用光刻、刻蚀工艺制备氧化物保护层270时,通过更改光刻掩膜版设计,预留三个接触窗口,在三个接触窗口内形成前文所述的三个电极,以用于后续控制不同区域的发光。
步骤S20,参考图4,采用聚焦离子束加工或者光刻和蚀刻的方式在蓝光Mini-LED/Micro-LED芯片30上形成贯穿p型电极层260、p-GaN层250和蓝光多量子阱层240的隔离孔310,隔离孔310将蓝光Mini-LED/Micro-LED芯片30划分为第一区域201、第二区域202和第三区域203,隔离孔310还使第一电极410落入第一区域201,使第二电极420落入第二区域202,使第三电极430落入第三区域203。
步骤S30,参考图5,提供加工衬底50,采用转移的方式将整片带有Mini-LED/Micro-LED芯片阵列20的转移到加工衬底50并剥离蓝宝石衬底40。
步骤S40,参考图6,采用离子体刻蚀或纳米压印的方式在Mini-LED/Micro-LED芯片30上形成贯穿缓冲层220并延伸至n-GaN层230的多个第一晶体孔511和多个第二晶体孔521,第一晶体孔511位于第一区域201,第二晶体孔521位于第二区域202。第一晶体孔511和第二晶体孔521的形状不限。
步骤S50,参考图7,采用电沉积或者喷墨打印的方式在第一晶体孔511内填充绿色量子点512,且采用电沉积或者喷墨打印的方式在第二晶体孔521内填充红色量子点522。第一晶体孔511和绿色量子点512组合形成绿色光子晶体510,第二晶体孔521和绿色量子点522组合形成红色光子晶体520。
步骤S60,采用磁控溅射工艺在各个晶体孔上沉积透明顶电极以形成n型电极层210。n型电极层210覆盖绿色光子晶体和红色光子晶体。
步骤S70,将带有晶体孔和量子点的Mini-LED/Micro-LED芯片阵列20转移至驱动衬底100上,形状图1所示的Mini-LED/Micro-LED全彩显示器件10。
需要解释说明的是,在形成隔离孔310的步骤后,还可以在隔离孔310内填充吸光材料。另外,在形成隔离孔310的步骤中,还可以使隔离孔310贯穿蓝光多量子阱层240后还延伸进入n-GaN层230,在形成晶体孔的步骤中,使各个晶体孔贯穿n-GaN层230至蓝光多量子阱层240的发光表面,并使各个晶体孔与隔离孔310在厚度方向相互交错。
虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明,但应当理解,所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质,所以应当理解,上述实施方式不限于任何前述的细节,而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释,因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种基于光子晶体的Mini-LED/Micro-LED全彩显示器件,其特征在于,包括:
驱动衬底,设置有驱动电路,所述驱动电路包括第一驱动电路、第二驱动电路和第三驱动电路;
发光单元,键合于所述驱动衬底,所述发光单元包括依次堆叠设置的n型电极层、缓冲层、n-GaN层、蓝光多量子阱层、p-GaN层和p型电极层;
其中,所述发光单元还设置有隔离结构、控制电极和光子晶体结构;
所述隔离结构贯穿所述p型电极层、所述p-GaN层和所述蓝光多量子阱层,以将所述发光单元划分为不重叠的第一区域、第二区域和第三区域;
所述控制电极包括设置于所述p型电极层与所述驱动衬底之间的第一电极、第二电极和第三电极,所述第一电极连接所述第一区域与所述第一驱动电路,所述第二电极连接所述第二区域与所述第二驱动电路,所述第三电极连接所述第三区域与所述第三驱动电路;
所述光子晶体结构包括多个绿色光子晶体和多个红色光子晶体,所述绿色光子晶体和所述红色光子晶体分别位于所述第一区域和所述第二区域;所述绿色光子晶体和所述红色光子晶体皆贯穿所述缓冲层并延伸至所述n-GaN层;所述绿色光子晶体包括第一晶体孔和填充所述第一晶体孔的绿色量子点,所述红色量子晶体包括第二晶体孔和填充所述第二晶体孔的红色量子点。
2.根据权利要求1所述的基于光子晶体的Mini-LED/Micro-LED全彩显示器件,其特征在于,所述绿色光子晶体和所述红色光子晶体皆贯穿所述n-GaN层至所述蓝光多量子阱层的发光表面,所述隔离结构贯穿所述蓝光多量子阱层后还延伸进入所述n-GaN层,所述光子晶体结构与所述隔离结构厚度方向交错。
3.根据权利要求1所述的基于光子晶体的Mini-LED/Micro-LED全彩显示器件,其特征在于,所述隔离结构包括沿所述发光单元厚度方向延伸的隔离孔。
4.根据权利要求3所述的基于光子晶体的Mini-LED/Micro-LED全彩显示器件,其特征在于,所述隔离结构还包括填充进所述隔离孔内的吸光材料。
5.根据权利要求1所述的基于光子晶体的Mini-LED/Micro-LED全彩显示器件,其特征在于,所述n型电极层覆盖所述绿色光子晶体和所述红色光子晶体。
6.根据权利要求1所述的基于光子晶体的Mini-LED/Micro-LED全彩显示器件,其特征在于,所述发光单元的侧周还包覆有保护层,所述保护层还延伸至所述p型电极层朝向所述驱动衬底的一侧,且所述保护层还设置有外露所述p型电极层的第一开窗、第二开窗和第三开窗,所述第一电极嵌入所述第一开窗,所述第二电极嵌入所述第二开窗,所述第三电极嵌入所述第三开窗。
7.根据权利要求6所述的基于光子晶体的Mini-LED/Micro-LED全彩显示器件,其特征在于,所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极还由各自所在的开窗延伸至所述保护层与所述驱动衬底之间且各个电极各自形成台阶结构。
8.一种基于光子晶体的Mini-LED/Micro-LED全彩显示器件的制备方法,其特征在于,所述Mini-LED/Micro-LED全彩显示器件的制备方法包括如下步骤:
提供蓝光Mini-LED/Micro-LED芯片阵列,所述蓝光Mini-LED/Micro-LED芯片阵列包括多个蓝光Mini-LED/Micro-LED芯片,所述蓝光Mini-LED/Micro-LED芯片包括由下至上依次堆叠于蓝宝石衬底上的缓冲层、n-GaN层、蓝光多量子阱层、p-GaN层、p型电极层和控制电极,所述控制电极包括间隔设置的第一电极、第二电极和第三电极;
采用聚焦离子束加工或者光刻和蚀刻的方式在所述蓝光Mini-LED/Micro-LED芯片上形成贯穿所述p型电极层、所述p-GaN层和所述蓝光多量子阱层的隔离孔,所述隔离孔将所述蓝光Mini-LED/Micro-LED芯片划分为不重叠的第一区域、第二区域和第三区域,所述隔离孔还使所述第一电极落入所述第一区域,使所述第二电极落入所述第二区域,使所述第三电极落入所述第三区域;
提供加工衬底,采用键合的方式将整片带有所述Mini-LED/Micro-LED芯片阵列的晶圆转移到所述加工衬底上并剥离所述蓝宝石衬底;
采用纳米压印和离子体刻蚀的方式在所述Mini-LED/Micro-LED芯片上形成贯穿所述缓冲层并延伸至所述n-GaN层的多个第一晶体孔和多个第二晶体孔,所述第一晶体孔位于所述第一区域,所述第二晶体孔位于所述第二区域;
采用电沉积或者喷墨打印的方式在所述第一晶体孔内填充绿色量子点,且采用电沉积或者喷墨打印的方式在所述第二晶体孔内填充红色量子点;
采用磁控溅射工艺在各个晶体孔上沉积透明顶电极以形成n型电极层;
将带有晶体孔和量子点的Mini-LED/Micro-LED芯片阵列转移至驱动衬底上。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,在形成所述隔离孔的步骤后,所述制备方法还包括在所述隔离孔内填充吸光材料的步骤。
10.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,在形成所述隔离孔的步骤中,使所述隔离孔贯穿所述蓝光多量子阱层后还延伸进入所述n-GaN层;在形成晶体孔的步骤中,使各个晶体孔贯穿所述n-GaN层至所述蓝光多量子阱层的发光表面,并使各个晶体孔与所述隔离孔在厚度方向相互交错。
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