基于色转的多色微显示芯片及其制备方法与流程

本发明涉及半导体，尤其是指一种基于色转的多色微显示芯片及其制备方法。

背景技术：

1、在led领域，彩色显示主要由rgb三色子像素构成母象素并进行不同配比的合光产生。理论上光谱上的各种颜色都可以有红色r、绿色g、蓝色b三种原色匹配产生。我们对物体产生某种颜色感觉，一方面决定于外界物体对人眼的物理刺激的特性，另一方面又决定于人眼处理刺激的视觉特性，但是最终对颜色的标定必须符合人眼的视觉规律，而人眼视网膜拥有两种类型的感光细胞，即视锥细胞和视杆细胞，视杆细胞用于感知光强，主要在暗光环境下工作，视锥细胞用于感知颜色，主要在强光环境下工作，锥细胞又分为蓝色视锥细胞，绿色视锥细胞和红色视锥细胞这三种类型。为了使得人眼视网膜能够更好的感知相应的颜色，在led显示屏进行配光时，红、绿、蓝三原色或两原色的亮度需要达到特定的比例，才能达到理想的彩色显示效果。

2、但是在微显示领域，例如在m icro-led显示领域中，芯片尺寸相较于常规的led芯片来说，其尺寸大幅度减小，随着尺寸的减小，红色像素亮度衰减比较严重，按照常规的彩色像素布局方式，难以达到特定的亮度比例，从而无法达到理想的彩色显示效果，无法满足生产和使用需求。

技术实现思路

1、为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中微显示芯片彩色显示效果不佳的缺陷。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于色转的多色微显示芯片，包括，

3、母像素，所述母像素包括至少四个子像素，所述母像素中至少两个子像素的出光颜色不同，且具有出光颜色为红色的子像素，出光颜色为红色的子像素的数量不小于母像素中全部子像素数量的50％，每个出光颜色为红色的子像素均包括激发像素和红光色转件，所述红光色转件位于激发像素的出光路径上以用于形成出光颜色为红色的子像素；

4、驱动晶圆，所述子像素均与所述驱动晶圆电连接；

5、第一像素层，所述第一像素层沿z方向堆叠在所述驱动晶圆上，所述第一像素层中设置有激发像素；

6、第二像素层，所述第二像素层沿z方向堆叠在所述第一像素层上，所述第二像素层中设置有出光颜色为绿色的子像素以及红光色转件，每个所述红光色转件和激发像素一一对应。

7、在本发明的一个实施方案中，所述第二像素层中设置有填充孔，每个所述填充孔中均填充有所述红光色转件。

8、在本发明的一个实施方案中，所述填充孔沿x方向的长度不小于所述激发像素在x方向的最大长度，所述x方向和z方向相垂直。

9、在本发明的一个实施方案中，所述填充孔的内壁上形成有隔绝层，所述隔绝层为金属反射层或吸光层。

10、在本发明的一个实施方案中，所述隔绝层的厚度为50nm～2um。

11、在本发明的一个实施方案中，所述第一像素层中还设置有出光颜色为蓝色的子像素，所述激发像素的出光颜色也为蓝色。

12、在本发明的一个实施方案中，所述激发像素、出光颜色为蓝色的子像素以及出光颜色为绿色的子像素均呈梯形或圆柱形。

13、在本发明的一个实施方案中，所述驱动晶圆上设置有阳极触点和阴极触点，所述激发像素、出光颜色为蓝色的子像素以及出光颜色为绿色的子像素均包括像素主体，所述第一像素层和第二像素层均包括绝缘本体，所述第一像素层和第二像素层中的像素主体均包覆于所述绝缘本体内部，每个所述像素主体靠近所述驱动晶圆的一侧均设置有键合金属件，所述键合金属件与对应的所述阳极触点电连接，每个所述像素主体的外部均包覆有绝缘钝化层，所述键合金属件位于所述绝缘钝化层内部，所述绝缘钝化层的上部具有开口，所述绝缘钝化层的外部包覆有共阴极层，所述像素主体通过所述开口和所述共阴极层电连接，所述共阴极层用于和所述阴极触点电连接。

14、在本发明的一个实施方案中，所述像素主体均包括沿z方向依次设置的p型半导体层、有源层和n型半导体层，所述p型半导体层靠近所述驱动晶圆的一侧均设置有所述键合金属件，所述n型半导层通过所述开口和所述共阴极层电连接。

15、在本发明的一个实施方案中，所述第二像素层中出光颜色为绿色的子像素的键合金属件由穿过第一像素层的阳极连接件电连接至对应的阳极触点，所述第一像素层中均设置有与所述阳极连接件相对应的阳极孔，所述阳极孔中填充有所述阳极连接件。

16、在本发明的一个实施方案中，第一像素层和第二像素层的交界面上开设有所述阳极孔，所述阳极孔内填充的阳极连接件的顶面低于所述交界面而形成凹陷部，出光颜色为绿色的子像素的键合金属件嵌入第一像素层的对应阳极孔的凹陷部中而与所述阳极连接件电接触；或者，

17、所述阳极孔内填充的阳极连接件的顶面高于所述交界面而形成凸起部，出光颜色为绿色的子像素的键合金属件与下方相邻像素层的对应的阳极连接件的凸起部相嵌合。

18、在本发明的一个实施方案中，所述第一像素层中还设置有阴极孔，所述阴极孔中填充有阴极连接件，所述阴极连接件均与阴极触点电连接，所述第二像素层中的共阴极层均通过所述阴极连接件和阴极触点电连接。

19、在本发明的一个实施方案中，第一像素层和第二像素层的交界面上也覆盖有所述绝缘钝化层，所述交界面的绝缘钝化层上部也覆盖有所述共阴极层，所述共阴极层上部设置有金属网栅层。

20、在本发明的一个实施方案中，第一像素层中出光颜色为蓝色的子像素所出射的光线经由第一像素层中的第一缺口射出，所述第一缺口开设在所述金属网栅层上，所述第一缺口在x方向上的长度大于下层对应的出光颜色为蓝色的子像素的顶面长度，其中，所述x方向和z方向相垂直。

21、在本发明的一个实施方案中，所述第一像素层中的所述阳极连接件贯穿一辅助像素之后与驱动晶圆上对应的阳极触点电连接，所述辅助像素位于所述第一像素层中。

22、在本发明的一个实施方案中，所述第二像素层的上部连接有至少一个透镜，所述透镜和所述母像素一一对应，或者，每个所述透镜和所述子像素一一对应。

23、一种基于色转的多色微显示芯片的制备方法，包括，

24、步骤m1、制备驱动晶圆；

25、步骤m2、在所述驱动晶圆上沿z方向依次堆叠设置第一像素层和第二像素层，使得所述第一像素层中设置有激发像素，所述第二像素层中设置有出光颜色为绿色的子像素以及红光色转件，每个所述红光色转件和激发像素一一对应，每个所述红光色转件位于对应的激发像素的出光路径上以激发形成出光颜色为红色的子像素，并使得所述子像素均与所述驱动晶圆电连接，以利用所述驱动晶圆驱动所述子像素发光。

26、在本发明的一个实施方案中，在步骤m2之后，还在所述第二像素层的上部连接至少一个透镜，使得所述透镜和所述母像素一一对应，或者，使得每个所述透镜和所述子像素一一对应。

27、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

28、本发明所述的基于色转的多色微显示芯片及其制备方法，有效增加了红色子像素的数量，从而可以有效控制母像素中红光的衰减，进而保证理想的彩色显示效果。