本发明涉及半导体,尤其涉及一种发光二极管芯片及其制备方法、显示基板。
背景技术:
1、在全彩显示方面,微型发光二极管芯片由于尺寸小、集成度高和自发光等特点,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很大的优势,但全彩发光二极管芯片因为红光效率低,导致无法商用。
2、量子点色转换技术只需要整体地制造具有极高像素密度的蓝光发光二极管芯片,通过图案化的量子点色转换阵列将其部分蓝光发光二极管芯片的出射光分别转换成红色光和绿色光,从而实现全彩化显示。因此,量子点发光二极管芯片被作为实现全彩色化发光二极管芯片显示的一条重要途径。然而,保证量子点发光二极管芯片微型轻薄化和激发可靠性是目前尚未攻克的难题。
3、因此,如何提高量子点发光二极管芯片的微型轻薄化和激发可靠性,是亟需解决的问题。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足,本申请的目的在于提供一种发光二极管芯片及其制备方法、显示基板,旨在解决如何提高量子点发光二极管芯片的微型轻薄化和激发可靠性的问题。
2、本申请实施例提供一种发光二极管芯片的制备方法,包括:提供生长衬底,于生长衬底的一侧形成磊晶外延结构;磊晶外延结构包括:沿背离生长衬底的方向依次层叠的第一型半导体层、多量子阱层和第二型半导体层;提供临时基板,将磊晶外延结构键合至临时基板,并去除生长衬底,以暴露出第一型半导体层;于第一型半导体层中形成纳米空腔结构;于纳米空腔结构中注入量子点;形成发光二极管芯片。
3、本申请实施例中,发光二极管芯片采用如上方法制备,通过在第一型半导体层中形成纳米空腔结构,有利于提高量子点发光二极管芯片的微型轻薄化。其次,在第一型半导体层中形成的纳米空腔结构,为后续注入量子点提供了均匀分布的纳米级孔状注入口,使得量子点可以流入纳米空腔结构底部,保证了量子点的均匀分布。并且,量子点被纳米空腔结构周围的第一型半导体层包覆,形成了封闭的量子点激发环境,避免了水氧对量子点发光稳定性造成的不良影响。如此,保证了量子点发光二极管芯片的激发可靠性。
4、可选地,第一型半导体层包括:沿背离生长衬底的方向依次层叠的第一型量子点注入层、第一型本征半导体层和第一型电子注入层;于第一型半导体层中形成纳米空腔结构,包括:于第一型量子点注入层中形成纳米空腔结构。
5、本申请实施例中,第一型本征半导体层可以作为第一型量子点注入层以及第一型电子注入层之间的隔离层,使得第一型量子点注入层和第一型电子注入层之间不受干扰,进一步保证了量子点发光二极管芯片的激发可靠性。
6、可选地,纳米空腔结构采用阳极氧化工艺形成。
7、本申请实施例中,采用阳极氧化工艺作用于第一型量子点注入层,一方面,有利于在第一型量子点注入层内形成多个均匀分布的纳米空腔结构。如此,第一型量子点注入层背离第一型本征半导体层的表面具有多个均匀分布的纳米空腔,便于后续注入的量子点分布均匀。另一方面,阳极氧化工艺操作简单,降低了制备工艺的难度并提升了良率,有利于缩减成本。
8、可选地,于纳米空腔结构中注入量子点,包括:形成覆盖第一型半导体层的隔绝膜;图形化隔绝膜,在隔绝膜中形成量子点注入口;量子点注入口用于定义发光二极管芯片的光转换区域;将量子点与有机溶液的混合液,通过量子点注入口注入纳米空腔结构位于光转换区域内的纳米空腔。
9、本申请实施例中,采用有机溶液以载体的方式搭载量子点进入纳米空腔结构,由于有机溶液在有限的时间内挥发,因此,可以保证最终纳米空腔结构内仅留有量子点。并且,本申请实施例中,还可以利用图形化的隔绝膜,进行不同颜色量子点的注入,以利于实现发光二极管芯片的全彩化。
10、可选地,有机溶液包括甲苯或者丙酮。
11、可选地,于有机溶液挥发去除之后,制备方法还包括:解键合临时基板和发光二极管芯片,以将发光二极管芯片转移至驱动背板。
12、可选地,于纳米空腔结构中注入量子点之后,制备方法还包括:于第一型半导体层背离临时基板的表面形成封装层。
13、本申请实施例中,封装层覆盖第一型半导体层背离临时基板的表面,可以对纳米空腔结构的纳米空腔进一步进行了封装,有利于进一步提高量子点激发环境的封闭性,进而保证了量子点发光二极管芯片的激发可靠性。
14、基于同样的发明构思,本申请实施例还提供一种发光二极管芯片,包括:层叠设置的第二型半导体层、多量子阱层和第一型半导体层;其中,第一型半导体层包括:沿背离多量子阱层的方向层叠设置的第一型电子注入层、第一型本征半导体层和第一型量子点注入层;第一型量子点注入层具有纳米空腔结构以及注入纳米空腔结构中纳米空腔的量子点。
15、本申请实施例中,发光二极管芯片采用如上结构,于第一型半导体层中设置第一型量子点注入层,可以利用第一型量子点注入层中的纳米空腔结构用于容置量子点,从而有利于提高量子点发光二极管芯片的微型轻薄化。其次,纳米空腔结构具有均匀分布的纳米级的孔状注入口,也即,纳米空腔,量子点通过纳米空腔流入至纳米空腔结构的底部,保证了量子点的均匀分布。并且,量子点被纳米空腔结构周围的第一型半导体层包覆,形成了封闭的量子点激发环境,避免了水氧对量子点发光稳定性造成的不良影响。如此,保证了量子点发光二极管芯片的激发可靠性。
16、可选地,发光二极管芯片位于第一型量子点注入层背离第一型本征半导体层表面的封装层。
17、本申请实施例中,封装层覆盖第一型量子点注入层背离第一型本征半导体层的表面,可以对纳米空腔结构的纳米空腔进一步进行了封装,有利于进一步提高量子点激发环境的封闭性,进而保证了量子点发光二极管芯片的激发可靠性。
18、基于同样的发明构思,本申请实施例还提供一种显示基板,包括:驱动背板以及设置于驱动背板上的多个发光二极管芯片;其中,至少一个发光二极管芯片包括如前述方案所述的发光二极管芯片。
19、本申请实施例中,显示基板中至少一个发光二极管芯片采用如前述方案所述的发光二极管芯片。前述发光二极管芯片所具有的技术优势,该显示基板也均具备。
1.一种发光二极管芯片的制备方法,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的发光二极管芯片的制备方法,其特征在于,所述第一型半导体层包括:沿背离所述生长衬底的方向依次层叠的第一型量子点注入层、第一型本征半导体层和第一型电子注入层;
3.如权利要求1或2所述的发光二极管芯片的制备方法,其特征在于,所述纳米空腔结构采用阳极氧化工艺形成。
4.如权利要求1所述的发光二极管芯片的制备方法,其特征在于,所述于所述纳米空腔结构中注入量子点,包括:
5.如权利要求4所述的发光二极管芯片的制备方法,其特征在于,于所述有机溶液挥发去除之后,所述制备方法还包括:
6.如权利要求4所述的发光二极管芯片的制备方法,其特征在于,所述量子点与有机溶液的混合液采用喷涂方式注入所述纳米空腔。
7.如权利要求1所述的发光二极管芯片的制备方法,其特征在于,所述于所述纳米空腔结构中注入量子点之后,所述制备方法还包括:
8.一种发光二极管芯片,其特征在于,包括:层叠设置的第二型半导体层、多量子阱层和第一型半导体层;其中,
9.如权利要求8所述的发光二极管芯片,其特征在于,还包括:位于所述第一型量子点注入层背离所述第一型本征半导体层表面的封装层。
10.一种显示基板,其特征在于,包括:驱动背板以及设置于所述驱动背板上的多个发光二极管芯片;其中,至少一个所述发光二极管芯片如权利要求8或9所述。