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CN111834421A - 一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件及其制造方法 - Google Patents

一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件及其制造方法 Download PDF

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CN111834421A CN202010539826.0A CN202010539826A CN111834421A CN 111834421 A CN111834421 A CN 111834421A CN 202010539826 A CN202010539826 A CN 202010539826A CN 111834421 A CN111834421 A CN 111834421A
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Abstract

本发明涉及一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件及其制造方法，该发明第一接触电极和第二、第三接触电极SCE1和SCE2之间分别施加一个小功率可变输入信号，在第一接触电极和第四、第五接触电极TCE1和TCE2之间分别施加一个正向偏置电压，驱动B单元内蓝光发光芯片发出蓝光，R单元内的蓝光发光芯片发出蓝光进而激发红色转换层发出红光，在所述G单元内的阴极和透明阳极之间施加电压，激发出绿光，从而实现全彩化显示；本发明第一、第二三极管对所述输入信号的功率放大，实现用小功率输入信号驱动所述发光芯片发光，还可以有效降低发光器件的驱动电路设计复杂度，提高显示装置的集成度。

Description

一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件及其制造方法
技术领域
本发明涉及显示半导体发光器件设计领域，一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件及其制造方法。
背景技术
发光二极管(LED)凭借其寿命长、体积小、低功耗、高亮度、响应速度快等诸多优点在显示方面的应用越来越广泛。然而，随着信息技术的快速发展，传统的显示技术已无法满足现有的需求，新型低功耗、高亮度、宽色域、超高解析度的微显示技术变得越来越重要。微米级发光二极管(μLED)是指将传统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，可广泛应用软性、透明显示器、AR、VR等领域，是最具潜力的下一代显示设备之一。相比OLED和LCD显示，μLED显示色彩更容易准确调试，发光寿命长和亮度高，是唯一能够具备驱动、发光、及信号传输为一体的高发光效率低功耗器件，并实现超大规模集成发光单元的显示器件。
通常LED都是单色光源，要想应用在显示上必须解决全彩化问题。目前对于实现μLED全彩显示的方法主要有RGB三基色芯片法、uv/蓝光μLED+颜色转换层的色彩转换法、纳米柱RGB像素光源、光学棱镜合成法以及Chromover波长变换技术。对于RGB三基色芯片法，要在同一衬底上生长不同波长的RGB三色工艺上芯片还比较困难，而且三色要分别驱动，驱动电路复杂、成本高。其他制备方法也存在全彩显示偏差、光转换效率低、发光介质涂覆不均匀、制备成本高、加工条件苛刻、不利于大面积生产等问题，因此不利于高品质商业化LED产品的实现和应用。中国专利CN201810863787.2公开了一种基于无机/有机半导体混合杂化结构的全色型micro-LED器件及其制备方法，在同一衬底上制备了RGB三基色模块，其中，蓝光部分为GaN外延片，红光和绿光为蒸镀的有机材料，此技术结合了有机半导体材料和无机半导体材料，具有高效率、宽色域、低功耗等优点，但其外围放大驱动电路较为复杂，成本较高，不利于高集成度系统的构建。
当下市面上的LED无论是垂直结构还是倒装结构，基本都是两电极驱动，即只存在两接触电极作用于LED两端。而这种驱动方式虽然较为通用，但是控制芯片输出的小功率信号往往不能直接驱动LED，中间需要进行功率放大。这些功率放大电路将显著提高驱动电路的设计复杂度。特别是对于μLED，复杂的驱动电路不利于高集成度系统的构建。
为了解决以上问题，本发明提供一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件及其制造方法。该发明第一接触电极和第二、第三接触电极SCE1和SCE2之间分别施加一个小功率可变输入信号，在第一接触电极和第四、第五接触电极TCE1和TCE2之间分别施加一个正向偏置电压，驱动B单元内蓝光发光芯片发出蓝光，R单元内的蓝光发光芯片发出蓝光进而激发红色转换层发出红光，在所述G单元内的阴极和透明阳极之间施加电压，激发出绿光，从而实现全彩化显示；同时，第一、第二三极管对所述输入信号的功率放大，实现用小功率输入信号驱动所述发光芯片发光，还可以有效降低发光器件的驱动电路设计复杂度，提高显示装置的集成度。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件及其制造方法，该器件中的第一第二三极管可以起到对所述输入信号的功率放大作用，实现用小功率输入信号驱动蓝光发光芯片发光；同时，所述第一第二三极管还可以有效降低发光器件的驱动电路设计复杂度，提高显示装置的集成度。
本发明采用以下方案实现：包括衬底及设置于衬底上且沿横向依次构成的用于显示红光的R单元、用于显示蓝光的B单元和用于显示绿光的G单元；所述R单元包括设置于衬底上的缓冲层、设置于缓冲层上的第一三极管、从下至上依次设置于第一三极管上的第一蓝光发光芯片和色彩转换层；所述B单元包括设置于衬底上的缓冲层、设置在所述缓冲层上的第二三极管、从下至上设置在所述第二三极管上的第二蓝光芯片和用于部分反射蓝光的第二分布式布拉格反射层DBR2；所述G单元从下至上包括阴极、电子注入层、电子传输层、绿光发光层、空穴传输层、空穴注入层和透明阳极；所述第一三极管和所述第二三极管对所输入信号的功率进行放大，用以实现用小功率输入信号驱动所述第一蓝光发光芯片和所述第二蓝光发光芯片发光。
进一步地，所述色彩转换层包括从下至上依次设置的用于显示红光的红色光转换层和第一分布式布拉格反射层DBR1。
进一步地，所述第一三极管从下至上包括第一半导体层、第二半导体层、第三半导体层，以及从第一半导体层引出的第一接触电极、从第二半导体层R单元内引出的第二接触电极SCE1；所述第一蓝光发光芯片从下至上包括第三半导体层、第一蓝光发光层、第四半导体层以及从第四半导体层R单元内引出的第四接触电极TCE1；所述第二三极管从下至上包括第一半导体层、第五半导体层、第六半导体层，以及从第一半导体层引出的第一接触电极、从第二半导体层B单元内引出的第三接触电极SCE2；所述第二蓝光发光芯片从下至上包括第六半导体层、第二蓝光发光层、第七半导体层以及从第七半导体层B单元内引出的第五接触电极TCE2；所述R单元与所述B单元共用同一第一接触电极；在所述第一接触电极和第二接触电极SCE1以及在所述第一接触电极和第三接触电极SCE2之间分别施加一个可变输入信号，在所述第一接触电极和第四接触电极TCE1以及在所述第一接触电极和第五接触电极TCE2之间分别施加一个正向偏置电压，驱动所述B单元内第二蓝光发光芯片发出蓝光，R单元内的第一蓝光发光芯片发出蓝光进而激发红色光转换层发出红光，再在所述G单元内的阴极和透明阳极之间施加电压，激发出绿光，用以实现全彩化显示；
所述第二半导体层和第五半导体层采用同一种材料，所述第三半导体层和第六半导体层采用同一种材料，所述第四半导体层和第七半导体层采用同一种材料。
进一步地，所述第一蓝光发光层激发所述红色光转换层得到R单元内的红光，所述红色光转换层采用红色量子点材料或荧光粉或两者与其他聚合物的结合体。
进一步地，所述的第一半导体层为N型半导体层，所述第二半导体层为P型半导体层，所述第三半导体层为N型半导体层，所述第四半导体层为P型半导体层，并且所述第五半导体层为P型半导体层，第六半导体层为N型半导体层，第七半导体层为P型半导体层或所述第一半导体层为P型半导体层、第二半导体层为N型半导体层、第三型半导体层为P型半导体层、第四半导体层为N型半导体层，并且所述第五半导体层为N型半导体层，第六半导体层为P型半导体层，第七半导体层为N型半导体层。
进一步地，所述第一半导体层为重掺杂浓度的半导体层，比所述第二半导体层的掺杂浓度高1至5个数量级；所述第二半导体层与所述第五半导体层的厚度相同，为0.5nm至2μm；所述第二半导体层的主体材料包括但不限于GaAs、GaP、GaN、ZnSe、SiC、Si、ZnSe、石墨烯、黑磷、MoS2、CNT，CuPc、Alq3有机半导体材料。
进一步地，所述第一半导体层的厚度为0.5μm至5μm，所述第三半导体层的厚度和所述第六半导体层的厚度均为0.5μm至5μm，所述第四半导体层的厚度和所述第七半导体层的厚度均为10nm至2μm；所述第一半导体层、第三半导体层、第四半导体层的主体材料包括但不限于GaAs、GaP、GaN、ZnSe、SiC、Si、ZnSe无机半导体材料及CuPc、Alq3有机半导体材料。
进一步地，所述第一接触电极与所述第一半导体层形成欧姆接触；所述第二接触电极SCE1和所述第二半导体层形成欧姆接触；所述第三接触SCE2和所述第五半导体层形成欧姆接触；所述第四接触电极TCE1与所述第四半导体层形成欧姆接触；所述第五电极TCE2所述第七半导体层形成欧姆接触。
进一步地，当第一半导体层为N型半导体层、第二半导体层为P型半导体层、第三半导体层为N型半导体层、第四半导体层为P型半导体层，并且第五半导体层为P型半导体层、第六半导体层为N型半导体层、第七半导体层为P型半导体层时，施加在第一接触电极和第二电极SCE1、第三电极SCE2之间的电压信号为正极性，施加在第一接触电极和第四电极TCE1、第五电极TCE2之间的电压信号为正极性；
当第一半导体层为P型半导体层、第二半导体层为N型半导体层、第三半导体层为P型半导体层、第四半导体层为N型半导体层，并且第五半导体层为N型半导体层、第六半导体层为P型半导体层、第七半导体层为N型半导体层时，施加在第一接触电极和第二电极SCE1、第三电极SCE2之间的电压信号为负极性，施加在第一接触电极和第四电极TCE1、第五电极TCE2之间的电压型号为负极性。
进一步地，施加在第一接触电极和第二电极SCE1、第三电极SCE2之间的电压幅值小于施加在第一接触电极和第四电极TCE1、第五电极TCE2之间的电压幅值。
进一步地，所述的第一蓝光发光层和所述第二蓝光发光层均由多量子阱有源层、用于提高载流子复合效率的空穴阻挡层或电子阻挡层组成；或者均由具有发光功能的有机薄膜和用于提高载流子复合效率的功能层组成；再或者均由具有发光功能的纳米材料薄膜及用于提高载流子复合效率的功能层组成。
进一步地，所述G单元采用有机发光二极管或者量子点发光二极管QLED；其中，采用有机发光二极管时所述绿光发光层采用的是有机薄膜绿光发光层；采用量子点发光二极管QLED时所述绿光发光层采用的是量子点绿光发光层。
进一步地，所述第一分布式布拉格反射层DBR1用于全反射蓝光、高透射红光，所述第二分布式布拉格反射层DBR2用于反射部分蓝光、调节出光强度，从而调控RGB三色光的出光比例，用以更好的实现全彩显示；其中，所述第一分布式布拉格反射层DBR1和所述第二分布式布拉格反射层DBR2均由具有高折射率和低折射率的两种薄膜堆叠而成，各层薄膜厚度由
Figure BDA0002536977630000071
确定，n为薄膜折射率，d为薄膜厚度，θ为光入射角，λ为中心波长，q为常数，q≥0，且当q为正奇数时，反射率有极值，设DBR的薄膜堆叠层数为x、y，则两者均为N或等于N+0.5，N为正整数。
进一步地，所述高折射率和低折射率薄膜的组合包括但不限于：TiO2/Al2O3、TiO2/SiO2、Ta2O5/Al2O3或HfO2/SiO2.
较佳的，本发明还提供一种基于三极管调控型的混合结构全彩化显示器件的制造方法，包括以下步骤：
步骤S1：提供一衬底，在衬底上依次生长一层缓冲层、三层半导体层、一层蓝光发光层、一层半导体层；且预留出G单元的位置；
步骤S2：将上述层刻蚀至露出部分缓冲层上的第二层半导体层，形成阵列化模块；
步骤S3：继续刻蚀至露出缓冲层上的第一层半导体层，并将阵列化模块划分为R单元与B单元，其中R单元与B单元共用缓冲层以及缓冲层上的第一层半导体层；将R单元的层自下至上依次命名为缓冲层、第一半导体层、第二半导体层、第三半导体层、第一蓝光发光层、第四半导体层；将B单元中的层自下至上依次命名为缓冲层、第一半导体层、第五半导体层、第六半导体层、第二蓝光发光层、第七半导体层；
步骤S4：在第一半导体层上的最右侧生长第一接触电极，并在R、B单元中的第二半导体层和第五半导体层上分别生长第二电极SCE1、第三电极SCE2；
步骤S5：在R、B单元内的第四半导体、第七半导体表面分别生长第四接触电极TCE1和第五接触电极TCE2；
步骤S5：在R、B单元内的第四半导体和第七半导体表面分别生长第四接触电极TCE1和第五接触电极TCE2；
步骤S6：在R单元的第四接触电极TCE1表面通过沉积方式制备红色光转换层，其长度小于第四接触电极TCE1；
步骤S7：在R、B单元的红色光转换层、第五接触电极TCE2表面分别沉积第一分布式布拉格反射层DBR1和第二分布式布拉格反射层DBR2，通过调节分布式布拉格反射层的高低折射率薄膜的厚度和交替堆叠的薄膜层数来控制出射光的波长、反射光的波长及透射和反射的比例；所述第一分布式布拉格反射层DBR1用于全反射蓝光、高透射红光，所述第二分布式布拉格反射层DBR2用于反射部分蓝光、调节出光强度，从而调控RGB三色光的出光比例，用以更好的实现全彩显示，第一分布式布拉格反射层DBR1的长度与红色转换层长度相同，第二分布式布拉格反射层DBR2的长度小于第五接触电极TCE2。
步骤S8：在预留给G单元的位置上沉积绿光结构，依次包括阴极、电子注入层、电子传输层、绿光发光层、空穴传输层、空穴注入层和透明阳极，其中，阴极的长度大于其他功能层的长度。
进一步地，所述衬底包括蓝宝石、GaAs、GaP、GaN、ZnSe、SiC、Si、ZnSe。
进一步地，所述缓冲层、第一半导体层、第二半导体层、第三半导体层、第一蓝光发光层、第四半导体层、第五半导体层、第六半导体层、第七半导体层和第二蓝光发光层包括用外延、沉积、镀膜、组装、转移、贴合方式形成。
进一步地，所述的缓冲层、第一半导体层、第二半导体层、第三半导体层、第一蓝光发光层、第四半导体层、第五半导体层、第六半导体层、第七半导体层和第二蓝光发光层包括具有相同掺杂浓度的单层半导体结构或具有渐变或缓变掺杂浓度的多层半导体结构。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)对比寻常彩色LED，本发明提供的三极管调控型的混合结构全彩化显示器件，是将外围放大驱动电路集成在发光芯片中，多出一个驱动电极作为控制端，对输入信号的功率放大作用，实现用小功率输入信号驱动发光芯片，有效降低半导体显示器件装置特别是μLED显示装置的驱动电路设计复杂度，提高LED显示装置的集成度。
(2)本发明提供的第一接触电极和第二、第三接触电极之间分别施加一个小功率可变输入信号，在第一接触电极和第四、第五接触电极之间分别施加一个正向偏置电压，驱动B单元内蓝光芯片，R单元内的蓝光芯片发出蓝光激发红色转换层发出红光，G单元内的阴极和透明阳极之间施加电压，激发出绿光，从而实现全彩化显示。
(3)与传统彩色化发光二极管显示相比，本发明中B单元和R单元是三极发光管调控的半导体器件，G单元是成本低廉、加工工艺简单、发光颜色丰富、易于集成OLED或者QLED显示器件，制造方法简便、成本低，将电致发光、光致发光及色彩转换三者结合，能快速、有效在同一衬底上制备R、G、B显色模块，从而实现全彩化显示；且显色性、色纯度及转换效率高，有利于促进半导体显示，特别是μLED的产业化效率及市场竞争力。
(4)本发明所述第一、第二三极管可以起到对所述输入信号的功率放大作用，实现用小功率输入信号驱动所述发光芯片发光；同时，所述第一、第二三极管还可以有效降低发光器件的驱动电路设计复杂度，提高显示装置的集成度。
(5)本发明的器件可以起到对所述输入信号的功率放大作用，实现用小功率输入信号驱动LED，有效降低LED显示装置特别是μLED显示装置的驱动电路设计复杂度，提高LED显示装置的集成度。此外，本发明提供的制造方法简便、快速、有效，将电致发光、光致发光及色彩转换三者结合，在同一衬底上轻松制备R、G、B显色模块，实现全彩化显示。绿光模块可以是OLED或QLED，与三极发光管结合，形成无机/有机或无机/无机的新型混合结构全彩化三极发光管器件，能充分发挥两者的优势，在显示上具有独特的应用，将会大大促进半导体显示，特别是μLED的产业化效率及市场竞争力。
附图说明
图1为本发明实施例的全彩化显示器件截面示意图；其中，1为蓝宝石衬底，2为缓冲层，3为R单元，4为B单元，9为G单元，301为第一半导体层，302为第二半导体层或第五半导体层，303为第三半导体层或第六半导体层，304为第一蓝光发光层或第二蓝光发光层，305为第四半导体层或第七半导体层，4为第一接触电极，501和502分别为第二接触电极SCE1和第三接触电极SCE2，601和602分别为第四接触电极TCE1和第五接触电极TCE2，7为红光色转换层，801为第一分布式布拉格反射层DBR1，802为第一分布式布拉格反射层DBR2，901为阴极，902为电子注入层，903为电子传输层，904为绿光发光层，905为空穴传输层，906为空穴注入层，907为透明阳极。
图2为本发明实施例的全彩化显示器件的制备过程。
图3为本发明实施例的全彩化显示器件的驱动方法示意图。
图4为本发明实施例的全彩化显示器件的驱动等效电路。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如图1所示，本实施例提供一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件，包括衬底及设置于衬底上且沿横向依次构成的用于显示红光的R单元、用于显示蓝光的B单元和用于显示绿光的G单元；所述R单元包括设置于衬底上的缓冲层2、设置于缓冲层2上的第一三极管、从下至上依次设置于第一三极管上的第一蓝光发光芯片和色彩转换层；所述B单元包括设置于衬底上的缓冲层2、设置在所述缓冲层上的第二三极管、从下至上设置在所述第二三极管上的第二蓝光芯片和用于部分反射蓝光的第二分布式布拉格反射层DBR2802；所述G单元从下至上包括阴极901、电子注入层902、电子传输层903、绿光发光层904、空穴传输层905、空穴注入层906和透明阳极907；所述第一三极管和所述第二三极管对所输入信号的功率进行放大，用以实现用小功率输入信号驱动所述第一蓝光发光芯片和所述第二蓝光发光芯片发光。
在本实施例中，所述色彩转换层包括从下至上依次设置的用于显示红光的红色光转换层7和第一分布式布拉格反射层DBR1801。
在本实施例中，所述第一三极管从下至上包括第一半导体层301、第二半导体层302、第三半导体层303，以及从第一半导体层引出的第一接触电极4、从第二半导体层R单元内引出的第二接触电极SCE1501；所述第一蓝光发光芯片从下至上包括第三半导体层303、第一蓝光发光层304、第四半导体层305以及从第四半导体层R单元内引出的第四接触电极TCE1601；所述第二三极管从下至上包括第一半导体层301、第五半导体层302、第六半导体层303，以及从第一半导体层引出的第一接触电极4、从第二半导体层B单元内引出的第三接触电极SCE2502；所述第二蓝光发光芯片从下至上包括第六半导体层303、第二蓝光发光层304、第七半导体层305以及从第七半导体层B单元内引出的第五接触电极TCE2602；所述R单元与所述B单元共用同一第一接触电极4；在所述第一接触电极4和第二接触电极SCE1501以及在所述第一接触电极4和第三接触电极SCE2502之间分别施加一个可变输入信号，在所述第一接触电极4和第四接触电极TCE1601以及在所述第一接触电极4和第五接触电极TCE2602之间分别施加一个正向偏置电压，驱动所述B单元内第二蓝光发光芯片发出蓝光，R单元内的第一蓝光发光芯片发出蓝光进而激发红色光转换层发出红光，再在所述G单元内的阴极和透明阳极之间施加电压，激发出绿光，用以实现全彩化显示；
所述第二半导体层302和第五半导体层302采用同一种材料，所述第三半导体层303和第六半导体层303采用同一种材料，所述第四半导体层305和第七半导体层305采用同一种材料。
在本实施例中，所述第一蓝光发光层激发所述红色光转换层得到R单元内的红光，所述红色光转换层采用红色量子点材料或荧光粉或两者与其他聚合物的结合体。
在本实施例中，所述的第一半导体层301为N型半导体层，所述第二半导体层302为P型半导体层，所述第三半导体层303为N型半导体层，所述第四半导体层305为P型半导体层，并且所述第五半导体层302为P型半导体层，第六半导体层303为N型半导体层，第七半导体层305为P型半导体层或所述第一半导体层301为P型半导体层、第二半导体层302为N型半导体层、第三型半导体层303为P型半导体层、第四半导体层305为N型半导体层，并且所述第五半导体层302为N型半导体层，第六半导体层303为P型半导体层，第七半导体层305为N型半导体层。
在本实施例中，所述第三半导体层303能够作为第一三极管的集电极，所述第三半导体层303还能作为第一蓝光发光芯片的阴极或阳极；所述第六半导体层303能够作为第二三极管的集电极，还能作为第二蓝光发光芯片的阴极或阳极。
在本实施例中，所述第一半导体层301为重掺杂浓度的半导体层，比所述第二半导体层302的掺杂浓度高1至5个数量级；所述第二半导体层302与所述第五半导体层302的厚度相同，为0.5nm至2μm；所述第二半导体层302的主体材料包括但不限于GaAs、GaP、GaN、ZnSe、SiC、Si、ZnSe、石墨烯、黑磷、MoS2、CNT，CuPc、Alq3有机半导体材料。
在本实施例中，所述第一半导体层301的厚度为0.5μm至5μm，所述第三半导体层303的厚度和所述第六半导体层303的厚度均为0.5μm至5μm，所述第四半导体层305的厚度和所述第七半导体层305的厚度均为10nm至2μm；所述第一半导体层301、第三半导体层303、第四半导体层305的主体材料包括但不限于GaAs、GaP、GaN、ZnSe、SiC、Si、ZnSe无机半导体材料及CuPc、Alq3有机半导体材料。
在本实施例中，所述第一接触电极4与所述第一半导体层301形成欧姆接触；所述第二接触电极SCE1601和所述第二半导体层302形成欧姆接触；所述第三接触SCE2602和所述第五半导体层302形成欧姆接触；所述第四接触电极TCE1801与所述第四半导体层305形成欧姆接触；所述第五电极TCE2802所述第七半导体层305形成欧姆接触；所述第四接触电极TCE1801为透明电极。
在本实施例中，当第一半导体层301为N型半导体层、第二半导体层302为P型半导体层、第三半导体层303为N型半导体层、第四半导体层305为P型半导体层，并且第五半导体层302为P型半导体层、第六半导体层303为N型半导体层、第七半导体层305为P型半导体层时，施加在第一接触电极4和第二电极SCE1601、第三电极SCE2602之间的电压信号为正极性，施加在第一接触电极和第四电极TCE1801、第五电极TCE2802之间的电压信号为正极性；
当第一半导体层301为P型半导体层、第二半导体层302为N型半导体层、第三半导体层303为P型半导体层、第四半导体层305为N型半导体层，并且第五半导体层302为N型半导体层、第六半导体层303为P型半导体层、第七半导体层305为N型半导体层时，施加在第一接触电极4和第二电极SCE1501、第三电极SCE2502之间的电压信号为负极性，施加在第一接触电极4和第四电极TCE1601、第五电极TCE2602之间的电压型号为负极性。
在本实施例中，施加在第一接触电极4和第二电极SCE1501、第三电极SCE2502之间的电压幅值小于施加在第一接触电极4和第四电极TCE1601、第五电极TCE2602之间的电压幅值。
在本实施例中，所述的第一蓝光发光层304和所述第二蓝光发光层304均由多量子阱有源层、用于提高载流子复合效率的空穴阻挡层或电子阻挡层组成；或者均由具有发光功能的有机薄膜和用于提高载流子复合效率的功能层组成；再或者均由具有发光功能的纳米材料薄膜及用于提高载流子复合效率的功能层组成。
在本实施例中，所述G单元采用有机发光二极管或者量子点发光二极管QLED；其中，采用有机发光二极管时所述绿光发光层采用的是有机薄膜绿光发光层；采用量子点发光二极管QLED时所述绿光发光层采用的是量子点绿光发光层。
在本实施例中，所述第一分布式布拉格反射层DBR1801用于全反射蓝光、高透射红光，所述第二分布式布拉格反射层DBR2802用于反射部分蓝光、调节出光强度，从而调控RGB三色光的出光比例，用以更好的实现全彩显示；其中，所述第一分布式布拉格反射层DBR1801和所述第二分布式布拉格反射层DBR2802均由具有高折射率和低折射率的两种薄膜堆叠而成，各层薄膜厚度由
Figure BDA0002536977630000171
确定，n为薄膜折射率，d为薄膜厚度，θ为光入射角，λ为中心波长，q为常数，q≥0，且当q为正奇数时，反射率有极值，设DBR的薄膜堆叠层数为x、y，则两者均为N或等于N+0.5，N为正整数。
在本实施例中，所述高折射率和低折射率薄膜的组合包括但不限于：TiO2/Al2O3、TiO2/SiO2、Ta2O5/Al2O3或HfO2/SiO2，前者为高折射率薄膜，后者为低折射率薄膜。
较佳的，在本实施例还提供一种基于三极管调控型的混合结构全彩化显示器件的制造方法，包括以下步骤：
步骤S1：提供一衬底，在衬底上依次生长一层缓冲层、三层半导体层、一层蓝光发光层、一层半导体层；且预留出G单元的位置；
步骤S2：将上述层刻蚀至露出部分缓冲层上的第二层半导体层，形成阵列化模块；
步骤S3：继续刻蚀至露出缓冲层上的第一层半导体层，并将阵列化模块划分为R单元与B单元，其中R单元与B单元共用缓冲层以及缓冲层上的第一层半导体层；将R单元的层自下至上依次命名为缓冲层2、第一半导体层301、第二半导体层302、第三半导体层303、第一蓝光发光层304、第四半导体层305；将B单元中的层自下至上依次命名为缓冲层2、第一半导体层301、第五半导体层302、第六半导体层303、第二蓝光发光层304、第七半导体层305；
步骤S4：在第一半导体层301上的最右侧生长第一接触电极4，并在R、B单元中的第二半导体层302和第五半导体层303上分别生长第二电极SCE1501、第三电极SCE2502；
步骤S5：在R、B单元内的第四半导305体和第七半导体305表面分别生长第四接触电极TCE1601和第五接触电极TCE2602；
步骤S6：在R单元的第四接触电极TCE1601表面通过沉积方式制备红色光转换层，其长度小于第四接触电极TCE1601；
步骤S7：在R、B单元的红色光转换层、第五接触电极TCE2602表面分别沉积第一分布式布拉格反射层DBR1801和第二分布式布拉格反射层DBR2802，通过调节分布式布拉格反射层的高低折射率薄膜的厚度和交替堆叠的薄膜层数来控制出射光的波长、反射光的波长及透射和反射的比例；所述第一分布式布拉格反射层DBR1用于全反射蓝光、高透射红光，所述第二分布式布拉格反射层DBR2用于反射部分蓝光、调节出光强度，从而调控RGB三色光的出光比例，用以更好的实现全彩显示，第一分布式布拉格反射层DBR1801的长度与红色转换层长度相同，第二分布式布拉格反射层DBR2802的长度小于第五接触电极TCE2。
步骤S8：在预留给G单元的位置上沉积绿光结构，依次包括阴极901、电子注入层902、电子传输层903、绿光发光层904、空穴传输层905、空穴注入层906和透明阳极907，其中，阴极的长度大于其他功能层的长度。
在本实施例中，所述衬底包括蓝宝石、GaAs、GaP、GaN、ZnSe、SiC、Si、ZnSe。所述衬底可以保留在器件上，也可以在全彩化三极管调控型发光器件的制作过程中去除。
在本实施例中，所述缓冲层2、第一半导体层301、第二半导体层302、第三半导体层303、第一蓝光发光层304、第四半导体层305、第五半导体层302、第六半导体层303、第七半导体层305和第二蓝光发光层304包括用外延、沉积、镀膜、组装、转移、贴合方式形成。
在本实施例中，所述缓冲层2、第一半导体层301、第二半导体层302、第三半导体层303、第一蓝光发光层304、第四半导体层305、第五半导体层302、第六半导体层303、第七半导体层305和第二蓝光发光层304为具有相同掺杂浓度的单层半导体结构或具有渐变或缓变掺杂浓度的多层半导体结构。
较佳的，本实施例的具体示例如下：
图1为本发明实施例的一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件示意图。图2为本发明实施例的一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件的制备过程。图3为本发明实施例的一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件的驱动方法示意图。图4为本发明实施例的一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件的驱动等效电路。
参见图1，本实施例公开了一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件，包括设置于衬底1且沿横向方向依次构成用于显示红光的R单元3、用于显示蓝光的B单元4以及用于显示绿光的G单元9。所述R单元3包括设置于衬底1上的缓冲层2，设置于缓冲层2上的第一三极管、第一蓝光发光芯片和色彩转换层；所述B单元4包括设置于衬底1上的缓冲层2，设置于缓冲层2上的第二三极管和第二蓝光发光芯片；所述G单元9从下至上包括阴极901、电子注入层902、电子传输层903、绿光发光层904、空穴传输层905、空穴注入层906和透明阳极907。
所述第一三极管从下至上包括第一半导体层301、第二半导体层302、第三半导体层303，以及从第一半导体层301引出的第一接触电极4、以及从第二半导体层302R单元3内引出的第二接触电极SCE1501；所述第二三极管包括第一半导体层301、第五半导体层302、第六半导体层303，以及从第一半导体层301引出的第一接触电极4、以及从第五半导体层302从B单元4内引出的第三接触电极SCE2502；所述第一蓝光发光芯片从下至上包括第三半导体层303、第一蓝光发光层304、第四半导体层305，以及从第四半导体层R单元3内引出的第四接触电极TCE1601；所述第二蓝光发光芯片从下至上包括第六半导体层303、第二蓝光发光层304、第七半导体层305，以及从B单元4内引出的第五接触电极TCE2602；所述色彩转换层包括R单元3内用于显示红光的转换层7和第一分布式布拉格反射层(DBR1)801，B单元4内用于部分反射蓝光的第二分布式布拉格反射层(DBR2)802。
在本实施例中，衬底1为蓝宝石衬底，且为a面，缓冲层2采用的材料为AlN，所述外延层的主体材料为GaN基材料，具体的，第一半导体层301为N-GaN层,第二半导体层或第五半导体层302为P-GaN层，第三半导体层或第六半导体层303为N-GaN层，所述的第一第二蓝光发光层304为3个周期的InaGa1-aN量子阱有源层和AlbGa1-bN组成的空穴阻挡层或者电子阻挡层构成，第四半导体层或第七半导体层305为P-GaN。第一接触电极4采用的是金铜电极，第二接触电极SCE1501和第三接触电极SCE2502均为金铜电极，透明第四接触电极TCE1601和第五TCE2602均为氧化铟锡(ITO)。光转换层7采用的是红色量子点薄膜，分布式布拉格反射层8由TiO2和Al2O3两种薄膜交替堆叠而得，优选的，TiO2厚度为45nm，Al2O3的厚度为67nm，DBR1包含13层堆叠薄膜，DBR2包含5层堆叠薄膜，且堆叠薄膜的最顶端和最底端均为TiO2。阴极901采用的是Al，电子注入层902是LiF，电子传输层903是TmPyPB，绿光发光层904采用的是Alq3，空穴传输层905是NPB，空穴注入层906是HAT-CN，透明阳极907是ITO。
具体的，在本实施例中，第一半导体层、第三半导体层、第六半导体层为Mg掺杂N-GaN，第二、第四、第五、第七半导体层为Si掺杂P-GaN。
进一步的，在本实施例中，第一半导体层Mg掺杂浓度为1×1021cm-3，第二、第五半导体层Si掺杂浓度为5×1018cm-3，第三、第六半导体层Mg掺杂浓度为1×1019cm-3，第四、第七半导体层Si掺杂浓度为5×1018cm-3。
参考图1，并结合图2-3，对本第一实施例提供的一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件的制造方法进行详细说明，具体按照以下步骤实现：
S11：提供一蓝宝石衬底1，将蓝宝石衬底1放置在MOCVD反应室中，温度设定为800℃～1200℃，通入三甲基铝、氨气，利用氢气为载体在蓝宝石衬底1上生长缓冲层2、缓冲层上的第一层半导体层N-GaN层、缓冲层上的第二层半导体层P-GaN层、缓冲层上的三层半导体层N-GaN层、一层多量子阱蓝色发光层和缓冲层上的四层半导体层，它们的厚度分别为1000nm、2μm、0.5μm、3μm、200nm和1μm，同时在衬底上预留出G单元的位置；
S12：采用ICP将上述层刻蚀至露出部分缓冲层上的第二层半导体层，形成阵列化模块；
S13：在缓冲层上的第二层半导体层上继续刻蚀至露出缓冲层上的第一层半导体层并将阵列化模块划分为R单元与B单元，其中R单元与B单元共用缓冲层以及缓冲层上的第一层半导体层；将R单元的层自下至上依次命名为缓冲层、第一半导体层、第二半导体层、第三半导体层、第一蓝光发光层、第四半导体层；将B单元中的层自下至上依次命名为缓冲层、第一半导体层、第五半导体层、第六半导体层、第二蓝光发光层、第七半导体层；
S14：在第一半导体层上的最右侧生长第一接触电极4，并在R、B单元中露出的第二、第五半导体层302上分别生长SCE1501和SCE2502；
S15：在R、B单元内的第四、第七半导体305表面分别生长TCE1601和TCE2602，厚度均为150nm；
S16：在R单元3的TCE1601表面通过沉积方式制备红色转换层7，其长度小于TCE1601；
S17：在R、B单元的红色转换层7、TCE2602表面分别沉积DBR1801和DBR2802，通过调节分布式布拉格反射层的高低折射率薄膜的厚度和交替堆叠的薄膜层数来控制出射光的波长、反射光的波长及透射和反射的比例。所述DBR1用于全反射蓝光、高透射红光，所述DBR2用于反射部分蓝光、调节出光强度，从而调控RGB三色光的出光比例，更好的实现全彩显示，DBR1的长度与红色转换层长度相同，DBR2的长度小于TCE2。
S18：在预留给G单元9的位置上沉积绿光结构，依次包括阴极Al 901、电子注入层LiF 902、电子传输层TmPyPB 903、绿光发光层Alq3904、空穴传输层NPB 905、空穴注入层HAT-CN 906和透明阳极ITO 907，厚度分别为150nm、1nm、20nm、40nm、50nm、5nm和200nm，其中，阴极的长度大于其他功能层的长度。
实施例二
在本实施例中，衬底1为蓝宝石衬底，且为a面，缓冲层2采用的材料为AlN，所述外延层的主体材料为GaN基材料，具体的，缓冲层上的第一层半导体层为N-GaN层,缓冲层上的第二层半导体层为P-GaN层，缓冲层上的第三层半导体层为N-GaN层，所述的蓝光发光层304为3个周期的InaGa1-aN量子阱有源层和AlbGa1-bN组成的空穴阻挡层或者电子阻挡层构成，缓冲层上的第四层半导体层为P-GaN。第一接触电极4采用的是金铜电极，第二接触电极SCE1501和第三接触电极SCE2502均为金铜电极，透明第四接触电极TCE1601和第五接触电极TCE2602均为氧化铟锡(ITO)。光转换层7采用的是红色量子点薄膜，分布式布拉格反射层8由TiO2和Al2O3两种薄膜交替堆叠而得，优选的，TiO2厚度为45nm，Al2O3的厚度为67nm，DBR1包含13层堆叠薄膜，DBR2包含5层堆叠薄膜，且堆叠薄膜的最顶端和最底端均为TiO2。阴极901采用的是Al，电子注入层902和电子传输层903是ZnO，绿光发光层904采用的是CdSe/ZnSQD，空穴传输层905是TFB，空穴注入层906是PEDOT，透明阳极907是ITO。
具体的，在本实施例中，第一半导体层、第三、第六半导体层为Mg掺杂N-GaN，第二、第五、第四、第七半导体层为Si掺杂P-GaN。
进一步的，在本实施例中，第一半导体层Mg掺杂浓度为1×1021cm-3，第二、第五半导体层Si掺杂浓度为5×1018cm-3，第三、第六半导体层Mg掺杂浓度为1×1019cm-3，第四、第七半导体层Si掺杂浓度为5×1018cm-3。
参考图1，并结合图2-3，对第二实施例提供的一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件的制造方法进行详细说明，具体按照以下步骤实现：
S11：提供一蓝宝石衬底1，将蓝宝石衬底1放置在MOCVD反应室中，温度设定为800℃～1200℃，通入三甲基铝、氨气，利用氢气为载体在蓝宝石衬底1上生长缓冲层2、缓冲层上的第一层半导体层N-GaN层、缓冲层上的第二层半导体层P-GaN层、缓冲层上的三层半导体层N-GaN层303、一层多量子阱蓝色发光层和缓冲层上的四层半导体层，它们的厚度分别为1000nm、2μm、0.5μm、3μm、200nm和1μm，同时在衬底上预留出G单元的位置；
S12：采用ICP将上述层刻蚀至露出部分缓冲层上的第二层半导体层，形成阵列化模块；
S13：在缓冲层上的第二层半导体层上继续刻蚀至露出缓冲层上的第一层半导体层并将阵列化模块划分为R单元与B单元，其中R单元与B单元共用缓冲层以及缓冲层上的第一层半导体层；将R单元的层自下至上依次命名为缓冲层、第一半导体层、第二半导体层、第三半导体层、第一蓝光发光层、第四半导体层；将B单元中的层自下至上依次命名为缓冲层、第一半导体层、第五半导体层、第六半导体层、第二蓝光发光层、第七半导体层；
S14：在第一半导体层上的最右侧生长第一接触电极4，并在R、B单元中露出的第二、第五半导体层302上分别生长SCE1501和SCE2502；
S15：在R、B单元内的第四、第七半导体305表面分别生长接触电极TCE1601和TCE2602，厚度均为150nm；
S16：在R单元3的接触电极TCE1601表面通过沉积方式制备红色转换层7，其长度小于TCE1601；
S17：在R、B单元的红色转换层7、接触电极TCE2602表面分别沉积DBR1801和DBR2802，通过调节分布式布拉格反射层的高低折射率薄膜的厚度和交替堆叠的薄膜层数来控制出射光的波长、反射光的波长及透射和反射的比例。所述DBR1用于全反射蓝光、高透射红光，所述DBR2用于反射部分蓝光、调节出光强度，从而调控RGB三色光的出光比例，更好的实现全彩显示，DBR1的长度与红色转换层长度相同，DBR2的长度小于TCE2。
S18：在预留给G单元9的位置上沉积绿光结构，依次包括阴极Al 901、电子注入层902和电子传输层ZnO 903、绿光发光层CdSe/ZnS QD 904、空穴传输层TFB 905、空穴注入层PEDOT 906和透明阳极ITO 907，厚度分别为100nm、40nm、20nm、25nm、35nm和150nm，其中，阴极的长度大于其他功能层的长度。
图3为一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件的R、G、B单元的驱动方法示意图，如图所示，对于R单元和B单元，在第一接触电极和第二接触电极SCE1、第三接触电极SCE2之间施加一个小功率可变输入信号V1，同时在所述第一接触电极和透明第四接触电极TCE1、第五接触电极TCE2之间施加一个正向偏置电压V2，可以使得所述B单元内蓝光发光芯片发出蓝光，R单元内的蓝光发光芯片发出蓝光进而激发红色转换层发出红光，实现对所述输入信号的功率放大作用，实现用小功率输入信号驱动LED。其等效电路参见图4，NPN三极管与LED共发射极连接，基极和发射极构成输入回路，即第一接触电极和第二接触电极之间施加一个小功率可变输入信号V1，集电极和发射极构成输出回路，即第一接触电极和第三接触电极之间施加一个正向偏置电压V2，可实现三极管驱动LED发光。而对于G单元，只需要在阴极和阳极之间施加一个固定的正电压便能点亮，从而实现全彩化显示。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，应当指出，对于本技术领域的普通人员，在不改变其本质原理的情况下，可对上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是简单改进和润饰、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (18)

1.一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件，其特征在于：包括衬底及设置于衬底上且沿横向依次构成的用于显示红光的R单元、用于显示蓝光的B单元和用于显示绿光的G单元；所述R单元包括设置于衬底上的缓冲层、设置于缓冲层上的第一三极管、从下至上依次设置于第一三极管上的第一蓝光发光芯片和色彩转换层；所述B单元包括设置于衬底上的缓冲层、设置在所述缓冲层上的第二三极管、从下至上设置在所述第二三极管上的第二蓝光芯片和用于部分反射蓝光的第二分布式布拉格反射层DBR2；所述G单元从下至上包括阴极、电子注入层、电子传输层、绿光发光层、空穴传输层、空穴注入层和透明阳极；所述第一三极管和所述第二三极管对所输入信号的功率进行放大，用以实现用小功率输入信号驱动所述第一蓝光发光芯片和所述第二蓝光发光芯片发光。
2.根据权利要求1所述的一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件，其特征在于：所述色彩转换层包括从下至上依次设置的用于显示红光的红色光转换层和第一分布式布拉格反射层DBR1。
3.根据权利要求1所述的一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件，其特征在于：
所述第一三极管从下至上包括第一半导体层、第二半导体层、第三半导体层，以及从第一半导体层引出的第一接触电极、从第二半导体层R单元内引出的第二接触电极SCE1；所述第一蓝光发光芯片从下至上包括第三半导体层、第一蓝光发光层、第四半导体层以及从第四半导体层R单元内引出的第四接触电极TCE1；
所述第二三极管从下至上包括第一半导体层、第五半导体层、第六半导体层，以及从第一半导体层引出的第一接触电极、从第二半导体层B单元内引出的第三接触电极SCE2；所述第二蓝光发光芯片从下至上包括第六半导体层、第二蓝光发光层、第七半导体层以及从第七半导体层B单元内引出的第五接触电极TCE2；所述R单元与所述B单元共用同一第一接触电极；在所述第一接触电极和第二接触电极SCE1以及在所述第一接触电极和第三接触电极SCE2之间分别施加一个可变输入信号，在所述第一接触电极和第四接触电极TCE1以及在所述第一接触电极和第五接触电极TCE2之间分别施加一个正向偏置电压，驱动所述B单元内第二蓝光发光芯片发出蓝光，R单元内的第一蓝光发光芯片发出蓝光进而激发红色光转换层发出红光，再在所述G单元内的阴极和透明阳极之间施加电压，激发出绿光，用以实现全彩化显示；
所述第二半导体层和第五半导体层采用同一种材料，所述第三半导体层和第六半导体层采用同一种材料，所述第四半导体层和第七半导体层采用同一种材料。
4.根据权利要求3所述的一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件，其特征在于：所述第一蓝光发光层激发所述红色光转换层得到R单元内的红光，所述红色光转换层采用红色量子点材料或荧光粉或两者与其他聚合物的结合体。
5.根据权利要求3所述的一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件，其特征在于：所述的第一半导体层为N型半导体层，所述第二半导体层为P型半导体层，所述第三半导体层为N型半导体层，所述第四半导体层为P型半导体层，并且所述第五半导体层为P型半导体层，第六半导体层为N型半导体层，第七半导体层为P型半导体层或所述第一半导体层为P型半导体层、第二半导体层为N型半导体层、第三型半导体层为P型半导体层、第四半导体层为N型半导体层，并且所述第五半导体层为N型半导体层，第六半导体层为P型半导体层，第七半导体层为N型半导体层。
6.根据权利要求3所述的一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件，其特征在于：所述第一半导体层为重掺杂浓度的半导体层，比所述第二半导体层的掺杂浓度高1至5个数量级；所述第二半导体层与所述第五半导体层的厚度相同，为0.5nm至2μm；所述第二半导体层的主体材料包括但不限于GaAs、GaP、GaN、ZnSe、SiC、Si、ZnSe、石墨烯、黑磷、MoS2、CNT，CuPc、Alq3有机半导体材料。
7.根据权利要求3所述的一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件，其特征在于：所述第一半导体层的厚度为0.5μm至5μm，所述第三半导体层的厚度和所述第六半导体层的厚度均为0.5μm至5μm，所述第四半导体层的厚度和所述第七半导体层的厚度均为10nm至2μm；所述第一半导体层、第三半导体层、第四半导体层的主体材料包括但不限于GaAs、GaP、GaN、ZnSe、SiC、Si、ZnSe无机半导体材料及CuPc、Alq3有机半导体材料。
8.根据权利要求3所述的一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件，其特征在于：所述第一接触电极与所述第一半导体层形成欧姆接触；所述第二接触电极SCE1和所述第二半导体层形成欧姆接触；所述第三接触SCE2和所述第五半导体层形成欧姆接触；所述第四接触电极TCE1与所述第四半导体层形成欧姆接触；所述第五电极TCE2所述第七半导体层形成欧姆接触。
9.根据权利要求5所述的一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件，其特征在于：当第一半导体层为N型半导体层、第二半导体层为P型半导体层、第三半导体层为N型半导体层、第四半导体层为P型半导体层，并且第五半导体层为P型半导体层、第六半导体层为N型半导体层、第七半导体层为P型半导体层时，施加在第一接触电极和第二电极SCE1、第三电极SCE2之间的电压信号为正极性，施加在第一接触电极和第四电极TCE1、第五电极TCE2之间的电压信号为正极性；
当第一半导体层为P型半导体层、第二半导体层为N型半导体层、第三半导体层为P型半导体层、第四半导体层为N型半导体层，并且第五半导体层为N型半导体层、第六半导体层为P型半导体层、第七半导体层为N型半导体层时，施加在第一接触电极和第二电极SCE1、第三电极SCE2之间的电压信号为负极性，施加在第一接触电极和第四电极TCE1、第五电极TCE2之间的电压型号为负极性。
10.根据权利要求8所述的一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件，其特征在于：施加在第一接触电极和第二电极SCE1、第三电极SCE2之间的电压幅值小于施加在第一接触电极和第四电极TCE1、第五电极TCE2之间的电压幅值。
11.根据权利要求3所述的一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件，其特征在于：所述的第一蓝光发光层和所述第二蓝光发光层均由多量子阱有源层、用于提高载流子复合效率的空穴阻挡层或电子阻挡层组成；或者均由具有发光功能的有机薄膜和用于提高载流子复合效率的功能层组成；再或者均由具有发光功能的纳米材料薄膜及用于提高载流子复合效率的功能层组成。
12.根据权利要求1所述的一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件，其特征在于：所述G单元采用有机发光二极管或者量子点发光二极管QLED；其中，采用有机发光二极管时所述绿光发光层采用的是有机薄膜绿光发光层；采用量子点发光二极管QLED时所述绿光发光层采用的是量子点绿光发光层。
13.根据权利要求2所述的一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件，其特征在于：所述第一分布式布拉格反射层DBR1用于全反射蓝光、高透射红光，所述第二分布式布拉格反射层DBR2用于反射部分蓝光、调节出光强度，从而调控RGB三色光的出光比例，用以更好的实现全彩显示；其中，所述第一分布式布拉格反射层DBR1和所述第二分布式布拉格反射层DBR2均由具有高折射率和低折射率的两种薄膜堆叠而成，各层薄膜厚度由
Figure FDA0002536977620000051
确定，n为薄膜折射率，d为薄膜厚度，θ为光入射角，λ为中心波长，q为常数，q≥0，且当q为正奇数时，反射率有极值，设DBR的薄膜堆叠层数为x、y，则两者均为N或等于N+0.5，N为正整数。
14.根据权利要求13所述的一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件，其特征在于：所述高折射率和低折射率薄膜的组合包括但不限于：TiO2/Al2O3、TiO2/SiO2、Ta2O5/Al2O3或HfO2/SiO2。
15.一种基于权利要求1至14任一项所述的一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1：提供一衬底，在衬底上依次生长一层缓冲层、三层半导体层、一层蓝光发光层、一层半导体层；且预留出G单元的位置；
步骤S2：将上述层刻蚀至露出部分缓冲层上的第二层半导体层，形成阵列化模块；
步骤S3：继续刻蚀至露出缓冲层上的第一层半导体层，并将阵列化模块划分为R单元与B单元，其中R单元与B单元共用缓冲层以及缓冲层上的第一层半导体层；将R单元的层自下至上依次命名为缓冲层、第一半导体层、第二半导体层、第三半导体层、第一蓝光发光层、第四半导体层；将B单元中的层自下至上依次命名为缓冲层、第一半导体层、第五半导体层、第六半导体层、第二蓝光发光层、第七半导体层；
步骤S4：在第一半导体层上的最右侧生长第一接触电极，并在R、B单元中的第二半导体层和第五半导体层上分别生长第二电极SCE1、第三电极SCE2；
步骤S5：在R、B单元内的第四半导体、第七半导体表面分别生长第四接触电极TCE1和第五接触电极TCE2；
步骤S6：在R单元的第四接触电极TCE1表面通过沉积方式制备红色光转换层，其长度小于第四接触电极TCE1；
步骤S7：在R、B单元的红色光转换层、第五接触电极TCE2表面分别沉积第一分布式布拉格反射层DBR1和第二分布式布拉格反射层DBR2，通过调节分布式布拉格反射层的高低折射率薄膜的厚度和交替堆叠的薄膜层数来控制出射光的波长、反射光的波长及透射和反射的比例；所述第一分布式布拉格反射层DBR1用于全反射蓝光、高透射红光，所述第二分布式布拉格反射层DBR2用于反射部分蓝光、调节出光强度，从而调控RGB三色光的出光比例，用以更好的实现全彩显示，第一分布式布拉格反射层DBR1的长度与红色转换层长度相同，第二分布式布拉格反射层DBR2的长度小于第五接触电极TCE2；
步骤S8：在预留给G单元的位置上沉积绿光结构，依次包括阴极、电子注入层、电子传输层、绿光发光层、空穴传输层、空穴注入层和透明阳极，其中，阴极的长度大于其他功能层的长度。
16.根据权利要求15所述的一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件的制造方法，其特征在于：所述衬底包括蓝宝石、GaAs、GaP、GaN、ZnSe、SiC、Si、ZnSe。
17.根据权利要求15所述的一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件的制造方法，其特征在于：所述缓冲层、第一半导体层、第二半导体层、第三半导体层、第一蓝光发光层、第四半导体层、第五半导体层、第六半导体层、第七半导体层和第二蓝光发光层包括用外延、沉积、镀膜、组装、转移、贴合方式形成。
18.根据权利要求15所述的一种三极管调控型的混合结构全彩化显示器件的制造方法，其特征在于：所述的缓冲层、第一半导体层、第二半导体层、第三半导体层、第一蓝光发光层、第四半导体层、第五半导体层、第六半导体层、第七半导体层和第二蓝光发光层为具有相同掺杂浓度的单层半导体结构或具有渐变或缓变掺杂浓度的多层半导体结构。
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