[發明專利]一種多量子阱TFT-LED陣列顯示基板及其制造方法

有效

• 申請號: 201110367504.3
• 申請日: 2011-11-18
• 公開（公告）號: CN102427080A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 鄧朝勇;楊利忠;雷遠清;楊小平;胡紹璐
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: H01L27/15
• 分類號: H01L27/15;H01L21/77
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 李亮;程新敏

技術領域

本發明涉及一種LED陣列顯示基板及其制造方法，尤其涉及一種多量子阱TFT-LED陣列顯示基板及其制造方法。

背景技術

隨著人們物質文化生活水平的不斷改善，人們對顯示技術的要求也越來越高。顯示技術逐步向著平板化、體積小、重量輕、耗電省等方面發展。液晶顯示器由于具有體積小、輻射小和功耗低等優點而得到了迅速的發展，成為了當前顯示技術的主流，在不少應用領域內逐步取代了傳統的CRT顯示技術。但是液晶顯示器也存在響應速度相對較慢，色彩還原性能較差等方面的不足。上世紀90年代以來，InGaN為發光材料的GaN基藍光LED器件的制作成功，為LED的迅速普及和推廣開辟可廣闊的道路。隨著紅、綠、藍三基色LED器件的研制成功，紅綠藍三基色光可以混合為白光，白光加現有的彩膜技術就可以實現彩色顯示，這就為LED顯像技術提供了良好的基礎，LED具有發光效率高、顯色性好和節約能源等優點，在目前的大屏幕顯示方面得到了廣泛的應用。目前的LED顯示器主要由單色LED單元拼接而成，具有耗電量少、亮度高、工作電壓低、?驅動簡單、壽命長、響應速度快和性能穩定等優點。但目前采用的拼接形式形成的LED顯示器存在分辨率低、色彩均勻性差、體積大等不足，LED顯示器不同拼接部分的協調性和一致性難以保證，制作成本相對較高，大功率器件散熱設計困難，僅適用于大屏幕顯示等問題，限制了拼接LED顯色器的進一步發展。

發明內容

本發明提供了一種多量子阱TFT-LED陣列顯示基板及其制造方法，它制造得到的LED顯示器分辨率高、體積小、散熱效果良好，能實現真彩和小屏幕顯示，能有效克服了現有拼接LED顯示器和TFT-LCD的不足，并具有其他顯示方式所不具備的優點。

本發明提供的一種多量子阱TFT-LED陣列顯示基板，包括襯底，在襯底上方依次為緩沖層，n型GaN層，三基色多量子阱發光層，三基色多量子阱發光層構成白光發光區；在三基色多量子阱發光層上依次為p型GaN層和透明電極層；n型GaN層、三基色多量子阱發光層、p型GaN層和透明電極層共同組成顯示單元，在顯示單元上設有控制區，在顯示單元之間設有引線區；在控制區內設有由電容器下極板和電容器上極板，以及同處于它們之間的絕緣層所構成的電容器；由工作TFT柵極、工作TFT溝道、工作TFT源極、工作TFT漏極以及絕緣層組成的工作TFT；以及由控制TFT柵極、控制TFT溝道、控制TFT源極和控制TFT漏極以及中間絕緣層組成的控制TFT；在引線區內設有n型GaN層接地引線，工作TFT源極引線，控制TFT源極引線及控制TFT柵極引線；其中電容器下極板與n型GaN層接觸，n型GaN層接地引線與電容器下極板連接；電容器上極板分別與工作TFT柵極及控制TFT漏極連接，工作TFT漏極與透明電極層連接，工作TFT源極與工作TFT源極引線連接，控制TFT源極與控制TFT源極引線連接，控制TFT柵極與控制TFT柵極引線連接；在各層金屬電極和不同層引線之間有絕緣層，在控制區及引線區上有鈍化保護層，在透明電極層設有彩膜基板。

襯底材料可以是藍寶石單晶襯底或SiC單晶襯底。n型半導體層和p型半導體層是由不同摻雜濃度的p型或n型GaN外延薄膜組成，其中n型半導體層可摻入Si，p型半導體層可摻入Mg、Zn等。

三基色多量子阱發光層是由紅、綠、藍（RGB）三種多量子阱構成，藍色量子阱發光層由貧In（In-poor）的InGaN多量子阱層構成，可發出純正的藍光；而綠色量子阱發光層由出富In（In-rich）的InGaN多量子阱層構成，可得到較理想的綠光發射；紅色量子阱由AlInGaP多量子阱層構成，可發出較理想的紅光。三種三基色的生長順序是可以改變的，每一種顏色的多量子阱層的厚度、材料和生長條件也是可以改變的。同調整各層的厚度，多量子阱層的層數和生長工藝，可實現各層發光性能的最優化。通過三種顏色發光層所發色光的混色，可實現較理想的白光發射。為實現發光層與下一層薄膜之間的晶格匹配，還可選擇在相應發光層生長之前選擇適當的緩沖層（buffer?layer），以實現三基色多量子阱發光層與n型層的晶格匹配，如在AlInGaP生長前生長GaAs等緩沖層。如透明電極層為原位生長的ITO或性質類似的透明電極材料。