[發明專利]一種微LED發光顯示陣列像素單元構造及其制作方法

在審

• 申請號: 201711250995.7
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN108010933A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 劉久澄;龔政;潘章旭;陳志濤;劉曉燕;任遠;曾昭燴;李葉林
• 申請（專利權）人: 廣東省半導體產業技術研究院
• 主分類號: H01L27/15
• 分類號: H01L27/15;H01L33/00
• 代理公司: 廣東世紀專利事務所 44216
• 代理人: 劉卉

一種微LED發光顯示陣列像素單元構造及其制作方法，包括顯示像素單元本體，所述顯示像素單元本體由襯底生長的外延片上集成制造的發光二極管、發光二極管驅動電路和用于與外部連接的引線組成。本發明在外延片上通過半導體加工工藝集成制造顯示像素單元所需的三個部分，使像素發光單元和控制電路集成在一起，從而省去了工藝復雜、可靠性低的焊接過程，這樣不但制作工藝簡單，無需單獨制作像素驅動電路就能夠實現微LED顯示陣列的主動驅動，而且有效提高了微LED顯示陣列的集成密度和可靠性，使其能夠實現高速掃描、高清晰度、高質量的顯示效果，滿足了下一代顯示應用的需求，并有利于產業化。

技術領域

本發明涉及微LED發光顯示陣列技術領域，具體是涉及一種微LED發光顯示陣列像素單元構造及其制作方法。

背景技術

近幾年，隨著外延材料及LED（即發光二極管）芯片工藝技術的發展，使得利用LED作為發光單元像素的微LED顯示陣列成為可能。微LED顯示是一種在基片上集成高密度二維發光二極管陣列的全固態發光陣列，微LED顯示陣列器件具有自發光，亮度高，壽命長，響應速度快等優點，極具市場潛力。微LED發光顯示陣列根據驅動方式的不同可以分為被動驅動陣列和主動驅動陣列。一般地主動驅動顯示陣列的制作方法如下：首先在外延片上刻蝕出獨立的LED發光像素單元陣列，并制作與像素單元連接的電極層，然后把像素單元陣列焊接到驅動電路上（比如焊接在單獨制作的硅COMS驅動電路），這樣每個像素單元都具有獨立的控制電路，通過控制像素單元驅動電路的開和關就能控制每個顯示像素單元。然而，上述方法存在以下問題：（1）顯示陣列含有幾十萬上百萬個像素點，每個像素點需要至少一個焊點，整個顯示陣列所需焊點多，并且焊點間距小，因此工藝復雜、可靠性低，不利于產業化生產；（2）采用焊接工藝制作主動驅動顯示陣列，需要進行每個像素點的焊接，為了保證器件的可靠性，焊點之間必須保持一定間距，不利于顯示器件的高密度集成。

發明內容

本發明的目的在于針對上述存在問題和不足，提供一種制作工藝簡單，集成密度高和可靠性高的微LED發光顯示陣列像素單元構造及其制作方法。

本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明所述微LED發光顯示陣列像素單元構造，包括顯示像素單元本體，其特點是：所述顯示像素單元本體由襯底生長的外延片上集成制造的發光二極管、發光驅動電路和用于與外部連接的引線組成。

其中，所述發光驅動電路由薄膜晶體管、電容、電阻中的至少一種構成。

所述薄膜晶體管的結構為頂柵結構或底柵結構，所述電容為平板電容。

所述引線包括電源線、信號線和數據線。

本發明所述微LED發光顯示陣列像素單元構造的制作方法具有如下兩種方案，第一種方案為：

本發明所述微LED發光顯示陣列像素單元構造的制作方法，其特點是：

步驟一、在襯底上依次向上生長用于形成外延片的N型半導體層、有源區層和P型半導體層；

步驟二、利用光刻和刻蝕工藝，刻蝕去除部分區域的P型半導體層和有源區層，露出N型半導體層，完成發光二極管的發光區位置及尺寸的定義；

步驟三、在定義了發光二極管的一側沉積一層絕緣鈍化薄膜，并利用光刻和刻蝕工藝對絕緣鈍化薄膜開孔，在開孔處露出P型半導體層和N型半導體層；

步驟四、在絕緣鈍化薄膜上沉積薄膜晶體管的有源層薄膜，并利用光刻和刻蝕工藝或剝離工藝定義薄膜晶體管有源區的位置及尺寸大小；

步驟五、在定義了薄膜晶體管有源區的一側沉積導電性能良好的薄膜，用于制備薄膜晶體管源電極、薄膜晶體管漏電極、平板電容負電極、發光二極管P電極以及薄膜晶體管與發光二極管的連接層；