[發(fā)明專利]一種高亮度高可靠性的Micro-LED顯示裝置

有效

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• 申請日: 2021-09-18
• 公開（公告）號: CN113782561B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭偉杰;鄭曦;童長棟;高玉琳;鄭振耀;呂毅軍;陳忠
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號: H01L27/15
• 分類號: H01L27/15
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;陳淑嫻

本發(fā)明公開了一種高亮度高可靠性的Micro?LED顯示裝置，包括上下設(shè)置的雙層布線承載基板和TFT背板，每一像素單元具有分立的Micro?LED芯片和第一晶體管，Micro?LED芯片和第一晶體管設(shè)于雙層布線承載基板之上；TFT背板上表面對應(yīng)每一像素單元設(shè)有TFT單元；雙層布線承載基板對應(yīng)每一像素單元設(shè)有導(dǎo)電過孔，每一TFT單元與對應(yīng)像素單元的第一晶體管通過所述導(dǎo)電過孔電連接；所述TFT單元用于選通對應(yīng)的像素單元，所述第一晶體管用于對對應(yīng)的像素單元供電，能夠增強散熱、減小漏電流、實現(xiàn)電流補償，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)高亮度、高效率、高可靠性的Micro?LED顯示。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高亮度高可靠性的Micro-LED顯示裝置。

背景技術(shù)

LED具有節(jié)能、體積小、壽命長、色彩豐富、性能可靠等顯著優(yōu)點。近年來各類Micro-LED顯示受到了普遍關(guān)注，已經(jīng)成為國際公認(rèn)的下一代顯示技術(shù)。Micro-LED顯示將Micro-LED芯片一顆一顆緊密地排列成陣列，每顆Micro-LED芯片獨立地被驅(qū)動點亮發(fā)出光線，達(dá)到優(yōu)異的顯示效果，可以實現(xiàn)柔性、透明、高分辨顯示，而其耗電量僅約為液晶面板的10％。

每顆Micro-LED芯片獨立地被驅(qū)動點亮，需要依靠主動式驅(qū)動背板，為每顆Micro-LED芯片配置單獨的控制元件。現(xiàn)有的驅(qū)動背板，包括CMOS(互補金屬氧化物半導(dǎo)體)背板、TFT(薄膜晶體管)背板。CMOS背板采用集成電路晶圓工藝生產(chǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)5微米甚至更小的像素間距，能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨率的Micro-LED顯示，但是存在幾方面不足：其一，采用集成電路晶圓工藝生產(chǎn)，驅(qū)動背板成本高；其二，受限于晶圓尺寸，無法實現(xiàn)大尺寸顯示；其三，由于CMOS背板基于硅材料，無法透光，對透明顯示不適用。TFT背板能夠?qū)崿F(xiàn)大面積生產(chǎn)，且基板采用玻璃，可以實現(xiàn)透明顯示，但是存在幾方面不足：其一，由于TFT的電流有限，難以實現(xiàn)高亮度的Micro-LED顯示；其二，Micro-LED芯片發(fā)出熱量經(jīng)需由TFT背板導(dǎo)出散熱，會導(dǎo)致TFT背板上的TFT器件溫度升高發(fā)生I-V特性漂移；其三，Micro-LED芯片發(fā)出光照射TFT背板，會導(dǎo)致TFT背板上的TFT器件產(chǎn)生光生漏電流，發(fā)生I-V特性漂移；其四，TFT背板至少需要采用2T1C架構(gòu)，即每個像素需要1個TFT進(jìn)行選通，1個TFT進(jìn)行供電，但是由于TFT生產(chǎn)的一致性不足，需要進(jìn)行復(fù)雜的補償設(shè)計，通常每個像素需要采用4～7個TFT，導(dǎo)致驅(qū)動復(fù)雜，像素尺寸變大，而且TFT的電子遷移率有限，導(dǎo)致供給Micro-LED芯片的電流有限，顯示屏的亮度難以提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種高亮度高可靠性的Micro-LED顯示裝置，能夠增強散熱、減小漏電流、實現(xiàn)電流補償，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)高亮度、高效率、高可靠性的Micro-LED顯示。

為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種高亮度高可靠性的Micro-LED顯示裝置，通過陣列式排布的若干像素單元實現(xiàn)顯示，其包括上下設(shè)置的雙層布線承載基板和TFT背板，每一像素單元具有分立的Micro-LED芯片和第一晶體管，Micro-LED芯片和第一晶體管設(shè)于雙層布線承載基板之上，且Micro-LED芯片的電極和第一晶體管的電極分別焊接于雙層布線承載基板上；TFT背板上表面對應(yīng)每一像素單元設(shè)有TFT單元；雙層布線承載基板對應(yīng)每一像素單元設(shè)有導(dǎo)電過孔，每一TFT單元與對應(yīng)像素單元的第一晶體管通過所述導(dǎo)電過孔電連接；所述TFT單元用于選通對應(yīng)的像素單元，所述第一晶體管用于為對應(yīng)的像素單元內(nèi)Micro-LED芯片進(jìn)行供電。

可選的，所述雙層布線承載基板設(shè)有VDD布線和GND布線；所述Micro-LED芯片具有第一電極和第二電極，所述第一晶體管具有第一源極、第一漏極和第一柵極；所述第一電極與VDD布線電導(dǎo)通，所述第二電極與第一源極電導(dǎo)通，所述第一柵極與所述TFT單元電導(dǎo)通，所述第一漏極與GND布線電導(dǎo)通。