[发明专利]一种微LED发光显示阵列像素单元构造及其制作方法

说明书

一种微LED发光显示阵列像素单元构造及其制作方法，包括显示像素单元本体，所述显示像素单元本体由衬底生长的外延片上集成制造的发光二极管、发光二极管驱动电路和用于与外部连接的引线组成。本发明在外延片上通过半导体加工工艺集成制造显示像素单元所需的三个部分，使像素发光单元和控制电路集成在一起，从而省去了工艺复杂、可靠性低的焊接过程，这样不但制作工艺简单，无需单独制作像素驱动电路就能够实现微LED显示阵列的主动驱动，而且有效提高了微LED显示阵列的集成密度和可靠性，使其能够实现高速扫描、高清晰度、高质量的显示效果，满足了下一代显示应用的需求，并有利于产业化。

技术领域

本发明涉及微LED发光显示阵列技术领域，具体是涉及一种微LED发光显示阵列像素单元构造及其制作方法。

背景技术

近几年，随着外延材料及LED（即发光二极管）芯片工艺技术的发展，使得利用LED作为发光单元像素的微LED显示阵列成为可能。微LED显示是一种在基片上集成高密度二维发光二极管阵列的全固态发光阵列，微LED显示阵列器件具有自发光，亮度高，寿命长，响应速度快等优点，极具市场潜力。微LED发光显示阵列根据驱动方式的不同可以分为被动驱动阵列和主动驱动阵列。一般地主动驱动显示阵列的制作方法如下：首先在外延片上刻蚀出独立的LED发光像素单元阵列，并制作与像素单元连接的电极层，然后把像素单元阵列焊接到驱动电路上（比如焊接在单独制作的硅COMS驱动电路），这样每个像素单元都具有独立的控制电路，通过控制像素单元驱动电路的开和关就能控制每个显示像素单元。然而，上述方法存在以下问题：（1）显示阵列含有几十万上百万个像素点，每个像素点需要至少一个焊点，整个显示阵列所需焊点多，并且焊点间距小，因此工艺复杂、可靠性低，不利于产业化生产；（2）采用焊接工艺制作主动驱动显示阵列，需要进行每个像素点的焊接，为了保证器件的可靠性，焊点之间必须保持一定间距，不利于显示器件的高密度集成。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种制作工艺简单，集成密度高和可靠性高的微LED发光显示阵列像素单元构造及其制作方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明所述微LED发光显示阵列像素单元构造，包括显示像素单元本体，其特点是：所述显示像素单元本体由衬底生长的外延片上集成制造的发光二极管、发光驱动电路和用于与外部连接的引线组成。

其中，所述发光驱动电路由薄膜晶体管、电容、电阻中的至少一种构成。

所述薄膜晶体管的结构为顶栅结构或底栅结构，所述电容为平板电容。

所述引线包括电源线、信号线和数据线。

本发明所述微LED发光显示阵列像素单元构造的制作方法具有如下两种方案，第一种方案为：

本发明所述微LED发光显示阵列像素单元构造的制作方法，其特点是：

步骤一、在衬底上依次向上生长用于形成外延片的N型半导体层、有源区层和P型半导体层；

步骤二、利用光刻和刻蚀工艺，刻蚀去除部分区域的P型半导体层和有源区层，露出N型半导体层，完成发光二极管的发光区位置及尺寸的定义；

步骤三、在定义了发光二极管的一侧沉积一层绝缘钝化薄膜，并利用光刻和刻蚀工艺对绝缘钝化薄膜开孔，在开孔处露出P型半导体层和N型半导体层；

步骤四、在绝缘钝化薄膜上沉积薄膜晶体管的有源层薄膜，并利用光刻和刻蚀工艺或剥离工艺定义薄膜晶体管有源区的位置及尺寸大小；

步骤五、在定义了薄膜晶体管有源区的一侧沉积导电性能良好的薄膜，用于制备薄膜晶体管源电极、薄膜晶体管漏电极、平板电容负电极、发光二极管P电极以及薄膜晶体管与发光二极管的连接层；