[发明专利]一种LED像素单元器件结构及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及LED制备技术领域，尤其涉及一种LED像素单元器件结构及其制备方法。

背景技术

发光二极管(LED，Light Emitting Diode)是一种半导体固体发光器件，其利用半导体PN结作为发光材料，可以直接将电转换为光。当半导体PN结的两端加上正向电压后，注入PN结中的少数载流子和多数载流子发生复合，放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出颜色为红(R)、橙、黄、绿(G)、青、蓝(B)、紫的光。

随着超高亮度LED的技术逐渐成熟，价格不断下降，并且由于其采用三基色发光、色还原性好、耗电量低，再加上寿命长、短小轻薄、环保等优势，LED已逐渐取代CCFL背光源，在液晶显示领域显示出了巨大的潜力。

由于亮度低，以往的LED作为背光源的使用只能限制在小型显示器上，随着半导体技术的快速发展，加上封装设计的新概念，LED的亮度和效率得以显著提高，LED背光源的应用范围更加广泛。

LED全彩显示屏是一种通过控制RGB半导体发光二极管的显示方式，由很多个RGB三色的发光二极管组成，每个像素组合均有RGB二极管，靠每组像素灯的亮灭来显示不同颜色的全彩画面。用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。

现有技术中，一般将红(R)、绿(G)、蓝(B)的LED以数组方式排列在屏幕的后方，用以提供白光，经由改变LED的排列方式，可提高最高最白的光线。然而，由于LED的光源由不同颜色所排列组合而成，LED的排列方式若有细微变化，则可能会改变屏幕颜色或减少亮度。

并且，由于现有技术中，红(R)、绿(G)、蓝(B)的LED一般是单独封装后再排列在一起的，因此封装结构不紧凑，LED芯片单元之间的距离较大。

裸芯片技术(主要有板上芯片封装技术和倒装片技术两种形式)虽然可以将RGB三色LED封装在一起，通过减小器件封装面积来提高显示屏的分辨率，但是该技术能提高的分辨率的程度非常有限。

此外，虽然LED显示屏的使用初期，一般都应该能够保证色彩的一致性，然而，随着使用过程中LED管的衰减、RGB半导体器件本身具有的个体差异、以及LED生产工艺的差异，将会导致每颗LED管的衰减曲线不同，从而造成随着使用时间的增长，显示屏的色彩一致性越来越差。

因此，如何提供一种高性能的能发射RGB三基色的LED器件，已成为目前业界亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LED像素单元器件结构及其制备方法，以提LED像素单元器件的整体性能。

为解决上述问题，本发明提出一种LED像素单元器件结构，用于发射RGB三基色光，包括：

LED模块，所述LED模块包括三个LED芯片单元，所述三个LED芯片单元由同一衬底连接，但相互之间电学隔离；

导热基板，其上具有金属互联结构，所述LED模块倒置于所述金属互联结构上，所述三个LED芯片单元的电极与所述金属互联结构固定连接；

荧光粉，覆盖在所述倒置后的LED模块的衬底上，在所述荧光粉的配合作用下，所述LED芯片单元发出白光；

滤色膜，包括红色滤色膜、绿色滤色膜以及蓝色滤色膜，所述红色滤色膜、绿色滤色膜以及蓝色滤色膜覆盖在所述荧光粉上，且分别对应一个LED芯片单元；

反光杯，位于所述导热基板上，且所述LED模块位于所述反光杯内；

透明硅胶，位于所述反光杯内，将所述LED模块密封在所述反光杯内。

可选的，所述LED芯片单元为蓝光LED芯片单元。

可选的，所述荧光粉为钇铝石榴石荧光粉。

可选的，所述LED芯片单元包括：衬底，在所述衬底上依次生长的低温缓冲层、N型电子注入层、多量子阱有源层、电子阻挡层、P型空穴注入层以及P型电极金属全发射层，其中，所述P型电极金属全发射层上制备有P型电极，所述N型电子注入层上制备有N型电极。

可选的，所述P型电极及所述N型电极与所述金属互联结构固定连接。

可选的，所述衬底为蓝宝石衬底。

可选的，所述LED模块为氮化镓基LED模块，其中，所述低温缓冲层为GaN层，所述N型电子注入层为N型GaN层，所述电子阻挡层为P型AlGaN层，所述P型空穴注入层为P型GaN层。

可选的，所述各LED芯片单元之间设置有电隔离沟槽，各LED芯片单元之间通过所述电隔离沟槽实现电学隔离。

同时，为解决上述问题，本发明还提出一种上述LED像素单元器件结构的制备方法，该方法包括如下步骤：