[实用新型]一种TFT-LED彩色阵列显示基板

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种LED阵列显示基板，尤其涉及一种TFT-LED彩色阵列显示基板。 

背景技术

随着人们物质文化生活水平的不断改善，人们对显示技术的要求也越来越高。显示技术逐步向着平板化、体积小、重量轻、耗电省等方向发展。液晶显示器由于具有体积小、辐射小和功耗低等优点而得到了迅速的发展，成为了当前显示技术的主流，在不少应用领域内逐步取代了传统的CRT显示技术。但是液晶显示器也存在响应速度相对较慢，色彩还原性能较差等方面的不足。上世纪90年代以来，InGaN为发光材料的GaN基蓝光LED器件的研制成功，为LED的迅速普及和推广开辟了广阔的道路。随着红、绿、蓝三基色LED器件的研制成功，为LED显示器件的实现提供了良好的基础。LED具有发光效率高、显色性好和节约能源等优点，在目前的大屏幕显示方面得到了广泛的应用。目前的LED显示器主要由单色LED单元拼接而成，具有耗电量少、亮度高、工作电压低、 驱动简单、寿命长、响应速度快和性能稳定等优点。但目前采用的拼接形式形成的LED显示器存在分辨率低、色彩均匀性差、体积大等不足，LED显示器不同拼接部分的协调性和一致性难以保证，制作成本相对较高，大功率器件散热困难，且仅适用于大屏幕显示等问题，限制了拼接LED显色器的进一步发展。 

发明内容

本实用新型提供了一种TFT-LED彩色阵列显示基板，它制造得到的LED显示器分辨率高、体积小、散热效果良好，能实现真彩和小屏幕显示，，能有效克服现有拼接LED显示器和TFT-LCD的不足。 

本实用新型提供了一种TFT-LED彩色阵列显示基板，包括衬底，在衬底上方依次为缓冲层和n型GaN层，厚度相当的三基色（RGB）发光层， p型GaN层和透明电极层；n型GaN层、三基色发光层、p型GaN层和透明电极层共同组成显示单元，在显示单元上设有控制区，在显示单元之间设有引线区。在控制区内设有由电容器下极板和电容器上极板，以及同处于它们之间的绝缘层所构成的电容器；由工作TFT栅极、工作TFT沟道、工作TFT源极、工作TFT漏极以及绝缘层组成工作TFT；以及由控制TFT栅极、控制TFT沟道、控制TFT源极和控制TFT漏极以及绝缘层组成的控制TFT；在引线区内设有n型GaN层接地引线，工作TFT源极引线，控制TFT源极引线及控制TFT栅极引线。其中电容器下极板与n型GaN层接触，n型GaN层接地引线（11）与电容器下极板连接；电容器上极板分别与工作TFT栅极及控制TFT漏极连接，工作TFT漏极与透明电极层连接，工作TFT源极与工作TFT源极引线连接，控制TFT源极与控制TFT源极引线连接，控制TFT栅极与控制TFT栅极引线连接；在各层金属电极和不同层引线之间有绝缘层，在控制区及引线区上有钝化保护层。 

衬底材料可以是蓝宝石单晶衬底或SiC单晶衬底。n型半导体层和p型半导体层是由不同掺杂浓度的p型或n型GaN外延薄膜组成，其中n型半导体层可掺入Si，p型半导体层可掺入Mg、Zn等。 

三基色发光层是由红、绿、蓝三种厚度相当的单色发光层组成发光阵列，发光阵列的每个单元独立发光。红、蓝、绿三种发光单元按照常规的三基色发光阵列的排布方式进行排布，以满足彩色显示的需要。发光层由单层的InGaN，AlInGaN，或AlGaInP等组成，或者由多层的InGaN，AlInGaN，或AlGaInP等，形成多量子阱结构。InGaN，AlInGaN，或AlGaInP的组份根据发光颜色的需要调节。也可在发光层下先生长缓冲层（buffer layer），以实现发光层与n型层的晶格匹配。如通常的蓝光LED中InGaN外延层，可发出纯正的蓝光；若生长出富In相（In-rich）的InGaN，则可得到较理想的绿光发射；而生长出AlInGaP，则可得到较理想的红光发射。为实现发光层与下一层薄膜之间的晶格匹配，还可选择在相应发光层生长之前选择适当的缓冲层，如在AlInGaP生长前生长GaAs等缓冲层。透明电极层为原位生长的ITO、IZO或性质类似的透明电极材料。 

电容器的下极板、上极板，工作TFT栅极、工作TFT漏极、工作TFT源极，控制TFT栅极、控制TFT漏极、控制TFT源极以及各种引线的材料为Mo、Au、Cu、Ag、Ni或Al等金属中的一种或一种以上组成的合金，或者它们的搭配或组合。绝缘层和钝化层可采用SiO_x、SiN_x或SiO_xN_y等绝缘材料。工作TFT沟道和控制TFT沟道层采用非晶硅（a-Si）、多晶硅（poly-Si）或者单晶硅（Si）等半导体材料。