[发明专利]一种全彩半导体发光微显示器及其制造工艺

说明书

本发明公开了一种全彩半导体发光微显示器的结构及其制造工艺，全彩半导体发光微显示器包含硅基底、呈阵列排布的微发光二极管和带有滤色层的透明基板，微发光二极管至少包含第一电极、多层非有机化合物和第二电极；滤色层制作于透明基板表面，透明基板贴合至硅基底上；微发光二极管由驱动电路提供的电流所驱动，且发射第一光线；滤色层包含若干滤色点，滤色点在垂直方向上覆盖微发光二极管，且将微发光二极管发射的第一光线转变为第二光线。全彩半导体发光微显示器的制造工艺包含了在硅基底上制作驱动电路，在制有驱动电路的硅基底上制作微发光二极管，以及将制造有滤色层的透明基板贴合至硅基底上的过程。

技术领域

本发明涉及半导体发光微显示器的制造技术领域，特别是一种基于微发光二极管器件的结构及其制造工艺。

背景技术

基于非有机发光材料的发光二极管(LED)显示技术已经广泛用于各行各业。现有LED多以蓝宝石为基底，单像素间距为100微米以上，主要用于中大尺寸屏幕。在穿戴式近眼显示和投影显示领域，希望采用物理面积更小、集成度更高、分辨率更大的显示器，尤其是全彩微LED显示器。以单晶硅为基底的LED微型显示器是较佳选择。然而目前大多数微LED显示器像素间距为30微米以上，且多为单色器件，不能满足全彩显示要求。现有全彩微LED显示器的工艺过程为，在同一个基板上接连制作红色发光器件、绿色发光器件和蓝色发光器件，需要经过三道微发光二极管器件的制作工艺，成本高且一致性不好，且红色发光器件、绿色发光器件和蓝色发光器件的制作流程不兼容，较多的工艺流程也降低了成品良率。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种更加有效的全彩半导体发光微显示器件，使制作工艺简化，成本低、器件一致性和良率得到提升。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何低成本地实现全彩微LED显示器，简化工艺，降低成本，并提升器件一致性和良率。

为实现上述目的，本发明采用预制滤色基板贴合的方案，将滤色层制作于透明基板表面，然后将该透明基板贴合至预制有驱动电路和微发光二极管的硅基底上，从而简化了工艺流程，降低了工艺成本，并提升了工艺兼容性，由于对于微发光二极管采用了相同的后端工艺流程，器件一致性和良率得到提升。本发明提供的全彩半导体发光微显示器，至少包含硅基底、呈阵列排布的微发光二极管和带有滤色层的透明基板，且：

所述硅基底包含驱动电路，所述驱动电路至少包含金属-氧化物半导体场效应晶体管、金属连接线和通孔；

所述微发光二极管至少包含第一电极、多层非有机化合物和第二电极；所述多层非有机化合物由Ga、As、In、Al、Se、Zn、Si、P、N或C元素构成且可掺杂；

所述滤色层制作于透明基板表面，所述透明基板贴合至硅基底上；

所述微发光二极管由所述驱动电路提供的电流所驱动，且发射第一光线；

所述滤色层包含若干滤色点，所述滤色点在垂直方向上覆盖所述微发光二极管，且将微发光二极管发射的第一光线转变为第二光线。

进一步地，所述微发光二极管之间的中心距离不大于20μm且单个微发光二极管的电流不高于30μA。

进一步地，所述滤色点在垂直方向上完全覆盖所述微发光二极管，且所述滤色点中心点位置距离所述微发光二极管中心点位置不大于1μm。

进一步地，所述第一光线为白光或蓝光，且，

当第一光线为白光时，所述白光由所述微发光二极管中蓝光材料发出的蓝光及所述蓝光材料发出的蓝光激发荧光粉发出的光复合成，或由至少两种单色光材料发出的单色光复合成，所述滤色点将白光过滤成的第二光线为红光、绿光或蓝光。

当第一光线为蓝光时，所述滤色点将蓝光转换成的第二光线为红光、绿光或蓝光。

进一步地，所述滤色点的排布顺序为红绿蓝、红绿蓝绿或红绿蓝白。