全彩显示阵列结构及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种蓝光LED与绿光、红光OLED相结合的全彩显示结构及制备方法，将LED显示与OLED显示的优势相结合实现全彩显示，既解决绿光LED发光效率低，红光LED的GaAs材料体系与蓝光、绿光LED的GaN材料体系很难兼容等问题，又解决OLED显示中蓝光发光光效低、寿命短的问题。

Structure and preparation method of full-color display array

The invention provides a full-color display structure and a preparation method combining blue LED with green and red OLED, realizes full-color display by combining the advantages of LED display and OLED display, which not only solves the problems of low luminous efficiency of green LED, incompatibility between GaAs material system of red LED and GaN material system of blue and green LED, but also solves the problems of incompatibility between GaAs material system of red LED and GaN material system of blue and green LED. Solve the problem of low luminous efficiency and short lifetime of blue light in OLED display.

【技术实现步骤摘要】
全彩显示阵列结构及制备方法
本专利技术涉及光电
，特别涉及一种LED与OLED相结合的全彩显示阵列结构及制备方法。
技术介绍
LED(Light-EmittingDiode，电致发光二极管)显示技术及OLED(Organiclight-EmittingDiode，有机电致发光二极管)显示技术在平板信息显示领域均受到广泛的关注。两种技术均具有自发光、高亮度、高对比度、宽视角、工作温度范围大和高可靠性等优点。但是，在实现更高效率、更高画质、更高清等目标上，两种技术都有着自身的缺陷。对于LED显示技术，实现更高清显示的关键技术是实现超小发光像素，需要更小尺寸的LEDRGB全彩发光单元。目前，LED全彩发光单元主要采用SMD或COB两种封装方式实现，两者均需要对红、绿、蓝三种LED芯片进行固晶、打线或倒装焊。由于焊料工艺、固晶机对位精度以及导电通孔孔径的限制，使得LEDRGB全彩封装单元尺寸小型化受到限制，直接影响到最终LED屏像素分辨率。并且，高分辨率、大尺寸显示屏需要更多的LED芯片，将数量庞大、尺寸很小的LED芯片进行贴装需要巨大的时间和经济成本。再者，绿光LED的发光效率较低，红光LED的GaAs材料体系与蓝光、绿光LED的GaN材料体系很难兼容等问题一直极大程度地影响LED显示实现全彩和高分辨率。而对于OLED显示技术，目前蓝光有机发光材料的性能偏低，发光效率与寿命较低，容易老化，极大地影响OLED全彩显示的色彩还原度及使用寿命。因此，若将蓝光LED与绿光、红光OLED相结合实现全彩平板显示，可将LED显示与OLED显示的优势结合，实现更优效率、更高画质、更高分辨率。LED与OLED均属于低电流驱动，在驱动电路方面有极好的兼容性
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术提供一种LED与OLED相结合的全彩显示阵列结构和制备方法，将LED显示与OLED显示的优势相结合，既解决绿光LED发光效率低，红光LED的GaAs材料体系与蓝光、绿光LED的GaN材料体系很难兼容等问题，又解决OLED显示中蓝光发光光效低、寿命短的问题。(二)技术方案本专利技术提供一种全彩显示阵列，包括：透明衬底1；蓝光LED阵列，其形成在所述透明衬底1上，由多个独立条形蓝光LED结构按列排布，每列蓝光LED结构的LED像素通过LEDN电极和列数据线电极8实现阴极电互联；绿光OLED阵列，其形成在所述透明衬底1上，由多个独立条形绿光OLED结构按列排布，每列绿光OLED结构的OLED像素通过OLEDN电极和列数据线电极8′实现阴极电互联；红光OLED阵列，其形成在所述透明衬底1上，由多个独立条形红光OLED结构按列排布，每列红光OLED结构的OLED像素通过OLEDN电极和列数据线电极8′实现阴极电互联；蓝光LED阵列的LEDP电极和行控制线电极7与所述绿光、红光OLED阵列的透明导电层5实现电互联，每列蓝光LED结构，绿光OLED结构和红光OLED结构组成一个RGB全彩显示像素。可选地，蓝光LED结构包括μ-GaN层、n-GaN层2-1，多量子阱发光层2-2和p-GaN层2-3。可选地，在绿光OLED阵列和红光OLED阵列的子像素周边形成有网格形双层阴极隔离柱3-4，包括底层隔离柱和上层隔离柱，其中，底层隔离柱为正梯形形状，上层隔离柱为倒梯形形状。本专利技术提供一种全彩显示阵列的制备方法，包括：步骤A：在透明衬底1上生长GaN材料，制备GaN外延片；步骤B：刻蚀GaN外延片，形成多个独立的条形蓝光LED结构，形成蓝光LED区域2；步骤C：对多个独立的条形LED结构进行ICP台面刻蚀，获得独立的蓝光LED结构；步骤D：在蓝光LED结构的P台面上制备透明导电层5，同时在绿光OLED区域3和红光OLED区域4上也制备透明导电层5；步骤E：在n-GaN上制作蓝光LED芯片的N电极和列数据线电极8、蓝光LEDDBR反射层，并对N电极进行绝缘保护；步骤F：制作蓝光LED芯片的P电极和行控制线电极7并对其进行绝缘保护；步骤G：制作阴极隔离柱3-4；步骤H：制作绿、红OLED阵列的各功能层，并实现每列绿光或红光OLED像素的阴极电互联；步骤I：封装。本专利技术提供一种全彩显示结构，包括：电路基板10，包括阵列排布的多个像素区域；蓝光LED器件2＇，由LED芯片构成，按列形成在电路基板10上；绿光OLED器件3＇和红光OLED器件4＇，按列形成在所述电路基板10上；蓝光LED器件2＇、绿光OLED器件3＇以及红光OLED器件4＇通过电路基板10实现电互联。可选地，像素区域内设置有与蓝光LED器件2＇、绿光OLED器件3＇、红光OLED器件4＇相连接的像素驱动电路。本专利技术提供一种全彩显示结构的制备方法，包括：步骤A：在蓝宝石衬底上制备蓝光LED芯片，封装成蓝光LED器件2＇；步骤B：制备绿光OLED器件3＇和红光OLED器件4＇；步骤C：分别将蓝光LED器件2＇、OLED器件3＇和红光OLED器件4＇压焊到电路基板10上；步骤D：给电路基板10加驱动电流，实现全彩显示。本专利技术提供一种全彩显示结构，包括：电路基板10，包括阵列排布的多个像素区域；蓝光LED器件2＇，由LED芯片构成，按列形成在电路基板10上；绿光、红光OLED阵列，按列形成在电路基板10上；蓝光LED器件2＇与绿光、红光OLED阵列通过电路基板10实现电互联。可选地，像素区域内设置有与蓝光LED器件2＇、绿光、红光OLED阵列相连接的像素驱动电路。本专利技术提供一种全彩显示结构的制备方法，包括：步骤A：在电路基板10表面溅射透明导电层5，通过腐蚀形成绿光、红光OLED区域的阳极，同时，在透明导电层5上制备阴极隔离柱3-4；步骤B：将蓝光LED器件2＇与电路基板10连接；步骤C：在电路基板上制备绿光、红光OLED阵列；步骤D：封装；步骤E：给电路基板10加驱动电流，实现全彩显示。(三)有益效果本专利技术提供了蓝光LED与红光、绿光OLED相结合的全彩显示结构和制备方法，具有以下有益效果：1、将LED显示与OLED显示的优势相结合，解决了绿光LED发光效率低，红光LED的GaAs材料体系与蓝光、绿光LED的GaN材料体系很难兼容等问题；2、解决了OLED显示中蓝光发光光效低、寿命短的问题。附图说明图1是实施例1中晶圆级LED与OLED结合的全彩显示阵列结构示意图。图2是图1所示晶圆级全彩LED与OLED结合的全彩显示阵列沿AA′截面的剖视图。图3实施例2中蓝光LED器件和绿光OLED器件、红光OLED器件相结合实现全彩显示的结构示意图。图4是图3中蓝光LED器件结构示意图；图5是图3中绿光、红光OLED器件结构示意图；图6是实施例3中蓝光LED器件与绿光OLED、红光OLED阵列相结合实现全彩显示的结构示意图。【主要元件】1-衬底2-蓝光LED区域2＇-蓝光LED器件3-绿光LED区域3＇-绿光LED器件4-红光LED区域4＇-红光LED器件5-透明导电层(ITO)6-玻璃板7-LEDP电极和行控制线电极8-LEDN电极和列控制线电极8＇-OLEDN电极和列控制线电极9-全彩显示单元10-电路基板2-1-μ-GaN+n-GaN层2-2-多量子阱发光层(MQW)2-3-p-GaN层2-4-DBR反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全彩显示阵列，包括：透明衬底(1)；蓝光LED阵列，其形成在所述透明衬底(1)上，由多个独立条形蓝光LED结构按列排布，每列蓝光LED结构的LED像素通过LED N电极和列数据线电极(8)实现阴极电互联；绿光OLED阵列，其形成在所述透明衬底(1)上，由多个独立条形绿光OLED结构按列排布，每列绿光OLED结构的OLED像素通过OLED N电极和列数据线电极(8′)实现阴极电互联；红光OLED阵列，其形成在所述透明衬底(1)上，由多个独立条形红光OLED结构按列排布，每列红光OLED结构的OLED像素通过OLED N电极和列数据线电极(8′)实现阴极电互联；所述蓝光LED阵列的LED P电极和行控制线电极(7)与所述绿光、红光OLED阵列的透明导电层(5)实现电互联。

【技术特征摘要】
2018.06.29 CN 20181069464431.一种全彩显示阵列，包括：透明衬底(1)；蓝光LED阵列，其形成在所述透明衬底(1)上，由多个独立条形蓝光LED结构按列排布，每列蓝光LED结构的LED像素通过LEDN电极和列数据线电极(8)实现阴极电互联；绿光OLED阵列，其形成在所述透明衬底(1)上，由多个独立条形绿光OLED结构按列排布，每列绿光OLED结构的OLED像素通过OLEDN电极和列数据线电极(8′)实现阴极电互联；红光OLED阵列，其形成在所述透明衬底(1)上，由多个独立条形红光OLED结构按列排布，每列红光OLED结构的OLED像素通过OLEDN电极和列数据线电极(8′)实现阴极电互联；所述蓝光LED阵列的LEDP电极和行控制线电极(7)与所述绿光、红光OLED阵列的透明导电层(5)实现电互联。2.如权利要求1所述的全彩显示阵列，其特征在于，所述蓝光LED结构包括μ-GaN层+n-GaN层(2-1)、多量子阱发光层(2-2)和p-GaN层(2-3)。3.如权利要求1所述的全彩显示结构，其特征在于，在所述绿光OLED阵列和红光OLED阵列的子像素周边形成有网格形双层阴极隔离柱(3-4)，包括底层隔离柱和上层隔离柱，其中，所述底层隔离柱为正梯形形状，上层隔离柱为倒梯形形状。4.一种全彩显示阵列的制备方法，包括：步骤A：在透明衬底(1)上制备GaN外延片；步骤B：刻蚀GaN外延片，形成多个独立的条形蓝光LED结构，形成蓝光LED区域(2)；步骤C：对多个独立的条形LED结构进行ICP台面刻蚀，获得独立的蓝光LED结构；步骤D：在蓝光LED结构的P台面上制备透明导电层(5)，同时，在绿光OLED区域(3)和红光OLED区域(4)上制备透明导电层(5)；步骤E：制作蓝光LED阵列的LEDN电极和列数据线电极(8)、蓝光LEDDBR反射层，并对N电极进行绝缘保护；步骤F：制作蓝光LED阵列的LEDP电极和行控制线电极(7)，并对其进行绝缘保护；步骤G：制作阴极隔离柱(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：李璟，苏康，王国宏，葛畅，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11