LED显示设备及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种LED显示设备及其制造方法，所述LED显示设备包括在显示基底上设置或形成的复数的显示单元，每个所述显示单元包括一个或多个子像素，每个子像素之内包括有用于形成像素驱动电路的驱动区域和用来设置LED的非驱动区域。所述驱动区域设置或形成有薄膜晶体管(TFT)，在非驱动区域设置或形成有凹槽，所述LED设置于所述凹槽内，并且所述LED背离所述凹槽底面的表面与凹槽的开口平面齐平。所述LED的第一接触电极与薄膜晶体管连接。本发明专利技术提供的LED显示设备可以通过行列扫描的方式对所述LED显示设备上的每个子像素进行寻址定位，并且可以通过控制LED的发光实现显示功能。

LED display device and manufacturing method thereof

The invention provides an LED display device and a manufacturing method thereof, wherein the LED display device includes a display unit to display in the plural form or arranged on the substrate, each of the display unit includes one or more sub pixels within each sub-pixel comprises a non pixel area for forming the driving circuit and driving the driving region used to set the LED. The driving region is provided with or formed a thin film transistor (TFT), and a groove is set or formed in the non driving region, the LED is arranged in the groove, and the surface of the LED deviates from the bottom surface of the groove and is flush with the opening plane of the groove. The first contact electrode of the LED is connected with the thin film transistor. The LED display device provided by the invention can address each sub pixel of the LED display device by row and column scanning, and can realize the display function by controlling the luminescence of the LED.

【技术实现步骤摘要】
LED显示设备及其制造方法
本专利技术涉及显示器
，尤其涉及一种LED显示设备及其制造方法。
技术介绍
LED(LightEmittingDiode，发光二极管)属于半导体二极管的一种，主要是由PN结组成，具有单向导电性，是一种依靠半导体PN结的单向导电性发光的光电元件，其发光原理为：向LED加正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，电子和空穴消失的同时产生光子，即产生了自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态(带隙)不同。电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，电子和空穴复合的能量越大，产生的光子的能量就越大。光子的能量反过来与光的颜色对应，由于不同的材料具有不同的带隙，从而能够发出不同颜色的光。LED是一种固态的半导体器件，其能够实现LED发光及显示。由于LED显示具有体积小、亮度高、耗电量低、发热少、使用寿命长和环保等优点，并且具有丰富多彩的颜色种类，因而受到了消费者的青睐，可以用在体育场馆、银行、证劵、商场等户外场所的广告宣传，也可以作为背光源在手机、电视机等需要背光显示的电子产品中发挥不可或缺的作用。目前LED显示在世界范围上得到了广泛使用。LED的发展前景极为广阔，在显示性能方面正在朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的发光密度、更高的发光均匀性、可靠性及全色化方向发展。现有的LED显示设备的像素结构有多种方案，其中一种是将单颗粒LED封装后，通过绑定的方法将其封装在线路板上形成显示阵列小模块，然后将多个模块拼接形成一定尺寸的LED显示屏，LED的驱动是通过线路板背面的驱动芯片驱动，LED的电极与线路板上的金属化的通孔背面的驱动芯片电气互连；受线路板制程技术的精度和LED灯珠尺寸的限制，这种方案只能使用在低分辨率的显示器，单颗像素尺寸在1.2mm以上，而且若要将几百万颗LED灯珠绑定在线路板上其成本也非常高。第二种方案是将LED裸芯片直接绑定在线路板上，然后通过线路板上的金属化的通孔与驱动芯片电气互连，形成显示阵列小模块，然后将多个模块拼接形成需要尺寸的LED显示屏，这种技术也可称为COB(chiponboard，板上芯片封装)技术，LED的驱动是通过线路板背面的驱动芯片驱动，这种方案的显示器分辨率较上一种方案高。单颗像素尺寸在0.8mm以上，但是与上一种方案存在类似的问题,分辨率较低，而且若将几百万颗LED灯珠绑定在线路板上其成本也非常高。还有一种方案是MicroLED(微LED)即LED微缩化和矩阵化技术，具体而言，MicroLED指的是在一个显示面板上集成高密度微小尺寸的LED芯片阵列，其中每一个LED芯片可定址并单独驱动点亮，并且相邻两个LED芯片的像素点距离可以从毫米级降低至微米级，可以提高显示效果，同时，MicroLED还具有节能高效、解析度高、体积小以及薄型化等优点。MicroLED是先在大尺寸玻璃基板上通过大面积半导体制程形成驱动基板，所述驱动基板包括显示区域与外围电路，其中，显示区域是由具有电流驱动的像素组成的阵列。一般来说，驱动基板制程是通过大面积的多晶硅或者氧化物薄膜开关器件实现。在形成驱动基板后，通过精确定位绑定机器将例如几百万颗LED芯片绑定在驱动基板上，并且使LED芯片的电极在垂直方向上与驱动基板上的驱动电路器件的电极形成电气互连。通常MicroLED需要在一片显示面板的尺寸范围内嵌入数百万颗LED，但是，因为LED的外延结构通常需要在衬底(如蓝宝石衬底)上生长完成再剥离衬底后转移至驱动基板上，尤其是对于以红(R)、绿(G)、蓝(B)三基色实现彩色显示的显示面板而言，用于形成这三种颜色的LED所用的材料不同，不同材料制作的LED需要单独制作，其需要首先在不同的衬底上形成不同的外延结构，再分别转移至驱动基板上，因而需要分次转移到驱动基板上与红绿蓝亚像素单元对应的位置，使得LED制作和转移工艺的难度增大，阻碍了量产效率的提高。综上所述，对于将LED转移并绑定到驱动基板上以及电气连接的方法仍需要改进。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种LED显示设备及其制造方法，可以改进现有的LED显示设备制造工艺中复杂的对位和绑定工艺，所形成的LED显示设备中LED与薄膜晶体管的电气连接工艺较为简单，并可以增强所述电气连接的可靠性。一方面，本专利技术提供了一种LED显示设备，包括显示基底和以复数设置在所述显示基底上的显示单元，每个所述显示单元包括一个或多个子像素，每个所述子像素包括驱动区域和非驱动区域，其特征在于，在所述子像素的驱动区域设置有薄膜晶体管，在所述子像素的非驱动区域设置有凹槽，所述凹槽内设置有LED，所述LED包括一第一接触电极，所述薄膜晶体管与所述LED的第一接触电极连接。可选的，所述LED背离所述凹槽底面的表面与所述凹槽开口处的平面齐平，所述凹槽的深度范围是20～150微米。可选的，所述LED显示设备还包括第一平坦化层和在所述第一平坦化层上形成的第一电极，所述第一平坦化层覆盖所述薄膜晶体管、所述凹槽以及所述LED，所述第一电极通过设置于所述第一平坦化层中的第一接触孔与所述薄膜晶体管接触，所述第一电极还通过形成于所述第一平坦化层中的第二接触孔与所述LED的第一接触电极接触。在本专利技术的一种实施方式中，所述LED还具有第二接触电极和衬底层，并且所述第一接触电极和第二接触电极位于所述衬底层的同侧。可选的，所述LED显示设备还包括第二平坦化层和在所述第二平坦化层上形成的第二电极，所述第二平坦化层覆盖所述第一平坦化层以及所述第一电极，所述第二电极通过设置于所述第二平坦化层和第一平坦化层中的第三接触孔与所述LED的第二接触电极连接。在本专利技术的又一种实施方式中，所述LED还具有第二接触电极和衬底层，并且所述第一接触电极和第二接触电极位于所述衬底层的两侧。可选的，还设置有覆盖层以及第二电极，所述覆盖层覆盖所述凹槽的内表面以及薄膜晶体管，所述第二电极设置在所述凹槽的底面的覆盖层表面，并且所述第二电极与所述LED的第二接触电极接触。另一方面，本专利技术还提供一种LED显示设备的制造方法，用于制造上述LED显示设备，所述方法包括：提供一显示基底，所述显示基底上的每个子像素范围内分布有驱动区域和非驱动区域；在所述驱动区域形成薄膜晶体管，并且在所述非驱动区域形成凹槽；在所述凹槽中设置LED；形成第一平坦化层，所述第一平坦化层覆盖所述薄膜晶体管、所述凹槽以及所述LED；以及在所述第一平坦化层上形成第一电极，所述第一电极通过形成于所述第一平坦化层中的第一接触孔与所述薄膜晶体管连接，所述第一电极还通过形成于所述第一平坦化层中的第二接触孔与所述LED的第一接触电极接触。在本专利技术的一种实施方式中，所述LED还具有第二接触电极以及衬底层，并且所述第一接触电极和第二接触电极位于所述衬底层的同侧；所述LED显示设备还形成第二平坦化层，所述第二平坦化层覆盖所述第一平坦化层以及所述第一电极，并且在所述第二平坦化层上形成第二电极，所述第二电极通过形成于所述第二平坦化层和第一平坦化层中的第三接触孔与所述第二接触电极接触。在本专利技术的又一种实施方式中，所述LED还具有第二接触电极以及衬底层，并且所述第一接触电极和第二接触电极位于所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED显示设备，包括显示基底和以复数设置在所述显示基底上的显示单元，每个所述显示单元包括一个或多个子像素，每个所述子像素包括驱动区域和非驱动区域，其特征在于，在所述子像素的驱动区域设置有薄膜晶体管，在所述子像素的非驱动区域设置有凹槽，所述凹槽内设置有LED，所述LED包括一第一接触电极，所述薄膜晶体管与所述LED的第一接触电极连接。

【技术特征摘要】
1.一种LED显示设备，包括显示基底和以复数设置在所述显示基底上的显示单元，每个所述显示单元包括一个或多个子像素，每个所述子像素包括驱动区域和非驱动区域，其特征在于，在所述子像素的驱动区域设置有薄膜晶体管，在所述子像素的非驱动区域设置有凹槽，所述凹槽内设置有LED，所述LED包括一第一接触电极，所述薄膜晶体管与所述LED的第一接触电极连接。2.如权利要求1所述的LED显示设备，其特征在于，所述LED背离所述凹槽底面的表面与所述凹槽开口处的平面齐平，所述凹槽的深度范围是20～150微米。3.如权利要求1所述的LED显示设备，其特征在于，所述LED显示设备还包括第一平坦化层和在所述第一平坦化层上形成的第一电极，所述第一平坦化层覆盖所述薄膜晶体管、所述凹槽以及所述LED，所述第一电极通过设置于所述第一平坦化层中的第一接触孔与所述薄膜晶体管接触，所述第一电极还通过形成于所述第一平坦化层中的第二接触孔与所述LED的第一接触电极接触。4.如权利要求1～3中的任一项所述的LED显示设备，其特征在于，所述LED还具有第二接触电极和衬底层，并且所述第一接触电极和第二接触电极位于所述衬底层的同侧。5.如权利要求4所述的LED显示设备，其特征在于，所述LED显示设备还包括第二平坦化层和在所述第二平坦化层上形成的第二电极，所述第二平坦化层覆盖所述第一平坦化层以及所述第一电极，所述第二电极通过设置于所述第二平坦化层和第一平坦化层中的第三接触孔与所述LED的第二接触电极连接。6.如权利要求1～3中的任一项所述的LED显示设备，其特征在于，所述LED还具有第二接触电极和衬底层，并且所述第一接触电极和第二接触电极位于所述衬底层的两侧。7.如权利要求6所述的LED显示...

【专利技术属性】
技术研发人员：严光能，严松涛，
申请(专利权)人：严光能，杨保证，
类型：发明
国别省市：广东,44