一种LED芯片、阵列基板、显示面板和显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种LED芯片、阵列基板、显示面板和显示装置。一种LED芯片，包括：衬底，所述衬底包括第一面和与所述第一面相对的第二面；PN发光结构，位于所述衬底的所述第一面上；开关电路，位于所述衬底的所述第二面上，所述开关电路与存储电容及所述PN发光结构电连接，所述开关电路开启时为存储电容充电；存储电容，至少包括第一电容电极和第二电容电极，用于为所述PN发光结构提供恒定发光电流。本发明专利技术通过LED芯片结构中的存储电容为PN发光结构提供恒定的发光电流，使得通过每个LED的电流值相等，从而实现每个LED芯片的发光亮度均匀。

A LED chip, array substrate, display panel and display device

The invention discloses a LED chip, an array substrate, a display panel and a display device. A LED chip includes a substrate, wherein the substrate comprises a first surface and a second surface opposite to the first surface; PN light emitting structure, located in the substrate of the first surface; switch circuit, the second surfaces positioned on the substrate, the storage capacitor and switch circuit the PN connection structure of the electric light, the switch circuit is opened to charge the storage capacitor; the storage capacitor includes at least a first capacitor electrode and the second capacitor electrode, for providing a constant current to the light emitting PN light emitting structure. The present invention provides a constant luminous current for the PN lighting structure through the storage capacitance in the LED chip structure, so that the current value of each LED is equal, so that the brightness of each LED chip is uniform.

【技术实现步骤摘要】
一种LED芯片、阵列基板、显示面板和显示装置
本专利技术实施例涉及LED显示
，尤其涉及一种LED芯片、阵列基板、显示面板和显示装置。
技术介绍
LED(LightEmittingDiode，发光二极管)是半导体二极管的一种，是一种依靠半导体PN结的单向导电性发光的光电元件，LED灯是目前世界范围市场上广泛使用的照明灯具，具有体积小，亮度高，耗电量低，发热少，使用寿命长，环保等优点，并且具有丰富多彩的颜色种类，深受消费者的喜爱。与此同时，LED芯片作为背光源在手机，电视机等需要显示屏的电子产品中发挥着不可或缺的作用，随着电子产品的尺寸的不断缩小，也要求LED芯片的尺寸能够大幅减小。目前主动驱动的MicroLED结构都是在传统的薄膜晶体管(ThinFilmTransistor,TFT)基板上做TFT阵列电路，然后把LED转移到对应的像素单元中。因为LED是电流驱动，电流的大小直接影响LED的亮度，为了保证像素单元的发光亮度均匀，则通过每个LED的电流值必须相等。现有技术中为了保证LED阵列里通过每个LED的电流相等，通过改变线路阻值等方法弥补通过不同LED的电流差异，但是在大尺寸高分辨率的显示面板中，采用上述方法仍然存在LED亮度不均匀的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种LED芯片、阵列基板、显示面板和显示装置，以实现LED芯片的发光亮度均匀。为达此目的，第一方面，本专利技术实施例提供了一种LED芯片，该LED芯片包括：衬底，所述衬底包括第一面和与所述第一面相对的第二面；PN发光结构，位于所述衬底的所述第一面上；开关电路，位于所述衬底的所述第二面上，所述开关电路与存储电容及所述PN发光结构电连接，所述开关电路开启时为存储电容充电；存储电容，至少包括第一电容电极和第二电容电极，用于为所述PN发光结构提供恒定发光电流。可选地，所述PN发光结构包括依次层叠的N型半导体层和P型半导体层，以及形成于所述N型半导体层和所述P型半导体层之间的复合层。可选地，所述PN发光结构的主体材料为GaN。可选地，所述PN发光结构采用有机金属化学气相沉积工艺形成。可选地，所述开关电路至少包括一个薄膜晶体管。可选地，所述薄膜晶体管包括形成于所述衬底的所述第二面上的栅极、位于所述衬底和所述栅极远离所述PN发光结构一侧的第一绝缘层、位于所述第一绝缘层远离所述衬底一侧的半导体层以及位于所述半导体层两端的源极和漏极，其中，所述漏极与所述P型半导体层电连接。可选地，所述第一电容电极形成于所述P型半导体层远离所述N型半导体层一侧的表面，所述第一电容通过第一导电材电连接至所述漏极，且所述第一导电材与所述N型半导体层绝缘。可选地，所述漏极与所述第一电容之间形成有第一通孔，所述第一导电材填充于所述第一通孔中，且所述第一导电材与所述第一通孔之间形成有第二绝缘层；或者，所述第一导电材形成于所述LED芯片的一侧，且所述第一导电材与所述LED芯片的侧壁之间形成有第三绝缘层。可选地，所述第二电容电极与所述栅极同层设置，所述第二电容电极通过所述衬底中的第二通孔与所述N型半导体层电连接。可选地，所述P型半导体层刻蚀有凹槽，以暴露出所述N型半导体层。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种阵列基板，该阵列基板包括多条扫描线、多条数据线、多条公共线和本专利技术任意实施例提供的LED芯片；所述扫描线及所述公共线，与所述数据线绝缘相交限定出像素区域，所述LED芯片设置于所述像素区域中，所述扫描线电连接所述开关电路的控制端，所述数据线电连接所述开关电路的数据输入端，所述公共线电连接所述PN发光结构的输出端。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种显示面板，包括本专利技术任意实施例提供的阵列基板。第四方面，本专利技术实施例还提供了一种显示装置，包括本专利技术任意实施例提供的显示面板。本专利技术通过在LED芯片中设置存储电容与开关电路，当开关电路开启时根据输入的驱动信号为存储电容充电，使得存储电容为PN发光结构提供恒定的发光电流，进而将该LED芯片设置于阵列基板的每个像素中后，可以使得通过每条数据线上的每个LED的电流值相等，解决了阵列电路中通过LED的电流不相等导致LED发光亮度不均匀的问题，实现了LED芯片的发光亮度均匀；另外，本专利技术的PN发光结构和开关电路都集成于LED芯片中，且为纵向叠层结构，大大减小了现有的开关管与LED芯片所占的面积，可以实现高像素密度与高分辨率的显示装置。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的一种LED芯片的结构示意图；图2是本专利技术实施例一提供的LED芯片的等效电路图；图3是本专利技术实施例二提供的一种阵列基板的等效结构示意图；图4是本专利技术实施例三提供的一种显示面板的结构示意图；图5是本专利技术实施例四提供的一种显示装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。实施例一图1为本专利技术实施例一提供的一种LED芯片结构示意图，将本实施例提供的LED芯片设置于阵列基板的像素中，可使像素均匀发光，如图1所示，该LED芯片的PN发光结构与开关电路集成在一个结构中，具体可以包括：衬底10，衬底10包括第一面101和与第一面相对的第二面102；PN发光结构11，位于衬底10的第一面101上；开关电路12，位于衬底10的第二面上102，开关电路12与存储电容C及PN发光结构11电连接，开关电路12开启时为存储电容C充电；存储电容C，至少包括第一电容电极121和第二电容电极123，用于为PN发光结构11提供恒定发光电流。需要说明的是，本实施例的第一电容电极121和第二电容电极123的位置并不仅限于图1所示位置，图1仅为示例性说明，只要第一电容电极121和第二电容电极123形成的存储电容C可以为PN发光结构11提供恒定发光电流即可。上述方案中，衬底10可采用硅晶体材质，在衬底10的第一面101上形成PN发光结构11，PN发光结构11可采用有机金属化学气相沉积工艺形成，可包括依次层叠的N型半导体层111和P型半导体层113，以及形成于N型半导体层111和P型半导体层113之间的复合层112。本专利技术实施例中的PN发光结构11为微型发光二极管(MicroLED)，使用较小的电流就可驱动微型发光二极管发光。本实施例中，PN发光结构11的材料可以有多种选择，例如GaN、GaAs、InGaN和AlInGaP等，不同材料的PN发光结构11可发出不同颜色的光，例如，本实施例PN发光结构11的材料优选为GaN(氮化镓)材料，对应发出蓝光。可选的，PN发光结构11还可包括形成于P型半导体层113远离衬底10一侧的P型电极，P型电极与P型半导体层113电接触，本实施例中，上述第一电容电极121可复用为该P型电极。另外，由于P型半导体层113的材料为GaN，掺杂浓度和迁移率相对较低，因此在P型半导体层113上设置了透明接触层(图1中未示出)获得P型半导体层113和P型电极的欧姆接触，保证电流在P型半导体层113中均匀分布。P型电极为在P型半导体层113上镀的一层导电材料，例如可以是金属网格、纳米银和石墨烯等透明导电材料，以制备透明显示装置。可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED芯片，其特征在于，包括：衬底，所述衬底包括第一面和与所述第一面相对的第二面；PN发光结构，位于所述衬底的所述第一面上；开关电路，位于所述衬底的所述第二面上，所述开关电路与存储电容及所述PN发光结构电连接，所述开关电路开启时为所述存储电容充电；所述存储电容，至少包括第一电容电极和第二电容电极，用于为所述PN发光结构提供恒定发光电流。

【技术特征摘要】
1.一种LED芯片，其特征在于，包括：衬底，所述衬底包括第一面和与所述第一面相对的第二面；PN发光结构，位于所述衬底的所述第一面上；开关电路，位于所述衬底的所述第二面上，所述开关电路与存储电容及所述PN发光结构电连接，所述开关电路开启时为所述存储电容充电；所述存储电容，至少包括第一电容电极和第二电容电极，用于为所述PN发光结构提供恒定发光电流。2.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述PN发光结构包括依次层叠的N型半导体层和P型半导体层，以及形成于所述N型半导体层和所述P型半导体层之间的复合层。3.根据权利要求2所述的LED芯片，其特征在于，所述PN发光结构的主体材料为GaN。4.根据权利要求3所述的LED芯片，其特征在于，所述PN发光结构采用有机金属化学气相沉积工艺形成。5.根据权利要求2所述的LED芯片，其特征在于，所述开关电路至少包括一个薄膜晶体管。6.根据权利要求5所述的LED芯片，其特征在于，所述薄膜晶体管包括形成于所述衬底的所述第二面上的栅极、位于所述衬底和所述栅极远离所述PN发光结构一侧的第一绝缘层、位于所述第一绝缘层远离所述衬底一侧的半导体层以及位于所述半导体层两端的源极和漏极，其中，所述漏极与所述P型半导体层电连接。7.根据权利要求6所述的LED芯片，其特征在于，所述第一电容电极形成于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张义荣，孙忠祥，张君，邬剑波，
申请(专利权)人：上海九山电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31