微发光二极管像素单元器件结构、制备方法及显示面板技术

本发明专利技术提供了一种微发光二极管像素单元器件结构、制备方法及显示面板，直接利用半导体技术，在同一片硅衬底上制备水平布置的微LED结构和MOS管结构，规避了现有技术中利用巨量转移技术实现微LED和驱动电路的集成所带来的成本高、良率低的问题。该微发光二极管像素单元器件结构包括：硅衬底，硅衬底包括第一区域和第二区域；场效应管结构，场效应管结构设置在第一区域；以及和场效应管结构电连接的微发光二极管结构，微发光二极管结构设置在第二区域。

【技术实现步骤摘要】
微发光二极管像素单元器件结构、制备方法及显示面板
本专利技术涉及微发光二极管
，具体涉及一种微发光二极管像素单元器件结构、制备方法及包含该微发光二极管像素单元器件结构的显示面板。
技术介绍
近年来，微发光二极管(LightEmittingDiode，LED)显示技术发展迅速，备受业界追捧。其制备过程通常是利用巨量转移技术将百万甚至千万数量级的微LED从一块基板转移到驱动基板上，以实现微LED和场效应晶体管(MetalOxideSemiconductor，MOS)的集成。然而，由于微LED的尺寸通常只有几微米到几十微米，像素间距更小，因此巨量转移过程需要成本高昂的精密设备才能实现，并且产品良率较低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例致力于提供一种微LED像素单元器件结构、制备方法及显示面板，以解决现有技术中利用巨量转移技术实现微LED和MOS管的集成时，导致的生产成本高、产品良率低的问题。本专利技术一方面提供了一种微发光二极管像素单元器件结构的制备方法，包括：提供硅衬底，将硅衬底包括第一区域和第二区域；在第一区域和第二区域分别制备场效应管结构和微发光二极管结构；将场效应管结构和微发光二极管结构电连接，以形成像素单元结构。可选地，在第一区域和第二区域分别制备场效应管结构和微发光二极管结构包括：在第一区域的硅衬底之上制备场效应管结构；整面沉积第一绝缘层；刻蚀掉第二区域的部分第一绝缘层至露出硅衬底，以形成微发光二极管显示窗口区；在微发光二极管显示窗口区的硅衬底上制备微发光二极管结构。可选地，在第一区域和第二区域分别制备场效应管结构和微发光二极管结构包括：在硅衬底上整面沉积第二绝缘层；刻蚀掉第二区域的部分第二绝缘层至露出硅衬底，形成微发光二极管显示窗口区；在微发光二极管显示窗口区的硅衬底上制备微发光二极管结构；刻蚀掉第一区域的部分第二绝缘层至露出硅衬底，在露出的硅衬底之上制备场效应管结构。可选地，在第一区域制备场效应管结构的同时制备电容结构；该方法还包括，将电容结构和场效应管结构、微发光二极管结构电连接。可选地，在第一区域制备场效应管结构的同时制备电容结构包括：在第一区域的硅衬底中形成阱区；在阱区中掺杂分别形成第一电容极板、场效应管的源区和漏区；采用构图工艺，在硅衬底之上分别形成电容绝缘层、场效应管的栅氧化层；在栅氧化层之上制备多晶硅栅层；在第一区域整面沉积第三绝缘层；采用构图工艺，在第三绝缘层上分别形成第二电容极板，以及场效应管的源极、漏极和栅极。本专利技术另一方面还提供了一种微发光二极管像素单元器件结构，包括：硅衬底，该硅衬底包括第一区域和第二区域；场效应管结构，场效应管结构设置在第一区域；以及和场效应管结构电连接的微发光二极管结构，微发光二极管结构设置在第二区域。可选地，微发光二极管结构的顶电极为透明电极。可选地，该微发光二极管像素单元器件结构还包括：和场效应管结构、微发光二极管结构电连接的电容结构。可选地，电容结构的电极绝缘层和场效应管结构中的多晶硅栅层位于同一膜层，第一区域包含2-50个场效应管结构和0-3个电容结构。本专利技术的又一方面提供了一种显示面板，包括多个上述微发光二极管像素单元器件结构。根据本专利技术提供的微发光二极管像素单元器件结构、制备方法及显示面板，直接利用半导体技术在同一硅片上形成水平布置的MOS管结构和微LED结构，规避了现有技术中利用巨量转移技术实现微LED和MOS管的集成所带来的成本高、良率低的问题。此外，由于像素单元中的MOS管结构和微LED结构水平布置，驱动单元不会对显示窗口产生遮挡，具有良好的显示效果。附图说明图1所示为本专利技术一实施例提供的发光二极管像素单元电路结构示意图。图2所示为本专利技术一实施例提供的微LED的结构示意图。图3所示为本专利技术一实施例提供的MOS管的结构示意图。图4所示为本专利技术一实施例提供的微LED像素单元器件结构的制备方法的流程图。图5a-图5e为本专利技术一实施例提供的微发光二极管像素单元器件结构的制备过程示意图。图6a-图6d为本专利技术一实施例提供的微发光二极管像素单元器件结构的制备过程示意图。图7所示为本专利技术一实施例提供的微发光二极管像素单元器件结构示意图。图8所示为本专利技术一实施例提供的一种显示面板的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1所示为本专利技术一实施例提供的发光二极管像素单元电路结构示意图。从图中可以看出，该LED像素单元采用2T1C驱动电路结构，即包括两个场效应管(MOS管)和一个存储电容。其工作过程包括行选择线输出行选通信号选通第一MOS管11所在的行，使得第一MOS管11导通，数据线输出数据电压经过第一MOS管11对存储电容C13充电，随着第二MOS管12的栅极电位逐渐提高，使得第二MOS管12导通，进而使LED14导通发光，进行显示，存储电容C13充电完成后行选择线的选通信号消逝，第一MOS管11关断，存储电容C13把数据线给的电压信号保存下来，并控制第二MOS管12的导通电流大小，第二MOS管12的栅压基本维持不变，第二MOS管12持续导通，LED14持续点亮，直到下一个周期到来。本领域技术人员可以理解，这里给出的像素单元的驱动电路结构只是示例性的，还可以根据实际需要选择2T1C，4T2C，6T1C等。本专利技术提供了一种微LED像素单元器件结构的制备方法，其是直接利用半导体工艺，在同一片硅衬底上制备并列排布的微LED结构和MOS管结构，从而实现微LED结构和MOS管结构的异质单片集成的过程。图2所示为本专利技术一实施例提供的微LED的结构示意图。微LED是指尺寸小于100微米的LED，该微LED20的制备过程可以包括：采用金属有机物化学气相淀积方法在硅衬底21上生长缓冲层22、n型层23、发光层24、p型层25；使用等离子刻蚀技术刻蚀微LED的台面A到n型层23，在微LED的台面A上沉积透明电极26并退火形成p型欧姆接触，在露出的n型层23表面沉积n型电极27并退火形成n型欧姆接触。从透明电极26侧提取微LED的发光。图3所示为本专利技术一实施例提供的MOS管的结构示意图。该MOS管30的制备过程可以包括：在硅衬底，例如p型硅衬底31，上通过掺杂形成N阱32，在p型硅衬底31上沉积一层光刻胶，通过掩膜、曝光、刻蚀形成硅基MOS管的源区和漏区需掺杂图形，接着进行离子注入形成硅基MOS管的源区33和漏区34。去除剩余的光刻胶，依次沉积绝缘介质、导电介质和一层光刻胶，通过掩膜、曝光、光刻形成硅基MOS管的栅区，其中绝缘介质为由二氧化硅和高介电常数材料形成的一层或两层结构，用于形成栅氧化层35；导电介质为金属栅材料或者掺杂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微发光二极管像素单元器件结构，其特征在于，包括：/n硅衬底，所述硅衬底包括第一区域和第二区域；/n场效应管结构，所述场效应管结构设置在所述第一区域；以及/n和所述场效应管结构电连接的微发光二极管结构，所述微发光二极管结构设置在所述第二区域。/n

【技术特征摘要】
1.一种微发光二极管像素单元器件结构，其特征在于，包括：
硅衬底，所述硅衬底包括第一区域和第二区域；
场效应管结构，所述场效应管结构设置在所述第一区域；以及
和所述场效应管结构电连接的微发光二极管结构，所述微发光二极管结构设置在所述第二区域。


2.根据权利要求1所述的微发光二极管像素单元器件结构，其特征在于，所述微发光二极管结构的顶电极为透明电极。


3.根据权利要求1所述的微发光二极管像素单元器件结构，其特征在于，还包括：和所述场效应管结构、所述微发光二极管结构电连接的电容结构。


4.根据权利要求3所述的微发光二极管像素单元器件结构，其特征在于，所述电容结构的电极绝缘层和所述场效应管结构中的多晶硅栅层位于同一膜层，所述第一区域包含2-50个场效应管结构和0-3个电容结构。


5.一种微发光二极管像素单元器件结构的制备方法，其特征在于，包括：
提供硅衬底，将所述硅衬底划分为第一区域和第二区域；
在所述第一区域和所述第二区域分别制备场效应管结构和微发光二极管结构；
将所述场效应管结构和所述微发光二极管结构电连接，以形成像素单元结构。


6.根据权利要求5所述的微发光二极管像素单元器件结构的制备方法，其特征在于，在所述第一区域和所述第二区域分别制备场效应管结构和微发光二极管结构包括：
在所述第一区域的硅衬底之上制备场效应管结构；
整面沉积第一绝缘层；
刻蚀掉所述第二区域的部分第一绝缘层至露出硅衬底，以形成微发光二极管显示窗口区；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭恩卿，邢汝博，韦冬，李晓伟，张宇，
申请(专利权)人：昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司，昆山国显光电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32