一种高亮度高可靠性的Micro-LED显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高亮度高可靠性的Micro

【技术实现步骤摘要】
一种高亮度高可靠性的Micro
‑
LED显示装置


[0001]本专利技术涉及半导体器件
，尤其涉及一种高亮度高可靠性的Micro
‑
LED显示装置。

技术介绍

[0002]LED具有节能、体积小、寿命长、色彩丰富、性能可靠等显著优点。近年来各类Micro
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LED显示受到了普遍关注，已经成为国际公认的下一代显示技术。Micro
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LED显示将Micro
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LED芯片一颗一颗紧密地排列成阵列，每颗Micro
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LED芯片独立地被驱动点亮发出光线，达到优异的显示效果，可以实现柔性、透明、高分辨显示，而其耗电量仅约为液晶面板的10％。
[0003]每颗Micro
‑
LED芯片独立地被驱动点亮，需要依靠主动式驱动背板，为每颗Micro
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LED芯片配置单独的控制元件。现有的驱动背板，包括CMOS(互补金属氧化物半导体)背板、TFT(薄膜晶体管)背板。CMOS背板采用集成电路晶圆工艺生产，能够实现5微米甚至更小的像素间距，能够实现高分辨率的Micro
‑
LED显示，但是存在几方面不足：其一，采用集成电路晶圆工艺生产，驱动背板成本高；其二，受限于晶圆尺寸，无法实现大尺寸显示；其三，由于CMOS背板基于硅材料，无法透光，对透明显示不适用。TFT背板能够实现大面积生产，且基板采用玻璃，可以实现透明显示，但是存在几方面不足：其一，由于TFT的电流有限，难以实现高亮度的Micro
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LED显示；其二，Micro
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LED芯片发出热量经需由TFT背板导出散热，会导致TFT背板上的TFT器件温度升高发生I
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V特性漂移；其三，Micro
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LED芯片发出光照射TFT背板，会导致TFT背板上的TFT器件产生光生漏电流，发生I
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V特性漂移；其四，TFT背板至少需要采用2T1C架构，即每个像素需要1个TFT进行选通，1个TFT进行供电，但是由于TFT生产的一致性不足，需要进行复杂的补偿设计，通常每个像素需要采用4～7个TFT，导致驱动复杂，像素尺寸变大，而且TFT的电子迁移率有限，导致供给Micro
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LED芯片的电流有限，显示屏的亮度难以提高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种高亮度高可靠性的Micro
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LED显示装置，能够增强散热、减小漏电流、实现电流补偿，进而能够实现高亮度、高效率、高可靠性的Micro
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LED显示。
[0005]为了实现以上目的，本专利技术的技术方案为：
[0006]一种高亮度高可靠性的Micro
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LED显示装置，通过阵列式排布的若干像素单元实现显示，其包括上下设置的双层布线承载基板和TFT背板，每一像素单元具有分立的Micro
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LED芯片和第一晶体管，Micro
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LED芯片和第一晶体管设于双层布线承载基板之上，且Micro
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LED芯片的电极和第一晶体管的电极分别焊接于双层布线承载基板上；TFT背板上表面对应每一像素单元设有TFT单元；双层布线承载基板对应每一像素单元设有导电过孔，每一TFT单元与对应像素单元的第一晶体管通过所述导电过孔电连接；所述TFT单元用于选通
对应的像素单元，所述第一晶体管用于为对应的像素单元内Micro
‑
LED芯片进行供电。
[0007]可选的，所述双层布线承载基板设有VDD布线和GND布线；所述Micro
‑
LED芯片具有第一电极和第二电极，所述第一晶体管具有第一源极、第一漏极和第一栅极；所述第一电极与VDD布线电导通，所述第二电极与第一源极电导通，所述第一栅极与所述TFT单元电导通，所述第一漏极与GND布线电导通。
[0008]可选的，所述双层布线承载基板上表面设有第一电极焊盘，第二电极焊盘，源极焊盘、栅极焊盘和漏极焊盘；所述Micro
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LED芯片和第一晶体管倒装设于所述双层布线承载基板上面，且所述第一电极、第二电极、第一源极、第一漏极和第一栅极与所述第一电极焊盘、第二电极焊盘、源极焊盘、栅极焊盘和漏极焊盘一一对应地焊接，所述栅极焊盘与所述导电过孔电导通。
[0009]可选的，所述TFT单元包括第二晶体管结构和电容结构，所述第二晶体管结构包括第二源极、第二漏极和第二栅极，所述第二漏极通过所述导电过孔与所述第一栅极电连接；所述电容结构并联于所述第一栅极和第一漏极之间；所述TFT背板设有接地端，所述接地端与所述GND布线导通。
[0010]可选的，所述双层布线承载基板不透明。
[0011]可选的，所述第一晶体管的顶面及侧壁表面包覆有遮光封装基质。
[0012]可选的，所述Micro
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LED芯片的上表面之外的表面、所述双层布线承载基板上表面和所述第一晶体管表面一体包覆有遮光封装基质。
[0013]可选的，所述Micro
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LED芯片包括红光Micro
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LED芯片、绿光Micro
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LED芯片和蓝光Micro
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LED芯片，对应的像素单元为红光像素单元、绿光像素单元和蓝光像素单元。
[0014]可选的，所述Micro
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LED芯片均为蓝光Micro
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LED芯片，部分蓝光Micro
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LED芯片形成蓝光像素单元，另外部分蓝光Micro
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LED芯片通过设置荧光转换层形成红光像素单元和绿光像素单元，所述遮光封装基质在蓝光Micro
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LED芯片对应位置设置有凹槽，所述荧光转换层设置在所述凹槽内。
[0015]可选的，所述Micro
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LED芯片发出的光线向下出射，所述荧光转换层设于所述TFT背板的TFT单元之间，并与所述Micro
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LED芯片垂直对准，所述双层布线承载基板和TFT背板均为透光材料，且双层布线承载基板和TFT背板之间填充透明粘合层。
[0016]本专利技术的有益效果为：
[0017]1)通过将驱动架构分拆为两部分，采用TFT和分立的第一晶体管实现混合驱动，TFT负责选通所需驱动的像素单元，分立的第一晶体管负责对所需驱动的像素单元进行供电。既保持了驱动架构的完整性，又能够发挥分立的第一晶体管的大电流能力，规避传统纯TFT背板中薄膜晶体管结构输出电流有限的问题。可以实现对Micro
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LED芯片的较大电流供电，从而实现高亮度显示；
[0018]2)既发挥TFT基板的大面积生产优势，又规避了TFT的特性漂移问题。产品电特性稳定性提高，实现高可靠性；
[0019]3)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高亮度高可靠性的Micro
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LED显示装置，通过阵列式排布的若干像素单元实现显示，其特征在于：包括上下设置的双层布线承载基板和TFT背板，每一像素单元具有分立的Micro
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LED芯片和第一晶体管，Micro
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LED芯片和第一晶体管设于双层布线承载基板之上，且Micro
‑
LED芯片的电极和第一晶体管的电极分别焊接于双层布线承载基板上；TFT背板上表面对应每一像素单元设有TFT单元；双层布线承载基板对应每一像素单元设有导电过孔，每一TFT单元与对应像素单元的第一晶体管通过所述导电过孔电连接；所述TFT单元用于选通对应的像素单元，所述第一晶体管用于为对应的像素单元内Micro
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LED芯片进行供电。2.根据权利要求1所述的Micro
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LED显示装置，其特征在于：所述双层布线承载基板设有VDD布线和GND布线；所述Micro
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LED芯片具有第一电极和第二电极，所述第一晶体管具有第一源极、第一漏极和第一栅极；所述第一电极与VDD布线电导通，所述第二电极与第一源极电导通，所述第一栅极与所述TFT单元电导通，所述第一漏极与GND布线电导通。3.根据权利要求2所述的Micro
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LED显示装置，其特征在于：所述双层布线承载基板上表面设有第一电极焊盘，第二电极焊盘，源极焊盘、栅极焊盘和漏极焊盘；所述Micro
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LED芯片和第一晶体管倒装设于所述双层布线承载基板上面，且所述第一电极、第二电极、第一源极、第一漏极和第一栅极与所述第一电极焊盘、第二电极焊盘、源极焊盘、栅极焊盘和漏极焊盘一一对应地焊接，所述栅极焊盘与所述导电过孔电导通。4.根据权利要求2所述的Micro
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LED显示装置，其特征在于：所述TFT单元包括第二晶体管结构和电容结构，所述第二晶体管结构包括第二源极、第二漏极和第二栅极，所述第二漏极通过所述导电过孔与所述第一栅极电连接；所述电容结构并联于所述第一栅极和...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭伟杰，郑曦，童长栋，高玉琳，郑振耀，吕毅军，陈忠，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：