利用超薄型LED元件的全色彩LED显示器及其制造方法技术

本发明专利技术涉及全色彩LED显示器，更具体地说，涉及利用超薄型LED元件的全色彩LED显示器及其制造方法。其制造方法。其制造方法。

【技术实现步骤摘要】
利用超薄型LED元件的全色彩LED显示器及其制造方法


[0001]本专利技术涉及全色彩LED显示器，更具体地说，涉及利用超薄型LED元件的全色彩LED显示器及其制造方法。

技术介绍

[0002]微型LED和纳米型LED可以实现优秀的色彩和高效率，并且是环保材料，因此正在用作各种光源、显示器的核心材料。根据这种市场情况，近来正在进行用于开发新的纳米棒LED结构或者通过新的制造工艺涂敷外壳的纳米线LED的研究。再则，也在进行为了实现覆盖纳米棒外部面的保护膜的高效率和高稳定性而对保护膜材料的研究，或有利于后续工艺的配体材料的研究和开发。
[0003]配合这种材料领域的研究，最近已经商用化至利用红、绿、蓝微型LED的显示TV。利用微型LED的显示器、各种光源具有高性能特性、理论上的长寿命、效率非常长且高等的优点，但是需要将单个微型LED一个一个配置在有限区域的小型化电极上，因此对于利用拾放技术将微型LED配置在电极上实现的显示器考虑高成本、高工艺不合格率和低生产率时存在工艺技术的局限性，处于从智能手机到电视都很难制造出真正意义上的高分辨率商用显示器或具有各种尺寸、形状及亮度的光源的实情。再则，也处于利用与微型LED相同的拾放技术将小于微型
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LED的纳米
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LED一个一个配置在电极是更加困难的实情。
[0004]为了克服这种难点，本专利技术人的授权专利公报第10
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1436123号公开了一种显示器，所述显示器通过如下的方法制造：将混合纳米棒型LED的溶液投入于子像素，之后在两个排列的电极之间形成电场(electric field)，将纳米棒型LED元件磁排列在电极上，进而形成子像素。然而，公开的显示器中对于纳米棒型LED元件的P型半导体层和n型半导体层施加电流的电极以水平方向间隔存在，因此存在制作子像素时用于寻址的横向、纵向电极排列并不容易的问题。另外，在公开的显示器使用的纳米棒型LED的光提取面积小，效率差，因此存在为了发挥目标效率需要贴装更多个数的LED的问题，并且存在纳米棒型LED本身的制造工艺上不可避免地出现缺陷的可能性高的问题。
[0005]具体说明纳米棒型LED本身的不可避免的缺陷，纳米棒型LED元件是混合纳米图案工艺和干蚀刻/湿蚀刻以自上而下(top
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down)的方法制造，或者在基板上以自下而上(bottom
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up)的方法直接生长的方法。这种纳米棒状LED中LED长轴与层叠方向，即在p
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GaN/InGaN多量子阱(MQW)/n
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GaN层叠结构中与各层的层叠方向一致，因此发光面积小，因此表面缺陷对发光效率造成的影响大，但是通过蚀刻形成的侧面的面积相对大于上面或者下面，因此不可避免地出现表面缺陷导致发光效率大幅度降低。另外，由于难以优化电子
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空穴的复合速度，因此存在纳米棒状LED发光效率相比于原来的晶片所具备的发光效率大幅度降低的问题。
[0006]从而，处于迫切开发一种基于新的LED材料的显示器的实情，在制作子像素时可更加容易实现用于寻址的电极配置，并且发光面积大、最小化或者防止因为表面缺陷导致效率降低、优化电子
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空穴的复合速度。

技术实现思路

[0007](要解决的问题)
[0008]本专利技术是为了解决上述的问题而提出的，目的在于提供一种利用适合墨水化的LED材料可轻松实现大面积的显示器的全色彩LED显示器制造方法及据此实现的全色彩LED显示器。
[0009]另外，本专利技术的另一目的在于，提供一种最小化或者防止表面缺陷导致的效率降低并且利用优化电子
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空穴的复合速度的LED材料改善亮度的全色彩LED显示器制造方法及据此实现的全色彩LED显示器。
[0010]进一步地，本专利技术的另一目的在于提供一种在实现显示器的子像素时可更加容易设计并实现用于寻址的电极排列的全色彩LED显示器及其制造方法。
[0011](解决问题的手段)
[0012]为了解决上述课题，本专利技术的第一实现例提供一种全色彩LED显示器，该全色彩LED显示器包括：下部电极线，包括形成有多个子像素区域(sub
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pixel sites)的第一电极；多个超薄型LED元件，配置成每个子像素区域具备至少两个，包括第一导电性半导体层、光活性层、第二导电性半导体层，作为层的层叠方向的厚度和垂直于层叠方向的横截面中的长轴的长度之间的比例为1：0.5～1.5，以层的厚度方向竖立配置在第一电极上，并且实际发出相同颜色的光；上部电极线，包括配置在所述多个超薄型LED元件上的第二电极；及变色层，图案化在与子像素区域相对应的所述第二电极上，以使每个所述子像素区域成为呈现蓝色、绿色及红色中的任意一种颜色的子像素区域。
[0013]另外，本专利技术的第二实现例提供一种全色彩LED显示器，该全色彩LED显示器包括：下部电极线，包括形成有多个子像素区域(sub
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pixel sites)的第一电极；多个超薄型LED元件，分别独立发出蓝色、绿色或者红色的光，并且包括第一导电性半导体层、光活性层、第二导电性半导体层，作为层的层叠方向的厚度和垂直于层叠方向的横截面中的长轴的长度之间的比例为1：0.5～1.5，每个子像素区域配置至少两个实际上发出相同颜色的光的元件，以使所述多个子像素区域分别独立呈现蓝色、绿色及红色中的任意一种颜色；及上部电极线，包括第二电极，所述第二电极配置成与所述多个超薄型LED元件上部接触。
[0014]根据本专利技术的第一实现例及第二实现例的一实施例，在所述超薄型LED元件的厚度方向一侧及第一电极内子像素区域中的任意一侧或者两侧还包括排列诱导层，所述排列诱导层用于以厚度方向竖立配置超薄型LED元件；所述排列诱导层可以是磁性层、电荷层或者键合层。
[0015]另外，所述超薄型LED元件的最大面面积可以是2.7μm以下，更加优选为厚度可以是2.0μm以下,进一步更加优选为可以是0.2～1.0μm。
[0016]另外，所述超薄型LED元件的厚度可以是2μm以下。
[0017]另外，在所述超薄型LED元件中，第一导电性半导体层为n型III族氮化物半导体层，在与与光活性层相邻的第一导电性半导体层一面相对的反面上还可包括电子延迟层，以使在光活性层复合的电子和空穴的数量达到平衡。
[0018]另外，所述电子延迟层可包含从由CdS、GaS、ZnS、CdSe、CaSe、ZnSe、CdTe、GaTe、SiC、ZnO、ZnMgO、SnO2、TiO2、In2O3、Ga2O3、Si、聚对苯撑乙烯撑(poly(para
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phenylene vinylene))及其衍生物、聚苯胺(polyaniline)、聚(3
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烷基噻吩)(poly(3
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alkylthiophene))及聚对苯撑(poly(paraphenylene))组成的群组中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全色彩LED显示器，包括：下部电极线，包括形成有多个子像素区域的第一电极；多个超薄型LED元件，配置成每个子像素区域具备至少两个，包括第一导电性半导体层、光活性层、第二导电性半导体层，作为层的层叠方向的厚度和垂直于层叠方向的横截面中的长轴的长度之间的比例为1：0.5～1.5，以层的厚度方向竖立配置在第一电极上，并且实际发出相同颜色的光；上部电极线，包括配置在所述多个超薄型LED元件上的第二电极；及变色层，图案化在与子像素区域相对应的所述第二电极上，以使每个子像素区域成为呈现蓝色、绿色及红色中的任意一种颜色的子像素区域。2.一种全色彩LED显示器，包括：下部电极线，包括形成有多个子像素区域的第一电极；多个超薄型LED元件，分别独立发出蓝色、绿色或者红色的光，并且包括第一导电性半导体层、光活性层、第二导电性半导体层，作为层的层叠方向的厚度和垂直于层叠方向的横截面中的长轴的长度之间的比例为1：0.5～1.5，每个子像素区域配置至少两个实际上发出相同颜色的光的元件，以使所述多个子像素区域分别独立呈现蓝色、绿色及红色中的任意一种颜色；及上部电极线，包括第二电极，所述第二电极配置成与所述多个超薄型LED元件上部接触。3.根据权利要求1或2所述的全色彩LED显示器，其特征在于，在所述超薄型LED元件的厚度方向一侧及第一电极内子像素区域中的任意一侧或者两侧还包括排列诱导层，所述排列诱导层用于以厚度方向竖立配置超薄型LED元件；所述排列诱导层为磁性层、电荷层或者键合层。4.根据权利要求1或2所述的全色彩LED显示器，其特征在于，所述超薄型LED元件的最大面面积为16μm2以下。5.根据权利要求1或2所述的全色彩LED显示器，其特征在于，所述超薄型LED元件的厚度为2.7μm以下。6.根据权利要求1或2所述的全色彩LED显示器，其特征在于，在所述超薄型LED元件中，第一导电性半导体层为n型III族氮化物半导体层，在与与光活性层相邻的第一导电性半导体层一面相对的反面上还包括电子延迟层，以使在光活性层复合的电子和空穴的数量达到平衡。7.根据权利要求6所述的全色彩LED显示器，其特征在于，所述电子延迟层包含从由CdS、GaS、ZnS、CdSe、CaSe、ZnSe、CdTe、GaTe、SiC、ZnO、ZnMgO、SnO2、TiO2、In2O3、Ga2O3、Si、聚对苯撑乙烯撑及其衍生物、聚苯胺、聚(3
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烷基噻吩)及聚对苯撑组成的群组中选择的一种以上。8.根据权利要求6所述的全色彩LED显示器，其特征在于，所述第一导电性半导体层为掺杂的n型III族氮化物半导体层，所述电子延迟层为掺杂浓度低于所述第一导电性半导体层的掺杂浓度的III族氮化物半导体。9.根据权利要求1或2所述的全色彩LED显示器，其特征在于，还包括保护膜，所述保护膜包围超薄型LED元件的暴露的侧面。
10.根据权利要求1或2所述的全色彩LED显示器，其特征在于，所述超薄型LED元件的第一导电性半导体层为n型III族氮化物半导体层，第二导电性半导体层为p型III族氮化物半导体层；所述超薄型LED元件还包括空穴推膜及电子推膜中的至少一种膜，所述空穴推膜包围第二导电性半导体层的暴露的侧面或者第二导电性半...

【专利技术属性】
技术研发人员：都永洛，
申请(专利权)人：国民大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：