專利名稱：一種無機(jī)發(fā)光二極管顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示裝置，特別是一種無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置。本發(fā)明還涉及制作這種無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置的方法。
背景技術(shù)：
在當(dāng)前的平板顯示領(lǐng)域，液晶顯示器占主流地位。有機(jī)電致發(fā)光顯示器件屬于自 發(fā)光器件，具有響應(yīng)時(shí)間快、色彩飽和度高、視角寬等優(yōu)點(diǎn)，其研究和開發(fā)進(jìn)展很快，并開始 在小尺寸的平板顯示領(lǐng)域(如移動(dòng)顯示設(shè)備、中小尺寸的電視)進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用。無機(jī)發(fā)光二 極管主要應(yīng)用于照明領(lǐng)域，由于其具有的省電、顯示的色彩飽和度高和發(fā)光效率高等優(yōu)點(diǎn)， 最近也開始應(yīng)用于液晶顯示器的背光源和硅上液晶顯示器型(LCOS)投影儀的光源領(lǐng)域。微型投影儀是信息時(shí)代需要的產(chǎn)品。微型投影儀主要組成部分包括硅上液晶顯 示裝置(LCOS)、作為光源的無機(jī)發(fā)光二極管和專用光學(xué)系統(tǒng)。從開口率來看，透射型液晶顯 示裝置要想實(shí)現(xiàn)超小型化非常困難，因此不得不采用反射型液晶顯示裝置。但是，采用反射 型液晶顯示裝置，必須采用一些額外的專用光學(xué)部件，這樣就增加了投影儀的體積和成本。要最終實(shí)現(xiàn)小型化及低成本化需要采用結(jié)構(gòu)簡單且亮度高的全彩自發(fā)光器件。有 機(jī)電致發(fā)光顯示器件屬于自發(fā)光器件，但是以現(xiàn)有有機(jī)電致發(fā)光材料的發(fā)光效率而言，難 以實(shí)現(xiàn)投影顯示所需要的效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種效率能夠滿足小型化光學(xué)投影儀和微顯示需要的 無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置。本發(fā)明的基本原理是在透明襯底上制作無機(jī)發(fā)光二極管芯片，采用微加工方法 制作矩陣顯示裝置，采用主動(dòng)器件驅(qū)動(dòng)像素，無機(jī)發(fā)光二極管發(fā)出的光透過基板發(fā)射，同時(shí) 在基板上附加濾光膜或者光致發(fā)光材料層或者兩者的組合實(shí)現(xiàn)全彩色顯示。本發(fā)明的相對(duì) 現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是采用主動(dòng)器件驅(qū)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)高分辨率顯示；利用透過基板發(fā)光的顯示 裝置能有效地提高顯示面積，減小驅(qū)動(dòng)功率，進(jìn)而減小器件發(fā)熱。根據(jù)本發(fā)明，提出一種無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置，其中采用微加工方法將晶 體基板上的無機(jī)發(fā)光二極管制作成多個(gè)像素，并且采用無源矩陣驅(qū)動(dòng)或者主動(dòng)驅(qū)動(dòng)器件的 有源矩陣來驅(qū)動(dòng)無機(jī)發(fā)光二極管像素。上述微加工方法可以是光刻方法，也可以是掩模的 方法，還包括其他已知的方法。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，可以采用二個(gè)或兩個(gè)以上的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)器件和一個(gè)或一個(gè) 以上的電容來驅(qū)動(dòng)每個(gè)無機(jī)發(fā)光二極管像素。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，上述主動(dòng)驅(qū)動(dòng)器件與無機(jī)發(fā)光二極管處于同一個(gè)基板 上。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，上述主動(dòng)驅(qū)動(dòng)器件的有源層采用與無機(jī)發(fā)光二極管的其 中一層材料相同的材料制作。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述主動(dòng)驅(qū)動(dòng)器件與無機(jī)發(fā)光二極管可以處于不同層，主動(dòng)驅(qū)動(dòng)器件不影響無機(jī)發(fā)光二極管的有效發(fā)光面積。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述主動(dòng)驅(qū)動(dòng)器件與無機(jī)發(fā)光二極管處于不同基板上， 主動(dòng)驅(qū)動(dòng)器件和無機(jī)發(fā)光二極管像素通過各自的導(dǎo)電電極對(duì)應(yīng)地連接在一起。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，上述無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置采用的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)器件 包括薄膜晶體管、場效應(yīng)管、二極管、電阻中的一種或多種。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述無機(jī)發(fā)光二極管所發(fā)出的光透過基板發(fā)射。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置用于實(shí)現(xiàn)單色或彩色 顯不。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述無機(jī)發(fā)光二極管顯示裝置通過在基板上附加濾光膜 或者光致發(fā)光膜或者兩者的組合來實(shí)現(xiàn)單色或彩色顯示。本發(fā)明的無機(jī)發(fā)光二極管顯示裝置通過在基板上附加光致發(fā)光薄膜，該光致發(fā)光 膜具有部分吸收光的功能。該光致發(fā)光薄膜在無機(jī)發(fā)光二極管所發(fā)出的波長在紫外或者藍(lán) 綠色區(qū)的光的激發(fā)下發(fā)射出的光為紅色、綠色、藍(lán)色和/或紅色、綠色、藍(lán)色之間的過渡色。上述光致發(fā)光膜可以由無機(jī)、有機(jī)或有機(jī)無機(jī)復(fù)合物及輔助性功能材料制成。上 述光致發(fā)光膜圖形(pattern)通過物理氣相、化學(xué)氣相、溶膠-凝膠(Sol-Gel)、涂敷、金屬 有機(jī)化學(xué)氣相沉積等方法成膜。該光致發(fā)光膜可以通過掩模、光刻、剝離(lift off)、熱與 激光轉(zhuǎn)印、激光剝離或印刷等方法制備，其中印刷方法可以為接觸式或非接觸式如噴墨打 印或其他已知的方法。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，每個(gè)無機(jī)發(fā)光二極管像素包括多個(gè)亞像素，每個(gè)亞像素 的顯示面積可以相同，也可以不同。即，各種顏色對(duì)應(yīng)的亞像素可為等開口率或不等開口率。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述無機(jī)發(fā)光二極管像素或者亞像素之間采用黑矩陣隔 離，用于減小或者防止光線信號(hào)的串?dāng)_。黑矩陣材料可以是黑色染料、金屬氧化物、低反射 率的金屬或者低反射率的多層膜。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，在所述無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置的有效顯示區(qū)域周 圍，制作保護(hù)電路、驅(qū)動(dòng)電路或者控制電路。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，在所述無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置上附加光學(xué)裝置， 組成微型顯示裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，在所述無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置上附加光學(xué)裝置， 組成投影或近眼顯示裝置。本發(fā)明的積極效果在于1.在本發(fā)明所述的顯示裝置中，在透明襯底上制作無機(jī)發(fā)光二極管芯片，采用微 加工方法制作矩陣顯示裝置，顯著提高了有效顯示面積，降低了無機(jī)發(fā)光二極管的發(fā)熱。2.在基板上設(shè)置光致發(fā)光膜，該光致發(fā)光膜在無機(jī)發(fā)光二極管發(fā)出的波長在紫外 或者藍(lán)綠色區(qū)的光激發(fā)下發(fā)出紅色、綠色、藍(lán)色和/或紅色、綠色、藍(lán)色之間的過渡色的光。


圖1示出了一個(gè)無源矩陣驅(qū)動(dòng)的無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2示出了另一個(gè)無源矩陣驅(qū)動(dòng)的無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3示出了一個(gè)采用有源矩陣驅(qū)動(dòng)的無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意 圖，其中主動(dòng)驅(qū)動(dòng)器件和發(fā)光器件處于同一個(gè)襯底基板的同一層；圖4示出了另一個(gè)采用有源矩陣驅(qū)動(dòng)的無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置的結(jié)構(gòu)示 意圖，其中主動(dòng)驅(qū)動(dòng)器件和發(fā)光器件處于同一個(gè)襯底基板的不同層；圖5示出了另一個(gè)采用有源矩陣驅(qū)動(dòng)的無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置的結(jié)構(gòu)示 意圖，其中主動(dòng)驅(qū)動(dòng)器件和發(fā)光器件處于同一個(gè)襯底基板的不同一層，而且驅(qū)動(dòng)器件不影 響發(fā)光器件的有效面積；圖6示出了另一個(gè)采用有源矩陣驅(qū)動(dòng)的無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，其中主動(dòng)驅(qū)動(dòng)器件和發(fā)光器件處于不同的襯底基板，通過各自的導(dǎo)電電極對(duì)應(yīng)地連
接在一起。
圖7示出了再一個(gè)采用有源矩陣驅(qū)動(dòng)的無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖描述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。實(shí)施例一圖1示出了一個(gè)無源矩陣驅(qū)動(dòng)的無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如 圖1所示，該無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置包括電子型導(dǎo)電電極及引線1、無機(jī)發(fā)光二極 管的電子型導(dǎo)電層2、無機(jī)發(fā)光二極管的發(fā)光層3、無機(jī)發(fā)光二極管的空穴型導(dǎo)電層4、無機(jī) 發(fā)光二極管的空穴型電極及引線5、絕緣層6、襯底7、黑矩陣21、紅色光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜22、綠 色光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜23。其中，電子型導(dǎo)電電極及引線1由金屬材料鈦(Ti)和鋁(Al)制成，無機(jī)發(fā)光二極 管的各半導(dǎo)體層(包括無機(jī)發(fā)光二極管的電子型導(dǎo)電層2、無機(jī)發(fā)光二極管的發(fā)光層3和無 機(jī)發(fā)光二極管的空穴型導(dǎo)電層4)由摻雜鋁、銦的氮化鎵(即(Al)Ga(In)N)半導(dǎo)體材料制 成，無機(jī)發(fā)光二極管的發(fā)光顏色為藍(lán)色光。無機(jī)發(fā)光二極管的空穴型電極及引線5由金屬材料鎳(Ni)和金(Au)制成。襯底 7為藍(lán)寶石襯底。絕緣層6由氧化硅(Si02)制成。紅色光致發(fā)光膜22采用鋁鎵銦磷(AlGaInP)材料制成。綠色光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜23采用摻雜鋁、銦的氮化鎵(即(Al)Ga(In)N)半導(dǎo)體材料 制成。在這個(gè)無源矩陣驅(qū)動(dòng)的顯示裝置的一個(gè)方向的電子型電極及引線選通的情況下， 另一方向的空穴型電極及引線施加信號(hào)，兩個(gè)方向的電極引線交叉的無機(jī)發(fā)光二極管流過 電流，同時(shí)產(chǎn)生電子_空穴復(fù)合發(fā)光，發(fā)出藍(lán)色光。在紅色亞像素區(qū)，紅色光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜 在藍(lán)色光的激發(fā)下，產(chǎn)生紅色光。在綠色亞像素區(qū)，綠色光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜在藍(lán)色光的激發(fā) 下，產(chǎn)生綠色光。在藍(lán)色亞像素區(qū)，無機(jī)發(fā)光二極管發(fā)出的藍(lán)色光直接透射出基板。最后， 每個(gè)像素通過紅、綠、藍(lán)三個(gè)亞像素的三基色混合，得到全彩色顯示。圖1所示的無源矩陣驅(qū)動(dòng)無機(jī)發(fā)光二極管顯示裝置具體的制作步驟如下1、在襯底7上依次制作無機(jī)發(fā)光二極管的電子型導(dǎo)電層2、無機(jī)發(fā)光二極管的發(fā) 光層3、無機(jī)發(fā)光二極管的空穴型導(dǎo)電層4、無機(jī)發(fā)光二極管的空穴型電極及引線5，形成多 層膜結(jié)構(gòu)。其中在此多層膜結(jié)構(gòu)上通過曝光和刻蝕等方法形成無機(jī)發(fā)光二極管的空穴型電極及引線5，同時(shí)形成電子型導(dǎo)電層的接觸區(qū)域。2、制作絕緣層6。3、通過曝光和刻蝕的方法在絕緣層6上形成接觸過孔。4、制作無機(jī)發(fā)光二極管的電子型電極及引線膜。5、通過曝光和刻蝕的方法形成電子型電極及引線1。6、通過涂敷的方法制作黑矩陣膜21，通過曝光和刻蝕的方法形成黑矩陣對(duì)應(yīng)的圖 形。7、通過金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積的方法制作紅色光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜22，通過剝離的方 法形成紅色亞像素需要的光致發(fā)光對(duì)應(yīng)的圖形。8、通過金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積的方法制作綠色光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜23，通過剝離的方 法形成綠色亞像素需要的光致發(fā)光對(duì)應(yīng)的圖形。實(shí)施例二圖2示出了另一個(gè)無源矩陣驅(qū)動(dòng)的無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2所示的顯示裝置與圖1所示的顯示裝置基本相同，區(qū)別在于還包括一個(gè)藍(lán)色吸收性光 學(xué)膜24。該藍(lán)色吸收性光學(xué)膜24采用酞青銅及其衍生物等材料分散在感光樹脂(如丙烯 酸系)制成。其具體制作步驟除了包括實(shí)施例一中的步驟之外還包括一個(gè)制作藍(lán)色吸收性 光學(xué)膜的步驟，即通過涂敷的方法制作藍(lán)色吸收性光學(xué)膜24(酞青銅分散在的丙烯酸系的 感光樹脂中)，通過曝光和刻蝕的方法形成藍(lán)色亞像素對(duì)應(yīng)的圖形。在這個(gè)無源矩陣驅(qū)動(dòng)的一個(gè)方向的電子型電極及引線選通的情況下，另一方向的 空穴型電極及引線施加信號(hào)，兩個(gè)方向的電極引線交叉的無機(jī)放光二極管流過電流，同時(shí) 產(chǎn)生電子-空穴復(fù)合發(fā)光，發(fā)出藍(lán)色光。在紅色亞像素，紅色光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜在藍(lán)色光的激 發(fā)下，產(chǎn)生紅色光。在綠色亞像素，綠色光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜在藍(lán)色光的激發(fā)下，產(chǎn)生綠色光。 在藍(lán)色亞像素，藍(lán)色光通過藍(lán)色吸收性光學(xué)膜，濾掉不需要的波長。最后，每個(gè)像素通過紅、 綠、藍(lán)三個(gè)亞像素的三基色混合，得到全彩色顯示。實(shí)施例三實(shí)施例三中的無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置與實(shí)施例二中的的無機(jī)發(fā)光二極管 矩陣顯示裝置基本相同，區(qū)別在于無機(jī)發(fā)光二極管的發(fā)光顏色為紫色光，而且將實(shí)施例二 中的藍(lán)色吸收性光學(xué)膜24替換為藍(lán)色光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜24。該藍(lán)色光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜24由摻 雜鋁、銦的氮化鎵(即(Al)Ga(In)N)半導(dǎo)體材料制成，其具體制作過程為金屬有機(jī)化學(xué)氣 相沉積的方法制作綠色光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜24，通過剝離的方法形成藍(lán)色亞像素需要的光致發(fā) 光對(duì)應(yīng)的圖形。在這個(gè)無源矩陣驅(qū)動(dòng)的顯示矩陣的一個(gè)方向的電子型電極及引線選通的情況下，另一方向的空穴型電極及引線施加信號(hào)，兩個(gè)方向的電極引線交叉的無機(jī)放光二極管流過 電流，同時(shí)產(chǎn)生電子_空穴復(fù)合發(fā)光，發(fā)出紫色光。在紅色亞像素，紅色光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜在 紫色光的激發(fā)下，產(chǎn)生紅色光。在綠色亞像素，綠色光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜在紫色光的激發(fā)下，產(chǎn) 生綠色光。在藍(lán)色亞像素，藍(lán)色光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜在紫色光的激發(fā)下，產(chǎn)生藍(lán)色光。最后，每 個(gè)像素通過紅、綠、藍(lán)三個(gè)亞像素的三基色混合，得到全彩色顯示。實(shí)施例四圖3示出了一個(gè)采用有源矩陣驅(qū)動(dòng)的無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該顯示裝置與圖1所示的顯示裝置的區(qū)別在于還包括一個(gè)作為主動(dòng)驅(qū)動(dòng)器件的場效應(yīng)管，該場效應(yīng)管和發(fā)光器件處于同一個(gè)襯底基板的同一層。如圖3所示，該顯示裝置包括 電子型導(dǎo)電電極1、無機(jī)發(fā)光二極管的電子型導(dǎo)電層2、無機(jī)發(fā)光二極管的發(fā)光層3、無機(jī)發(fā) 光二極管的空穴型導(dǎo)電層4、無機(jī)發(fā)光二極管的空穴型電極5、絕緣層6、襯底7、鈍化層8、連 接無機(jī)發(fā)光二極管的空穴型電極的公共電極9、黑矩陣21、紅色光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜22、綠色光 致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜23、場效應(yīng)管的有源層31、場效應(yīng)管的柵絕緣層32、場效應(yīng)管的柵電極33、場 效應(yīng)管的漏電極34、場效應(yīng)管的源電極35。此實(shí)施方式中的無機(jī)發(fā)光二極管器件的結(jié)構(gòu)和材料采用與實(shí)施例一器件相同的 結(jié)構(gòu)和材料制作。圖3所示的無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置具體的制作步驟如下1、在藍(lán)寶石襯底7上依次制作無機(jī)發(fā)光二極管的電子型導(dǎo)電層、無機(jī)發(fā)光二極管 的發(fā)光層、無機(jī)發(fā)光二極管的空穴型導(dǎo)電層、無機(jī)發(fā)光二極管的空穴型電極及引線，形成多 層膜結(jié)構(gòu)。其中通過曝光和干法刻蝕等方法，形成無機(jī)發(fā)光二極管的空穴型電極及引線5， 同時(shí)刻除一部分電子型導(dǎo)電層，形成電子型導(dǎo)電層的接觸區(qū)域。在這個(gè)工藝步驟中，同時(shí)刻 蝕出場效應(yīng)管的有源層31的圖形，這個(gè)有源層采用無機(jī)發(fā)光二極管的電子型導(dǎo)電層，這樣 減少了工藝步驟。2、通過膜的沉積、曝光和刻蝕工藝制作柵絕緣層32和柵電極33。3、制作絕緣層6。4、通過曝光和刻蝕的方法在絕緣層6上形成接觸過孔。制作場效應(yīng)管的源電極和 漏電極膜，這里采用金屬鈦和鋁的雙層膜。通過曝光和刻蝕的方法形成場效應(yīng)管的漏電極 34和源電極35。5、制作鈍化層8，通過曝光和刻蝕的方法在絕緣層6和鈍化層8上形成接觸過孔。6、制作連接無機(jī)發(fā)光二極管的空穴型電極的公共電極9。7、通過涂敷的方法制作黑矩陣膜21，通過曝光和刻蝕的方法形成黑矩陣對(duì)應(yīng)的圖 形。8、通過金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積的方法制作紅色光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜22，通過剝離的方 法形成紅色亞像素需要的光致發(fā)光對(duì)應(yīng)的圖形。9、通過金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積的方法制作綠色光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜23，通過剝離的方 法形成綠色亞像素需要的光致發(fā)光對(duì)應(yīng)的圖形。這個(gè)有源矩陣驅(qū)動(dòng)無機(jī)發(fā)光二極管顯示器件的顯示過程為這一行的柵電極33 施加信號(hào)，場效應(yīng)管的有源層處于打開狀態(tài)，漏電極34的信號(hào)可以施加到源電極35，這樣， 這行無機(jī)發(fā)光二極管流過電流，同時(shí)產(chǎn)生電子_空穴復(fù)合發(fā)光，發(fā)出藍(lán)色光。在紅色亞像 素，紅色光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜在藍(lán)色光的激發(fā)下，產(chǎn)生紅色光。在綠色亞像素，綠色光致轉(zhuǎn)換發(fā) 光膜在藍(lán)色光的激發(fā)下，產(chǎn)生綠色光。在藍(lán)色亞像素，藍(lán)色光透過基板直接發(fā)出。最后，每 個(gè)像素通過紅、綠、藍(lán)三個(gè)亞像素的三基色混合，得到全彩色顯示。無機(jī)發(fā)光二極管屬于電流驅(qū)動(dòng)器件，通常需要二個(gè)或者二個(gè)以上的場效應(yīng)管驅(qū)動(dòng) 來形成主動(dòng)驅(qū)動(dòng)顯示，本發(fā)明的一個(gè)主要意義在于利用場效應(yīng)管實(shí)現(xiàn)有源矩陣驅(qū)動(dòng)無機(jī)發(fā) 光二極管顯示器件，其中包括了利用二個(gè)或者二個(gè)以上的場效應(yīng)管實(shí)現(xiàn)有源矩陣驅(qū)動(dòng)無機(jī) 發(fā)光二極管顯示器件。
實(shí)施例五圖4示出了另一個(gè)采用有源矩陣驅(qū)動(dòng)的無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置的結(jié)構(gòu)示 意圖，圖4所示的顯示裝置與圖3所示的顯示裝置的區(qū)別在于，主動(dòng)驅(qū)動(dòng)器件和發(fā)光器件處 于同一個(gè)襯底基板的不同層。圖4所示的顯示裝置包括無機(jī)發(fā)光二極管的電子型導(dǎo)電層 2、無機(jī)發(fā)光二極管的發(fā)光層3、無機(jī)發(fā)光二極管的空穴型導(dǎo)電層4、無機(jī)發(fā)光二極管的空穴 型電極5、絕緣層6、襯底7、鈍化層8、連接無機(jī)發(fā)光二極管的空穴型電極的公共電極9、另一 絕緣層10、黑矩陣21、紅色光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜22、綠色光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜23、場效應(yīng)管的有源層 31、場效應(yīng)管的柵絕緣層32、場效應(yīng)管的柵電極33、場效應(yīng)管的漏電極34、場效應(yīng)管的源電 極35。此實(shí)施方式中的無機(jī)發(fā)光二極管器件的結(jié)構(gòu)和材料采用與實(shí)施例一器件相同的 結(jié)構(gòu)和材料制作。圖4所示的有源矩陣驅(qū)動(dòng)無機(jī)發(fā)光二極管顯示裝置具體的制作步驟如下1、在藍(lán)寶石襯底7上依次制作無機(jī)發(fā)光二極管的電子型導(dǎo)電層、無機(jī)發(fā)光二極管 的發(fā)光層、無機(jī)發(fā)光二極管的空穴型導(dǎo)電層、無機(jī)發(fā)光二極管的空穴型電極及引線，形成多 層膜結(jié)構(gòu)。其中通過曝光和干法刻蝕等方法，形成無機(jī)發(fā)光二極管的空穴型電極5，同時(shí)刻 蝕掉一部分電子型導(dǎo)電層，形成電子型導(dǎo)電層的接觸區(qū)域。2、制作絕緣層6。3、制作場效應(yīng)管的有源層(非晶硅膜、多晶硅膜)，采用曝光、刻蝕工藝制作場效 應(yīng)管的有源層31的圖形。4、通過膜的沉積、曝光和刻蝕工藝制作柵絕緣層32和柵電極33。5、制作另一絕緣層10。6、通過曝光和刻蝕的方法在另一絕緣層10上形成接觸過孔。7、制作場效應(yīng)管的源電極和漏電極膜，這里采用金屬鈦和鋁的雙層膜。8、通過曝光和刻蝕的方法形成場效應(yīng)管的漏電極34和源電極35。9、制作鈍化層8，這里采用感光樹脂，通過曝光和刻蝕的方法在絕緣層6、另一絕 緣層10和鈍化層8上形成接觸過孔。10、制作連接無機(jī)發(fā)光二極管的空穴型電極的公共電極9。11、通過涂敷的方法制作黑矩陣膜21，通過曝光和刻蝕的方法形成黑矩陣對(duì)應(yīng)的 圖形。12、通過金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積的方法制作紅色光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜22，通過剝離的 方法形成紅色亞像素需要的光致發(fā)光對(duì)應(yīng)的圖形。13、通過金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積的方法制作綠色光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜23，通過剝離的 方法形成綠色亞像素需要的光致發(fā)光對(duì)應(yīng)的圖形。這個(gè)有源矩陣驅(qū)動(dòng)無機(jī)發(fā)光二極管顯示器件的顯示過程為這一行的柵電極33施加信號(hào)，場效應(yīng)管的有源層處于打開狀態(tài)，漏電極34的信號(hào)可以施加到源電極35，這樣， 這行無機(jī)發(fā)光二極管流過電流，同時(shí)產(chǎn)生電子_空穴復(fù)合發(fā)光，發(fā)出藍(lán)色光。在紅色亞像 素，紅色光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜在藍(lán)色光的激發(fā)下，產(chǎn)生紅色光。在綠色亞像素，綠色光致轉(zhuǎn)換發(fā) 光膜在藍(lán)色光的激發(fā)下，產(chǎn)生綠色光。在藍(lán)色亞像素，藍(lán)色光透過基板直接發(fā)出。最后，每 個(gè)像素通過紅、綠、藍(lán)三個(gè)亞像素的三基色混合，得到全彩色顯示。
本發(fā)明的一個(gè)主要意義在于利用場效應(yīng)管實(shí)現(xiàn)主動(dòng)驅(qū)動(dòng)無機(jī)發(fā)光二極管顯示器件，所以也包括了非晶硅、多晶硅、單晶硅、氧化物半導(dǎo)體等已知半導(dǎo)體材料的場效應(yīng)管來 實(shí)現(xiàn)有源矩陣驅(qū)動(dòng)無機(jī)發(fā)光二極管顯示器件。實(shí)施例六圖5示出了另一個(gè)采用有源矩陣驅(qū)動(dòng)的無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置的結(jié)構(gòu)示 意圖，圖5所示的顯示裝置與圖3所示的顯示裝置的區(qū)別在于，主動(dòng)驅(qū)動(dòng)器件和發(fā)光器件處 于同一個(gè)襯底基板的不同層；圖5所示的顯示裝置與圖4所示的顯示裝置的區(qū)別在于，使得 主動(dòng)驅(qū)動(dòng)器件不影響發(fā)光器件的有效面積。圖5所示的顯示裝置包括無機(jī)發(fā)光二極管的 電子型導(dǎo)電層2、無機(jī)發(fā)光二極管的發(fā)光層3、無機(jī)發(fā)光二極管的空穴型導(dǎo)電層4、無機(jī)發(fā)光 二極管的空穴型電極5、襯底7、鈍化層8、另一絕緣層10、黑矩陣21、紅色光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜 22、綠色光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜23、場效應(yīng)管的有源層31、場效應(yīng)管的柵絕緣層32、場效應(yīng)管的柵 電極33、場效應(yīng)管的漏電極34、場效應(yīng)管的源電極35。此實(shí)施方式中的無機(jī)發(fā)光二極管器件的結(jié)構(gòu)和材料采用與實(shí)施例一器件相同的 結(jié)構(gòu)和材料制作。圖5所示的有源矩陣驅(qū)動(dòng)無機(jī)發(fā)光二極管顯示裝置具體的制作步驟如下1、在藍(lán)寶石襯底7上依次制作無機(jī)發(fā)光二極管的電子型導(dǎo)電層、無機(jī)發(fā)光二極管 的發(fā)光層、無機(jī)發(fā)光二極管的空穴型導(dǎo)電層、無機(jī)發(fā)光二極管的空穴型電極，形成多層膜結(jié) 構(gòu)。其中通過曝光和干法刻蝕等方法，形成無機(jī)發(fā)光二極管的空穴型電極5。在這里，電子 型導(dǎo)電層也被當(dāng)作電子導(dǎo)電電極的公共電極。2、制作鈍化層8，這里采用氧化硅(Si02)，通過曝光和刻蝕的方法在鈍化層上形 成接觸過孔。3、制作場效應(yīng)管的有源層31，采用曝光、刻蝕工藝制作場效應(yīng)管的有源層31的圖 形。4、通過膜的沉積、曝光和刻蝕工藝制作柵絕緣層32和柵電極33。5、制作另一絕緣層10。6、通過曝光和刻蝕的方法在另一絕緣層10和鈍化層8上形成接觸過孔。7、制作場效應(yīng)管的源電極和漏電極膜。8、通過曝光和刻蝕的方法形成場效應(yīng)管的漏電極34和源電極35。9、通過涂敷的方法制作黑矩陣膜21，通過曝光和刻蝕的方法形成黑矩陣對(duì)應(yīng)的圖 形。10、通過金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積的方法制作紅色光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜22，通過剝離的 方法形成紅色亞像素需要的光致發(fā)光對(duì)應(yīng)的圖形。11、通過金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積的方法制作綠色光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜23，通過剝離的 方法形成綠色亞像素需要的光致發(fā)光對(duì)應(yīng)的圖形。這個(gè)主動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)無機(jī)發(fā)光二極管顯示器件的顯示過程為這一行的柵電極33 施加信號(hào)，場效應(yīng)管的有源層處于打開狀態(tài)，漏電極34的信號(hào)可以施加到源電極35，這樣， 這行無機(jī)發(fā)光二極管流過電流，同時(shí)產(chǎn)生電子-空穴復(fù)合發(fā)光，發(fā)出藍(lán)色光。在紅色亞像 素，紅色光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜在藍(lán)色光的激發(fā)下，產(chǎn)生紅色光。在綠色亞像素，綠色光致轉(zhuǎn)換發(fā) 光膜在藍(lán)色光的激發(fā)下，產(chǎn)生綠色光。在藍(lán)色亞像素，藍(lán)色光透過基板直接發(fā)出。最后，每個(gè)像素通過紅、綠、藍(lán)三個(gè)亞像素的三基色混合，得到全彩色顯示。實(shí)施例七圖6示出了另一個(gè)采用有源矩陣驅(qū)動(dòng)的無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置的結(jié)構(gòu)示 意圖，其中顯示裝置的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)器件和發(fā)光器件處于不同的襯底基板，并且通過各自的導(dǎo) 電電極對(duì)應(yīng)地連接在一起。圖6所示的顯示裝置包括無機(jī)發(fā)光二極管的電子型導(dǎo)電層2、 無機(jī)發(fā)光二極管的發(fā)光層3、無機(jī)發(fā)光二極管的空穴型導(dǎo)電層4、無機(jī)發(fā)光二極管的空穴型 電極5、絕緣層6、襯底7、鈍化層8、另一絕緣層10、黑矩陣21、紅色光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜22、綠色 光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜23、場效應(yīng)管的有源層31、場效應(yīng)管的柵絕緣層32、場效應(yīng)管的柵電極33、 場效應(yīng)管的漏電極34、場效應(yīng)管的源電極35、無機(jī)發(fā)光二極管的接觸電極41、接觸電極連 接點(diǎn)42、場效應(yīng)管接觸電極43。此實(shí)施方式中的無機(jī)發(fā)光二極管器件的結(jié)構(gòu)和材料采用與實(shí)施例一器件相同的 結(jié)構(gòu)和材料制作。圖6所示的有源矩陣驅(qū)動(dòng)無機(jī)發(fā)光二極管顯示裝置具體的制作步驟如下1、在藍(lán)寶石襯底7上依次制作無機(jī)發(fā)光二極管的電子型導(dǎo)電層、無機(jī)發(fā)光二極管 的發(fā)光層、無機(jī)發(fā)光二極管的空穴型導(dǎo)電層、無機(jī)發(fā)光二極管的空穴型電極及引線，形成多 層膜結(jié)構(gòu)。其中通過曝光和干法刻蝕等方法，形成無機(jī)發(fā)光二極管的空穴型電極5。在這 里，電子型導(dǎo)電層也被當(dāng)作電子導(dǎo)電電極的公共電極。2、制作絕緣層6，這里采用氧化硅(Si02)通過機(jī)械研磨形成平坦層，通過曝光和 刻蝕的方法在絕緣層6上形成接觸過孔。3、通過沉積、光刻工藝形成無機(jī)發(fā)光二極管的接觸電極41。4、在另外一個(gè)基板(這里采用硅片)上采用曝光、刻蝕工藝制作場效應(yīng)管的有源 層31的圖形。5、通過膜的沉積、曝光和刻蝕工藝制作柵絕緣層32和柵電極33。6、制作另一絕緣層10，這里采用氧化硅(Si02)材料。7、通過曝光和刻蝕的方法在另一絕緣層10上形成接觸過孔。8、制作場效應(yīng)管的源電極和漏電極膜。9、通過曝光和刻蝕的方法形成場效應(yīng)管的漏電極34和源電極35。10、制作鈍化層8，這里采用氧化硅(Si02)通過機(jī)械研磨形成平坦層，通過曝光和 刻蝕的方法在鈍化層8上形成接觸過孔。11、通過沉積、光刻工藝形成場效應(yīng)管接觸電極43。12、利用點(diǎn)焊的方法在每個(gè)場效應(yīng)管接觸電極43形成接觸電極連接點(diǎn)42。13、通過燒結(jié)的方法，將無機(jī)發(fā)光二極管的接觸電極41和場效應(yīng)管接觸電極43通 過接觸電極連接點(diǎn)42對(duì)應(yīng)的連接在一起。14、通過涂敷的方法制作黑矩陣膜21，通過曝光和刻蝕的方法形成黑矩陣對(duì)應(yīng)的 圖形。15、通過金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積的方法制作紅色光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜22，通過剝離的方法形成紅色亞像素需要的光致發(fā)光對(duì)應(yīng)的圖形。16、通過金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積的方法制作綠色光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜23，通過剝離的 方法形成綠色亞像素需要的光致發(fā)光對(duì)應(yīng)的圖形。
這個(gè)主動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)無機(jī)發(fā)光二極管顯示器件的顯示過程為這一行的柵電極33 施加信號(hào)，場效應(yīng)管的有源層處于打開狀態(tài)，漏電極34的信號(hào)可以施加到源電極35，這樣， 這行無機(jī)發(fā)光二極管流過電流，同時(shí)產(chǎn)生電子_空穴復(fù)合發(fā)光，發(fā)出藍(lán)色光。在紅色亞像 素，紅色光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜在藍(lán)色光的激發(fā)下，產(chǎn)生紅色光。在綠色亞像素，綠色光致轉(zhuǎn)換發(fā) 光膜在藍(lán)色光的激發(fā)下，產(chǎn)生綠色光。在藍(lán)色亞像素，藍(lán)色光直接發(fā)出。最后，每個(gè)像素通 過紅、綠、藍(lán)三個(gè)亞像素的三基色混合，得到全彩色顯示。實(shí)施例八圖7示出了一個(gè)采用有源矩陣驅(qū)動(dòng)的無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該顯示裝置與圖3所示的顯示裝置的區(qū)別在于在紅色、綠色、藍(lán)色亞像素結(jié)構(gòu)中還包括 藍(lán)色吸收性光學(xué)膜24。其中，在紅色亞像素中，藍(lán)色吸收性光學(xué)膜24位于基板7和紅色光 致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜22之間；在綠色亞像素中，藍(lán)色吸收性光學(xué)膜24位于基板7和綠色光致轉(zhuǎn)換 發(fā)光膜23之間；在藍(lán)色亞像素中，藍(lán)色吸收性光學(xué)膜24制作在基板上。這個(gè)主動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)無機(jī)發(fā)光二極管顯示器件的顯示過程為這一行的柵電極33 施加信號(hào)，場效應(yīng)管的有源層處于打開狀態(tài)，漏電極34的信號(hào)可以施加到源電極35，這樣， 這行無機(jī)發(fā)光二極管流過電流，同時(shí)產(chǎn)生電子_空穴復(fù)合發(fā)光，發(fā)出藍(lán)色光。在紅色亞像 素，藍(lán)色吸收性光學(xué)膜濾掉不需要的波長，紅色光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜在藍(lán)色光的激發(fā)下，產(chǎn)生紅 色光。在綠色亞像素，藍(lán)色吸收性光學(xué)膜濾掉不需要的波長，綠色光致轉(zhuǎn)換發(fā)光膜在藍(lán)色光 的激發(fā)下，產(chǎn)生綠色光。在藍(lán)色亞像素，藍(lán)色吸收性光學(xué)膜濾掉不需要的波長。最后，每個(gè) 像素通過紅、綠、藍(lán)三個(gè)亞像素的三基色混合，得到全彩色顯示。
權(quán)利要求
一種無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置，其特征在于采用微加工方法將晶體基板上的無機(jī)發(fā)光二極管制作成多個(gè)像素，并且采用無源矩陣驅(qū)動(dòng)或者主動(dòng)驅(qū)動(dòng)器件的有源矩陣來驅(qū)動(dòng)無機(jī)發(fā)光二極管像素。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置，其特征在于采用二個(gè)或二 個(gè)以上的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)器件和一個(gè)或一個(gè)以上的電容來驅(qū)動(dòng)每個(gè)無機(jī)發(fā)光二極管像素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置，其特征在于所述主動(dòng)驅(qū)動(dòng) 器件與無機(jī)發(fā)光二極管處于同一個(gè)基板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置，其特征在于 所述主動(dòng)驅(qū)動(dòng)器件的有源層采用與無機(jī)發(fā)光二極管的其中一層材料相同的材料制作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置，其特征在于 所述主動(dòng)驅(qū)動(dòng)器件與無機(jī)發(fā)光二極管處于不同層，主動(dòng)驅(qū)動(dòng)器件不影響無機(jī)發(fā)光二極管的 有效發(fā)光面積。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置，其特征在于所述主動(dòng)驅(qū)動(dòng) 器件與無機(jī)發(fā)光二極管處于不同基板上，主動(dòng)驅(qū)動(dòng)器件和無機(jī)發(fā)光二極管像素通過各自的 導(dǎo)電電極對(duì)應(yīng)地連接在一起。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 3、6中任一項(xiàng)所述的無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置，其特征在于 所述主動(dòng)驅(qū)動(dòng)器件包括場效應(yīng)管、薄膜晶體管、二極管、電阻中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 3、6中任一項(xiàng)所述的無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置，其特征在于 所述無機(jī)發(fā)光二極管所發(fā)出的光透過基板發(fā)射。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 3、6中任一項(xiàng)所述的無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置，其特征在于 所述無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置用于實(shí)現(xiàn)單色或彩色顯示。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置，其特征在于所述無機(jī)發(fā)光 二極管顯示裝置通過在基板上附加濾光膜或者光致發(fā)光膜或者兩者的組合來實(shí)現(xiàn)單色或 彩色顯示。
11.根據(jù)權(quán)利要求1 3、6中任一項(xiàng)所述的無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置，其特征在 于每個(gè)無機(jī)發(fā)光二極管像素包括多個(gè)亞像素，每個(gè)亞像素的顯示面積相同或者不同。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置，其特征在于所述無機(jī)發(fā) 光二極管像素或者亞像素之間采用黑矩陣隔離，用于減小或者防止光線信號(hào)的串?dāng)_。
13.根據(jù)權(quán)利要求1 3、6中任一項(xiàng)所述的無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置，其特征在 于在所述無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置的有效顯示區(qū)域周圍，制作保護(hù)電路、驅(qū)動(dòng)電路或 者控制電路。
14.根據(jù)權(quán)利要求1 3、6中任一項(xiàng)所述的無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置，其特征在 于在所述無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置上附加光學(xué)裝置，組成微型顯示裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求1 3、6中任一項(xiàng)所述的一種無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置，其特征 在于在所述無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置上附加光學(xué)裝置，組成投影或近眼顯示裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無機(jī)發(fā)光二極管矩陣顯示裝置，包括布置在一個(gè)晶體基板上的多個(gè)像素，所述像素包括無機(jī)發(fā)光二極管顯示器件，也可以包括主動(dòng)驅(qū)動(dòng)器件，無機(jī)發(fā)光二極管顯示器件發(fā)出的光透過基板發(fā)射。這種矩陣顯示裝置也可以包括兩個(gè)基板，一個(gè)基板上的像素包括發(fā)光二極管顯示器件，另一個(gè)基板的像素包括驅(qū)動(dòng)器件，兩個(gè)基板對(duì)應(yīng)的發(fā)光像素與像素驅(qū)動(dòng)器件通過導(dǎo)電材料連接起來。這種發(fā)光二極管矩陣顯示裝置可以實(shí)現(xiàn)單色顯示或彩色顯示。本發(fā)明能有效地應(yīng)用到投影儀和微顯示領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H01L27/15GK101847646SQ20101010385
公開日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2010年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月2日
發(fā)明者劉宏宇, 孫潤光 申請(qǐng)人:孫潤光;劉宏宇