一種微型顯示芯片的彩色像素結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于LED加工領(lǐng)域，具體涉及一種基于LED的微型顯示芯片的彩色像素結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]GaN無機發(fā)光二極管(LED)具有壽命長、功耗低、亮度高、抗高低溫性、抗輻射性好等特點，是作為顯示器發(fā)光像素的優(yōu)質(zhì)光源。
[0003]GaN無機發(fā)光二極管的基材料和外延層主要生長在藍寶石襯底上，藍寶石襯底具有生產(chǎn)技術(shù)成熟、器件質(zhì)量好、穩(wěn)定性佳，能夠運用在高溫生長過程中等優(yōu)點，并且藍寶石的機械強度高，易于處理和清洗。
[0004]GaN藍光LED光源激發(fā)黃色熒光粉，由LED藍光和熒光粉發(fā)出的黃綠光合成白光，是目前廣泛應(yīng)用的白光LED技術(shù)，具有效率高、制備過程簡單、溫度穩(wěn)定性、顯色性較好等優(yōu)點，但同時具有一致性差、色溫易隨角度變化的缺點。
[0005]彩色濾光技術(shù)是結(jié)合白光源，采用對紅、綠、藍波段的光具有高透過率的薄膜，得到三基色光源，再組合三基色實現(xiàn)彩色顯示。該項技術(shù)的關(guān)鍵在于獲得高效率和高純度的白光源，但采用此技術(shù)使透過彩色濾光膜所造成光損失高達三分之二。
[0006]小微尺寸顯示芯片是指對角線尺寸小于2.5英寸的顯示面板，其可利用成熟的CMOS電路工藝制作驅(qū)動像素電路，通過外部功能驅(qū)動1C，對像素電路上發(fā)光結(jié)構(gòu)進行控制，實現(xiàn)主動式驅(qū)動，達到顯示彩色動態(tài)圖像的目的。
[0007]硅基CMOS作為像素驅(qū)動電路已經(jīng)應(yīng)用在硅基液晶(Lcos)和硅基OLED上，是實現(xiàn)小微型底發(fā)光顯示芯片驅(qū)動的有效方法，但硅基corns作為像素驅(qū)動電路現(xiàn)在沒有針對無機發(fā)光二極管顯示芯片的應(yīng)用。并且現(xiàn)有技術(shù)中OLED小微尺寸顯示芯片存在亮度不足，無法作為高亮度顯示器件使用的缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有技術(shù)中尚無基于硅基CMOS像素驅(qū)動電路的無機發(fā)光二極管顯示芯片，從而提出一種采用硅基COMS像素驅(qū)動電路的GaN無機發(fā)光二級管的微型顯示芯片的彩色像素結(jié)構(gòu)。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0010]本發(fā)明提供一種微型顯示芯片的彩色像素結(jié)構(gòu)，所述彩色像素結(jié)構(gòu)由下至上依次包括:驅(qū)動電路層、顯示芯片模塊和彩色濾光層，其中，所述顯示芯片模塊包括若干個結(jié)構(gòu)相同的顯示芯片單元，所述顯示芯片單元為倒裝的GaN發(fā)光二極管。
[0011]作為優(yōu)選，所述倒裝的GaN發(fā)光二極管由下至上依次包括:電極層、電極焊料層、η型電極層和p-GaN層、n-GaN層、基底層、增透層；所述ρ-GaN層與所述n_GaN層之間設(shè)置有多重量子講。
[0012]作為優(yōu)選，所述電極層由正極層和負極層組成，所述正極層與所述負極層之間開設(shè)有溝槽，使所述正極層和所述負極層無接觸；所述電極焊料層在所述正極層和所述負極層之間溝槽的位置也開設(shè)有溝槽。
[0013]作為優(yōu)選，所述顯示芯片單元外部設(shè)置有硅膠與熒光粉填充區(qū)；所述硅膠與熒光粉填充區(qū)左右兩側(cè)設(shè)置有遮擋側(cè)壁，用于分隔各顯示芯片單元。
[0014]作為優(yōu)選，所述驅(qū)動電路層為硅基corns電路，所述驅(qū)動電路層內(nèi)設(shè)置有像素驅(qū)動電路連接層，所述像素驅(qū)動電路連接層通過穿孔分別與所述正極層和所述負極層互聯(lián)。
[0015]作為優(yōu)選，所述基底層為藍寶石層。
[0016]作為優(yōu)選，所述彩色濾光層為紅色濾光膠層、綠色濾光膠層和藍色濾光膠層，通過涂膠光刻的方式設(shè)置于所述顯示芯片單元上部。
[0017]作為優(yōu)選，所述彩色濾光層與所述顯示芯片之間還設(shè)置有紫外阻隔層。
[0018]作為優(yōu)選，所述彩色濾光層上表面設(shè)置有S12保護層，所述S1 2保護層下表面鍍有紫外阻隔薄膜，所述紫外阻隔薄膜為禁帶寬度大于3.26eV的金屬氧化物或者氮化物。
[0019]作為優(yōu)選，所述金屬氧化物為ZnO，所述氮化物為SiC ;所述倒裝的GaN發(fā)光二極管通過回流焊或激光精細焊接工藝與所述驅(qū)動電路連接層電聯(lián)。
[0020]本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點:
[0021](I)本發(fā)明所述的微型顯示芯片的彩色像素結(jié)構(gòu)，采用倒裝的GaN發(fā)光二極管作為像素光源的顯示芯片單元，由于藍色GaN發(fā)光二極管本身發(fā)光效率可以達到lOOlm/w以上，容易作為高亮度顯示器件使用，明顯優(yōu)于OLED器件；并且GaN發(fā)光二極管在5V驅(qū)動電壓下的高發(fā)光亮度使得對倒裝電極連接的電極界面質(zhì)量容忍度高，容易得到較寬的工藝窗口 ；同時倒裝結(jié)構(gòu)由于有源層更貼近基板，具有較低的熱阻，這個特性使得顯示芯片從點亮至熱穩(wěn)定的過程中，性能變化幅度小。
[0022](2)本發(fā)明所述的微型顯示芯片的彩色像素結(jié)構(gòu)，所述顯示芯片單元外圍填充有硅膠與熒光粉，可以調(diào)節(jié)硅膠與熒光粉填充區(qū)的形狀及混填物中熒光粉比例，容易控制顯示芯片色溫，并且硅膠比環(huán)氧樹脂抗UV能力強且硅膠散熱效果比環(huán)氧樹脂好。
[0023](3)本發(fā)明所述的微型顯示芯片的彩色像素結(jié)構(gòu)，該像素結(jié)構(gòu)的開口率由遮擋側(cè)壁的遮擋區(qū)域決定，而不是由GaN發(fā)光二極管的發(fā)光面積決定，因此容易實現(xiàn)60%以上的開口率，明顯優(yōu)于OLED器件。
[0024](4)本發(fā)明所述的微型顯示芯片的彩色像素結(jié)構(gòu)，還設(shè)置了紫外遮擋層和3102保護層，所述S12保護層下表面鍍有紫外阻隔薄膜，由于小微尺寸的顯示芯片通常作為穿戴式設(shè)備的顯示終端使用，而GaN藍色光源高亮度使用時存在潛在的“紫外危害”，采用在可見光波段高透過率的寬禁帶金屬化合物或氮化物膜層和紫外遮擋層可有效阻擋紫外成分。
【附圖說明】
[0025]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明，其中
[0026]圖1是本發(fā)明的實施例中的像素結(jié)構(gòu)圖；
[0027]圖2是本發(fā)明的實施例中整體RGB彩色像素結(jié)構(gòu)圖。
[0028]圖中附圖標(biāo)記表示為:1_驅(qū)動電路層；2_像素驅(qū)動電路連接層；3_穿孔，4-負極層；5_電極焊料層；6-n型電極層；7_基底層；8_增透層；9_遮擋側(cè)壁；10_硅膠與熒光粉填充區(qū)；ll-n-GaN層，12-p-GaN層；13-多重量子阱，14-正極層；15-紅色濾光層；16-綠色濾光