CN108615740B - 柔性有源彩色半导体发光显示模块及柔性显示屏 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性有源彩色半导体发光显示模块及柔性显示屏；其中柔性有源彩色半导体发光显示模块包括：柔性有源矩阵显示控制电路衬底；短波长III‑V族半导体发光器件阵列中间层；以及与短波长III‑V族半导体发光器件阵列相对应的且分别光致发出蓝光、绿光和红光的薄膜矩阵阵列顶层；其中，所述短波长III‑V族半导体发光器件阵列中间层粘合设置在所述柔性有源矩阵显示控制电路衬底上，所述薄膜矩阵阵列顶层刻蚀于部分所述短波长III‑V族半导体发光器件阵列中间层上。本发明能够生产制造柔性有源彩色半导体发光显示模块，并由此生产柔性显示屏，具有工艺简单、结构稳定、成率较高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及柔性显示屏，尤其涉及的是，一种柔性有源彩色半导体发光显示模块及柔性显示屏。
背景技术
量子点(Quantum dot，QD)技术正在迅速得到开发，量子点又称半导体纳米晶，是一种纳米级别的半导体，呈近似球形，其三维尺寸在2-10nm范围内，具有明显的量子效应；通过对这种纳米半导体材料施加一定的电场或光压，它们便会发出特定频率的光，而发出的光的频率会随着这种半导体的尺寸的改变而变化，因而通过调节这种纳米半导体的尺寸就可以控制其发出的光的颜色，由于这种纳米半导体拥有限制电子和电子空穴(Electronhole)的特性，这一特性类似于自然界中的原子或分子，因而被称为量子点。量子点是一种重要的低维半导体材料，其三个维度上的尺寸都不大于其对应的半导体材料的激子玻尔半径的两倍。
量子点一般由II-VI族元素或III-V族元素等半导体材料构成，其中，II-VI族元素如CdS、CdSe、CdTe、ZnSe、ZnS等，而III-V族元素如InP、InAs等无镉量子点；也可由两种或两种以上的半导体材料构成核/壳结构，如常见的CdSe/ZnS核/壳结构量子点等。量子点的荧光寿命可持续10-100纳秒，通过时间分辨特性，可降低背景干扰，提高灵敏度。
随着技术的发展，LED彩色显示屏已经在许许多多的产品上具有各种应用，例如背光、手机、随身移动装置以及超大型显示屏等。但是如何设计柔性LED显示结构，仍是未完善的技术。
发明内容
本发明提供一种新的柔性有源彩色半导体发光显示模块及柔性显示屏。
本发明的技术方案如下：一种柔性有源彩色半导体发光显示模块，其包括：
柔性有源矩阵显示控制电路衬底；
短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层；以及
与短波长III-V族半导体发光器件阵列相对应的且分别光致发出蓝光、绿光和红光的薄膜矩阵阵列顶层；
其中，所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层粘合设置在所述柔性有源矩阵显示控制电路衬底上，所述薄膜矩阵阵列顶层刻蚀于部分所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层上。
优选的，所述柔性有源彩色半导体发光显示模块厚度小于300微米。
优选的，所述短波长III-V族半导体发光器件所发出的光波长小于500纳米，如蓝光、紫光、紫外光或深紫外光等波长光。
优选的，所述设置在每一所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层上的光致发光红、绿、蓝3基色薄膜矩阵的各自发光面积与各自显示面积的比例均大于50％。
优选的，所述设置在每一所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层上的光致发光红、绿、蓝3基色薄膜矩阵的间隔小于10微米。
优选的，所述设置在每一所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层上的光致发光红、绿、蓝3基色薄膜矩阵的边长小于100微米。
优选的，所述设置在每一所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层上的光致发光红，绿，蓝3基色薄膜矩阵的光电反应速度小于100微秒。
优选的，所述柔性有源矩阵显示控制电路采用脉冲宽度调制Pulse WidthModulation(PWM)方式精确控制所述彩色半导体发光显示模块发光亮度或者灰阶度。
优选的，所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层为第一基色光III-V族半导体发光器件阵列中间层，所述薄膜矩阵阵列顶层刻蚀于所述第一基色光III-V族半导体发光器件阵列中间层的第二基色位置与第三基色位置上；其中，第一基色光为蓝光。
优选的，所述薄膜矩阵阵列顶层设置有二次光致激发材料，所述激发材料包括第二基色光激发材料与第三基色光激发材料；其中，所述薄膜矩阵阵列顶层于所述第二基色位置设置有第二基色光激发材料，所述薄膜矩阵阵列顶层于所述第三基色位置设置有第三基色光激发材料。
优选的，所述二次光致激发材料为量子点薄膜及/或荧光粉薄膜。
优选的，所述激发材料还包括第四基色光激发材料。
优选的，所述薄膜矩阵阵列顶层于第二基色位置设置有绿色激发材料，所述薄膜矩阵阵列顶层于第三基色位置设置有红色激发材料。
优选的，所述柔性有源矩阵显示控制芯片衬底设置衬底基础、位于所述衬底基础上的CMOS(互补金属氧化物半导体)驱动阵列，以及位于所述CMOS驱动阵列上的金属屏蔽层、分隔电极质与金属电极阵列；所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层设置PN区；所述薄膜矩阵阵列顶层设置透明ITO薄膜电极以及位于部分所述透明ITO薄膜电极上的至少二基色激发材料。
优选的，所述柔性有源矩阵显示控制电路衬底制作于厚度小于100微米的硅基或者塑料聚合物膜上。
优选的，所述柔性有源彩色半导体发光显示模块还包括球栅阵列(BGA)封装结构，所述球栅阵列(BGA)封装结构封装所述有源矩阵显示控制电路衬底以及所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层。
一种柔性显示屏，其包括规则排列的上述任一项所述柔性有源彩色半导体发光显示模块。
采用上述方案，本发明能够生产制造柔性有源彩色半导体发光显示模块，并由此生产柔性显示屏，具有工艺简单、结构稳定、成率较高的优点，具有很高的市场应用价值。
附图说明
图1为本发明的一个实施例的示意图；
图2为图1所示实施例的另一方向示意图；
图3为本发明的一个实施例的有源彩色半导体发光显示屏立体示意图；
图4为图3所示实施例的截面示意图；
图5为图3所示实施例的有源半导体彩色发光显示屏生产工艺流程示意图；
图6为本发明的一个实施例的触摸柔性彩色有源微LED显示模块立体示意图；
图7为图6所示实施例的触摸柔性彩色有源微LED显示模块截面示意图；
图8为图6所示实施例的触摸柔性彩色有源微LED显示模块生产工艺流程示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。但是，本发明可以采用许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明的一个实施例是，一种柔性有源彩色半导体发光显示模块，其包括：柔性有源矩阵显示控制电路衬底；短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层；以及与短波长III-V族半导体发光器件阵列相对应的且分别光致发出蓝光、绿光和红光的薄膜矩阵阵列顶层；其中，所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层粘合设置在所述柔性有源矩阵显示控制电路衬底上，所述薄膜矩阵阵列顶层刻蚀于部分所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层上。其中，薄膜矩阵阵列顶层亦可称为薄膜矩阵顶层。例如，所述柔性有源矩阵显示控制芯片通过可发出短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层，将图像信息用脉冲宽度调制(PWM)方式光致激发至少3基色蓝光、绿光和红光以上不同颜色的薄膜材料矩阵顶层以产生彩色图像或者视频。这样，能够生产制造柔性有源彩色半导体发光显示模块，并由此生产柔性显示屏，具有工艺简单、结构稳定、成率较高的优点，具有很高的市场应用价值。
例如，所述柔性有源彩色半导体发光显示模块中，可以理解为其具有两个中间衬底，亦即其在制造过程中分别制备两个中间衬底，一个是柔性有源矩阵显示控制电路衬底，另一是短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层，然后将这两个中间衬底导电耦合在一起，然后将与短波长III-V族半导体发光器件阵列相对应的且分别光致发出蓝光、绿光和红光的薄膜矩阵阵列顶层再制造上去即可。
例如，所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层为相对应于有源矩阵顶部的控制电极阵列的III-V族蓝光LED阵列中间层；例如，一种柔性有源彩色半导体发光显示模块，其包括：柔性有源矩阵显示控制电路衬底；短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层；以及与短波长III-V族半导体发光器件阵列相对应的且分别光致发出蓝光、绿光和红光的薄膜矩阵阵列顶层。较好的是，所述柔性有源矩阵显示控制电路衬底的衬底基础采用厚度小于100微米且物理性质为柔性的衬底材料，亦可称为柔性衬底，例如混合化学薄膜(polyimide)、耐高温塑料或金属薄膜等，衬底材料具有一定的强度和耐热性，例如熔点高于粘合的熔点例如金属粘合层的熔点，例如熔点高于300℃。优选的，所述柔性有源矩阵显示控制电路衬底制作于厚度小于100微米的硅基或者塑料聚合物膜上，即所述衬底基础为厚度小于100微米的硅基或者塑料聚合物膜，即衬底厚度小于100微米，在此衬底基础上，衬底具有柔性的物理性质，所述柔性有源矩阵显示控制电路衬底在所述衬底基础上设有有源矩阵显示控制模块或有源矩阵显示控制电路。进一步地，所述柔性有源矩阵显示控制电路衬底制作于厚度小于90微米的硅基上或者塑料聚合物膜上，即所述衬底基础为厚度小于90微米的硅基或者塑料聚合物膜，例如，所述柔性有源矩阵显示控制电路衬底制作于厚度小于90微米的硅基晶圆上或者塑料聚合物膜上。这样，一方面满足了柔性有源彩色半导体发光显示模块的柔性需求，另一方面又能够提供合理的支撑能力，在有源矩阵显示控制电路上实现短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层及薄膜矩阵阵列顶层。
优选的，所述柔性有源彩色半导体发光显示模块厚度小于300微米。优选的，所述短波长III-V族半导体发光器件所发出的光波长小于500纳米，如蓝光、紫光、紫外光或深紫外光等波长光。优选的，所述设置在每一所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层上的光致发光红、绿、蓝3基色薄膜矩阵的各自发光面积与各自显示面积的比例均大于50％。优选的，所述设置在每一所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层上的光致发光红、绿、蓝3基色薄膜矩阵的间隔小于10微米。优选的，所述设置在每一所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层上的光致发光红、绿、蓝3基色薄膜矩阵的边长小于100微米。优选的，所述设置在每一所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层上的光致发光红，绿，蓝3基色薄膜矩阵的光电反应速度小于100微秒。优选的，所述柔性有源矩阵显示控制电路采用脉冲宽度调制Pulse Width Modulation(PWM)方式精确控制所述彩色半导体发光显示模块发光亮度或者灰阶度。
优选的，所述柔性衬底为高温塑料聚合物膜。或者，所述柔性衬底为不锈钢薄膜。或者，所述柔性衬底为单晶硅薄膜。或者，所述柔性衬底为多晶硅薄膜。优选的，所述有源矩阵显示控制模块为基于多晶硅基底的有源矩阵显示控制模块。或者，优选的，所述有源矩阵显示控制模块为基于单晶硅基底的有源矩阵显示控制模块。优选的，所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层采用低温方式粘合嵌入设置在对应的一所述有源矩阵显示控制模块上。优选的，所述每一个短波长III-V族半导体发光器件具有底部和顶部两个电极，底部电极通过粘合金属矩阵连接到有源矩阵显示控制模块控制电极，顶部电极通过顶部ITO透明电极形成接地通用电极。优选的，所述短波长III-V族半导体发光器件所发出的光波长小于500纳米；包括蓝色光、紫色光、紫外光、深紫外光等波长小于500纳米的光。优选的，所述设置在每一所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层上的光致发光红、绿、蓝3基色薄膜矩阵分别采用至少两次以上的镀膜，光刻以及等离子刻蚀制程制作。优选的，所述设置在每一所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层上的光致发光红、绿、蓝3基色薄膜矩阵分别为光致发红光的量子点矩阵、光致发绿光的量子点矩阵与光致发蓝光的量子点矩阵。优选的，所述设置在每一所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层上的光致发光红、绿、蓝3基色薄膜矩阵分别为光致发红光的荧光粉薄膜矩阵、光致发绿光的荧光粉薄矩阵与光致发蓝光的荧光粉薄矩阵。优选的，所述有源矩阵显示控制模块的所述远离柔性衬底的一面设置有金属粘合层，多个所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层一一对应地通过所述有源矩阵显示控制模块的所述金属粘合层粘合设置在所述有源矩阵显示控制模块上。优选的，所述设置在每一所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层上的光致发光红、绿、蓝3基色薄膜矩阵的发光面积与显示面积比大于50％。优选的，所述设置在每一所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层上的光致发光红、绿、蓝3基色薄膜矩阵的间隔小于10微米。优选的，所述设置在每一所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层上的光致发光红，绿，蓝3基色薄膜矩阵的面积小于100微米。
例如，所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层粘合设置在所述柔性有源矩阵显示控制电路衬底上，所述薄膜矩阵阵列顶层刻蚀于部分所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层上。其中，短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层即为可发出短波长的III-V族的半导体发光器件的阵列且位于或作为柔性显示屏的中间层。例如，III-V族即为化学元素周期表中III族-V族的相关可用元素，例如III族或其相关可用元素包括Ga或In等；V族或其相关可用元素亦以此类推，III-V族如InP、InAs等。例如，所述短波长为波长小于等于510nm；较好的是，所述短波长为波长小于等于500nm，例如，所述短波长为波长小于等于500nm且大于等于200nm；较好的是，所述短波长为波长小于等于490nm，例如，所述短波长为波长小于等于490nm且大于等于200nm；例如，所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层，所发光包括波长为450nm-500nm的蓝光、波长为400nm-450nm的紫外光以及波长为200nm-400nm的深紫外光。较好的是，所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层设有金属粘合层，例如，所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层采用金属层共融方式粘合在有源矩阵显示控制芯片衬底上。例如，采用金属层低温共融接合方式将短波长III-V族半导体发光器件阵列与柔性有源矩阵显示控制电路衬底粘合成有源蓝光LED显示器件，然后在蓝光LED显示器件表面有选择地制作刻蚀绿光和红光的量子点薄膜阵列从而形成3基色的彩色显示屏；例如，短波长III-V族半导体发光器件阵列为III-V族蓝光LED外延芯片，柔性有源矩阵显示控制电路衬底为预制的柔性的有源矩阵显示控制芯片。例如，采用低温共融芯片接合方式将III-V族蓝光LED外延芯片与有源矩阵显示控制芯片粘合成有源蓝光LED显示器件，然后在蓝光LED显示器件表面有选择地制作刻蚀绿光和红光的量子点薄膜阵列从而形成3基色的彩色显示屏。低温共融芯片接合方式即金属层低温共融接合方式或称为金属层共融方式，例如利用表面金属镀膜增加表面吸附力，在塑料聚合物例如PI表面使用紫外激光扫描剥离LED外延层蓝宝石衬底，在塑料聚合物表面多次进行LED外延芯片级发光层薄膜转移，在室温下利用金属钉子阵列或者介质钉子阵列穿过粘合界面从而牢靠固定两片薄膜由此粘合所述柔性有源矩阵显示控制电路衬底与所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层。
优选的，所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层为第一基色光III-V族半导体发光器件阵列中间层，所述薄膜矩阵阵列顶层刻蚀于所述第一基色光III-V族半导体发光器件阵列中间层的第二基色位置与第三基色位置上；其中，第一基色光为蓝光。一个例子是，所述柔性有源矩阵显示控制芯片通过可发出蓝光的III-V族LED阵列中间层，将动态图像信息用脉冲宽度调制(PWM)方式光致激绿光和红光的不同薄膜矩阵阵列顶层以产生彩色图像或者视频。例如，第二基色位置为绿色位置，第三基色位置为红色位置。
例如，所述薄膜矩阵阵列顶层还于所述第一基色光III-V族半导体发光器件阵列中间层的第一基色光位置设置有透光结构。优选的，所述薄膜矩阵阵列顶层设置有二次光致激发材料，所述激发材料包括第二基色光激发材料与第三基色光激发材料；其中，所述薄膜矩阵阵列顶层于所述第二基色位置设置有第二基色光激发材料，所述薄膜矩阵阵列顶层于所述第三基色位置设置有第三基色光激发材料。优选的，所述二次光致激发材料为量子点薄膜及/或荧光粉薄膜。优选的，所述激发材料还包括第四基色光激发材料。例如，第四基色光为黄光，第四基色为黄色，优选的，所述薄膜矩阵阵列顶层于第二基色位置设置有绿色激发材料，所述薄膜矩阵阵列顶层于第三基色位置设置有红色激发材料。例如，所述薄膜矩阵阵列顶层还刻蚀于所述第一基色光III-V族半导体发光器件阵列中间层的第四基色位置上，所述薄膜矩阵阵列顶层于所述第四基色位置设置有第四基色激发材料。例如，各实施例中，采用3层3基色III-V族蓝光LED阵列交叉并通过相对应于蓝光LED阵列的绿色和红色的量子点或荧光粉等薄膜矩阵阵列顶层所采用的二次光致激发材料共同构成微LED彩色显示屏的像素阵列。
优选的，所述柔性有源矩阵显示控制芯片衬底设置衬底基础、位于所述衬底基础上的CMOS驱动阵列，以及位于所述CMOS驱动阵列上的金属屏蔽层、分隔电极质与金属电极阵列；所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层设置PN区；所述薄膜矩阵阵列顶层设置透明ITO薄膜电极以及位于部分所述透明ITO薄膜电极上的至少二基色激发材料。例如，第二基色光为绿光，第三基色光为红光；第二基色为绿色，第三基色为红色。从能量激发的实现角度，能量大的才能够激发能量小的光子，能量小的无法激发能量大的光子，深紫外与紫外的能量＞蓝光的能量＞绿光的能量＞红光的能量，所以深紫外和紫外光可以二次激化蓝光，蓝光可以光致激发绿光和红光，绿光可以光致激发红光，不可以反向光致激发。因此采用蓝光或能量大的光线激发绿光及红光等能量小的光线。例如，所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层的所述PN区包括在p-AlGaN/GaN上的P-GaN、在P-GaN上的InGaN/GaN量子阱以及在InGaN/GaN量子阱上的n-GaN；进一步地，在厚度为30nm的p-AlGaN/GaN上设置厚度为100nm的P-GaN；进一步地，设置5层InGaN/GaN量子阱；进一步地，n-GaN厚度小于1μm。例如，所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层还设置有位于各PN区之间的第一介质分隔区。及/或，所述薄膜矩阵阵列顶层还设置有位于各基色激发材料之间的第二介质分隔区。
例如，所述薄膜矩阵阵列顶层设置位于部分所述透明ITO薄膜电极上的量子点薄膜阵列、位于量子点薄膜阵列上的偏光膜与位于偏光膜上的透明保护层；其中，所述量子点薄膜阵列包括若干基色阵列，所述若干基色阵列包括第一基色透明阵列、第二基色阵列与第三基色阵列，各所述基色阵列之间采用所述第二介质分隔区进行间隔；进一步地，所述若干基色阵列还包括第四基色阵列。例如，所述第一基色透明阵列为透光蓝色LED阵列，第二基色阵列为绿色量子点阵列，第三基色阵列为红色量子点阵列；又如，第四基色阵列为黄色量子点阵列；例如，透明保护层为透明触摸感应保护层。
优选的，所述柔性有源彩色半导体发光显示模块还包括封装结构，所述封装结构封装所述有源矩阵显示控制电路衬底以及所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层，这样，可以将所述柔性有源彩色半导体发光显示模块进行整体封装，以增强各种抗性，具体的封装方式例如BGA等可采用现有的封装方式实现。
例如，所述柔性有源彩色半导体发光显示模块采用以下工艺制备：在蓝宝石衬底上用MOCVD外延生长蓝光或者紫外或者深紫外的LED外延p-n结量子发光薄膜层；为了保证所述柔性有源矩阵显示控制电路衬底与所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层(可理解为两片晶圆)能够牢固地粘合在一起而不产生任何极为微小的空隙，然后先在所述柔性有源矩阵显示控制电路衬底(即低温多晶有源矩阵TFT电路面板)上镀一层金属薄膜，以保证表面平滑度，例如，采用透明金属Iridium-tin-oxide(ITO)作为中间镀膜层，先在所述柔性有源矩阵显示控制电路衬底(低温多晶有源矩阵TFT电路面板)上镀50纳米左右的钛(Ti)金属薄膜作为隔离层，然后在隔离层表面再镀一层300纳米左右的透明金属Iridium-tin-oxide(ITO)金属薄膜；或者，采用金(Au)或者银(Ag)金属作为中间薄膜层.首先在所述柔性有源矩阵显示控制电路衬底(低温多晶有源矩阵TFT电路面板)上镀30纳米左右的钛(Ti)或者铂(Pt)金属薄膜作为隔离层，然后在隔离层表面再镀一层150纳米左右的金或者银金属薄膜；或者，采用铜(Cu)-钽(Ta)金属中间镀膜层，先在所述柔性有源矩阵显示控制电路衬底(低温多晶有源矩阵TFT电路面板)上镀50纳米左右的钽金属薄膜作为隔离层，然后在隔离层表面再镀一层300纳米左右的铜金属薄膜；之后，在所述柔性有源矩阵显示控制电路衬底(低温多晶有源矩阵TFT电路面板)上镀一层隔离层及其表层的金属薄膜后，在真空或者氮气环境下将短波长LED外延晶圆校准贴片粘合，在粘合界面施加均匀压力达到30psi并加温至接近300℃，至此实现金属粘合即金属层粘合、金属层共融方式或称为金属层低温共融接合方式；然后在LED晶圆的蓝宝石衬底表面，用紫外激光扫描需要剥离的方形面，利用张力机械剥离蓝宝石衬底，只有被紫外激光扫描过的方形LED外延层薄膜留在低温多晶有源矩阵的表面上，继续执行上述步骤，即再次贴片粘合新的一片LED晶圆，在上一块留下的方形LED外延层薄膜边上，用紫外激光扫描需要剥离的方形面。利用张力机械剥离蓝宝石衬底。只有被紫外激光扫描过的方形LED外延层薄膜留在低温多晶有源矩阵的表面上.由于激光扫描的位置精密度可以精确到小于1微米，从而在大面积的低温多晶有源矩阵的表面上获得无缝拼接LED外延层薄膜；然后用光敏材料在表面光学形成刻蚀阵列，用等离子介质刻蚀LED薄膜形成阵列化像素，用等离子金属刻蚀LED薄膜下面的金属层，使得每一个LED像素独立受到其下面的电极控制；之后再用化学气相沉积CVD将不透光的介质材料氮化硅SiNx或者掺杂的氧化硅SiOx填满LED像素之间的刻蚀出的沟槽，用刻蚀或者抛光方式平面化器件的表面，以使LED电极暴露，之后在表面镀上一层透明金属ITO，进而沉淀一层蓝色的量子点或者荧光粉薄膜，然后光刻形成蓝色点阵，沉淀一层绿色的量子点或者荧光粉薄膜，然后光刻形成绿色点阵，沉淀一层红色的量子点或者荧光粉薄膜，然后光刻形成红色点阵；在显示模组表面盖上一层偏振膜以减少背景散光，增强图像反差，对于触摸屏则再镀上一层触摸感应薄膜，最后用紫外激光扫描玻璃底座将显示膜从玻璃底座上剥离出来即可。
例如，如图1与图2所示，柔性衬底例如高温柔性衬底薄膜290例如Polyimide(PI)Film作为所述柔性有源矩阵显示控制电路衬底，上面设有低温多晶有源TFT矩阵阵列(LTPSAM TFT Array Control Backplane)280作为控制背板，其上设有电极矩阵250、非透明介质260与金属隔离层270，以及P-GaN(约100nm)on p-AlGaN/GaN(约30nm)240、InGaN/GaN MQW(5x)210与n-GaN(<1μm)190作为短波长III-V族半导体发光器件；短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层还设置有位于各PN区之间的第一介质分隔区220，薄膜矩阵阵列顶层还设置有位于各基色激发材料之间的第二介质分隔区230；例如，第一介质分隔区与第二介质分隔区均为黑色不透光介质，用于隔离。n-GaN层上方设有ITO透明电极(ITO TransparentCommon Electrodes)180，之上通过设置各种量子点或者荧光粉薄膜170以形成相应的蓝色量子点薄膜(Blue QD/Phors)110、绿色量子点薄膜(Green QD/Phor)s120、红色量子点薄膜(Red QD/Phors)130、白色量子点薄膜或者(Yellow QD/Phors)140，其上设有偏光膜(Touch-sensitive Protective Layers)160及触摸敏感薄膜150。
较好的一个实施例中，还利用表面金属镀膜增加表面吸附力，在塑料聚合物(PI)表面使用紫外激光扫描剥离LED外延层蓝宝石衬底；在塑料聚合物(PI)表面实现多次LED外延芯片级发光层薄膜转移；在室温下利用金属钉子(Over-etched Via Plugs)阵列或者介质钉子阵列穿过粘合界面从而牢靠固定两片薄膜；例如，柔性有源矩阵显示控制电路衬底与短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层分别采用表面金属镀膜以增加表面吸附力，柔性有源矩阵显示控制电路衬底及/或短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层在其塑料聚合物表面使用紫外激光扫描剥离LED外延层蓝宝石衬底，并在其塑料聚合物表面实现多次LED外延芯片级发光层薄膜转移；且在室温下利用金属钉子阵列或者介质钉子阵列穿过粘合界面以牢靠固定两片薄膜。这样有利于实现柔性有源彩色半导体发光显示模块，还有利于实现3维立体结构3基色LED像素阵列MicroLED显示技术。
较好的一个实施例中，一种有源彩色半导体发光显示屏如图3及图4所示，其生产工艺流程如图5所示；较好的一个实施例中，一种触摸柔性彩色有源微LED显示模块如图6及图7所示，其生产工艺流程如图8所示。
下面继续举例说明柔性有源彩色半导体发光显示模块。
例如，柔性有源彩色半导体发光显示模块中，柔性有源矩阵显示控制电路衬底包括多个像素电路，每个像素电路通过各自的中间导电层导电耦合到短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层的各个发光器件以形成短波长III-V族半导体发光阵列亦可称为发光器件阵列，其中每个发光器件包括一个或多个量子阱半导体在第一接触电极和第二接触电极之间的层，所述发光器件的第一接触电极分别通过各自的中间导电层接合并导电耦合到柔性有源矩阵显示控制电路衬底中的像素电路；薄膜矩阵阵列顶层在所述发光器件阵列上设有透明导电层，其中所述透明导电层与所述发光器件的第二接触电极接触以形成所述发光器件的公共电极即透明ITO薄膜电极亦即ITO透明电极。较好的一个实施例中，所述柔性有源彩色半导体发光显示模块还包括：相邻发光器件之间的隔离间隔物，即黑色不透光介质，例如，第一介质分隔区与第二介质分隔区等。
较好的一个实施例中，每个发光器件具有与相应的中间导电层相同的尺寸并且与相应的中间导电层自对准。较好的一个实施例中，每个所述像素电路包括非易失性存储器，所述非易失性存储器包括导电耦合到所述柔性有源矩阵显示控制电路衬底的顶层中的对应驱动电极的至少一个晶体管。较好的一个实施例中，每个发光器件通过发光器件的第一接触电极通过各自接合到相应像素电路的相应驱动电极而导电地耦合到相应像素电路中间导电层。较好的一个实施例中，所述发光器件与所述柔性有源矩阵显示控制电路衬底的顶层中的对应的接合驱动电极对齐，并且所述发光器件的尺寸不小于相应接合的尺寸驱动电极。较好的一个实施例中，所述柔性有源矩阵显示控制电路衬底包括多个扫描驱动器和多个数据驱动器，并且每个所述非易失性存储器通过至少一个字线耦合到所述扫描驱动器中的一个，并且通过在至少一条位线耦合到所述数据驱动器中的一个。较好的一个实施例中，每个所述发光器件可以操作发射具有原色的光，原色即蓝色、绿色或红色等基础色，所述柔性有源彩色半导体发光显示模块进一步包括：对于所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中的每一个发光像素，在所述像素中的至少一个发光器件上的所述导电层上的至少一个荧光粉膜或量子点膜，并且当被所述光激发时操作可以发射次级光，其中次级光具有不同于原色的第二颜色。短波长III-V族半导体发光器件阵列的每一短波长III-V族半导体发光器件具有一个或多个量子阱层；较好的一个实施例中，所述一个或多个量子阱层包括III-V族化合物，并且每个所述发光器件采用发光二极管(LED)以发射蓝色光，其中，对于所述有源矩阵发光像素中的每一个，至少两个蓝色LED被配置为通过所述至少两个蓝色LED上的所述荧光体膜或量子点膜的二次发光来光学激发至少两种其他颜色。较好的一个实施例中，所述有源矩阵发光像素中的每一个发光像素被配置为多色显示像素，所述多色显示像素包括可操作来提供蓝色的一个蓝色LED，并且所述至少两个蓝色LED与荧光膜或量子点膜，其可操作以分别提供红色和绿色。较好的一个实施例中，所述多色显示器像素中的所述三个蓝色LED之间的面积比基于所述红色荧光体膜或所述红色量子点膜与所述绿色荧光体膜或所述绿色量子点膜的光转换效率而设置。较好的一个实施例中，所述一个或多个量子阱层包括III-V族化合物，并且每个所述发光器件可操作为发光二极管(LED)以发射紫外(UV)或深紫外线，其中，对于每个发光像素，至少三个LED被配置为通过所述至少三个LED上的荧光膜或量子点膜的二次发光来光学激发至少三种颜色。较好的一个实施例中，每个发光像素被配置为包括所述至少三个LED的多色显示像素，所述荧光膜或量子点膜分别提供至少包括红色、蓝色和绿色的三种原色。较好的一个实施例中，所述多色显示像素中的三个LED之间的面积比率基于红色荧光体膜或量子点膜，蓝色荧光体膜或量子点膜的光转换效率以及当被三个LED激发时绿色荧光膜或量子点膜。较好的一个实施例中，所述导电层包括透明氧化铟锡(ITO)层，即ITO透明电极或ITO透明电极层，并且所述透明ITO层位于所述发光器件与所述至少一个荧光膜或一个量子点膜之间。较好的一个实施例中，所述发光像素中的每一个被配置为包括具有相应的第一和第二光转换效率以发射第一颜色的第一和第二像素元件的多色显示像素，以及当被发光器件激发时第二种颜色，其中所述底板被配置为用相应的第一和第二电流来驱动所述第一和第二像素元件，并且所述第一和第二电流之间的电流比基于所述第一和第二光转换效率之间的比率。
较好的一个实施例中，所述柔性有源彩色半导体发光显示模块还包括：在所述短波长III-V族半导体发光器件阵列上的触敏透明保护层，所述触敏透明保护层被配置为与所述公共电极一起形成电容式触摸屏位置传感器；和位于触敏透明保护层和短波长III-V族半导体发光器件阵列之间的偏振片。较好的一个实施例中，各个中间导电层中的每一个形成用于与相应中间导电层结合的对应发光器件的高反射镜。较好的一个实施例中，所述反射镜具有高于80％的反射率。较好的一个实施例中，所述第一接触电极包括具有高反射率的金属膜，并且被配置为增强从所述发光器件发射的光的亮度。较好的一个实施例中，所述发光像素中的每一个可以输出在一个方向上的光通量，该光通量大于从所述至少一个像素中的发光器件。较好的一个实施例中，来自所述像素的光发射面积与所述像素的物理面积之间的比率高于50％。较好的一个实施例中，所述柔性有源矩阵显示控制电路衬底包括互补金属氧化物半导体(CMOS)驱动阵列。较好的一个实施例中，所述CMOS驱动阵列位于衬底基础的第一侧上，导电栅格阵列封装及金属电极阵列在所述衬底基础的相反的第二侧上，所述导电栅格阵列封装导电地耦合到所述CMOS驱动阵列。较好的一个实施例中，每一所述像素的尺寸小于5.0μm，响应时间快于0.1μs，及/或发射光通量高于20cd/mm2。
较好的一个实施例中，所述柔性有源矩阵显示控制芯片衬底设置低温多晶硅(LTPS)薄膜晶体管(TFT)阵列，例如，所述CMOS驱动阵列为低温多晶硅薄膜晶体管阵列或者所述CMOS驱动阵列包括低温多晶硅薄膜晶体管阵列。较好的一个实施例中，所述柔性有源彩色半导体发光显示模块的厚度小于1.0毫米及/或器件面积大于100毫米×100毫米。较好的一个实施例中，所述柔性有源彩色半导体发光显示模块是柔性的，可卷曲的和可折叠的。较好的一个实施例中，所述柔性有源彩色半导体发光显示模块通过脉宽调制(PWM)驱动所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层。
下面继续给出所述柔性有源彩色半导体发光显示模块的生产方法来举例说明，可以理解，例如，一种柔性有源彩色半导体发光显示模块，其采用任一所述生产方法制备得到。例如，一种生产方法，包括步骤：在第一衬底上形成短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层以形成发光结构；在第二衬底上形成有源矩阵显示控制模块以得到所述柔性有源矩阵显示控制电路衬底从而形成控制电路即有源矩阵显示控制电路；将短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层的第一顶层与柔性有源矩阵显示控制电路衬底的第二顶层连接，并将形成在第一衬底上的短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层与形成在第二衬底上的柔性有源矩阵显示控制电路衬底导电耦合集成，其中柔性有源矩阵显示控制电路衬底包括衬底基础、位于所述衬底基础上的CMOS驱动阵列，以及位于所述CMOS驱动阵列上的金属屏蔽层、分隔电极质与金属电极阵列；并且在集成之后，设置与短波长III-V族半导体发光器件阵列相对应的且分别光致发出蓝光、绿光和红光的薄膜矩阵阵列顶层，包括将发光结构图案化以形成多个单独的发光器件，每个发光器件都与多个像素电路中的相应像素电路导电耦合，从而形成多个发光像素，其中，发光像素包括至少一个发光器件和至少一个像素电路，所述至少一个像素电路导电耦合于所述至少一个发光器件。较好的一个实施例中，在第二衬底上形成有源矩阵显示控制模块之后，以及将短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层的第一顶层与柔性有源矩阵显示控制电路衬底的第二顶层连接之前，还包括步骤：在所述柔性有源矩阵显示控制电路衬底上设置一层金属薄膜作为金属粘合层；较好的一个实施例中，每个所述像素电路包括非易失性存储器，所述非易失性存储器包括导电耦合到所述第二顶层中的对应驱动电极的至少一个晶体管，其中，所述非易失性存储器通过相应的驱动电极导电耦合到相应发光像素中的对应发光器件。较好的一个实施例中，所述衬底基础上的CMOS驱动阵列包括扫描驱动器和数据驱动器，其中每个所述非易失性存储器通过至少一字节传输线耦合到所述扫描驱动器之一，并通过至少一位传输线耦合到所述数据驱动器之一。较好的一个实施例中，短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层的第一顶层包括接触电极层，并且每个所述像素电路耦合到所述第二顶层中的相应驱动电极，以及其中每个像素电路通过相应的驱动电极和接触电极层导电耦合到发光结构。较好的一个实施例中，所述接触电极层包括掺杂半导体层，其中所述接触电极层被图案化以形成所述分离的发光器件的单独的欧姆接触。较好的一个实施例中，所述导电耦合集成包括：使用低温结合方式通过中间导电层将短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层的第一顶层结合在柔性有源矩阵显示控制电路衬底的第二顶层上；较好的是还包括同时图案化发光结构和中间导电层，其中每个发光器件与相应的图案化中间导电层自对准。所述中间导电层包括一个或多个金属膜，具有钛(Ti)膜的氧化铟锡(ITO)膜，具有钽(Ta)膜的铜(Cu)膜，具有锡(Sn)膜的铝(Al)膜，或者具有包括铬(Cr)，铂(Pt)，钯(Pd)或钛(Ti)中的至少一个的金(Au)或银(Ag)膜。
较好的一个实施例中，所述第一衬底包括第一半导体晶片并且所述第二衬底包括第二半导体晶片，所述导电耦合集成包括：使第一半导体晶片与第二半导体晶片面对准，以晶圆对晶圆的准确度进行面对面的对接。所述导电耦合集成包括：将所述第一衬底上形成的短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层与所述第二衬底上的所述柔性有源矩阵显示控制电路衬底的第一区域对准；和将短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层与柔性有源矩阵显示控制电路衬底的第一区域键合。较好的一个实施例中，所述生产方法还包括步骤：将另一个第一衬底上的另一个短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层与所述柔性有源矩阵显示控制电路衬底集成在所述第二衬底上，将另一第一衬底上的另一短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层与柔性有源矩阵显示控制电路衬底的第二区域对准；和将所述另一个短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层与所述柔性有源矩阵显示控制电路衬底的第二区域接合，所述第二区域与所述特定区域相邻。较好的一个实施例中，所述生产方法还包括：通过使用激光在所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层上扫描具有特定形状的区域，使得所述区域中的所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层与所述第一衬底分离并保持结合在所述柔性有源矩阵显示控制电路衬底上；从柔性有源矩阵显示控制电路衬底的第一区域与短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层上的其他未扫描区域一起移除第一衬底。较好的一个实施例中，所述生产方法还包括：将另一第一衬底上的另一短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层与所述第二衬底上的所述柔性有源矩阵显示控制电路衬底的第二区域对准；将所述另一个短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层与所述柔性有源矩阵显示控制电路衬底的所述第二区域接合；通过使用激光在另一短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层上扫描具有特定形状的第二区域，使得第二区域中的另一短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层与另一第一衬底分离并保持结合在柔性有源矩阵显示控制电路衬底上；从柔性有源矩阵显示控制电路衬底的第二区域与另一短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层上的其他未扫描区域一起移除另一第一衬底，其中所述另一第一衬底上的所述另一短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层与所述第二衬底上的所述柔性有源矩阵显示控制电路衬底的所述第二区域对齐，使得所述第二区域中的所述另一短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层与所述第一区域中的所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层相邻设置。较好的一个实施例中，每个所述像素电路耦合到所述第二顶层中的相应驱动电极，在图案化之前，将保护掩模与第二顶层中的各个驱动电极对准，使得在图案化之后选择性地蚀刻掉第二顶层中的各个驱动电极之间的电介质材料。
较好的一个实施例中，所述生产方法还包括：在图案化之前，从短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层移除第一衬底以暴露短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层。较好的一个实施例中，所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层包括作为第一接触电极和第二接触电极之间的活性介质的一个或多个量子阱层，其中所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层包括在所述第二接触电极与所述第一衬底之间的缓冲层，所述生产方法还包括：抛光短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层以去除缓冲层，用于以暴露出短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层的第二接触电极。较好的一个实施例中，所述方法还包括：通过抛光使第二接触电极变薄以去除第二接触电极的一部分。较好的一个实施例中，从所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层去除所述第一衬底包括：使用激光剥离或激光划片。较好的一个实施例中，所述生产方法还包括：将隔离材料填充在所述多个发光器件的相邻发光器件之间的间隙中。较好的一个实施例中，所述隔离材料包括不透明介电材料。较好的一个实施例中，所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层包括作为第一接触电极和第二接触电极之间的活性介质的一个或多个量子阱层，以及所述生产方法还包括：抛光填充有所述隔离材料的所述发光器件以暴露所述发光器件中的所述第二接触电极并形成横跨所述发光器件的所述第二接触电极的平坦表面。较好的一个实施例中，所述生产方法还包括：在平坦表面上沉积透明导电层以连接发光器件的第二接触电极以形成用于发光器件的公共电极。较好的一个实施例中，所述生产方法还包括：在与所述第二顶层相对的所述第二衬底的底部上形成导电栅格阵列封装，所述导电栅格阵列封装导电耦合到所述至少一个所述柔性有源矩阵显示控制芯片衬底例如所述CMOS驱动阵列。较好的一个实施例中，所述导电栅格阵列封装包括球栅阵列(BGA)封装。较好的一个实施例中，所述形成的短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层包括一个或多个量子阱层，所述量子阱层包括III-V族化合物并且被配置为被激活以发射具有原色的光，并且每个所述发光器件是配置为发射具有原色的光。较好的一个实施例中，每个所述发光器件包括发光二极管(LED)。较好的一个实施例中，每个所述发光器件可以发射具有第一颜色的光，其中所述生产方法还包括：使用所述多个形成多个有源矩阵多色显示像素每个显示像素至少包括特定像素元件以发射具有第二颜色的光，第二颜色不同于第一颜色。
较好的一个实施例中，每个显示像素包括至少三个像素元件，所述至少三个像素元件可操作来发射具有包括红色，蓝色和绿色的至少三种不同颜色的光。较好的一个实施例中，形成所述多个有源矩阵多色显示器像素包括：利用光致抗蚀剂图案化以选择所述多个发光器件中的特定发光器件；在所选择的发光器件上沉积荧光体膜或量子点膜，其中当所述荧光体膜或所述量子点膜具有沉积的荧光体膜或所述量子点膜时，所述选定的发光器件可以发射所述第二颜色，来自所选发光器件的光激发点膜；去除光致抗蚀剂以形成显示像素的特定像素元件。较好的一个实施例中，每个所述发光器件可以发射波长在100nm与450nm之间的紫外(UV)或深紫外光。较好的一个实施例中，形成所述多个有源矩阵多色显示器像素包括：在每个所述显示像素中的至少三个发光器件上形成至少三种不同颜色的荧光膜或不同尺寸的量子点膜，其中所述显示像素可以当所述荧光体发出至少蓝色，红色和绿色时薄膜或量子点薄膜被来自至少三个发光器件的UV或深紫外光激发。较好的一个实施例中，每个所述发光器件可以发射具有蓝色的光。较好的一个实施例中，形成所述多个有源矩阵多色显示器像素包括：在每个显示像素中的至少两个发光器件上形成至少两种不同颜色的荧光膜或不同尺寸的量子点膜，其中当荧光膜或量子点膜来自至少两个发光器件的蓝光激发点膜。较好的一个实施例中，形成所述多个有源矩阵多色显示器像素包括：在显示像素中的第三发光器件上形成透明层，其中所述显示像素可以从所述第三发光器件发射蓝色。较好的一个实施例中，每个显示像素包括第一像素元件和第二像素元件，所述第一像素元件和第二像素元件在被所述发光器件激励时具有各自的第一光转换效率和第二光转换效率；其中图案化所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层以形成多个分离的发光器件包括：图案化所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层以形成多个第一发光器件，每个所述第一发光器件具有第一区域，所述第一发光器件用于所述第一像素元件；构图短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层以形成多个第二发光器件，每个第二发光器件具有第二区域，第二发光器件用于第二像素元件；其中，所述第一区域和所述第二区域之间的面积比基于所述第一光转换效率和所述第二光转换效率之间的比率。
较好的一个实施例中，所述生产方法还包括：在显示像素的相邻像素元件之间形成隔离间隔物，其中隔离间隔物包括不透明电介质材料。较好的一个实施例中，所述生产方法还包括：在多个有源矩阵多色显示器像素的顶部上形成透明保护层。较好的一个实施例中，所形成的透明保护层包括透明的触敏保护层，其中所述透明触敏保护层被配置为与所述发光器件的公共电极一起形成电容式触摸屏位置传感器。较好的一个实施例中，所述生产方法还包括：在保护层和显示像素之间形成偏振片膜。较好的一个实施例中，所述第一衬底包括单晶硅衬底基础和蓝宝石衬底中的一种，且在所述第一衬底上还生长有外延半导体层。较好的一个实施例中，所述柔性有源矩阵显示控制电路衬底包括形成在所述第二衬底上并且可彼此分离的CMOS驱动阵列。较好的一个实施例中，所述第二衬底包括刚性衬底上的柔性膜。较好的一个实施例中，所述生产方法还包括：去除刚性衬底，使得制造在柔性膜上的集成器件变得柔韧。较好的一个实施例中，每个所述发光像素可由电流源驱动。
较好的一个实施例中，所述生产方法包括：在第一衬底上外延生长多个半导体层以形成发光二极管(LED)结构，所述半导体层包括在作为第一接触电极的第一掺杂半导体层与作为第一接触电极的第一掺杂半导体层之间具有III-V族化合物的一个或多个量子阱层，作为第二接触电极的第二掺杂半导体层；在形成于第二衬底上的柔性有源矩阵显示控制电路衬底的顶层上形成中间金属层，所述柔性有源矩阵显示控制电路衬底包括具有多个非易失性存储器的至少一个背板，例如CMOS驱动阵列，每个所述非易失性存储器导电地耦合到相应的驱动器电极在柔性有源矩阵显示控制电路衬底的顶层中；通过低温键合将第一衬底上的LED结构与柔性有源矩阵显示控制电路衬底集成在第二衬底上，包括通过中间金属层将LED结构的第一掺杂半导体层与柔性有源矩阵显示控制电路衬底的顶层键合，其中，所述中间金属层和所述第一接触电极将所述非易失性存储器导电耦合到所述LED结构；在集成之后，将LED结构与柔性有源矩阵显示控制电路衬底的中间金属层和结合顶层一起图案化以形成LED阵列，每个LED导电地耦合到多个非易失性存储器中的相应非易失性存储器，从而形成其中每个有源矩阵LED像素包括至少一个LED和至少一个非易失性存储器，所述至少一个非易失性存储器导电地耦合到所述至少一个LED；通过在每个有源矩阵LED像素中的LED的表面上选择性地沉积不同颜色的荧光材料或不同尺寸的量子点材料来形成有源矩阵多色显示像素的阵列，每个显示像素包括至少三个可操作的像素元件当被LED激发时发射包括红色，蓝色和绿色的三种颜色的光；在有源矩阵多色显示器像素阵列上形成透明保护层。较好的一个实施例中，所述生产方法还包括：在所述LED阵列的相邻LED之间形成第一隔离间隔物，所述第一隔离间隔物包括不透明电介质材料；用所述第一隔离间隔物来抛光所述LED阵列以暴露所述LED的所述第二掺杂半导体层并且在所述LED阵列上形成平坦表面；在平坦表面上沉积透明导电层以形成用于有源矩阵LED像素阵列的公共电极；在所述显示像素的相邻像素元件之间以及所述透明导电层上形成第二隔离间隔物，所述第二隔离间隔物包括所述不透明介电材料；在透明保护层和有源矩阵多色显示器像素阵列之间形成偏振器膜，其中不同颜色的荧光材料或量子点材料在透明导电层上被选择性地图案化，其中所述透明保护层是触敏的并且被配置为与所述公共电极一起形成电容式触摸屏位置传感器。较好的一个实施例中，所述第二衬底包括硅半导体晶片，其中所述第一衬底包括硅半导体晶片和蓝宝石晶片中的一个，所述生产方法还包括：在集成之前，以晶片对晶片的准确度水平对准第一衬底与第二衬底；在集成之后，通过激光剥离去除第一衬底以暴露LED结构并抛光LED结构以暴露第二掺杂半导体层；在图案化之前，将保护掩模与柔性有源矩阵显示控制电路衬底的顶层中的相应驱动电极对齐，使得顶层中的各个驱动电极之间的电介质材料在图案化之后被选择性地蚀刻掉；在与所述顶层相对的所述第二衬底的底层上形成球栅阵列(BGA)封装并且导电耦合到所述柔性有源矩阵显示控制电路衬底。较好的一个实施例中，所述柔性有源矩阵显示控制芯片衬底设置低温多晶硅(LTPS)有源矩阵(AM)薄膜晶体管(TFT)阵列控制底板，并且所述第二衬底包括载体上的柔性膜基质，其中所述第一衬底包括硅半导体晶片和蓝宝石晶片中的一个，其中将形成在所述第一衬底上的所述LED结构与形成在所述第二衬底上的所述TFT柔性有源矩阵显示控制电路衬底集成包括：将所述第一衬底上形成的LED结构与所述第二衬底上的所述TFT柔性有源矩阵显示控制电路衬底的第一区域对齐；将LED结构与TFT柔性有源矩阵显示控制电路衬底的第一区域键合；利用激光在LED结构上扫描矩形区域，使矩形区域的LED结构与第一衬底分离并保持结合在TFT柔性有源矩阵显示控制电路衬底上；从TFT柔性有源矩阵显示控制电路衬底的第一区域与LED结构上的其他未扫描区域一起移除第一衬底。较好的一个实施例中，所述生产方法还包括：将另一第一衬底上的另一LED结构与所述第二衬底上的所述TFT柔性有源矩阵显示控制电路衬底的第二区域对齐；将TFT柔性有源矩阵显示控制电路衬底的第二区域上的另一LED结构键合；使用激光在另一LED结构上扫描矩形区域，使矩形区域内的另一个LED结构与另一个第一衬底分离并保持结合在TFT柔性有源矩阵显示控制电路衬底上；从TFT柔性有源矩阵显示控制电路衬底的第二区域将另一第一衬底与另一LED结构上的其他未扫描区域一起移除，其中所述另一第一衬底上的另一发光二极管结构与所述第二衬底上的所述薄膜晶体管柔性有源矩阵显示控制电路衬底的第二区域对齐，使得所述第二区域中的另一发光二极管结构与所述薄膜晶体管背板上的所述第一区域中的所述发光二极管结构相邻设备。较好的一个实施例中，每个显示像素包括具有相应的第一、第二和第三光转换效率的第一、第二和第三像素元件，以在被激发时发射蓝色，绿色和红色通过LED，其中图案化所述LED结构以形成LED阵列包括：图案化所述LED结构以形成多个第一LED，每个LED具有第一区域，所述第一LED用于所述第一像素元件；图案化所述LED结构以形成多个第二LED，每个所述第二LED具有第二区域，所述第二LED用于所述第二像素元件；图案化所述LED结构以形成多个第三LED，每个所述第三LED具有第三区域，所述第三LED用于所述第三像素元件；其中所述第一区域，所述第二区域和所述第三区域之间的面积比基于所述第一光转换效率，所述第二光转换效率和所述第三光转换效率之间的比率。
一种柔性显示屏，其包括规则排列的上述任一实施例所述柔性有源彩色半导体发光显示模块。这样，能够生产制造柔性显示屏，具有工艺简单、结构稳定、成率较高等优点。因采用了柔性有源彩色半导体发光显示模块，故所述柔性显示屏亦可称为柔性有源彩色半导体发光显示屏。
进一步地，本发明的实施例还包括，上述各实施例的各技术特征，相互组合形成的柔性有源彩色半导体发光显示模块及柔性显示屏。需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (16)
1.一种柔性有源彩色半导体发光显示模块，其特征在于，包括：
柔性有源矩阵显示控制电路衬底；
短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层；以及
与短波长III-V族半导体发光器件阵列相对应的且分别光致发出蓝光、绿光和红光的薄膜矩阵阵列顶层；
其中，所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层粘合设置在所述柔性有源矩阵显示控制电路衬底上，所述薄膜矩阵阵列顶层刻蚀于部分所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层上；
柔性有源矩阵显示控制电路衬底与短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层分别采用表面金属镀膜以增加表面吸附力，柔性有源矩阵显示控制电路衬底及/或短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层在其塑料聚合物表面使用紫外激光扫描剥离LED外延层蓝宝石衬底，并在其塑料聚合物表面实现多次LED外延芯片级发光层薄膜转移；且在室温下利用金属钉子阵列或者介质钉子阵列穿过粘合界面以牢靠固定两片薄膜。
2.根据权利要求1所述柔性有源彩色半导体发光显示模块，其特征在于，所述柔性有源彩色半导体发光显示模块厚度小于300微米。
3.根据权利要求1所述柔性有源彩色半导体发光显示模块，其特征在于，所述短波长III-V族半导体发光器件所发出的光波长小于500纳米。
4.根据权利要求1所述柔性有源彩色半导体发光显示模块，其特征在于，所述设置在每一所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层上的光致发光红、绿、蓝3基色薄膜矩阵的各自发光面积与各自显示面积的比例均大于50％。
5.根据权利要求1所述柔性有源彩色半导体发光显示模块，其特征在于，所述设置在每一所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层上的光致发光红、绿、蓝3基色薄膜矩阵的间隔小于10微米。
6.根据权利要求1所述柔性有源彩色半导体发光显示模块，其特征在于，所述设置在每一所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层上的光致发光红、绿、蓝3基色薄膜矩阵的边长小于100微米。
7.根据权利要求1所述柔性有源彩色半导体发光显示模块，其特征在于，所述设置在每一所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层上的光致发光红，绿，蓝3基色薄膜矩阵的光电反应速度小于100微秒。
8.根据权利要求1所述柔性有源彩色半导体发光显示模块，其特征在于，所述柔性有源矩阵显示控制电路采用脉冲宽度调制方式控制所述柔性有源彩色半导体发光显示模块发光亮度或者灰阶度。
9.根据权利要求1至8中任一项所述柔性有源彩色半导体发光显示模块，其特征在于，所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层为第一基色光III-V族半导体发光器件阵列中间层，所述薄膜矩阵阵列顶层刻蚀于所述第一基色光III-V族半导体发光器件阵列中间层的第二基色位置与第三基色位置上；其中，第一基色光为蓝光。
10.根据权利要求9所述柔性有源彩色半导体发光显示模块，其特征在于，所述薄膜矩阵阵列顶层设置有二次光致激发材料，所述激发材料包括第二基色光激发材料与第三基色光激发材料；其中，所述薄膜矩阵阵列顶层于所述第二基色位置设置有第二基色光激发材料，所述薄膜矩阵阵列顶层于所述第三基色位置设置有第三基色光激发材料。
11.根据权利要求10所述柔性有源彩色半导体发光显示模块，其特征在于，所述二次光致激发材料为量子点薄膜及/或荧光粉薄膜。
12.根据权利要求10所述柔性有源彩色半导体发光显示模块，其特征在于，所述激发材料还包括第四基色光激发材料。
13.根据权利要求9所述柔性有源彩色半导体发光显示模块，其特征在于，所述薄膜矩阵阵列顶层于第二基色位置设置有绿色激发材料，所述薄膜矩阵阵列顶层于第三基色位置设置有红色激发材料。
14.根据权利要求9所述柔性有源彩色半导体发光显示模块，其特征在于，所述柔性有源矩阵显示控制芯片衬底设置衬底基础、位于所述衬底基础上的CMOS驱动阵列，以及位于所述CMOS驱动阵列上的金属屏蔽层、分隔电极质与金属电极阵列；所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层设置PN区；所述薄膜矩阵阵列顶层设置透明ITO薄膜电极以及位于部分所述透明ITO薄膜电极上的至少二基色激发材料。
15.根据权利要求9所述柔性有源彩色半导体发光显示模块，其特征在于，所述柔性有源彩色半导体发光显示模块还包括球栅阵列封装结构，所述球栅阵列封装结构封装所述有源矩阵显示控制电路衬底以及所述短波长III-V族半导体发光器件阵列中间层。
16.一种柔性显示屏，其特征在于，包括规则排列的如权利要求1至15中任一项所述柔性有源彩色半导体发光显示模块。
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