CN114792701A - 一种主动驱动无机发光二极管显示和照明器件及其制作方法 - Google Patents

一种主动驱动无机发光二极管显示和照明器件及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本专利公开一种采用栅极包裹结构的主动驱动器件驱动无机发光二极管显示和照明器件及其制作方法，可以有效地减小主动驱动电路所占面积，增大无机发光二极管发光器件的有效显示面积。

Description

一种主动驱动无机发光二极管显示和照明器件及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种主动驱动无机发光二极管显示和照明器件及其制作方法，特别是采用栅极包裹结构的主动驱动器件驱动无机发光二极管显示和照明器件及其制作方法。
背景技术
当前无机发光二极管显示的主流技术是采用硅基衬底集成电路与无机发光二极管阵列的键合技术。除了上述技术外，还有一种利用无机发光二极管的功能层制作驱动电路，这种技术的优点是工艺简单，可以克服键合技术的对位问题，但是缺点是驱动电路占据了无机发光二极管的有效显示面积。
发明内容
本发明提出了一种栅极包裹结构(即鳍式结构)的主动驱动器件驱动无机发光二极管显示和照明器件及其制作方法。
根据本发明的一个方面，根据之前在衬底上形成的图形，无机材料有选择性地生长有源材料和欧姆接触层材料，再利用光刻技术形成沟道和欧姆接触层。
根据本发明的一个方面，利用光刻技术形成沟道和欧姆接触层的方法，可以采用两个方向、三个方向或者各向同性的刻蚀方法，比如刻蚀速率在各个方向相同或相差不多，或者X与Y方向、X与Z方向、Y与Z方向上基本相同或相差不多。
本发明的积极效果在于：
利用栅极包裹结构的主动驱动器件可以有效地减小驱动电路所占面积，即增加像素的有效显示面积。同时，利用衬底上形成的图形，无机材料有选择性地生长有源材料和欧姆接触层材料，可以形成欧姆接触层的包裹结构，增加驱动电流。可以广泛地应用到显示、照明和通讯领域。
附图说明
图1-图6表示栅极包裹结构的主动驱动器件驱动无机发光二极管显示和照明器件的制作流程。
图1表示衬底的结构示意图。
图2表示在衬底上制作薄膜材料的结构示意图。
图3表示通过光刻方法在薄膜材料上形成开口的结构示意图。
图4表示利用衬底上形成的图形，无机材料有选择地生长的结构示意图。
图5表示通过光刻方法露出导电层(即主动驱动器件的欧姆接触层)，在通过光刻方法露出沟道半导体层(即主动驱动器件的有源层)的结构示意图。
图6表示制作栅极绝缘层和栅极，形成栅极包裹结构的主动驱动器件的结构示意图。
图7表示图4的A-A’截面图。
图8表示图5的B-B’截面图。
图9表示图6的C-C’截面图。
图10表示栅极包裹结构的主动驱动器件驱动无机发光二极管显示器件的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图描述本发明的具体实施方式。
实施例一
衬底可以是蓝宝石，也可以是硅。图1表示衬底的结构示意图，
在衬底上制作薄膜材料，薄膜材料可以是二氧化硅、氮化硅、氧化铝、氧化铪等材料。图2表示在衬底上制作薄膜材料的结构示意图，
利用半导体光刻的方法，刻蚀薄膜材料，露出下面衬底。图3表示通过光刻方法在薄膜材料上形成开口的结构示意图，
由于无机材料适于在衬底上生长的特性，所以在刻蚀薄膜材料留出开孔的相应位置生长。图4表示利用衬底上形成的图形，无机材料有选择地生长的结构示意图。
利用光刻的方法露出导电层，即形成主动驱动器件的欧姆接触层；再通过光刻的方法在沟道对应的位置刻蚀导电层，露出沟道半导体层，一般为本证半导体层，即主动驱动器件的有源层。图5表示通过光刻方法露出导电层(即主动驱动器件的欧姆接触层)，再通过光刻方法露出沟道半导体层(即主动驱动器件的有源层)的结构示意图。
制作栅绝缘层，再利用沉积技术刻蚀或者lift-off的方法，制作栅电极，完成栅极包裹结构的主动驱动器件，见图6。
实施例二
采用实施例一的图1-图6表示的相同制作步骤，其中在薄膜材料留出的开孔相应位置生长的无机材料包括：非故意掺杂氮化镓、N型氮化镓、氮化镓发光层、P型氮化镓，见图7；利用光刻的方法露出N型氮化镓，即形成主动驱动器件的欧姆接触层，再通过光刻的方法沟道对应的位置刻蚀N型氮化镓，露出非故意掺杂氮化镓，即主动驱动器件的有源层，见图8；制作栅绝缘层，再利用沉积技术刻蚀或者lift-off的方法，制作栅电极，完成栅极包裹结构的主动驱动器件，见图9。最后制作源漏金属电极和无机发光二极管显示器件的电极，完成栅极包裹结构的主动驱动器件驱动无机发光二极管显示器件，见图10。
实施例三
采用实施例一的图1-图6和实施例二的图10表示的相同制作步骤，其中无机发光二极管显示器件的电极为透明电极，先转移到一个衬底上，剥离器件所在衬底，在原来剥离衬底的位置制作金属电极，实现从上述无机发光二极管显示器件电极一侧发光。
实施例四
采用实施例一的图1-图6、实施例二的图10和实施例三表示的相同制作步骤，在无机发光二极管显示器件的透明电极上制作彩色发光材料，包括量子点薄膜、荧光材料或吸收性材料，形成彩色显示。
实施例五
采用实施例一的图1-图6和实施例二的图10表示的相同制作步骤，剥离器件所在衬底，在原来剥离衬底的位置制作透明电极，实现原来衬底一侧的发光。
实施例六
采用实施例一的图1-图6、实施例二的图10和实施例五表示的相同制作步骤，在原来剥离衬底位置的透明电极上制作彩色发光材料，包括量子点薄膜、荧光材料或吸收性材料，形成彩色显示。
实施例七
采用实施例一的图1-图6、实施例二的图10的相同制作步骤，其中无机发光二极管显示器件的电极为透明电极，在透明电极上制作量子点、荧光膜或彩色吸收膜；剥离器件所在衬底，在原来剥离衬底的位置制作透明电极，再制作量子点、荧光膜或彩色吸收膜，实现透明显示。
实施例八
采用实施例一的图1-图6、实施例二的图10的相同制作步骤，不同的是主动驱动器件和无机发光二极管显示器件分别根据衬底上绝缘层开口对应图形制作(即分离制作)，最后再形成连接。
以上针对本发明的优选实施方式进行了描述，本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的精神和权利要求书的范围基础上可以进行各种变化和修改。

Claims (8)

1.一种主动驱动无机发光二极管显示和照明器件，包括主动驱动器件和无机发光二极管，其特征在于：主动驱动器件采用栅极包裹结构。
2.根据权利要求1所述的主动驱动无机发光二极管显示和照明器件，其特征在于：主动驱动器件的其中一层材料与无机发光二极管的其中一层材料包含相同的元素。
3.根据权利要求1-2任一项所述的主动驱动无机发光二极管显示和照明器件，其特征在于：主动驱动器件的其中一层材料与无机发光二极管的其中一层材料相同。
4.根据权利要求1-3任一项所述的主动驱动无机发光二极管显示和照明器件，其特征在于：所述主动驱动器件有源层材料的长或者宽通过外延生长来限定。
5.根据权利要求1-4任一项所述的主动驱动无机发光二极管显示和照明器件，其特征在于：所述主动驱动器件的欧姆接触层对其有源层形成包裹。
6.根据权利要求1-4任一项所述的主动驱动无机发光二极管显示和照明器件，其特征在于：所述主动驱动器件的欧姆接触层可以采用离子注入的方法形成。
7.根据权利要求1-6任一项所述的主动驱动无机发光二极管显示和照明器件，其特征在于：利用光刻技术形成沟道和欧姆接触层的方法，可以采用两个方向、三个方向或者各向同性的刻蚀方法，即刻蚀速率在各个方向或者X、Y、Z方向上基本相同或相差不多。
8.根据权利要求1-7任一项所述的主动驱动无机发光二极管显示和照明器件，其制作方法包括：
(1)在衬底上通过制作绝缘层形成无机材料生长的图形；
(2)在衬底上沉积无机材料，根据之前在衬底上形成的图形，无机材料有选择性地生长；
(3)通过半导体光刻工艺在无机材料材料上形成驱动电路的沟道层和欧姆接触层；
(4)制作金属电极，完成栅极包裹结构和源漏电极；
(5)完成栅极包裹主动驱动器件与无机发光二极管的连接。
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