[发明专利]一种基于氮化镓LED和量子点技术的全彩色高分辨率微显示芯片

说明书

技术领域

本发明涉及半导体光电子技术领域，更具体的说涉及一种基于氮化镓LED和量子 点技术的全彩色高分辨率微显示芯片。

背景技术

穿戴技术：随着互联网+的发展，物联网的兴起，虚拟显示（VR）和增强现实（AR）技 术的发展，可穿戴类电子产品开始进入人们的生产和生活中。最具有代表性的是谷歌公 司的“谷歌眼镜”。用于此类眼镜的发光芯片从LCD，OLED发展到为阵列发光二级管 （Micro-array-LED）。

Micro-array-LED技术是指在一个芯片上集成的高密度微小尺寸的LED整列，如 同LED显示屏，每一个像素可定址、单独驱动点亮，可以看成是户外LED显示屏的缩小版，将 像素点距离从毫米级降低至微米级，相比于现有的微显示技术如DLP、LCoS、微机电系统扫 描等，由于MicroarrayLED自发光，光学系统简单，可以减少整体系统的体积、重量、成本， 同时兼顾低功耗、快速反应等特性，开发出单色微显示及微投影模组，主力应用瞄准如 GoogleGlass等头戴式显示器。单色Micro-array-LED阵列已经实现极高的DPI。其中绿色 的氮化镓基微阵列LED已被用于战斗机的头盔瞄准具。

全彩化、良率、发光波长一致性是目前主要的问题：单色Micro-array-LED阵列通 过倒装结构封装和驱动IC贴合就能够实现，而RGB阵列需要分次转贴红、蓝、绿三色的晶粒， 需要嵌入几十万颗LED晶粒，对于LED晶粒光效、波长的一致性、良率要求更高，同时分bin的 成本支出也是阻碍量产的技术瓶颈，成为商业化的阻碍。

量子点（quantμmdots）是由数十个的原子所构成准零维度（quasi-zero- dimensional）纳米材料。其內部子在三维空间的运动都受到局限，使其光点特性与其体材 料（bulk）形态差异极大。其中量子局限限效应（quantμmconfinementeffect）特別显著。 量子点具备特別的光与化学特性：（I）随着不同的组成及大小，量子点的发光波长也不同。 （II）其放光波长的谱线较窄（～30nm）。（III）利用相同激发光源可同时激发大小不同的量 子点，使其有不同放光波长。（IV）具有高效能的化学稳定性及量子效率。

硒化镉（CdSe）量子点的发光波长可以从紫光调节到红光。目前已有基于该技术 的下一代电视。

发明内容

（一）要解决的技术问题

针对技术背景中的缺点，本发明提供一种基于氮化镓LED和量子点技术的全彩色高分 辨率微显示芯片。

（二）技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供所述一种基于氮化镓LED和量子点技术的全彩色高 分辨率微显示芯片，所述该芯片利用氮化镓基LED的发光来激发尺度不同的硒化镉（CdSe） 量子点（QD）分别产生红，绿，蓝三元色，所述该芯片一个像素由红，绿，蓝三个独立发光的微 米级LED组成，所述激光发量子点由n-Gan与p-Gan组成，所述激发量子点的Gan基蓝光芯片 采用倒装GaN基LED，所述p-GaN的电极通过键合的方法转移到其它衬底，所述衬底上形成 有像素的驱动电路。

进一步地，所述激发量子点的Gan基红光芯片、蓝光芯片均与激发量子点的Gan基 蓝光芯片结构相对应，所述结构相对应为结构相似。

进一步地，所述n-Gan中，其n-层通过激光剥离或其它机械，化学方法与原来的蓝 宝石衬底分离。

进一步地，所述衬底是Si，AlN以及其他金属。

进一步地，所述芯片发光部分是夹在N-GaN和pGAN之间的InGaN/GaN量子阱MWQ。

进一步地，所述像素的红，绿，蓝LED尺度均为微米级。

进一步地，所述像素的红，绿，蓝LED的高度为4-20μm。

进一步地，所述像素的红，绿，蓝LED的形状为六面体、圆柱体或四面体。

进一步地，所述像素的红，绿，蓝LED的上截面尺度为1μm-80μm。

进一步地，所述红光LED在N-GaN上涂覆上CdSe的红光量子点材料并用树脂封装。

进一步地，所述绿光LED在N-GaN上涂覆上CdSe的绿光量子点材料并用树脂封装。

本发明的有益效果为：