[发明专利]LED显示设备及其制造方法

说明书

本发明提供了一种LED显示设备及其制造方法，所述LED显示设备包括在显示基底上设置或形成的复数的显示单元，每个所述显示单元包括一个或多个子像素，每个子像素之内包括有用于形成像素驱动电路的驱动区域和用来设置LED的非驱动区域。所述驱动区域设置或形成有薄膜晶体管(TFT)，在非驱动区域设置或形成有凹槽，所述LED设置于所述凹槽内，并且所述LED背离所述凹槽底面的表面与凹槽的开口平面齐平。所述LED的第一接触电极与薄膜晶体管连接。本发明提供的LED显示设备可以通过行列扫描的方式对所述LED显示设备上的每个子像素进行寻址定位，并且可以通过控制LED的发光实现显示功能。

技术领域

本发明涉及显示器技术领域，尤其涉及一种LED显示设备及其制造方法。

背景技术

LED(Light Emitting Diode，发光二极管)属于半导体二极管的一种，主要是由PN结组成，具有单向导电性，是一种依靠半导体PN结的单向导电性发光的光电元件，其发光原理为：向LED加正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，电子和空穴消失的同时产生光子，即产生了自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态(带隙)不同。电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，电子和空穴复合的能量越大，产生的光子的能量就越大。光子的能量反过来与光的颜色对应，由于不同的材料具有不同的带隙，从而能够发出不同颜色的光。LED是一种固态的半导体器件，其能够实现LED发光及显示。

由于LED显示具有体积小、亮度高、耗电量低、发热少、使用寿命长和环保等优点，并且具有丰富多彩的颜色种类，因而受到了消费者的青睐，可以用在体育场馆、银行、证劵、商场等户外场所的广告宣传，也可以作为背光源在手机、电视机等需要背光显示的电子产品中发挥不可或缺的作用。目前LED显示在世界范围上得到了广泛使用。LED的发展前景极为广阔，在显示性能方面正在朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的发光密度、更高的发光均匀性、可靠性及全色化方向发展。

现有的LED显示设备的像素结构有多种方案，其中一种是将单颗粒LED封装后，通过绑定的方法将其封装在线路板上形成显示阵列小模块，然后将多个模块拼接形成一定尺寸的LED显示屏，LED的驱动是通过线路板背面的驱动芯片驱动，LED的电极与线路板上的金属化的通孔背面的驱动芯片电气互连；受线路板制程技术的精度和LED灯珠尺寸的限制，这种方案只能使用在低分辨率的显示器，单颗像素尺寸在1.2mm以上，而且若要将几百万颗LED灯珠绑定在线路板上其成本也非常高。

第二种方案是将LED裸芯片直接绑定在线路板上，然后通过线路板上的金属化的通孔与驱动芯片电气互连，形成显示阵列小模块，然后将多个模块拼接形成需要尺寸的LED显示屏，这种技术也可称为COB(chip on board，板上芯片封装)技术，LED的驱动是通过线路板背面的驱动芯片驱动，这种方案的显示器分辨率较上一种方案高。单颗像素尺寸在0.8mm以上，但是与上一种方案存在类似的问题,分辨率较低，而且若将几百万颗LED灯珠绑定在线路板上其成本也非常高。

还有一种方案是Micro LED(微LED)即LED微缩化和矩阵化技术，具体而言，MicroLED指的是在一个显示面板上集成高密度微小尺寸的LED芯片阵列，其中每一个LED芯片可定址并单独驱动点亮，并且相邻两个LED芯片的像素点距离可以从毫米级降低至微米级，可以提高显示效果，同时，Micro LED还具有节能高效、解析度高、体积小以及薄型化等优点。

Micro LED是先在大尺寸玻璃基板上通过大面积半导体制程形成驱动基板，所述驱动基板包括显示区域与外围电路，其中，显示区域是由具有电流驱动的像素组成的阵列。一般来说，驱动基板制程是通过大面积的多晶硅或者氧化物薄膜开关器件实现。在形成驱动基板后，通过精确定位绑定机器将例如几百万颗LED芯片绑定在驱动基板上，并且使LED芯片的电极在垂直方向上与驱动基板上的驱动电路器件的电极形成电气互连。