[发明专利]一种高度集成半导体显示系统

说明书

本发明属于新型半导体显示领域，尤其涉及一种高度集成半导体显示系统，将显示系统分为M×N个显示单元（M、N为自然数），每个显示单元包括显示模块、图像获取与处理模块、传感器模块、光学模块、交互控制模块、监控模块和驱动模块等模块中的一个或多个的集合。结合芯片工艺、MEMS工艺和其他微纳米加工工艺，将Micro‑LED器件与集成电路芯片、光电传感器等器件有机结合在一起，提高器件的集成度和新型化程度。同时，本发明提出将超高密度显示的Micro‑LED器件与高精度三维图像采集技术、触觉感知和输入技术、光学技术、信号集成技术等结合起来，实现一种具有真三维空间显示、增强现实和虚拟现实的高度集成半导体显示系统。

技术领域

本发明属于显示技术领域，尤其涉及一种高度集成半导体显示系统。

背景技术

Micro-LED是将传统的LED结构进行微小化和矩阵化，并采用CMOS集成电路工艺制成驱动电路，来实现每一个像素点定址控制和单独驱动的显示技术。由于Micro-LED技术的亮度、寿命、对比度、反应时间、能耗、可视角度和分辨率等各种指标都强于LCD和OLED技术，加上其属于自发光、结构简单、体积小和节能的优点，已经被许多产家视为下一代显示技术而开始积极布局。Micro-LED的另一个特点是其制备工艺与芯片工艺和微机电系统（MEMS）相兼容，因此结合芯片工艺、MEMS工艺和其他微纳米加工工艺，可以很方便将Micro-LED器件与集成电路芯片、光电传感器等器件有机结合在一起，提高器件的集成度和新型化程度。另一方面，下一代显示技术对真实度、交流互动和个性化等特点提出了越来越高的诉求，本发明提出将超高密度显示的Micro-LED器件与高精度三维图像采集技术、触觉感知和输入技术、光学技术、信号集成技术等结合起来，实现一种具有真三维空间显示、增强现实和虚拟现实的高度集成半导体显示系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有真三维空间显示、增强现实和虚拟现实的高度集成半导体显示系统。为实现上述目的，本发明采用的方案是：

一种高度集成半导体显示系统，其包括M×N个显示单元，其中M、N为自然数；每个显示单元包括显示模块、图像获取与处理模块、传感器模块、光学模块、交互控制模块、监控模块和驱动模块；显示模块分别与图像获取与处理模块、传感器模块、光学模块、交互控制模块、监控模块连接；驱动模块分别与图像获取与处理模块、传感器模块、光学模块、交互控制模块连接；显示模块、图像获取与处理模块、传感器模块、光学模块、交互控制模块、监控模块和驱动模块通过二维平面排列或空间堆叠的方式集合成显示单元；若干个显示单元通过二维平面排列或空间组合的方式集成形成高度集成半导体显示系统。

在本发明一实施例中，所述显示模块为微米级或亚微米级发光二极管显示或有机发光二极管显示像素源，负责显示图像和视频，每个显示模块包含K×L个显示像素，K、L均为自然数。

在本发明一实施例中，所述显示模块为微米级发光二极管；在微米级发光二极管包括衬底、沉积在衬底上的第一光学结构层和Micro-LED芯片；所述Micro-LED 芯片包括GaN缓冲层、N型GaN层，多量子阱层，P型GaN层，透明导电层，第一电极、第二电极和第二光学结构层；所述N型GaN层设置在GaN缓冲层上；多量子阱层设置在N型GaN层上；P型GaN层设置在多量子阱层上；透明导电层设置在多量子阱层上；第二光学结构层设置透明导电层上；第一电极设置在N型GaN层上；第二电极设置在透明导电层上；所述第二光学结构层为布拉格光栅或微纳米结构。

在本发明一实施例中，所述图像获取与处理模块为电荷耦合器件图像传感器或互补金属氧化物半导体图像传感器，图像传感器与显示模块通过导线、电磁感应或光波连接、传输信号。

在本发明一实施例中，所述传感器模块包括触觉传感器、味觉传感器和嗅觉传感器，用于提高观众的感知程度。