本發(fā)明涉及發(fā)光二極管技術(shù)，尤其涉及的是，一種發(fā)光二極管集成顯示器件及其制造方法。

背景技術(shù)：

隨著技術(shù)的發(fā)展，發(fā)光二極管在各個領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，包括大規(guī)模的點陣顯示，照明，以及液晶背光等。

目前手機的顯示屏主要是液晶顯示屏，60％的電用在顯示屏上，每天充電，很不方便。最耗電的部件就是顯示屏，例如，采用側(cè)光式的手機的顯示屏，在四邊上設(shè)置LED照到背光板上，使得手機顯示屏的顯示效率不到1％。

一種解決方案是采用OLED液晶技術(shù)，其采用上萬個LED在一個面上，每個LED都是像素點，LED可以直接照到眼睛，顯示效率很好，但是，OLED是有機的，作為室外顯示，在太陽照射下變質(zhì)很快，很容易衰減；此外，OLED的光效較低，OLED中1W只有26流明的效率，而LED的顯示效率可高過300流明的效率。

因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種新的發(fā)光二極管集成顯示器件及其制造方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種發(fā)光二極管集成顯示器件，其包括具有兩個面的硅襯底；所述硅襯底的第一面陣列設(shè)置多個發(fā)光模塊；每一發(fā)光模塊包括至少一個發(fā)光二極管和一個非易失存貯器；所述每一個發(fā)光模塊通過至少一條列金屬連線接受列掃描驅(qū)動器控制和至少一條行金屬連線接受行數(shù)據(jù)驅(qū)動器控制；所述硅襯底的第二面設(shè)置數(shù)字信號處理器以及模擬信號處理器；所述硅襯底在其兩個面之間陣列設(shè)置多個穿透電極，分別連接行數(shù)據(jù)驅(qū)動器和列數(shù)據(jù)驅(qū)動器與第二面的數(shù)字信號處理器以及模擬信號處理器形成所述發(fā)光二極管集成顯示器件。

優(yōu)選的，所述發(fā)光二極管集成顯示器件用于顯示靜態(tài)或者動態(tài)的彩色圖像和視頻。

優(yōu)選的，每一所述發(fā)光模塊包括至少一個發(fā)出藍光基色的III-V族化合物發(fā)光二極管。

優(yōu)選的，每一所述發(fā)光模塊包括若干通過改變發(fā)光二極管的基色發(fā)出異色的二次發(fā)光材料。

優(yōu)選的，每一所述發(fā)光模塊包括至少三種基本顏色的彩色像素點；其中，所述基本顏色包括紅基色、藍基色與綠基色。

優(yōu)選的，每一個所述非易失存貯器包括至少兩個三極管。

優(yōu)選的，所述發(fā)光二極管的發(fā)光面與所述硅襯底非平行。

優(yōu)選的，所述數(shù)字信號處理器為數(shù)字電子器件，所述數(shù)字電子器件包括：數(shù)字分析器，數(shù)字處理器，圖像處理器，觸摸屏處理器，易失存貯器，以及非易失存貯器；和/或，所述模擬信號處理器為電子器件，所述電子器件包括：光信號感應(yīng)器，電信號感應(yīng)器，音頻信號感應(yīng)器，模擬信號放大器，模擬信號轉(zhuǎn)換數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器，數(shù)字信號轉(zhuǎn)換模擬信號轉(zhuǎn)換器，音頻信號處理器，以及觸摸屏信號處理器。

優(yōu)選的，所述硅襯底的第一面還設(shè)置所述列掃描驅(qū)動器及所述行數(shù)據(jù)驅(qū)動器；和/或，所述硅襯底的第一面還設(shè)置覆蓋各所述發(fā)光模塊的透明保護層，該透明保護層與其下面的易失存貯器形成觸摸屏電子位置感應(yīng)器。

本發(fā)明的又一技術(shù)方案如下：一種發(fā)光二極管集成顯示器件的制造方法，包括以下步驟：在硅襯底的第一面刻蝕形成硅面陣列；在硅面陣列表面外延生長發(fā)光二極管陣列；在每一個發(fā)光二極管附近的硅襯底表面制作至少一個非易失存貯器；在硅襯底的第一面制作列掃描驅(qū)動器以及行數(shù)據(jù)驅(qū)動器；在硅襯底的第一面制作列和行金屬連線，把列掃描驅(qū)動器以及行數(shù)據(jù)驅(qū)動器連接到每一個發(fā)光二極管，以及非易失存貯器；在硅襯底的第二面干法刻蝕穿洞，絕緣洞內(nèi)表面，金屬填洞，形成連接雙面的背面電極；在硅襯底的第二面制作數(shù)字信號處理器以及模擬信號處理器；在發(fā)光二極管表面采用光刻和薄膜刻蝕技術(shù)制作形成二次發(fā)光材料陣列；在發(fā)光二極管集成顯示器件表面設(shè)置一層透明保護層。

采用上述方案，本發(fā)明采用在硅襯底的第一面陣列設(shè)置多個發(fā)光模塊，在硅襯底的第二面設(shè)置控制結(jié)構(gòu)，可以做成超薄的微型LED顯示屏，能夠作為顯示屏替代現(xiàn)有的液晶屏和OLED顯示屏，具有很高的市場應(yīng)用價值。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一個實施例的硅襯底的第一面刻蝕示意圖。

圖2為圖1所示實施例的MOCVD外延生長3-5族半導(dǎo)體發(fā)光二極管陣列示意圖。

圖3為圖2所示實施例的等離子體刻蝕穿洞及氣相沉積金屬填洞以形成背面電極示意圖。

圖4為圖3所示實施例的在硅襯底背面制作控制結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為圖4所示實施例的在發(fā)光二極管陣列表面形成ITO透明電極示意圖。

圖6為圖5所示實施例的用半導(dǎo)體光刻技術(shù)形成3色熒光粉陣列示意圖。

圖7為本發(fā)明的一個實施例的發(fā)光二極管集成顯示器件的結(jié)構(gòu)截面示意圖。

圖8為本發(fā)明的一個實施例的發(fā)光二極管集成顯示器件的硅襯底上生長3-5族半導(dǎo)體發(fā)光二極管種類示意圖。

圖9為本發(fā)明的一個實施例的硅襯底正反面示意圖。

圖10為本發(fā)明的一個實施例的有源矩陣發(fā)光二極管顯示屏驅(qū)動工作原理及其部分放大示意圖。

圖11為本發(fā)明的一個實施例的硅襯底表面刻蝕示意圖。

圖12為本發(fā)明的一個實施例的刻蝕及選擇性清理硅襯底表面示意圖。

圖13為本發(fā)明的一個實施例的在硅襯底表面生長半導(dǎo)體集成電路示意圖。

圖14為本發(fā)明的一個實施例的在硅襯底另一面制作控制結(jié)構(gòu)示意圖。

圖15為本發(fā)明的一個實施例的將藍光二次轉(zhuǎn)換為紅光和綠光示意圖。

圖16為本發(fā)明的一個實施例的發(fā)光二極管集成顯示器件的結(jié)構(gòu)截面示意圖。

具體實施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和具體實施例，對本發(fā)明進行更詳細的說明。但是，本發(fā)明可以采用許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本說明書所描述的實施例。需要說明的是，當元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。

除非另有定義，本說明書所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本說明書中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是用于限制本發(fā)明。本說明書所使用的術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。

本發(fā)明的一個實施例是，一種發(fā)光二極管集成顯示器件，其包括具有兩個面的硅襯底；所述硅襯底的第一面陣列設(shè)置多個發(fā)光模塊；每一發(fā)光模塊包括至少一個發(fā)光二極管和一個非易失存貯器；所述每一個發(fā)光模塊通過至少一條列金屬連線接受列掃描驅(qū)動器控制和至少一條行金屬連線接受行數(shù)據(jù)驅(qū)動器控制；所述硅襯底的第二面設(shè)置數(shù)字信號處理器以及模擬信號處理器；所述硅襯底在其兩個面之間陣列設(shè)置多個穿透電極，分別連接行數(shù)據(jù)驅(qū)動器和列數(shù)據(jù)驅(qū)動器與第二面的數(shù)字信號處理器以及模擬信號處理器；例如，分別連接行數(shù)據(jù)驅(qū)動器和列數(shù)據(jù)驅(qū)動器與第二面的數(shù)字信號處理器以及模擬信號處理器形成所述發(fā)光二極管集成顯示器件。例如，一種發(fā)光二極管集成顯示器件，其包括具有兩個面的硅襯底；所述硅襯底的第一面陣列設(shè)置多個發(fā)光模塊；每一發(fā)光模塊包括至少一個發(fā)光二極管和一個非易失存貯器。例如，所述每一個發(fā)光模塊通過至少一條列金屬連線(即列金屬線)連接列掃描驅(qū)動器，用于受列掃描驅(qū)動器控制，并且，所述每一個發(fā)光模塊通過至少一條行金屬連線(即行金屬線)連接行數(shù)據(jù)驅(qū)動器，用于受行數(shù)據(jù)驅(qū)動器控制。例如，所述硅襯底的第二面設(shè)置信號處理器，或者，所述硅襯底的第二面設(shè)置控制結(jié)構(gòu)或控制裝置，其中，所述控制結(jié)構(gòu)或控制裝置包括所述信號處理器，例如，所述信號處理器包括數(shù)字信號處理器以及模擬信號處理器；所述硅襯底在其兩個面之間陣列設(shè)置多個穿透電極，分別連接行數(shù)據(jù)驅(qū)動器、列數(shù)據(jù)驅(qū)動器與第二面的信號處理器，整體形成所述發(fā)光二極管集成顯示器件。例如，信號處理器包括數(shù)據(jù)分析和圖像處理器，數(shù)據(jù)分析和圖像處理器包括數(shù)字信號處理器以及模擬信號處理器。例如，所述數(shù)字信號處理器為數(shù)字電子器件，所述數(shù)字電子器件包括：數(shù)字分析器，數(shù)字處理器，圖像處理器，觸摸屏處理器，易失存貯器，以及非易失存貯器；和/或，所述模擬信號處理器為電子器件，所述電子器件包括：光信號感應(yīng)器，電信號感應(yīng)器，音頻信號感應(yīng)器，模擬信號放大器，模擬信號轉(zhuǎn)換數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器，數(shù)字信號轉(zhuǎn)換模擬信號轉(zhuǎn)換器，音頻信號處理器，以及觸摸屏信號處理器。優(yōu)選的，所述硅襯底的第一面還設(shè)置所述列掃描驅(qū)動器及所述行數(shù)據(jù)驅(qū)動器；和/或，所述硅襯底的第一面還設(shè)置覆蓋各所述發(fā)光模塊的透明保護層，該透明保護層與其下面的易失存貯器形成觸摸屏電子位置感應(yīng)器。

例如，一種發(fā)光二極管集成顯示器件，其包括具有兩個面的硅襯底；所述硅襯底的第一面陣列設(shè)置多個發(fā)光模塊；每一發(fā)光模塊包括至少一發(fā)光二極管和一個非易失存貯器；所述每一個發(fā)光模塊通過至少一條列金屬連線接受列掃描驅(qū)動器控制和至少一條行金屬連線接受行數(shù)據(jù)驅(qū)動器控制；所述硅襯底的第二面設(shè)置數(shù)據(jù)分析和圖像處理器；所述硅襯底在其兩個面之間陣列設(shè)置多個穿透電極，分別連接行數(shù)據(jù)驅(qū)動器和列數(shù)據(jù)驅(qū)動器與第二面的數(shù)據(jù)分析和圖像處理器；又如，所述硅襯底在其兩個面之間陣列設(shè)置多個穿透電極，分別連接行數(shù)據(jù)驅(qū)動器和列數(shù)據(jù)驅(qū)動器與第二面的數(shù)據(jù)分析和圖像處理器形成所述發(fā)光二極管集成顯示器件。例如，所述發(fā)光二極管集成顯示器件用于顯示靜態(tài)或者動態(tài)的彩色圖像和視頻。優(yōu)選的，所述硅襯底的第一面還設(shè)置所述列掃描驅(qū)動器及所述行數(shù)據(jù)驅(qū)動器。優(yōu)選的，所述硅襯底的第一面還設(shè)置覆蓋各所述發(fā)光模塊的透明保護層其中，所述透明保護層可采用現(xiàn)有LED器件的透明保護層。例如，所述硅襯底的第二面設(shè)置包括所述數(shù)據(jù)分析和圖像處理器的控制結(jié)構(gòu)，所述控制結(jié)構(gòu)通過各所述穿透電極分別連接各所述發(fā)光模塊。又如，所述硅襯底的第二面還設(shè)置控制結(jié)構(gòu)；又如，各所述穿透電極形成分別連接每一個發(fā)光二級管與第二面的所述控制結(jié)構(gòu)的電信號通道；又如，各所述穿透電極分別連接每一個發(fā)光二級管的行數(shù)據(jù)驅(qū)動器和列數(shù)據(jù)驅(qū)動器、與第二面的所述數(shù)據(jù)分析和圖像處理器及所述控制結(jié)構(gòu)；又如，所述控制結(jié)構(gòu)分別通過各所述穿透電極連接第一面的各所述發(fā)光二極管。其中，所述數(shù)據(jù)分析和圖像處理器，即分析處理器，亦可稱為信號處理/圖像控制器、圖像處理器或處理器。又如，所述控制結(jié)構(gòu)包括所述數(shù)據(jù)分析和圖像處理器，即所述硅襯底的第二面設(shè)置控制結(jié)構(gòu)，所述控制結(jié)構(gòu)包括所述數(shù)據(jù)分析和圖像處理器，所述硅襯底在其兩個面之間陣列設(shè)置多個穿透電極，分別連接行數(shù)據(jù)驅(qū)動器和列數(shù)據(jù)驅(qū)動器與第二面的所述控制結(jié)構(gòu)形成集成顯示器件。例如，每一個所述非易失存貯器包括至少兩個三極管。例如，所述數(shù)據(jù)分析和圖像處理器，或所述控制結(jié)構(gòu)，包括儲存器和/或控制電路，例如，如圖9所示，襯底反面設(shè)置儲存器與控制電路，襯底正面設(shè)置行數(shù)據(jù)驅(qū)動電路(即行數(shù)據(jù)驅(qū)動器)、列掃描驅(qū)動電路(即列數(shù)據(jù)驅(qū)動器)與有源矩陣發(fā)光二極管顯示屏；其中，儲存器為ROM儲存器或RAM儲存器，控制電路包括數(shù)據(jù)采集電路、接收電路、分析電路、處理電路、放大器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和/或圖像分析處理器等。

這樣，能夠?qū)崿F(xiàn)單個芯片集成顯示屏及電路，且可以利用現(xiàn)有的半導(dǎo)體集成電路標準、生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝來取得顯示屏及電子線路的封裝在一個硅襯底的產(chǎn)品。例如，能夠制成高度集成的電子產(chǎn)品，例如手表上有55個集成電路模塊，手機上100多個集成電路模塊，都可以按此方式來做，這樣做非常省電、省空間，還具有快速封裝，接線頭減少，減少熱源，連接頭減少，損壞率大大降低，正反兩面的聯(lián)系和通訊可以通過等優(yōu)點。

例如，一種發(fā)光二極管集成顯示器件，其包括具有兩個面的硅襯底；所述硅襯底的第一面陣列設(shè)置多個發(fā)光模塊；每一發(fā)光模塊包括至少一發(fā)光二極管；所述硅襯底的第二面設(shè)置控制結(jié)構(gòu)；所述硅襯底在其兩個面之間陣列設(shè)置多個穿透電極，形成分別連接每一個發(fā)光二級管與第二面的所述控制結(jié)構(gòu)的電信號通道；所述控制結(jié)構(gòu)分別通過各所述穿透電極連接第一面的各所述發(fā)光二極管。優(yōu)選的，所述發(fā)光二極管的發(fā)光面與所述硅襯底非平行，例如，所述發(fā)光二極管的發(fā)光面與所述硅襯底的第一面和/或第二面非平行設(shè)置；又如，所述發(fā)光二極管的發(fā)光面與所述硅襯底的初始狀態(tài)的第一面和/或第二面非平行設(shè)置。例如，所述發(fā)光二極管的發(fā)光面的發(fā)光方向與所述硅襯底的第一面和/或第二面非平行設(shè)置；又如，所述發(fā)光二極管的發(fā)光面的發(fā)光方向與所述硅襯底的初始狀態(tài)的第一面和/或第二面非平行設(shè)置。又如，所述發(fā)光二極管的發(fā)光面的發(fā)光方向與所述硅襯底的第一面和/或第二面形成70至110度角，優(yōu)選為80至100度角，優(yōu)選為90度角。例如，所述發(fā)光模塊具有倒金字塔形狀，即倒置的金字塔或者倒置的棱錐體；或者，所述發(fā)光模塊具有倒置的棱臺體結(jié)構(gòu)，例如，棱臺體為三棱臺體或四棱臺體。這樣具有較好的出光效果。又如，所述發(fā)光模塊的出光角度為70至110度角，優(yōu)選為80至100度角，優(yōu)選為90度角。

例如，一種發(fā)光二極管集成顯示器件，其包括具有兩個面的硅襯底；所述硅襯底的第一面陣列設(shè)置多個發(fā)光模塊；所述硅襯底的第二面設(shè)置控制結(jié)構(gòu)，其包括顯示電子線路和/或控制模塊；又如，所述控制模塊包括驅(qū)動器、控制器、存儲器、控制線路和/或傳輸線路等。所述硅襯底的第一面與第二面通過穿透電極連接第一面上的發(fā)光模塊與第二面的控制結(jié)構(gòu)。又如，控制結(jié)構(gòu)包括電子線路、控制電路、存儲裝置與驅(qū)動電路，具體的連接方式，例如，每個發(fā)光模塊分別連接電子線路、控制電路、存儲裝置與驅(qū)動電路。

目前的現(xiàn)有技術(shù)，LED都是在藍寶石上做，本發(fā)明及其各實施例做在硅襯底上的LED陣列，是用半導(dǎo)體集成電路的方式來做的；目前的現(xiàn)有技術(shù)，在硅襯底上都是做單顆的LED，設(shè)計成燈點，沒有人做陣列LED，這種情況下封裝會占用較大的體積，從而導(dǎo)致了大邊距，以至于無法在小屏幕上大量集成LED，而本發(fā)明及其各實施例做陣列用的，產(chǎn)品上有一個一個陣列乃至上百萬個LED，LED的數(shù)量上限取決于顯示屏的尺寸及本發(fā)明的進一步創(chuàng)新。并且，本發(fā)明及其各實施例能夠?qū)崿F(xiàn)超薄LED顯示屏，達到將上億個微型LED(亦稱μ-LED)點陣集成，并將顯示電子線路以及控制模塊，例如具體包括電子線路、控制電路、存儲裝置和/或驅(qū)動電路等，均設(shè)置在硅襯底的另一面上，并且采用光刻技術(shù)做μ-LED，具有大視角、高反差、高密度的技術(shù)效果。

例如，所述硅襯底的第一面陣列設(shè)置多個發(fā)光模塊的生長臺組，每一發(fā)光模塊包括至少一發(fā)光二極管，對應(yīng)的，所述生長臺組包括至少一生長臺，每一所述生長臺對應(yīng)生長一發(fā)光二極管；優(yōu)選的，所述生長臺的高度為待生長發(fā)光二極管的高度的1至3倍，這樣，可以靈活設(shè)置目標產(chǎn)品的位置。優(yōu)選的，所述生長臺具有傾角，例如，所述傾角為1至10度。這樣，可以使得發(fā)光二極管集成顯示器件實現(xiàn)一定的光向。優(yōu)選的，同一生長臺組的各所述生長臺的傾角及其傾向相同，且相異生長臺組的各所述生長臺的傾角及其傾向相異，這樣，特別適合實現(xiàn)多角度、大角度的照射效果。又如，所述硅襯底的第一面陣列設(shè)置多個發(fā)光模塊的生長槽組，每一發(fā)光模塊包括至少一發(fā)光二極管，對應(yīng)的，所述生長槽組包括至少一生長槽，每一所述生長槽對應(yīng)生長一發(fā)光二極管；優(yōu)選的，所述生長槽的深度為待生長發(fā)光二極管的高度的1至3倍，這樣，可以靈活設(shè)置目標產(chǎn)品的位置。優(yōu)選的，所述生長槽具有傾角，例如，所述傾角為1至10度。這樣，可以使得發(fā)光二極管集成顯示器件實現(xiàn)一定的光向。優(yōu)選的，同一生長槽組的各所述生長槽的傾角及其傾向相同，且相異生長槽組的各所述生長槽的傾角及其傾向相異。

例如，所述硅襯底的一側(cè)面陣列生長發(fā)光二極管；即，所述硅襯底的第一面陣列生長若干發(fā)光二極管；與現(xiàn)有技術(shù)的單獨制造工藝不同，本發(fā)明及其各實施例是直接生長LED陣列。優(yōu)選的，各所述發(fā)光二極管與各所述穿透電極一一對應(yīng)設(shè)置，每一所述發(fā)光二極管連接一所述穿透電極。例如，每一所述發(fā)光二極管對應(yīng)設(shè)置一所述穿透電極；本發(fā)明及其各實施例的硅襯底的一側(cè)是μ-LED，另一側(cè)是控制部分，中間是用穿透電極穿過去的，例如，每一所述發(fā)光二極管下方穿設(shè)一所述穿透電極。為了達到更好的即時熱傳導(dǎo)效果，例如，所述穿透電極為圓柱形或圓臺形。優(yōu)選的，所述硅襯底上還設(shè)置若干納米通道，各所述納米通道分別貫穿所述硅襯底的兩側(cè)，這樣，當μ-LED側(cè)的溫度較高時，可以通過納米通道實現(xiàn)一定程度的微對流。例如，所述納米通道為圓柱形，其半徑為1至5納米。優(yōu)選的，每一發(fā)光模塊或每一發(fā)光二極管對應(yīng)設(shè)置一所述納米通道。

又如，多個所述發(fā)光二極管共用一個所述穿透電極；又如，每一發(fā)光模塊中的所有發(fā)光二極管共用一個所述穿透電極，例如，每一發(fā)光模塊中的一個、兩個或全部發(fā)光二極管共用一個所述穿透電極。又如，每一所述發(fā)光模塊中的各個所述發(fā)光二極管分別連接相異的穿透電極。優(yōu)選的，所述硅襯底的第一面設(shè)置若干連接體，各所述連接體與各所述穿透電極一一對應(yīng)設(shè)置，每一所述連接體連接一所述穿透電極；每一所述連接體連接若干所述發(fā)光二極管，且每一所述發(fā)光二極管連接一所述連接體。例如，所述連接體為金屬導(dǎo)體，例如金屬片，又如所述連接體為銅制件；例如，多個所述發(fā)光二極管分別連接所述連接體，通過所述連接體連接一所述穿透電極，從而實現(xiàn)與所述控制結(jié)構(gòu)的連接。又如，各所述連接體與各所述穿透電極一一對應(yīng)設(shè)置，每一所述連接體連接一所述穿透電極，且每一所述連接體連接一所述發(fā)光模塊；例如，每一所述發(fā)光模塊中的一個、兩個或全部發(fā)光二極管連接一個所述連接體；又如，每一所述發(fā)光模塊中的各個所述發(fā)光二極管分別連接相異的連接體。這樣，可以根據(jù)實際需要的控制發(fā)光方式，靈活調(diào)整所述發(fā)光二極管集成顯示器件的各個發(fā)光二極管的連接。

例如，所述發(fā)光二極管的大小與間隙根據(jù)實際情況設(shè)計，例如，在試制生長的發(fā)光二極管，即μ-LED，每一個發(fā)光二極管的正方形邊長尺寸為：10^-6米-10^-4米，也就是1微米至100微米；或者，每一個發(fā)光二極管的長方形最小邊長尺寸為：10^-6米-10^-4米，也就是1微米至100微米；并且采用本發(fā)明及其各實施例的結(jié)構(gòu)設(shè)計，兩個發(fā)光二極管的間距為單個發(fā)光二極管尺寸的10％-20％；發(fā)光二極管集成顯示器件的尺寸為：10mm毫米×10mm毫米至500mm毫米×500mm毫米；由于發(fā)光效率高，正常工作功率小，散熱可以直接由硅襯底傳導(dǎo)，同時也通過所述穿透電極傳導(dǎo)。

為了達到更好地散熱效果，例如，每一所述穿透電極設(shè)置銅柱電極，銅柱電極具有良好的導(dǎo)電效果和散熱作用，特別適合大規(guī)模高密度陣列設(shè)置本發(fā)明的μ-LED。為了減輕重量，優(yōu)選的，所述銅柱電極中空設(shè)置，例如，所述銅柱電極為圓筒形，這樣，一方面滿足了散熱的需求，另一方面又能節(jié)約資源，減輕重量。又如，所述銅柱電極為圓柱形或圓臺形，其中設(shè)置若干空腔結(jié)構(gòu)，所述空腔結(jié)構(gòu)為圓柱形；優(yōu)選的，所述空腔結(jié)構(gòu)的圓柱形的軸線與所述銅柱電極的軸線平行。優(yōu)選的，所述銅柱電極遠離所述發(fā)光二極管的端部翻邊設(shè)置，即所述背面電極的位置翻邊設(shè)置，以使其對于發(fā)光二極管的導(dǎo)熱效果更好，進一步使得大規(guī)模的微點陣成為可行。進一步的，所述銅柱電極遠離所述發(fā)光二極管的端部翻邊設(shè)置，且形成類齒輪形狀，例如形成中空類齒輪形狀或者中間具有多個通孔的類齒輪形狀，所述類齒輪形狀類似于花瓣；所述類齒輪形狀具有凹槽部及凸出部，其中，所述凹槽部與所述凸出部非嚙合設(shè)置，為便于散熱和接電設(shè)計，例如，所述凹槽部的面積小于所述凸出部的面積；例如，所述凸出部具有等腰梯形結(jié)構(gòu)及弓形結(jié)構(gòu)，所述凸出部靠近所述類齒輪形狀中心的一端為所述等腰梯形結(jié)構(gòu)，所述凸出部遠離所述類齒輪形狀中心的一端為所述弓形結(jié)構(gòu)，所述等腰梯形結(jié)構(gòu)的較長的底線與所述弓形結(jié)構(gòu)的弦的長度相等。

優(yōu)選的，每一所述發(fā)光模塊包括若干通過改變發(fā)光二極管的基色發(fā)出異色的二次發(fā)光材料，例如，如：每一所述發(fā)光模塊包括若干通過改變發(fā)光二極管的基色發(fā)出異色的不同顏色熒光粉或者不同顆粒尺寸的量子點材料。優(yōu)選的，每一發(fā)光模塊包括若干異色的發(fā)光二極管，例如，每一發(fā)光模塊包括若干通過不同顏色熒光粉或者不同量子點材料發(fā)出異色的發(fā)光二極管。例如，每一發(fā)光模塊作為一像素點，通過第二面的控制結(jié)構(gòu)控制其發(fā)光顏色及發(fā)光時間。這樣，可以實現(xiàn)小面積的豐富點陣顯示效果。例如，每一發(fā)光模塊包括若干通過不同顏色熒光粉發(fā)出異色的發(fā)光二極管。又如，每一發(fā)光模塊包括若干通過各色熒光粉發(fā)出至少兩種顏色的發(fā)光二極管。又如，每一發(fā)光模塊包括若干通過各色熒光粉發(fā)出至少三種顏色的發(fā)光二極管。

優(yōu)選的，每一發(fā)光模塊包括至少三種基本顏色的彩色像素點；其中，所述基本顏色包括紅基色、藍基色與綠基色。例如，所述發(fā)光模塊包括紅色熒光粉與綠色熒光粉。這樣，可以制成三色的μ-LED陣列。優(yōu)選的，所述基本顏色還包括黃基色或白基色。例如，所述基本顏色還包括黃基色熒光粉或白基色熒光粉。例如，所述基本顏色還包括黃基色熒光粉所激發(fā)的黃基色或白基色熒光粉所激發(fā)的白基色。例如，所述發(fā)光模塊包括黃基色熒光粉或白基色熒光粉。這樣，可以制成四色的μ-LED陣列。例如，采用熒光粉工藝實現(xiàn)，藍光直接透出或通過透明電極透出，在藍光上加綠色熒光粉形成綠光，在藍色上加紅色熒光粉形成紅光；又如，在藍光上加黃色熒光粉形成白光，以此類推。

優(yōu)選的，每一所述發(fā)光模塊包括至少一個發(fā)出藍光基色的III-V族化合物發(fā)光二極管。例如，藍基色的像素點是硅襯底的III-V族化合物藍光的發(fā)光二極管。和/或，紅基色的像素點是硅襯底的III-V族化合物藍光的發(fā)光二極管，通過表面的氮基紅色熒光粉二次發(fā)光以產(chǎn)生紅光。和/或，綠基色的像素點是硅襯底的III-V族化合物藍光的發(fā)光二極管，通過表面的綠色硅酸鹽熒光粉二次發(fā)光以產(chǎn)生綠光。

本發(fā)明的又一實施例如下：一種發(fā)光二極管集成顯示器件的制造方法，用于制造上述各實施例所述發(fā)光二極管集成顯示器件，所述制造方法包括以下步驟：一種發(fā)光二極管集成顯示器件的制造方法，包括以下步驟：在硅襯底的第一面刻蝕形成硅面陣列；在硅面陣列表面外延生長發(fā)光二極管陣列；在每一個發(fā)光二極管附近的硅襯底表面制作至少一個非易失存貯器；在硅襯底的第一面制作列掃描驅(qū)動器以及行數(shù)據(jù)驅(qū)動器；在硅襯底的第一面制作列和行金屬連線，把列掃描驅(qū)動器以及行數(shù)據(jù)驅(qū)動器連接到每一個發(fā)光二極管，以及非易失存貯器；在硅襯底的第二面干法刻蝕穿洞，絕緣洞內(nèi)表面，金屬填洞，形成連接雙面的背面電極；在硅襯底的第二面制作數(shù)字信號處理器以及模擬信號處理器；在發(fā)光二極管表面采用光刻和薄膜刻蝕技術(shù)制作形成二次發(fā)光材料陣列；在發(fā)光二極管集成顯示器件表面設(shè)置一層透明保護層。

請參閱圖8，例如，所述制造方法包括以下步驟：

●在硅襯底的第一面刻蝕形成硅(111)面陣列；

●在硅(111)面陣列表面外延生長發(fā)光二極管陣列；例如用MOCVD、MBE或ALD技術(shù)在硅(111)面陣列表面外延生長發(fā)光二極管陣列；

●在每一個發(fā)光二極管附近的硅襯底表面制作至少一個非易失存貯器；

●在硅襯底的第一面制作列掃描驅(qū)動器以及行數(shù)據(jù)驅(qū)動器；

●在硅襯底的第一面制作列和行金屬連線，把列掃描驅(qū)動器以及行數(shù)據(jù)驅(qū)動器連接到每一個發(fā)光二極管，以及非易失存貯器；

●在硅襯底的第二面干法刻蝕穿洞，絕緣洞內(nèi)表面，金屬填洞，形成連接雙面的背面電極；

●在硅襯底的第二面制作相關(guān)電子線路，如：電子控制器，中心數(shù)據(jù)處理器，圖像處理器，信號放大器，數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器，模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器，存儲器，信號感應(yīng)器，等等；

●在發(fā)光二極管陣列表面形成ITO透明電極；

●在發(fā)光二極管表面采用光刻和薄膜刻蝕技術(shù)制作形成二次發(fā)光材料陣列，如：不同顏色熒光粉，或者不同顆粒尺寸的量子點陣列，從而有規(guī)則地發(fā)出至少包括紅色、藍色與綠色的三基色；

●在發(fā)光二極管集成顯示器件表面蓋上一層透明保護層，與其下面的非易失存貯器形成觸摸電容位置敏感的觸摸屏。

本發(fā)明的又一實施例如下：一種發(fā)光二極管集成顯示器件的制造方法，用于制造上述各實施例所述發(fā)光二極管集成顯示器件，所述制造方法包括以下步驟：硅襯底的第一面刻蝕；外延生長發(fā)光二極管陣列；干法刻蝕穿洞，絕緣洞表面，金屬填洞，形成背面電極；硅襯底的第二面設(shè)置控制結(jié)構(gòu)；在發(fā)光二極管陣列表面形成ITO透明電極；采用光刻技術(shù)形成熒光粉陣列。例如，采用光刻技術(shù)形成三色熒光粉陣列。其中，干法刻蝕穿洞之后，對洞表面作絕緣處理，然后金屬填洞，形成背面電極。例如在洞表面設(shè)置絕緣層等。又如，硅襯底的第二面在背面電極上設(shè)置控制結(jié)構(gòu)或者以背面電極為基礎(chǔ)設(shè)置控制結(jié)構(gòu)。

例如，所述金屬填洞采用化學(xué)氣相沉積法實現(xiàn)。又如，所述干法刻蝕穿洞采用等離子刻蝕法實現(xiàn)。優(yōu)選的，在1200攝氏度下外延生長發(fā)光二極管陣列，其中，所述1200攝氏度下，包括1200攝氏度±30攝氏度的溫度范圍。又如，在1200攝氏度下處理LED。優(yōu)選的，硅襯底的第二面在700攝氏度下形成背面電極，設(shè)置控制模塊。例如，硅襯底的第二面在700攝氏度下形成背面電極，又如，硅襯底的第二面在700攝氏度下形成背面電極，并以背面電極設(shè)置控制模塊。其中，所述700攝氏度下，包括700攝氏度±20攝氏度的溫度范圍。

本發(fā)明的一個實施例是，硅襯底的第一面刻蝕如圖1所示，形成若干陣列凸臺結(jié)構(gòu)；例如，采用光刻形成氮化硅保護層，采用等離子體方向性刻蝕硅襯底，然后清除氮化硅保護層。然后，如圖2所示，MOCVD外延生長3-5族半導(dǎo)體發(fā)光二極管陣列，例如，發(fā)光二極管集成顯示器件的硅襯底上生長3-5族半導(dǎo)體發(fā)光二極管種類如圖8所示。MOCVD外延生長3-5族半導(dǎo)體發(fā)光二極管陣列之前或之后，如圖3所示，等離子體刻蝕穿洞，對洞表面作絕緣處理后進行氣相沉積金屬填洞，形成背面電極；然后，在硅襯底背面制作控制結(jié)構(gòu)，包括電子線路和相關(guān)驅(qū)動控制等，如圖4所示，其具有硅襯底100、控制結(jié)構(gòu)200、連接襯底面的穿透電極(亦稱豎電極)300以及LED芯片400，其中，控制結(jié)構(gòu)包括電子線路、驅(qū)動器、控制器和/或存儲器等。然后，如圖5所示，在發(fā)光二極管陣列表面形成ITO透明電極500；然后，如圖6所示，用半導(dǎo)體光刻技術(shù)形成3色熒光粉陣列，從而在部分外延生長LED芯片410上形成第一熒光粉層420、第二熒光粉層430或第三熒光粉層440。最終得到的彩色微LED顯示屏結(jié)構(gòu)截面圖如圖7所示。

又如，有源矩陣發(fā)光二極管顯示屏驅(qū)動工作原理及其部分放大示意圖如圖10所示，通過行數(shù)據(jù)驅(qū)動與列掃描驅(qū)動實現(xiàn)有源矩陣發(fā)光二極管顯示屏，在襯底正面設(shè)有行數(shù)據(jù)驅(qū)動器與列掃描驅(qū)動器，列掃描驅(qū)動器從上到下的列掃描，每掃一行，行數(shù)據(jù)驅(qū)動器就把信號傳到另一個點，行列相互配合驅(qū)動，在襯底正面設(shè)有有源矩陣，有源矩陣一端接列掃描驅(qū)動器，另一端接行數(shù)據(jù)驅(qū)動器，每一個發(fā)光模塊都包括發(fā)光二極管和非易失存貯器。本發(fā)明的又一個實施例的硅襯底表面刻蝕如圖11所示，硅襯底100上設(shè)置SiNx保護面膜110，用KOH酸濕法刻蝕單晶硅襯底100，形成倒金字塔形狀的Si面陣列120；由于MOCVD有熱脹冷縮的系數(shù)，以此去制作及刻蝕，通過定義最小單元，刻蝕引起表面的脹力不會破壞定義的最小單元，從而保證器件不會斷裂，例如，每一個發(fā)光模塊包括三個LED與一個非易失存貯器，以形成一個像素，其中，非易失存貯器的表面沒有暴露出來；然后在襯底上進行外延生長LED，LED只會生長在硅襯底上面沒有SiNx保護面膜110的位置。請一并參考圖8，硅襯底Si(111)的上面的7層為過渡層具有光學(xué)反射的作用，用多層的薄膜折射系數(shù)，可以反射回去，與鏡子相似，第8層為正的電極，之上的二層為發(fā)光二極管，之上的二層為負的電極。然后刻蝕及選擇性清理硅襯底表面如圖12所示，例如采用光刻、干刻蝕SiNx護膜；然后在硅襯底表面生長半導(dǎo)體集成電路如圖13所示，硅襯底表面上設(shè)有在Si面上的III-V族半導(dǎo)體發(fā)光二極管陣列130、行數(shù)據(jù)驅(qū)動電路140、列掃描驅(qū)動電路150與非易失存貯器160；然后在硅襯底一面設(shè)置透明保護層180，且在硅襯底另一面制作控制結(jié)構(gòu)，如圖14所示，具有行數(shù)據(jù)線141、列掃描線151、控制結(jié)構(gòu)200及穿透電極300；然后用熒光粉或者量子點陣列將藍光二次轉(zhuǎn)換為紅光和綠光，如圖15所示，形成藍/綠/紅三色發(fā)光二極管陣列170。得到發(fā)光二極管集成顯示器件，即有源矩陣彩色發(fā)光二極管集成顯示屏，其結(jié)構(gòu)截面如圖16所示。

又如，所述發(fā)光二極管集成顯示器件的制造方法，用于制造具有上述任一實施例所述發(fā)光二極管集成顯示器件的結(jié)構(gòu)。

例如，一個具體的制造方法或稱為生產(chǎn)方法包括以下步驟：

1、硅襯底，刻蝕一個一個平面，先做光刻保護層，再刻蝕，刻蝕是用干刻蝕和濕刻蝕，干刻蝕是等離子刻蝕，濕刻蝕浸在酸里面，刻蝕后形成陣列。

2、在陣列面上外延生長上LED，通過MOCVD，在其外延上生長LED，例如，氮化硅的每個LED生成，然后每個陣列會發(fā)藍光。

3、用半導(dǎo)體刻蝕穿洞，將每個LED背部接好其中一個電極接到硅襯底的另一個面上去，刻蝕采用等離子刻蝕穿洞，金屬填洞，CVD填洞，形成連接襯底豎的電極，即豎電極，每個LED下面都有一個電極，LED生產(chǎn)過程是800攝氏度以上，優(yōu)選為1200攝氏度。

4、在硅襯底的另一面用700攝氏度做背面電極，然后設(shè)置控制結(jié)構(gòu)，即電子控制部分，包括電子線路、控制電路、存儲裝置和/或驅(qū)動電路等，在這過程中，不會影響到LED(LED是1200攝氏度)，此時處于中間狀態(tài)，是藍色的，單色的發(fā)光。

5、在LED做好的這一層鍍一層透明電極，形成LED另一個電極形成ITO透明電極。

6、在藍光上加綠色熒光粉形成綠光，在藍色上加紅色熒光粉形成紅光，原用藍光保留。又如，在藍光上加黃色熒光粉形成白光，這樣可以使用顏色更鮮艷，或者，白光可用可不用。

又如，所述制造方法包括以下步驟：

參考圖11，通過MOCVD有熱脹冷縮的系數(shù)，去制作及刻蝕硅襯底；其中，定義最小單元，使得制作及刻蝕時引起表面的脹力，不會破壞定義的最小單元，以保證器件不會斷裂；每個發(fā)光模塊包括三個LED與一個非易失存貯器以形成一個像素，非易失存貯器的表面沒有暴露出來的，以保護非易失存貯器。

然后在襯底上，進行外延生長LED，LED只會生成在硅襯底(111上面長氮化鉀的單晶)，在保護層(SiNx保護面膜110)也就是氮化硅上面不會生長LED。硅襯底的111面，之上的7層為過渡層具有光學(xué)反射的作用，用多層的薄膜折射系數(shù)，可以反射回去，與鏡子相似，第8層為正的電極，之上的二層為發(fā)光二極管，之上的二層為電極的負極。

參考圖12，刻蝕SiNx護膜，選擇性清理硅襯底表面，將硅的111面再露出來，以便LED進行生長。

參考圖13，在硅襯底表面生長半導(dǎo)體集成電路，非易失存貯器及行數(shù)據(jù)驅(qū)動器、列掃描驅(qū)動器。然后光刻、干刻蝕打開暴露發(fā)光二極管的陽極電極，將LED的正極進行暴露，在LED的角上開口；然后制作行列數(shù)據(jù)線和掃描線，以及各電極連線將行列線及LED正極與非易失存貯器連線進行連接；然后覆蓋一層透明SiOx保護層，即透明保護層180，這樣，用氧化硅保護起來，形成藍色顯示屏；然后干刻蝕，CVD化學(xué)金屬填充形成穿透電極，通過將硅襯底反轉(zhuǎn)過來，穿透電極設(shè)置在行列驅(qū)動上面，行列驅(qū)動即行數(shù)據(jù)驅(qū)動器與列掃描驅(qū)動器。

參考圖14，在硅襯底另一面制作控制結(jié)構(gòu)，例如，數(shù)據(jù)采集電路、接收電路、分析電路、處理電路、放大器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和/或圖像分析處理器等。

參考圖15，應(yīng)用二次發(fā)光的材料，有選擇性做紅色二次發(fā)光點陣及綠色二次發(fā)光點陣，用光刻的形式，將點暴露出來，光敏感材料留下來，例如，光刻選擇紅光或者綠光點陣，然后鍍上紅光或者綠光的材料，例如紅光的熒光粉或者量子點，綠光的熒光粉或者量子點等；然后清理掉非選擇部分的紅光和綠光材料。

這樣，即可制得有源發(fā)光二極管顯示屏，其截面可參考圖16。

這樣，可以得到上百萬個LED在一個面上，每個LED都是像素點，發(fā)出的光非常具有穩(wěn)定性，顯示效率高，顯示屏厚度超薄，可以應(yīng)用于手機，平板，PC機，互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)所使用的顯示屏，以及可穿戴顯示屏等，還能用于實現(xiàn)模擬和虛擬的三維顯示，具有色彩豐富，分辨率高，省電的效果。

又如，所述發(fā)光二極管集成顯示器件采用上述任一實施例所述制造方法制備得到。

進一步的，本發(fā)明及其各實施例的發(fā)光二極管集成顯示器件，經(jīng)試驗?zāi)軌蜻_到以下技術(shù)效果：

超低功耗–是現(xiàn)有1/10功率；

超高分辨率–1080p高清；

超薄器件–1毫米厚手表；

超大視角–160°視角；

超高反差–100％亮度反差；

低成本–同襯底大規(guī)模集成。

進一步地，本發(fā)明的實施例還包括，上述各實施例的各技術(shù)特征，相互組合形成的發(fā)光二極管集成顯示器件及其制造方法。

需要說明的是，上述各技術(shù)特征繼續(xù)相互組合，形成未在上面列舉的各種實施例，均視為本發(fā)明說明書記載的范圍；并且，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。