一种全彩色硅基有源选址发光二极管微投影芯片制造技术

本发明专利技术公开了一种全彩色硅基有源选址发光二极管微投影芯片，包括电源、数据线、扫描线、多个像素驱动电路和多个LED像素，所述像素驱动电路和所述LED像素的数量相同，每个所述像素驱动电路为对应的一个所述LED像素提供驱动电流，所述LED像素发射波长为紫外光，并且所述有源选址单色硅基LED微显示芯片还包括红绿蓝三种颜色转换材料。本发明专利技术完全摒弃了传统的LCD投影机中的背光源模组、偏光片和彩色膜，由自发光的LEDoS芯片直接投影，从而有效提高了光利用率，节省了体积，并且本技术立足于成熟的IC集成电路技术和目前日益广泛应用的LED技术，易于以极低的成本进行大规模生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微投影
，特别涉及ー种全彩色硅基有源选址发光二极管微投影芯片。
技术介绍
微型投影机最早出现在2005年末，由美国德州仪器展示出的第一款微型投影机，当时体积只有袖珍字典般大小。到了 2008年末，一款手机大小的微型投影机问世，从此开始标志着真正的微型投影机时代到来。在短短的3年时间内，微型投影机的体积已经从袖珍字典般大小缩减到了当前的手机大小。到了 2009年，微型投影机开始走向了大众视线中。从2005末，第一代掌上型投影机由三菱和三星分别推出后，改变了一直以来，投影机被当作教学、办公会议等场合的演示产品，因为画面大，可以与更多人分享内容，但因为体积 大，它也只能被局限于有限的空间内。基于研究人员的不断拓展，到了 08年由奥图码推出的全球第一款PK-101手持投影开始，整个微型投影机市场进入了高潮期。2010年内嵌微投影机的手机/相机出货量超过20万台。2011年各手机厂商纷纷退出了内嵌微投影机的手机规格。预估至2014年，内嵌式手机市场将大举突破1000万台，达到1433万台，而相机/录像机将突破300万台，其他内嵌式产品也将突破200万台，整体微投影产品将达到3521万台。目前微投影机市场主要以DLP和LCOS为两大技术阵营。LCOS微投影机成本较低但亮度不能满足用户需要(光利用率小于5% )。在现有的LCD投影及LCOS(硅上液晶)投影技术中，背光源发出的光要经过偏光片、彩色膜、液晶层以及多个光学透镜之后才能投射到屏幕上。整个系统的光利用率小于5%，也就是说上述各层材料和透镜会消耗掉95%以上的光。这就是为何目前微投影机难以满足消费者要求的主要原因-亮度不足。DLP技术有较高的光利用率(约33% )，但其成本较高，且该技术为美国德州仪器(TI)所垄断。在DLP投影机结构中，某一时刻背光源的光只能转化成红绿蓝三种颜色中的ー种，这样导致光利用率最大只有1/3，其余的2/3都被色轮过滤棹。另外，在现有的无源寻址的LED阵列技术中，显示屏尺寸和像素的亮度受限于同一行或者同一列中的像素数目多少而引起“负载效应”。
技术实现思路
本专利技术g在解决微投影机的亮度、功耗、易集成度、成本以及只能发単色光的问题。因此，本专利技术提出ー种全彩色硅基有源选址发光二极管微投影芯片，可充分地消除由于现有技术的限制和缺陷导致的ー个或多个问题。本专利技术另外的优点、目的和特性，一部分将在下面的说明书中得到阐明，而另一部分对于本领域的普通技术人员通过对下面的说明的考察将是明显的或从本专利技术的实施中学到。通过在文字的说明书和权利要求书及附图中特别地指出的结构可实现和获得本专利技术目的和优点。本专利技术提供了 ー种全彩色硅基有源选址发光二极管微投影芯片，包括电源、数据线、扫描线、多个像素驱动电路和多个LED像素，其特征在干，所述像素驱动电路和所述LED像素的数量相同，每个所述像素驱动电路为对应的一个所述LED像素提供驱动电流；其中，每个所述像素驱动电路包括扫描晶体管、驱动晶体管和一个电容，所述扫描晶体管的栅极与所述扫描线相连，漏极与所述数据线相连，源极与所述驱动晶体管的栅极相连，所述驱动晶体管的栅极和源极之间连接所述电容，所述驱动晶体管的源极连接所述电源，所述驱动晶体管的漏极作为所述像素驱动电路的输出端，LED像素的P电极连接到所述输出端，LED像素的N电极连接在一起接到公共接地端；其中，所述LED像素发射波长为紫外光，并且所述有源选址单色硅基LED微显示芯 片还包括红绿蓝三种颜色转换材料，这三种顔色转换材料分别放置在紫外光LED像素的顶部，当受到紫外光的激发时，红色材料发出红色的光，緑色材料会发出绿色的光，蓝色材料发出蓝色的光。本专利技术还提供了ー种全彩色硅基有源选址发光二极管微投影芯片，包括电源、数据线、扫描线、多个像素驱动电路和多个LED像素，其特征在干，所述像素驱动电路和所述LED像素的数量相同，每个所述像素驱动电路为对应的一个所述LED像素提供驱动电流；其中，每个所述像素驱动电路包括扫描晶体管、驱动晶体管和一个电容，所述扫描晶体管的栅极与所述扫描线相连，漏极与所述数据线相连，源极与所述驱动晶体管的栅极相连，所述驱动晶体管的栅极和源极之间连接所述电容，所述驱动晶体管的源极连接所述电源，所述驱动晶体管的漏极作为所述像素驱动电路的输出端，LED像素的P电极连接到所述输出端，LED像素的N电极连接在一起接到公共接地端；其中，所述LED像素发射波长为蓝色光，并且所述有源选址单色硅基LED微显示芯片还包括红绿两种颜色转换材料，这两种顔色转换材料分别放置在蓝色光LED像素的顶部，当受到蓝色光的激发时，红色材料发出红色的光，緑色材料发出绿色的光。优选的，所述扫描晶体管和驱动晶体管是N型M0SFET、P型M0SFET、n型TFT、p型TFT、HEMT 或者 M0SHEMT。优选的，所述LED像素包括LED像素基板、N型氮化镓层、多量子阱(MQW)、P型氮化镓层、电流扩散层、P和n电极和钝化层。优选的，所述LED像素基板的材料为蓝宝石、氮化镓、碳化硅、石英、硅、神化镓或者磷化铟；所述多量子阱的周期数目为5个周期，所述电流扩散层的材料为镍、金、银、氧化铟锡、氧化锌以及上述材料的组合；所述P和n电极材料为铝、钛、金、钼、镍、或者银。优选的，所述颜色转换材料通过旋涂，点胶或者粘贴的方法沉积在在所述LED像素基板的背面。优选的，所述颜色转换材料为荧光粉、磷粉、量子点材料或者转换薄膜，并且其厚度优选为10um。本专利技术还提供了ー种全彩色硅基有源选址发光二极管微投影装置，其特征在干，所述全彩色硅基有源选址发光二极管微投影装置包括三个单色有源选址发光二极管微投影芯片，光学引擎和投影屏幕；每个所述单色有源选址发光二极管微投影芯片结构相同，均包括电源、数据线、扫描线、多个像素驱动电路和多个LED像素，所述像素驱动电路和所述LED像素的数量相同，每个所述像素驱动电路为对应的ー个所述LED像素提供驱动电流；其中，每个所述像素驱动电路包括扫描晶体管、驱动晶体管和一个电容，所述扫描晶体管的栅极与所述扫描线相连，漏极与所述数据线相连，源极与所述驱动晶体管的栅极相连，所述驱动晶体管的栅极和源极之间连接所述电容，所述驱动晶体管的源极连接所述电源，所述驱动晶体管的漏极作为所述像素驱动电路的输出端，LED像素的P电极连接到所述输出端，LED像素的N电极连接在一起接到公共接地端；其中，光学引擎把所述三个単色有源选址发光二极管微投影芯片发出的光整合在一起，然后投射到所述投影屏幕。·优选的，每个所述单色有源选址发光二极管微投影芯片的发射波长不同，分别为61Onm的红色光、550nm的绿色光和440nm的蓝色光。优选的，所述三个単色有源选址发光二极管微投影芯片的发射波长均为380nm的紫外光，并且所述三个単色有源选址发光二极管微投影芯片中的第一个单色有源选址发光ニ极管微投影芯片包括发出红光的顔色转换材料，第二个单色有源选址发光二极管微投影芯片包括发出绿光的顔色转换材料，第三个单色有源选址发光二极管微投影芯片包括发出蓝光的顔色转换材料，这三种顔色转换材料分别放置在每个单色有源选址发光二极管微投影芯片中的紫外光LED像素的顶部，当受到紫外光的激发时，红色材料发出红色的光，緑色材料会发出緑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全彩色硅基有源选址发光二极管微投影芯片，包括电源、数据线、扫描线、多个像素驱动电路和多个LED像素，其特征在于，所述像素驱动电路和所述LED像素的数量相同，每个所述像素驱动电路为对应的一个所述LED像素提供驱动电流；其中，每个所述像素驱动电路包括扫描晶体管、驱动晶体管和一个电容，所述扫描晶体管的栅极与所述扫描线相连，漏极与所述数据线相连，源极与所述驱动晶体管的栅极相连，所述驱动晶体管的栅极和源极之间连接所述电容，所述驱动晶体管的源极连接所述电源，所述驱动晶体管的漏极作为所述像素驱动电路的输出端，LED像素的P电极连接到所述输出端，LED像素的N电极连接在一起接到公共接地端；其中，所述LED像素发射波长为紫外光，并且所述有源选址单色硅基LED微显示芯片还包括红绿蓝三种颜色转换材料，这三种颜色转换材料分别放置在紫外光LED像素的顶部，当受到紫外光的激发时，红色材料发出红色的光，绿色材料会发出绿色的光，蓝色材料发出蓝色的光。

【技术特征摘要】
1.一种全彩色硅基有源选址发光二极管微投影芯片，包括电源、数据线、扫描线、多个像素驱动电路和多个LED像素，其特征在于， 所述像素驱动电路和所述LED像素的数量相同，每个所述像素驱动电路为对应的一个所述LED像素提供驱动电流； 其中，每个所述像素驱动电路包括扫描晶体管、驱动晶体管和一个电容，所述扫描晶体管的栅极与所述扫描线相连，漏极与所述数据线相连，源极与所述驱动晶体管的栅极相连，所述驱动晶体管的栅极和源极之间连接所述电容，所述驱动晶体管的源极连接所述电源，所述驱动晶体管的漏极作为所述像素驱动电路的输出端，LED像素的P电极连接到所述输出端，LED像素的N电极连接在一起接到公共接地端； 其中，所述LED像素发射波长为紫外光，并且所述有源选址单色硅基LED微显示芯片还包括红绿蓝三种颜色转换材料，这三种颜色转换材料分别放置在紫外光LED像素的顶部，当受到紫外光的激发时，红色材料发出红色的光，绿色材料会发出绿色的光，蓝色材料发出蓝色的光。2.一种全彩色硅基有源选址发光二极管微投影芯片，包括电源、数据线、扫描线、多个像素驱动电路和多个LED像素，其特征在于， 所述像素驱动电路和所述LED像素的数量相同，每个所述像素驱动电路为对应的一个所述LED像素提供驱动电流； 其中，每个所述像素驱动电路包括扫描晶体管、驱动晶体管和一个电容，所述扫描晶体管的栅极与所述扫描线相连，漏极与所述数据线相连，源极与所述驱动晶体管的栅极相连，所述驱动晶体管的栅极和源极之间连接所述电容，所述驱动晶体管的源极连接所述电源，所述驱动晶体管的漏极作为所述像素驱动电路的输出端，LED像素的P电极连接到所述输出端，LED像素的N电极连接在一起接到公共接地端； 其中，所述LED像素发射波长为蓝色光，并且所述有源选址单色硅基LED微显示芯片还包括红绿两种颜色转换材料，这两种颜色转换材料分别放置在蓝色光LED像素的顶部，当受到蓝色光的激发时，红色材料发出红色的光，绿色材料发出绿色的光。3.根据权利要求I或2所述的全彩色硅基有源选址发光二极管微投影芯片，其特征在于，所述扫描晶体管和驱动晶体管是N型MOSFET、P型MOSFET、η型TFT、p型TFT、HEMT或者 MOSHEMT。4.根据权利要求I或2所述的全彩色硅基有源选址发光二极管微投影芯片，其特征在于，所述LED像素包括LED像素基板、N型氮化镓层、多量子阱(MQW)、P型氮化镓层、电流扩散层、P和η电极和钝化层。5.根据权利要求4所述的全彩色硅基有源选址发光二极管微投影芯片，其特征在于，所述LED像素基板的材料为蓝宝石、氮化镓、碳化硅、石英、硅、砷化镓或者磷化铟；所述多量子阱的周期数目为5个周期，所述电流扩散层的材料为镍、金、银、氧化铟锡、氧化锌以及上述材料的组合；所述P和η电极材料为铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘纪美，刘召军，俞捷，庄永漳，黄嘉铭，
申请(专利权)人：刘纪美，
类型：发明
国别省市：