一种发光二极管集成显示器件及其制造方法与流程

本发明涉及发光二极管技术，尤其涉及的是，一种发光二极管集成显示器件及其制造方法。

背景技术：

随着技术的发展，发光二极管在各个领域已经得到广泛应用，包括大规模的点阵显示，照明，以及液晶背光等。

目前手机的显示屏主要是液晶显示屏，60％的电用在显示屏上，每天充电，很不方便。最耗电的部件就是显示屏，例如，采用侧光式的手机的显示屏，在四边上设置LED照到背光板上，使得手机显示屏的显示效率不到1％。

一种解决方案是采用OLED液晶技术，其采用上万个LED在一个面上，每个LED都是像素点，LED可以直接照到眼睛，显示效率很好，但是，OLED是有机的，作为室外显示，在太阳照射下变质很快，很容易衰减；此外，OLED的光效较低，OLED中1W只有26流明的效率，而LED的显示效率可高过300流明的效率。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种新的发光二极管集成显示器件及其制造方法。

本发明的技术方案如下：一种发光二极管集成显示器件，其包括具有两个面的硅衬底；所述硅衬底的第一面阵列设置多个发光模块；每一发光模块包括至少一个发光二极管和一个非易失存贮器；所述每一个发光模块通过至少一条列金属连线接受列扫描驱动器控制和至少一条行金属连线接受行数据驱动器控制；所述硅衬底的第二面设置数字信号处理器以及模拟信号处理器；所述硅衬底在其两个面之间阵列设置多个穿透电极，分别连接行数据驱动器和列数据驱动器与第二面的数字信号处理器以及模拟信号处理器形成所述发光二极管集成显示器件。

优选的，所述发光二极管集成显示器件用于显示静态或者动态的彩色图像和视频。

优选的，每一所述发光模块包括至少一个发出蓝光基色的III-V族化合物发光二极管。

优选的，每一所述发光模块包括若干通过改变发光二极管的基色发出异色的二次发光材料。

优选的，每一所述发光模块包括至少三种基本颜色的彩色像素点；其中，所述基本颜色包括红基色、蓝基色与绿基色。

优选的，每一个所述非易失存贮器包括至少两个三极管。

优选的，所述发光二极管的发光面与所述硅衬底非平行。

优选的，所述数字信号处理器为数字电子器件，所述数字电子器件包括：数字分析器，数字处理器，图像处理器，触摸屏处理器，易失存贮器，以及非易失存贮器；和/或，所述模拟信号处理器为电子器件，所述电子器件包括：光信号感应器，电信号感应器，音频信号感应器，模拟信号放大器，模拟信号转换数字信号转换器，数字信号转换模拟信号转换器，音频信号处理器，以及触摸屏信号处理器。

优选的，所述硅衬底的第一面还设置所述列扫描驱动器及所述行数据驱动器；和/或，所述硅衬底的第一面还设置覆盖各所述发光模块的透明保护层，该透明保护层与其下面的易失存贮器形成触摸屏电子位置感应器。

本发明的又一技术方案如下：一种发光二极管集成显示器件的制造方法，包括以下步骤：在硅衬底的第一面刻蚀形成硅面阵列；在硅面阵列表面外延生长发光二极管阵列；在每一个发光二极管附近的硅衬底表面制作至少一个非易失存贮器；在硅衬底的第一面制作列扫描驱动器以及行数据驱动器；在硅衬底的第一面制作列和行金属连线，把列扫描驱动器以及行数据驱动器连接到每一个发光二极管，以及非易失存贮器；在硅衬底的第二面干法刻蚀穿洞，绝缘洞内表面，金属填洞，形成连接双面的背面电极；在硅衬底的第二面制作数字信号处理器以及模拟信号处理器；在发光二极管表面采用光刻和薄膜刻蚀技术制作形成二次发光材料阵列；在发光二极管集成显示器件表面设置一层透明保护层。

采用上述方案，本发明采用在硅衬底的第一面阵列设置多个发光模块，在硅衬底的第二面设置控制结构，可以做成超薄的微型LED显示屏，能够作为显示屏替代现有的液晶屏和OLED显示屏，具有很高的市场应用价值。

附图说明

图1为本发明的一个实施例的硅衬底的第一面刻蚀示意图。

图2为图1所示实施例的MOCVD外延生长3-5族半导体发光二极管阵列示意图。

图3为图2所示实施例的等离子体刻蚀穿洞及气相沉积金属填洞以形成背面电极示意图。

图4为图3所示实施例的在硅衬底背面制作控制结构示意图。

图5为图4所示实施例的在发光二极管阵列表面形成ITO透明电极示意图。

图6为图5所示实施例的用半导体光刻技术形成3色荧光粉阵列示意图。

图7为本发明的一个实施例的发光二极管集成显示器件的结构截面示意图。

图8为本发明的一个实施例的发光二极管集成显示器件的硅衬底上生长3-5族半导体发光二极管种类示意图。

图9为本发明的一个实施例的硅衬底正反面示意图。

图10为本发明的一个实施例的有源矩阵发光二极管显示屏驱动工作原理及其部分放大示意图。

图11为本发明的一个实施例的硅衬底表面刻蚀示意图。

图12为本发明的一个实施例的刻蚀及选择性清理硅衬底表面示意图。

图13为本发明的一个实施例的在硅衬底表面生长半导体集成电路示意图。

图14为本发明的一个实施例的在硅衬底另一面制作控制结构示意图。

图15为本发明的一个实施例的将蓝光二次转换为红光和绿光示意图。

图16为本发明的一个实施例的发光二极管集成显示器件的结构截面示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。但是，本发明可以采用许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明的一个实施例是，一种发光二极管集成显示器件，其包括具有两个面的硅衬底；所述硅衬底的第一面阵列设置多个发光模块；每一发光模块包括至少一个发光二极管和一个非易失存贮器；所述每一个发光模块通过至少一条列金属连线接受列扫描驱动器控制和至少一条行金属连线接受行数据驱动器控制；所述硅衬底的第二面设置数字信号处理器以及模拟信号处理器；所述硅衬底在其两个面之间阵列设置多个穿透电极，分别连接行数据驱动器和列数据驱动器与第二面的数字信号处理器以及模拟信号处理器；例如，分别连接行数据驱动器和列数据驱动器与第二面的数字信号处理器以及模拟信号处理器形成所述发光二极管集成显示器件。例如，一种发光二极管集成显示器件，其包括具有两个面的硅衬底；所述硅衬底的第一面阵列设置多个发光模块；每一发光模块包括至少一个发光二极管和一个非易失存贮器。例如，所述每一个发光模块通过至少一条列金属连线(即列金属线)连接列扫描驱动器，用于受列扫描驱动器控制，并且，所述每一个发光模块通过至少一条行金属连线(即行金属线)连接行数据驱动器，用于受行数据驱动器控制。例如，所述硅衬底的第二面设置信号处理器，或者，所述硅衬底的第二面设置控制结构或控制装置，其中，所述控制结构或控制装置包括所述信号处理器，例如，所述信号处理器包括数字信号处理器以及模拟信号处理器；所述硅衬底在其两个面之间阵列设置多个穿透电极，分别连接行数据驱动器、列数据驱动器与第二面的信号处理器，整体形成所述发光二极管集成显示器件。例如，信号处理器包括数据分析和图像处理器，数据分析和图像处理器包括数字信号处理器以及模拟信号处理器。例如，所述数字信号处理器为数字电子器件，所述数字电子器件包括：数字分析器，数字处理器，图像处理器，触摸屏处理器，易失存贮器，以及非易失存贮器；和/或，所述模拟信号处理器为电子器件，所述电子器件包括：光信号感应器，电信号感应器，音频信号感应器，模拟信号放大器，模拟信号转换数字信号转换器，数字信号转换模拟信号转换器，音频信号处理器，以及触摸屏信号处理器。优选的，所述硅衬底的第一面还设置所述列扫描驱动器及所述行数据驱动器；和/或，所述硅衬底的第一面还设置覆盖各所述发光模块的透明保护层，该透明保护层与其下面的易失存贮器形成触摸屏电子位置感应器。

例如，一种发光二极管集成显示器件，其包括具有两个面的硅衬底；所述硅衬底的第一面阵列设置多个发光模块；每一发光模块包括至少一发光二极管和一个非易失存贮器；所述每一个发光模块通过至少一条列金属连线接受列扫描驱动器控制和至少一条行金属连线接受行数据驱动器控制；所述硅衬底的第二面设置数据分析和图像处理器；所述硅衬底在其两个面之间阵列设置多个穿透电极，分别连接行数据驱动器和列数据驱动器与第二面的数据分析和图像处理器；又如，所述硅衬底在其两个面之间阵列设置多个穿透电极，分别连接行数据驱动器和列数据驱动器与第二面的数据分析和图像处理器形成所述发光二极管集成显示器件。例如，所述发光二极管集成显示器件用于显示静态或者动态的彩色图像和视频。优选的，所述硅衬底的第一面还设置所述列扫描驱动器及所述行数据驱动器。优选的，所述硅衬底的第一面还设置覆盖各所述发光模块的透明保护层其中，所述透明保护层可采用现有LED器件的透明保护层。例如，所述硅衬底的第二面设置包括所述数据分析和图像处理器的控制结构，所述控制结构通过各所述穿透电极分别连接各所述发光模块。又如，所述硅衬底的第二面还设置控制结构；又如，各所述穿透电极形成分别连接每一个发光二级管与第二面的所述控制结构的电信号通道；又如，各所述穿透电极分别连接每一个发光二级管的行数据驱动器和列数据驱动器、与第二面的所述数据分析和图像处理器及所述控制结构；又如，所述控制结构分别通过各所述穿透电极连接第一面的各所述发光二极管。其中，所述数据分析和图像处理器，即分析处理器，亦可称为信号处理/图像控制器、图像处理器或处理器。又如，所述控制结构包括所述数据分析和图像处理器，即所述硅衬底的第二面设置控制结构，所述控制结构包括所述数据分析和图像处理器，所述硅衬底在其两个面之间阵列设置多个穿透电极，分别连接行数据驱动器和列数据驱动器与第二面的所述控制结构形成集成显示器件。例如，每一个所述非易失存贮器包括至少两个三极管。例如，所述数据分析和图像处理器，或所述控制结构，包括储存器和/或控制电路，例如，如图9所示，衬底反面设置储存器与控制电路，衬底正面设置行数据驱动电路(即行数据驱动器)、列扫描驱动电路(即列数据驱动器)与有源矩阵发光二极管显示屏；其中，储存器为ROM储存器或RAM储存器，控制电路包括数据采集电路、接收电路、分析电路、处理电路、放大器、数模转换器、模数转换器和/或图像分析处理器等。

这样，能够实现单个芯片集成显示屏及电路，且可以利用现有的半导体集成电路标准、生产设备、生产工艺来取得显示屏及电子线路的封装在一个硅衬底的产品。例如，能够制成高度集成的电子产品，例如手表上有55个集成电路模块，手机上100多个集成电路模块，都可以按此方式来做，这样做非常省电、省空间，还具有快速封装，接线头减少，减少热源，连接头减少，损坏率大大降低，正反两面的联系和通讯可以通过等优点。

例如，一种发光二极管集成显示器件，其包括具有两个面的硅衬底；所述硅衬底的第一面阵列设置多个发光模块；每一发光模块包括至少一发光二极管；所述硅衬底的第二面设置控制结构；所述硅衬底在其两个面之间阵列设置多个穿透电极，形成分别连接每一个发光二级管与第二面的所述控制结构的电信号通道；所述控制结构分别通过各所述穿透电极连接第一面的各所述发光二极管。优选的，所述发光二极管的发光面与所述硅衬底非平行，例如，所述发光二极管的发光面与所述硅衬底的第一面和/或第二面非平行设置；又如，所述发光二极管的发光面与所述硅衬底的初始状态的第一面和/或第二面非平行设置。例如，所述发光二极管的发光面的发光方向与所述硅衬底的第一面和/或第二面非平行设置；又如，所述发光二极管的发光面的发光方向与所述硅衬底的初始状态的第一面和/或第二面非平行设置。又如，所述发光二极管的发光面的发光方向与所述硅衬底的第一面和/或第二面形成70至110度角，优选为80至100度角，优选为90度角。例如，所述发光模块具有倒金字塔形状，即倒置的金字塔或者倒置的棱锥体；或者，所述发光模块具有倒置的棱台体结构，例如，棱台体为三棱台体或四棱台体。这样具有较好的出光效果。又如，所述发光模块的出光角度为70至110度角，优选为80至100度角，优选为90度角。

例如，一种发光二极管集成显示器件，其包括具有两个面的硅衬底；所述硅衬底的第一面阵列设置多个发光模块；所述硅衬底的第二面设置控制结构，其包括显示电子线路和/或控制模块；又如，所述控制模块包括驱动器、控制器、存储器、控制线路和/或传输线路等。所述硅衬底的第一面与第二面通过穿透电极连接第一面上的发光模块与第二面的控制结构。又如，控制结构包括电子线路、控制电路、存储装置与驱动电路，具体的连接方式，例如，每个发光模块分别连接电子线路、控制电路、存储装置与驱动电路。

目前的现有技术，LED都是在蓝宝石上做，本发明及其各实施例做在硅衬底上的LED阵列，是用半导体集成电路的方式来做的；目前的现有技术，在硅衬底上都是做单颗的LED，设计成灯点，没有人做阵列LED，这种情况下封装会占用较大的体积，从而导致了大边距，以至于无法在小屏幕上大量集成LED，而本发明及其各实施例做阵列用的，产品上有一个一个阵列乃至上百万个LED，LED的数量上限取决于显示屏的尺寸及本发明的进一步创新。并且，本发明及其各实施例能够实现超薄LED显示屏，达到将上亿个微型LED(亦称μ-LED)点阵集成，并将显示电子线路以及控制模块，例如具体包括电子线路、控制电路、存储装置和/或驱动电路等，均设置在硅衬底的另一面上，并且采用光刻技术做μ-LED，具有大视角、高反差、高密度的技术效果。

例如，所述硅衬底的第一面阵列设置多个发光模块的生长台组，每一发光模块包括至少一发光二极管，对应的，所述生长台组包括至少一生长台，每一所述生长台对应生长一发光二极管；优选的，所述生长台的高度为待生长发光二极管的高度的1至3倍，这样，可以灵活设置目标产品的位置。优选的，所述生长台具有倾角，例如，所述倾角为1至10度。这样，可以使得发光二极管集成显示器件实现一定的光向。优选的，同一生长台组的各所述生长台的倾角及其倾向相同，且相异生长台组的各所述生长台的倾角及其倾向相异，这样，特别适合实现多角度、大角度的照射效果。又如，所述硅衬底的第一面阵列设置多个发光模块的生长槽组，每一发光模块包括至少一发光二极管，对应的，所述生长槽组包括至少一生长槽，每一所述生长槽对应生长一发光二极管；优选的，所述生长槽的深度为待生长发光二极管的高度的1至3倍，这样，可以灵活设置目标产品的位置。优选的，所述生长槽具有倾角，例如，所述倾角为1至10度。这样，可以使得发光二极管集成显示器件实现一定的光向。优选的，同一生长槽组的各所述生长槽的倾角及其倾向相同，且相异生长槽组的各所述生长槽的倾角及其倾向相异。

例如，所述硅衬底的一侧面阵列生长发光二极管；即，所述硅衬底的第一面阵列生长若干发光二极管；与现有技术的单独制造工艺不同，本发明及其各实施例是直接生长LED阵列。优选的，各所述发光二极管与各所述穿透电极一一对应设置，每一所述发光二极管连接一所述穿透电极。例如，每一所述发光二极管对应设置一所述穿透电极；本发明及其各实施例的硅衬底的一侧是μ-LED，另一侧是控制部分，中间是用穿透电极穿过去的，例如，每一所述发光二极管下方穿设一所述穿透电极。为了达到更好的即时热传导效果，例如，所述穿透电极为圆柱形或圆台形。优选的，所述硅衬底上还设置若干纳米通道，各所述纳米通道分别贯穿所述硅衬底的两侧，这样，当μ-LED侧的温度较高时，可以通过纳米通道实现一定程度的微对流。例如，所述纳米通道为圆柱形，其半径为1至5纳米。优选的，每一发光模块或每一发光二极管对应设置一所述纳米通道。

又如，多个所述发光二极管共用一个所述穿透电极；又如，每一发光模块中的所有发光二极管共用一个所述穿透电极，例如，每一发光模块中的一个、两个或全部发光二极管共用一个所述穿透电极。又如，每一所述发光模块中的各个所述发光二极管分别连接相异的穿透电极。优选的，所述硅衬底的第一面设置若干连接体，各所述连接体与各所述穿透电极一一对应设置，每一所述连接体连接一所述穿透电极；每一所述连接体连接若干所述发光二极管，且每一所述发光二极管连接一所述连接体。例如，所述连接体为金属导体，例如金属片，又如所述连接体为铜制件；例如，多个所述发光二极管分别连接所述连接体，通过所述连接体连接一所述穿透电极，从而实现与所述控制结构的连接。又如，各所述连接体与各所述穿透电极一一对应设置，每一所述连接体连接一所述穿透电极，且每一所述连接体连接一所述发光模块；例如，每一所述发光模块中的一个、两个或全部发光二极管连接一个所述连接体；又如，每一所述发光模块中的各个所述发光二极管分别连接相异的连接体。这样，可以根据实际需要的控制发光方式，灵活调整所述发光二极管集成显示器件的各个发光二极管的连接。

例如，所述发光二极管的大小与间隙根据实际情况设计，例如，在试制生长的发光二极管，即μ-LED，每一个发光二极管的正方形边长尺寸为：10^-6米-10^-4米，也就是1微米至100微米；或者，每一个发光二极管的长方形最小边长尺寸为：10^-6米-10^-4米，也就是1微米至100微米；并且采用本发明及其各实施例的结构设计，两个发光二极管的间距为单个发光二极管尺寸的10％-20％；发光二极管集成显示器件的尺寸为：10mm毫米×10mm毫米至500mm毫米×500mm毫米；由于发光效率高，正常工作功率小，散热可以直接由硅衬底传导，同时也通过所述穿透电极传导。

为了达到更好地散热效果，例如，每一所述穿透电极设置铜柱电极，铜柱电极具有良好的导电效果和散热作用，特别适合大规模高密度阵列设置本发明的μ-LED。为了减轻重量，优选的，所述铜柱电极中空设置，例如，所述铜柱电极为圆筒形，这样，一方面满足了散热的需求，另一方面又能节约资源，减轻重量。又如，所述铜柱电极为圆柱形或圆台形，其中设置若干空腔结构，所述空腔结构为圆柱形；优选的，所述空腔结构的圆柱形的轴线与所述铜柱电极的轴线平行。优选的，所述铜柱电极远离所述发光二极管的端部翻边设置，即所述背面电极的位置翻边设置，以使其对于发光二极管的导热效果更好，进一步使得大规模的微点阵成为可行。进一步的，所述铜柱电极远离所述发光二极管的端部翻边设置，且形成类齿轮形状，例如形成中空类齿轮形状或者中间具有多个通孔的类齿轮形状，所述类齿轮形状类似于花瓣；所述类齿轮形状具有凹槽部及凸出部，其中，所述凹槽部与所述凸出部非啮合设置，为便于散热和接电设计，例如，所述凹槽部的面积小于所述凸出部的面积；例如，所述凸出部具有等腰梯形结构及弓形结构，所述凸出部靠近所述类齿轮形状中心的一端为所述等腰梯形结构，所述凸出部远离所述类齿轮形状中心的一端为所述弓形结构，所述等腰梯形结构的较长的底线与所述弓形结构的弦的长度相等。

优选的，每一所述发光模块包括若干通过改变发光二极管的基色发出异色的二次发光材料，例如，如：每一所述发光模块包括若干通过改变发光二极管的基色发出异色的不同颜色荧光粉或者不同颗粒尺寸的量子点材料。优选的，每一发光模块包括若干异色的发光二极管，例如，每一发光模块包括若干通过不同颜色荧光粉或者不同量子点材料发出异色的发光二极管。例如，每一发光模块作为一像素点，通过第二面的控制结构控制其发光颜色及发光时间。这样，可以实现小面积的丰富点阵显示效果。例如，每一发光模块包括若干通过不同颜色荧光粉发出异色的发光二极管。又如，每一发光模块包括若干通过各色荧光粉发出至少两种颜色的发光二极管。又如，每一发光模块包括若干通过各色荧光粉发出至少三种颜色的发光二极管。

优选的，每一发光模块包括至少三种基本颜色的彩色像素点；其中，所述基本颜色包括红基色、蓝基色与绿基色。例如，所述发光模块包括红色荧光粉与绿色荧光粉。这样，可以制成三色的μ-LED阵列。优选的，所述基本颜色还包括黄基色或白基色。例如，所述基本颜色还包括黄基色荧光粉或白基色荧光粉。例如，所述基本颜色还包括黄基色荧光粉所激发的黄基色或白基色荧光粉所激发的白基色。例如，所述发光模块包括黄基色荧光粉或白基色荧光粉。这样，可以制成四色的μ-LED阵列。例如，采用荧光粉工艺实现，蓝光直接透出或通过透明电极透出，在蓝光上加绿色荧光粉形成绿光，在蓝色上加红色荧光粉形成红光；又如，在蓝光上加黄色荧光粉形成白光，以此类推。

优选的，每一所述发光模块包括至少一个发出蓝光基色的III-V族化合物发光二极管。例如，蓝基色的像素点是硅衬底的III-V族化合物蓝光的发光二极管。和/或，红基色的像素点是硅衬底的III-V族化合物蓝光的发光二极管，通过表面的氮基红色荧光粉二次发光以产生红光。和/或，绿基色的像素点是硅衬底的III-V族化合物蓝光的发光二极管，通过表面的绿色硅酸盐荧光粉二次发光以产生绿光。

本发明的又一实施例如下：一种发光二极管集成显示器件的制造方法，用于制造上述各实施例所述发光二极管集成显示器件，所述制造方法包括以下步骤：一种发光二极管集成显示器件的制造方法，包括以下步骤：在硅衬底的第一面刻蚀形成硅面阵列；在硅面阵列表面外延生长发光二极管阵列；在每一个发光二极管附近的硅衬底表面制作至少一个非易失存贮器；在硅衬底的第一面制作列扫描驱动器以及行数据驱动器；在硅衬底的第一面制作列和行金属连线，把列扫描驱动器以及行数据驱动器连接到每一个发光二极管，以及非易失存贮器；在硅衬底的第二面干法刻蚀穿洞，绝缘洞内表面，金属填洞，形成连接双面的背面电极；在硅衬底的第二面制作数字信号处理器以及模拟信号处理器；在发光二极管表面采用光刻和薄膜刻蚀技术制作形成二次发光材料阵列；在发光二极管集成显示器件表面设置一层透明保护层。

请参阅图8，例如，所述制造方法包括以下步骤：

●在硅衬底的第一面刻蚀形成硅(111)面阵列；

●在硅(111)面阵列表面外延生长发光二极管阵列；例如用MOCVD、MBE或ALD技术在硅(111)面阵列表面外延生长发光二极管阵列；

●在每一个发光二极管附近的硅衬底表面制作至少一个非易失存贮器；

●在硅衬底的第一面制作列扫描驱动器以及行数据驱动器；

●在硅衬底的第一面制作列和行金属连线，把列扫描驱动器以及行数据驱动器连接到每一个发光二极管，以及非易失存贮器；

●在硅衬底的第二面干法刻蚀穿洞，绝缘洞内表面，金属填洞，形成连接双面的背面电极；

●在硅衬底的第二面制作相关电子线路，如：电子控制器，中心数据处理器，图像处理器，信号放大器，数字到模拟转换器，模拟到数字转换器，存储器，信号感应器，等等；

●在发光二极管阵列表面形成ITO透明电极；

●在发光二极管表面采用光刻和薄膜刻蚀技术制作形成二次发光材料阵列，如：不同颜色荧光粉，或者不同颗粒尺寸的量子点阵列，从而有规则地发出至少包括红色、蓝色与绿色的三基色；

●在发光二极管集成显示器件表面盖上一层透明保护层，与其下面的非易失存贮器形成触摸电容位置敏感的触摸屏。

本发明的又一实施例如下：一种发光二极管集成显示器件的制造方法，用于制造上述各实施例所述发光二极管集成显示器件，所述制造方法包括以下步骤：硅衬底的第一面刻蚀；外延生长发光二极管阵列；干法刻蚀穿洞，绝缘洞表面，金属填洞，形成背面电极；硅衬底的第二面设置控制结构；在发光二极管阵列表面形成ITO透明电极；采用光刻技术形成荧光粉阵列。例如，采用光刻技术形成三色荧光粉阵列。其中，干法刻蚀穿洞之后，对洞表面作绝缘处理，然后金属填洞，形成背面电极。例如在洞表面设置绝缘层等。又如，硅衬底的第二面在背面电极上设置控制结构或者以背面电极为基础设置控制结构。

例如，所述金属填洞采用化学气相沉积法实现。又如，所述干法刻蚀穿洞采用等离子刻蚀法实现。优选的，在1200摄氏度下外延生长发光二极管阵列，其中，所述1200摄氏度下，包括1200摄氏度±30摄氏度的温度范围。又如，在1200摄氏度下处理LED。优选的，硅衬底的第二面在700摄氏度下形成背面电极，设置控制模块。例如，硅衬底的第二面在700摄氏度下形成背面电极，又如，硅衬底的第二面在700摄氏度下形成背面电极，并以背面电极设置控制模块。其中，所述700摄氏度下，包括700摄氏度±20摄氏度的温度范围。

本发明的一个实施例是，硅衬底的第一面刻蚀如图1所示，形成若干阵列凸台结构；例如，采用光刻形成氮化硅保护层，采用等离子体方向性刻蚀硅衬底，然后清除氮化硅保护层。然后，如图2所示，MOCVD外延生长3-5族半导体发光二极管阵列，例如，发光二极管集成显示器件的硅衬底上生长3-5族半导体发光二极管种类如图8所示。MOCVD外延生长3-5族半导体发光二极管阵列之前或之后，如图3所示，等离子体刻蚀穿洞，对洞表面作绝缘处理后进行气相沉积金属填洞，形成背面电极；然后，在硅衬底背面制作控制结构，包括电子线路和相关驱动控制等，如图4所示，其具有硅衬底100、控制结构200、连接衬底面的穿透电极(亦称竖电极)300以及LED芯片400，其中，控制结构包括电子线路、驱动器、控制器和/或存储器等。然后，如图5所示，在发光二极管阵列表面形成ITO透明电极500；然后，如图6所示，用半导体光刻技术形成3色荧光粉阵列，从而在部分外延生长LED芯片410上形成第一荧光粉层420、第二荧光粉层430或第三荧光粉层440。最终得到的彩色微LED显示屏结构截面图如图7所示。

又如，有源矩阵发光二极管显示屏驱动工作原理及其部分放大示意图如图10所示，通过行数据驱动与列扫描驱动实现有源矩阵发光二极管显示屏，在衬底正面设有行数据驱动器与列扫描驱动器，列扫描驱动器从上到下的列扫描，每扫一行，行数据驱动器就把信号传到另一个点，行列相互配合驱动，在衬底正面设有有源矩阵，有源矩阵一端接列扫描驱动器，另一端接行数据驱动器，每一个发光模块都包括发光二极管和非易失存贮器。本发明的又一个实施例的硅衬底表面刻蚀如图11所示，硅衬底100上设置SiNx保护面膜110，用KOH酸湿法刻蚀单晶硅衬底100，形成倒金字塔形状的Si面阵列120；由于MOCVD有热胀冷缩的系数，以此去制作及刻蚀，通过定义最小单元，刻蚀引起表面的胀力不会破坏定义的最小单元，从而保证器件不会断裂，例如，每一个发光模块包括三个LED与一个非易失存贮器，以形成一个像素，其中，非易失存贮器的表面没有暴露出来；然后在衬底上进行外延生长LED，LED只会生长在硅衬底上面没有SiNx保护面膜110的位置。请一并参考图8，硅衬底Si(111)的上面的7层为过渡层具有光学反射的作用，用多层的薄膜折射系数，可以反射回去，与镜子相似，第8层为正的电极，之上的二层为发光二极管，之上的二层为负的电极。然后刻蚀及选择性清理硅衬底表面如图12所示，例如采用光刻、干刻蚀SiNx护膜；然后在硅衬底表面生长半导体集成电路如图13所示，硅衬底表面上设有在Si面上的III-V族半导体发光二极管阵列130、行数据驱动电路140、列扫描驱动电路150与非易失存贮器160；然后在硅衬底一面设置透明保护层180，且在硅衬底另一面制作控制结构，如图14所示，具有行数据线141、列扫描线151、控制结构200及穿透电极300；然后用荧光粉或者量子点阵列将蓝光二次转换为红光和绿光，如图15所示，形成蓝/绿/红三色发光二极管阵列170。得到发光二极管集成显示器件，即有源矩阵彩色发光二极管集成显示屏，其结构截面如图16所示。

又如，所述发光二极管集成显示器件的制造方法，用于制造具有上述任一实施例所述发光二极管集成显示器件的结构。

例如，一个具体的制造方法或称为生产方法包括以下步骤：

1、硅衬底，刻蚀一个一个平面，先做光刻保护层，再刻蚀，刻蚀是用干刻蚀和湿刻蚀，干刻蚀是等离子刻蚀，湿刻蚀浸在酸里面，刻蚀后形成阵列。

2、在阵列面上外延生长上LED，通过MOCVD，在其外延上生长LED，例如，氮化硅的每个LED生成，然后每个阵列会发蓝光。

3、用半导体刻蚀穿洞，将每个LED背部接好其中一个电极接到硅衬底的另一个面上去，刻蚀采用等离子刻蚀穿洞，金属填洞，CVD填洞，形成连接衬底竖的电极，即竖电极，每个LED下面都有一个电极，LED生产过程是800摄氏度以上，优选为1200摄氏度。

4、在硅衬底的另一面用700摄氏度做背面电极，然后设置控制结构，即电子控制部分，包括电子线路、控制电路、存储装置和/或驱动电路等，在这过程中，不会影响到LED(LED是1200摄氏度)，此时处于中间状态，是蓝色的，单色的发光。

5、在LED做好的这一层镀一层透明电极，形成LED另一个电极形成ITO透明电极。

6、在蓝光上加绿色荧光粉形成绿光，在蓝色上加红色荧光粉形成红光，原用蓝光保留。又如，在蓝光上加黄色荧光粉形成白光，这样可以使用颜色更鲜艳，或者，白光可用可不用。

又如，所述制造方法包括以下步骤：

参考图11，通过MOCVD有热胀冷缩的系数，去制作及刻蚀硅衬底；其中，定义最小单元，使得制作及刻蚀时引起表面的胀力，不会破坏定义的最小单元，以保证器件不会断裂；每个发光模块包括三个LED与一个非易失存贮器以形成一个像素，非易失存贮器的表面没有暴露出来的，以保护非易失存贮器。

然后在衬底上，进行外延生长LED，LED只会生成在硅衬底(111上面长氮化钾的单晶)，在保护层(SiNx保护面膜110)也就是氮化硅上面不会生长LED。硅衬底的111面，之上的7层为过渡层具有光学反射的作用，用多层的薄膜折射系数，可以反射回去，与镜子相似，第8层为正的电极，之上的二层为发光二极管，之上的二层为电极的负极。

参考图12，刻蚀SiNx护膜，选择性清理硅衬底表面，将硅的111面再露出来，以便LED进行生长。

参考图13，在硅衬底表面生长半导体集成电路，非易失存贮器及行数据驱动器、列扫描驱动器。然后光刻、干刻蚀打开暴露发光二极管的阳极电极，将LED的正极进行暴露，在LED的角上开口；然后制作行列数据线和扫描线，以及各电极连线将行列线及LED正极与非易失存贮器连线进行连接；然后覆盖一层透明SiOx保护层，即透明保护层180，这样，用氧化硅保护起来，形成蓝色显示屏；然后干刻蚀，CVD化学金属填充形成穿透电极，通过将硅衬底反转过来，穿透电极设置在行列驱动上面，行列驱动即行数据驱动器与列扫描驱动器。

参考图14，在硅衬底另一面制作控制结构，例如，数据采集电路、接收电路、分析电路、处理电路、放大器、数模转换器、模数转换器和/或图像分析处理器等。

参考图15，应用二次发光的材料，有选择性做红色二次发光点阵及绿色二次发光点阵，用光刻的形式，将点暴露出来，光敏感材料留下来，例如，光刻选择红光或者绿光点阵，然后镀上红光或者绿光的材料，例如红光的荧光粉或者量子点，绿光的荧光粉或者量子点等；然后清理掉非选择部分的红光和绿光材料。

这样，即可制得有源发光二极管显示屏，其截面可参考图16。

这样，可以得到上百万个LED在一个面上，每个LED都是像素点，发出的光非常具有稳定性，显示效率高，显示屏厚度超薄，可以应用于手机，平板，PC机，互联网、物联网所使用的显示屏，以及可穿戴显示屏等，还能用于实现模拟和虚拟的三维显示，具有色彩丰富，分辨率高，省电的效果。

又如，所述发光二极管集成显示器件采用上述任一实施例所述制造方法制备得到。

进一步的，本发明及其各实施例的发光二极管集成显示器件，经试验能够达到以下技术效果：

超低功耗–是现有1/10功率；

超高分辨率–1080p高清；

超薄器件–1毫米厚手表；

超大视角–160°视角；

超高反差–100％亮度反差；

低成本–同衬底大规模集成。

进一步地，本发明的实施例还包括，上述各实施例的各技术特征，相互组合形成的发光二极管集成显示器件及其制造方法。

需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。