CN107564929B - 一种阵列基板及其制作方法、显示面板、显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种阵列基板及其制作方法、显示面板和显示装置，其中阵列基板上制作具有二维电子气层的开关管和LED形成的发光单元，通过给开关管的第三电极层施加电压，控制二维电子气层的夹断或打开，从而控制开关管的第一电极层和第二电极层的断开或导通，其中，开关管的第二电极层与LED的P型半导体层上的透明导电层电性连接，而LED的N型半导体层与第三传输线相连，在第三传输线上通电，控制第三电极层的电势，进而控制LED的P型半导体层和N型半导体层上的电流，进而控制LED的点亮或关闭，从而达到显示画面的目的。由于二维电子气层的高迁移率，可以使得开关管小型化，进而实现LED作为小型电子设备的高分辨率显示屏幕。

Description

一种阵列基板及其制作方法、显示面板、显示装置

技术领域

本发明涉及光电子技术领域，尤其涉及一种阵列基板及其制作方法、显示面板、显示装置。

背景技术

近年来，有机发光二极管(OLED)因为相对于相对液晶显示(LCD)器件在自发光、功耗低、亮度、对比度、以及视角有着明显的优势，而被广泛应用作显示器件。虽然有机发光二极管(OLED)也是自发光器件，但OLED相对于GaN基发光二极管(LED)，发光效率、寿命仍然明显较差。

随着电子产品的不断发展，电子产品屏幕的像素越来越高，LCD或OLED的显示发光效率较低，电子产品的续航能力迎来挑战，因此，若能够将LED应用在电子产品的屏幕中，将能够大大提高发光效率，从而节省电能。

但是目前LED显示应用通常用作室内外的广告显示屏幕上，大屏幕上设置多个阵列排布的多个LED灯珠，将每个LED灯珠作为一个像素点，通过控制每个LED灯珠的点亮状态，控制整个大屏幕显示画面。LED应用于室内外的显示时，像素点都是分立的LED灯珠，灯珠与灯珠之间的点间距在现行技术，较为先进水平的是0.8mm(即P0.8)。点间距为0.8mm应用在高分辨率要求的电子产品显示屏幕上时，基本不可行。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种阵列基板及其制作方法、显示面板、显示装置，以解决现有技术中LED分立器件无法应用在高分辨率要求的微显示屏幕上，或无法应用于需要集成显示的显示屏幕上的问题。。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种阵列基板，包括：

基板，所述基板的一个表面上形成有整层的N型半导体层，所述基板包括布线区、开关区和显示区；

位于所述布线区的基板上，且交叉绝缘设置的多条第一传输线和多条第二传输线，多条所述第一传输线和多条所述第二传输线限定出多个像素单元；

位于所述布线区的基板上，与所述第一传输线交叉绝缘设置的第三传输线；

所述第一传输线和所述第二传输线均与所述N型半导体层绝缘设置，所述第三传输层与所述N型半导体层欧姆接触；

每个所述像素单元均分为所述开关区和所述显示区，所述开关区设置有开关管，所述显示区设置有发光单元；

位于所述基板上，且沿背离所述基板的方向上：

所述发光单元包括依次设置的发光层和P型半导体层、透明导电层和绝缘层；

所述开关管包括依次设置的所述发光层、所述P型半导体层、第一膜层、第二膜层、所述绝缘层，以及与所述绝缘层同层设置且并列排布的第一电极层、第二电极层，所述第一电极层、所述第二电极层均与所述第二膜层欧姆接触，与所述绝缘层同层设置或位于所述绝缘层背离所述基板的表面上的第三电极层，所述第三电极层与所述第二膜层肖特基接触或绝缘；

其中，所述第一膜层和所述第二膜层之间形成有二维电子气层，所述第一电极层与所述第二传输线电性连接，所述第二电极层与所述发光单元的所述透明导电层电性连接，所述第三电极层与所述第一传输线电性连接，所述第三电极层用于控制所述第一电极层和所述第二电极层通过所述二维电子气层导通或关闭，以控制所述发光单元的点亮或关闭。

一种阵列基板制作方法，用于制作形成上述的阵列基板，所述阵列基板制作方法包括：

提供基板，所述基板包括显示区、开关区和布线区；

在所述基板上依次外延生长发光二极管外延结构、第一膜层和第二膜层，其中，所述发光二极管外延结构至少包括N型半导体层、发光层和P型半导体层，所述第一膜层和所述第二膜层之间形成二维电子气层，且所述第一膜层的晶格和所述第二膜层的晶格与所述发光二极管外延结构的晶格匹配；

去除所述布线区以及所述显示区和所述开关区之间区域的所述第二膜层、所述第一膜层、所述P型半导体层、所述发光层，暴露出所述布线区的N型半导体层；并去除所述显示区对应的所述第二膜层和所述第一膜层，暴露出所述显示区的P型半导体层；

在暴露出的所述P型半导体层上形成透明导电层；

在所有暴露的结构表面上形成绝缘层；

在所述开关区上形成相互绝缘的第一电极层、第二电极层和第三电极层，所述第一电极层、所述第二电极层均与所述第二膜层欧姆接触，所述第三电极层与所述第二膜层绝缘或肖特基接触；

在所述布线区形成第一传输线、第二传输线、第三传输线和连接金属线，其中，所述第一传输线和所述第二传输线交叉绝缘设置，且均位于所述绝缘层上，所述第一传输线与所述第三电极层电性连接，所述第二传输线与所述第一电极层电性连接，所述第三传输线与所述第一传输线平行绝缘设置，且所述第三传输线穿过所述绝缘层与所述N型半导体层欧姆接触，所述连接金属线连接所述第二电极层和所述透明导电层。

本发明还提供一种阵列基板，包括：

基板，所述基板的一个表面沿背离所述基板的方向上依次包括第一膜层和第二膜层，所述第一膜层和所述第二膜层之间形成二维电子气层，所述基板包括布线区、开关区和显示区；

位于所述布线区的基板上，且交叉绝缘设置的多条第一传输线和多条第二传输线，多条所述第一传输线和多条所述第二传输线限定出多个像素单元；

位于所述布线区的基板上，与所述第一传输线交叉绝缘设置的第三传输线；

所述布线区的基板上还设置有N型半导体层，所述第一传输线和所述第二传输线均与所述N型半导体层绝缘设置，所述第三传输层与所述N型半导体层欧姆接触；

每个所述像素单元均包括开关区和显示区，所述开关区设置有开关管，所述显示区设置有发光单元；

位于所述基板上，且沿背离所述基板的方向上：

所述发光单元包括依次设置的所述N型半导体层、发光层和P型半导体层、透明导电层和绝缘层；

所述开关管包括绝缘层和与所述绝缘层同层设置且并列排布的第一电极层、第二电极层，所述第一电极层、所述第二电极层均与所述第二膜层欧姆接触，与所述绝缘层同层设置或位于所述绝缘层背离所述基板的表面上的第三电极层，所述第三电极层与所述第二膜层肖特基接触或绝缘；

其中，所述第一电极层与所述第二传输线电性连接，所述第二电极层与所述发光单元的所述透明导电层电性连接，所述第三电极层与所述第一传输线电性连接，所述第三电极层用于控制所述第一电极层和所述第二电极层通过所述二维电子气层导通或关闭，以控制所述发光单元的点亮或关闭。

对应地，也提供了一种阵列基板制作方法，用于制作形成上面所述的阵列基板，所述阵列基板制作方法包括：

提供基板，所述基板包括显示区、开关区和布线区；

在所述基板上依次外延生长第一膜层、第二膜层和发光二极管外延结构，其中，所述发光二极管外延结构至少包括N型半导体层、发光层和P型半导体层，所述第一膜层和所述第二膜层之间形成二维电子气层，且所述第一膜层的晶格和所述第二膜层的晶格与所述发光二极管外延结构的晶格匹配；

去除所述布线区的所述P型半导体层和所述发光层，暴露出所述布线区的N型半导体层；并去除所述开关区的所述P型半导体层、所述发光层、所述N型半导体层，暴露出所述开关区的第二膜层；

在所述显示区的P型半导体层上形成透明导电层；

在所有暴露的结构表面上形成绝缘层；

在所述开关区上形成相互绝缘的第一电极层、第二电极层和第三电极层，所述第一电极层、所述第二电极层均与所述第二膜层欧姆接触，所述第三电极层与所述第二膜层绝缘或肖特基接触；

在所述布线区形成第一传输线、第二传输线、第三传输线和连接金属线，其中，所述第一传输线和所述第二传输线交叉绝缘设置，且均位于所述绝缘层上，所述第一传输线与所述第三电极层电性连接，所述第二传输线与所述第一电极层电性连接，所述第三传输线与所述第一传输线平行绝缘设置，且所述第三传输线穿过所述绝缘层与所述N型半导体层欧姆接触，所述连接金属线连接所述第二电极层和所述透明导电层。

本发明还提供一种显示面板，包括上面所述的阵列基板。

同时，提供一种显示装置，包括所述显示面板。

经由上述的技术方案可知，本发明提供的阵列基板，包括基板，位于基板上呈阵列排布的多个像素单元，每个像素单元包括开关区和显示区，其中显示区为LED外延结构，用于实现发光，而开关区包括第一膜层和第二膜层，第二膜层上设置有第一电极层、第二电极层和第三电极层，其中LED外延结构的P型半导体上设置有透明导电层，透明导电层与第二电极层电性连接，其中，第三电极层用于控制所述第一电极层和所述第二电极层通过所述二维电子气层导通或关闭，以控制所述发光单元的点亮或关闭。

也即本发明提供的阵列基板，采用二维电子气层实现开关管的导通沟道，并将其中一个电极层与发光二极管的电极相连，发光二极管的另一个电极与第三传输线相连，在发光二极管的两极之间形成开关管，构成有源矩阵阵列基板，通过有源驱动，实现多个发光区的亮暗控制，从而得到高分辨率的集成式的LED显示屏幕。

本发明对应的提供了阵列基板的制作方法，用于制作所述阵列基板。

同时，本发明还提供一种显示面板和显示装置，所述显示面板和显示装置均采用所述阵列基板，从而得到高发光效率、高分辨率的小型化LED屏幕。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种阵列基板的俯视结构示意图；

图2A为图1中沿AA’线的剖面示意图；

图2B为图1中沿BB’线的剖面示意图；

图2C为图1中沿CC’线的剖面示意图；

图3为本发明实施例提供的一种阵列基板制作流程示意图；

图4A-图4D为本发明实施例提供的沿图1中AA’线的阵列基板工艺步骤截面示意图；

图5A为另一实施例沿图1中AA’线的剖面示意图；

图5B为另一实施例沿图1中BB’线的剖面示意图；

图5C为另一实施例沿图1中CC’线的剖面示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种阵列基板制作流程示意图；

图7A-图7D为本发明实施例提供的沿图1中AA’线的阵列基板工艺步骤截面示意图；

图8为本发明实施例提供的一种显示装置结构示意图。

具体实施方式

正如背景技术部分所述，OLED或LCD的发光效率没有LED直接发光的效率高，从而对电子产品的续航能力以及需要高亮度应用时(如白天光照下，现行的LCD、OLED屏都很困难清晰显示，必须加强显示屏背景灯的亮度)等造成较大挑战。而LED通常作为分立器件用于屏幕显示的通常为室内外大屏幕，利用LED灯珠的点亮实现画面显示。由于LED应用于小型屏幕的难度较大，使得LED在显示的领域应用受限。

具体的，发明人发现，在将LED应用于显示屏幕时，若采用LED作为像素，使用无源驱动，即需要在每颗LED的正极和负极引出线，同一时刻信号只能控制单颗LED像素，这种集成结构无法满足全彩且分辨率较低。

基于此，本发明提供一种阵列基板及其制作方法，用于实现LED代替LCD和OLED用作显示屏，采用有源驱动避免无源驱动时候的缺点，也即直接在LED外延结构上直接制作出有源驱动矩阵LED芯片，通过二维电子气(HEMT)的开关功能，实现单颗LED的亮与暗。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1-图2C，本发明提供一种阵列基板，包括：

基板101，基板101的一个表面上形成有整层的N型半导体层102，基板101包括布线区1、开关区2和显示区3，请参见图1所示俯视结构示意图。

位于布线区1的基板101上，且交叉绝缘设置的多条第一传输线11和多条第二传输线12，多条第一传输线11和多条第二传输线12限定出多个像素单元；位于布线区1的基板上101，与第一传输线11交叉绝缘设置的第三传输线13。

第一传输线11和第二传输线12均与N型半导体层102绝缘设置，请参见图2A的最左侧部分的布线区1所示；第三传输层13与N型半导体层102欧姆接触；请参见图2C，为图1中沿CC’的截面结构示意图，第三传输线13与N型半导体层102直接连接，形成欧姆接触，而第一传输线11与N型半导体层102之间设置有绝缘层110，第一传输线11和第三传输线13之间也通过设置绝缘层120形成绝缘设置。

需要说明的是，本实施例中不限定第一传输线11、第二传输线12的上下叠层关系，只要交叉绝缘设置即可。同样地，不限定第一传输线11与第三传输线的上下叠层关系，图2C中仅为示例，对本申请方案不做限定。

每个像素单元均分为开关区2和显示区3，开关区2设置有开关管，显示区设置有发光单元；位于基板101上，且沿背离基板101的方向上：发光单元包括依次设置的发光层103和P型半导体层104、透明导电层108和绝缘层110。

开关管包括依次设置的发光层103、P型半导体层104、第一膜层105、第二膜层107、绝缘层110，以及与绝缘层110同层设置且并列排布的第一电极层21、第二电极层22，第一电极层21、第二电极层22均与第二膜层107欧姆接触，与绝缘层同110层设置或位于绝缘层110背离基板的表面上的第三电极层23，第三电极层23与第二膜层107肖特基接触或绝缘，请参见图2A所示，第三电极层23与第二膜层107肖特基接触，当第三电极层23与第二膜层107绝缘设置时，第三电极层23直接制作在绝缘层110的上方。

其中，第一膜层105和第二膜层107之间形成有二维电子气层106，第一电极层21与第二传输线12电性连接，第二电极层22与发光单元的透明导电层108电性连接，请参见图2B所示，为图1中沿BB’线的截面示意图，其中，第二电极层22与透明导电层108通过连接金属层109连接。

第三电极层23与第一传输线11电性连接，第三电极层23用于控制第一电极层21和第二电极层22通过二维电子气层106导通或关闭，以控制发光单元的点亮或关闭。

从图1中可以看出，本发明中每个像素单元包括LED显示区和开关区，通过有源矩阵的HEMT开关控制每个像素单元中的LED发光或关闭，从而实现呈阵列排布的LED阵列显示画面。

需要说明的是，本实施例中不限定发光二极管的具体结构，至少包括N型半导体层、发光层和P型半导体层，在本发明的其他实施例中，LED还可以包括超晶格结构等结构，本实施例中对此不做限定，而且本实施例中不限定LED的具体材质，可选的，在本实施例中发光二极管为GaN基发光二极管，其中所述N型半导体层为N型GaN层，所述P型半导体层为P型GaN层；本领域技术人员在不付出创造性劳动基础上，还可以得知其他发光二极管也能够适用于HEMT结构作为开关，本实施例中对此不做赘述。

针对GaN基发光二极管，第一膜层和第二膜层外延生长在LED的外延结构上，为使得第一膜层和第二膜层与LED外延结构层晶格匹配，生长效果较好，本实施例中可选地，第一膜层105为GaN层，所述第二膜层107为AlGaN层，在本发明的其他实施例中，第一膜层105为AlGaN层，所述第二膜层107为GaN层，本实施例中对此不做限定。

本实施例中对各个电极层和各个传输线的材质也不做限定，为使得金属导电性较好，以及与第二膜层的欧姆接触或肖特基接触更加完善，本实施例中可选的，第一电极层21和第二电极层22的材质相同，均为Ti/Al/Ti/Au的叠层结构；第三电极层23的材质为Pt/Au的叠层结构；第一传输线11、第二传输线12、第三传输线13的材质相同，均为Cr/Au的叠层结构或者Ni/Au的叠层结构。

本发明实施例还提供一种上述阵列基板的制作方法，如图3所示，包括：

S101：提供基板，所述基板包括显示区、开关区和布线区；

S102：在所述基板上依次外延生长发光二极管外延结构、第一膜层和第二膜层，其中，所述发光二极管外延结构至少包括N型半导体层、发光层和P型半导体层，所述第一膜层和所述第二膜层之间形成二维电子气层，且所述第一膜层的晶格和所述第二膜层的晶格与所述发光二极管外延结构的晶格匹配；

S103：去除所述布线区以及所述显示区和所述开关区之间区域的所述第二膜层、所述第一膜层、所述P型半导体层、所述发光层，暴露出所述布线区的N型半导体层；并去除所述显示区对应的所述第二膜层和所述第一膜层，暴露出所述显示区的P型半导体层；

S104：在暴露出的所述P型半导体层上形成透明导电层；

S105：在所有暴露的结构表面上形成绝缘层；

S106：在所述开关区上形成相互绝缘的第一电极层、第二电极层和第三电极层，所述第一电极层、所述第二电极层均与所述第二膜层欧姆接触，所述第三电极层与所述第二膜层绝缘或肖特基接触；

S107：在所述布线区形成第一传输线、第二传输线、第三传输线和连接金属线，其中，所述第一传输线和所述第二传输线交叉绝缘设置，且均位于所述绝缘层上，所述第一传输线与所述第三电极层电性连接，所述第二传输线与所述第一电极层电性连接，所述第三传输线与所述第一传输线平行绝缘设置，且所述第三传输线穿过所述绝缘层与所述N型半导体层欧姆接触，所述连接金属线连接所述第二电极层和所述透明导电层。

其中，所述在所述开关区上形成相互绝缘的第一电极层、第二电极层和第三电极层，所述第一电极层、所述第二电极层均与所述第二膜层欧姆接触，所述第三电极层与所述第二膜层绝缘或肖特基接触，具体包括：

通过化学蚀刻或干法刻蚀方式，在所述开关区的绝缘层上开口，制作待形成第一电极层区域、待形成第二电极层区域和待形成第三电极层区域；在所述待形成第一电极层区域和所述待形成第二电极层区域蒸镀第一金属，分别形成相互绝缘的第一电极层和第二电极层，所述第一电极层、所述第二电极层均与所述第二膜层欧姆接触；在所述待形成第三电极层区域蒸镀第二金属，形成第三电极层，所述第三电极层与所述第二膜层肖特基接触。

或者，通过化学蚀刻或干法刻蚀方式，在所述开关区的绝缘层上开口，制作待形成第一电极层区域和待形成第二电极层区域；在所述待形成第一电极层区域和所述待形成第二电极层区域蒸镀第一金属，分别形成相互绝缘的第一电极层和第二电极层，所述第一电极层、所述第二电极层均与所述第二膜层欧姆接触；在所述绝缘层上蒸镀第二金属，形成第三电极层，所述第三电极层与所述第二膜层绝缘。

本实施例中不限定各个结构的材质，可选的，以下方实例说明，需要说明的是，其中涉及的材质及参数仅为个别示例，对本发明的制作方法并不做限定。

具体的，请参见图4A-图4D所示，图4A-图4D为沿图1中AA’线的截面示意图。

请参见图4A，在基板层101上生长N型氮化镓层102，在102层上生长量子阱层103，在103层上生长P型氮化镓层104，在104层上生长氮化镓层105，也即第一膜层，在氮化镓层105上生长铝镓氮层107，也即第二膜层，氮化镓层105与铝镓氮层107层之间会形成二维电子气层106；

请参见图4B，在上述结构的外延片上，将开关区和显示区保护起来，通过等离子化学干蚀刻布线区，制作出N型GaN区域，至N型GaN层102；继续通过等离子化学干蚀刻的方法，仅把LED器件区域上的HEMT结构蚀刻掉，制作出发光二极管的P型GaN区域，至P型GaN层104；请参见4C所示。

请参见图4D所示，在P型GaN层104通过电子束蒸发或磁控溅射方式制作透明导电层108，所述透明导电层108包括但不限于ITO、NiAu结构。再通过退火方式，使所述透明导电层108与P型氮化镓104形成欧姆接触。

在整个结构上，通过PECVD方式生长出绝缘层110，所述绝缘层110为二氧化硅或氮化硅。

请参见图2A-图2C所示，在绝缘层110上，通过化学蚀刻或干法蚀刻方式，蚀刻出漏极、源极两个区域。并通过电子束蒸发或磁控溅射方式同时制作漏极金属层(也即本实施例中的第一电极层21)和源极金属层(也即本实施例中的第二电极层22)，所述漏极金属层和源极金属层结构为Ti/Al/Ti/Au的叠层结构，再通过一定的退火条件，使漏极金属层21和源极金属层22与铝镓氮层107形成欧姆接触。

在绝缘层110上，通过化学蚀刻或干法蚀刻方式，蚀刻出栅极区域。

并通过电子束蒸发或磁控溅射方式同时制作栅极金属层23，所述栅极金属层结构为Pt/Au叠层金属层，栅极金属层23与铝镓氮层107形成肖特基接触。

制作连接金属线109，使源极金属层22与透明导电层108连接。所述连接金属层109为Cr/Au或Ni/Au金属叠层结构。

再整面生长出绝缘层120，所述绝缘层为二氧化硅或氮化硅。如图2A、2C所示，通过蚀刻的方式，保留漏极传输线12，栅极传输线11、共N传输线13相互通过的区域，使各传输线之间隔离开。

如图2C所示，绝缘层120上，通过化学蚀刻或干法蚀刻方式，蚀刻出特定的共N传输线区域，再同时通过电子束蒸发或磁控溅射方式制作栅极传输线12和共N传输线13，栅极传输线12和共N传输线13结构为Cr/Au或Ni/Au金属叠层结构。

本发明提供的阵列基板，包括基板，位于基板上呈阵列排布的多个像素单元，每个像素单元包括开关区和显示区，其中显示区为LED外延结构，用于实现发光，而开关区包括第一膜层和第二膜层，第二膜层上设置有第一电极层、第二电极层和第三电极层，其中LED外延结构的P型半导体上设置有透明导电层，透明导电层与第二电极层电性连接，其中，第三电极层用于控制所述第一电极层和所述第二电极层通过所述二维电子气层导通或关闭，以控制所述发光单元的点亮或关闭。

也即本发明提供的阵列基板，采用二维电子气层实现开关管的导通沟道，并将其中一个电极层与发光二极管的电极相连，发光二极管的另一个电极与第三传输线相连，在发光二极管的两极之间形成开关管，构成有源矩阵阵列基板，通过有源驱动，实现多个发光区的亮暗控制，从而得到高分辨率的LED显示屏幕。由于HEMT相对LED各层具有较高的电子迁移率，非常有利于器件的微型化。

请参见图1、图5A-图5C，本发明提供一种阵列基板，包括：

基板201，基板201的一个表面沿背离基板的方向上依次包括第一膜层202和第二膜层204，第一膜层202和第二膜层204之间形成二维电子气层203，基板201包括布线区1、开关区2和显示区3；

位于布线区的基板201上，且交叉绝缘设置的多条第一传输线11和多条第二传输线12，多条第一传输线11和多条第二传输线12限定出多个像素单元；位于布线区的基板201上，与第一传输线11交叉绝缘设置的第三传输线13；布线区的基板201上还设置有N型半导体层205，第一传输线11和第二传输线12均与N型半导体层205绝缘设置，请参见图5A的最左侧部分的布线区1所示，第三传输层13与N型半导体层205欧姆接触；请参见图5C中所示。

每个像素单元均包括开关区2和显示区3，开关区2设置有开关管，显示区3设置有发光单元；位于基板201上，且沿背离基板201的方向上：发光单元包括依次设置的N型半导体层205、发光层206和P型半导体层207、透明导电层208和绝缘层210；请参见图5A中的显示区3中所示，以及图5B中中间部分的显示区中所示。

请继续参见图5A，开关管包括绝缘层210和与绝缘层210同层设置且并列排布的第一电极层21、第二电极层22，第一电极层21、第二电极层22均与第二膜层204欧姆接触，与绝缘层210同层设置或位于绝缘层背离基板的表面上的第三电极层23，第三电极层23与第二膜层204肖特基接触或绝缘；

其中，第一电极层21与第二传输线12电性连接，第二电极层22与发光单元的透明导电层208电性连接，本实施例中，请参见图5A所示，第二电极层22与透明导电层208之间，通过连接金属层209电性连接。

第三电极层23与第一传输线11电性连接，第三电极层23用于控制第一电极层21和第二电极层22通过二维电子气层203导通或关闭，以控制发光单元的点亮或关闭。

从图1中可以看出，本发明中每个像素单元包括LED显示区和开关区，通过有源矩阵的HEMT开关控制每个像素单元中的LED发光或关闭，从而实现呈阵列排布的LED阵列显示画面。

需要说明的是，本实施例中不限定发光二极管的具体结构，至少包括N型半导体层、发光层和P型半导体层，在本发明的其他实施例中，LED还可以包括超晶格结构等结构，本实施例中对此不做限定，而且本实施例中不限定LED的具体材质，可选的，在本实施例中发光二极管为GaN基发光二极管，其中所述N型半导体层为N型GaN层，所述P型半导体层为P型GaN层；本领域技术人员在不付出创造性劳动基础上，还可以得知其他发光二极管也能够适用于HEMT结构作为开关，本实施例中对此不做赘述。

针对GaN基发光二极管，第一膜层和第二膜层外延生长在LED的外延结构上，为使得第一膜层和第二膜层与LED外延结构层晶格匹配，生长效果较好，本实施例中可选地，第一膜层202为GaN层，所述第二膜层204为AlGaN层，在本发明的其他实施例中，第一膜层202为AlGaN层，所述第二膜层204为GaN层，本实施例中对此不做限定。

本实施例中对各个电极层和各个传输线的材质也不做限定，为使得金属导电性较好，以及与第二膜层的欧姆接触或肖特基接触更加完善，本实施例中可选的，第一电极层21和第二电极层22的材质相同，均为Ti/Al/Ti/Au的叠层结构；第三电极层23的材质为Pt/Au的叠层结构；第一传输线11、第二传输线12、第三传输线13的材质相同，均为Cr/Au的叠层结构或者Ni/Au的叠层结构。

本发明实施例还提供一种上述阵列基板的制作方法，如图6所示，包括：

S201：提供基板，所述基板包括显示区、开关区和布线区；

S202：在所述基板上依次外延生长发光二极管外延结构、第一膜层和第二膜层，其中，所述发光二极管外延结构至少包括N型半导体层、发光层和P型半导体层，所述第一膜层和所述第二膜层之间形成二维电子气层，且所述第一膜层的晶格和所述第二膜层的晶格与所述发光二极管外延结构的晶格匹配；

S203：去除所述布线区以及所述显示区和所述开关区之间区域的所述第二膜层、所述第一膜层、所述P型半导体层、所述发光层，暴露出所述布线区的N型半导体层；并去除所述显示区对应的所述第二膜层和所述第一膜层，暴露出所述显示区的P型半导体层；

S204：在暴露出的所述P型半导体层上形成透明导电层；

S205：在所有暴露的结构表面上形成绝缘层；

S206：在所述开关区上形成相互绝缘的第一电极层、第二电极层和第三电极层，所述第一电极层、所述第二电极层均与所述第二膜层欧姆接触，所述第三电极层与所述第二膜层绝缘或肖特基接触；

S207：在所述布线区形成第一传输线、第二传输线、第三传输线和连接金属线，其中，所述第一传输线和所述第二传输线交叉绝缘设置，且均位于所述绝缘层上，所述第一传输线与所述第三电极层电性连接，所述第二传输线与所述第一电极层电性连接，所述第三传输线与所述第一传输线平行绝缘设置，且所述第三传输线穿过所述绝缘层与所述N型半导体层欧姆接触，所述连接金属线连接所述第二电极层和所述透明导电层。

所述在所述开关区上形成相互绝缘的第一电极层、第二电极层和第三电极层，所述第一电极层、所述第二电极层均与所述第二膜层欧姆接触，所述第三电极层与所述第二膜层绝缘或肖特基接触，具体包括：

通过化学蚀刻或干法刻蚀方式，在所述开关区的绝缘层上开口，制作待形成第一电极层区域、待形成第二电极层区域和待形成第三电极层区域；在所述待形成第一电极层区域和所述待形成第二电极层区域蒸镀第一金属，分别形成相互绝缘的第一电极层和第二电极层，所述第一电极层、所述第二电极层均与所述第二膜层欧姆接触；在所述待形成第三电极层区域蒸镀第二金属，形成第三电极层，所述第三电极层与所述第二膜层肖特基接触；

或者，通过化学蚀刻或干法刻蚀方式，在所述开关区的绝缘层上开口，制作待形成第一电极层区域和待形成第二电极层区域；在所述待形成第一电极层区域和所述待形成第二电极层区域蒸镀第一金属，分别形成相互绝缘的第一电极层和第二电极层，所述第一电极层、所述第二电极层均与所述第二膜层欧姆接触；在所述绝缘层上蒸镀第二金属，形成第三电极层，所述第三电极层与所述第二膜层绝缘。

本实施例中不限定各个结构的材质，可选的，以下方实例说明，需要说明的是，其中涉及的材质及参数仅为个别示例，对本发明的制作方法并不做限定。

具体的，请参见图7A-图7D所示，图7A-图7D为沿图1中AA’线的截面示意图。

请参见图7A，在基板层201上生长氮化镓层202，也即第一膜层，在氮化镓层202上生长铝镓氮层204，也即第二膜层，氮化镓层202与铝镓氮层204之间会形成二维电子气层203；再在第二膜层204生长N型氮化镓层205，在205层上生长量子阱层206，在206层上生长P型氮化镓层207。

请参见图7B所示，在上述结构上，将布线区和显示区保护起来，利用等离子化学干蚀刻的方法将需要制作成开关管的区域蚀刻至铝镓氮层204。然后，把LED器件区域和TFT区域保护起来，其它区域通过等离子化学干蚀刻的方法，暴露出N型氮化镓层205，得到的具体结构请参见图7B。

如图7D，在P型氮化镓层207上通过电子束蒸发或磁控溅射方式制作透明导电层208，透明导电层208包括但不限于ITO、NiAu结构。再通过退火方式，使透明导电层208与P型氮化镓层207形成欧姆接触。继续参见图7D，在整个结构上，通过PECVD方式生长出绝缘层210，绝缘层210为二氧化硅或氮化硅。

请参见图5A，在绝缘层210上，通过化学蚀刻或干法蚀刻方式，蚀刻出漏极、源极两个区域。并通过电子束蒸发或磁控溅射方式同时制作漏极金属层，也即第一电极层21和源极金属层，也即第二电极层22，所述漏极金属层21和源极金属层22的结构为Ti/Al/Ti/Au金属叠层结构，再通过一定的退火条件，使漏极金属层21和源极金属层22与铝镓氮层204形成欧姆接触。绝缘层210上，通过化学蚀刻或干法蚀刻方式，蚀刻出栅极区域。并通过电子束蒸发或磁控溅射方式同时制作栅极金属层23，所述栅极金属层23的结构为Pt/Au金属叠层结构，栅极金属层23与铝镓氮层204形成肖特基接触。或者，直接在绝缘层210上形成栅极金属层23，使得栅极金属层23与铝镓氮层204之间绝缘。

如图1和图5A所示，制作连接金属层209，使源极金属层22与透明导电层208连接。所述连接金属层209的结构为Cr/Au或Ni/Au金属叠层结构。

再整面生长出绝缘层220，所述绝缘层220为二氧化硅或氮化硅。如图5A、5C所示，通过蚀刻的方式，保留漏极传输线12，栅极传输线11、共N传输线13相互通过的区域，使各传输线之间隔离开。

如图5C所示，在绝缘层220上，通过化学蚀刻或干法蚀刻方式，蚀刻出特定的共N传输线区域，再同时通过电子束蒸发或磁控溅射方式制作栅极传输线12和共N传输线13，栅极传输线12和共N传输线13结构为Cr/Au或Ni/Au金属叠层结构。

本发明提供的阵列基板，包括基板，位于基板上呈阵列排布的多个像素单元，每个像素单元包括开关区和显示区，其中显示区为LED外延结构，用于实现发光，而开关区包括第一膜层和第二膜层，第二膜层上设置有第一电极层、第二电极层和第三电极层，其中LED外延结构的P型半导体上设置有透明导电层，透明导电层与第二电极层电性连接，其中，通过在第三电极层上加电压，形成电势，用于控制所述第一电极层和所述第二电极层通过所述二维电子气层导通或关闭，以控制所述发光单元的点亮或关闭。

也即本发明提供的阵列基板，采用二维电子气层实现开关管的导通沟道，并将其中一个电极层与发光二极管的电极相连，发光二极管的另一个电极与第三传输线相连，在发光二极管的两极之间形成开关管，构成有源矩阵阵列基板，通过有源驱动，实现多个发光区的亮暗控制，从而得到高分辨率的LED显示屏幕。由于HEMT相对LED各层具有较高的电子迁移率，非常有利于器件的微型化。

本实施例中提供的阵列基板相对于上一实施例中提供的阵列基板而言，本实施例中二维电子气层位于LED外延结构下方，从外延生长工艺方面而言，由于二维电子气层直接生长在基板上，以使本实施例中提供的阵列基板的晶格质量相对于上一实施例中的晶格质量更好。

本发明实施例还提供一种显示面板，所述显示面板包括阵列基板，所述阵列基板为上面两个实施例中任意一种阵列基板。

图8为本发明提供的显示装置的俯视结构示意图，显示装置800包括显示区域801和边框区域802，本实施例中可选的，显示装置的显示面板为具有上面实施例中所述的阵列基板的LED显示面板。本实施例中不限定显示装置的具体形式，可选的，所述显示装置为智能手机、智能手表、平板电脑以及其它穿戴电子产品显示屏，穿戴电子产品可以包括但不限于智能手环、智能眼镜。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (13)

1.一种阵列基板，其特征在于，包括：

基板，所述基板的一个表面上形成有整层的N型半导体层，所述基板包括布线区、开关区和显示区；

位于所述布线区的基板上，且交叉绝缘设置的多条第一传输线和多条第二传输线，多条所述第一传输线和多条所述第二传输线限定出多个像素单元；

位于所述布线区的基板上，与所述第一传输线交叉绝缘设置的第三传输线；

所述第一传输线和所述第二传输线均与所述N型半导体层绝缘设置，所述第三传输层与所述N型半导体层欧姆接触；

每个所述像素单元均分为所述开关区和所述显示区，所述开关区设置有开关管，所述显示区设置有发光单元；

位于所述基板上，且沿背离所述基板的方向上：

所述发光单元包括依次设置的发光层和P型半导体层、透明导电层和绝缘层；

所述开关管包括依次设置的所述发光层、所述P型半导体层、第一膜层、第二膜层、所述绝缘层，以及与所述绝缘层同层设置且并列排布的第一电极层、第二电极层，所述第一电极层、所述第二电极层均与所述第二膜层欧姆接触，与所述绝缘层同层设置或位于所述绝缘层背离所述基板的表面上的第三电极层，所述第三电极层与所述第二膜层肖特基接触或绝缘；

其中，所述第一膜层和所述第二膜层之间形成有二维电子气层，所述第一电极层与所述第二传输线电性连接，所述第二电极层与所述发光单元的所述透明导电层电性连接，所述第三电极层与所述第一传输线电性连接，所述第三电极层用于控制所述第一电极层和所述第二电极层通过所述二维电子气层导通或关闭，以控制所述发光单元的点亮或关闭。

2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述N型半导体层为N型GaN层，所述P型半导体层为P型GaN层；所述第一膜层为GaN层，所述第二膜层为AlGaN层。

3.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述第一电极层和所述第二电极层的材质相同，均为Ti/Al/Ti/Au的叠层结构；所述第三电极层的材质为Pt/Au的叠层结构；所述第一传输线、所述第二传输线、所述第三传输线的材质相同，均为Cr/Au的叠层结构或者Ni/Au的叠层结构。

4.一种阵列基板制作方法，其特征在于，用于制作形成权利要求1-3任意一项所述的阵列基板，所述阵列基板制作方法包括：

提供基板，所述基板包括显示区、开关区和布线区；

在所述基板上依次外延生长发光二极管外延结构、第一膜层和第二膜层，其中，所述发光二极管外延结构至少包括N型半导体层、发光层和P型半导体层，所述第一膜层和所述第二膜层之间形成二维电子气层，且所述第一膜层的晶格和所述第二膜层的晶格与所述发光二极管外延结构的晶格匹配；

去除所述布线区以及所述显示区和所述开关区之间区域的所述第二膜层、所述第一膜层、所述P型半导体层、所述发光层，暴露出所述布线区的N型半导体层；并去除所述显示区对应的所述第二膜层和所述第一膜层，暴露出所述显示区的P型半导体层；

在暴露出的所述P型半导体层上形成透明导电层；

在所有暴露的结构表面上形成绝缘层；

在所述开关区上形成相互绝缘的第一电极层、第二电极层和第三电极层，所述第一电极层、所述第二电极层均与所述第二膜层欧姆接触，所述第三电极层与所述第二膜层绝缘或肖特基接触；

在所述布线区形成第一传输线、第二传输线、第三传输线和连接金属线，其中，所述第一传输线和所述第二传输线交叉绝缘设置，且均位于所述绝缘层上，所述第一传输线与所述第三电极层电性连接，所述第二传输线与所述第一电极层电性连接，所述第三传输线与所述第一传输线平行绝缘设置，且所述第三传输线穿过所述绝缘层与所述N型半导体层欧姆接触，所述连接金属线连接所述第二电极层和所述透明导电层。

5.根据权利要求4所述的阵列基板制作方法，其特征在于，所述在所述开关区上形成相互绝缘的第一电极层、第二电极层和第三电极层，所述第一电极层、所述第二电极层均与所述第二膜层欧姆接触，所述第三电极层与所述第二膜层绝缘或肖特基接触，具体包括：

通过化学蚀刻或干法刻蚀方式，在所述开关区的绝缘层上开口，制作待形成第一电极层区域、待形成第二电极层区域和待形成第三电极层区域；

在所述待形成第一电极层区域和所述待形成第二电极层区域蒸镀第一金属，分别形成相互绝缘的第一电极层和第二电极层，所述第一电极层、所述第二电极层均与所述第二膜层欧姆接触；

在所述待形成第三电极层区域蒸镀第二金属，形成第三电极层，所述第三电极层与所述第二膜层肖特基接触；

或者，

通过化学蚀刻或干法刻蚀方式，在所述开关区的绝缘层上开口，制作待形成第一电极层区域和待形成第二电极层区域；

在所述待形成第一电极层区域和所述待形成第二电极层区域蒸镀第一金属，分别形成相互绝缘的第一电极层和第二电极层，所述第一电极层、所述第二电极层均与所述第二膜层欧姆接触；

在所述绝缘层上蒸镀第二金属，形成第三电极层，所述第三电极层与所述第二膜层绝缘。

6.一种阵列基板，其特征在于，包括：

基板，所述基板的一个表面沿背离所述基板的方向上依次包括第一膜层和第二膜层，所述第一膜层和所述第二膜层之间形成二维电子气层，所述基板包括布线区、开关区和显示区；

位于所述布线区的基板上，且交叉绝缘设置的多条第一传输线和多条第二传输线，多条所述第一传输线和多条所述第二传输线限定出多个像素单元；

位于所述布线区的基板上，与所述第一传输线交叉绝缘设置的第三传输线；

所述布线区的基板上还设置有N型半导体层，所述第一传输线和所述第二传输线均与所述N型半导体层绝缘设置，所述第三传输层与所述N型半导体层欧姆接触；

每个所述像素单元均包括开关区和显示区，所述开关区设置有开关管，所述显示区设置有发光单元；

位于所述基板上，且沿背离所述基板的方向上：

所述发光单元包括依次设置的所述N型半导体层、发光层和P型半导体层、透明导电层和绝缘层；

所述开关管包括绝缘层和与所述绝缘层同层设置且并列排布的第一电极层、第二电极层，所述第一电极层、所述第二电极层均与所述第二膜层欧姆接触，与所述绝缘层同层设置或位于所述绝缘层背离所述基板的表面上的第三电极层，所述第三电极层与所述第二膜层肖特基接触或绝缘；

其中，所述第一电极层与所述第二传输线电性连接，所述第二电极层与所述发光单元的所述透明导电层电性连接，所述第三电极层与所述第一传输线电性连接，所述第三电极层用于控制所述第一电极层和所述第二电极层通过所述二维电子气层导通或关闭，以控制所述发光单元的点亮或关闭。

7.根据权利要求6所述的阵列基板，其特征在于，所述N型半导体层为N型GaN层，所述P型半导体层为P型GaN层；所述第一膜层为GaN层，所述第二膜层为AlGaN层。

8.根据权利要求6所述的阵列基板，其特征在于，所述第一电极层和所述第二电极层的材质相同，均为Ti/Al/Ti/Au的叠层结构；所述第三电极层的材质为Pt/Au的叠层结构；所述第一传输线、所述第二传输线、所述第三传输线的材质相同，均为Cr/Au的叠层结构或者Ni/Au的叠层结构。

9.一种阵列基板制作方法，其特征在于，用于制作形成权利要求6-8任意一项所述的阵列基板，所述阵列基板制作方法包括：

提供基板，所述基板包括显示区、开关区和布线区；

在所述基板上依次外延生长第一膜层、第二膜层和发光二极管外延结构，其中，所述发光二极管外延结构至少包括N型半导体层、发光层和P型半导体层，所述第一膜层和所述第二膜层之间形成二维电子气层，且所述第一膜层的晶格和所述第二膜层的晶格与所述发光二极管外延结构的晶格匹配；

去除所述布线区的所述P型半导体层和所述发光层，暴露出所述布线区的N型半导体层；并去除所述开关区的所述P型半导体层、所述发光层、所述N型半导体层，暴露出所述开关区的第二膜层；

在所述显示区的P型半导体层上形成透明导电层；

在所有暴露的结构表面上形成绝缘层；

在所述开关区上形成相互绝缘的第一电极层、第二电极层和第三电极层，所述第一电极层、所述第二电极层均与所述第二膜层欧姆接触，所述第三电极层与所述第二膜层绝缘或肖特基接触；

在所述布线区形成第一传输线、第二传输线、第三传输线和连接金属线，其中，所述第一传输线和所述第二传输线交叉绝缘设置，且均位于所述绝缘层上，所述第一传输线与所述第三电极层电性连接，所述第二传输线与所述第一电极层电性连接，所述第三传输线与所述第一传输线平行绝缘设置，且所述第三传输线穿过所述绝缘层与所述N型半导体层欧姆接触，所述连接金属线连接所述第二电极层和所述透明导电层。

10.根据权利要求9所述的阵列基板制作方法，其特征在于，所述在所述开关区上形成相互绝缘的第一电极层、第二电极层和第三电极层，所述第一电极层、所述第二电极层均与所述第二膜层欧姆接触，所述第三电极层与所述第二膜层绝缘或肖特基接触，具体包括：

通过化学蚀刻或干法刻蚀方式，在所述开关区的绝缘层上开口，制作待形成第一电极层区域、待形成第二电极层区域和待形成第三电极层区域；

在所述待形成第一电极层区域和所述待形成第二电极层区域蒸镀第一金属，分别形成相互绝缘的第一电极层和第二电极层，所述第一电极层、所述第二电极层均与所述第二膜层欧姆接触；

在所述待形成第三电极层区域蒸镀第二金属，形成第三电极层，所述第三电极层与所述第二膜层肖特基接触；

或者，

通过化学蚀刻或干法刻蚀方式，在所述开关区的绝缘层上开口，制作待形成第一电极层区域和待形成第二电极层区域；

在所述待形成第一电极层区域和所述待形成第二电极层区域蒸镀第一金属，分别形成相互绝缘的第一电极层和第二电极层，所述第一电极层、所述第二电极层均与所述第二膜层欧姆接触；

在所述绝缘层上蒸镀第二金属，形成第三电极层，所述第三电极层与所述第二膜层绝缘。

11.一种显示面板，其特征在于，包括：权利要求1-3任意一项或者权利要求6-8任意一项所述的阵列基板。

12.一种显示装置，其特征在于，包括：权利要求11所述的显示面板。

13.根据权利要求12所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置为智能手机、平板电脑以及穿戴电子产品显示屏。