CN102318070B - 具有小芯片和遮光罩的显示设备 - Google Patents

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Abstract

一种发光二极管显示设备，其包括：透明基板(10)；在透明电极(12)和基板之间的位于基板上方的多个小芯片(20)，各小芯片包括用于驱动像素(5)发光的驱动电路(26)，并包括用于存储电荷的存储电容器，其中对至少部分驱动电路的光照射使得电容器泄漏电荷；连接垫(24)，该连接垫(24)形成置于驱动电路上方的、与位于各小芯片表面上的驱动电路分开的第一遮光罩(30A)，并基本上遮挡至少部分驱动电路免受照射，该连接垫电连接到驱动电路；以及第二遮光罩，其被设置在驱动电路和基板之间位于驱动电路下方，以遮挡至少部分驱动电路免受照射。

Description

具有小芯片和遮光罩的显示设备
技术领域
本发明涉及具有基板的显示设备，该基板具有用于控制像素阵列的分布式的独立小芯片(chiplet)。
背景技术
平板显示设备与计算设备相接合广泛用于便携式设备中，且用于诸如电视的娱乐设备。这种显示器通常采用分布在基板上方的多个像素以显示图像。各个像素包含有若干个不同颜色的发光元件(一般称作子像素)，这些发光元件通常发射红光、绿光和蓝光，以表现各图像元素。如本文中所使用的，像素和子像素没有被区分且涉及单个发光元件。已知多种平板显示技术，例如等离子体显示器、液晶显示器和发光二极管(LED)显示器。
包含形成发光元件的发光材料薄膜的发光二极管(LEDs)在平板显示设备中具有很多优势，并且可用于光学系统。2002年5月7日授予Tang等人的美国专利No.6,384,529示出了一种包括有机LED发光元件的阵列的有机LED(OLED)彩色显示器。另选地，可以采用无机材料，无机材料可以包括多晶半导体基体中的磷光晶体或量子点。还可以采用其他有机或无机材料薄膜来控制向发光薄膜材料的电荷注入、传输或阻断，这在本领域中均是已知的。这些材料被布置在电极之间的基板上并且具有封装覆盖层或封装覆盖片。通常，这些电极中的一个电极是透明的而其他的是反射式的。当电流通过发光材料并通过透明电极时，从像素发出光并向设备外发出。如果底部电极和基板是透明的，则该设备是底部发光器。如果顶部电极和覆盖层是透明的，则该设备是顶部发光器。所发射光的频率取决于所使用材料的属性。这种显示器中，光可以通过基板(底部发光器)或者通过封装覆盖层(顶部发光器)发射，或者可以通过基板和封装覆盖层发射。众所周知，从高指数有机层发射的光在有机层、透明电极和透明基板中(在底部发光器结构中)被俘获，这是由于与空气相比这些材料具有相对高的折射系数。
在有源矩阵设备中，有源控制元件由涂覆在平板基板上方的半导体材料薄膜(例如非晶或多晶硅)形成。通常，各子像素由一个控制元件控制并且各控制元件均包括至少一个晶体管。例如，在简单的有源矩阵有机发光(OLED)显示器中，各控制元件包括两个晶体管(一个选择晶体管和一个功率晶体管)和一个电容器，该电容器用于存储规定子像素亮度的电荷。各发光元件通常都采用独立的控制电极和公共地电连接的电极。通常通过数据信号线、选择信号线、电力连接和地连接提供对发光元件的控制。
形成有源矩阵控制元件的一种常见的现有技术方法通常沉积半导体材料(诸如硅)的薄膜至玻璃基板上，然后通过光刻工艺使半导体材料形成晶体管和电容器中。硅薄膜可以是非晶的或者多晶的。由非晶硅或多晶硅制成的薄膜晶体管(TFT)与在晶体硅晶片中制得的常规晶体管相比相对较大且具有较低的性能。而且，这类薄膜器件通常在更个玻璃基板上表现出局部或者大面积的不均匀性，这导致采用这种材料的显示器的电性能和视觉外观的不均匀。这类有源矩阵设计中，各发光元件都需要分开连接至驱动电路。在薄膜中或者在晶体硅中制得的硅晶体管的行为在存在电磁辐射(包括可见光)的情况下发生变化。通常，将薄膜晶体管暴露于光增加了晶体管中的载流子密度，导致更多的电流通过晶体管。反之，这能够增加通过发光二极管(例如有机发光二极管显示器中的发光二极管)的电流量。这些电流变化引起显示器中的不均匀性，增加或降低的亮度或者其他不可接受的显示器行为。
可通过在基板上形成遮光罩以遮挡晶体管免受LCD中的光照来在薄膜晶体管电路中解决该问题，如于2003年2月25日授予Tsujimura等人的美国专利6,525,341中所公布的一样。还公开了用于遮挡晶体管结免受光照射的金属栅极。于2004年6月8日授予Fukuda的美国专利6,746,905公开了一种遮光层，该遮光层包括位于薄膜晶体管下方的非晶碳化硅层。但是，这些结构限于基板上的薄膜电路设计。于2003年10月21日授予Sato的美国专利6,636,284描述了具有TFT的电光设备，该TFT包括针对LCD的上遮光罩层和下遮光罩。该上遮光罩形成在在TFT上方的栅格状结构中，且可以包括电容器层或者导电迹线(诸如数据线或电容线)。下遮光罩形成在TFT下方的基板上。该结构要求导电线或者电路电容器直接位于TFT上方，因此限制了电路布局，比理想情况需要更多的处理层且在其他电路设计和电路制造工艺中不可用。
采用替换的控制技术，Matusmura等人在美国专利申请No.2006/0055864中描述了用于驱动LCD显示器的晶体硅基板。该申请描述了用于选择性地将第一半导体基板制成的像素控制器件传送和附加至第二平面显示基板上的方法。示出了在像素控制器件中的布线互连和从总线和控制电极到像素控制器件的连接。但是，没有教导用于防止使光暴露于这种像素控制器件中的电路的结构或方法。
因此，需要一种用于采用LED的显示设备和高性能电路的、克服电路性能响应于曝光而变化所引起的任何问题的改进的结构。
发明内容
根据本发明，提供了一种发光二极管显示设备，该发光二极管显示设备包括：
a)透明基板；
b)形成在基板上的多个像素，各像素都包括：形成在透明基板上方的透明电极，形成在透明电极上方的一个或更多个发光材料层，以及形成在该一个或更多个发光材料层上方的电极；
c)在透明电极和基板之间的位于基板上方的多个小芯片，各小芯片都包括用于驱动像素发光的驱动电路，该驱动电路包括用于存储电荷的存储电容器，并且其中对至少部分驱动电路的光照射使得电容器泄漏电荷；
d)连接垫，该连接垫形成置于驱动电路上方的、与位于各小芯片表面上的驱动电路分开的第一遮光罩，并基本上遮挡至少部分驱动电路免受照射，该连接垫电连接到驱动电路；和
e)第二遮光罩，其设置在所述驱动电路和所述基板之间位于所述驱动电路下方，以遮挡部分驱动电路免受照射。
优势
本发明优势在于，通过提供具有小芯片控制的发光二极管显示器的第一遮光罩和第二遮光罩，减少了电磁干扰，并增强了显示器的性能和稳定性。
附图说明
图1是根据本发明一实施方式的具有两个遮光罩的小芯片的局部截面图；
图2是示出了利于理解本发明的光照射的OLED驱动电路的示意图；
图3是根据本发明一实施方式的小芯片的截面图；
图4是根据本发明可替换实施方式的小芯片的截面图；
图5是根据本发明一实施方式的具有两个遮光罩且示出了光线的小芯片的局部截面图；
图6是示出了利于理解本发明的晶体硅透光性的图；
图7是示出了利于理解本发明的晶体硅的透光性的另一图；
图8是示出了在有源矩阵底部发射OLED设备中的小芯片驱动电路上发光效果的图。
由于图中各层和元件尺寸区别很大，因此附图不是按照比例绘制的。
具体实施方式
参见图1，根据本发明的一个实施方式，发光二极管显示设备包括：透明基板10；在透明基板10上形成的多个像素5，各像素5包括形成在透明基板1上方的透明电极12，在透明电极12上方形成的一个或更多个发光材料层14，以及在一个或更多个发光材料层上方形成的反射电极16，以在底部发光器设计中形成二极管15。在本发明的其他实施方式中，电极16可以是透明的，并且基板10不透明，以提供顶部发光器设计。在从显示器的两面发光的设计中，电极16和基板10都可以是透明的。
多个小芯片20在透明电极12和透明基板10之间位于透明基板10上方，各小芯片20包括用于驱动像素5以发射光1的驱动电路26。参见图2，在一个实施方式中，驱动电路26可以包括用于在电容器40中沉积电荷的选择晶体管42。电容器40两端的电压控制驱动晶体管44来驱动OLED 46。在至少一部分驱动电路26上的环境光照射49或者OLED光照射48导致驱动电路26的电荷泄露，因此降低了驱动晶体管44的驱动电压并因此降低了通过OLED 46的电流。其他驱动电路在现有技术中是公知的，并包括在本发明中。
形成与位于各小芯片20表面上的驱动电路26分离的第一遮光罩30A的连接垫(pad)24置于驱动电路26的上方，并基本上遮挡至少一部分驱动电路26免受照射。连接垫24与驱动电路26电连接。第二遮光罩30B在驱动电路26和透明基板10之间置于驱动电路26下方，以遮挡至少一部分驱动电路26免受照射。对驱动电路的照射包括环境光照射49和/或来自一个或者更多个发光材料层14发射的光的OLED光照射48。
各种电路元件的性能可以受光照射的影响，因此遮挡驱动电路26的各种部件或者驱动电路26的所有部件是有益的。可以采用附加电路22来控制小芯片和像素5。在小芯片20表面可以形成连接垫24以将驱动电路26连接至透明电极12，而附加连接垫(图1中未示出)可以用来从外部控制器连接配线(例如信号线和电源线及地线)至小芯片。小芯片表面可以被平坦化，并且小芯片20通过粘性平坦化层18粘附于基板10。可以在第二步骤中沉积更多的平面材料以覆盖小芯片20。在连接垫24上方可以光刻形成过孔19，以为透明电极12提供通过粘性平坦化层18至连接垫24的通道。反射电极16对多个像素是电性共用的。
在本发明的各个实施方式中可以采用各种驱动电路26。在图2中示出的现有技术设计中，各像素采用两个晶体管和一个电容器。第一晶体管42响应于信号线(例如选择信号和数据信号)，以在电容器40中沉积电荷。第二晶体管44驱动LED设备46响应于存储在电容器40中的电荷而发光。另选的电路例如可以采用多于两个的晶体管和多于一个的电容器。驱动电路物理和电学模型已经证明有源矩阵设计中针对LED电流的时间不均匀性的主要机制是在小芯片20的硅基板中所构造的存储电容器(例如40)中存储的电荷由于驱动电路26的环境光照射和OLED光照射而放电。因此，遮挡整个驱动电路26，尤其是遮挡使电容器40放电的任何显著电路元件是有利的。遮挡性能因照射而变化的任何元件也是有益的。
已经证明有源矩阵驱动电路26(如在图2中所示出的)对即时响应于照射。特别地，当电荷在电容器40中沉积并且选择信号为非有源的时，控制晶体管42在该控制晶体管42被照射时以显著的速度泄露电流。物理模型证明，相对于设备没有被照射时的电荷泄露，当设备被照射时的电荷泄露可以增加一亿的因数。该模型采用5W/cm2的623nm的光。在具有最大3V的驱动信号的二晶体管单电容器的电路中使用54fF存储电容器的一种电路设计中，存储电容器可以以约32微秒放电。当以增加的频率刷新存储电容器40，以使得更少的时间可用于电荷泄露，LED 46发射的变化减少，显示出电容器40中的电荷损失同样减少。对驱动晶体管44的照射也被证明独立于栅极电压(或者电容器电荷)的任何变化而增加了通过OLED元件46的电流。因此，在图2的实施方式中，通过遮挡控制晶体管42或者驱动晶体管46，减少了由于驱动电路照射而引起的设备性能的不希望的变化。
根据本发明的各个实施方式，小芯片有源矩阵电路提供了极大改进的性能，例如均匀性、响应、频率、电流和尺寸方面的性能。还优选地采用平坦化层18上小芯片20上方的单配线层来减少加工步骤和成本。因此，对于表面被连接垫24大量覆盖的小芯片20来说，不可能用配线来遮挡小芯片20，正如上述引用的美国专利6,636,284所暗示的。此外，也正如美国专利6,636,284所暗示的，采用金属电容器层需要具有增加的复杂性、增加的工艺步骤和增加的成本的多层和多元件电路构造。而且，小芯片比薄膜晶体管厚得多，而使用小金属电容器层或者金属晶体管栅极不会提供足够的光线遮挡，光能够在侧面、底部或者与小芯片表面成一定角度进入小芯片。本发明提供了适于小芯片有源矩阵电路的改进的遮挡，该改进的遮挡在不增加工艺步骤的情况下提供了更大程度上的遮光。因此，本发明通过同时提供更高的电学性能、降低的光照射敏感度、降低的电路布局复杂性和成本以及设备布局的增加的灵活性，对现有技术做出了改进。
根据本发明的各个实施方式，驱动电路26以及第一遮光罩30A和第二遮光罩30B可置于略微不同的位置或者形成于不同的表面上或者包含不同的材料。例如，第二遮光罩30B可以包含在基板10上经光刻图案化的金属层。可替换地，第二遮光罩30B例如可以包含在基板10上图案化的黑色树脂层。黑色树脂层然后可以有用地作为用于吸收入射的环境光的黑底，并由此提高显示器设备的对比度。该黑色树脂层也可以作为粘合剂，并将小芯片20粘附至基板10。参见图3，在本发明的一个另选的实施方式中，第二遮光罩30B可以形成在小芯片20的与基板邻近的一面。例如，金属层可以形成在小芯片20、或者光吸收材料(诸如树脂)或者光吸收粘合剂上。另选地，金属层可以形成于驱动电路26和基板10之间的小芯片中。第二遮光罩30B可以覆盖小芯片20的整个面(如在图3和4中所示)或者可以仅覆盖小芯片20的一部分(如在图1中所示)。第二遮光罩30B可以在基板10上方的至少一面上超出小芯片20而延伸(如在图1中所显示)，在小芯片20的任一面或者所有面超出小芯片20而延伸，因此更有效地遮挡驱动电路26。
连接垫24是不透明的(例如包含金属或者具有金属层)。遮光罩30A遮挡位于连接垫24下面的驱动电路26的至少一部分。另选地，遮光罩30A可以遮挡整个驱动电路26。通常集成电路包含用于连接电路组件(例如晶体管、电容器)的金属，其正因为该目的而被采用。小芯片20可以包含用于连接至外部总线的多个连接垫24，如在图4中所示。
根据本发明的一个实施方式，基板10和平坦化粘性材料18是透明的。小芯片20向电极12、16提供电压差动，使得电流流经一个或者更多个有机层14并发光。光通过透明电极12、平坦化层18以及基板10，并从该设备发出。另选地，光可以从一个或者更多个有机层14朝向反射电极16发射出，从反射电极16反射，通过一个或者更多个有机层14，通过透明电极12、平坦化层18和基板10，并从该设备射出。因为该一个或者更多个有机层有相对较高的折射率(例如1.6至1.7)，且透明电极有高的折射率(例如由包含折射率为1.8至2.2的ITO)，光在这些层中通过全内反射而被俘获。此外，取决于从改一个或者更多个有机层14发射的角度，光在平坦化层18和基板10中被俘获。平坦化层通常包含具有约为1.5的光学指数的透明树脂材料，基板10通常包括玻璃并有相似的约为1.5的光学指数。因此，被俘获的光能够穿过OLED层12、14，平坦化层18，以及甚至在缺少本发明的遮光罩30A和30B的情况下进入到基板10中，冲击驱动电路26并劣化地影响电路性能。
本发明提供了在存在环境光和发射光的情况下稳定和一致的驱动电路性能。参见图5，环境光会通过基板10和小芯片20。在缺少第二遮光罩30B的情况下，环境光会入射到驱动电路26上，使得驱动电路26的功能取决于入射的环境光的水平。然而，根据本发明，入射的环境光3A被第二遮光罩30B吸收或者反射。因为OLED设备的独特结构，入射的环境光3B还会通过来自反射电极16的反射照射驱动电路26。第一遮光罩30A吸收反射的环境光3B。
从LED设备发射的光也可以有害地照射驱动电路26。根据本发明，从一个或者更多个有机层14发射的、会照射驱动电路26的光2A反而由第一遮光罩30A吸收。从一个或者更多个有机层14射出的、但由于全内反射而在基板10、透明电极12和一个或者更多个有机层14中被俘获的、也会照射驱动电路26的光转而由第二遮光罩30B吸收。朝着反射电极16发出的光被反射并可以跟随光路1、2A或者2B中的一条。
根据本发明的实施方式，第一遮光罩30A和第二遮光罩30B都是必要的。正如以下所述，小芯片可以采用厚度少于50、少于25微米、少于15微米、少于12微米以及甚至少于10微米的晶体硅基板。厚度约为8微米的小芯片已经在有源-矩阵OLED显示器中被构造并采用。以这些厚度，晶体的厚度有相当的透明度。参见图6和图7，分别针对10微米和2微米的基板厚度图示了晶体硅的透射光谱。取决于工艺、电路和电路22所需要的层数，在小芯片20中形成的电路延伸进基板达8微米或者甚至更多。因此，驱动电路26可以物理上靠近与基板10相邻的小芯片20侧，并且入射的环境光(在缺少第二遮光罩30B的情况下)可以穿入晶体硅足够的距离照射驱动电路26并影响驱动电路26的行为。同样地，平坦化层18是透明的，使得光1可以从该设备中射出。因为包括小芯片20的晶体硅的光学指数比基板10或者平坦化层18的光学指数高，被俘获在基板10中的、入射在小芯片20上的光2B将进入小芯片20，以在缺少第二遮光罩30B的情况下如虚箭头所示照射驱动电路26。
已经构造了具有小芯片像素控制的有源矩阵OLED显示设备。小芯片具有晶体硅基板，并大约8微米厚。构造了图1中描述的OLED结构，但没有第一和第二遮光罩。发射层的光输出已经证明根据入射在显示器上的环境光照射而变化。参见图8，示出了由于从OLED元件的发射而引起的OLED结构的显示电流(与亮度相对应)随时间的变化。在图8的测试中不存在遮光罩。如图8中所示，OLED设备电流随时间减少了多于20％，直至它被刷新。在图1的OLED设备中，以60Hz的刷新频率、1.3mA的最大显示电流以及3.2mA/cm2的电流密度来执行该测试。通过更频繁地刷新，为电容器放电提供更少的时间，对应于随时间更一致的光输出而使用更大的电流。下面的表格示出了针对全帧而使用的整个设备电流。
  60Hz刷新频率   3.62mA
  800Hz刷新频率   4.78mA
在第二个实验中，通过在设备上方设置遮光罩，随着环境光照射的变化，没有观察到显示器电流的变化。
各小芯片20可以包括用于控制像素5的电路22，该像素5通过连接垫24与小芯片20连接。电路22可以包括存储表示与小芯片22相连接的各像素5的理想亮度的值的存储元件，小芯片20利用这个值来控制像素5发射光。在本发明的更另一个实施方式中，针对与小芯片20相连接的各发光元件，可以采用一个或者两个存储元件。用于显示设备的控制器可以通过连接至小芯片连接垫的总线提供控制和数据信号，用于驱动像素发出图像有关的光(image-wise light)。控制器可以被实现为小芯片并粘附于基板10。控制器可以置于基板10的周围，或者可以延伸至基板10并包含常规的集成电路。
根据本发明的各个实施方式，小芯片20可以用不同的方法构造，例如沿小芯片20的长度维度用一排或者两排连接垫24。互联总线可以用各种材料形成，并用各种方法在设备基板上进行沉积。例如，互联总线可以是蒸发的或者溅射的金属，例如铝或者铝合金。另选地，互联总线可以用固化的导电油墨或者金属氧化物制成。在一个有成本优势的实施方式中，互联总线形成在一个单层中。
本发明对于采用大的设备基板(例如玻璃、塑料或者箔)的多像素设备实施方式尤其有用，多个小芯片20以规则的排列安置在设备基板10上方。各小芯片20可以根据小芯片20中的电路并响应于控制信号控制在设备基板10上方形成的多个像素5。单个像素组或者多个像素组可以置于平铺的元件上，该平铺的元件可被装配以形成整个显示器。
根据本发明，小芯片20在基板10上方提供分布的像素控制元件。小芯片20与设备基板10相比是相对小的集成电路，并包括：具有电线的电路22、连接垫24、形成于独立的基板上的无源组件(如电阻器或者电容器)或有源组件(如晶体管或者二极管)。小芯片20与显示器基板10分开制造，然后施加于显示器基板10。优选地使用公知的制造半导体设备的工艺用硅或者硅绝缘体(SOI，silicon on insulator)晶片来制造小芯片20。各小芯片20随后在固定到设备基板10之前被分开。各小芯片20的晶体基片(crystalline base)可以由此被认为是与设备基板10相分离的基板，并且是之中或之上安置有小芯片电路22的基板。多个小芯片20因此具有与设备基板10分离并彼此分离的对应的多个基板。特别地，独立的基板与上面形成有像素5的基板10相分离，并且独立的小芯片基板的面积合计小于设备基板10。小芯片20可以具有晶体基板，以提供比例如在薄膜非晶或者多晶硅设备中的具有更高性能的有源元件。小芯片20的厚度可以优选为100um或者更少，更优选为20um或者更少。这便于在小芯片20上方的粘性平坦化材料18的形成，随后可以使用常规旋转-涂布技术实施该粘性平坦化材料18的形成。根据本发明的一个实施方式，在晶体硅基板上形成的小芯片20按几何阵列排列，并用粘性材料或者平坦化材料粘附至设备基板(例如10)。用小芯片20表面的连接垫24将各小芯片20连接至信号线和电源总线，并将像素电极(16，12)连接至驱动像素5。小芯片20可以控制至少4个像素5。
由于小芯片20形成在半导体基板中，因此可以使用现代光刻工具形成小芯片的电路。使用这种工具，可容易地获得0.5微米或者更小的特征尺寸。例如，现代的半导体生产线能达到90nm或者45nm的线宽，并可以在制造本发明的小芯片中采用。然而，一旦将小芯片装配到显示器基板10上，小芯片20还需要用于实现到设置在小芯片上方的配线层的电连接的连接垫24。基于在显示器基板10上使用的光刻工具的特征尺寸(例如5um)和小芯片20与配线层的对准(例如+/-5um)来确定连接垫24的尺寸。因此，连接垫24例如可以是宽15um，垫之间间隙为5um。这意味着垫将总体上比小芯片20中形成的晶体管电路明显地更大。
垫一般可以形成在晶体管上方小芯片上的金属化层中。理想的是，使得小芯片具有尽可能小的表面积，以使得能够实现低加工成本。
通过采用具有独立基板(例如包含晶体硅的独立基板)的小芯片使得电路比直接形成在基板(例如非晶硅或者多晶硅)上的电路具有更高性能，提供了具有更高性能的设备。由于晶体硅不仅具有更高的性能也具有更小的有源元件(如晶体管)，因此电路尺寸大大减小。还可以使用微机电(MEMS，micro-electro-mechanical)结构来形成有用的小芯片，例如正如在Yoon，Lee，Yang，和Jang所写的“A novel use of MEMSswitches in driving AMOLED”(Digest of Technical Papers of the Society for InformationDisplay，2008，3.4，p.13)中所描述的。
设备基板10可以包括玻璃和由蒸发或者溅射的金属或金属合金(如铝或者银)制成的配线层，该配线层形成在用本领域公知的光刻技术构图的平坦化层(例如树脂)上。可以使用集成电路工业中良好建立的传统技术形成小芯片20。
本发明可以在具有多像素基础结构的设备中采用。特别地，本发明可以与有机或者无机的LED设备一起实施，并且本发明在信息显示设备中是特别有用的。在一个优选的实施方式中，本发明在由小分子OLED或者聚合体OLED组成的平板OLED设备中采用，正如，但不限于在1988年9月6日授予Tang等人的美国专利No.4,769,292和1991年10月29日授予VanSlyke等人的美国专利No.5,061,569中所公开的。可以采用无机设备或者混合的有机/无机设备，该无机设备例如采用形成在多晶半导体矩阵中的量子点(例如，如在Kahen的美国公布2007/0057263中所教导的)以及采用有机或无机电荷控制层。有机或者无机发光显示设备的组合和变形可用于制作这类设备，包括具有顶部或者底部发光器结构的有源矩阵显示器。
部件列表
1发射光
2A入射的发射光
2B被俘获和入射的发射光
3A环境入射光
3B反射的环境入射光
5像素
10基板
12透明电极
14发光材料层
15发光二极管
16反射电极
18平坦化层
19过孔
20小芯片
22电路
24连接垫
26驱动电路
30A第一遮光罩
30B第二遮光罩
40电容器
42控制晶体管
44驱动晶体管
46 OLED
48 OLED光照射
49环境光照射

Claims (18)

1.一种发光二极管显示设备，所述发光二极管显示设备包括：
a)透明基板；
b)形成在所述基板上的多个像素，各像素包括：形成在所述透明基板上方的透明电极，形成在所述透明电极上方的一个或更多个发光材料层，以及形成在所述一个或更多个发光材料层上方的电极；
c)在所述透明电极和所述基板之间的位于所述基板上方的多个小芯片，各小芯片包括用于驱动像素发光的驱动电路，所述驱动电路包括用于存储电荷的存储电容器，并且其中，对所述驱动电路的至少一部分的光照射使得所述电容器泄漏电荷；
d)连接垫，所述连接垫形成置于所述驱动电路上方的、与位于各小芯片表面上的所述驱动电路分开的第一遮光罩，并遮挡所述驱动电路的至少一部分免受照射，并且所述连接垫电连接到所述驱动电路；以及
e)第二遮光罩，所述第二遮光罩设置在所述驱动电路和所述基板之间位于所述驱动电路下方，以遮挡所述驱动电路的至少一部分免受照射。
其中，所述第一遮光罩和所述第二遮光罩遮挡所述电容器免受照射。
2.根据权利要求1所述的发光二极管显示设备，其中，所述照射是外部发出的照向所述发光二极管显示设备的环境光照射。
3.根据权利要求1所述的发光二极管显示设备，其中，所述照射是由所述一个或更多个发光材料层发出的光。
4.根据权利要求1所述的发光二极管显示设备，其中，所述第二遮光罩包括在所述小芯片的区域中形成在所述基板上的图案化的金属层。
5.根据权利要求1所述的发光二极管显示设备，其中，所述第二遮光罩包括在所述小芯片的区域中形成在所述基板上的图案化的黑色树脂层。
6.根据权利要求5所述的发光二极管显示设备，其中，所述图案化的黑色树脂层包括粘合剂。
7.根据权利要求1所述的发光二极管显示设备，其中，所述第二遮光罩包括涂覆到所述小芯片的在所述驱动电路和所述基板之间的面上的黑色材料层。
8.根据权利要求1所述的发光二极管显示设备，其中，所述第二遮光罩包括在所述小芯片内的金属层。
9.根据权利要求1所述的发光二极管显示设备，其中，所述连接垫包括金属层。
10.根据权利要求1所述的发光二极管显示设备，其中，所述小芯片包括硅并具有小于50微米的厚度。
11.根据权利要求1所述的发光二极管显示设备，其中，所述小芯片包括硅并具有小于25微米的厚度。
12.根据权利要求1所述的发光二极管显示设备，其中，所述小芯片包括硅并具有小于15微米的厚度。
13.根据权利要求1所述的发光二极管显示设备，其中，所述第二遮光罩延伸出所述小芯片。
14.根据权利要求1所述的发光二极管显示设备，其中，所述发光二极管显示设备是有机发光二极管显示器。
15.根据权利要求1所述的发光二极管显示设备，其中，所述驱动电路还包括控制晶体管，并且其中所述控制晶体管被所述第一遮光罩或第二遮光罩遮挡而免受照射。
16.根据权利要求1所述的发光二极管显示设备，其中，所述驱动电路还包括驱动晶体管，并且其中所述驱动晶体管被所述第一遮光罩或第二遮光罩遮挡而免受照射。
17.根据权利要求1所述的发光二极管显示设备，其中，所述电极是反射性的，并且所述基板是透明的。
18.根据权利要求1所述的发光二极管显示设备，其中，所述电极是透明的，并且所述基板是不透明的或者是透明的。
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Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8013525B2 (en) * 2009-04-09 2011-09-06 Global Oled Technology Llc Flexible OLED display with chiplets
US8273588B2 (en) * 2009-07-20 2012-09-25 Osram Opto Semiconductros Gmbh Method for producing a luminous device and luminous device
US8115383B2 (en) * 2009-10-29 2012-02-14 Global Oled Technology Llc Electroluminescent area illumination with integrated mechanical switch
US8599118B2 (en) 2011-02-16 2013-12-03 Global Oled Technology Llc Chiplet display with electrode connectors
US8587501B2 (en) * 2011-02-17 2013-11-19 Global Oled Technology Llc Electroluminescent display device with optically communicating chiplets
TWI467755B (zh) * 2011-07-19 2015-01-01 Innolux Corp 有機電激發光顯示裝置
CN110010750B (zh) 2014-06-18 2021-11-09 艾克斯展示公司技术有限公司 微组装led显示器
US9818725B2 (en) 2015-06-01 2017-11-14 X-Celeprint Limited Inorganic-light-emitter display with integrated black matrix
US9799719B2 (en) 2014-09-25 2017-10-24 X-Celeprint Limited Active-matrix touchscreen
US9991163B2 (en) 2014-09-25 2018-06-05 X-Celeprint Limited Small-aperture-ratio display with electrical component
US10170711B2 (en) 2015-05-05 2019-01-01 Apple Inc. Display with vias to access driver circuitry
US9871345B2 (en) 2015-06-09 2018-01-16 X-Celeprint Limited Crystalline color-conversion device
US11061276B2 (en) 2015-06-18 2021-07-13 X Display Company Technology Limited Laser array display
US10133426B2 (en) 2015-06-18 2018-11-20 X-Celeprint Limited Display with micro-LED front light
US10380930B2 (en) 2015-08-24 2019-08-13 X-Celeprint Limited Heterogeneous light emitter display system
US10230048B2 (en) 2015-09-29 2019-03-12 X-Celeprint Limited OLEDs for micro transfer printing
US10066819B2 (en) 2015-12-09 2018-09-04 X-Celeprint Limited Micro-light-emitting diode backlight system
US10193025B2 (en) 2016-02-29 2019-01-29 X-Celeprint Limited Inorganic LED pixel structure
US10153257B2 (en) 2016-03-03 2018-12-11 X-Celeprint Limited Micro-printed display
US10153256B2 (en) 2016-03-03 2018-12-11 X-Celeprint Limited Micro-transfer printable electronic component
US10199546B2 (en) 2016-04-05 2019-02-05 X-Celeprint Limited Color-filter device
US10008483B2 (en) 2016-04-05 2018-06-26 X-Celeprint Limited Micro-transfer printed LED and color filter structure
US9997501B2 (en) 2016-06-01 2018-06-12 X-Celeprint Limited Micro-transfer-printed light-emitting diode device
US11137641B2 (en) 2016-06-10 2021-10-05 X Display Company Technology Limited LED structure with polarized light emission
US9980341B2 (en) 2016-09-22 2018-05-22 X-Celeprint Limited Multi-LED components
US10782002B2 (en) 2016-10-28 2020-09-22 X Display Company Technology Limited LED optical components
US10347168B2 (en) 2016-11-10 2019-07-09 X-Celeprint Limited Spatially dithered high-resolution
US10332868B2 (en) 2017-01-26 2019-06-25 X-Celeprint Limited Stacked pixel structures
US10468391B2 (en) 2017-02-08 2019-11-05 X-Celeprint Limited Inorganic light-emitting-diode displays with multi-ILED pixels
US10714001B2 (en) 2018-07-11 2020-07-14 X Display Company Technology Limited Micro-light-emitting-diode displays
CN110783364B (zh) * 2019-10-31 2022-09-13 Oppo广东移动通信有限公司 显示装置及电子设备
TWI704482B (zh) * 2019-12-06 2020-09-11 友達光電股份有限公司 顯示裝置
KR20210104221A (ko) 2020-02-14 2021-08-25 삼성디스플레이 주식회사 표시 패널 및 이를 구비한 전자 기기
KR20210121367A (ko) 2020-03-27 2021-10-08 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6958740B1 (en) * 1999-10-01 2005-10-25 Sanyo Electric Co., Ltd. Electroluminescence display device

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4769292A (en) 1987-03-02 1988-09-06 Eastman Kodak Company Electroluminescent device with modified thin film luminescent zone
US5061569A (en) 1990-07-26 1991-10-29 Eastman Kodak Company Electroluminescent device with organic electroluminescent medium
US6746905B1 (en) * 1996-06-20 2004-06-08 Kabushiki Kaisha Toshiba Thin film transistor and manufacturing process therefor
JP3738799B2 (ja) * 1996-11-22 2006-01-25 セイコーエプソン株式会社 アクティブマトリクス基板の製造方法，アクティブマトリクス基板および液晶表示装置
US6384529B2 (en) * 1998-11-18 2002-05-07 Eastman Kodak Company Full color active matrix organic electroluminescent display panel having an integrated shadow mask
JP3447619B2 (ja) * 1999-06-25 2003-09-16 株式会社東芝 アクティブマトリクス基板の製造方法、中間転写基板
JP2001077366A (ja) * 1999-08-20 2001-03-23 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 薄膜トランジスタ、液晶表示装置、及び薄膜トランジスタの製造方法
US6636284B2 (en) * 2000-08-11 2003-10-21 Seiko Epson Corporation System and method for providing an electro-optical device having light shield layers
US6698077B2 (en) * 2000-12-27 2004-03-02 International Business Machines Corporation Display fabrication using modular active devices
JP3696131B2 (ja) * 2001-07-10 2005-09-14 株式会社東芝 アクティブマトリクス基板及びその製造方法
WO2004047057A1 (ja) * 2002-11-19 2004-06-03 Ishikawa Seisakusho,Ltd. 画素制御素子の選択転写方法、画素制御素子の選択転写方法に使用される画素制御素子の実装装置、画素制御素子転写後の配線形成方法、及び、平面ディスプレイ基板
US7615800B2 (en) 2005-09-14 2009-11-10 Eastman Kodak Company Quantum dot light emitting layer
JP2007088235A (ja) * 2005-09-22 2007-04-05 Seiko Epson Corp 薄膜素子の転写方法、製造方法、薄膜装置の製造方法及び電子機器
JP2007114726A (ja) * 2005-09-26 2007-05-10 Sanyo Electric Co Ltd 有機エレクトロルミネッセンス表示装置
USPP17521P2 (en) * 2005-10-19 2007-03-27 W. Kordes' Sōhne Rosenschulan GmbH & Co KG Miniature rose plant named ‘KORoskin’

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6958740B1 (en) * 1999-10-01 2005-10-25 Sanyo Electric Co., Ltd. Electroluminescence display device

Also Published As

Publication number Publication date
TWI397177B (zh) 2013-05-21
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