CN110783324A - 高密度Micro LED夹层结构有源驱动显示单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高密度Micro LED夹层结构有源驱动显示单元，该显示单元的三基色LED发光芯片固定在透明玻璃载板的背面，且均采用反面出光的LED发光芯片；透明玻璃载板背面生长的TFT驱动器件阵列，且TFT驱动器件的电极与LED发光芯片电极键合；电路驱动器件分布固定在印刷电路载板上，玻璃载板引出焊盘与电路载板引出焊盘通过金属柱连接；电路驱动器件通过电路载板引线、电路载板引出焊盘、金属柱、玻璃载板引线及玻璃载板引出焊盘与TFT驱动器件连接。本发明可以实现显示屏的无缝拼接，并且可靠性好。

Description

高密度Micro LED夹层结构有源驱动显示单元
技术领域
本发明属于高密度LED显示、平板显示及半导体材料技术领域，涉及一种可无缝拼接的大尺度高密度Micro LED有源驱动显示单元。
背景技术
目前，世界已经开始进入大屏幕高分辨率新型高端数字平板显示时代，这种新型平板显示产业是年产值超过千亿美元的战略性新兴产业，是信息时代的先导性支柱产业，产业带动力和辐射力强。随着LED显示技术的不断进步，高密度小间距高清大屏幕LED显示产品成为最重要的显示设备之一，拥有DLP、LCD无法比拟的无缝无限拼接优势，是我国唯一能站在世界先进行列的显示产品。同传统DLP投影、LCD液晶显示等平板显示相比，LED显示产品是具有完全自主知识产权的大尺寸、超大尺寸的民族高科技产品，广泛应用于交通管理中心、指挥中心、电视演播中心、工业监控等领域。高密度小间距高清LED显示产品已经成为高端应用领域的优势产品，有广阔的发展前景和市场潜力。
作为新型显示的重要发展方向和国际高技术竞争的焦点，高密度LED显示技术得到了各国政府的高度重视，正向结构功能一体化、材料器件一体化、极端化、高集成度、低成本方向发展。随着4K+5G技术的时代来临，更小像素间距的大尺寸显示需求对于高密度LED显示技术提出更高的要求：一方面是在二维图像的范畴内需要提升图像质量，从技术标准的角度来看，即增加像素(分辨率)信息量方面有更高的要求。另一方面，像素密度的提高，对于小电流条件下的高质量的显示控制的精确性和稳定性带来新的技术难题，对于高端大尺寸的显示产品来说是巨大的挑战。
目前高密度小间距LED显示屏主要有两条技术路线，即SMD技术路线和COB技术路线。 SMD(Surface Mounted Devices)技术路线是上游灯珠厂商将灯杯、支架、晶元、引线、树脂等材料封装成不同规格的灯珠。下游显示屏厂商用高速贴片机，以高温回流焊将灯珠焊在电路板上，制成不同间距的显示单元。
COB(Chip On Board)小间距显示技术路线是将LED小尺寸芯片直接与PCB板进行超高精密装配，LED发光芯片通过PCB板与背面的高集成化驱动元器件直接连接，整体灌封防护，解决超高密度元器件布局布线和高可靠性难题，由阵列模组、显示单元的高精密度组装实现 LED超大屏幕拼接显示。
无论采用哪条技术路线，都需要对LED发光芯片进行封装和键合；目前LED主流发光芯片主要有垂直结构、正装结构和倒装结构，图1a、图1b、图1c分别给出LED垂直结构、正装结构和倒装结构发光芯片键合示意图。其中N1为LED发光芯片(垂直结构或正装结构)，N2为键合金属线，N3为LED发光芯片载板焊盘，N4为金属线键合点，N5为电极焊盘，N6 为LED倒装结构发光芯片，N7为LED倒装结构发光芯片载板电极焊盘，N8为LED倒装结构发光芯片电极。
随着LED半导体技术技术发展迅速，倒装芯片工艺日臻成熟，目前LED显示使用芯片尺寸达到100um以下，一般条件下，将采用50um～200um及其更小尺寸的LED发光芯片的LED显示定义为Mini LED或Micro LED显示，尽管LED发光芯片的尺寸缩小了，但是现有制成大面积无缝拼接的LED显示产品工艺，像素间距一般在1mm左右徘徊，尽管COB封装的小间距LED显示比SMD具有更小像素间距的技术优势。但受制于单元板线宽、线距影响，采用LED倒装结构发光芯片键合的LED显示单元像素间距最小能做到0.5mm左右。
图2a、图2b为采用LED倒装结构发光芯片高密度COB封装显示阵列模组结构示意图，就该附图进行结构说明。其中A1为高密度COB封装显示阵列模组载板，P1为采用LED倒装结构发光芯片的一个显示阵列模组的基本像素，由红基色LED倒装结构发光芯片P2、绿基色LED倒装结构发光芯片P3和蓝基色LED倒装结构发光芯片P4构成，A2为显示阵列模组的行驱动线，V1为红基色LED显示列驱动线，V2为绿基色LED显示列驱动线，V3 为蓝基色LED显示列驱动线，HL1为其中行驱动线A2的载板过孔，功能是将行驱动线A2 引到高密度COB封装显示阵列模组载板A1的背面同显示驱动器件连接；HV1为列驱动线的载板过孔集中区域，其中包括红基色LED显示列驱动线V1的载板过孔HV2，绿基色LED 显示列驱动线V2的载板过孔HV3，蓝基色LED显示列驱动线V3的载板过孔HV4；可以看到各个基色的LED倒装结构发光芯片都有独立的两极连接电路，分别同相应的行向驱动线路和列向驱动线路连接，可以分别受控的进行显示。而显示阵列模组载板上的载板过孔将载板背面的驱动器件和LED倒装结构发光芯片联通，在阵列模组的四周边缘未占用多余的位置，从而是该阵列模组具有无缝延展的性能。
图3为LED倒装结构发光芯片高密度COB封装显示阵列模组拼接示意图，可以看到，由于阵列模组载板表面没有驱动器件，若干阵列模组可以实现无缝拼接，不受限制地扩大高密度LED屏幕的尺寸。但是受载板和驱动技术的限制，很难进一步缩小LED显示单元像素间距。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可实现无缝可靠拼接的高密度Micro LED夹层结构有源驱动显示单元。
为了解决上述技术问题，本发明的高密度Micro LED夹层结构有源驱动显示单元包括透明玻璃载板、印刷电路载板；红、绿、蓝三基色LED发光芯片固定在透明玻璃载板的背面，且均采用反面出光的LED发光芯片；透明玻璃载板背面生长TFT驱动器件阵列，且其两个电极与LED发光芯片的两个电极键合；TFT驱动器件采用透明器件；透明玻璃载板上熔焊玻璃载板引出焊盘，且玻璃载板引出焊盘熔焊在玻璃载板引线上；电路驱动器件分布固定在印刷电路载板上，印刷电路载板上与玻璃载板引出焊盘对应位置上熔焊固定电路载板引出焊盘，电路载板引出焊盘熔焊在电路载板引线上；玻璃载板引出焊盘与电路载板引出焊盘通过金属柱连接；电路驱动器件通过电路载板引线、电路载板引出焊盘、金属柱、玻璃载板引线及玻璃载板引出焊盘与TFT驱动器件连接。
电路驱动器件输出驱动信号，通过电路载板引线、电路载板引出焊盘、金属柱、玻璃载板引线及玻璃载板引出焊盘将驱动信号传输给TFT驱动器件，最后由TFT驱动器件驱动LED 发光芯片发光。
所述的红、绿、蓝三基色LED发光芯片采用反面出光的LED倒装结构发光芯片。
所述的金属柱为玻璃载板引出焊盘上面生长的玻璃载板金属柱；玻璃载板金属柱的顶面与电路载板引出焊盘熔焊连接在一起；一个驱动显示单元内，每根玻璃载板引线上至少设置一个玻璃载板金属柱。
所述的金属柱为电路载板引出焊盘上面生长的电路载板金属柱；电路载板金属柱底面与玻璃载板引出焊盘熔焊连接在一起；一个驱动显示单元内，每根电路载板引线上至少设置一个电路载板金属柱。
所述的金属柱由玻璃载板引出焊盘上面生长的玻璃载板金属柱与电路载板引出焊盘上面生长的电路载板金属柱顶端对焊在一起构成；一个驱动显示单元内，每根玻璃载板引线上至少设置一个玻璃载板金属柱，每根电路载板引线上至少设置一个电路载板金属柱。
当每根玻璃载板引线上设置多个玻璃载板金属柱时，多个玻璃载板金属柱可以间隔设置或不等间隔设置。
当每根电路载板引线上设置多个电路载板金属柱时，多个电路载板金属柱可以间隔设置或不等间隔设置。
所述的电路驱动器件分布固定在印刷电路载板与面向透明玻璃载板的正面。
所述的电路驱动器件分布固定在印刷电路载板与背向透明玻璃载板的反面或者分布在印刷电路载板的正面和反面；印刷电路载板反面的电路载板引线通过电路载板过孔与正面的电路载板引线连接。
本发明主要提供可以实现精密无缝拼接基于有源显示控制器件TFT阵列载板的高密度 Micro LED显示单元，它既不需要在TFT阵列玻璃载板上打孔进行电路连接，也不采用玻璃载板边缘金属蒸镀的方法，不但不会遇到玻璃载板材质问题限制，也不会产生玻璃边缘的线路蒸镀可靠性问题。本发明将TFT技术与高密度COB及半导体器件技术结合，能够实现TFT 阵列的有源显示模组的拼接，突破了高密度COB封装显示技术瓶颈，在视频会议、指挥中心、高端商务、医疗诊断、学校及教育机构等，有着巨大市场需求和广阔的发展前景。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1a、图1b、图1c分别为LED垂直结构、正装结构和倒装结构发光芯片键合示意图。
图2a为采用LED倒装结构发光芯片的高密度COB封装显示阵列模组结构示意图。
图2b为图2a的I部局部放大图。
图3为LED倒装结构发光芯片高密度COB封装显示阵列模组无缝拼接示意图。
图4a为采用LED倒装结构发光芯片高密度TFT显示控制阵列模组结构示意图。
图4b为图4a的II部局部放大图。
图5为反面出光的LED倒装结构发光芯片键合侧面示意图。
图6为本发明实施例1的发光面板局部示意图。
图7为本发明实施例1的局部示意图。
图8a、图8b分别为本发明实施例1的有源驱动显示单元发光面板、驱动面板示意图。
图9为本发明实施例1的整体结构示意图。
图10为本发明实施例2的局部示意图。
图11a、图11b分别为本发明实施例2的有源驱动显示单元发光面板、驱动面板示意图。
图12为本发明实施例2的整体结构示意图。
图13为本发明实施例3的局部示意图。
图14a、图14b分别为本发明实施例3的有源驱动显示单元发光面板、驱动面板示意图。
图15为本发明实施例3的整体结构示意图。
图中：N1.垂直结构或正装结构的LED发光芯片，N2.键合金属线，N3.LED发光芯片载板焊盘，N4.金属线键合点，N5.电极焊盘，N6.LED倒装结构发光芯片，N7.LED倒装结构发光芯片载板电极焊盘，N8.LED倒装结构发光芯片电极；
A1.COB载板，P1.基本像素，P2.红基色LED倒装结构发光芯片，P3.绿基色LED倒装结构发光芯片，P4.蓝基色LED倒装结构发光芯片，A2.行驱动线，V1.红基色列驱动线，V2.绿基色列驱动线，V3.蓝基色列驱动线，HL1.行驱动线载板过孔，HV1.列驱动线载板过孔集中区域，HV2.红基色列驱动线载板过孔，HV3绿基色列驱动线载板过孔，HV4.蓝基色列驱动线载板过孔；
N.玻璃载板电源驱动线组，V.TFT列数据驱动线组，L1.红基色TFT控制驱动线组，L2. 绿基色TFT控制驱动线组，L3.蓝基色TFT控制驱动线组，T2.红基色TFT驱动器件，T3.绿基色TFT驱动器件，T4.蓝基色TFT驱动器件，D1、D2.电源驱动芯片，D3.TFT列数据驱动芯片，D4.红基色TFT控制芯片，D5.绿基色TFT控制芯片，D6.蓝基色TFT控制芯片， G.透明玻璃载板；
J2.LED倒装结构发光芯片，G2.反面出光面，J4.发光芯片电极，J6.载板焊盘；
J2.LED倒装结构发光芯片，G2.反面出光面，G.透明玻璃载板，J4.发光芯片电极，J6.玻璃载板焊盘，T.TFT驱动器件，J7.玻璃载板引出焊盘，J9.玻璃载板引线，G.透明玻璃载板；U1.玻璃载板金属柱；
B.印刷电路载板，J14.电路载板引出焊盘，U3.电路载板金属柱，J20.电路驱动器件，J16. 电路驱动器件电极，J15.电路驱动器件载板焊盘，J11.电路载板引线，H1电路载板过孔；
NN.电路载板电源驱动线组，VV.电路载板列数据驱动线组，LL1.红基色电路载板控制驱动线组，LL2.绿基色电路载板控制驱动线组，LL3.蓝基色电路载板控制驱动线组，H电路载板过孔组。
具体实施方式
考虑到有源显示控制器件TFT显示控制技术可以解决高密度COB封装显示阵列模组面临的载板和驱动问题，如果考虑材质、尺寸等技术参数，重新设计包括反面出光面焊盘，利用LED封装技术进行封装，可以实现基于有源TFT显示控制的Micro LED显示应用，拓展高密度LED显示的市场空间；但是仍有许多问题需要解决。
与图2a、图2b描述的采用LED倒装结构发光芯片高密度COB封装显示阵列模组结构不同，透明玻璃载板不能设计为过孔方式，驱动电路芯片只能在阵列模组的边缘，通过引线与周边驱动电路芯片连接，一个阵列模组只能单独作为一个显示器显示，面积大小取决于透明玻璃载板的面积，如图4a、图4b所示，其中P1为采用LED倒装结构发光芯片的一个显示阵列模组的基本像素，由红基色LED倒装结构发光芯片P2、绿基色LED倒装结构发光芯片P3和蓝基色LED倒装结构发光芯片P4构成，N为显示阵列模组的电源驱动线组，V 为红基色、绿基色、蓝基色LED显示TFT列数据驱动线组，L1为红基色LED显示TFT控制驱动线组，L2为绿基色LED显示TFT控制驱动线组，L3为蓝基色LED显示TFT控制驱动线组，T2为用来驱动红基色LED倒装结构发光芯片P2的TFT驱动器件，T3为用来驱动绿基色LED倒装结构发光芯片P3的TFT驱动器件，T4为用来驱动蓝基色LED倒装结构发光芯片P4的TFT驱动器件，D1、D2为显示阵列模组的电源驱动芯片，D3为红基色、绿基色、蓝基色LED显示TFT列数据驱动芯片，D4为红基色LED显示TFT控制芯片，D5为绿基色LED显示TFT控制芯片，D6为蓝基色LED显示TFT控制芯片，G为固定上述器件和线路的透明玻璃载板。
可以看到，由于有源显示控制器件TFT阵列的载板为透明玻璃载板，一般不能设计为过孔方式，不利于将显示驱动电路引至背面，这样LED发光芯片和周边驱动电路器件均在透明玻璃载板的表面，周边驱动电路器件占用拼接的位置，会导致无法实现LED显示模组或显示单元的无缝拼接。应用TFT显示驱动电路的LED显示器大屏幕拼接会出现缝隙影响显示效果。
实施例1
为了解决应用TFT显示驱动电路的LED显示屏幕拼接会出现缝隙的问题，本发明在透明玻璃载板固定有反面出光的LED倒装结构发光芯片的一面生长金属柱，与印刷电路载板的相对一面相应位置生长的金属焊盘柱对接，将驱动电路引至印刷电路载板上。下面以采用反面发光的LED倒装结构发光芯片为例，本发明的具体技术方案如下：
如图5所示，J2为反面出光的LED倒装结构发光芯片，G2为LED倒装结构发光芯片J2的出光面，G为固定LED倒装结构发光芯片J2的透明玻璃载板，J4为LED倒装结构发光芯片J2的电极，J6为键合LED倒装结构发光芯片J2的载板焊盘，T为用来LED倒装结构发光芯片J2的TFT驱动器件。TFT驱动器件T为透明器件。
如图6所示，本发明的高密度Micro LED夹层结构有源驱动显示单元包括透明玻璃载板G、印刷电路载板B、基本像素单元、TFT驱动器件T、电路驱动器J20；所述的基本像素单元包括红、绿、蓝三基色LED发光芯片P2、P3、P4，红、绿、蓝三基色LED发光芯片P2、P3、P4均采用反面出光的LED倒装结构发光芯片，也可以采用其他结构形式的反面出光的 LED发光芯片；LED倒装结构发光芯片的两个电极J4通过玻璃载板焊盘J6与TFT驱动器件T的两个电极键合；TFT驱动器件T固定在透明玻璃载板G上，用来驱动LED倒装结构发光芯片发光，且TFT驱动器件T为透明器件；透明玻璃载板G上熔焊玻璃载板引出焊盘 J7，且玻璃载板引出焊盘J7熔焊在玻璃载板引线J9上；玻璃载板引出焊盘J7上面生长玻璃载板金属柱U1；玻璃载板引线J9包括电源驱动线、TFT控制驱动线、TFT列数据驱动线；在一个驱动显示单元内，每根玻璃载板引线J9上至少设置一个玻璃载板金属柱U1；当每根玻璃载板引线J9上设置多个玻璃载板金属柱U1时，多个玻璃载板金属柱U1可以等间隔设置也可以不等间隔设置；所有玻璃载板金属柱U1截面形状及大小可以与玻璃载板引出焊盘 J7相同或不同，高度超出透明玻璃载板G上最高的器件高度。透明玻璃载板G及其上固定的像素、焊盘、引线、金属柱及器件等构成发光面板。
透明玻璃载板G的上方对应同样尺寸的印刷电路载板B，电路驱动器件J20可以分布固定在印刷电路载板B的一面，也可以分布在两面；印刷电路载板B及其上固定的器件构成驱动面板；其中电路驱动器件J20包括电源驱动芯片、TFT控制芯片、TFT列数据驱动芯片；电路驱动器件J20通过底部的电路驱动器件电极J16及印刷电路载板B上固定的电路驱动器件载板焊盘J15固定在印刷电路载板B上；印刷电路载板B上与透明玻璃载板G上玻璃载板金属柱U1对应位置的电路载板引线J11上熔焊固定电路载板引出焊盘J14，电路载板引出焊盘J14上生长电路载板金属柱U3；玻璃载板金属柱U1与电路载板金属柱U3的顶面通过对位融焊对接在一起；印刷电路载板B上还加工有电路载板过孔H1，用于连接印刷电路载板B两面的电路载板引线J11；电路载板引线J11包括电源驱动线、TFT控制驱动线、TFT 列数据驱动线。印刷电路载板B及其上固定的焊盘、引线电路驱动器件等构成驱动面板。
印刷电路载板B上的电源驱动线、TFT控制驱动线(相当于现有技术LED显示单元COB 驱动电路板上的行数据驱动线)、TFT列数据驱动线分别通过金属柱与透明玻璃载板G上的电源驱动线、TFT控制驱动线、TFT列数据驱动线连接。电路驱动器件J20通过TFT控制驱动线、TFT列数据驱动线及TFT驱动器件驱动LED发光芯片发光。
如图8a所示，G为透明玻璃载板，P2、P3、P4分别为反面出光红基色LED倒装结构发光芯片、反面出光绿基色LED倒装结构发光芯片和反面出光蓝基色LED倒装结构发光芯片(图8a透明玻璃载板G背面虚线部分)，发光芯片反面出光面G2，此时发光芯片反面出光面G2在透明玻璃载板G上部(虚线箭头所示)；N为显示阵列模组的玻璃载板电源驱动线组(图8a透明玻璃载板G背面空心线表示)，V为红基色、绿基色、蓝基色TFT列数据驱动线组(图8a玻璃载板G背面空心线表示)，L1为红基色TFT控制驱动线组，L2为绿基色 TFT控制驱动线组，L3为蓝基色TFT控制驱动线组，T2为红基色TFT驱动器件，T3为绿基色TFT驱动器件，T4为蓝基色TFT驱动器件，U1是玻璃载板金属柱，B为印刷电路载板，D1、D2为电源驱动芯片，D3为红基色、绿基色、蓝基色LED显示的TFT列数据驱动芯片，D4为红基色TFT控制芯片，D5为绿基色TFT控制芯片，D6为蓝基色TFT控制芯片，NN为显示阵列模组在印刷电路载板B上的电路载板电源驱动线组，VV为红基色、绿基色、蓝基色LED在印刷电路载板B上的TFT列数据驱动线组，LL1为红基色电路载板控制驱动线组，LL2为绿基色电路载板控制驱动线组，LL3为蓝基色电路载板控制驱动线组， H为印刷电路载板B上的过孔组。
如图9所示，为无缝拼接的高密度Micro LED夹层结构有源驱动显示单元(发光芯片和主要驱动芯片均位于夹层内部)完成情况示意图。图中G为透明玻璃载板，P2、P3、P4分别为反面出光红基色LED倒装结构发光芯片、反面出光绿基色LED倒装结构发光芯片和反面出光蓝基色LED倒装结构发光芯片(图9透明玻璃载板G背面虚线部分)，发光芯片反面出光面G2，此时发光芯片反面出光面G2在透明玻璃载板G上部(虚线箭头所示)；N为显示阵列模组的电源驱动线组(图9透明玻璃载板G背面空心线表示)，V为红基色、绿基色、蓝基色LED显示TFT列数据驱动线组(图9透明玻璃载板G背面空心线表示)，L1为红基色LED TFT控制驱动线组，L2为绿基色LED TFT控制驱动线组，L3为蓝基色LED TFT控制驱动线组，T2为用来驱动反面出光红基色LED倒装结构发光芯片P2的TFT控制器件， T3为用来驱动反面出光绿基色LED倒装结构发光芯片P3的TFT控制器件，T4为用来驱动反面出光蓝基色LED倒装结构发光芯片P4的TFT控制器件，U1是玻璃载板金属柱，此时分别和印刷电路载板B上的电路载板金属柱U3融焊连接在一起。
本发明的实施步骤：1)在透明玻璃载板上生成驱动反面出光的LED倒装结构发光芯片的TFT驱动器件；2)同时在该透明玻璃载板上生成固定反面出光的LED倒装结构发光芯片的载板焊盘、引出焊盘及连接引线；3)设计制作同透明玻璃载板尺寸匹配的印刷电路载板；4)在印刷电路载板生成与透明玻璃载板对应的引出焊盘、驱动芯片的固定焊盘、相互间引线及过孔；5)在透明玻璃载板焊盘进行反面出光的LED倒装结构发光芯片的固晶；6) 在透明玻璃载板引出焊盘上生长出设计高度的玻璃载板金属柱；7)在印刷电路载板上焊接电路驱动器件；8)在印刷电路载板引出焊盘上生长出设计高度的电路载板金属柱；9)将透明玻璃载板同印刷电路载板平行对位，将两个电路载板金属柱与玻璃载板金属柱按位置对应进行截面对准；10)电路载板金属柱与玻璃载板金属柱慢慢靠近，接触后进行对位压融焊，完成连接。
实施例2
为了解决应用TFT显示驱动电路的LED显示屏幕拼接会出现缝隙的问题，本发明在透明玻璃载板的背面固定反面出光的LED倒装结构发光芯片，并通过金属柱将透明玻璃载板上引线印刷电路载板上的引线连接，将驱动电路引至印刷电路载板上。下面以采用反面发光的LED倒装结构发光芯片为例，本发明的具体技术方案如下：
如图5所示，J2为反面出光的LED倒装结构发光芯片，G2为LED倒装结构发光芯片J2的出光面，G为固定LED倒装结构发光芯片J2的透明玻璃载板，J4为LED倒装结构发光芯片J2的电极，J6为键合LED倒装结构发光芯片J2的载板焊盘，T为用来LED倒装结构发光芯片J2的TFT驱动器件。TFT驱动器件T为透明器件。
如图10所示，本发明的高密度Micro LED夹层结构有源驱动显示单元包括透明玻璃载板G、印刷电路载板B、基本像素单元、TFT驱动器件T、电路驱动器J20；所述的基本像素单元包括红、绿、蓝三基色LED发光芯片P2、P3、P4，红、绿、蓝三基色LED发光芯片P2、 P3、P4均采用反面出光的LED倒装结构发光芯片，也可以采用其他结构形式的反面出光的 LED发光芯片；LED倒装结构发光芯片的两个电极J4通过玻璃载板焊盘J6与TFT驱动器件T的两个电极键合；TFT驱动器件T固定在透明玻璃载板G上，用来驱动LED倒装结构发光芯片发光，且TFT驱动器件T为透明器件；透明玻璃载板G上熔焊玻璃载板引出焊盘 J7，且玻璃载板引出焊盘J7熔焊在玻璃载板引线J9上；玻璃载板引出焊盘J7上面生长玻璃载板金属柱U1；玻璃载板引线J9包括电源驱动线、TFT控制驱动线、行数据驱动线和列数据驱动线；在一个驱动显示单元内，每根玻璃载板引线J9上至少设置一个玻璃载板金属柱U1；当每根玻璃载板引线J9上设置多个玻璃载板金属柱U1时，多个玻璃载板金属柱U1 可以等间隔设置也可以不等间隔设置；所有玻璃载板金属柱U1截面形状及大小可以与玻璃载板引出焊盘J7相同或不同。透明玻璃载板G及其上固定的像素、焊盘、引线、金属柱及器件等构成发光面板。
透明玻璃载板G的上方对应同样尺寸的印刷电路载板B，电路驱动器件J20可以分布固定在印刷电路载板B的一面，也可以分布在两面；印刷电路载板B及其上固定的器件构成驱动面板；其中电路驱动器件J20包括电源驱动芯片、TFT控制芯片、TFT列数据驱动芯片；电路驱动器件J20通过底部的电路驱动器件电极J16及印刷电路载板B上固定的电路驱动器件载板焊盘J15固定在印刷电路载板B上；印刷电路载板B上与透明玻璃载板G上玻璃载板金属柱U1对应位置的电路载板引线J11上熔焊固定电路载板引出焊盘J14；玻璃载板金属柱U1与电路载板引出焊盘J14通过对位融焊对接在一起；印刷电路载板B上还加工有电路载板过孔H1，用于连接印刷电路载板B两面的电路载板引线J11；电路载板引线J11包括电源驱动线，TFT列数据驱动线，三基色控制驱动线。印刷电路载板B及其上固定的焊盘、引线电路驱动器件等构成驱动面板。
如图11a所示，G为透明玻璃载板，P2、P3、P4分别为反面出光红基色LED倒装结构发光芯片、反面出光绿基色LED倒装结构发光芯片和反面出光蓝基色LED倒装结构发光芯片(图11a透明玻璃载板G背面虚线部分)，发光芯片反面出光面G2，此时发光芯片反面出光面G2在透明玻璃载板G上部(虚线箭头所示)；N为显示阵列模组的玻璃载板电源驱动线组(图11a透明玻璃载板G背面空心线表示)，V为红基色、绿基色、蓝基色TFT列数据驱动线组(图11a玻璃载板G背面空心线表示)，L1为红基色TFT控制驱动线组，L2为绿基色TFT控制驱动线组，L3为蓝基色TFT控制驱动线组，T2为红基色TFT驱动器件，T3 为绿基色TFT驱动器件，T4为蓝基色TFT驱动器件，U1是玻璃载板金属柱；如图11b所示，B为印刷电路载板，D1、D2为电源驱动芯片，D3为红基色、绿基色、蓝基色LED显示的TFT列数据驱动芯片，D4为红基色TFT控制芯片，D5为绿基色TFT控制芯片，D6 为蓝基色TFT控制芯片，NN为显示阵列模组在印刷电路载板B上的电路载板电源驱动线组， VV为红基色、绿基色、蓝基色LED在印刷电路载板B上的TFT列数据驱动线组，LL1为红基色电路载板控制驱动线组，LL2为绿基色电路载板控制驱动线组，LL3为蓝基色电路载板控制驱动线组，H为印刷电路载板B上的过孔组。
如图12所示，为无缝拼接的高密度Micro LED夹层结构有源驱动显示单元(发光芯片和主要驱动芯片均位于夹层内部)完成情况示意图。图中G为透明玻璃载板，P2、P3、P4 分别为反面出光红基色LED倒装结构发光芯片、反面出光绿基色LED倒装结构发光芯片和反面出光蓝基色LED倒装结构发光芯片(图12透明玻璃载板G背面虚线部分)，发光芯片反面出光面G2，此时发光芯片反面出光面G2在透明玻璃载板G上部(虚线箭头所示)；N 为显示阵列模组的电源驱动线组(图12透明玻璃载板G背面空心线表示)，V为红基色、绿基色、蓝基色LED显示TFT列数据驱动线组(图12透明玻璃载板G背面空心线表示)， L1为红基色LED TFT控制驱动线组，L2为绿基色LED TFT控制驱动线组，L3为蓝基色 LED TFT控制驱动线组，T2为用来驱动反面出光红基色LED倒装结构发光芯片P2的TFT 控制器件，T3为用来驱动反面出光绿基色LED倒装结构发光芯片P3的TFT控制器件，T4 为用来驱动反面出光蓝基色LED倒装结构发光芯片P4的TFT控制器件，U1是玻璃载板金属柱，此时和印刷电路载板B上的电路载板引出焊盘J14融焊连接在一起。
本发明的实施步骤：1)在透明玻璃载板上生成驱动反面出光的LED倒装结构发光芯片的TFT驱动器件；2)同时在该透明玻璃载板上生成固定反面出光的LED倒装结构发光芯片的载板焊盘、引出焊盘及连接引线；3)设计制作同透明玻璃载板尺寸匹配的印刷电路载板；4)在印刷电路载板生成与透明玻璃载板对应的引出焊盘、驱动芯片的固定焊盘、相互间引线及过孔；5)在透明玻璃载板焊盘进行反面出光的LED倒装结构发光芯片的固晶；6) 在透明玻璃载板引出焊盘上生长出设计高度的玻璃载板金属柱；7)在印刷电路载板上焊接电路驱动器件；8)将透明玻璃载板同印刷电路载板平行对位，将玻璃载板金属柱与电路载板引出焊盘按位置对应进行截面对准；10)玻璃载板金属柱与电路载板引出焊盘慢慢靠近，接触后进行对位融焊，完成连接。
实施例3
如图13所示，本发明的高密度Micro LED夹层结构有源驱动显示单元包括透明玻璃载板G、印刷电路载板B、基本像素单元、TFT驱动器件T、电路驱动器J20；所述的基本像素单元包括红、绿、蓝三基色LED发光芯片P2、P3、P4，红、绿、蓝三基色LED发光芯片P2、 P3、P4均采用反面出光的LED倒装结构发光芯片，也可以采用其他结构形式的反面出光的 LED发光芯片；LED倒装结构发光芯片的两个电极J4通过玻璃载板焊盘J6与TFT驱动器件T的两个电极键合；TFT驱动器件T固定在透明玻璃载板G上，用来驱动LED倒装结构发光芯片发光，且TFT驱动器件T为透明器件；透明玻璃载板G上熔焊玻璃载板引出焊盘 J7，且玻璃载板引出焊盘J7熔焊在玻璃载板引线J9上；玻璃载板引线J9包括电源驱动线、 TFT控制驱动线、行数据驱动线和列数据驱动线；在一个驱动显示单元内，每根电路载板引线J11上至少设置一个电路载板金属柱U3；当每根电路载板引线J11上设置多个电路载板金属柱U3时，多个电路载板金属柱U3可以等间隔设置也可以不等间隔设置；所有电路载板金属柱U3截面形状及大小可以与玻璃载板引出焊盘J7相同或不同。透明玻璃载板G及其上固定的像素、焊盘、引线、金属柱及器件等构成发光面板。
透明玻璃载板G的上方对应同样尺寸的印刷电路载板B，电路驱动器件J20可以分布固定在印刷电路载板B的一面，也可以分布在两面；印刷电路载板B及其上固定的器件构成驱动面板；其中电路驱动器件J20包括电源驱动芯片、TFT控制芯片、TFT列数据驱动芯片；电路驱动器件J20通过底部的电路驱动器件电极J16及印刷电路载板B上固定的电路驱动器件载板焊盘J15固定在印刷电路载板B上；印刷电路载板B上与透明玻璃载板G上玻璃载板引出焊盘J7对应位置的电路载板引线J11上熔焊固定电路载板引出焊盘J14；电路载板引出焊盘J14上生长电路载板金属柱U3；电路载板金属柱U3与玻璃载板引出焊盘J7通过对位融焊对接在一起；印刷电路载板B上还加工有电路载板过孔H1，用于连接印刷电路载板 B两面的电路载板引线J11；电路载板引线J11包括电源驱动线，TFT列数据驱动线，三基色控制驱动线。印刷电路载板B及其上固定的焊盘、引线电路驱动器件等构成驱动面板。
如图14a、图14b所示，G为透明玻璃载板，P2、P3、P4分别为反面出光红基色LED倒装结构发光芯片、反面出光绿基色LED倒装结构发光芯片和反面出光蓝基色LED倒装结构发光芯片(图14a透明玻璃载板G背面虚线部分)，发光芯片反面出光面G2，此时发光芯片反面出光面G2在透明玻璃载板G上部(虚线箭头所示)；N为显示阵列模组的玻璃载板电源驱动线组(图14a透明玻璃载板G背面空心线表示)，V为红基色、绿基色、蓝基色TFT 列数据驱动线组(图14a玻璃载板G背面空心线表示)，L1为红基色TFT控制驱动线组， L2为绿基色TFT控制驱动线组，L3为蓝基色TFT控制驱动线组，T2为红基色TFT驱动器件，T3为绿基色TFT驱动器件，T4为蓝基色TFT驱动器件，B为印刷电路载板，D1、D2 为电源驱动芯片，D3为红基色、绿基色、蓝基色LED显示的TFT列数据驱动芯片，D4为红基色TFT控制芯片，D5为绿基色TFT控制芯片，D6为蓝基色TFT控制芯片，NN为显示阵列模组在印刷电路载板B上的电路载板电源驱动线组，VV为红基色、绿基色、蓝基色 LED在印刷电路载板B上的TFT列数据驱动线组，LL1为红基色电路载板控制驱动线组， LL2为绿基色电路载板控制驱动线组，LL3为蓝基色电路载板控制驱动线组，U3是电路载板金属柱，H为印刷电路载板B上的过孔组。
如图15所示，为无缝拼接的高密度Micro LED夹层结构有源驱动显示单元(发光芯片和主要驱动芯片均位于夹层内部)完成情况示意图。图中G为透明玻璃载板，P2、P3、P4 分别为反面出光红基色LED倒装结构发光芯片、反面出光绿基色LED倒装结构发光芯片和反面出光蓝基色LED倒装结构发光芯片(图15透明玻璃载板G背面虚线部分)，发光芯片反面出光面G2，此时发光芯片反面出光面G2在透明玻璃载板G上部(虚线箭头所示)；N 为显示阵列模组的电源驱动线组(图15透明玻璃载板G背面空心线表示)，V为红基色、绿基色、蓝基色LED显示TFT列数据驱动线组(图15透明玻璃载板G背面空心线表示)， L1为红基色LED TFT控制驱动线组，L2为绿基色LED TFT控制驱动线组，L3为蓝基色LED TFT控制驱动线组，T2为用来驱动反面出光红基色LED倒装结构发光芯片P2的TFT 控制器件，T3为用来驱动反面出光绿基色LED倒装结构发光芯片P3的TFT控制器件，T4 为用来驱动反面出光蓝基色LED倒装结构发光芯片P4的TFT控制器件，U3是电路载板金属柱，此时和透明玻璃载板G上的玻璃载板引出焊盘J7融焊连接在一起。
本发明的实施步骤：1)在透明玻璃载板上生成驱动反面出光的LED倒装结构发光芯片的TFT驱动器件；2)同时在该透明玻璃载板上生成固定反面出光的LED倒装结构发光芯片的载板焊盘、引出焊盘及连接引线；3)设计制作同透明玻璃载板尺寸匹配的印刷电路载板；4)在印刷电路载板生成与透明玻璃载板对应的引出焊盘、驱动芯片的固定焊盘、相互间引线及过孔；5)在透明玻璃载板焊盘进行反面出光的LED倒装结构发光芯片的固晶；6) 在印刷电路载板上焊接电路驱动器件；7)在印刷电路载板引出焊盘上生长出设计高度的电路载板金属柱；7)将透明玻璃载板同印刷电路载板平行对位，将电路载板金属柱与玻璃载板引出焊盘按位置对应进行截面对准；10)电路载板金属柱与玻璃载板引出焊盘慢慢靠近，接触后进行对位融焊，完成连接。

Claims (9)

1.一种高密度Micro LED夹层结构有源驱动显示单元，其特征在于包括透明玻璃载板(G)、印刷电路载板(B)；红、绿、蓝三基色LED发光芯片固定在透明玻璃载板(G)的背面，且均采用反面出光的LED发光芯片；透明玻璃载板(G)背面生长TFT驱动器件阵列，且其两个电极与LED发光芯片的两个电极键合；TFT驱动器件(T)采用透明器件；透明玻璃载板(G)上熔焊玻璃载板引出焊盘(J7)，且玻璃载板引出焊盘(J7)熔焊在玻璃载板引线(J9)上；电路驱动器件(J20)分布固定在印刷电路载板(B)上，印刷电路载板(B)上与玻璃载板引出焊盘(J7)对应位置上熔焊固定电路载板引出焊盘(J14)，电路载板引出焊盘(J14)熔焊在电路载板引线(J11)上；玻璃载板引出焊盘(J7)与电路载板引出焊盘(J14)通过金属柱连接；电路驱动器件(J20)通过电路载板引线(J11)、电路载板引出焊盘(J14)、金属柱、玻璃载板引线(J9)及玻璃载板引出焊盘(J7)与TFT驱动器件(T)连接。
2.根据权利要求1所述的高密度Micro LED夹层结构有源驱动显示单元，其特征在于所述的红、绿、蓝三基色LED发光芯片采用反面出光的LED倒装结构发光芯片。
3.根据权利要求1所述的高密度Micro LED夹层结构有源驱动显示单元，其特征在于所述的金属柱为玻璃载板引出焊盘(J7)上面生长的玻璃载板金属柱(U1)；玻璃载板金属柱(U1)的顶面与电路载板引出焊盘(J14)熔焊连接在一起；一个驱动显示单元内，每根玻璃载板引线(J9)上至少设置一个玻璃载板金属柱(U1)。
4.根据权利要求1所述的高密度Micro LED夹层结构有源驱动显示单元，其特征在于所述的金属柱为电路载板引出焊盘(J14)上面生长的电路载板金属柱(U3)；电路载板金属柱(U3)底面与玻璃载板引出焊盘(J7)熔焊连接在一起；一个驱动显示单元内，每根电路载板引线(J11)上至少设置一个电路载板金属柱(U3)。
5.根据权利要求1所述的高密度Micro LED夹层结构有源驱动显示单元，其特征在于所述的金属柱由玻璃载板引出焊盘(J7)上面生长的玻璃载板金属柱(U1)与电路载板引出焊盘(J14)上面生长的电路载板金属柱(U3)顶端对焊在一起构成；一个驱动显示单元内，每根玻璃载板引线(J9)上至少设置一个玻璃载板金属柱(U1)，每根电路载板引线(J11)上至少设置一个电路载板金属柱(U3)。
6.根据权利要求3或5所述的高密度Micro LED夹层结构有源驱动显示单元，其特征在于当每根玻璃载板引线(J9)上设置多个玻璃载板金属柱(U1)时，多个玻璃载板金属柱(U1)可以间隔设置或不等间隔设置。
7.根据权利要求4或5所述的高密度Micro LED夹层结构有源驱动显示单元，其特征在于当每根电路载板引线(J11)上设置多个电路载板金属柱(U3)时，多个电路载板金属柱(U3)可以间隔设置或不等间隔设置。
8.根据权利要求1所述的高密度Micro LED夹层结构有源驱动显示单元，其特征在于所述的电路驱动器件(J20)分布固定在印刷电路载板(B)与面向透明玻璃载板(G)的正面。
9.根据权利要求1所述的高密度Micro LED夹层结构有源驱动显示单元，其特征在于所述的电路驱动器件(J20)分布固定在印刷电路载板(B)与背向透明玻璃载板(G)的反面或者分布在印刷电路载板(B)的正面和反面；印刷电路载板(B)反面的电路载板引线(J11)通过电路载板过孔(H1)与正面的电路载板引线(J11)连接。
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