CN110832637A - Led显示装置 - Google Patents
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Abstract
一种显示装置(100),包括:‑支撑件;‑第一和第二导电供电元件(106、108),第一导电元件布置在支撑件上;‑若干LED模块(104),每个LED模块包括至少一个LED和两个供电焊盘,这两个供电焊盘分别布置在LED模块的两个相对面上,这两个相对面之一对应于LED的发射面,其中每个LED模块的供电焊盘分别连接至第一和第二导电供电元件,并且其中LED模块的用于与第一导电供电元件连接的供电焊盘的连接区域显著小于第一导电元件的接收区域,该接收区域对应于第一导电元件在与LED模块的供电焊盘的连接区域平行的平面中的区域。
Description
描述
技术领域和现有技术
本发明的领域涉及显示或者图像投影装置。特别地,本发明涉及包括优选地由GaN制成的LED或者微型LED(μLED)的屏幕的实现。
当前的大多数屏幕是用与背光耦合的液晶来制造的,并且被称为LCD(液晶显示器)屏幕。这种屏幕的液晶矩阵由TFT(薄膜晶体管)驱动。
另一种用于制造较高效率屏幕的技术是OLED(有机发光二极管)技术。像素命令原理类似于在LCD屏幕的情况下使用到的原理(即命令电路是使用TFT技术来制造的)。
也可以使用包括例如基于GaN/InGaN的结构的微型LED(或者μLED)。与LCD和OLED屏幕相比,这些μLED使得有可能具有降低的功耗(GaN/InGaNμLED的效率大于60%)。这些μLED与高电流密度兼容,这使得有可能具有通常为106cd/m2的高亮度。
文献FR 3 044 467描述了一种用于通过组装由μLED及其命令电子器件构成的微型芯片来制造屏幕的方法。利用这种方法,可以使用体效应技术而不是TFT技术来制造命令电子器件。然而,该方法的缺点是必须在互连网络上非常精确地转印微型芯片(其各自包括四个连接),鉴于所需的精度,这执行起来非常复杂。鉴于必须转印的μLED的数量,执行此转印所必需的持续时间也非常重要。
发明的描述
本发明的目的是提出一种显示装置,该显示装置的架构允许放宽与LED的转印以及LED相对于其所连接到的互连的定位有关的约束。
为此,提出了一种显示装置,其至少包括:
-支撑件;
-第一供电导电元件和第二供电导电元件,所述至少一个第一导电元件布置在所述支撑件的表面上;
-若干LED模块,每个LED模块包括至少一个LED,每个LED包括形成pn结的至少两个层,并且每个LED模块包括两个供电焊盘,所述两个供电焊盘分别布置在所述LED模块的两个相对面上,所述两个相对面之一对应于所述LED模块的发射面,
其中,每个LED模块的所述供电焊盘分别连接至所述第一供电导电元件和所述第二供电导电元件,用于向LED模块供电,并且
其中,LED模块的供电焊盘与第一供电导电元件的连接表面明显小于第一导电元件的主体表面,该主体表面对应于第一导电元件的以下表面:该表面在与LED模块的供电焊盘的连接表面平行的平面中,并且能够产生与LED模块的供电焊盘的电接触。
还提出了一种显示装置,其至少包括:
-支撑件;
-第一供电导电元件和第二供电导电元件,所述至少一个第一导电元件布置在所述支撑件的表面上;
-若干LED模块,每个LED模块包括至少一个LED,每个LED包括形成pn结的至少两个层,并且每个LED模块包括两个供电焊盘,所述两个供电焊盘分别布置在LED模块的两个相对面上,所述两个相对面之一对应于所述LED模块的发射面,
其中,每个LED模块的供电焊盘分别连接至第一供电导电元件和第二供电导电元件,用于向LED模块供电,并且
其中,显示像素区的主体表面与所述LED模块之一的供电焊盘(110)和所述第一导电元件的连接表面之间的尺寸比大于或等于2,在所述主体表面中,属于所述显示像素区的一个或多个LED模块旨在产生所述显示装置的光点显示,并且所述主体表面由所述第一导电元件形成。
在这样的装置中,在给定主体表面的重要尺寸与供电焊盘的尺寸相比的区别的情况下,不必实现LED模块在第一导电元件的主体表面上的精确定位。因此,可以设想将LED模块转印到该主体表面上的不同方式,诸如,比方说,实现将LED模块随机布置在主体表面上。没有需要实现像素模块相对于与LED模块电连接的导电元件的对准。
LED模块可以以不确定的方式定位或者转印到第一导电元件的主体表面上。在本文中,不确定的定位或者转印表示基本上是随机的。由此,不确定的转印可能导致LED模块在支撑件上的密度是可变的,并且由此是不均匀的。而且,LED模块在给定位置处的密度通常不能事先预先确定,并且将例如由泊松定律类型的统计概率定律来决定。
LED模块可以以无约束或者解除约束的方式定位或者转印到第一导电元件的主体表面上。无约束或者解除约束的定位或者转印表示LED模块的导电供电焊盘的接触表面的尺寸小于要在其上转印LED模块的支撑件的导电主体表面的接触表面的尺寸,例如,其比至少为等于2或者至少等于5,使得通过该定位方法定位LED模块的精度可以具有宽松的、或者甚至非常宽松的精度,LED模块能够定位在主体表面的不同位置,而不必确保LED模块的焊盘在导电主体表面上居中。在这种情况下,对于不同的导电主体表面,LED模块的密度可以基本上是均匀的,但是LED在主体表面上的定位可能会发生波动,因此在导电主体表面上的定位可以使用术语“伪随机定位”。
此外,模块在其转印期间的定向可以是随机的或者非随机的,这取决于在转印到支撑体上的操作之前或者期间是否使用了对LED模块进行预定向的技术。
术语LED用于表示LED或者μLED。
在第一导电元件的主体表面与LED模块的供电焊盘的连接表面的界面处形成的平面中,该主体表面的尺寸与该连接表面的尺寸之比可以大于或等于2或者大于或等于5。
第一导电元件的主体表面对应于第一导电元件的可以用来产生与LED模块的供电焊盘的电接触的导电材料的整个表面。不能用来形成与LED模块的电连接的导电材料不构成该主体表面的一部分。
LED模块可以以随机或者准随机的方式分布在第一导电元件的主体表面上,该装置能够由对以下描述的方法的实施来实现。
LED模块可以以随机方式分布,使得LED模块在主体表面上的密度是不均匀的。
第一导电元件的主体表面与LED模块之一的供电焊盘的连接表面之间的尺寸比大于或等于2,或者大于或等于5。
每个LED模块还可以包括所述LED模块中的LED的命令电路,该命令电路能够在该LED的pn结的所述层中的一个层上输出表示旨在由该LED发射的光信号的信号。
命令电路可能能够执行对旨在在供电导电元件上传输的光信号的PWM(脉冲宽度调制)解调,或者对表示旨在在供电导电元件上传输的光信号的二进制信号的解调。
解调可以是PWM或者BCM(二进制代码调制)类型。
第一供电导电元件和第二供电导电元件中的每一者都可以包括彼此基本上平行地延伸的若干导电轨迹,第一供电导电元件的导电轨迹基本上垂直于第二供电导电元件的导电轨迹延伸。在这种情况下,对应于第一导电元件的导电迹线之一以及第二导电元件的导电迹线之一的重叠区的区域可以形成显示像素区,在该显示像素区中,属于该显示像素区的LED模块旨在产生该装置的光点显示,并且形成例如该显示装置的像素。
第一供电导电元件和第二供电导电元件中的每一者都可以包括单个导电平面或者单个导电层。
每个LED模块可以包括彼此首尾相连布置的两个LED。
该显示装置可以还包括:
-显示平面,该显示平面包括若干显示像素区,每个显示像素区包括LED模块中的至少一个LED模块,并且所述显示像素区中的所述LED模块中的至少一个LED模块的控制装置基于所述显示像素区的旨在由所述控制装置接收的命令信号;
-显示装置的输入/输出接口,该输入/输出接口能够接收旨在在显示面上显示的图像信号,并且包括旨在输出所述显示像素区的所述命令信号的至少一个命令单元;
其中:
-命令单元连接到至少一个第一天线,该第一天线能够通过RF波传输显示像素区的命令信号;
-每个控制装置包括至少一个第二天线,该第二天线耦合到RF信号处理电路,并且每个控制装置能够接收相关联的显示像素区的命令信号,并且能够根据所接收到的命令信号来命令所述显示像素区中的所述LED模块(104)中的所述至少一个LED模块发射与所述图像信号的同所述显示像素区相关联的一部分对应的光信号。
在这种形成例如μLED屏幕的显示装置中,命令LED模块的控制装置不再以有线方式链接到处理该显示装置所接收到的图像信号的命令单元。这样的配置使得有可能使供电信号的传输与LED模块的命令信号无关,这避免使在可能具有重要尺寸的导电元件中传输命令信号引起过高的衰减。
此外,该架构在显示元件(LED模块和控制装置)与在显示器上游的信号处理元件(命令单元)之间的关联方面提供了更大的灵活性。因此,有可能容易地修改这些不同元件彼此之间的关联。
即使在LED模块不包括命令电路时,控制装置仍可以根据在第二天线上接收到的信号来驱动LED模块。
每个LED模块都可以包括控制装置,或者每个显示像素区都可以包括若干LED模块以及电连接到所述显示像素区的LED模块的公共控制装置。
第二天线可以被布置在与两个供电导电元件之一相同的平面中。
每个控制装置可以布置在两个供电导电元件之间并且由所述供电导电元件供电。
因此,有可能实现一种用于在显示装置上显示图像的方法,该方法至少包括:
-接收旨在在显示装置的显示平面上显示的图像信号;
-由显示装置的至少一个命令单元对图像信号进行处理,以确定显示装置的若干显示像素区的命令信号,使得每个显示像素区包括至少一个LED模块,该至少一个LED模块包括至少一个LED,
-通过RF波将命令信号发送到显示像素区;
-由每个显示像素区的控制装置接收每个命令信号;
-由所述控制装置根据接收到的命令信号来命令每一显示像素区的LED模块发射与同所述显示像素区相关联的一部分图像信号对应的光信号。
还提出了一种用于实现显示装置的方法,该方法至少包括:
-制造若干LED模块,每个LED模块包括至少一个LED和至少两个供电焊盘,所述至少两个供电焊盘布置在LED模块的两个相对面上,所述两个相对面之一对应于所述LED模块的LED的发射面;
-制造支撑件,所述支撑件的表面上布置有至少一个第一供电导电元件;
-将LED模块转印到支撑件上,使得第一供电导电元件为LED模块的至少一部分形成至少一个主体表面,每个所述LED模块的供电焊盘之一抵靠该主体表面布置以产生电接触,供电焊盘的连接表面明显小于所述主体表面;
-在LED模块上制造至少一个第二供电导电元件,使得LED模块被布置在所述第一供电导电元件与所述第二供电导电元件之间,并且两个供电焊盘分别连接到第一供电导电元件和第二供电导电元件。
还提出了一种用于制造显示装置的方法,该方法至少包括:
-制造若干LED模块,每个LED模块包括至少一个LED和至少两个供电焊盘,所述至少两个供电焊盘布置在LED模块的两个相对面上,所述两个相对面之一对应于所述LED模块的LED的发射面;
-制造支撑件,所述支撑件的表面上布置有至少一个第一供电导电元件;
-将LED模块转印到支撑件上,使得第一供电导电元件为该LED模块的至少一部分形成显示像素区的至少一个主体表面,在所述至少一个主体表面中,属于该显示像素区的一个或多个LED模块旨在产生显示装置的光点显示,所述LED模块中的每一者的供电焊盘之一抵靠所述至少一个主体表面布置布置以产生电接触,所述主体表面与所述LED模块之一的供电焊盘和所述第一导电元件的连接表面之间的尺寸比大于或等于2;
-在LED模块上制造至少一个第二供电导电元件,使得LED模块被布置在所述第一供电导电元件与所述第二供电导电元件之间,并且两个供电焊盘分别连接到第一供电导电元件和第二供电导电元件。
在转印LED模块的步骤期间,对LED模块的定位可以以随机或者准随机的方式在第一导电元件的所述至少一个主体表面上执行。
LED模块在主体支撑件上的散置可以是随机的,并且可以包括通过喷射LED模块来进行投射,或者使LED模块悬浮在溶液中,然后使LED模块沉积在主体支撑件上,以及去除其中已散置有所述LED模块的所述溶液的溶剂。
在替代方案中,转印LED模块可以使用转印机以伪随机的方式制造,该转印机能够将若干LED模块同时转印到主体支撑件的一部分上。
制造第一供电导电元件和第二供电导电元件中的每一者可以包括通过印刷彼此基本上彼此平行地延伸的若干导电迹线来进行沉积,两个供电导电元件中的第一供电导电元件的导电迹线基本上垂直于所述两个供电导电元件中的第二供电导电元件的导电迹线延伸。
该方法可以还包括,在转印LED模块与制造第二供电导电元件之间,实施以下步骤:
-沉积感光树脂,该感光树脂覆盖所述LED模块以及所述主体支撑件的位于所述LED模块一侧上并且未被所述LED模块覆盖的部分;
-通过所述主体支撑件对感光树脂进行曝光,所述主体支撑件相对于用于所述曝光的波长是透明的;
-对所述曝光的树脂进行显影,使得所述感光树脂的其余曝光的部分保持在所述LED模块之间,并且在所述LED模块之间形成钝化元件。
LED模块可以被制造为使得这些LED模块各自包括至少一个微磁体和/或使得LED模块的侧面被蚀刻,使得在将这些LED模块散置在主体支撑件上期间,将所述LED模块布置成使得所述LED的发射面布置在所述主体支撑件的优选为光学透明的一侧上。
附图的简要描述
通过参考附图阅读示例性实施例的描述将更好地理解本发明,提供所述示例性实施例纯粹是为了指示的目的,而不是以任何方式进行限制,在附图中:
-图1示意性地示出了根据第一实施例的显示装置(本发明的主题)的一部分;
-图2示意性地示出了根据本发明的显示装置的LED模块;
-图3A至图7B示出了根据本发明的用于制造显示装置的方法的步骤;
-图8示出了根据本发明的显示装置的μLED的示例;
-图9示意性地示出了包括两个首尾相接安装的LED的LED模块;
-图10示出了用于制造LED模块的方法;
-图11示意性地示出了LED模块的电子命令电路;
-图12示出了用于制造具有预定向的LED模块的方法的步骤;
-图13A和图13B示意性地示出了具有预定向的LED模块;
-图14示出了转印LED模块的替代方式;
-图15和图16示出了LED模块的随机散置的仿真曲线;
-图17和图19示出了LED模块的电子命令电路的示例性实施例的示图;
-图18示出了由LED模块在显示期间获得的信号;
-图20示意性地示出了显示装置,其包括按要显示的颜色进行区分的区;
-图21示意性地示出了显示装置的一部分,其中LED模块通过RF信号进行通信;
-图22和图23示意性地示出了通过RF信号进行通信的LED模块;
-图24示意性地示出了显示装置内通过RF波执行信号传输的元件;
-图25示意性地示出了根据另一实施例的显示装置的一部分;
-图26A和图26B示出了在显示装置中使用的RF天线的示图;
-图27示意性地示出了根据另一实施例的显示装置的一部分;
-图28示出了根据特定实施例的用于显示图像的方法的示图。
下文描述的不同附图中的相同、相似或者等同部分具有相同的附图标记,以便于更加容易地从一个附图衔接到下一个附图。
为了使附图更容易理解,图中的不同部分不必按照统一的比例来显示。
不同可能性(替代方案和实施例)应该被理解为互不排斥,并且可以组合在一起。
具体实施例的详细描述
本文提出了一种显示装置,其是通过将LED以不确定的、随机的或者伪随机的方式转印到转印支撑件(例如,包含TFT组件的板或者未功能化的支撑板)上来制造的。转印支撑件包括至少一个导电迹线,该导电迹线例如对应于未来矩阵的未来行或者列。
首先参考图1,其示意性地示出了根据第一实施例的显示装置100。
装置100形成n×m个显示像素区102的矩阵。显示像素区102对应于装置100的显示平面的区域,该区域旨在用于显示相对于该显示平面的其他图像点单独命令的点图像。每个显示像素区102包括确保该显示像素区102的光发射的一个或多个LED模块104(然而,有缺陷的显示像素区可以不包括LED模块,如下文所描述的)。存在于同一显示像素区中的所有LED模块104同时操作以显示对应的图像点。在本文描述的第一实施例中,每个显示像素区102对应于显示平面的一像素。在图1中,仅示出了该像素矩阵的一部分,并且对应于分布在6行和6列像素上的36个像素的集合。
LED模块104各自包括LED 105和电子命令电路118。LED 105例如由至少一种无机半导体(优选地为GaN和/或InGaN和/或AlGaN)制成。如从图2中可以看出,每个LED模块104在一侧包括LED 105,并且在另一侧包括电子命令电路118。在微型LED模块的情况下,每个LED模块104在与电子命令电路118与LED 105之间的界面平行的平面中的尺寸例如包括在大约1μm至100μm之间,或者在大约5μm至100μm之间,这主要依据电子命令电路118的体积,电子命令电路118的体积取决于该电子命令电路118的复杂性,即由该电路118实现的功能的数量和类型。每个LED模块104的厚度例如在大约2μm至10μm之间。
LED 105可以发射颜色可变化的光,或者代替地发射单色光。当使用单色LED 105时,优选地转印发射红色、绿色和蓝色(并且可选地为白色)光的不同的LED 105,以便在每个像素中具有这些颜色中的每一颜色的至少一个LED 105(除了在有缺陷的显示像素区102中以外)。
在本文中LED模块104以随机的方式分布在装置100的显示像素区102内。LED模块104所分布的密度为使得统计上除了有限数量的区域102之外,每个显示像素区102包括至少一个LED模块104。但是,每个区102可以包括若干LED模块104。
每个LED模块104包括连接到装置100的供电导电元件106、108的两个供电焊盘110、112。如从图2中可以看出的,每个LED模块104的LED 105和每个LED模块104的电子命令电路118都经由焊盘110连接到导电元件108之一,并且经由焊盘112连接到导电元件106之一。导电元件108是光学透明的或者半透明的,以便于使得LED 105能够进行光发射。
在图1中,导电元件106采用沿第一方向(在图1中为水平方向)延伸的导电行的形式制造,并且导电元件108由沿基本上垂直于该第一方向的第二方向(在图1中为竖直方向)延伸的导电列形成。
例如,名称为V供电的供电电势旨在被施加到导电元件106上,并且名称为V接地的基准电势(例如接地)旨在被施加在导电元件108上。因此在每个区102内,LED模块104中的每一个LED模块连接到该供电电势和基准电势。
因此,本文提出了一种屏幕,该屏幕通过LED的转印来制造,该LED例如以不确定方式转印到转印支撑件上。与以上描述的第一实施例中的情况一样,转印支撑件可以对应于在其上以行或者列的形式形成有导电元件106、108之一的板。转印支撑件还可对应于包括电子命令元件的TFT板。
由于LED模块104的主体表面或者接触表面的重要尺寸即导电元件108的尺寸与LED模块的尺寸并且更具体地与存在于每个LED模块上并且旨在允许向LED模块进行供电的导电焊盘的尺寸相比的差别,LED模块104的这种特定的转印是可能的。实际上,考虑到这些导电元件的尺寸确实比LED模块104的尺寸大得多,并且供电焊盘110、112相对于导电元件108的接触表面也是如此,因此实现LED模块104在这些主体表面上的精确定位不是必要的。这些尺寸为使得在与接触表面平行的平面中,支撑件上的接触表面之一的尺寸与LED模块之一的两个相对面之一的尺寸之比大于或等于2,或者大于或等于5,或者甚至大于或等于10。支撑件上的接触表面对应于可用于与LED模块104之一产生电接触的表面,该表面可选地能够部分地开孔或者由电连接且处于相同电势的不同表面构成。
结合图3A至图7B描述了用于制造装置100的方法的步骤。
首先制造第一电极层级(图3A和图3B)。在本文描述的示例中,它们是旨在位于LED105的发射面的一侧上的导电元件108。使用透明支撑件130,例如由玻璃制成的透明支撑件130。接下来,以对应于显示像素区102的期望节距的节距蚀刻ITO条,优选地通过从ITO的连续平面或者连续层激光蚀刻条间区来蚀刻ITO条。这些ITO条形成导电元件108。
理想地,LED模块104悬浮在水-IPA混合物中,并且通过超声搅拌保持悬浮。有利地,该设备可以具有用于液晶屏幕的设备的类型,以用于使间隔物随机散置。
接下来,例如通过喷射来使LED模块104随机散置,以使导电元件108上有缺陷的区102的数量最小化(图4A和图4B)。对于有1.106个像素或者区102的屏幕,分配包含1.107个LED模块104的数量级的溶液体,这必须确保缺陷的水平为10的数量级。可以执行直接的金属-金属键合以确保LED模块104与导电元件108的连接。
负型绝缘树脂132优选地通过喷射而分布在所实现的整个结构上,并且其厚度优选地大于LED模块104的厚度(图5)。有利地,该树脂是黑色的,以便在环境光的发射不为零的情况下,在光发射期间获得与LED 105的良好对比度,并且在LED 105不发光时具有黑色的显示平面。
通过透明支撑件130和导电元件108的曝光使得有可能使在LED模块104之间的树脂132曝光,而不使存在于LED模块104上的树脂曝光。接下来,树脂132的显影使得有可能去除存在于LED模块104上的未曝光的树脂(图6)。树脂的其余部分确保LED模块104之间的钝化。
最后,例如通过印刷金属电极(垂直于前面的电极)来产生其他导电元件106。然后,在先前步骤中沉积的树脂132确保了平滑作用,从而有利于通过印刷来沉积导电元件106。
在LED模块104的这种随机散置过程中,分布遵循泊松定律。假设显示像素区102的数量为1.106,并且使用泊松定律,有可能根据装置100所接受的缺陷的数量来评估必须分配的LED模块104的数量。缺陷是指没有LED模块104或没有功能性LED模块104的显示像素区102。在图15中所示的示图中,考虑一百万个显示像素区102的情况,有必要在主体支撑件上分配1400万个数量级的LED模块104,以仅具有单个有缺陷的显示像素区102(这样每像素区中LED模块104的平均数量为14)。通过使1000万个LED模块散置,获得约45个有缺陷的显示像素区102。还有可能根据所接受的缺陷的数量来估计可位于一个显示像素区102中的LED模块104的最大数量。因此,在图16中,通过接受单个有缺陷的显示像素区102,有可能找到包括35个LED模块104的显示像素区102。
在以下描述的方法中,由于通过喷射实现的散置,LED模块104分布在支撑件130和导电元件108上。在替代方案中,可以将LED模块104放置在液体中以获得LED模块104的胶态悬浊液。使这种悬浊液分布在支撑件130和导电元件108上,并且随后,通过进行沉积并接着抽吸掉有LED模块104位于其中的溶剂来将LED模块104布置在导电元件108上。
LED模块104的LED 105例如如图8中所示。该LED 105包括n掺杂的半导体层134,其抵靠p掺杂的半导体层136布置,这种堆叠形成布置在包括例如ITO的两个导电层138之间的pn结(透明以使LED 105能够进行光射)。半导体层134、136例如是GaN。层138有利于与导电元件106、108的接触。
通过以随机的方式使LED模块104分布在支撑件上,这些LED模块104中的一些未按正确的方式布置,即,包括它们的发光面,该发光面不在显示平面的右侧上。然而,考虑到散置的LED模块104的数量巨大,统计上获得足够数量的正确定向的LED模块104。反向的LED模块104不会构成电气问题,因为当通电时,这些LED模块104形成反向偏置的二极管,而不会干扰其他正确定向的LED模块104的操作。当每个LED模块104包括CMOS类型的命令电路118时,该电路118的CMOS架构使得反向偏置不会产生短路。
在以上描述的实施例中,散置的LED模块104包括LED 105和命令电路118。在替代方案中,LED模块105可以不包括命令电路118,而是单一地包括一个或多个LED 105。
优选地,每个LED模块104可以包括彼此首尾相连布置的两个LED 105。这样的配置在图9中示出,其中在第一面,第一LED 105a包括n掺杂层134a,而第二LED 105b包括p掺杂层136b,并且在与第一面相对的第二面,第一LED105a包括p掺杂层136a,而第二LED 105b包括n掺杂层134b。因此,无论与导电元件108之一接触的是哪一个面(第一面或者第二面),LED 105之一都将起作用。
结合图10描述了用于制造LED模块104的方法的示例。
在该图的步骤a)中,使用CMOS技术在例如硅的半导体衬底142中制造电子命令电路118的矩阵。
与制造电子命令电路118的矩阵并行地,例如通过外延从另一个半导体衬底144制造LED 105的矩阵(步骤b))。
接下来,将电子命令电路118的矩阵转印到LED 105的矩阵上。在该组装期间,制造在电子命令电路118与LED 105之间的接触拾取部。接下来使衬底142的半导体变薄,然后在命令电路118的一侧上制造焊盘112。接着去除生长衬底144(步骤c))。
接下来实现LED模块104的蚀刻和单个化(步骤d))。接下来可以将这些LED模块104布置在溶液中。
在图11中示出了电子命令电路118的示例性实施例。该电路包括MOS晶体管T,该MOS晶体管T连接在旨在连接至导电元件106的例如ITO的触点146与LED 105之间。晶体管T的栅极连接到触点146。电路118还包括部分CMOS 148,该部分CMOS 148在本文中未详细描述并且用于处理旨在由LED模块104接收的数据信号以及驱动晶体管T为LED 105供电。当除了为LED 105供电以外电路118不执行其它功能时,该部分148可以对应于简单的CMOS晶体管。该部分148连接到例如ITO的第二触点150,该第二触点150旨在连接到导电元件108并且位于LED 105的发射面的一侧。触点150通过导电通孔152连接到部件148,导电通孔152相对于LED 105的半导体层134和136电隔离。
在LED模块104的散置期间,优选的是有利于LED模块104沿适当方向定位,即,使LED模块104定向成使得最大数量的LED 105的发射面转向装置100的显示面。因此,有必要使用在将LED模块转印到支撑件上之前/期间对LED模块进行预定向的技术。
有利于这种正确定向的第一种解决方案可以是在LED模块104内并入微磁体。这些微磁体可以用于随后在LED模块104的随机放置期间组装在正确侧的LED模块104。例如,通过重复先前结合图10描述的方法,在步骤c)结束时,在包括焊盘112的面上沉积诸如SiO2的电介质152。临时处理部151与LED 105成一体地制造,能够在薄化衬底142之前执行该临时处理部151的键合。接下来实现该电介质152的平坦化,然后将微磁体154布置在该经平坦化的电介质上,使其分布成使得至少一个微磁体分布154与每个LED模块104相关联(参见图12,步骤a)。用电介质层156覆盖微磁体154,该电介质层156例如具有与电介质152相同的性质,然后穿过该电介质层156和电介质152通过导电通孔158制造焊盘112的接触拾取部,导电通孔158是例如采用镶嵌方法形成的(图12,步骤b)。接下来,实现通过蚀刻所实现的堆叠将LED模块104单个化,临时处理部151被去除(图12,步骤c))。因此,镶嵌法使得有可能制备与直接键合兼容的表面。通过由此将微磁体154集成在LED模块104内,这些LED模块104的定位受到影响,因为微磁体154被吸引在导电元件106的那侧上,从而有利于LED 105的发射面的正确定位。
LED模块104的其他配置可以有利于这些模块的正确定向。例如,为了避免将LED模块104定位成使得侧面之一布置在导电元件108的那侧上,有可能根据诸如图13A和图13B中所示的形状来蚀刻LED模块104,即,包括在侧面处蚀刻的部分。LED模块104的上表面包括触点110,围绕该触点110部分地执行对绝缘体的蚀刻,以使该触点凸出。以此方式,在通过之前所描述的喷射方法进行散置之后,仅LED模块104底部的表面将具有足够的粘附力(通过范德华力)来承受冲洗(可能由少量HP辅助)。未粘附到导电元件108的LED模块104被回收。在这种配置中,明智的做法是散置多个LED模块104,这些LED模块的数量至少要比泊松定律所预测的LED模块104的数量大6倍。LED模块104的单个散置是非常有趣的,因为由于将从随着LED模块104的群集的形成而过度聚集的区中清除由于LED模块104的形状而不能附着自身的这些群集,因此部分的不确定性提升了。
在图14中示出了将LED模块104散置或者布置在由导电元件形成的主体表面上的另一种方式。
将LED模块104转印到临时处理部160上,使发射面抵靠该处理部160布置(图14,步骤a))。接下来将该组装件翻转(图14,步骤b)),并且将LED模块104中的一部分LED模块拆卸到导电元件108上(图14,步骤c))。鉴于导电元件108的尺寸大于LED模块104的尺寸,因此放宽了定位约束。临时处理部也可以采用柔性衬底的形式,该柔性衬底可以在翻转之前被拉伸。在这种情况下,LED模块在导电元件108的主体表面上的定位将因显示装置而异,因此LED模块在所考虑的主体表面上的定位是伪随机的。
在前面描述的示例中,LED模块104的散置在对LED模块进行定位方面以不确定的方式执行,并且当实现了对LED模块进行预定向的技术时,在对LED模块进行定向方面有可能以非随机方式执行。然而,具有的主体表面的尺寸比所转印的LED模块的尺寸大得多的事实还使得有可能实现确定的转印解决方案,例如经由将LED模块104转印到主体表面上的机器来实现确定的转印解决方案,同时由于这些尺寸而放宽了施加的对准约束。因此,与必须将LED模块转印到尺寸类似于LED模块的焊盘的尺寸的电触点上时相比,有可能使用更大的转印表面来工作。例如,有可能与具有尺寸为5cm×5cm的转印元件(称为“印模”)的转印机一起工作,以便以250μm的节距转印LED模块104,即同时转印50,000个LED模块104。转印元件相对于主体表面的定位不需要精确(+/-10μm可能就足够了),这使得有可能增加转印速度并且因此降低了该方法的成本。
转印效率不是100%。为了确保具有至少一个LED模块104(或者如果期望具有多个单色LED模块104的每个像素区具有三种颜色,则甚至为3个模块),则有必要在每个显示像素区产生冗余。假设转印效率为99%,如果转印次数加倍,则有可能达到99.99%的像素具有至少一个LED模块104。99.99%的这个数字对应于转印效率从一个转印到另一个转印无关的情况。如果转印元件局部地存在缺陷,则存在从一个转印到另一个转印的依赖性,并且在这种情况下,转印步骤的加倍只可能重新复制缺陷(相同的总体效率在转印元件第二次通过后获得)。为了抵消与转印元件的参考点局部相关的潜在缺陷,可以利用以下方式来完成转印冗余步骤:使Nx、Ny个显示像素区移位(Nx表示行中像素区的数量,并且Ny表示列中像素区的数量),使得转印元件的固定缺陷在空间上分布在主体支撑件上。
如果需要进一步增加冗余度以获得更好的总体效率,则可以使转印元件在相同主机区上的每次通过移位。通过以10个缺陷/106个显示像素区域的效率、然后以99%的转印效率为目标,转印元件在主体表面上通过3次就足够了。如果转印效率为96%,则通过4次就足够了。通常,可以使不同的通过移位若干像素。
在先前描述的装置100中,LED模块104包括其电源焊盘110、112,电源焊盘110、112连接至供电导电元件106、108,在供电导电元件106、108上施加供电电压以为LED模块104供电。LED模块104的仅有触点焊盘是供电焊盘110、112,并且使得能够驱动和命令LED模块104的数据信号必须传送到LED模块,而不是通过专用的电线连接来进行。因此,在该示例中,命令信号以LED模块104必须解释的调制信号的形式通过这些电源焊盘110、112和这些导电元件106、108被传输到LED模块104。
可以设想其他的传送LED的命令信号的方式,例如通过RF(或者甚至红外)装置来传送。
图17示出了在每个LED模块104的电子命令电路118中实现的功能的框图,所述功能用于根据通过对存在于供电导体106、108上的供电电压的幅值调制来传输的数据和同步信号来实现该模块中的LED 105的通过PWM(脉冲宽度调制)或者BCM(二进制编码调制)实现的命令。
该框图描述了适合于具有3个信道(RGB)的LED模块104的架构,该架构使得有可能执行二进制数据的寻址和写入功能。由此,LED模块包括3个LED及其相应的命令开关,类似于图11中所示的示例。
上电时,框PoR(上电复位)170初始化名为解码器_1的第一解码器172,该第一解码器172在给定瞬间指向三个信道之一(例如指向信道R(红色)),并且还在三个锁存器类型的存储元件Latch_R(锁存器_R)、Latch_G(锁存器_G)和Latch_B(锁存器_B)中初始化RGB数据,例如以“0”来进行初始化。
解调器174、176各自接收来自于导电元件106、108的供电信号,该供电信号包括通过分别对“POWER(电源)”和“GROUND(接地)”供电电压进行幅值调制得到的数据和同步信号。该数据信号命名为“POWER+DATA_PULSE(电源+数据_脉冲)”,该同步信号命名为“GROUND+CLK_PULSE(接地+时钟_脉冲)”。这些解调器174、176使得有可能提取电源和接地电压的变化,以便重建二进制信号(被命名为DATA_PULSE(数据_脉冲)和CLK_PULSE(时钟_脉冲))。
信号DATA_PULSE被发送到第二解码器178的输入部,从而输出数据信号DATA(数据),该数据信号DATA最后实现LED 105的命令。根据来自解码器172的信号即VALID_R(有效信号_R)、VALID_G(有效信号_G)、VALID_B(有效信号_B),将信号DATA存储在用于3个RGB信道的三个存储元件180.1、180.2、180.3之一中。该组装件由解码器172同步,该解码器172经由将信号VALID_R、VALID_G、VALID_B发送到存储元件180.1、180.2和180.3来改变在时钟信号CLK_PULSE的每个脉冲上选择的信道。
图18示出了在该电路中获得的信号的时序图的示例。在CLK_PULSE上发送2个脉冲一方面使得有可能增加RGB信道的选择,然后使得有可能定义一个时间窗口,在该时间窗口期间可以等待以查看是否接收到DATA_PULSE脉冲。如果是,则例如在对应于所选信道(R、V或者B)的存储元件中写入1,如果不是则写入0。
在这个示例中,存储在每个锁存器类型的存储点(用于存储单个二进制值)中的值用于以“全有或者全无”模式直接控制LED 105的命令开关(该LED处于导电或者非导电状态,因为分别连接或者未连接到供电电压)。
为了能够控制LED 105的光强度,需要驱动导电时间和非导电时间。因此,必须在每个图像帧的过程中修改在每个存储点中存在的值。
PWM(脉冲宽度调制)或者BCM寻址使得有可能通过仅写入1和0来通过调制LED 105的开启时间来调制LED 105所发出的平均亮度:1=ON(开启),0=OFF(关闭)。如果LED 105在整个图像时间内均处于开启状态,则这对应于最大代码,例如在3个位上为:111。另一方面,如果LED 105在整个图像时间内均处于关闭状态,则这对应于最小代码:000。
在该具有3个寻址位的示例中,与最高有效位(第三位)相关联的ON(开启)或者OFF(关闭)持续时间对应于与最低有效位(第一位)相关联的ON或者OFF持续时间的四倍,并且与第二位相关联的ON或者OFF持续时间对应于与最低有效位相关联的ON或者OFF持续时间的两倍。可以通过选择介于0到7之间的值来对ON或者OFF持续时间进行编码。
在本文中,LED所发出的亮度是在每个图像的显示期间通过命令LED开启的持续时间与图像在屏幕上的总显示时间之比来控制的。LED的这种命令可以使用BCM类型的二进制字或者信息(即,使得有可能对图像的显示进行控制的一定数量的位上的二进制代码)来获得,在该BCM类型的二进制字或信息中,每个像素的亮度以二进制信号的形式编码。这种二进制字的每个位驱动LED开启或者断开达与该位的有效值成正比的持续时间。例如,最高有效位(MSB)在图像的显示持续时间的一半期间(例如,对于以50张图像/秒的频率运行的显示装置为10ms)驱动LED。接下来的位(命名为MSB-1)代表此持续时间的四分之一,依此类推,直到LSB(最低有效位)。
在矩阵型显示装置(诸如结合图1所描述的矩阵型显示装置)的情况中,可以由此设置成,在帧的过程中以减少的时间间隔对每行像素寻址3次。因此,第一时间间隔的持续时间比第三时间间隔长四倍,并且第二时间间隔的持续时间比第三时间间隔长两倍。在第一、第二和第三时间间隔的过程中存储在“锁存”存储点中的值分别对应于第一位(最高有效位)、第二位和第三位(最低有效位)。
在模块包括3个LED的情况下,则有必要在每次对某行进行寻址时,执行针对3个信道的3次信息传输(值存储在相应的存储点Latch_R(锁存器_R)、Latch_G(锁存器_G)和Latch_B(锁存器_B)中)。由此可以设想通过发送CLK_PULSE上的6个脉冲并且根据要应用的代码而施加或者不施加DATA_PULSE的3个脉冲来对像素模块的3个信道进行连续寻址。
这种协议提供了具有非常紧凑的架构的优点,这是极其有利的,因为这使得有可能制造具有小尺寸的LED模块104。
在该协议中,解调错误可能导致信道选择错误或者写入数据错误。如果数据有误,则结果将由于一次关闭而受到限制,相反,关于CLK_PULSE的检测的错误会导致关于时间窗口的错误以及关于寻址信道的错误。在这种情况下,必须通过上电复位进行重新初始化。
为了改进电路118的鲁棒性,有可能在解调器174、176的输出部处放置二进制解码器,以确保单独对R、G或者B信道进行寻址,而不是使用追踪器(循环序列发生器)来对其进行寻址。然而,这需要更多的表面并且需要传输更多的数据(其中的复杂标签使得有可能知道对哪个信道进行寻址)。
在图19中示出实现图17的框图的功能的电路118的示例性实施例。
可以设想存在于LED模块中的电子控制电路的其他实施例。例如可以用有若干位的寄存器类型的存储元件来代替每个单一位存储元件(锁存器),以便在每个寄存器中存储对应于期望的光强度的数值(例如与先前描述的一样在3位上存储该数值)。在这种情况下,不必在帧的过程中提供3个行寻址,而是单个行寻址就使得有可能传输有3个位的值。此后,将有必要在每个寄存器与对应的LED的命令开关之间添加命令电路,以用于将二进制值转换为LED的时间命令信号。这样的替代实施例的优点在于,使得可以设想仅在期望修改光强度时才更新寄存器值,由此使得能够减少能量消耗。此外,与如下文所描述的用于识别LED模块的装置相关联,可以设想除矩阵架构之外的架构。
在制造装置100之后并且在使用其之前,当LED模块102已经随机分布在主机支撑件上时,每个显示像素区102中的LED模块104的数量是未知的,第一校准阶段使得有可能通过读取在显示像素区102的LED 105开启时的消耗量来确定LED模块104的数量。知道数量后,显示代码将以成反比的方式调适以达到初始期望的亮度。
其他用于校准显示装置100的方法也是可能的,诸如,比方说,对包含n个LED模块104的显示像素区102的电流调整或者电压调整。还可以设想视觉检测,以确定每个显示像素区102中的LED模块104的位置、颜色和数量。
由于该校准,无论每个区102中LED模块102的数量有多少,每个显示像素区102都以相同的方式操作。
在替代方案中,可以经由LED模块104的标识来执行该校准。利用LED模块的标识的通信过程可以通过有线或者无线装置(例如RF通信)以不同的方式来完成。
在使用利用模块标识的通信方法之前,每个LED模块必须接收标识符。每个LED模块的这种“个性化”可以通过对硬件组件的操作:即通过使ROM闪烁,通过烧断保险丝以为每个LED模块104分配代码来实现,或者可以通过对LED模块104进行编程来执行。
在利用标识的通信过程中,还可以利用统计特性来标识LED模块104,而无需使其具有唯一的标识代码。这使得有可能减少要存储的标识位的数量,并且极大地降低了LED模块104的复杂性。
为此,制造具有不同标识代码的“n”个LED模块104并且将其随机分布以制造装置100。每个显示像素区102具有一个或多个LED模块104,其地址在“n”之中。在与显示像素区102中的LED模块104通信期间,通过以下方式来执行对这些LED模块104的盘点:扫描n个地址码,以便知道显示像素区102中的LED模块的数量并且标识出已回复存在的LED模块的地址。因此,有可能关闭冗余的LED模块104,并且仅保持每个显示像素区有一个活跃的LED模块104。通过这种方式,不再需要进行任何调整(电压/电流/二进制代码)来使得整个显示器上具有均匀的显示,因为每个显示像素区102仅存在单个LED模块104。
可以使用软件来执行这种标识。因此,有可能以在互联网上的计算机发送请求并且在网络上获得唯一地址的方式与显示像素区102进行通信。这需要通信协议、数字电子元件和存储器。
对LED模块104的单独寻址的优点在于有可能改变在显示装置100中进行写入的方法。实际上,代替依次扫描所有行同时必须刷新列总线上存在的数据以显示图像,如果像素具有特定的地址,则有可能仅对从一个图像到下一个图像已发生改变的进行寻址,这使得有可能获得非常低的装置100的消耗。
通过地址的标识(单独或者不单独)提供了停用某些LED模块104的可能性,这使得有可能利用冗余。在某LED模块104发生故障或者散置过于严重的情况下,有可能停用该LED模块而选择位于同一显示像素区102中的其另一个LED模块(如果存在其一个LED模块的话)。
在先前描述的示例性实施例中,LED 105的命令电子器件集成在LED模块104中。作为替代方案或者作为补充,电子命令电路有可能存在于装置100的与LED模块104连接的主体支撑件下面,例如使用CMOS技术制成。在这种情况下,转印的是裸露的LED。
主体支撑件可以根据不同的区来构造,每个区都旨在接收适于发出单种颜色即红色、绿色或者蓝色的LED模块104。这放宽了对于LED模块104的沉积的约束,因为有可能借助于丝网膜版来沉积与这些颜色中的每一个颜色相关联的LED模块104,并且使得有可能通过在主体支撑件的背面上键合大表面MOS型TFT命令电子器件来保持传统的显示器架构为多晶硅型的。图20示意性地示出了以下这样的配置:在该配置中,制造有对于不同的颜色有所区别的主体区182,供用于布置LED模块104。在背面上存在的命令电子被标记为184。
作为用于制造命令电子器件184的TFT技术的替代,有可能使用玻璃板并且将MOS控制模块抵靠该板键合以用于对显示像素区102进行寻址。
在沉积了RGB模块之后,有可能与期望的模块通信或者施加某种配置(例如通过烧断保险丝的激光),以迫使这些模块之一仅显示期望的颜色之一。这与供电导电元件的结构化相结合,使得有可能具有一种显示装置100,该显示装置100有大型表面,并且在仅制造/沉积单一类型的RGB模块时可能能够在大型TFT型技术表面上重新配置。
控制器可以管理各自实现RGB光发射的若干显示像素区的供电信号、电流或者电压。该控制器可以通过接线或者RF链路接收其数据,并且根据显示像素区分配信息。此解决方案提供了以下优点:具有与受控的显示像素区所占据的表面相比非常小的CMOS控制器。
现在将描述显示装置100的不同实施例,在这些实施例中,LED模块104通过RF信号进行通信。
首先参考图21,其示意性地示出了这种显示装置100的一部分。
该装置100包括显示平面,旨在在其上显示一个或多个图像。该显示平面被分成彼此独立控制的若干显示像素区102。
每个显示像素区102包括一个或多个LED模块104。每个LED模块104包括至少一个LED 105,其在本文中是μLED。LED 105各自包括由GaN层和/或InGaN层和/或AlGaN层形成的pn结。
LED模块104插入在两个供电导电元件106、108之间(在图21中被标记为106.1至106.6和108.1至108.8),并且每个LED模块104包括两个供电焊盘110、112,这两个供电焊盘110布置在LED模块104的两个相对面114、116处,两个相对面114、116其中之一对应于所述LED模块104的LED 105的发射面,并且两个供电焊盘110、112分别连接到在其上施加供电电势(在这个示例中是在元件106上施加该供电电势)和基准电势(在这个示例中是在元件108上施加该基准电势)的两个供电导电元件106、108中的一个和另一个。在图22中可以看到LED模块104之一的这种配置。在该示例中,LED 105的发射面对应于位于导电元件108的那侧上的面114。
作为示例,抵靠LED 105的发射面布置的导电元件108可以包括诸如ITO之类的透明导电材料。
在图21中,供电导体106、108以彼此垂直布置的导电迹线的形式实现。在本文描述的实施例中,成行布置的导电元件106之一与成列布置的导电元件108之一的每个交叉点限定了显示像素区。因此,该布局形成显示像素区102的矩阵。此外,通过命令LED模块104使得每个区102中的LED模块104形成相同的信号,即,使得它们显示形成相同图像点的光信号,因此每个像素区102对应于装置100的显示平面的一像素。
在本文中,每个LED模块104还包括命令电路118。该命令电路118包括电子元件,该电子元件使得有可能命令由模块104的LED 105实现光发射,同时向LED 105输出代表要发射的光信号的信号。
在图23中示意性地示出了这种命令电路118的示例性实施例。该电路116包括:第一晶体管T1,该第一晶体管T1用于命令开启或者关闭LED 105;晶体管T2,该晶体管T2使得有可能将期望的电流注射到LED 105中;以及存储电容C,该存储电容C使得有可能在晶体管T2的栅极上维持期望的电压。来自导电元件106的电压Vdd通过与导电元件106接触的LED模块104的供电焊盘112施加到晶体管T2的漏极上。由晶体管T2输出的电流被施加到LED 105的pn结的一个层上。LED 105的pn结的另一层遭受导电元件108经由供电焊盘110传输的电势。
命令信号从控制装置120传输到命令电路118。在该实施例中,每个LED模块104包括旨在控制光信号的控制装置120,该光信号旨在由该LED模块104发射。控制装置120可以包括电子电路,诸如存储器、接收消息解码器、用于对命令进行排序以由命令电路118应用的单元等。有利地,控制装置120经由连接到导电元件106和108的连接来供电。
接下来,装置100包括输入/输出接口,该输入/输出接口能够在输入中接收旨在由装置100显示的图像信号S图像。该输入/输出接口包括如图24中所示的一个或多个命令单元122,其根据图像信号S图像或者根据该信号S图像的一部分来确定要向不同的显示像素区102发送的命令信号,使得LED 105发射一起与图像信号S图像相对应的光信号。
与其中这些命令信号是通过有线连接从接收图像信号以用于在屏幕上显示的屏幕元件一直传输到每个像素的命令电路的传统屏幕不同,装置100的这些命令单元122或者每个命令单元122经由至少一个第一天线124通过RF波无线地将显示像素区102的命令信号传输到控制装置120。这些命令信号由各自耦合到控制装置120之一的第二天线126接收。因此,在本文描述的实施例中,由于每个LED模块104均设置有其自身的控制装置120的事实,因此每个LED模块104均包括天线126,该天线126使得有可能接收命令信号,该信号将使得有可能在包括在控制装置120中的RF信号处理电路执行处理之后获得该LED模块104的LED105的期望的光发射(参见图24中的示图)。
一般而言,通过RF装置传播的命令信号可以包括不同类型的信息,例如,被访地址的控制装置120的标识符或者被访地址的显示像素区102的期望亮度水平。命令信号还可以包括期望的亮度水平的时间序列。通过RF装置传输的信息可以可选地被编码。如果需要,被访地址的控制装置120可以解码信息,然后驱动命令电路,以获得期望的亮度水平或者期望的序列。可以在控制装置120的存储器中存储关于期望的亮度水平的信息,并且该信息例如可以在需要改变期望的亮度值的情况下被唯一地更新。
尽管在图24中示出了单个天线124,但是有可能具有若干命令单元122,每个命令单元122都连接到天线124,并且旨在通过RF传输装置100的仅一部分显示像素区的命令信号。例如可能具有若干命令单元122,每个命令单元都连接到不同的天线124,这些命令单元和这些天线124相间隔开等于大约300μm的距离,其中这些命令单元122和这些天线124中的每一个都可以管理装置100在形成尺寸为300μm x 300μm的正方形的区域内的RF传输。
在以上描述的实施例中,每个显示像素区102包括LED模块104,该LED模块104包括例如单色型的LED 105。在替代方案中,LED模块104可以包括红色/绿色/蓝色的3个LED,例如RGB。
在替代方案中,每个显示像素区102可以包括旨在显示相同光信号的若干LED模块104。
在替代方案中,每个显示像素区可以包括若干单色LED模块104,以及例如能够分别发射色彩红、绿和蓝的至少三个LED模块104。在这种情况下,由不同颜色的单色二极管中的每个单色二极管发射的光信号可以根据相同的命令信号(其可要求所有LED中有相同的电流水平,或者要求LED中有不同的电流水平)限定或者根据用于显示像素区中的每种LED颜色的不同的命令信号限定。
在以上描述的实施例中,LED模块104中的每一个LED模块104包括耦合到天线126的控制装置120。
根据另一个实施例,每个控制装置120以及每个天线126都可能与若干LED模块104相关联。在图25中,示出了装置100的显示像素区102。该区包括若干LED模块104,这些LED模块104以有线方式(以128表示的线)与这些不同模块104共用的控制装置120耦合。与该区102关联的命令单元122通过RF传输将这些LED模块104的不同命令信号发送到控制装置120,控制装置120然后通过有线连接将命令信号传输到模块104。
在图25中所示的示例中,控制装置像LED模块104一样布置在导电元件106、108之间。
该另一实施例例如在LED模块104的密度不允许每个LED模块104具有其自己的天线126时,尤其是在考虑到这些天线126的尺寸由所发射信号的特性强加的情况下使用。
而且,控制装置120可以根据在第二天线上接收的信号驱动LED模块104,即使当LED模块不包括命令电路时也是如此。
在以上描述的实施例中,天线126可以布置在与两个导电元件106、108之一相同的平面中(在先前描述的示例性实施例中,在与导电元件106相同的平面中)。在这种情况下,天线126可以以平面天线或者开孔的“贴片”的形式(图26A中所示的示例)或者以间隔开的行的形式(在图26B中示出的示例)实现。
根据图27中所示的另一实施例,还有可能具有以下控制装置120,该控制装置120没有与LED模块104一起被布置在显示平面中,而是被布置在该显示平面的后面,在这种情况下,通过这些控制装置120与LED模块104之间的有线链接布置在显示平面的后面。
根据替代实施例,LED模块104有可能不通过导电元件106、108供电,而是使用例如RFID或者NFC类型的通信来远程地供电。
在先前描述的示例性实施例中,导电元件106、108各自对应于沿着不同方向延伸的若干导电迹线。在替代方案中,导电元件106、108有可能各自对应于所有LED模块104共用的或者装置100的LED模块104的子组件共用的导电平面。
先前描述的RF通信可能会求助于与每个LED模块104或者与LED模块104(例如,同一显示像素区102中的那些LED模块104)的群组相关联的识别代码。
图28中示出了由装置100实现的显示方法的组织结构流程图。
在步骤200,由装置100经由其输入/输出接口接收旨在在装置100的显示平面上显示的图像信号。
在步骤202,由命令单元122处理接收到的图像信号,该命令单元确定要向装置100的不同显示像素区102发送的命令信号。
在步骤204,将由命令单元122计算出的命令信号通过RF波经由天线124发送到显示像素区102。
在步骤206,由存在于命令单元122所寻址到的每个显示像素区102中的控制装置120经由天线126接收命令信号。
在步骤208,控制装置120命令LED模块104显示与已经向这些LED模块传输的命令信号相对应的光信号。
本领域技术人员可以设想本发明的其他实施例。其中,尽管先前描述的实施例包括各自布置在两个导电供电元件之间的LED模块,但是完全有可能设想以下这样的显示装置:在该显示装置中,两个导电元件定位在处于LED模块的相同侧上的相同衬底上(在法国专利申请FR 3044467A1中对这种显示装置的示例性实施例进行了描述)。
Claims (17)
1.一种显示装置(100),至少包括:
-支撑件(130);
-第一供电导电元件和第二供电导电元件(106、108),所述至少一个第一导电元件(108)布置在所述支撑件(130)的表面上;
-若干LED模块(104),每个LED模块包括至少一个LED(105),每个LED包括形成pn结的至少两个层(134、136),并且每个LED模块包括两个供电焊盘(110、112),所述两个供电焊盘分别布置在所述LED模块的两个相对面上,所述两个相对面之一对应于所述LED模块的LED的发射面,
其中,每个LED模块的所述供电焊盘分别连接至所述第一供电导电元件和所述第二供电导电元件,用于向所述LED模块供电,并且
其中,显示像素区的主体表面与所述LED模块之一的供电焊盘(110)和所述第一导电元件的连接表面之间的尺寸之比大于或等于2,在所述主体表面中,属于所述显示像素区的一个或多个LED模块旨在产生所述显示装置的光点显示,并且所述主体表面由所述第一导电元件形成。
2.根据权利要求1所述的显示装置(100),其中,所述LED模块(104)以随机方式分布,使得所述主体表面上的LED模块的密度是不均匀的。
3.根据前述权利要求之一所述的显示装置(100),其中,每个LED模块(104)还包括所述LED模块(104)的所述LED(105)的命令电路(118),所述命令电路(118)能够在所述LED(105)的所述pn结的所述层中的一个层上输出信号,所述信号表示旨在由所述LED(105)发射的光信号。
4.根据权利要求3所述的显示装置(100),其中,所述命令电路(118)能够执行对二进制信号的解调,所述二进制信号表示旨在在所述供电导电元件上传输的光信号。
5.根据权利要求4所述的显示装置(100),其中,所述解调是PWM或者BCM类型。
6.根据前述权利要求之一所述的显示装置(100),其中,所述第一供电导电元件和所述第二供电导电元件(106、108)中的每一者都包括彼此基本上平行地延伸的若干导电迹线,所述第一供电导电元件的导电迹线基本上垂直于所述第二供电导电元件的导电轨迹延伸。
7.根据权利要求1至5之一所述的显示装置(100),其中,所述第一供电导电元件和所述第二供电导电元件(106、108)中的每一者都包括单个导电层。
8.根据前述权利要求之一所述的显示装置(100),其中,每个LED模块(104)包括彼此首尾相连布置的两个LED。
9.根据前述权利要求之一所述的显示装置(100),还包括:
-显示平面,所述显示平面包括若干显示像素区(102),每个显示像素区(102)包括所述LED模块(104)中的至少一个LED模块(104),并且所述显示像素区(102)中的所述LED模块(104)中的所述至少一个LED模块的控制装置(120)基于所述显示像素区(102)的旨在由所述控制装置(120)接收的命令信号;
-所述显示装置(100)的输入/输出接口,所述输入/输出接口能够接收旨在在所述显示平面上显示的图像信号,并且包括旨在输出所述显示像素区(102)的所述命令信号的至少一个命令单元(122);
其中:
-所述命令单元(122)连接到至少一个第一天线(124),所述第一天线(124)能够通过RF波传输所述显示像素区(102)的所述命令信号;
-每个控制装置(120)包括至少一个第二天线(126),所述第二天线(126)耦合到RF信号处理电路,并且每个控制装置(120)能够接收相关联的显示像素区(102)的命令信号,并且能够根据所接收到的命令信号来命令所述显示像素区(102)中的所述LED模块(104)中的所述至少一个LED模块(104)发射与所述图像信号的同所述显示像素区(102)相关联的一部分对应的光信号。
10.一种用于制造显示装置(100)的方法,所述方法至少包括:
-制造若干LED模块(104),每个LED模块(104)包括至少一个LED(105)和至少两个供电焊盘(110、112),所述至少两个供电焊盘(110、112)布置在所述LED模块的两个相对面上,所述两个相对面之一对应于所述LED模块的所述LED的发射面;
-制造支撑件(130),所述支撑件(130)的表面上布置有至少一个第一供电导电元件(108);
-将所述LED模块转印到所述支撑件上,使得所述第一供电导电元件为所述LED模块的至少一部分形成显示像素区的至少一个主体表面,在所述至少一个主体表面中,属于所述显示像素区的一个或多个LED模块旨在产生所述显示装置的光点显示,所述LED模块中的每一者的供电焊盘之一抵靠所述至少一个主体表面布置以产生电接触,所述主体表面与所述LED模块之一的供电焊盘(110)和所述第一导电元件(108)的连接表面之间的尺寸之比大于或等于2;
-在所述LED模块上制造至少一个第二供电导电元件,使得所述LED模块被布置在所述第一供电导电元件与所述第二供电导电元件之间,并且所述两个供电焊盘分别连接到所述第一供电导电元件和所述第二供电导电元件。
11.根据权利要求10所述的方法,其中,在转印所述LED模块的步骤期间,对所述LED模块的定位是以随机或者准随机的方式在所述第一导电元件的所述至少一个主体表面上执行的。
12.根据权利要求11所述的方法,其中,所述LED模块(104)在所述主体支撑件(130)上的散置是随机的,并且包括:通过喷射所述LED模块进行投射,或者使所述LED模块悬浮在溶液中,然后使所述LED模块沉积在所述主体支撑件上,以及去除其中已散置有所述LED模块的所述溶液的溶剂。
13.根据权利要求11所述的方法,其中,转印所述LED模块是使用转印机以伪随机的方式实现的,所述转印机能够将若干LED模块同时转印到所述主体支撑件的一部分上。
14.根据权利要求10至13之一所述的方法,其中,制造所述第一供电导电元件和所述第二供电导电元件(106、108)中的每一者包括通过印刷彼此基本上平行地延伸的若干导电迹线来进行沉积,所述两个供电导电元件中的第一供电导电元件的导电迹线基本上垂直于所述两个供电导电元件中的第二供电导电元件的导电迹线延伸。
15.根据权利要求10至14之一所述的方法,进一步包括:在转印所述LED模块(104)与制造所述第二供电导电元件(106)之间,实施以下步骤:
-沉积感光树脂(132),所述感光树脂覆盖所述LED模块以及所述主体支撑件的位于所述LED模块一侧并且未被所述LED模块覆盖的部分;
-通过所述主体支撑件使所述感光树脂曝光,所述主体支撑件相对于用于所述曝光的波长是透明的;
-对曝光的树脂进行显影,使得所述感光树脂的其余曝光部分保持在所述LED模块之间,并且在所述LED模块之间形成钝化元件。
16.根据权利要求10至15之一所述的方法,其中,所述LED模块被制造为使得所述LED模块各自包括至少一个微磁体和/或使得所述LED模块的侧面被蚀刻,以使在将所述LED模块散置在所述主体支撑件上期间,将所述LED模块布置成使得所述LED的发射面布置在所述主体支撑件的优选为光学透明的一侧上。
17.根据权利要求1所述的显示装置(100),其中,所述LED模块(104)以随机或者准随机的方式分布在所述第一导电元件(108)的所述主体表面上,所述装置由对根据权利要求11所述的方法的实施来实现。
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