CN113497081A - 透明微型显示装置 - Google Patents

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Abstract

本文公开了一种透明LED显示装置。像素驱动电路的电容器与LED集成，因而减小了像素驱动电路的面积，并增加了透射面积。这样，可以在不损害显示质量的情况下实现高透射率。

Description

透明微型显示装置
相关申请的交叉引用
本申请要求享有于2020年4月8日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2020-0042635的优先权，其公开通过引用的方式整体并入本文，如同在本文中完全阐述一样。
技术领域
本公开涉及一种LED显示装置，具体而言，涉及一种其中组合电容器和LED的透明LED显示装置。
背景技术
在迄今为止已经广泛使用的液晶显示装置(LCD)之后，有机发光显示装置(OLED)得到越来越多的应用。
在上述显示装置中，多个发光元件设置在显示装置的基板上以显示图像，并且用于提供驱动信号或驱动电流的驱动元件与发光元件一起设置在基板上以控制每个发光元件单独发光。根据要显示的信息的排列来分析设置在基板上的多个发光元件，以在基板上显示信息。
液晶显示装置不是自发光装置，因此需要在液晶显示器的后侧上的背光单元来照射光。这种背光单元增加了液晶显示装置的厚度。另外，不容易实现具有各种形状的显示装置，例如具有这种背光单元的柔性或圆形显示装置。而且，亮度和响应速度可能劣化。
另一方面，可以将具有自发光元件的显示装置制造得比具有光源的显示装置更薄，从而允许柔性且可折叠的显示装置。具有自发光元件的显示装置可以包括有机发光显示装置，该有机发光显示装置包括有机材料作为有源层。这种有机发光显示装置是自发光的，因而不需要额外的光源，并因此可以用作更薄或各种形状的显示装置。
不幸的是，使用有机材料的有机发光显示装置易受湿气和氧气的渗透的影响，因此存在由于有机有源层和电极之间的氧化现象而可能出现有缺陷像素的问题。因此，另外需要各种元件来抑制氧气和湿气的渗透。
鉴于上述情况，为了克服液晶显示装置和/或有机发光显示装置的这些问题，最近已经提出了使用发光二极管(LED)作为发光元件的LED显示装置。
在这种LED显示装置中，在子像素中设置使用无机材料作为发光元件的小型或微型的超小LED。通过使用无机材料作为发光元件，可以实现获得高清晰度图像、具有抗诸如湿气渗透的缺陷的高可靠性并且具有长寿命的显示装置。
特别地，最近对使用这种LED显示装置的透明显示装置的研究正在积极进行。透明LED显示装置允许观察者通过它看到位于显示装置后面的物体或图像。因此，透明LED显示装置在方便性、空间利用和设计方面具有优势，并且可以具有多种应用领域。
发明内容
本公开的目的在于提供一种使用微LED作为发光元件的透明显示器。
根据本公开的示例性实施例的LED显示装置可通过将像素驱动电路和电容器集成LED设置在包括透射区域和显示区域的基板上来构造。
电容器集成LED装置可以包括第一电容器电极、电容器介电层、第二电容器电极、p型层、有源层、n型层和设置在第二电容器电极上方的n型电极。p型层、有源层、n型层和n型电极可以依次堆叠在第二电容器电极上。
n型层可以设置在第二电容器电极上，n型电极和有源层可以位于n型层上方的同一层上，并且p型层和p型电极可以依次堆叠在有源层上。
其中，第一电容器电极、第二电容器电极和电容器介电层可以形成电容器，并且电容器电极可以形成为包括金(Au)、铝(Al)、银(Ag)、镍(Ni)和铬(Cr)材料中的至少一种的反射电极。
第二电容器电极可以用作连接到p型层以施加电压的p型电极，并且还用作电容器的一个电极。
还可以包括连接到n型电极的第一电压线Vcom。
此外，连接到电容器集成LED的像素驱动电路可以包括开关薄膜晶体管、驱动薄膜晶体管和感测薄膜晶体管。
开关薄膜晶体管可以包括连接到第一栅极线的栅电极；连接到数据电压线Vdata的源电极；以及连接到驱动薄膜晶体管的栅电极和第一电容器电极的漏电极。
驱动薄膜晶体管可以包括连接到开关薄膜晶体管的漏电极的栅电极；连接到第二电压线Vdd的漏电极；以及连接到第二电容器电极的源电极。
感测薄膜晶体管可以包括连接到第二栅极线的栅电极；连接到感测电压线Vref的漏电极；以及连接到驱动薄膜晶体管的源电极的源电极。
第一电容器电极和第二电容器电极可以通过导体分别电连接到开关薄膜晶体管的漏电极和驱动薄膜晶体管的源电极，并且导体可以包括由内部聚合物芯和外部金属层组成的凸块球(bump ball)。
另外，像素驱动电路可以包括开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管，并且开关薄膜晶体管可以包括连接到第一栅极线的栅电极；连接到数据电压线Vdata的漏电极；以及连接到驱动薄膜晶体管的栅电极和第一电容器电极的源电极。
驱动薄膜晶体管可以包括连接到开关薄膜晶体管的源电极的栅电极；连接到第二电压线Vdd和第二电容器电极的源电极；以及连接到p型电极的漏电极。
LED显示装置可以包括绝缘层以形成特定元件并在它们之间连接。具体而言，它可以包括在开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管之间的第一绝缘层；在像素驱动电路和电容器集成LED之间的二绝缘层；以及在电容器集成LED和相邻的电容器集成LED之间的第三绝缘层。
LED显示装置还可以包括：在电容器集成LED和相邻的电容器集成LED之间的黑矩阵。
电容器集成LED可以应用于微型LED或小型LED。
在附图和以下描述中阐述了本说明书中描述的主题的一个或多个实施例的细节。
根据本公开的示例性实施例，将电容器电极集成到LED中，使得像素驱动电路的面积减小，而透射面积增加。当以这种方式增加透射面积时，可以提高透射率而不损害显示质量。
附图说明
包括附图以提供对本公开的进一步理解，并且将其并入并构成本申请的一部分，附图示出了本公开的实施例，并且与说明书一起用于解释各种原理。在附图中：
图1是示出根据本公开的示例性实施例的LED显示装置的平面图。
图2是示出沿图1所示的显示装置的线A-A'截取的根据第一示例性实施例的电容器集成LED的构造的截面图。
图3是示出图2所示的电容器集成LED的像素驱动电路的截面图。
图4是示出图3所示的像素驱动电路的连接结构的平面图。
图5是示出图3所示的像素驱动电路的连接结构的电路图。
图6是示出根据第二示例性实施例的图1所示的显示装置的电容器集成LED和像素驱动电路的连接结构的截面图。
图7是示出图6所示的像素驱动电路的连接结构的电路图。
具体实施方式
根据本文下面参考附图对示例性实施例的描述，本公开的优点、特征及实现它们的方法将变得显而易见。然而，本公开不限于本文公开的示例性实施例，而是可以以各种不同的方式实现。提供示例性实施例是为了使本公开的公开更全面，并且将本公开的范围完全传达给本领域技术人员。应当注意，本公开的范围仅由权利要求限定。
附图中给出的图形、尺寸、比率、角度、元件的数量仅仅是说明性的，而不是限制性的。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。此外，当确定与本公开相关的已知技术的详细描述可能使本公开的要点难以理解时，将省略其详细描述。应当注意，除非另外特别说明，否则在说明书和权利要求中使用的术语“包括”、“具有”、“包含”等不应当被解释为限于其后列出的装置。当在提及单数名词时使用不定冠词或定冠词时，例如“一”、“一个”、“该”，除非另外具体说明，否则其包括该名词的复数。
在描述元件时，它们被解释为包括错误余量，即使没有明确的陈述。
在描述位置关系时，例如“元件B上的元件A”、“元件B上方的元件A”、“元件B下方的元件A”和“元件B旁边的元件A”，另一个元件C可以设置在元件A和B之间，除非明确地使用术语“直接”或“紧挨着”。
如本文所用，短语“元件B上的元件A”是指元件A可直接设置在元件B上和/或元件A可经由另一个元件C间接设置在元件B上。
说明书和权利要求书中的术语第一、第二等用于区分相似的元件，而不一定用于描述连续的或时间顺序。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分。因此，如本文所使用的，在本公开的技术构思内，第一元件可以是第二元件。
在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。
附图不是按比例绘制的，并且附图中的各种元件的相对尺寸是示意性地描绘的，并且不一定是按比例绘制的。
本公开的各种示例性实施例的特征可以部分地或全部地组合。如本领域技术人员将清楚地理解的，技术上各种交互和操作是可能的。各种示例性实施例可以单独或组合地实施。
根据本公开的示例性实施例的显示装置可应用于但不限于LED显示装置。它可以应用于各种显示装置。
在下文中，将参考附图来描述根据本公开的示例性实施例的LED显示装置。
图1是示出根据本公开的示例性实施例的LED显示装置的平面图。
参考图1，根据本公开的示例性实施例的LED显示装置的基板100包括透射区域TA和显示区域DA。透射区域TA是其中显示图像的有源区域A/A的区域，不包括显示区域DA和信号线，并且位于显示区域DA周围。光线透过透射区域TA，可以看到位于LED显示装置后面的物体或图像，从而实现透明显示装置。
显示区域DA是显示装置的有源区域A/A的区域，像素驱动电路CA和包括LED的发光元件位于该区域中，并且显示区域DA可以在有源区域A/A内与另一显示区域间隔开预定距离。连接到像素驱动电路CA的信号线可以进一步设置在显示区域DA中。另外，由于包括LED的发光元件位于显示区域DA中，所以可以显示用户想要显示的图像。为了获得彩色图像，单个像素由红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)子像素组成，并且红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)子像素中的每一个都包括单个发光元件。
图2是示出根据本公开的示例性实施例的透射区域TA和显示区域DA的截面图，具体而言，是沿图1的线A-A'截取的截面图。
参考图2，绝缘层800和光学膜(未示出)设置在根据本公开的示例性实施例的显示装置的透射区域TA中，并且像素驱动电路和发光元件设置在显示区域DA以及绝缘层和光学膜中。由于发光元件和像素驱动电路没有设置在透射区域TA中，所以透射区域TA中的孔径比和透射率高于显示区域DA中的孔径比和透射率。在本文中，孔径比是指透射面积与显示装置的总面积的比率，并且透射率是指透射光与所供应的光的比率。
根据本公开的示例性实施例，采用LED作为发光元件，以进一步提高透射率和孔径比。
从下表1可以看出，根据本公开的示例性实施例的采用LED作为发光元件的LED显示装置表现出比OLED显示装置更好的亮度、孔径比、透射率和可靠性。
[表1]
Figure BDA0003007349500000061
在亮度和可靠性方面，LED显示装置使用无机材料作为发光元件，并因此具有比使用有机材料的OLED显示装置更高的亮度和可靠性(寿命)。
在孔径比方面，根据本公开的示例性实施例，将位于像素驱动电路中的电容器Cst集成到LED中，从而减小了像素驱动电路CA的面积。电容器Cst在像素驱动电路的元件中占据最大面积，因此是显著降低孔径比的元件之一。
通过将电容器Cst集成到LED中，可以减小像素驱动电路CA的面积，因此显示区域DA中由像素驱动电路所占据的面积减小，而透射区域TA增加，从而增加孔径比。
在透射率方面，LED显示装置具有比OLED显示装置更高的透射率，因为没有形成作为OLED显示装置的元件的滤色器和堆叠在正面上的阴极电极。
此外，根据本公开的示例性实施例，LED显示装置可解决当液晶显示装置被实现为透明显示装置时出现的低透射率和背光单元的安装的问题。
图2是示出根据本公开的第一示例性实施例的电容器集成LED(电容器LED)的截面图。图2的电容器集成LED(电容器LED)包括n型电极110、n型层120、有源层130、p型层140、第二电容器电极150、电容器介电层160和第一电容器电极170。
其中，除了第一电容器电极170和电容器介电层160之外，n型电极110、n型层120、有源层130、p型层140和第二电容器电极150彼此依次堆叠的结构示出了垂直型LED的结构。
虽然第二电容器电极150、电容器介电层160和第一电容器电极170是通常包括在像素驱动电路中并设置在显示装置中的基板上的电容器Cst的元件，但是根据本公开的示例性实施例，包括第一电容器电极150、电容器介电层160和第二电容器电极170的电容器Cst位于LED内部，以形成电容器集成LED。
在下文中，将参考图2来描述电容器集成LED(电容器LED)的每个元件的特征。
在电容器集成LED的元件中，位于顶部的n型电极110通过第一电压线Vcom连接到第一电压源，以施加第一电源电压Vcom。第一电压线Vcom共同连接到每个电容器集成LED，并且向n型电极110提供负负载。
位于n型电极110下方的n型层120是接收来自n型电极110的电子并通过移动具有负电荷作为载流子的自由电子来生成电流的半导体层。它可以由GaN基材料制成。n-GaN基材料可以是GaN、AlGaN、InGaN、AlInGaN等，并且Si、Ge、Se、Te和C可以用作用于掺杂n型层120的杂质。
此外，n型层120可以是铝掺杂的磷化铟(AlInP)。例如，为了使电容器集成LED发射红光，n型层120可以由铝掺杂的磷化铟(n-AlInP)形成。
有源层130设置在n型层120下方。有源层130可以具有多量子阱(MQW)结构，该多量子阱结构具有阱层和带隙比阱层的带隙高的势垒层。例如，有源层130可以具有多量子阱结构，例如AlGaInP、GaInP、InGaN和GaN。
p型层140设置在有源层130下方。p型层140是接收来自第二电容器电极150的空穴并通过移动具有正电荷作为载流子的空穴来生成电流的半导体层，并且可以由p-GaN基材料制成。p-GaN基材料可以是GaN、AlGaN、InGaN、AlInGaN等，并且Mg、Zn、Be等可以用作用于掺杂p型半导体层的杂质。
第二电容器电极150设置在p型层140下方。第二电容器电极150连接到稍后将描述的像素驱动电路CA的驱动薄膜晶体管300，并通过连接到驱动薄膜晶体管的第二电压线(Vdd线)接收第二电源电压Vdd。第二电压线(Vdd线)向第二电容器电极150提供正负载。
此外，电容器介电层160和第一电容器电极170设置在第二电容器电极150下方。电容器Cst形成在第二电容器电极150和第一电容器电极170彼此重叠的区域中，并且存储从稍后将描述的像素驱动电路CA的开关薄膜晶体管400接收的数据电压Vdata。存储在电容器Cst中的数据电压Vdata允许驱动薄膜晶体管300在单个帧期间向电容器集成LED提供相同的驱动电流。
因此，根据第一示例性实施例的第二电容器电极150不仅可以用作存储数据电压Vdata的电容器的一个电极，而且可以用作将所存储的数据电压Vdata施加到p型层140的p型电极。
第一电容器电极170或第二电容器电极150中的每一个可以形成为反射电极，该反射电极包括金(Au)、铝(Al)、银(Ag)、镍(Ni)和铬(Cr)材料中的至少一种。通过将电容器电极形成为反射电极，从有源层发射的光被反射离开电容器电极，从而增加了输出耦合效率。另外，当n型电极110由半透明材料制成时，作为反射电极的第一或第二电容器电极与n型电极形成谐振结构，从而进一步提高了输出耦合效率。
电容器集成LED(电容器LED)可以通过凸块球500电连接到驱动薄膜晶体管300和开关薄膜晶体管400。参考图3，电容器集成LED的第一电容器电极170通过凸块球500连接到开关薄膜晶体管400的漏电极440，并且第二电容器电极150通过球500电连接到驱动薄膜晶体管300的源电极350。
在下文中，将详细描述通过凸块球500的连接结构。根据示例性实施例的电容器Cst具有包括平坦顶部和陡峭侧面的台面形状，使得第一电容器电极170的高度与第二电容器电极150的高度不同。因此，第一电容器电极170和像素驱动电路之间的间隙大于第二电容器电极150和像素驱动电路之间的间隙。为了补偿该间隙差异，使用具有高弹性应变且由聚合物芯和围绕该聚合物芯的金属层组成的凸块球，使得第一和第二电容器电极可以电连接到像素驱动电路。使用凸块球的连接结构仅仅是示例性的。电容器电极和像素驱动电路可以通过焊料凸块和焊膏、通过各向异性导电膜(ACF)等连接。
图3是用于示出图2的红色电容器集成LED(R电容器LED)的像素驱动电路的截面图。根据图3的第一示例性实施例的像素驱动电路包括开关薄膜晶体管400、驱动薄膜晶体管300和感测薄膜晶体管200。每个薄膜晶体管包括栅电极、源电极、有源层和漏电极，并且根据使用目的，可以被实现为栅电极设置在有源层上方的顶栅或共面晶体管，或者栅电极设置在有源层下方的底栅晶体管。驱动薄膜晶体管300和感测薄膜晶体管200可以被实现为NMOS薄膜晶体管，而开关薄膜晶体管400可以被实现为PMOS薄膜晶体管。然而，应当注意，本公开的技术构思不限于此。例如，开关薄膜晶体管400可以被实现为具有良好截止电流特性的NMOS薄膜晶体管，而驱动薄膜晶体管300和感测薄膜晶体管200可以被实现为具有良好响应特性的PMOS薄膜晶体管。
图4是图3所示的显示装置的像素驱动电路的平面图，示出了薄膜晶体管之间的连接关系的示例。然而，应当理解，本公开的连接结构不限于此。
在下文中，将参考图3和图4描述根据第一示例性实施例的每个薄膜晶体管的特性和像素驱动电路的操作。
开关薄膜晶体管400具有连接到扫描线Vscan的栅电极410、连接到数据电压线(Vdata线)的漏电极450、以及连接到电容器Cst和驱动薄膜晶体管的栅电极310的源电极440。开关薄膜晶体管400响应于通过扫描线提供的扫描信号Vscan执行开关操作，使得通过数据电压线(Vdata线)提供的数据信号Vdata作为数据电压存储在电容器Cst中，并且将信号提供到驱动薄膜晶体管的栅电极310。
驱动薄膜晶体管300具有连接到开关薄膜晶体管的源电极440的栅电极310、连接到第二电压线(Vdd线)的漏电极340、以及连接到第二电容器电极150和感测薄膜晶体管的源电极250的源电极340。驱动薄膜晶体管300响应于开关薄膜晶体管的漏电极信号执行开关操作，从而通过第二电压线(Vdd线)提供的第二电源电压Vdd根据存储在电容器Cst中的数据电压流动。由电容器Cst调节的第二电源电压Vdd施加到用作p型电极的第二电容器电极150。
感测薄膜晶体管200具有连接到感测线Vsense的栅电极210、连接到感测电压线Vref的漏电极240、以及连接到驱动薄膜晶体管的源电极350和第二电容器电极150之间的连接线的源电极250。感测薄膜晶体管200响应于来自感测线Vsense的信号执行开关操作，使得向感测节点提供通过感测电压线Vref传送的感测电压(或初始化电压)，或者对感测节点处的电压或电流进行感测。
此外，第一电压线Vcom连接到电容器集成LED的n型电极110，并向n型电极110提供第一电源电压Vcom。第一电压线共同连接到相邻的红色、绿色和蓝色电容器集成LED(R、G、B电容器LED)，以施加相同的电压。
因此，将第一电源电压Vcom施加到n型电极110，以向n型层120提供电子，同时将第二电源电压Vdd施加到第二电容器电极150，以向p型层140提供空穴，从而电子和空穴在n型层120和p型层140之间的有源层130中结合而发光。
可以根据第一电源电压Vcom与第二电源电压Vdd之间的电压差调节光的亮度。为了调节光的亮度，作为公共电压施加具有固定值的第一电源电压Vcom，并通过开关薄膜晶体管400和驱动薄膜晶体管300来调节和提供第二电源电压Vdd。
图5是示出图3所示的电容器集成LED和像素驱动电路之间的连接结构的电路图。尽管图5示出了具有3T(晶体管)1C(电容器)结构的子像素，该子像素由开关薄膜晶体管400、驱动薄膜晶体管300、感测薄膜晶体管200和电容器集成LED组成，但是本公开并不限于此。每个子像素可以具有2T1C、3T2C、4T2C、5T1C或6T2C结构。
本公开的目的是在增加透射面积的同时减小像素驱动电路的面积。随着晶体管和电容器数量的减少，像素驱动电路的面积减小。因此，本文将仅描述薄膜晶体管和电容器的数量相对较少的3T1C和2T1C的结构。
图6是示出根据具有2T1C结构的第二示例性实施例的图1所示的电容器集成LED和像素驱动电路之间的连接关系的截面图。
图6的电容器集成LED(电容器LED)包括n型电极510、n型层520、有源层530、p型层540、p型电极550、第二电容器电极571、电容器介电层560和第一电容器电极570。
其中，n型电极510和有源层530位于n型层520上方的同一层上，并且p型层540和p型电极550依次位于有源层530上。即，电容器集成LED(电容器LED)是横向型LED。
此外，第二电容器电极571、电容器介电层560和第一电容器电极570设置在n型层520下方，以实现电容器集成LED。
在下文中，将描述根据第二示例性实施例的电容器集成LED的每个元件的特性。
位于电容器集成LED的顶部上的p型电极550连接到像素驱动电路CA的元件中的驱动薄膜晶体管600的漏电极640，并接收根据存储在电容器Cst中的数据电压Vdata的第二电压Vdd。第二电压Vdd向P型电极550提供正负载。
设置在p型电极550下方的p型层540是接收来自p型电极的空穴并通过移动具有正电荷作为载流子的空穴来生成电流的半导体层，并且可以由p-GaN基材料制成。p-GaN基材料可以是GaN、AlGaN、InGaN、AlInGaN等，并且Mg、Zn、Be等可以用作用于掺杂p型半导体层的杂质。
有源层530设置在p型层540下方。有源层530设置在n型层520上，并且可以具有多量子阱(MQW)结构，该多量子阱结构具有阱层和带隙比阱层的带隙高的势垒层。例如，有源层530可以具有多量子阱结构，例如AlGaInP、GaInP、InGaN和GaN。
位于有源层530下方的n型层520是接收来自n型电极510的电子并通过移动具有负电荷作为载流子的自由电子来生成电流的半导体层。它可以由GaN基材料制成。n-GaN基材料可以是GaN、AlGaN、InGaN、AlInGaN等，并且Si、Ge、Se、Te和C可以用作用于掺杂n型层520的杂质。
此外，n型层520可以是铝掺杂的磷化铟(AlInP)。例如，为了使电容器集成LED发射红光，n型层520可以由铝掺杂的磷化铟(n-AlInP)形成。
位于n型层上的n型电极510连接到用作公共电压Vcom的第一电压线(Vcom线)，并接收第一电源电压Vcom。第一电源电压线(Vcom线)共同连接到每个电容器集成LED以施加恒定电压。第一电压线(Vcom线)向n型电极510提供负负载。
第二电容器电极571设置在n型层下方，并且电容器介电层560和第一电容器电极570设置在第二电容器电极下方。电容器Cst形成在第二电容器电极571和第一电容器电极570彼此重叠的区域中，并且存储从稍后描述的像素驱动电路CA的开关薄膜晶体管700接收的数据电压Vdata。存储在电容器Cst中的数据电压Vdata允许驱动薄膜晶体管600在单个帧期间向电容器集成LED提供相同的驱动电流。
第一电容器电极570或第二电容器电极571中的每一个可以形成为反射电极，该反射电极包括金(Au)、铝(Al)、银(Ag)、镍(Ni)和铬(Cr)材料中的至少一种。通过将电容器电极形成为反射电极，从有源层发射的光被反射离开电容器电极，从而增加了输出耦合效率。
根据第二示例性实施例的电容器集成LED可通过凸块球500电连接到驱动薄膜晶体管600和开关薄膜晶体管700。具体而言，电容器集成LED的第一电容器电极570通过凸块球500连接到开关薄膜晶体管700的漏电极740，并且第二电容器电极571通过球500电连接到驱动薄膜晶体管600的源电极650。电容器集成LED的电容器Cst具有类似于第一示例性实施例的构造的台面形状，并且特征在于它通过凸块球500连接到像素驱动电路CA。
参考图6，根据第二示例性实施例的像素驱动电路具有包括开关薄膜晶体管700和驱动薄膜晶体管600的2T1C结构，并且电容器与LED一体地形成。每个薄膜晶体管包括栅电极、源电极、有源层和漏电极，并且根据使用目的，可以被实现为栅电极设置在有源层上方的顶栅或共面晶体管，或者栅电极设置在有源层下方的底栅晶体管。驱动薄膜晶体管600可以被实现为PMOS薄膜晶体管，而开关薄膜晶体管700可以被实现为NMOS薄膜晶体管。然而，应当注意，本公开的技术构思不限于此。例如，开关晶体管700可以被实现为具有良好响应特性的PMOS薄膜晶体管，而驱动薄膜晶体管600可以被实现为具有良好截止电流特性的NMOS薄膜晶体管。
在下文中，将描述根据第二示例性实施例的每个薄膜晶体管的特性和像素驱动电路的操作。
开关薄膜晶体管700具有连接到扫描线Vscan的栅电极710、连接到数据电压线(Vdata线)的源电极750、以及连接到第一电容器电极570和驱动薄膜晶体管的栅电极610的漏电极740。开关薄膜晶体管700响应于通过扫描线提供的扫描信号Vscan执行开关操作，使得通过数据电压线(Vdata线)提供的数据信号Vdata作为数据电压存储在存储电容器Cst中，并且向驱动薄膜晶体管的栅电极610提供信号。
驱动薄膜晶体管600具有连接到开关薄膜晶体管的漏电极740的栅电极610，以及连接到第二电压线(Vdd线)和第二电容器电极571的源电极650。漏电极640连接到p型电极550。驱动薄膜晶体管600响应于开关薄膜晶体管的源电极信号执行开关操作，使得通过第二电压线(Vdd线)提供的第二电源电压Vdd施加到第二电容器电极571以与第一电容器电极570形成电容器，并且第二电源电压Vdd根据存储在电容器Cst中的数据电压流动。通过漏电极640向p型电极550提供根据数据电压Vdata调节的第二电源电压Vdd。
此外，第一电压线Vcom连接到电容器集成LED的n型电极510，并向n型电极510提供第一电源电压Vcom。第一电压线共同连接到相邻的红色、绿色和蓝色电容器集成LED(R、G、B_电容器LED)，以施加相同的电压。
因此，将第一电源电压Vcom施加到n型电极510以向n型层520提供电子，并将第二电源电压Vdd施加到p型电极550以向p型层540提供空穴，从而将电子和空穴在位于n型层520和p型层540之间的有源层530中结合而发光。
可以根据第一电源电压Vcom与第二电源电压Vdd之间的电压差调节光的亮度。为了调节光的亮度，作为公共电压施加具有固定值的第一电源电压Vcom，并通过开关薄膜晶体管700和驱动薄膜晶体管600调节和提供第二电源电压Vdd。
图7是示出图6所示的电容器集成LED和像素驱动电路之间的连接结构的电路图。尽管图7示出了开关薄膜晶体管700、驱动薄膜晶体管600和电容器集成LED形成具有2T1C结构的子像素，但是本公开不限于此。
在下文中，将参考图2和3描述在其中连接像素驱动电路CA和电容器LED的根据本公开的示例性实施例的显示装置的整体结构及其制造方法。
根据本公开的示例性实施例的制造LED显示装置的方法包括在基板100上驱动薄膜晶体管300所在的区域中形成遮光层LS，以及在遮光层上方形成缓冲层805。在形成缓冲层之后，在缓冲层上形成各自包括栅电极、有源层、源电极和漏电极的开关薄膜晶体管、驱动薄膜晶体管和感测薄膜晶体管。在形成薄膜晶体管之后，为了与电容器集成LED(电容器LED)连接，薄膜晶体管之间的空间被施加有第一绝缘材料810，并且将第二绝缘材料820施加在薄膜晶体管上。在施加第二绝缘材料之后，形成暴露薄膜晶体管的源电极或漏电极的接触孔，并且形成连接暴露的源电极或漏电极的连接线。在形成连接线之后，将电容器集成LED连接到连接线，并且电容器集成LED之间和之上的空间涂覆有第三绝缘材料830。在施加第三绝缘材料之后，形成暴露n型电极110的接触孔，并且将n型电极连接到第一电压线(Vcom线)。
在施加第三绝缘材料之前，可以在电容器集成LED(电容器LED)之间形成黑矩阵BM。在施加第三绝缘材料之后，通过形成黑矩阵孔然后填充该孔，可以形成黑矩阵BM。黑矩阵BM是能够通过阻挡从每个电容器集成LED发射的光中的指向其它电容器集成LED的光来减少光的颜色混合的元件。
根据本公开的示例性实施例的电容器集成LED可以应用于微型LED或小型LED。根据微型LED和小型LED的尺寸以及是否去除用作生长衬底的蓝宝石衬底，可以将它们彼此区分开。具体而言，将尺寸小于100μm且其中去除生长衬底的LED分类为微型LED。将尺寸大于100μm且小于500μm且其中未去除生长衬底的LED分类为小型LED。
红色、绿色和蓝色微型LED或小型LED被模制件包围，并且可以被构造为单组封装LED，并且电容器集成LED还可以应用于形成封装LED的红色、绿色和蓝色微型LED或小型LED。
应注意，商业上用于照明设备的典型LED具有500μm或更大的尺寸，并且具有其中将荧光材料施加到LED芯片的结构，其中透镜放置在顶部。
至此，已经参考附图详细描述了本公开的示例性实施例。然而，本公开不限于示例性实施例，并且在不脱离本公开的技术构思的情况下，可以对其进行修改和变化。因此，本文所述的示例性实施例仅是说明性的，而不旨在限制本公开的范围。本公开的技术构思不受示例性实施例的限制。因此，应当理解，上述实施例在所有方面都不是限制性的而是说明性的。本发明所寻求的保护范围由所附权利要求限定，并且其所有等同方案被解释为在本公开的真实范围内。

Claims (18)

1.一种LED显示装置，包括：
在基板上的像素驱动电路；以及
电容器集成LED，连接到所述像素驱动电路，
其中，所述电容器集成LED具有有源层和设置在所述有源层下方的电容器。
2.根据权利要求1所述的LED显示装置，其中，所述基板包括透射区域和显示区域，并且
其中，所述像素驱动电路和所述电容器集成LED位于所述显示区域中。
3.根据权利要求2所述的LED显示装置，其中，包括所述基板、所述像素驱动电路和所述电容器集成LED的所述LED显示装置具有60％或更大的透射率和63％或更大的孔径比。
4.根据权利要求1所述的LED显示装置，其中，所述电容器包括第一电容器电极、第二电容器电极和在所述第一电容器电极与所述第二电容器电极之间的电容器介电层，以及
其中，所述第二电容器电极比所述第一电容器电极更靠近所述有源层。
5.根据权利要求4所述的LED显示装置，其中，所述第一电容器电极或所述第二电容器电极是包括金(Au)、铝(Al)、银(Ag)、镍(Ni)或铬(Cr)材料中的至少一种的反射电极。
6.根据权利要求4所述的LED显示装置，其中，p型层、所述有源层、n型层和n型电极依次堆叠在所述第二电容器电极上。
7.根据权利要求6所述的LED显示装置，其中，所述第二电容器电极用作连接到所述p型层以施加电压的p型电极，并且还用作所述电容器的一个电极。
8.根据权利要求6所述的LED显示装置，还包括：
第一电压线(Vcom)，连接到所述n型电极。
9.根据权利要求4所述的LED显示装置，其中，n型层设置在所述第二电容器电极上，
其中，n型电极和所述有源层位于所述n型层上方的同一层上，以及
其中，p型层和p型电极依次堆叠在所述有源层上。
10.根据权利要求9所述的LED显示装置，还包括：
第一电压线(Vcom)，连接到所述n型电极。
11.根据权利要求4所述的LED显示装置，其中，所述像素驱动电路包括连接到所述第一电容器电极的开关薄膜晶体管或驱动薄膜晶体管，以及连接到所述第二电容器电极的开关薄膜晶体管或驱动薄膜晶体管。
12.根据权利要求11所述的LED显示装置，其中，所述像素驱动电路还包括感测薄膜晶体管，
其中，所述开关薄膜晶体管包括连接到第一栅极线的栅电极；连接到数据电压线(Vdata)的漏电极；以及连接到所述驱动薄膜晶体管的栅电极和所述第一电容器电极的源电极，
其中，所述驱动薄膜晶体管包括连接到所述开关薄膜晶体管的源电极的栅电极；连接到第二电压线(Vdd)的漏电极；以及连接到所述第二电容器电极的源电极，以及
其中，所述感测薄膜晶体管包括连接到第二栅极线的栅电极；连接到感测电压线(Vref)的漏电极；以及连接到所述驱动薄膜晶体管的源电极的源电极。
13.根据权利要求12所述的LED显示装置，其中，所述电容器具有包括平坦顶部和陡峭侧面的台面形状，使得所述第一电容器电极的高度与所述第二电容器电极的高度不同，并且其中，所述第一电容器电极和所述第二电容器电极分别通过导体电连接到所述开关薄膜晶体管的源电极和所述驱动薄膜晶体管的源电极，并且
其中，所述导体包括由内部聚合物芯和外部金属层组成的凸块球。
14.根据权利要求11所述的LED显示装置，其中，所述开关薄膜晶体管包括连接到第一栅极线的栅电极；连接到数据电压线(Vdata)的源电极；以及连接到所述驱动薄膜晶体管的栅电极和所述第一电容器电极的漏电极，以及
其中，所述驱动薄膜晶体管包括连接到所述开关薄膜晶体管的漏电极的栅电极；连接到第二电源电压(Vdd)和所述第二电容器电极的源电极；以及连接到所述p型电极的漏电极。
15.根据权利要求11所述的LED显示装置，其中，所述第一电容器电极和所述第二电容器电极分别通过导体电连接到所述开关薄膜晶体管的漏电极和所述驱动薄膜晶体管的源电极，并且其中，所述导体包括由内部聚合物芯和外部金属层组成的凸块球。
16.根据权利要求11所述的LED显示装置，还包括：
第一绝缘层，在所述开关薄膜晶体管和所述驱动薄膜晶体管之间；
第二绝缘层，在所述像素驱动电路和所述电容器集成LED之间；以及
第三绝缘层，在所述电容器集成LED和相邻的电容器集成LED之间。
17.根据权利要求16所述的LED显示装置，还包括：
黑矩阵，在所述电容器集成LED和所述相邻的电容器集成LED之间。
18.根据权利要求1所述的LED显示装置，其中，所述电容器集成LED是微型LED或小型LED，并且其中，所述电容器集成LED是垂直型LED或横向型LED。
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