CN114981964A - 包括由微型发光二极管的分片构成的马赛克图案的彩色显示设备 - Google Patents

包括由微型发光二极管的分片构成的马赛克图案的彩色显示设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种包括光源矩阵的彩色显示设备，每个光源包括单个微型发光二极管，光源是三种不同颜色的，矩阵的每个彩色像素(14、24、34、44、54)包括以三种不同颜色发射的三个源。在根据本发明的设备中，矩阵由一组相同形状的基本组件(15、25、35、45、55)形成，每个基本组件包括至少两个在三个光谱带之一中发射的发光二极管(发光二极管的形状是三角形、四边形或五边形)，基本组件以三个组装，使得它们相应的二极管通过它们的边之一彼此接触，由与的三个二极管相关联的三个源形成的该组形成了彩色像素。

Description

包括由微型发光二极管的分片构成的马赛克图案的彩色显示 设备
技术领域
本发明属于由微型发光二极管构成的彩色显示器领域。
背景技术
显示器市场由两种显示技术主导，即液晶显示器和发光二极管显示器。液晶显示器(或LCD)包括恒定亮度光源和液晶矩阵调制器；由调制器的每个像素对光源所传输的光进行调制形成了图像。
发光二极管(或LED)显示器包括发光二极管的矩阵；图像的每个像素都是由不同颜色的二极管构成的三元组所产生的。存在多种技术来生产基本发光二极管。
在称为“OLED”的技术中，LED是基于有机材料生产的。OLED主要通过堆叠具有发光二极管的特性功能的薄层来生产。它们包括用于贡献电子的n掺杂层、用于贡献空穴的p掺杂层和用于发射光子的本征复合层。这些薄层直接沉积在晶体管的有源矩阵上，其功能是控制通过图像的每个像素中的OLED的电流。
在过去几年中出现了一种非常有前途的技术，即μLED。在这项技术中，发光二极管不再作为薄层沉积在有源矩阵上。相反，这些是分立组件，它们最常在蓝宝石或硅或碳化硅上生产，并被转移并连接到玻璃板。因此，这些μLED以与OLED一样的方式，承担了光源和调制器的作用。
原则上，μLED的尺寸小，不超过100到200微米。根据所生产的显示屏尺寸和所期望的分辨率，每个屏幕必须安装非常大量的基本组件，这个数量在几十万到几百万个μLED之间。
考虑到组件的小尺寸，这种安装会引发处理问题，考虑到要安装大量主要组件，这种安装会引发精度问题和生产时间问题。
发明内容
本发明的目的是，在安装之前，将相同颜色的几个单独的发光二极管组合到单个基板或“芯片”上。因而要处理的组件的尺寸增大，并且要安装的组件的数量减少。
更具体地，本发明涉及一种包括光源矩阵的彩色显示设备，每个光源包括一个且仅一个微型发光二极管，所述光源是三种不同颜色的，矩阵的每个彩色像素至少包括在第一光谱带中发射的第一源、在第二光谱带中发射的第二源和在第三光谱带中发射的第三源，
其特征在于，该矩阵由一组相同形状的基本组件形成，每个基本组件包括至少两个发光二极管，它们都在所述第一光谱带中发射，或都在所述第二光谱带中发射，或都在所述第三光谱带中发射；
所述发光二极管的形状为三角形或四边形或五边形；
所述基本组件被组装成使得第一基本组件的第一二极管的第一边靠近第二基本组件的第二二极管的第一边并且使得所述第一基本组件的所述第一二极管的第二边靠近第三基本组件的第三二极管的第二边；这些基本组件被组装成平铺平面；由与所述第一二极管相关联的第一源、与所述第二二极管相关联的第二源和与所述第三二极管相关联的第三源形成的组形成一个彩色像素。
有利地，每个基本组件包括布置成正方形的四个矩形或正方形发光二极管，所述彩色像素具有L形状。
有利地，每个基本组件包括成形为直角梯形的两个相同的发光二极管和成形为对称五边形的一个第三二极管，三个二极管被配置为形成正方形并且使得所述彩色像素具有正六边形的形状。
有利地，每个基本组件包括成形为菱形的三个相同的发光二极管，所述三个二极管被配置为形成第一正六边形并且使得所述彩色像素具有与所述第一六边形相同形状的第二正六边形的形状。
有利地，每个基本组件包括成形为直角三角形的两个相同的发光二极管，所述两个二极管通过它们的斜边组装以形成正方形，所述彩色像素包括布置为形成第二正方形的四个发光二极管，所述第二正方形的边等于所述三角形二极管的斜边，两个二极管对称布置，通过其顶点彼此接触并在相同光谱带中发射。
有利地，每个基本组件包括三个相同的发光二极管，所述三个相同的发光二极管成形为第一等腰三角形，并组装以形成第二等腰三角形，所述第二等腰三角形的边等于所述第一等腰三角形的边的两倍，所述彩色像素包括组装以形成等腰梯形的三个发光二极管。
有利地，每个基本组件表现出厚度，并且每个发光二极管在形成光发射锥体的体积中发射光。每个基本组件的发光二极管彼此隔开第一间隔距离，该第一间隔距离大于基本组件厚度除以所述光发射锥体的角度的正切。选择所述第一距离使得二极管发射的光不通过与其相邻的发光二极管。
有利地，每个基本组件表现出厚度，并且每个发光二极管在形成光发射锥体的体积中发射光。所述基本组件彼此隔开第一间隔距离，所述第一间隔距离大于所述基本组件厚度除以所述光发射锥体的角度的正切。选择第一距离使得由二极管发射的光不通过相邻基本组件的发光二极管。
有利地，每个基本组件的二极管之间的间隙区由吸光物质填充。
有利地，基本组件之间的间隙区由吸光物质填充。
有利地，彩色显示设备包括不属于任何彩色像素的发光二极管，并且所述显示设备的外围包括不透明遮蔽物(mask)，所述不透明遮蔽物的宽度足以遮蔽不属于任何彩色像素的发光二极管。
有利地，发光二极管的一部分在所述第一光谱带中发射，所述显示设备包括转换滤光片(conversion filter)，所述转换滤光片布置在所述发光二极管上方且布置成使得由所述二极管和所述转换滤光片形成的光源在所述第二光谱带或所述第三光谱带中发射，所述转换滤光片包括各种材料的分片(tile)的基本马赛克图案(mosaic)，所述马赛克图案的基本分片具有基本组件的形状。
有利地，发光二极管的一部分在所述第一光谱带中发射，所述二极管包括进行比色转换的材料，使得由所述二极管形成的所述光源在转换之后在第二光谱带或第三光谱带中发射。
有利地，该材料为磷基的或基于量子点。
有利地，显示设备包括布置在所述光源矩阵上方的抗反射玻璃。
有利地，抗反射玻璃在其后表面上包括吸收处理。
本发明还涉及一种用于生产彩色显示设备的方法，包括至少以下步骤：
步骤1：生产三种类型的半导体晶片(semiconductor wafer)，每种类型的晶片包括多个相同的微型发光二极管，第一种晶片的微型发光二极管在所述第一光谱带中发射，第二种晶片的微型发光二极管在所述第二光谱带中发射，并且第三种晶片的微型发光二极管在所述第三光谱带中发射；
步骤2：切割出每种晶片中的基本组件，每个基本组件包括至少两个发光二极管；
步骤3：组装所述基本组件以形成发光二极管矩阵，由形成三个光源的在三个不同光谱带中发射的三个发光二极管形成的每个三元组形成矩阵的彩色像素。
本发明还涉及用于生产彩色显示设备的方法的第一变体，所述变体实施例包括至少以下步骤：
步骤1：生产一种类型半导体晶片，所述类型的晶片包括在第一光谱带中发射的多个相同的微型发光二极管；
步骤2：切割出每个晶片中的基本组件，每个基本组件包括至少两个发光二极管；
步骤3：组装基本组件以形成发光二极管矩阵；
步骤4：沉积转换滤光片，转换滤光片布置在发光二极管上方并且布置成使得由所述二极管和转换滤光片形成的光源在第二光谱带和第三光谱带中发射，转换滤光片包括由提供不同的转换的三种类型的分片构成的马赛克图案，马赛克图案的基本分片具有基本组件的形状，由形成三个光源的布置在三个不同分片下方的三个发光二极管形成的每个三元组形成矩阵的彩色像素。
本发明还涉及用于生产彩色显示设备的方法的第一变体，所述变体实施例包括至少以下步骤：
步骤1：生产一种类型的半导体晶片，所述类型的晶片包括多个在所述第一光谱带中发射的相同的微型发光二极管；
步骤2：切割出每个晶片中的基本组件，每个基本组件包括至少两个发光二极管；
步骤3：组装所述基本组件以形成发光二极管矩阵；
步骤4：沉积转换滤光片，所述转换滤光片布置在所述发光二极管上方并布置成使得由所述二极管和转换滤光片形成的光源在第二光谱带和第三光谱带中发射，所述转换滤光片包括由提供不同的转换的三种类型分片构成的马赛克图案，所述马赛克图案的基本分片具有基本组件的形状，由布置在形成三个光源的三个不同的分片下方的三个发光二极管形成的每个三元组形成矩阵的彩色像素。
本发明还涉及用于生产彩色显示设备的方法的第二变体，所述变体实施例包括至少以下步骤：
步骤1：生产一种类型的半导体晶片，所述类型的晶片包括多个在第一光谱带中发射的相同的微型发光二极管；
步骤2：切割出每个晶片中的基本组件，每个基本组件包括至少两个发光二极管；
步骤3：沉积布置在基板上的转换滤光片，其布置成使得由所述二极管和所述转换滤光片形成的光源在所述第二光谱带和所述第三光谱带中发射，转换滤光片包括由提供不同的转换的三种类型分片构成的马赛克图案，所述马赛克图案的基本分片具有基本组件的形状，由形成三个光源的布置在三个不同分片上的三个发光二极管形成的每个三元组形成矩阵的彩色像素；
步骤4：组装所述基本组件以形成发光二极管的矩阵，所述光源通过所述基板发射。
有利地，用于沉积所述转换滤光片的步骤通过喷墨单元或丝网印刷执行。
本发明还涉及用于生产彩色显示设备的方法的第三变体，所述变体实施例包括至少以下步骤：
步骤1：生产一种类型的半导体晶片，所述类型的晶片包括多个在所述第一光谱带中发射的相同的微型发光二极管；
步骤2：在第一多个晶片上沉积第一转换滤光片，该第一转换滤光片布置在所述发光二极管上方并且布置成使得由所述二极管和所述第一转换滤光片形成的光源在所述第二光谱带中发射，并且在第二多个晶片上沉积第二转换滤光片，所述第二转换滤光片布置在所述发光二极管上方并且布置成使得由所述二极管和所述第二转换滤光片形成的光源在所述第三光谱带中发射；
步骤3：切割出每个晶片中的基本组件，每个基本组件包括至少两个发光二极管；
步骤4：组装所述基本组件以形成发光二极管矩阵，由形成三个光源的在三个不同的光谱带中发射的三个发光二极管形成的每个三元组形成矩阵的彩色像素。
附图说明
本发明的其他特征、细节和优点将在阅读参考附图所产生的描述时变得更加清楚，附图分别以示例的方式给出并表示：
[图1]根据现有技术的彩色显示设备的局部视图的图示；
[图2]根据本发明的第一彩色显示设备的局部视图的图示；
[图3]根据本发明的第一彩色显示设备的基本组件的头对尾组装的图示；
[图4]根据本发明的第二彩色显示设备的局部视图的图示；
[图5]根据本发明的第三彩色显示设备的局部视图的图示；
[图6]根据本发明的第四彩色显示设备的局部视图的图示；
[图7]根据本发明的第五彩色显示设备的局部视图的图示；
[图8]根据本发明的彩色显示设备的实施例中的第一步骤的图示；
[图9]根据本发明的彩色显示设备的实施例中的第二步骤的图示；
[图10]根据本发明的彩色显示设备的实施例中的第三步骤的图示；
[图11]根据本发明的基本组件的尺寸的图示；
[图12]由发光二极管发射并由相邻发光二极管漫射的寄生光的传播的图示；
[图13]通过使发光二极管彼此相距更远而减少发射的寄生光的图示；
[图14]通过吸收减少发射的寄生光的图示；
[图15]通过使基本组件彼此相距更远而减少发射的寄生光的图示；
[图16]通过使基本组件和形成它们的发光二极管彼此相距更远而减少发射的寄生光的图示；
[图17]通过使基本组件彼此相距更远、使形成它们的发光二极管彼此相距更远以及在适当位置放置吸收屏障来减少发射的寄生光的图示；
[图18]发光二极管的第一发射模式的图示；
[图19]发光二极管的第二发射模式的图示。
具体实施方式
图1在其右侧部分表示根据现有技术的彩色显示设备A的从上方看的局部视图。它由该图1中用1、2和3表示的基本微型发光二极管形成，发射三种不同的色带。在该图中，相同类型的二极管布置成列。在此表示中，彩色像素4包括排成一排的三个不同的二极管1、2和3，如图1的左侧部分所示。这些二极管是单独安装的，具有前面详述的缺点。
根据本发明的彩色显示设备包括光源矩阵，每个光源包括一个且仅一个微型发光二极管，光源是三种不同颜色的，矩阵的每个彩色像素至少包括：在第一光谱带中发射的第一源、在第二光谱带中发射的第二源和在第三光谱带中发射的第三源。
矩阵由一组相同形状的基本组件组成，每个基本组件包括至少两个发光二极管，它们都在第一光谱带或第二光谱带或第三光谱带中发射。在其被切割出之后，每个组件的处理都变得更容易，因为它比单个发光二极管的尺寸更大。
发光二极管的形状可以是三角形，或四边形，或五边形。对于正方形设计，这些简单的形状在旋转90°是不变的，或对于具有三个二极管的设计，旋转120°是不变的。组件的正确放置及其变化是显示设备生产中的尺寸因素。这里的不变性有助于组件放置。
组装基本组件，使得第一基本组件的第一二极管的第一边靠近第二基本组件的第二二极管的第一边，并且使得第一基本组件的所述第一二极管的第二边与第三基本组件的第三二极管的第二边紧密接触，由与第一二极管相关联的第一源、与第二二极管相关联的第二源和与第三二极管相关联的第三源形成的该组形成一个彩色像素。因此，实现了“平铺平面”的基本组件的规则组装。“平铺平面”被理解为是指将多个多边形彼此粘合在一起的布置，使得当这样组合时，它们形成一个完整且连续的平面。更具体地说，欧几里得平面的平铺是通过多个多边形的周期性布置来实现的，使得在顶点处相交的相邻多边形的内角之和等于360°。
在图2、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10中描述的本发明的各种实施例展示了平面的平铺，使得在顶点处相交的相邻基本组件的内角之和为等于360°。这意味着与现有技术解决方案相比，可以产生更紧凑、具有更好分辨率和更容易组件放置的光源矩阵。
一旦被组装，基本发光二极管就连接到有源的晶体管矩阵或单独地与控制设备相关联。
图2、图4、图5、图6和图7的示例实施例将使得能够更好地理解本发明。在这些各种图中，当二极管或相关联的光源在第一光谱带中发射时它们以白色表示，当它们在第二光谱带中发射时以点阴影表示，并且当它们在第三光谱带中发射时以紧密的点阴影表示。
图2在其右侧部分表示根据本发明的第一彩色显示设备A的从上方看的局部视图。每个基本组件15包括四个相同的发光二极管，例如13，它们都在相同的光谱带中发射并且布置成正方形。二极管为矩形或正方形形状的。彩色像素14包括三个不同的发光二极管11、12和13，被布置为“L”，如图2左侧所示。如图3所示，显示设备的矩阵由头对尾布置的彩色像素14的平铺产生。
图4在其右侧部分表示根据本发明的第二彩色显示设备A的从上方看的局部视图。每个基本组件25包括成形为直角梯形的两个相同的发光二极管21和成形为对称五边形的第三二极管21之二，这三个二极管在相同的光谱带中发射并且被配置为形成正方形。
基本组件的行布置成使得彩色像素24具有正六边形的形状，如图4的左手部分所示，其中六边形包括三个二极管21、22和23之二。
图5在其右侧部分表示根据本发明的第三颜色显示设备A的从上方看的局部视图。每个基本组件35包括成形为菱形的三个相同的发光二极管31或32或33，这三个二极管被配置为形成第一正六边形，使得彩色像素34具有与第一六边形相同形状的第二正六边形的形状，如图5左侧所示。该像素34由三个二极管31、32和33形成。
图6在其右侧部分表示根据本发明的第四颜色显示设备A的从上方看的局部视图。每个基本组件45包括成形为直角三角形的两个相同的发光二极管41，这两个二极管通过它们的斜边组装以形成正方形。彩色像素44包括四个发光二极管，布置以形成第二正方形，第二正方形的边与三角形二极管的斜边相等，两个二极管对称布置，通过其顶点彼此接触并在相同光谱带中发射，如图6的左侧部分所示。因此，每个正方形包括两个相同类型的二极管和两个不同类型的二极管。
图7在其右侧部分表示根据本发明的第五颜色显示设备的从上方看的局部视图。每个基本组件55包括三个相同的发光二极管51或52或53，其成形为第一等腰三角形并组装以形成第二等腰三角形，第二等腰三角形的边等于第一等腰三角形的边的两倍。第二三角形的中心部分不包含二极管。它可以用作对于组件的三个二极管共用的阳极或阴极触点。彩色像素54包括三个发光二极管51、52和53，它们组装以形成等腰梯形，如图7的左侧部分所示。
存在发光二极管的两种发射模式。在第一发射模式中，发光二极管从远离承载组件的支撑件或基板的一侧发射。显示设备被称为处于“底部发射”模式，二极管处于“顶部发射”模式。这种模式在图18中表示，它表示安装在基板W上的三个二极管70、71和72。箭头代表二极管发射的方向。
在第二发射模式中，发光二极管通过承载组件的支撑件或基板发射。显示设备被称为处于“顶部发射”模式，二极管处于“底部发射”模式。这种模式在图19中表示，它表示安装在基板W上的三个二极管70、71和72。箭头代表二极管发射的方向。根据本发明的显示设备与这两种发射模式兼容。
根据本发明的彩色显示设备可以通过以下详述的各种方法生产。方法的选择部分地取决于发光二极管的最终发射模式。
第一种生产方法至少包括以下三个步骤：
步骤1：生产三种类型的半导体晶片，每种类型的晶片包括多个相同的微型发光二极管，第一类型的晶片的微型发光二极管在第一光谱带中发光，第二类型的晶片的微型发光二极管在第二光谱带中发射，并且第三类型的晶片的微型发光二极管在第三光谱带中发射。例如，第一类型的晶片可以由氮化镓(GaN)制成，第二类型的晶片可以由砷化铝镓(AlGaAs)制成，并且第三类型的晶片可以由氮化铟镓(InGaN)制成。
步骤2：在每种晶片中切割出基本组件，每个基本组件包括至少两个发光二极管；
步骤3：组装基本组件以形成发光二极管矩阵，由形成三个光源的在三个不同的光谱带中发射的三个发光二极管形成的每个三元组形成矩阵的彩色像素。
在第一种方法中，光源是发光二极管。该方法与发光二极管的两种发射模式兼容。
第二种生产方法适用于第一发射模式，即当发光二极管从远离承载它们的支撑件或基板的一侧发射时。该方法至少包括以下四个步骤：
步骤1：生产单一类型的半导体晶片，所述类型的晶片包括多个相同的在第一光谱带中发射的微型发光二极管；
步骤2：在每个晶片中切割出基本组件，每个基本组件包括至少两个发光二极管；
步骤3：组装基本组件，以形成发光二极管矩阵；
步骤4：沉积转换滤光片，转换滤光片布置在发光二极管上方并且布置成使得由所述二极管和转换滤光片形成的光源在第二光谱带和第三光谱带中发射，转换滤光片包括由提供不同转换的三种类型的分片构成的马赛克图案，马赛克图案的基本分片具有基本组件的形状，由布置在形成三个光源的三个不同分片下方的三个发光二极管形成的每个三元组形成矩阵的彩色像素。转换材料可以是磷基的或基于量子点。
在一个变型实施例中，转换滤光片的沉积可以通过喷墨单元或通过丝网印刷执行。仅当LED的发射光谱基本上为白色时，彩色滤光片才起作用。彩色滤光片也必须在切割操作之前生产。原理如图8、图9和图10所示。
在图8所示的第一步骤中，矩阵的平铺通过例如在第一光谱带中发射的相同且单色的基本组件61来执行。在图8中，基本组件61包括三个二极管并且呈六边形形状。在图8的情况下，此平铺与图5的平铺相同。
在图9所示的第二步骤中，通过喷墨单元在一些组件上执行沉积；墨水确保将在第一光谱带中发射的光转换成在第二光谱带中发射的光。在该第二步骤中被喷墨的组件是组件61之二。
在图10所示的第三步骤中，通过喷墨单元在组件的第二部分上执行第二沉积；墨水确保将在第一光谱带中发射的光转换成在第三光谱带中发射的光。在该第三步骤中被喷墨的组件是组件61之三。
目前的技术使得能够提供具有微米精度的墨沉积。
第三种生产方法适用于第二发射模式，即当发光二极管通过承载它们的支撑件或基板发射时。该方法至少包括以下四个步骤：
步骤1：生产一种类型的半导体晶片，所述类型的晶片包括多个相同的在第一光谱带中发射的微型发光二极管；
步骤2：在每个晶片中切割出基本组件，每个基本组件包括至少两个发光二极管；
步骤3：沉积转换滤光片，转换滤光片布置在晶片上并且布置成使得由所述二极管和转换滤光片形成的光源在第二光谱带和第三光谱带中发射，转换滤光片包括由提供不同的转换的三种类型的分片构成的马赛克图案，马赛克图案的基本分片具有基本组件的形状，由形成三个光源的布置在三个不同分片上的三个发光二极管形成的每个三元组形成矩阵的彩色像素；
步骤4：组装基本组件，以形成发光二极管矩阵，光源通过晶片发射。
第四种生产方法至少包括以下四个步骤：
步骤1：生产一种类型的半导体晶片，所述类型的晶片包括多个相同的在第一光谱带中发射的微型发光二极管；
步骤2：在第一多个晶片上沉积第一转换滤光片，该第一转换滤光片布置在发光二极管上方并且布置成使得由所述二极管和第一转换滤光片形成的光源在第二光谱带中发射，并且在第二多个晶片上沉积第二转换滤光片，第二转换滤光片布置在发光二极管上方并且布置成使得由所述二极管和第二转换滤光片形成的光源在第三光谱带中发射；
步骤3：在每个晶片中切割出基本组件，每个基本组件包括至少两个发光二极管；
步骤4：组装基本组件以形成发光二极管矩阵，由形成三个光源的在三个不同光谱带中发射的三个发光二极管形成的每个三元组形成矩阵的彩色像素。
最后一种方法与发光二极管的两种发射模式兼容。
二极管的尺寸取决于设想的应用。已知人眼的平均角分辨率约为1弧分。因此，如果在25厘米处观看显示设备，则眼睛的空间分辨率为77微米。举例来说，图11表示与图6相同的正方形基本组件，并且由头对尾布置的两个三角形二极管41形成。正方形的对角线D约为160微米，并且两个二极管之间的间距I为20微米。
鉴于基本组件的二极管尺寸小，来自发光二极管的辐射可能对相邻二极管产生寄生效应。这种现象被称为“串扰”。它在图12中表示，该图表示并排布置的两个二极管70和71的横截面图。由来自第一发光二极管70的箭头表示的辐射被相邻的第二发光二极管71漫射。当光源包括布置在发光二极管上方的转换滤光片时，这种现象更加突出。因此，可以适当地使晶片更薄，以便尽可能多地减少由于来自二极管的初级辐射引起的尚未被转换滤光片过滤的寄生光。
为了减少这种现象，最简单的解决方案是增加发光二极管之间的间隔距离I，如图13所示。可以通过两种可以组合的方式来增加间隔距离。如图15所示，可以增加不同基本组件75和75之二之间的距离。在该图中，组件呈六边形的形状。如图16所示，增加基本发光二极管70和70之二之间的距离也是可能的。
基本组件是在基板上用薄层的堆叠生产的。“H”表示基本组件的总厚度，等于基板厚度和薄层堆叠厚度之和。每个发光二极管在形成由轴和锥角θ定义的光发射锥体的体积中发射光。通常，为了减少串扰现象，可想象选择发光二极管之间的间隔距离I，它大于基本组件的厚度H除以θ的正切，θ即相邻二极管的发射锥角。相同的标准适用于选择分隔相邻微型二极管的距离。
为了减少串扰，还可以添加一种物质S，它吸收二极管之间的光，如图14的横截面图或图17的俯视图所示。
这种类型的系统的问题之一是光倾向于沿着放置发光二极管的基板被引导。可以使用多种解决方案来阻止这种引导现象。
一种解决方案涉及用光学胶将抗反射玻璃粘合在发光二极管上方。这种抗反射玻璃将允许最大量的光发射，并通过抵消一些内部反射来防止光在显示设备中的引导。
通过在抗反射玻璃的后表面设置称为“黑矩阵”的黑色处理，可以进一步改进该解决方案。
通过不是矩形的或者是偏移的组件的方式来生产矩阵意味着矩阵不能是完美的矩形。在矩阵的边缘，存在不属于任何彩色像素的LED。这些区域的宽度不超过100微米。出于美观的原因，可以使用由黑色不透明层产生的遮蔽来使这些区域变黑。

Claims (21)

1.一种包括光源矩阵的彩色显示设备，每个光源包括一个且仅一个微型发光二极管，所述光源是三种不同颜色的，所述矩阵的每个彩色像素(14、24、34、44、54)至少包括在第一光谱带中发射的第一源(11、21、31、41、51)、在第二光谱带中发射的第二源(12、22、32、42、52)和在第三光谱带中发射的第三源(13、23、33、43、53)，
其特征在于，所述矩阵由一组相同形状的基本组件(15、25、35、45、55)形成，每个基本组件包括至少两个发光二极管，所述至少两个发光二极管都在所述第一光谱带中发射，或都在所述第二光谱带中发射，或都在所述第三光谱带中发射；
所述发光二极管的形状为三角形或四边形或五边形；
所述基本组件被组装成使得第一基本组件的第一二极管的第一边靠近第二基本组件的第二二极管的第一边并且使得所述第一基本组件的所述第一二极管的第二边靠近第三基本组件的第三二极管的第二边，所述基本组件被组装以平铺平面；由与所述第一二极管相关联的所述第一源、与所述第二二极管相关联的所述第二源以及与所述第三二极管相关联的所述第三源形成的组形成彩色像素。
2.如权利要求1所述的彩色显示设备，其特征在于，每个基本组件(15)包括被布置成正方形的四个矩形或正方形形状的发光二极管(13)，所述彩色像素(14)具有L形状。
3.如权利要求1所述的彩色显示设备，其特征在于，每个基本组件(25)包括成形为直角梯形的两个相同的发光二极管(21)和成形为对称五边形的第三二极管(21之二)，三个二极管被配置为形成正方形并且使得所述彩色像素(24)具有正六边形的形状。
4.如权利要求1所述的彩色显示设备，其特征在于，每个基本组件(35)包括成形为菱形的三个相同的发光二极管(31)，所述三个二极管被配置为形成第一正六边形并且使得所述彩色像素(34)具有与所述第一六边形相同形状的第二正六边形的形状。
5.如权利要求1所述的彩色显示设备，其特征在于，每个基本组件(45)包括成形为直角三角形的两个相同的发光二极管(41)，所述两个二极管通过它们的斜边组装以形成正方形，所述彩色像素(44)包括被布置为形成第二正方形的四个发光二极管，所述第二正方形的边等于所述三角形二极管的斜边，两个二极管被对称地布置，通过其顶点彼此接触并且在相同光谱带中发射。
6.如权利要求1所述的彩色显示设备，其特征在于，每个基本组件(55)包括三个相同的发光二极管(51)，所述三个相同的发光二极管(51)成形为第一等腰三角形，并且被组装以形成第二等腰三角形，所述第二等腰三角形的边等于所述第一等腰三角形的边的两倍，所述彩色像素(54)包括被组装以形成等腰梯形的三个发光二极管(51、52、53)。
7.如前述权利要求中任一项所述的彩色显示设备，其中，每个基本组件表现出厚度，并且每个发光二极管在形成光发射锥体的体积中发射光；
所述设备的特征在于，每个基本组件的发光二极管彼此隔开第一间隔距离(I)，所述第一间隔距离(I)大于基本组件厚度除以所述光发射锥体的角度的正切；
所述第一距离被选择使得由二极管发射的光不通过与所述二极管相邻的发光二极管。
8.如前述权利要求中任一项所述的彩色显示设备，其中，每个基本组件表现出厚度，并且每个发光二极管在形成光发射锥体的体积中发射光；
所述设备的特征在于，所述基本组件彼此隔开第二间隔距离，所述第二间隔距离大于所述基本组件厚度除以所述光发射锥体的角度的正切；
所述第二距离被选择使得由它们的二极管中的每一个发射的光不通过相邻基本组件的发光二极管。
9.如前述权利要求中任一项所述的彩色显示设备，其特征在于，每个基本组件的二极管之间的间隙区由吸光物质(S)填充。
10.如前述权利要求中任一项所述的彩色显示设备，包括不属于任何彩色像素的发光二极管，其特征在于，所述基本组件之间的间隙区由吸光物质(S)填充。
11.如前述权利要求中任一项所述的彩色显示设备，其特征在于，所述显示设备的外围包括不透明遮蔽物，所述不透明遮蔽物的宽度足以遮蔽不属于任何彩色像素的发光二极管。
12.如前述权利要求中任一项所述的彩色显示设备，其特征在于，所述发光二极管的一部分在所述第一光谱带中发射，所述显示设备包括转换滤光片，所述转换滤光片被布置在所述发光二极管上方并且被布置成使得由所述二极管和所述转换滤光片形成的光源在所述第二光谱带或所述第三光谱带中发射，所述转换滤光片包括由各种材料的分片构成的基本马赛克图案，所述马赛克图案的基本分片具有基本组件的形状。
13.如权利要求1至11中任一项所述的彩色显示设备，其特征在于，所述发光二极管的一部分在所述第一光谱带中发射，所述二极管包括如下材料：所述材料执行比色转换使得由所述二极管形成的所述光源在转换之后在所述第二光谱带或所述第三光谱带中发射。
14.如权利要求12或13所述的彩色显示设备，其特征在于，所述材料为磷基的或基于量子点的。
15.如前述权利要求中任一项所述的彩色显示设备，其特征在于，所述显示设备包括被布置在所述光源矩阵上方的抗反射玻璃。
16.如权利要求15所述的彩色显示设备，其特征在于，所述抗反射玻璃在其后表面上包括吸收处理。
17.一种用于生产如权利要求1所述的彩色显示设备的方法，所述生产方法包括至少以下步骤：
-步骤1：生产三种类型的半导体晶片，每种类型的晶片包括多个相同的微型发光二极管，第一类型的晶片的微型发光二极管在所述第一光谱带中发射，第二类型的晶片的微型发光二极管在所述第二光谱带中发射，并且第三类型的晶片的微型发光二极管在所述第三光谱带中发射；
-步骤2：在每种类型的晶片中切割出所述基本组件，每个基本组件包括至少两个发光二极管；
-步骤3：组装所述基本组件以形成发光二极管矩阵，由形成三个光源的在三个不同光谱带中发射的三个发光二极管形成的每个三元组形成所述矩阵的彩色像素。
18.一种用于生产如权利要求12所述的彩色显示设备的方法，所述生产方法包括至少以下步骤：
-步骤1：生产一种类型的半导体晶片，所述类型的晶片包括在所述第一光谱带中发射的多个相同的微型发光二极管；
-步骤2：在每个晶片中切割出所述基本组件，每个基本组件包括至少两个发光二极管；
-步骤3：组装所述基本组件以形成发光二极管矩阵；
-步骤4：沉积转换滤光片，所述转换滤光片被布置在所述发光二极管上方并且被布置成使得由所述二极管和所述转换滤光片形成的光源在所述第二光谱带和所述第三光谱带中发射，所述转换滤光片包括由提供不同的转换的三种类型的分片构成的马赛克图案，所述马赛克图案的基本分片具有基本组件的形状，由形成三个光源的布置在三个不同分片下方的三个发光二极管形成的每个三元组形成所述矩阵的彩色像素。
19.一种用于生产如权利要求12所述的彩色显示设备的方法，所述生产方法包括至少以下步骤：
-步骤1：生产一种类型的半导体晶片，所述类型的晶片包括在所述第一光谱带中发射的多个相同的微型发光二极管；
-步骤2：在每个晶片中切割出所述基本组件，每个基本组件包括至少两个发光二极管；
-步骤3：对被布置在基板上的转换滤光片进行沉积，其被布置成使得由所述二极管和所述转换滤光片形成的光源在所述第二光谱带和所述第三光谱带中发射，所述转换滤光片包括由提供不同的转换的三种类型的分片构成的马赛克图案，所述马赛克图案的基本分片具有基本组件的形状，由形成三个光源的布置在三个不同分片上的三个发光二极管形成的每个三元组形成矩阵的彩色像素；
-步骤4：组装所述基本组件以形成发光二极管矩阵，所述光源通过所述基板发射。
20.如权利要求18或19所述的用于生产彩色显示设备的方法，其中，用于对所述转换滤光片进行沉积的步骤是通过喷墨单元或丝网印刷执行的。
21.一种用于生产如权利要求14所述的彩色显示设备的方法，所述生产方法包括至少以下步骤：
-步骤1：生产一种类型的半导体晶片，所述类型的晶片包括在所述第一光谱带中发射的多个相同的微型发光二极管；
-步骤2：在第一多个晶片上对第一转换滤光片进行沉积，所述第一转换滤光片被布置在所述发光二极管上方并且被布置成使得由所述二极管和所述第一转换滤光片形成的光源在所述第二光谱带中发射，并且在第二多个晶片上对第二转换滤光片进行沉积，所述第二转换滤光片被布置在所述发光二极管上方并且被布置成使得由所述二极管和所述第二转换滤光片形成的光源在所述第三光谱带中发射；
-步骤3：在每个晶片中切割出所述基本组件，每个基本组件包括至少两个发光二极管；
-步骤4：组装所述基本组件以形成发光二极管矩阵，由形成三个光源的在三个不同的光谱带中发射的三个发光二极管形成的每个三元组形成所述矩阵的彩色像素。
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