CN206022367U - 发光二极管显示器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种发光二极管显示器，其包括底层基板、多个晶体管元件、多个半导体发光二极管元件、异方性导电胶层以及透明保护层。所述多个晶体管元件配置于所述底层基板上。所述多个半导体发光二极管元件以阵列方式配置于所述底层基板上方。所述异方性导电胶层配置于所述多个半导体发光二极管元件与所述底层基板之间，以使所述多个半导体发光二极管元件中的每一个与所述多个晶体管元件中的对应晶体管元件电性连接。所述透明保护层配置于所述多个半导体发光二极管元件阵列上。本实用新型可以有效地与作为主动式开关元件的晶体管元件电性连接，且避免藉由金属凸块或其他导电性材料连接时因对准误差而造成元件良率降低或信号传递失真的问题。

Description

发光二极管显示器

技术领域

本实用新型涉及一种显示器，尤其涉及一种微型半导体发光二极管显示器。

背景技术

信息通信产业已成为现今的主流产业，特别是平面显示器是人与信息之间的沟通接口，因此其发展特别显得重要。目前应用在平面显示器的技术包括等离子体显示器(plasma display panel)、液晶显示器(liquid crystal display)、无机电激发光显示器(inorganic electroluminescent display)、有机发光二极管显示器(organic lightemitting diode display)、真空荧光显示器(vacuum fluorescence display)、场致发射显示器(field emission display)以及电变色显示器(electro-chromic display)等等。

在目前的发光二极管显示器中，一般是藉由独立发光的红光二极管芯片、绿光二极管芯片与蓝光二极管芯片的组合来产生显示效果。这些二极管芯片通常是先形成于大片发光二极管基板上，之后再切割成小芯片，接着将红绿蓝不同颜色的发光二极管芯片配置于承载基板上，并藉由金属凸块或其他导电性材料的贴合，将这些发光二极管芯片组合转移与晶体管基板上的线路电性连接，以对这些发光二极管芯片进行控制。

然而，涉及将发光二极管芯片与晶体管基板贴合连接的工艺相当复杂，因此所形成的产品的良率并不高。特别是，对于微型发光二极管显示器来说，由于要转移的发光二极管芯片的数目极为庞大，因此发光二极管芯片与基板上的晶体管的对位与贴合连接的困难度将更进一步提高，因而无法制作低成本、高品质以及高像素的显示器。

实用新型内容

本实用新型提供一种微型发光二极管显示器，其中半导体发光二极管元件藉由异方性导电胶层而贴附于具有晶体管元件的底层基板上。

本实用新型的发光二极管显示器包括底层基板、多个晶体管元件、多个半导体发光二极管元件、异方性导电胶层(anisotropic conductive film，ACF)以及透明保护层。所述多个晶体管元件配置于所述底层基板上。所述多个半导体发光二极管元件以阵列方式配置于所述底层基板上方。所述异方性导电胶层配置于所述多个发光二极管芯片与所述底层基板之间，以使所述半导体多个发光二极管元件中的每一个与所述多个晶体管元件中的对应者电性连接。所述透明保护层配置于所述多个发光二极管芯片上。

在本实用新型的发光二极管显示器的一实施例中，所述所述异方性导电胶层包括多个导电粒子与胶体，其中所述导电粒子例如以单层、双层或随意分散的方式分布于所述胶体中。

在本实用新型的发光二极管显示器的一实施例中，所述多个半导体发光二极管元件包括红光二极管芯片、绿光二极管芯片与蓝光二极管芯片的组合。

在本实用新型的发光二极管显示器的一实施例中，所述多个半导体发光二极管元件包括白光二极管芯片、蓝光二极管芯片或紫外光二极管芯片。

在本实用新型的发光二极管显示器的一实施例中，还包括彩色滤光片，其配置于所述多个半导体发光二极管元件与所述透明保护层之间。

在本实用新型的发光二极管显示器的一实施例中，所述彩色滤光片例如具有红色区域、绿色区域与蓝色区域，且所述红色区域、所述绿色区域与所述蓝色区域各自位于对应半导体发光二极管元件的上方。

在本实用新型的发光二极管显示器的一实施例中，所述基板为可挠性基板。

在本实用新型的发光二极管显示器的一实施例中，所述底层基板为刚性基板。

在本实用新型的发光二极管显示器的一实施例中，所述多个晶体管元件包括金属氧化物半导体晶体管(CMOS)或薄膜晶体管(TFT)。

在本实用新型的发光二极管显示器的一实施例中，所述多个半导体发光二极管元件中的每一个的尺寸不超过100μm。

基于上述，在本实用新型中，半导体发光二极管元件藉由异方性导电胶层而贴附于具有晶体管元件的底层基板上，因此可以有效地与作为主动式开关元件的晶体管元件电性连接，且避免藉由金属凸块或其他导电性材料连接时因对准误差而造成元件良率降低或信号传递失真的问题。

为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为依据本实用新型的第一实施例所显示的发光二极管显示器的剖面示意图；

图2为依据本实用新型的第二实施例所显示的发光二极管显示器的剖面示意图。

附图标记：

10、20：发光二极管显示器；

100：底层基板；

102：晶体管元件；

104a、104b、104c、200：半导体发光二极管元件；

106：异方性导电胶层；

106a：导电粒子；

106b：胶体；

108：透明保护层；

202：彩色滤光片；

202a：红色区域；

202b：绿色区域；

202c：蓝色区域。

具体实施方式

图1为依据本实用新型的第一实施例所显示的发光二极管显示器的剖面示意图。请参照图1，发光二极管显示器10基本上包括底层基板100、晶体管元件102、半导体发光二极管元件104a、半导体发光二极管元件104b与半导体发光二极管元件104c、异方性导电胶层106以及透明保护层108。在本实施例中，晶体管元件与半导体发光二极管元件的数量仅为示意，并非用以限定本实用新型。以下将对发光二极管显示器10做详细的说明。

底层基板100可以是一般显示器中常用的基板。当发光二极管显示器10为可挠性显示器时，基板100为可挠性基板，其例如为聚酰亚胺(polyimide，PI)基板、聚苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)基板或聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylenenaphthalate，PEN)基板。当发光二极管10为非可挠性显示器时，基板100为刚性基板，其例如为玻璃基板或硅基板。此外，晶体管元件102配置于基板100上。晶体管元件102例如是薄膜晶体管或金属氧化物半导体晶体管。薄膜晶体管可以是非晶硅(a-Si)薄膜晶体管、低温多晶硅(LTPS)薄膜晶体管或氧化物薄膜晶体管(oxide TFT)，例如IGZO薄膜晶体管。

举例来说，当晶体管元件102为薄膜晶体管时，基板100可为玻璃基板或为聚酰亚胺基板，而当晶体管元件102为金属氧化物半导体晶体管时，基板100可为半导体硅基板。配置于基板100上的晶体管元件102可藉由线路(未显示)而彼此电性连接。

半导体发光二极管元件104a、半导体发光二极管元件104b与半导体发光二极管元件104c以阵列方式配置于底层基板100上方。在本实施例中，半导体发光二极管元件104a例如是红光二极管芯片，半导体发光二极管元件104b例如是绿光二极管芯片，导体发光二极管元件104c例如是蓝光二极管芯片，但本实用新型不限于此。在其他实施例中，半导体发光二极管元件104a、半导体发光二极管元件104b与半导体发光二极管元件104c的数量以及排量方式可视实际需求而做任意的变化。半导体发光二极管元件104a、半导体发光二极管元件104b与半导体发光二极管元件104c可以具有一般熟知的结构，举例来说，半导体发光二极管元件104a、半导体发光二极管元件104b与半导体发光二极管元件104c可以是横向半导体发光二极管元件或垂直半导体发光二极管元件。特别一提的是，在本实用新型中，由于半导体发光二极管元件104a、半导体发光二极管元件104b、半导体发光二极管元件104c可藉由晶体管元件102来独立控制，因此形成主动矩阵式发光二极管显示器。

异方性导电胶层106配置于半导体发光二极管元件104a、半导体发光二极管元件104b、半导体发光二极管元件104c与配置有晶体管元件的底层基板100间。异方性导电胶层106包括导电粒子106a与胶体106b。导电粒子106a分布于胶体106b中。导电粒子106a例如是金粒子或以绝缘胶层包覆金粒子的复合导电粒子。在本实施例中，导电粒子106a以单层阵列固定的方式分布于胶体106b中，意即异方性导电胶层106为所谓的固定阵列式异方性导电胶层(fixed-array ACF)。异方性导电胶层106除了用以使半导体发光二极管元件104a、半导体发光二极管元件104b、半导体发光二极管元件104c粘贴于基板100上之外，异方性导电胶层106中的导电粒子106a可与半导体发光二极管元件104a、半导体发光二极管元件104b、半导体发光二极管元件104c的电极(未显示)以及主动元件102的电极(未显示)接合，以使半导体发光二极管元件104a、半导体发光二极管元件104b、半导体发光二极管元件104c与晶体管元件102电性连接。如此一来，即可藉由每一个晶体管元件102来各别控制与其电性连接的半导体发光二极管元件。

在其他实施例中，在异方性导电胶层106中，导电粒子106a也可以是以双层阵列固定的方式分布于胶体106b中或均匀地分布于胶体106b中，只要导电粒子106a可使半导体发光二极管元件104a、半导体发光二极管元件104b、半导体发光二极管元件104c与主动元件102电性连接即可。特别一提的是，当导电粒子106a以单层阵列固定的方式分布于胶体106b中时，由于导电粒子106a受限于其各自的位置而不会任意分布，因此可以进一步地避免相邻的半导体发光二极管元件彼此电性连接而造成短路。这样的特性也使得使用固定阵列式异方性导电胶层做超细线路(ultra-fine pitch)的贴合变为可行。

透明保护层108配置于半导体发光二极管元件104a、半导体发光二极管元件104b、半导体发光二极管元件104c上，以保护半导体发光二极管元件104a、半导体发光二极管元件104b、半导体发光二极管元件104c。透明保护层108可以是一般显示器中常用的光学透明保护膜、抗反射膜(AR film)、增亮膜或偏光片。

在本实施例中，由于半导体发光二极管元件104a、半导体发光二极管元件104b、半导体发光二极管元件104c藉由异方性导电胶层106来与晶体管元件102电性连接，而非藉由预先制作在半导体发光二极管元件104a、半导体发光二极管元件104b、半导体发光二极管元件104c与晶体管元件102上的金属凸块或其他导电性材料来连接，因此可以避免半导体发光二极管元件104a、半导体发光二极管元件104b、半导体发光二极管元件104c与晶体管元件102之间对位不准确的问题，且在半导体发光二极管元件104a、半导体发光二极管元件104b、半导体发光二极管元件104c为微型发光二极管芯片(尺寸不超过100μm)时可以更准确地使半导体发光二极管元件104a、半导体发光二极管元件104b、半导体发光二极管元件104c与晶体管元件102电性连接。

此外，在本实施例中，因基板100上配置有晶体管元件102，且每一个晶体管元件102与对应的半导体发光二极管元件电性连接，因此可藉由这些晶体管元件102来各别控制每一个半导体发光二极管元件，以达到主动矩阵式显示效果。

在本实施例中，藉由不同的半导体发光二极管元件来发射红光、绿光与蓝光。然而，在其他实施例中，也可使用单色的发光二极管元件搭配彩色发光材料例如彩色滤光片、荧光体(phosphor)或量子点(quantum dot，QD)来发出红光、绿光与蓝光。以下将对此进行说明。

图2为依据本实用新型的第二实施例所显示的发光二极管显示器的剖面示意图。在本实施例中，与第一实施例相同的元件将以相同的元件符号表示，于此不另行描述。

请参照图2，发光二极管显示器20与发光二极管显示器10的差异在于：在发光二极管显示器20中，多个相同单色白光的半导体发光二极管元件200以阵列方式配置于底层基板100上方，且彩色滤光片202配置于半导体发光二极管元件200与透明保护层108之间。

在本实施例中，半导体发光二极管元件200例如是白光二极管芯片。彩色滤光片202具有红色区域202a、绿色区域202b与蓝色区域202c，且红色区域202a、绿色区域202b与蓝色区域202c各自位于一个半导体发光二极管元件200的上方。如此一来，当每一个半导体发光二极管元件200发出的白光各自通过所对应的红色区域202a、绿色区域202b与蓝色区域202c时，红色区域202a、绿色区域202b与蓝色区域202c分别可将半导体发光二极管元件200发出的白光转换为红光、绿光与蓝光。

在另一实施例中，半导体发光二极管元件200例如是蓝光或紫外光光二极管芯片，彩色滤光片202例如是其它彩色发光材料例如荧光体或量子点。如此一来当每一个半导体发光二极管元件200发出的蓝光或紫外光通过彩色滤光片202时，可将半导体发光二极管元件200发出的蓝光或紫外光转换为红光、绿光、与蓝光。

同样地，由于每一个晶体管元件102与对应的半导体发光二极管元件200电性连接，因此可藉由各别控制每一个半导体发光二极管元件200发光与否来达到所需的显示效果。

虽然本实用新型已以实施例发明如上，然其并非用以限定本实用新型，任何所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，均在本实用新型范围内。

Claims (10)

1.一种发光二极管显示器，其特征在于，包括：

底层基板；

多个晶体管元件，配置于所述底层基板上；

多个半导体发光二极管元件，以阵列方式配置于所述底层基板上方；

异方性导电胶层，配置于所述多个半导体发光二极管元件与所述底层基板之间，以使所述多个半导体发光二极管元件中的每一个与所述多个晶体管元件中的对应晶体管元件电性连接；以及

透明保护层，配置于所述多个发光二极管芯片上。

2.根据权利要求1所述的发光二极管显示器，其特征在于，所述异方性导电胶层包括多个导电粒子与胶体，其中所述导电粒子以单层固定阵列的方式分布于所述胶体中。

3.根据权利要求1所述的发光二极管显示器，其特征在于，所述多个半导体发光二极管元件包括红光二极管芯片、绿光二极管芯片与蓝光二极管芯片的组合。

4.根据权利要求1所述的发光二极管显示器，其特征在于，所述多个半导体发光二极管元件包括白光二极管芯片、蓝光二极管芯片或紫外光二极管芯片。

5.根据权利要求4所述的发光二极管显示器，其特征在于，还包括彩色滤光片，配置于所述多个半导体发光二极管元件与所述透明保护层之间。

6.根据权利要求5所述的发光二极管显示器，其特征在于，所述彩色滤光片具有红色区域、绿色区域与蓝色区域，且所述红色区域、所述绿色区域与所述蓝色区域各自位于所述多个半导体发光二极管元件中的对应二极管元件的上方。

7.根据权利要求1所述的发光二极管显示器，其特征在于，所述基板为可挠性基板。

8.根据权利要求1所述的发光二极管显示器，其特征在于，所述基板为刚性基板。

9.根据权利要求1所述的发光二极管显示器，其特征在于，所述多个晶体管元件包括金属氧化物半导体晶体管或薄膜晶体管。

10.根据权利要求1所述的发光二极管显示器，其特征在于，所述多个半导体发光二极管元件中的每一个的尺寸不超过100μm。