JP2020506438A - 画素ユニット構造及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

画素ユニット構造体（１Ａ）およびその製造方法。画素ユニット構造（１Ａ）は、表示媒体モジュール（１５）とアクティブスイッチ構成要素（１３）とを備える。表示媒体モジュール（１５）は、第１の電極（１５１）、第２の電極（１５３）、および表示媒体（１５５）を含む。第１電極（１５１）と第２電極（１５３）とは離間している。表示媒体（１５５）は、第１の電極（１５１）と第２の電極（１５３）との間に配置されている。アクティブスイッチ構成要素（１３）は、第１の電極（１５１）に電気的に接続され、第１の電極（１５１）および第２の電極（１５３）が表示媒体（１５５）の状態を変えることを可能にする。能動スイッチ部品（１３）は、チップ部（１３３）とトランジスタ部（１３５）とを備える。トランジスタ部１３５は、チップ部１３３上に形成されている。能動スイッチ部品（１３）は独立して製造され、より高いアニーリング温度下で製造することができ、表示媒体モジュール（１５）によって課される制限による影響を受けない。

Description

本発明は、画素ユニット構造及びその製造方法に関する。更に具体的には、本発明は、表示媒体モジュールを有する画素ユニット構造及びその製造方法に関する。

科学技術の進歩に伴い、人々は、イメージの視角的要求についても益々注目され、軽薄、表示品質が良好で、パネル寸法が大きく、色彩飽和度が高く、コストが低く、消費電量が低い等の利点を有する表示装置が望まれている。

現在の表示装置は、自発光及び非自発光の表示装置であることができ、液晶表示装置は、非自発光平面表示装置の主要製品に属し、それは、液晶媒体の上下電極の電圧を制御することにより、光線が該液晶媒体を通過する量を調整し、その後、カラーフィルタリング層、偏光シート及び光学機能シート等を合わせ、カラー表示の効果を達成する。

発光平面表示装置は、電界放出、プラズマ、エレクトロルミネッセンス及び有機発光ダイオード等のタイプを含み、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は、高分子発光材料を利用して上層電極及び下層電極の間に沈積し、電子と正孔伝導層等を合わせ、外部から電界を印加し、キャリアを移動させ、電子及び正孔を発生させ、再結合する現象によって光線を発生する。有機発光ダイオードの表示装置は、相対的に広視角を有し、反応速度が速く、パネルの厚さが薄く、バックライト及びカラーフィルタを必要とせず、大きな寸法を製造でき、可撓性を有する等の利点がある。

液晶表示装置及び有機発光ダイオード表示装置の表示パネルは、何れも透明ガラスを基板とするが、該ガラス基板上に薄膜トランジスタ、下電極層、表示媒体層及び上電極層等の部材を直接的に形成する。薄膜トランジスタは、電極層及び/又は下電極層へ加える電圧又は電流を制御し、該表示媒体の状態を制御することができる。

しかしながら、ガラス基板は、高いアニーリング温度（ガラスの変形温度は約６５０℃）に耐えられず、従って、上記部材のプロセスは、相対的に低温下で行われる。これにより、薄膜トランジスタが有する電子キャリアの遷移率が小さくなり、遷移率が小さいことは、トランジスタが比較的大きな寸法を有してようやく十分な充電能力を有することができることを表す。

また、ガラス基板の寸法が大きいほど、薄膜トランジスタがガラス基板に形成される範囲が大きくなる（即ち、薄膜トランジスタのアレイが比較的大きな面積を有する）。これにより、薄膜トランジスタのプロセス設備が高価になり、プロセスが複雑になり、製造時間が長くなり、量産品質及び歩留まりの制御が不安定になる。従って、大きな面積の薄膜トランジスタのアレイは、比較的製造し難く、且つ製造コストが高い。

上記に鑑み、現有の表示装置は、依然として改善すべき各種欠陥を有する。

本発明の目的は、表示装置に応用でき、現有の表示装置のうちの欠陥を改善し、例えば、トランジスタの歩留まり、製造コスト、生産時間工程又は電子遷移率を改善することができる画素ユニット構造及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明が提供する画素ユニット構造は、表示媒体モジュール及び能動スイッチング素子を含む。該表示媒体モジュールは、第１電極、第２電極及び表示媒体を含み、該第１電極及び該第２電極は、互いに仕切られ、該表示媒体は、該第１電極と第２電極の間に設置される。該能動スイッチング素子は、該第１電極に電気接続し、該第１電極及び該第２電極に該表示媒体の状態を変化させることに用いられ、該能動スイッチング素子は、ウエハ部及びトランジスタ部を含み、該トランジスタ部は、該ウエハ部上に形成される。

上記目的を達成する為、本発明が提供する画素ユニット構造の製造方法は、表示媒体モジュール及び能動スイッチング素子をそれぞれ製造する工程と、該能動スイッチング素子を該表示媒体モジュールに組み付ける工程と、を含み、該表示媒体モジュールは、第１電極、第２電極及び表示媒体を含み、該第１電極及び該第２電極は、互いに仕切られ、該表示媒体は、該第１電極及び該第２電極の間に設置され、該能動スイッチング素子は、ウエハ部及びトランジスタ部を含み、該トランジスタ部は、該ウエハ部上に形成され、且つ該能動スイッチング素子は、該第１電極に電気接続し、該第１電極及び該第２電極に該表示媒体の状態を変化させることに用いられる。

これにより、本発明が開示する画素ユニット構造及びその製造方法は、少なくとも以下の有益効果を提供することができる。能動スイッチング素子は、先に製造を行った後、表示媒体モジュール中に組み付け、言い換えれば、能動スイッチング素子は、表示媒体モジュールの一部分上に直接的に製造されるのではない。従って、能動スイッチング素子のプロセス条件は、表示媒体モジュール自身の特性（例えば、材料の性質）により制限されない。更に、能動スイッチング素子は、ウエハ上に製造され、ウエハ自身は、高いプロセス温度に耐えることができ、且つプロセス技術が比較的成熟しており、故にウエハ上に製造する能動スイッチング素子は、比較的良好な特性（例えば、歩留まりが良好又はトランジスタの電子遷移率が良好等）を有することができる。

一方で、画素ユニット構造は、単独で着脱可能に設置できる。複数の画素ユニット構造が表示パネルを構成する時、某１つの画素ユニット構造が損壊する時、取り外して新たな画素ユニット構造に交換できる。従って、某画素ユニット構造の損壊によって表示パネル全体を交換する必要がない。

上記目的、技術特徴及び利点を分かり易くするため、以下に好適実施例に図面を合わせて詳細に説明する。

本発明の第１好適実施例の画素ユニット構造の俯瞰図である。 図１の画素ユニット構造の断面図である。 図１の画素ユニット構造の断面図である。 本発明の第２好適実施例の画素ユニット構造の断面図である。 本発明の第２好適実施例の画素ユニット構造の断面図である。 本発明の第２好適実施例の画素ユニット構造の断面図である。 本発明の第３好適実施例の画素ユニット構造の断面図である。 本発明の第３好適実施例の画素ユニット構造の断面図である。 本発明の第４好適実施例の画素ユニット構造の断面図である。 本発明の第４好適実施例の画素ユニット構造の断面図である。 本発明の第５好適実施例の画素ユニット構造の製造方法のフロー図である。 本発明の第６好適実施例の表示装置の立体図である。 図７Ａの表示装置の部分拡大図である。 図７Ａの表示装置の局部断面図である。 図７Ａの表示装置の応用表示図である。

以下に１つ又は複数の実施例により本発明の実施方式を更に説明するが、以下に記載する１つ又は複数の実施例は、本発明が前記の環境、応用、構造、フロー又は工程においてのみ実施できることに制限するものではない。図面において、本発明と直接関連しない部材は、何れも省略している。図面において、各部材の間の寸法の関係は、ただ本発明を説明し易くするためのものであり、本発明の実際の割合を制限することに用いるのではない。特別に説明する場合以外、以下の内容において、同一（又は近似）の部材符号は、同一（又は近似）の部材に対応する。

図１を参照し、本発明の第１好適実施例の画素ユニット構造１Ａの俯瞰図である。該画素ユニット構造１Ａは、表示パネル（図示せず）の一部分であり、イメージの画素部分を表示することができる。言い換えれば、表示パネルは、１つ又は複数の本実施例の画素ユニット構造１Ａを含むことができる。該画素ユニット構造１Ａは、能動スイッチング素子１３及び表示媒体モジュール１５等の部材を含むことができ、該能動スイッチング素子１３は、表示媒体モジュール１５の状態を制御することに用いられ、更に、光線が表示媒体モジュール１５を通過する量を制御する（又は光線の性質を調整する）。更に具体的な技術内容を以下に説明する。

図２Ａ及び図２Ｂを合わせて参照し、それは、図１の画素ユニット構造１Ａの断面図である。該能動スイッチング素子１３は、ウエハ部１３３及びトランジスタ部１３５を含み、該トランジスタ部１３５は、ウエハ部１３３上に形成される。即ち、ウエハ部１３３は、ウエハ（図示せず）の一部分であり、該ウエハは、シリコンウエハ、ガリウム砒素ウエハ、サファイヤウエハ、リン化インジウムウエハ又は窒化ガリウムウエハ等であることができ（本実施例は、シリコンウエハを例とする）、トランジスタ部１３５は、半導体プロセス（露光、現像、エッチング、拡散、沈積等のプロセス）を経た後、該ウエハ上に形成される。該ウエハ上は、複数のトランジスタ部１３５を同時に形成することができ、その後、切断プロセスを経てウエハをそれぞれ複数の部分に分け（各部分は、１つ以上のトランジスタ部１３５を含むことができる）、各部分は、上記能動スイッチング素子１３である。能動スイッチング素子１３は、チップ又は結晶粒であるとみなすこともできる。

また、説明すべきこととして、該トランジスタ部１３５は、以下のうち１種の半導体材料により形成することができる。シリコン、絶縁体シリコン（ＳＯＩ）、ゲルマニウム、セレン、ガリウム砒素、窒化ガリウム、ＩＩＩ−Ｖ族化合物、ＩＩ−ＶＩ族化合物、ＩＶ−ＩＶ族化合物、ＩＶ−ＩＶ族合金、アモルファスシリコン及びその組み合わせ。また、該能動スイッチング素子１３は、複数の電極１３７を更に含むことができ、ウエハ部１３３及び/又はトランジスタ部１３５上に形成され、トランジスタ部１３５のソース、ゲート及びドレインにそれぞれ電気接続される。

表示媒体モジュール１５は、第１電極１５１、第２電極１５３及び表示媒体１５５を含み、第１電極１５１及び第２電極１５３は、互いに仕切られ、且つ互いに向き合うことができ、その後、表示媒体１５５は、第１電極１５１及び第２電極１５３の間に設置される。第１電極１５１及び第２電極１５３は、画素電極及び共通電極と称することもでき、且つ透明電極であることができる（例えば、酸化インジウム錫を材料として形成される）。第１電極１５１及び第２電極１５３は、電気エネルギーを加えることによって第１電極１５１及び第２電極１５３の間の電圧、電流、インダクタンス、容量、電界、磁界及びその組み合わせのうちの何れかの大きさ及び／又は方向を変化させることができる。

第１電極１５１は、更に、能動スイッチング素子１３（例えば、能動スイッチング素子１３の電極１３７）と電気接続することができ、能動スイッチング素子１３によって可控制電能是否被施予至第１電極１５１及び／又は第２電極１５３に電気エネルギーを施与するかを制御することができる。

表示媒体１５５は、また、光変調媒体と称することもでき、それ自身の状態は、第１電極１５１及び第２電極１５３によって変化させることができ、更に、光線が通過する量を制御する（又は光線の性質を調整する）。具体的には、能動スイッチング素子１３は、電気エネルギーを第１電極１５１及び／又は第２電極１５３に施与するよう制御し、第１電極１５１及び第２電極１５３の間の電圧等に変化を発生させ、表示媒体１５５の状態を変化させる。非自発媒体材料の液晶を表示媒体１５５とすることを例とし、表示媒体１５５の状態の変化は、液晶のねじれを表す。自発光媒体材料の有機発光ダイオードを表示媒体１５５とすることを例とし、表示媒体１５５の状態の変化は、有機発光ダイオードが光線を発生することを表す。表示媒体１５５の種類は、第１電極１５１及び第２電極１５３の配置と関連し、例えば、表示媒体１５５が平面転換式液晶（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）である時、第１電極１５１及び第２電極１５３は、同一平面上に配列することができる。

非自発光媒体材料又は自発光媒体材料以外に、その他の実施例において、表示媒体１５５は、更に、光学フィルタリング材料、導電材料、絶縁材料、光吸収材料、光反射材料、光屈折材料、偏光材料、光拡散材料のうちの少なくとも１つを含むことができる（上記材料は、後述の第１基板１５７Ａ及び／又は第２基板１５７Ｂ上に形成するか、板体に構成した後、第１基板１５７Ａ及び／又は第２基板１５７Ｂに設置することができる）。そのうち、非自発光媒体材料は、電気泳動式、電動流体、液晶、微小電気機械反射体（microelectromechanical reflective material）、エレクトロウェッティング、電子インク、磁性流体、エレクトロクロミック、電気的相変化、熱誘起変色のうちの少なくとも１つを含むことができる。自発光媒体材料は、エレクトロルミネセント材料、フォトルミネッセンス材料、陰極発光材料、電界放出発光物質、真空蛍光材料、発光ダイオードのうち少なくとも１つを含むことができ、白、赤、緑、青、橙、黄色またはその組み合わせ等の色を発生する。

表示媒体モジュール１５は、更に、第１基板１５７Ａ及び第２基板１５７Ｂを含むことができ、第１基板１５７Ａ及び第２基板１５７Ｂは、互いに向き合って仕切られ、且つ第１電極１５１、第２電極１５３及び／又は表示媒体１５５を支持することに用いられる。第１電極１５１は、第１基板１５７Ａ上に設置されることができ、第２電極１５３は、第１基板１５７Ａ及び／又は第２基板１５７Ｂ上に設置されることができ（表示媒体１５５のタイプによって決定する）、表示媒体１５５は、第１基板１５７Ａ及び第２基板１５７Ｂの間に設置されることができる（又は、表示媒体モジュール１５が第１基板１５７Ａ及び第２基板１５７Ｂのうち１つのみを含む時、表示媒体１５５は、於第１基板１５７Ａ又は第２基板１５７Ｂ上に設置されることができる）。能動スイッチング素子１３は、第１基板１５７Ａ及び／又は第２基板１５７Ｂに取り付けられることができるが、第１基板１５７Ａ及び／又は第２基板１５７Ｂ上に直接的に製造されるものではない。即ち、能動スイッチング素子１３が先に製作され、第１基板１５７Ａ及び／又は第２基板１５７Ｂ上に組み付けられる。また、能動スイッチング素子１３は、第１基板１５７Ａ及び／又は第２基板１５７Ｂの表面上に設置されることができる。

第１基板１５７Ａ又は第２基板１５７Ｂは、以下の材料に製作されることができる（これに制限するものではない）。光透過材料、非光透過材料、剛性材料、金属材料、セラミック材料、絶縁材料、金属化合物、金属合金、有機材料、無機材料、複合材料、半導体材料及びその組み合わせの何れかである。本実施例において、第１基板１５７Ａ及び第２基板１５７Ｂは、光透過材料（ガラス等）で製造される。

上記の可撓性材料は、ポリエチレンナフタレートプラスチック（ＰＥＮ）、ポリ塩化ビニルプラスチック、ポリエーテルスルホンプラスチック（ＰＥＳ）、ポリエチレンテレフタレートプラスチック（ＰＥＴ）、ポリアリレートプラスチック（ＰＡＲ）、ポリスチレンプラスチック、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリアクリロニトリルプラスチック、ポリアミドプラスチック及びその組み合わせの何れかである。

該画素ユニット構造１Ａは、制御信号線１７及びデータ信号線１９を含むことができ、制御信号線１７及びデータ信号線１９は、第１基板１５７Ａ及び／又は第２基板１５７Ｂ上に形成されることができ、能動スイッチング素子１３に電気接続する（例えば、能動スイッチング素子１３の電極１３７による）。制御信号線１７は、能動スイッチング素子１３のオン又はオフを制御することができ、データ信号線１９によって、選択的に電気エネルギーを（即ち、画素の内容は、電圧又は電流の形式で表示される）能動スイッチング素子１３に伝送し、第１電極１５１に印加する。制御信号線１７、データ信号線１９、第１電極１５１及び／又は第２電極１５３は、第１基板１５７Ａ及び／又は第２基板１５７Ｂの同一の水平層又は異なる水平層中に位置することができる。

また、制御信号線１７、データ信号線１９、第１電極１５１及び／又は第２電極１５３は、下記材料で製造できる（これに制限するものではない）。光透過導電材料、非光透過導電材料、可撓性導電材料、剛性導電材料、金属導電材料、金属化合物、金属合金、有機導電材料、無機導電材料、及び複合導電材料及びその組み合わせの何れかである。

上記説明から分かるように、能動スイッチング素子１３は、ウエハから製造され、表示媒体モジュール１５の某部分上に直接製造されるのではなく、故に能動スイッチング素子１３の製造は、表示媒体モジュール１５自身の特性の制限を受けることがない。また、能動スイッチング素子１３がウエハ上に製作される時、ウエハ自身が比較的高いプロセス温度に耐えることができ、且つプロセス技術は比較的成熟しているので、製造される能動スイッチング素子１３は、比較的良好な特性を有することができる（例えば、寸法が小さい、歩留まりが良好又はトランジスタの電子遷移率が良好である等）。

また、説明すべきこととして、上記した表示パネル（図示せず）は、複数の画素ユニット構造１Ａを含むことができ、この種の態様である時、該画素ユニット構造１Ａの表示媒体モジュール１５の第１基板１５７Ａは、一体に連なったものであることができ、第２基板１５７Ｂも一体に連なったものであることができる。第１電極１５１及び第２電極１５３の何れかが一体に連なったものであり、共同電極とすることもできる。

以上は、本実施例の画素ユニット構造１Ａの技術内容を説明しており、続いて、本発明のその他の実施例の画素ユニット構造の技術内容を説明し、各実施例の画素ユニット構造の技術内容は、互いに参考することができ、故に同一の部分は、省略又は簡易化する。

図３Ａを参照し、それは、本発明の第２好適実施例の画素ユニット構造１Ｂの断面図である。画素ユニット構造１Ｂは、画素ユニット構造１Ａと相似し、何れも能動スイッチング素子１３及び表示媒体モジュール１５を含み、画素ユニット構造１Ｂは、１つ又は複数の能動素子２１を更に含む（本実施例において、複数を冷とする）。

該機能素子２１は、それぞれ特定機能を有する電子素子であり、例えば、以下である（これに制限するものではない）。タッチセンシング機能素子、変位センシング機能素子、温度湿度センシング機能素子、音波センシング機能素子、電磁波センシング機能素子、イメージ取得機能素子、メモリ機能素子、制御機能素子、無線通信機能素子、自発光機能素子、受動素子（コイル、抵抗、コンデンサ又はその組み合わせ）及び太陽光発電素子のうちの何れかである。

そのうち、タッチセンシング機能素子は、光センシング素子、圧電センシング素子、容量センシング素子、抵抗センシング素子、インダクタンスセンシング素子、電磁センシング素子、電荷センシング素子、電圧センシング素子、電流センシング素子及び音波センシング素子のうちの何れかである。

該機能素子２１は、表示媒体モジュール１５の第１基板（図示せず）及び／又は第２基板１５７Ｂ上に取り付けられることができるが、表示媒体モジュール１５の某一部分から直接的に形成されるのではない。言い換えれば、機能素子２１は、先ず製造した後、表示媒体モジュール１５に組み付けられる。従って、機能素子２１の製造は、表示媒体モジュール１５自身の特性の制限を受けることがない。機能素子２１は、能動スイッチング素子１３、制御信号線１７又はデータ信号線１９と電気接続でき（又は画素ユニット構造１Ｂがその他の信号線又は電極を含み、機能素子２１に電気接続する）、これにより、機能素子２１を制御し、機能素子２１により制御され、信号を機能素子２１に伝送するか、機能素子２１から信号を受信する等の機能を達成する。

機能素子２１により、画素ユニット構造１Ｂは、イメージ表示以外のその他の機能を提供することができ（表示、タッチ、センシング、撮影、伝送データ、発電等）、例えば、イメージ取得機能素子は、画素ユニット構造１Ｂにイメージの一部分を取得させ、メモリ機能素子は、画素媒体１５５の状態を記録するか、機能素子２１自身のデータを記録することができ、制御機能素子は、能動スイッチング素子１３を制御することができ、無線通信機能素子は、表示装置の制御モジュールにデータを無線伝送でき（後述の実施例において更に説明する）、太陽光発電機能素子は、環境光線を電気エネルギー等に変換することができる。

図３Ｂを参照し、それは、本発明の第２好適実施例の画素ユニット構造１Ｂのもう１つの断面図である。画素ユニット構造１Ｂは、パッケージキャリア２３を選択的に更に含むことができ、能動スイッチング素子１３及び／又は機能素子２１は、パッケージキャリア２３にパッケージングし、それから表示媒体モジュール１５に組み付けることができる。即ち、能動スイッチング素子１３又は機能素子２１は、ウエハ上に製造完成後、パッケージキャリア２３により覆われた後に表示媒体モジュール１５に組み付けることができる。能動スイッチング素子１３及び機能素子２１は、同一のウエハ（又は異なるウエハ）上に製造後、共にパッケージキャリア２３により覆われることができる。パッケージキャリア２３は、能動スイッチング素子１３及び機能素子２１を保護することができ、且つ表示媒体モジュール１５に組み付ける作業を更に容易にすることができる。

パッケージキャリア２３の製造材料は、以下を含むことができる（これに制限するものではない）。半導体材料、導電材料、絶縁材料、有機材料、無機材料、金属材料、金属合金材料、セラミック材料、複合材料、光透過材料、非光透過材料、可撓性材料、剛性材料、非金属材料及びその組み合わせの何れかである。パッケージキャリア２３は、基板、導電回路、導電接続パッド、導電接続柱、導電接続凸ブロック、導電接続点、絶縁媒体層、絶縁媒体、接着媒体、接続導線又はその組み合わせを含むことができる。

図３Ｃを参照し、それは、本発明の第２好適実施例に基づく画素ユニット構造１Ｂのもう１つの断面図である能動スイッチング素子１３及び機能素子２１は、パッケージキャリア２３にパッケージング後、更に、パッケージキャリア２３上にその他の機能素子２１’を取り付けることができる（例えば、太陽光発電機能素子であり、それは、環境光線を電気エネルギーに変換してパッケージキャリア２３中に提供することができる）。画素ユニット構造１Ｃ又は１つ又は複数の光学素子２５を含むことができ、それは、パッケージキャリア２３上に取り付け又は形成され、位置上、光学関連の機能素子２１（例えば、イメージ取得機能素子）と対応する。該光学素子２５は、凸レンズ、凹レンズ及び光学プリズムのうちの少なくとも１つを含み、環境光線の方向を変化させて機能素子２１により受けさせることができる。

図４Ａ及び図４Ｂを参照し、それは、本発明の第３好適実施例の画素ユニット構造１Ｃの断面図である。画素ユニット構造１Ｃは、画素ユニット構造１Ａと相似し、何れも能動スイッチング素子１３及び表示媒体モジュール１５を含み、画素ユニット構造１Ｃは、更にキャリアボード２７を含む。

具体的には、キャリアボード２７は、表示媒体モジュール１５をその上に設置させることができ、且つ能動スイッチング素子１３は、キャリアボード２７上に取り付けられることができる。キャリアボード２７は、更に、導線、電極等の部材を含むことができ、表示媒体モジュール１５及び能動スイッチング素子１３を相互に電気接続させる。制御信号線１７及びデータ信号線１９もキャリアボード２７に形成されることができ、能動スイッチング素子１３に接続される。

一方で、キャリアボード２７は、凹溝２７１（又は貫通孔）を含むことができ、それから、能動スイッチング素子１３は、凹溝２７１中に取り付けることができる。表示媒体モジュール１５の第１基板１５７Ａ及び／又は第２基板１５７Ｂも貫通孔１５９Ａを含むことができ、能動スイッチング素子１３は、該貫通孔１５９Ａを通過して凹溝２７１に取り付けられることができる。キャリアボード２７は、側壁絶縁縁、導電柱、導電パッド、絶縁媒体又はその組み合わせを含むことができ、それは、凹溝２７１中に設置でき、能動スイッチング素子１３をその他の部材と電気接続又は隔離することができる。

キャリアボード２７の設置により、画素ユニット構造１Ｃの各部材の間の電気接続のレイアウトは、比較的容易であり、特に、画素ユニット構造１Ｃは、複数の機能素子を含む時は、容易である（図示せず）。

図５Ａ及び図５Ｂを参照し、それは、本発明の第４好適実施例の画素ユニット構造１Ｄの断面図である。画素ユニット構造１Ｄは、画素ユニット構造１Ａと相似し、画素ユニット構造１Ｄの第１基板１５７Ａ及び／又は第２基板１５７Ｂのみが、貫通孔１５９Ａ又は凹溝１５９Ｂを含む。

図５Ａに示すように、能動スイッチング素子１３が貫通孔１５９Ａに取り付ける時、その電極１３７は、第１基板１５７Ａ及び／又は第２基板１５７Ｂ外に露出でき、それから電極１３７上にはんだ、ボンディングワイヤ、凸ブロック等を設置し、電極１３７をその他の部材に接続可能にさせる。図５Ｂに示すように、能動スイッチング素子１３は、凹溝１５９Ｂに取り付けられる時、能動スイッチング素子１３は、一部部のみが第１基板１５７Ａ及び／又は第２基板１５７Ｂ外に突出し、且つ能動スイッチング素子１３は、凹溝１５９Ｂにおいて制御信号線１７及びデータ信号線１９に電気接続することができる。

画素ユニット構造１Ｄは、更に光学素子２５’を含むことができ、それは、表示媒体モジュール１５に形成でき、例えば、第１電極１５１又は第２電極１５３を形成し（又は第１電極１５１又は第２電極１５３を光学素子２５’に構成する）、且つ表示媒体１５５と光学的に結合できる。このように、光学素子２５’は、環境光線が表示媒体モジュール１５中に進入するよう誘導することができ、それから、表示媒体１５５は、該環境光線が表示媒体モジュール１５から離れる量又は特性を制御することができる。環境光線が十分である時、画素ユニット構造１Ｄは、環境光線を直接利用してイメージ画素の表示又は光線調整の機能を達成することができる。該光学素子２５’は、凸レンズ、凹レンズ及び光学プリズムの少なくとも１つを含むことができる。

続いて、本発明に基づく画素ユニット構造の製造方法及び表示装置の応用を説明する。

図６を参照し、それは、本発明に基づく第５好適実施例の画素ユニット構造の製造方法の工程フロー図である。該製造方法は、上記実施例と同一又は類似する１つ又は複数の画素ユニット構造１Ａ〜１Ｄを製造でき、故に製造方法の技術内容及び画素ユニット構造１Ａ〜１Ｄの技術内容は、相互に参考することができる。

先ず、工程Ｓ１０１では、先に、能動スイッチング素子１３を製造し、即ち、画素ユニット構造の表示媒体モジュールについて述べれば、該能動スイッチング素子は、独立して製造され、表示媒体モジュール上に直接製造されるものではない。機能素子は、先に製造され、且つ能動スイッチング素子と共に同一のウエハ（又は異なるウエハ）上に製造でき、且つ機能素子及び能動スイッチング素子は、同一結晶粒又はチップ（又は異なる結晶粒又はチップ）であることができる。

その後、工程Ｓ１０５では、製造が完成した該能動スイッチング素子を表示媒体モジュール中に組み付ける。この時、該表示媒体モジュールは、製造過程にあり、例えば、能動スイッチング素子が表示媒体モジュールの第２基板に取り付けられた後、表示媒体及び第１基材は、順に第２基板上に設置される。また、工程Ｓ１０５において、機能素子を表示媒体モジュール中に共に組み付けることができる。

一方で、工程Ｓ１０５を行う前、製造完成した該能動スイッチング素子を選択的にパッケージキャリアにパッケージングすることができる（工程Ｓ１０３）。機能素子は、該パッケージキャリア中に併せてパッケージングすることもできる。従って、パッケージキャリアを必要としない時、工程Ｓ１０３を省略することができる。

図７Ａ及び図７Ｂを参照し、それは、本発明の第６好適実施例の表示装置２の立体説明図及び部分拡大図である。表示装置２は、複数の画素ユニット構造１Ｅ及び外殻構造３１を含むことができ、該画素ユニット構造１Ｅは、上記画素ユニット構造１Ａ〜１Ｄのうち何れか又はその技術上の組み合わせであることができ、且つ該画素ユニット構造１Ｅは、外殻構造３１中に設置される。外殻構造３１は、光透過基板を含むことができ（例えば、ガラス又はプラスチック基板等）、該画素ユニット１Ｅを、光透過基板を通じて観察させることができる。

また、画素ユニット構造１Ｅの表示媒体１５５は、非自発光媒体材料である時、表示装置２は、光源モジュール３３を更に含むことができ、それは、画素ユニット構造１Ｅの表示媒体モジュール１５の任意の一側（例えば、後ろ側、上下側、前側、左右側）に位置し、光線を表示媒体モジュール１５に提供する。画素ユニット構造１Ｅの表示媒体１５５は、自発光媒体材料であるか、環境光線を光源とする時、光源モジュール３３の設置を省略するかそれをオフにすることを選択することができる（即ち、光源モジュール３３が光線を提供しない）。或いは、自発光媒体材料の表示場体１５５が提供する光線又は環境光線が不足する時、光源モジュール３３が別途光線を提供するように動作させることもできる。

一方で、画素ユニット構造１Ｅは、無線通信機能を備える機能素子２１を含むことができ、該機能素子２１は、表示装置２の制御モジュール３５の制御信号及びデータ信号を無線で受信することができ、該信号を能動スイッチング素子１３に伝送する。言い換えれば、制御モジュール３５は、実体導線によって（例えば、図１に示す制御信号線１７及びデータ信号線１９）能動スイッチング素子１３と電気接続する。制御モジュール３５は、能動スイッチング素子１３を無線制御でき、更に、表示媒体１５５の状態を制御する。また、１つの無線通信を有する機能素子２１は、複数の画素ユニット構造１Ｅの能動スイッチング素子１３に同時に電気接続することができ、故に機能素子２１の全体の数を能動スイッチング素子１３の数より少なくすることができる。

上記の無線通信機能を有する機能素子２１は、以下の類型であることができる（これに制限するものではない）：ＲＦ無線伝送、Ｚｉｇｂｅｅ無線伝送、ブルートゥース（登録商標）通信（Ｂｌｕｅ−Ｔｏｏｔｈ）、赤外線、ＷｉＦｉ無線伝送、プライベートエリアネットワーク（ＰＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、近距離無線通信（ＮＦＣ）、無線周波数タグ（ＲＦＩＤ）、グローバル無線通信システム（ＧＳＭ（登録商標））及びワイマックス（ＷｉＭＡＸ）、ロングラームエボリューション技術（ＬＴＥ）、第５世代無線通信及びその組み合わせのうちの何れかである。

一方で、画素ユニット構造１Ｅの表示媒体モジュール１５の形状の組み合わせは、以下であることができる（これに制限するものではない）。方形、矩形、扇形、三角形、台形、円形、多辺形、不規則形又はその組み合わせの何れかである。本実施例において、表示媒体モジュール１５は、多辺形の六辺形を例とする。

また一方で、図７Ｃに示すように、画素ユニット構造１Ｅは、独立着脱型式に配置でき、即ち、各１つの画素ユニット構造１Ｅ及びもう１つの画素ユニット構造１Ｅの両者は、何れの部材も一体に連ならず、故に各画素ユニット構造１Ｅは、単独で外殻構造３１中から取り外すことができる。従って、某１つの画素ユニット構造１Ｅが損壊する時、それを取り外すことができ、それから、正常な画素ユニット１Ｅに交換することができる。

図８を参照し、それは、図７Ａが示すような表示装置２の応用説明図である。表示装置２は、パソコン、携帯電話等の電子製品に応用することができる以外、交通手段、装着物、建築物、広告看板等の表示機能を付加できる任意の物品上に応用することができる。自動車１００を例とし、表示装置２は、自動車１００の後部車両灯１０１とすることができ、各種運転情報（例えば、カーブ、車線変更、減速、加速、警告等）のイメージ１００Ａを表示し、その他の車両又は運転者に観察させる。また、画素ユニット構造１Ｅの機能素子２１により、表示装置２は、変位センシング機能、温度湿度センシング機能、音波センシング機能、電磁波センシング機能、イメージ取得機能素子等を有し、各種車外環境の情報をセンシングすることができる。

自動車１００の後部車両灯１０１とする以外に、表示装置２は、自動車１００の前部車両灯（図示せず）とすることでもき、計器盤（図示せず）等又は自動車１００のガラス上に取り付けられる。また、表示装置２の該画素ユニット構造１Ｅの表示媒体モジュール１５は、可撓性材料で製造されることができ、又は、該画素ユニット構造１Ｅは、独立着脱型式であることができ、表示装置２は、自動車１００の曲面外殻１０２に沿って設置されることができ、曲面外殻１０２の塗料又は塗装パターンとすることができる。このように、使用者自身が曲面外殻１０２の塗料又は塗装パターンを容易に変化させることができ、且つ曲面外殻１０２は、運転情報のイメージ１００Ａを表示することができる。

表示装置２は、更に、交通掲示板２００上に応用でき、目的地、経路等の情報のイメージ２００Ａを表示する。表示装置２は、道路警告器３００に応用でき、イメージ３００Ａを表示し、運転者へ前方の道路の状況を注意する。表示装置２は、道路標示又は道路標識（road marker）等をとすることもできる。

以上に本発明に基づく各好適実施例の画素ユニット構造、画素ユニット構造の製造方法及び表示装置の技術内容を説明したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない均等の範囲内で各種の変動や潤色を加えることができることは勿論である。

１Ａ〜１Ｅ 画素ユニット構造
２ 表示装置
１３ 能動スイッチング素子
１３３ ウエハ部
１３５ トランジスタ部
１３７ 電極
１５ 表示媒体モジュール
１５１ 第１電極
１５３ 第２電極
１５５ 表示媒体
１５７Ａ 第１基板
１５７Ｂ 第２基板
１５９Ａ 貫通孔
１５９Ｂ 凹溝
１７ 制御信号線
１９ データ信号線
２１、２１’ 機能素子
２３ パッケージキャリア
２５、２５’ 光学素子
２７ キャリアボード
２７１ 凹溝
３１ 外殻構造
３３ 光源モジュール
３５ 制御モジュール
１００ 自動車
１０１ 車両後部ライト
１０２ 曲面外殻
２００ 交通掲示板
３００ 道路警報器
１００Ａ、２００Ａ、３００Ａ イメージ

Claims (20)

1. 第１電極、第２電極及び表示媒体を含み、該第１電極及び該第２電極は、互いに仕切られ、該表示媒体は、該第１電極及び該第２電極の間に設置される表示媒体モジュールと、
   該第１電極に電気接続され、該第１電極及び該第２電極に該表示媒体の状態を変化させることに用いられる能動スイッチング素子と、
   を含み、該能動スイッチング素子は、ウエハ部とトランジスタ部を含み、該トランジスタ部は、該ウエハ部上に形成される画素ユニット構造。
2. 前記表示モジュールは、更に、第１基板及び第２基板を含み、該第１基板及び該第２基板は、互いに対をなして互いに仕切られ、
   該第１電極は、該第１基板上に設置され、該第２電極は、該第１基板又は該第２基板上に設置され、
   該能動スイッチング素子は、該第１基板及び／又は該第２基板に取り付けられる請求項１に記載の画素ユニット構造。
3. 該第１基板又は該第２基板は、光透過材料、非光透過材料、可撓性材料、剛性材料、金属材料、セラミック材料、絶縁材料、金属化合物、金属合金、有機材料、無機材料、複合材料及び半導体材料の少なくとも１つにより製作される請求項２に記載の画素ユニット構造。
4. パッケージキャリアを更に含み、該能動スイッチング素子は、該パッケージキャリア中にパッケージングされる請求項１に記載の画素ユニット構造。
5. 機能素子を更に含み、該機能素子は、該パッケージキャリア中にパッケージングされ、該機能素子は、変位センシング素子、温度湿度センシング機能素子、音波センシング機能素子、電磁波センシング機能素子、タッチセンシング機能素子、イメージ取得機能素子、メモリ機能素子、制御機能素子、無線通信機能素子、受動機能素子、自発光機能素子及び太陽光発電機能素子の何れか１つを含む請求項４に記載の画素ユニット構造。
6. 更に、機能素子を含み、該機能素子は、該第１基板及び／又は該第２基板に取り付けられ、該機能素子は、変位センシング機能素子、温度湿度センシング機能素子、音波センシング機能素子、電磁波センシング機能素子、タッチセンシング機能素子、イメージ取得機能素子、メモリ機能素子、制御機能素子、無線通信機能素子、受動機能素子、自発光機能素子及び太陽光発電機能素子の何れか１つを含む請求項３又は４に記載の画素ユニット構造。
7. 前記第１基板及び／又は該第２基板は、凹溝又は貫通孔を含み、該能動スイッチング素子は、該凹溝又は該貫通孔中に取り付けられる請求項２に記載の画素ユニット構造。
8. 更に、キャリアボードを含み、該表示媒体モジュールは、該キャリアボードに設置され、該能動スイッチング素子は、該キャリアボード上に取り付けられる請求項１に記載の画素ユニット構造。
9. 前記キャリアボードは、凹溝又は貫通孔を含み、該能動スイッチング素子は、該凹溝又は該貫通孔中に取り付けられる請求項８に記載の画素ユニット構造。
10. 更に、信号線及びデータ信号線を含み、前記制御信号線及び該データ信号線は、該キャリアボード上に形成され、該能動スイッチング素子に電気接続される請求項８に記載の画素ユニット構造。
11. 更に、制御信号線及びデータ信号線を含み、該制御信号線及び該データ信号線は、該表示媒体モジュールの該第１基板及び／又は該第２基板上に形成され、能動スイッチング素子に電気接続される請求項２に記載の画素ユニット構造。
12. 前記表示媒体モジュールは、更に、光学素子を含み、該表示媒体と互いに光学的に結合し、該光学素子は、凸レンズ、凹レンズ及び光学プリズムの少なくとも１つを含む請求項１に記載の画素ユニット構造。
13. 前記表示媒体は、自発光媒体材料、非自発光媒体材料、光学フィルタリング材料、導電材料、絶縁材料、光吸収材料、光反射材料、偏光材料及び光拡散材料の少なくとも１つを含む請求項１に記載の画素ユニット構造。
14. 前記非自発光媒体材料は、電気泳動式、電動流体、液晶、微小電気機械反射体、エレクトロウェッティング、電子インク、磁性流体、エレクトロクロミック、電気的相変化、熱誘起変色のうちの少なくとも１つを含み、該自発光媒体材料は、エレクトロルミネセント材料、フォトルミネッセンス材料、陰極発光材料、電界放出発光物質、真空蛍光材料、発光ダイオードのうち少なくとも１つを含む請求項１３に記載の画素ユニット構造。
15. 少なくとも１つの請求項１に記載の画素ユニット構造及び外殻構造を含み、該画素ユニット構造が該外殻構造中に設置される表示装置。
16. 光源モジュールを更に含み、該光源モジュールは、該外殻構造中に設置され、該画素ユニット構造の該表示媒体モジュールの一側に位置する請求項１５に記載の表示装置。
17. 能動スイッチング素子を先に製造することと、
    該能動スイッチング素子を表示媒体モジュールに組み付けることと、
    を含み、
    該表示媒体モジュールは、第１電極、第２電極及び表示媒体を含み、該第１電極及び該第２電極は、互いに仕切られ、該表示媒体は、該第１電極及び該第２電極の間に設置され、該能動スイッチング素子は、ウエハ部及びトランジスタ部を含み、該トランジスタ部は、該ウエハ部上に形成され、
    該能動スイッチング素子は、該第１電極に電気接続し、該第１電極及び該第２電極に該表示媒体の状態を変化させることに用いられる画素ユニット構造の製造方法。
18. 前記能動スイッチング素子は、ウエハ上に半導体プロセスによって製造される請求項１７に記載の画素ユニット構造の製造方法。
19. 前記能動スイッチング素子は、パッケージキャリアにパッケージングされた後、該表示媒体モジュールに組み付けられる請求項１８に記載の画素ユニット構造の製造方法。
20. 更に、機能素子及び該能動スイッチング素子を共に該パッケージキャリアにパッケージングすることを含む請求項１９に記載の画素ユニット構造の製造方法。