显示结构及显示器的制造方法
【专利摘要】一种显示结构，接受电能及电信号时产生预定影像，包含晶片本体及多数个发光二极管元件，晶片本体包括半导体材料构成的基底、多数形成在该基底的驱动电路，及多数与驱动电路同步形成在基底且电连接相邻驱动电路而用以传送电能与电信号至驱动电路的传输电路，发光二极管元件设置在晶片本体并对应电连接这些驱动电路，驱动电路接受电信号时连接驱动电路的发光二极管元件受控制而产生预定影像。本发明传输电路直接形成在基底，除了省略焊接制程及分别封装驱动电路的制程，也微缩发光二极管元件间的间距。本发明还提供解析度高的显示器。
【专利说明】显示结构及显示器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种显示结构及显示器，特别是涉及一种解析度高的显示结构及显示器。
【背景技术】
[0002]参阅图1，目前的发光二极管显示器包括一块印刷电路板(PCB) 11、多数个设置在该印刷电路板11顶面且成阵列排列的发光二极管元件12，及多数个连接该印刷电路板底面的驱动电路元件13。
[0003]该印刷电路板11具有一块绝缘的板本体111，及多个布设在该板本体111且电连接这些发光二极管元件12及这些驱动电路元件13的传输电路112。这些发光二极管元件12成阵列排列地设置在该板本体111的顶面，每一发光二极管元件12包括至少一个与其中的一传输电路112电连接的发光二极管晶片121，及一封装该发光二极管晶片121的发光二极管封装件122。每一传输电路112电连接两个相邻的发光二极管元件12，又，因该板本体111需供这些发光二极管元件12与这些驱动电路元件13设置，所以该板本体111本身也具备承载的功用。
[0004]每一个驱动电路元件13具有一个半导体晶片131，及一个封装该半导体晶片131并具有多数个对外电连接用的接脚(Pin) 133的驱动电路封装件132。每一驱动电路元件13连接在该印刷电路板11上，并通过这些接脚133与这些传输电路112对应电连接，而供该半导体晶片131与这些传输电路112对应电连接。
[0005]当外界的电能与电信号自这些驱动电路元件13的接脚133经该传输电路112至这些发光二极管元件12时，这些发光二极管元件12接受电能及电信号而发出预定亮度的光。若这些发光二极管元件12包括多个分别在接受电能时发出不同波长范围的光且彼此电连接的发光二极管晶片121时，这些发光二极管元件12还可受电信号的控制而分别调整这些发光二极管晶片121的光亮度，进而混合发出预定色彩的混光，且每一发光二极管元件12代表一像素，而使这些发光二极管元件12的光相配合而形成一个对外发出预定影像。
[0006]其中，这些驱动电路元件13的半导体晶片131的制作过程是先在一个半导体圆片上，通过重复微影、薄膜沉积、蚀刻及扩散等集成电路制程，而形成多数个间隔排列的半导体晶片131，且每一半导体晶片131等效成为一个独立的驱动集成电路，再切割该半导体圆片而使这些半导体晶片131分离；接着，以该驱动电路封装件132封装每一个半导体晶片131，而完成该驱动电路元件13的制作。此外，这些传输电路112也是在该印刷电路板上经过重复微影及蚀刻步骤而形成。因此，当这些驱动电路元件13与该印刷电路板11连接时，每一驱动电路元件13的接脚133需精确地对准欲连接的传输电路112，才能供电流顺利导通。
[0007]虽然，将目前发光二极管显示器轻薄化为积极发展的目标，但由于目前的发光二极管显示器是分别先封装每个驱动电路元件13与每个发光二极管元件12，再在该印刷电路板11形成这些驱动电路112，最后，再组装这些元件12、13，封装过程极为繁复。且发光二极管显示器整体的厚度必为发光二极管元件12、印刷电路板11，及驱动电路元件13厚度的总合，而无法再有效地薄化整体的厚度。
[0008]再者，目前的发光二极管显示器的解析度需要不断提升，所以每一单位面积需有更多的像素(也就是发光二极管元件12)，则这些发光二极管元件12必须更紧密地排列，使两个相邻的发光二极管元件12的间距(pitch)更小，才能供发光二极管显示器表现出更细致的影像。然而，当这些发光二极管元件12的间距微缩时，该印刷电路板11的传输电路112与这些驱动电路元件13的接脚133也需相对应地缩小尺寸，而提升这些驱动电路元件13对准并连接这些传输电路112的困难度，造成分别焊接这些传输电路112与这些驱动电路元件13的失败率增加，导致发光二极管显示器无法有效地动作及产生预定影像。
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于提供一种解析度高而可产生细致影像的显示结构。此外，本发明的另一目的在于提供一种解析度高而可产生细致影像的显示器。
[0010]于是，本发明显示结构，在接受电能及电信号时直接发光并产生预定影像，包含一个晶片本体，及多数个发光二极管元件。
[0011]该晶片本体包括一个半导体材料构成的基底、多数个成阵列排列地形成在该基底的驱动电路，及多数个与这些驱动电路同步形成在该基底且电连接两个相邻驱动电路而用以传送外界电能与电信号至这些驱动电路的传输电路。
[0012]这些发光二极管元件成阵列排列地设置在该晶片本体并对应连接这些驱动电路，当任一驱动电路接受该传输电路传送的电信号时，对应连接该驱动电路的发光二极管元件受控制发光而产生预定影像。
[0013]较佳地，本发明显示结构还包含与这些驱动电路同步形成在该基底的一个输入电路及一个输出电路，该输入电路与其中的一个驱动电路电连接，该输出电路与其中的另一个驱动电路电连接，外界电信号通过该输入电路与该输出电路的配合，而自该输入电路传送至与该输入电路电连接的驱动电路，并经这些传输电路传送至其余这些驱动电路。
[0014]较佳地，本发明显示结构的每一驱动电路顶面电连接至少一个发光二极管元件，该驱动电路具有一个形成在顶面的连接部，连接在该驱动电路的发光二极管元件具有一个与该连接部连接的电极部。
[0015]较佳地，本发明显示结构的每一发光二极管元件包括彼此电连接的一个在供电时发出红光的红色发光二极管晶片、一个在供电时发出绿光的绿色发光二极管晶片，及一个在供电时发出蓝光的蓝色发光二极管晶片。
[0016]较佳地，本发明显示结构的该发光二极管元件还具有一个发光二极管封装件，该发光二极管封装件封装该红色发光二极管晶片、该绿色发光二极管晶片及蓝色发光二极管
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[0017]又，本发明显示器，包含一个显示结构，及一个显示器封装件。
[0018]该显示结构在接受电能及电信号时直接发光并产生预定影像，并包括一个晶片本体，及多数个发光二极管元件。该晶片本体包括一个半导体材料构成的基底、多数个成阵列排列地形成在该基底的驱动电路，及多数个与这些驱动电路同步形成在该基底且电连接两个相邻驱动电路而用以传送外界电能与电信号至这些驱动电路的传输电路。这些发光二极管元件成阵列排列地设置在该晶片本体并对应连接这些驱动电路，当任一个驱动电路接受该传输电路传送的电信号时，对应连接该驱动电路的发光二极管元件受控制发光而产生预
定影像。
[0019]该显示器封装件封装该显示结构并供这些发光二极管元件产生的预定影像穿透至外界。
[0020]较佳地，本发明显示器的显示结构还包括与这些驱动电路同步形成在该基底的一个输入电路及一个输出电路，该输入电路与其中的一个驱动电路电连接，该输出电路与其中的另一个驱动电路电连接，外界电信号通过该输入电路与该输出电路的配合，而自该输入电路传送至与该输入电路电连接的驱动电路，并经这些传输电路传送至其余这些驱动电路。
[0021]较佳地，本发明显示器的该显示结构的每一驱动电路顶面电连接至少一个发光二极管元件，该驱动电路具有一个形成在顶面的连接部，连接在该驱动电路的发光二极管元件具有一个与该连接部连接的电极部。
[0022]较佳地，本发明显示器的该显示结构的每一发光二极管元件包括彼此电连接的一个在供电时发出红光的红色发光二极管晶片、一个在供电时发出绿光的绿色发光二极管晶片，及一个在供电时发出蓝光的蓝色发光二极管晶片。
[0023]较佳地，本发明显示器的该显示结构的每一发光二极管元件还具有一个发光二极管封装件，该发光二极管封装件封装该红色发光二极管晶片、绿色发光二极管晶片及蓝色发光二极管晶片。
[0024]本发明的有益效果在于:该传输电路直接形成在半导体材料构成的基底，而不需再另外设置在印刷电路板或承载板，且多数个驱动电路同步形成在基底而不需再个别独立地封装，也有效简化封装制程。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是说明目前一发光二极管显示器的一剖视示意图；
[0026]图2是说明本发明显示结构的一第一较佳实施例的一局部立体图；
[0027]图3是说明该第一较佳实施例的一剖视示意图；
[0028]图4是说明本发明显示结构的一第二较佳实施例的一剖视示意图；
[0029]图5是说明本发明的驱动电路可连接多个发光二极管元件的一俯视图；
[0030]图6是说明该第一较佳实施例的驱动电路可连接多个发光二极管元件的一剖视示意图；
[0031]图7是说明该第二较佳实施例的驱动电路可连接多个发光二极管元件的一剖视示意图；
[0032]图8是说明本发明的发光二极管元件还包括一个发光二极管封装件的一剖视示意图；及
[0033]图9是说明本发明显示器包含该显示结构，及一显示器封装件的一剖视示意图。【具体实施方式】
[0034]下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明:[0035]参阅图2、图3，本发明显示结构的一第一较佳实施例在接受电能及电信号时直接发光并产生预定影像，并包含一个晶片本体2，及多数个发光二极管元件3。
[0036]该晶片本体2包括一个半导体材料构成的基底21、多数个成阵列排列地形成在该基底21的驱动电路22，及多数个电连接两个相邻驱动电路22的传输电路23。在该第一较佳实施例中，适于成为该基底21的半导体材料为硅圆片，但不以硅圆片为限，也可视驱动电路22的需求而为其他种类的半导体材料，例如锗圆片，或三-五族半导体材料构成的圆片。
[0037]这些驱动电路22、传输电路23通过微影(lithography)、蚀刻(etching)、薄膜沉积(thin film deposition),及扩散(diffusion)等集成电路制程同步形成在该基底,且这些驱动电路22可彼此靠抵，也可通过未形成驱动电路22的基底21而彼此间隔。其中，形成这些驱动电路22的集成电路制程通常由形成二极管及电晶体为主的前段制程(frontend)，与形成电感及金属连线的后段制程(back end)为主所组成。每一驱动电路22具有一个形成在顶面而可导电的连接部221。这些传输电路23电连接两个相邻驱动电路22，而将电能与电信号自其中的一驱动电路22传送至其中的另一驱动电路22。
[0038]另外，在此所称的同步形成是与这些驱动电路22同样地使用集成电路制程制得这些传输电路23。这些传输电路23可在集成电路制程的后段制程中进行；或当该传输电路23还需例如电阻等的等效电元件，也可从集成电路制程的前段制程即开始进行，并实质与这些驱动电路22同时完成。且这些驱动电路22与这些传输电路23形成在同一基底21而不切割这些电路，或独立分离这些电路22、23。
[0039]这些发光二极管元件3成阵列排列地设置在该晶片本体2，并电连接这些驱动电路22，且在接受来自外界的电能时将电能转换为光能而发光。其中，外界电能直接传送至这些发光二极管元件3为较佳的电能传送方式，但也可经由对应的驱动电路22传送至这些发光二极管元件3 ;再者，无论是自外界直接传送电能至这些发光二极管元件3，或是通过驱动电路22传送电能至这些发光二极管元件3，这些发光二极管元件3都由这些驱动电路22主动控制。
[0040]每一发光二极管元件3包括一个与对应的驱动电路22的连接部221连接的电极部31。在该第一较佳实施例中，每一驱动电路22顶面设置并电连接一个发光二极管元件3，该发光二极管元件3包括一连接该电极部31且在供电时发出红光的红色发光二极管晶片32、一连接该电极部31且在供电时发出绿光的绿色发光二极管晶片33，及一连接该电极部31且在供电时发出蓝光的蓝色发光二极管晶片34，则每一发光二极管元件3所发出的光为混合这些发光二极管晶片32、33、34的混光。
[0041]通常，业界所称的一个像素(pixel)，就是指一个发光二极管元件3，也就是一个像素包括三个发光二极管晶片:分别为上述的一个红色发光二极管晶片32、一个绿色发光二极管晶片33，及一个蓝色发光二极管晶片34，且该第一较佳实施例的发光二极管元件3成阵列排列，就是指这些像素成阵列排列。
[0042]值得一提的是，该发光二极管元件3视显色需求，也可包括超过三个发光二极管晶片；例如，还可再包括在供电时发出红光、蓝光、绿光、黄光或紫光的发光二极管晶片。此夕卜，这些发光二极管晶片32、33、34，通常为业界所称的发光二极管的裸晶。
[0043]又，这些发光二极管元件3的发光二极管晶片32、33、34可视显像的需求而有并排、环围成多边形，或彼此间隔等排列方式；又，其电连接方式也可为并联、串联或串并联等方式，且该第一较佳实施例仅为其中一种发光二极管元件3的设置示意图，而不以此为限，且此为所属【技术领域】中具有通常知识者所熟悉，在此也不再多加赘述。
[0044]当其中一个与外界电连接的驱动电路22接受来自外界的电能及电信号，且这些发光二极管元件3接受外界电能时，电信号经由这些传输电路23传送至这些驱动电路22、至少一发光二极管元件3发光，且这些发光二极管元件3受这些驱动电路22的控制，而相配合地产生预定影像。
[0045]该第一较佳实施例的传输电路23与驱动电路22同步形成在该半导体材料构成的基底21，并已在集成电路制程中同步形成，而不会产生目前印刷电路板的传输电路与驱动电路元件间焊接时对准不易的问题；此外，由于这些发光二极管元件3直接设置在该晶片本体2，且该晶片本体2已有该基底21可作承载的作用，故这些发光二极管元件3便不需如目前先设置作为承载作用的印刷电路板表面，而可省略原具有承载作用的印刷电路板，进而大幅薄化显示结构的厚度。再者，这些驱动电路22可彼此靠抵，再配合这些发光二极管元件3连接在这些驱动电路22表面，因此，这些发光二极管元件3也可彼此紧邻，而使两个相邻的发光二极管元件3的间距极小，再配合每一驱动电路22控制每一发光二极管晶片
32、33、34所发出红光、绿光及蓝光的发光亮度，并混合为具预定色彩的光，进而使本发明为全彩、解析度高，且影像细致显示结构。
[0046]特别地，或每一发光二极管元件3也可仅包括至少一个在供电时发出单一波长范围的发光二极管晶片，仍可应用作为例如以灰阶方式显示的高解析度的显示器。
[0047]参阅图4，本发明显示结构的一第二较佳实施例与该第一较佳实施例相似，其不同处在于该第二较佳实施例的显示结构还包括与这些驱动电路22同步形成在该基底21的一个输入电路24，及一个输出电路25。该输入电路24与其中的一个驱动电路22电连接，该输出电路25与其中的另一个驱动电路22电连接，外界电信号通过该输入电路24与输出电路25的配合，而自该输入电路24传送至与该输入电路24连接的驱动电路22，再经这些传输电路23传送至其余的驱动电路22，而提供一个完整的电性回路，并同时供对应地连接这些驱动电路22的发光二极管元件3受这些驱动电路22的控制而产生预定影像。
[0048]参阅图5、图6，需说明的是，本发明第一较佳实施例的每一驱动电路22也可具有多数个连接部221，并利用这些连接部221对应连接多数个发光二极管元件3，则当每一驱动电路22在接受电信号时，可同时分别控制与该驱动电路22连接的多个发光二极管元件3发出预定亮度及色彩的光。参阅图7，类似地，该第二较佳实施例的每一驱动电路22也可具有多数个连接部221，并利用这些连接部221对应连接多数个发光二极管元件3，也同样地可以将来自该输入电路24的电信号传送至这些驱动电路22。参阅图8，再者，还需提出的是，每一发光二极管元件3还可包括至少一个发光二极管封装件35，该发光二极管封装件35封装该红色发光二极管晶片32、绿色发光二极管晶片33，及蓝色发光二极管晶片34，其封装方式可视需求一并地封装该红色发光二极管晶片32、绿色发光二极管晶片33，及蓝色发光二极管晶片34 ;或，该发光二极管元件3还可包括多个发光二极管封装件，这些封装件分别封装该红色发光二极管晶片32、绿色发光二极管晶片33，及蓝色发光二极管晶片34，也就是先将该发光二极管晶片32、33、34封装完成后再设置在该晶片本体2。且该发光二极管封装件35的顶部为透明，而供这些发光二极管晶片32、33、34所发出的光仍可正向发光。[0049]参阅图9，此外，值得一提的是，本发明显示结构封装成为显示器时，还包含一个显示器封装件4。以该第二较佳实施例为例作说明，该显示器封装件4封装该显示结构，并供这些发光二极管元件3所产生的影像穿透至外界，进而隔离及避免该晶片本体2受外界的水气或高温影响所导致的老化。当这些发光二极管元件3未封装时，该显示器封装件4也可封装该晶片本体2与这些发光二极管元件3。
[0050]综上所述，本发明显示器将传输电路23与驱动电路22同步形成在半导体材料构成的基底21中，而不必如目前还需另外在印刷电路板中形成传输电路，除了解决印刷电路板与驱动电路元件间焊接时对准不易所导致组装失败率高的问题外，还通过直接将发光二极管元件3设置在晶片本体2上，而省略印刷电路板的使用及繁琐的封装制程，并大幅减少显示器的厚度及材料成本；再者，当这些驱动电路22彼此邻靠时，可使这些发光二极管元件3也彼此紧邻，有效降低相邻发光二极管元件3的间距，进而产生细致且高解析度的影像，确实能达成本发明的目的。
【权利要求】
1.一种显示结构，在接受电能及电信号时直接发光并产生预定影像，其特征在于:包含: 一个晶片本体，包括一个半导体材料构成的基底、多数个成阵列排列地形成在所述基底的驱动电路，及多数个与所述驱动电路同步形成在所述基底且电连接两个相邻驱动电路而用以传送外界电能与电信号至所述驱动电路的传输电路；及 多数个发光二极管元件，成阵列排列地设置在所述晶片本体并对应连接所述驱动电路，当任一驱动电路接受所述传输电路传送的电信号时，对应连接所述驱动电路的发光二极管元件受控制发光而产生预定影像。
2.如权利要求1所述的显示结构，其特征在于:还包含与所述驱动电路同步形成在所述基底的一个输入电路及一个输出电路，所述输入电路与其中的一个所述驱动电路电连接，所述输出电路与其中的另一个所述驱动电路电连接，外界电信号通过所述输入电路与所述输出电路的配合，而自所述输入电路传送至与所述输入电路电连接的驱动电路，并经所述传输电路传送至其余所述驱动电路。
3.如权利要求2所述的显示结构，其特征在于:每一驱动电路顶面电连接至少一个发光二极管元件，所述驱动电路具有一个形成在顶面的连接部，连接在所述驱动电路的发光二极管元件具有一个与所述连接部连接的电极部。
4.如权利要求3所述的显示结构，其特征在于:每一发光二极管元件包括彼此电连接的一个在供电时发出红光的红色发光二极管晶片、一个在供电时发出绿光的绿色发光二极管晶片，及一个在供电时发出蓝光的蓝色发光二极管晶片。
5.如权利要求4所述的显示结构，其特征在于:所述发光二极管元件还具有一个发光二极管封装件，所述发光二极管封装件封装所述红色发光二极管晶片、所述绿色发光二极管晶片及蓝色发光二极管晶片。
6.一种显示器，其特征在于:包含: 一个显示结构，在接受电能及电信号时直接发光并产生预定影像，包括: 一个晶片本体，包括一个半导体材料构成的基底、多数个成阵列排列地形成在所述基底的驱动电路，及多数个与所述驱动电路同步形成在所述基底且电连接两个相邻驱动电路而用以传送外界电能与电信号至所述驱动电路的传输电路，及 多数个发光二极管元件，成阵列排列地设置在所述晶片本体并对应电连接所述驱动电路，当任一驱动电路接受所述传输电路传送的电信号时，对应连接所述驱动电路的发光二极管元件受控制发光而产生预定影像；及 一个显示器封装件，封装所述显示结构，并供所述发光二极管元件产生的预定影像穿透至外界。
7.如权利要求6所述的显示器，其特征在于:所述显示结构还包括与所述驱动电路同步形成在所述基底的一个输入电路及一个输出电路，所述输入电路与其中的一个所述驱动电路电连接，所述输出电路与其中的另一所述驱动电路电连接，外界电信号通过所述输入电路与所述输出电路的配合，而自所述输入电路传送至与所述输入电路电连接的驱动电路，并经所述传输电路传送至其余所述驱动电路。
8.如权利要求7所述的显示器，其特征在在:所述显示结构的每一驱动电路顶面电连接至少一个发光二极管元件，所述驱动电路具有一形成在顶面的连接部，连接在所述驱动电路的发光二极管元件具有一与所述连接部连接的电极部。
9.如权利要求8所述的显示器，其特征在于:所述显示结构的每一发光二极管元件包括彼此电连接的一个在供电时发出红光的红色发光二极管晶片、一个在供电时发出绿光的绿色发光二极管晶片，及一个在供电时发出蓝光的蓝色发光二极管晶片。
10.如权利要求9所述的显示器，其特征在于:所述显示结构的每一发光二极管元件还具有一个发光二极管封装件，所述发光二极管封装件封装所述红色发光二极管晶片、绿色发光二极管晶片及蓝色发光 二极管晶片。
【文档编号】G09G3/32GK103594054SQ201310323428
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年7月29日 优先权日:2012年8月17日
【发明者】杨立昌, 吴仲佑, 李宏斌 申请人:聚积科技股份有限公司