Светодиодный пиксельный элемент, светоизлучающий компонент, светоизлучающая панель и экран дисплея Российский патент 2019 года по МПК H01L33/00 G09G3/20 

Область техники

[0001] Настоящее изобретение относится к области светодиодных дисплеев, а в частности - к светодиодному пикселю, светодиодному компоненту, светодиодной панели и экрану светодиодного дисплея.

Предпосылки создания изобретения

[0002] Поскольку прозрачный светодиодный (LED) экран не создает помех по линии просмотра и обеспечивает прекрасное изображение, он становится все более популярным на рынке и все более широко применяется на предприятиях высокого уровня, таких как торговые центры, аэропорты, банки и фешенебельные магазины. Однако вследствие высокой сложности схем внутреннего управления в светодиодном экране, для того, чтобы обеспечить хорошую прозрачность, необходимо не только обеспечить, чтобы базовая логическая схема управляла нормальной работой всех светодиодов, но и минимизировать преграду на линии просмотра, обусловленную аппаратными средствами. Эти аппаратные средства включают механические компоненты, печатную плату (РСВ), пластмассовый узел и электронные блоки, такие как драйверная интегральная схема (IC), светодиоды. Таким образом, чем выше плотность пикселей в светодиодном экране, тем труднее обеспечить прозрачность. Например, габариты обычного светодиодного корпуса составляют SMD3535 (размер по контуру: 3,5 мм × 3,5 мм), SMD3528 (размер по контуру: 3,5 мм × 2,8 мм) и SMD2121 (размер по контуру: 2,1 мм × 2,1 мм). Поскольку минимальные габариты драйверной интегральной схемы светодиодного экрана составляют 4 мм × 4 мм, то вследствие наличия непрозрачных компонентов и сложных соединений между логическими схемами по существу невозможно обеспечить прозрачный светодиодный экран с шагом пикселей менее 5 мм

[0003] В настоящее время на рынке доступна технология создания прозрачных светодиодных дисплеев, в которой в качестве проводящего слоя и слоя сигнальной разводки для управления работой светодиодного чипа используется прозрачная проводящая пленка. Однако, поскольку импеданс прозрачной проводящей пленки намного больше, чем импеданс пленки из медной фольги в обычной печатной плате (РСВ), ширину прозрачной проводящей линии, которая соединяет драйверную интегральную схему со светодиодным чипом, приходится делать большой с использованием схемного графического слоя, сформированного на прозрачной проводящей пленке. Поэтому трудно создать прозрачный экран для светодиодного дисплея с высокой плотностью пикселей.

Сущность изобретения

[0004] Настоящее изобретение относится к светодиодному пикселю, светодиодному компоненту, светодиодной панели и экрану светодиодного дисплея. Светодиодные чипы установлены на поверхности драйверной интегральной схемы, и непрозрачная драйверная интегральная схема и группа непрозрачных светодиодных чипов расположены в одном и том же пикселе для уменьшения площади затенения и улучшения коэффициента пропускания света в полученном светодиодном дисплее.

[0005] Для получения указанной выше конструкции настоящее изобретение осуществлено следующим образом:

[0006] В первом аспекте настоящего изобретения предложен светодиодный пиксель, который содержит драйверную интегральную схему и светодиодный чип; при этом светодиодный чип установлен на поверхности драйверной интегральной схемы, а провод, идущий от катода светодиодного чипа, соединен с драйверной интегральной схемой.

[0007] В одном из вариантов выполнения настоящего изобретения драйверная интегральная схема представляет собой бескорпусной кристалл; при этом на поверхности кристалла выполнен изолирующий слой, а контактная площадка, выполненная на изолирующем слое, соединена с положительным электродом, светодиодный чип установлен на контактной площадке, а анод светодиодного чипа электрически соединен с контактной площадкой.

[0008] В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения количество светодиодных чипов равно трем; а провод является прикрепленным золотым проводом.

[0009] Во втором своем аспекте настоящее изобретение относится к светодиодному компоненту, который содержит: композитный слой, множество драйверных интегральных схем и множество светодиодных чипов, которые распределены равномерно по длине и ширине на передней стороне композитного слоя;

[0010] светодиодные чипы содержат множество первых светодиодных чипов, при этом каждая драйверная интегральная схема соответствует группе первых светодиодных чипов, драйверные интегральные схемы расположены на передней стороне композитного слоя, и первые светодиодные чипы установлены на поверхностях драйверных интегральных схем; множество проводов, идущих от катодов соответствующих светодиодных чипов, соединены с драйверными интегральными схемами; при этом все драйверные интегральные схемы соединены друг с другом посредством сигнальной линии.

[0011] В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения светодиодный чип дополнительно содержит множество вторых светодиодных чипов; при этом вторые светодиодные чипы установлены на передней стороне композитного слоя; на передней стороне композитного слоя выполнено множество глухих отверстий, аноды вторых светодиодных чипов соединены с положительным электродом в композитном слое через глухое отверстие; провод, идущий от контакта VDD каждой драйверной интегральной схемы, соединен с положительным электродом в композитном слое через одно из глухих отверстий; провод, идущий от контакта GND каждой драйверной интегральной схемы, соединен с отрицательным электродом в композитном слое через одно из глухих отверстий.

[0012] В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения композитный слой представляет собой прозрачный композитный слой, драйверные интегральные схемы - бескорпусные кристаллы, провода и сигнальные линии - прикрепленные золотые провода.

[0013] В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения отношение количества первых светодиодных чипов к количеству светодиодных чипов равно 1:х, где х∈{2, 3, 4, 5, 6, 9}.

[0014] В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения композитный слой дополнительно содержит подложку, электродный слой и второй изолирующий слой, расположенные последовательно;

[0015] в электродном слое имеется положительный электрод и отрицательный электрод, в подложке имеется множество глухих отверстий, при этом эти глухие отверстия проходят через подложку и достигают положительного электрода и отрицательного электрода.

[0016] В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения композитный слой дополнительно содержит подложку, первый электродный слой, первый изолирующий слой, второй электродный слой и второй изолирующий слой, расположенные последовательно; при этом один из первого электродного слоя и второго электродного слоя формирует положительный электрод, а другой - отрицательный электрод; глухие отверстия включают первое глухое отверстие, идущее через подложку и достигающее положительного электрода, и второе отверстие, идущее через подложку и достигающее отрицательного электрода; провод, идущий от анода каждого светодиодного чипа, соединен с положительным электродом через первое глухое отверстие; провод, идущий от контакта VDD драйверной интегральной схемы, соединен с положительным электродом через первое глухое отверстие; провод, идущий от контакта GND каждой драйверной интегральной схемы, соединен с отрицательным электродом через второе глухое отверстие.

[0017] В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения композитный слой дополнительно содержит третий изолирующий слой и слой сигнальной линии, при этом слой сигнальной линии изолирован от первого электродного слоя или второго электродного слоя; глухие отверстия дополнительно включают третье глухое отверстие, идущее через подложку и достигающее слоя сигнальной линии; сигнальная линия представляет собой слой сигнальной разводки, расположенный в слое сигнальной линии; провод, идущий от сигнального контакта каждой драйверной интегральной схемы, соединен со слоем сигнальной разводки через третье глухое отверстие.

[0018] В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения композитный слой содержит по меньшей мере два слоя сигнальной линии и по меньшей мере два третьих изолирующих слоя.

[0019] В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения у основания глухих отверстий выполнено множество контактных площадок, а провода электрически соединены с композитным слоем через эти контактные площадки.

[0020] В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения светодиодные чипы и драйверные интегральные схемы установлены на подложке с использованием процессов кристалл-на-плате (СОВ, chip-on-board) или кристалл-на-стекле (COG? chip-on-glass), а передняя сторона подложки покрыта прозрачным герметизирующим клеем.

[0021] В третьем своем аспекте настоящее раскрытие относится к светодиодной панели, при этом указанная светодиодная панель содержит по меньшей мере два светодиодных компонента, описанных выше.

[0022] В четвертом своем аспекте настоящее изобретение относится к экрану светодиодного дисплея, при этом экран светодиодного дисплея содержит светодиодную панель, описанную выше.

[0023] Положительный эффект настоящего изобретения состоит в следующем: светодиодные чипы установлены на поверхности драйверной интегральной схемы, и непрозрачная драйверная интегральная схема и группа непрозрачных светодиодных чипов расположены в одном и том же пикселе, что обеспечивает прямое управление светодиодными чипами, сокращение сложности соединительной цепи, уменьшение затененной площади и улучшение коэффициента пропускания света в полученном светодиодном дисплее. При этом поскольку драйверная интегральная схема представляет собой кристалл чрезвычайно небольшого размера, соединенный со вторыми светодиодными чипами, которые равномерно распределены вокруг драйверной интегральной схемы путем прямого припаивания на кратчайшем расстоянии, это позволяет избежать сложности схемных соединений между драйверной интегральной схемой и светодиодным чипом, присущей обычному экрану светодиодного дисплея. Поэтому можно избежать использования в качестве главного сигнального проводника прозрачного проводника с большим сопротивлением, что чрезвычайно упрощает конструкцию прозрачного проводящего схемного графического слоя.

Краткое описание чертежей

[0024] Чтобы сделать яснее описание настоящего изобретение, ниже дано простое описание чертежей, которые будут использоваться в настоящем документе. Очевидно, что эти чертежи иллюстрируют некоторые варианты выполнения настоящего изобретения. Специалистам очевидно, что на основе содержания вариантов выполнения настоящего изобретения и приведенных в настоящем изобретении чертежей можно сделать другие чертежи без приложения дополнительных творческих усилий.

[0025] На фиг. 1 схематично показан светодиодный (LED) пиксель согласно одному из вариантов выполнения настоящего изобретения.

[0026] на фиг. 2 показан вид сверху светодиодного пикселя согласно варианту выполнения настоящего изобретения.

[0027] На фиг. 3 показан вид сверху первого варианта выполнения светодиодного компонента согласно настоящему изобретению.

[0028] На фиг. 4 показан главный вид, иллюстрирующий компоновку светодиодных чипов во втором варианте выполнения светодиодного компонента согласно настоящему изобретению.

[0029] На фиг. 5 показан главный вид, иллюстрирующий другую компоновку светодиодных чипов во втором варианте выполнения светодиодного компонента согласно настоящему изобретению.

[0030] На фиг. 6 показана диаграмма, иллюстрирующая соединения в электродном слое во втором варианте выполнения светодиодного компонента согласно настоящему изобретению.

[0031] На фиг. 7 показан главный вид, иллюстрирующий компоновку светодиодных чипов в третьем варианте выполнения светодиодного компонента согласно настоящему изобретению.

[0032] на фиг. 8 показан трехмерный вид, иллюстрирующий соединительные линии в третьем варианте выполнения светодиодного компонента согласно настоящему изобретению.

[0033] На фиг. 9 показана диаграмма, иллюстрирующая логические соединения между драйверной интегральной схемой и светодиодным чипом в третьем варианте выполнения светодиодного компонента согласно настоящему изобретению.

[0034] На фиг. 10 показана внутренняя структура третьего варианта выполнения светодиодного компонента согласно настоящему изобретению.

[0035] На фиг. 11 показана увеличенная часть А на фиг. 10.

[0036] На фиг. 12 показаны соединения в слое сигнальной линии в третьем варианте выполнения светодиодного компонента согласно настоящему изобретению.

[0037] На фиг. 13 показан главный вид, иллюстрирующий конструкцию светодиодных чипов в третьем варианте выполнения светодиодного компонента согласно настоящему изобретению.

[0038] На фиг. 14 показан главный вид, иллюстрирующий другую конструкцию светодиодных чипов в третьем варианте выполнения светодиодного компонента согласно настоящему изобретению.

[0039] На фиг. 15 показан главный вид, иллюстрирующий еще одну конструкцию светодиодных чипов в третьем варианте выполнения светодиодного компонента согласно настоящему изобретению.

[0040] На фиг. 16 схематично показана светодиодная панель согласно вариантам выполнения настоящего изобретения.

[0041] 10 - композитный слой; 11 - подложка; 121 - положительный электрод; 122 отрицательный электрод; 13 - первый изолирующий слой; 14 - третий изолирующий слой; 15 - второй изолирующий слой; 16 - слой сигнальной линии; 20 - драйверная интегральная схема; 30 - контактная площадка; 31 - провод; 40 - светодиодный чип; 41 - первый светодиодный чип; 42 - второй светодиодный чип.

Подробное описание

[0042] Чтобы сделать технические проблемы, технические решения и технические эффекты более ясными, описание этих технических решений в настоящем документе дано в комбинации с чертежами. На основе вариантов выполнения настоящего изобретения описанных в этом документе, специалисты способны без особых творческих усилий создать другие варианты выполнения настоящего изобретения, и эти варианты выполнения настоящего изобретения попадают в объем настоящего изобретения.

[0043] Первый вариант выполнения настоящего изобретения

[0044] На фиг. 1 схематично показан светодиодный (LED) пиксель согласно одному из вариантов выполнения настоящего изобретения, а на фиг. 2 - вид сверху светодиодного пикселя согласно варианту выполнения настоящего изобретения. Как показано на фиг. 1 и фиг. 2, светодиодный пиксель содержит драйверную интегральную схему 20 и светодиодный чип 40; при этом светодиодный чип 40 установлен на поверхности драйверной интегральной схемы 20, а провод 31, идущий от катода светодиодного чипа 40, соединен с драйверной интегральной схемой 20.

[0045] Кроме того, драйверная интегральная схема 20 является бескорпусным кристаллом; изолирующий слой расположен на поверхности кристалла, а контактная площадка 30, расположенная на изолирующем слое, соединена с положительным электродом 121, светодиодный чип 40 установлен на контактной площадке, анод светодиодного чипа 40 электрически соединен с контактной площадкой 30.

[0046] Кроме того, количество светодиодных чипов 40 равно трем; а провод представляет собой прикрепленный золотой провод.

[0047] В известной конструкции светодиодного дисплея в каждом из пикселей расположен один или большее количество светодиодов для показа заданного изображения. Большой размер светодиодов в известной конструкции приводит к большому размеру пикселей экрана светодиодного дисплея, и изображение не является качественным. Кроме того, вследствие преграды, создаваемой светодиодами, невозможно достичь высокого коэффициента пропускания. Каждый пиксель выполнен на основе миниатюрного светодиодного чипа 40, а не корпусных светодиодов. С использованием общепринятой технологии светодиодный чип 40 может иметь размеры 0,15 мм × 0,15 мм или еще меньше, что позволяет осуществить плотное расположение светодиодных чипов 40 и расстояние между пикселями менее 4 мм, и создать прозрачный экран светодиодного дисплея высокой плотности. При этом, если в качестве драйверной интегральной схемы 20 используется бескорпусной кристалл, поскольку размер драйверной интегральной схемы 20 обычно не превышает 2 мм × 2 мм, она почти незаметна человеческому глазу с некоторого расстояния. Поэтому промежуток между пикселями является достаточно большим и можно улучшить коэффициент пропускания. Как показано на фиг. 1, каждый пиксель содержит три светодиодных чипа 40, то есть красный светодиодный (R-LED) чип 40, зеленый светодиодный (G-LED) чип 40 и синий светодиодный (B-LED) чип 40. Когда в каждом пикселе имеются светодиодные чипы 40 трех цветов, обеспечивается создание полноцветного дисплея. В другом простом приложении каждая драйверная интегральная схема 20 снабжена светодиодным чипом для создания простейшего светодиодного дисплея. Цвета светодиодных чипов 40: красный, зеленый, синий или белый. Можно сделать монохроматический экран светодиодного дисплея для отображения содержания панели доски объявлений и т.д.

[0048] Второй вариант выполнения настоящего изобретения

[0049] На фиг. 3 показан главный вид, иллюстрирующий первый вариант выполнения светодиодного компонента согласно настоящему изобретению. Как показано на фиг. 3, светодиодный компонент содержит композитный слой 10, множество драйверных интегральных схем 20 и множество светодиодных чипов 40, которые равномерно распределены по длине и ширине на передней стороне композитного слоя 10;

[0050] светодиодный чип 40 содержит множество первых светодиодных чипов 41, при этом каждая драйверная интегральная схема 20 соответствует группе первых светодиодных чипов 41, драйверные интегральные схемы установлены на передней стороне композитного слоя 10, а первые светодиодные чипы установлены на поверхностях драйверных интегральных схем 20; провода, идущие от катодов соответствующих светодиодных чипов 40, соединены с драйверными интегральными схемами 20; при этом все драйверные интегральные схемы 20 соединены друг с другом посредством сигнальной линии. Передняя сторона относится к стороне, которая лежит в направлении распространения излучаемого света, и это направление распространения света взято в качестве опорного для определения тыльной и передней частей.

[0051] В этом варианте выполнения настоящего изобретения каждый пиксель содержит первый светодиодный чип 41 и драйверную интегральную схему 20, при этом первые светодиодные чипы 41 в группе установлены на поверхности драйверной интегральной схемы 20. Другими словами, все светодиодные чипы 40 являются первыми светодиодными чипами 41 и должны управляться исключительно соответствующими драйверными интегральными схемами 20.

[0052] В этом варианте выполнения настоящего изобретения светодиодные чипы 40 расположены в виде массива, а интервал между двумя соседними строками равен интервалу между двумя соседними столбцами.

[0053] Композитный слой 10 является прозрачным композитным слоем. Композитный слой 10 имеет слоистую структуру, сформированную множеством слоев из прозрачных проводящих/изолирующих материалов. Прозрачный изолирующий материал - это, например, стекло, полиэтилентерефталат (PET), поливинилхлорид (PVC), поликарбонат (PC), полиэтилен (РЕ), акриловая краска; прозрачный проводник - это, например, прозрачный акриловый проводящий клей, легированным оловом оксид индия (ITO) и легированным цинком оксид индия (IZO). Прозрачный проводящий материал прикреплен к изолирующему материалу с использованием таких способов как осаждение, напыление, которые знакомы специалистам.

[0054] Путем создания прозрачного композитного слоя, в котором размещены прозрачная проводящая пленка и прозрачный изолятор, а светодиодный чип 40 и драйверные интегральные схемы 20 установлены на передней стороне прозрачного композитного слоя, подача питания и передача сигнала светодиодных чипов 40 и драйверных интегральных схем 20 происходит через прозрачный проводник внутри прозрачного композитного слоя. Поскольку прозрачный изолятор осуществляет изоляцию между прозрачными проводниками в каждом слое, полная прозрачность достигается во всем прозрачном композитном слое кроме драйверных интегральных схем 20, при этом создается экран светодиодного дисплея с интервалами между пикселями в диапазоне от 2 мм до 4 мм и прозрачностью свыше 90%.

[0055] Описание вариантов выполнения светодиодного компонента сделано, главным образом, на примере создания прозрачного композитного слоя. Драйверные интегральные схемы 20 представляют собой бескорпусные кристаллы, провода 31 и сигнальные линии представляют собой прикрепленные золотые провода.

[0056] Поскольку бескорпусной кристалл имеет меньшие размеры, чем чип в корпусе, достигается лучшая прозрачность. В известных технологиях процесс прикрепления широко используется, поэтому подробное описание опущено.

[0057] В этом варианте выполнения настоящего изобретения питание светодиодных чипов 40 и драйверных интегральных схем 20 производится по проводящей пленке, расположенной в композитном слое 10; как показано на фиг. 3, драйверные интегральные схемы 20 установлены одна за другой, и передача сигналов между драйверными интегральными схемами 20 происходит по сигнальной линии на передней стороне композитного слоя 10. Как показано на фиг. 15, сигнальной линией для связи служит золотой провод, прикрепленный между двумя драйверными интегральными схемами.

[0058] Светодиодный чипы 40 и драйверные интегральные схемы 20 установлены на подложке 11 с использованием процессов создания кристалл-на-плате (СОВ=chip-onboard) или кристалл-на-стекле (COG=chip-on-glass).

[0059] Передняя сторона подложки 11 покрыта прозрачным герметизирующим клеем. Прозрачный герметизирующий клей обычно может быть одним из таких материалов, как полиуретан (PU), эпоксидная смола, поливинилацетат (PEVA).

[0060] Процессы СОВ и COG и изолирующий процесс широко используются в известных технологиях и подробное описание здесь опущено.

[0061] Третий вариант выполнения настоящего изобретения

[0062] На фиг. 4 показан главный вид, демонстрирующий конструкцию светодиодных чипов во втором варианте выполнения светодиодного компонента согласно настоящему изобретению. Как показано на фиг. 4, светодиодный чип 40 дополнительно содержит множество вторых светодиодных чипов 42; при этом вторые светодиодные чипы 42 установлены на передней стороне композитного слоя 10; на передней стороне композитного слоя 10 выполнены глухие отверстия, а на дне глухих отверстий изготовлены контактные площадки 30, при этом провод 31, который идет от анода каждого второго светодиодного чипа 42, соединен с контактной площадкой 30 для соединения с положительным электродом 121 внутри композитного слоя 10; провод 31 идущий от контакта VDD каждой драйверной интегральной схемы 20, соединен с положительным электродом 121 в композитном слое через одно из глухих отверстий; провод 31, идущий от контакта GND каждой драйверной интегральной схемы 20, соединен с отрицательным электродом 122 в композитном слое 10 через одно из глухих отверстий.

[0063] Как показано на фиг. 4, каждая драйверная интегральная схема 20 предназначена для управления работой группы первых светодиодных чипов 41 и группы вторых светодиодных чипов 42, расположенных рядом с группой первых светодиодных чипов 41. Другими словами, рабочий блок содержит два пикселя и драйверную интегральную схему 20, и один из пикселей расположен на драйверной интегральной схеме 20. Эта конфигурация в полной мере использует контакты и функциональные возможности по обработке сигналов драйверной интегральной схемой 20, и уменьшает потери рабочих характеристик драйверной интегральной схемы 20. Кроме того, на фиг. 5 показан главный вид, демонстрирующий другую конфигурацию светодиодных чипов для второго варианта выполнения светодиодного компонента согласно настоящему изобретению. Как показано на фиг. 5, каждая драйверная интегральная схема 20 предназначена для управления группой первых светодиодных чипов 41 и двух групп вторых светодиодных чипов 42. Группа первых светодиодных чипов 41 расположена между двумя группами вторых светодиодных чипов 42, а второй светодиодный чип 42 и драйверная интегральная схема 20 соединены прикрепленными золотыми проводами. Эти две описанные выше конфигурации, также как и конфигурация согласно предыдущему варианту выполнения настоящего изобретения, относительно просты, поскольку драйверные интегральные схемы 20 могут располагаться одна за другой, а сигнальные линии между драйверными интегральными схемами 20 могут быть выполнены прикрепленными золотыми проводами.

[0064] Для распределения электродов внутри прозрачного композитного слоя, как показано на фиг. 6, композитный слой 10 содержит подложку 11, электродный слой и второй изолирующий слой 15, расположенные последовательно;

[0065] при этом электродный слой содержит положительный электрод 121 и отрицательный электрод 122. В композитном слое 10 имеется множество глухих отверстий, которые идут через подложку 11 и достигают положительного электрода 121 или отрицательного электрода 122.

[0066] Затененная часть, показанная на фиг. 6, является областью распределения электродного слоя. Для питания драйверных интегральных схем 20 и светодиодных чипов 40 требуются слой 121 положительного электрода и слой 122 отрицательного электрода. Два независимых электрода (слой 121 положительного электрода и слой 122 отрицательного электрода) расположены на изолирующем слое, при этом слой 121 положительного электрода и слой 122 отрицательного электрода могут располагаться рядом в одном слое, но при этом слой 121 положительного электрода и слой 122 отрицательного электрода изолированы и работают независимо. Толщина электродного слоя, выполненного из прозрачного проводника, чрезвычайно мала, и для уменьшения сопротивления в цепях подачи питания ширину электродного слоя обычно делают большой.

[0067] Глухие отверстия, открывающиеся в подложку 11, достигают положительного электрода 121 и отрицательного электрода 122. Контакты VDD и контакты GND драйверных интегральных схем 20 соединены соответственно с положительным электродом 121 и отрицательным электродом 122 через глухие отверстия; при этом, конечно же, аноды вторых светодиодных чипов 42, соединены через глухие отверстия с положительным электродом 121. Удобнее соединять аноды первых светодиодных чипов 41 с положительным электродом 121 через контакты VDD драйверных интегральных схем 20.

[0068] Для соединений между драйверными интегральными схемами 20, светодиодными чипами 42 и внутренними элементами композитного слоя, можно на дне всех глухих отверстий изготовить контактные площадки 30, то есть, драйверные интегральные схемы 20 и светодиодные чипы 42 соединены с соответствующим проводящим слоем через контактные площадки 30. Провод 31 и сигнальная линия представляют собой прикрепленные золотые провода. Золотые провода имеют очень малый диаметр и почти незаметны человеческому глазу. Соединения между светодиодными чипами 42 и драйверными интегральными схемами 20, соединения между светодиодными чипами 30 и внутренними элементами композитного слоя 10 и соединения между приводными интегральными схемами 20 и внутренними элементами композитного слоя 10 выполнены золотыми проводами.

[0069] Кроме того, положительный электрод 121 и отрицательный электрод 122 могут быть расположены в двух параллельных слоях, которые изолированы изолирующим слоем. Композитный слой 10 содержит подложку 11, первый электродный слой, первый изолирующий слой 13, второй электродный слой и второй изолирующий слой 15, расположенные последовательно; один первый электродный слой и второй электродный слой выполнены как положительный электрод 121, а другой - как отрицательный электрод 122; глухие отверстия включают первое глухое отверстие, идущее через подложку 11 и достигающее положительного электрода 121, второе глухое отверстие, идущее через подложку 11 и достигающее положительного электрода 122; провод 31, идущий от анода каждого светодиодного чипа 30, соединен с положительным электродом 121 через первое глухое отверстие; провод 31, идущий от контакта VDD каждой драйверной интегральной схемы 20, соединен с положительным электродом 121 через первое глухое отверстие; провод, идущий от контакта GND каждой драйверной интегральной схемы 20, соединен с отрицательным электродом 122 через второе глухое отверстие. Первые светодиодные чипы 41 установлены на драйверных интегральных схемах 20 и управляются этими драйверными интегральными схемами; вторые светодиодные чипы 42 установлены на передней стороне композитного слоя 10. Контактные площадки 30 расположены на композитном слое 10 и соединены с электродным слоем проводами 31; способ, которым с площадками 30 соединены светодиодные чипы 40, может быть выбран согласно конструктивным характеристикам светодиодных чипов 40. Например, анод красного светодиодного чипа может быть прикреплен к контактной площадке сваркой; зеленый светодиодный чип может быть соединен со схемой проводом 30, который соединяет анод зеленого светодиодного чипа с контактной площадкой 30 под зеленым светодиодом. Провод 31, идущий от контакта VDD каждой драйверной интегральной схемы 20, соединен с положительным электродом 121 через первое глухое отверстие, а провод 31, идущий от контакта GND каждой драйверной интегральной схемы 20, соединен с отрицательным электродом 122 через второе глухое отверстие. Относительные положения положительного электрода 121 и отрицательного электрода 122 не имеют строгих ограничений и просто должны обеспечить подачу питания к каждому электронному блоку.

[0070] Следует отметить, что светодиодный чип 40 может быть установлен на контактной площадке 30 методом флип-чип (перевернутый кристалл), чтобы частично устранить процесс соединения золотыми проводами. Так как технология флип-чип известна специалистам, подробное ее описание здесь опущено.

[0071] Четвертый вариант выполнения настоящего изобретения

[0072] Обратимся к фиг. 7-12. На фиг. 7 показан главный вид, демонстрирующий конфигурацию светодиодных чипов в третьем варианте выполнения светодиодного компонента согласно настоящему изобретению; на фиг. 8 показан трехмерный вид, иллюстрирующий соединительные линии в третьем варианте выполнения светодиодного компонента согласно настоящему изобретению; на фиг. 9 показана диаграмма, иллюстрирующая логические соединения между драйверной интегральной схемой и светодиодным чипом в третьем варианте выполнения светодиодного компонента согласно настоящему изобретению; на фиг. 10 показана внутренняя структура третьего варианта выполнения светодиодного компонента согласно настоящему изобретению; на фиг. 11 показана увеличенная часть А на фиг. 10; и на фиг. 12 показаны соединения в слое сигнальной линии в третьем варианте выполнения светодиодного компонента согласно настоящему изобретению. Как показано на фиг. 7 и фиг. 8, отношение количества первых светодиодных чипов 41 к количеству светодиодных чипов 40 составляет 1:9. Таким образом, каждая драйверная интегральная схема 20 предназначена для управления работой группы первых светодиодных чипов 41 и восьми групп вторых светодиодных чипов 42. Для этого случая управляющее соотношение между драйверными интегральными схемами 20 и светодиодными чипами 40 показано на фиг. 9. Проблема для такой конфигурации заключается в том, что драйверные интегральные схемы 20 не могут быть установлены рядом, и если сигнальные линии выполнить золотыми проводами, имеет место не только большая длина проводов, но также и короткое замыкания между различными проводами. Поэтому передача сигналов обеспечивается с использованием внутренней структуры, показанной на фиг. 10, а также на фиг. 11.

[0073] Композитный слой 10 содержит подложку 11, первый электродный слой, первый изолирующий слой 13, второй электродный слой и второй изолирующий слой 15, которые расположены последовательно; один из первого электродного слоя и второго электродного слоя играет роль положительного электрода 121, а другой - отрицательного электрода 122; глухие отверстия включают первое глухое отверстие, идущее через подложку 11 и достигающее положительного электрода 121, и второе глухое отверстие, идущее через подложку 11 и достигающее положительного электрода 122; провод 31, идущий от анода каждого светодиодного чипа 40, соединен с положительным электродом 121 через первое глухое отверстие; провод 31, идущий от контакта VDD каждой драйверной интегральной схемы 20, соединен с положительным электродом 121 через первое глухое отверстие; провод, идущий от контакта GND каждой драйверной интегральной схемы 20, соединен с отрицательным электродом 122 через второе глухое отверстие.

[0074] Композитный слой 10 дополнительно содержит третий изолирующий слой 14 и слой 16 сигнальной линии, изолированный от первого электродного слоя или второго электродного слоя; глухие отверстия дополнительно включают третье глухое отверстие, идущее через подложку 11 и достигающее слоя 16 сигнальной линии; сигнальная линия представляет собой слой сигнальной разводки, расположенный в слое 16 сигнальной линии, а провод, идущий от сигнального контакта каждой драйверной интегральной схемы, соединен со слоем сигнальной разводки через третье глухое отверстие.

[0075] Как показано на фиг. 12, поскольку для связи между драйверными интегральными схемами 20 необходимо только небольшое количество сигналов, сигнальная разводка с относительной большой шириной и взаимной изоляцией расположена в прозрачной проводящей пленке так, чтобы избежать падения напряжения, обусловленного большим сопротивлением прозрачной проводящей пленки, и избежать искажения сигналов. В этом варианте выполнения настоящего изобретения у каждой драйверной интегральной схемы 20 имеется контакт входа сигнала (SOI) и контакт выхода сигнала (SDO). Драйверные интегральные схемы 20 соединены последовательно. Выход модуля светового излучения, в котором установлены драйверные интегральные схемы 20, как показано на фиг. 12, соответствует входу следующего модуля светового излучения, таким образом, сигнал передается следующему модулю светового излучения. Согласно функциям драйверной интегральной схемы 20, если имеется несколько сигналов связи между драйверными интегральными схемами 20, например, в случае входа CLK и входа ОЕ, единственный слой 16 сигнальной линии может быть не в состоянии удовлетворить требованиям для сигналов связи. Поэтому могут иметься по меньшей мере два слоя 16 сигнальной линии и по меньшей мере два третьих изолирующего слоя 14. Каждая из сигнальных линий может формировать слой 16 сигнальной линии, который изолирован от других проводящих слоев посредством третьего изолирующего слоя 14. В практической конфигурации положительный электрод 121, отрицательный электрод 122 и два слоя 16 сигнальной линии не имеют порядка «предыдущий» и «последующий» в абсолютном смысле и лишь должны быть изолированы друг от друга изолирующими слоями, а положительный электрод 121, отрицательный электрод 122 и два слоя 16 сигнальной линии могут быть соединены с соответствующими компонентами через глухие отверстия. Слой 16 сигнальной линии не обязан располагаться в последнем слое, то есть положительный электрод 121, отрицательный электрод 122 и два слоя 16 сигнальной линии могут располагаться произвольно и лишь должны быть изолированы друг от друга изолирующими слоями.

[0076] Конечно, расположение светодиодных чипов в описанных выше вариантах выполнения настоящего изобретения и другие расположения светодиодных чипов, которые не описаны подробно, также могут обеспечить передачу сигналов через встроенный слой 16 сигнальной линии.

[0077] Кроме того, как показано на фиг. 13, фиг. 14 и фиг. 15, драйверной интегральной схеме 20 может соответствовать четыре, пять или шесть групп светодиодных чипов 40. Фактически конфигурация, при которой драйверная интегральная схема 20 соответствует семи или восьми группам светодиодных чипов 40 также возможна, но немного сложнее, чем предпочтительный вариант выполнения изобретения. Золотые провода, соединяющие драйверную интегральную схему 20 и удаленные светодиодные чипы 40, вынуждены пересекать соседние светодиодные чипы 40, но это можно осуществить.

[0078] Следует отметить, что на фиг. 14 драйверная интегральная схема 20 управляет работой пяти групп светодиодных чипов 40, при этом каждая такая группа содержит три светодиодного чипа 40, и местоположения светодиодов, управляемых двумя соседними драйверными интегральными схемами 20, чередуются; практическое значение такого драйверного режима состоит в том, что, поскольку обычная драйверная интегральная схема 20 имеет 16 выходных каналов для управления работой светодиодных чипов 40, в случае 5-ти групп светодиодных чипов 40 необходимо 15 каналов, в то время как в случае группы из 2×3 светодиодных чипов 40 необходимо 18 каналов, а 16 каналов недостаточно. Конечно, если требуется управлять работой группы из 2×3 светодиодных чипов 40, можно изготовить драйверную интегральную схему 20 с 18 каналами.

[0079] В описанных выше вариантах выполнения настоящего изобретения все светодиодные чипы 40 установлены на контактных площадках 30. Например, как показано на фиг. 10, красный светодиодный чип 40 для второго светодиодного чипа 42 установлен на первой площадке, соответствующей первому глухому отверстию, с помощью серебряного клея; зеленый светодиодный чип и синий светодиодный чип установлены на первой площадке, соответствующей первому глухому отверстию, с помощью изолирующего клея, аноды зеленого светодиодного чипа и синего светодиодного чипа соединены с первой площадкой посредством прикрепленных золотых проводов, а первая контактная площадка электрически соединена с электродным слоем.

[0080] Поскольку контактная площадка 30 и светодиодной чип 40 не прозрачны, установка светодиодного чипа 40 на площадке 30 может улучшить прозрачность, и непрозрачная контактная площадка 30 может дополнительно блокировать свет, излучаемый светодиодным чипом 40, от распространения в тыльную часть экрана через композитный слой 10. В приложениях соответствующая архитектура может эффективно предотвратить проникание света во внутреннее пространство зданий. При этом контактная площадка 30, представляющая собой механический компонент, изготовленный из металла, может обеспечить хорошее рассеяние тепла из светодиодного чипа 40.

[0081] Следует отметить, что расположение светодиодного чипа 40 на площадке 30 не является каким-то специфическим фактором для расположения светодиодного чипа 40. При любом расположении глухие отверстия позволят установить светодиодные чипы 40 на соответствующие контактные площадки 30 и обеспечить получение конструкторских преимуществ, даваемых этим вариантом выполнения настоящего изобретения.

[0082] Данный вариант выполнения настоящего изобретения дополнительно относится к светодиодной панели, содержащей по меньшей мере два вышеуказанных светодиодных компонента, и расположение этих светодиодных компонентов показано на фиг. 16.

[0083] Светодиодные компоненты могут быть соединены последовательно друг за другом «зигзагообразно», обеспечивая однонаправленную связь по сигналу. Альтернативно, каждый из светодиодных компонентов может также быть соединен с сигнальной шиной для приема сигнала.

[0084] Наконец, предложен экран светодиодного дисплея. Экран светодиодного дисплея содержит светодиодная панель, как показано на фиг. 16.

[0085] Выше описаны технические принципы настоящего изобретения в комбинации с дополнительными вариантами выполнения настоящего изобретения.

[0086] Эти описания призваны пояснить принципы настоящего изобретения и не должны считаться ограничивающими объем изобретения. На основе приведенных здесь пояснений специалисты в данной области техники могут сформулировать другие варианты выполнения настоящего изобретения без творческих усилий, и эти варианты выполнения настоящего изобретения входят в объем настоящего изобретения.

Изобретение относится к области светодиодных дисплеев. Технический результат направлен на расширение арсенала средств того же назначения. Светодиодный пиксель содержит драйверную интегральную схему и светодиодный чип, при этом светодиодный чип установлен на поверхности драйверной интегральной схемы, а провод, идущий от катода светодиодного чипа, соединен с драйверной интегральной схемой. На поверхности кристалла расположен изолирующий слой, а контактная площадка, расположенная на изолирующем слое, соединена с положительным электродом. Светодиодный чип установлен на контактной площадке, а анод светодиодного чипа электрически соединен с контактной площадкой. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Светодиодный (LED) пиксель, содержащий драйверную интегральную схему и светодиодный чип;

при этом светодиодный чип установлен на поверхности драйверной интегральной схемы и провод, идущий от катода светодиодного чипа, соединен с драйверной интегральной схемой.

2. Светодиодный пиксель по п. 1, в котором драйверная интегральная схема представляет собой бескорпусной кристалл; при этом на поверхности кристалла выполнен изолирующий слой, и контактная площадка, выполненная на изолирующем слое, соединена с положительным электродом, светодиодный чип установлен на контактной площадке, а анод светодиодного чипа электрически соединен с контактной площадкой.

3. Светодиодный пиксель по п. 1, в котором количество светодиодных чипов равно трем; а провод является прикрепленным золотым проводом.

4. Светодиодный компонент, содержащий: композитный слой, множество драйверных интегральных схем и множество светодиодных чипов, которые распределены равномерно по длине и ширине на передней стороне композитного слоя;

при этом светодиодные чипы содержат множество первых светодиодных чипов, каждая драйверная интегральная схема соответствует группе первых светодиодных чипов, драйверные интегральные схемы расположены на передней стороне композитного слоя, и первые светодиодные чипы установлены на поверхностях драйверных интегральных схем; множество проводов, идущих от катодов соответствующих светодиодных чипов, соединены с драйверными интегральными схемами; при этом все драйверные интегральные схемы соединены друг с другом посредством сигнальной линии.

5. Светодиодный компонент по п. 4, в котором светодиодные чипы содержат множество вторых светодиодных чипов; при этом вторые светодиодные чипы установлены на передней стороне композитного слоя; на передней стороне композитного слоя выполнено множество глухих отверстий, аноды вторых светодиодных чипов соединены с положительным электродом в композитном слое через глухое отверстие; провод, идущий от контакта VDD каждой драйверной интегральной схемы, соединен с положительным электродом в композитном слое через одно из глухих отверстий; провод, идущий от контакта GND каждой драйверной интегральной схемы, соединен с отрицательным электродом в композитном слое через одно из глухих отверстий.

6. Светодиодный компонент по п. 4 или 5, в котором композитный слой представляет собой прозрачный композитный слой, драйверные интегральные схемы представляют собой бескорпусные кристаллы, а провода и сигнальные линии представляет собой прикрепленные золотые провода.

7. Светодиодный компонент по п. 5, в котором отношение количества первых светодиодных чипов к количеству светодиодных чипов равно 1:х, где х∈{2, 3, 4, 5, 6, 9}.

8. Светодиодный компонент по п. 7, в котором композитный слой дополнительно содержит подложку, электродный слой и второй изолирующий слой, расположенные последовательно;

в электродном слое имеется положительный электрод и отрицательный электрод, в подложке имеется множество глухих отверстий, при этом эти глухие отверстия проходят через подложку и достигают положительного электрода и отрицательного электрода.

9. Светодиодный компонент по п. 7, в котором композитный слой дополнительно содержит подложку, первый электродный слой, первый изолирующий слой, второй электродный слой и второй изолирующий слой, расположенные последовательно; при этом один из первого электродного слоя и второго электродного слоя формирует положительный электрод, а другой - отрицательный электрод; глухие отверстия включают первое глухое отверстие, идущее через подложку и достигающее положительного электрода, и второе отверстие, идущее через подложку и достигающее отрицательного электрода; провод, идущий от анода каждого светодиодного чипа, соединен с положительным электродом через первое глухое отверстие; провод, идущий от контакта VDD драйверной интегральной схемы, соединен с положительным электродом через первое глухое отверстие; провод, идущий от контакта GND каждой драйверной интегральной схемы, соединен с отрицательным электродом через второе глухое отверстие.

10. Светодиодный компонент по п. 9, в котором композитный слой дополнительно содержит третий изолирующий слой и слой сигнальной линии, при этом слой сигнальной линии изолирован от первого электродного слоя или второго электродного слоя; глухие отверстия дополнительно включают третье глухое отверстие, идущее через подложку и достигающее слоя сигнальной линии; сигнальная линия представляет собой слой сигнальной разводки, расположенный в слое сигнальной линии; провод, идущий от сигнального контакта каждой драйверной интегральной схемы, соединен со слоем сигнальной разводки через третье глухое отверстие.

11. Светодиодный компонент по п. 10, в котором композитный слой содержит по меньшей мере два слоя сигнальной линии и по меньшей мере два третьих изолирующих слоя.

12. Светодиодный компонент по п. 5, в котором на дне глухих отверстий выполнено множество контактных площадок, а провода электрически соединены с композитным слоем через эти контактные площадки.

13. Светодиодный компонент по п. 9, в котором светодиодные чипы и драйверные интегральные схемы установлены на подложке с использованием процесса кристалл-на-плате (СОВ) или кристалл-на-стекле (COG), а передняя сторона подложки покрыта прозрачным герметизирующим клеем.

14. Светодиодная панель, содержащая по меньшей мере два светодиодных компонента по любому из пп. 4-13.

15. Экран светодиодного дисплея, содержащий светодиодную панель по п. 14.