专利名称：大屏幕有源显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种大屏幕有源显示装置，特别是一种驱动电路的半导体芯片被用各向异性导电胶通过第二基板上的至少一个通孔直接安装在显示器第一基板内表面上各象素之间的大屏幕有源显示器。它可制成单片式或拼接式的大屏幕显示器，可用于显示单色、多色和全色的字符、图文和图象等。
在现有技术中，有源显示器，例如每一象素点有一个薄膜晶体管的液晶显示器(TFT-LCD)已被广泛应用于手提电脑，台式电脑，小屏幕电视，摄象机等显示器，它具有彩色好、分辨率高、图象灰度好等优点，已成为当今的主要的平板显示技术。
但是TFT-LCD技术还存在一些不足，例如，难于制成大于30英寸的大屏幕显示，原因是它的制造工艺复杂，需要有多个高精度的光刻套刻工艺和多次大尺寸的真空工艺，做大于30英寸的TFT-LCD不但需要很大的投资，成本很高，而且还有许多技术上的困难。
为了克服上述不足，有人提出用现有成熟工艺的半导体芯片代替TFT制造大屏幕显示器，这样不仅可以免去成本很高的大尺寸TFT工艺，利用现有高性能，廉价的半导体芯片，一个半导体晶片，可切成大量芯片去代替TFT，而且成本低，驱动电路的性能比TFT好，显示图象质量更好，而且屏幕的尺寸几乎没有限制，可做成很大屏幕的有源显示器。
现有技术的上述用半导体芯片代替TFT的方法，主要有如下二种一是把芯片装在基板外表面上的“外有源矩阵LCD”，如美国专利NO.5,510,915。装在基板外表面上的芯片的有源元件，例如开关管，通过埋在该基板内的细导电线连接到显示器各象素的电极上，从而去控制各象素以显示图象。
另一方法是一种称为“流体自组装”(Fluidicself-assembly)技术，见“Informationdisplay”Vol.15,No.11,P13,1999。它把10至几百微米见方的小芯片腐蚀成台锥形，混在液体里，让此液体流过显示器背板表面，此背板表面各象素之间有与芯片相同形状的凹坑，当各芯片流经凹坑时会自动进入凹坑，然后除去液体和多余的芯片，再蒸涂一层Al薄膜在基板表面和芯片上，再光刻成连接线，使芯片与各象素的电极相接。
上述方法，用现有高性能的半导体芯片代替TFT，可得到屏幕很大，图象质量更好的显示器，且可降低成本。
但其主要困难是芯片与象素间的电连接的可靠性不高，成品率低，若用后一种方法，则难于保证每一个凹坑都有芯片，也难于修补，成品率低。
本发明的目的是克服上述存在的不足，而提供一种简便、可靠、成品率高、成本低的芯片直接安装在显示器基板内表面上的大屏幕有源显示装置，可用于制造液晶(LCD)，有机发光二极管(OLED)或有机发光膜(LEP---light-emiting-polymer)和电致发光(EL)等大屏幕有源显示器。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种大屏幕有源显示装置，它包括至少一个第一基板，其内表面上至少有一个第一电极；一个第二基板，其内表面有至少一个第二电极，在电极之间至少有一层显示材料，二电极和显示材料构成至少二个显示象点；至少有一个半导体芯片通过第二基板上的通孔被直接安装在象点之间，并与各电极电连接；来自显示系统控制电路的电信号经芯片去控制各象点以显示图文和图象。
所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的半导体芯片是用各向异性导电胶或膜安装在由电极和显示材料构成的显示象点之间，并与各电极电连接，所述的显示材料可以是自发光材料，如有机发光二极管(OLED)、有机发光膜(OLP)和电致发光(EL)；也可以是被动式显示材料，如液晶。
所述的半导体芯片可以是至少一个晶体管或复杂的集成电路，一个芯片与电极直接电连接并至少控制一个象点。
所述的芯片的形状可为长方形，所述第二基板上的通孔的形状与芯片相近，以方便芯片进入通孔并使芯片的电接点与电极接点对准。
所述的电极为氧化铟锡、铝膜、Cr/Cu/Cr、MgAg薄膜、银浆层或其他导电材料制成并分别被设置在两基板的内表面上。
所述的两基板为玻璃、陶瓷或塑料，二个基板中至少一个是透明的。两基板至少一个是塑料基板，它可以是硬的或软的，其材料可为聚脂、聚碳酸脂、PMMA、PES、有机玻璃。
所述的大屏幕有源显示装置，其所述的由电极和显示材料构成的显示象点，可排列成X-Y矩阵形，以构成矩阵显示器；也可以由红、蓝、绿三个象点组成一个象素构成全彩色矩阵显示器；也可以由一些单色或多色的字符，图形组合成混合式显示器。
如上所述的大屏幕有源显示装置，其各象点和象素的形状为“十”字形，使各象点和象素之间有较大的空间用以安装所述的芯片。
本发明的目的还可通过如下技术方案来完成，一种大屏幕有源显示装置，它包括至少一个第一基板，其内表面上至少有二个第一电极；一个第二基板，其内表面有至少一个第二电极，在二电极之间至少有一层液晶层作为显示材料，二电极和液晶构成至少二个显示象点；至少有一个半导体芯片通过第二基板上的通孔被直接安装在第一基板内表面上各象点之间，并与各电极电连接；来自显示系统控制电路的电信号经芯片去控制各象点以显示图文和图象。
如上所述的大屏幕有源显示装置，其所述的半导体芯片是用各向异性导电胶或膜或金属丝焊接或用焊锡、导电胶安装在由电极和显示材料构成的显示象点之间，并与各电极电连接。
所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的半导体芯片可以是至少一个晶体管或复杂的集成电路，一个芯片至少控制一个象点。
所述的半导体芯片与电极直接电连接，其内的每一个有源元件可驱动多个象点，以减少显示装置所需要的芯片数量。
所述的电极为氧化铟锡、铝膜、Cr/Cu/Cr、MgAg薄膜、银浆层或其他导电材料制成并分别被设置在两基板的内表面上。
所述的两基板为玻璃或塑料，二个基板中至少一个是透明的。另外，两基板至少一个是塑料基板，它可以是硬的或软的，如塑料薄膜，其材料可为聚脂、聚碳酸脂、PMMA、PES、有机玻璃；当用塑料薄膜制成软的显示屏时，可在显示屏无电极处用激光束打孔，让塑料薄膜熔化形成牢固的“铆钉”，以形成很牢固的塑料薄膜液晶显示器。
如上所述的显示装置为一全彩色液晶显示装置，液晶材料为TN液晶，液晶层内有衬垫，电极表面有趋向层，电极内表面上还有滤色片层和黑色矩阵，二个基板外表面上有偏振片，第二基板外有背照明光源，从而构成一个透射式的全彩色大屏幕有源液晶显示器。
所述的至少一层液晶显示材料还可以是其他液晶，如TN(扭曲向列型)、STN(超扭曲向列型)、PDLC(高分子材料分散型)、FLCD(铁电液晶)GH(宾主液晶)、DS(动态散射)、HFE(混合场效应)等不同的液晶材料。
所述的第二基板外有一反射板，或电极本身就是一个反射式电极，从而构成一个反射式大屏幕有效液晶显示。
所述的第二电极是半透明、半反射的，从而构成一个透射、反射二用的液晶显示器。
本发明的目的还可通过如下技术方案来完成的，一种大屏幕有源显示装置，它包括至少一个第一基板，其内表面上至少有二个第一电极；电极上至少有一层有机电发光膜，发光膜顶面有至少一个第二电极，且第二电极位于第二基板的内表面；在二电极和发光膜之间构成至少二个显示象点；至少有一个半导体芯片通过第二基板上的通孔被直接安装在第一基板内表面上各象点之间，并与各电极电连接；来自显示系统控制电路的电信号经芯片去控制各象点以显示图文和图象。
所述的半导体芯片是用各向异性导电胶或膜或金属丝焊接或用焊锡、导电胶安装在由电极和发光膜构成的显示象点之间，并与各电极电连接。
所述的半导体芯片可以是至少一个晶体管或复杂的集成电路，一个芯片至少控制一个象点。
所述的半导体芯片与电极直接电连接，其内的每一个有源元件可驱动多个象点，以减少显示装置所需要的芯片数量。
所述的电极为氧化铟锡、铝膜、Cr/Cu/Cr、MgAg薄膜、银浆层或其他导电材料制成并分别被设置在两基板的内表面上。
所述的两基板为玻璃或塑料，二个基板中至少一个是透明的。另外，两基板至少一个是塑料基板，它可以是硬的或软的，如塑料薄膜，其材料可为聚脂、聚碳酸脂、PMMA、PES、有机玻璃。
如上所述的显示装置可制成单片的显示器；也可制成由多块拼接成的拼接式大屏幕有源电发光显示装置，所述的显示装置中的发光膜为至少一种发光色的，如由红、蓝、绿三色象点组成，构成单色、多色或全色显示器。
本发明的目的还可通过如下技术方案来完成，一种大屏幕有源显示装置，它包括至少一个第一基板，其内表面上至少有二个第一电极；一个第二基板，其内表面有至少一个第二电极，在二电极之间至少有一层电致发光层作为显示材料，二电极和电致发光层之间构成至少二个显示象点；至少有一个半导体芯片通过第二基板上的通孔被直接安装在第一基板内表面上各象点之间，并与各电极电连接；来自显示系统控制电路的电信号经芯片去控制各象点以显示图文和图象。
所述的半导体芯片可以是至少一个晶体管或复杂的集成电路，一个芯片至少控制一个由电极和电致发光层构成的显示象点。
所述的电极为氧化铟锡、铝膜、Cr/Cu/Cr、MgAg薄膜、银浆层或其他导电材料制成并分别被设置在两基板的内表面上。
所述的两基板为玻璃、陶瓷或塑料，二个基板中至少一个是透明的。两基板至少一个是塑料基板，它可以是硬的或软的，如塑料薄膜，其材料可为聚脂、聚碳酸脂、PMMA、PES、有机玻璃。
如上所述的显示装置可制成单片的显示器，也可制成由多块拼接成的拼接式大屏幕有源电致发光显示装置。
所述的显示装置中的电致发光层为至少一层有机或无机电致发光膜，无机材料可为薄膜或粉未电致发光。
所述的电致发光层为至少一种发光色，如由红、蓝、绿三色象点组成，构成单色，多色或全色显示装置。
本发明的目的还可通过如下技术方案来完成，一种大屏幕有源显示装置，它包括至少二个显示模块，每一模块包括至少一个第一基板，其内表面上至少有二个第一电极；一个第二基板，其内表面有至少一个第二电极，在二电极之间至少有一层显示材料，二电极和显示材料构成至少二个显示象点；至少有一个半导体芯片通过第二基板上的通孔被直接安装在第一基板内表面上象点之间，并与各电极电连接；至少有一个在第二基板上的通孔用于各模块之间以及和显示系统电路之间的电连接；来自显示系统控制电路的电信号经芯片去控制各象点以显示图文和图象。
所述的半导体芯片是用各向异性导电胶或膜或金属丝焊接或用焊锡、导电胶安装在由电极和显示材料构成的显示象点之间，并与各电极电连接。
所述的半导体芯片可以是至少一个晶体管或复杂的集成电路，一个芯片至少控制一个由电极和显示材料构成的显示象点。
所述的电极为氧化铟锡、铝膜、Cr/Cu/Cr、MgAg薄膜、银浆层或其他导电材料制成并分别被设置在两基板的内表面上。
所述的两基板为玻璃或塑料，二个基板中至少一个是透明的。两基板至少一个是塑料基板，它可以是硬的或软的，如塑料薄膜，其材料可为聚脂、聚碳酸脂、PMMA、PES、有机玻璃；当用塑料薄膜制成软的显示屏时，可在显示屏无电极处用激光束打孔，让塑料薄膜熔化形成牢固的“铆钉”，以形成很牢固的塑料薄膜液晶显示器。
所述的两基板为塑料板或薄膜，显示模块设置有封接边，且它用激光束切割让二基板材料熔化而形成，从而得到牢固且窄而均匀的密封墙，可用于制作高分辨率大屏幕显示器。
所述的显示器的显示材料可以是自发光材料，如有机或无机电发光膜，粉未或薄膜电致发光；也可以是被动式显示材料，如液晶。
如下图1为现有技术的芯片安装在基板外表面的液晶显示器的结构剖面示意图。
图2为现有技术的利用“流体自组装”技术的芯片在基板内表面上的显示器的结构剖面示意图。
图3为本发明的芯片经过第二基板上的通孔直径安装在第一基板内表面上显示象点之间的大屏幕有源显示装置的结构剖面示意图。
图4为本发明的大屏幕有源显示装置的全彩色显示器实施例的局部顶视图。
图5为本发明的大屏幕有源显示装置的液晶显示器的一个实施例的局部结构剖面示意图。
图6为本发明的大屏幕有源显示装置的液晶显示器的又一个实施例的局部结构剖面示意图。
图7为本发明的大屏幕有源显示装置的液晶显示器的又一个实施例的局部结构剖面示意图。
图8为本发明的大屏幕有源显示装置的有机电发光二极管(OLED)的一个实施例的局部结构剖面示意图。
图9为本发明的大屏幕有源显示装置的电致发光(EL)的实施例的局部结构剖面示意图。
图10a为本发明的大屏幕有源拼接式显示装置的的局部顶视图。
图10b为图10a的剖面结构示意图。
图11a为本发明的大屏幕有源有机或无机电致发光拼接式显示装置的局部顶视图。
图11b为图11a的剖面结构示意图。
下面将结合上述附图对本发明作详细的介绍图1为现有技术芯片安装在基板外表面上的液晶显示器(LCD)的结构剖面示意图。图中1和2为LCD的第一和第二基板，它们的内表面各一电极3和4，电极间为液晶材料层5；6和7为偏振片。有至少一个驱动用半导体芯片8被安装在第二基板的外表面上。芯片经过埋在第二基板内的细导电线9与电极4电连接，来自显示系统的电信号经芯片驱动LCD，以显示图象。
图2为现有技术的另一种安装半导体芯片的显示器的结构示意图。图中1和2为显示器二个基板，其内表面各有电极3和4。5为显示介质，例如液晶和发光材料。第二基板上一系列凹坑10a,10b为被腐蚀成台锥形的半导体芯片，芯片采用“流体自安装”技术放入凹坑10a，即把已制成台锥形芯片混入一种液体内，让此液体流经第二基板表面，由于芯片与凹坑有相同的形状，芯片流过凹坑时会自动进入凹坑，然后去掉液体及多余的芯片，再在此基板表面蒸镀铝薄膜，然后用光刻法制成电连接线11，使芯片10b与电极4相连，以构成一个显示器。
上述现有技术用现有成熟技术的高质量的半导体芯片代替现有技术的TFT，可得到更高质量的显示图象，而且成本低易制成大屏幕显示。但芯片和电极之间的电连接可靠性差，工艺复杂，图2所示的方法还难于修改，一个显示器有大量芯片，只要其中一个芯片的一个电接头开路或短路，整个显示器就报废。
本发明将芯片直接安装在第一基板的内表面上象点之间，并直接与电极连接，既保持了上述方法的优点，又克服了它们的缺点。
图3为本发明的大屏幕有源显示装置的一个实施例的结构示意图。图中12为第一基板，其内表面上有至少二个第一电极14,13为第二基板，其内表面上有至少一个第二电极15，并有至少一个供安装半导体芯片19的通孔20；在电极14和15之间有显示材料16；17为显示器的密封边；电极14,15和显示材料16构成至少二个显示象点25，半导体芯片19通过第二基板的通孔20被直接安装第一基极12的内表面上各象点之间，并与电极直接电连接，从而形成可靠的电连接，如果测试后发现问题，芯片还可以取下再装，从而可得到电连接可靠，成品率很高的大屏幕有源显示装置。芯片安装和测试通过后，在通孔20内可填入密封材料22。基板12和13的边上有电极引出线23a和23b，以连接显示系统；在基板边上也可以安装控制用的电路24。
所述芯片19的形状可为长方形，所述通孔20形状与芯片相近，以方便芯片进入通孔并使芯片的电接点与电极接点对准。
图3中所述的基板12和13可由玻璃、陶瓷或塑料制成，二个基板中至少一个是透明的；也可用塑料薄膜制成软的显示屏；所述塑料可以是聚脂(PET---Polyester)、聚碳酸脂(Polycarbonate)、PMMA、PES和有机玻璃等。
图3中所述的第一电极14和第二电极15可由氧化铟锡、氧化锡、导电有机薄膜、铝薄膜、Cr/Cu/Cr多层膜、银膜或其他导电材料制成。
图3中所述的显示介质可以是自发光的或不发光的被动式显示介质。例如有机发光膜(OLED或LEP)、电致发光材料(EL)、液晶(LCD)等。
图3中所示的象点25，可以是单色的，也可是多色的，例如由红、蓝、绿(R、G、B)三个象点构成一个象素。它们的排列，可以是X-Y矩阵式排列，以构成一个矩阵显示器，也可以是由字符、图文、符号等组合成的混合式显示器。
图3这所述的半导体芯片，每一芯片可以是至少有一个晶体管或复杂的集成电路，其材料可以是硅、锗、GaAsP、GaP、GaInAs等。
所述的半导体芯片内的每一个有源元件可驱动多个象点，以减少显示装置所需要的芯片数量。
所述芯片19的安装方法可用各向异性导电胶或膜21，也可用金属线(33)焊锡或导电胶等。
图4为本发明的大屏幕有源显示装置的全彩色矩阵显示器的实施例的局部顶视示意图。图4中12和13为第一和第二基板，17为显示器四周的密封边。25为显示器象点，图4所示为全彩色显示器。每一象素25a由红，蓝，绿三个象点组成，象素25a之间有用于提高显示图象反差的黑色矩阵(black-matrix)26，芯片19被安装在第一基板12内表面上象素25a之间，并位于第二基板的通孔20内，芯片安装和测试通过后，通孔20内可填入密封材料22，芯片经过第一基板内表面上的电连接线27与各象点的电极相连，同时芯片经过第一基板内表面上的电连接线23a与显示系统电路相连以输入各列的数据信号，或经过被安装在第一基板12边上的控制电路24a后与显示系统相连。23b为在第一基板内表面上的行扫描信号输入线，24b为行控制电路。来自显示系统控制电路的电信号经由控制电路24a,24b，电连接线23a、23b、及各芯片19去控制各象点25以显示图文和图象。
所述各象点25或象素25a的形状为“十”字形，使各象点和象素之间有较大的空间用以安装所述的芯片。
图4中所述的基板12和13可由玻璃、陶瓷或塑料制成，也可用塑料薄膜制成软的显示屏。当用塑料薄膜制成软的显示屏时，可在显示屏黑色矩阵处用激光束打孔，让塑料薄膜熔化形成牢固的“铆钉”，如图4中49所示，以形成很牢固的塑料薄膜液晶显示器。
图3所示的显示材料层16，可以是液晶，例如TN(扭曲向列型)、STN(超扭曲向列型)、PDLC(高分子材料分散型)、FLCD(铁电液晶)、GH(宾主液晶)、DS(动态散射)、HFE(混合场效应)等不同的液晶材料。图5为一个采用TN液晶的实施例。图5中12为第一基板，14为位于其内表面上的第一电极，13为第二基板，15为位于其内表面上的第二电极。电极14和15由氧化铟锡(ITO)和其它导电材料制成，28为位于二电极之间的TN液晶层，30为液晶层衬垫(spacer)，31为泸色片，29为在电极面上的趋向层(alignmentlayer)，26为黑色矩阵。二个偏振片32a和32b分别位于显示器的二面。芯片19通过第二基板上的通孔20直接安装在第一基板12的内表面上象点25之间，21为连接芯片19和电极14的各向异性导电胶或膜，使芯片与电极有可靠的电连接。18为通孔20的密封墙，芯片安装和测试通过后在通孔内可填入密封胶22。47为显示器的背光源。
来自显示系统控制电路的电信号经过芯片19去控制各象点25，改变液晶层的透光性，调制由背光源来的光以显示图象。
图5中的背光源47，也可以是一个反射板，或第二电极15本身就是一个反射电极，则无需背光源，以构成一个反射式的液晶显示器。
图5中第二电极15也可以是半透明、半反射的，从而构成一个透射反射二用的液晶显示器。
图6是本发明的大屏幕有源液晶显示装置的又一实施例的局部剖面示意图。其特征在于第二基板上的通孔20，在芯片19安装和测试通过后由密封材料22密封，而不用图5所示的密封墙18。密封材料22固化后再注入液晶材料28，从而可简化工艺和提高显示器分辨率。其它图6中所示数字所代表的意义与图5相同。
图7是本发明的大屏幕有源液晶显示器装置的又一实施例的局部结构剖面示意图。其特征在于芯片19先用胶21a固定在第一基板12的内表面上象点25之间，后用金属线33焊接使芯片19与电极14连接，相似于半导体集成电路芯片的焊接。13为第二基板，15为位于其内表面上的第二电极。16为位于二电极之间的液晶层，26为黑色矩阵。图7中14为在第一基板内表面上的透明电极，由ITO等制成，电极14可直接经焊接线33与芯片19相连，也可经过过渡导电层34，例如铝膜，后与焊接线33连接，在芯片19焊接并测试通过后，在通孔20内填入密封胶22。
图8为本发明的大屏幕有源有机发光(OLED或LEP)显示器的实施例的局部结构示意图。图8中显示材料35为至少一层有机发光膜，它位于第一基板12内表面上的至少二个透明电极14上。所述透明电极14可为ITO或其它导电材料制成。在有机发光膜35的顶部有第二电极36，由铝膜、Mg/Ag膜或其它导电材料制成。电极14、36和有机发光膜35构成至少二个象点25；26为黑色矩阵；各象点可构成一个矩阵显示器或字符图形的混合显示器。至少有一个芯片19被安装在各象点之间。来自显示系统控制电路的电信号经芯片和电极控制各象点的发光，以显示图文和图象。
图8中芯片19用各向异性导电胶或膜21固定并与电极14电连接，也可用其它方法如金属丝焊接(如图7中33所示)或用焊锡、导电胶等。
图8中22a为密封材料，此密封材料也可覆盖整个显示器。
图9是本发明的大屏幕有源电致发光显示器的实施例的局部结构示意图。图9中显示材料38为至少一层有机或无机电致发光膜，无机电致发光膜可以是薄膜或粉末发光材料，它位于第一基板12内表面上的至少二个第一电极14上，在发光膜38的顶部有第二电极39，所述电极14和39可为ITO、铝膜或其它导电材料制成。电极14、39和发光膜38构成至少二个象点25，各象点可构成一个矩阵显示器或字符图形的混合显示器。至少一个芯片19被安装在各象点之间。来自显示系统控制电路的电信号经芯片和电极控制各象点的发光，以显示图文和图象。
芯片19用各向异性导电胶或膜21固定并与电极14电连接，也可用其它方法如金属丝焊接(如图7中33所示)或用焊锡、导电胶等。
在芯片19安装并测试通过后，第二基板41用密封胶22a把整个显示器密封。基板12和41可由玻璃、陶瓷或塑料制成。
本发明的大屏幕有源显示装置，可以制成单片显示屏，也可以制成拼接式显示屏，即一个显示屏包括有至少二个拼接式的显示模块。图10a为一个用液晶作显示材料的显示模块的局部顶视图，图10b为它沿A-A的剖面示意图。图中所示为一全色矩阵显示模块的例子。25为象点，红、蓝、绿三个象点构成一个象素25a，每一模块有n列(图中C1,C2……Cn)和m行(图中R1,R2……Rm)象素。各象素25a之间有芯片19，27为芯片与电极14之间的电连接线。第二基板上有至少一个通孔20用于安装至少一个芯片19；至少一个通孔42则用于模块之间和模块与显示系统控制电路之间的电连接。连接线48为列信号线，44为行信号线，它们位于第一基板内表面上，连接线44和48经过各通孔42和导电体43与其它模块及显示系统控制电路相连；第二电极15也用与43相似的方法与控制电路相连的电连接线。通孔42与导电体43的形状相近，以方便导电体43进入通孔和对准；43也可以是导电胶，如银浆，直接与电极44相连。46为液晶材料的注入孔。图10a和10b中其它数字所代表的意义与图5相同。其中17为显示模块的密封墙。当二个基板12和13都用塑料或塑料薄膜时，显示器的密封墙17可由激光束切割显示器时熔化基板而形成，所形成的密封墙不仅牢固，而且可很窄很均匀，可提高显示器机械强度和用于制造高分辨率显示器；在显示器黑色矩阵处还可用激光束打孔，形成“铆钉”，如图10a中49所示，提高显示器机械强度。
图11a和11b则为用有机或无机电致发光材料作显示材料的拼接式显示器的一个模块的实施例的示意图。图11a中的数字和字母代表的意义与图10a中的相同。图11b为图11a沿B-B的剖面示意图；图11b中显示材料38为至少一层有机或无机电致发光膜，无机电致发光膜可以是薄膜或粉末发光材料，它位于第一基板12内表面上的至少二个第一电极14上，象素25a由红、蓝、绿三色的发光膜38构成；26为黑色矩阵；31为泸色片；至少一个芯片19安装在象素之间20a；至少一个象素之间42a用于模块之间和模块与显示系统控制电路之间的电连接，如图中43和45所示。芯片19用各向异性导电胶或膜21固定在第一基板12内表面上并与电极14电连接，也可用其它方法如金属丝焊接(如图7中33所示)或用焊锡连接。在芯片19安装并测试通过后，第二基板41用密封胶22a把整个显示器密封。
本发明与现有技术相比，具有如下特点一，半导体芯片直接与电极电连接，可靠性高；二，可制造屏幕很大的全色有源显示屏，例如大屏幕壁挂电视；三，芯片安装和测试后若有缺陷，可取下重装，成品率高；四，一个芯片可控制多个象素；五，可用于制造液晶，OLED,EL等多种大屏幕有源显示屏；六，成本低。
权利要求
1.一种大屏幕有源显示装置，其特征在于它包括至少一个第一基板(12)，其内表面上至少有一个第一电极(14)；一个第二基板(13)，其内表面有至少一个第二电极(15)，在电极(14)和电极(15)之间至少有一层显示材料(16)，电极(14、15)和显示材料(16)构成至少二个显示象点(25)；至少有一个半导体芯片(19)通过第二基板(13)上的通孔被直接安装在象点之间，并与各电极电连接；来自显示系统控制电路的电信号经芯片(19)去控制各象点(25)以显示图文和图象。
2.如权利要求1所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的半导体芯片(19)是用各向异性导电胶或膜(21)安装在由电极和显示材料构成的显示象点之间，并与各电极电连接，所述的显示材料(16)可以是自发光材料，如有机发光二极管(OLED)、有机发光膜(OLP)和电致发光(EL)；也可以是被动式显示材料，如液晶。
3.如权利要求2所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的半导体芯片(19)可以是至少一个晶体管或复杂的集成电路，一个芯片(19)与电极直接电连接并至少控制一个象点。
4.如权利要求3所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的芯片(19)的形状可为长方形，所述第二基板上的通孔(20)的形状与芯片(19)相近，以方便芯片进入通孔并使芯片的电接点与电极接点对准。
5.如权利要求4所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的电极(14、15)为氧化铟锡、铝膜、Cr/Cu/Cr、MgAg薄膜、银浆层或其他导电材料制成并分别被设置在两基板的内表面上。
6.如权利要求5所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的两基板(12、13)为玻璃、陶瓷或塑料，二个基板中至少一个是透明的。
7.如权利要求6所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的两基板(12、13)至少一个是塑料基板，它可以是硬的或软的，其材料可为聚脂、聚碳酸脂、PMMA、PES、有机玻璃。
8.如权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的由电极和显示材料构成的显示象点(25)，可排列成X-Y矩阵形，以构成矩阵显示器；也可以由红、蓝、绿三个象点组成一个象素构成全彩色矩阵显示器；也可以由一些单色或多色的字符，图形组合成混合式显示器。
9.如权利要求8所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的各象点和象素的形状为“十”字形，使各象点和象素之间有较大的空间用以安装所述的芯片。
10.一种大屏幕有源显示装置，其特征在于它包括至少一个第一基板(12)，其内表面上至少有二个第一电极(14)；一个第二基板(13)，其内表面有至少一个第二电极(15)，在电极(14)和电极(15)之间至少有一层液晶层(28)作为显示材料，电极(14、15)和液晶(28)构成至少二个显示象点(25)；至少有一个半导体芯片通过第二基板(13)上的通孔(20)被直接安装在第一基板内表面上各象点之间，并与各电极电连接；来自显示系统控制电路的电信号经芯片(19)去控制各象点(25)以显示图文和图象。
11.如权利要求10所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的半导体芯片(19)是用各向异性导电胶或膜(21)或金属丝焊接或用焊锡、导电胶安装在由电极和显示材料构成的显示象点之间，并与各电极电连接。
12.如权利要求11所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的半导体芯片(19)可以是至少一个晶体管或复杂的集成电路，一个芯片(19)至少控制一个象点。
13.如权利要求12所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的半导体芯片(19)与电极直接电连接，其内的每一个有源元件可驱动多个象点，以减少显示装置所需要的芯片数量。
14.如权利要求13所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的电极(14、15)为氧化铟锡、铝膜、Cr/Cu/Cr、MgAg薄膜、银浆层或其他导电材料制成并分别被设置在两基板的内表面上。
15.如权利要求14所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的两基板(12、13)为玻璃或塑料，二个基板中至少一个是透明的。
16.如权利要求15所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的两基板(12、13)至少一个是塑料基板，它可以是硬的或软的，如塑料薄膜，其材料可为聚脂、聚碳酸脂、PMMA、PES、有机玻璃；当用塑料薄膜制成软的显示屏时，可在显示屏无电极处用激光束打孔，让塑料薄膜熔化形成牢固的“铆钉”(49)，以形成很牢固的塑料薄膜液晶显示器。
17.如权利要求10或11或12或13或14或15或16所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的显示装置为一全彩色液晶显示装置，液晶材料(28)为TN液晶，液晶层内有利垫(30)电极(14、15)表面有趋向层(29)，电极内表面上还有滤色片层(31)和黑色矩阵(26)，二个基板(12、13)外表面上有偏振片(32a、32b)，第二基板外有背照明光源(47)，从而构成一个透射式的全彩色大屏幕有源液晶显示器。
18.如权利要求17所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的至少一层液晶显示材料还可以是其他液晶，如TN(扭曲向列型)、STN(超扭曲向列型)、PDLC(高分子材料分散型)、FLCD(铁电液晶)GH(宾主液晶)、DS(动态散射)、HFE(混合场效应)等不同的液晶材料。
19.如权利要求17或18所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的第二基板外有一反射板，或电极(15)本身就是一个反射式电极，从而构成一个反射式大屏幕有效液晶显示。
20.如权利要求19所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的第二电极(15)是半透明、半反射的，从而构成一个透射、反射二用的液晶显示器。
21.一种大屏幕有源显示装置，其特征在于它包括至少一个第一基板(12)，其内表面上至少有二个第一电极(14)；电极(14)上至少有一层有机电发光膜(35)，发光膜顶面有至少一个第二电极(15)，且第二电极(15)位于第二基板(13)的内表面；在电极(14、15)和发光膜(35)构成至少二个显示象点(25)；至少有一个半导体芯片通过第二基板(13)上的通孔(20)被直接安装在第一基板内表面上各象点之间，并与各电极电连接；来自显示系统控制电路的电信号经芯片(19)去控制各象点(25)以显示图文和图象。
22.如权利要求21所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的半导体芯片(19)是用各向异性导电胶或膜(21)或金属丝焊接或用焊锡、导电胶安装在由电极和发光膜构成的显示象点之间，并与各电极电连接。
23.如权利要求22所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的半导体芯片(19)可以是至少一个晶体管或复杂的集成电路，一个芯片(19)至少控制一个象点。
24.如权利要求23所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的半导体芯片(19)与电极直接电连接，其内的每一个有源元件可驱动多个象点，以减少显示装置所需要的芯片数量。
25.如权利要求24所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的电极(14、15)为氧化铟锡、铝膜、Cr/Cu/Cr、MgAg薄膜、银浆层或其他导电材料制成并分别被设置在两基板的内表面上。
26.如权利要求25所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的两基板(12、13)为玻璃或塑料，二个基板中至少一个是透明的。
27.如权利要求26所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的两基板(12、13)至少一个是塑料基板，它可以是硬的或软的，如塑料薄膜，其材料可为聚脂、聚碳酸脂、PMMA、PES、有机玻璃。
28.如权利要求21或22或23或24或25或26或27所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的显示装置可制成单片的显示器；也可制成由多块拼接成的拼接式大屏幕有源电发光显示装置，
29.如权利要求28所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的显示装置中的发光膜(35)为至少一种发光色的，如由红、蓝、绿三色象点组成，构成单色、多色或全色显示器。
30.一种大屏幕有源显示装置，其特征在于它包括至少一个第一基板(12)，其内表面上至少有二个第一电极(14)；一个第二基板(13)，其内表面有至少一个第二电极(15)，在电极(14)和电极(15)之间至少有一层电致发光层(35)作为显示材料，电极(14、15)和电致发光层(35)构成至少二个显示象点(25)；至少有一个半导体芯片通过第二基板(13)上的通孔(20)被直接安装在第一基板内表面上各象点之间，并与各电极电连接；来自显示系统控制电路的电信号经芯片(19)去控制各象点(25)以显示图文和图象。
31.如权利要求30所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的半导体芯片(19)可以是至少一个晶体管或复杂的集成电路，一个芯片(19)至少控制一个由电极和电致发光层构成的显示象点。
32.如权利要求31所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的电极(14、15)为氧化铟锡、铝膜、Cr/Cu/Cr、MgAg薄膜、银浆层或其他导电材料制成并分别被设置在两基板的内表面上。
33.如权利要求32所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的两基板(12、13)为玻璃、陶瓷或塑料，二个基板中至少一个是透明的。
34.如权利要求33所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的两基板(12、13)至少一个是塑料基板，它可以是硬的或软的，如塑料薄膜，其材料可为聚脂、聚碳酸脂、PMMA、PES、有机玻璃。
35.如权利要求30或31或32或33或34所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的显示装置可制成单片的显示器，也可制成由多块拼接成的拼接式大屏幕有源电致发光显示装置。
36.如权利要求35所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的显示装置中的电致发光层(38)为至少一层有机或无机电致发光膜，无机材料可为薄膜或粉未电致发光。
37.如权利要求36所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的电致发光层(38)为至少一种发光色，如由红、蓝、绿三色象点组成，构成单色，多色或全色显示装置。
38.一种大屏幕有源显示装置，其特征在于它包括至少二个显示模块，每一模块包括至少一个第一基板(12)，其内表面上至少有二个第一电极(14)；一个第二基板(13)，其内表面有至少一个第二电极(15)，在电极(14)和电极(15)之间至少有一层显示材料(16)，电极(14、15)和显示材料(16)构成至少二个显示象点(25)；至少有一个半导体芯片通过第二基板(13)上的通孔(20)被直接安装在第一基板内表面上象点之间，并与各电极电连接；至少有一个在第二基板(13)上的通孔(42)用于各模块之间以及和显示系统电路之间的电连接；来自显示系统控制电路的电信号经芯片(19)去控制各象点(25)以显示图文和图象。
39.如权利要求38所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的半导体芯片(19)是用各向异性导电胶或膜(21)或金属丝焊接或用焊锡、导电胶安装在由电极和显示材料构成的显示象点之间，并与各电极电连接。
40.如权利要求39所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的半导体芯片(19)可以是至少一个晶体管或复杂的集成电路，一个芯片(19)至少控制一个由电极和显示材料构成的显示象点。
41.如权利要求40所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的电极(14、15)为氧化铟锡、铝膜、Cr/Cu/Cr、MgAg薄膜、银浆层或其他导电材料制成并分别被设置在两基板的内表面上。
42.如权利要求41所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的两基板(12、13)为玻璃或塑料，二个基板中至少一个是透明的。
43.如权利要求42所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的两基板(12、13)至少一个是塑料基板，它可以是硬的或软的，如塑料薄膜，其材料可为聚脂、聚碳酸脂、PMMA、PES、有机玻璃；当用塑料薄膜制成软的显示屏时，可在显示屏无电极处用激光束打孔，让塑料薄膜熔化形成牢固的“铆钉”(49)，以形成很牢固的塑料薄膜液晶显示器。
44.如权利要求43所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的两基板为塑料板或薄膜，显示模块设置有封接边(17)，且它用激光束切割让二基板材料熔化而形成，从而得到牢同且窄而均匀的密封墙，可用于制作高分辨率大屏幕显示器。
45.如权利要求44所述的大屏幕有源显示装置，其特征在于所述的显示器的显示材料可以是自发光材料，如有机或无机电发光膜，粉未或薄膜电致发光；也可以是被动式显示材料，如液晶。
全文摘要
一种大屏幕有源显示器,其驱动各象素或象点的有源半导体芯片被用各向异性导电胶通过第二基板上的至少一个通孔直接安装在显示器第一基板内表面上各象素之间,芯片与显示器电极形成可靠的电连接。芯片可以是至少一个晶体管或复杂的集成电路,一个芯片至少控制一个象点;可制成单片式或拼接式的大屏幕显示器。本发明可用于制造液晶,有机发光二极管和电致发光等大屏幕有源显示器,也可用于显示单色、多色和全色图文和图象。
文档编号G09F9/00GK1314669SQ00114928
公开日2001年9月26日 申请日期2000年3月16日 优先权日2000年3月16日
发明者葛世潮 申请人:葛世潮