专利名称：固态发光显示器及其制法的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种显示器及其制法，特别是关于一种应用平面显示技术的固态发光显示器(Solid-state Light Display)及其制法。
背景技术：
为了满足视觉的需求与容纳更多信息，人们对显示器的尺寸与分辨率要求愈来愈高，使得平面显示器成为电子产品中的重要部分。然而，显示器体积缩减的特性已不能满足今后显示器市场的需求，因此目前的平面显示技术已向低成本、低耗电、高画质、数字化、轻便化、可挠曲化(例如软性显示器)及彩色化等方向发展，可更广泛应用在视频、信息、通信、家电及消费性等产业。
近年来，诸如液晶显示器、电浆显示器、有机发光二极管(OrganicLight Emitting Diode，OLED)显示器以及场发射显示器(FED)等平面显示器不论在制程技术、显示特性以及大尺寸化方面的发展均有长足的进步。
以非自发光的液晶显示器来说，液晶显示器具有色彩饱和度低(约70％NTCS)、反应时间长(约16ms)、可视角窄、分辨率高、耗电(背光使用率低于6％)以及液晶材料需密封且挠性化困难等特性。故而这种现有显示器在高色彩饱和度、较短的反应时间、环保省能以及轻薄可挠等技术需求趋势上，正逐渐面临各类型显示器规格的挑战。
就自发光的显示器而言，电浆显示器具有色彩饱和度中等(约80％NTCS)、反应时间短(短于1ms)、等向发光而视角广、分辨率低、耗电量大以及需真空封装而挠性化困难等特性；OLED显示器具有色彩饱和度高(约100％NTCS)、反应时间短(短于1ms)、等向发光而视角广、分辨率高、省电、挠性化可行以及OLED发光层需密封保护等特性；场发射显示器则具有色彩饱和度中等(约80％NTCS)、反应时间短(短于1ms)、等向发光而视角广、分辨率高、省电以及需真空封装而挠性化困难等特性；由此可知，发展中的自发光的显示器也无法满足各方面显示的需求。
同时，相关专利技术则例如有美国专利第5,184,114号、第5,893,721号以及第6,849,877B2号等技术。
举例来说，美国专利第5,184,114号案提出一种发光二极管(LightEmitting Display，LED)全彩显示器。该专利主要是使用LED灯/LED模块作为发光元件以及印刷电路板作为基板，以组件粘着技术为主要制程，发光均匀性令LED模块可在挑选后进行组装；目前此专利相关显示器的影像线距最小3毫米(mm)，且不具有可挠性。因此这种现有技术不仅分辨率较差，也无法应用在需要挠曲的产品，仅适用于高单价的大型全彩显示器应用，如室外型电视墙。
美国专利第5,893,721号案提出一种LED阵列显示器。该专利主要是使用LED晶圆用微影、蚀刻、沉积为主要制程制作出LED阵列与集成电路，成为一种主动型LED阵列显示器；该技术的发光均匀性是令LED阵列从同一个LED晶圆制作而成，以至每一个像素的发光效率不同，即使影像线距为20至40微米，这种现有技术的画质仍差强人意；再者，因LED阵列制程复杂且成本过高，更无法应用在需要挠曲的产品上，使得这种现有技术应用发展受限。
美国专利第6,849,877B2号案则提出一种发光显示器的制作。该专利主要是使用OLED作为发光元件以及塑料板作为基板，用图案化沉积为主要制程，制作出影像线距为100至200微米的主/被动显示系统，而且具可挠性；该技术的发光均匀性是令OLED阵列利用溅镀制作而成，并无法置换，且使用不能导电的塑料作为基板会产生静电问题。因此这种现有技术无法视需要置换发光元件，使用塑料基板除了有静电问题之外，也不利于显示器中发光元件的散热。
由上可知，目前并没有可满足各方面显示需求特性的显示技术。因此，如何用高效能的发光元件提供优异的发光效率以及反应时间，并简化封装制程以同时提高显示器的可靠性以及寿命，解决上述现有技术引发的各种问题，并能提供兼具高画质、环保省能以及轻薄可挠的显示技术，实为亟待探讨的课题。
发明内容
为克服上所述现有技术的缺点，本发明的主要目的是提供一种兼具高画质、环保省能以及轻薄可挠的固态发光显示器及其制法。
本发明的另一目的是提供一种具有优异发光效率以及反应时间等光电效应的固态发光显示器及其制法。
本发明的再一目的是提供一种具有简化封装制程并同时提高显示器可靠性以及寿命的固态发光显示器及其制法。
本发明的又一目的是提供一种显示器的发光元件具有较好散热途径的固态发光显示器及其制法。
本发明的又另一目的是提供一种使用金属基板能够消除静电问题的固态发光显示器及其制法，。
为达到上述目的以及其它目的，本发明提供一种固态发光显示器及其制法，该固态发光显示器至少包括一已形成导电线路的金属板以及多个发光微晶粒，设在该金属板表面并与该导电线路电性连接。
该固态发光显示器的制法则至少包括抛光磨平一金属板；在该金属板上设置一绝缘层；在该绝缘层上设置一导电线路层；去除该金属板组装发光微晶粒处的绝缘层；以及在该金属板表面设置多个发光微晶粒并与该导电线路电性连接。
其中，在该金属板表面设置多个发光微晶粒并与该导电线路电性连接的步骤中，包括在该导电线路以及发光微晶粒上端设置导电连接装置作电性连接，其中还包括在该导电线路、发光微晶粒以及导电连接装置上设置一保护层，或者也可在该导电线路、发光微晶粒以及导电连接装置上设置一保护层以及一设在该保护层上的聚光层。
该金属板可这是不可挠或可挠的薄板。其中，该金属板可以九选自包括不锈钢及铝合金组成的组合中的一种，该不锈钢的编号较佳是304、316及430中的一种，该铝合金的编号较佳是2系列至6系列中的一种，且该金属板的厚度可选择在500微米以下。
该导电线路至少包括多个电性连接垫以及多个集成电路(IntegralCircuit，IC)组件，其中，该集成电路组件是选自包括主动组件、被动组件及薄膜晶体管(TFT)组件所组成的组合中的一种。该金属板与该导电线路之间还设有一绝缘层，其中，该绝缘层较佳是二氧化硅的绝缘层，其厚度小于10微米。
在一个较佳实施形态中，该发光微晶粒可由不同以及相同颜色的发光二极管组合而成。在另一个较佳实施形态中，该发光微晶粒可由相同颜色的发光二极管组合而成，其中，该发光微晶粒可选择为紫外线光发光二极管或其它适当组件，且该发光微晶粒可分别由覆盖不同以及相同颜色的萤光粉层组装而成。较佳地，该发光微晶粒可为由磊晶制程制得的发光二极管晶圆借由微晶粒制程所制得的结构。
在一个较佳实施形态中，本发明的固态发光显示器还可包括设置包覆该发光微晶粒以及该导电线路的保护层；即在该导电线路、发光微晶粒以及导电连接装置上设置一保护层。其中，该保护层是呈矩形或波浪状的微结构，且该保护层可这选择为可透光材料制成的结构。得另一个较佳实施形态中，则本发明的固态发光显示器还可包括设置包覆该发光微晶粒以及该导电线路的保护层以及设在该保护层上的聚光层，即在该导电线路、发光微晶粒以及导电连接装置上设置一保护层以及一设在该保护层上的聚光层。其中，该保护层以及该聚光层是呈矩形或波浪状的微结构，且该保护层以及该聚光层均可选择为可透光材料制成的结构。
与现有技术相比，本发明的固态发光显示器及其制法是选用具有耐热性以及散热性的金属板，不仅兼容于高温制程以简化在金属板上形成导电线路的薄膜制程，且同时提供固态的发光微晶粒最佳的散热途径与接地效果。同时，本发明以高效能而微小的固态发光微晶粒作为发光元件，除了可改善现有技术的得环保节能以及轻薄可挠等方面的不足，更能提供色彩饱和度高(约100％NTCS)、反应时间短(短于1ms)、等向发光而视角广、分辨率高以及稳定性高等效果。借此，便可解决现有技术无法兼顾低成本、低耗电、高画质、数字化、轻便化、可挠曲化及彩色化等发展的缺失，更无应用上的规格极限。
本发明的固态发光显示器及其制法兼具高画质、环保节能以及轻薄可挠的特性，可在提供优异的发光效率以及反应时间等光电效应的同时，达到兼具简化封装制程、提高显示器的可靠性与寿命以及令显示器的发光元件具有较佳散热途径的效果，并消除了现有技术中塑料基板的静电问题，借此解决现有技术的种种缺失，且更有利于提高装置的产业利用价值。
图1是显示本发明的实施例1的示意图；
图2A以及图2B是制作图1发光微晶粒的制程示意图；图3A以及图3B显示在图1的结构上形成保护层的示意图；以及图4是显示本发明的实施例2的示意图。
具体实施例方式
实施例1图1至图3B是依照本发明的固态发光显示器及其制法实施例1绘制的。如图1所示，本实施例1的固态发光显示器至少包括一金属板1以及多个发光微晶粒3。
该金属板1较佳是可挠的薄板，其厚度例如可以是在500微米以下，但并非以此为限，例如也可以是不可挠的薄板。其中，该金属板1可选择诸如编号为304、316、430的不锈钢、2系列至6系列的铝合金或其它适当的金属制成的板件，且已在该金属板1上形成导电线路11。在本实施例中，可选择以现有集成电路制程或其它适当制程形成该导电线路11，令该导电线路11包括多个电性连接垫111以及多个集成电路(IC)组件113。为使附图更为简洁易懂，在附图中仅显示局部该金属板1及其导电线路11。该电性连接垫111可以例如是金制成的焊垫，该集成电路组件113则可例如是主动组件、被动组件、薄膜晶体管(TFT)或其它适当组件，但均非以此限。同时，该金属板1在形成该导电线路11之前可先进行诸如接触式或非接触式等抛光平坦化制程，使该金属板1的表面保持平整。此外，该金属板1与该导电线路11之间还可设有一诸如二氧化硅的绝缘层13，可避免该金属板1与该导电线路11接触而短路，该绝缘层13的厚度例如小于10微米。
该发光微晶粒3是设在该金属板1表面并设置导电连接装置14与该导电线路11电性连接；在该金属板1装设该发光微晶粒3之前，先将该金属板1设置该发光微晶粒3之处的绝缘层13去除，使得该发光微晶粒3可与该金属板1接触而导电。在本实施例中，该发光微晶粒3可以由磊晶制程制得的发光二极管晶圆借由例如微晶粒制程所制得。微晶粒制程是如图2A所示，可采用现有的磊晶制程制得的发光二极管晶圆借由如干式蚀刻技术，在磊晶用基板10上形成例如包括多个作为发光微晶粒的发光二极管的磊晶层101，在移除该磊晶用基板10将该磊晶层101分开，便形成如图2B所示的一颗颗微小的裸晶结构，即发光微晶粒3。此时，可采用诸如单一组件的取放组装、平行组装的自组装技术或其它适当的组装技术将发光微晶粒3组装在已形成有导电线路11的金属板1上，并完成电性连接。也就是本实施例的固态发光显示器的制法至少包括提供一已形成导电线路11的金属板1以及设置多发光微晶粒3在该金属板1表面并与该导电线路11电性连接。其中，在提供一已形成导电线路11的金属板1的步骤中，包括抛光磨平一金属板、在该金属板上设置一绝缘层、在该绝缘层上设置一导电线路层以及去除该金属板组装发光微晶粒处的绝缘层。在该设置多个发光微晶粒在该金属板表面并与该导电线路电性连接的步骤中，则包括在该导电线路以及发光微晶粒上端设置导电连接装置作为电性连接，其中，还包括在该导电线路、发光微晶粒以及导电连接装置上设置一保护层，或者也可在该导电线路、发光微晶粒以及导电连接装置上设置一保护层以及一设在该保护层上的聚光层。
由于上述集成电路制程、平坦化制程、自组装技术、磊晶制程以及微晶粒制程等均是现有技术，故于此不再为文赘述，且本发明的制程并非以本实施例中所述者为限，可有不同的变化。
在本实施例中，该发光微晶粒3可选择由不同及相同颜色的发光二极管组合而成，例如多为红(R)、绿(G)、蓝(B)等颜色的发光二极管组合而成，且本发明的固态发光显示器还可包括一保护层。如图3A所示，是一设置包覆该发光微晶粒3以及该导电线路11的保护层15，该保护层15是呈如矩形的微结构；当然，由于该发光微晶粒3在大气中的稳定度较好，故该保护层15只要可保护表面即可，并不需要像现有技术那样做到密封或真空的程度，只要可保护该发光微晶粒3并可令光线通过者即可。较佳地，在另一个实施形态中，如图3B所示，该保护层15是呈例如波浪状或其它可聚光的微结构，且该保护层15可选择为可透光材料制成的结构，以在提供例如包括保护该发光微晶粒3以及该导电线路11表面的同时兼具聚光的效果，但并非以此限制本发明。当然，在其它实施形态中，本发明的固态发光显示器还可包括设置包覆该发光微晶粒3以及该导电线路11的保护层15以及设在该保护层15上的聚光层(未标出)，其中，该保护层15以及该聚光层均可以是呈波浪状的微结构，且该保护层15以及该聚光层均可选择可透光材料制成的结构，以分别提供例如包括保护该发光微晶粒3与该导电线路11表面以及聚光的效果。
与现有技术不同的是，本实施例1中是使用该金属板1作为基板，该金属板1除了具有导电性，可作为主动型基板的共享电极并可避免显示器在使用与制程期间产生的静电问题之外，金属的耐热性更可兼容在高温IC制程中，简化导电线路中诸如主动组件的薄膜制程，金属表面具有良好的光反射特性，可将发光元件的发光微晶粒3产生的光线反射向使用者的方向，提高了显示亮度，且在操作时产生的热量可借由金属特有的高热传导系数进行逸散，解决了发光元件最棘手的散热问题。同时，本实施例1中是使用诸如裸晶结构的发光二极管的发光微晶粒3作为固态发光元件，借由例如现有的磊晶制程以及微晶粒制程制得的发光微晶粒3，可提供100至200微米的影像线距以及固态光源的高效能，不仅可提供优异的发光效率以及反应时间，且因为体积相当小，即使挠曲该金属板1也不会改变该发光微晶粒3位于该金属板1表面的平面位置或使该发光微晶粒3掉落，固态发光二极管在大气中的稳定性可简化本发明的固态发光显示器的封装制程，并同时提高显示器的可靠性以及寿命。
因此，与现有技术相比，本发明的固态发光显示器及其制法可利用固态发光二极管提供节能的高光电转换效率的自发光源，提供广色域的高色彩饱和度的显示器品质。而且，除了拥有反应时间短以及广视角的特性外，固态发光显示器在大气中的稳定性可简化显示器的封装制程并提高显示器的可靠性以及寿命。同时，由于本发明的设计是用金属板作为基板，这种相当薄的金属板除了可制造出高效能的薄膜化二极管并消除静电之外，更可提供诸如发光二极管的发光微晶粒最佳的散热途径，故可大幅提高显示器的发光效率以及显示品质，借此解决现有技术无法满足各方面显示需求特性的种种问题。
因此本发明提供了一种兼具高画质、环保省能以及轻薄可挠的固态发光显示器及其制法，除了具备优异的发光效率以及反应时间等光电效应之外，更可简化封装制程以同时提高显示器的可靠性以及寿命，令显示器中的发光元件具有较佳的散热途径，更无静电问题，能应用在需要挠曲的产品上，进一步提高了产业利用价值。
实施例2
图4是依照本发明的固态发光显示器及其制法的实施例2绘制的。其中，与实施例1相同或近似的组件是以相同或近似的组件符号表示，并省略详细的叙述，使本案的说明更清楚易懂。
实施例2与实施例1最大不同之处在于实施例1的发光微晶粒是由不同及相同颜色的发光二极管组合而成的，实施例2的发光微晶粒则是由相同颜色的发光二极管组合而成的。
如图4所示，该固态发光显示器包括一已形成导电线路11的金属板1、设在该金属板1表面并与该导电线路11电性连接的多个发光微晶粒3以及至少分别覆盖该发光微晶粒3的萤光粉层17。在本实施例2中，该发光微晶粒3可选择例如紫外线光发光二极管或其它适当组件，且是可分别由覆盖不同以及相同颜色的萤光粉到该发光微晶粒3以及局部的导电线路11，从而形成该萤光粉层17。应注意的是，该萤光粉层17可分别为多红(R)、绿(G)、蓝(B)等相同及不同颜色的组合所组装而成的，借由该发光微晶粒3激发该萤光粉层17产生三原色，以制作出全彩效果，但并非以此限制本发明。
由此可知，本发明除了可采用直接产生三原色的自发光之外，也可以利用例如紫外线光发光二极管的紫外线光激发萤光粉层产生三原色，而且能提供广色域的高色彩饱和度的显示品质。
综上所述，本发明的固态发光显示器及其制法是一种兼具高画质、环保省能以及轻薄可挠的显示技术，以高效能的固态发光微晶粒作为显示器单一画素的光电组件，除了提供极佳的发光效率以及拥有自发光显示器的反应时间短与广视角特性之外，并可借由固态的发光微晶粒在大气中的稳定性，简化了显示器的封装制程同时提高显示器的可靠性及寿命，且应用金属板更可发挥固态发光微晶粒的高效能以及提供最佳的散热途径，能大幅提高显示器的发光效率以及显示品质。因此本发明可解决现有技术的种种缺失，且本发明实具设计弹性，可有效提高产业利用价值。
权利要求
1.一种固态发光显示器，其特征在于，该固态发光显示器至少包括一已形成导电线路的金属板；以及多个发光微晶粒，设在该金属板表面并与该导电线路电性连接。
2.如权利要求1所述的固态发光显示器，其特征在于，该金属板是不可挠或可挠的薄板。
3.如权利要求1所述的固态发光显示器，其特征在于，该金属板是选自包括不锈钢及铝合金组成的组合中的一种。
4.如权利要求1所述的固态发光显示器，其特征在于，该导电线路至少包括多个电性连接垫以及多个集成电路组件。
5.如权利要求4所述的固态发光显示器，其特征在于，该集成电路组件是选自包括主动组件、被动组件及薄膜晶体管组件所组成的组合中的一种。
6.如权利要求1所述的固态发光显示器，其特征在于，该金属板与该导电线路之间还设有一绝缘层。
7.如权利要求1所述的固态发光显示器，其特征在于，该发光微晶粒是由不同以及相同颜色的发光二极管组合而成。
8.如权利要求1所述的固态发光显示器，其特征在于，该发光微晶粒是由相同颜色的发光二极管组合而成。
9.如权利要求1所述的固态发光显示器，其特征在于，该发光微晶粒是紫外线光发光二极管。
10.如权利要求1所述的固态发光显示器，其特征在于，该固态发光显示器还包括包覆该发光微晶粒以及该导电线路的可透光保护层。
11.如权利要求1所述的固态发光显示器，其特征在于，该固态发光显示器还包括一包覆该发光微晶粒以及该导电线路的可透光保护层以及一设在该保护层上的聚光层。
12.如权利要求1所述的固态发光显示器，其特征在于，该发光微晶粒分别由覆盖不同以及相同颜色的萤光粉层组装而成。
13.一种固态发光显示器的制法，其特征在于，该制法至少包括抛光磨平一金属板；在该金属板上设置一绝缘层；在该绝缘层上设置一导电线路层；去除该金属板组装发光微晶粒处的绝缘层；以及在该金属板表面设置多个发光微晶粒并与该导电线路电性连接。
14.如权利要求13所述的制法，其特征在于，该发光微晶粒是由磊晶制程制得的发光二极管晶圆借由微晶粒制程制得的结构。
15.如权利要求13所述的制法，其特征在于，在该金属板表面设置多个发光微晶粒并与该导电线路电性连接的步骤中包括在该导电线路以及发光微晶粒上端设置导电连接装置作电性连接。
16.如权利要求15所述的制法，其特征在于，该制法还包括在该导电线路、发光微晶粒以及导电连接装置上设置一可透光保护层。
全文摘要
一种固态发光显示器及其制法，该固态发光显示器至少包括一已形成导电线路的金属板以及多个发光微晶粒，设在该金属板表面并与该导电线路电性连接；本发明的固态发光显示器及其制法兼具高画质、环保节能以及轻薄可挠的特性，可在提供优异的发光效率以及反应时间等光电效应的同时，达到兼具简化封装制程、提高显示器的可靠性与寿命以及令显示器的发光元件具有较佳散热途径的效果，并消除了现有技术中塑料基板的静电问题，借此解决现有技术的种种缺失，且更有利于提高装置的产业利用价值。
文档编号G09F9/30GK1870078SQ2005100730
公开日2006年11月29日 申请日期2005年5月27日 优先权日2005年5月27日
发明者洪嘉宏, 张加强, 林春宏 申请人:财团法人工业技术研究院