(57)【要約】【課題】可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュールを提供する。【解決手段】本発明は、可撓性基板と、基板保護層と、格子整合層と、複数個の発光構造と、透明導電基板と、光色変換層とから構成される。本発明は、特別に前記光色変換層に、複数個の赤色光変換ユニットと、複数個の緑色光変換ユニットと、複数個の青色光変換ユニットとを有させると共に、単一の赤色光変換ユニットと、単一の緑色光変換ユニットと、単一の青色光変換ユニットと、多数個の発光構造とから単一の画素を構成する。このように設計すれば、例え多数個の発光構造には、いくつかの正常に発光できない発光構造を含んでも依然として画素補正回路を利用して、その他の正常な発光構造に対して輝度均一性の調整を行うことができるので、可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュールの欠陥画素を規定に合致させることができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄金属からなる可撓性基板と、前記可撓性基板の上に被覆され、または前記可撓性基板を包囲する基板保護層と、前記基板保護層の上に形成される格子整合層と、前記格子整合層の上に形成される複数個の発光構造と、前記複数個の発光構造の上に設けられる透明導電基板と、前記透明導電基板の上に設けられる光色変換層とを備える可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュールであって、
前記複数個の発光構造は、アレーに構成するように配列され、なおかつ、各当該発光構造は、前記格子整合層の上に形成される第１半導体材料層と、前記第１半導体材料層の上に形成される活性層と、前記活性層の上に形成される第２半導体材料層と、前記第１半導体材料層に電気的に接続される第１電極と、前記第２半導体材料層に電気的に接続される第２電極とを有し、
前記透明導電基板は、複数本の第１導線と、複数本の第２導線とを有し、各本の当該第１導線は、前記第１電極に電気的に接続され、かつ各本の当該第２導線は、前記第２電極に電気的に接続され、
前記光色変換層は、複数個の赤色光変換ユニットと、複数個の緑色光変換ユニットと、複数個の青色光変換ユニットとを有し、各個の当該赤色光変換ユニットと、各個の当該緑色光変換ユニットと、各個の当該青色光変換ユニットとは、前記透明導電基板を隔てて多数個の当該発光構造をカバーすることを特徴とする、
可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュール。
【請求項２】
前記薄金属の製造材料は、ステンレス鋼、銅、金、ニッケル、モリブデン、チタン、タングステンのうちのいずれか１種、またはそれらの２種の組み合わせ、あるいはそれらの２種以上の組み合わせであることを特徴とする、請求項１に記載の可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュール。
【請求項３】
前記格子整合層の製造材料は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、アンドープの窒化ガリウム（ｕｎｄｏｐｅｄ  ＧａＮ）、または酸化亜鉛（ＺｎＯ）のうちのいずれか１種であることを特徴とする、請求項１に記載の可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュール。
【請求項４】
前記基板保護層の製造材料は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化物、ハロゲン化物、ケイ素基化合物のうちのいずれか１種、またはそれらの２種の組み合わせ、あるいはそれらの２種以上の組み合わせであることを特徴とする、請求項１に記載の可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュール。
【請求項５】
前記第１半導体材料層の製造材料は、Ｎ型窒化ガリウム（ｎ−ｔｙｐｅ  ｇａｌｌｉｕｍ  ｎｉｔｒｉｄｅ，ｎ−ＧａＮ）であり、かつ前記第２半導体材料層の製造材料は、Ｐ型窒化ガリウム（ｐ−ｔｙｐｅ  ｇａｌｌｉｕｍ  ｎｉｔｒｉｄｅ，ｐ−ＧａＮ）であることを特徴とする、請求項１に記載の可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュール。
【請求項６】
前記活性層は、前記第１半導体材料層と前記第２半導体材料層とに単一の量子井戸構造が形成され、かつ前記活性層の製造材料は、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌｘＧａ１−ｘＮ）、または窒化インジウムガリウム（ＩｎｘＧａ１−ｘＮ）のうちのいずれか１種であることを特徴とする、請求項１に記載の可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュール。
【請求項７】
前記活性層は、前記第１半導体材料層と前記第２半導体材料層とに１つの多重量子井戸構造が形成され、かつ前記多重量子井戸構造は、窒化ガリウムと窒化インジウムガリウム（ＩｎｘＧａ１−ｘＮ）との多重積層構造、窒化ガリウムと窒化アルミニウムガリウム（ＡｌｘＧａ１−ｘＮ）との多重積層構造、または窒化アルミニウムガリウム（ＡｌｘＧａ１−ｘＮ）と窒化インジウムガリウム（ＩｎｘＧａ１−ｘＮ）との多重積層構造のうちのいずれか１種であることを特徴とする、請求項１に記載の可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュール。
【請求項８】
前記第１電極と前記第２電極の製造材料は、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、白金（Ｐｔ）のうちのいずれか１種、またはそれらの２種の組み合わせ、あるいはそれらの２種以上の組み合わせであることを特徴とする、請求項１に記載の可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュール。
【請求項９】
前記可撓性基板の厚さは２０μｍ〜５００μｍの間の範囲にあり、かつ前記基板保護層の厚さは５０ｎｍ〜１０００ｎｍの間の範囲にあることを特徴とする、請求項１に記載の可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュール。
【請求項１０】
前記第１電極と前記第１半導体材料層との間に形成される第１透明導電基層と、前記第２電極と前記第２半導体材料層との間に形成される第２透明導電基層とをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュール。
【請求項１１】
前記光色変換層は、コロイド封止層であり、かつ複数個の光色変換粒子は、前記コロイド封止層の中にドープされることにより、前記複数個の赤色光変換ユニットと、前記複数個の緑色光変換ユニットと、前記複数個の青色光変換ユニットとを構成することを特徴とする、請求項１に記載の可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュール。
【請求項１２】
前記光色変換層の上に設置されるマイクロレンズアレイをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュール。
【請求項１３】
当該光色変換粒子は、ケイ酸塩類蛍光粉、アルミニウム酸塩類蛍光粉、リン酸塩類蛍光粉、硫化物蛍光粉、窒化物蛍光粉、または窒素酸化物蛍光粉のうちのいずれか１種であることを特徴とする、請求項１１に記載の可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュール。
【請求項１４】
当該光色変換粒子は、量子ドットであり、かつ前記量子ドットは、ＩＩ−ＶＩ族複合物、ＩＩＩ−Ｖ族複合物、シェル−コア構造を有するＩＩ−ＶＩ族複合物、シェル−コア構造を有するＩＩＩ−Ｖ族複合物、合金構造を有する非球形のＩＩ−ＶＩ量子ドットのうちのいずれか１種、またはそれらの２種の組み合わせ、あるいはそれらの２種以上の組み合わせであることを特徴とする、請求項１１に記載の可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示器の関連技術分野に係り、特に、可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
表示器技術開発の高度化に伴って、薄膜トランジスタ液晶表示器（Ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ  ｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ，ＴＦＴ−ＬＣＤ）は、既に伝統的な陰極線管（Ｃａｔｈｏｄｅ  ｒａｙ  ｔｕｂｅ，ＣＲＴ）表示器を完全に代替するに至った。
図１は、従来技術のＴＦＴ−ＬＣＤ表示モジュールを示す模式的側面断面図である。図１に示すように、ＴＦＴ−ＬＣＤ表示モジュール１ａは、バックライトユニット１１ａと、下偏光フィルム１２ａと、下ガラス基板１３ａと、複数個の光学バルブ（ｏｐｔｉｃａｌ  ｖａｌｖｅｓ）１４ａと、液晶層１５ａと、透明電極１６ａと、カラーフィルター１７ａと、上ガラス基板１８ａと、上偏光フィルム１９ａとを備える。そのうち、前記光学バルブ１４ａは、すなわち、薄膜トランジスタであり、かつカラーフィルター１７ａは、赤色光変換部と、緑色光変換部と、青色光変換部とを有する。
【０００３】
説明に値するのは、薄膜トランジスタの製造工程技術の進歩に伴って、ＴＦＴ−ＬＣＤ表示モジュール１ａの画素密度も著しく向上されている点である。残念なことに、液晶層１５ａの非自己発光（ｓｅｌｆ−ｌｕｍｉｎｏｕｓ）材料が原因で、ＴＦＴ−ＬＣＤ表示モジュール１ａで映像を表示させる場合、光学バルブ１４ａを用いて液晶層１５ａの液晶配列方向を制御するほか、また同時にバックライトユニット１１ａにより白色光を提供すると共に、赤色光変換材料と、緑色光変換材料と、青色光変換材料とを用いて、白色光を赤色光と、緑色光と、青色光とに変換して色光を構成する必要がある。
ＴＦＴ−ＬＣＤ表示モジュール１ａの開発と製造を熟知するエンジニアであれば、液晶層１５ａの透過率は、ＴＦＴ−ＬＣＤ表示モジュール１ａの光電効率の低下、輝度の不足とダイナミックコントラストの悪さの要因となっていることが理解されるはずである。一方、バックライトユニット１１ａは、通常、複数個の白色光ＬＥＤ素子と、導光板とを有し、そのうち、白色光ＬＥＤ素子が提供可能な色の彩度は、いまだに三原色ＬＥＤ素子に敵わないため、ＴＦＴ−ＬＣＤ表示モジュール１ａで表現可能な最適色域のＮＴＳＣ比さえも７２％に留まっている。
【０００４】
近年、エネルギー節約、広色域（〜ＮＴＳＣ比１４０％）、高輝度や高ダイナミックコントラストなどの利点を有するため、ＬＥＤ表示モジュールで作製される各種類のＬＥＤ表示器が広汎に応用されている。
図２は、現有のＬＥＤ表示モジュールを示す分解斜視図である。図２に示すように、ＬＥＤ表示モジュール１’は、ガラス基板１１’と、粘着剤層１２’と、複数の赤色光ＬＥＤ素子１４Ｒ’、複数の緑色光ＬＥＤ素子１４Ｇ’及び複数の青色光ＬＥＤ素子１４Ｂ’から構成されたＬＥＤ行列と、複数の縦方向導線１６Ｃ’を載置する第１導線基板１５’と、複数の横方向導線１６Ｒ’を載置する第２導線基板１５ｂ’とを備える。ＬＥＤ表示モジュール１’の中に、１粒の赤色光ＬＥＤ素子１４Ｒ’と、１粒の緑色光ＬＥＤ素子１４Ｇ’と、１粒の青色光ＬＥＤ素子１４Ｂ’とで共同に１個の画素（ｐｉｘｅｌ）を示す。このことから、解像度Ｆｕｌｌ  ＨＤ（１９２０×１０８０）でサイズ５．５インチ（１２．２ｃｍ×６．８ｃｍ）のＬＥＤ表示モジュール１’について言えば、各画素サイズ（ｐｉｘｅｌ  ｓｉｚｅ）は、約６３μｍ×６３μｍであると推論される。
【０００５】
長期にわたってＬＥＤ素子の開発と製造に関わるエンジニアが熟知するように、ＧａＮまたはＩｎＧａＮは、ＬＥＤ素子の主要発光材料であり、そのうち、ＧａＮ自身は、欠陥密度が高すぎる問題を有すると同時に、ＧａＮとサファイア（Ａｌ２Ｏ３）基板との間にもまた格子不整合の問題を有する。
ＧａＮとサファイア基板との間に、ＡｌＮから作製された格子整合層（緩衝層とも呼ばれる）を挿入することで、前記格子不整合の問題を解決することができるものの、ＡｌＮから作製された格子整合層自身に起因する欠陥もかえって同時に、異なるＬＥＤ素子の間の発光品質にばらつきを引き起こしてしまう問題がある。
【０００６】
図２を継続的に参照すると共に、ＬＥＤ表示モジュールとその制御回路を示す構成図である図３を同時に参照する。前記ＬＥＤ表示モジュール１’の中の各ＬＥＤ素子（１４Ｒ’，  １４Ｇ’  ，１４Ｂ’）は、通常、行駆動ユニット２Ｒ’と、列駆動ユニット２Ｃ’と、信号制御と処理ユニット２０’と、画素補正ユニット２ＰＣ’とを含む表示制御回路２’により制御される。
注意に値することは、各画素の光色は、赤色光ＬＥＤ素子１４Ｒ’から発する赤色光と、緑色光ＬＥＤ素子１４Ｇ’から発する緑色光と、青色光ＬＥＤ素子１４Ｂ’から発する青色光とにより決定される点である。このため、異なるＬＥＤ素子の間は、製造工程の誤差に基づく発光品質のばらつき問題が現われ、現有のＬＥＤ表示モジュール１’の表示制御回路２’は、通常、画素補正ユニット２ＰＣ’を搭載することによって、各画素内の赤色光ＬＥＤ素子１４Ｒ’と、緑色光ＬＥＤ素子１４Ｇ’と、青色光ＬＥＤ素子１４Ｂ’とに対して輝度均一性補償と白色光色度の校正を行う。このような補償方式は、「デッドピクセルの修復」とも呼ばれる。しかしながら、仮に後端の画素補正ユニット２ＰＣ’でも、依然として完璧に特定の画素内の赤色光ＬＥＤ素子１４Ｒ’と、緑色光ＬＥＤ素子１４Ｇ’と、青色光ＬＥＤ素子１４Ｂ’とに対して輝度均一性補償を行うことができないと、前記特定の画素は、欠陥画素（ｄｅｆｅｃｔｉｖｅ  ｐｉｘｅｌ）と見なされる。現在のＩＢＭ製のノート型コンピュータ製品のドット落ちの最大許容数を、下記の表１にまとめて示す。
【０００７】
【表１】
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【０００８】
上記説明から分かるように、如何にしてＬＥＤ表示モジュール１’の欠陥画素の数を効果的に減少させるかが、各社の表示器メーカーの主要な課題となっている。これに鑑みて、本願の発明者は、極力研究考案した結果、遂に本発明に係る可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュールを研究開発して完成させた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来技術のＬＥＤ表示モジュールは、１粒の赤色光ＬＥＤ素子と、１粒の緑色光ＬＥＤ素子と、１粒の青色光ＬＥＤ素子とから単一の画素を構成する。このため、従来技術のＬＥＤ表示モジュールには、常にＬＥＤ素子の主要発光材料（ＧａＮ）または格子整合層（ＡｌＮ）に由來する欠陥密度が高すぎるため、出荷時、一定数の欠陥画素（ｄｅｆｅｃｔｉｖｅ  ｐｉｘｅｌ）が付き物である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した本発明の主要な目的を達成するために、本願の発明者は、前記可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュールの一実施例を提供する。
かかる可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュールは、薄金属からなる可撓性基板と、前記可撓性基板の上に被覆され、または前記可撓性基板を包囲する基板保護層と、前記基板保護層の上に形成される格子整合層と、前記格子整合層の上に形成される複数個の発光構造と、前記複数個の発光構造の上に設けられる透明導電基板と、前記透明導電基板の上に設けられる光色変換層とを備え、前記複数個の発光構造は、アレーに構成するように配列され、なおかつ、各発光構造は、前記格子整合層の上に形成される第１半導体材料層と、前記第１半導体材料層の上に形成される活性層と、前記活性層の上に形成される第２半導体材料層と、前記第１半導体材料層に電気的に接続される第１電極と、前記第２半導体材料層に電気的に接続される第２電極とを有し、透明導電基板は、また複数本の第１導線と、複数本の第２導線とを有し、そのうち、各本の第１導線は、前記第１電極に電気的に接続され、かつ各本の第２導線は、前記第２電極に電気的に接続され、光色変換層は、また複数個の赤色光変換ユニットと、複数個の緑色光変換ユニットと、複数個の青色光変換ユニットとを有し、そのうち、各個の赤色光変換ユニットと、各個の緑色光変換ユニットと、各個の青色光変換ユニットとは、いずれも前記透明導電基板を隔てて多数個の発光構造をカバーする。
【発明の効果】
【００１１】
これに鑑みて、本発明の主要な目的は、可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュールを提出することにあり、それは、可撓性基板と、基板保護層と、格子整合層と、複数個の発光構造と、透明導電基板と、光色変換層とから構成される。
本発明は、特別に前記光色変換層に、複数個の赤色光変換ユニットと、複数個の緑色光変換ユニットと、複数個の青色光変換ユニットとを有させると共に、単一の赤色光変換ユニットと、単一の緑色光変換ユニットと、単一の青色光変換ユニットと、多数個の発光構造とから単一の画素を構成する。このように設計すれば、例え多数個の発光構造には、いくつかの正常に発光できない発光構造を含んでも依然として画素補正回路を利用して、その他の正常な発光構造に対して輝度均一性の調整を行うことができるので、可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュールの欠陥画素を規定に合致させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】従来技術のＴＦＴ−ＬＣＤ表示モジュールを示す模式的側面断面図である。
【図２】現有のＬＥＤ表示モジュールを示す分解斜視図である。
【図３】ＬＥＤ表示モジュールとその制御回路を示す構成図である。
【図４】本発明に係る可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュールの第１実施例を示す模式的斜視図である。
【図５】光色変換層と複数個の発光構造を示す上面図である。
【図６】光色変換層、透明導電基板と複数個の発光構造を示す側面断面図である。
【図７】可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュールとその制御回路を示す構成図である。
【図８】光色変換層と複数個の発光構造を示す上面図である。
【図９】発光構造を示す側面断面図である。
【図１０】本発明の可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュールの第２実施例を示す模式的斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明が提出した可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュールをより明瞭に記述するために、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施例を以下に詳述する。
【実施例１】
【００１４】
本発明に係る可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュールの第１実施例を示す模式的斜視図である図４を参照する。図４に示すように、本発明の可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュール１は、表示器筐体、関連駆動回路とマンマシンインタフェースに合わせて各種類のＬＥＤ表示器が作製されると共に、基礎的な構成には、可撓性基板１０と、基板保護層１１と、格子整合層１２と、複数個の発光構造１３と、透明導電基板１４と、光色変換層１５とを備える。
本発明において、可撓性基板１０は、厚さは２０μｍ〜５００μｍの間の範囲にある薄金属基板であってもよく、かつ前記薄金属基板の製造工程材料は、ステンレス鋼、銅、金、ニッケル、モリブデン、チタン、タングステンのうちのいずれか１種、またはそれらの２種の組み合わせ、あるいはそれらの２種以上の組み合わせであってもよい。なおかつ、基板保護層１１は、前記可撓性基板１０の上に被覆され、かつその厚さは５０ｎｍ〜１０００ｎｍの間の範囲にある。あるいは、製造工程上にも基板保護層１１が可撓性基板１０の全体を包囲するようにさせることができる。こうして、発光構造１３の多層の半導エピタキシャル層を製造する時、基板保護層１１の阻害により可撓性基板１０がエピタキシャル材料の汚染を受けるのを効果的に回避することができる。ここで、前記基板保護層１１の製造材料は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化物、ハロゲン化物、ケイ素基化合物のうちのいずれか１種、またはそれらの２種の組み合わせ、あるいはそれらの２種以上の組み合わせであってもよい。
【００１５】
注意に値することは、基板保護層１１は、可撓性基板１０と格子整合層１２との間に位置し、かつ格子整合層１２は、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、アンドープの窒化ガリウム（ｕｎｄｏｐｅｄ  ＧａＮ）、または酸化亜鉛（ＺｎＯ）のような特定の結晶方位を有する単結晶材料から作製される点である。
二酸化ケイ素と窒化アルミニウムをそれぞれ基板保護層１１と格子整合層１２の模範的な材料とし、そのうち、窒化アルミニウムが六方晶系ウルツ鉱構造であり、ａ＝０．３１１ｎｍ、ｃ＝０．４９８ｎｍの格子定数を有する一方、β−クリストバライト晶系の二酸化ケイ素（β−Ｃｒｉｓｔｏｂａｌｉｔｅ，ＳｉＯ２）では、ａ＝０．４９９ｎｍの格子定数を有する。このため、薄膜沈着の製造工程を熟知するエンジニアであれば、二酸化ケイ素を基板保護層１１とすることで、可撓性基板１０を保護することが達成されるほか、それがエピタキシャル気相物質の汚染を受けるのを回避することができる以外、同時に窒化アルミニウム膜（すなわち、格子整合層１２）をｃ軸配列方向に沿って前記基板保護層１１の上に形成させることができることが推知される。補足説明として、基板保護層１１と格子整合層１２とすることができるその他の材料を、下記の表２と表３にまとめて示す。
【００１６】
【表２】
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【００１７】
【表３】
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【００１８】
補足説明すべき点は、格子整合層１２の製造材料としては、格子定数がＧａＮの整数倍に近似する単結晶材料も選択されうる点である。例えば、ＩＩ−ＶＩ族半導体化合物の硫化亜鉛（ＺｎＳ）は格子定数ａ＝０．６２３ｎｍであり、ＩＩ−ＶＩ族半導体化合物のセレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）では格子定数ａ＝０．６５３ｎｍである。一方、発光構造１３の第１半導体材料層１３１、活性層１３２と第２半導体材料層１３３の材料の選択は、発光色の違いによって異なる。
伝統的に、ＧａＰ、ＧａＡｓＰ及びＡｌＧａＡｓを発光構造１３の活性層１３２の主要材料とすることで、発光構造１３から波長範囲が５８０ｎｍ〜７４０ｎｍの間にある可視光を発させることができる。しかしながら、有機金属化学気相沈着（ｍｅｔａｌ−ｏｒｇａｎｉｃｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＭＯＣＶＤ）の製造工程技術の進歩に伴って、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌｘＧａ１−ｘＮ）、または窒化インジウムガリウム（ＩｎｘＧａ１−ｘＮ）も活性層１３２の主要材料となりつつある。本発明において、主にＧａＮを発光構造１３の中の活性層１３２とすることで、前記発光構造１３から青色光を発させることができる。
【００１９】
ＬＥＤダイ（ｄｉｅ）の設計と製造を熟知するデバイスエンジニアであれば、ＧａＮから作製された活性層１３２は、第１半導体材料層１３１と第２半導体材料層１３３とに単一の量子井戸構造が形成されることが分かるはずである。そのうち、前記第１半導体材料層１３１の製造材料は、Ｎ型窒化ガリウム（ｎ−ｔｙｐｅ  ｇａｌｌｉｕｍ  ｎｉｔｒｉｄｅ，ｎ−ＧａＮ）であり、例えば、ケイ素（Ｓｉ）ドープの窒化ガリウムが挙げられる。加えて、前記第２半導体材料層１３３の製造材料は、Ｐ型窒化ガリウム（ｐ−ｔｙｐｅ  ｇａｌｌｉｕｍ  ｎｉｔｒｉｄｅ，ｐ−ＧａＮ）であり、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）ドープの窒化ガリウムが挙げられる。しかしながら、電子と正孔の活性層１３２内における再結合率を向上させるために、活性層１３２をさらに１つの多重量子井戸構造として設計してもよい。そのうち、前記多重量子井戸構造は、窒化ガリウム（ＧａＮ）と窒化インジウムガリウム（ＩｎｘＧａ１−ｘＮ）との多重積層構造、窒化ガリウム（ＧａＮ）と窒化アルミニウムガリウム（ＡｌｘＧａ１−ｘＮ）との多重積層構造、または窒化アルミニウムガリウム（ＡｌｘＧａ１−ｘＮ）と窒化インジウムガリウム（ＩｎｘＧａ１−ｘＮ）との多重積層構造のうちのいずれか１種であってもよい。
【００２０】
図４を継続的に参照する。第１電極１３４は、前記第１半導体材料層１３１に電気的に接続され、かつ前記第２電極１３５は、前記第２半導体材料層１３３の上に形成される。
そのうち、第１電極１３４と第２電極１３５の製造材料は、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、白金（Ｐｔ）のうちのいずれか１種、またはそれらの２種の組み合わせ、あるいはそれらの２種以上の組み合わせであってもよい。例えば、第１電極１３４と第２電極１３５は、ニッケル−金複合構造またはチタン−アルミニウム複合構造であってもよい。
図４に示すように、複数個の発光構造１３が並んで配列されてなるＬＥＤアレイは、格子整合層１２の上に形成され、かつ透明導電基板１４と光色変換層１５は、順次に前記ＬＥＤアレイの上に設けられる。そのうち、透明導電基板１４は、複数本の第１導線１４１と、複数本の第２導線１４２とを有し、なおかつ、各本の第１導線１４１は、前記第１電極１３４に電気的に接続され、かつ各本の第２導線１４２は、前記第２電極１３５に電気的に接続される。
【００２１】
本発明の最も主要な技術的特徴は、前記光色変換層１５に、複数個の赤色光変換ユニット１５Ｒと、複数個の緑色光変換ユニット１５Ｇと、複数個の青色光変換ユニット１５Ｂとを有させると同時に、各個の赤色光変換ユニット１５Ｒと、各個の緑色光変換ユニット１５Ｇと、各個の青色光変換ユニット１５Ｂとを、いずれも多数個の発光構造１３に対応させる。
光色変換層と複数個の発光構造を示す上面図である図５を参照すると共に、光色変換層、透明導電基板と複数個の発光構造を示す側面断面図である図６を同時に参照する。本発明の設計によれば、単一の赤色光変換ユニット１５Ｒは、多数個の発光構造１３から発する青色光を赤色光に変換するためのものであり（例えば、図６参照）、単一の緑色光変換ユニット１５Ｇは、多数個の発光構造１３から発する青色光を緑色光に変換するためのものであり、かつ単一の青色光変換ユニット１５Ｂは、多数個の発光構造１３から発する青色光を特定の波長を有する青色光に変換するためのものである。言い換えると、解像度Ｆｕｌｌ  ＨＤ（１９２０×１０８０）でサイズ５．５インチ（１２．２ｃｍ×６．８ｃｍ）の可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュール１について言えば、１個の赤色光変換ユニット１５Ｒと、１個の緑色光変換ユニット１５Ｇと、１個の青色光変換ユニット１５Ｂとから構成された単一の画素サイズ（ｐｉｘｅｌ  ｓｉｚｅ）は、約６３μｍ×６３μｍである。なおかつ、各個の色光変換ユニットの下面に多数個の発光構造１３が対応づけられている。
【００２２】
図４、図５と図６を継続的に参照すると共に、可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュールとその制御回路を示す構成図である図７を同時に参照する。前記可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュール１の中の各発光構造１３は、行駆動ユニット２Ｒと、列駆動ユニット２Ｃと、信号制御と処理ユニット２０と、画素補正ユニット２ＰＣとを含む表示制御回路２により制御される。
図８は、光色変換層と複数個の発光構造を示す上面図である。図８から見出されるように、輝度対電流の実験方法により得られた輝度―電流―電圧特性曲線（Ｌ−Ｉ−Ｖ  ｃｕｒｖｅ）によれば、赤色光変換ユニット１５Ｒの下方の多数個の発光構造１３には、２個の不良ダイが含まれることが発見される。なおかつ、緑色光変換ユニット１５Ｇと青色光変換ユニット１５Ｂの下方の多数個の発光構造１３にも同様に、２個の不良ダイが含まれる。この場合、依然として画素補正ユニット２ＰＣを利用して、信号制御と処理ユニット２０を介してその他の正常な発光構造１３に対して輝度均一性補償を行うことで、各画素から発する色光の平均輝度をなるべく同程度にすることができる。
簡単に言えば、単一の赤色光ＬＥＤ素子１４Ｒ’と、単一の緑色光ＬＥＤ素子１４Ｇ’と、単一の青色光ＬＥＤ素子１４Ｂ’とから単一の画素を構成する従来技術と異なり（図２参照）、本発明は、単一の赤色光変換ユニット１５Ｒと、単一の緑色光変換ユニット１５Ｇと、単一の青色光変換ユニット１５Ｂと、複数個の発光構造１３とから単一の画素を構成する。なおかつ、本発明の特殊な設計によれば、例え前記複数個の発光構造１３の中に、多数個の異常なＬＥＤダイを含んでも、その他の正常な発光構造１３は、依然として青色光を発することができると共に、赤色光変換ユニット１５Ｒと、緑色光変換ユニット１５Ｇと、青色光変換ユニット１５Ｂとにより赤色光と、緑色光と、青色光とに変換してから、前記画素を代表する色光を発する。
【００２３】
発光構造を示す側面断面図である図９を継続的に参照する。図９に示すように、各発光構造１３のアウトカップリング効率（ｏｕｔｃｏｕｐｌｉｎｇ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）を向上させるために、製造工程上では、第１電極１３４と第１半導体材料層１３１との間に第１透明導電基層１３４ａを設置すると同時に、第２電極１３５と第２半導体材料層１３３との間に第２透明導電基層１３５ａを設置することができる。なおかつ、製造工程上について言えば、第１透明導電基層１３４ａと第２透明導電基層１３５ａは、酸化インジウムスズ（Ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ，ＩＴＯ）薄膜、酸化亜鉛（ＺｎＯ）薄膜、ニッケル−金複合薄膜であってもよい。
【００２４】
一方、本発明は、複数個の光色変換粒子をコロイド封止層の中にドープする方法によりいわゆる光色変換層１５を作製する。考えれば分かる通り、前記複数個の光色変換粒子は、コロイド封止層の中に前記複数個の赤色光変換ユニット１５Ｒと、前記複数個の緑色光変換ユニット１５Ｇと、前記複数個の青色光変換ユニット１５Ｂとを構成する。特に、当該光色変換粒子は、蛍光粉あるいは量子ドットであってもよく、かつその常用の製造工程材料を、下記の表４と表５にまとめて示す。
【００２５】
【表４】
2019129305.tif 000006
【００２６】
【表５】
2019129305.tif 000007
【実施例２】
【００２７】
次に、本発明の可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュールの第２実施例を示す模式的斜視図である図１０を参照する。図４と図１０を比較して分かるように、マイクロレンズアレイ１９を前述の第１実施例の構造中に付設すれば、前記可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュールの第２実施例を得ることができる。図１０に示すように、前記マイクロレンズアレイ１９は、前記光色変換層１５の上に設置される。
【００２８】
以上のように、本発明の可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュールを十分かつ明瞭に説明してきた。上記によれば、本発明は、下記の利点を有することが分かる。
【００２９】
（１）従来技術のＬＥＤ表示モジュール１’（図２参照）は、１粒の赤色光ＬＥＤ素子１４Ｒ’と、１粒の緑色光ＬＥＤ素子１４Ｇ’と、１粒の青色光ＬＥＤ素子１４Ｂ’とから単一の画素を構成することから、従来技術のＬＥＤ表示モジュール１’には、常にＬＥＤ素子の主要発光材料（ＧａＮ）または格子整合層（ＡｌＮ）に由來する欠陥密度が高すぎるため、出荷時、一定数の欠陥画素（ｄｅｆｅｃｔｉｖｅ  ｐｉｘｅｌ）が付き物である。
この点に鑑みて、本発明は、可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュールを提出し、それは、可撓性基板１０と、基板保護層１１と、格子整合層１２と、複数個の発光構造１３と、透明導電基板１４と、光色変換層１５とから構成される。本発明は、特別に光色変換層１５に、複数個の赤色光変換ユニット１５Ｒと、複数個の緑色光変換ユニット１５Ｇと、複数個の青色光変換ユニット１５Ｂとを有させると共に、単一の赤色光変換ユニット１５Ｒと、単一の緑色光変換ユニット１５Ｇと、単一の青色光変換ユニット１５Ｂと、多数個の発光構造１３とから単一の画素を構成する。このように設計すれば、例え多数個の発光構造１３には、いくつかの正常に発光できない発光構造１３を含んでも依然として画素補正回路２ＰＣを利用して、その他の正常な発光構造１３に対して輝度均一性の調整を行うことができるので、可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュールの欠陥画素を規定に合致させることができる。
【００３０】
強調すべき点は、上記の詳細な説明は、本発明の実施可能な実施例を具体的に説明したものであり、本発明の権利範囲はこれらの実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的精神を逸脱しない限り、その等効果実施または変更は、なお、本願の特許請求の範囲内に含まれる点である。
【符号の説明】
【００３１】
＜本発明＞  
１  可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュール
１０  可撓性基板
１１  基板保護層
１２  格子整合層
１３  発光構造
１４  透明導電基板
１５  光色変換層
１３１  第１半導体材料層
１３２  活性層
１３３  第２半導体材料層
１３４  第１電極
１３５  第２電極
１４１  第１導線
１４２  第２導線
１５Ｒ  赤色光変換ユニット
１５Ｇ  緑色光変換ユニット
１５Ｂ  青色光変換ユニット
１３４ａ  第１透明導電基層
１３５ａ  第２透明導電基層
１９  マイクロレンズアレイ
２  表示制御回路
２Ｒ  行駆動ユニット
２Ｃ  列駆動ユニット
２０  信号制御と処理ユニット
２ＰＣ  画素補正ユニット
＜従来技術＞
１ａ  ＴＦＴ−ＬＣＤ表示モジュール
１１ａ  バックライトユニット
１２ａ  下偏光フィルム
１３ａ  下ガラス基板
１４ａ  光学バルブ
１５ａ  液晶層
１６ａ  透明電極
１７ａ  カラーフィルター
１８ａ  上ガラス基板
１９ａ  上偏光フィルム
１’  ＬＥＤ表示モジュール
１１’  ガラス基板
１２’  粘着剤層
１４Ｒ’  赤色光ＬＥＤ素子
１４Ｇ’  緑色光ＬＥＤ素子
１４Ｂ’  青色光ＬＥＤ素子
１５’  第１導線基板
１６Ｃ’  縦方向導線
１５ｂ’  第２導線基板
１６Ｒ’  横方向導線
２’  表示制御回路
２Ｒ’  行駆動ユニット
２Ｃ’  列駆動ユニット
２０’  信号制御と処理ユニット
２ＰＣ’  画素補正ユニット
【図１】
2019129305.tif 000008
【図２】
2019129305.tif 000009
【図３】
2019129305.tif 000010
【図４】
2019129305.tif 000011
【図５】
2019129305.tif 000012
【図６】
2019129305.tif 000013
【図７】
2019129305.tif 000014
【図８】
2019129305.tif 000015
【図９】
2019129305.tif 000016
【図１０】
2019129305.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】令和1年5月17日(2019.5.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄金属からなる可撓性基板と、前記可撓性基板の上に被覆され、または前記可撓性基板を包囲する基板保護層と、前記基板保護層の上に形成される格子整合層と、前記格子整合層の上に形成される複数個の発光構造と、前記複数個の発光構造の上に設けられる透明導電基板と、前記透明導電基板の上に設けられる光色変換層とを備える可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュールであって、
前記複数個の発光構造は、アレーに構成するように配列され、なおかつ、各当該発光構造は、前記格子整合層の上に形成される第１半導体材料層と、前記第１半導体材料層の上に形成される活性層と、前記活性層の上に形成される第２半導体材料層と、前記第１半導体材料層に電気的に接続される第１電極と、前記第２半導体材料層に電気的に接続される第２電極とを有し、
前記透明導電基板は、複数本の第１導線と、複数本の第２導線とを有し、当該第１導線は、前記第１電極に電気的に接続され、かつ当該第２導線は、前記第２電極に電気的に接続され、
前記光色変換層は、複数個の赤色光変換ユニットと、複数個の緑色光変換ユニットと、複数個の青色光変換ユニットとを有し、各個の当該赤色光変換ユニットと、各個の当該緑色光変換ユニットと、各個の当該青色光変換ユニットとは、前記透明導電基板を隔てて多数個の当該発光構造をカバーすることを特徴とする、
可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュール。
【請求項２】
前記薄金属の製造材料は、ステンレス鋼、銅、金、ニッケル、モリブデン、チタン、タングステンのうちのいずれか１種、またはそれらの２種の組み合わせ、あるいはそれらの２種以上の組み合わせであることを特徴とする、請求項１に記載の可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュール。
【請求項３】
前記格子整合層の製造材料は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、アンドープの窒化ガリウム（ｕｎｄｏｐｅｄ  ＧａＮ）、または酸化亜鉛（ＺｎＯ）のうちのいずれか１種であることを特徴とする、請求項１に記載の可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュール。
【請求項４】
前記基板保護層の製造材料は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化物、ハロゲン化物、ケイ素基化合物のうちのいずれか１種、またはそれらの２種の組み合わせ、あるいはそれらの２種以上の組み合わせであることを特徴とする、請求項１に記載の可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュール。
【請求項５】
前記第１半導体材料層の製造材料は、Ｎ型窒化ガリウム（ｎ−ｔｙｐｅ  ｇａｌｌｉｕｍ  ｎｉｔｒｉｄｅ，ｎ−ＧａＮ）であり、かつ前記第２半導体材料層の製造材料は、Ｐ型窒化ガリウム（ｐ−ｔｙｐｅ  ｇａｌｌｉｕｍ  ｎｉｔｒｉｄｅ，ｐ−ＧａＮ）であることを特徴とする、請求項１に記載の可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュール。
【請求項６】
前記活性層は、前記第１半導体材料層と前記第２半導体材料層とに単一の量子井戸構造が形成され、かつ前記活性層の製造材料は、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌｘＧａ１−ｘＮ）、または窒化インジウムガリウム（ＩｎｘＧａ１−ｘＮ）のうちのいずれか１種であることを特徴とする、請求項１に記載の可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュール。
【請求項７】
前記活性層は、前記第１半導体材料層と前記第２半導体材料層とに１つの多重量子井戸構造が形成され、かつ前記多重量子井戸構造は、窒化ガリウムと窒化インジウムガリウム（ＩｎｘＧａ１−ｘＮ）との多重積層構造、窒化ガリウムと窒化アルミニウムガリウム（ＡｌｘＧａ１−ｘＮ）との多重積層構造、または窒化アルミニウムガリウム（ＡｌｘＧａ１−ｘＮ）と窒化インジウムガリウム（ＩｎｘＧａ１−ｘＮ）との多重積層構造のうちのいずれか１種であることを特徴とする、請求項１に記載の可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュール。
【請求項８】
前記第１電極と前記第２電極の製造材料は、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、白金（Ｐｔ）のうちのいずれか１種、またはそれらの２種の組み合わせ、あるいはそれらの２種以上の組み合わせであることを特徴とする、請求項１に記載の可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュール。
【請求項９】
前記可撓性基板の厚さは２０μｍ〜５００μｍの間の範囲にあり、かつ前記基板保護層の厚さは５０ｎｍ〜１０００ｎｍの間の範囲にあることを特徴とする、請求項１に記載の可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュール。
【請求項１０】
前記第１電極と前記第１半導体材料層との間に形成される第１透明導電基層と、前記第２電極と前記第２半導体材料層との間に形成される第２透明導電基層とをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュール。
【請求項１１】
前記光色変換層は、コロイド封止層であり、かつ複数個の光色変換粒子は、前記コロイド封止層の中にドープされることにより、前記複数個の赤色光変換ユニットと、前記複数個の緑色光変換ユニットと、前記複数個の青色光変換ユニットとを構成することを特徴とする、請求項１に記載の可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュール。
【請求項１２】
前記光色変換層の上に設置されるマイクロレンズアレイをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュール。
【請求項１３】
当該光色変換粒子は、ケイ酸塩類蛍光粉、アルミニウム酸塩類蛍光粉、リン酸塩類蛍光粉、硫化物蛍光粉、窒化物蛍光粉、または窒素酸化物蛍光粉のうちのいずれか１種であることを特徴とする、請求項１１に記載の可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュール。
【請求項１４】
当該光色変換粒子は、量子ドットであり、かつ前記量子ドットは、ＩＩ−ＶＩ族複合物、ＩＩＩ−Ｖ族複合物、シェル−コア構造を有するＩＩ−ＶＩ族複合物、シェル−コア構造を有するＩＩＩ−Ｖ族複合物、合金構造を有する非球形のＩＩ−ＶＩ量子ドットのうちのいずれか１種、またはそれらの２種の組み合わせ、あるいはそれらの２種以上の組み合わせであることを特徴とする、請求項１１に記載の可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュール。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上記した本発明の主要な目的を達成するために、本願の発明者は、前記可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュールの一実施例を提供する。
かかる可撓性マイクロ発光ダイオード表示モジュールは、薄金属からなる可撓性基板と、前記可撓性基板の上に被覆され、または前記可撓性基板を包囲する基板保護層と、前記基板保護層の上に形成される格子整合層と、前記格子整合層の上に形成される複数個の発光構造と、前記複数個の発光構造の上に設けられる透明導電基板と、前記透明導電基板の上に設けられる光色変換層とを備え、前記複数個の発光構造は、アレーに構成するように配列され、なおかつ、各発光構造は、前記格子整合層の上に形成される第１半導体材料層と、前記第１半導体材料層の上に形成される活性層と、前記活性層の上に形成される第２半導体材料層と、前記第１半導体材料層に電気的に接続される第１電極と、前記第２半導体材料層に電気的に接続される第２電極とを有し、透明導電基板は、また複数本の第１導線と、複数本の第２導線とを有し、そのうち、第１導線は、前記第１電極に電気的に接続され、かつ第２導線は、前記第２電極に電気的に接続され、光色変換層は、また複数個の赤色光変換ユニットと、複数個の緑色光変換ユニットと、複数個の青色光変換ユニットとを有し、そのうち、各個の赤色光変換ユニットと、各個の緑色光変換ユニットと、各個の青色光変換ユニットとは、いずれも前記透明導電基板を隔てて多数個の発光構造をカバーする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
図４を継続的に参照する。第１電極１３４は、前記第１半導体材料層１３１に電気的に接続され、かつ前記第２電極１３５は、前記第２半導体材料層１３３の上に形成される。
そのうち、第１電極１３４と第２電極１３５の製造材料は、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、白金（Ｐｔ）のうちのいずれか１種、またはそれらの２種の組み合わせ、あるいはそれらの２種以上の組み合わせであってもよい。例えば、第１電極１３４と第２電極１３５は、ニッケル−金複合構造またはチタン−アルミニウム複合構造であってもよい。
図４に示すように、複数個の発光構造１３が並んで配列されてなるＬＥＤアレイは、格子整合層１２の上に形成され、かつ透明導電基板１４と光色変換層１５は、順次に前記ＬＥＤアレイの上に設けられる。そのうち、透明導電基板１４は、複数本の第１導線１４１と、複数本の第２導線１４２とを有し、なおかつ、第１導線１４１は、前記第１電極１３４に電気的に接続され、かつ第２導線１４２は、前記第２電極１３５に電気的に接続される。