專(zhuān)利名稱(chēng)：發(fā)光二極管基板及其制造方法以及液晶顯示器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光二極管裝置，具體地涉及發(fā)光二極管基板，其中薄膜光傳感器被集成在該基板上。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(LCD)裝置利用液晶的光電特性來(lái)顯示圖像。特別地，LCD裝置包括LCD面板，用于通過(guò)像素矩陣來(lái)顯示圖像，還包括驅(qū)動(dòng)電路，用于驅(qū)動(dòng)LCD面板。由于LCD面板是非發(fā)光裝置，因此LCD裝置還包括背光單元，用于向LCD面板提供光。
背光單元典型地利用燈作為光源，但是近來(lái)，趨勢(shì)已經(jīng)發(fā)生改變，開(kāi)始利用具有高亮度的發(fā)光二極管(LED)作為點(diǎn)光源。由于點(diǎn)光源使用紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三原色的LED，因此通過(guò)混合三原色可以產(chǎn)生多種顏色。
但是，當(dāng)利用三原色LED時(shí)，色彩的均勻性小于所期望的。色彩均勻性低的原因是，不同顏色的點(diǎn)光源在發(fā)光效率和老化特性上是不同的。為了防止色彩均勻性降低，在LED驅(qū)動(dòng)器中使用亮度控制電路，用于控制R、G、B LED的亮度，或者使用光傳感器，用于測(cè)量發(fā)光強(qiáng)度。這些附加的元件使電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，并提高了制造成本。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種LED基板，降低了制造成本并提高了色彩的均勻性，還提供了一種制造該基板的方法以及使用該基板的LCD裝置。薄膜光傳感器與LED驅(qū)動(dòng)電路一起被集成在該基板上。
在一個(gè)方面中，本發(fā)明提供一種LED基板，該基板包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)TFT，該驅(qū)動(dòng)TFT包括沉積在基板上的半導(dǎo)體層；分別安裝在多個(gè)驅(qū)動(dòng)TFT上的多個(gè)LED，用于產(chǎn)生不同波長(zhǎng)的光；在多個(gè)LED和該基板之間形成的多個(gè)薄膜傳感器，用于感應(yīng)多個(gè)LED的發(fā)光強(qiáng)度；以及具有多個(gè)控制TFT的亮度控制電路，該控制TFT包括沉積在該基板上的半導(dǎo)體層，并與多個(gè)薄膜傳感器相連，從而控制驅(qū)動(dòng)TFT。
按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種制造LED基板的方法，具體如下在基板上形成多個(gè)驅(qū)動(dòng)TFT，該驅(qū)動(dòng)TFT包括半導(dǎo)體層；在多個(gè)驅(qū)動(dòng)TFT上安裝多個(gè)LED，用于產(chǎn)生不同波長(zhǎng)的光；在多個(gè)LED和該基板之間形成多個(gè)薄膜傳感器，用于感應(yīng)多個(gè)LED的發(fā)光強(qiáng)度；形成亮度控制電路，該電路具有多個(gè)TFT，該TFT包括沉積在該基板上的半導(dǎo)體層，并與多個(gè)薄膜傳感器和多個(gè)驅(qū)動(dòng)TFT相連。
按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種LCD裝置，包括光源，該光源包括上述LED基板；以及LCD面板，用于通過(guò)該光源產(chǎn)生的光來(lái)顯示圖像。
當(dāng)結(jié)合附圖時(shí)，通過(guò)以下的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其它目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯著，其中圖1是按照本發(fā)明的典型實(shí)施例的LED基板的剖視圖。
圖2是圖1所示的LED基板的等效電路圖。
圖3是按照本發(fā)明的典型實(shí)施例，使用LED基板的LCD裝置的展開(kāi)透視圖。
圖4是按照本發(fā)明的另一個(gè)典型實(shí)施例，使用LED基板的LCD裝置的展開(kāi)透視圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照?qǐng)D1-圖4描述本發(fā)明的典型實(shí)施例。
圖1是按照本發(fā)明的典型實(shí)施例的LED基板的一部分的剖視圖。
圖1所示的LED基板包括第一至第三薄膜晶體管(TFT)T1、T2、T3，分別用于驅(qū)動(dòng)R、G、B LED 20、30、40；第一至第三薄膜傳感器22、24、26，分別用于檢測(cè)R、G、B LED 20、30、40的發(fā)光強(qiáng)度；以及包含在亮度控制電路中的第四TFT T4，用于控制第一至第三TFT T1、T2、T3。第一至第四TFT T1-T4和第一至第三薄膜傳感器22、24、26可使用多晶硅、多晶硅-鍺、非晶硅、非晶硅-鍺薄膜中的任意一種。但是，為了說(shuō)明簡(jiǎn)便，描述將以多晶硅薄膜為例。
用于分別驅(qū)動(dòng)R、G、B LED 20、30、40的第一至第三TFT T1、T2、T3以及亮度控制電路的第四TFT T4包括使用多晶硅薄膜的半導(dǎo)體層12、14、16、18。特別地，第一至第四TFT T1-T4包括形成在基板2上的半導(dǎo)體層12、14、16、18，其間有緩沖層4；與半導(dǎo)體層12、14、16、18交迭的柵極52、54、56、58，其間有第一絕緣層6；與半導(dǎo)體層12、14、16、18的源極區(qū)相連的源極34、38、44、48；以及與半導(dǎo)體層12、14、16、18的漏極區(qū)相連的漏極32、36、42、46。半導(dǎo)體層12、14、16、18的源極區(qū)和漏極區(qū)摻雜有n型或p型雜質(zhì)，從而具有導(dǎo)電性。源極34、38、44、48通過(guò)穿透至少一個(gè)絕緣層6而與半導(dǎo)體層12、14、16、18的源極區(qū)相連，類(lèi)似地，漏極32、36、42、46通過(guò)穿透至少一個(gè)絕緣層6而與半導(dǎo)體層12、14、16、18的漏極區(qū)相連。第一至第三TFT T1-T3的源極34、38、44穿透第二絕緣層8，并延伸而分別與R、G、B LED 20、30、40的陽(yáng)極60、64、68相連。
第一至第三TFT T1、T2、T3的柵極52、54、56與包括第四TFTT4的亮度控制電路相連，并從亮度控制電路接收亮度控制信號(hào)。第一至第三TFT T1、T2、T3的漏極32、36、42與電源的驅(qū)動(dòng)電壓(VDD)供給線(未示出)相連，其源極34、38、44與R、G、B LED 20、30、40的陽(yáng)極60、64、68相連，以提供LED驅(qū)動(dòng)信號(hào)。第一至第三TFTT1、T2、T3按照亮度控制電路的控制信號(hào)，控制由VDD供給線提供給R、G、B LED 20、30、40的電流量，從而驅(qū)動(dòng)R、G、B LED 20、30、40。亮度控制電路由多個(gè)開(kāi)關(guān)TFT(下面將參考圖2進(jìn)行描述)組成，例如第四TFT T4，并控制第一至第三TFT T1、T2、T3。
R、G、B LED 20、30、40使用半導(dǎo)體晶體而形成為片型結(jié)構(gòu)，并具有在其下表面形成的陽(yáng)極60、64、68和在其上表面形成的陰極63、65、67。R、G、B LED 20、30、40安裝在第二絕緣層8上，以便其陽(yáng)極60、64、68分別與第一至第三TFT T1、T2、T3的源極34、38、44相連。R、G、B LED 20、30、40的陽(yáng)極60、64、68通過(guò)導(dǎo)電粘合劑，例如各向異性導(dǎo)電膜(ACF)，分別與第一至第三TFT T1、T2、T3的源極34、38、44相連。形成在R、G、B LED 20、30、40上表面的陰極63、65、67分別與連接線72、74、76相連，并與形成在第二絕緣層8上的接地電極62相連。響應(yīng)于通過(guò)第一至第三TFTT1、T2、T3施加的電流量，R、G、B LED 20、30、40發(fā)光，從而產(chǎn)生R、G、B顏色的光，每種光具有與所接收的電流成比例的亮度。覆蓋R、G、B LED 20、30、40的有機(jī)絕緣層10被涂覆在其上安裝有R、G、B LED 20、30、40的第二絕緣層8上。有機(jī)絕緣層10形成為凸面(或凹面)透鏡形狀，從而可提高R、G、B LED 20、30、40的發(fā)光效率。
用于感應(yīng)R、G、B LED 20、30、40的發(fā)光強(qiáng)度的第一至第三薄膜傳感器22、24、26由R、G、B LED 20、30、40下方的多晶硅薄膜以及第一至第四TFT T1、T2、T3、T4的半導(dǎo)體層12、14、16、18構(gòu)成。第一至第三薄膜傳感器22、24、26中的每一個(gè)形成為p-i-n型結(jié)構(gòu)光電二極管，其中p型和n型雜質(zhì)被注入使用多晶硅的本征半導(dǎo)體的兩端。注入p型雜質(zhì)的第一至第三薄膜傳感器22、24、26的區(qū)域通過(guò)穿透第一絕緣層6和第二絕緣層8的接觸電極(未示出)，與形成在第二絕緣層8上的接地電極62相連，注入n型雜質(zhì)的區(qū)域具有浮置(floated)結(jié)構(gòu)。此外，注入p型雜質(zhì)的第一至第三薄膜傳感器22、24、26的區(qū)域還通過(guò)另一個(gè)接觸電極(未示出)與包括第四TFT T4的亮度控制電路相連。第一至第三薄膜傳感器22、24、26通過(guò)穿透R、G、B LED 20、30、40的陽(yáng)極60、64、68的通孔51、53、55，感應(yīng)R、G、B LED 20、30、40的發(fā)光強(qiáng)度，產(chǎn)生與發(fā)光強(qiáng)度成比例的感應(yīng)信號(hào)，并向亮度控制電路提供感應(yīng)信號(hào)。
包括第四TFT T4的亮度控制電路通過(guò)從外部元件接收到的亮度控制信號(hào)和來(lái)自第一至第三薄膜傳感器22、24、26的發(fā)光強(qiáng)度感應(yīng)信號(hào)，控制第一至第三TFT T1、T2、T3。因此，發(fā)光強(qiáng)度比變?yōu)槌Ａ?，而不管R、G、B LED 20、30、40中的每一個(gè)的老化特性如何，并提高了色彩均勻性。
R、G、B LED 20、30、40中的每一個(gè)形成為多邊形片狀，其下表面的陽(yáng)極60、64、68形成為多邊形帶狀或圓形帶狀，其中心的通孔51、53、55與第一至第三薄膜傳感器22、24、26中的每一個(gè)對(duì)準(zhǔn)?；诘谝恢恋谌∧鞲衅?2、24、26中的每一個(gè)，第一至第三TFTT1、T2、T3的半導(dǎo)體層12、14、16、柵極52、54、56、源極34、38、44、漏極32、36、42也能形成為多邊形帶狀或圓形帶狀，圍繞第一至第三薄膜傳感器22、24、26的外圍部分。
下面描述制造具有上述結(jié)構(gòu)的LED基板的方法。
緩沖層4形成在基板2上，通過(guò)使用多晶硅薄膜，將第一至第四TFT T1-T4的半導(dǎo)體層12、14、16、18和第一至第三薄膜傳感器22、24、26形成在緩沖層4上?；?可由例如石英、玻璃、陶瓷、有機(jī)膜的絕緣基板或例如不銹鋼和鎢的金屬基板制成。利用沉積方法，例如等離子體增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積(PECVD)，通過(guò)在基板2上沉積無(wú)機(jī)絕緣材料，例如氧化硅，而形成緩沖層4。利用PECVD方法，通過(guò)在緩沖層4上形成非晶硅薄膜，利用激光退火使非晶硅薄膜結(jié)晶以形成多晶硅薄膜，并利用掩膜處理在多晶硅薄膜上形成圖案，而形成半導(dǎo)體層12、14、16、18和第一至第三薄膜傳感器22、24、26。其后，通過(guò)另一個(gè)掩膜處理將n型或p型雜質(zhì)注入第一至第四TFT T1-T4的半導(dǎo)體層12、14、16、18中的每一個(gè)的兩端，從而形成源極區(qū)和漏極區(qū)，將n型或p型雜質(zhì)注入第一至第三薄膜傳感器22、24、26中的每一個(gè)的兩端，從而形成陽(yáng)極和陰極。在這種情況下，n型和p型雜質(zhì)通過(guò)不同的掩膜處理被注入。
接下來(lái)，至少兩個(gè)絕緣層6和8、第一至第四TFT T1-T4的柵極52、54、56、58、源極34、38、44、48、漏極32、36、42、46以及接地電極62通過(guò)多個(gè)掩膜處理而形成在緩沖層4上，其中半導(dǎo)體層12、14、16、18和第一至第三薄膜傳感器22、24、26形成在緩沖層4上。第一至第四TFT T1-T4的漏極32、36、42、46至少部分地穿透第一絕緣層6，從而與半導(dǎo)體層12、14、16、18的漏極區(qū)相連，而第一至第三TFT T1-T3的源極34、38、44穿透第一和第二絕緣層6和8，從而與半導(dǎo)體層12、14、16的源極區(qū)相連。第四TFT T4的源極48穿透第一絕緣層6，從而與半導(dǎo)體層18的源極區(qū)相連。例如，包括接觸孔的第一絕緣層6通過(guò)一個(gè)掩膜處理而形成，而柵極52、54、56、58、漏極32、36、42、46以及第四TFT T4的源極48通過(guò)另一個(gè)掩膜處理而形成在第一絕緣層6上。其后，包括接觸孔的第二絕緣層8通過(guò)另外的掩膜處理而形成，而源極34、38、44和接地電極62通過(guò)又一個(gè)掩膜處理而形成在第二絕緣層8上。
接下來(lái)，將R、G、B LED 20、30、40分別安裝在第一至第三TFTT1-T3上。然后R、G、B LED 20、30、40的陽(yáng)極60、64、68通過(guò)導(dǎo)電粘合劑與第一至第三TFT T1-T3的源極34、38、44相連。連接線72、74、76通過(guò)連接處理，將R、G、B LED 20、30、40的陰極63、65、67分別連接于接地電極62。其后，將覆蓋R、G、B LED 20、30、40的有機(jī)絕緣層10涂覆在其上形成有R、G、B LED 20、30、40的第二絕緣層8上。有機(jī)絕緣層10通過(guò)掩膜處理以凸面(或凹面)透鏡形狀形成在R、G、B LED 20、30、40的單元中，從而提高了R、G、B LED 20、30、40的發(fā)光強(qiáng)度。
如上所述，按照本發(fā)明的LED基板通過(guò)使用多晶硅薄膜、多個(gè)導(dǎo)電層和絕緣層，將以下部分集成在單個(gè)的基板2上用于驅(qū)動(dòng)R、G、B LED 20、30、40的第一至第三TFT T1、T2、T3；由多個(gè)第四TFT T4組成的用于控制第一至第三TFT T1、T2、T3的亮度控制電路；以及感應(yīng)R、G、B LED 20、30、40的發(fā)光強(qiáng)度的第一至第三薄膜傳感器22、24、26，從而節(jié)省了制造成本。
圖2是圖1所示的LED基板的等效電路圖。
參照?qǐng)D2，LED基板包括第一至第三TFT T1、T2、T3，用于在VDD供給線和R、G、B LED 20、30、40之間形成電流通路；陰極浮置(float)且陽(yáng)極通過(guò)限流電阻R接地的第一至第三薄膜傳感器22、24、26，用于檢測(cè)R、G、B LED 20、30、40的發(fā)光強(qiáng)度；具有連接于第一至第三薄膜傳感器22、24、26和第一至第三TFT T1、T2、T3之間的多個(gè)放大器A1-A4和比較器C1、C2的亮度控制電路。
亮度控制電路基于具有最小發(fā)光強(qiáng)度比的B LED 40，均勻地控制G LED 30和R LED 20的發(fā)光強(qiáng)度比，以便提高色彩的均勻性。用于驅(qū)動(dòng)B LED 40的第三TFT T3受接收整體亮度控制信號(hào)的第一放大器A1控制。通過(guò)使第一比較器C1將第三薄膜傳感器26的B發(fā)光強(qiáng)度感應(yīng)信號(hào)與第二薄膜傳感器24的G發(fā)光強(qiáng)度感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行比較，用于控制G LED 30的第二TFT T2控制G發(fā)光強(qiáng)度，使其與B發(fā)光強(qiáng)度基本相等。通過(guò)使第二比較器C2將第三薄膜傳感器26的B發(fā)光強(qiáng)度感應(yīng)信號(hào)與第一薄膜傳感器22的R發(fā)光強(qiáng)度感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行比較，用于驅(qū)動(dòng)R LED 20的第一TFT T1控制R發(fā)光強(qiáng)度，使其與B發(fā)光強(qiáng)度基本相等。亮度控制電路由多個(gè)TFT組成，例如圖1所示的第四TFT T4，并與第一至第三TFT T1-T3以及第一至第三薄膜傳感器22、24、26一起集成在基板2上。
特別地，第三TFT T3受從外部元件接收整體亮度控制信號(hào)的第一放大器A1控制，并通過(guò)控制從VDD供給線提供給B LED 40的電流量，驅(qū)動(dòng)B LED 40。第三薄膜傳感器26產(chǎn)生與B LED 40的發(fā)光量成比例的發(fā)光強(qiáng)度感應(yīng)信號(hào)，并通過(guò)第二放大器A2將該感應(yīng)信號(hào)提供給第一比較器C1。第二TFT T2受第一比較器C1控制，并通過(guò)控制從VDD供給線提供給G LED 30的電流量，驅(qū)動(dòng)G LED 30。第一比較器C1將第三薄膜傳感器26通過(guò)第二放大器A2提供的B發(fā)光強(qiáng)度感應(yīng)信號(hào)與第二薄膜傳感器24通過(guò)第三放大器A3提供的G發(fā)光強(qiáng)度感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行比較，并調(diào)整第二TFT T2的控制信號(hào)，以使G LED 30的發(fā)光強(qiáng)度約等于B LED 40的發(fā)光強(qiáng)度。第三放大器A3可由外部元件的相對(duì)亮度控制信號(hào)進(jìn)行控制。第一TFT T1受第二比較器C2控制，并通過(guò)控制從VDD供給線提供給R LED 20的電流量，驅(qū)動(dòng)R LED 20。第二比較器C2將第三薄膜傳感器26通過(guò)第二放大器A2提供的B發(fā)光強(qiáng)度感應(yīng)信號(hào)與第一薄膜傳感器22通過(guò)第四放大器A4提供的R發(fā)光強(qiáng)度感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行比較，并調(diào)整第一TFT T1的控制信號(hào)，以使RLED 20的發(fā)光強(qiáng)度約等于B LED 40的發(fā)光強(qiáng)度。第四放大器A4可由外部元件的相對(duì)亮度控制信號(hào)進(jìn)行控制。
如上所述，按照本發(fā)明，用于感應(yīng)R、G、B LED 20、30、40的發(fā)光強(qiáng)度的薄膜傳感器22、24、26以及亮度控制電路被安裝在LED基板上。通過(guò)這種設(shè)置，可通過(guò)保持發(fā)光強(qiáng)度比恒定來(lái)提高色彩的均勻性，而與R、G、B LED 20、30、40的不同的發(fā)光效率和老化特性無(wú)關(guān)。LED基板可用于使用LED的各種設(shè)備，例如LED顯示器裝置或LCD裝置的背光單元。下面將說(shuō)明應(yīng)用LED基板的LCD裝置的背光單元的實(shí)例。
圖3是按照本發(fā)明的典型實(shí)施例，使用LED基板的LCD裝置的展開(kāi)透視圖。
參照?qǐng)D3，LCD裝置包括LCD面板120，用于顯示圖像；邊緣型背光單元180，用于從LCD面板120的背面發(fā)光；頂部和底部托盤(pán)110和170，用于固定LCD面板120和背光單元180。
LCD面板120具有如下結(jié)構(gòu)，即其上形成有顏色過(guò)濾器的上部基板121與其上形成有TFT的下部基板122相連，其間設(shè)置有液晶。LCD面板120包括由TFT獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的子像素，這些子像素以矩陣格式排列以顯示圖像。由于LCD面板120是非發(fā)光裝置，因此它使用背光單元180的光。驅(qū)動(dòng)器125與LCD面板120的下基板122相連。驅(qū)動(dòng)器125包括其上安裝有驅(qū)動(dòng)芯片127的電路膜126，用于驅(qū)動(dòng)形成在LCD面板120的下基板122上的數(shù)據(jù)線和柵極線。電路膜126的一側(cè)與下基板122相連，另一側(cè)與印刷電路板(PCB)128相連。在圖3中，支撐驅(qū)動(dòng)芯片127的電路膜126被示為具有薄膜上芯片(COF)或載帶封裝(TCP)結(jié)構(gòu)。但是在其它實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)芯片127可通過(guò)玻璃上芯片(COG)方法直接安裝在下基板122上，或者在TFT形成過(guò)程中形成在下基板122上。
背光單元180包括與光導(dǎo)板156分離設(shè)置的邊緣型光源150；以及設(shè)置在光導(dǎo)板156上部和下部的多個(gè)光學(xué)片130和反射板160，以提高發(fā)光效率。
邊緣型光源150通過(guò)使用R、G、B LED 154而發(fā)光。邊緣型光源150具有如下結(jié)構(gòu)，即R、G、B LED 154安裝在基板152上，基板152上集成有用于驅(qū)動(dòng)R、G、B LED 154的驅(qū)動(dòng)電路、用于感應(yīng)R、G、B LED 154的發(fā)光強(qiáng)度的薄膜傳感器以及亮度控制電路。亮度控制電路利用從外部元件接收的亮度控制信號(hào)和從薄膜傳感器接收的發(fā)光強(qiáng)度感應(yīng)信號(hào)，控制驅(qū)動(dòng)電路，以便使R、G、B LED 154的發(fā)光強(qiáng)度恒定。通過(guò)補(bǔ)償R、G、B LED 154的不同發(fā)光效率和老化特性，邊緣型光源150產(chǎn)生具有基本相等的發(fā)光強(qiáng)度比的R、G、B光。因此，顏色沒(méi)有變化，穩(wěn)定了亮度特征，從而提高了色彩的均勻性。
光導(dǎo)板156將從邊緣型光源150產(chǎn)生的點(diǎn)光源形式的光學(xué)分布的光轉(zhuǎn)換為表面光源形式的光學(xué)分布的光，以使光向LCD面板120行進(jìn)。多個(gè)光學(xué)片130包括散射片131、棱鏡片132和保護(hù)片133。光學(xué)片130散射并匯聚從光導(dǎo)板156向LCD面板120行進(jìn)的光，使之具有均勻的光分布，從而提高效率。反射板160向LCD面板120反射朝向光導(dǎo)板156的背部(對(duì)應(yīng)于圖3的底部)行進(jìn)的光，從而提高發(fā)光效率。
LCD面板120和背光單元180固定在通過(guò)使底部托盤(pán)170和頂部托盤(pán)110接合而形成的內(nèi)部空間中。可附加設(shè)置容納LCD面板120和背光單元180的外圍部件的模型框架(未示出)。
圖4是按照本發(fā)明的另一個(gè)典型實(shí)施例，使用LED基板的直接型LCD裝置的展開(kāi)透視圖。
除了背光單元280之外，圖4所示的直接型LCD裝置具有與圖3所示的邊緣型LCD裝置基本相同的結(jié)構(gòu)，因此任何重復(fù)的描述均被省略。
圖4所示的直接型背光單元280包括直接型光源140以及位于直接型光源140和LCD面板120之間的多個(gè)光學(xué)片130。反射板(未示出)設(shè)置在直接型光源140的背部，或者底部托盤(pán)170的內(nèi)表面涂覆有反射材料。直接型光源140通過(guò)使用行列設(shè)置的R、G、B LED 144而發(fā)光。直接型光源140具有如下結(jié)構(gòu)，其中R、G、B LED 144安裝在基板142上，基板142上集成有用于驅(qū)動(dòng)R、G、B LED 144的驅(qū)動(dòng)電路、用于感應(yīng)R、G、B LED 144的發(fā)光強(qiáng)度的薄膜傳感器、以及亮度控制電路。亮度控制電路利用從外部元件接收的亮度控制信號(hào)和從薄膜傳感器接收的發(fā)光強(qiáng)度感應(yīng)信號(hào)，控制驅(qū)動(dòng)電路，以使R、G、BLED 144的發(fā)光強(qiáng)度恒定。通過(guò)補(bǔ)償R、G、B LED 144的不同發(fā)光效率和老化特性，直接型光源140產(chǎn)生具有恒定強(qiáng)度比的R、G、B光。因此，穩(wěn)定了顏色的變化和亮度特征，從而提高了色彩的均勻性。
通過(guò)以上描述可以明顯看到，由于用于驅(qū)動(dòng)R、G、B LED的驅(qū)動(dòng)電路、用于感應(yīng)發(fā)光強(qiáng)度的傳感器、以及亮度控制電路集成在一個(gè)基板上，因此無(wú)論R、G、B LED的不同的發(fā)光效率和老化特性如何，制造成本降低并獲得了均勻的發(fā)光強(qiáng)度比。因此，可提高色彩的均勻性。
按照本發(fā)明的LED基板可應(yīng)用于使用LED的各種設(shè)備，并可用于LCD裝置的背光單元中，以提高圖像質(zhì)量，并改善色彩的均勻性。
盡管已經(jīng)參照某些優(yōu)選實(shí)施例示出并描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在形式和細(xì)節(jié)上可進(jìn)行各種改變而不偏離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管基板，包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管，包括沉積在基板上的半導(dǎo)體層；多個(gè)發(fā)光二極管，分別安裝在多個(gè)驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管上，用于產(chǎn)生不同波長(zhǎng)的光；多個(gè)薄膜傳感器，形成在多個(gè)發(fā)光二極管和基板之間，用于感應(yīng)多個(gè)發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度；以及亮度控制電路，具有多個(gè)控制薄膜晶體管，控制薄膜晶體管包括沉積在基板上的半導(dǎo)體層，并且亮度控制電路與多個(gè)薄膜傳感器相連，以控制驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管。
2.如權(quán)利要求1的發(fā)光二極管基板，其中多個(gè)驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管和亮度控制電路的控制薄膜晶體管中的每一個(gè)都包括半導(dǎo)體層；與半導(dǎo)體層交迭的柵極，其中半導(dǎo)體層與柵極之間設(shè)置有絕緣層；與半導(dǎo)體層的兩端相連的源極和漏極。
3.如權(quán)利要求2的發(fā)光二極管基板，其中多個(gè)驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管中每一個(gè)的柵極與亮度控制電路相連，源極與每一個(gè)發(fā)光二極管的一個(gè)電極相連，漏極與用于從外部施加驅(qū)動(dòng)電壓的驅(qū)動(dòng)電壓供給線相連。
4.如權(quán)利要求3的發(fā)光二極管基板，其中半導(dǎo)體層和多個(gè)薄膜傳感器由多晶硅、多晶硅-鍺、非晶硅和非晶硅-鍺薄膜中的任一種構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求4的發(fā)光二極管基板，其中多個(gè)薄膜傳感器中的每一個(gè)均位于穿透每一個(gè)發(fā)光二極管的一個(gè)電極的通孔下方，并形成為光電二極管類(lèi)型，其陽(yáng)極和陰極通過(guò)注入p型和n型雜質(zhì)而形成。
6.如權(quán)利要求5的發(fā)光二極管基板，其中多個(gè)薄膜傳感器中的每一個(gè)的陽(yáng)極和陰極中的一個(gè)電極是浮置的，并且另一個(gè)電極通過(guò)限流電阻與接地電極相連，并且接地電極與每一個(gè)發(fā)光二極管的另一個(gè)電極相連。
7.如權(quán)利要求6的發(fā)光二極管基板，其中每一個(gè)發(fā)光二極管中的另一個(gè)電極通過(guò)連接線與接地電極相連。
8.如權(quán)利要求7的發(fā)光二極管基板，進(jìn)一步包括覆蓋其上安裝有多個(gè)發(fā)光二極管的基板的有機(jī)絕緣層。
9.如權(quán)利要求8的發(fā)光二極管基板，其中多個(gè)驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管中的每一個(gè)的半導(dǎo)體層、柵極、源極、和漏極形成為多邊形帶狀或圓形帶狀，包圍薄膜傳感器的外圍部件。
10.如權(quán)利要求9的發(fā)光二極管基板，其中多個(gè)發(fā)光二極管包括第一至第三發(fā)光二極管，用于分別產(chǎn)生紅、綠、藍(lán)光，多個(gè)驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管包括第一至第三驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管，用于分別驅(qū)動(dòng)第一至第三發(fā)光二極管，多個(gè)薄膜傳感器包括第一至第三薄膜傳感器，用于分別感應(yīng)第一至第三發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度。
11.如權(quán)利要求10的發(fā)光二極管基板，其中亮度控制電路包括第一放大器，用于根據(jù)亮度控制信號(hào)而控制第三驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管；第一比較器，用于通過(guò)將第三薄膜傳感器的藍(lán)色亮度感應(yīng)信號(hào)與第二薄膜傳感器的綠色亮度感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行比較，控制第二驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管；以及第二比較器，用于通過(guò)將藍(lán)色亮度感應(yīng)信號(hào)與第一薄膜傳感器的紅色亮度感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行比較，控制第一驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管。
12.如權(quán)利要求11的發(fā)光二極管基板，其中亮度控制電路進(jìn)一步包括第二至第四放大器，用于放大第一至第三薄膜傳感器的亮度感應(yīng)信號(hào)，并且根據(jù)相對(duì)亮度控制信號(hào)而控制第二至第四放大器中的至少一個(gè)。
13.一種制造發(fā)光二極管基板的方法，包括形成多個(gè)驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管，其包括沉積在基板上的半導(dǎo)體層；在多個(gè)驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管上安裝多個(gè)發(fā)光二極管，用于產(chǎn)生不同波長(zhǎng)的光；在多個(gè)發(fā)光二極管和該基板之間形成多個(gè)薄膜傳感器，用于感應(yīng)多個(gè)發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度；以及形成亮度控制電路，其具有多個(gè)控制薄膜晶體管，控制薄膜晶體管包括沉積在該基板上的半導(dǎo)體層，亮度控制電路與多個(gè)薄膜傳感器以及多個(gè)驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管相連。
14.如權(quán)利要求13的方法，其中多個(gè)驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管和亮度控制電路的控制薄膜晶體管中的每一個(gè)都包括半導(dǎo)體層；與半導(dǎo)體層交迭的柵極，半導(dǎo)體層與柵極之間設(shè)置有絕緣層；以及與半導(dǎo)體層的兩端相連的源極和漏極。
15.如權(quán)利要求14的方法，其中多個(gè)驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管中的每一個(gè)的柵極與亮度控制電路相連，源極與每一個(gè)發(fā)光二極管中的一個(gè)電極相連，漏極與用于從外部施加驅(qū)動(dòng)電壓的驅(qū)動(dòng)電壓供給線相連，并且每一個(gè)發(fā)光二極管的另一個(gè)電極通過(guò)連接線與接地電極相連。
16.如權(quán)利要求15的方法，其中半導(dǎo)體層和多個(gè)薄膜傳感器由多晶硅、多晶硅-鍺、非晶硅和非晶硅-鍺薄膜中的任一種構(gòu)成。
17.如權(quán)利要求16的方法，其中p型和n型雜質(zhì)被注入多個(gè)薄膜傳感器中的每一個(gè)的兩端，以形成陽(yáng)極和陰極，并且多個(gè)薄膜傳感器中的每一個(gè)的陽(yáng)極和陰極中的一個(gè)電極是浮置的，另一個(gè)電極通過(guò)限流電阻與接地電極相連。
18.如權(quán)利要求17的方法，進(jìn)一步包括在其上安裝有多個(gè)發(fā)光二極管的基板上形成有機(jī)絕緣層。
19.如權(quán)利要求18的方法，其中多個(gè)驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管中的每一個(gè)的半導(dǎo)體層、柵極、源極、和漏極形成為多邊形帶狀或圓形帶狀，包圍薄膜傳感器的外圍部件。
20.一種液晶顯示器裝置，包括光源，包括形成在基板上的多個(gè)驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管，多個(gè)發(fā)光二極管，分別安裝在多個(gè)驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管上，用于產(chǎn)生不同波長(zhǎng)的光，多個(gè)薄膜傳感器，形成在多個(gè)發(fā)光二極管和基板之間，用于感應(yīng)多個(gè)發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度，以及亮度控制電路，具有形成在基板上的多個(gè)控制薄膜晶體管，并與多個(gè)薄膜傳感器和多個(gè)驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管相連；以及液晶顯示器面板，用于利用光源產(chǎn)生的光而顯示圖像。
21.如權(quán)利要求20的液晶顯示器裝置，其中多個(gè)驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管和亮度控制電路的控制薄膜晶體管中的每一個(gè)都包括半導(dǎo)體層；與半導(dǎo)體層交迭的柵極，半導(dǎo)體層與柵極之間設(shè)置有絕緣層；以及與半導(dǎo)體層的兩端相連的源極和漏極，并且多個(gè)驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管中的每一個(gè)的柵極與亮度控制電路相連，源極與每一個(gè)發(fā)光二極管中的一個(gè)電極相連，漏極與用于接收驅(qū)動(dòng)電壓的驅(qū)動(dòng)電壓供給線相連。
22.如權(quán)利要求21的液晶顯示器裝置，其中半導(dǎo)體層和多個(gè)薄膜傳感器由多晶硅、多晶硅-鍺、非晶硅和非晶硅-鍺薄膜中的任一種構(gòu)成，并且多個(gè)薄膜傳感器中的每一個(gè)均位于穿透每一個(gè)發(fā)光二極管的一個(gè)電極的通孔下方，并形成為光電二極管類(lèi)型，其陽(yáng)極和陰極通過(guò)注入p型和n型雜質(zhì)而形成。
23.如權(quán)利要求22的液晶顯示器裝置，其中多個(gè)薄膜傳感器中的每一個(gè)的陽(yáng)極和陰極中的一個(gè)電極是浮置的，另一個(gè)電極通過(guò)限流電阻與接地電極相連，接地電極通過(guò)連接線與每一個(gè)發(fā)光二極管的另一個(gè)電極相連。
24.如權(quán)利要求23的液晶顯示器裝置，進(jìn)一步包括覆蓋其上安裝有多個(gè)發(fā)光二極管的基板的有機(jī)絕緣層。
25.如權(quán)利要求24的液晶顯示器裝置，其中多個(gè)發(fā)光二極管包括第一至第三發(fā)光二極管，用于分別產(chǎn)生紅、綠、藍(lán)光，多個(gè)驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管包括第一至第三驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管，用于分別驅(qū)動(dòng)第一至第三發(fā)光二極管，多個(gè)薄膜傳感器包括第一至第三薄膜傳感器，用于分別感應(yīng)第一至第三發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度。
26.如權(quán)利要求25的液晶顯示器裝置，其中亮度控制電路包括第一放大器，用于根據(jù)亮度控制信號(hào)而控制第三驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管；第一比較器，用于通過(guò)將第三薄膜傳感器的藍(lán)色亮度感應(yīng)信號(hào)與第二薄膜傳感器的綠色亮度感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行比較，控制第二驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管；第二比較器，用于通過(guò)將藍(lán)色亮度感應(yīng)信號(hào)與第一薄膜傳感器的紅色亮度感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行比較，控制第一驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管；以及第二至第四放大器，用于放大第一至第三薄膜傳感器的亮度感應(yīng)信號(hào)，其中根據(jù)相對(duì)亮度控制信號(hào)而控制第二至第四放大器中的至少一個(gè)。
全文摘要
提供了一種亮度控制電路，用于控制不同顏色光源的亮度級(jí)別，便于與顯示器裝置結(jié)合在一起。發(fā)光二極管(LED)基板包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管(TFT)，驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管包括沉積在基板上的半導(dǎo)體層。用于產(chǎn)生不同波長(zhǎng)的光的多個(gè)LED分別安裝在多個(gè)驅(qū)動(dòng)TFT上。用于感應(yīng)多個(gè)LED的發(fā)光強(qiáng)度的多個(gè)薄膜傳感器形成在多個(gè)LED和該基板之間。用于控制驅(qū)動(dòng)TFT的亮度控制電路具有多個(gè)控制TFT，控制TFT包括沉積在該基板上的半導(dǎo)體層，并且亮度控制電路與多個(gè)薄膜傳感器相連。
文檔編號(hào)G02F1/1362GK101067698SQ20071012663
公開(kāi)日2007年11月7日 申請(qǐng)日期2007年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月23日
發(fā)明者上本勉 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社