專利名稱：具有串行控制的小芯片顯示器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示器件，該顯示器件具有包括采用對像素陣列的串行控制的分布且獨立的小芯片(chiplet)的基板。
背景技術(shù)：
平板顯示器件已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到相關(guān)的計算設(shè)備、便攜式設(shè)備和比如電視的娛樂設(shè)備。這類顯示器通常使用許多個分布在基板上的像素來顯示圖像。每個像素都結(jié)合了幾個不同顏色的、一般稱為子像素的發(fā)光單元，通常發(fā)射紅光、綠光和藍光以代表每個圖像元素。如在此使用的，像素和子像素沒有區(qū)分，并當做單個發(fā)光元件。許多平板顯示技術(shù)是已知的，例如等離子體顯示器、液晶顯示器和發(fā)光二極管(LED)顯示器。發(fā)光二極管(LED)結(jié)合發(fā)光材料薄膜形成發(fā)光元件，在平板顯示器件中具有許多優(yōu)點，并在光學系統(tǒng)中很實用。Tang等人的第6，384，529，2號美國專利中展示了包括有機 LED發(fā)光二極管元件陣列的有機LED(OLED)彩色顯示器?？蛇x地，可使用無機材料，無機材料可以包括在多晶半導體陣列中的磷光晶體或量子點。也可使用其他有機或無機材料薄膜，以控制對發(fā)光薄膜材料的電荷注入、傳送或阻擋，這在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。該材料放置在電極間的基板上，具有封包覆蓋層或片。當電流穿過發(fā)光材料時，光由像素射出。發(fā)射光的頻率取決于所用材料的特性。在這種顯示器中，光可經(jīng)基板(底部發(fā)射器)或經(jīng)封包覆蓋層(頂部發(fā)射器)，或經(jīng)二者而射出。LED設(shè)備可以包括圖案化發(fā)光層，其中在圖案中使用不同材料，以在電流經(jīng)過該材料時發(fā)射不同顏色的光。可選地，可使用單一圖案化發(fā)光層，例如白光發(fā)射器，連同濾色器， 用以形成全彩顯示器，如同Cok在第6，987，355號美國專利中所教導的。使用不包括濾色器的白色子像素也是已知的，例如Cok等人在第6，919，681號美國專利中所教導的。一種設(shè)計已經(jīng)被教導使用未圖案化的白光發(fā)射器，連同包含紅、綠和藍濾色器及子像素的四色像素，以及未濾光的白色子像素，以提高設(shè)備的效率(參見如Miller等人的第7，230，594 號美國專利)。一般而言，已知兩種控制平板顯示器中像素的不同方法有源矩陣控制和無源矩陣控制。在無源矩陣設(shè)備中，基板不包含任何有源電子元件(例如晶體管)。行電極陣列及在分開層中的垂直的列電極陣列在基板上形成；列電極陣列和行電極陣列間的交叉處形成有發(fā)光二極管的電極。然后外部驅(qū)動芯片依序提供電流至每行(或列)，同時垂直的列 (行)提供適當電壓以點亮該行(或列)中的每個發(fā)光二極管。因此，無源矩陣設(shè)備的設(shè)計采用2η個連接來產(chǎn)生η2個分離且可控的發(fā)光單元。然而，無源矩陣驅(qū)動設(shè)備受限于可包含在該設(shè)備中的行(或列)的數(shù)目，因為行(或列)驅(qū)動的時序特性會產(chǎn)生閃爍。如果有太多行，閃爍就能夠被感知到。通常，無源矩陣設(shè)備被限制成100條線，遠少于當代大型平板顯示器所發(fā)現(xiàn)的線，例如，具有超過1000條線的高清晰電視，因而不適合采用無源矩陣控制。 此外，驅(qū)動無源矩陣顯示器中整個行(或列)所需的電流會有問題，會限制無源矩陣顯示器的物理尺寸大小。再者，用于無源和有源矩陣顯示器的外部的行和列驅(qū)動器芯片都很昂貴。
參見圖8的現(xiàn)有技術(shù)，在有源矩陣設(shè)備中，有源控制單元31采用半導體材料薄膜形成，例如非晶硅或多晶硅，涂覆在平面基板10上。通常，每個子像素30都由一個控制單元31控制，每個控制單元31都包括至少一個晶體管。例如，在簡單的有源矩陣有機發(fā)光 (OLED)顯示器中，每個控制單元包括兩個晶體管(一個選擇晶體管和一個功率晶體管)以及一個電容器，該電容器用以存儲指定子像素亮度的電荷。每個發(fā)光單元通常都使用獨立控制電極及公共(一起)電連接的電極。發(fā)光單元的控制通常經(jīng)數(shù)據(jù)信號線、選擇信號線、 電源連接線和接地連接線來提供，例如使用列驅(qū)動器50和行驅(qū)動器52集成電路。有源矩陣和無源矩陣控制機制都依賴于矩陣尋址，對每個像素單元使用兩根控制線，以選擇一個或更多個像素。使用這種技術(shù)是因為其它機制，比如直接尋址(例如在存儲設(shè)備中所使用的)，需要使用很難在傳統(tǒng)薄膜有源矩陣背板上形成且不可能在無源矩陣背板上形成的地址解碼電路。另一數(shù)據(jù)通信機制，例如在CXD圖像傳感器中使用的，即第 7，078，670號美國專利中所教導的，使用并行數(shù)據(jù)移位，由一行傳感器移位到另一行傳感器且最后移位至串行移位寄存器，該寄存器用以從每個傳感器單元輸出數(shù)據(jù)。這種配置需要每行傳感器之間互連，以及額外的高速串行移位寄存器。此外，支持這種數(shù)據(jù)移位的邏輯電路在傳統(tǒng)薄膜晶體管有源矩陣背板中需要很大的空間，以致于設(shè)備的分辨率會嚴重受限且在無源矩陣背板中不能實現(xiàn)。有源矩陣單元并不一定限于顯示器，而是可分布在基板上，并在需要空間分布控制的其它應(yīng)用中被采用。有源矩陣設(shè)備中可以使用與無源矩陣設(shè)備相同數(shù)目的外部控制線 (除了電源和接地外)。然而，在有源矩陣設(shè)備中，每個發(fā)光單元都具有來自控制電路的單獨的驅(qū)動連接線，并且即使在未被選擇為數(shù)據(jù)存儲時也是活躍的，從而使得閃爍消除。共同點是，形成有源矩陣控制單元的現(xiàn)有技術(shù)方法通常將半導體材料薄膜，比如硅，沉積在玻璃基板上，然后經(jīng)由光刻工藝使得半導體材料形成晶體管和電容器。薄膜硅可以是非晶或多晶的。比起由晶體硅芯片制成的傳統(tǒng)晶體管，由非晶硅或多晶硅制成的薄膜晶體管(TFT)相對來說很大且性能較差。此外，這種薄膜器件通常在玻璃基板上會展現(xiàn)出局部或大面積的非均一性，造成使用這類材料的顯示器的電氣性能和視覺外觀的非均一性。在這類有源矩陣設(shè)計中，每個發(fā)光單元都需要與驅(qū)動電路的單獨連接。例如，通過依序啟動行電極，同時對連接至陣列中每列像素的電極提供各自的模擬數(shù)據(jù)值來控制無源矩陣設(shè)備。當行電極被激活時，行像素上的每一列被驅(qū)動到與相關(guān)列電極上的數(shù)據(jù)值相對應(yīng)的亮度。這個過程在像素陣列中的每一行中依序重復進行。在有源矩陣設(shè)備中，將數(shù)據(jù)值類似地施加到陣列中的每個列電極，且與被激活的行相關(guān)的選擇信號用于將數(shù)據(jù)值存儲在與像素陣列每個像素相關(guān)的存儲單元中。同樣，對每一行依序重復此過程。有源矩陣設(shè)備重要且明顯的特點是，數(shù)據(jù)值是由每個像素存儲的，因此即使該像素的選擇信號沒有激活該像素也能發(fā)光。在無源和有源矩陣的情形下，信號線都形成垂直和水平布線的二維矩陣，都由外部驅(qū)動器來驅(qū)動。信號的布線會在基板上占據(jù)相當大的面積， 因而降低開口率或增加基板上金屬層數(shù)以及成本，并且可操作頻率以及可使用電流會受到限制。使用另一種控制技術(shù)，如Mats μ m μ ra等人在第2006/0055864號美國專利申請公報中描述的用以驅(qū)動LCD顯示器的晶體硅基板。該申請描述了一種方法，該方法選擇性地向第二平板顯示器基板上傳送及附接像素控制器件，該像素控制設(shè)備由第一半導體基板制成。給出了像素控制器件內(nèi)的布線互連，以及由總線和控制電極至像素控制設(shè)備的連接。已經(jīng)揭示了矩陣尋址像素控制技術(shù)，因此受到前述的相同限制。目前需要一種針對顯示器件克服上述控制及布線問題的改進的控制方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種顯示器件，其包括(a)基板；(b)像素陣列，其成行及成列排布并在所述基板上形成發(fā)光區(qū)，每個像素都包括第一電極、位于第一電極上方的一個或更多個發(fā)光材料層，以及位于所述一個或更多個發(fā)光材料層上方的第二電極；(c)第一串行總線，其具有多個導電體，每個導電體都以串聯(lián)連接方式將第一組小芯片中的一個小芯片僅連接至第一組中的另一小芯片，這些小芯片分布在所述基板上方的發(fā)光區(qū)中，每個小芯片都包括連接到其對應(yīng)導電體的用于存儲并傳送數(shù)據(jù)的一個或更多個存儲及轉(zhuǎn)送(store-and-forward)電路；(d)每個小芯片中的驅(qū)動器電路，其用于響應(yīng)于存儲在所述存儲及轉(zhuǎn)送電路中的數(shù)據(jù)來驅(qū)動至少一個像素。本發(fā)明具有以較為簡單的方法控制顯示器的優(yōu)點。另一優(yōu)點是，比起現(xiàn)有技術(shù)可改善開口率及壽命和功耗。


圖1為顯示根據(jù)本發(fā)明實施方式的小芯片的單元及四個相關(guān)像素的示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明實施方式的具有驅(qū)動器的顯示器件中的像素陣列的示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明實施方式的小芯片及像素的剖視圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明實施方式的顯示器件中像素陣列中具有用于多行串聯(lián)連接的示意圖；圖5A和5B為根據(jù)本發(fā)明另一實施方式的具有內(nèi)連接的小芯片的剖視圖；圖6A和6B為本發(fā)明另一實施方式的具有不同總線連接的小芯片的俯視圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明另一實施方式的顯示器件的部分示意圖；圖8為現(xiàn)有技術(shù)的有源矩陣顯示器件的示意圖；圖9為根據(jù)本發(fā)明實施方式的串行緩沖模擬信號的示意圖。因為圖中不同層和單元具有顯著不同的尺寸，因此這些圖并未依尺寸繪制。
具體實施例方式參照圖1、圖2和圖3，在本發(fā)明的實施方式中，顯示器件包括基板10和像素陣列 30，像素陣列在基板10上形成發(fā)光區(qū)9，像素陣列30是在基板10上以多個行34和列36排列而形成的。參照圖3，每個像素30都包括第一電極12、位于第一電極12上方的一個或更多個發(fā)光或光控材料層14，以及位于一個或更多個發(fā)光材料層14上方的第二電極16。層 12、14和16包括像素30，例如在所有這12、14、16三層所重疊的區(qū)域中的有機發(fā)光二極管 15，電流可以由電極12、16流過一個或更多個發(fā)光或光控材料層14。
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第一串行總線42具有多個導電體，每個導電體都以串聯(lián)連接方式將第一組小芯片中的一個小芯片20僅連接至第一組中的另一個小芯片20。多個串聯(lián)連接的小芯片20分布在基板10表面上的發(fā)光區(qū)9中，每個小芯片20都包括串聯(lián)連接至串行總線42的一個或更多個存儲及轉(zhuǎn)送電路26。例如，存儲及轉(zhuǎn)送電路沈可以是數(shù)字的，例如由時鐘43控制的觸發(fā)器60。另一方式如圖9所示，存儲及轉(zhuǎn)送電路沈可以是模擬的，包括用以存儲電荷的電容以及用以將電荷由某一存儲及轉(zhuǎn)送電路26傳送到下一個存儲及轉(zhuǎn)送電路的控制緩沖器或晶體管電路。像素驅(qū)動器電路41用存儲在存儲及轉(zhuǎn)送電路沈中0的數(shù)據(jù)來驅(qū)動像素 30。時鐘43可以是串聯(lián)連接至兩個或更多個小芯片20的公共信號。小芯片20可以連接成多行或多列。每行(或列)的小芯片可連接至不同的串行總線42(如圖2所示)，由相同或不同的驅(qū)動器40驅(qū)動。可選地，如圖4所示，兩個或更多個不同行的小芯片20可通過一起串聯(lián)連接基板10上分開的多個行而以相同的串行總線42來驅(qū)動。如圖所示，交替的多個行可以交替方向驅(qū)動。可選地，所有行可以相同方向驅(qū)動(未示出)。一個或多個發(fā)光層可包括有機材料，且電極及發(fā)光層可形成有機發(fā)光二極管。存儲在存儲及轉(zhuǎn)送電路中的數(shù)據(jù)值可代表像素的所需亮度。串行總線用于將數(shù)據(jù)在電氣分開的電連接上從一個電路再次傳送到下一電路；并行總線是用于將數(shù)據(jù)在電氣共同連接的電連接上同時廣播傳播到所有小芯片的總線。如圖 1所示，多個串聯(lián)連接的存儲及轉(zhuǎn)送電路26可被包含在小芯片20內(nèi)并連接至串行總線42 的電連接，以在單一串行總線42上形成獨立的一組存儲及轉(zhuǎn)送電路26。此外，可使用多個串聯(lián)連接組中串聯(lián)連接多個小芯片20的多個串行總線42，如圖2所示。同樣也可能連接多個串行總線42至小芯片20，并在一個小芯片20中包括存儲及轉(zhuǎn)送電路沈的串聯(lián)連接組。 如圖4所示，小芯片20可配置在多個行或列中。串行總線42可串聯(lián)連接兩行或更多行中的多個小芯片20。可選地，串行總線42可串聯(lián)連接兩列或更多列中的多個小芯片20。串行總線用導電體將驅(qū)動設(shè)備(比如控制器40)連接至第一存儲及轉(zhuǎn)送電路。串行總線上的每個存儲及轉(zhuǎn)送電路用電氣獨立的導電體連接至下一存儲及轉(zhuǎn)送電路，使得所有導電體都能例如響應(yīng)于時鐘信號同時將不同數(shù)據(jù)由一個存儲及轉(zhuǎn)送電路傳遞到下一個存儲及轉(zhuǎn)送電路。驅(qū)動設(shè)備提供第一數(shù)據(jù)值及控制信號至第一存儲及轉(zhuǎn)送電路，使存儲及轉(zhuǎn)送電路能干存儲該數(shù)據(jù)值。一旦第一存儲及轉(zhuǎn)送電路存儲了第一數(shù)據(jù)值，第二數(shù)據(jù)值就可在第一存儲及轉(zhuǎn)送電路提供第一數(shù)據(jù)值至第二存儲及轉(zhuǎn)送電路的同時被提供至第一存儲及轉(zhuǎn)送電路?？刂菩盘?比如時鐘信號)可被一起提供至所有存儲及轉(zhuǎn)送信號，或當傳送的數(shù)據(jù)很多時，由一個存儲及轉(zhuǎn)送電路傳送至下一個存儲及轉(zhuǎn)送電路。然后第一存儲及轉(zhuǎn)送電路存儲第二數(shù)據(jù)值，而第二存儲及轉(zhuǎn)送電路存儲第一數(shù)據(jù)值。然后用第三數(shù)據(jù)值與第三存儲及轉(zhuǎn)送電路來重復該操作，諸如此類，使得數(shù)據(jù)值依序由一個存儲及轉(zhuǎn)送電路移位至下一個存儲及轉(zhuǎn)送電路。每個小芯片都包括一個或更多個存儲及轉(zhuǎn)送電路，使得數(shù)據(jù)值由一個小芯片移位至下一小芯片。相對比的，在此使用的并行總線同時提供相同信號給每一電路(或小芯片)。回到圖3，每個小芯片20都具有基板觀，基板觀是獨立的且與顯示器件基板10分開。如在此使用的，分布在基板10上是指小芯片20不只位于像素陣列周圍，而且還位于像素陣列內(nèi)，即，在發(fā)光區(qū)中像素30之下、之上或之間。每個小芯片20都包括電路22，例如包括存儲及轉(zhuǎn)送電路26及像素驅(qū)動器電路41 (圖1)。連接焊盤M可在小芯片20的表面上
7形成，以連接小芯片至像素30?？梢园垂饪谭绞嚼闷教够瘜?8幫助形成與連接焊盤M 的電連接。優(yōu)選的是，至少部分在小芯片20上的小芯片內(nèi)部連接總線是在單一布線層中形成的。參照圖5A和5B，串行總線42以及信號線(比如時鐘線43或重置線，圖中未示出) 可連接至小芯片20上的連接焊盤25?？梢圆捎脙?nèi)部小芯片連接線44以串行方式將每個存儲及轉(zhuǎn)送電路沈連接至下一個存儲及轉(zhuǎn)送電路，如圖5A所示。如圖5B所示，其它信號 (比如時鐘或重置信號)可由連接焊盤25穿過小芯片20至另一個連接焊盤25，并以并行方式將所有小芯片連接至公共信號。在本發(fā)明的一個實施方式中，緩沖器45可用以再生公共信號，以克服總線、內(nèi)部小芯片連接線44或連接焊盤25中的電阻。存儲及轉(zhuǎn)送電路沈類似地再次產(chǎn)生數(shù)據(jù)信號，由一個電路傳至另一個電路。參照圖6A，串行總線42可穿過小芯片20(如圖5A和5B所示)。其它總線45可經(jīng)由連接焊盤25直接連接至小芯片20中的電路，而不需要穿過小芯片20。此外，由于串行總線45如圖所示有效地在總線42穿過小芯片20處經(jīng)過串行總線42，因此總線45可與串行總線42位于公共布線層中?？蛇x地，參照圖6B，總線45B可以類似于串行總線42的方式在總線45A經(jīng)過小芯片20處經(jīng)過總線45A。通過增加小芯片20的高度，可提供額外的空間用以對平行于串行總線42且正交于總線45A的總線45B進行走線。再一次，這種配置可以用以提供單一且較低成本的布線層，將基板10上的小芯片20互連以在總線42、45、45A或 45B上提供信號驅(qū)動像素30。根據(jù)本發(fā)明另一實施方式，連接至公共小芯片的兩條串行總線相連，并用于形成差分信號對。差分信號是兩個分開接線的電壓間的差形成的信號。例如，如果兩接線電壓相同，則顯示零值。如果兩接線具有不同的電壓，則會顯示一值。這種差分信號在出現(xiàn)干擾時會更加有效，因為兩接線都同樣地經(jīng)受相同的干擾，并以相同方式反應(yīng)。如果兩接線的電壓相類似地改變，則差分信號不變。在本發(fā)明不同實施方式中，電路22可在每個小芯片或小芯片20的組合中，用有源或無源矩陣控制機制來驅(qū)動像素30。例如，如圖2及圖4所示，有源矩陣控制機制可用于通過單獨的像素驅(qū)動器電路41而獨立控制每個像素30。在本發(fā)明的實施方式中，每個像素的第一電極12是用一個小芯片20中的有源矩陣電路22來驅(qū)動的，而每個像素30的第二電極16是公共連接的(如圖1-4所示)。參照圖7，在本發(fā)明的另一實施方式中，行像素34中每個像素30的第一電極12可公共連接，列像素36中每個像素30的第二電極16可公共連接，像素30是由兩個小芯片， 即行驅(qū)動小芯片20A和列驅(qū)動小芯片20B的無源矩陣控制來驅(qū)動。像素30的陣列被細分為相互排他的像素組，即每個像素組都具有分開的組行電極陣列和分開的組列電極陣列， 電氣獨立于任意其它像素組的組行電極和組列電極。每個像素組都具有位于基板上的一個或更多個分開的組行驅(qū)動器小芯片20A和一個或更多個分開的組列驅(qū)動小芯片20B。每個組行驅(qū)動器小芯片20A都排他性地連接至并控制像素組行電極，而且每個組列驅(qū)動器小芯片都排他性地連接至并控制像素組列電極。如圖7所示，組列驅(qū)動器小芯片串聯(lián)連接至總線42B，組行驅(qū)動器小芯片串聯(lián)連接至總線42A，而且總線45并聯(lián)連接到行驅(qū)動器小芯片。 一般來講，串行總線或正交方向總線從小芯片中穿過，而其他串行總線或正交方向總線從小芯片之上或之下穿過。因此，一條總線是在基板上以正交于至少部分串行總線的方向進行走線，而且串行總線(42A、42B)及正交總線05)位于基板上的公共布線層中。這種結(jié)構(gòu)有利于使總線42A、42B和45在單一布線層中進行走線。此外，經(jīng)由小芯片傳送的數(shù)據(jù)可以由小芯片中的緩沖器電氣地再次產(chǎn)生，因此可以增加通過串行總線傳送數(shù)據(jù)的頻率。每個小芯片20都可以包括電路22，用以控制經(jīng)連接焊盤M連接至小芯片20的像素30。電路22可以包括存儲電路沈，存儲電路沈存儲了代表每個像素30的期望亮度的值，其中小芯片20是以一行或一列連接至每個像素30，小芯片20使用該值來控制連接至像素30的行電極16或列電極12，以此激活像素30而發(fā)光。例如，如果行驅(qū)動器小芯片 20A連接至8行，列驅(qū)動器小芯片連接至8列，則可以使用8個存儲電路沈來存儲連接至一行或一列中行驅(qū)動器小芯片或列驅(qū)動器小芯片的8個像素的亮度信息。當一行或一列被激活，亮度信息可以提供給相應(yīng)的小芯片20。在本發(fā)明的實施方式中，兩個存儲電路沈可用于連接至小芯片的每行或每列，使得亮度信息可以存儲在其中一個存儲電路沈中，而另一個存儲電路26用以顯示亮度信息。在本發(fā)明的另一實施方式中，一個或兩個存儲電路26 可用于小芯片20所連接的每個發(fā)光單元30。在工作時，控制器40根據(jù)顯示器件的需要來接收并處理信息信號，并將處理后的信號通過一個或更多個串行總線42發(fā)送至設(shè)備中的每個小芯片20。控制器40也可以提供額外的控制信號至小芯片，走線經(jīng)過和處理后信號一樣的或分開的總線。處理后的信號包括對應(yīng)其中一個存儲及轉(zhuǎn)送電路沈的每個發(fā)光像素單元30的亮度信息。小芯片然后根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)值來激活像素。通常，像素組中整個組行電極或組列電極是通過一次激活所有組列電極和一行電極而被同時激活的(反之亦然)?？偩€42、45可提供許多信號，包括定時 (比如時鐘)信號、數(shù)據(jù)信號、選擇信號、電源連接或接地。傳統(tǒng)上，比如圖8所示的矩陣尋址顯示器件需要二維矩陣信號連接。相比之下， 根據(jù)本發(fā)明，信號連接可有利地只在一維中形成，因此改善了顯示器的開口率，并達到具有由于較少連接而較為簡單且成本較低的接線結(jié)構(gòu)。此外，數(shù)據(jù)傳送至小芯片的速率至少等于傳統(tǒng)方法的速率，因為小芯片可接收信號的速率和外部行或列驅(qū)動器(在無源矩陣情形下)一樣高，或者更高(在使用薄膜晶體管的有源矩陣的情形下)。此外，對昂貴的外部控制驅(qū)動器集成電路的需求會降低，因為并非顯示器件的每一行和列都需要單獨的驅(qū)動器電路。在本發(fā)明不同實施方式中，分布在基板10上的行驅(qū)動器或列驅(qū)動器小芯片20可以是相同的。然而，可以為每個小芯片20關(guān)聯(lián)一個唯一的標識值，S卩ID。可以在將小芯片 20設(shè)置在基板10上之前，或優(yōu)選地在之后，來分配該ID，該ID可以反映出小芯片20在基板10上的相對位置，就是說ID可以是一個地址。例如，該ID可以通過在一行或一列中從一個小芯片20向下一個小芯片傳送計數(shù)信號而被分配?？墒褂梅珠_的行或列ID值?？刂破?0可以作為小芯片來實現(xiàn)，并附接至基板10?？刂破?0可位于基板10的周圍，或可在基板10的外部，并包括傳統(tǒng)的集成電路。根據(jù)本發(fā)明若干實施方式，小芯片20可以不同方式來構(gòu)建，例如沿著小芯片20的長邊方向的一行或兩行連接焊盤24 (圖7B及7C)。互連總線42可由不同材料形成，且使用不同方法沉積在設(shè)備基板上。例如，互連總線42可為蒸鍍或噴鍍的金屬，例如鋁或鋁合金。 可選地，互連總線可由固化的導電墨水或金屬氧化物制成。在具有成本優(yōu)勢的實施方式中， 互連總線42在單一層中形成。
本發(fā)明對于使用大設(shè)備基板(比如玻璃、塑料或箔片)的多個像素的設(shè)備的實施方式尤為有用，該多個像素的設(shè)備具有配置在設(shè)備基板10上規(guī)則排列的多個小芯片20。每個小芯片20都能根據(jù)小芯片20中的電路并響應(yīng)于控制信號來控制形成在設(shè)備基板10上的多個像素30。單個像素組或多個像素組位于平鋪的(tiled)單元上，這些單元可以裝配起來形成整個顯示器。根據(jù)本發(fā)明，小芯片20提供分布在基板10上的像素控制單元。小芯片20與設(shè)備基板10相比是相對小的集成電路，而且包括形成在獨立基板28上的電路22，該電路22包括走線、連接焊盤、諸如電阻器或電容器的無源元件、或諸如晶體管或二極管的有源元件。 小芯片20與顯示基板10分開制造，然后應(yīng)用到顯示基板10上。優(yōu)選地，小芯片20是用制造半導體設(shè)備的已知工藝使用硅或絕緣體上硅結(jié)構(gòu)(SOI)晶圓而制成的。然后每個小芯片 20在貼附在設(shè)備基板10之前先被分開。因此每個小芯片20的晶體基底可視為從設(shè)備基板 10分開的基板觀，并在其上安置小芯片電路22。該多個小芯片20因此具有相應(yīng)的與設(shè)備基板10分開且彼此分開的多個基板觀。具體來講，獨立的基板觀與在其上形成有像素30 的基板10分開，且該獨立小芯片基板觀的面積整體上看小于設(shè)備基板10。比起例如在薄膜非晶硅或多晶硅設(shè)備中所看到的，小芯片20具有晶體基板觀以提供優(yōu)選性能的有源元件。小芯片20可具有優(yōu)選為100 μ m或更小的厚度，20 μ m或更小則更佳。這方便了在小芯片20上形成黏結(jié)劑與平坦化層18，然后使用傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)涂布技術(shù)涂上。根據(jù)本發(fā)明的實施方式，在晶體硅基板上形成的小芯片20是以幾何陣列配置，并用黏結(jié)劑或平坦化材料而粘結(jié)到設(shè)備基板(例如10)上。小芯片20表面上的連接焊盤M被用于連接每個小芯片20至信號線、電源總線和行或列電極(16，12)以驅(qū)動像素30。小芯片20可控制至少四個像素 30。因為小芯片20是形成在半導體基板上的，所以小芯片電路可使用現(xiàn)代光刻工具來形成。利用這種工具，可以實現(xiàn)0.5微米或更小的特征尺寸。例如，現(xiàn)代半導體生產(chǎn)線可以達到90nm或45nm線寬，且可用于制造本發(fā)明的小芯片。然而，一旦組裝到顯示基板10 上，小芯片20也需要連接焊盤M以使電連接至小芯片上的布線層?？筛鶕?jù)顯示基板10 (例如5μπι)所使用的光刻工具的特征尺寸及小芯片20與布線層的對齊(例如+/-5μπι)來調(diào)整連接焊盤M的尺寸。因此，例如連接焊盤M可為寬15 μ m且連接焊盤之間的間距為 5μπι。這意味著這些連接焊盤一般明顯大于形成在小芯片20中的晶體管電路。這些焊盤通常形成在晶體管上的小芯片上的金屬化層中。需要制造盡可能小的表面積的小芯片，以降低制造成本。通過使用具有獨立基板(例如包含晶體硅)的小芯片，其具有比直接在基板(比如非晶硅或多晶硅)上形成的電路性能更高的電路，以提供較高性能的設(shè)備。因為晶體硅不僅具有較高性能還有更小的有源單元(比如晶體管)，所以電路尺寸會大大降低。有用的小芯片可以也可通過使用微機電(MEMS)結(jié)構(gòu)而形成，例如，由樸011丄擾3￡11^和扭1^在期 flj Digest of Technical Papers of the Society for Information Display 白勺 2008 年 3.4 第 13 頁的 “A novel use of MEMS switches in driving AM0LED” 中所描述的。設(shè)備基板10可包括玻璃和由蒸鍍或噴鍍金屬或金屬合金(比如鋁或銀)所制成的布線層，其是使用現(xiàn)有技術(shù)中已知的光刻技術(shù)在平坦化層(比如樹脂)上構(gòu)圖所形成的。 小芯片20也可使用集成電路工業(yè)中已建立的完善的傳統(tǒng)技術(shù)而形成。
在使用差分信號對的本發(fā)明實施方式中，基板優(yōu)選地為箔片或其他固體的導電材料，而且形成差分信號對的兩個串行總線可以參考基板而布局在差分微帶配置中，這在電子領(lǐng)域是已知的。在使用非導體基板的顯示器件中，該差分信號對可優(yōu)選地參考第二電極并走線，使得任何像素的第一電極部分都沒有位于第二電極與差分信號對中任一串行總線之間。LVDS(EIA-644)、RS-485或其他在電子領(lǐng)域已知的差分信號標準可以應(yīng)用于該差分信號對上。平衡DC編碼，比如4l^b，可以用來格式化在差分信號對上傳送的數(shù)據(jù)，如已知的技術(shù)。本發(fā)明可用在具有多個像素基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)備中。尤其是，本發(fā)明可用有機或無機 LED設(shè)備來實現(xiàn)，而且在信息顯示器件中特別有用。在優(yōu)選實施方式中，本發(fā)明用于由小分子或高分子OLED構(gòu)成的平板OLED設(shè)備，如以下所教導但并不以此為限，Tang等人的第 4，769，292號美國專利，和Van Slyke等人的第5,061, 569號美國專利。無機設(shè)備，例如，使用在多晶半導體矩陣中形成的量子點(例如Kahen在第2007/0057263號美國專利申請公開中所教導的)，和使用有機或無機電荷控制層，或混合有機/無機設(shè)備。有機或無機發(fā)光顯示器的許多組合和變化，可用以制造這類顯示器，其包括具有頂部或底部發(fā)光結(jié)構(gòu)的有
源矩陣顯示器。
部件列表
9發(fā)光區(qū)
10基板
12列電極
14發(fā)光材料
15發(fā)光二極管
16行電極
18平坦化層
20小芯片
20A行驅(qū)動器小芯片
20B列驅(qū)動器小芯片
22電路
24連接焊盤
25總線連接焊盤
26存儲及轉(zhuǎn)送電路
28小芯片基板
30像素
31控制單元
34行像素
36列像素
40控制器
41像素驅(qū)動器電路
42，42A，42B串行總線
43時鐘
44內(nèi)部小芯片連接線45，45A，45B 總線50列驅(qū)動器集成電路52行驅(qū)動器集成電路60觸發(fā)器
權(quán)利要求
1.一種顯示器件，該顯示器件包括(a)基板；(b)像素陣列，其成行及成列排布并在所述基板上方形成發(fā)光區(qū)，每個像素都包括第一電極、位于第一電極上方的一個或更多個發(fā)光材料層，以及位于所述一個或更多個發(fā)光材料層上方的第二電極；(c)第一串行總線，其具有多個導電體，每個導電體都以串聯(lián)連接方式將第一組小芯片中的一個小芯片僅連接至該第一組中的另一個小芯片，這些小芯片分布在所述基板上方的所述發(fā)光區(qū)中，每個小芯片都包括連接到其對應(yīng)導電體的用于存儲并傳送數(shù)據(jù)的一個或更多個存儲及轉(zhuǎn)送電路；以及(d)每個小芯片中的驅(qū)動器電路，其用于響應(yīng)于存儲在所述存儲及轉(zhuǎn)送電路中的數(shù)據(jù)來驅(qū)動至少一個像素。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，該顯示器件還包括控制器，該控制器經(jīng)由導電體向所述第一組中的小芯片提供信號，并且其中，所述信號在所述小芯片中被再生。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，該顯示器件還包括與所述第一組中的每個小芯片相關(guān)聯(lián)的有源矩陣電路，并且其中，每個像素的所述第一電極都由有源矩陣電路來驅(qū)動，而每個像素的所述第二電極都是公共電連接的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，該顯示器件還包括所述第一組中的每個小芯片中的無源矩陣控制電路，并且其中，一行像素中每個像素的所述第一電極都是公共電連接的， 而一列像素中每個像素的所述第二電極都是公共連接的，并且像素由所述無源矩陣控制來驅(qū)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，其中，所述存儲及轉(zhuǎn)送電路是數(shù)字電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的顯示器件，其中，所述數(shù)字電路包括存儲有數(shù)字值的觸發(fā)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，其中，所述存儲及轉(zhuǎn)送電路是模擬電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示器件，其中，所述模擬電路包括存儲有電荷的電容器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，該顯示器件還包括多條串行總線，所述多條串行總線連接至所述第一組中的小芯片。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，該顯示器件還包括連接至第二串行總線的第二組小芯片。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，其中，所述小芯片排布為多行或多列，而且所述第一串行總線串聯(lián)連接了兩行或更多行中的所述小芯片，或者串聯(lián)連接了兩列或更多列中的所述小芯片。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，其中，所述小芯片排布為多行和多列，而且所述第一串行總線串聯(lián)連接了一行和一列中的所述小芯片。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，其中，所述一個或更多個發(fā)光材料層包括有機材料，而且所述電極和發(fā)光層形成了有機發(fā)光二極管。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，其中，所述像素陣列被細分為相互排他性的多個像素組，每個像素組都具有相對于任意其他像素組的組行電極和組列電極電氣獨立的分開的組行電極陣列和分開的組列電極陣列；并且其中，每個像素組都具有位于所述基板上方的一個或更多個分開的組行驅(qū)動器小芯片和一個或更多個分開的組列驅(qū)動器小芯片，每個組行驅(qū)動器小芯片都排他性地連接至并控制像素組行電極，而且每個組列驅(qū)動器小芯片都排他性地連接至并控制像素組列電極。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的顯示器件，其中，所述組列驅(qū)動器小芯片或所述組行驅(qū)動器小芯片是串聯(lián)連接的。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，該顯示器件還包括第三總線，該第三總線在所述基板上方沿著不同于所述第一串行總線的方向的方向走線，并且其中，所述第一串行總線和所述第三總線位于所述基板上方的公共布線層中。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，其中，所述第一串行總線穿過所述第一組中的小芯片，而所述第三總線在該小芯片的上方或下方穿過。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，其中，存儲在所述存儲及轉(zhuǎn)送電路中的數(shù)據(jù)代表了所述像素的期望亮度。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，其中，連接至公共小芯片的兩條相關(guān)聯(lián)的串行總線被用來形成差分信號對。
全文摘要
一種顯示器件，該顯示器件包括基板(10)；像素陣列(30)，其成列和成行排布并在基板上方形成發(fā)光區(qū)，每個像素都包括第一電極、位于第一電極上方的一個或更多個發(fā)光材料層、以及位于該一個或多個發(fā)光材料層上方的第二電極；第一串行總線，其具有多個導電體，每個導電體都以串聯(lián)連接將第一組小芯片中的一個小芯片連接到該第一組中的另一個小芯片，小芯片分布在發(fā)光區(qū)中的基板上，每個小芯片都包括一個或更多個存儲及轉(zhuǎn)送電路，用以存儲并傳送所連接的數(shù)據(jù)到其對應(yīng)的導電體；以及每個小芯片中的驅(qū)動器電路，用于響應(yīng)于存儲及轉(zhuǎn)送電路所存儲的數(shù)據(jù)來驅(qū)動至少一個像素。
文檔編號G09G3/32GK102365671SQ201080007953
公開日2012年2月29日 申請日期2010年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月16日
發(fā)明者R·S·庫克 申請人:全球Oled科技有限責任公司