显示区域被分成像素组、每个组都被提供有画面缩放装置的显示器件的制作方法

专利名称：显示区域被分成像素组、每个组都被提供有画面缩放装置的显示器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种显示器件，其包括基片，被提供有像素组和与每个像素组关联并被提供于所述像素组的区域处的至少一个半导体器件。
背景技术：
这种有源矩阵显示器件的实例是TFT-LCD或AM-LCD，其被用在笔记本计算机和组织器中，并且亦在GSM电话中找到日益广泛的应用。例如(聚合物)LED显示器件而不是LCD亦可被使用。
这些类型的显示器件中的一般问题是这样的事实显示器中的画面元素(像素)的分布不总是遵循被提供给该显示器件的画面数据的格式。例如，在某些应用中，可能有用的是具有将VGA(640×480像素)图像或XGA(1024×768像素)图像再现到XGA分辨率屏幕上或反之亦然的机会。类似的评语(remark)适用于将SVGA(像素)图像或SXGA(1280×1024像素)图像再现到XGA或VGA分辨率屏幕上或反之亦然，等等。
这些类型的显示器件中的另外的一般问题是这样的事实像素区域处的额外电子器件的提供是以孔径为代价的。所述电子器件可被实现于多晶体硅中的基片上。然而，制造容差和互连通常使像素区域处的电子器件局限于简单的功能。因此，多晶硅中的电子器件通常仍被局限于外围电路。

发明内容
然而，本发明提供了一种显示器件，在其中所述像素组的区域处的半导体器件被提供有用于根据待显示的数据而驱动像素的驱动装置，并被提供有画面缩放装置。
优选地，所述半导体器件被提供有用于识别像素组的位置的装置。
例如，8位总线配置现在是可能的，地址信息和画面信息通过它来连续传递。在此情况下，通过经由总线结构来发送有关待显示的图像的缩放种类的数据，较低的频率可被用于驱动显示器件，由此减小了耗散。这是可能的，因为半导体器件(IC)可包括像素区域处的驱动电子器件。由此提供了提供例如每个像素组内的画面缩放功能的可能性。
通过向半导体基片提供具有它们的表面上的电连接接触的多个半导体器件，有可能在预定位置(像素组内)处提供IC。所述半导体器件在原始半导体基片的表面区中是相互分离的，并且所述电连接接触以电传导的方式被连接于显示器的导体图形。半导体器件然后被与半导体基片分离。
由于要提供的IC的位置是事先已知的，它可被事先(在IC工艺期间(ROM结构)或通过e-PROM技术)提供有例如地址寄存器或一个或多个数据寄存器。地址被提供于数据中，被发送于总线上并且由某些IC(和关联的像素(组))来识别，并且处于某种格式的画面信息被存储。之后，如果有必要，画面信息被再分布(放大或缩小)，并且根据可能的另外的命令，如果有必要，对应的电压被提供给像素。因此，可以说器件提供了一种“分布式缩放”。
显然，但不排他，当使用单晶硅时，有可能(如以上所述)实现允许与在常规矩阵结构中使用的体系结构不同类型的显示器件的体系结构，例如总线结构。由于IC是事先制造的，可实现比在常规多晶硅技术中更有扩展性的电子功能，尽管本发明并不排除多晶硅技术中的缩放和再缩放功能的实现。因此在本专利(申请)的情况下，术语“半导体器件”亦包括分离的多晶硅区域。
特别是当使用IC作为半导体器件时，由于在将它们固定于基片的过程中它们被以与在半导体基片上完全相同的方式相对于彼此而定位，因此这些IC被以很精确的间距而提供。这可以是一个方向上的恒定间距，如在像素的矩阵形状的配置中。可替换的是，所述间距可以是可变的。
而且，半导体器件(IC)被实现于厚度典型为0.2微米的半导体层中。其结果是已完成的显示器件中的这些半导体器件具有可忽略的厚度(小于1微米)。例如，在基于诸如STN效应的厚度敏感效应的显示器件中，这相对于液体层的有效厚度是如此之小以至于所述效应并不发生，甚至在IC的位置处的间隔物存在的情况下也不发生。
文章“Flexible Displays with Fully Integrated Electronics”，SID Int.Display Conf.2000年9月，第415到418页描述了一个过程，在其中在液体悬浮中专门形成的半导体器件被横穿基片并到达基片中对应地形成的“孔径”或缺口。半导体器件(通常是通过标准技术制造的IC)被任意地分布于基片中的缺口上。在IC已被提供之后，与像素的连接被建立。
由于这种IC的确切位置在此之前不是已知的，当使用总线基片时，它必须借助于(光学传感器和)可编程存储器以专门方式被固定，从而使该地址信息可用激光束来编程。
“分布式缩放”具有不同的应用。由于事实上信息现在被写入到半导体器件的本地存储器中，所有种类的缩放电子器件，包括如在本领域中已知的算法的实施，现在扩展直到这些半导体器件。这另一方面简化或部分代替了如在常规显示器中使用的驱动电子器件。
在一个实施例中，如果如所提供的画面信息具有对应于待显示(例如当在QXGA显示器上显示XGA信息时)像素的一部分的信息，则画面缩放装置向像素组内的几个像素提供相同的数据电压。
另一方面，如果如所提供的画面信息具有对应于比可用于显示(例如当在XGA显示器上显示QXGA信息时)的那些多的像素的信息，则画面缩放装置包括用于待显示在单个画面元素上的数据的平均功能。
为防止这样的像素组之间的锐利边缘，画面缩放装置可确定用于相邻像素的中间电压。另一方面，由于这样的平滑不应对锐利线起作用，有用的是引入确定用于相邻列中的像素或相邻行中的像素的中间电压的可能性。
在一个实施例中，例如，如果驱动装置包括帧存储器和用来检测随后的帧的内容之间的变化的装置，则半导体器件的寻址速率是可变的。另一方面，所述检测可发生在用于显示器的另外驱动装置中，如例如微处理器或其它驱动电路，其将地址和数据提供给所述总线电路。
从以下描述的实施例来看，本发明的这些和其它方面将是显而易见的，并且将被参照这些实施例而说明。


在附图中图1是依照本发明的显示器件的可能实施例的电等效图，图2是依照本发明的显示器件的另一个实施例的电等效图，图3是依照本发明的显示器件的一部分的示意横截面，
图4是制造依照本发明的显示器件的方法的流程图，图5是依照本发明的显示器件的示意部分，而图6和7示意性地示出缩放的方法，并且图8示出所使用的算法所述图是示意性的，并且没有按比例画出。对应的元素由相同的参考数字概括性地表示。
具体实施例方式
图1示意性地示出具有总线结构的显示器件30的等效图。IC(半导体器件)20通过连接线31、32(在该实例中，线31被连接于地)连接于电源电压，而线33、34(串联)提供信息和例如时钟信号。信息在经过处理器43之后被以以下方式构建使第一位包括地址信息并且最后的位包括有关画面内容的信息。尽管仅两个线33、34被示出，它们形成了例如8位总线，地址信息和画面信息通过它来连续传递。可替换的是，信息可被叠加于电源线31、32上。如将进一步描述的，由于IC的位置事先是已知或未知的，它可由地址寄存器和一个或多个数据寄存器来提供固定地址。对于给定IC(和关联的像素(组)35)，地址由IC来识别并且画面信息被存储，之后它根据亦要通过线33、34而给出的命令而应用于像素35。
总线结构可被形成为网状结构(由图1中的虚线31’、32’、33’、34’来表示)以使电阻被降低(并因此再次降低耗散)。
其它功能亦可被容纳于IC中。例如，显示器件的一部分可借助于在IC中构建的命令寄存器而被阻塞用于信息的变化，或者可被用于将信息存储在用于显示器件的一部分的IC中，所述信息仅可根据命令来显示(所谓的“私人模式”)。用于画面处理(例如伽玛校正)或驱动的各种算法亦可被实现于IC中。
图2是本发明所适用的另一个显示器件30的电等效图。图2示出了安排或不被安排于矩阵结构中的组35中的多个像素。在显示器件中，每个组35都包括用于识别位置的装置，例如命令寄存器(未示出)。命令寄存器又是用给定地址来编程的，并且当关联的地址信息被提供于总线线32(33)上时，如参照图1所述而识别该信息。半导体器件亦可包括触发器，在其中根据该触发器的状态，信息被再次显示(“私人模式”)。总线电极例如通过驱动电路40而被提供了数据、命令等。如果有必要，进入的数据信号42首先经过处理器43。相互同步是通过驱动线44而发生的。由于数据、命令和其它信号现在通过所划分的总线结构而提供给组35，这消耗了较少的功率(数据、命令等是以较低频率而被提供的)。如果有必要，网状结构亦可再次被用在该情况下。
在相关实例中，像素形成液晶显示器件的部分，但可替换的是，(O)LED显示器件以及基于其它效应的显示元素(电泳，电铬或微机械效应，开关反射镜器件，箔显示器或场发射显示器)是可能的。
图3是光调制元件1的一部分的示意性横截面，该元件具有存在于例如玻璃或合成材料的两个基片3、4之间的液晶材料2，所述基片被提供有(ITO或金属)电极5、6。电极图形的部分与中间电光层一起限定像素。如果有必要，显示器件包括定向层(未示出)，其将液晶材料定向于基片的内壁上。液晶材料可以是(扭转)向列材料，其具有例如正的光学各向异性和正的介电各向异性，但亦可利用双稳态效应，如STN效应，或手性向列效应，或者PDLC效应。基片3、4通常由间隔物7来隔开，而所述元件被用密封缘(sealing rim)8来密封，该缘通常被提供有填充孔径。液晶材料2的层的典型厚度是例如5微米。电极5、5’具有0.2微米的典型厚度，而在该实例中半导体器件(IC)20的厚度亦是大约0.2微米。在图3中，间隔物7被示出于电极5’和IC 20的位置处。与液晶材料2的层的厚度相比，电极和IC 20的总厚度基本上是可以忽略的。显然当具有大约0.2微米的厚度的具有硬芯8和弹性包络9的间隔物被选择时，间隔物7的存在对显示器件的光电特性没有任何影响或几乎没有任何影响。如果有必要，较厚的IC可被使用，其亦起到间隔物的作用(或者甚至可实现直通金属化(through metallization))。IC的另一侧然后可具有一个或多个接触，其提供对其它基片的连接(用于电信号)。
为了制造半导体器件(晶体管或IC)20，在该实例中利用了常规技术。原材料是半导体晶片10(见图4，步骤Ia，图3)，优选为硅，其具有p型基片11，具有弱掺杂(1014个原子/cm3)的n型外延层15被生长于其上。在该步骤之前，借助于外延生长或扩散来提供较重掺杂的n型层13(掺杂大约1017个原子/cm3)。另外的过程步骤(植入、扩散等)实现了外延层15中的晶体管、电子电路或其它功能单元。在完成之后，表面被涂以绝缘层，如氧化硅。接触金属化是借助于在半导体技术中常见的技术通过绝缘层中的接触孔径来提供的。
在以SOI技术实现晶体管、电子电路或其它功能单元的变化中，接触金属化可被直接提供于半导体器件的晶体管的接触区上，在所述SOI技术中，薄表面区域被嵌入在绝缘层中。
随后，n型区14通过掩模而经历具有HF(在电场的影响下)的刻蚀处理。在该处理中，重掺杂的n型区14以及下面的n型外延层13被各向同性地刻蚀。然而，弱掺杂的n型外延层15被各向异性地刻蚀以使在给定时间段之后，在该层中仅剩下小区25(见图4，步骤Ib)。
然而，晶体管、电子电路(IC)或其它功能单元仍处于其原先限定的位置。这样的单元的规则图形通常将以固定间距被制造。
在该处理之前、与之同时或在其之后，显示器件的基片3被提供了金属化图形，其(亦处于限定位置)将包括一个或多个电极5’(图4，步骤IIa、IIb)。在该实例中，基片3上的金属化图形的部分5’被与半导体晶片10上的电子电路(IC)20相类似(不同方向上的相同间距)而定制。
在随后的步骤中，半导体晶片10被上下颠倒，在其中基片3上的金属化图形5’被相对于半导体基片10上的电子电路(IC)20而精确地对准，之后电接触被实现于金属化图形5’和接触金属化之间。为此，例如利用了电极5’上的传导胶或各向异性传导的接触。借助于振动或通过不同的方法将电子电路(IC)20与半导体晶片10分离。基片3然后被获得，其被提供有画面电极5和IC 20，IC 20被很精确地相对于画面电极5并相对于彼此而对准(图4中的步骤III)。而且，孔径的减小专门由IC(或晶体管)的尺度来确定。
随后，如果有必要，通过提供将液晶材料定向于基片的内壁上的定向层，显示器件1以常见方式被完成。间隔物7通常被提供于基片3、4以及密封缘8之间，该密封缘通常被提供有填充孔径，之后在该实例中，器件被填充了LC材料(图4中的步骤IV)。
由于半导体器件(IC)20是事先制成的，比在常规多晶硅技术中更有扩展性的电子功能可被实现于其中。显然当使用单晶硅或再结晶多晶硅时，有可能实现这样的功能，借助该光能可使与具有常规矩阵结构不同类型的显示器件的体系结构成为可能。
在图5的实例中，进入的数据信号42以数字或模拟形式被提供给处理器43，并且如果有必要，在进一步的处理之后，通过连接线(总线线)31、32、33、34而分配给IC(半导体器件)20。
在典型的实例(图6)中，包括例如用于SVGA屏幕(600线×800列)的亮度值的数据被写到用于8×8像素块的电子构件(IC)20中的存储器件中。通过电子构件(IC)20中的诸如D-A转换器、计数器和寄存器的适当电子器件(未在图5中示出)，8×8像素组中的像素电极随后被提供了关联的电压。如果显示器件本身是SVGA体系结构(600线×800列)，则产生完美的匹配。
然而，如果显示器件具有UXGA体系结构(1200线×1600列)，信息构件50中的用于一个像素的数据必须被展开于显示区域51中的四个不同的像素上，如图6中所示。数据块(1，1)被展开于像素(1，1)、(1，2)、(2，1)、(2，2)上，而数据块(1，2)被展开于像素(1，3)、(1，4)、(2，3)、(2，4)上，等等。
另一方面，如果显示器件具有SVGA屏幕(600线×800列)但数据块包括USGA(1200线×1600列)数据亮度值，则用于屏幕的一个画面元素的值被提供了例如如在数据块中给出的像素值的平均值(图7)。像素1，1被提供了由数据(1，1)、(1，2)、(2，1)、(2，2)的平均值确定的电压，等等。
如针对图6而讨论的展开和如针对图7而讨论的平均值的确定两者均不总是导致原始画面的较好显示。例如，如果例如水平或垂直的直线被显示，则优选的是将边缘限定于显示器的一个线或列。为此，电子构件(IC)20之间的信号线35被提供(图5)。与构件(IC)20中的电子电路一起，进行与相同画面线(列)的部分的比较以决定应进行展开或平均。
除此之外，用于图像处理和轮廓描绘的所有其它种类的算法可被实施于电子构件(IC)20中，如例如图像的旋转。电子构件(IC)20应通过由传感器37获得的信号36而获得有关显示取向的信息。所述信息包含例如有关旋转角度(90、180度)和方向的数据。所述传感器可以是机械传感器、光电传感器等。另一方面，由传感器37获得的信号36’可被直接发送给处理器43。还有，可实施这样的算法在其中不是所有数据被发送给电子构件(IC)20，并且用于相邻列或行中的像素的中间像素电压被确定。为避免轮廓描绘，亦有可能通过在任何方向上将地址移动一个位置而重新配置两个帧(LCD中的正和负帧)之间的像素驱动。这导致较光滑的、经插值的显示图像。
特别是如果静止画面被显示，则几乎不或不需要向IC(半导体器件)20提供新数据，并且数据的传递可被限定于更新IC存储器的内容。为此，处理器43(图5a)包括帧存储器44、44’，在其中信息的随后帧的内容被存储。内容被比较于比较器45中，并且根据输出，缓冲器电路46被使能以向总线线33、34提供新鲜数据。还有，例如在画面应用中的画面中，仅子帧可被比较。另一方面，被比较的子帧可对应于与每个电子构件(IC)20和8×8像素组中的对应像素关联的像素信息。
如果有必要，随后(子)帧的内容的比较可被结合于电子构件(IC)20中。
除此之外，存储器的内容可被每n个帧更新一次以防止由于晶体管中的泄漏而导致的错误，n是一个大数。这样的泄漏亦可通过以下来检测监视经由额外电阻器的电流并且设置触发器或者产生从IC(半导体器件)20到处理器43的信号36。
为显示以某种格式而提供的画面，IC(半导体器件)20包括装置47以确定格式化的种类(图8)。显示格式是通过以下来确定的格式化通过总线电路发送给所有驱动器(IC 20)的控制信号。
进入的数据42与有关显示格式的信息49一起被用于确定缩放的种类(方块48)。有关显示的信息49可被编程于IC(半导体器件)20中或被事先确定，例如通过设置触发器或相反。进入的数据42和信息49随后被比较以决定有关所需缩放的事项。在该实例中，首先决定(方块56)信息是否必须被展开于许多不同的像素上。如果是这样，则与如参照图6所述的方法可比的展开算法被使用(方块57)。如果来自进入的数据42的信息必须被压缩(在该实例中这随后被决定，方块58)，则与如参照图7所述的方法可比的平均算法被使用(方块59)。结果数据被提供给输出缓冲器60，其向像素提供必要的电压。如果压缩或缩放都不必要，则数据被提供给输出缓冲器60而没有任何变化。
本发明的保护范围并不局限于所述的实施例。可通过向每个分布式驱动器(IC 20)提供涉及显示格式(VGA、SVGA、XGA、UXGA、SXGA、QXGA等)的相似数量的地址的多重性来实现缩放。显示格式是例如通过以下来确定的格式化通过总线电路发送给所有驱动器(IC 20)的控制信号。在分布式驱动器(IC 20)中，适当的格式可由永久存储器(触发器、ROM等)事先限定。
如在起始段中所述，像素亦可由单独提供或被提供为一个组件的(聚合物)LED形成，而本发明亦适用于其它显示器件，例如等离子体显示器、箔显示器和基于场发射、电光或电机械效应(可换向反射镜)的显示器件。
可替换的是，如所述，挠性基片(合成材料)可被使用(可佩戴显示器、可佩戴电子器件)。还有，制造例如圆形或椭圆形显示器件的可能性未被排除。
本发明在于每个新特征特点和特征特点的每个组合。权利要求中的参考数字并不限制其保护范围。动词“包括”及其连词的使用并不排除除了权利要求中所述的那些以外的元素的存在。元素前的冠词“一”或“一个”并不排除多个这种元素的存在。
权利要求
1.一种显示器件，其包括基片，被提供有像素组和与每个像素组关联并被提供于所述像素组的区域处的至少一个半导体器件，该半导体器件被提供有用于根据待显示的数据而驱动像素的驱动装置，并被提供有画面缩放装置。
2.权利要求1的显示器件，其中画面缩放装置包括用来确定待执行的缩放的种类的装置。
3.权利要求1的显示器件，其中画面缩放装置向像素组内的几个像素提供相同的数据电压。
4.权利要求3的显示器件，其中画面缩放装置确定用于相邻像素的中间电压。
5.权利要求4的显示器件，其中画面缩放装置确定用于相邻列中的像素的中间电压。
6.权利要求4的显示器件，其中画面缩放装置确定用于相邻行中的像素的中间电压。
7.权利要求4的显示器件，包括相邻半导体器件之间的另外的连接。
8.权利要求4的显示器件，其中驱动装置包括帧存储器和用来检测随后帧的内容之间的变化的装置。
9.权利要求1的显示器件，其中用于识别位置的装置包括一个组的至少一个，该组包括只读结构和可编程存储器。
10.权利要求1的显示器件，其中驱动装置具有总线结构。
全文摘要
IC或分离的半导体区域被提供于载体上，例如总线结构的或行和列的交叉处。分离的半导体区域包含电子器件(存储器中像素的地址，标识)以驱动像素组并提供对显示的分布式缩放，并且随后根据分布或平均信息来驱动像素。控制器可进一步根据信息的相继帧来确定是否提供数据。
文档编号G02F1/133GK1615501SQ02827285
公开日2005年5月11日 申请日期2002年12月12日 优先权日2002年1月18日
发明者R·J·范德维勒坦, M·T·约翰, H·里夫卡 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司