具有定向的小芯片和总线的小芯片显示器的制作方法

专利名称：具有定向的小芯片和总线的小芯片显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有基板的显示设备，该基板带有用于控制像素阵列的分布的、独立的小芯片。
背景技术：
平板显示装置与计算装置相结合地广泛用于便携式装置和诸如电视机的娱乐装置。这种显示器通常采用分布在基板上的多个像素来显示图像。各个像素均包含若干个不同颜色的发光元件(通称为子像素)，这些发光元件通常发射红光、绿光和蓝光以表现各图像元素。如在本文中所使用的那样，不区分像素和子像素，并且将它们称为单个发光元件。已知多种平板显示器技术，例如，等离子体显示器、液晶显示器和发光二极管(LED)显不器。包含形成发光元件的发光材料薄膜的发光二极管(LED)在平板显示装置中具有许多优点，并可以用于光学系统。2002年5月7日授予Tang等人的美国专利No. 6，384，529 示出了一种包括有机LED发光元件的阵列的有机LED(OLED)彩色显示器。另选地，可以采用无机材料，无机材料可以包括多晶半导体基体中的磷光晶体或量子点。还可以采用其他的有机或无机材料薄膜来控制对发光薄膜材料的电荷注入、电荷传输或电荷阻断，这在本领域中均是已知的。这些材料被布置在电极之间的基板上并且具有封装覆盖层或封装覆盖片。当电流通过发光材料时，像素发光。所发射的光的频率取决于使用的材料的性质。在这种显示器中，光可以穿过基板(底部发射体)或穿过封装覆盖物(顶部发射体)而发出或穿过这二者发出。LED装置可包括被构图的发光层，其中在图案中采用了不同材料，以在电流流过这些材料时发射不同颜色的光。另选地，如在Cok的题为“Stacked OLED Display having Improved Efficiency"的美国专利6，987，355中教导的那样，LED装置可采用单一发光层 (例如，白光发射体)和滤色器以形成全彩色显示器。而且，例如，如Cok等人在题为“Color OLED Display with Improved Power Efficiency”的美国专利 6，919，681 中教导的那样， 已知采用不包括滤色器的白色子像素。2007年6月12日授予Miller等人的美国专利 7，230，594公开了一种设计，该设计采用未构图的白色发射体与包括红色、绿色和蓝色滤色器和子像素的四色像素以及不滤波的白色子像素来提高装置的效率。
用于控制平板显示装置中的像素的两种不同方法总体上是公知的有源矩阵控制和无源矩阵控制。在无源矩阵装置中，基板不包括任何有源电子元件(如晶体管)。行电极的阵列和处于分开的层中的列电极的正交阵列形成在基板上，发光材料形成在行电极和列电极之间；行电极与列电极之间的重叠交叉部形成发光二极管的电极。外部驱动器芯片接着顺序向各行(或列)提供电流，同时正交的列(或行)提供适当的电压以照射行(或列)中的各发光二极管。因此，无源矩阵设计采用2η个连接以产生η2个可以单独控制的发光元件。但是，一次仅可以使用不同的电流激活η个发光元件。因为行(或列)驱动的连续性质造成闪烁，无源矩阵驱动装置也在装置中可包括的行(或列)的数量方面受到限制。 如果包括太多的行，则闪烁可以变为可察觉的。而且，随着PM显示器的面积增加，PM驱动中非成像预充电和放电步骤所需要的电力变得非常显著，驱动显示器中的整行(或列)所需要的电流可能会成为问题。这些问题限制了无源矩阵显示器的物理尺寸。在有源矩阵装置中，有源控制元件由半导体材料(例如，涂敷在平板基板上的非晶硅或多晶硅)的薄膜形成。通常，各子像素均由一个控制元件控制，并且各控制元件均包括至少一个晶体管。例如，在简单的有源矩阵有机发光(OLED)显示器中，各控制元件均包括两个晶体管(选择晶体管和功率晶体管)以及用于存储规定子像素亮度的电荷的一个电容器。各发光元件通常采用独立的控制电极和公共电连接的电极。对发光元件的控制通常是通过数据信号线、选择信号线、电源连接和接地连接来提供的。有源矩阵元件不必限于显示器，并且可以分布在基板上并且在需要空间分布控制的其他应用中采用。可以在有源矩阵装置中使用与无源矩阵装置相同数量的外部控制线(除了电源和接地以外)。但是，在有源矩阵装置中，各发光元件具有与控制电路分开的驱动连接，并且即使在没有被选择用于数据存放的情况下也是有源的，因此消除了闪烁。一种形成有源矩阵控制元件的常见的现有技术方法通常在玻璃基板上淀积诸如硅的半导体材料薄膜，接着通过光刻工艺将半导体材料形成为晶体管和电容器。薄膜硅可以是非晶硅或多晶硅。与以晶体硅片制成的常规晶体管相比，由非晶硅或多晶硅制成的薄膜晶体管(TFT)较大并且性能较低。而且，这样的薄膜器件通常在玻璃基板上显现出局部的不均勻性或大面积的不均勻性，这导致采用这样的材料的显示器的电气性能和视觉表现的不统一。在这样的有源矩阵设计中，各发光元件需要对驱动电路的单独连接。采用另选的控制技术，Matsumura等人在美国专利申请2006/0055864中描述了用于驱动LCD显示器的晶体硅基板。该申请描述了用于把由第一个半导体基板制成的像素控制器件选择性地转移并固定到第二个平坦的显示器基板上的方法。示出了像素控制器件内的线路互连和从总线与控制电极到像素控制器件的连接。由于常规的无源矩阵显示器设计在发光元件的尺寸和数量方面受到限制，并且利用TFT的有源矩阵设计具有较低的电气性能和复杂的基板，因此存在着对克服这些问题的显示装置的改善的控制方法和显示结构的需要。

发明内容
根据本发明，提供一种显示装置，该显示装置包括a)具有显示区域的基板；b)具有连接焊盘的两个或更多个列驱动器小芯片，每个列驱动器小芯片均具有长轴并位于所述基板上的所述显示区域中，每个列驱动器小芯片的长轴均沿行方向定向；c)具有连接焊盘的一个或更多个行驱动器小芯片，每个行驱动器小芯片均具有长轴并位于所述基板上的所述显示区域中，每个行驱动器小芯片的长轴均沿与所述行方向不同的列方向定向；以及d)第一公共总线，其沿所述行方向在所述显示区域延伸，连接到每一个所述行驱动器小芯片上的连接焊盘，所述第一公共总线还包括一个或更多个沿所述列方向定向的电连接的第一总线部分，每个第一总线部分均电连接到相应的列驱动器小芯片的连接焊盘。优点本发明的优点在于，通过提供具有不同定向的行驱动器小芯片和列驱动器小芯片，缩小了总线需要的显示区域，因此增加了发光区域并且改善了总线走线(routing)。另一优点是，可以在单层中进行总线走线，减少了制造步骤。


图1是根据本发明的实施方式的具有六个像素组的基板的平面图，每个像素组包括单独的行驱动器小芯片和单独的列驱动器小芯片；图2是根据本发明的实施方式的具有六个像素组的基板的平面图，每个像素组包括单独的列驱动器小芯片，三个像素组共用公共行电极和行驱动器小芯片；图3是根据本发明的实施方式的具有四个像素组的基板的平面图，每个像素组包括单独的行驱动器小芯片，并且成对像素组共用行驱动器小芯片；图4是根据本发明的实施方式的具有公共总线和穿过总线(pass-through buss) 的行驱动器小芯片和列驱动器小芯片的示意图；图5是根据本发明的另选实施方式的具有公共总线的行驱动器小芯片和列驱动器小芯片的示意图；图6A是根据本发明的实施方式的具有十二个像素组的基板的平面图，每个像素组包括在垂直方向上按照交替镜像布局设置的单独的行驱动器小芯片和单独的列驱动器小芯片；图6B是根据本发明的实施方式的具有四个像素组的基板的平面图，每个像素组包括在垂直和水平方向按照交替镜像布局设置的单独的行驱动器小芯片和单独的列驱动器小芯片；图7是根据本发明的实施方式的如在图6A中那样设置的具有公共总线和穿过总线的行驱动器小芯片和列驱动器小芯片的示意图；图8A是根据本发明的实施方式的行驱动器小芯片的局部截面图；图8B是根据本发明的实施方式的列驱动器小芯片的局部截面图；图9是根据本发明的实施方式的具有一像素组、组行电极和组列电极、行驱动器小芯片和列驱动器小芯片的基板部的平面图；图10是根据本发明的实施方式的具有四个像素组、组行电极和组列电极、行驱动器小芯片和列驱动器小芯片的基板部的平面图；和图11是根据本发明的实施方式具有指示的长轴的小芯片的平面图；以及图12是根据本发明的另选实施方式的具有公共总线和穿过总线的行驱动器小芯片和列驱动器小芯片的示意图。由于附图中的各个层和元件具有显著不同的尺寸，因此附图并不按比例绘制。
具体实施例方式参照图1，在本发明的一个实施方式中，显示装置包括具有显示区域11的基板10。 具有连接焊盘24的两个或更多个列驱动器小芯片20A位于基板10上的显示区域11中，并且具有连接焊盘24的一个或更多个行驱动器小芯片20B也位于基板10上的显示区域11 中。 如图11所示，列驱动器小芯片20A和行驱动器小芯片20B均具有长轴60和短轴62。 通常，列驱动器小芯片20A和行驱动器小芯片20B是具有两个相对边比其他两边长的矩形， 构成具有长维度和短维度的物理高纵横比的小芯片。小芯片的长轴60沿长维度方向；小芯片的短轴62沿短维度方向。各列驱动器小芯片20A的长轴60均沿行方向定向。各行驱动器小芯片20B的长轴60均沿与行方向不同的列方向定向。在本发明的实施方式中，行方向和列方向正交。在本发明的另一实施方式中，显示区域11是矩形，并且行方向与显示区域 11的一边平行，并且列方向与显示区域11的所述一边的邻边平行。多个行电极16形成在基板10上的显示区域11中并沿行方向延伸，并且多个列电极12形成在基板10上的显示区域11中并沿与行方向不同的列方向延伸。行方向和列方向是任意地指定的方向并且可以交换。行电极16和列电极12交叠以形成像素30。通常， 行方向与列方向正交，并且像素30在基板10上形成规则阵列。在本发明的各种实施方式中，行电极16和列电极12被拆分为互斥的组以形成像素30的互斥的、可单独控制的组32。 各像素组32可以由一个列驱动器小芯片20A和一个行驱动器小芯片20B驱动，如图1所示。列驱动器小芯片20A和行驱动器小芯片20B可以在各像素组32中实现像素30的无源矩阵控制的阵列。在本公开中，行电极16假定为公共的并且连接到行驱动器小芯片20B。 同样，列电极12是独立的并且连接到列驱动器小芯片20A。此外，实际指定是任意的，行驱动器和列驱动器以及行电极和列电极可以在本发明的其他实施方式中互换。在本发明的另选实施方式中，像素组32可以共用公共行电极16。可以采用一个行驱动器小芯片20B来驱动行，如图2所示，因此装置采用了比行驱动器小芯片20B多的列驱动器小芯片20A。在本发明的不同实施方式中，像素组32可以共用行电极16和行驱动器小芯片20B，如图3所示，因此装置采用比列驱动器小芯片20A多的行驱动器小芯片20B，并且共用行电极的行驱动器小芯片20B并联连接。列驱动器小芯片20A和行驱动器小芯片20B通过总线电气互连。总线是在基板 10上形成的电导体，其将显示区域11中的各种小芯片20A、20B上的连接焊盘24电连接到诸如控制器64(图1中示出)的外部装置。小芯片20A、20B中的电路可以接着电连接到连接焊盘24以操作装置。总线例如可以通过蒸镀或溅射金属或金属氧化物(例如铝、银或其他金属或金属合金或铟锡氧化物、铝锌氧化物或其他金属氧化物)而形成以传导电流。总线可以例如使用本领域中公知的掩模或光刻方法来构图。总线可以都是单独的导体(如导线)或导体的组，并且可以传导例如控制信号、功率信号或接地信号。回到图4，有益于本发明的各种实施方式中示出了各种总线。在图4中，沿行方向形成了在显示区域持续延伸的公共总线，其与列驱动器小芯片20A的长轴平行。沿行方向在显示区域延伸的另外的行驱动器总线44连接到行中的各个行驱动器小芯片20B上的连接焊盘24。这样的行驱动器总线44电连接行中的各个行驱动器小芯片20B，但不直接连接到列驱动器20A，因此不是公共总线。沿行方向在显示区域延伸的第一公共总线40A电连接到位于各个列驱动器小芯片20A和行驱动器小芯片20B的顶部的连接焊盘24，第一公共总线40A沿行方向在各个行驱动器小芯片20B的上面通过。另选地，如图12所示，第一公共总线40A可以在各个行驱动器小芯片20B的下面通过，并且连接到位于小芯片下面的连接焊盘24。第一公共总线40A 可以通过连接焊盘24电连接到行驱动器小芯片20B，总线40A在行驱动器小芯片20B的上面或下面通过，回到图4，第一公共总线40A还包括一个或更多个沿列方向定向并电连接到第一公共总线40A的第一总线部分40B，每个第一总线部分40B都电连接到各个列驱动器小芯片20A的连接焊盘24。与第一公共总线40A类似，沿行方向在显示区域延伸的第二公共总线42A电连接到各个行驱动器小芯片20A、20B的连接焊盘24，第二公共总线42A沿行方向在各个行驱动器小芯片20B的上面或下面通过。第二公共总线42A可以通过连接焊盘 24连接到行驱动器小芯片20B，其中总线42A在行驱动器小芯片20B的上面或下面通过。 第二公共总线42A还包括沿列方向定向并电连接到第二公共总线42A的一个或更多个第二总线部分42B，每个第二总线部分42B都从列驱动器小芯片20A的与第一总线部分40B电连接到列驱动器小芯片20A的一侧相对的一侧电连接到各个列驱动器小芯片20A的连接焊盘24。因此，一个公共总线(如，40A、40B)在行驱动器小芯片20B的一侧电连接到列驱动器小芯片20A，并且另一公共总线(如，42A、42B)在该行驱动器小芯片20B的另一侧电连接到不同的列驱动器小芯片20A。公共总线是直接连接到各个小芯片的总线。公共总线(如， 40A.40B)可以在显示区域上连续形成。功率信号和接地信号特别适合于公共总线，这是因为总线线路通常具有最高的传导率并在总线中没有电阻加热的情况下传导最大的电流量。 控制或时钟线路也可以但不一定要连接到每个小芯片。行驱动器总线44可以位于第一公共总线40A和第二公共总线42A之间。行驱动器总线44也可以在显示区域上保持连续，但是也可以通过小芯片而间接电连接到其他连接焊盘24和小芯片。这种结构允许在例如配线、总线或金属层的公共层中公共总线直接连接到各个小芯片、行驱动器总线44接到的行驱动器小芯片20B。本发明的优点在于，总线可以更简单地走线并且在单个公共层中形成，并且仍直接将各个小芯片与公共总线相连接。这样的公共层减少了制造步骤。直接的总线连接提供了提高的传导率。附加的总线可以在公共层中形成并以各种方式与行驱动器小芯片电互连。为了方便连接焊盘24按照对称方式电连接到行电极16和列电极12，在本发明的一个实施方式中，第一公共总线40A或第二公共总线42A连接到行驱动器小芯片上的中央连接焊盘。行驱动器总线44(如果存在的话)也可以连接到小芯片20B上的中央连接焊盘。如果行中存在奇数个连接焊盘，则中央焊盘是位于小芯片上的一行连接焊盘24的中间 (如，在一组七个连接焊盘中的第四连接焊盘)的焊盘。另选地，如果在行中存在偶数个的连接焊盘，则中央焊盘是小芯片上最靠近一行连接焊盘24的中间的两个连接焊盘中的任一个(如，在八个连接焊盘的组中的第四和第五连接焊盘)。本发明的图例示了各个小芯片中的单行接接焊盘，但本发明不限于这样的实施方式。可以采用多行连接焊盘，例如两行。 中央连接焊盘则是沿小芯片的长方向处于或最靠近小芯片的中间的焊盘中的任一个。在本发明的实施方式中，行驱动器总线44位于第一公共总线40A和第二公共总线42A之间以有助于第一公共总线40A和第二公共总线42A到列驱动器小芯片20A的连接，并使总线能够在单个层中形成。根据本发明的各种实施方式，其他总线可以在显示区域中形成。穿过总线是在基板上形成的总线，其连接到小芯片上的第一连接焊盘，穿过小芯片到达第二连接焊盘，并接着重新连接到在基板上形成的总线线路。因此，穿过总线包括一系列总线段、连接焊盘和小芯片连接部分，形成具有不同物理段的电连续总线。根据本发明的实施方式，第一穿过总线 46沿行方向在显示区域延伸，在第一连接焊盘24处连接到列驱动器小芯片20A，穿过该列驱动器小芯片20A并将该列驱动器小芯片20A的第二连接焊盘24连接到另一穿过总线段 46A。穿过总线46接着可以在基板10上继续到达另一列驱动器小芯片20A并穿过该列驱动器小芯片20A。类似地，第二穿过总线48沿列方向在显示区域11延伸，在第一连接焊盘24 处连接到行驱动器小芯片20B，穿过该行驱动器小芯片20B并连接到该行驱动器小芯片20B 的第二连接焊盘24。穿过总线允许总线沿与其他总线(特别是在显示区域11中连续的公共总线)正交的方向跨显示区域延伸。穿过总线48例如沿与第一公共总线40A和第二公共总线42A正交的方向在显示区域上发送信号。穿过总线(如，46、48)还可以连接到长轴的方向与穿过总线的方向正交的小芯片。例如，穿过总线48可以连接到位于小芯片20A上的连接焊盘24，如图4所示。穿过总线(如，46、48)还使得能够连接到全部总线；即，穿过总线46、48可以将每个小芯片电连接到公共信号。例如，穿过总线48可以通过小芯片20A 上的连接焊盘24电连接到穿过总线46。另选地，如图12所示，穿过总线46可以从第一个小芯片处出现，在第二个小芯片的上面或下面通过该第二小芯片且不连接到该第二个小芯片，并接着在另一侧连接到第三小芯片。例如，穿过总线48可以越过小芯片20A (不与之连接)，并在小芯片20A的任一侧上连接到行驱动器小芯片20B，这消除了对列驱动器小芯片 20A上的相应连接焊盘的需要。参照图5，列驱动器小芯片20A和行驱动器小芯片20B也可以在没有穿过总线的情况下连接。例如，在小芯片20A中的信号可以利用电气的小芯片连接47而连接到行驱动器小芯片20B (或者反之亦然)。电气小芯片连接47可以是直的，或者具有不直但由直线组成的路径或具有弯曲的路径。列驱动器小芯片20A和行驱动器小芯片20B的中央可以以公共线路为基准(如图4所示)。另选地，列驱动器小芯片的中央可以沿水平方向偏离行驱动器小芯片的中央，如图1、图2、图3和图5所示。在本发明的一个实施方式中，列驱动器小芯片20A按照规则阵列规则地分布，行驱动器小芯片20B也如此，例如，如在图1、图2和图3中所示。在另选实施方式中，交替的像素组与它们的控制小芯片沿行方向或列方向中任一方向或沿两个方向形成为彼此的镜像。参照图6A，例如，第二行的像素组是第一行的镜像。同样，第四行的像素组和它们的控制小芯片是第三行的镜像。参照图6B，行和列中的像素组和小芯片控制器在交替的行和交替的列中形成为镜像。图7是沿列方向的作为相邻像素组的镜像的像素组的总线布局的更详细的例示，与图6A相对应。在这样的布置中，在列方向上的穿过总线(如，穿过总线48) 可以连接到介于各个行驱动器小芯片20B之间的两个列驱动器小芯片20A，或者可以在介于各个行驱动器小芯片20B之间的两个列驱动器小芯片20A的上面或下面通过。同样，第一公共总线部分40B和第二公共总线部分42B可以各连接到两个小芯片20A。穿过总线46包括了在小芯片之间连接到连接焊盘24的总线段46A、46B。在本发明的一个实施方式中， 针对两个穿过总线46，在小芯片之间采用了分开的总线段46A、46B(如在图的上部示出)。 在另一实施方式中，采用一个总线段46A，并且相邻的小芯片通过小芯片间的短的连接46C 而共用穿过总线。在交替的镜像中形成像素组是解决可能的均勻性问题的一种方式。因为行电极和列电极不完全导电，在行电极和列电极中会存在某种电压降，这导致远离驱动小芯片的像素的亮度降低。通过以交替的镜像形成像素组和小芯片，最远离小芯片的像素不位于最靠近小芯片的像素旁边。因此，由于亮度变化将更加缓和并且较亮的像素将不紧挨着较暗的像素，因而由于行电极或列电极中的电压降导致的像素亮度中的变化的可觉察性降低。外部控制器64(图1)在公共总线42A和穿过总线46上向列和行驱动器小芯片 (20A.20B)提供信号。列和行驱动器小芯片(20A、20B)包括向行电极16和列电极12提供电流的电路。电流流过在行电极16和列电极12之间形成的发光材料14 (图8A、图8B)，使发光材料14发光。控制器64以及列和行驱动器小芯片(20A、20B)顺序地向各个行电极16 提供电流，同时在各个列电极12上提供数据，使得在各个像素组32中的一行像素30根据由列电极12提供的电流而同时发光。各个像素组32中的各行像素30应以足够亮且足够频繁的方式发射光以防止闪烁，并在显示器11中的像素30上提供可感知的图像。在本发明的实施方式中，行电极16和列电极12可以在单独的层中形成，并且每个像素组32可以具有由对应于列驱动器小芯片20A和行驱动器小芯片20B的行驱动器小芯片和列驱动器小芯片控制的无源矩阵控制。根据本发明，由行电极16和列电极12的交叠形成的像素30被划分为由单独的列驱动器小芯片20A控制的像素组32。像素组32之间可以共用行驱动器小芯片20B和行电极12。在图9中发现了对行电极16和列电极12的更详细的例示。在基板10上形成的行电极16和列电极12交叠以形成限定像素组32的像素30。列驱动器小芯片20A通过在列驱动器小芯片20A上形成的连接焊盘24而电连接到列电极12。在本实施方式中，行驱动器是通过在行驱动器小芯片20B上形成的连接焊盘24而电连接到行电极16的行驱动器小芯片20B。图8A是在图9中示出的装置的实施方式的截面8A、8A'。参照图8A，具有与显示基板10分离的小芯片基板28的列驱动器小芯片20A被粘接到基板10并被以粘合层18掩埋。列驱动器小芯片20A包括电路22。列驱动器小芯片20A可以具有与行驱动器小芯片20B 不同的电路。例如，列驱动器小芯片20A可以实现列驱动器，并且行驱动器小芯片20B(图 8B)可以实现行驱动器。列电极12电连接到在小芯片20A上形成的连接焊盘24。发光材料14位于列电极12上，而行电极16上形成在发光材料14上。(尽管为了清楚起见而在图9中省略了相应的行电极，但行电极16被示为在小芯片20A上)。发光材料14可以包括在有机和无机发光二极管领域中已知的多层发光材料14以及各种电荷控制层。电极12、 16和发光材料14形成发光二极管15。图8B是在图9中示出的装置的实施方式的截面8B、 8B'。参照图8B，具有单独的小芯片基板28的行驱动器小芯片20B被粘接到基板10并被以粘合层18掩埋。行驱动器小芯片20B包括电路22，电路22可以与列驱动器小芯片20A 的电路不同。行电极16通过导通孔50电连接到在行驱动器小芯片20B上形成的连接焊盘 24。图8A中的列电极12和行电极16 二者交叠的区域形成像素30，当列驱动器小芯片20A和行驱动器小芯片20B通过连接焊盘24使电流从行电极16和列电极12经过发光材料14 时，像素30可以发光，并且被列驱动器小芯片20A和行驱动器小芯片20B中的小芯片电路 22控制。本发明可以在顶部发射体配置和底部发射体配置二者中采用。但是，如图8A和图 8B所示，小芯片(20A、20B)位于列电极12和行电极16下面的层中，并占据基板10上的空间。而且，导线连接小芯片(2(^、2( )、行电极12和列电极16(未示出)，占据电极之间的更多空间。因而，可以优选顶部发射体配置以使得装置的发光面积增加。图10是四个像素组32A、32B、32C、32D的顶视图，每个像素组都具有独立的行电极 16和列电极12以及单独的列驱动器小芯片20A、21A、23A、25A和行驱动器小芯片20B、21B、 23B、25B。示出了小芯片连接焊盘24，但没有示出小芯片(20A、21A、23A、25A、20B、21B、23B、 25B)之间或连接焊盘24和电极16、12之间的任何连接导线。在该图中，像素组32A由列驱动器小芯片20A和行驱动器小芯片20B控制，像素组32B由驱动器小芯片控制器21A和行驱动器小芯片21B控制。像素组32C由驱动器小芯片控制器23A和行驱动器小芯片23B控制。像素组32D由驱动器小芯片控制器25A和行驱动器小芯片25B控制。像素组内或基板上的小芯片的相对位置不重要，只要组列电极恰当地连接到列驱动器小芯片并且组行电极恰当地连接到行驱动器小芯片即可。在通过扫描行而控制的任何像素阵列中，闪烁都受到关注。通常，无源矩阵显示装置被限制为大约100行。如果包括超过100行的更多行，则驱动器不能足够快速地循环通过这些行以防止可察觉的闪烁。相反，本发明提供的优点在于，大大地缩短了电极长度，使得电极可以按照快得多的速度被控制。此外，通过形成单独控制的像素组，可以同时启用多行，大大地减少了被顺序驱动的行的数量。因此，使用本发明，可以构造非常大的像素阵列以提供优良的显示质量。由于不需要在基板上构造有源矩阵薄膜晶体管(通常在高温情况下)，因此可以极大地降低制造成本，并且采用更多的基板材料，例如柔性的塑料基板。通过如上所述地布置小芯片，公共总线可以在单个配线层内连接到小芯片。本发明提供了比现有技术降低的成本。常规的有源矩阵背板采用性能较低且昂贵的薄膜半导体材料。行驱动器小芯片不需要具有与列驱动器小芯片相同数量的连接焊盘或连接焊盘的相同布局。而且，行驱动器小芯片驱动的行的数量不必与列驱动器小芯片驱动的列的数量相同。行驱动器和列驱动器小芯片可以位于更多位置，只要它们电连接到相应的行电极或列电极即可。位置通常选择为提供到小芯片的电连接的走线路径并按照适合于所采用的制造工艺的要求的位置公差将小芯片彼此间隔开。而且，行驱动器小芯片的技术、 工艺或构造可以与列驱动器小芯片的技术、工艺或构造不同。所述构造是指构造行驱动器小芯片和列驱动器小芯片的工艺限制、材料和所采用的制造工艺。例如，一个小芯片可以采用数字设计、工艺和材料，而另一个小芯片可以采用模拟设计。另选地，一个小芯片可以采用较高电压设计、工艺和材料，而另一个采用较低电压设计。另外，一个小芯片可以采用半导体基板材料或掺杂(例如，η掺杂或ρ掺杂)，而另一个小芯片则采用不同的材料或掺杂。 小芯片还可以采用不同的电路原理图。在本发明的另一实施方式中，小芯片连接焊盘可以直接连接到行电极或列电极。 但是，这样的连接可以使小芯片大于必需。可以利用配线将连接焊盘连接到行电极。可以采用导通孔以从一个配线层连接到另一个配线层或连接焊盘，并且导通孔例如可以在列电极之间形成以避免与列电极的电短路。由于能够需要可观的配线以将连接焊盘电连接到行电极和列电极，因此可优选顶部发射体，其中顶部电极透明，并且底部电极可以反射。基板也可以不透明。显示装置可以包括在基板上的显示区域中分布的多个行驱动器小芯片和分开的多个列驱动器小芯片。小芯片可以沿小芯片的长轴具有单行或多行连接焊盘。行驱动器小芯片中的电路可以与列驱动器小芯片中的电路不同。具体地说，与列驱动器相比，行驱动器可以采用具有较低数据速率的非常简单但可以交换大的电流的电路。而且，由行驱动器小芯片控制的行的数量可以与由列驱动器小芯片驱动的列的数量不同。因此，可以在不同的驱动器中使用不同的电路，或甚至采用不同的制造工艺或技术以制造不同的驱动器。小芯片可以通过总线或通过多个总线(为了清楚起见，图中未示出)连接到外部控制器。总线可以是串行总线、并行总线或点对点总线，并且可以是数字总线或模拟总线。 串行总线是在电气隔离的电连接上从一个小芯片向下一个小芯片转发数据的总线。并行总线是在电气公共的电连接上同时向全部小芯片广播数据的总线。总线连接到小芯片以提供诸如电力、接地、数据或选择信号的信号。可以采用单独连接到一个或更多个控制器的一个以上的总线。在操作中，控制器根据显示装置的需要接收并处理信息信号，并通过一个或更多个总线向装置中的每个小芯片发送处理后的信号和控制信息。处理后的信号包括与关联的行驱动器小芯片和列驱动器小芯片相对应的各个发光像素元件的亮度信息。亮度信息可以存储在与各个发光像素元件相对应的模拟或数字存储元件中。小芯片接着顺序地激活它们所连接的行电极和列电极。当激活了用于像素的行电极和列电极时，电流可以流过由行电极和列电极限定的像素以发光。通常，通过一次激活全部的组列电极和一个行电极(或反之亦然)，同时激活了像素组内的各个行电极组内的行电极。列电极被控制以提供行中的各个像素需要的单独亮度。接着，选择第二行并重复该处理直到激活全部的行并且全部的像素发光为止。处理可以接着重复。单独的像素组可以独立地发挥作用。注意，对“行”和 “列”的指定是任意的，并且行电极和列电极的功能和相对位置可以颠倒。尽管顺序激活显示装置中的单独行(或列)可以引起闪烁，但是采用多个独立控制的像素组减少了各个单独控制的像素组中的行或列的数量。由于像素组被同时激活，所以可以极大地减少闪烁。此外，由于组行电极与组列电极可以仅在像素组内连接，因此组行电极与组列电极可以很短，减小了电极电容和电阻以及对小芯片中的大功率驱动电路的需求，并且还减小了显示器的功耗。因此，增加了各个像素行(或列)发光的时间部分，减少了闪烁，并且按照期望的亮度减小了电流密度。总线可以提供包括定时(例如时钟)信号、数据信号、选择信号、电源连接或接地连接的多种信号。信号可以是模拟的或数字的，例如数字地址或数据值。模拟数据值可以作为电荷被提供。存储寄存器可以是数字的(例如，包括触发器)或模拟的(例如，包括用于存储电荷的电容器)。控制器可以作为小芯片来实现并固定在基板上。控制器可以位于基板的外围，或者可以在基板的外部并实现为传统的集成电路。根据本发明的各种实施方式，小芯片可以按照多种方式来构造，例如，沿小芯片的长维度构造一行或两行连接焊盘。互连总线和导线可以由各种材料形成并使用在器件基板上淀积的多种方法。例如，互连总线和导线可以是金属；蒸镀的或溅射的，例如铝或铝合金。 另选地，互连总线和导线可以由固化导电油墨或金属氧化物制成。在一种成本优势实施方式中，互连总线和导线形成在单层中。对于使用大装置基板(例如玻璃、塑料或金属薄片)并且多个芯片以规则布置设置在装置基板上的多像素装置的实施方式而言，本发明特别有用。每个小芯片都可以根据小芯片中的电路并且响应于控制信号来控制形成在装置基板上的多个像素。单个像素组或多个像素组可以设置在平铺的元件上并可以组装以形成整个显示器。根据本发明，小芯片在基板上提供分布式像素控制元件。相比于装置基板，小芯片是相对较小的集成电路，并且小芯片包括在独立基板上形成电路，该电路包括形线路、连接焊盘、诸如电阻器或电容器的无源组件、或者诸如晶体管或二极管的有源组件。小芯片与显示器基板分开制造，接着应用于显示器基板。优选地，利用用于制造半导体器件的已知工艺使用硅或绝缘体上硅(SOI)晶片来制造小芯片。然后，每个小芯片在附接到装置基板之前被分离。因此，每个小芯片的结晶基底可以被视为与装置基板分离的基板，并且在该基上布置有小芯片电路。因此多个小芯片具有与装置基板分离并且彼此分离的相应多个基板。特别地，这些独立基板与其上形成有像素的基板分离，并且独立的小芯片基板的合计面积比装置基板小。为了提供与例如在薄膜非晶硅或多晶硅装置中发现的有源组件相比具有更高性能的有源组件，小芯片可以具有结晶基板。小芯片可以具有优选为100 μ m或更小的厚度，更优选地，20 μ m或更小。这便于在小芯片上形成粘合剂和平坦化材料，接着可以使用传统的旋涂技术来涂敷粘合剂和平坦化材料。根据本发明的一个实施方式，形成在晶体硅基板上的小芯片按照几何阵列排列，并且利用粘合剂或平坦化材料粘接至装置基板。小芯片的表面上的连接焊盘用于将每个小芯片连接至信号线、电源总线以及行电极或列电极以驱动像素。小芯片可以控制至少四个像素。由于小芯片形成在半导体基板中，所以可以使用现代光刻工具形成小芯片电路。 利用这样的工具，很容易得到0. 5微米或更小的特征尺寸。例如，现代半导体生产线可以实现90nm或45nm的线宽，并且可以用来制造本发明的小芯片。但是，一旦组装到显示器基板上，小芯片还需要用于与设置在小芯片上方的配线层实现电连接的连接焊盘。连接焊盘必须基于在显示器基板上使用的光刻工具的特征尺寸(例如5μπι)和小芯片对于配线层的对准(例如，+/-5ym)而确定尺寸。因此，连接焊盘例如可以是15μπι宽，焊盘之间的间距为 5μπι。这意味着焊盘通常将显著大于小芯片中形成的晶体管电路。焊盘通常形成在晶体管上方的小芯片上的金属化层中。期望使小芯片的表面积制造得尽可能小，以实现低制造成本。通过使用具有独立基板(例如，包括晶体硅)、并且独立基板具有比直接形成在基板(例如，非晶硅或多晶硅)上的电路的性能高的电路的小芯片，提供了更高性能的装置。 由于晶体硅不仅具有更高性能，而且具有小得多的有源元件(例如晶体管)，所以大大减小了电路尺寸。也可以使用微机电(MEMS)结构形成有用的小芯片，例如，如Yoon、Lee、Yang 禾口 Jang 在"A novel use of MEMs switches in driving AMOLED，，(Digest of Technical Papers of the Society for Information Display，2008，3. 4，第 13 页)中所描述的。装置基板可以包括玻璃和由形成在利用现有技术中已知的光刻技术构图的平坦化层(例如，树脂)上的由蒸镀或溅射金属(例如铝或银)制成的配线层。可以使用集成电路产业中完善的常规技术来形成小芯片。本发明可以在具有多像素架构的装置中采用。具体地，本发明可以利用有机或者无机的LED装置实现，并且在信息显示装置中特别有用。优选实施方式中，本发明在由小分子或者聚合物OLED(如在1988年9月6日授予Tang等人的美国专利No. 4，769，292和 1991年10月29日授予VanSlyke等人的美国专利No. 5，061，569中公开的，但不限于此) 构成的平板OLED装置中采用。可以采用无机装置，该无机装置例如采用形成在多晶半导体基体中的量子点(例如，如在Kahen的美国公开No. 2007/0057263中所教导的)并采用有机电荷控制层或无机电荷控制层，或者可以采用混合的有机/无机装置。有机发光显示器或无机发光显示器的许多组合和变型可以用来制造这种装置，包括具有顶部发射体构造或底部发射体构造的有源矩阵显示器。已经具体参照本发明的特定优选实施方式而详细地描述了本发明，但应该理解， 可以在本发明的精神和范围内实现变型和修改。部件列表
8A、8A，截面
8B、8B，截面
10基板
11显示区域
12列电极
14发光材料
15发光二极管
16行电极
18粘合层
20A列驱动器小芯片
20B行驱动器小芯片
21A驱动器小芯片控制器
21B行驱动器小芯片
22电路
23A驱动器小芯片控制器
23B行驱动器小芯片
24连接焊盘
25A驱动器小芯片控制器
25B行驱动器小芯片
28基板
30像素
32像素组
32A像素组
32B像素组
32C像素组
32D像素组
40A公共总线
40B公共总线部分
42A公共总线
42B公共总线部分
44行驱动器总线
46穿过总线
46A穿过总线段
46B穿过总线段
46C穿过总线段
47小芯片连接
48穿过总线
50导通孔
60长轴
62短轴
64控制器
权利要求
1.一种显示装置，该显示装置包括a)具有显示区域的基板；b)具有连接焊盘的两个或更多个列驱动器小芯片，每个列驱动器小芯片都具有长轴并位于所述基板上的所述显示区域中，每个列驱动器小芯片的长轴都沿行方向定向；c)具有连接焊盘的一个或更多个行驱动器小芯片，每个行驱动器小芯片都具有长轴并位于所述基板上的所述显示区域中，每个行驱动器小芯片的长轴都沿与所述行方向不同的列方向定向；以及d)沿所述行方向在所述显示区域延伸的第一公共总线，该第一公共总线连接到每一个所述行驱动器小芯片上的连接焊盘，所述第一公共总线还包括沿所述列方向定向的一个或更多个电连接的第一总线部分，每个第一总线部分都电连接到相应的列驱动器小芯片的连接焊盘。
2.根据权利要求1所述的显示装置，该显示装置还包括在所述显示区域上沿不同方向形成的行电极和列电极，并且在所述行电极和所述列电极之间的所述行电极与所述列电极相交叠的地方具有限定了像素的发光层，所述像素响应于由交叠的行电极和列电极提供的电流而发光，每个列电极都电连接到一个列驱动器小芯片，并且每个行电极都连接到至少一个行驱动器小芯片。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述行方向和所述列方向正交。
4.根据权利要求1所述的显示装置，该显示装置还包括沿所述行方向在所述显示区域延伸的行驱动器总线，该行驱动器总线电连接到每一个所述行驱动器芯片上的连接焊盘。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其中，行驱动器小芯片的数量与列驱动器小芯片的数量不同。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其中，至少一个第一总线部分电连接到两个列驱动器小芯片中的每一个上的连接焊盘。
7.根据权利要求1所述的显示装置，该显示装置还包括沿所述行方向在所述显示区域延伸的第二公共总线，该第二公共总线连接到每一个所述行驱动器小芯片上的所述连接焊盘中的一个，所述第二公共总线还包括沿所述列方向定向的一个或更多个电连接的第二总线部分，每个第二总线部分都从所述列驱动器小芯片的与所述列驱动器小芯片的连接了所述第一总线部分的一侧相对的一侧电连接到每一个所述列驱动器小芯片的所述连接焊盘中的一个。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其中，所述第一公共总线和所述第二公共总线在单个层中形成。
9.根据权利要求7所述的显示装置，其中，至少一个第二总线部分电连接到两个列驱动器小芯片中的每一个上的连接焊盘。
10.根据权利要求7所述的显示装置，该显示装置还包括位于所述行驱动器小芯片中的一个上的中央连接焊盘，并且其中，所述第一公共总线或所述第二公共总线电连接到所述中央连接焊盘。
11.根据权利要求7所述的显示装置，该显示装置还包括沿所述行方向在所述显示区域延伸的行驱动器小芯片总线，该行驱动器小芯片总线位于所述第一公共总线和所述第二公共总线之间，所述行驱动器小芯片总线电连接到所述显示区域中的所述行驱动器芯片。
12.根据权利要求11所述的显示装置，该显示装置还包括所述行驱动器小芯片中的一个上的中央连接焊盘，并且其中，所述行驱动器小芯片总线、所述第一公共总线或所述第二公共总线电连接到所述中央连接焊盘。
13.根据权利要求1所述的显示装置，该显示装置还包括第一穿过总线，该第一穿过总线电连接到所述列驱动器小芯片中的一个的所述连接焊盘中的第一连接焊盘处，穿过所述列驱动器小芯片并电连接到所述列驱动器小芯片的所述连接焊盘中的第二连接焊盘，其中，所述第一穿过总线连接到所述行驱动器小芯片中的一个。
14.根据权利要求1所述的显示装置，该显示装置还包括第二穿过总线，该第二穿过总线电连接到所述行驱动器小芯片中的一个的所述连接焊盘中的第一连接焊盘处，穿过所述行驱动器小芯片并电连接到所述行驱动器小芯片的所述连接焊盘中的第二连接焊盘，其中，所述第二穿过总线在所述列驱动器小芯片中的一个上面或下面穿过，并且电连接到所述行驱动器小芯片中的一个上的连接焊盘。
15.根据权利要求14所述的显示装置，其中，所述第二穿过总线电连接到所述列驱动器小芯片中的一个。
16.根据权利要求1所述的显示装置，该显示装置还包括含有像素的多个像素组，并且其中，每个像素组都在所述显示区域中沿所述行方向、所述列方向、或者所述行方向和所述列方向二者而布置为相邻像素组的镜像。
17.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述第一公共总线沿所述行方向在每一个所述行驱动器小芯片的上面或下面通过。
全文摘要
一种显示装置包括具有显示区域(11)的基板；具有连接焊盘(24)的两个或更多个列驱动器小芯片(20A)，每个列驱动器小芯片都具有长轴并位于基板上的显示区域中，每个列驱动器小芯片的长轴都沿行方向定向；具有连接焊盘的一个或更多个行驱动器小芯片(20B)，每个行驱动器小芯片都具有长轴并位于基板上的显示区域中，每个行驱动器小芯片的长轴都沿与行方向不同的列方向定向；以及沿行方向在显示区域延伸的第一公共总线(40A)，其连接到每一个行驱动器小芯片上的连接焊盘，该第一公共总线还包括沿列方向定向的一个或更多个电连接的第一总线部分(40B)，每个第一总线部分都电连接到相应的列驱动器小芯片的连接焊盘。
文档编号H01L27/32GK102414823SQ201080018657
公开日2012年4月11日 申请日期2010年4月28日 优先权日2009年4月29日
发明者R·S·库克 申请人:全球Oled科技有限责任公司