专利名称：使用小芯片控制电子器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及采用独立控制小芯片的器件，这些控制小芯片具有在公共基板上分布的单独基板。
背景技术：
平板显示装置广泛结合便携式装置中的计算装置来使用，并且广泛用于诸如电视之类的娱乐装置。这类显示器通常采用分布在基板上的多个像素来显示图像。每个像素均包含多个不同颜色的发光元件，这些发光元件通常称为子像素，通常发射红光、绿光和蓝光，用于代表各像素元件。各种平板显示技术是已知的，例如，等离子体显示器、液晶显示器和发光二极管显示器。包含形成发光元件的发光材料薄膜的发光二极管(LED)在平板显示装置中表现出许多优点并且可用于光学系统中。2002年5月7日授予Tang等人的美国专利 No. 6，384，529示出一种包括有机LED发光元件阵列的有机LED (OLED)彩色显示器。可供选择地，可以采用无机材料，并且所述无机材料可以包括多晶半导体基质中的荧光晶体或量子点。其它有机或无机材料薄膜也可以用于控制对发光薄膜材料的电荷注入、电荷传输或电荷阻挡，并且是本领域已知的。将所述材料置于基板上，位于电极之间，并具有包封覆盖层或板。当电流穿过发光材料时，从子像素发射光。所发射光的频率取决于所使用材料的性质。在这种显示器中，光可以透过基板(底部发射器)或穿过包封盖(顶部发射器)或同时通过这两者来发射。LED器件可以包括形成图案的发光层，其中，在图案中采用不同材料，以在电流经过所述材料时发射不同颜色的光。可供选择地，可以采用单个发射层(例如，白光发射器) 连同用于形成全彩色显示器的滤色器，如在Cok的名称为“STACKED OLED DISPLAY HAVING IMPROVED EFFICIENCY”的美国专利No. 6，987，355中所教导的。还已知的是，采用不包括滤色器的白色子像素，例如，如在Cok等人的名称为“COLOR OLED DISPLAY WITH IMPROVED POWER EFFICIENCY”的美国专利No. 6，919，681中所教导的。已经提出了采用未形成图案的白光发射器连同四色像素(包括红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器以及子像素和未过滤白色的子像素)来提高器件的效率(参见(例如)在2007年6月12日授予Miller等人的美国专利No. 7，230，594)。通常已知的是用于控制平板显示装置中的像素的两种不同方法有源矩阵控制和无源矩阵控制。在有源矩阵装置中，控制元件分布在平板基板上。通常，每个子像素均由一个控制元件来控制并且每个控制元件均包括至少一个晶体管。例如，在简单的现有技术的有源矩阵型有机发光(OLED)显示器中，每个控制元件均包括两个晶体管(选择晶体管和功率晶体管)以及一个电容器，所述电容器用于存储指定子像素亮度的电荷。每个发光元件通常采用单独的控制电极和公共电极。采用各种各样的技术来集成计算电路。多年来，使用的是形成在硅基板上并被封装在陶瓷或塑料封装中的集成电路。从硅基板的顶部延伸的布线结合到引脚，以形成电路的电连接。已知其它封装方法，例如，倒装芯片，在这种方法中，用电连接焊料凸块将硅基板结合到其它基板。还可以使用在公共封装中包含多个硅基板的多芯片模块来提高封装密度。例如，在CRC出版社和IEEE出版社联合出版的“The Electronic Packaging Handbook”(第 2OOO 版，Blackwell，ISBN-IOO8^3859I9)中描述了这些技术。还已知的是三维芯片叠堆，其中，将裸芯片互连来形成计算元件的叠堆。一种形成有源矩阵型控制元件的常规现有技术的方法通常是将半导体材料(如， 硅)的薄膜沉积到玻璃基板上，然后通过光刻技术将半导体材料形成为晶体管和电容器。 薄膜硅可以是非晶或多晶的。与晶体硅晶圆中制成的传统晶体管相比，由非晶或多晶硅制成的薄膜晶体管(TFT)相对大并且具有较低的性能。此外，通常，这类薄膜器件在玻璃基板上表现出局部或大面积的不均勻性，这导致采用这类材料的显示器的电性能和可视外观出现不均勻性。生成电的光伏系统还采用硅膜(多晶的或非晶的)连同透明和金属导体。Matsumura等人在美国专利申请No. 2006/0055864中描述了用于驱动LCD显示器的晶体硅基板。该专利申请描述了将第一半导体基板制成的像素控制器件选择性传递和固定到第二平面显示基板上的方法。示出了像素控制器件内的布线互连件和从总线和控制电极到像素控制器件的连接件。可以在制造期间使用测试装置来尽可能地识别出故障器件。通过识别出故障器件，可以修复或丢弃这些器件，而不用对故障器件进行进一步工作，由此不会浪费制造资源。然而，难以在不实际构建显示器并观察显示器的光发射的情况下测试显示器的像素控制电路。在制造过程中的此时，可能不能校正电路缺陷，必须丢弃故障器件。因此，需要一种改进的构造器件的制造工艺，使在存在制造故障时能够适于修理器件。此外，需要的是分布在基板上具有更高性能的改进控制电路。
发明内容
根据本发明，一种电子装置包括(a)公共基板，其具有包括多个小芯片位置的工作区；(b)多个受控电子器件，它们位于所述公共基板上，处于所述工作区中；(c)布线层，其具有形成在所述公共基板上的多个导体；(d)多个小芯片，它们位于所述公共基板上，处于所述小芯片位置处，每个小芯片均具有与所述公共基板分开的独立基板，每个独立基板均具有与顶面相背的底面，一个或更多个连接焊盘形成在所述小芯片的所述底面上，每个小芯片均包括用于对所述多个受控电子器件中的一个或更多个受控电子器件的功能进行控制的电路；以及(e)其中，所述小芯片粘附于所述公共基板，与所述小芯片的所述顶面相比，所述小芯片的所述底面更靠近所述公共基板，并且每个连接焊盘均电连接到所述多个导体中的一个导体。
优点本发明提供了用于控制分布有控制元件的器件的改进的控制电路以及能够测试和修复这类电路的制造工艺。
图1是根据本发明的实施方式的小芯片控制电路和器件的局部剖视图；图2是根据本发明的实施方式的图1中显示装置的一部分的仰视图；图3是根据本发明另一个实施方式的小芯片的剖视图；图4是根据本发明又一个实施方式的具有布局结构体(topographical structure)的小芯片和基板的剖视图；图5A至图5E是小芯片和基板的连续的局部剖视图，其示出了根据本发明的方法制成本发明实施方式的过程中的中间结构；以及图6是示出本发明的方法的流程图。
具体实施例方式参照图1和图2，在本发明的一个实施方式中，电子装置包括具有光学工作区11的公共基板10，其中，多个小芯片位置21位于公共基板10上的工作区11中。多个受控光电器件80位于公共基板10上的工作区11中，每个光电器件均适于发射或吸收光，具有多个导体18的布线层32形成在公共基板10上。这些导体可以包括(例如)金属、导电金属氧化物或导电聚合物。多个小芯片20位于公共基板10上，处于小芯片位置21中，每个小芯片 20均具有与公共基板10分开的独立基板48，每个独立基板48均具有与底面22B相背的顶面22A，并且一个或更多个连接焊盘24形成在小芯片20的底面22B上。每个小芯片20均包括用于对一个或更多个受控光电器件80的功能进行控制的电路。小芯片20粘附于公共基板10，使得与小芯片20的顶面22A相比，小芯片20的底面22B更靠近公共基板10。连接焊盘24电连接到多个导体18中的一个。导体18可以形成用于将控制、功率或地信号传递到小芯片20的电总线。参照图2，在仰视图中，所述装置可以是显示器，公共基板10的工作区11可以是显示区，并且受控光电器件80可以是发光像素80。导体18和小芯片20 位于工作显示区11中。导体18可以将小芯片20中的连接焊盘24电连接到受控光电器件 80，电连接到其它小芯片20上的连接焊盘24，或者电连接到外部电子器件(未示出)。参照图3所示的剖视图，在本发明的另一个实施方式中，连接焊盘24还可以形成在一个或更多个小芯片20的顶面22A上并形成在一个或更多个小芯片20的底面22B上。如在本文中使用的，基板的工作区是基板中执行光电装置功能的区域。例如，在显示器中，工作区是基板中发射光的区域。在替代示例中，在光伏系统中，工作区是基板中吸收光并且产生电流的区域。在又一个示例中，在图像传感器中，工作区是基板暴露于形成图像光的区域，也就是说，是基板的感测区。根据本发明，例如，小芯片位于工作区中，处于受小芯片控制的发光电子器件、感测光电子器件或吸光电子器件的下方、上或处于它们之间。 因此，受控光电器件可以是显示器中的像素、图像传感器中的传感器或光伏电池中的电流产生电路。在本发明中也包括响应于入射光(因此吸收光)的光电器件。工作区11包括基板10上处于光激活区之间的空间，例如，显示器中的像素之间的空间。如本文中所期望的，工作区11包括受控光电器件80所占的所有区域以及基板10上处于受控光电器件80 之间的任何区域。因此，小芯片20处于工作区11内，即使小芯片20自身在光学上并不活跃。在本发明的一个实施方式中，所述装置可以是显示装置，并且小芯片可以对像素提供有源矩阵控制或无源矩阵控制。返回参照图1和图2，位于公共基板10上的小芯片20 可以通过电极连接件82和电连接件26连接到第一电极12。可以用发光材料层14涂覆第一电极12。可以在发光材料层14上形成第二电极16。然后，第一电极12和第二电极16 可以通过发光层14提供受小芯片20控制的电流，从而造成其作为像素80发光。可以采用平面化层30A和30B来限定像素的发光区并且掩埋小芯片20、导体18、电极连接件82、电连接件26和金属布线层32。通常，导体18是使用传统光刻工艺由金属制成的，并且可以形成单个金属布线层32。可以使用传统光刻技术对平面化层30A和30B进行涂覆并形成图案。 电连接件26将连接焊盘24电连接到导体18，或者电极连接件82可以包括(例如)可固化导体、焊料或各向异性的导电压缩膜材料。可固化导体、焊料或各向异性的导电压缩膜材料可以是粘合剂，从而将小芯片20粘附到基板10。如本文中使用的，可固化导体包括导电聚合物，可以将导电聚合物干燥、加热或曝光以改变其导电特性。可固化导体还可以包括响应于压力或热的焊料和导体。可以(例如，通过用激光或其它加热元件提供的热来)固化焊料，以通过熔化焊料并使其冷却来提供稳固的电接触。可固化导体还可以包括纳米颗粒状墨水，通过施加热将墨水烧结。可以(例如，通过热压结合)压缩各向异性导电膜，以提供连接焊盘24与导体18或电极连接件82之间的电连接件26。可以(例如，用靶向激光脉冲)局部应用固化方法。可供选择地，可以采用不可固化的导体，包括导电聚合物或各向异性导电弹性体或膜或热压缩膜。这些材料在本领域中都是已知的。有些材料可以作为液体或膏体施用并且被涂覆成图案或不成图案，并且如果固化的话，被固化成图案或不成图案。参照图4，在本发明的另一个实施方式中，具有与导体18电连接的连接焊盘24的小芯片20的底面22B可以具有包括结构体31B的非平面表面；互补结构体31A可以位于公共基板10上，互补结构体31A的形状与所期望的小芯片位置处的小芯片的形状互补。可以使用显示器和半导体领域中已知的传统光刻工艺来形成公共基板10上的结构体和小芯片 20上的结构体。小芯片20和公共基板10上的互补结构体31A和31B用于将小芯片20物理对准公共基板10，以使成品率提高并且使连接焊盘24和导体18之间的电连接出现的问题较少。 如图1、图2、图5A至图5E和图6中所示，可以根据本发明的方法，通过设置(110) 具有包括多个小芯片位置的工作区11的公共基板10，并且在公共基板10上的布线层32中形成(130)多个导体18，从而构造出装置，例如，电子装置(例如，显示装置)。可以在公共基板10上形成受控光电器件80。可以设置(120)多个小芯片20。小芯片20由硅晶圆形成，具有与公共基板10分开并独立的大平面小芯片基板48，并且具有上面可形成连接焊盘 24的两个大的平行且相背的平面。小芯片20具有底面30B和相背的顶面30A，使连接焊盘 24至少形成在底面30B上。可以通过采用范德华力(Vander Wall's force)的压印件进行印刷来将小芯片20直接施用(140)到公共基板10，以将小芯片20的顶面30A附着于压印件，从而小芯片20脱离硅晶圆，然后使小芯片20接触公共基板10，以将小芯片20施用 (140)到公共基板10。在这种情况下，小芯片20的连接焊盘24必须形成在小芯片20与的晶圆的初始硅表面相背的那个面上，该面随后成为小芯片20的底面30B。在本发明的替代实施方式(图5A至图5E)中，可以设置(100)中间基板8，使粘合剂层28形成在中间基板8的粘合剂接收面上(图5A)。可以将小芯片20印刷(125)到中间基板上，用采用范德华力的压印件将小芯片20的顶面30A粘附到压印件，从而小芯片 20脱离硅晶圆，然后使小芯片20接触中间基板8(图5B)。在这种情况下，小芯片20的连接焊盘24必须形成在小芯片20的与晶圆的初始硅表面对应的那个面上，该面随后成为小芯片20的底面30B。然后，对中间基板8进行倒置(135)，也就是说，使中间基板8粘附有小芯片20的那个面与公共基板10相邻(图5C)，然后使其接触公共基板10上的粘合剂层 29，以将小芯片20施用(140)到公共基板10 (图5D)。在任一种情况下，当完成工艺时，与小芯片20的顶面30A相比，小芯片20的底面 30B上的连接焊盘24更靠近公共基板10。可以在小芯片20的相背顶面30A上形成额外的连接焊盘24。如果需要，则随后可以去除(160)中间基板10(图5E)。可以在公共基板10的粘合剂接收面上设置粘合剂。如果公共基板10的粘合剂接收面上的粘合剂层29比中间基板 8的粘合剂接收面上的粘合剂层28更强使得小芯片20优先粘附于公共基板10，这是有很帮助的。这可以(例如)通过将粘合剂层28的可剥离粘合剂设置在中间基板8上并且剥离(150)可剥离粘合剂以帮助去除(160)中间基板8来完成。在本发明方法的另一个实施方式中，可以(例如，通过如图5D中所示的光50)对公共基板10上的粘合剂层29进行固化(155)，以牢固并优先地将小芯片20粘附于公共基板10。例如，通过流动的焊料、导电聚合物或使用与各向异性导电膜的热压结合，将小芯片的连接焊盘电连接(145)到导体。当已知小芯片成功操作时，可以在公共基板上形成受控电子器件(例如，诸如有机发光二极管像素之类的像素)，以制成工作电子装置，如，显示装置。通过在形成受控电子器件之前测试并修复小芯片，可以降低成本并且提高成品率。可以使用本领域已知的光刻工艺来构造具有连接焊盘和控制电路的小芯片。当在小芯片的顶面上形成连接焊盘时，光刻工艺是传统的光刻工艺。例如，可以在小芯片的顶表面上构造连接焊盘，这些连接焊盘大致是45 μ mX 20 μ m，焊盘间距是10 μ m。当使用当前熟练的从SOI (绝缘体上硅)晶圆剥离小芯片的工艺时，最适用的是具有单行结合焊盘的小芯片设计。在从初始晶圆剥离小芯片的基板之后，将芯片悬在小芯片基板硅中形成的系绳上。使用传统的PDMS压印件，可以打断系绳并且拾取小芯片。申请人已证实，这种压印技术能拾取数百小芯片。可以将小芯片印刷到涂覆有粘合剂膜的公共基板上。公共基板可以包含(例如) 玻璃、塑料或金属。合适的粘合剂膜可以是可UV剥离的，例如，在UV曝光前具有8. 33N/20mm 的粘附力而在UV曝光后具有0.06N/20mm的粘附力的Nitto Denko UE2091-J。根据本发明方法的一个实施方式，可以在公共基板上的小芯片位置处形成高度大致为10 μ m的小凸块，在所述小芯片位置处，将形成与小芯片连接焊盘的接触。这些凸块大致与小芯片上的接触焊盘具有相同的尺寸和形状。可以通过使光致抗蚀剂形成图案或喷墨沉积聚合物来形成这些凸块。在一个实施方式中，可以通过使用光刻法和合适的材料(如， Dow化学品公司Cylotene4026-46BCB树脂)使光致抗蚀剂形成图案来制成这些凸块。可以通过多种传统方法(通过荫罩溅射或蒸发金属，或在光致抗蚀剂形成图案和蚀刻之后进行层状沉积，或通过喷墨沉积银纳米颗粒并进行烧结)中的任意一种，在公共基板上形成导体。在一种方法中，可以执行金属的溅射沉积，并且随后通过传统的光刻方法对使其形成图案。可以在公共基板上的将要形成与小芯片连接焊盘的电连接的区域中，施用各向异性导电膜(ACF)。Sony公司制成的ACF产品适于这种目的。具体来讲，产品CF6920F2具有直径为2. 8 μ m的导电颗粒并且可以与相隔仅7. 5 μ m的结合焊盘一起使用。通过对粘附有小芯片的中间基板进行倒置并且对齐中间基板和公共基板并将这两个基板压到一起，可以将小芯片从中间基板转移到公共基板。至于CP6920F2ACF材料，预结合条件是在60-80°C 且0. 3-1. OMPa的压力(小芯片上)的条件下进行1-2秒。最终的结合条件是在190°C且 60-80MPa的压力下进行5秒。这些条件在标准热压结合机器的范围内。在已形成结合之后，可以使UV光穿过中间基板(如果透明的话)以使粘合剂曝光，使小芯片脱离倒置的玻璃。至于Nitto Denko UE 2091-J粘合剂膜，使用的UV辐射为460mj/cm2。在本发明方法的另一个实施方式中，可以通过对从外部(例如，从控制器(未示出))可触及的导体18提供测试信号，来测试(165)小芯片20、导体18和电连接件26。这种测试信号可以是数字的或模拟的，并且可以被选定用于操作小芯片电路并且对能检测(170)小芯片20、导体18和电连接件26中的故障的测试信号做出响应。如果发现故障，则可以替换或修复(175)小芯片20或导体18并且重新测试(165)系统。如果没有发现故障，则可以形成(180)受小芯片控制的受控电子器件，例如，OLED显示器件。可以使用可用的硅穿孔(TSV)技术来构造顶面和底面具有连接焊盘的小芯片器件(例如，如图3中所示)。例如，这类方法正用于CMOS图像传感器。在这样的一种技术中，使用深反应离子蚀刻(DRIE)工艺，蚀刻穿硅(并且常常蚀刻穿多个金属和电介质的上覆层)，形成通孔或孔。然后，通常使这个孔带有通过CVD沉积的电介质“套管”衬里。随后，通过物理汽相沉积(PVD)沉积扩散屏障和铜晶种层，并且用电镀铜填充孔。也已研发出用于形成通孔的湿蚀刻工艺，并且激光钻孔也是可行的替代工艺。本发明的优点在于，可以在将小芯片20、电连接件26和导体18掩埋到平面化层 (例如，平面化层30A和30B)下面之前测试小芯片20、电连接件26和导体18，并且因此便于修复。例如，可以从基板去除故障小芯片并且将第二个小芯片施用就位。可供选择地，可以在故障小芯片上或与故障小芯片相邻地施用第二小芯片。例如，通过使用喷墨沉积的可固化导电墨水，可以修复导体的断裂。通过使用激光，可以断开短路处。与激光修复技术一样，导电墨水是本领域已知的。在以上引用的共同受让、共同未决的名称为“OLED DEVICEffITHEMBEDDED CHIP DRIVING”的美国专利申请No. 12/191,478描述了多个小结晶硅片(“小芯片”)结合大玻璃基板使用，以提供显示装置中的有源矩阵控制。小芯片包含驱动元件(如，晶体管)并且首先形成在半导体晶圆上。然后，使很小的小芯片器件脱离硅晶圆基板并且将其安装到玻璃显示基板上。采用一系列平面化层来粘附和掩埋小芯片。可以在顶部发射器构造和底部发射器构造中采用本发明。在底部发射器构造中， 底部电极12是透明的，例如，由ITO构成，并且顶部电极16可以是反射性的，例如，由诸如铝、银或镁或金属合金构成。在底部发射器构造中，基板10必须也是透明的，但是在顶部发射器构造中，没有这种限制。在顶部发射器构造中，尽管顶部电极16必须是透明的，但是底部电极12可以是反射性的。图1示出可以为顶部发射或底部发射的本发明实施方式。
粘合剂层29可以形成在公共基板0的至少一部分上，并且可以用于将小芯片20 粘附于公共基板10。一条或更多条总线18可以形成在公共基板10上，并且可以用于将功率信号、地信号或控制信号导向小芯片20上的连接焊盘24。平面化绝缘层30A可以使导电总线18与发光层14绝缘。同样地，小芯片绝缘层30B可以使小芯片20绝缘并且保护小芯片20。在顶部发射器构造或底部发射器构造中，可选滤色器(未示出)可以用于过滤发光层14所发射的光。滤色器可以形成在公共基板10的至少一部分与第一电极12之间。 滤色器可以直接形成在公共基板10的一部分上，或者形成在公共基板10上形成的其它层 (未示出)的一部分上。在顶部发射器实施方式中，滤色器可以位于覆盖件(未示出)上， 或者可以直接位于第二电极16上。在显示装置中，可以采用多个滤色器，多个小芯片和多个独立受控的底部电极使多个像素元件具有带不同颜色的子像素。滤色器尤其可用于发光材料在基板上不形成图案的情况。可供选择地，不同的发光材料可以对应于底部电极在基板上形成图案，每个发光材料发射不同颜色的光，以形成多色的显示。根据本发明，大体涂覆在公共基板10上但不位于小芯片20或第一电极12上或上面的任何层可以形成基板表面。仅在小芯片20和基板表面(例如，粘合剂层29)之间被形成图案的任何层可以被视为小芯片20的一部分，使得即使存在这种形成图案的层时，小芯片20也粘附于基板表面。同样，将仅在第一电极12和基板表面(例如，滤色器)之间形成图案的任何层视为第一电极12的一部分或基板表面的一部分，使得即使存在这种形成图案的层时，第一电极12也形成在基板表面上。可供选择地，涂覆在基板10的一部分上而没有在小芯片20或第一电极12上或上方延伸并且包含不同材料或在不同步骤中沉积的层可以被视为形成基板表面的一部分。现今，IXD产业中，存在大量用于制造和销售“滤色器玻璃”的制造基础设施。这些产品包括涂覆有形成图案的透明导体(通常是ΙΤ0)的玻璃上的形成图案的滤色器。当前发明的低成本实施方式是采用这种滤色器玻璃作为发射器件的第一电极12和基板。在本发明的各种实施方式中，可以在形成电导体的同一步骤中形成第一电极，由此降低制造成本。一条或更多条总线可以形成在公共基板上并且可以在形成第一电极12 的同一步骤中形成总线。总线绝缘和平面化层30A可以形成在一条或更多条导电总线18 和第一电极12之间。小芯片绝缘和平面化层30B可以形成在小芯片20和连接焊盘24上以及一个或更多个发光层14或第二电极16下面。可以在形成小芯片绝缘和平面化层30B 的同一步骤中，形成总线绝缘和平面化层30A。通过在同一步骤中形成本发明的一些元件， 减少了工艺步骤并降低了成本。同样地，为了减少工艺步骤并降低成本，可以在第一电极12 之前，在第一电极12之后，或者更有利地，在与第一电极12相同的步骤中，形成在小芯片20 上的连接焊盘24和第一电极12之间形成的电极连接件82。公共基板10可以包含玻璃。总线18、顶部电极16或底部电极12或导体18可以由蒸发或溅射的金属(例如，铝或银)或金属合金制成。可以使用在集成电路工艺中得到确认的传统技术形成小芯片20，并且使用在以上所引用的共同未决、共同受让的美国专利申请No. 12/191，478中描述的方法将小芯片20置于基板10上。绝缘和平面化层30A、30B 可以由树脂制成。可以采用商购的材料(例如，苯并环丁烯)将小芯片20有效地粘附于公共基板10并且形成各种绝缘和平面化层30A、30B。
小芯片与显示基板10分开制造，然后被施用于显示基板10。优选地，利用构造半导体器件的已知工艺用硅或绝缘体上硅(SOI)晶圆来制造小芯片。然后，从晶圆分出各小芯片，在小芯片附着于显示基板之前，其构造在晶圆上。因此，各小芯片的结晶基体可以被视为与公共基板分开并且小芯片电路设置在其上的基板。具体来讲，独立基板与上面形成像素的公共基板10分开，并且多小芯片器件的独立小芯片基板的面积之和小于公共基板 10。小芯片可以具有结晶基板，其所提供的有源组件的性能高于在(例如)薄膜非晶或多晶硅器件中表现的性能。小芯片的厚度可以优选地为100 μ m或更小，更优选地为20 μ m或更小。这有助于在小芯片的一部分上形成过渡层30。由于小芯片20形成在半导体基板中，因此可以使用现代光刻工具形成小芯片的电路。使用这种工具，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，并且可以用于制造本发明的小芯片。因此，可以将驱动像素的小芯片的电路(如，每个像素两个晶体管)制造得很小。然而，小芯片还要求连接焊盘在组装到显示基板时与小芯片上设置的布线层形成电连接。连接焊盘的尺寸必须是基于显示基板上使用的光刻工具的特征尺寸(例如，5μπι)以及小芯片与布线层的对准程度(例如， +/-5μπι)。因此，连接焊盘可以是(例如)15 μ m宽，并且焊盘间的间隔为5 μ m。这意味着， 焊盘通常将明显大于小芯片中形成的晶体管电路。通常，连接焊盘24可以形成在小芯片20上的金属化层中，位于晶体管上。理想的是，使小芯片的表面积尽可能小，从而能够降低制造成本。因此，连接焊盘的尺寸和数量而非晶体管的尺寸和数量会限制小芯片的尺寸。本发明可以用于具有多像素或多小芯片基本结构的装置中，并且可以用于有源矩阵构造中作为有源矩阵元件或作为无源矩阵控制器，在所述有源矩阵构造中，小芯片具有控制各像素的电路。当重要的是降低成本和提高性能时，本发明是有益处的。具体来讲，可以用有源矩阵LED器件(有机或无机)实践本发明，并且本发明尤其可用于形成显示装置。 在优选的实施方式中，本发明用于由小分子或聚合物型OLED构成的平板OLED装置中，如 (但不限于)在1988年9月6日授予Tang等人的美国专利No. 4，769，292和在1991年10月 29日授予Van Slyke等人的美国专利No. 5，061，569中所公开的。可以采用无机器件，例如， 采用在多晶半导体基质中形成的量子点(例如，如在Kahen的美国公开No. 2007/0057263 中教导的)以及采用有机或无机电荷控制层，或者可以采用混合的有机/无机器件。有机或无机发光显示器的许多组合和变形可以用于构造这种装置，包括具有顶部发射器构架或底部发射器构架的有源矩阵型显示器。已经具体参照本发明的某些优选实施方式详细描述了本发明，但是应该理解，在本发明的精神和范围内能够实现各种变形形式和修改形式。部件列表8中间基板10公共基板11工作或显示区12第一 /底部电极14发光层16第二 /顶部电极
18导体，电总线20小芯片21小芯片位置22A 顶面22B 底面24连接焊盘26电连接件28中间基板上的粘合剂层29公共基板上的粘合剂层30过渡层30A、30B平面化绝缘层31A公共基板平面化结构体31B小芯片基板平面化结构体32金属布线层48小芯片基板50 光80受控光电器件，像素82电极连接件100设置中间基板的步骤110设置公共基板的步骤120设置小芯片的步骤125将小芯片印刷在倒置基板上的步骤130在公共基板上形成导体的步骤135对中间基板进行倒置的步骤140将小芯片施用于公共基板的步骤145将小芯片连接到导体的步骤150剥离倒置粘合剂的步骤155对器件粘合剂进行固化的步骤160去除中间基板的步骤165测试小芯片和导体的步骤170检测故障元件的步骤175替换或修复故障元件的步骤180形成受控电子器件
权利要求
1.一种电子装置，该电子装置包括(a)公共基板，其具有包括多个小芯片位置的光学工作区；(b)多个受控光电器件，它们位于所述公共基板上，处于所述工作区中，各个光电器件适于发射或吸收光；(c)布线层，其具有形成在所述公共基板上的多个导体；(d)多个小芯片，它们位于所述公共基板上，处于所述小芯片位置处，每个小芯片均具有与所述公共基板分开的独立基板，每个独立基板均具有与顶面相背的底面，一个或更多个连接焊盘形成在所述小芯片的所述底面上，每个小芯片均包括用于对所述多个受控光电器件中的一个或更多个受控光电器件的功能进行控制的电路；以及(e)其中，所述小芯片粘附于所述公共基板，与所述小芯片的所述顶面相比，所述小芯片的所述底面更靠近所述公共基板，并且每个连接焊盘均电连接到所述多个导体中的一个导体。
2.根据权利要求1所述的装置，该装置还包括形成在一个或更多个小芯片的顶面上的连接焊盘。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，小芯片的底面具有带有结构体的非平面表面，并且所述装置还包括位于所述公共基板上的结构体，所述公共基板上的所述结构体的形状与所期望的小芯片位置处的所述小芯片的形状互补。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述连接焊盘和所述导体之间的电连接件是各向异性导电膜或热压结合件。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述受控电子器件是显示器中的像素、图像传感器中的传感器或光伏电池中的电流产生电路。
6.一种电致发光显示装置，该电致发光显示装置包括(a)公共基板，其具有包括多个小芯片位置的显示区；(b)多个像素，它们位于所述公共基板上，处于所述显示区中，每个像素均具有形成在所述公共基板上的第一电极、一个或更多个发光材料层以及形成在所述一个或更多个发光材料层上的第二电极；(c)金属布线层，其具有形成在所述公共基板上的多个导体；(d)多个小芯片，它们位于所述公共基板上，处于所述小芯片位置处，每个小芯片均具有与所述公共基板分开的独立基板，每个独立基板均具有与顶面相背的底面，一个或更多个连接焊盘形成在所述小芯片的所述底面上，每个小芯片均包括用于对至少一个像素进行控制的电路；以及(e)其中，所述小芯片粘附于所述公共基板，与所述小芯片的所述顶面相比，所述小芯片的所述底面更靠近所述公共基板，并且每个连接焊盘均电连接到所述多个导体中的一个导体，并且至少一个连接焊盘连接到所述第一电极或所述第二电极中的每一个。
7.—种构造电子装置的方法，该方法包括如下步骤(a)设置公共基板，该公共基板具有包括多个小芯片位置的工作区；(b)在所述工作区中，将多个受控电子器件布置在所述公共基板上；(c)在所述公共基板上，在布线层中形成多个导体；(d)将多个小芯片布置在所述公共基板上，处于所述小芯片位置处，每个小芯片均具有与所述公共基板分开的独立基板，所述独立基板具有底面和相背的顶面，使连接焊盘至少形成在所述底面上，每个小芯片均包括用于对所述多个受控电子器件中的一个或更多个受控电子器件的功能进行控制的电路；(e)将所述多个小芯片印刷到所述公共基板上，与所述小芯片的所述顶面相比，所述小芯片的所述底面更靠近所述公共基板；(f)将所述连接焊盘电连接到所述导体并且将所述小芯片粘附于所述基板。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，步骤(d)包括如下步骤(i)设置中间基板，所述中间基板具有带有粘合剂的粘合剂接收面； ( )将所述多个小芯片印刷到所述中间基板的所述粘合剂接收面上，使所述小芯片的所述顶面粘附于所述中间基板的所述粘合剂接收面；(iii)将所述中间基板的所述粘合剂接收面布置为与所述公共基板相邻，并且使所述小芯片的所述底面接触所述公共基板，以在所期望的小芯片位置处将所述小芯片的所述底面粘附于所述公共基板；(iv)去除所述中间基板。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述粘合剂是可剥离粘合剂，并且所述方法还包括以下步骤在去除所述中间基板之前剥离所述粘合剂。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述公共基板具有带有可固化粘合剂的粘合剂接收面，并且所述方法还包括以下步骤在使所述小芯片的所述底面接触所述公共基板之后对所述可固化粘合剂进行固化。
11.根据权利要求7所述的方法，其中，步骤(e)包括在连接焊盘和导体之间设置可固化电连接件并且对所述可固化电连接件进行固化。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，通过局部施用区域光、激光、热或压力来对所述可固化电连接件进行固化。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述可固化电连接件是各向异性导电膜并且所进行的固化包括热压结合。
14.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述多个小芯片中的一个或更多个小芯片的所述顶面和所述底面上均形成连接焊盘。
15.根据权利要求7所述的方法，该方法还包括如下步骤(g)对所述导体和所述电连接件进行电测试；以及(h)检测所述电连接件或所述导体中的故障。
16.根据权利要求7所述的方法，该方法还包括如下步骤(i)对所述小芯片进行电测试； (j)检测小芯片中的故障；(k)用第二小芯片替换故障小芯片；以及 (1)将所述第二小芯片电连接到所述导体。
17.根据权利要求17所述的方法，其中，所述步骤(k)包括 (m)去除所述故障小芯片；以及(η)将第二小芯片印刷到所述公共基板上，与顶面相比，所述第二小芯片的底面更靠近所述公共基板。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述步骤(k)包括(ο)将第二小芯片印刷到所述公共基板上，与顶面相比，所述第二小芯片的底面更靠近所述公共基板，并且所述第二小芯片位于所述故障小芯片上或者与所述故障小芯片相邻。
全文摘要
本发明提供了一种电子装置，其包括公共基板、位于公共基板上的多个受控电子器件以及形成在公共基板上的具有多个导体的布线层。多个小芯片位于公共基板上，每个小芯片均具有与公共基板分开的独立基板，每个独立基板均具有与顶面相背的底面，一个或更多个连接焊盘形成在小芯片的底面上，并且每个小芯片均包括用于对一个或更多个受控电子器件的功能进行控制的电路。所述小芯片粘附于公共基板，与小芯片的顶面相比，小芯片的底面更靠近公共基板，并且每个连接焊盘均电连接到多个导体中的一个导体。
文档编号H01L27/32GK102484120SQ201080037804
公开日2012年5月30日 申请日期2010年8月4日 优先权日2009年8月24日
发明者R·S·库克, 约翰·W·哈默 申请人:全球Oled科技有限责任公司