CN111448680B - 用于制造半透明显示器的方法以及半透明显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种半透明显示器以及一种用于制造半透明显示器的方法，该方法具有如下方法步骤：a)提供SOI晶片(100)，SOI晶片的表面具有至少一个像素区域(109)和至少一个与所述像素区域(109)相邻布置的接触区域(110)，其中SOI晶片(100)在背面包括硅衬底(101)；b)在SOI晶片(100)的正面上沉积至少一个电磁辐射发射层(201)；c)在至少一个电磁辐射发射层(201)上方施加至少一个透明的覆盖层(202)；d)将接线载体(501；601)附接至复合结构，该复合结构至少包括所述SOI晶片(100)、电磁辐射发射层(201)和透明的覆盖层(202)，其中在将接线载体(501；601)附接至由SOI晶片(100)、电磁辐射发射层(201)和透明的覆盖层(202)构成的复合结构之前，将硅衬底(101)从复合结构移除，从而形成剩余复合结构(301)，并且SOI晶片(100)的接触区域(110)与来自SOI晶片(100)背面的接线载体(501；601)之间形成导电连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于制造半透明显示器的方法以及一种半透明显示器。本发明中的半透明显示器指的是包括多个第一表面区域的显示器，在所述第一表面区域内，可用人眼检测到的光可以从所述显示器的两侧通过所述显示器。半透明显示器还包括多个第二表面区域，在所述第二表面区域内，可用人眼检测到的光无法通过所述显示器。
背景技术
显示器对于信息的呈现越来越重要。如果例如应在戴眼镜或使用望远镜时将这类信息显示在人的视野中，则透明或半透明的显示器是有利的。
通常将现有技术中已揭示的晶片用作制造显示器的基础，在这个晶片中，由不导电材料构成的层沉积在硅衬底上。在此情况下，硅衬底赋予晶片其机械稳定性并且在下文的说明性描述中代表这种晶片的背面。由不导电材料构成的层又具有大量的并排布置的硅基有源区，在这些有源区内构造有晶体管或电路。可以将这些晶体管或电路用于驱动显示器的各个像素。由于在绝缘层上或在其内部布置硅基有源区，因此也将这种技术和这种晶片与英文专业术语“Silizium-On-Insulator”(“绝缘体上硅”)或简称“SOI”联系起来。此外，SOI晶片还具有至少一个布置在有源区上方的层，其通常由透明氧化物构成，在这个层内构造有来自硅基有源区的电路的接头之间的导电连接。在SOI晶片上，通常相叠地沉积有多个这类氧化物层，在这些氧化物层内则相叠地构造有多个接线层(Verdrahtungsebenen)。
就用于制造显示器的SOI晶片的表面而言，通常将其划分成至少一个像素区域和至少一个接触区域，其中随后在像素区域内构造有显示图像的显示器，并且在接触区域内构造有与外部组件的导电连接。仅由于硅衬底，SOI晶片通常对于用人眼检测到的光而言是不透明的。
US 005317236 A中描述了制造半透明LCD显示器的方法，其中将SOI晶片用作显示器构造的基础，在其上沉积电致发光层和对电极层。为了实现显示器的透明性，提出了移除SOI晶片的硅衬底并使用透明衬底，如玻璃来进行替换它。在此情况下，缺点在于，仅能从SOI晶片的正面来建立从SOI晶片的接触区域至其他组件(例如接线载体)的导电连接，这就限制了它们的可能用途。
发明内容
因此，本发明基于上述技术问题，提出一种用于制造半透明显示器的方法以及这种半透明显示器，借助所述方法和所述显示器可以克服现有技术中的缺点。特别地。借助根据本发明的方法，在采用根据本发明的显示器时，还应该可以与其他组件背面接触。
本发明用以解决上述技术问题的解决方案在于具有权利要求1和13的特征的主题。本发明的其他有利技术方案由从属权利要求提供。
在采用根据本发明的方法时，在现有技术中已知在SOI晶片上，在该SOI晶片的正面上沉积至少一个电磁辐射发射层。这个至少一个电磁辐射发射层优选构造为有机层，但作为替代方案，其也可以是无机层。就显示器而言，为了确保电磁辐射发射层也可以发射电磁辐射，需要与该层相邻的像素电极和与该层相邻的像素对电极。
在本发明的一个实施方式中，将用于所述至少一个电磁辐射发射层的像素电极和像素对电极布置在一个平面内并且将所述像素电极和像素对电极构造为所述SOI晶片的组件。
作为替代方案，也可以仅将像素电极构造为SOI晶片的组件，其中在此情况下，还在与所述至少一个电磁辐射发射层相邻的上方沉积导电层，该导电层用作对电极。作为替代方案，该导电层也可以构造为子层并且可以是所述至少一个电磁辐射发射层的上部组件。在另一实施方式中，将所述导电层或导电子层结构化，以便为每个像素分配至少一个像素对电极。
众所周知的是，有机的电磁辐射发射层通常由多个子层构成，在采用根据本发明的方法时，也可以将这些子层沉积为有机层。下面借助其括号中的英文专业术语和相应缩写仅示例性地列举出这种层可以包括的子层中的一些(并未详尽)：空穴注入层(HoleInjection Layer,HIL)、空穴传输层(Hole Transport Layer,HTL)、电子阻挡层(ElectronBlocking Layer,EBL)、发射层(Emission Layer,EML)、空穴阻挡层(Hole BlockingLayer,HBL)、电子传输层(Electron Transport Layer,ETL)。
随后，还在所述至少一个电磁辐射发射层上方施加至少一个透明的覆盖层。例如可以将这个透明的覆盖层构造为玻璃或塑料薄膜。这样就产生复合结构作为中间产品，所述复合结构至少包括所述SOI晶片、所述电磁辐射发射层和所述透明的覆盖层。但在所述SOI晶片、所述电磁辐射发射层以及所述透明的覆盖层之间还可以沉积其他层，例如阻隔层或增粘剂层。
根据本发明，将所述SOI晶片的硅衬底从所述复合结构移除，从而产生剩余复合结构。例如可以借助机械手段从所述复合结构磨掉所述硅衬底和/或借助化学物质从所述复合结构移除所述硅衬底。由于机械稳定性而主要存在于SOI晶片上的硅衬底对于根据本发明的显示器的剩余复合结构的机械稳定性而言并不是必需的，因为可以构造为例如玻璃或塑料薄膜的覆盖层确保了该剩余复合结构在没有硅衬底的情况下的足够的机械稳定性。
此外，从复合结构移除硅衬底使得剩余复合结构在没有硅衬底的情况下变得半透明。这表明，至少在剩余复合结构的其中未构造有晶体管或电路和导电连接的区域中，可以用人眼检测到的光能够从两侧通过所述剩余复合结构，这在移除硅衬底之前会因硅衬底而受到阻碍。
在一个实施例中，在从SOI晶片移除硅衬底后，可在剩余SOI晶片的背面上沉积不透明的层并将其结构化，以便屏蔽例如到达背面且对像素电路有干扰作用的电磁辐射。在此情况下，在像素电路以外的区域中，透明度保持不变。
根据本发明，在从复合结构移除硅衬底后，将接线载体附接至所述剩余复合结构的正面或背面。接线载体例如可以设计为印刷电路板。
如果将接线载体附接至剩余复合结构的正面，则从该正面在像素区域中发射电磁辐射，因此，接线载体至少在像素区域中具有凹部。
根据本发明，在先前的SOI晶片(现在仅为剩余复合结构的部分)的接触区域与来自SOI晶片背面的接线载体之间形成导电连接。现在这是可能的，因为先前已移除了硅衬底，这意味着能够借助已知方法步骤在接触区域内将主要来自最下面的接线层中的接触元件或导电元件背面地暴露出来。如果将接线载体附接至剩余复合结构的正面，则可以将接触区域与接线载体之间的导电连接构造为例如引线键合(Drahtbond)。如果接线载体附接至剩余复合结构的背面，则可以将接触区域与接线载体之间的导电连接构造为例如凸点键合(Bump-Bond)或各向异性的导电胶连接。
附图说明
下面结合实施例对本发明进行详细说明。其中：
图1为适于显示器构造的SOI晶片的剖面示意图，
图2为其上沉积有发射电辐射的层并且施加有覆盖层的SOI晶片的剖面示意图，图3为图2所示复合结构的剖面示意图，其中从复合结构中移除了硅衬底，
图4为图3所示剩余复合结构的剖面示意图，其中在剩余复合结构上导电元件是暴露的，
图5为图4所示剩余复合结构的剖面示意图，其中在剩余复合结构正面附接有接线载体，
图6为图4所示剩余复合结构的剖面示意图，其中在剩余复合结构背面附接有接线载体，
图7为剩余复合结构的背面示意图，其中在剩余复合结构正面附接有接线载体。
具体实施方式
图1示出现有技术中已知的适于显示器构造的SOI晶片100的剖面示意图。按照顺序，SOI晶片100首先包括背面的硅衬底101、由不导电材料构成的透明层102以及多个透明的氧化硅层103，在这些氧化硅层的表面上构造有用作像素电极的触头104。在由不导电材料构成的层102内嵌有多个硅基有源区105，在这些有源区内构造有用于驱动像素单元的电路106。在氧化硅层103内还构造有导电元件107，其例如在电路106的接头之间延伸和/或从电路106的接头延伸至触头104。
图1所示的SOI晶片的结构仅是示例性的。作为替代方案，现有技术中已知的SOI晶片也可以具有不同的结构。例如，SOI晶片的有源区可以不构造在层102内部，而是构造在层102上。因此，要注意的是，也可以将所有现有技术中已知的适于显示器构造的SOI晶片用于根据本发明的方法以及用于制造根据本发明的显示器。
SOI晶片100细分为像素区域109和接触区域110。在图1所示实施例中，接触区域110完全包围像素区域109。为清楚起见，图1至6的剖面图仅示出SOI晶片100的像素区域的部分，其仅包括两个硅基有源区105。而就完整的像素区域而言，可以并排布置有数千个这类硅基有源区105。
图2所示剖面图示意性示出，根据本发明，首先借助已知方法步骤将透明的电磁辐射发射层201沉积在SOI晶片上并随后将在本实施例中由玻璃构成的透明的覆盖层202施加在这个晶片上，从而产生由SOI晶片100、层201和覆盖层202构成的复合结构。如先前已描述过一次的那样，在本实施例中，电磁辐射发射层201构造为有机层并且由多个已知的子层构成。此外，层201还包括由导电材料构成的子层作为上部封闭件，其中该由导电材料构成的子层根据形成的显示器的像素布置而结构化并且用作像素对电极。
根据本发明，在制造由SOI晶片100、层201和覆盖层202构成的复合结构后，将原始SOI晶片100的硅衬底101从该复合结构移除。由此产生剩余复合结构301，其在图3中以剖面图示意性示出并且是半透明的。这表明，如图3中的两个箭头示意性所示，至少在像素区域109内，在其中未构造有电路元件和导电元件的子区域302中，剩余复合结构301对于可用人眼检测到的光而言从两侧来看是透明的。然而，剩余复合结构301也还进一步具有若干子区域，例如接触区域110以及像素区域109的子区域303，其中这些子区域构造有电路元件和/或导电元件，因而相对于子区域302具有更低的透明度。
除了产生的剩余复合结构301的半透明度外，从复合结构移除硅衬底100还具有另一优点。如图4的剖面图示意性所示，这时可以借助已知方法步骤将凹部401嵌入剩余复合结构301的背面，这些凹部在接触区域110内使得最下面的接线层的导电元件402暴露出来。
在图5的剖面图中示意性示出接线载体501如何附接至剩余复合结构301的正面。接线载体501在剩余复合结构301的像素区域中具有凹部502，显示器像素的电磁辐射503以及穿透剩余复合结构301的光508可以通过所述凹部。此外，如图5所示，可以例如借助引线键合506将附接至正面的接线载体501的接触元件505与在背面暴露的导电元件402进行接触。
图6的剖面图示意性示出根据本发明的显示器构造的替代方案。在采用替代的方案时，接线载体601附接至图4所揭示的剩余复合结构301的背面。接线载体601在剩余复合结构301的像素区域中也具有凹部602。或者，在显示器不需要半透明的特性时，就附接至背面的接线载体而言，也可以不在像素区域中设置凹部。在图6所示实施例中，借助所谓的凸点键合603将剩余复合结构301的在背面暴露的导电元件402与接线载体601的接触元件604导电连接。
最后，图7以背面视图再一次示意性示出根据本发明的显示器构造，其中，接线载体701附接至剩余复合结构702的正面，其中为了更好地进行说明，大幅放大示出剩余复合结构702的像素区域704的细节局部703。除像素区域704外，剩余复合结构702还具有接触区域705。在接触区域705内的在背面暴露的导电元件706借助引线键合707与接线载体701的接触元件708导电连接。
为清楚起见，在细节局部703中仅示意性示出四个像素709。细节局部703旨在再一次说明，就根据本发明的显示器而言，在像素709之间具有多个子区域710，在这些子区域内未构造有用于驱动像素709的电路和导电连接711，因此，这些子区域710是透明的。根据本发明的显示器的其中例如构造有用于操控像素709的电路或电极或者导电连接711的表面区域相对于子区域710具有至少更低或者甚至非常有限的透明度，因此，根据本发明的显示器被称为半透明显示器。
Claims (12)
1.一种用于制造半透明显示器的方法，该方法包括以下方法步骤：
a)提供SOI晶片(100)，所述SOI晶片的表面具有至少一个像素区域(109)和至少一个与所述像素区域(109)相邻布置的接触区域(110)，其中所述SOI晶片(100)在背面包括硅衬底(101)；
b)在所述SOI晶片(100)的正面上沉积至少一个电磁辐射发射层(201)；
c)在所述至少一个电磁辐射发射层(201)上方施加至少一个透明的覆盖层(202)；
d)将接线载体(501；601)附接至在复合结构上，所述复合结构至少包括所述SOI晶片(100)、电磁辐射发射层(201)和透明的覆盖层(202)，
其特征在于，在将所述接线载体(501；601)附接至由所述SOI晶片(100)、所述电磁辐射发射层(201)和所述透明的覆盖层(202)构成的所述复合结构之前，将所述硅衬底(101)从所述复合结构移除，从而形成剩余复合结构(301)，并且所述SOI晶片(100)的接触区域(110)与来自所述SOI晶片(100)背面的所述接线载体(501；601)之间形成导电连接，并且
其中在所述像素区域中留下多个没有电路元件和导电元件的子区域，所述子区域允许可用人眼检测到的光从所述半透明显示器的正面传到所述半透明显示器的背面，并且将所述接线载体附接至所述剩余复合结构(301)的背面，其中
在所述硅衬底上有不导电材料的透明层(102)，以及多个透明的氧化硅层(103)，在所述透明的氧化硅层(103)的表面上构造有用作像素电极的触头(104)，在所述不导电材料的透明层(102)内嵌有多个硅基有源区(105)，在所述硅基有源区(105)内构造有用于驱动像素单元的电路(106)，并且在所述氧化硅层(103)内构造有用于连接所述电路(106)的导电元件(107)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述接线载体附接至所述剩余复合结构(301)的正面。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述SOI晶片(100)的接触区域(110)与所述接线载体之间的导电连接构造为引线键合(506)。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述SOI晶片的接触区域(110)与所述接线载体之间的导电连接构造为凸点键合(603)或各向异性的导电胶连接。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，将所述至少一个电磁辐射发射层(201)构造为有机层。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，将所述至少一个电磁辐射发射层构造为无机层。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，从所述复合结构机械地磨掉所述硅衬底(101)和/或借助化学物质从所述复合结构移除所述硅衬底(101)。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，将所述至少一个透明的覆盖层(202)构造为玻璃或塑料膜。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，将用于所述至少一个电磁辐射发射层的像素电极和像素对电极布置在一个平面内并且将所述像素电极和像素对电极构造为所述SOI晶片的组件。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，将像素电极(104)构造为所述SOI晶片的组件，其中导电层在与所述至少一个电磁辐射发射层相邻的上方沉积或者沉积为所述导电层的上部组件。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，将所述导电层结构化。
12.一种半透明显示器，包括：
a)剩余复合结构(301)，其包括SOI晶片(100)，所述SOI晶片的表面具有至少一个像素区域(109)和至少一个与所述像素区域(109)相邻布置的接触区域(110)，其中硅衬底(101)从所述SOI晶片(100)的背面移除；
其中，在所述硅衬底上有不导电材料的透明层(102)，以及多个透明的氧化硅层(103)，在所述透明的氧化硅层(103)的表面上构造有用作像素电极的触头(104)，在所述不导电材料的透明层(102)内嵌有多个硅基有源区(105)，在所述硅基有源区(105)内构造有用于驱动像素单元的电路(106)，并且在所述氧化硅层(103)内构造有用于连接所述电路(106)的导电元件(107)；
b)至少一个沉积在所述SOI晶片的正面上的电磁辐射发射层(201)；
c)至少一个施加在所述至少一个电磁辐射发射层(201)上方的透明的覆盖层(202)；
d)附接至所述剩余复合结构(301)的接线载体(501；601)，
其特征在于，所述SOI晶片(100)的接触区域(110)与来自所述SOI晶片(100)背面的所述接线载体(501；601)之间形成导电连接，并且
其中所述像素区域包括多个没有电路元件和导电元件的子区域，所述子区域允许可用人眼检测到的光从所述半透明显示器的正面传到所述半透明显示器的背面，并且
将所述接线载体附接至所述剩余复合结构(301)的背面。
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