CN1160903A - 集成电光组件 - Google Patents

Abstract

一种集成光电组件，包含光透基片，其上具有发光器件(LEDs)的阵列，协作以产生一幅完整的图象，藉此构成LED显示器芯片。上述LEDs呈行列定位并拥有若干毗邻上述基片外部边缘的电连接。一模塑基底，拥有若干嵌入式电导体，用于与LED显示器芯片的LEDs协作，并进一步拥有形成于一个中央开窗的一个折射或衍射透镜，与LED显示器的LEDs的阵列对准并位于与LED显示器芯片之安装相对的一面上，藉此能够放大上述图象并产生容易看的虚象。

Description

集成电光组件

本发明涉及包含若干个相互连接相互协作的电气部件和光学部件的组件，尤其涉及一种组件，用于电连接若干个光学部件以及整机电路中的诸驱动器电路。

通过在日益提高的频率之上所发送数字信号的应用，有可能将愈来愈多和愈来愈复杂的信息发送至远程便携式单元。便携式通信收发信机以及其它电子设备，比如蜂窝和无绳电话、寻呼系统、数据银行、以及类似设备愈来愈为普及。在某些情形下，有可能通过新型寻呼机发送包含字母数字和/或图形的各种完整信息。如此，可将各种完整信息发送至指定的诸接收者。

在许多情况下，令人欲求的是在通信收发信机上提供一个可视的显示器，以向操作者提供所接收之信息、实际拨打的号码、以及其它琐碎但起决定作用之信息的指示。其问题在于现有技术通信接收机上的各种可视显示器在尺寸上极度受限，并且需要相对较高的电功率以及较大的面积以足以给出有用的显示。因此，虽然现有可视显示器通常足以显示上述琐碎信息，但它们不能够显示大的字母数字和/或图形信息。

在现有技术中，例如，利用液晶显示器、直视发光器件等提供各种可视显示器是平常的。这些器件给出各种大且累赘的显示器，它们在很大程度上增加收发信机的尺寸并且需要相对大量的功率。进一步地，这类显示器，当用于寻呼系统时，极大地限制了能够接收的信息量，以及在诸多情形下极大地限制了能够接收的信息类型。

利用LED显示器缓解电光封装中组件尺寸问题的一条途径是简化组件和部件以包含若干模制单片部件。这是通过将一片模塑基底与诸光学元件集成，并进一步地将电气互连、连接/安装座、嵌入式引线座、和/或电镀通孔过孔等形成于其中来完成的。所获组件则可以直接安装在一个印刷电路板上使其可以对接电子信号。如果需要，可设计该电光组件的附加光学部件以连接至上述模塑光学基底，使得组装快速且简单。

通常，一种半导体基片，或集成电路，被安装于一块印刷电路板或类似物上，并且所采用的用于连接上述基片与外部电路的方法是使用标准导线接合技术。然而，当一块半导体基片拥有相对大的一个形成于其上的电气部件或器件的阵列需要被连接时，标准接合技术可能变得十分困难。例如，相对大的一个阵列(例如大于10,000或100×100个)发光器件以间距(中心到中心间距)P形成于一个基片上，则在该基片周界上的接线座将拥有2P的间距。这是事实，因为每隔一行和每隔一列引向周界之相对的边沿，以尽可能地增大接线座之间的距离。

现今，拥有4.8微英寸间距的接线座所给导线接头互连是可行之中最好的。因此，在以上所述及的100×100阵列发光器件中，半导体片周界上接线座应拥有最小间距4.8微英寸，沿周边的每一边缘具有50个接线座。当该阵列中包含更多的器件时，则需要更多的接线座，且容纳附加接线座的周边尺寸将以更大的比率增加。也就是说，因为接合座的最小间距为4.8微英寸，阵列中器件的间距可以大到2.4微英或近似地61微米，不影响基片的尺寸。因此，尽管这些器件可以制造得比61微米更小，但接合座的最小间距将不允许基片的周边做得更小。很快会看出基片的尺寸被导线接合技术的缺陷严格地限制着。

本发明中所公开的是一种这样的电光组件，它由两维LED阵列显示器芯片构成，直接安装在一个模制不透明基底的上主表面上，该基底拥有一个定义于其中的中心开窗，一个形成于中心开窗之内或之上的光学元件，以及一个用于对接提供至少一个驱动器电路的附加部件之装置。上述备作图象显现装置之应用的两维LED阵列显示器芯片，由一组呈行列排置以形成一种两维X-Y编址方式的LEDs(其中的一个或多个组成一个象素)构成。

上述两维LED显示器芯片安装在一个模制不透明基底的上主表面上，该基底拥有形成于其中的电气互连、连接/安装座、嵌入式引线座、和/或电镀通孔过孔。上述基底部件拥有一个光学元件，它形成于中央开窗之中或安置于其上。该光学元件是随基底部件模制而形成，或为一个形成于中央开窗之中的注模折射或衍射透镜；或为一个形成于中央开窗之中的注模光透基片，然后使之具有一个利用模压或冲压过程形成于上主表面的折射或衍射表面。其上提供了用于对接一块印刷电路板和驱动器电路的装置。上述具有光学透镜的模塑基底部件、印刷电路板、驱动器电路与LED显示器芯片一起构成本发明的集成电光组件。

如前所述，规定这样的一种集成电光组件是非常有利的，该组件已在其内包容了一个安装于一块模塑不透明基底之上的显示器，该基底定义一个中央开窗并拥有形成于其中的一个光学元件以及若干用于对接一块印刷电路板和驱动器电路的装置，例如通过布样电气互连、连接/安装座、嵌入式引线座、和/或电镀通孔过孔。

因此，存在对这样的互连和封装结构以及技术的需求，其中，LED阵列、光学元件以及电子线路可以方便地接合。

也存在对这样的互连和封装结构以及技术的需求，它们可以实质性地减轻电光组件在尺寸上的缺陷。

规定这样一些集成电光组件，其中一个LED阵列、一片定义一个拥有形成于其中的一个光学元件的中央开窗的不透明基底部件、以及若干电气互连可方便地结合，是本发明的一个目的。

提供一些比各种已有集成组件实质性地更小的集成电光组件，是本发明的一个目的。

提供这样的一种组件也是本发明的一个目的，这种组件引入一种新方法：制造两维LED阵列，形成一种安装于一片模塑基底部件的表面之上的LED显示器芯片，该基底拥有形成于其中的一个中央开窗、一个光学元件以及若干电气互连，上述芯片与若干附加光学元件结合，备作高密度信息图象显现装置之应用。

提供一些具有在尺寸上不受电连接限制的有机LEDs的集成电光组件，是本发明的另一个目的。

规定一种组件的蕴含仍是本发明的另一个目的，这种组件引入若干个这样的电连接，它们贯穿上述模塑基底以提供一个区域，用于安装一块印刷电路板和驱动器芯片。

提供这样的集成电光组件仍是本发明的另一个目的，这些组件包含一个直接安装在一片模塑基底上的LED显示器芯片，上述基底拥有形成于其中的若干个布样电气互连、嵌入式引线座、和/或电镀通孔过孔，以及进一步地拥有一个注模、模压或冲压的光学元件，籍此减小该组件的尺寸并降低制造成本。

在这样的一种集成电光组件中，以上及其它各问题得到实质性的解决且以上及其它各目的得以实现，这种组件包含由一片光透基片构成的一个LED显示器芯片，该基片拥有一个主表面，该主表面具有一个发光器件阵列，这些发光器件形成于主表面上的中心部分并协作以产生一幅完整的图象。上述发光器件之每个拥有第一和第二电极，用于激活发光器件。上述光透基片进一步拥有若干个外部连接/安装座——毗邻其诸外边缘且在主表面中心部分之外形成，使诸发光器件的第一电极连接至上述外部连接/安装座的第一组以及诸发光器件的第二电极连接至上述外部连接/安装座的第二组。

一个基底，制为一个模制部件，拥有一个主表面，并且在上述LED显示器芯片的光透基片上的主表面中心部分一个实质上与图象扩及同一空间的中央开窗。上述模塑基底部件进一步拥有一组形成于其中的电导体，其每个自一组毗邻上述中心部分一个边缘形成的连接/安装座延伸至一组电连接装置，例如连接/安装座，在上述主表面上对接于一个表面安装式或嵌入式接线座和/或电镀通孔过孔——它们形成于模塑基底的外围。上述模塑基底由一种不透明的可塑体或其它合适的材料制成，定义一个单片，中心部设置开窗或“窗口”。接续上述基底部件的模制，通过注模在上述窗口之中形成一个透镜，或可供选择地可将一片光透基片注模进窗口的开口中，随后将一个折射或衍射表面模压或冲压在其上主表面上。一组连接/安装座和电导体成形为环绕上述透镜的框架。使用技术中众知的倒装芯片隆丘接合法，将LED显示器芯片安装于模塑基底的主表面之上，使外部连接/安装座的第一和第二组与上述制成透镜框架的模塑基底部件连接/安装座处于电接触状态。

这里提供一个拥有一组形成于其中的导体的驱动器部件，它与电连接装置，例如形成于模塑基底部件外围的连接/安装座，处于电接触状态。一组驱动器和控制器电路安装于驱动器基片上且拥有数据输入端以及进一步拥有控制信号输出端，输出端连接至发光器件的第一和第二末端用于激活发光器件以根据利用布样电气互连、连接/安装座、安装针、嵌入式接线座和/或电镀通孔过孔加至数据输入端的数据信号产生图象。

在最佳实施方式中，一个LED显示器芯片的一组外部连接/安装座被隆丘接合于一组毗邻模塑基底部件中心部分一个边缘的连接/安装座，以实质性地减少该连接/安装座的可允许间距。同样，一个驱动器基片主表面上的一组外部连接/安装座被定位于一个具有若干行和若干列的一个矩阵中，以在一个实质性地更小的表面面积上允许一个实质性地更大数目的连接。

被认为是本发明之特色的诸项特征被阐明于权利要求书中。然而，当参照随后的详细说明并结合伴随的附图阅读之后，本发明本身与其它特征和优势一样将得到更好地理解，其中：

图1是在一片光透基片上形成的发光器件一部分阵列的大比例放大顶视图；

图2是一片玻璃基片上的单个有机电发光元件的简化的截面图；

图3是安装于一片定义一个中央窗口部分的模制不透明基底部件上的一个LED显示器芯片的放大顶视图，包含若干个电连接。

图4是一片基底部件的另一个实施方式的大比例放大顶视图，其若干部分被舍弃；

图5是一个透视画法部分分解图，描述根据本发明的一个电光组件诸部分之相对位置；

图6是一个透视画法部分分解图，与图5的观察方向相反，描述根据本发明的一个电光组件诸部分之相对位置；

图7是图5和6中部件的简化截面图，已组装成一个完整的组件；

图8是图5中部件的简的放大截面图，其若干部分被舍弃，已组装成一个完整的组件；

图9是引入图5中组件的一个微型虚象显示器简化示意图；

图10和11类似于图9，是其它引入图5中组件的微型虚象显示器之附加简化示意图；

图12、13和14分别图示一个利用本发明的集成电光组件之图象显现装置的前视图、侧面立视图和顶视图；

图15是一个图14中装置的侧面立视的4×放大图；

图16是一台引入图9中微型虚象显示器的便携式通信接收机的透视画法图；

图17是通常从线17-17观察图16的简化图；

图18是另一台引入图9中微型虚象显示器的便携式通信接收机的透视画法图；

图19是通常从线19-19观察图10的简化图；

图20是一个透视画法图，描述操作者观察图12中便携式通信接收机时的一个典型视域。

在本说明的过程中，同样的号码被用以根据图示本发明的不同图形标识相同的元件。应被理解的是本发明中可以利用广泛多样的发光器件，包含液晶显示器(LCDs)、发光二极管(LEDs)、垂直腔表面发射激光(VCSELs)等。具体地参看图1，它描述一个其上拥有发光器件之阵列15的光透基片10。为使图示简明，仅完成光透基片10的一个有代表性的一部分。光透基片10拥有一个最上面的主表面11，它具有形成于其上的一组发光器件12。发光器件12是有机/聚合电发光元件或发光器件。以下为简化这一公开，术语有机/聚合缩略作“有机”。在这一实施方式中，发光器件12的每个定义一个象素，发光器件12呈行列定位在主表面11的一个中心部分13，并且当被激活时协作以产生一幅完整的图象。

具体地参看图2，它描述一片光透基片10——在该实施方式中为光透玻璃——上单个有机发光器件12的简化的大比例放大截面图。在该具体实施方式中发光器件12包含一个用作发光器件12阳极的导电材料层18。一个或多个有机层19/20包含一个或多个聚合物或低分子量有机化合物层。上述形成诸层的有机材料因其电气特性和发光特性的结合而被选中，各种空穴迁移和电子迁移的结合，以及各种发光材料均可被使用。在该实施方式中，例如，层19是一个空穴迁移层而层20是一个发光电子迁移层。导电材料的第二个层21被沉积在层19/20的上表面之上，在该具体实施方式中用作阴极。出于图示的目的，示于图2中的定向箭头旨在表示发光器件12所发射光的方向。

一般地，要么阳极，要么阴极必须是光透的，以允许光的发射从那里通过。在该实施方式中，层18用光透的铟-锡氧化物(ITO)制成。在某些应用中，可使用一个极薄的金属薄膜以取代上述ITO。同样，为减小所需电位，阴极通常由一种低功函数[low work function]金属/导体或多种金属/导体的结合物，至少其中之一拥有低功函数。在本实施方式中，阴极是由低功函数材料例如深度掺杂宝石制成，或者阴极可为一种结合铯或钙或类似物的导体金属。发光器件的诸第一电极，例如阳极，被一组水平电导体16连接，以定义象素的诸行，发光器件12的诸第二电极，例如阴极，被一组垂直电导体17连接，以定义象素的诸列，籍此用发光器件12的一个可寻址阵列15形成了一个LED显示器芯片14。

用作以上所述发光器件12的有机层或诸层19/20之材料的一些可能示例的清单跟随于后。作为单层的聚合物的一些示例是：聚(对亚苯基1，2-亚乙烯)[poly(p-phenylenevinylene)](PPV)；聚(对亚苯)[poly(p-phenylene)](PPP)；以及聚[2-甲氧基，5-(2’-乙基己氧基)1，4-对亚苯基1，2-亚乙烯][poly[2-methoxy，5-(2’-ethylhexoxy)1，4-phenylenevinylene]](MEH-PPV)。作为一个空穴迁移层或以上所列举的单层聚合物之一与一个低功函数金属阴极之间的电子迁移电发光层的一个示例是：8-羟基喹啉铝[hydroxquinoline aluminum]。作为一种电子迁移材料的一个示例是：2-(4-叔-丁基苯基)-5-(对联苯基)-1，3，4-氧二唑[2-(4-tert-butylpheny)-5-(p-biphenylyl)-1，3，4-oxadiazole](butyl-PBD)。作为一种空穴迁移材料的一些示例是：4-4’-双[N-苯基-N-(3-甲苯基)氨基]联苯[4，4，-bis[N-phenyl-N-(3-methylphenyl)amino]biphenyl](TPD)；以及1，1-双(4-二-对-甲苯氨苯基)环己烷[1，1-bis(4-di-p-tolyaminophenyl)cyclohexane]。作为一个可以用作一个单层或一种对一个有机电荷迁移层之掺杂剂的荧光物质示例是香豆素1，2-氧奈酮540[coumarin 540]，以及广泛多样的荧光染料。低功函数金属的示例包含：Mg：In，Ca，Mg：Ag。

发光器件12形成于光透基片10上，在主表面11的一个中心部分13之内，直径小于约20微米，在图示的实施方式中直径约为10微米。同样，间距或发光器件12中心之间的距离小于约30微米，以及在本发明实施方式中为20微米。

具体地参看图3，它图示定位于一片模制光学不透明基底30上的LED显示器芯片14的放大顶视图。在最简单的实施方式中，模塑基底30是一个分离部件，由一不透明的平面板块比如模制可塑体、树脂或其它适合于此处所陈述目的之材料制成，于其中定义一个中央开窗或“窗口”(未示出)。模塑基底30在该中央开窗中形成一个折射或衍射透镜(未示出)，该透镜实质上与发光器件12的阵列15具有相同尺寸，使得一旦LED显示器芯片14利用标准隆丘接合技术正确地套准在基底30上，则发光器件12协作所产生的图象可以通过那里完整地看得见。上述折射或衍射透镜形成，或可通过将透镜注模于中央开窗之内，亦可通过注模一片透明基片于中央开窗之内，随后将透镜表面模压或冲压在该基片的上主表面上。最佳实施方式中所公开的是一组电导体31，每个从模塑基底30之主表面32上毗邻中心部分一个边缘的连接/安装座34，延伸至围绕基底30外围定位的一个连接/安装座33，以将发光器件12的诸行和诸列电连接至连接/安装座33。使用表面安装式或嵌入式引线座和/或电镀通孔过孔以形成所需装置用于将诸部件电连接在一起，被附带地公布。为完全地围绕模塑基底30外围散布电导体31和连接/安装座33，将电导体31附接于LED显示器芯片14之交错的水平电导体16和交错的垂直电导体17上，如图1所示。因此相邻电导体31之间的可用距离为2P，或者说在这一具体实施方式中为20微米。

通过将电导体31扇形编组引出，连接/安装座33和/或电镀通孔过孔可被构造得足够大，以提供到那里的从容电接触。例如假设发光器件12的阵列15包含40,000个器件(例如200×200)，且每个器件包含一个拥有10微米直径的面积，及间距P为20微米，则基底30的中央开窗35区域的一边将小于0.2英寸。在这一具体实施方式中模塑基底30上构造一个边长约0.2英寸、外围边长约0.5英寸的中央开窗35。因此，基底30外围每一边上的200个连接/安装座拥有约60微米的可用间距。

模塑基底30由模制可塑体制成，更为具体地，一种实质上不透明的、转移或注入树脂，拥有一个15-20ppm的热膨胀系数(CTE)。电导体31和连接/安装座33和34由表面嵌入的铜引线、焊料糊丝网印刷互连[solderpaste screen print interconnects]、镀金互连、或金属蒸发形成。另外，可应用溶胶-凝胶技术，并结合印刷、布样和熔合的常规步骤，也可应用标准薄膜金属化，其中金属层是通过比如溅射所沉积的。一个典型的金属化系中，通过溅射将一个第一铬层加在模塑基底30上起到粘着层的作用。将一个第二铜层加在铬层之上以提供所需的电传导性，以及将一个金层加在铜层上以提供阻挡层及进一步连接的粘着层。应被理解的是，上述金属化可以是一种采用布样和蚀刻——为提供欲求最终结构而通过技术中所众知的各种方法的任何一种实施的——的加性或减性方法。

在许多应用中，电导体31的宽度以及连接/安装座33和34的尺寸，及间隔的留取，可能是这样——基底30的制造将遇到困难。然而，可塑体是这样一种材料的一个示例，其上可以制造具有40微米间距的宽度为10-15微米的电导体。

具体地参看图4，它图示一片基底部件30’的另一个实施方式的大比例放大顶视图，其若干部分被舍弃。应注意到，类似于图1和3中所描述诸部件的所有部件被指定相同的号码，它们拥有一个附加的撇号以指示实施方式之不同。至少一个中央开窗或“窗口”35’被定位以于其上接纳一个LED显示器芯片14，如协同图3所描述。一个折射或衍射透镜形成于中央开窗35’之中，或与它对准，如先前为图3所描述的。一组电导体31’定位于模塑基底30’的一个主表面32’上，并从围绕中央开窗35’外围定位的一组连接/安装座34’被扇形编组引出，与一组连接/安装座33’和/或电镀通孔过孔、或者表面安装式或嵌入式引线座(未示出)接触。连接/安装座33’在主表面32’上围绕中央开窗35’定位成具有若干行和若干列的矩阵。一般地，如所图示的，预期连接/安装座33’可以定位成具有范围约为25微英寸至50微英寸之间距的一个矩阵，以允许足够的空间以供电导体31’在其间延伸。例如，连接/安装座33’的一个具有间距40微英寸的矩阵，在具有一个0.2英寸×0.4英寸中央开窗的1英寸×1英寸的基底上允许超过500个连接/安装座33’。

图5和6图示透视画法部分分解图，它们描述一个电光组件50诸部分之相对位置，图5系从顶侧观察，图6系从底侧观察。图7和8图示图5被组装成一个完整的电光组件50之诸部件的放大截面图，其若干部分被舍弃。除LED显示器芯片14和模塑基底30外，包含一个安装板，或驱动器基片55，它拥有一组安装于其一个上主表面上的驱动器和控制电路57。驱动器基片55拥有一个第一上主表面和一个第二相对主表面，且第一主表面内定义一个中心区域(未示出)，它实质上与光透基片10主表面中心部分处的完整图象扩及同一空间。通常将驱动器和控制电路57制成较小的集成电路，它们被导线接合或隆丘接合于驱动器基片55的第二主表面上的诸电接点。例如，驱动器基片55是一个方便的印刷电路板，诸如FR4或类似物，并且，要么拥有接触材料的隆丘58，比如C5焊料、可焊接的电镀金属或类似材料，要么拥有定位于它的一个下主表面上的连接针59。在某些具体的应用中，驱动器基片55可以是一个将所有驱动器和互连部件集成于其上的单半导体芯片。因为模塑基底30上的连接/安装座33或电镀通孔过孔的间距是(或可以是)相对较大的，在这一位置可利用相对较大的隆丘58或针59。

隆丘58(如果利用)以及那些在对接LED显示器芯片和模塑基底30(先前所讨论的)中所使用的由这样一种材料制成，它是相对良好的电导体，以及它可被至少部分地熔化和重新组合以形成良好的物理接触。可被利用以达此目的的材料包含：金、铜、焊料，尤其是高温焊料，导电环氧等。高达80微米的隆丘可以被形成于一个具有20微米直径的方形或圆形连接/安装座上。为获得更小间距，对直径15微米、间距10微米的铜隆丘，已形成的隆丘高度为20微米。同样，对15微米直径、30微米间距的金隆丘，已形成的隆丘高度为30至45微米。某些兼容的金属可改善组装过程，例如，在模塑基底30的连接/安装座33上金属化金或镀金。

在组装过程中，将模塑基底30定位，使得主表面11朝上且连接/安装座33或通孔过孔被定位，以使其每个接触一个驱动器基片55上的分离的隆丘58或安装针——当模塑基底30与驱动器基片被正确套准时，如图7和8中所示。在某项制造技术中，模塑基底30包含金连接/安装座33，并且被热压接合至驱动器基片55。在另一可供选择的制造技术中，模塑基底30可利用电镀通孔过孔相接于驱动器基片55，它拥有一个被定义的中央开窗，并被安装(未示出)在模塑基底30的一个主表面上，相对于LED显示器芯片14的安装。LED显示器芯片14也包含金连接安装座，并被倒装芯片热压接合至模塑基底30。在图5和6所图示之阶段，其中电光组件50基本上被完成，模塑基底30和LED显示器芯片14在另外的组装之前可被容易地测试和/或老化。提供中间测试环节的这一能力可变成封装过程中成本和时间的实质性节省。

电光组件50中的最终元件是这样的一个透镜60，它是如前所述通过注模技术或一片光透基片的模压而形成的。透镜60被设计用来放大LED显示器芯片14的发光器件12之阵列15所产生的图象。透镜60，更可取地是这样的一个折射或衍射透镜，它利用注模技术被模制于基底30中央开窗35之内，或是被模压在这样一片光透基片的上主表面上，该基片是被预先注模于基底30的中央开窗之内的。

驱动器基片55与其上所装模塑基底30之间的缝隙被一片光透材料61填充，(示于图7和8中)，它可以是适宜提供支撑并使电光组件50更加坚固的任何材料。依据形成发光器件12之阵列15所利用的材料以及驱动器基片55的定位，一个空洞62或窗形开口(未示出)可被形成于驱动器基片55上，以接纳LED显示器芯片14或者提供一个使所产生图象可通过的开窗，如前所述。在第一种情形下，如图7和8中所图示的，LED显示器芯片14的诸边缘可被定位得足够靠近驱动器基片55，以起到类似一个环围坪坝的作用，使得LED显示器芯片14与驱动器基片55之间的空隙可留空或不填充。因此，LED显示器芯片14和驱动器基片55并不物理接触在一起，且不同的膨胀系数将很少有或没有影响。

应被理解的是，为获最好结果，模塑基底30和光透材料61应制作得折射率实际上尽可能地接近。例如，如果模塑基底30的折射率和材料61的折射率实质性不同，则光线有从光透基片10往回反射的趋势且电光组件50的效率将被降低。一般地，对于模塑基底30和材料61，已发现大约1.5的折射率是可接受的。

另外，一种玻璃或类似物的光透基片，比如光透基片10，具有为发光器件12的阵列15提供环境保护的附加优点。在这种透明材料中，比如这样的玻璃和类似物可被提供，它们拥有与驱动器基片55的热膨胀系数相同或极为相近的热膨胀系数，并实现对对这种器件热循环寿命的实质性改善。

应被理解的是，发光器件12的阵列在光透基片10上所产生的图象过小以致用肉眼不能恰当地认知(完全理解)且通常需要至少10×的放大以获得舒服和完全的观察效果。透镜60可以被制成一个凭借外部系统所提供之附加光学放大的单透镜，或者透镜60可被制作成一个完整的放大系统。图9到11图示几个可被引入透镜60或应用到其中的光学放大系统之示例，现描述于下。

参看图9，将一个微型虚象显示器70描述于一个简化示意图中。微型虚象显示器70包含图象产生装置71，类似于以上所述的电光组件50，用于在表面72上提供一个图象。一个光学系统，由透镜73表示，以与微型虚象显示器70的表面72分隔的关系被定位，并产生可由离开透镜系统73所定义之孔78的一只眼睛77观察的一个虚象。

当电光组件和/或其中所包含的光产生器件的尺寸为技术所减小时，将需要倍数更大的放大和尺寸更小的透镜系统。

透镜系统73，示意性地由一个单透镜表示，以与表面72分隔的关系被安装，以便从表面72接收图象并将其放大一个附加的预先设定量。将被理所当然地理解的是，为获得聚焦和附加放大上述透镜系统可以是可调接的，如果需要，或可固定在一个外壳内以求简单。

眼睛离隙是眼睛77可远离观察孔78定位但仍能恰当地观察图象的距离，在图10中该距离由“d”表示。因为透镜系统73的尺寸，眼睛离隙或距离d足以提供舒服的观察且在本实施方式中，如有需要，足以允许观察者配戴普通眼镜。因为改善后的眼睛离隙，操作者可以配戴普通矫视眼镜，而且调焦及其它的可调节特征的复杂性可被减少，因此简化了微型虚象显示器70的构造。

参看图10，将另一个微型虚象显示器图示于简化示意图中。在波导虚象显示器80中，图象产生装置81，类似于以上所描述的电光组件50，被固定于一个光学波导的入口端，以向那里提供一幅图象。光学波导82一般地被制成一个具有对边83，84和85，86的平行四边形形状(侧视)，对边等长且平行但不垂直于邻边。边83定义上述入口端，并且将来自图象产生装置81上的图象通常沿着所有四边所定义的光路，引导至邻边85上的一个预先设定区域。3个折射透镜87，88和89分别沿邻边85，86和87定位于预先设定的区域，并且被放大的虚象在86的一个出口端上是可观察的。这一特殊的实施方式描述这样一种显示器，其中总体尺寸被多少有所减小以及波导中的材料量被减少，以减轻重量并减少所用材料量。

参看图11，将另一个独特的微型虚象显示器图示于简化示意图中。在波导虚象显示器90中，利用侧面图所示的拥有普通三角形形状的光波导91，图象产生装置92，类似于以上所描述的电光组件50，用于提供一幅图象，被固定于光波导91的一个第一边93，并且发出光线，它们沿一条光路传播直接到达一个固定于一个第二边95的折射透镜94，光线从调焦94被反射至安装于一个第三边97上的一个折射透镜96。折射透镜96反过来将光线反射，使之通过最终的折射透镜98，它固定于边93上的光波导91出口端。该折射透镜98为波导虚象显示器90定义一个观察孔。在这一特殊的实施方式中，波导虚象显示器90的诸边相互间被角向定位使得光线分别与之垂直地进入和离开上述入口端和出口端。

参看图12、13和14，它们分别图示另一个根据本发明的微型虚象显示器100的前视图、侧面立视图和顶视图。图12、13和14以接近实际尺寸图示微型虚象显示器100，以提供本发明在缩减尺寸方面所达到的范围的一个指示。微型虚象显示器100包含一个集成电光组件102(通常类似于电光组件50)，在该具体实施方式中，它包含144象素×240象素。每个象素被制造成边长为20微米，相邻象素的中心到中心距离留取不大于20微米。在一个最佳实施方式中，集成电光组件102产生一个小于约15fL的亮度。这一极低的亮度是可能的，因为微型虚象显示器100产生一幅虚象。集成电光组件102安装在透镜系统104之上，该透镜系统将图象放大约15×，以产生一幅尺寸约为一页8.5”×11”纸张大小的图象。

这里应注意到，因为集成电光组件102极小及利用一幅虚象而不是一个直视显示的事实，微型虚象显示器100的整体物理尺寸约为1.5英寸(3.8cm)宽×0.75英寸(1.8cm)高×1.75英寸(4.6cm)深，或2立方英寸(32cm³)的总体积。

具体参看图15，它简明图示图13中微型虚象显示器100的侧面立视4×放大图。从该附图中可观察到，一个第一透镜106直接固定于一片模制可塑体基底105(通常类似于基底30)的上表面。安装一个光学棱镜108以反射来自表面110和来自那里且经由一个衍射面的图象。该图象随后被引导至拥有一个入口端表面115和一个衍射表面116的一个光学透镜114。来自光学透镜114的图象被引导至拥有一个入口端表面119和一个衍射表面120的一个光学透镜118。同样，在该实施方式中，至少一个折射光学元件装备在上述诸表面之一上，例如，表面110和/或折射入口端表面115，以校正色差和其它畸变。操作者对光学透镜118的出口端折射表面120仔细观察并发现看到一个大的、易于辨别的虚象——它出现在微型虚象显示器100之后。

图16图示一台便携式设备的示例，即一台拥有一个手持麦克风131并在其内安装一个微型虚象显示器132的通信接收机130。理所当然地将理解的是，便携式通信接收机130可以是任何众知的便携接收机，例如一部蜂窝或无绳电话，一台双向无线电设备，一个寻呼机，一个数据银行等。在本实施方式中，仅出于例示的目的，便携式通信接收机130是一台便携式双向警用无线电设备，一般地警官上岗时或安全警卫所携带之类型。便携式通信接收机130包含一个控制板134，用于指示呼叫，以及一个标准可视显示器136，如果需要，用于指示被呼叫的号码或呼叫的号码。手持麦克风131拥有一个推-讲开关138和一个拾音器140。

参看图17，它图示从线17-17观察图16的手持麦克风131的简化截面图。微型虚象显示器132包含一个电光组件，类似于以上所述电光组件50，拥有图象产生装置141，用于提供一个图象给一固定光学系统，该系统随之产生一个可被操作者通过孔144观察的虚象。固定光学系统142被建立以放大来自图象产生装置141的完整图象，不需利用可动部分，使得通过孔144所能观察到的图象为一个完整的帧，或是画面，它显得十分大(通常一张印刷纸张大小)且易为操作者所分辨。上述整个电光组件相对较小且事实上不对手持麦克风131附加额外空间需求。光学系统142被构造成无可动部分，除去可选的比如调焦、缩放透镜等之类的特征。进一步地，图象产生装置141几乎不需要电功率用以产生图象，且因此几乎不对便携式通信接收机130的功率需求有所附加。

具体参看图18和19，它们图示一个第二实施方式，其中为与图16和17中类似的诸部分指定类似的号码——对其加以撇号以表示不同的实施方式。在该实施方式中，一台便携式通信接收机130’拥有一个微型虚象显示器132’，取代位于一个手持麦克风中而被包含于其机体内。一个手持麦克风为可选件，而该实施方式是这样一些情形所需的，其中不利用或不可用手持麦克风，或者用于寻呼机及不需发射的类似物中。微型虚象显示器132’基本上类似于图16和17中的微型虚象显示器132，且几乎不增加便携式通信接收机130’的尺寸、重量或者功率损耗。

图20是手持麦克风131的一个透视画法图，描述操作者在微型虚象显示器132的观察孔152中所观察到的一个典型视域150，结合图16和17予以描述。比如，视域150可以是一个操作者(警察)即将进入之建筑物底部平面图。操作中，上述底部平面图在警察局存档，并且一旦该警察请求协助，警察局则简单地发送代表事先所记录平面图的影像。类似地，微型虚象显示器132可被利用来发送失踪的人或欲捕的罪犯照片、地图、极长的信息等等。众多的其它变型是可能的，比如寂静接收机作业，其中信息显示于微型虚象显示器132上而取代声音。

应注意到，在现有技术中，需要可视显示器的寻呼机和其它小型接收机特别受显示器尺寸的妨碍。这些显示器一般地限于一个单短行的文字或数字，且显示器的大小还支配接收机尺寸。进一步地，本显示器更为清晰和更容易阅读，因为它利用一个虚显示，几乎不需功率用于其工作。事实上，利用本发明的电光组件的本显示器比常规使用于电子设备中的任何直视显示器使用小得多的功率，结果是，可被制造出更为小的尺寸。

因此，本发明图示并讲授这样的拥有模制光学部件的集成电光组件，它们并不因电连接和光学镜片而受限于尺寸，且它们实质上小于执行相同功能的已有集成组件。同样，本发明图示并讲授这样的集成电光组件，它们包含形成于一片基片上的一个发光器件之阵列，安装在一片模塑基底部件上，并与形成于其中的光学元件结合，以建造一个普通单片基底和透镜部件。

一旦我们展示和描述本发明的具体实施方式之后，技术上熟练的人们将会想到进一步的修改和改进。因此，我们期盼着将被理解的是本发明不限于所显示的诸特殊形式，并且我们意欲在所附的权利要求书中涵盖未离开本发明精神和范围的所有修改。

Claims (10)

1.一种集成电光组件，其特征在于：

一片光透基片，带有形成于其上并协作以产生一幅完整图象的发光器件阵列，将该发光器件阵列呈行列定位以定义上述完整图象的所有象素，并起作用地连接于一组毗邻上述光透基片外边缘的连接座；以及

一片定义一个中央开窗的模塑基底，该开窗实质性地与发光器件阵列所产生之完整图象扩及同一空间，拥有一组在一个表面上围绕上述中央开窗形成的连接座，以及一组在一个表面上围绕模塑基底的外围形成的电连接装置，上述一组连接座和一组电连接装置拥有延在其间伸展的电导体，发光器件阵列的那组连接座被隆丘接合于模塑基底的一组连接座上，该模塑基底进一步地拥有形成于其中的中央开窗，一个透镜，与发光器件阵列所产生的完整图象扩及同一空间并位于模塑基底的一边，与发光器件阵列相对，以接收和放大上述完整图象并产生一幅易于观察的虚象。

2.权利要求1中所要求的一种集成电光组件，进一步地特征在于一片驱动器基片，它定义与发光器件阵列所产生的完整图象实质上扩及同一空间的一个中心区域并拥有围绕驱动器基片的外围所形成的一组连接座，通过驱动器基片的一组连接座，以及一组电连接装置，以及模塑基底的一组连接座，以及光透基片的一组连接座，上述驱动器基片被电连接至一组用于电连接模塑基底与多个定位于驱动器基片上的驱动器电路的装置并被连接至发光器件阵列。

3.权利要求1中所要求的一种集成电光组件，进一步地特征在于用作模塑基底电连接的那组装置至少是一组连接座、一组表面安装引线、一组嵌入式引线，以及一组电镀通孔过孔之中的一种。

4.权利要求1中所要求的一种集成电光组件，进一步地特征在于形成于模塑基底中的透镜至少是一个折射透镜和一个衍射透镜之一。

5.权利要求1中所要求的一种集成电光组件，进一步地特征在于发光器件阵列包含一组有机电发光元件。

6.权利要求5中所要求的一种集成电光组件，进一步地特征在于上述一组有机电发光元件每个包含至少一层聚合物和低分子量有机化合物之一。

7.一种集成电光组件，其特征在于：

一种发光器件显示器芯片，由一片光透基片组成，该基片拥有一个主表面，在主表面上的一个中心区域一个发光器件阵列形成于其上并协作以产生一幅完整图象，上述发光器件之每个拥有一个第一电极和一个第二电极用于驱活该发光器件，并拥有形成于光透基片主表面上的导体，该发光器件显示器芯片进一步拥有一组外部连接座毗邻其外边缘且在上述主表面的中心区域之外，每个发光器件的第一电极被连接至上述外部连接座的第一组以及每个发光器件的第二电极被连接至上述外部连接座的第二组；

一片模塑基底，拥有一个第一主表面和一个相对的第二主表面，并贯穿第一和相对的第二主表面定义一个实质上与发光器件阵列所产生完整图象扩及同一空间的中央开窗，上述模塑基底在第二相对主表面上拥有一个形成于中央开窗中的透镜，与发光器件阵列所产生完整图象扩及同一空间以接收和放大上述完整图象并产生一幅易于观察的虚象，上述模塑基底进一步有拥有一组形成于其中的电导体，从一组毗邻第一主表面上的中央开窗的一个边缘的连接座延伸至围绕模塑基底第一主表面外围定位的一组电连接装置，光透基片的主表面被安装在模塑基底的第一主表面上，使得光透基片的第一和第二组外部连接座电接触于模塑基底的那组连接座。

一片驱动器基片，它拥有一个第一主表面和一个相对的第二主表面，并在第一主表面上定义与位于上述光透基片主表面中心区域的完整图象实质上扩及同一空间的一个中心区域，该驱动器基片进一步并拥有形成于其中的一组电导体，每个从第一主表面上的一组连接座延伸至该驱动器基片的相对第二主表面上的一组连接座，并且驱动器基片的第一主表面被安装在上述模塑基底的第一主表面上，使得模塑基底的那组电连接装置电接触于该驱动器基片第一主表面上的那组连接座；以及

一组驱动器和控制器电路，被安装在上述驱动器基片的第二相对主表面上，并拥有若干数据输入终端，并进一步拥有若干控制信号输出终端，通过该驱动器基片的电导体和那组连接座、模塑基底的那组电连接装置和那组连接座、光透基片的那组连接座被连接至发光器件的第一和第二电极，用于驱活上述发光器件，以根据提供给数据输入终端的数据信号产生图象。

8.一种集成电光组件，其特征在于：

一种光透基片，该基片拥有一个主表面，一组发光器件形成于该主表面上，上述发光器件之每个拥有一个第一电极和一个第二电极用于驱活该发光器件，上述发光器件定义一组呈行列定位的象素并协作以产生一幅完整的图象，当被驱活时，在主表面的一个中心区域上，上述光透基片进一步拥有若干外部连接座毗邻其外边缘且在上述主表面的中心区域之外，每个发光器件的第一电极被连接至上述外部连接座的一个定义象素诸行的第一组以及每个发光器件的第二电极被连接至上述外部连接座的一个定义象素诸列的第二组；

一片模塑基底，已在其中定义一个中央开窗，并拥有一个第一主表面和一个相对的第二主表面，具有一个第一和一个第二组电连接于上述第一主表面上，并且在上述第一组和第二组电连接之间一组电互连形成于模塑基底中，一个透镜，形成于模塑基底的第二相对主表面之中，与发光器件阵列所产生完整图象实质上扩及同一空间，上述光透基片被安装模塑基底的第一主表面上，模塑基底的第一组电连接电接触于该光透基片上的第一组外部连接座和第二组外部连接座；

一片驱动器基片，拥有一个第一主表面和一个第二相对主表面，第一主表面上带一组连接座，第二相对主表面上带一组连接座，以及一组电互连在上述两组连接座之间形成于该驱动器基片中，上述模塑基底被安装在该驱动器基片的第一主表面上，第一主表面上的那组连接座电接触于模塑基底上的第二组电连接；以及

一组驱动器和控制器电路，被安装在上述驱动器基片的第二相对主表面上，拥有若干数据输入终端，并进一步拥有若干控制信号输出终端被调适以连接至发光器件的第一和第二电极，用于驱活上述发光器件，以根据提供给该组数据输入终端的一组数据信号产生图象。

9.一种具有可视显示器的便携式电子设备，其特征在于：

一个便携式电子设备，拥有一个数据输出终端；

一个微型虚象显示器，拥有一个观察孔，该微型虚象显示器起作用地附加至一个接收机并包含一片光透基片，该基片拥有一个带一组发光器件的主表面，这些器件被形成在该主表面上，每一个发光器件拥有第一和第二电极，用于驱活上述发光器件，上述发光器件定义一组呈行列定位的象素并协作以产生一幅完整的图象，当被驱活时，在主表面的一个中心区域上，上述光透基片进一步拥有若干外部连接座毗邻其外边缘且在上述主表面的中心区域之外，每个发光器件的第一电极被连接至上述外部连接座的一个定义象素诸行的第一组以及每个发光器件的第二电极被连接至上述外部连接座的一个定义象素诸列的第二组；

一片模塑基底，拥有一个定义于其中的中央开窗，并拥有一个第一主表面和一个相对的第二主表面，在第一主表面上具有一个第一和一个第二电连接装置，并且在上述第一组和第二组电连接之间一组电互连形成于模塑基底中，一个透镜，形成于模塑基底的第二相对主表面之中，与发光器件阵列所产生完整图象实质上扩及同一空间，上述光透基片被安装在模塑基底的第一主表面上，模塑基底的第一电连接装置电接触于该光透基片上的第一和第二组外部连接座；

一片驱动器基片，拥有一个第一主表面和一个第二相对主表面，第一主表面上带一组连接座，第二相对主表面上带一组连接座，以及一组电互连在第一主表面上的那组连接座和在第二相对主表面上的那组连接座之间形成于该驱动器基片中，上述模塑基底被安装在该驱动器基片的第一主表面上，驱动器基片第一主表面上的那组连接座电接触于模塑基底的第二组电连接；以及

一组驱动器和控制器电路，拥有一组连接至该电子设备的一个数据输出终端的数据输入终端，并进一步拥有若干控制信号输出终端——被调适以连接至发光器件的第一和第二电极，用于驱活上述发光器件，以根据提供给该组数据输入终端的数据信号产生图象。该组驱动器和控制器电路被安装在驱动器基片的第二相对主表面上，上述一组控制信号输出终端电接触于驱动器基片第二相对主表面上的那组连接座。

10.一种制造电光组件的方法，其特征在于：

在一片光透基片的一个主表面上形成一组发光器件，该组光发射器件的每一个拥有第一和第二电极用于驱活该发光器件，上述发光器件定义一组呈行列定位的象素并协作以产生一幅完整的图象，当被驱活时，在主表面的一个中心区域上，上述光透基片进一步被形成带有若干连接座——毗邻其外边缘且在上述主表面的中心区域之外，上述发光器件的第一组电极被连接至上述外部连接座的一个定义象素诸行的第一组以及上述发光器件的第二组电极被连接至上述外部连接座的一个定义象素诸列的第二组；

形成一片模塑基底，它拥有一个定义于其中的中央开窗，具有一个第一主表面和一个相对的第二主表面，以及在第一主表面上形成第一和第二电连接装置，于模塑基底中在第一和第二电连接装置之间形成一组电互连，以及使一个透镜形成于模塑基底的第二相对主表面之中；

形成带有一个第一主表面和一个第二相对主表面的一片驱动器基片，并在第一主表面上形成一组连接座，在第二相对主表面上形成一组连接座，以及在第一主表面上的一组连接座与第二主表面上的一组连接座之间形成一组电互连于该驱动器基片中；

形成一组驱动器和控制器电路，它们拥有一组数据输入终端，并进一步拥有一组控制信号输出终端——被调适以连接至发光器件的第一和第二电极，用于驱活上述发光器件，以根据提供给该组数据输入终端的一组数据信号产生图象。

将上述光透基片安装在上述模塑基底的第一主表面上，模塑基底的第一电连接装置电接触于该光透基片的第一和第二组外部连接座；

将上述驱动器基片安装在模塑基底上，驱动器基片第一主表面上的那组连接座电接触于模塑基底的第二电连接装置；以及

将上述驱动器和控制器电路安装在驱动器基片的第二相对主表面上，那组控制信号输出终端电接触于驱动器基片第二相对主表面上的那组连接座。

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