KR20110106283A - 칩렛을 구비한 발광 디바이스 - Google Patents

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KR20110106283A
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로널드 스티븐 코크
존 더블유 해머
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글로벌 오엘이디 테크놀러지 엘엘씨
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Abstract

본 발명은 기판 표면을 구비한 기판; 기판 표면에 부착되고, 하나 이상의 연결 패드를 구비한 칩렛; 기판 표면상에 형성된 바텀 전극, 바텀 전극 위에 형성된 하나 이상의 유기 또는 무기 발광층 및 하나 이상의 유기 또는 무기 발광층 위에 형성된 탑 전극; 칩렛의 적어도 일부 및 기판 표면의 적어도 일부 위에 형성되고, 적어도 하나의 연결 패드를 노출하는 변환층을 포함하며, 노출된 연결 패드와 바텀 전극과의 전기 컨택(electrical contact)에 형성된 전기 도체; 및 칩셋으로부터 떨어져 있고 바텀 전극 위에 형성된 발광 재료의 층과 발광층 위에 형성된 탑 전극을 포함하는 LED를 포함하는 발광 디바이스에 관한 것이다.

Description

칩렛을 구비한 발광 디바이스{Emissive device with chiplets}
본 발명은 디바이스 기판상에 분산된 개개의 기판을 구비한 독립적인 제어 요소들을 사용하는 발광 디스플레이 디바이스 및 더욱 구체적으로, 칩렛에 의해 제어되는 발광 디바이스에 관한 것이다.
평판 디스플레이 디바이스들은 휴대용 장치 내의 컴퓨팅 장치와 연결하여 그리고 텔레비전과 같은 오락 장치들에 대하여 널리 사용되고 있다. 그러한 디스플레이들은 일반적으로 이미지를 디스플레이하기 위하여 기판상에 분산된 복수의 픽셀들을 사용하고 있다. 각 픽셀은 각 이미지 소자를 나타내기 위하여 적색, 녹색 및 청색광을 방출하는 일반적으로 서브-픽셀로 불리는 복수의 서로 다른 색의 발광 소자들을 포함한다. 예를 들어 플라즈마 디스플레이, 액정 디스플레이 및 발광 다이오드 디스플레이와 같은 다양한 평판 디스플레이 기술들이 공지되어 있다.
발광 소자들을 형성하는 발광 재료들의 박막을 포함하는 발광 다이오드들 (LEDs)은 평판 디스플레이 디바이스에서 많은 장점을 가지며 광학 시스템들에 유용하다. 2002년 5월 7일에 등록된 탕 등(Tang et al.)의 미국특허 제6,384,529호는 유기 LED 발광 소자들의 어레이를 포함하는 유기 LED(OLED) 컬러 디스플레이를 보여준다. 선택적으로, 무기 재료들이 사용될 수 있으며 다결정 반도체 매트릭스에 인광 결정들 또는 양자 도트들(quantum dots)을 포함할 수 있다. 유기 또는 무기 재료의 다른 박막들이 또한 발광 박막 재료로의 전하 주입, 이송 또는 차단을 제어하기 위하여 사용될 수 있으며 본 기술분야에 공지되어 있다. 재료들은 캡슐화된 커버층 또는 판을 구비하여 기판상의 전극들 사이에 위치한다. 전류가 발광 재료를 통과할 때 빛이 픽셀로부터 방출된다. 방출된 빛의 주파수는 사용된 재료의 성질에 의존한다. 그러한 디스플레이에서, 빛은 기판을 통하여 방출(바텀 이미터)되거나 캡슐화된 커버를 통하여 방출(탑 이미터)되거나, 또는 둘 다를 통하여 방출될 수 있다.
LED 디바이스들은 패턴닝된 발광층을 포함할 수 있으며, 서로 다른 재료들이 전류가 재료를 통과할 때 서로 다른 색의 빛을 방출하기 위하여 그 패턴에 사용될 수 있다. 선택적으로, LED 디바이스는 예를 들어, 콕(Cok)에 의한 "향상된 효율을 갖는 적층 OLED 디스플레이(Stacked OLED Display Having Improved Efficiency)"란 명칭의 미국특허 제6,987,355호에 개시된 바와 같이, 풀-컬러 디스플레이를 형성하기 위한 컬러 필터들과 함께 단일 발광층, 예를 들어 백색광 이미터를 사용할 수 있다. 또한, 예를 들어 콕 등(Cok et al.)에 의한 "향상된 전력 효율을 갖는 컬러 OLED 디스플레이(Color OLED Display With Improved Power Efficiency)"란 명칭의 미국특허 제6,919,681호에 개시된 바와 같이, 컬러 필터를 포함하지 않는 백색 서브-픽셀을 사용하는 것도 공지되어 있다. 디바이스의 효율을 향상시키기 위하여, 적색, 녹색, 청색 컬러 필터들과 서브-픽셀들을 포함하는 네 가지 컬러 픽셀과 필터링되지 않는 백색 서브-픽셀을 함께 구비하는 패터닝되지 않은 백색 이미터를 사용하는 설계가 제안된다(예를 들어, 2007년 6월 12일 등록된 밀러 등(Miller et al.)의 미국특허 제7,230,594호 참조).
일반적으로 평판 디스플레이 디바이스에서 픽셀을 제어하기 위한 두 가지 다른 방법, 즉 능동 매트릭스 및 수동 매트릭스 제어가 공지되어 있다. 능동 매트릭스 디바이스에서, 제어 소자들은 평판 기판 위에 분산되어 있다. 전형적으로, 각 서브-픽셀은 하나의 제어 소자에 의해 제어되며, 각 제어 소자는 적어도 하나의 트랜지스터를 포함한다. 예를 들어, 간단한 능동 매트릭스 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이에서, 각 제어 소자는 두 개의 트랜지스터(선택 트랜지스터 및 전력 트랜지스터) 및 서브-픽셀의 밝기를 특정하는 전하를 저장하기 위한 하나의 커패시터를 포함한다. 각 발광 소자는 일반적으로 독립 제어 전극 및 공통 전극을 사용한다.
능동 매트릭스 제어 소자를 형성하기 위한 하나의 공통된 종래 기술의 방법은 일반적으로 유리 기판상에 실리콘과 같은 반도체 재료의 박막을 적층한 다음 포토리소그래피 공정을 통하여 그 반도체 재료를 트랜지스터들과 커패시터들로 형성하는 것이다. 박막 실리콘은 비결정 또는 다결정 실리콘 중 하나일 수 있다. 비결정 또는 다결정 실리콘으로 이루어진 박막 트랜지스터들(TFTs)은 결정 실리콘 웨이퍼로 이루어진 종래 트랜지스터들에 비하여 상대적으로 크고 낮은 성능을 갖는다. 게다가, 그러한 박막 디바이스들은 일반적으로 유리 기판을 가로지르는 국지적이거나 큰 영역의 불균일성을 나타내며, 이는 전기적 성능 또는 그러한 재료를 사용하는 디스플레이의 시각적 형태의 불균일성을 가져온다.
마츠무라 등(Matsumura et al.)은 미국특허공개공보 제2006/0055864호에서 LCD 디스플레이를 구동하기 위하여 사용되는 결정질 실리콘 기판들 중 하나의 종래 기술을 설명한다. 상기 공개공보는 제 1 반도체 기판들로부터 이루어진 픽셀 제어 디바이스들을 제 2 평판 디스플레이 기판상으로 이송하고 부착하는 방법을 설명한다. 픽셀 제어 디바이스 내의 배선 상호연결 및 픽셀 제어 디바이스에 대한 버스들 및 제어 전극들로부터의 연결들이 도시된다.
따라서, 칩렛을 포함시키는 것을 사용하는 개선된 발광 디바이스에 대한 요구가 있다.
본 발명에 따라, 발광 디바이스는 다음을 포함한다:
a) 기판 표면을 구비한 기판;
b) 기판 표면에 부착되고, 하나 이상의 연결 패드를 구비한 칩렛;
c) 기판 표면상에 형성된 바텀 전극, 바텀 전극 위에 형성된 하나 이상의 유기 또는 무기 발광층 및 하나 이상의 유기 또는 무기 발광층 위에 형성된 탑 전극;
d) 칩렛의 적어도 일부 및 기판 표면의 적어도 일부 위에 형성되고, 적어도 하나의 연결 패드를 노출하는 변환층을 포함하며, 노출된 연결 패드와 바텀 전극과의 전기 컨택(electrical contact)에 형성된 전기 도체; 및
e) 칩셋으로부터 떨어져 있고 바텀 전극 위에 형성된 발광 재료의 층과 발광층 위에 형성된 탑 전극을 포함하는 LED.
본 발명은 칩렛을 사용하는 발광 다이오드 디바이스를 제어하기 위한 단순화된 구조를 제공한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 디바이스의 부분 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디바이스의 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 컬러 필터를 구비한 디바이스의 부분 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 커버를 구비한 디바이스의 부분 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디바이스의 제조를 설명하는 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에서, 발광 디바이스는 기판 표면(11)을 구비한 기판(10), 기판 표면(11)에 부착된 칩렛(20), 칩렛(20) 상에 형성된 하나 이상의 연결 패드(24)를 구비한 칩렛(20)을 포함한다. 변환층(30)은 칩렛(20)의 적어도 일부 및 기판 표면(11)의 적어도 일부 위에 위치되고, 적어도 하나의 연결 패드(24)를 노출시킨다. 바텀 전극(12)은 기판 표면(11)상에 형성되고, 하나 이상의 유기 또는 무기 발광층(14)은 바텀 전극(12) 위에 형성되고 탑 전극(16)은 하나 이상의 유기 또는 무기 발광층(14) 위에 형성된다. 전기 도체(40)는 노출된 연결 패드(24) 및 바텀 전극(16)과 전기 컨택을 형성한다. 하나 이상의 유기 또는 무기 발광층(14)과 탑 전극(16)은 바텀 전극(12) 위에 형성될 수 있다. 일반적으로, 바텀 전극(12)이 패턴화되어 발광 소자를 위한 능동-매트릭스 제어를 형성할지라도, 하나 이상의 유기 또는 무기 발광층(14)과 탑 전극(16)은 패턴화되지 않을 수 있다. 칩렛(20)은 바텀 전극(12)을 제어하기 위한 회로를 제공하며 폴리실리콘 또는 비결정 실리콘을 포함하는 통상적인 박막 트랜지스터 대신에 사용될 수 있다.
전문이 참조로 본 명세서에 포함된 삽입된 칩 드라이빙을 구비한 "OLED 디바이스"(OLED DEVICE WITH EMBEDDED CHIP DRIVING)라는 제목의 윈터 등의 공동 양수되고, 공동 출원된 미국특허출원 12/191,478은 디스플레이 디바이스에 능동-매트릭스 제어를 제공하기 위해 대형 유리 기판과 함께 복수의 소형인 결정 실리콘 조각("칩렛")의 사용을 기술한다. 칩렛은 트랜지스터와 같은 구동 소자를 포함하고 반도체 웨이퍼 상에 먼저 형성된다. 소형 칩렛 디바이스들은 실리콘 웨이퍼 기판으로부터 배출되어 유리 디스플레이 기판상에 장착된다. 일련의 평탄화 층들은 칩렛을 부착하고 덮기 위해 사용된다. 본 발명은 비용을 감소시키고 칩렛들을 사용하는 전기-광학 디스플레이의 광학 성능을 개선하기 위해 변환층을 사용한다.
본 발명은 탑 이미터 구조와 바텀 이미터 형태 모두에서 사용될 수 있다. 바텀 이미터 형태에서, 바텀 전극(12)은 투명하며, 예를 들어, ITO로 구성되고 탑 전극(16)은 반사성일 수 있고, 예를 들어, 알루미늄, 은 또는 마그네슘 또는 금속 합금과 같은 금속으로 구성될 수 있다. 바텀 이미터 형태에서, 기판(10)은 투명해야 하나 탑 이미터 형태에서는 이런 제한은 없다. 탑 이미터 형태에서, 비록 탑 전극(16)은 투명해야 하나 바텀 전극(12)은 반사성일 수 있다. 도 1은 탑 이미팅 또는 바텀 이미팅할 수 있는 본 발명의 한 실시예를 도시한다. 도 3은 바텀 이미터 구조를 도시한다. 도 2와 4는 탑 이미터 구조이다.
부착층(36)은 기판(10)의 적어도 일부 위에 형성될 수 있고 칩렛(20)을 기판(10)에 부착하는데 사용될 수 있다. 부착층(36)은 (도 1에 도시된 대로) 칩렛(20)과 기판(10) 사이에만 형성될 수 있거나 부착층(36)은 전체 기판(10) 위로 연장되어 기판 표면(11)(도시되지 않음)을 형성할 수 있다. 하나 이상의 버스(18)가 기판(10) 위에 형성될 수 있고 전원, 접지 또는 제어 신호를 칩렛(20) 상에 있는 연결 패드(24)에 전달하기 위해 사용될 수 있다. 버스 절연층(32)은 버스(18)를 발광층(14)으로부터 절연시킬 수 있다. 도 1에 도시된 대로, 버스(18A)는 버스-절연층(32)에 형성된 비아(19)를 통해 탑 전극(16)에 전기적으로 연결될 수 있다. 마찬가지로 칩렛 절연층(34)은 칩렛(20)과 연결 패드(24)를 발광층(14) 또는 탑 전극(16)으로부터 절연하고 보호할 수 있다.
탑 이미터 또는 바텀 이미터 형태에서, 선택적 컬러 필터는 발광층(14)에 의해 방출된 빛을 투과하는데 사용될 수 있다. 도 3을 참조하면, 컬러 필터(50)는 기판의 적어도 일부와 바텀 전극(12) 사이에 형성될 수 있다. 컬러 필터(50)는 기판(10)의 일부 상에 또는 기판(10) 위에 형성된 다른 층들의 일부 상에 직접 형성될 수 있다. 한 탑 이미터 실시예에서, 컬러 필터(50)는 커버(60) 상에 위치할 수 있거나(도 4) 탑 전극(16) 상에 바로 위치할 수 있다(도시되지 않음). 디스플레이 디바이스에서, 여러 컬러 필터는 다르게 채색된 서브-픽셀들을 구비한 여러 픽셀 소자를 만들기 위해 여러 칩렛과 여러, 독립적으로 제어된 바텀 전극과 사용될 수 있다. 컬러 필터들은 발광 재료들이 기판 위에 패턴화되지 않는 경우에 특히 유용하다. 선택적으로, 다른 발광 재료들은 바텀 전극과 일치하게 기판 위에 패턴화될 수 있고, 각각의 발광 재료는 다른 색의 빛을 방출하여 멀티-컬러 디스플레이를 형성한다.
본 발명에 따라, 칩렛(20) 또는 바텀 전극(12) 위(over or above)가 아닌 일반적으로 기판(10) 위에 코팅된 임의의 층이 기판 표면(11)을 형성할 수 있다. 칩렛(20)과 기판 표면(11) 사이에만 패턴화된 임의의 층(예를 들어, 부착층(36))은 칩렛(20)의 일부로 생각될 수 있어서 이런 패턴화된 층이 존재함에도 불구하고, 칩렛(20)이 기판 표면(11)에 부착된다. 마찬가지로, 바텀 전극(12)과 기판 표면(11) 사이에만 패턴화된 임의의 층(예를 들어, 컬러 필터)은 바텀 전극(12) 또는 기판 표면(11)의 일부로 생각되어 이런 패턴화된 층이 존재함에도 불구하고, 바텀 전극(12)이 기판 표면(11) 상에 형성된다. 선택적으로, 칩렛(20) 또는 바텀 전극(12) 위(over or above)로 연장되지 않으며 다른 재료들을 포함하는 기판(10)의 적어도 일부 위에 코팅되거나 다른 단계에서 증착된 변환층(30) 이외의 한 층은 기판 표면11)의 일부를 형성하는 것으로 생각될 수 있다. 이런 다른 태양에서, 컬러 필터(50)가 기판(10)과 바텀 전극(12) 사이에 사용되는 경우, 컬러 필터(50)의 표면은 기판 표면(11)으로 작용할 수 있다(도 3). 한편, 발광층(14), 탑 전극(16) 및 칩렛 절연층(34)은, 비록 컬러 필터층(50), 버스 절연층(32)(도 2에서만)을 형성하고 또는 부착층(36)은 기판 표면(11)을 형성할 수 있지만, 기판 표면(11)을 형성하는 것으로 생각될 수 없다.
비록 도 1의 디자인은 탑-이미터와 바텀-이미터 형태 모두에서 사용될 수 있지만, 이런 디자인은 디바이스의 발광 영역을 제한한다. 도 2를 참조하면, 바텀 전극(12)이 하나 이상의 버스(18)와 버스 절연층(32) 위에 연장되어, 빛이 탑 및 바텀 전극(16, 12)으로부터 발광층(14)을 통해 전류를 통과시킴으로써 방출될 수 있는 영역을 증가시키고 탑 이미터 구조를 형성한다.
본 발명의 여러 실시예들은 변환층(30)에 의해 덮인 기판 영역은 최소화되고 버스 절연층(32)은 필요한 경우에 기판 영역들로만 제한되기 때문에 최소의 재료를 필요로 하는 장점을 가진다. 마찬가지로, 칩렛 절연 재료(34)뿐만 아니라 칩렛 부착층(36)도 최소화된다.
오늘날 대형 제조 시설은 LCD 산업용 "컬러-필터 유리"를 제조하고 판매하기 위해 존재한다. 이런 제품들은 주로 ITO인 패턴화된 투명 도체로 덮인 유리 상의 패턴화된 컬러 필터들을 포함한다. 본 발명의 저 비용 실시예는 발광 디바이스를 위한 기판과 하부 전극으로서 이 컬러-필터 유리로 시작된다.
도 5에 기술되고 도시된 대로 본 발명의 방법에 따라, 발광 디바이스는 기판 표면을 구비한 기판을 제공(100)함으로써 제조될 수 있다. 칩렛이 제공되고(105) 기판 표면에 부착되고(110), 칩렛은 하나 이상의 연결 패드를 구비한다. 변환층은 칩렛의 일부 및 기판 표면의 일부 위에만 형성되고(115), 변환층은 적어도 하나의 연결 패드를 노출시킨다. 바텀 전극은 기판 표면상에 형성된다(120). 한 실시예에서, 바텀 전극은 칩렛들이 기판에 부착되기 전에 형성될 수 있고; 선택적으로, 바텀 전극은 칩렛들이 기판에 부착된 후에 형성될 수 있다. 전기 도체는 노출된 연결 패드와 바텀 전극과의 전기 컨택에 형성된다(125). 하나 이상의 유기 또는 무기 발광층들은 바텀 전극 위에 형성되고(130) 탑 전극은 하나 이상의 유기 또는 무기 발광층 위에 형성된다(135). 일반적으로, 전기 도체는 발광층들이 형성되고(130) 탑 전극이 형성되기(135) 전에 형성된다(125).
본 발명의 다양한 실시예들에서, 바텀 전극은 전기 도체와 공통 단계에서 형성될 수 있어서, 제조 비용을 감소시킨다. 하나 이상의 버스들은 기판 위에 형성될 수 있고 바텀 전극 또는 버스들과 공통 단계에서 형성된 버스들은 전기 도체와 공동 단계에서 형성될 수 있다(예를 들어, 도 1). 버스 절연층은 하나 이상의 버스와 바텀 전극 사이에 형성될 수 있다. 버스 절연층은 변환층과 공통 단계에서 형성될 수 있다(예를 들어, 도 2와 4). 칩렛 절연층은 칩렛과 연결 패드 위에 형성될 수 있고 하나 이상의 발광층 또는 탑 전극 아래에 형성될 수 있다. 버스 절연층은 칩렛 절연층과 공통 단계에서 형성될 수 있다(예를 들어, 도 1과 3). 공통 단계에서 본 발명의 소자들을 형성함으로써, 처리 단계와 비용을 감소한다. 마찬가지로 칩렛 상의 연결 패드와 바텀 전극 사이에 형성된 전기 도체는 처리 단계와 비용을 감소시키기 위해서 바텀 전극 이전에, 바텀 전극 이후에 또는 가장 바람직하게는 바텀 전극과 동일한 단계에서 형성될 수 있다(예를 들어, 도 1).
하나 이상의 컬러 필터는 기판과 바텀 전극 사이에 또는 탑 전극 위에, 예를 들어, 커버 상에 형성될 수 있다.
본 발명은 사용된 재료의 양을 감소시키는 장점을 가진다. 이것은 디바이스의 비용을 감소시킬 뿐만 아니라 빛이 재료를 통과하는 경우, 본 발명은 디바이스의 광 출력 효율을 증가시킨다. 버스 절연층, 칩렛 절연층, 변환층 또는 부착층에 사용된 재료, 예를 들어, 수지는 당업계에 공지된 잉크젯 또는 마이크로-디스펜싱 기술을 사용하여 패턴 모양(pattern-wise)으로 증착될 수 있다. 선택적으로, 당업계에 공지된 포토리소그래피 방법이 사용될 수 있다. 금속층들은 마스크 또는 통상적인 포토리소그래피 방법에 의한 증착 방법을 사용하여 형성될 수 있다. 비아들은 패턴화된 증착 또는 레이저 용융에 의해 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 장점은 잉크젯 또는 마이크로-디스펜싱 방법이 다양한 절연층을 형성하는데 사용될 수 있어서 사용된 재료들은 통상적인 포토리소그래피 공정의 경우와 같이 필수적으로 광활성일 필요가 없다. 한편, 재료들은 덜 비쌀 수 있다. 또한, 광활성 재료가 사용되는 경우, 칩렛(20) 자체들은 빛에 노출될 때 칩렛(20) 아래 부착 재료를 (위로부터) 마스크하기 위해 사용될 수 있어서, 기판(10)에 칩렛(20)을 부착시킬 때 고가의 마스크들과 정렬 절차가 필요 없어진다. 유사하게, (기판(10)을 통해) 아래로부터 노출될 때 칩렛(20)으로 광 경화성 수지를 마스킹하면 칩렛 절연층(34)을 형성하고 패턴화할 수 있다.
디바이스 기판(10)은 유리를 포함할 수 있다. 버스(18), 탑 또는 바텀 전극(16, 12) 또는 도체(40)는, 예를 들어, 알루미늄 또는 은 또는 금속 합금과 같은 금속을 증착되거나 스퍼터된 금속으로 제조될 수 있다. 칩렛(20)은 집적회로 업계에 잘 정립된 통상적인 기술들을 사용하여 형성될 수 있고 위에서 참고한 대로, 공동 출원되고, 공동으로 양수된 미국특허출원 12/191,478에 개시된 방법들을 사용하여 기판(10) 위에 위치할 수 있다. 절연층(30, 32, 34)은 수지로 제조될 수 있다. 구입할 수 있는 재료들(예를 들어, 벤조사이클로부텐)은 칩렛을 효과적으로 부착하고 여러 절연층(30, 32 및 34)을 형성하기 위해 사용될 수 있다.
칩렛들은 바람직하게는 반도체 디바이스를 제조하기 위한 공지된 공정들을 사용하는 실리콘 또는 실리콘 온 인슐레이터(SOI)를 사용하여 제조된다. 각 칩렛은 디스플레이 기판에 부착하기 전에 분리한다. 따라서 각 칩렛의 결정질 기재(base)는 디바이스 기판과 분리되고 그 위에 칩렛 회로 소자들이 배치된 기판으로 생각될 수 있다. 특히, 독립 기판들은 픽셀들이 형성된 기판(10)과 구별되며, 멀티-칩렛 디바이스를 위한 독립 칩렛 기판들의 영역은 모두 합쳐도 디바이스 기판(10)보다 작다. 칩렛들은 예를 들어, 박막 비결정 또는 다결정 실리콘 디바이스들에 발견된 것보다 고성능의 능동 구성요소들을 제공하기 위해 결정 기판을 가질 수 있다. 칩렛들은 바람직하게는 100㎛ 이하의 두께, 좀 더 바람직하게는 20㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다. 이것이 칩렛의 일부 위에 변환층(30)의 형성을 용이하게 한다.
칩렛들(20)은 반도체 기판에 형성되기 때문에, 칩렛의 회로 소자들은 최신 리소그래피 공구들을 사용하여 형성될 수 있다. 그러한 공구들로, 0.5 미크론 이하의 피처 크기(feature size)가 쉽게 달성될 수 있다. 예를 들어, 최신 반도체 제조 라인은 90nm 또는 45nm의 선폭(line width)을 달성할 수 있으며 본 발명의 칩렛들을 제조하는데 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들어 각 픽셀에 대한 두 개의 트랜지스터 능동 매트릭스 회로와 같이, 픽셀을 구동하기 위한 칩렛의 회로 소자들이 작게 만들어질 수 있다. 그러나, 칩렛은 또한 디스플레이 기판상에 조립된 후 칩렛 위에 제공된 배선층에 전기적 연결을 형성하기 위한 연결 패드들을 필요로 한다. 연결 패드들은 디스플레이 기판에 사용된 리소그래피 공구들의 피처 크기(예를 들어 5㎛) 및 배선층에 대한 칩렛의 배열(예를 들어, +/- 5㎛)에 기초하여 크기가 결정되어야 한다. 따라서, 연결 패드는 예를 들어 패드들 사이에 5㎛의 공간을 갖는 15㎛ 폭을 가질 수 있다. 이는 일반적으로 패드들이 칩렛이 형성된 트랜지스터 회로 소자들보다 상당히 클 것임을 의미한다.
연결 패드들(24)은 일반적으로 트랜지스터들 위의 칩렛(20) 상에 금속층으로 형성될 수 있다. 낮은 제조 비용을 가능하게 하기 위하여 가능한 작은 표면 영역을 갖는 칩렛을 만드는 것이 바람직하다. 따라서, 일반적으로 트랜지스터가 아닌 연결 패드들의 크기와 개수가 칩렛의 크기를 제한할 것이다.
본 발명은 멀티 픽셀 또는 멀티 칩렛 인프라 구조를 갖는 디바이스들에 사용될 수 있으며, 회로 소자가 수동 매트릭스 제어기로서 또는 능동 매트릭스 소자로서 각 픽셀을 제어하는 능동 매트릭스 형태에 사용될 수 있다. 본 발명은 감소된 비용과 개선된 성능이 중요한 경우 장점을 제공한다. 특히, 본 발명은 유기 또는 무기 능동 매트릭스 LED 디바이스로 사용될 수 있으며, 특히 정보 디스플레이 디바이스에 유용한다. 바람직한 실시예에서, 본 발명은 탕 외(Tang et al.)의 1988년 9월 6일 등록된 미국특허번호 제4,769,292호 및 반 슬리크 외(Val Slyke et al.)의 1991년 10월 29일에 등록된 미국특허번호 제5,061,569에 개시된, 그러나 이에 제한되지 않는 소분자 또는 중합체 OLED로 구성된 평판 OLED 디바이스에 사용될 수 있다. 예를 들어, (예를 들어 카렌(Kahen)의 미국공개특허공보 제2007/0057263호에 개시된 바와 같이) 다결정 반도체 매트릭스에 형성된 양자 도트를 사용하는 무기 디바이스들 및 유기 또는 무기 전하 제어층을 사용하는 무기 디바이스들 또는 하이브리드 유기/무기 디바이스들이 사용될 수 있다. 유기 또는 무기 발광 디스플레이의 많은 조합 및 변형들이 탑 또는 바텀 이미터 구조 중 하나를 갖는 능동 매트릭스 디스플레이를 포함하는 이런 디바이스를 제조하기 위하여 사용될 수 있다.
본 발명은 특정한 바람직한 실시예들을 구체적으로 참조하여 상세하게 기술되었으나, 변형과 변화가 본 발명의 취지와 범위 내에서 가능하다는 것을 이해해야 한다.
10 디바이스 기판
11 기판 표면
12 바텀 전극
14 발광층
16 탑 전극
18, 18a 버스
19 비아
20 칩렛
24 연결 패드
30 변환층
32 버스 절연층
34 칩렛 절연층
36 부착층
40 전기 도체
50 컬러 필터
60 커버
100 기판 제공 단계
105 칩렛 제공 단계
110 칩렛 부착 단계
115 변환층 형성 단계
120 바텀 전극 형성 단계
125 도체 형성 단계
130 발광층 형성 단계
135 탑 전극 형성 단계

Claims (17)

  1. a) 기판 표면을 구비한 기판;
    b) 기판 표면에 부착되고, 하나 이상의 연결 패드를 구비한 칩렛;
    c) 기판 표면상에 형성된 바텀 전극, 바텀 전극 위에 형성된 하나 이상의 유기 또는 무기 발광층 및 하나 이상의 유기 또는 무기 발광층 위에 형성된 탑 전극;
    d) 칩렛의 적어도 일부 및 기판 표면의 적어도 일부 위에 형성되고, 적어도 하나의 연결 패드를 노출하는 변환층을 포함하며, 노출된 연결 패드와 바텀 전극과의 전기 컨택(electrical contact)에 형성된 전기 도체; 및
    e) 칩셋으로부터 떨어져 있고 바텀 전극 위에 형성된 발광 재료의 층과 발광층 위에 형성된 탑 전극을 포함하는 LED를 포함하는 발광 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    기판의 적어도 일부 위에 형성된 부착층을 더 포함하는 발광 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    기판 위에 형성된 하나 이상의 버스를 더 포함하는 발광 디바이스.
  4. 제 3 항에 있어서,
    하나 이상의 버스가 바텀 전극과 공통으로 형성되거나 하나 이상의 버스가 전기 도체와 공통으로 형성되는 발광 디바이스.
  5. 제 3 항에 있어서,
    바텀 전극이 하나 이상의 버스 위로 연장되고 하나 이상의 버스와 바텀 전극 사이에 형성된 버스 절연층을 더 포함하는 발광 디바이스.
  6. 제 5 항에 있어서,
    버스 절연층은 변환층과 공통으로 형성되는 발광 디바이스.
  7. 제 5 항에 있어서,
    칩렛과 하나 이상의 연결 패드 위에 및 하나 이상의 유기 또는 무기 발광층 또는 탑 전극 아래에 배치된 칩렛 절연층을 더 포함하며, 버스 절연층은 칩렛 절연층과 공통으로 형성되는 발광 디바이스.
  8. 제 3 항에 있어서,
    하나 이상의 버스가 연결 패드와 연결되고, 하나 이상의 버스가 탑 전극과 연결되거나 탑 전극이 연결 패드와 연결디는 발광 디바이스.
  9. 제 1 항에 있어서,
    칩렛과 하나 이상의 연결 패드 위에 및 하나 이상의 유기 또는 무기 발광층 또는 탑 전극 아래에 형성된 칩렛 절연층을 더 포함하는 발광 디바이스.
  10. 제 1 항에 있어서,
    하나 이상의 유기 또는 무기 발광층과 탑 전극이 바텀 전극에 일치하게 패턴화되지 않는 발광 디바이스.
  11. 제 10 항에 있어서,
    바텀 전극과 기판 사이에 또는 탑 전극 위에 위치한 컬러 필터를 더 포함하는 발광 디바이스.
  12. 제 11 항에 있어서,
    컬러 필터는 기판 표면의 일부를 형성하는 발광 디바이스.
  13. 제 1 항에 있어서,
    하나 이상의 유기 또는 무기 발광층이 바텀 전극에 일치하게 패턴화되는 발광 디바이스.
  14. 제 1 항에 있어서,
    바텀 전극은 전기 도체와 공통으로 형성되는 발광 디바이스.
  15. 제 1 항에 있어서,
    바텀 전극, 발광층 및 탑 전극이 유기 또는 무기 발광 다이오드를 형성하는 발광 디바이스.
  16. 제 1 항에 있어서,
    기판에 부착된 복수의 칩렛과 복수의 발광 소자를 형성하는 복수의 바텀 전극을 더 포함하는 발광 디바이스.
  17. 제 1 항에 있어서,
    발광 디바이스는 디스플레이인 발광 디바이스.
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