TWI383479B - 使用晶片載置器控制電子裝置 - Google Patents

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Description

使用晶片載置器控制電子裝置
本發明涉及使用具有分佈在公共基板上之分離的基板之獨立控制晶片載置器的裝置。
平板顯示裝置已廣泛地使用於與計算裝置結合、可攜式裝置中、以及如電視的娛樂裝置。這種顯示器典型地使用分佈於基板上的複數個像素以顯示影像。每個像素包含通常被稱作子像素之複數個不同顏色的發光元件，典型地發紅色光、綠色光和藍色光，以呈現每個影像元件。在此所使用的像素和子像素並不區分，且表示為是單一發光元件。多種的平板顯示器技術已眾所皆知，如電漿顯示器、液晶顯示器以及發光二極體(Light Emitting Diode，LED)顯示器。
包含形成發光元件的發光材料之薄膜的發光二極體(LED)在平板顯示裝置中存在許多優點，且在光學系統中是非常有用的。Tang等人在2002年5月7日核發的美國專利第6,384,529號顯示了一種包括有機LED發光元件排列的有機LED(Organic Light Emitting Diode，OLED)彩色顯示器。或者，可以使用無機材料，且可以在多晶半導體矩陣中包括發磷光晶體或量子點。也可使用有機或無機材料之其他薄膜以控制電荷注入、傳輸或阻擋進入發光薄膜材料，且在本領域中是已知的。該材料被置於在具有封裝蓋層或板的電極之間的基板上。當電流通過該發光材料時從該像素發出光。發出的光的頻率取決於所使用材料的本質。在這種顯示器中，光可通過基板而發出(底部發射器)或通過封裝蓋而發出(頂部發射器)或通過兩者發出。
LED裝置包括圖案化的發光層，其中在圖案中使用不同材料，而使得電流通過材料時，發出不同顏色的光。或者，如同Cok在美國專利第6,987,355號“STACKED OLED DISPLAY HAVING IMPROVED EFFICIENCY”中所教示，可以使用具有彩色濾光片的單一發光層，例如，白色光發射體，以形成全彩顯示器。已知地，如同Cok等人在美國專利第6,919,681號“COLOR OLED DISPLAY WITH IMPROVED POWER EFFICIENCY”中所教示，使用不包括彩色濾光片的的白色子像素。一種應用未圖案化之白色發射體的設計與包括紅色、綠色及藍色濾光片和子像素以及未濾光之白色子像素的四色像素已一起被提出，以提高裝置的有效性(參見如Miller等人的美國專利第7,230,594號)。
一般已知用於控制平板顯示裝置中像素的兩種不同方法：主動矩陣控制和被動矩陣控制。在主動矩陣裝置中，控制元件分佈在平板基板上。典型地，每個子像素由一個控制元件控制並且每個控制元件包括至少一個電晶體。例如，在簡單主動矩陣有機發光(OLED)顯示器中，每個控制元件包括兩個電晶體(選擇電晶體和電源電晶體)以及一個用於儲存指定子像素亮度的電荷的電容。每個發光元件典型地使用一獨立控制電極以及一公共電極。
廣泛的各種技術可以使用於積體計算電路。在矽基板上形成且以陶瓷或塑膠封裝的積體電路已使用許多年。自矽基板頂部延伸的線路結合至針腳以提供與電路的電氣連接。已知其他封裝方法，例如倒裝晶片，其中將矽基板結合至具有電連接焊料凸點的另一個基板。在公共封裝中包括多個矽基板的多晶片模組也可用於提供封裝密度。這些技術說明於，例如，在CRC Press和IEEE出版合作發表的“The Electronic Packaging Handbook”，著作權2000，Ed. Blackwell，ISBN-100849385919中。三維晶片堆也為已知，其中裸片相互連接形成計算元件的堆疊。
一常見的、現有技術中形成主動矩陣控制元件的方法，典型地將如矽的半導體材料薄膜沉積在玻璃基板上，然後通過光微影製程將半導體材料形成電晶體和電容。薄膜矽可為非晶或多晶。由非晶或多晶矽製成的薄膜電晶體(TFT)相對較大且具有相較於由晶體矽晶片製作的傳統電晶體之較低性能。此外，這種薄膜裝置典型地呈現了橫跨玻璃基板的局部或大面積的非均勻性導致使用該材料之電性能和視覺外觀的非均勻性。
產生電力的光伏打系統也使用結晶或非晶的矽薄膜及透明性與金屬的導體。
Mstsumura等人在美國專利申請公開第2006/0055864號中描述了使用結晶矽基板以驅動LCD顯示器。該申請描述了用於選擇性轉移和附加由第一半導體基板所製成的像素控制裝置於第二平面顯示基板上的方法。顯示了像素裝置內的線路互連以及自匯流排和控制電極至像素控制裝置的連接。
在製造期間測試裝置以可儘快識別故障的裝置是有用的。藉由識別故障裝置，該裝置可以修復或退回而不用在故障的裝置上進一步工作而浪費製造資源。然而，測試用於顯示器的像素控制電路而沒有實際建構顯示器且觀察顯示器的發光是困難的。在製造過程這一點上，不可能修正電路缺陷且必須廢棄該裝置。因此，需要一種用於建構裝置之改進的製造過程，其能夠有效地修復現有之製造故障。此外，需要一種分佈在基板之上具有較高性能之改進的控制电路。
根據本發明，一種電子裝置，包括：
(a)一公共基板，具有包括複數個晶片載置器位置的光學工作區域；
(b)複數個可控制的光電裝置，設置在該公共基板上之該工作區域內，每個可控制的光電裝置適用於發光或吸收光；
(c)一線路層，具有形成在該公共基板上的複數個導體；以及
(d)複數個晶片載置器，位於該公共基板上之該等晶片載置器位置中，每個晶片載置器具有分離於該公共基板的獨立基板，每個獨立基板具有相對於頂側的底側，且具有形成在該晶片載置器之底側上的一個或多個連接墊，每個晶片載置器包括用於控制一個或多個可控制的光電裝置的功能的電路，
(e)其中以比晶片載置器的頂側更接近公共基板的晶片載置器的底側，將該等晶片載置器黏合至該公共基板，並且每個連接墊電氣連接至該複數個導體的其中之一。
本發明提供一種改進的控制電路，用於控制具有分佈控制元件的裝置，以及能夠測試及修復該電路的製作過程。
參見第1圖和第2圖，在本發明的一實施例中，電子裝置包括公共基板10、複數個可控制的光電裝置80、線路層32以及複數個晶片載置器20。公共基板10具有光學工作區域11，且在公共基板10上的光學工作區域11中具有複數個晶片載置器位置21。複數個可控制的光電裝置80設置在公共基板10上的工作區域11中，每個光電裝置適合發光或吸收光。線路層32具有複數個導體18，且形成在公共基板10上。導體18可包括，例如金屬、導電金屬氧化物或導電聚合物。複數個晶片載置器20位於公共基板10上的晶片載置器位置21中，每個晶片載置器20具有分離於公共基板10的獨立基板48，每個獨立基板48具有相對底側22B的頂側22A，且具有形成在晶片載置器20的底側22B上的一個或多個連接墊24。每個晶片載置器20包括用於控制一個或多個可控制的光電裝置80的功能的電路。以比晶片載置器20的頂側22A更接近公共基板的晶片載置器20的底側22B，將晶片載置器20黏合至公共基板10。連接墊24電氣連接至複數個導體18的其中之一。導體18可形成電匯流排，用於傳達控制信號、電源信號或接地信號給晶片載置器20。參見第2圖，在底視圖中，電子裝置可為一顯示器，公共基板10的光學工作區域11可為顯示區域，並且該可控制的光電裝置80可為發光像素80。導體18和晶片載置器20位於光學工作區域11中。導體18可以將在晶片載置器20中的連接墊24電氣連接至可控制的光電裝置80、電氣連接至其他晶片載置器20上的連接墊24，或電氣連接至外部電子裝置(未顯示)。參見如第3圖所示的剖面圖，在本發明的另一實施例中，連接墊24也可形成在一個或多個晶片載置器20的頂側22A上，同時也形成在一個或多個晶片載置器20的底側22B上。
如此處所使用的，公共基板10的光學工作區域11為執行該可控制的光電裝置80的功能的基板區域。例如，在顯示器中，該光學工作區域為發出光的基板區域。在一可選擇實例中，在光伏打系統中，該光學工作區域11為吸收光且產生電流的基板區域。在另一實例中，在影像感測器中該光學工作區域11為曝露於影像形成光的基板區域，即基板的感測區域。根據本發明，例如，所述晶片載置器20位於該光學工作區域11的下方、上面或由晶片載置器所控制的發光、光感測或光吸收光電裝置之間。因此，該可控制的光電裝置可為顯示器中的像素、影像感測器中的感測器，或光伏打電池中的電流產生電路。響應於入射光(以及吸收光)的光電裝置也包括在本發明中。光學工作區域11包括在公共基板10之上的光學活性區域之間的空間，例如顯示器像素之間的空間。在此所指的，光學工作區域11包括所有被可控制的光電裝置80所佔據的空間以及在可控制的光電裝置80之間公共基板10上的任意區域。因此，即使該等晶片載置器20不是光學活性的，該等晶片載置器20在該光學工作區域11內。
在本發明的一實施例中，電子裝置可為顯示裝置，並且該等晶片載置器可以提供主動矩陣或被動矩陣控制給像素。再次參見第1圖和第2圖，位於公共基板10上的晶片載置器20可以通過電極連接器82和電連接器26連接至第一電極12。可以以發光材料層14塗覆於第一電極12。第二電極16可形成在發光材料層14上。然後第一電極12和第二電極16提供由晶片載置器20控制且通過發光材料層14的電流，而造成如像素80的發光。可使用平坦化層30A和30B以界定像素的發光區域，並埋設晶片載置器20、導體18、電極連接器82、電連接器26以及金屬線路層32。典型地，導體18由使用傳統光微影製程的金屬製成且可形成單一金屬線路層32。平坦化層30A和30B可使用傳統光微影製程塗覆及圖案化。電氣連接該等連接墊24至導體18或電極連接器82的電連接器26包括如可固化的導體、焊料、或異向性導電壓縮薄膜材料。該可固化的導體、焊料、或異向性導電壓縮薄膜材料可以為黏合劑，從而將晶片載置器20黏合至基板10。此處所使用的，可固化導體包括可被乾燥、加熱或曝露於光以改變其導電特性的導電聚合物。可固化導體也包括響應於壓力或熱的焊料以及導體。藉由將焊料熔化且允許其冷卻，而可將焊料固化(如藉由雷射或其他加熱元件提供的加熱)以提供堅固電氣接觸。可固化導體也可包括使用施加熱而燒結的奈米顆粒油墨。可以將異向性導電薄膜壓縮(如藉由熱壓結合)以提供連接墊24和導體18或電極連接器82之間的電連接器26。固化方法可以局部地施加(如使用定向雷射脈衝)。或者，可使用非固化導體、包括導電聚合物或異向性導電彈性體或薄膜或熱壓薄膜。這些所有的材料在本領域中為已知的。一些材料可以如液態或膠狀施加並以圖案或不具圖案的方式塗佈，如果固化，以圖案或不具圖案的方式塗佈固化。
參見第4圖，在本發明的另一實施例中，電氣連接至導體18之具有連接墊24的晶片載置器20的底側22B可以含有具有結構31B的非平面表面；互補結構31A位於公共基板10上，該互補結構31A在所需晶片載置器位置中具有與晶片載置器之形狀互補的形狀。在公共基板10和晶片載置器20上的結構可以使用在顯示器和半導體領域中已知的傳統光微影製程而形成。在公共基板10上的互補結構31A和在晶片載置器20的結構31B用於使晶片載置器20物理性地對齊公共基板10，以提供改善的良率以及更少在連接墊24和導體18之間的電連接器的問題。
如第1圖、第2圖、第5A圖至第5E圖以及第6圖所說明，例如顯示裝置之電子裝置的裝置可以根據本發明藉由提供具有包括複數個晶片載置器位置之工作區域11的公共基板10(步驟110)以及在公共基板10上的線路層32中形成複數個導體18(步驟130)而建構。可控制的光電裝置80可形成在公共基板10之上。提供複數個晶片載置器20(步驟120)。晶片載置器20從具有分離且獨立於公共基板10的大平面晶片載置器基板48之大矽晶圓中形成，並且具有可以形成連接墊24於其上的兩個大的平行及相對的平面。晶片載置器20具有底側22B和相對的頂側22A，且具有至少形成在底部22B上的連接墊24。藉由採用凡得瓦力的印記印製，將晶片載置器20可直接地施加至公共基板10(步驟140)，以將晶片載置器20的頂側22A黏合至印記從而從矽晶圓中鬆脫出晶片載置器20，然後使晶片載置器20接觸公共基板10，而將晶片載置器20應用至公共基板10(步驟140)。在這種情況下，晶片載置器20的連接墊24必須形成在晶片載置器20相對於原始矽晶圓的原始矽表面，即此後為晶片載置器20的底側22B的一面。
在本發明可選擇實施例中(第5A圖至第5E圖)，可以提供具有黏合層28的中間基板8(步驟100)，黏合層28形成在中間基板8的黏合接收面上(第5A圖)。可以使用凡得瓦力，將晶片載置器20印製於具有印記的中間基板8(步驟125)，以將晶片載置器20的頂側22A黏合至印記，以使晶片載置器從矽晶圓中鬆脫，然後將晶片載置器20與中間基板8接觸(第5B圖)。在這種情況下，晶片載置器20的連接墊24必須形成在晶片載置器20對應於矽晶圓之原始矽表面，即此後為晶片載置器20的底側22B的一面上。然後倒置中間基板8(步驟135)，即將具有黏合晶片載置器20於其上的中間基板8的一面鄰近公共基板10(第5C圖)，然後使之與公共基板10上的黏合層29接觸，以將晶片載置器20施加至公共基板10(步驟140)(第5D圖)。
在以下情況中，當過程完成時，晶片載置器20的底側22B上的連接墊24比晶片載置器20的頂側22A更接近公共基板10。額外連接墊24可形成在相對之晶片載置器20的頂側22A。
如果存在，然後可以移除中間基板8(步驟160)(第5E圖)。黏合劑可提供在公共基板10的黏合接收面上。如果公共基板10的黏合接收面上的黏合層29強於中間基板8的黏合接收面上的黏合層28，這是有幫助的，從而將晶片載置器20較佳地黏合至公共基板10。這是可以完成的，例如，藉由為中間基板8上的黏合層28提供可鬆脫黏合劑，並鬆脫可鬆脫黏合劑(步驟150)以協助移除中間基板8(步驟160)。在本發明方法的又一實施例中，可以固化公共基板10上的黏合層29(步驟155)(藉由光50，如第5D圖所顯示)以牢固地且較佳地將晶片載置器20黏合至公共基板10上。晶片載置器20的連接墊24係通過如流動之焊料、導電聚合物或使用異向性導電薄膜熱壓結合而電氣連接至導體18(步驟145)。
當已知晶片載置器成功運行時，可控制的光電裝置，例如，如有機發光二極體像素的像素，可形成在公共基板上以形成如顯示裝置的工作電子裝置。藉由在形成可控制的光電裝置之前測試及修復晶片載置器，可減少費用且提高良率。具有連接墊和可控電路的晶片載置器可以使用本領域已知的光微影製程來建構。當在晶片載置器的頂側形成連接墊時，光微影製程是常見的。例如，含連接墊的晶片載置器可在大約45μm×20μm的頂表面上製作，連接墊之間大約10μm。當使用目前實行的從在絕緣體上的矽(silicon on insulator，SOI)晶圓的晶片載置器鬆脫技術時，具有單一行的連接墊的晶片載置器設計是最適合。在從原始晶片鬆脫晶片載置器基板之後，晶片懸掛在形成在晶片載置器基板矽中的繫繩上。利用傳統PDMS印記，可破壞繩並拾取晶片載置器。申請人已證明此用於印記拾取數百晶片的技術。
可將晶片載置器印製在塗覆有黏合劑薄膜的公共基板上。公共基板可包括，例如玻璃、塑膠或金屬。適宜的黏合劑薄膜可為UV-可鬆脫，例如Nitto Denko UE 2091-J，其在紫外曝露前具有8.33N/20mm的黏合力以及在紫外曝露後具有0.06N/20mm的黏合力。
根據本發明方法的一實施例，具有大約10μm高度的小突起可形成在公共基板上晶片載置器位置中，其中將形成與晶片載置器連接墊的接觸。該等突起大約與晶片載置器上連接墊具有相同尺寸及形狀。該等突起可以藉由將光阻劑圖案化、或聚合物的噴墨沉積而形成。在一實施例中，該等突起可以利用光微影方法藉由將光阻劑圖案化而形成，適合的材料可以為Dow化學公司Cylotene 4026-46 BCB樹脂。導體可以藉由任何一種傳統方法(通過遮罩板濺鍍或蒸鍍金屬、或藉由圖案化光阻劑再蝕刻、或藉由噴墨沉積奈米銀粒子再燒結)而形成在公共基板上。在一方法中，可執行金屬的濺鍍沉積並藉由傳統光微影方法依次形成。
異向性導電膠膜(anisotropic conductive film，ACF)可施加在公共基板上將製作連接至晶片載置器連接墊之電連接器的區域。由Sony公司製造的ACF產品可滿足本目的。尤其是，產品CP6920F2具有直徑2.8μm的導電顆粒，並可用於僅分離7.5μm的連接墊。藉由倒置具有黏合晶片載置器至其上的中間基板，並將中間基板及公共基板對準，且將兩個基板壓在一起，晶片載置器可從中間基板轉移至公共基板。對於CP6920F2 ACF材料，預結合條件為1-2sec在60-80℃以及壓力0.3-1.0Mpa(晶片載置器上)。最終結合條件為5sec在190℃以及壓力60-80MPa。這些條件在標準熱壓黏合機器的範圍內。在形成結合後，可以將黏合劑曝露於通過中間基板的紫外光(如果透明)，以從倒置的玻璃鬆脫晶片載置器。對於Nitto Denko UE 2091-J黏合劑薄膜，使用460mj/cm2的紫外照射。在本發明方法的進一步實施例中，晶片載置器20、導體18以及電連接器26可以藉由在外部可存取的導體18上，例如從控制器(未顯示)，提供測試信號而測試(步驟165)。這種檢測信號可以為數位的或類比的，並可選擇運行晶片載置器電路，且提供響應於偵測晶片載置器20、導體18以及電連接器26之故障(步驟170)的檢測信號。如果發現故障，替換或修復晶片載置器20或導體18(步驟175)並再次檢測系統(步驟165)。如果未發現故障，形成可控制的光電裝置(步驟180)，如由晶片載置器控制的OLED顯示裝置。
在上表面和下表面均具有連接墊的晶片載置器裝置(如第3圖顯示)可以利用可獲得的通矽孔(through silicon vias，TSV)技術來建構。這種方法，例如用於CMOS影像感測器。在該一技術中，通過利用深反應離子蝕刻(deep reactive ion etching，DRIE)製程，將矽(以及通常許多金屬和介電質的疊加層)蝕刻導通為孔或洞。然後該洞典型地與由化學氣相沉積(chemical vapor deposition，CVD)所沉積的電介質“套管(sleeve)”而成線。然後藉由物理氣相沉積(physical vapor deposition，PVD)沉積擴散屏障和銅晶種層，然後藉由電鍍銅將該洞填滿。也可開發濕法蝕刻產生孔，且雷射鑽孔也是可行選擇的。
本發明具有的優勢為在將晶片載置器20、電連接器26以及導體18埋入平坦化層(如平坦化層30A和30B)之前，可以測試晶片載置器20、電連接器26以及導體18，而因此存取以修復。例如，可以從基板移除故障的晶片載置器，並且將第二晶片載置器施加在其位置。或者，第二晶片載置器可施加在故障的晶片載置器上或鄰近該故障的晶片載置器。導體中的破壞可以，藉由例如噴墨沉積固化、導電油墨等而修復。藉由利用雷射打開短路、固化導電油墨在本領域內是如同雷射修復技術為已知的。
Winters等人在上面列舉之共同受讓、待審的美國專利申請第12/191,478號“OLED DEVICE WITH EMBEDDED CHIP DRIVING”中描述了複數個小的結晶體矽片(“晶片載置器”)結合大玻璃基板的使用，以提供顯示裝置中主動矩陣控制。該等晶片載置器包含如電晶體的驅動元件並首先形成在半導體晶片上。然後將小晶片載置器裝置從矽晶片基板鬆脫，並安置在玻璃顯示基板上。使用一系列平坦層黏合並埋藏晶片載置器。
本發明在頂部發射器結構和底部發射器結構中都可以使用。在底部發射器結構中，底部電極12為透明的，例如，由ITO組成，而頂部電極16可為反射的，例如，由如鋁、銀或鎂的金屬或金屬合金組成。在底部發射器結構中，公共基板10也必須為透明的但在頂部發射器結構中不需要該項限制。在頂部發射器結構中，儘管頂電極16必須為透明的，底部電極12可以為反射的。第1圖所說明之本發明的一實施例可以為頂部發射器或底部發射器。
黏合層29可以形成在公共基板10的至少一部分上，並可使用以將晶片載置器黏合至公共基板10。一個或多個匯流排18可形成在公共基板10上，並使用以將電源信號、接地信號或控制信號傳導至晶片載置器20上的連接墊24。絕緣平坦化層30A可使導電匯流排18與發光材料層14絕緣。晶片載置器絕緣平坦化層30B可以類似地絕緣並保護晶片載置器20。
在頂部發射器結構或底部發射器結構中，可使用可選用的彩色濾光片(未顯示)過濾由發光材料層14發出的光。彩色濾光片可形成在公共基板10和第一電極12的至少一部分之間。彩色濾光片可直接形成在公共基板10的一部分上或形成在公共基板10上的其他層(未顯示)的一部分上。在頂部發射器實施例中，彩色濾光片可位於蓋(未顯示)上或直接在第二電極16上。在顯示裝置中，多個彩色濾光片可與多個晶片載置器和多個獨立可控制的底部電極使用，而形成具有不同顏色子像素的多個像素元件。該彩色濾光片在發光材料未在基板上圖案化的情況下尤其有用。或者，不同的發光材料可以在對應於底部電極的基板上圖案化，每個發光材料發出不同顏色光，以形成多色顯示。
根據本發明，一般在公共基板10上但不在晶片載置器20或第一電極12上塗覆的任意層可形成基板表面。僅在晶片載置器20和基板表面之間形成的任意層(如黏合層29)可認為是晶片載置器20的部分，從而將晶片載置器20黏合至基板表面，即使存在該圖案層。類似地，僅在第一電極12和基板表面之間形成的任意層(如彩色濾光片)可認為是第一電極12或基板表面的部分，從而第一電極12形成在基板表面上，即使存在該圖案層。或者，一個塗覆在基板10的一部分上但未延伸至晶片載置器20或第一電極12上、且包含不同材料或以不同步驟沉積的層可認為是形成基板表面的一部分。
現在，存在大量製造基礎設施以製造並銷售用於LCD工業的“彩色濾光片玻璃”。這些產品包括玻璃上圖案化的彩色濾光片、覆蓋圖案化的透明導體，通常為銦錫氧化物(ITO)。本發明的低成本實施例開始時具有該彩色濾光片玻璃作為基板，以及用於發光裝置的第一電極12。
在本發明的各種實施例中，第一電極可以與電導體在一共同步驟中形成，從而減少製作費用。一個或多個匯流排可形成在公共基板上，並且該等匯流排與第一電極12以一共同步驟形成。匯流排絕緣平坦化層30A可形成在一個或多個導電匯流排18和第一電極12之間。晶片載置器絕緣平坦化層30B可形成在晶片載置器20和連接墊24之上，並且在一個或多個發光材料層14或第二電極16下面。該匯流排絕緣平坦化層30A可與晶片載置器絕緣平坦化層30B以共同步驟形成。通過在共同步驟中形成本發明的元件，減少了製程步驟及成本。類似地，形成在晶片載置器20上的連接墊24和第一電極12之間的電極連接器82可以在第一電極12之前或第一電極12之後形成，或者最渴望地，與第一電極12同步形成以減少製程步驟和成本。
公共基板10可包括玻璃。匯流排18、頂部電極16或底部電極12或導體18可藉由蒸鍍或濺鍍如鋁或銀的金屬或金屬合金製成。利用在積體電路工業中建立良好的傳統技術形成晶片載置器20，並且利用在上述提到之共同待審、受讓的美國專利第12/191,478號中描述的方法將晶片載置器20定位於基板10上。絕緣平坦化層30A、30B可由樹脂製成。可使用商用材料(如苯並環丁烯苯並環丁烯)用以有效地黏合晶片載置器20至公共基板10，並且形成各種絕緣平坦化層30A、30B。
晶片載置器20與公共基板10分別地製造，然後將該晶片載置器20施加至公共基板10。晶片載置器較佳地利用製造半導體裝置的已知製程，使用矽或絕緣體上的矽(SOI)晶圓來製造。然後從黏合至顯示基板之前建構的該晶圓上分離每個晶片載置器。每個晶片載置器的結晶基底從而可以被認為是分離於公共基板的基板，並在其上設置晶片載置器電路。尤其是，獨立基板與形成像素於其上的公共基板10分離，並且結合獨立區域與用於多晶片載置器裝置的晶片載置器基板的面積小於公共基板10。晶片載置器具有結晶基板以提供高於例如薄膜非晶或多晶矽裝置之現有性能主動元件。晶片載置器較佳地可以具有100μm或更小的厚度，更較佳地為20μm或更小。這促進在晶片載置器的一部分上過渡層30的形成。
由於晶片載置器20形成在半導體基板中，利用現代光微影工具形成晶片載置器的電路。以該工具可以輕易地達到0.5微米或更小的特徵尺寸。例如，現代半導體生產線可實現90nm或45nm的線寬並可用於製作本發明的晶片載置器。因此，用於驅動像素的晶片載置器電路，例如用於每個像素的兩個電晶體，可製作的較小。然而，當將該晶片載置器組裝在公共基板之上時，也需要連接墊，用於形成電氣連接至提供在晶片載置器上的線路層。連接墊尺寸必須基於所使用在公共基板上之光微影工具的特徵尺寸(例如5μm)，以及晶片載置器與線路層的對準(例如+/-5μm)而改變大小。因此，連接墊可以為如15μm寬且具有連接墊之間5μm的空間。這意味著該連接墊將一般明顯大於晶片載置器中形成的電晶體電路。
連接墊24一般可形成在電晶體上之晶片載置器20的金屬化層中。渴望的是，製作具有盡可能小之表面積的晶片載置器以實現低製造成本。因此，連接墊及電晶體的尺寸和數目，而不是電晶體，可限制晶片載置器的尺寸。
本發明可用在具有多像素或多晶片載置器之基礎結構的裝置中，並可用在晶片載置器具有控制每個像素的電路作為主動矩陣元件或被動矩陣控制器的主動矩陣結構。當降低成本並提高性能為重要時，本發明提供優勢。尤其是，本發明實踐於有機或無機之主動矩陣LED裝置，並且在資訊顯示裝置中尤其有用。在一較佳實施例中，在此揭露的本發明用於由小分子或聚合OLED所組成的平板OLED裝置中，但並不限於Tang等人在1988年9月6日核發的美國專利第4,769,292號，以及Van Slyke等人在1991年10月29日核發的美國專利第5,061,569號。無機裝置，例如採用在形成多晶半導體矩陣中的量子點(例如，Kahen在美國公開第2007/0057263號所教示)，及採用有機或無機電荷控制層或是混合有機/無機的裝置都可以使用。有機或無機發光顯示器的許多結合和變化可用於製造該裝置，該裝置包括具有頂部發射器結構或底部發射器結構的主動矩陣顯示器。
本發明已詳細的以特定參考來說明其特定的較佳實施例，可理解的是，凡有在有關本發明之任何變更和修飾，皆仍應包括在本發明的精神和範圍內。
8．．．中間基板
10．．．公共基板
11．．．光學工作區域
12．．．第一電極/底部電極
14．．．發光材料層
16．．．第二電極/頂部電極
18．．．導體/匯流排
20．．．晶片載置器
21．．．晶片載置器位置
22A．．．頂側
22B．．．底側
24．．．連接墊
26．．．電連接器
28．．．中間基板上黏合層
29．．．公共基板上黏合層
30．．．過渡層
30A．．．絕緣平坦化層
30B．．．絕緣平坦化層
31A．．．互補結構
31B．．．結構
32．．．線路層
48．．．獨立基板/晶片載置器基板
50．．．紫外光
80．．．可控制的光電裝置/發光像素
82．．．電極連接器
100、110、120、125、130、135、140、145、150、155、160、165、170、175、180．．．步驟
第1圖為根據本發明實施例之晶片載置器像素控制電路和裝置的部分剖面圖；
第2圖為根據本發明實施例之第1圖的顯示裝置的部分底視圖；
第3圖為根據本發明另一實施例之晶片載置器的剖面圖；
第4圖為根據本發明又一實施例之具有地形結構的基板和晶片載置器的剖面圖；
第5A圖至第5E圖為根據本發明之方法顯示在製作本發明實施例中，顯示中間結構的晶片載置器和基板之部分剖面圖的逐步圖；以及
第6圖為說明本發明之方法的流程圖。
10．．．公共基板
12．．．第一電極/底部電極
14．．．發光材料層
16．．．第二電極/頂部電極
18．．．導體/匯流排
20．．．晶片載置器
21．．．晶片載置器位置
22A．．．頂側
22B．．．底側
24．．．連接墊
26．．．電連接器
30A．．．絕緣平坦化層
30B．．．絕緣平坦化層
32．．．線路層
48．．．獨立基板/晶片載置器基板
80．．．可控制的光電裝置/發光像素
82．．．電極連接器

Claims (6)

  1. 一種電子裝置，包括：一公共基板，包括包括複數個晶片載置器位置的一光學工作區域；複數個可控制的光電裝置，設置在該公共基板上的工作區域內，每個可控制的光電裝置適用於發光或吸收光；一線路層，包括形成在該公共基板上的複數個導體；以及複數個晶片載置器，位於該公共基板上之該等晶片載置器位置中，每個晶片載置器包括分離於該公共基板的一獨立基板，每個獨立基板包括相對於一頂側的一底側，且具有形成在該晶片載置器之該底側上的一個或多個連接墊，每個晶片載置器包括用於控制一個或多個可控制的光電裝置的功能的電路；以及複數個連接墊，形成在一個或多個晶片載置器之該頂側，其中以比該晶片載置器的該頂側更接近該公共基板的該晶片載置器的該底側，將該晶片載置器黏合至該公共基板，並且其中位於該晶片載置器之該底側的每個連接墊電氣連接至該複數個導體的其中之一。
  2. 一種電子裝置，包括：一公共基板，包括包括複數個晶片載置器位置的一光學工作區域；複數個可控制的光電裝置，設置在該公共基板上的工作區域內，每個可控制的光電裝置適用於發光或吸收光；一線路層，包括形成在該公共基板上的複數個導體；以及複數個晶片載置器，位於該公共基板上之該等晶片載置器位置中，每個晶片載置器包括分離於該公共基板的一獨立基板，每個獨立基板包括相對於一頂側的一底側，且具有形成在該晶片載置器之該底側上的一個或多個連接墊，每個晶片載置器包括用於控制一個或多個可控制的光電裝置的功能的電路，其中以比該晶片載置器的該頂側更接近該公共基板的該晶片載置器的該底側，將該晶片載置器黏合至該公共基板，其中每個連接墊電氣連接至該複數個導體的其中之一，其中一晶片載置器之該底側包括非平面凸出結構，以及 其中該電子裝置進一步包括：位於該公共基板上且包括與所需該等晶片載置器位置中的該等晶片載置器之形狀互補的一形狀的複數個互補結構，該等互補結構建構用以容置該等非平面凸出結構，且使該晶片載置器物理性地對齊該公共基板。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，其中該等連接墊和該等導體之間的一電連接器包括一異向性導電薄膜或一熱壓結合。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，其中該等可控制的光電裝置包括在一顯示器中的複數個像素、一影像感測器中的複數個感測器、或一光伏打電池中的複數個電流產生電路。
  5. 一種電致發光顯示裝置，包括：一公共基板，包括包括複數個晶片載置器位置的一顯示區域；複數個像素，設置在該公共基板上的該顯示區域內，每個像素包括：形成在該公共基板上的一第一電極、一個或多個發光材料層、以及形成在該一個或多個發光材料層上的一第二電極；一金屬線路層，包括形成在該公共基板上的複數個導體；複數個晶片載置器，位於該公共基板上的該等晶片載置器位置中，每個晶片載置器包括分離於該公共基板的一獨立基板，每個獨立基板包括相對於一頂側的一底側且具有形成在該晶片載置器之該底側上的一個或多個連接墊，每個晶片載置器包括用於控制至少一個像素的電路；以及複數個連接墊，形成在一個或多個晶片載置器之該頂側，其中以比該晶片載置器之該頂側更接近該公共基板的該晶片載置器之該底側，將該晶片載置器黏合至該公共基板，並且其中位於該晶片載置器之該底側的每個連接墊電氣連接至該複數個導體的其中之一，以及其中至少一連接墊連接至每個該第一電極或第二電極。
  6. 如申請專利範圍第2項所述的電子裝置，其中該等凸出結構位在該等導體之電氣路徑(electronical path)的外部。
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