TWI455078B

TWI455078B - 具有定向晶片載置器及匯流排之晶片載置器顯示器

Info

Publication number: TWI455078B
Application number: TW099113731A
Authority: TW
Inventors: Ronald S Cok
Original assignee: Global Oled Technology Llc
Priority date: 2009-04-29
Filing date: 2010-04-29
Publication date: 2014-10-01
Also published as: US20100277440A1; KR20120007512A; CN102414823B; WO2010126954A3; KR101658175B1; TW201044343A; JP2012525608A; WO2010126954A2; US8698391B2; CN102414823A; JP5395953B2; EP2425453A2

Description

具有定向晶片載置器及匯流排之晶片載置器顯示器

本發明涉及顯示裝置，該顯示裝置具有含有用來控制像素陣列之散佈、獨立的晶片載置器之基板。

平板顯示裝置廣泛地與計算裝置、可擕式裝置、以及娛樂用裝置如電視結合使用。這種顯示器典型地採用分佈在基板上的複數個像素以顯示影像。每個像素包含幾個、不同顏色的發光元件，通稱為子像素，典型地發出紅色、綠色、和藍色光以呈現出每個影像元素。如這裡所用，像素和子像素沒有區別並都稱為單一發光元件。各種平板顯示技術都已知，例如電漿顯示器、液晶顯示器、和發光二極體(LED)顯示器。

包含發光材料薄膜的發光二極體(LED)形成發光元件，優點在於平板顯示裝置並可用於光學系統中。由Tang等人於2002年5月7日公佈之美國專利第6,384,529號顯示出有機LED(OLED)彩色顯示器，其包括有機LED發光元件陣列。另外，無機材料可以應用並可以包括磷光晶體或多晶半導體矩陣內的量子點。也可以採用其他有機或無機薄膜，用於控制電荷注入、遷移、或阻擋發光薄膜材料，且都在現有技術中已知。材料放在具有封裝蓋層或板的電極間的基板上。當電流經過發光材料的時候，像素發出光。發光的頻率依照使用材料的自然屬性。在這種顯示器中，光通過基板(底部發射)或通過封裝蓋(頂部發射)，或以上兩者發出。

LED裝置可以包括圖形化光發射層，其中圖形中採用不同的材料，當電流經過材料的時候能發出不同顏色的光。另外，一種可採用單一發射層，例如，白光發射器，與形成全彩顯示器的彩色濾光片一起，如Cok申請標題為“具有增效的堆疊OLED顯示器”的美國專利第6,987,355號中所述。進一步被瞭解的是還可以採用不包括彩色濾光片的白色子像素，例如，如Cok等人申請之標題為“具有增強電效能的彩色OLED顯示器”的美國專利第6,919,681號中所述。Miller等人於2007年6月12日公佈的美國專利第7,230,594號與其他專利，揭露了採用未圖形化的白色發射器與四色像素一起的設計，四色像素包含紅色、綠色和藍色濾光片和子像素以及未濾光的白色子像素，以提高裝置的效率。

在平板顯示裝置中控制像素的兩種不同的方法通常為：主動矩陣控制和被動矩陣控制。在被動矩陣裝置中，基板不包括任意主動電元件(如，電晶體)。在分離的層內的列電極陣列和行電極的正交陣列形成在具有發光材料的基板上，該發光材料形成在列和行電極之間；列和行電極之間的交疊交叉形成發光二極體電極。外部驅動晶片進而依次為每列(或行)提供電流，而正交行(或列)提供適當的電壓，用於點亮列(或行)中每個發光二極體。因此，被動矩陣設計2n連接，產生出n² 獨立可控發光元件。然而，僅僅n個發光元件可以同時利用不同的電流啟動。被動矩陣驅動裝置還限制包括在裝置中的列(或行)的數量，因為列(或行)驅動的順序屬性產生頻閃。如果包括太多的列，頻閃可被感知。再者，驅動顯示器中整個列(或行)的電流可能出現問題，因為PM驅動的無影像預充電和放電步驟所需功率隨著PM顯示面積的增長而成為主導。這些問題限制了被動矩陣顯示的物理尺寸。

在主動矩陣裝置中，主動控制元件由半導體材料薄膜形成，例如，非晶矽或多晶矽，塗層在平板基板上。典型地，每個子像素通過一個控制元件控制，並且每個控制元件包括至少一個電晶體。例如，在簡單的主動矩陣有機發光(OLED)顯示器中，每個控制元件包括兩個電晶體(選擇電晶體和功率電晶體)和儲存說明子像素亮度的電荷的一個電容。每個發光元件典型地採用獨立的控制電極和公共電性連接的電極。發光元件的控制典型地通過資料信號線、選擇信號線、功率連接和接地連接提供。主動矩陣元件不會限制顯示而可在基板上分佈並用於其他需要局部空間控制的應用中。與被動矩陣裝置相比，相同數量的外部控制線(除了電源和接地)可以用於主動矩陣裝置中。然而，在主動矩陣裝置中，每個發光元件具有從控制電路來的分離驅動連接並為主動，儘管沒有選擇資料沉積的時候，從而去除頻閃。

一般，形成主動矩陣控制元件的先前技術方法典型地沉積半導體材料的薄膜，如矽，在玻璃基板上，進而通過光刻過程將半導體材料形成於電晶體和電容中。薄膜矽可以為非晶矽或多晶矽。與結晶矽晶圓中製作的傳統電晶體相比，由非晶矽或多晶矽製成的薄膜電晶體(TFT)相對較大並具有更低的性能。再者，這種薄膜裝置典型地具備經過玻璃基板的局部或大面積非均勻性，其導致電性能以及應用這種材料的顯示器的視覺表現的不均勻性。在這種主動矩陣設計中，每個發光元件需要與驅動電路單獨連接。

採用另外的控制技術，在美國專利申請公開號2006/0055864中Matsumura等人描述了用於驅動LCD顯示的結晶矽基板。該申請案描述了一種選擇性地傳送和固定由第一半導體基板製成的像素控制裝置至第二平面顯示基板上的方法。在文中顯示了像素控制裝置內的互連佈線和與匯流排的連接以及控制電極與像素控制裝置的連接。

由於傳統被動矩陣顯示設計侷限了發光元件的尺寸和數量，而使用TFT的主動矩陣設計具有更低的電性能和複雜的基板，則需要改進控制方法和顯示裝置的顯示結構，從而解決這些問題。

根據本發明，提供一種顯示裝置，包括：

a)一基板，具有一顯示區；

b)兩個或兩個以上的行驅動器晶片載置器，具有連接墊，每個行驅動器晶片載置器具有一長軸並位於該顯示區內的該基板上，每個行驅動器晶片載置器的該長軸在一列方向上定向；

c)一個或多個列驅動器晶片載置器，具有連接墊，每個列驅動器晶片載置器具有一長軸並位於該顯示區內的該基板上，每個列驅動器晶片載置器的該長軸在不同於該列方向的一行方向上定向；以及

d)一第一公共匯流排，在該顯示區內於該列方向上延伸，與每個該等列驅動器晶片載置器上的一連接墊連接，該第一公共匯流排進一步包括一個或多個電性連接的第一匯流排部分，該第一匯流排部分於該行方向上定向，每個第一匯流排部分與各別的行驅動器晶片載置器的一連接墊電性連接。

本發明之優勢在於，通過提供具有不同定向的列和行驅動器晶片載置器，匯流排所需的顯示面積減少，從而發射面積增加，並且改進了匯流排線路。進一步的優勢是匯流排可以在單層內佈線，減少了製造步驟。

參考第1圖，在本發明一個實施例中，顯示裝置包括具有顯示區11的基板10。具有連接墊24的兩個或以上的行驅動器晶片載置器20A位於顯示區11內基板10上且具有連接墊24的一個或以上的列驅動器晶片載置器20B也位於顯示區11內基板10上。如第11圖所示，行和列驅動器晶片載置器20A、20B每一個都具有長軸60和短軸62。典型地，行和列驅動器晶片載置器20A、20B為矩形，具有兩個比其他兩個邊長的相對邊，形成具有長尺寸和短尺寸的物理高寬比。晶片載置器的長軸60在長尺寸中；晶片載置器的短軸62在短尺寸中。每個行驅動器晶片載置器20A的長軸60定向於列方向。每個列驅動器晶片載置器20B的長軸60定向於不同於列方向的行方向上。在本發明的一個實施例中，列和行方向為正交。在本發明的另一實施例中，顯示區11為矩形並且列方向平行於顯示區11的一邊，行方向平行於鄰近該一邊的顯示區11的一邊。

複數個列電極16形成在顯示區11內的基板10上，在列方向上延伸，並且複數個行電極12形成在顯示區11內的基板10上，以不同於列方向的行方向內延伸。列和行方向任意指定並可以交換。列和行電極16、12交疊形成像素30。典型地，列方向與行方向正交並且像素30形成矩形陣列於基板10上。在本發明的各個實施例中，列和行電極16，12可以分成互相排斥組，從而形成像素30的互相排斥、分離的可控組32。每個像素組32可以經一個行驅動器晶片載置器20A和一個列驅動器晶片載置器20B驅動，如第1圖所示。行驅動器晶片載置器20A和列驅動器晶片載置器20B可以在每個像素組32中採用像素30的被動矩陣控制陣列。在本說明書中，列電極16推定為公共並與列驅動器晶片載置器20B連接。相同地，行電極12為獨立並與行驅動連接20A連接。再一次說明，實際指定為任意並且列和行驅動器以及列和行電極可以在本發明其他實施例中交換。在本發明另外實施例中，像素組32可以共用公共列電極16。一個列驅動器晶片載置器20B可以用於驅動列，如第2圖所示，從而裝置採用的行驅動器晶片載置器20A比列驅動器晶片載置器20B多。在本發明的不同實施例中，像素組32可以共用列電極16和列驅動器晶片載置器20B，如第3圖所示，從而裝置應用列驅動器晶片載置器20B比行驅動器晶片載置器20A多，並且共用列電極的列驅動器晶片載置器20B為並聯。

行和列驅動器晶片載置器20A和20B通過匯流排電性互連。匯流排為形成在基板10上的電導體，該匯流排將顯示區11內的各種晶片載置器20A、20B上的連接墊24與外部裝置連接，如控制器64(如第1圖所示)。晶片載置器20A、20B中的電路進而可以電性連接連接墊24從而運行裝置。匯流排可以形成，例如通過蒸發或濺射金屬或金屬合金，例如，鋁、銀或其他金屬或合金；或氧化銦錫、氧化鋅鋁、或其他金屬氧化物，從而傳導電流。匯流排可以圖形化，例如，通過使用現有技術中的掩膜或光刻方法。匯流排可以每一個都為獨立導體(如，導線)或導體的組並可以傳導，例如，控制信號、功率信號、或接地信號。

回到第4圖，在有益於本發明的各種實施例中說明各種匯流排。在第4圖中，在顯示區上連續延伸的公共匯流排形成在列方向上，平行於行驅動器晶片載置器20A的長軸。在顯示區中於列方向上延伸的額外的列驅動器匯流排44與一列內每個列驅動器晶片載置器20B上的連接墊24連接。這種列驅動器匯流排44在列內將每個列驅動器晶片載置器20B電性連接，但不直接與行驅動器晶片載置器20A連接，從而不是公共匯流排。

在顯示區上列方向上延伸的第一公共匯流排40A與行和列驅動器晶片載置器20A、20B的每一個的頂部上的連接墊24電性連接，第一公共匯流排40A在列方向上經過列驅動器晶片載置器20B的每一個。另外，如第12圖所示，第一公共匯流排40A可以在列驅動器晶片載置器20B的每一個的下面經過並連接位於晶片載置器底下的連接墊24。第一公共匯流排40A可以與列驅動器晶片載置器20B電性連接，於列驅動器晶片載置器20B之處匯流排40A通過連接墊24從列驅動器晶片載置器20B的上面或下面經過。回到第4圖，第一公共匯流排40A進一步包括在行方向上定向並電性連接至第一公共匯流排40A的一個或多個第一匯流排部分40B，每個第一匯流排部分40B電性連接至每個行驅動器晶片載置器20A的連接墊24。第二公共匯流排42A，與在顯示區上於列方向上延伸的第一公共匯流排40A相似，與每個列驅動器晶片載置器20A、20B上的連接墊24電性連接，第二公共匯流排42A在列方向上從列驅動器晶片載置器20B的每一個的上面或下面經過。第二公共匯流排42A可以與列驅動器晶片載置器20B連接，在列驅動器晶片載置器20B之處匯流排42A通過連接墊24從列驅動器晶片載置器20B的上面或下面經過。第二公共匯流排42A進一步包括在行方向上定向並與第二公共匯流排42A電性連接的一個或以上的第二匯流排部分42B，每個第二匯流排部分42B自行驅動器晶片載置器20A的一邊與每個行驅動器晶片載置器20A的連接墊24電性連接，該邊係相對於與第一匯流排部分40B電性連接之行驅動器晶片載置器20A的一邊。從而，一個公共匯流排(如40A、40B)於列驅動器晶片載置器20B的一邊和行驅動器晶片載置器20A電性連接，並且另一公共匯流排(如42A、42B)於列驅動器晶片載置器20B的相對邊上和不同的行驅動器晶片載置器20A電性連接。公共匯流排係與每一晶片載置器直接連接。公共匯流排(如，40A、42A)可以連續形成在顯示區上。功率和接地信號尤其是合適於公共匯流排，由於匯流排典型地具有最高導電率並可以導通最大量的電流而不會在匯流排內產生阻熱。控制或時脈線也可以，但不是必須地，與所有晶片載置器連接。列驅動器匯流排44可以位於第一和第二公共匯流排40A、42A之間。列驅動器匯流排44也可在顯示區內連續，但還可通過晶片載置器間接電性連接至其他連接墊24和晶片載置器。這個佈局允許公共匯流排直接連接至每一晶片載置器並且列驅動器匯流排44連接至公共層內的驅動晶片載置器20B，例如佈線、匯流排、或金屬層。

本發明的優點在於匯流排可以更簡單地佈置並形成在單一、公共層中，並仍以公共匯流排直接連接每個晶片載置器。這種公共層減少了製造步驟。直接匯流排連接增加導電性。額外的匯流排可以形成在公共層中並以各種方式與列驅動器晶片載置器電性互連。

為了便於連接墊24與列和行電極16、12以對稱方式電性連接，在本發明一個實施例中，第一公共匯流排40A或第二公共匯流排42A與列驅動器晶片載置器上的中心連接墊連接。列驅動器匯流排44，如果存在，也可與晶片載置器20B上的中心連接墊連接。如果在列中存在奇數的連接墊，中心連接墊為晶片載置器上連接墊24的列中央內的連接墊，(如，七個連接墊行中的第四個連接墊)。另外，如果晶片載置器中存在偶數個連接墊，中心連接墊可以為晶片載置器上靠近連接墊24列中央的兩個連接墊之一(如，在八個連接墊中的第四和第五連接墊)。本發明的圖式說明每個晶片載置器中的單列連接墊，但本發明並不侷限於這個實施例。多列連接墊，例如兩個列，可以被採用。中心連接墊進而為在晶片載置器的長方向上晶片載置器的中央，或最靠近中央的墊兩者之一。在本發明實施例中，列驅動器匯流排44位於第一和第二公共匯流排40A和42A之間，從而便於將第一和第二公共匯流排40A、42A與行驅動器晶片載置器20A連接並使得匯流排在單層內形成。

根據本發明的各種實施例，其他匯流排也可以形成在顯示區中。通過匯流排為形成在基板上之匯流排，其與晶片載置器上的第一連接墊連接，通過晶片載置器至第二連接墊，然後再與基板上形成的匯流排線連接。因此，通過匯流排包括一序列的總線段、連接墊、和形成具有不同物理線段的電性連續匯流排的晶片載置器連接。根據本發明的實施例，第一通過匯流排46在顯示區上的列方向上延伸，在第一連接墊24上與行驅動器晶片載置器20A連接，通過行驅動器晶片載置器20A並將行驅動器晶片載置器20A的第二連接墊24與另一通過總線段46A連接。通過匯流排46可以進而在基板10上連續至另一行驅動器晶片載置器20A並通過它。相似地，第二通過匯流排48在顯示區11上的行方向上延伸，連接列驅動器晶片載置器20B，在第一連接墊24處，通過列驅動器晶片載置器20B並與列驅動器晶片載置器20B的第二連接墊24連接。通過匯流排允許匯流排在正交於其他匯流排的方向上延伸穿過顯示區，尤其為在顯示區11中連續的公共匯流排。通過匯流排48，例如，在顯示區正交於第一和第二公共匯流排40A、42A的方向上傳輸信號。通過匯流排(如，46、48)還可以連接至晶片載置器，該晶片載置器長軸定向正交於通過匯流排的方向。例如，通過匯流排48可以連接晶片載置器20A上的連接墊24，如第4圖所示。通過匯流排(如，46、48)還可使和所有的匯流排電性連接成為可能；也就是通過匯流排46、48可以將每一晶片載置器與公共信號電性連接。例如，通過匯流排48可以通過晶片載置器20A上的連接墊24與通過匯流排46電性連接。另外，如第12圖所示，通過匯流排46可以擺脫第一晶片載置器，在第二晶片載置器上面或下面經過不與之連接，然後連接另一邊的第三晶片載置器。例如，通過匯流排48可以在晶片載置器20A上面經過(而不與之連接)而與晶片載置器20A兩邊的列驅動器晶片載置器20B連接，從而消除了在行驅動器晶片載置器20A上對應連接墊的需要。

參考第5圖，行和列驅動器晶片載置器20A，20B也可以不需要通過匯流排而被連接。例如，晶片載置器20A內的信號可以利用電晶片載置器連接47與列驅動器晶片載置器20B(或相反)連接。電晶片載置器連接47可以為直線或具有非直線、直線路徑、或曲線路徑。行和列驅動器晶片載置器20A、20B的中心可以在公共線上定向(如第4圖所示)。另外，行驅動器晶片載置器的中心可以從列驅動器晶片載置器的中心在水平方向內偏移，如第1、2、3和5圖所示。

在本發明一個實施例中，行驅動器晶片載置器20A在規律矩陣中規律分佈，列驅動器晶片載置器20B也如此，例如如第1、2和3圖中所示。在另外實施例中，交替的像素組以及其控制晶片載置器形成為彼此的鏡像影像，在列或行兩者之一方向中，或在兩個方向中。參考第6A圖，例如，第二列像素組為第一列的鏡像影像。相同地，第四列的像素組以及其控制晶片載置器為自第三列之鏡像影像。參考第6B圖，在列和行中的像素組和晶片載置器控制器在交替行和交替列中形成為鏡像影像。第7圖為像素組的匯流排佈局之更詳細的說明，該些像素組為行方向中相鄰像素組的鏡像影像，對應第6A圖。在這種排列中，行方向中的通過匯流排(如，通過匯流排48)可以連接每個列驅動器晶片載置器20B之間的兩個行驅動器晶片載置器20A或者可以在每個列驅動器晶片載置器20B之間的兩個行驅動器晶片載置器20A上面或下面通過。相同地，第一和第二公共匯流排部分40B、42B每一個可與兩個晶片載置器20A連接。通過匯流排46包括在晶片載置器之間連接至連接墊24的總線段46A、46B。在本發明一個實施例中，分離的總線段46A、46B針對兩個通過匯流排46而採用於晶片載置器(如圖式的頂部)之間。在另一實施例中，採用一個總線段46A並且相鄰晶片載置器通過短、晶片載置器間連接46C共用通過匯流排。

以交替鏡像影像形成像素組的一種方式是解決不均勻性的潛在問題。因為列和行電極不是完全導電，列和行電極內的一些電壓降導致遠離驅動晶片載置器的像素的亮度降低。通過在交替鏡像影像中形成像素組和晶片載置器，距離晶片載置器最遠的像素不會靠近最靠近晶片載置器的像素。因此，由於列或行電極的電壓降導致像素亮度的變化感知將減少，因為亮度的變化將較緩和並且沒有更亮的像素將立即鄰近調光像素。

外部控制器64(第1圖)將公共匯流排42A和通過匯流排46上的信號提供至行和列驅動器晶片載置器(20A、20B)。行和列驅動器晶片載置器(20A、20B)包括電路從而提供電流至列和行電極16、12。電流流過列和行電極16、12之間形成的發光材料14(第8A圖，第8B圖)，導致發光材料14發光。控制器64和行和列驅動器晶片載置器(20A、20B)為每個電極列16依次提供電流，而資料提供在每個行電極12上，從而每個像素組32中的一列像素30根據行電極12提供的電流同時發光。每個像素組32中的每列像素30將發出足夠亮的光與足夠頻率以防止頻閃，並在顯示器11中的像素30上提供感知影像。

在本發明實施例中，列和行電極16、12可以形成在另外的層中並且每個像素組32可以具有由列驅動和行驅動器晶片載置器控制的被動矩陣控制，該列驅動器晶片載置器和行驅動器晶片載置器對應行驅動和列驅動器晶片載置器20A和20B。根據本發明，由列和行電極16、12交疊形成的像素30區分為像素組32，由分離的行驅動器晶片載置器20A控制。列驅動器晶片載置器20B可以在像素組32之間共用，列電極12也是可以的。

第9圖中說明了列和行電極16、12更詳細的內容。形成在基板10上的列電極16和行電極12交疊形成定義像素組32的像素30。行驅動器晶片載置器20A通過行驅動器晶片載置器20A上形成的連接墊24與行電極12電性連接。在這個實施例中，列驅動器為列驅動器晶片載置器20B，該列驅動器晶片載置器20B通過列驅動器晶片載置器20B上形成的連接墊24與列電極16電性連接。

第8A圖為第9圖內所示裝置的實施例的剖面8A、8A’。參考第8A圖，具有與顯示基板10分開的晶片載置器基板28的行驅動器晶片載置器20A與基板10黏接並內嵌於黏接層18。行驅動器晶片載置器20A包括電路22。行驅動器晶片載置器20A可以具有不同於列驅動器晶片載置器20B的電路。例如，行驅動器晶片載置器20A可以採用行驅動器，而列驅動器晶片載置器20B(第8B圖)可以採用列驅動器。行電極12與晶片載置器20A上形成的連接墊24電性連接。發光材料14位於行電極12上，而列電極16形成在發光材料14上。(列電極16顯示為在晶片載置器20A上，儘管為了清楚，第9圖中省略對應的列電極)。發光材料14可以包括多層發光材料14，以及各種在有機和無機發光二極體技術領域中已知的電荷控制層。電極12、16和發光材料14形成發光二極體15。第8B圖為第9圖內所示裝置之實施例的8B、8B’剖面。參考第8B圖，具有分離的晶片載置器基板28的列驅動器晶片載置器20B係黏接於基板10並內嵌於黏接層18。列驅動器晶片載置器20B包括不同於行驅動器晶片載置器20A之電路的電路22。列電極16通過接孔50與形成在列驅動器晶片載置器20B上形成的連接墊24電性連接。在第8A圖中，交疊行電極12和列電極16的區域形成像素30，該像素30當電流經過發光材料14的時候，可以發光。該電流利用行驅動器晶片載置器20A和列驅動器晶片載置器20B從列電極16和行電極12通過連接墊24，經行驅動器晶片載置器20A和列驅動器晶片載置器20B中的晶片電路22控制。

本發明可以用於頂部發射結構和底部發射結構。然而，如第8A圖和第8B圖中所示，晶片載置器(20A、20B)位於列和行電極16、12底下的層中並佔用基板10上的空間。再者，線連接晶片載置器(20A，20B)、列電極12、和行電極16(圖中未示)，佔用電極之間更多的空間。因此，頂部發射結構為最佳，從而裝置的發射面積增加。

第10圖為說明四個像素組32A、32B、32C、32D的俯視圖，每個像素組具有獨立的列電極16和行電極12以及分離的行驅動器晶片載置器20A、21A、23A、25A和列驅動器晶片載置器20B、21B、23B、25B。晶片載置器連接墊24繪出，但在晶片載置器(20A、21A、23A、25A、20B、21B、23B、25B)之間或連接墊24和電極16、12之間的連接線未繪出。在本圖中，像素組32A由行驅動器晶片載置器20A和列驅動器晶片載置器20B控制。像素組32B由驅動器晶片載置器控制器21A和列驅動器晶片載置器20B控制。像素組32C由驅動器晶片載置器控制器23A和列驅動器晶片載置器23B控制。像素組32D由驅動器晶片載置器控制器25A和列驅動器晶片載置器25B控制。像素組內或基板上的晶片載置器的相對位置不重要，只要組行電極恰當地連接至行驅動器晶片載置器並且組列電極恰當地連接至列驅動器晶片載置器。

在掃描列控制的任意像素陣列中，頻閃為一考量點。典型地，被動矩陣顯示裝置限制大約100列。如果包括更多的列，裝置無法在列中足夠快的循環以防止感知的頻閃。相反，本發明的優點在於電極長度大大縮短，從而電極可以以更快的速度控制。再者，通過形成分離控制的像素組，多列可以同時致能，大大減少了依次驅動列的數量。因此，使用本發明，可以構造出非常大規模的像素陣列，其提供優質影像品質。由於基板上不需要構建主動矩陣薄膜電晶體(典型地在高溫下)，可以大大減少製造成本並且採用更多種類的基板材料，例如，柔性、塑膠基板。通過如所述地佈置晶片載置器，公共匯流排可以在單佈線層內與晶片載置器連接。

本發明降低了先前技術中花費的成本。傳統的，主動矩陣背板採用相對低性能和昂貴的薄膜半導體材料。列驅動器晶片載置器不需要具有與行驅動器晶片載置器相同數量的連接墊，或者相同佈局的連接墊。另外，列驅動器晶片載置器驅動的列數不需要與行驅動器晶片載置器驅動的行數一樣。列驅動和行驅動器晶片載置器可以位於各種不同的位置上，只要與對應的列或行電極電性連接就可。通常選擇位置以用於提供電性連接的佈線路徑至晶片載置器以及以適合所採用的製造過程之需求的位置容許限度將晶片載置器之間相互分開。再者，列驅動器晶片載置器的技術、製程、或結構不同於行驅動器晶片載置器的技術、製程、或結構。結構意指製程限制、材料、和用於構建列和行驅動器晶片載置器的製造過程。例如，一個晶片載置器可以採用數位設計、過程、和材料以及其他類比。另外，一個晶片載置器可以採用相對高壓設計、過程、和材料而另一個晶片載置器為相對低壓。再一次說明，一個晶片載置器可以採用半導體基板材料或摻雜(如，n-或p-摻雜)，而另一個晶片載置器為不同材料或摻雜。晶片載置器還可以採用不同電路圖。

在本發明另一實施例中，晶片載置器連接墊可以直接與列或行電極連接。然而，這種連接可能導致晶片載置器比所需的更大。連接墊可以以佈線連接至列電極。可以採用接孔來連接一個佈線層至另一個或至連接墊，且該接孔形成在例如行電極之間，從而避免行電極之間的電氣短路。由於連接墊與列和行電極之間必須具大量的佈線，則頂部發射配置為優選，其中頂部電極為透明而底部電極可為反射性。基板還可以為不透明。顯示裝置可以包括複數個列驅動器晶片載置器和分離的複數個行晶片載置器，分佈在顯示區內的基板上。

晶片載置器可以沿晶片載置器的長軸具有單列或多列連接墊。列驅動器晶片載置器內的電路可不同於行驅動器晶片載置器內的電路。尤其，列驅動器採用具有較低資料速率之非常簡單的電路但可切換成比行驅動器較大的電流。另外，列驅動器晶片載置器控制的列數可不同於行驅動器晶片載置器控制的行數。從而，不同的電路可用在不同的驅動器中，或者甚至不同的製造過程或技術可用於製造不同的驅動器。

晶片載置器可以通過匯流排或通過多個匯流排(為了圖片清晰，沒有在圖式中顯示)與外部控制器連接。匯流排可以為串聯，並聯或點對點匯流排並可以為數位或類比。串聯匯流排是指資料在電性分離的電連接上從一個晶片載置器再傳輸至下一個。並聯匯流排是指資料在電性公共的電連接上同時傳播至所有晶片載置器。匯流排與晶片載置器連接以提供信號，如功率、接地、資料或選擇信號。可以採用分別連接至一個或以上的控制器的一個以上的匯流排。

在運作中，控制器根據顯示裝置的需要接收和處理資訊信號並通過一個或以上的匯流排將處理後的信號和控制資訊發送至裝置中的每個晶片載置器。處理過的信號包括每個發光像素元件對應相應的列和行驅動器晶片載置器的照明資訊。照明資訊可以儲存在對應每個發光像素元件的類比或數位記憶元件中。晶片載置器進而依次啟動所連接的列和行電極。當啟動像素的列和行電極兩者的時候，電流可以通過列和行電極定義的像素從而發光。典型地，藉由同時啟動所有組行電極和一列電極(或相反)來同一時間啟動像素組中的每組列電極內的列電極。行電極經過控制以提供列內每個像素所需的各個亮度。然後，選擇第二列，重複過程直到所有列被啟動而且所有像素發光。過程可進而重複。分離的像素組可以獨立運作。應注意到“列”和“行”的指定是任意的並且列和行電極的功能和相對位置可以相反。

儘管顯示裝置中分別的列(或行)的依次啟動可以引發頻閃，採用複數、獨立控制的像素組減少每個分別控制像素組中的列或行的數量。由於像素組同時啟動，頻閃可以大大減少。另外，由於組列電極和組行電極可以僅僅在像素組內連接，組列電極和組行電極可能縮短，減少電極電容和阻抗以及晶片載置器中的高功率驅動電路，並且減少顯示器的功率消耗。因此，延長了每個像素列(或行)發光的時間，頻閃減少，以及在所需亮度降低了電流密度。

匯流排可以提供各種信號，包括時序(如，時脈)信號、資料信號、選擇信號、功率連接、或接地連接。信號可以為類比或數位，例如數位位址或資料值。類比資料值可以提供為電荷。儲存暫存器可以為數位(例如包含觸發)或類比(例如，包含儲存電荷的電容)。

控制器可以以晶片載置器實現並固定於基板。控制器可以位於基板的週邊或可以在基板的外部，並可以在傳統的積體電路中採用。

根據本發明各種實施例，晶片載置器可以以各種方式構建，例如以一列或兩列連接墊沿晶片載置器的長尺寸的方式。互連匯流排和線路可以利用各種材料形成並使用各種方法在裝置基板上沉積。例如，互連匯流排和線路可以為蒸發金屬或濺射金屬，例如鋁或鋁合金。另外，互連匯流排和線路可以通過固化導電油墨或金屬氧化物製成。在一個成本優勢的實施例中，互連匯流排和線路形成在單層中。

本發明尤其有益於採用大裝置基板，如玻璃、塑膠、或箔，之具有複數晶片載置器在裝置基板上規律排列佈置的多像素裝置實施例。每個晶片載置器可以根據晶片載置器中的電路並為回應控制信號來控制裝置基板10上形成的複數個像素。獨立像素組或多像素組可以位於平鋪元件上，其可以組裝形成整個顯示器。

根據本發明，晶片載置器在基板上提供分佈的像素控制元件。晶片載置器與裝置基板相比為相對小的積體電路並包括含線路、連接墊、被動元件如電阻或電容、或主動元件如電晶體或二極體，形成在獨立基板上的電路。晶片載置器與顯示基板分別獨立製造，然後應用於顯示基板上。晶片載置器最好使用矽或絕緣體上矽(SOI)晶圓，使用製造半導體裝置的已知過程。每個晶片載置器然後在安裝於裝置基板之前分離。每個晶片載置器的結晶基底進而可以當做分離於裝置基板的基板並在其上設置晶片載置器電路。複數個晶片載置器進而具有與裝置基板分離並互相分離的複數個對應基板。尤其，單獨的基板與形成像素的基板分離，並且獨立的，晶片載置器基板的面積總和在一起小於裝置基板的面積。晶片載置器可以具有結晶基板，從而提供比例如薄膜非晶矽或多晶矽裝置中更高性能的主動元件。晶片載置器最好具有100um或以下的厚度，以及更優選地為20um或以下的厚度。這便於晶片載置器上黏合劑和平面材料的形成，進而可使用傳統旋轉塗層技術。根據本發明的一個實施例，結晶矽基板上形成的晶片載置器排列為幾何陣列並利用黏合劑或平面化材料黏接於裝置基板。晶片載置器的表面上的連接墊用於將每個晶片載置器與信號線、功率匯流排和列或行電極連接，從而驅動像素。晶片載置器可以控制至少四個像素。

由於晶片載置器形成在半導體基板內，晶片載置器的電路可以使用現代光刻工具形成。利用這些工具，可得到0.5微米或以下的特徵尺寸。例如，現代半導體製造線可以獲得90nm或45nm的線寬並可以用於製造本發明中晶片載置器。但晶片載置器當裝配在顯示基板上時，也需要在晶片載置器上提供電性連接至佈線層的連接墊。連接墊的尺寸基於顯示基板上使用的光刻工具的特徵尺寸(例如5um)以及晶片載置器至佈線層的校對(例如+/-5um)。因此，連接墊可以，例如，為15um寬度並具有5um墊的間距。墊從而通常明顯大於晶片載置器內形成的電晶體電路。

墊通常可形成在晶片載置器上的金屬化層內覆蓋在電晶體上面。其為期望的使晶片載置器的表面積盡可能越小越小好以降低製造成本。

通過採用具有獨立基板的晶片載置器(如，包含結晶矽)，其電路的性能高於直接在基板上(如，非晶矽或多晶矽)形成的電路性能，從而提供具有更高性能的裝置。由於結晶矽不僅僅具有更高的性能而且具有更小的主動元件(如，電晶體)，電路尺寸大大減少。有用的晶片載置器還可以使用微機電(MEMS)結構形成，例如如Yoon、Lee、Yang和Jang在資訊顯示協會的技術論文文摘2008年3.4，第13頁“在驅動AMOLED中MEMs開關的新型使用”中描述的內容。

裝置基板可以包括由蒸發或濺射金屬或金屬合金如鋁或銀，製成的玻璃和佈線層，利用現有技術已知的光刻技術在平面化層(如樹脂)上圖形化形成。晶片載置器使用積體電路工業中廣泛應用的傳統技術形成。

本發明可採用於具有多像素基礎結構的裝置中。尤其，本發明可以在LED裝置中實施，有機或無機，並尤其適用於資訊顯示裝置。在優選實施例中，本發明用於平面OLED裝置中，其由小分子或聚合OLED構成，但不侷限於，如Tang等人於1988年9月6日公告的美國專利第4,769,292號和Van Slyke等人於1991年10月29日公告的美國專利第5,061,569號中所描述的內容。無機裝置，例如，採用多晶矽半導體矩陣中形成的量子點(例如，Kahen在美國專利公開第2007/0057263號中所教示的內容)，並採用有機或無機電荷控制層，或還可採用混合有機/無機裝置。有機或無機發光顯示器的很多組合和種類可以用於製造這種裝置，包括具有頂部或底部發射結構的主動矩陣顯示器。

本發明特定參考其優選實施例進行詳細描述，但可以理解的是可在本發明的精神和範圍內產生變換和修改。

8A、8A’．．．剖面

8B、8B’．．．剖面

10．．．基板

11．．．顯示區

12．．．行電極

14．．．發光材料

15．．．發光二極體

16．．．列電極

18．．．黏接層

20A．．．行驅動器晶片載置器

20B．．．列驅動器晶片載置器

21A．．．驅動器晶片載置器控制器

21B．．．列驅器動器晶片載置器

22．．．電路

23A．．．驅動器晶片載置器控制器

23B．．．列驅動器晶片載置器

24．．．連接墊

25A．．．驅動器晶片載置器控制器

25B．．．列驅動器晶片載置器

28．．．基板

30．．．像素

32．．．像素組

32A．．．像素組

32B．．．像素組

32C．．．像素組

32D．．．像素組

40A．．．公共匯流排

40B．．．匯流排部分

42A．．．公共匯流排

42B．．．匯流排部分

44．．．列驅動器匯流排

46．．．通過匯流排

46A．．．通過總線段

46B．．．通過總線段

46C．．．通過總線段

47．．．晶片載置器連接

48．．．通過匯流排

50．．．接孔

60．．．長軸

62．．．短軸

64．．．控制器

第1圖為根據本發明實施例中具有六個像素組的基板平面圖，每個像素組包括分離的列驅動器晶片載置器和分離的行驅動器晶片載置器；

第2圖為根據本發明實施例中具有六個像素組的基板平面圖，每個像素組包括分離的行驅動器晶片載置器，像素組中之三個共用公共列電極和列驅動器晶片載置器；

第3圖為根據本發明實施例中具有四個像素組的基板平面圖，每個像素組包括分離的列驅動器晶片載置器和共用列驅動器晶片載置器的成對像素組；

第4圖為根據本發明實施例中具有公共匯流排和通過匯流排的列和行驅動器晶片載置器的示意圖；

第5圖為根據本發明另外的實施例中具有公共匯流排的列和行驅動器晶片載置器的示意圖；

第6A圖為根據本發明實施例中具有十二個像素組的基板平面圖，每個像素組包括在垂直方向內以交替鏡像影像佈局排列之分離的列驅動器晶片載置器和分離的行驅動器晶片載置器；

第6B圖為根據本發明實施例中具有四個像素組的基板平面圖，每個像素組包括在垂直方向和水平方向以交替鏡像影像佈局排列之分離的列驅動器晶片載置器和分離的行晶片載置器；

第7圖為根據本發明實施例中具有如第6A圖排列的公共匯流排和通過匯流排的列和行驅動器晶片載置器的示意圖；

第8A圖為根據本發明實施例中列驅動器晶片載置器的局部剖面圖；

第8B圖為根據本發明實施例中行驅動器晶片載置器的局部剖面圖；

第9圖為根據本發明實施例中具有像素組、組列和行電極、列驅動器晶片載置器、和行驅動器晶片載置器的基板部分的平面圖；

第10圖為根據本發明實施例中具有四個像素組、組列和行電極、列驅動器晶片載置器、和行驅動器晶片載置器的基板部分的平面圖；

第11圖為根據本發明實施例中具有已標示長軸的晶片載置器的平面圖；以及

第12圖為根據本發明另外實施例中具有公共匯流排和通過匯流排的列和行驅動器晶片載置器的示意圖。

因為圖式中的各種層和元件具有相當不同的尺寸，圖式不會按照尺度繪製。