專利名稱：電致發(fā)光顯示器中的故障檢測的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在具有基板的顯示設(shè)備中的故障檢測，該基板具有用于控制像素陣列和用于與像素陣列通信的分布的、獨立的小芯片(Chiplet)。
背景技術(shù)：
平板顯示裝置廣泛地與計算裝置相結(jié)合使用，在便攜式裝置中使用，以及用于諸如電視機的娛樂裝置。這種顯示器通常采用分布在基板上的多個像素來顯示圖像。各個像素均包含通常發(fā)射紅光、綠光和藍光以表現(xiàn)各圖像元素的若干個不同顏色的發(fā)光元件(通稱為子像素)。如在本文中所使用，像素和子像素不加以區(qū)分，并且稱為單個發(fā)光元件。已知多種平板顯示器技術(shù)，例如，等離子體顯示器、液晶顯示器和發(fā)光二極管(LED)顯示器。包含形成發(fā)光元件的發(fā)光材料薄膜的發(fā)光二極管(LED)在平板顯示裝置中具有許多優(yōu)點，并可以用于光學(xué)系統(tǒng)。Tang等人的美國專利No. 6，384，5 示出了一種包括有機 LED發(fā)光元件陣列的有機LED(OLED)彩色顯示器。另選地，可采用無機材料，該無機材料可在多晶半導(dǎo)體基體中包括磷光晶體或量子點。還可采用其它有機或無機材料薄膜來控制對發(fā)光薄膜材料的電荷注入、電荷傳輸或電荷阻斷，這些在本領(lǐng)域中均是已知的。這些材料被布置在電極之間且在基板上，并且具有封裝覆蓋層或封裝覆蓋片。當(dāng)電流通過發(fā)光材料時， 從像素發(fā)出光。所發(fā)射的光的頻率依賴于使用的材料的性質(zhì)。在這種顯示器中，光可以透過基板(底部發(fā)射體)或透過封裝覆蓋物(頂部發(fā)射體)或者透過這二者發(fā)出。然而，由于使用有機材料，具體地說，有機材料的效率降低。LED裝置可包括構(gòu)圖的發(fā)光層，其中在圖案中采用了不同材料，以當(dāng)電流流過這些材料時發(fā)射不同顏色的光。另選地，如在Cok的美國專利No. 6，987，355中教導(dǎo)的那樣， 可采用單一發(fā)光層(例如，白光發(fā)射體)和濾色器一起以形成全彩色顯示器。還已知例如 Cok等人在美國專利No. 6，919，681中教導(dǎo)的那樣，采用不包括濾色器的白色子像素。提出了一種設(shè)計，該設(shè)計采用未構(gòu)圖的白光發(fā)射體與包括紅色、綠色和藍色濾色器和子像素的四色像素以及不濾色的白色子像素來提高裝置的效率(例如，參見Miller等人的美國專利 No. 7，230，594)?？傮w上已知兩種不同方法來控制平板顯示裝置中的像素有源矩陣控制和無源矩陣控制。在無源矩陣裝置中，基板不包括任何有源電子元件(如晶體管)。在基板上形成有行電極陣列和處于分開的層中的正交的列電極陣列；行電極與列電極之間的重疊交叉部形成發(fā)光二極管的電極。外部驅(qū)動器集成電路(芯片)接著順序地向各行(或列)提供電流， 同時正交的列(或行)提供適當(dāng)?shù)碾妷?，以使?或列)中的各發(fā)光二極管發(fā)光。因此，無源矩陣設(shè)計采用2η個連接以產(chǎn)生η2個可單獨控制的發(fā)光元件。但是，因為行(或列)驅(qū)動的順序特性造成閃爍，無源矩陣驅(qū)動裝置在裝置中可包括的行(或列)的數(shù)量方面受到限制。如果包括太多的行，則閃爍可以變?yōu)榭刹煊X的。而且，隨著PM顯示器的面積增加，PM驅(qū)動中非成像預(yù)充電步驟和放電步驟所需要的功率變得顯著，因此驅(qū)動顯示器中的整行(或列)所需要的電流可能會成為問題。這些問題限制了無源矩陣顯示器的物理尺寸。
在有源矩陣裝置中，有源控制元件由半導(dǎo)體材料(例如，涂敷在平板基板上的非晶硅或多晶硅)的薄膜形成。通常，各個子像素均由一個控制元件控制，并且各個控制元件均包括至少一個晶體管。例如，在簡單的有源矩陣有機發(fā)光(OLED)顯示器中，各個控制元件均包括兩個晶體管(選擇晶體管和功率晶體管)以及用于存儲規(guī)定子像素亮度的電荷的一個電容器。各發(fā)光元件通常采用獨立的控制電極和公共地電氣連接的電極。對發(fā)光元件的控制通常是通過數(shù)據(jù)信號線、選擇信號線、電源連接和接地連接來提供的。有源矩陣元件不必限于顯示器，并且可以分布在基板上并且在需要空間分布控制的其它應(yīng)用中采用?？梢栽谟性淳仃囇b置中使用與無源矩陣裝置中相同數(shù)量的外部控制線(除了電源和接地以外)。但是，在有源矩陣裝置中，各發(fā)光元件具有與控制電路分開的驅(qū)動連接，并且即使當(dāng)未被選擇用于數(shù)據(jù)存放時也是有源的，因此消除了閃爍?！N形成有源矩陣控制元件的常見的現(xiàn)有技術(shù)方法通常在玻璃基板上沉積諸如硅的半導(dǎo)體材料的薄膜，接著通過光刻工藝將半導(dǎo)體材料形成為晶體管和電容器。薄膜硅可以是非晶的或多晶的。與晶體硅片制成的常規(guī)晶體管相比，由非晶硅或多晶硅制成的薄膜晶體管(TFT)相對較大并且性能較低。而且，這樣的薄膜器件通常在玻璃基板上顯現(xiàn)出局部的或大面積的不均勻性，這導(dǎo)致采用這樣的材料的顯示器的電氣性能和視覺表現(xiàn)的不統(tǒng)一。在這樣的有源矩陣設(shè)計中，各發(fā)光元件要求對驅(qū)動電路的單獨連接。采用另選的控制技術(shù)，Matsumura等人在美國專利申請公報No. 2006/0055864中描述了用于驅(qū)動LCD顯示器的晶體硅基板。Matsumura等人描述了用于把由第一半導(dǎo)體基板制成的像素控制器件選擇性地轉(zhuǎn)移并固定到第二平坦顯示基板上的方法。示出了像素控制器件內(nèi)的布線互連以及從總線和控制電極到像素控制器件的連接。利用這樣的控制技術(shù)，重要的是，將全部晶體硅基板適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)移并固定到第二平坦顯示基板上。圖像數(shù)據(jù)通常通過與各個像素的驅(qū)動電路相連接的數(shù)據(jù)線路和控制線路分配到有源矩陣控制的顯示器。這些線路形成了在基板上方的控制線的網(wǎng)格，這減少了可用于發(fā)光的基板面積。可以收集表示各個像素電路的性能的數(shù)據(jù)，并且使用這些數(shù)據(jù)來提高器件性能，例如如在美國專利No. 6，995，519中描述的。但是，該設(shè)計的配線和電路要求可以進一步減少可用于發(fā)光的基板面積。已知的是，在集成電路和顯示器內(nèi)采用測試結(jié)構(gòu)以測試顯示器的性能并檢測電路中的故障。這些故障可以妨礙集成電路或設(shè)計有集成電路的裝置。例如，上面提到的美國專利No. 6，995，519公開了電氣地測試OLED顯示器中的驅(qū)動晶體管。美國專利No. 6，720，942 描述了具有光發(fā)射器的可尋址圖像顯示像素、光學(xué)耦合到該光發(fā)射器的光傳感器、以及反饋讀出電路。美國專利No. 6，028，441描述LED顯示裝置中的通過監(jiān)測LED使用的電流的自測試例程。美國專利No. 5，369，357描述一種針對CXD成像器的光學(xué)操作的測試結(jié)構(gòu)以測試CCD的調(diào)制傳遞函數(shù)。這些設(shè)計的配線和電路要求可以減少可用于發(fā)光的基板面積。由于傳統(tǒng)的無源矩陣顯示器設(shè)計在發(fā)光元件的尺寸和數(shù)量方面受到限制，并且使用TFT的有源矩陣設(shè)計具有更低的電氣性能和復(fù)雜的基板以及嚴格的配線要求，器件測試和故障檢測對于制造產(chǎn)量和顯示器壽命是重要的。需要一種改進的控制、故障檢測測試結(jié)構(gòu)和制造顯示裝置的改善的方法。 發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供一種檢測顯示裝置內(nèi)的驅(qū)動電路中的故障的方法，所述顯示裝置具有在顯示區(qū)域中形成在基板上的像素的陣列，各個像素具有驅(qū)動電路和相關(guān)聯(lián)的通信電路，所述通信電路一起形成多像素串行移位寄存器，所述方法包括(a)使用所述多像素串行移位寄存器將期望像素亮度值從顯示控制器經(jīng)過所述多像素串行移位寄存器移位到相應(yīng)的驅(qū)動電路，所述驅(qū)動電路以被驅(qū)動的電信號驅(qū)動所述像素，來發(fā)射與所述期望像素亮度值相對應(yīng)的光；(b)利用感測電路來感測與所述被驅(qū)動的電信號相對應(yīng)的電信號；(c)利用所述多像素串行移位寄存器將所述感測的電信號移位到所述顯示控制器；以及(d)通過分析所述感測的電信號來檢測所述驅(qū)動電路中的故障。本發(fā)明具有的優(yōu)點在于，通過向顯示裝置提供嵌入的小芯片控制和故障檢測，提高了性能，改善了通路，提高了制造產(chǎn)量。用于通信的串行移位寄存器提供了簡單和靈活的控制顯示裝置的方式。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的顯示裝置的示意圖；圖2是圖1所示的根據(jù)本發(fā)明的實施方式的像素電路的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的具有小芯片電路的顯示裝置的截面圖；圖4A是圖1所示的根據(jù)本發(fā)明的實施方式的感測電路的部分示意圖；圖4B是圖1所示的根據(jù)本發(fā)明的實施方式的具有光響應(yīng)電路的感測電路的部分示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的操作流程圖；以及圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的制造流程圖。因為附圖中的各個層和元件具有明顯不同的尺寸，所以附圖未按比例繪制。
具體實施例方式參照圖1和圖3，在本發(fā)明的一個實施方式中，顯示裝置包括具有顯示區(qū)域11的基板10。在顯示基板10上且在顯示區(qū)域11中形成有多個像素80，各個像素包括第一電極12、在第一電極12上形成的一層或更多層的發(fā)光材料14以及在該一層或更多層的發(fā)光材料14上形成的第二電極16，發(fā)光材料14響應(yīng)于利用被驅(qū)動的電信號由第一電極12和第二電極16流過發(fā)光材料14的電流而發(fā)光。針對各個被驅(qū)動的電信號，在顯示區(qū)域11中設(shè)有驅(qū)動電路30，該驅(qū)動電路30向像素80的第一電極12或第二電極16提供與期望像素亮度值72相對應(yīng)的被驅(qū)動的電信號40，被驅(qū)動的電信號40產(chǎn)生流過發(fā)光材料14的電流以發(fā)光。針對各個被驅(qū)動的電信號，在顯示區(qū)域11中設(shè)有感測電路32(可以對應(yīng)于各個像素 80)，該感測電路32感測與被驅(qū)動的電信號40或由各個像素80發(fā)射的光相對應(yīng)的感測的電信號42。針對各個像素80，在顯示區(qū)域11中設(shè)有通信電路34。這些通信電路34—起形成多像素串行移位寄存器35，該多像素串行移位寄存器35將期望亮度值72從顯示控制器 60傳遞到針對各個像素80的驅(qū)動電路30，并且還將針對各個像素80的感測的電信號42 傳遞到顯示控制器60。在本發(fā)明的實施方式中，顯示控制器60可以是顯示裝置的一部分。顯示控制器60可以響應(yīng)于圖像信號70。另外參照圖3，顯示基板10粘合有具有單獨小芯片基板28的小芯片20，并且小芯片20埋入粘合層18。小芯片20包括電路22。第一電極12電連接到形成在小芯片20上的連接焊盤對。發(fā)光材料14位于第一電極12上方，并且第二電極16形成在發(fā)光材料14 上。發(fā)光材料14可以包括多層的發(fā)光材料以及各種電荷控制層，如在有機和無機發(fā)光二極管技術(shù)領(lǐng)域中已知的。電極12、16和發(fā)光材料14形成發(fā)光二極管15。在本發(fā)明的一個實施方式中，驅(qū)動電路30、感測電路32和通信電路34是使用現(xiàn)有光刻技術(shù)在顯示區(qū)域11中形成在顯示基板10上的薄膜晶體管電路。然而，因為這樣的薄膜電子組件的尺寸和性能，這樣的設(shè)計可以顯著地減少顯示基板10上的可用于發(fā)光或配線的面積。在本發(fā)明的另選實施方式中，驅(qū)動電路30、感測電路32和通信電路34是具有形成在與顯示基板10分開的小芯片基板觀上并在顯示區(qū)域11中位于顯示基板10上方的電路22的小芯片20。小芯片20(例如，圖1中的20A、20B)可以由在小芯片中實現(xiàn)高速、小尺寸電路的更高性能的晶體硅形成在顯示區(qū)域11內(nèi)。例如，參照圖1和圖2，在本發(fā)明的一個實施方式中，各個小芯片通信電路34可以包括串行移位寄存器36，該串行移位寄存器 36串聯(lián)連接到相鄰小芯片通信電路34的串行移位寄存器36，以形成多小芯片多像素串行移位寄存器35，并且小芯片電路34A中的至少一個(圖1)連接到顯示控制器60。在有源矩陣顯示器實施方式中，被驅(qū)動的電信號40可以直接對應(yīng)于單個像素80并直接驅(qū)動像素電極(例如，第一電極12)。在另選的無源矩陣實施方式中，各個被驅(qū)動的電信號40可以驅(qū)動電極列(或行)。參照圖2，與像素80或被驅(qū)動的電信號40相關(guān)聯(lián)的各個電路可以包括存儲元件 38，該存儲元件38用于存儲針對像素80的期望亮度值。該存儲元件38連接到驅(qū)動電路30 以用期望亮度值來驅(qū)動被驅(qū)動的電信號40。如果需要，則相應(yīng)的存儲元件38可與感測電路 32(圖2中未示出)相關(guān)聯(lián)。存儲元件38可以用控制信號M控制以存儲期望亮度值。期望亮度值可以在例如時鐘信號的控制信號52的控制下利用數(shù)據(jù)信號50而通過多像素串行移位寄存器35移位。該數(shù)據(jù)信號50可以是電荷或電壓，并且存儲元件38和寄存器34可以是模擬存儲元件。信號和存儲元件和寄存器也可以是數(shù)字的。模擬存儲和移位元件在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的，例如在CCD和CMOS圖像傳感器中。類似地，感測的電信號可以是模擬的，并由電荷或電壓表示。感測的電信號42對應(yīng)于它所關(guān)聯(lián)的各個像素80的性能。在本發(fā)明的一個實施方式中，感測的電信號42從被驅(qū)動的電信號40得到(例如通過控制如圖4A所示的晶體管或通過經(jīng)過晶體管傳送電壓)。當(dāng)從顯示器移出到顯示控制器60時，可將感測的電信號42與從期望像素亮度信號導(dǎo)出的期望的被驅(qū)動的電信號相比較，以確定顯示裝置中的電路是否正確地工作。在該情況下，感測的電信號42可連接到第一電極12或第二電極16，并且可對應(yīng)于在第一電極12或第二電極16上提供的電壓，或者對應(yīng)于由第一電極12和第二電極 16經(jīng)過發(fā)光材料14提供的電流。如果感測的電信號42不是正確的信號，則可修理或更換電路22或小芯片20。在本發(fā)明的另一實施方式中，感測電路32可包括光響應(yīng)電路，該光響應(yīng)電路響應(yīng)于由發(fā)光材料14發(fā)射的光，產(chǎn)生與發(fā)光材料14發(fā)射的光相對應(yīng)的感測的電信號42 (例如， 如圖4B所示，具有可以響應(yīng)于控制信號對初始充了電的電容器放電的光敏二極管)。在該情況下，通過由被驅(qū)動的電信號40控制的發(fā)光材料14的發(fā)光，感測的電信號42間接地對應(yīng)于被驅(qū)動的電信號40。在本公開中，當(dāng)通過感測由被驅(qū)動的電信號40驅(qū)動的光發(fā)射器的光輸出來形成感測的電信號42時，認為感測的電信號42對應(yīng)于被驅(qū)動的電信號40。當(dāng)從顯示器移出到顯示控制器60時，可將感測的電信號42與期望亮度值相比較以確定顯示裝置中的發(fā)光元件是否正確地工作。如果不是，則可通過在顯示控制器60中包括補償電路 62，針對發(fā)光元件性能來補償被驅(qū)動的電信號40以實現(xiàn)期望像素亮度，該顯示控制器60通過分析感測的電氣值而補償期望像素亮度值。在這樣的實施方式中，光響應(yīng)電路還可對環(huán)境光有響應(yīng)，以響應(yīng)于環(huán)境光而產(chǎn)生感測的電信號。參照圖1和圖5，本發(fā)明的顯示裝置可以提供利用顯示控制器60來接收(步驟 100)圖像信號而操作。如果補償參數(shù)可用，則顯示控制器60可以補償(步驟105)圖像信號。在顯示控制器60的控制下，將圖像信號的經(jīng)補償或未補償?shù)牧炼戎到?jīng)過通信電路34 和多像素串行移位寄存器35，例如經(jīng)過小芯片電路22，移位(步驟110)到顯示區(qū)域11中。 同時，任何感測的電信號42還經(jīng)過通信電路34和多像素串行移位寄存器35移出到顯示控制器60。顯示控制器60可使用感測的電信號來計算(步驟11 補償參數(shù)。亮度值可以被存儲130并接著用于驅(qū)動(步驟120)像素和感測的(步驟12 電信號。在先前移位的亮度值被采用以驅(qū)動像素和通過將顯示像素存儲在像素本地的存儲元件38以感測電路或者光發(fā)射器性能的同時，圖5的實施方式可經(jīng)過多像素串行移位寄存器35移入新的亮度值。 像素亮度值的移位、存儲元件的存儲、感測電路的感測和感測的電信號的移位或補償計算可形成多級處理。當(dāng)處理開始時，被驅(qū)動的像素和感測的電信號是無效的；也不能執(zhí)行任何補償，因為不存在用于驅(qū)動像素的有效數(shù)據(jù)。在第一亮度數(shù)據(jù)移位到顯示器中之后，被驅(qū)動的像素以及感測的電信號變?yōu)橛行?。在有效的感測的電信號移出之后，補償電路62可計算有效的補償參數(shù)并且可以對輸入圖像信號補償。感測電路32可以感測驅(qū)動電路30的電氣性能(例如電壓或電流)或由發(fā)光材料14輸出的光。如果感測到光輸出，則控制器60中的補償電路62可以分析感測的電信號42以確定由像素80輸出的光，以及補償亮度值以維持期望亮度。在本發(fā)明的另一實施方式中，補償電路62可以采用感測的電信號42以確定顯示器中的驅(qū)動電路或通信電路中的故障。補償電路62可以包括本技術(shù)領(lǐng)域中已知的數(shù)字電路，例如包括存儲的程序、中央處理單元、狀態(tài)機、數(shù)字邏輯器件和存儲器。通過在沉積發(fā)光材料之前測試電路，也可以采用本發(fā)明來提高顯示器的制造產(chǎn)量。在本發(fā)明的一個實施方式中并且如圖1和圖6所示，形成(步驟200)具有顯示區(qū)域11 的顯示基板10，在顯示基板10上形成(步驟20 驅(qū)動電路30，形成(步驟210)多個像素電極12。各個第一電極12可以與像素80相關(guān)聯(lián)。還形成(步驟21 感測電路32。形成 (步驟220)針對各個被驅(qū)動的電信號40 (例如，針對像素80)的在顯示區(qū)域11中的通信電路34，這些通信電路34形成多像素串行移位寄存器35，該多像素串行移位寄存器35用于將期望亮度值移位到各個第一電極12并將感測的電信號42移位到顯示控制器60。針對各個像素80用對應(yīng)于所移位的期望亮度值的被驅(qū)動的電信號40來驅(qū)動(步驟22 像素電極12。感測電路32感測(步驟230)與被驅(qū)動的電信號40相對應(yīng)的感測的電信號42并存儲(步驟23 感測的電信號42。針對各個像素80的通信電路34經(jīng)過多像素串行移位寄存器35將感測的電信號42傳遞(步驟M0)到顯示控制器60。接著分析感測的電信號 42以檢測(步驟對幻有故障的驅(qū)動電路30、感測電路32或通信電路34、配線或電氣連接。修理或更換(步驟250)任何檢測出有故障的驅(qū)動電路30、感測電路32或通信電路34、配線或電連接。接著可沉積(步驟25 發(fā)光材料14，在發(fā)光材料14上形成(步驟沈0)第二電極16，并如上所述地操作(步驟沈5)該裝置。此外，制造顯示裝置的方法還可以包括向顯示控制器60提供補償電路62并用對應(yīng)于被驅(qū)動的電信號40的電流驅(qū)動發(fā)光材料14來發(fā)光，感測由發(fā)光材料14發(fā)射的光以形成與被驅(qū)動的電信號40相對應(yīng)的感測的電信號42，經(jīng)過多像素串行移位寄存器35將感測的電信號42傳遞到顯示控制器60，分析感測的電信號42以確定像素亮度補償值；以及在補償電路62中存儲該補償值以針對感測的由發(fā)光材料14發(fā)射的光補償該期望像素亮度值，如參照圖5描述的。小芯片20可以具有沿小芯片的比短鄰邊長的邊的單行或多行的連接焊盤24。小芯片可以通過總線或多個總線連接到外部控制器。該總線可以是串行、并行或點對點的總線并可以是數(shù)字或模擬的?？偩€連接到小芯片以提供諸如電力、接地、數(shù)據(jù)或選擇信號的信號?？梢圆捎脝为氝B接到一個或更多個控制器的一個以上的總線。在操作中，控制器根據(jù)顯示裝置的需要而接收和處理信息信號并經(jīng)過多像素串行移位寄存器35將經(jīng)處理的信號和控制信息發(fā)送到裝置中的各個小芯片。經(jīng)處理的信號包括針對各個發(fā)光像素元件的亮度信息。該亮度信息可以存儲在與各個發(fā)光像素元件相對應(yīng)的模擬或數(shù)字存儲元件中。小芯片接著激活小芯片所連接的像素。附加的總線可以提供各種信號，包括時序(例如時鐘)信號、數(shù)據(jù)信號、選擇信號、 電力連接或接地連接。信號可以是模擬或數(shù)字的，例如數(shù)字地址或數(shù)據(jù)值?？梢宰鳛殡姾苫螂妷簛硖峁┠M數(shù)據(jù)值。存儲寄存器可以是數(shù)字的(例如包括觸發(fā)器)或模擬的(例如包括用于存儲電荷的電容器)。在本發(fā)明的一個實施方式中，顯示裝置可以是諸如OLED顯示器的電致發(fā)光顯示器。在本發(fā)明的另一實施方式中，通信電路還包括具有存儲元件的第二串行移位寄存器，該第二串行移位寄存器用于將與期望像素亮度相對應(yīng)的值從控制器移位到對應(yīng)于各個像素的驅(qū)動電路。在該情況下，可交替地使用該串行移位寄存器。該值可以是電荷并且存儲元件可以是電容器。電荷存儲和移位在CCD技術(shù)中是已知的。針對各個像素的驅(qū)動電路可用與存儲在第一或第二串行移位寄存器的電荷相對應(yīng)的電信號來驅(qū)動像素。各個像素可以是有源矩陣像素元件。另選地，例如小芯片電路的電路可提供像素組的無源矩陣控制。顯示器可以是頂部發(fā)射器或底部發(fā)射器?？刂破骺勺鳛樾⌒酒瑏韺崿F(xiàn)并固定在基板上。控制器可位于基板的外圍，或可外置于基板并包括現(xiàn)有的集成電路。根據(jù)本發(fā)明的各種實施方式，可以按照多種方式來構(gòu)造小芯片，例如，沿小芯片的長維度構(gòu)造一行或兩行連接焊盤?？梢杂筛鞣N材料形成互連總線和布線，并使用多種方法在裝置基板上進行沉積。例如，互連總線和布線可以是金屬，蒸鍍的或濺射的例如鋁或鋁合金。另選地，互連總線和布線可以由固化導(dǎo)電油墨或金屬氧化物制成。在一種成本有利的實施方式中，在單層中形成互連總線和布線。對于采用大裝置基板(例如玻璃、塑料或箔)并且以規(guī)則結(jié)構(gòu)在裝置基板上布置多個芯片的多像素裝置的實施方式而言，本發(fā)明特別有用。各個小芯片都可以根據(jù)小芯片中的電路并且響應(yīng)于控制信號來控制形成在裝置顯示基板上的多個像素。單獨像素組或多個像素組可以設(shè)置在分塊元件(tiled element)上，這些分塊元件可以被組裝以形成整個顯不器。根據(jù)本發(fā)明，小芯片在基板上提供分布的像素控制元件。相比于裝置基板，小芯片是相對較小的集成電路，并且小芯片包括形成在獨立基板上的電路，該電路包括布線、連接焊盤、諸如電阻器或電容器的無源組件、或者諸如晶體管或二極管的有源組件。小芯片與顯示基板分開制造，接著應(yīng)用于顯示基板。優(yōu)選地，利用用于制造半導(dǎo)體器件的已知工藝使用硅或絕緣體上硅(SOI)晶片來制造小芯片。然后，在附接到裝置基板之前分離各個小芯片。 因此，各個小芯片的晶體基底可以被視為與裝置基板分離的基板，并且在該基底上布置有小芯片電路。因此多個小芯片具有與裝置基板分離并且彼此分離的相應(yīng)的多個基板。具體地說，這些獨立基板與其上形成有像素的基板分離，并且這些獨立的小芯片基板的合計面積比裝置基板小。小芯片可以具有晶體基板以提供比例如在薄膜非晶硅或多晶硅裝置中的有源組件性能更高的有源組件。小芯片可以具有優(yōu)選為100 μ m或更小的厚度，更優(yōu)選地， 該厚度為20μπι或更小。這便于在小芯片上形成粘合劑和平坦化材料，接著可以使用傳統(tǒng)的旋涂技術(shù)來涂敷這些粘合劑和平坦化材料。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，形成在晶體硅基板上的小芯片按照幾何陣列排列，并且利用粘合劑或平坦化材料粘接至裝置基板。采用位于小芯片的表面上的連接焊盤以將各個小芯片連接至信號導(dǎo)線、電源總線以及電極以驅(qū)動像素。小芯片可以控制至少四個像素。由于小芯片是形成在半導(dǎo)體基板中，所以可以使用現(xiàn)代光刻工具形成小芯片的電路。利用這樣的工具，很容易得到0.5微米或更小的特征尺寸。例如，現(xiàn)代半導(dǎo)體生產(chǎn)線可以實現(xiàn)90nm或45nm的線寬，并且可以用來制造本發(fā)明的小芯片。但是，小芯片還需要用于當(dāng)組裝到顯示基板上時與設(shè)置在小芯片上方的配線層進行電氣連接的連接焊盤。連接焊盤必須基于在顯示基板上使用的光刻工具的特征尺寸(例如5μπι)和小芯片對配線層的對準(zhǔn) (例如，+/-5ym)來確定尺寸。因此，連接焊盤例如可以是15μπι的寬度，焊盤之間的間距為5μπι。這意味著焊盤通常將明顯地大于形成在小芯片中的晶體管電路。焊盤通常可形成在晶體管上方的小芯片上的金屬化層中。期望使小芯片的表面積制造得盡可能小，以實現(xiàn)制造成本低。通過使用具有獨立基板(例如，包括晶體硅)、并且獨立基板具有比直接形成在基板(例如，非晶硅或多晶硅)上的電路的性能高的電路的小芯片，提供更高性能的裝置。由于晶體硅不僅具有更高的性能，而且具有小得多的有源元件(例如晶體管)，所以大大減小了電路尺寸。也可以使用微機電(MEMS)結(jié)構(gòu)形成有用的小芯片，例如，如Yoon、Lee、Yang 禾口 Jang 在"A novel use of MEMs switches in driving AMOLED，，(Digest of Technical Papers of the Society for Information Display，2008，3. 4，第 13 頁)中所描述的。裝置基板可包括玻璃和蒸鍍或濺射的金屬或者金屬合金(例如鋁或銀)制成的配線層，這些配線層形成在利用現(xiàn)有技術(shù)中已知的光刻技術(shù)構(gòu)圖的平坦化層(例如，樹脂)。 可以使用集成電路產(chǎn)業(yè)中已完善的傳統(tǒng)技術(shù)來形成小芯片。可以在具有多像素架構(gòu)的裝置中采用本發(fā)明。具體地，可以用有機或者無機的LED 裝置實現(xiàn)本發(fā)明，并且在信息顯示裝置中本發(fā)明特別有用。在優(yōu)選實施方式中，在由小分子或者聚合物OLED構(gòu)成的平板OLED裝置(如授予Tang等人的美國專利No. 4，769，292和授予VanSlyke等人的美國專利No. 5，061，569中公開的，但不限于此)中采用本發(fā)明?？刹捎脽o機裝置，該無機裝置例如采用形成在多晶半導(dǎo)體基體中的量子點(例如，如在Kahen的美國專利申請公報No. 2007/0057263中所教導(dǎo)的)并采用有機電荷控制層或無機電荷控制層，或者可以采用混合的有機/無機裝置。可以使用有機發(fā)光顯示器或無機發(fā)光顯示器的許多組合和變型來制造這種裝置，包括具有頂部發(fā)射器構(gòu)造或底部發(fā)射器構(gòu)造的有源矩陣顯不器。已經(jīng)具體參照本發(fā)明的特定優(yōu)選實施方式而詳細地描述了本發(fā)明，但應(yīng)該理解， 可以在本發(fā)明的實質(zhì)和范圍內(nèi)實現(xiàn)變型和修改。部件列表10 顯示基板11 顯示區(qū)域12 第一電極12 像素電極14 發(fā)光材料15 發(fā)光二極管16 第二電極18 粘合層20，20A，20B 小芯片22電路24 連接焊盤28 小芯片基板30 驅(qū)動電路32 感測電路34,34A 通信電路35 多像素串行移位寄存器36 串行移位寄存器38 存儲元件40 被驅(qū)動的電信號42 感測的電信號50 數(shù)據(jù)信號52 控制信號54 控制信號60 顯示控制器62 補償電路70 圖像信號72 期望亮度值信號80 像素100 接收圖像信號的步驟105 補償信號的步驟110 移位亮度和感測的信號的步驟
115計算補償/校正的步驟120驅(qū)動像素的步驟125感測信號的步驟130存儲亮度和感測的信號的步驟200形成顯示基板的步驟205形成驅(qū)動電路的步驟210形成像素電極的步驟215形成感測電路的步驟220形成通信電路的步驟225驅(qū)動像素的步驟230感測信號的步驟235存儲感測的信號的步驟240移位感測的信號到控制器245檢測故障電路的步驟250修理和更換故障電路的步驟255提供光發(fā)射器的步驟260提供第二電極的步驟265操作顯示器的步驟
權(quán)利要求
1.一種用于確定顯示驅(qū)動電路中的故障的電致發(fā)光顯示裝置，所述電致發(fā)光顯示裝置包括(a)提供期望像素亮度值的顯示控制器以及具有顯示區(qū)域的顯示基板；(b)在所述顯示區(qū)域中形成在所述顯示基板上的多個像素，各個像素均包括第一電極、形成在所述第一電極上的一層或更多層的發(fā)光材料以及形成在所述一層或更多層的發(fā)光材料上的第二電極，所述發(fā)光材料響應(yīng)于利用多個被驅(qū)動的電信號由所述第一電極和所述第二電極流過所述發(fā)光材料的電流而發(fā)光；(c)針對各個被驅(qū)動的電信號、位于所述顯示區(qū)域中的驅(qū)動電路，所述驅(qū)動電路向相應(yīng)像素的所述第一電極或所述第二電極提供與各個期望像素亮度值相對應(yīng)的被驅(qū)動的電信號，所述被驅(qū)動的電信號產(chǎn)生流過所述發(fā)光材料以使所述發(fā)光材料發(fā)光的電流；(d)針對各個被驅(qū)動的電信號、位于所述顯示區(qū)域中的感測電路，所述感測電路感測與所述被驅(qū)動的電信號或由各個像素發(fā)射的光相對應(yīng)的感測的電信號；(e)針對各個被驅(qū)動的電信號、位于所述顯示區(qū)域中的通信電路，兩個或更多個所述通信電路一起形成多像素串行移位寄存器，所述多像素串行移位寄存器從所述顯示控制器接收期望亮度值，并將所述期望亮度值提供到針對各個像素的相應(yīng)的驅(qū)動電路，并且從針對各個被驅(qū)動的電信號的所述感測電路接收所述感測的電信號，并將針對各個被驅(qū)動的電信號的所述感測的電信號傳遞到所述顯示控制器；以及(f)用于響應(yīng)于所述顯示控制器中的所述感測的電信號以確定所述驅(qū)動電路的性能故障的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，所述驅(qū)動電路、所述感測電路和所述通信電路是在所述顯示區(qū)域中形成在所述顯示基板上的薄膜晶體管電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，所述顯示裝置還包括多個小芯片，所述小芯片具有與所述顯示基板分開且在所述顯示區(qū)域中位于所述顯示基板上方的基板，各個小芯片與一個或更多個像素相關(guān)聯(lián)，并且其中所述驅(qū)動電路、所述感測電路和所述通信電路形成在相應(yīng)的小芯片中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯示裝置，其中，各個小芯片中形成有至少一個串行移位寄存器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，所述顯示裝置還包括多個存儲元件，所述存儲元件用于存儲各個所述期望像素亮度值或用于存儲各個所述感測的電信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，所述期望亮度值表示為電荷或電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，所述感測的電信號表示為電荷或電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，所述感測電路連接到相應(yīng)的所述第一電極或所述第二電極。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的顯示裝置，其中，所述感測的電信號對應(yīng)于在相應(yīng)的所述第一電極或所述第二電極上提供的電壓，或者對應(yīng)于由所述第一電極或第二電極經(jīng)過所述發(fā)光材料提供的電流。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，所述感測電路包括光響應(yīng)電路，所述光響應(yīng)電路對由所述發(fā)光材料發(fā)射的光有響應(yīng)，所述光響應(yīng)電路產(chǎn)生與由所述發(fā)光材料發(fā)射的光相對應(yīng)的感測的電信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的顯示裝置，其中，所述光響應(yīng)電路對環(huán)境光有響應(yīng)，以響應(yīng)于所述環(huán)境光產(chǎn)生感測的電信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的顯示裝置，該顯示裝置還包括位于所述控制器中的補償電路，所述補償電路通過分析所述感測的電信號而針對由感測的所述發(fā)光材料發(fā)射的光補償所述期望像素亮度值。
13.—種檢測顯示裝置內(nèi)的驅(qū)動電路中的故障的方法，所述顯示裝置具有在顯示區(qū)域中形成在基板上的像素的陣列，各個像素具有驅(qū)動電路和相關(guān)聯(lián)的通信電路，所述通信電路一起形成多像素串行移位寄存器，所述方法包括(a)使用所述多像素串行移位寄存器，來將期望像素亮度值從顯示控制器經(jīng)過所述多像素串行移位寄存器移位到相應(yīng)的驅(qū)動電路，所述驅(qū)動電路用于以被驅(qū)動的電信號驅(qū)動所述像素，來發(fā)射與所述期望像素亮度值相對應(yīng)的光；(b)利用感測電路來感測與所述被驅(qū)動的電信號相對應(yīng)的電信號；(c)利用所述多像素串行移位寄存器將所述感測的電信號移位到所述顯示控制器；以及(d)通過分析所述感測的電信號來檢測所述驅(qū)動電路中的故障。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述感測電路直接感測所述被驅(qū)動的電信號以形成所述感測的電信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述感測電路感測由所述像素發(fā)射的光以形成所述感測的電信號。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，所述方法還包括分析所述感測的電信號以確定由所述像素輸出的光，以及補償所述亮度值以維持期望亮度。
17.—種制造顯示裝置的方法，所述方法包括(a)形成具有顯示區(qū)域的顯示基板，所述顯示基板包括位于所述顯示區(qū)域中的多個像素電極；(b)在所述顯示區(qū)域中針對各個像素電極形成通信電路，所述通信電路形成用于將期望亮度值移位到各個像素電極的多像素串行移位寄存器；(c)在所述顯示區(qū)域中形成用于以被驅(qū)動的電信號來驅(qū)動所述像素電極的驅(qū)動電路， 所述被驅(qū)動的電信號對應(yīng)于針對與所述像素電極關(guān)聯(lián)的像素的移位的期望亮度值；(d)形成位于所述顯示區(qū)域中的針對各個像素的感測電路，所述感測電路感測與所述被驅(qū)動的電信號相對應(yīng)的感測的電信號；(e)提供顯示控制器，所述顯示控制器用于將期望亮度值經(jīng)過所述多像素串行移位寄存器傳遞到所述驅(qū)動電路以及經(jīng)過所述多像素串行移位寄存器將所述感測的電信號接收到所述控制器；(f)用所述被驅(qū)動的電信號來驅(qū)動所述像素電極，感測與所述被驅(qū)動的電信號相對應(yīng)的電信號，并將所述感測的電信號經(jīng)過所述多像素串行移位寄存器傳遞到所述控制器；以及(g)分析所述感測的電信號，檢測故障的驅(qū)動電路、感測電路或通信電路，并修理或更換所述故障的驅(qū)動電路、感測電路或通信電路。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的制造顯示裝置的方法，所述方法還包括在所述像素電極上方形成一層或更多層的發(fā)光材料，接著在所述一層或更多層的發(fā)光材料上方形成一個或更多個第二電極。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的制造顯示裝置的方法，所述方法還包括(a)向所述控制器提供補償電路；(b)用與所述被驅(qū)動的電信號相對應(yīng)的電流來驅(qū)動所述發(fā)光材料以發(fā)光，感測由所述發(fā)光材料發(fā)射的光以形成與所述被驅(qū)動的電信號相對應(yīng)的感測的電信號，將所述感測的電信號經(jīng)過所述多像素串行移位寄存器傳遞到所述控制器，分析所述感測的電信號以確定像素亮度補償值；以及(c)在所述補償電路中存儲所述補償值以針對感測的由所述發(fā)光材料發(fā)射的光補償所述期望像素亮度值。
全文摘要
公開對顯示裝置內(nèi)的驅(qū)動電路中的故障的檢測。顯示裝置具有在顯示區(qū)域中形成在基板上的像素的陣列，各個像素具有驅(qū)動電路和關(guān)聯(lián)通信電路，所述通信電路一起形成多像素串行移位寄存器。使用多像素串行移位寄存器將期望像素亮度值從顯示控制器經(jīng)過多像素串行移位寄存器移位到相應(yīng)的驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路以被驅(qū)動的電信號驅(qū)動像素來發(fā)射與期望像素亮度值對應(yīng)的光；并且利用感測電路來感測與被驅(qū)動的電信號相對應(yīng)的電信號。此外，利用多像素串行移位寄存器將感測的電信號移位到顯示控制器，通過分析感測的電信號來檢測驅(qū)動電路中的故障。
文檔編號G09G3/00GK102473372SQ201080036627
公開日2012年5月23日 申請日期2010年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月20日
發(fā)明者R·S·庫克 申請人:全球Oled科技有限責(zé)任公司