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显示组件的制作方法

2022-11-19 17:19:09 来源:中国专利 TAG:

显示组件
1.相关申请
2.本技术要求2020年4月6日提交并且通过引用整体地并入本文的美国申请申请序号63/005,731的优先权。
技术领域
3.本公开的各方面通常涉及不同的组件,并且更具体地,涉及包括背板的组件并且涉及包括背板以及用于形成显示器的其他元件的阵列的组件。


背景技术:

4.许多显示器中的一个被忽视方面是用于驱动主显示面板(例如,单独像素和/或光学元件的阵列)的像素的背板技术。背板是在显示面板中负责打开和关闭单独像素的各种电路和/或晶体管的设计、组装或布置,从而在整体显示分辨率、刷新速率和功耗中发挥重要作用。
5.当前挑战是为了做出被高度地集成并且能够与发光元件(例如,发光二极管或led)或光反射元件以及光学元件组装或者封装在一起的背板。用于集成光学和电子元件的封装技术继续从传统封装中使用的封装技术改进。例如,存在用于晶片级芯片规模封装(wlcsp)和用于扇出晶片级封装的改进技术。此外,封装的维度已同样改进了以使得能实现甚至更密集的解决方案。封装已从每封装件有一个芯片的一维(1d)封装转向2d封装(例如,每封装有多个芯片),转向具有中介层的2.5d封装,并且转向具有芯片堆叠的3d封装。即使在这些技术提供的所有改进情况下,它们也可能无法满足对高分辨率显示器(包括光场显示器)中需要的组件的类型的要求。
6.因此,使得能实现具有背板的组件以及具有与形成显示器的其他元件的阵列组合的背板的组件的设计和制作的新技术是所希望的。


技术实现要素:

7.下文呈现一个或多个方面的简化概要以便提供对此类方面的基本理解。本发明内容不是对所有设想的方面的广泛概述,并且既不旨在标识所有方面的关键或决定性要素,也不旨在刻划任何或所有方面的范围。其目的是为了以简化形式呈现一个或多个方面的一些构思作为稍后呈现的更详细描述的前序。
8.在本公开的一个方面中,描述了一种用于控制由显示器提供的光的背板。该背板包括形成到阵列中的多个块片(tiles),其中每个块片包括多个互补金属氧化物半导体(cmos)背板裸片(dies),并且其中形成阵列的外周边的块片的边缘包括电连接器,这些电连接器将电信号引导到cmos背板裸片中的至少一个。
9.在本公开的另一方面中,描述了一种显示组件。该显示组件包括具有块片阵列的背板,每个块片具有多个电耦合的cmos背板裸片。形成阵列的外周边的块片的边缘包括将电信号引导到多个cmos背板裸片中的一个或多个的电连接。显示组件进一步包括与至少一
个块片电连接的至少一个发光二极管(led)阵列。
附图说明
10.附图图示仅一些实现方式并且因此不应被认为是对范围的限制。
11.图1图示依照本公开的各方面的显示器和用于该显示器的内容的源的示例。
12.图2a图示依照本公开的各方面的具有多个像素的显示器的示例。
13.图2b和图2c图示依照本公开的各方面的具有多个图片元件的光场显示器的示例。
14.图3a图示依照本公开的各方面的用多个块片形成的背板的示例。
15.图3b图示依照本公开的各方面的用单个面板形成的背板的示例。
16.图4图示依照本公开的各方面的从中对块片划片(dice)的重构晶片的示例。
17.图5a-5k图示依照本公开的各方面的使用晶片级封装(wlp)来形成背板和显示器的示例。
18.图6a和图6b图示依照本公开的各方面的使用面板级封装(plp)来形成组件的示例。
19.图7a-7e图示依照本公开的各方面的用于wlp和plp的cmos背板裸片、led阵列和微透镜阵列的不同配置的示例。
20.图8a和图8b是图示依照本公开的各方面的制造或者制作用于控制由显示器提供的光的背板的不同方法的流程图。
具体实施方式
21.在下面结合所附附图阐述的详细描述旨在作为各种配置的描述,而不旨在表示可以在其中实践本文描述的构思的唯一配置。具体实施方式出于提供对各种构思的彻底理解的目的包括特定细节。然而,对本领域的技术人员而言将显而易见的是,可以在没有这些特定细节的情况下实践这些构思。在一些实例中,公知部件以框图形式示出以便避免使此类构思混淆。
22.将来的显示器中的像素的数目预期比在当前显示器中大得多,有时大几个数量级。此类显示器将在最终使用的背板组件或显示组件的类型方面尤其在功耗和整体带宽方面呈现挑战,因为这些因素可能限制实现具有非常高的分辨率和极其大的像素计数的显示器的能力。要在确定适当的背板或显示组件时考虑的各方面包括不同的技术选项以及不同的集成选项。如本文所使用的,可以互换地使用术语“背板”和“背板组件”。类似地,可以互换地使用术语“显示器”和“显示组件”。此外,在一些实现方式中,“显示器”或“显示组件”可以包括“背板”或“背板组件”。
23.关于技术选项,可以考虑各种可能的半导体技术,例如包括非晶硅(a-si)、金属氧化物、低温多晶硅(ltps)和互补金属氧化物半导体(cmos)晶片。在这些半导体技术之中,ltps和cmos晶片可以出于背板带宽和密度要求的目的提供更灵活的选项。例如,cmos晶片能够支持1mhz-1,000mhz范围内的带宽和1μm-30μm范围内的驱动单元间距。另一方面,ltps能够支持1mhz-15 mhz范围内的带宽和10μm-10,000μm范围内的驱动单元间距。
24.ltps背板设计可能涉及提供低成本和最少接合接口的制作工艺流程。然而,将需要能够以高准确度为大面积服务的定制裸片放置工具。在一些实例中,ltps可能无法在放
置面积和准确度方面提供足够的性能。
25.如本公开中描述的,cmos背板设计可以使用面板级封装(plp)途径或者替换地使用晶片块片作为晶片级封装(wlp)途径的部分来实现。plp途径使用单个面板来形成背板/显示组件,然而wlp途径使用晶片块片阵列来形成背板/显示组件。这两个途径的一些好处或优点包括使用仅已知的良好cmos裸片以及生产高性能背板。plp途径的一些挑战是面板级封装工艺通常不可用于生产并且需要定制或非标准工艺。定制工艺可能导致增加的生产成本和时间以及可能的质量降低。wlp途径的一些好处或优点包括包含led接合工具、激光剥离工具和微透镜复制工具的良好的工具可用性以及在已知良好的块片情况下更好的产量。wlp途径还可以提供演进成plp途径的解决方案。另一方面,wlp途径的一些挑战是对于精确的块片划片的需要、对极其精确的分块(tiling)的需要、如果在显示器中使用不止4个晶片块片对背侧触点的可能需要(例如,对具有12英寸正方形晶片块片的22英寸对角线显示器)、以及微透镜块片接缝可能为可见的可能性(尽管在一些实现方式中,在完成分块工艺之后应用微透镜可以减少或者消除此类接缝的外观)。
26.在下面描述的图1-2c提供本公开中描述的各种背板和显示器方面可以适用于的显示器的类型的一般概述,包括用于做出背板或显示器(例如,添加有led和微透镜的背板)的plp和wlp途径。
27.图1示出图100,该图100图示从源120接收内容/数据125(例如,图像内容、视频内容或二者)的显示器110的示例。显示器110可以包括一个或多个面板(未示出),其中显示器110中的每个面板是分别包含发光元件(例如,如图2a所示)或光反射元件的发光面板或反射面板。每个面板还可以包括用于驱动发光或光反射元件的背板或背板组件。每个面板可以由单个cmos面板制成(例如,使用cmos背板面板)或者可以由多个cmos晶片块片制成(例如,使用cmos背板晶片块片)。当使用发光面板时,它们可以包括布置在阵列中的多个发光元件,这些发光元件可以在本文中被称为“子光线像素(sub-raxel)”(参见例如图2a中的子光线像素或发光元件220a)。多个子光线像素可以布置在网格或阵列中以形成“子光线像素”221(参见图2b)。这些发光元件可以是由一种或多种半导体材料制成的发光二极管(led)并且这些led可以被单片地集成在单个基板上。这些led可以是无机led。这些led可以是微型led,还被称为mircoled、mled或led。可以用来制成发光元件的其他显示技术包括液晶显示器(lcd)技术或有机led(oled)技术。可以在本公开中互换地使用术语“发光元件”、“光发射器”或简单地“发射器”。
28.显示器110可以具有包括超高分辨率能力(例如,对8k和更高的分辨率的支持)、高动态范围(对比度)能力、或光场能力、或这些能力的组合的能力。显示器110可以进一步包括光场能力并且可以作为如图2b、2c所图示的光场显示器操作。为了使得能实现此类光场能力,显示器110可以包括多个图片元件,在本文中还被称为“超级光线像素”,其中每个超级光线像素(例如,图2b和图2c中的超级光线像素225)包括子光线像素的多个子组(例如,图2b中的光线像素221)。每个光线像素内的多个发光元件可以被单片地集成在同一半导体基板上。可以独立地激活超级光线像素内的每个光线像素以相对于光转向光学元件从特定位置(例如,从特定(x,y)坐标位置)发射光。通过从不同位置选择性地发射或者反射光,可以通过光场显示器支持多个视图,如将在本文中在下面关于图2a-2c所讨论的那样。
29.图2a中的图200a示出具有多个发光元件220a(还称为像素或显示像素)的显示器
210a。可以为如以上所讨论的led的发光元件220a通常形成在阵列中并且彼此相邻以提供更高的像素密度,因此,显示器210a的分辨率更高。显示器210a可以是图1的图100中的显示器110的示例。
30.在图2a所示的示例中,可以将发光元件220a组织或者定位成显示器210a的区域上的q
×
p阵列,其中q是阵列中的像素的行数并且p是阵列中的像素的列数。这样的阵列的放大部分被示出在显示器210a右边。尽管未示出,但是显示器210a除了包括发光元件220a的阵列之外还可以包括背板,该背板包括被配置成向发光元件220a中的一个或多个选择性地递送电力的各种电迹线和触点。与显示器210a耦合的背板可以基于本文描述的特征或配置。
31.图2b中的图200b示出具有多个图片元件或超级光线像素225的光场显示器210b。在本公开中,可以互换地使用术语“图片元件”和术语“超级光线像素”来描述光场显示器中的类似结构单元。光场显示器210b可以是图100中具有光场能力的显示器110的示例。光场显示器210b可以被用于不同类型的应用并且其尺寸可以相应地变化。例如,光场显示器210b在被用作手表、近眼应用、电话、平板、笔记本电脑、监视器、电视和布告板等的显示器时可以具有不同尺寸。因此,并且取决于应用,可以将光场显示器210b中的图片元件225组织成不同尺寸的阵列、网格或其他类型的有序布置。光场显示器210b的图片元件225可以分布在一个或多个显示面板之上。
32.在图2b所示的示例中,图片元件225被组织或者定位成n
×
m阵列,其中n是阵列中的图片元件的行数并且m是阵列中的图片元件的列数。这样的阵列的放大部分被示出在光场显示器210b右边。当图片元件或超级光线像素225包括在同一半导体基板上产生红色(r)光、绿色(g)光和蓝色(b)光的不同led作为发光元件220b时,可以说光场显示器210b由rgb led超级光线像素制成。不同颜色的这些led可以被单片地集成在同一基板上并且可以在尺寸上从大约1微米到大约100微米变动。
33.光场显示器210b中的图片元件225中的每一个可以包括对应的光转向光学元件(例如,图2c中的图200c中图示的整体成像透镜215)。图片元件225表示定义显示分辨率的最小图片元件尺寸。在这方面,图片元件225的光线像素221(例如,发光元件220b的阵列或网格)可以比用于该图片元件的对应的光转向光学元件215小。然而,在实践中,图片元件225的光线像素的尺寸可以类似于所对应的光转向光学元件215的尺寸(例如,微透镜或小透镜的直径),这进而可以与图片元件225之间的间距230b类似或相同。在一些实施例中,超级光线像素可以小于图片元件或者尺寸与图片元件大约相同。较大的超级光线像素(例如,具有与图片元件大约相同的尺寸的超级光线像素)可以提供增加的光线角分辨率
34.如以上提及的,可以将发光元件220b的阵列布置成“光线像素”221,如示出在图200b右边的图片元件225的放大版本内示出的那样。图片元件225可以是发光元件220b的阵列x
×
y,其中x是阵列中的发光元件220b的行数并且y是阵列中的发光元件220b的列数。在一个示例中,图片元件225是包括81个发光元件或子光线像素220b的9
×
9阵列。
35.在图2c中,图200c示出光场显示器210c的另一示例以及具有如上所述的对应的光转向光学元件215的图片元件225的阵列的一部分的放大视图。间距230c可以表示相邻图片元件225的中心之间的间隔或距离并且可以是大约光转向光学元件215的尺寸(例如,微透镜或小透镜的尺寸),使得光转向光学元件在被布置成阵列以形成光场显示器210c时在其
之间没有间隙或者具有最小间隙。尽管在图2c中图片元件225被示出为彼此分开,但是这只用于图示目的并且它们可以被彼此相邻构造而在其之间没有空间。
36.图3a图示依照本公开的各方面的具有用多个块片310a、310b、310c、310d形成的背板320a的示例的图300a。背板320a可以与以上结合图1-2c所描述的显示器中的任一个一起使用。背板320a,其还可以被称为背板组件,可以用被布置成形成阵列的四(4)个块片(例如,块片310a、310b、310c和310d)制成。虽然图3a的示例具有四个块片,但是在不脱离本示例的范围的情况下,背板可以用更多或更少的块片制成。电连接器330可以用于向和/从块片310a-310d中的一个或多个传递信号。例如,当背板320a上的块片310a-310d中的一个或多个包括发光元件和/或光学元件或部件(例如,子光线像素、光线像素和/或超级光线像素)时,背板320a还可以被称为显示器或显示组件。
37.如在下面关于图4更详细地描述的,可以从包括多个cmos背板裸片(其中那些裸片中的每一个已知为良好的工作裸片)的重构晶片划片或者切割块片或晶片块片310a-310d中的每一个。也就是说,每个块片包括一起保持在块片中的多个分开且电互连的cmos背板裸片(未示出)。如图300a所示,块片310在背板320a的外周边处的边缘提供电连接器330以允许与块片310a-310d中的每一个中的cmos背板裸片的交互和/或通信。硅通孔(tsv)电连接可以用于提供背板320a的基板与一个或多个块片310a-310d之间的电连接,代替或补充设置在块片的边缘周围的电连接器330。块片中的每个cmos背板裸片是被配置成提供电信号来控制与其电耦合的发光元件或光反射元件的相应子集的cmos集成电路。
38.图3b图示依照本公开的各方面的用单个面板340形成的背板320b的示例的图300b。背板320b可以与以上结合图1-2c所描述的显示器中的任一个一起使用。背板320b还可以被称为背板组件。电连接器330可以用于向和/或从面板340传递信号。当背板320b与发光元件和/或光学元件或部件耦合时,该组件可以被称为显示器或显示组件。在下面关于图5a-5k进一步详细地讨论显示组件中的电连接器330与发光元件之间的电连接的示例。
39.如在下面更详细地描述的,面板340包括一起保持在面板中的多个分开且电互连的cmos背板裸片(未示出)。面板340可以使用与用于形成重构晶片的方法相同的方法但是在更大规模上形成。如图300b所示,面板340在外周边中的边缘提供电连接器330来与面板中的cmos背板裸片中的一个或多个交互或者通信。面板中的每个cmos背板裸片是被配置成提供信号来控制显示器的发光元件(例如,一个或多个子光线像素220b,图2b)或光反射元件的一个或多个相应子集的cmos集成电路。
40.图4图示图400,该图400示出依照本公开的各方面的从中划片或者切割块片430的重构晶片420的示例。块片430可以表示图3a的块片310。为了使用通常需要晶片具有特定尺寸和形状的常规半导体制造和处理设备,用于形成或者制作块片或晶片块片(例如,图3a中的块片310a-310d)的一种方法是通过将多个cmos背板裸片410放置到晶片420上的阵列中、然后在使用常规制造步骤来处理晶片420之后从重构晶片420切割或者划片正方形或矩形块片430(虚线)来重构标准尺寸和形状的晶片。这允许通过被配置成处理标准尺寸/形状的晶片的各种常规半导体制造步骤来处理重构晶片420(以及因此块片430),因为在没有晶片420的情况下,正方形或矩形块片430在尺寸和形状上是非标准的并且不适合于常规半导体处理工具和设备。
41.图5a-5i图示图500a-500i,这些图500a-500i示出依照本公开的各方面的用于使
用晶片级封装(wlp)途径来形成背板组件(例如,图3a和图3b的背板320a和320b中的一个或多个)和显示组件(例如,分别为图1、图2a、图2b和图2c的显示器110、210a、210b和210c)的示例步骤。
42.图5a中的图500a示出从重构晶片(例如,图4中的重构晶片420)划片的块片535a的至少部分的横截面视图。块片535a包括具有粘合层540的基板530,多个cmos背板裸片510(例如,图4中的cmos背板裸片410)附着到所述粘合层540。粘合层540可以提供cmos背板裸片510到基板530的永久接合,这可以减轻裸片移位。在此示例中,每个cmos背板裸片510被定位为裸片面朝上,其中柱520(例如,裸片或芯片电连接)面向背离基板530并且被配置成与附加显示组件(未示出)电耦合。位于柱520下方的裸片的基部515a(例如,包括背板电子器件和电路系统的cmos背板裸片510的一部分)与粘合层540和基板530相邻。柱520可以是铜(cu)柱,也就是说,cu可以被用于裸片电连接性;然而,还可以使用其他导电金属或材料。cmos背板裸片510出于图示的目的被示出为分开的(例如,在相邻cmos背板裸片之间具有间隙)但是旨在被紧密地包装,因此可以被紧密地定位到相邻裸片。在示例中,cmos背板裸片510之间的100μm间隙可能是所希望的,虽然在现有半导体组装和测试(osat)工具情况下300μm可能是当前可能的。
43.图5b中的图500b示出在块片535b上的cmos背板裸片510上方和周围沉积过模制件550(或类似的封装材料)以使cmos背板裸片510保持在一起。在此示例中,存在覆盖cmos背板裸片510的顶部部分的过模制件550的量(例如,过量)。过模制件550可以是适合于应用的定制材料。一个示例是二氧化硅填料的环氧树脂模塑化合物(emc),其在固化时是刚性的但可以引起裸片移位。另一示例是聚酰亚胺,其可以是顺应的但可能不存在用于分配它的当前方法或工艺。在一些实例中,可以使用喷墨技术来分配聚酰亚胺。
44.图5c中的图500c示出了说明研磨、蚀刻或者以其他方式去除过模制件550的一部分使得cmos背板裸片510的顶部部分(例如,柱520的顶部)被暴露(例如,过量的过模制件被去除)的结果的块片535c。当聚酰亚胺被用于过模制件550时,重要的是注意聚酰亚胺可能不总是研磨得很好并且可以使用不同途径来分配聚酰亚胺,诸如用刮刀沉积或没有研磨的直接图案化。
45.图5d中的图500d示出在cmos背板裸片510的柱520的暴露部分(如图5c所示)之上沉积电再分布层(rdl)555——诸如铜(cu)rdl——以在cmos背板裸片510之间形成互连之后的块片535d。特别地,rdl 555提供不同的cmos背板裸片510的柱520之间的电连接以互连cmos背板裸片510。标准工艺可以被用于沉积rdl 555。在一个示例中,可以使用自适应光刻法来说明裸片移位,尽管rdl中需要的布线密度对自适应光刻法技术而言可能是有挑战性的。
46.图5e中的图500e示出从已去除了基材530和粘合层540的重构晶片划片的块片535e的部分横截面视图。或者,可能已在不使用基板530和/或粘合层540的情况下形成块片535e,由此cmos背板裸片510被过模制件550保持在一起。如图500e所示,rdl 555位于块片535e的顶部(即,在一个或多个cmos背板裸片510的暴露柱520之上)并且cmos背板裸片510的底部形成块片535e的底部。
47.在没有任何附加部件(例如,led阵列和/或微透镜阵列)的情况下,图500e所示的块片535e或从中划片块片535e的重构晶片可以被认为是背板或背板组件。然而,可以向重
构晶片上的背板或背板组件添加附加部件或元件(例如,led阵列和/或微透镜阵列)(如在下面更详细地描述的),并且该结构可以被认为是可以按以上结合图4所描述的方式划片或者切割的显示组件。
48.图5f中的图500f示出将led阵列560接合到cmos背板裸片510的倒装芯片的结果。led阵列560中的每一个例如是包括诸如以上结合图2a-2c所描述的发光元件的多个发光元件的单独半导体芯片或裸片。led阵列560可以包括与rdl 555的各部分电连接的电触点或连接565或放置在rdl 555上方的其他电连接570。尽管图500f示出led阵列560与cmos背板裸片510之间的一对一对应关系,但是这只作为图示而不作为限制。还可能的是,单个led阵列560可与多个cmos背板裸片510电耦合,或者替换地,多个led阵列560可以与单个cmos背板裸片510电耦合。可以选择cmos背板裸片510的电子器件和电路系统来控制所对应的led阵列560中的一个或多个内的发光元件中的一个或多个的操作。在下面关于图5j和图5k讨论用于使用rdl来连接显示组件内的led、cmos背板裸片和/或其他部件的附加电连接方案。
49.在另一实现方式中,诸如数字微反射镜器件(dmd)反射器的光反射元件的阵列可以与led阵列560相结合地或代替led阵列使用,在这种情况下可以选择cmos背板裸片510的电子器件和电路系统来控制光反射元件中的一个或多个的操作。在图5i中示出了具有多个dmd反射器阵列590的显示组件。类似于图5f所示的组件,电触点或连接565、570中的一个或多个可以将rdl 555电耦合到dmd阵列590。一个或多个dmd阵列590可以与cmos背板裸片510中的每一个电耦合;替换地,cmos背板裸片510中的一个或多个可以与dmd阵列590中的每一个电耦合。
50.进一步结合图500f和500i,需要考虑倒装芯片接合的准确度以及诸如可用晶片规模llo工具的激光剥离(llo)的使用,以例如从基板530去除重构晶片并且/或者使要倒装芯片接合的led阵列560或dmd阵列590分开。附加考虑事项包括使用底部填充物来补偿led阵列(或dmd反射器阵列590)与cmos背板裸片之间的热膨胀系数(cte)的失配、当倒装芯片连接之间的间隙小时馈送底部填充物时的困难、以及是否使用底部填充物代替预施加膜。如果不使用底部填充物,则可以考虑结合微透镜是否可能发生空隙并且如何避免此类发生情况。
51.图5g中的图500g示出设置在led阵列上方并且附接到led阵列560的微透镜阵列575,所述led阵列560已被倒装芯片接合到cmos背板裸片510顶部上的rdl 555上。微透镜阵列575可以包括各种光学元件,诸如以上结合图2c所描述的光转向光学元件215(例如,透镜或微透镜)。尽管图500g示出单个微透镜阵列575,但是这只作为图示而不作为限制。还可以使用多个微透镜阵列575。此外,在cmos背板裸片510、led阵列560和微透镜阵列575之间不需要有一对一对应关系,如在下面更详细地示出的那样。
52.图5h中的图550h示出如以上结合图3a和图4所描述的块片划片和块片接合的结果。在此示例中,图5g所示的重构晶片的至少一部分通过高精度划片来切割以形成划片后的块片535h。此示例中的划片后的块片的横截面视图包括cmos背板裸片510,其中倒装芯片接合的led阵列560通过电连接565、570和rdl 555连接到cmos背板裸片510,并且一个或多个微透镜阵列575位于led阵列560上方。划片后的块片535h可以连同其他块片(参见例如图3a)一起接合(例如,通过使用例如粘合层(未示出)的永久粘合)到刚性基板580。块片接合可能在大面积之上需要高程度的对准准确度。可以在背板上组装多个块片以形成显示组
件,如以上关于图3a所描述的那样。
53.图5j和图5k所示的图500j和500k分别是块片535j、535k的部分横截面视图。块片535j、535k包括led阵列560、cmos背板裸片510以及可选地粘合层540和基板530之间的示例电连接。最初参考图5j,块片535j包括使用设置在其间的rdl 555电耦合到多个cmos背板裸片510的多个led阵列560。rdl 555的图案化是使得rdl的部分(即,连接器554)可以在不同的cmos背板裸片之间延伸。例如,rdl 555的连接器554(1)将第一cmos背板裸片510(1)电耦合到第二cmos背板裸片510(2)。类似地,rdl 555的连接器554(2)将第二cmos背板裸片510(2)电耦合到第三cmos背板裸片510(3)。附加cmos背板裸片可以类似地使用rdl中的附加连接器来互连。因此,通过使rdl图案化使得连接跨不同的背板裸片桥接,在中心定位在块片内的背板裸片510(2)、510(3)、510(4)以及它们关联的led阵列可以被电寻址(例如,从块片的电连接器330)。
54.一起参考图5j和图5k,cmos背板裸片510被图示为分别具有基部部分515j、515k。基部部分515j、515k可以是硅材料。在图500j、500k所示的实施例中,基部部分515j、515k可以包括一个或多个通硅孔(tsv)552,这些通硅孔(tsv)552提供到cmos背板模510的电连接性,和/或在某些实施例中,这些通硅孔(tsv)552可以从基部部分515j、515k的底面延伸到导电柱(例如,图5a中的柱520)中的一个或多个。tsv 552由导电材料形成并且被配置成接收电流或信号(例如,来自不同的电连接器、来自电源或者来自控制模块)并且直接地或间接地通过中间连接器将电流或信号递送到一个或多个led阵列560。
55.图5k中的图500k示出延伸通过基板530(例如,在其顶面和底面之间延伸)的附加tsv 534。在不脱离本公开的范围的情况下,块片353k可以在基板530中具有更多或更少的tsv 534。在一些实施例中,tsv 534的底面(即,离cmos背板裸片510最远的面)可以与显示组件内的电源或另一电管道电耦合。tsv 534的顶面(即,离cmos背板裸片510最近的面)可以直接地耦合到cmos背板裸片510的基部部分515k内的一个或多个tsv 558。替换地或附加地,tsv 534的顶面可以与rdl或其他印刷电路系统耦合以在将电流递送到cmos背板裸片510内的一个或多个tsv 558之前分发电流。在印刷电路系统设置在基板530的顶面上的实施例中,粘合层540可以被轮廓化或以其他方式选择性地施加,使得印刷电路系统不被粘合层覆盖。在一些实施例中,印刷电路系统可以由具有导电性质和粘合性质二者的材料形成,所述材料诸如被选择性地施加以创建电连接的导电环氧树脂或各向异性导电膜(acf)。
56.图6a和图6b分别示出依照本公开的各方面的图示使用面板级封装(plp)来形成组件的示例的图600a和600b。与在其中形成重构晶片并且然后将其划片或者切割成一个或多个块片的图5a-5k中的示例不同,图600a和600b示出通过以下来在基板530(其未被去除)上方形成单个面板:使用粘合层540来保持cmos背板裸片510,沉积rdl555,使用电触点或连接565和570来倒装芯片接合led阵列560,然后将一个或多个微透镜阵列575放置在顶部上(例如,图6b)。用于使用plp来做出单个面板的材料和/或工艺可以与用于做出在wlp中从中划片块片的重构晶片的材料和/或工艺相同或类似;然而,plp组件可以在尺寸上比使用wlp形成的块片大并且在形状上可以是正方形或矩形的。plp因此可以用于做出不仅具有背板电子器件而且还具有光元件和/或光学元件的单个面板背板组件或单个面板显示组件。使用plp形成的组件可以包括组件的周边的电连接器(未示出)。
57.图7a-7e图示依照本公开的各方面的用于wlp和plp的cmos背板裸片、led阵列和微
透镜阵列的不同配置的示例。如上所述,在cmos背板裸片、led阵列和微透镜阵列之间可以存在不同的对应关系。
58.图7a中的图700a是示出用于包括布置在阵列中的多个cmos背板裸片710的块片(例如,从重构晶片划片或者切割的块片)或面板730的配置或实现方式的顶视图,并且每个cmos背板裸片710具有定位在其上的对应的led阵列760(由虚线指示)。另外,单个微透镜阵列775覆盖面板730上的整个cmos背板模710的集合和led阵列760。然而在如图3a所示的块片的2x2阵列中允许用背板的边缘处的电连接器连接每个块片的两个侧面,除了图7a的沿着阵列的周边具有一个或多个边缘的裸片710都不能用面板730的边缘处的电连接器(未示出)直接地连接。因此,为了电寻址图7a的沿着阵列的周边不具有边缘的裸片,每个cmos背板裸片710与相邻的cmos背板裸片电连接。因此,面板730的所有cmos背板裸片710都可以从面板730的边缘处的电连接器(未示出)电寻址。替换地,或另外,可以提供到一个或多个cmos背板裸片的电连接,例如,经由面板730通过使用通孔(未示出)或用于形成电连接的其他机制。可以使用诸如线接合的常规方法来提供电连接。
59.图7b中的图700b示出用于块片或面板730的示例配置,其中存在布置在阵列(例如,8
×
8阵列)中的多个cmos背板裸片710以及位于cmos背板裸片710上方的单个对应的led阵列760。另外,存在覆盖整套cmos背板裸片710和led阵列760的单个微透镜阵列775。
60.图7c中的图700c示出用于块片或面板730的另一示例配置,其中存在布置在阵列(例如,8
×
8阵列)中的多个cmos背板裸片710以及布置在不同阵列(例如,2
×
2阵列)中的位于cmos背板裸片710上方的多个led阵列760。在此示例中,每个led阵列760覆盖cmos背板裸片710的子集(例如,cmos背板裸片710的4
×
4阵列)。虽然每个led阵列760可以覆盖相同数目的cmos背板裸片710,但是情况未必如此。另外,存在覆盖整个cmos背板裸片710的集合和led阵列760的单个微透镜阵列775。
61.图7d中的图700d示出用于块片或面板730的又一可能的配置或实现方式,其中存在布置在阵列(例如,8
×
8阵列)中的多个cmos背板裸片710以及布置在不同阵列中(例如,2
×
2阵列)中的位于cmos背板裸片710上方的多个led阵列760。在此示例中,每个led阵列760覆盖cmos背板裸片710的子集(例如,cmos背板裸片710的4
×
4阵列)。虽然每个led阵列760可以覆盖相同数目的cmos背板裸片710,但是情况未必如此。另外,可以存在多个微透镜阵列775。在此示例中,对每个led阵列760而言存在微透镜阵列775(例如,微透镜阵列775的2
×
2阵列),但是情况未必如此。
62.图7e中的图700e示出用于块片或面板730的另一配置或实现方式,其中存在布置在阵列(例如,8
×
8阵列)中的多个cmos背板裸片710以及位于cmos背板裸片710上方的单个led阵列760。另外,可以存在覆盖整个cmos背板裸片710的集合和led阵列760的多个微透镜阵列775。在此示例中,微透镜阵列775被布置在与cmos背板裸片710不同的阵列(例如,2
×
2阵列)中,并且每个微透镜阵列775覆盖cmos背板裸片710的子集(例如,cmos背板裸片710的4
×
4阵列)。
63.图8a和图8b是图示依照本公开的各方面的制造或者制作用于控制由显示器提供的光的背板的不同方法的流程图。
64.图8a中的方法800a对应于制造用于控制由显示器提供的光的背板的方法。
65.方法800a包括在810提供多个且分开的cmos背板裸片。
66.方法800a可选地包括在815使用探测测试来测试cmos背板裸片并且去除cmos背板裸片中的未通过测试的cmos背板裸片。
67.方法800a包括在820通过使cmos背板裸片保持在一起来形成重构晶片。多个cmos背板裸片可以使用设置在刚性基板上的粘合层被保持在相对于彼此的固定位置中。cmos背板裸片和基板组件可以在后续处理步骤期间由标准处理设备而不是定制设备处理,以便降低制作成本。进一步处理步骤可以包括沉积过模制层、去除过模制层的一部分以暴露导电柱、沉积电再分布层(rdl)并且将led或dmd面板放置在rdl上方。
68.方法800a包括在830从晶片(在本文中还称为“重构晶片”)划片块片,其中块片中的cmos背板裸片彼此电连接。
69.方法800a包括在840将块片连同从其他重构晶片划片的其他块片一起布置成块片阵列,其中在块片阵列的外周边中的块片的边缘提供电连接以与块片中的cmos背板裸片交互。
70.在方法800a的一个方面中,每个cmos背板裸片是被配置成提供信号来控制显示组件内的发光元件或光反射元件的一个或多个相应子集的cmos集成电路。
71.在方法800a的一个方面中,每个cmos背板裸片在它被包括到其相应的块片中之前已通过晶片级探测测试。
72.在方法800a的一个方面中,在基板上方形成重构晶片,并且方法800a进一步包括通过执行使重构晶片与基板分开的晶片级激光剥离(llo)工艺来从基板去除重构晶片。
73.在方法800a的一个方面中,使用基板来形成重构晶片,并且基板在块片被固定到其并且划片完成之后仍然是重构晶片的部分。
74.在方法800a的一个方面中,在基板上方形成重构晶片,并且cmos背板裸片通过被永久地附接到基板被保持在重构晶片中的适当地方。
75.在方法800a的一个方面中,每个块片中的cmos背板裸片用过模制件保持在一起,cmos背板裸片被定位为裸片向上,并且形成重构晶片进一步包括去除过模制件的顶部部分以使cmos背板裸片的电柱暴露于cmos背板裸片与电再分布层之间的电互连。此外,去除过模制件的顶部部分包括研磨、蚀刻或者以其他方式去除过模制件的顶部部分。
76.在方法800a的一个方面中,每个块片中的cmos背板裸片用过模制件保持在一起,并且方法800a进一步包括至少在cmos背板裸片之间和周围设置过模制件并且使过模制件固化以形成重构晶片的一部分,该过模制件由包含二氧化硅、氧化铝、石墨、陶瓷、聚合物或电子模制化合物的材料制成。聚合物可以包括聚酰亚胺或环氧树脂。
77.在方法800a的一个方面中,从重构晶片划片的块片的尺寸在从4英寸直到18英寸的范围内。在一些实施例中,划片后的块片可以是大约11英寸。在不脱离本公开的范围的情况下,其他块片尺寸也是可能的。
78.在方法800a的一个方面中,从重构晶片划片的块片是矩形块片或正方形块片。
79.在方法800a的一个方面中,重构晶片是用于晶片级处理的标准尺寸,该标准尺寸是150mm晶片尺寸、200mm晶片尺寸、300mm晶片尺寸或450mm晶片尺寸中的一者。
80.在方法800a的一个方面中,在刚性基部上方布置块片阵列。
81.在方法800a的一个方面中,在柔性基板上方布置块片阵列。
82.图8b中的方法800b对应于制造用于控制由显示器提供的光的背板的另一方法。
83.方法800b包括在850提供多个且分开的cmos背板裸片。
84.方法800b包括在860通过使cmos背板裸片保持在一起来形成面板,其中,面板中的cmos背板裸片电互连,并且其中,面板的外周边中的边缘提供电连接器来与cmos背板裸片交互。
85.在方法800b的一个方面中,形成面板包括通过将cmos背板裸片接合到基板上来使cmos背板裸片保持在一起。
86.在方法800b的一个方面中,形成面板包括用过模制件使cmos背板裸片保持在一起。
87.在方法800b的一个方面中,形成面板包括将cmos背板裸片附接到基板上并且用过模制件使cmos背板裸片保持在一起。方法800b可以进一步包括通过执行使面板与基板分开的激光剥离(llo)工艺来从基板去除具有cmos背板裸片的面板。此外,从基板去除面板可以包括在面板与基板之间使用热、激光或uv可释放层。
88.在方法800b的一个方面中,每个cmos背板裸片是被配置成提供信号来控制显示器的发光元件或光反射元件的相应子集的cmos集成电路。
89.在方法800b的一个方面中,每个cmos背板裸片在它被包括到面板中之前已通过晶片级探测测试。
90.在方法800b的一个方面中,cmos背板裸片被定位为裸片向上,并且形成面板包括用过模制件使cmos背板裸片保持在一起,并且去除过模制件的顶部部分以暴露cmos背板裸片的电柱。此外,去除过模制件的顶部部分包括研磨过模制件的顶部部分。附加地,cmos背板裸片的电柱被暴露于cmos背板裸片与电再分布层之间的电互连。
91.在方法800b的一个方面中,形成面板包括用过模制件使cmos背板裸片保持在一起,方法800b进一步包括至少在cmos背板裸片之间和周围设置过模制件并且使过模制件固化以形成面板,过模制件由包含二氧化硅、氧化铝、石墨、陶瓷、聚合物或电子模制化合物的材料制成。聚合物可以包括聚酰亚胺或环氧树脂。
92.本公开描述了使得能实现可以与诸如光场显示器的高分辨率显示器一起使用的背板和显示器的更大且更密集的组件的各种技术和设备。
93.以下权利要求旨在涵盖本文描述的所有通用和特定特征,以及本方法和系统的范围的所有陈述,这些陈述作为语言问题,可能被说成落在其之间。特别地,具体地设想了以下实施例,以及此类实施例的彼此兼容的任何组合。
94.(a)一种用于控制显示器并且包括形成到阵列中的多个块片的背板,每个块片包括多个互补金属氧化物半导体(cmos)背板裸片,其中形成所述阵列的外周边的所述块片的边缘具有将电信号引导到所述cmos背板裸片中的至少一个的电连接。
95.(b)在表示为(a)的所述背板中,所述cmos背板裸片中的至少一个包括生成至少一个电信号来驱动所述显示器的至少一个发光元件的cmos集成电路。
96.(c)在表示为(a)或(b)的所述背板中的任何一个中,每个cmos背板裸片包括用于生成电信号给所述显示器的至少一个光反射元件的cmos集成电路。
97.(d)在表示为(a)-(c)的所述背板中的任一个中,当所述多个块片被形成为2x2阵列时,每个块片具有两个边缘,每个边缘在所述阵列的所述外周边处具有电连接。
98.(e)在表示为(a)-(d)的所述背板中的任一个中,所述多个cmos背板裸片中的定位
在所述块片的所述边缘处的cmos背板裸片提供到所述块片的剩余cmos背板裸片的外部电连接性。
99.(f)在表示为(a)-(e)的所述背板中的任一个中,所述多个cmos背板裸片被布置在矩形或正方形阵列中并且所述多个cmos背板裸片中的每一个包括多个柱,所述多个柱经由电再分布层(rdl)与所述显示器的至少一个led阵列电连接。
100.(g)在表示为(a)-(f)的所述背板中的任一个中,所述多个块片中的每一个进一步包括填充cmos背板裸片之间的间隙并且使所述多个cmos背板裸片保持在一起的过模制件。
101.(h)在表示为(a)-(g)的所述背板中的任一个中,所述过模制件由从由二氧化硅、氧化铝、石墨、陶瓷和聚合物构成的组中选择的材料形成。
102.(i)在表示为(a)-(h)的所述背板中的任一个中,所述多个块片中的每一个进一步包括用于牢固地支撑所述多个cmos背板裸片的基板。
103.(j)在表示为(a)-(i)的所述背板中的任一个中,所述基板是刚性的并且包括提供到所述多个cmos背板裸片中的至少一个的电连接性的多个通硅孔(tsv)。
104.(k)一种显示组件,所述显示组件包括:具有块片阵列的背板,每个块片具有多个电耦合的cmos背板裸片,其中形成所述阵列的外周边的所述块片的边缘包括将电信号引导到所述多个cmos背板裸片中的一个或多个的电连接;以及至少一个发光二极管(led)阵列,所述至少一个led阵列与至少一个块片电耦合。
105.(l)在表示为(k)的所述显示组件中,所述多个块片中的每一个进一步包括设置在所述多个cmos背板裸片中的每一个的至少一部分上的电再分布层以将所述cmos背板裸片中的至少一个的柱电连接到所述至少一个led阵列。
106.(m)表示为(k)或(l)的所述显示组件中的任何一个,进一步包括被配置成折射来自所述led阵列的光的至少一个微透镜阵列。
107.(n)在表示为(k)-(m)的所述显示组件中的任一个中,所述至少一个微透镜阵列包括覆盖所述块片阵列的单个微透镜阵列。
108.(o)在表示为(k)-(n)的所述显示组件中的任一个中,所述至少一个微透镜阵列包括多个微透镜阵列,其中所述多个微透镜阵列中的每一个覆盖所述块片阵列的不同块片。
109.(p)在表示为(k)-(o)的所述显示组件中的任一个中,所述至少一个微透镜阵列包括多个微透镜阵列,并且其中,所述多个微透镜阵列中的每一个覆盖单个cmos背板裸片。
110.(q)在表示为(k)-(p)的所述显示组件中的任一个中,所述块片阵列的每个块片进一步包括刚性地支撑所述多个cmos背板裸片的基板。
111.(r)在表示为(k)-(m)的所述显示组件中的任一个中,所述基板进一步包括提供到所述多个cmos背板裸片中的至少一个的电连接性的多个通硅孔(tsv)。
112.(s)在表示为(k)-(r)的所述显示组件中的任一个中,所述块片阵列的每个块片进一步包括填充其中的cmos背板裸片之间的间隙并且刚性地支撑所述cmos背板裸片的过模制件。
113.因此,尽管已依照所示出的实现方式提供了本公开,但是本领域的普通技术人员将容易地认识到,可能存在实施例的变化并且那些变化将在本公开的范围内。因此,在不脱离所附权利要求的范围的情况下,本领域的普通技术人员可以做出许多修改。
再多了解一些

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