半导体器件数组之分配控制的装置及方法制造方法及图纸

本专利申请涉及一种半导体器件数组，其包括安排在一个数组中的多个第一半导体器件及分配在该多个第一半导体器件的该数组之间的多个第二半导体器件。该第二半导体器件的每一个都跟该第一半导体器件的至少一个互连。且该第二半导体器件分别被配置用作该第一半导体器件的至少一个的控制器。

The device and method of distribution control of semiconductor device array

The invention relates to an array of semiconductor devices, which comprises a plurality of first semiconductor devices arranged in an array and a plurality of second semiconducting devices allocated between the arrays of the first semiconductor devices. Each of the second semiconductor devices is interconnected with at least one of the first semiconductor devices. And the second semiconductor device is respectively configured as a controller of at least one of the first semiconductor device.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体器件数组之分配控制的装置及方法相关专利申请的交叉引用本申请要求的优先权为2017年1月27日提交的美国临时专利申请案62/451,630，标题为“半导体器件数组分配控制的装置及方法(ApparatusandMethodforDistributedControlofaSemiconductorDeviceArray)”，并通过引用将其完整纳入。本申请进一步过引用完整纳入2015年11月12日提交的美国专利号码9,633,883，标题为“半导体器件转移的方法及装置(MethodandApparatusforTransferofSemiconductorDevices)”。
技术介绍
一般来说，现代的显示器可通过OLED或LED来发光。使用OLED发光显示器时，OLED通过OLED驱动器芯片控制(也可简称为“OLED驱动器”或“控制器”)。OLED驱动器是一种电流控制集成电路(IC)，控制并驱动电流通过OLED像素(或自OLED像素灌电流)。通过OLED驱动器来驱动的电流量通常介于在每个像素是数百微安培到每个像素数毫安培之区间。一般来说，OLED驱动器设计用来对数千个到成千上万个像素识别地址并加以控制，因为大多数图像显示器都有许多像素。例如，即使是一个很小的96x128像素显示器都有10,000多个个别区域要控制，而许多大的基本显示器可能轻易就有250k到2M+之间的像素。尽管如此，由于设计对象的市场之故，OLED驱动器非常小。在某些情况下，OLED驱动器的横向尺寸可以小到2毫米x10到15毫米，且高度尺寸可以小于1毫米厚。虽然尺寸小，OLED驱动器底部侧可有数百个引脚，以此控制连接的像素。此外，OLED驱动器通常具有标准接口，可使用标准计算机装置通过该接口控制OLED驱动器。使用该接口可在单一系统中校正驱动器的输出(如调整亮度一致、色彩平衡度等)，并同步多个驱动器。再者，OLED驱动器相对不贵，目前每个售价只有1.00美元左右。LED驱动器芯片用来驱动LED发光显示器，且有点类似OLED驱动器。相较于OLED驱动器的尺寸，LED驱动器一般来说较大，且进一步设计来向LED传递大量电流(如在10毫安培到数百毫安培之间)。因为LED应用的电流量会影响其亮度，在典型的数组中，如果LED数量较少，就必需非常亮。即使所选择的LED驱动器可调光成非常低的电流，LED驱动器通常仍然较大，因为要设计成可以从很低变成很高的电流量。举例来说，在一个矩阵中，可以控制48个像素到甚至1200个像素的LED驱动器大小可能是7毫米x7毫米x2毫米。文中所述LED驱动器目前售价可能是每个约5美元。LED驱动器的尺寸和售价未受到OLED显示控制器之类的大量低价市场的大幅影响。
技术实现思路
本专利申请提供了一种微尺寸半导体芯片(例如被设想用在显示器背光装置中的未封装(如裸晶)微尺寸LED)，与更常用的LED相比极小且极薄，更易于在显示器中安装。举例来说，未封装微尺寸LED裸晶的厚度(例如，裸晶在表面上延伸的高度)可能介于约12微米到约400微米之间，而微尺寸LED裸晶的横向尺寸可能介于约20微米到约800微米之间。再者，现在的微尺寸LED裸晶比起较大较常被使用的LED是更加便宜的。尽管有尺寸上的差异，微尺寸LED仍可处理较大较常使用LED的电流区间(如10到20毫安培)。然而，从与微尺寸LED相关尺寸及成本节约角度来看，在一般应使用更少较大LED的显示器或发光电路中，有可能安装数百到数千或更多个微尺寸LED。在使用数量更多微尺寸LED的情况下，单个LED不需要特别亮，因为微尺寸LED群组在一起就会非常亮。再者，与较大的LED相比，最小化亮度时，微尺寸LED使用时间更长，且更节能。举例来说，微尺寸LED供电使用的电流可在微安培到10毫安培以下之间。此等低电流程度与OLED驱动器的能量配合良好。因此，在一个实施例中，使用OLED驱动器来驱动微尺寸LED时，OLED拥有的特征、规模经济及尺寸方面与微尺寸LED可以互补，从而获得一般难见的优异LED发光控制分辨率。然而，在另一个实施例中，使用LED驱动器也可获得类似结果，而事实上，较小的LED驱动器可以制造，且可能非常适合驱动低电流给并联或矩阵的大量或小量LED。从上述信息及发现的优点来看，本专利申请描述了一种LED数组分配控制的独特控制方案。附图说明具体实施方式参考附图阐述。在图中，参考编号最左边的数字识别该参考编号首次在其中出现的附图。相同参考编号在不同附图中的使用表示相似或相同的项目。再者，附图可视为提供每个附图中个别零件相对尺寸的大略描绘。然而，附图并未按照比例，因此，无论是在个别附图中还是在不同附图之间，个别零件的相对尺寸都可能与所描绘的有所不同。尤其是，有些附图可能将零件画成某种尺寸或形状，但为了清楚说明，其他附图则可能将零件描绘成更大比例或不同形状。图1是根据本申请一个实施例绘制的一个驱动器芯片示意图。图2是根据本申请一个实施例绘制的一个驱动器芯片比例示意图具体实施方式概述本专利申请是关于一种用于控制LED数组分配控制方案的方法和装置。该数组的LED可以是任何大小，包括但不限于微尺寸LED，且可以分组控制，一组可以小到1个LED、或2个LED、或3个LED、或4个LED或更多个LED。也就是说，用于使显示器发光时，可在该数组中分配多个OLED或LED驱动器(“控制器”)，布置于LED并与其相连，以使每个驱动器都可驱动一个或多个的成组LED。根据本专利申请，在装置(如显示器)中实施前述驱动器时，可提供更小、更便宜、更快且更有可变动性的系统用于控制LED数组。根据本专利申请，在一个实施例中，设想在LED数组分配控制中将控制器芯片用作LED驱动器，可具有下列属性之一个或更多：-可作为裸晶使用，如同“倒装芯片”安装，使用直接转移系统粘晶，直接转移系统是如一个或多个直接转移裸晶的机器及/或实施方法，如在前述美国专利号码9,633,883中所公开。ο加以钝化芯片，以防止在电路衬底到接触垫之间的电子零件短路ο特定接触垫放置，以利于重复、连续的电路布局ο可直接以焊锡、各向异性导电薄膜(“ACF”或Z-轴粘着剂)或类似材料粘晶于该电路衬底-可以无需外部零件来定义该芯片的行为ο在一个实施例中，无需被动零件来设置电流限值、定义芯片地址或稳定电源-可具有输出缓存设计，允许在下一帧数据将时钟信号输入(转移)到芯片时显示一帧数据ο一个信号可在一个或多个通信线内编码，以使得切换至下一个缓存(在协议细节中)-可控制约3到16个具有6到16比特调光分辨率的LED(虽然这些并非其限数)ο作为RGB、RGBW或W(发光或背光)控制ο一个或多个通道可支持定义出厂校正偏移，可在操作期间调整输入数据大小，以使主机在大数组间不需要担心校正亮度的问题ο高深度分辨率使最大输出校正及偏移可得到一些额外的比特ο一个或多个信道，该信道可分别由电流控制，最本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件数组，其包含：/n排列于一个数组中的多个第一半导体器件；及/n分配在该多个第一半导体器件的该数组之间的多个第二半导体器件，该第二半导体器件的每一个都与该第一半导体器件的至少一个互连，且该第二半导体器件分别被配置用作该第一半导体器件的至少一个控制器。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170127 US 62/451,6301.一种半导体器件数组，其包含：
排列于一个数组中的多个第一半导体器件；及
分配在该多个第一半导体器件的该数组之间的多个第二半导体器件，该第二半导体器件的每一个都与该第一半导体器件的至少一个互连，且该第二半导体器件分别被配置用作该第一半导体器件的至少一个控制器。


2.根据权利要求1所述的半导体器件数组，其中该多个第一半导体器件是LED。


3.根据权利要求2所述的半导体器件数组，其中该LED是微尺寸LED。


4.根据权利要求1所述的半导体器件数组，其中该多个第二半导体器件是控制器。


5.根据权利要求4所述的半导体器件数组，其中该控制器是OLED控制器。


6.根据权利要求5所述的半导体器件数组，其中该多个第一半导体器件是微尺寸LED。


7.根据权利要求1所述的半导体器件数组，其中该多个第二半导体器件是控制器芯片，所述控制器芯片包括下列一个或多个属性：
·作为裸晶使用，该裸晶如同“倒装芯片”，使用直接转移系统粘晶
ο加以钝化，以防止电路衬底到接触垫间的该控制器电子零件短路
ο特定接触垫放置，以利于重复、连续电路布局
ο直接以焊锡、各向异性导电薄膜(“ACF”或Z-轴粘着剂)或类似材料粘晶于所述电路衬底
·无需外部零件来定义该控制器的行为
ο无需被动零件来设置电流限值、定义控制器地址或稳定电源
·输出缓存设计，其允许在下一帧数据将时钟信号输入(转移)到控制器时显示一帧数据
ο可在一个或多个通信线编码一个信号，以使得切换至后续的缓存
·控制约3到16个有6到16比特调光分辨率的LED
ο作为RGB、RGBW或W(发光或背光)控制
ο一个或多个信道，支持原始校正偏移定义，可在操作期间调整输入数据之大小，以使主机不会在该半导体器件数组间校正亮度
ο高深度分辨率，以使最大输出校正及偏移得到额外的比特
ο一个或多个信道，该信道分别由电流控制，最大电流由受控LED的峰值效率点决定
ο一个或多个信道，该信道限制每一个脉冲电流，以在其分别的调光区间都能以接近LED峰值效率点操作
·耐受12V操作，以承受导致电压朝远端大幅下降的大量操作
·通信速率可足以与数千个控制器通信，并同时维持高帧率
ο高达240Hz的刷新率
ο每个控制器高达48比特
ο单一网络中4096个控制器
ο50Mbps串行通信
ο控制器地址由该半导体器件数组中的位置表明，其中一个控制器自接收到的帧数据移除一定量的数据比特，然后将该数据比特传到该半导体器件数组中的下一个控制器。
·通信协议
ο启动帧(缓冲区交换)
ο校正储存模式(任选)
ο1线、2线、及3线设计
·7到12引脚控制器设计
ο电源(12V)
οLED阴极1
οLED阴极2
οLED阴极3
ο任选...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·文特，A·哈斯卡，
申请(专利权)人：罗茵尼公司，
类型：发明
国别省市：美国;US