[发明专利]印刷复杂的电子电路

说明书

本发明涉及一种可编程电路，其包含微观晶体管或二极管(40)的经印刷群组(72、74)的阵列。装置经预成形且作为墨水印刷且经固化。每一群组中的所述装置经并联连接，使得每一群组充当单个装置。在一个实施例中，每一群组中含有大约10个装置，因此冗余使得每一群组非常可靠。每一群组具有至少一个电引线(85)，其终接在衬底(50)上的贴片区域(86)中。一互连导体图案使所述贴片区域中的所述群组的至少一些所述引线互连，以针对通用电路的自定义应用形成逻辑电路。所述群组还可被互连为逻辑门，且门引线终接在所述贴片区域中。所述互连导体图案随后使所述门互连以形成复杂逻辑电路。

相关申请案的交叉参考

本申请案是基于由威廉·约翰史东·雷(William Johnstone Ray)等人于2013年3月14日申请的第61/785,292号美国临时申请案，所述申请案被让渡给本受让人且以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及在衬底上以单独群组印刷预成形微观半导体装置，例如晶体管及二极管，其中每一群组中的随机分布装置经并联连接，且本发明涉及使群组互连以产生更复杂电路，例如逻辑电路。

背景技术

通过本受让人自身的工作已了解如何以适当定向在导电衬底上形成及印刷微观两端垂直发光二极管(LED)及将LED并联连接以形成光板。可于标题为“制造二极管的可印刷液体或胶体悬浮合成物的方法(Method of Manufacturing a Printable Compositionof Liquid or Gel Suspension of Diodes)”的美国申请公开案US 2012/0164796中找到此类LED印刷的细节，所述案被让渡给本受让人且以引用的方式并入本文中。

图1是可使用下列工艺印刷的LED 16的层的横截面图。每一LED 16包含标准半导体GaN层，包含n层及活性层以及p层。

LED晶片(含有数千个垂直LED)经制作使得每一LED 16的底部金属阴极电极18包含反射层。每一LED 16的顶部金属阳极电极20为小的以允许几乎所有LED光逸出阳极侧。通过粘着层接合到LED晶片的“顶部”表面的载体晶片可用于接达到LED的两侧以进行金属化。随后，例如通过围绕每一LED向下蚀刻沟槽到粘着层及溶解暴露的粘着层或通过薄化载体晶片而切分LED 16。

随后，将微观LED均匀浸泡于包含粘度改质聚合物树脂的溶剂中，以形成用于印刷(例如丝网印刷或胶版印刷)的LED墨水。

如果需在印刷后使阳极电极20定向在与衬底22相反的方向上，那么使电极20较高以使得LED 16在安定在衬底表面上时通过流体压力而在溶剂中旋转。LED 16旋转到最小电阻的定向。已实现超过90％的类似定向。

在图1中，提供起始衬底22。如果衬底22本身不导电，那么例如通过印刷在衬底22上沉积反射导体层24(例如，铝)。衬底22可为薄的且柔性。

随后，例如通过胶版印刷在导体层24上印刷LED 16，其中辊板上的图案确定了卷带式工艺的沉积，或通过使用适当网进行丝网印刷以允许LED穿过并控制层的厚度而在导体层24上印刷LED 16。由于相对较低浓度，LED 16将被印刷为单层，且相当均匀地分布在导体层24上方。

随后，使用例如红外线炉使溶剂热蒸发。在固化后，LED 16保持附接到下伏导体层24，其中溶解在LED墨水中的少量残余树脂作为粘度改质剂。树脂的粘着性质及在固化期间LED 16下方的树脂的量的减小会将底部LED电极18压抵在下伏导体24上，从而与其进行欧姆接触。

随后，在表面上方印刷电介质层26以囊封LED 16且进一步将其固定在适当位置中。

随后，在电介质层26上方印刷顶部透明导体层28以电接触电极20且在适于所使用的透明导体类型的炉中固化顶部透明导体层28。