專利名稱：有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及具有金屬氧化物TFT和濾色器的有機(jī)發(fā)光顯示器。
背景技術(shù)：
因?yàn)橛袡C(jī)發(fā)光器件的屬性，對有機(jī)發(fā)光顯示器(OLED)有強(qiáng)烈的興趣。通常，這些 器件具有低電流、低功率和高發(fā)光屬性。此外，能生產(chǎn)有機(jī)發(fā)光器件來發(fā)出幾乎任何顏色的 光，因此彩色顯示是可能的。如本領(lǐng)域技術(shù)人員理解到的，彩色顯示要求紅-綠-藍(lán)像素陣 列。然而，制造彩色像素陣列的有機(jī)發(fā)光器件非常困難。目前，唯一實(shí)用的方法是通過使用 稱為“陰影掩蔽(shadow masking) ”的工藝或使用陰影掩模沉積所需的多層彩色材料，以便 沉積彩色層。主要問題是該陰影掩模非常難以制作并且昂貴。其次，由于尺寸變形，該陰影 掩模僅能被使用于某些沉積周期。此外，陰影掩模工藝具有上限尺寸，該上限尺寸將該工藝 限制到相對小的顯示器。高信息內(nèi)容彩色陣列使用有源矩陣類型的像素控制和尋址系統(tǒng)。通常，因?yàn)榭刂?晶體管置入陣列中，所以使用薄膜晶體管(TFT)。在現(xiàn)有技術(shù)中，將多晶硅用于有源矩陣 OLED顯示器(AMOLED)中的開關(guān)和控制晶體管。然而，多晶硅要求相當(dāng)高的溫度來處理，并 且因此，鄰接電路和基板極其受限。而且，因?yàn)榫w大小和位置的變化，以多晶硅形成的晶 體管的特性即使在陣列中的相鄰器件間也會改變。為更好理解該問題，在亞微米柵極下的 導(dǎo)電區(qū)中，每一不同的晶體管能包括從一個或二個多晶硅晶粒至若干個晶粒，以及導(dǎo)電區(qū) 中的不同晶體數(shù)將會產(chǎn)生不同的特性。不同顆粒當(dāng)中的尺寸和它們的物理特性也不同。此 外，多晶硅是光敏的，即，通過曝露到可見光，改變其I-V特性。非晶硅也是光敏的，因此由 這些材料的任何一個制造的器件要求遮光罩或光屏蔽，這進(jìn)一步復(fù)雜化制造工藝并減小開 口率(發(fā)光面積比節(jié)距面積(Pitch area))。進(jìn)而，對目標(biāo)顯示亮度，小開口率要求更大地 驅(qū)動0LED，由此對OLED操作壽命設(shè)定了更高的需求?；旧?，用于有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器的像素驅(qū)動器包括兩個晶體管和一個存儲 電容器。一個晶體管用作開關(guān)以及另一個晶體管用作用于OLED的電流調(diào)節(jié)器。存儲電容 器連接在電流調(diào)節(jié)器晶體管的柵極和漏極(或源極)間，以便記住斷開開關(guān)晶體管后，數(shù)據(jù) 線上的電壓。此外，像素驅(qū)動器連接到三條總線、掃描或選擇線、數(shù)據(jù)線和電源線，它們均耦 合到外圍控制電路。然而，在現(xiàn)有技術(shù)，或有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器的當(dāng)前情形下，不能有 效地實(shí)現(xiàn)足夠性能和/或低價格的像素驅(qū)動器。已經(jīng)使用低溫多晶硅(LTPS)和非晶硅(a-Si)來構(gòu)造用于有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯 示器背板的像素驅(qū)動器電路。在上下文中，術(shù)語“背板”是指開關(guān)電路的任何陣列，通常按 列和行的形式排列，以及每一像素或像素元件具有連接到有機(jī)發(fā)光二極管的像素電極(透 射或反射發(fā)射光)。當(dāng)前，商業(yè)市場中的所有有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器都利用LTPS背板制 造。盡管LTPS提供用于驅(qū)動OLED所需的足夠操作壽命，但由TFT性能不均勻性引起的“云 紋”(mura)缺陷對LTPS TFT用于驅(qū)動OLED比用于驅(qū)動液晶顯示器(IXD)更嚴(yán)重。因此， 通常在像素驅(qū)動器中使用二個以上的晶體管來補(bǔ)償云紋不均勻性。同時，在一些應(yīng)用中，包括三條以上總線(數(shù)據(jù)、選擇和電源)用于補(bǔ)償電路。此外，由于開關(guān)晶體管中相對更高的 “OFF”電流，LTPS背板要求更大的存儲電容器。盡管LTPS背板中的更高遷移率允許具有更 短寬/長(W/L)比的晶體管，但開關(guān)晶體管中的更高OFF電流要求多柵極設(shè)計(例如頂部 和底部柵極)以及源極和漏極之間的更大空間。因此，每一像素驅(qū)動器所需的有效面積基 本上被比作總節(jié)距面積。由此，OLED發(fā)光器不得不與像素驅(qū)動器排列或堆疊以用于從頂部 發(fā)光。LTPS的小能隙還要求將LTPS TFT從發(fā)射光和環(huán)境光屏蔽。使用a-Si TFT制造有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器背板已經(jīng)有相當(dāng)大的成就。然而，在 DC操作下，a-Si TFT的I-V(電流-電壓)性能不穩(wěn)定(由于缺陷密度增加，Vth偏移以及 遷移率減小)，以致難以將a-Si TFT用于背板中的驅(qū)動器或電流調(diào)節(jié)器晶體管。已經(jīng)提出 了具有更多晶體管、電容器和總線的像素控制電路來穩(wěn)定晶體管性能，但它們中沒有一個 展示出商業(yè)應(yīng)用所需的穩(wěn)定性。低載流子遷移率( 0. 1至0. 7cm2/Vsec)也要求更大的 W/L比(由此更大的TFT大小)用于驅(qū)動器或電流調(diào)節(jié)器晶體管。因此，對于用于底部發(fā)光 的OLED發(fā)光墊，沒有足夠的空間，使得必須使用頂部發(fā)光結(jié)構(gòu)。在頂部發(fā)光有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器設(shè)計中，需要平面化層來將TFT與OLED發(fā)光 器的底部電極分開以便消除兩部分之間的光電串?dāng)_。需要兩至三個光處理來制造穿過平面 化層的通路和圖案化用于OLED的底部電極。通常有另外1至2個光處理步驟來構(gòu)造用于 全色OLED處理的存儲體結(jié)構(gòu)(諸如當(dāng)噴墨打印用來圖案化全色發(fā)光器層時，用來限制有機(jī) 發(fā)光器墨的阱)。由于透明頂部電極(通常由氧化銦錫或氧化鋁鋅制成)的體導(dǎo)電率不足 以公共電極使電流從像素通向外圍驅(qū)動器芯片，所以通常需要另一通路，并且由此在背板 上需要另一金屬總線。該設(shè)計使頂部發(fā)光有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器產(chǎn)品的開口率嚴(yán)重地限 制到 50%范圍。在此“開口率”是指發(fā)光區(qū)與子像素節(jié)距尺寸的比率。此外，在OLED層 上沉積透明金屬氧化物通常通過噴射工藝完成，在頂部電極工藝中保留OLED性能(功率效 率和操作壽命)是其余難題的一個。由此，對具有用于OLED墊的足夠開口率、至少與其他顯示器技術(shù)，諸如有源矩陣 液晶顯示器相比，具有低成本工藝的底部發(fā)光有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器結(jié)構(gòu)有強(qiáng)烈的興 趣。

發(fā)明內(nèi)容
簡單地說，為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的期望目的，根據(jù)其優(yōu)選實(shí)施例，提供一種全色有源矩陣 有機(jī)發(fā)光顯示器，包括透明基板、位于基板的上表面上的濾色器、在濾色器的上表面上形成 的間隔層、在間隔層上形成并限定像素陣列的金屬氧化物薄膜晶體管背板；以及單色、有機(jī) 發(fā)光器件陣列，形成在背板上，并放置成通過全色顯示器中的背板、間隔層、濾色器和基板， 向下發(fā)出光。根據(jù)其優(yōu)選實(shí)施例，在制造全色有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器的方法中，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn) 本發(fā)明的期望目的。該方法包括提供由玻璃、有機(jī)膜的一個或其組合形成的透明基板并且 基板是剛性或柔性的。濾色器被放置在基板的上表面上并且間隔層被沉積在濾色器的上表 面上。在間隔層上形成金屬氧化物薄膜晶體管背板以便限定像素陣列。在背板上放置單色、 有機(jī)發(fā)光器件陣列以便通過全色顯示器中的背板、間隔層、濾色器和基板，向下發(fā)出光。選擇間隔層和背板的材料，以便基本上對由有機(jī)發(fā)光器件發(fā)出的光是可透過的，并且結(jié)果是大于50%的用于每一像素的開口率。用在背板的薄膜晶體管中的金屬氧化物優(yōu) 選地是非晶的，以便實(shí)質(zhì)上改進(jìn)整個陣列或矩陣上的薄膜晶體管的可重復(fù)性、或均勻性或 可靠性。


從結(jié)合附圖的下述優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，本發(fā)明的上 述和另外的以及更具體的目的和優(yōu)點(diǎn)將變得更顯而易見，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的顯示器的簡化層圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的單色元件的電路圖；以及圖3是根據(jù)本發(fā)明的單色元件的另一實(shí)施例的電路圖。
具體實(shí)施例方式參見圖1，示例說明根據(jù)本發(fā)明的顯示器10的簡化層圖。顯示器10包括基板12， 在本實(shí)施例中，優(yōu)選地為玻璃，但能是任何相對剛性的透明材料，諸如各種塑料等等。在本 上下文中，術(shù)語“透明”或“基本上透明”定義成是指能以大于70%光學(xué)地透射可見光范圍 GOOnm至700nm)中的光的材料。此外，意圖顯示器10能是與用在現(xiàn)代電視機(jī)、計算機(jī)監(jiān)視 器等等中的顯示器類似的大小，即相對大面積顯示器。濾色器14被沉積在基板12的上表 面上，通常包括具有相對低耐熱即通常低于250°C的塑料材料。以非常公知的方式，用三色 像素(紅、綠、藍(lán))制造濾色器14，即根據(jù)非常公知的過程，每一像素包括三個色元件，每一 個均是可控的來增加每一顏色的被選量，從而生成任何被選的最終或組合色。間隔層16被沉積于濾色器14的上表面，提供包括平面化濾色器14和更兼容界面 的幾種功能(即，層16確保每一界面的材料間的更好匹配，結(jié)晶和能量層都是)。因?yàn)闉V色 器14的各種材料被沉積于分離的層中，為沉積下述部件的更好表面優(yōu)選平面化。在間隔層16的上表面上形成金屬氧化物薄膜晶體管(MO TFT)層18。通過諸如物 理汽相沉積的工藝、通過包括印刷或涂敷的溶液工藝，或通過表面化學(xué)反應(yīng)，能以相對低溫 (例如低至室溫)形成金屬氧化物薄膜晶體管。印刷包括諸如噴墨、點(diǎn)膠(dispensing)、柯 式印刷(off-set printing)、照相凹版印刷、絲網(wǎng)印刷等等的任何工藝。涂敷包括諸如縫涂 (slot coating)、幕式淋涂(curtain coating)、噴涂等等的任何工藝。物理汽相沉積包括 諸如濺射、熱沉積、e束沉積等等的任何工藝。表面化學(xué)反應(yīng)包括氣體或液體環(huán)境中的表面 反應(yīng)。除平面化外，間隔層16在(MO TFT)層18的制造期間，提供用于濾色器14的熱保 護(hù)。例如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)退火金屬氧化物層提高晶體管的可靠性和特性。通過利用脈沖紅外線能 量將晶體管的每一個的柵極金屬加熱到超過300°C，執(zhí)行該退火過程。來自柵極金屬的熱使 與柵極金屬相鄰的金屬氧化物半導(dǎo)體退火，并且間隔層16防止濾色器過熱(低于250°C )。 可以在 2008 年 5 月 21 日提交的，名為"Laser Annealing of Metal Oxide Semiconductor On Temperature Sensitive Substrate Formations”，序列號 12/124，420 的未決美國專禾Ij 申請中找到有關(guān)該過程的另外信息，在此包括以供參考。在非晶金屬氧化物半導(dǎo)體，諸如 ΖηΟ、ΙηΟ,ΑΙΖηΟ,ΖηΙηΟ, InAlZno、InGaZnO,ZnSnO,GaSnO, InGaCuO, InCu0,AlCu0 等等中形 成金屬氧化物TFT。在此應(yīng)注意到術(shù)語“非晶”包括膜平面中的顆粒大小顯著小于TFT溝道尺寸的任何半晶或非晶金屬氧化物。因?yàn)榉蔷Ы饘傺趸锞哂行〉摹?biāo)準(zhǔn)顆粒大小，所以在 層18中形成的TFT的特性彼此基本相同。此外，金屬氧化物透過光以致光向下透過層18、 層16、濾色器14和基板12。適合于間隔層16的材料的例子包括Si02、SiN、聚酰亞胺、BCB 或丙烯酸聚合物。由μν/L2定義薄膜晶體管(TFT)中的優(yōu)值系數(shù)，其中，μ是遷移率，V是電壓以及 L是柵極長度。通過金屬氧化物半導(dǎo)體材料中的新發(fā)展部分補(bǔ)救主要問題，所述金屬氧化 物半導(dǎo)體材料已經(jīng)展示出高達(dá)80cm7V-sec的遷移率。金屬氧化物半導(dǎo)體的獨(dú)特特征之一 是載流子遷移率不那么取決于膜的顆粒大小，即，高遷移率非晶金屬氧化物也是可能的。然 而，為實(shí)現(xiàn)高性能應(yīng)用所需的高遷移率，金屬氧化物溝道的體積載流子密度應(yīng)當(dāng)高并且金 屬氧化物膜的厚度應(yīng)當(dāng)小(例如< IOOnm并且優(yōu)選地是< 50nm)。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)對這些非 常薄的溝道，金屬氧化物與在下面的材料和覆蓋的材料的界面相互作用不再可忽略。以兩種方式的任何一種或兩種，能實(shí)現(xiàn)界面相互作用的控制(1)與在下面的結(jié) 構(gòu)的相互作用；以及O)與覆蓋的結(jié)構(gòu)的相互作用。為制造TFT，可以使用用于覆蓋的結(jié)構(gòu) 和在下面的結(jié)構(gòu)的任一或所有下述功能。例如，可以在TFT的不同部分或表面上使用不同 功能。作為不同功能的使用的例子，能使用弱相互作用來調(diào)整TFT的閾值，并且優(yōu)選強(qiáng)相 互作用以實(shí)現(xiàn)源極/漏極區(qū)中的良好歐姆接觸。覆蓋的結(jié)構(gòu)的一些可能功能包括(1)鈍 化-提供弱或無相互作用；( 柵極-提供弱或無相互作用；以及C3)源極/漏極-提供強(qiáng) 相互作用。此外，在下面的結(jié)構(gòu)的一些可能功能包括(1)鈍化-提供弱或無相互作用；(2) 柵極-提供弱或無相互作用；以及⑶源極/漏極-提供強(qiáng)相互作用。TFT的任何具體實(shí) 施例所需的覆蓋的結(jié)構(gòu)和在下面的結(jié)構(gòu)的功能由TFT的構(gòu)造而定。對覆蓋的結(jié)構(gòu)或在下面 的結(jié)構(gòu)，可能需要多個功能。能在2008年7月16日提交的、序列號No. 12/173，995，名為 "Metal Oxide TFT with Improved Carrier Mobility”的未決美國專利申請中找到與界面 相互作用的控制有關(guān)的另外的信息，在此包含以供參考。在MO TFT層18的表面上形成有機(jī)發(fā)光器件(OLED)的層20以便在OLED層20中 生成的光向下通過MO TFT層18、間隔16、濾色器14和基板12。OLED層20還稱為OLED墊， 因?yàn)槠渫ǔＰ纬蔀檎麄€單元。層18的金屬氧化物和間隔層16對于從層20中的OLED發(fā)出 的光是可透過的。因?yàn)闉V色器14提供所需顏色，因此由層20的OLED發(fā)出的光是單色，諸 如白色。然而，將理解到，OLED可能構(gòu)造成發(fā)出一個或多個原色(例如藍(lán)或藍(lán)-綠)，因此， 濾色器用來分開其他兩種原色。通常，有三種濾色器和相關(guān)的光發(fā)生器。應(yīng)理解到，在所有全色顯示器中，像素包括三個不同色元件，紅、綠和藍(lán)。每一色 元件具有相關(guān)的有機(jī)發(fā)光器件，以及主要目的是制造具有相同結(jié)構(gòu)和均發(fā)出相同顏色的 OLED0第一種濾色器是指吸色型濾色器。在吸色型濾色器中，每一像素的所有三個元件 (紅、綠和藍(lán))均是吸色的，以及相關(guān)的OLED生成白光。由此，紅色元件吸收除紅光外的所 有光，綠色元件吸收除綠光外的所有光，以及藍(lán)色元件吸收除藍(lán)光外的所有光。這種濾色器的一個問題是因?yàn)槲匦?，所生成的光的僅約三分之一透過濾色 器。為克服低效率，這種類型的一些濾色器在每一像素中包括第四元件，簡單地允許白光 (在當(dāng)前情況下，由OLED生成的光)直接由此通過。這種濾色器基本上能更有效，因?yàn)樗@ 示的大部分視圖的實(shí)際區(qū)域?yàn)榘咨蚍浅＝咏咨姆浅９氖聦?shí)。由此，將一些白光 與紅、綠和藍(lán)的任何一種或所有混合能基本上增加這種濾色器的效率。
第二種濾色器是其中相關(guān)的OLED生成藍(lán)光的濾色器。這種稱為色下變頻型濾色 器。在下變頻型濾色器中，每一像素的藍(lán)光直接透過濾色器而不改變。在綠色元件中，每一 像素的藍(lán)光從藍(lán)色下變頻到綠色?；旧?，藍(lán)光撞擊在濾色器的綠色元件中的材料上，激勵 那一材料以便發(fā)出綠光。類似地，在紅色元件中，每一像素的藍(lán)光從藍(lán)色下變頻到紅色。基 本上，藍(lán)光撞擊在濾色器的紅色元件中的材料上，激勵那一材料以便發(fā)出紅光。第三種濾色器是其中相關(guān)的OLED生成藍(lán)-綠光的濾色器。這稱為混合型濾色器 (即吸收和下變頻)。在混合型濾色器中，每一像素的藍(lán)色元件是吸收除藍(lán)色以外的所有光 (即綠光)的吸色元件。每一像素的綠色元件是吸收除綠色外的所有光(即藍(lán)光)的吸色 元件。在紅色元件中，每一像素的藍(lán)-綠光從藍(lán)-綠下變頻到紅色。基本上，藍(lán)-綠光撞擊 在濾色器的紅色元件中的材料上，激勵那一材料以便發(fā)出紅光。這種濾色器也具有效率問 題，因?yàn)樗傻墓獾膬H約三分之一透過藍(lán)元件和綠元件。為克服如上所述的低效率，一些 這種濾色器在每一像素中包括第四元件，簡單地允許白光直接由此通過。由此，在本公開內(nèi)容中，術(shù)語“全色”顯示器定義成是指其中像素包括至少三個不 同色元件，紅、綠和藍(lán)，以及在一些特定應(yīng)用中，包括第四透明或白色元件的顯示器。在包括 第四透明或白色元件的全色顯示器中，來自O(shè)LED的光直接通過濾色器而基本上不改變。很重要的是，理解層20的所有OLED均是相同結(jié)構(gòu)，與濾色器的類型無關(guān)，以便在 制造期間不需要特殊的工藝。即，層20的每一 OLED生成類似光，在此稱為單色、有機(jī)發(fā)光 器件的陣列。即，使用一個共用的過程，在不圖案化發(fā)光層的情況下，能形成所有0LED，并且 基本上簡化制造。除去通過陰影掩模圖案化發(fā)光層的步驟使得生產(chǎn)非常大的顯示器成為可 能。通常，在整個結(jié)構(gòu)上形成密封或保護(hù)涂層22，以便使OLED與周圍環(huán)境阻隔，這會對后續(xù) 操作有害。由此，能相對廉價地制造使用低功率、高輸出OLED的顯示器。此外，通過本發(fā)明， 可以制造足夠大來與當(dāng)今電視屏幕、計算機(jī)監(jiān)視器等等競爭的顯示器，使用現(xiàn)有技術(shù)陰影 掩模工藝等等，相對大的顯示器是不可能的。此外，已知能通過相對低功率操作0LED，并且 它們會產(chǎn)生或生成相對高的光量。因?yàn)镺LED的整個陣列包含單一類型或顏色，優(yōu)選地是白 色、天藍(lán)或藍(lán)色，大大地簡化制造工藝并且真正使得制造相對大的顯示器成為可能。以低溫(例如室溫)沉積用在背板18中的金屬氧化物薄膜晶體管并且要求最少 操作。例如，能使用四個光掩模，制造MO TFT背板18，并且如果通過印刷工藝(例如噴墨、點(diǎn) 膠、柯式印刷、照相凹版印刷、絲網(wǎng)印刷等等)形成復(fù)合半導(dǎo)體圖案，那么能通過三個光掩 模完成背板。此外，根據(jù)上述過程，通過退火和控制所執(zhí)行的界面相互作用，而不過熱濾色 器14，能增強(qiáng)TFT的特性。金屬氧化物半導(dǎo)體材料的相對高遷移率和低漏電流(低OFF電 流)允許使用小型存儲電容器，能覆蓋電源線以便進(jìn)一步增加可用于發(fā)光器墊的空間。通 過低溫有選擇地陽極化處理柵極金屬材料，以便在晶體管溝道區(qū)和電容器區(qū)形成柵極電介 質(zhì)，能進(jìn)一步增強(qiáng)低泄漏和簡化的制造技術(shù)。在優(yōu)選實(shí)施例中，通過大于50%的開口率，構(gòu) 造有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管像素驅(qū)動器(背板)，以及僅金屬電源線不透過可見光，以致使 用剩余區(qū)域來限定發(fā)光器墊。在具體的實(shí)施例中，選擇線、數(shù)據(jù)線和電源線由不透明金屬形 成并用作用于像素電極形成的掩模。在每一像素的透明區(qū)上沉積和圖案化透明像素電極， 或從背面通過自對準(zhǔn)圖案化工藝進(jìn)行。對于lOOppi，實(shí)現(xiàn)了比80%的開口率大的85μπι乘 255 μ m的子像素區(qū)域。
在一個例子中，通過作為柵極的Al和作為柵極絕緣體的A10，制成TFT。氧化銦 錫(ITO)用作源極和漏極。在溝道和源極/漏極區(qū)上噴射和圖案化&10。溝道的寬度和長 度分別為200μπι和20μπι。不加熱基板或?yàn)V色器，執(zhí)行所有沉積和圖案化過程。在150°C 執(zhí)行后烘焙達(dá)30分鐘。每一元件中的至少一個TFT具有η型特性，在20V的ON電流為約 0. 5mA,以及在-20V的OFF電流為幾微微安。0N/0FF比在20V為超過107，以及在5cm2/Vsec 至10cm7Vsec的范圍中，觀察到電子遷移率。該例子證實(shí)通過在低溫，用非晶金屬氧化物 半導(dǎo)體材料能制造高遷移率、高開關(guān)比TFT?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2，示例說明像素中的單色元件，標(biāo)明為30的電路圖。如將從該公開內(nèi) 容理解到，兩個晶體管、一個電容器、三個總線元件30是可能的，因?yàn)樾路f結(jié)構(gòu)和使用金屬 氧化物半導(dǎo)體晶體管。像素30是公共陰極布置，其中，陣列中的所有元件的所有陰極均連 接到公共端或?qū)w。將理解到，在每一像素中包含與色元件30類似的三個色元件，以便照 明用于每一像素的紅/綠/藍(lán)色。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，全色顯示器包含通常按行 和列定向的像素陣列，每一像素包括三個元件，每一元件與濾色器14的紅、綠和藍(lán)區(qū)域的 一個有關(guān)。色元件30耦合到在數(shù)據(jù)線32和選擇線34之間。具有元件30的列中的每一像素 耦合到數(shù)據(jù)線32和單獨(dú)的選擇線34。類似地，具有元件30的行中的每一元件耦合到選擇 線34和不同的數(shù)據(jù)線。由此，通過尋址數(shù)據(jù)線32和選擇線34，具體地選擇像素30。以類 似的方式，能選擇或?qū)ぶ逢嚵兄械拿恳辉?，并且亮度由?shù)據(jù)線上的信號控制。元件30的控制電路包括開關(guān)晶體管36、電流調(diào)節(jié)器或驅(qū)動器晶體管38和存儲電 容器40。開關(guān)晶體管36的柵極連接到選擇線34以及源極-漏極連接在數(shù)據(jù)線32和驅(qū)動 器晶體管38的柵極之間。受控制電路控制的OLED 42具有連接到公共端或?qū)w的陰極，并 且陽極通過驅(qū)動器晶體管38的源極-漏極被連接到電源Vdd。在電源Vdd和驅(qū)動器晶體管 38的柵極之間，連接存儲電容器40。由此，當(dāng)選擇信號出現(xiàn)在選擇線34上以及數(shù)據(jù)信號出現(xiàn)在數(shù)據(jù)線32上時，尋址或 選擇像素30。將選擇線34上的信號施加到開關(guān)晶體管36的柵極，接通晶體管。通過開關(guān) 晶體管36的源極-漏極，將數(shù)據(jù)線32上的數(shù)據(jù)信號施加到驅(qū)動器晶體管38的柵極，根據(jù) 數(shù)據(jù)信號的幅度和/或持續(xù)時間，接通驅(qū)動器晶體管。然后，驅(qū)動器晶體管38通常以驅(qū)動 電流的形式，向OLED 42供電，由OLED 42生成的光的亮度或強(qiáng)度由所提供的電流的量和/ 或持續(xù)時間而定。因?yàn)镺LED 42的效率，驅(qū)動電流，即由驅(qū)動器晶體管38提供的元件電流 通常在亞微安至幾微安的范圍中。存儲電容器40記住在斷開開關(guān)晶體管36后在數(shù)據(jù)線32 上的電壓?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3，示例說明在像素中標(biāo)記為30’的單色元件的另一實(shí)施例的電路圖。 在本實(shí)施例中，用類似的數(shù)字標(biāo)記與圖2類似的部件，并且每一數(shù)字增加符號(’)以表示不 同的實(shí)施例。像素30’是公共陽極布置，其中，陣列中的所有元件的所有陽極均連接到公共 端或?qū)w。色元件30’耦合在數(shù)據(jù)線32’和選擇線34’之間。具有元件30’的列中的每一 像素耦合到數(shù)據(jù)線32’和單獨(dú)的選擇線34’。類似地，具有元件30’的行中的每一元件耦合 到選擇線34’和不同的數(shù)據(jù)線。因此，通過尋址數(shù)據(jù)線32’和選擇線34’，具體地選擇像素 30’。以類似的方式，選擇或?qū)ぶ逢嚵兄械拿恳辉⑶伊炼仁軘?shù)據(jù)線上的信號控制。元件30’的控制電路包括開關(guān)晶體管36’、電流調(diào)節(jié)器或驅(qū)動器晶體管38’以及存儲電容器40’。開關(guān)晶體管36’的柵極連接到選擇線34’并且源極-漏極連接在數(shù)據(jù)線 32’和驅(qū)動器晶體管38’的柵極之間。受控制電路控制的OLED 42’具有連接到公共端或?qū)?體的陽極，并且陰極通過驅(qū)動器晶體管38’的源極-漏極連接到電源Vss。存儲電容器40’ 連接在電源Vss和驅(qū)動器晶體管38’的柵極之間。由此，公開了一種全色有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器，包括透明基板、位于基板的上表 面上的濾色器、在濾色器的上表面上形成的間隔層、在間隔層上形成并限定像素陣列的金 屬氧化物薄膜晶體管背板，以及在背板上形成的，并且定位以便通過全色顯示器中的背板、 間隔層、濾色器和基板，向下發(fā)射光的單色、有機(jī)發(fā)光器件的陣列。濾色器和單色、有機(jī)發(fā)光 器件的陣列的組合允許簡化有機(jī)發(fā)光器件的制造，由此簡化器件的使用。此外，金屬氧化物 薄膜晶體管背板允許光向下透過背板和基板，從而基本上增加開口率，便于像素大小的實(shí) 質(zhì)縮減(或光發(fā)射的改進(jìn))。本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易想到對這里的為示例目的而選擇的實(shí)施例進(jìn)行的各種改 變和改進(jìn)。在這些改進(jìn)和變形未背離本發(fā)明的精神的情況下，它們被意圖包括在僅由所附 權(quán)利要求的清楚解釋評定的范圍內(nèi)。已經(jīng)以清楚和簡潔的方式全面地描述了本發(fā)明，以便允許本領(lǐng)域技術(shù)人員理解和 實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種全色有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器，包括透明基板；位于所述基板的上表面上的濾色器；在所述濾色器的上表面上形成的間隔層；在所述間隔層上形成的并限定像素陣列的金屬氧化物薄膜晶體管背板；以及單色、有機(jī)發(fā)光器件陣列，形成在所述背板上，并放置成通過全色顯示器中的所述背 板、所述間隔層、所述濾色器和所述基板，向下發(fā)出光。
2.如權(quán)利要求1所述的全色有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器，其中，所述基板由玻璃、有機(jī)膜 或其組合的一個形成。
3.如權(quán)利要求1所述的全色有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器，其中，所述基板是剛性或柔性 的一種。
4.如權(quán)利要求1所述的全色有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器，其中，所述金屬氧化物薄膜晶 體管背板包括用于陣列中的每一像素的每一顏色的像素元件驅(qū)動電路，每一驅(qū)動電路包括 兩個晶體管、一個存儲電容器和三條總線。
5.如權(quán)利要求4所述的全色有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器，其中，每一驅(qū)動電路中的所 述兩個晶體管包括從 SiO、InO, AlZnO、ZnInO, InAlZnO, InGaZnO, ZnSnO、GaSnO, InGaCuO, hCuO、和AlCuO的一個選擇的半導(dǎo)體材料。
6.如權(quán)利要求5所述的全色有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器，其中，被選擇的半導(dǎo)體材料是 非晶材料。
7.如權(quán)利要求4所述的全色有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器，其中，除所述三條總線外，所述 間隔層和所述金屬氧化物薄膜晶體管背板中的所有材料對從所述有機(jī)發(fā)光器件陣列發(fā)出 的光基本上是可透過的。
8.如權(quán)利要求7所述的全色有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器，其中，所述三條總線包括用于 陣列中的像素的每一行的選擇總線和用于陣列中的像素的每一列的數(shù)據(jù)總線和電源總線。
9.如權(quán)利要求8所述的全色有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器，其中，每一像素元件中的所述 兩個晶體管包括開關(guān)晶體管和電流調(diào)節(jié)晶體管，所述開關(guān)晶體管具有連接到相關(guān)選擇總線 的柵極和連接在相關(guān)數(shù)據(jù)總線和所述電流調(diào)節(jié)晶體管的柵極之間的源極/漏極，所述電流 調(diào)節(jié)晶體管的源極/漏極將所述電源總線連接到相關(guān)有機(jī)發(fā)光二極管的端子，并且所述存 儲電容器連接在所述電源總線和所述電流調(diào)節(jié)晶體管的所述柵極之間。
10.如權(quán)利要求7所述的全色有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器，其中，每一像素元件驅(qū)動電路 具有大于50%的開口率。
11.如權(quán)利要求1所述的全色有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器，其中，所述單色、有機(jī)發(fā)光器 件陣列的每一有機(jī)發(fā)光器件生成類似光，并且所述類似光包括白光、藍(lán)光和藍(lán)綠光的一個。
12.如權(quán)利要求11所述的全色有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器，其中，所述單色、有機(jī)發(fā)光器 件陣列中的每一有機(jī)發(fā)光器件生成白光、藍(lán)光和藍(lán)綠光的一種，并且所述濾色器分別包括 吸收型濾色器、下變頻型濾色器和混合型濾色器的一種。
13.如權(quán)利要求1所述的全色有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器，其中，所述濾色器、所述金屬 氧化物薄膜晶體管背板、和所述有機(jī)發(fā)光器件陣列被布置到多個像素中，每一像素包括至 少紅、綠、和藍(lán)元件。
14.如權(quán)利要求1所述的全色有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器，其中，所述濾色器、所述金屬 氧化物薄膜晶體管背板、和所述有機(jī)發(fā)光器件陣列被布置到多個像素中，每一像素包括紅、 綠、藍(lán)、和非濾光白或藍(lán)綠元件。
15.一種全色有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器，包括透明基板，由玻璃、有機(jī)膜或其組合的一個形成，并且是剛性或柔性的一種；濾色器，位于所述基板的上表面上；間隔層，位于所述濾色器的上表面上；金屬氧化物薄膜晶體管背板，形成在所述間隔層上，并限定像素陣列，所述金屬氧化物 薄膜晶體管背板包括用于陣列中的每一像素的每一顏色的像素元件驅(qū)動電路；以及單色、有機(jī)發(fā)光器件陣列，形成在所述背板上，并放置成通過全色顯示器中的所述背 板、所述間隔層、所述濾色器和所述基板，向下發(fā)出光，除總線外，所述間隔層和所述金屬氧 化物薄膜晶體管背板中的材料對從所述有機(jī)發(fā)光器件陣列發(fā)出的光基本上是可透過的。
16.如權(quán)利要求15所述的全色有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器，其中，每一像素元件驅(qū)動電 路具有大于50%的開口率。
17.如權(quán)利要求15所述的全色有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器，其中，每一驅(qū)動電路中的晶 體管包括從 ZnO、InO, AlZnO、ZnInO, InAlZnO, InGaZnO, ZnSnO、GaSnO, InGaCuO, hCuO、和 AlCuO的一個選擇的半導(dǎo)體材料。
18.如權(quán)利要求15所述的全色有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器，其中，被選擇的半導(dǎo)體材料 是非晶材料。
19.一種制造全色有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器的方法，包括步驟提供透明基板，所述透明基板由玻璃、有機(jī)膜或其組合的一個形成，并且是剛性或柔性 的一種；將濾色器放置在所述基板的上表面上；將間隔層沉積在所述濾色器的上表面上；在所述間隔層上形成金屬氧化物薄膜晶體管背板，并且限定像素陣列；在所述背板上放置單色、有機(jī)發(fā)光器件陣列，以便通過全色顯示器中的所述背板、所述 間隔層、所述濾色器、和所述基板，向下發(fā)出光。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，沉積間隔層的步驟包括沉積包括Si02、SiN、聚酰 亞胺、BCB、或丙烯酸聚合物的一種的層。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，形成金屬氧化物薄膜晶體管背板的步驟包括沉 積從 ZnO、InO、AlZnO、ZnInO, InAlZnO、InGaZnO, ZnSnO、GaSnO, InGaCuO, InCuO,或 AlCuO 的 一個選擇的非晶金屬氧化物半導(dǎo)體。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，形成金屬氧化物薄膜晶體管背板的步驟包括通 過物理汽相沉積、包括印刷或涂敷的溶液工藝，或表面化學(xué)反應(yīng)工藝的一種，沉積非晶金屬 氧化物半導(dǎo)體材料。
23.如權(quán)利要求19所述的方法，包括選擇對由所述單色、有機(jī)發(fā)光器件陣列發(fā)出的光 是基本上可透過的、用于所述間隔層和所述金屬氧化物薄膜晶體管背板的材料的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及全色有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器，包括透明基板；位于基板的上表面上的濾色器；在濾色器的上表面上形成的間隔層；在間隔層上形成的并限定像素陣列的金屬氧化物薄膜晶體管背板；以及單色、有機(jī)發(fā)光器件陣列，形成在背板上，并放置成通過全色顯示器中的背板、間隔層、濾色器和基板向下發(fā)出光。
文檔編號G09G3/32GK102105927SQ200980128733
公開日2011年6月22日 申請日期2009年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月23日
發(fā)明者俞鋼, 謝泉隆 申請人:思布瑞特有限公司