專利名稱：光電設備的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及光電設備、顯示器和用于顯示器的驅(qū)動電路。
背景技術(shù)：
本領域中已知各種類型的光電顯示器。一種類型包括，例如，有機或無機單色顯示 器或多色顯示器中的發(fā)光二極管(LED)矩陣。用于光電顯示器的一種類型的光電設備是使用有機材料進行光發(fā)射(或在光電 電池等的情況下進行光檢測)的光電設備。這些設備的基本結(jié)構(gòu)是發(fā)光有機層，例如，在 聚乙烯(聚對苯撐乙烯)(“PPV”)或聚芴膜的情況下，該發(fā)光有機層夾在用于向有機層 注入負電荷載流子(電子)的陰極和用于注入正電荷載流子(空穴)的陽極之間。電子 和空穴在有機層中結(jié)合從而產(chǎn)生光子。在W090/13148中，有機發(fā)光材料是一種聚合物。 在US 4，539，507中，有機發(fā)光材料屬于被稱為小分子材料的類型，諸如(8-羥基喹啉)鋁 ("Alq3")。在實際設備中，所述電極之一是透明的，以便允許光子逸出設備。典型的有機發(fā)光設備(“0LED”)被制造在覆有諸如氧化銦錫(“IT0”)的透明陽 極的玻璃或塑料襯底上。至少一種電致發(fā)光有機材料的薄膜層覆蓋第一電極。最后，陰極 覆蓋電致發(fā)光有機材料層。陰極通常是金屬或合金，并且可以包括諸如鋁的單層，或諸如鈣 和鋁的多層。在操作中，空穴通過陽極被注入設備，并且電子通過陰極被注入設備?？昭ê碗?子在有機電致發(fā)光層中結(jié)合以便形成電子空穴對，隨后電子空穴對經(jīng)歷輻射衰變從而產(chǎn)生光。有機LED可被沉積在像素矩陣內(nèi)的襯底上，以便形成單色或多色像素化顯示器。 可以使用紅、綠和藍發(fā)光像素的組構(gòu)成多色顯示器。所謂的有源矩陣顯示器具有與每個像 素相關(guān)聯(lián)的存儲器元件，通常為存儲電容器和晶體管。所謂的無源矩陣顯示器沒有這種存 儲器元件，而是被反復掃描以便造成穩(wěn)定圖像的印象。圖1示出了包括發(fā)光二極管陣列的無源矩陣顯示器。發(fā)光二極管被布置在多個陽 極線和多個陰極線之間并且被連接到所述多個陽極線和多個陰極線，這些陽極線和陰極線 提供電偏置以便驅(qū)動二極管。陽極線被相對于陰極線正偏置，并且陰極線被相對于陽極線 負偏置。圖2示出了 0LED設備100的例子的垂直截面圖。在有源矩陣顯示器中，像素的部 分區(qū)域被相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動電路占據(jù)(圖1中未示出)。出于說明的目的對設備的結(jié)構(gòu)進行了 某些簡化。0LED100包括襯底102，襯底102通常為0. 7mm或1. 1mm的玻璃，但是可選擇地可以 是透明塑料，在襯底102上沉積陽極層106。陽極層通常包括厚度為150nm左右的IT0 (氧 化銦錫)，在IT0上提供金屬接觸層，通常是500nm左右的鋁，有時其稱為陽極金屬?？梢詮?美國康寧公司購買覆有IT0和接觸金屬的玻璃襯底。通過光刻并且隨后蝕刻的常規(guī)處理， 將接觸金屬(并且可選擇地IT0)形成所希望的圖案，從而不會遮蔽顯示器。
在陽極金屬上提供大體透明的空穴傳輸層108a，其后是電致發(fā)光層108b。例如， 以正性或負性光刻膠材料在襯底上形成提(bank) 112，以便限定阱114，可以在阱114中，通 過例如微滴沉積或噴墨印刷技術(shù)，選擇性地沉積這些活性有機層。從而這些阱限定顯示器 的發(fā)光區(qū)域或像素。然后，通過例如物理蒸汽沉積施加陰極層110。陰極層通常包括覆蓋有較厚的鋁覆 蓋層的低功函數(shù)金屬(諸如鈣或鋇)，并且可選擇地包括與電致發(fā)光層緊鄰的附加層(諸如 氟化鋰層)以便提高電子能級匹配。在某些應用中，希望提供具有光感測能力而不是光發(fā)射能力的設備，例如，光伏電 池、照相機等。感光二極管設備是已知的，并且其結(jié)構(gòu)非常類似發(fā)光二極管設備。感光二極 管基本上與上述的發(fā)光二極管相反地工作。撞擊在感光二極管設備上的光的光子在設備的 光電活性層中產(chǎn)生包括空穴和電子的電子空穴對。如果通過相對的電極給光電活性層施加 偏置，可以通過相對電極從光電活性層中抽取出空穴和電子，從而產(chǎn)生可由適合的感測電 路感測到的電流。通過負偏置電極抽取空穴，而通過正偏置電極抽取電子。為電極選擇適 合的材料，以便容易抽取空穴和電子而不需要大的偏置。對于正偏置電極，應當選擇電子接 受材料，而對于負偏置電極，應當選擇空穴接受材料。通常，作為發(fā)光設備中的良好的空穴 注入體的材料(陽極材料)也可以作為感光設備中的良好的空穴接受體。類似地，作為發(fā) 光設備中的良好電子注入體的材料(陰極材料)也作為感光設備中的良好的電子接受體。 因此，對于感測設備，有利地以陽極材料制成負偏置電極(陰極)，以便容易地接受空穴，并 且有利地以陰極材料制成正偏置電極(陽極)。在某些應用中，希望提供布置有發(fā)光像素和光傳感/檢測像素兩者的設備。這種 設備的例子是包括陣列中的多個發(fā)光像素、并且還結(jié)合有多個感光像素的觸摸屏。當用戶 的手指被置于鄰近這種顯示器時，從顯示器發(fā)出的光可被反射回去，并且被與鄰近用戶手 指的一個更多個感光像素檢測到?？商鎿Q地，可以使用諸如外部光源的另一種激勵機制，例 如光筆，來激勵這種顯示器中的感光像素。激勵器的位置將確定激勵哪些感光像素。可以使 用這種功能以便，例如，選擇顯示在設備上的圖標，或選擇顯示在設備上的菜單中的選項。包括發(fā)光像素和光傳感像素兩者的有源矩陣發(fā)光二極管顯示設備是已知的。然 而，它們包括復雜的電路，并且從而可能需要復雜的制造處理，并且作為結(jié)果具有相對高的 生產(chǎn)成本。本發(fā)明的實施例旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本申請人期望提供一種結(jié)合有發(fā)光功能和感光功能以便用作觸摸屏等的更簡單 且便宜的顯示設備。為了實現(xiàn)這個目的，本申請人認識到該問題的一種解決方案是使用無源矩陣發(fā)光 二極管顯示器(而不是有源矩陣顯示器)，該無源矩陣發(fā)光二極管顯示器類似于圖1所示， 但是至少一部分二極管被用于檢測入射到顯示器上的光。即，感測電路可被連接到至少一 部分二極管，以便檢測撞擊到設備上的光。這種解決方案的一個問題是無源矩陣二極管顯示器不包括有源矩陣顯示器中的 用于每個二極管的單獨電路。而是二極管被布置在陰極線和陽極線的公共陣列之間，并且當被掃描時被在相同方向上偏置。因此，如果光的光子撞擊到二極管之一上，并且在該二極 管的光電活性層中產(chǎn)生了電子-空穴對(電子空穴對)，電子將被吸向正偏置的電極，該電 極是由空穴注入材料制成的空穴注入電極。類似地，由光的光子產(chǎn)生的空穴將被吸向負偏 置的電極，該電極是由電子注入材料制成的電子注入電極。由于空穴注入材料不能容易地 接受電子，并且電子注入材料不能容易地接受空穴，所以由入射光形成的電荷載流子產(chǎn)生 很小的電流或不產(chǎn)生電流。從而，該二極管不能作為有效的傳感器。另外，由于二極管還發(fā) 光(如果它們被正向偏置)，則發(fā)射和檢測功能不能被分開，并且可以導致不希望被導通的 二極管的導通。本申請人認識到可以通過反向偏置顯示器中的一部分二極管來部分地解決上述 問題。例如，參考圖1，在簡單的標準無源矩陣顯示器中，可以通過將第一行電極保持為負 電勢(相對于列)，并且給每個列電極施加正偏置以便依次導通該行內(nèi)的每個二極管來掃 描像素。隨后，可將第二行電極保持為負電勢，并且給每個列電極施加正偏置，以便依次導 通第二行內(nèi)的每個二極管，并且依此類推。然而，如果一部分列電極被相對于行給予負偏置 (即，更大的負電勢，從而電子將從這些列電極流向行電極)，則這些列中的二極管將被反 向偏置，并且可以作為檢測器而不是發(fā)射器。例如，可以這種方式反向偏置隔列的二極管。上述布置的一個問題是由于行電極被保持為相對負性的電勢以便正向偏置發(fā)光 二極管，所以必須給列電極施加相對大的負電勢以便反向偏置檢測器二極管。這是效率低 下的，并且導致了增加的能耗和縮短的二極管壽命。另外，檢測二極管的靈敏度可能不佳。因此，雖然本申請人認識到上述解決方案是可行的，但如所討論，的這種解決方案 存在問題。鑒于上述內(nèi)容，并且根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種包括布置在多個陽極線 和多個陰極線之間的二極管陣列的無源矩陣顯示器，其中至少一部分二極管是相對于陰極 線和陽極線定向(orientate)在正向方向的發(fā)光二極管，并且其它二極管是相對于陰極線 和陽極線定向在反向方向的感光二極管。陽極線可被布置為相對于陰極線正偏置。因此，該顯示器可以包括連接到陽極線 和陰極線以便相對于陰極線正偏置陽極線的驅(qū)動電路。該二極管可以包括陽極、陰極和布置在陽極與陰極之間的光電活性材料。定向在正向方向上的用于發(fā)光的二極管的陽極被布置為與陽極線相鄰并且與陽 極線電連接，并且其陰極被布置為與陰極線相鄰并且與陰極線電連接。這些二極管的陽極 由適合于注入正電荷載流子(例如，空穴)的材料制成，并且這些二極管的陰極由適用于注 入負電荷載流子(例如，電子)的材料制成。相對照地，定向在反向方向上的用于檢測光的二極管的陽極層被布置為與陰極線 相鄰并且與陰極線電連接，并且其陰極被布置為與陽極線相鄰并且與陽極線電連接。這些 二極管的陽極由適用于接受正電荷載流子(例如，空穴)的材料制成，并且這些二極管的陰 極由適用于接受負電荷載流子(例如，電子)的材料制成。換言之，用于檢測光的二極管被 有效地轉(zhuǎn)向，以便被相對于給二極管提供電偏置的陰極線和陽極線定向在與發(fā)光二極管相 反的方向上。即，感光二極管被相對于用于偏置二極管的陰極線和陽極線物理地翻轉(zhuǎn)。這 種與圖1所示的布置相反，在圖1中所有二極管被定向在相同方向上。應當注意，在本發(fā)明的上下文中，對于感光二極管來說，術(shù)語陰極和陽極是指用作這些層的材料的固有屬性。因此，陰極由容易接受電子的材料制成，而陽極由容易接受空穴 的材料制成。與發(fā)光二極管相反，在感光二極管中，陰極實際上與陽極線接觸，并且因此被 正偏置，而陽極實際上與陰極線接觸，并且因此被負偏置。上述實施例解決了前面概述的關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)的有源矩陣顯示器的問題，S卩，不需 要附加電路組件，并且因此更容易制造顯示器。因此，本發(fā)明的顯示器具有較低的生產(chǎn)成 本。另外，這種布置克服了所有二極管相對于陰極線和陽極線定向在相同方向上的無源矩 陣顯示器的上述問題。本發(fā)明的顯示器更有效，具有更低的能耗、增加的壽命和更好的靈敏 度，并且減輕了導通不希望導通的二極管的問題。采用上述布置，由于二極管自身被翻轉(zhuǎn)了，不需要翻轉(zhuǎn)某些掃描/驅(qū)動線的偏置 以便實現(xiàn)感測功能。因此，所有掃描線可被偏置為相同方向，并且由于感光二極管相對于陰 極線和陽極線的反向定向，感光二極管的反向偏置將會自然發(fā)生?？梢詢煞N不同方式實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)感光二極管相對于陰極線和陽極線的定向(1)可以 相對于發(fā)光二極管翻轉(zhuǎn)感光二極管的層，從而將陽極線布置在二極管陣列的一側(cè)上，并且 將陰極線布置在二極管陣列的相反側(cè)上，由與陽極線相鄰的陽極材料和與陰極線相鄰的陰 極材料形成發(fā)光二極管，并且由與陰極線相鄰的陽極材料和與陽極線相鄰的陰極材料形成 感光二極管；或(2)以與發(fā)光二極管相同的順序布置感光二極管的層，但是對陰極線和陽 極線進行布線，從而使陰極線與發(fā)光二極管的陰極和感光二極管的陽極接觸，并且陽極線 被布置為與發(fā)光二極管的陽極和感光二極管的陰極接觸。從而，可以翻轉(zhuǎn)二極管的分層結(jié) 構(gòu)，或可以對陰極線和陽極線重新布線，以便實現(xiàn)感光二極管和發(fā)光二極管相對于陰極線 和陽極線的相反定向。在本發(fā)明的一個實施例中，對感光二極管一個更多個層進行摻雜，以便翻轉(zhuǎn)感光 二極管的定向。為了提供將電子有效地注入光電活性層/從光電活性層有效地接受電子，陰極可 以具有小于3. 5eV、更優(yōu)選地小于3. 2eV、并且最優(yōu)選地小于3eV的功函數(shù)。為了提供將空穴有效地注入光電活性層/從光電活性層有效地接受空穴，陽極可 以具有大于3. 5eV、更優(yōu)選地大于4. OeV、并且最優(yōu)選地大于4. 5eV的功函數(shù)。然而，根據(jù)一個實施例，感光二極管的用作陽極和陰極的材料可以是相同的。優(yōu)選 地，這種材料被選擇為具有中間的功函數(shù)，從而它即可以作為電子接受器也可以作為空穴 接受器。例如，該材料可以具有在范圍3到4. 5eV之間、更優(yōu)選地在3. 2到4. 3eV范圍之間、 并且最優(yōu)選地在3. 5到4. 3eV范圍之間的功函數(shù)。這種材料的例子是鋁。陰極線和陽極線可按列和行進行布置。某些列/行可以包括定向在相反方向上的 用于感光的二極管。例如，隔列或隔行可以包括定向在相反方向上的用于感光的二極管。感光二極管可與發(fā)光二極管并排布置在襯底上?？商鎿Q地，感光二極管可以疊層 布置配置在發(fā)光二極管之上或之下。例如，感光二極管可被層疊在發(fā)光二極管頂上。這可 以導致更靈敏的觸摸屏顯示器。疊層布置可以增加對從發(fā)光二極管反射回設備內(nèi)的光的檢測的準確性。另外，由 于不必如并排布置發(fā)光和感光二極管的情況那樣降低發(fā)光和/或感光二極管的數(shù)目，所以 可以增加顯示器的發(fā)光和/或感光面積。因此，當與并排布置相比時，對于相同大小的顯示 器，可以采用更多的傳感器和發(fā)光器。
相對照地，當與垂直疊層布置相比時，在生產(chǎn)薄顯示器，例如，薄的柔性顯示器方 面，感測和發(fā)光二極管的并排布置可能是有利的。另外，當與疊層布置相比時，在并排布置 中可以減少顯示器內(nèi)的光吸收(例如，從光電活性層發(fā)射的光)。感光和/或發(fā)光二極管可以包括光電活性層和陽極和/或陰極之間的附加電荷注 入和/或電荷傳輸層。例如，可以在陽極和光電活性層之間提供空穴傳輸材料?？梢栽陉?極和光電活性層之間提供電子傳輸材料。還可以提供附加層，諸如與陽極相鄰的空穴注入 /接受層，或與陰極相鄰的電子注入/接受層。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種發(fā)光二極管設備，其包括一個層疊在另一 個上的發(fā)光二極管和感光二極管。這可以是簡單的設備(諸如照明觸敏按鈕)，或更復雜的 設備(諸如前面討論的顯示器)。如前面一樣，每個二極管可以包括陽極材料層、陰極材料 層和布置在陽極材料層與陰極材料層之間的光電活性材料。驅(qū)動電路可被配置為負偏置發(fā) 光二極管中的陰極材料層，正偏置發(fā)光二極管內(nèi)的陽極材料層，負偏置感光二極管中的陽 極材料層，并且正偏置感光二極管內(nèi)的陰極材料層。


現(xiàn)在參考附圖僅以示例的方式描述本發(fā)明的實施例，其中圖1示出了典型的現(xiàn)有技術(shù)的無源矩陣陣列的二極管的標準布置，其中所有二極 管定向在相同方向上；圖2示出了諸如圖1所示的無源矩陣顯示器的垂直截面圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的無源矩陣顯示器中的感光二極管和發(fā)光 二極管的陣列結(jié)構(gòu)；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的0LED設備的截面圖，其中通過陽極線和陰極線 的重新布線實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)感光二極管的定向；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的0LED設備的截面圖，其中通過翻轉(zhuǎn)二極管的分 層結(jié)構(gòu)實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)感光二極管的定向；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的發(fā)光二極管的能級；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的感光二極管的能級，其中已經(jīng)翻轉(zhuǎn)了二極管的 定向；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的感光二極管的能級，其中為兩個電極使用相同 的材料；圖9示出了可用于根據(jù)本發(fā)明的實施例的摻雜層二極管的截面圖；圖10a和10b示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的發(fā)光二極管和感光二極管的垂直疊層 布置；圖11a和lib示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的垂直疊層布置的俯視圖；圖12示出了可用于根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括聚合體混合物的感光二極管；圖13示出了可用于本發(fā)明的實施例的另一種感光二極管。
具體實施例方式圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的無源矩陣顯示器中的發(fā)光二極管1和感光二極
8管2的陣列結(jié)構(gòu)。如交叉參考圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)的布置可見，圖3的布置的不同之處在 于感光二極管2被定向在與發(fā)光二極管1相反的方向上。這些二極管布置在陰極線3的行 和陽極線4的列之間。該結(jié)構(gòu)被每次一行地尋址?？梢韵薅ㄈ齻€電壓電平。等于0伏特的地電平Vgnd， 感光二極管的偏置電平Vs(例如，20伏特)，以及可以位于地電平和Vs之間的發(fā)光二極管 的典型驅(qū)動電壓Vd(雖然它們可被以電流驅(qū)動)。當一行被驅(qū)動時，該行被綁定到地電平電 壓，并且所有其它行被設置為Vs。在掃描期間以Vs驅(qū)動傳感器列，并且可以由感測電路測 量所產(chǎn)生的任何電流。以使得電子在正方向上流動并且引起發(fā)光的驅(qū)動電壓Vd驅(qū)動發(fā)射 器列。關(guān)閉行(off row)中的感光二極管具有0偏置，并且因此由于入射光產(chǎn)生很少電 流或不產(chǎn)生電流。關(guān)閉行中的發(fā)光二極管被反向偏置，并且因此被關(guān)閉。雖然Vd優(yōu)選地小于Vs以 便反向偏置關(guān)閉行內(nèi)的發(fā)光二極管，但是Vd可以等于Vs，或大于Vs不超過驅(qū)動發(fā)光二極管 所需的閾值電壓的數(shù)量。導通行(on row)內(nèi)的感光二極管將由Vs反向偏置，并且因此具有用于檢測入射 到其上的光的增強的量子效率。在將電壓保持為Vs時，可以產(chǎn)生并且檢測電流。導通行內(nèi)的發(fā)光二極管將由Vd正向偏置并且因此發(fā)光。由發(fā)光二極管發(fā)出的投射到靠近或接觸屏幕的任意對象上的光將被反射回感光
二極管。作為對這種方法的修改，關(guān)閉行將被保持為Vs減去感光二極管的內(nèi)建電壓 (built-in voltage)，從而抑止任何光電流。圖4示出了可將感光二極管相對于陰極線和陽極線定向在相反方向上的一種方 式。如圖4所示，這是通過對陽極線4和陰極線3重新布線，從而它們交替地(alternately) 接觸二極管的陽極5和陰極7來實現(xiàn)的。光電活性材料6布置在陽極5和陰極7之間。每 個二極管由下部陽極5、光電活性層6和陰極7構(gòu)成。對于發(fā)光二極管1，陰極線3接觸陰 極7，并且陽極線4接觸陽極5。對于感測電極2，陰極線接觸陽極5，并且陽極線接觸陰極 7?？梢栽谔岵牧?中提供通孔，以便允許電極線接觸二極管的交替端子。圖4所示的布置示出了交替的發(fā)射列和感測列。然而，還可以設想其它布置。例
如，可以提供交替的行，或可以提供較少的感光二極管以便增加顯示器中發(fā)光二極管的數(shù)目。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的0LED顯示器的截面圖，其中翻轉(zhuǎn)感光二 極管的定向是通過翻轉(zhuǎn)二極管的分層結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的。在這種布置中，陰極線3保持在二極管 陣列的一側(cè)上，并且陽極線4保持在二極管陣列的相反側(cè)上。通過布置陰極材料7與陽極 線4相鄰，并且布置陽極材料5與陰極線3相鄰實現(xiàn)感光二極管2的反向定向。相對照地， 在發(fā)光二極管中，陽極材料5被布置為與陽極線4相鄰，并且陰極材料7被布置為與陰極線 3相鄰。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的發(fā)光二極管的能級。例如，可以采用IT0陽極 5和鋇陰極7。陽極5被陽極線4正偏置，并且陰極7被陰極線3負偏置。因此，帶正電荷 的空穴被從陽極5注入光電活性材料的H0M0能級。類似地，電子被從陰極7注入光電活性材料的LUM0能級?？昭ê碗娮釉诠怆娀钚圆牧蟽?nèi)結(jié)合，以便形成電子空穴對，并且在電子 空穴對的輻射衰變時發(fā)出光。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的感光二極管的能級，其中已經(jīng)翻轉(zhuǎn)了二極管的 定向。在該情況下，二極管內(nèi)的陰極材料7被陽極線4正偏置，并且二極管內(nèi)的陽極材料5 被陰極線3負偏置。從而，當通過吸收光的光子在光電活性層內(nèi)形成電子空穴對時，電子將 被偏向陰極材料7，并且空穴將被偏向陽極材料5。電子將被陰極材料7接受，并且空穴將 被陽極材料5接受。從而電荷流出二極管，產(chǎn)生可被檢測到的電流。圖8示出了感光二極管的能級，其中為兩個電極使用相同的材料。在這種情況下 可以使用鋁。二極管以與圖7所示相同的方式工作。雖然光電活性材料的HOMO和LUM0與 陽極材料和陰極材料5、7的費米能級的能級匹配不如圖7的布置那樣好，從而可能需要更 大的偏置電壓以便產(chǎn)生可測量的電流，但是為兩個電極使用相同材料的簡便性在某些應用 中可能是有利的?？梢酝ㄟ^在光電活性層和電極之間插入附加的電荷傳輸層實現(xiàn)更好的能級匹配。 例如，圖9示出了一種布置，其中摻雜的n型層10被布置為與陰極7相鄰，并且摻雜的p型 層12被布置為與陽極5相鄰。制造感光二極管和/或發(fā)光二極管的一種特別有用的方法 涉及從溶劑中沉積空穴傳輸材料和電子傳輸材料的混合物，空穴傳輸材料和電子傳輸材料 相分離以便形成空穴傳輸層和電子傳輸層。還可以在該混合物中沉積光電活性材料6，并且 如圖9所示，光電活性材料6可以相分離為單獨的層，或可以保持在空穴或電子傳輸層之一 內(nèi)。圖10a示出了發(fā)光二極管和感光二極管1、2的垂直疊層布置。在示出的布置中， 發(fā)光二極管1布置在感光二極管2之上，然而可以翻轉(zhuǎn)該布置以使感光二極管布置在發(fā)光
二極管上。在示出的疊層布置中，感光二極管2包括下部陽極電極5 (例如，鋁)，其與陰極線 C接觸，并且因此被負偏置以便從布置在其上的光電活性層6接受正電荷載流子。光電活性 層6布置在下部陽極電極5之上，并且上部陰極電極7 (例如，鋁)布置在光電活性層6上。 上部陰極電極7與陽極線B接觸，并且因此被正偏置以便從光電活性層6接受負電荷載流 子。在示出的實施例中，感測電極2的陽極5和陰極7是由例如鋁的相同材料制成。然而， 如前面討論的，它們可由不同材料制成。發(fā)光二極管1的陽極5 (例如，IT0)布置在感光二極管2上，陽極5也與陽極線B 接觸，并且因此被正偏置以便將正電荷載流子注入布置在其上的光電活性層6。發(fā)光二極管 1的陰極7 (例如，鋇)被布置在光電活性層6上，并且與陰極線A接觸，以便負偏置陰極7 以便將負電荷載流子注入發(fā)光二極管1的光電活性層6。圖10b示出了圖10a所示的布置的能級圖，示出了電荷的移動、發(fā)射和吸收。圖11a和lib示出了垂直疊層布置的平面圖，示出了陰極線A、C和陽極線B的定向。應當理解，可以設想其它的疊層布置。例如，偏置線A、C可以是被正偏置的陽極 線，并且偏置線B可以是被負偏置的陰極線。在該情況下，感光二極管的底部電極將包括陰 極材料，感光二極管的頂部電極將包括陽極材料，發(fā)光二極管的底部電極將包括陰極材料， 且發(fā)光二極管的頂部電極將包括陽極材料。
由于處理步驟涉及形成重疊層，還可以采用緩沖層以便保護在下的層。圖12示出了包括聚合體混合物的二極管。該二極管包括陽極5 (例如，IT0)、空穴 注入層(例如，PED0T) 13、包括發(fā)射成分和諸如電荷傳輸成分的另一種成分的聚合體混合 物層15以及陰極7 (例如，A1或LiF)。圖13示出了包括電子傳輸層和空穴傳輸層的多層 結(jié)構(gòu)的二極管。該二極管包括陽極5、空穴注入層13、空穴傳輸層17、電子傳輸層19和陰極 7。可以采用這些二極管用作本發(fā)明的實施例的二極管?？梢赃x擇發(fā)光二極管和感光二極管的光電活性材料，從而感光二極管的光電活性 材料不吸收直接從發(fā)光二極管發(fā)出的光，而是吸收例如由外部光源(例如，光筆)產(chǎn)生的不 同頻率的光，或從與該設備相鄰的外部體反射的光。用于發(fā)光二極管和感光二極管的材料 是本領域熟知的，并且本領域的技術(shù)人員可以在已知本說明書的教導的情況下容易地進行 這種選擇。雖然已經(jīng)參考附圖具體示出并且描述了本發(fā)明，但本領域的技術(shù)人員應當理解， 可以對其進行形式和細節(jié)方面的各種改變，而不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
一種無源矩陣顯示器，包括布置在多個陽極線和多個陰極線之間的二極管陣列，其中至少一部分二極管是相對于所述陰極線和所述陽極線定向在正向方向的發(fā)光二極管，并且其它二極管是相對于所述陰極線和所述陽極線定向在反向方向的感光二極管。
2.如權(quán)利要求1所述的無源矩陣顯示器，包括驅(qū)動電路，所述驅(qū)動電路連接到所述陽 極線和所述陰極線，并且被配置為相對于所述陰極線正偏置所述陽極線。
3.如權(quán)利要求1或2所述的無源矩陣顯示器，其中每個二極管包括陽極材料層、陰極材 料層和布置在陽極材料層、陰極材料層之間的光電活性材料。
4.如權(quán)利要求3所述的無源矩陣顯示器，其中定向在正向方向的發(fā)光二極管的陽極材 料被布置為與所述陽極線相鄰并且與述陽極線電連接，并且所述發(fā)光二極管的陰極材料被 布置為與所述陰極線相鄰并且與所述陰極線電連接，并且其中定向在反向方向的感光二極管的陽極材料被布置為與所述陰極線相鄰并且與所述陰 極線電連接，并且所述感光二極管的陰極材料被布置為與所述陽極線相鄰并且與所述陽極 線電連接。
5.如權(quán)利要求3或4所述的無源矩陣顯示器，其中所述陽極線被布置在所述二極管陣 列的一側(cè)上，所述陰極線被布置在所述二極管陣列的相反側(cè)上，以與所述陽極線相鄰的陽 極材料和與所述陰極線相鄰的陰極材料形成所述發(fā)光二極管，并且以與所述陰極線相鄰的 陽極材料和與所述陽極線相鄰的陰極材料形成所述感光二極管。
6.如權(quán)利要求3或4所述的無源矩陣顯示器，其中所述感光二極管內(nèi)的陽極材料層和 陰極材料層被以與所述發(fā)光二極管中相同的順序布置，并且所述陰極線和所述陽極線被布 線通過所述二極管陣列，從而所述陰極線接觸所述發(fā)光二極管的陰極和所述感光二極管的 陽極，并且所述陽極線接觸所述發(fā)光二極管的陽極和所述感光二極管的陰極。
7.如權(quán)利要求3到6中任意一個所述的無源矩陣顯示器，其中所述陰極材料具有小于 3. 5eV、更優(yōu)選地小于3. 2eV、最優(yōu)選地小于3eV的功函數(shù)。
8.如權(quán)利要求3到7中任意一個所述的無源矩陣顯示器，其中所述陽極材料具有大于 3. 5eV、更優(yōu)選地大于4. OeV、最優(yōu)選地大于4. 5eV的功函數(shù)。
9.如權(quán)利要求3到6中任意一個所述的無源矩陣顯示器，其中用于所述感光二極管的 陽極層和陰極層的材料是相同的。
10.如權(quán)利要求9所述的無源矩陣顯示器，其中用于感光二極管的陽極層和陰極層的 材料具有在范圍3到4. 5eV之間，更優(yōu)選地在3. 2到4. 3eV范圍之間，并且最優(yōu)選地在3. 5 到4. 3eV范圍之間的功函數(shù)。
11.如前面任意權(quán)利要求所述的無源矩陣顯示器，其中所述陰極線和所述陽極線按列 和行進行布置。
12.如權(quán)利要求11所述的無源矩陣顯示器，其中所述二極管陣列包括一些列或行的感光二極管。
13.如權(quán)利要求12所述的無源矩陣顯示器，其中所述二極管陣列包括所述感光二極管 和所述發(fā)光二極管的交替的行和列。
14.如前面任意權(quán)利要求所述的無源矩陣顯示器，其中所述感光二極管被并排地與所 述發(fā)光二極管布置在襯底上。
15.如權(quán)利要求1到14中任意一個所述的無源矩陣顯示器，其中所述感光二極管以疊層布置配置在所述發(fā)光二極管之上或之下。
16.如前面任意權(quán)利要求所述的無源矩陣顯示器，其中所述感光二極和/或發(fā)光二極 管包括電荷注入層和/或電荷傳輸層。
17.如前面任意權(quán)利要求所述的無源矩陣顯示器，其中所述感光二極管的一個更多個 層被摻雜。
18.如前面任意權(quán)利要求所述的無源矩陣顯示器，包括感測電路，所述感測電路至少耦 接到與所述感光二極管電接觸的陽極線和陰極線，所述感測電路被配置為感測由所述感光 二極管產(chǎn)生的電流。
19.一種發(fā)光二極管設備，包括被配置為一個層疊另一個上的發(fā)光二極管和感光二極管。
20.如權(quán)利要求19所述的發(fā)光二極管設備，其中每個二極管包括陽極材料層、陰極材 料層和布置在所述陽極材料層與所述陰極材料層之間的光電活性材料。
21.如權(quán)利要求20所述的發(fā)光二極管設備，包括驅(qū)動電路，所述驅(qū)動電路被配置為負 偏置所述發(fā)光二極管內(nèi)的陰極材料層，正偏置所述發(fā)光二極管內(nèi)的陽極材料層，負偏置所 述感光二極管內(nèi)的陽極材料層，并且正偏置所述感光二極管內(nèi)的陰極材料層。
全文摘要
一種無源矩陣顯示器，包括布置在多個陽極線(4)和多個陰極線(3)之間的二極管陣列，其中至少一部分二極管是相對于陰極線和陽極線定向在正向方向上的發(fā)光二極管(1)，并且其它二極管是相對于陰極線和陽極線定向在反向方向上的感光二極管(2)。
文檔編號H01L27/30GK101809746SQ200880109069
公開日2010年8月18日 申請日期2008年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月28日
發(fā)明者E·C·史密斯 申請人:劍橋顯示技術(shù)有限公司