專利名稱：顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示裝置，尤其涉及顯示裝置的驅(qū)動裝置。
技術(shù)背景各種顯示裝置例如液晶顯示器或發(fā)光二極管(LED)顯示器已獲得 廣泛應(yīng)用。近來，已提出另一種LED顯示器，其形式為可尋址的電致 發(fā)光顯示器。這種電致發(fā)光顯示裝置包括夾在由固體基板支承的陽極 和陰極之間有機(jī)材料或有機(jī)小分子的混合物，該有機(jī)材料例如有機(jī)聚 合物，該固體基板例如為玻璃、塑料或硅基板，該有機(jī)材料提供顯示 器的發(fā)光元件。有機(jī)材料的LED其響應(yīng)特性比液晶顯示裝置銳敏得多。在對于加 在這種顯示裝置上的電流作出響應(yīng)時，有機(jī)LED裝置具有很好的 "開"、"關(guān)"特性，與液晶顯示器相比具有改進(jìn)的對比度。除改進(jìn) 對比度外，有機(jī)材料在顯示器制造方面也具有顯著的優(yōu)越性。在結(jié)合有機(jī)聚合物材料作發(fā)光像素的有機(jī)LED顯示器中，有機(jī)聚 合物材料可以采用不適合于制造液晶顯示器或常規(guī)發(fā)光二極管顯示 器的制造工藝沉積在基板上。已經(jīng)提出的一個方法是，采用噴墨印刷 方法將有機(jī)聚合物材料沉積在基板上，在這種噴墨印刷方法中，聚合 物材料作為分離的材料滴沉積在預(yù)先定位的沉積位置上， 一在基板上 形成為矩陣結(jié)構(gòu)。對于彩色顯示裝置應(yīng)用噴墨印刷法是特別有利的， 因?yàn)樵陲@像器的各個像素處包括紅、藍(lán)和綠LED的各種有機(jī)聚合物材 料可以按要求的預(yù)定的圖案進(jìn)行沉積，而不需要進(jìn)行任何蝕刻工藝。 在小分子式的有機(jī)LED顯示器的情況下， 一般采用蔭罩蒸發(fā)法形成彩 色像素。另外，當(dāng)顯示器的活性材料是有機(jī)聚合物材料，這些材料可以沉
積在任何適合的基板材料上，包括沉積在形式為連續(xù)的、柔性的、且 可繞巻的塑料膜的塑料材料上。有機(jī)聚合物材料的特性有助于制造很 大面積的單色或彩色顯像裝置，這種顯像裝置包含形成顯示裝置顯示 區(qū)域的極大數(shù)目的活性材料像素的行和列?？梢圆捎糜性椿驘o源矩陣尋址系統(tǒng)驅(qū)動有機(jī)電致發(fā)光顯示器。在 顯示器的任何像素上形成光輸出的顯示元件本質(zhì)上由有機(jī)發(fā)光二極 管提供。這些顯示裝置是電流驅(qū)動的裝置，因此當(dāng)采用有源矩陣尋址 方案來尋址顯示器以產(chǎn)生顯示圖像時，對每個顯示圖像的像素設(shè)置兩 個晶體管，第一個晶體管起開關(guān)的作用，使數(shù)據(jù)信號輸送到第二晶體管，該第二晶體管起到像素的LED的電流驅(qū)動器的作用，由此確定該 像素的發(fā)光。圖1示意示出無源矩陣尋址方案。圖1示出的顯示元件2包括基 板4，該基板支承條形電極6的列陣，該電極構(gòu)成顯示元件的陽極。 在該陽電極6上設(shè)置有機(jī)發(fā)光材料層8，條形電極10的第二列陣構(gòu)成 顯示元件的陰極，該列陣設(shè)置在發(fā)光層8的上面。從圖1可以看出， 陰極和陽極的條形電極6和10的相應(yīng)列陣基本上是彼此正交布置 的。如果在任何兩個條形電才及之間加上電壓，則電流^更會流過兩個電 極重疊區(qū)域的那部分發(fā)光層8。發(fā)光層的材料起發(fā)光二極管的作用， 因此，兩個電極重疊區(qū)域施加電壓的那部分發(fā)光層將發(fā)光。參照圖2 可以清楚地看這一點(diǎn)。從圖2可以看出，顯示器的像素分別由連接在相應(yīng)條形陽極和陰 極電極之間的有機(jī)LED形成。該條形陽極例如通過圖2中Z表示的高 阻抗電路與地電位斷開。圖2中用電壓VI-V4表示的數(shù)據(jù)信號可以加 在該陣列的陰極上。同時可使條形陽極選擇地連接于地電位。因此， 例如，如圖2所示，當(dāng)電壓VI加在最左邊的條形陰極上時，有機(jī)LED 的L1將發(fā)光。同樣，當(dāng)電壓V2-V4加在陰極10上時，LEDL2-L4將分 別發(fā)光。上述類型的尋址方案稱作無源矩陣方案。因?yàn)樵陲@示區(qū)域內(nèi)沒有 設(shè)置有源元件來驅(qū)動LED，使其發(fā)光。光的發(fā)射純粹是數(shù)據(jù)信號引起 的，這種數(shù)據(jù)信號為電壓脈沖形式，從顯示裝置的框架或邊緣區(qū)域輸 送到條形電極的一個組上，或輸送到陰極或陽極中的一個組上，然而 薄的條形電極具有電阻，這種電阻隨著條形電極長度的增加而變大。
因此，如果顯示裝置的顯示區(qū)域尺寸作得較大，則條形電極的長度增 加，這樣，條形電4及的電阻也增加。顯示器從顯示器的側(cè)邊緣驅(qū)動，因此，當(dāng)電脈沖加在任何特定的 電極上時，實(shí)際上加在電極下面像素上的電壓將隨該像素距施加脈沖電壓的顯示器邊緣的距離而降低。與LED驅(qū)動電壓相比，沿電極的電位降將變得很顯著，因此可以看到，如果電極相當(dāng)長，則相對于驅(qū)動 邊緣，施加到位于電極遠(yuǎn)端像素上的電壓將顯著小于施加在更靠近驅(qū) 動邊緣像素上的電壓。因此顯示器的亮度將隨距離驅(qū)動邊緣的距離的增加而降低，因?yàn)長ED裝置的亮度-電壓特征曲線是非線形的，這樣 便造成顯示像的亮度不均勻。另外，LED顯示器的發(fā)光強(qiáng)度是獨(dú)立LED裝置峰值發(fā)光強(qiáng)度和顯 示器實(shí)際顯示面積中像素行數(shù)數(shù)量的函數(shù)。這是因?yàn)轱@示器的LED由 幀周期中的脈沖操作來尋址。尋址任何LED的延續(xù)時間稱為占空比， 等于tr/N,式中tr是幀周期，而N是顯示器的行數(shù)。因此可以得出， 如果顯示器的行數(shù)數(shù)量增加，則尋址任何像素的持續(xù)時間降低。在被 尋址時，該LED的發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到峰值，該峰值強(qiáng)度將在整個幀周期中 被平均。因此，為了得到無閃爍的顯示器，當(dāng)顯示區(qū)域的尺寸增加和 顯示器行數(shù)也增加，以保持分辨率時，必須補(bǔ)償LED裝置發(fā)射光的峰 值強(qiáng)度，以保持顯示器要求的輸出強(qiáng)度，因?yàn)椋趲芷谄陂g只可能 在較短的時間內(nèi)對該LED裝置尋址。這對于有機(jī)LED裝置特別成為問 題，因?yàn)樗鼈兙哂泻芸斓纳仙退p時間，這意味著，它們沒有表現(xiàn) 出本身的記憶特征。增加用來尋址LED裝置的脈沖電壓可以增加LED裝置的峰值強(qiáng) 度，因此可以看到，當(dāng)顯示器尺寸因而掃描行數(shù)增加時，需要將相當(dāng) 高的電壓脈沖在高電流密度下驅(qū)動LED裝置，由此使顯示器產(chǎn)生足夠 大的輸出光強(qiáng)。這是相當(dāng)大的缺點(diǎn)，因?yàn)?，這有害于發(fā)光裝置的長期 可靠性。當(dāng)顯示器裝在用內(nèi)部電池電源的裝置中時，例如裝在筆記本 電腦中時，必須應(yīng)用很大很沉價格更貴的電池。然而應(yīng)用這種相當(dāng)高 的電壓脈沖又引起LED操作的其它問題。已知的是，在LED裝置中，電子空穴的復(fù)合的概率即產(chǎn)生光發(fā)射 的概率隨電壓的增加而降低。這是因?yàn)長ED裝置操作的最佳區(qū)域是通 常已知的"復(fù)合區(qū)，，的區(qū)域。 圖3示出典型LED的操作特性，該圖示出發(fā)光強(qiáng)度和裝置效率如 何隨加在裝置上的電流和電壓變化。從圖3可以看出， 一旦電流達(dá)到 閾值時，隨著通過該裝置的電流增加時，該裝置的發(fā)光強(qiáng)度也增加。 然而，對效率而言可以看出一旦裝置開始發(fā)光，裝置的效率很快達(dá)到 峰值。隨著加在裝置上電壓進(jìn)一步增加，該效率很快降低到相當(dāng)?shù)偷?水平，如圖3所示。對于有機(jī)聚合物的LED，峰值效率通常位于約2. 2V-約5V的范圍，而當(dāng)所加電壓在約10V-20V的范圍內(nèi)時，裝置的效率 便下降到非常低的水平，以至于效率很低并且實(shí)際上不能應(yīng)用這種 LED。對于很多實(shí)際應(yīng)用的LED，顯示器顯示效率是關(guān)鍵的問題，這是 因?yàn)檠b有這種顯示器的裝置通常需要使用內(nèi)部電池電源來工作。這種裝置效率急劇降低是因?yàn)楫?dāng)加在LED陽極和陰極之間的電壓 增加時，復(fù)合區(qū)移向該裝置電極中的一個電極。因?yàn)閺?fù)合區(qū)的形狀取 決于所加電壓，所以對于無源矩陣尋址顯示器，便很難獲得足夠的顯 示光輸出強(qiáng)度，這是因?yàn)樾枰^高的電壓脈沖來驅(qū)動LED裝置，這又 意味著LED裝置不能在最佳的復(fù)合區(qū)工作，并且因此沒有以可接受的 效率程度來工作。總而言之，顯示裝置通常包含200條以上的行，以便獲得顯示圖 像足夠大的分辨率。因此，LED具有較低的占空比，該占空比可以通 過增加施加在LED上的電壓進(jìn)4f補(bǔ)償。然而這造成LED的工作效率降 低，這種降低又減少了 LED的發(fā)光強(qiáng)度，如圖5所示。這兩個操作難 點(diǎn)是互相相關(guān)和結(jié)合成一體的，另外，它們又隨顯示器行的數(shù)目的增 力口不^比例的增力口。因此，在LED顯示器中經(jīng)常采用有源矩陣尋址系統(tǒng)。圖4中示出 用于有機(jī)聚合物L(fēng)ED顯示裝置的例示性有源矩陣尋址方案，該圖示出 顯示裝置的四個像素。有源矩陣驅(qū)動方案包括在圖4中表示為X:和 X2、 Y,和Y2的行列地址線的陣列。這些地址線結(jié)構(gòu)為薄的導(dǎo)電條，沿 著這些導(dǎo)電條，像素的選擇信號和數(shù)據(jù)信號可以輸送到顯示裝置的像 素。各個顯示裝置的像素具有兩個晶體管，在圖4中表示為T,和T2。 另外還設(shè)置其它的線，沿著這些線可以將電源電壓Vss輸送到各個像 素的晶體管上。當(dāng)需要激勵任何特定的像素，因而使位于該像素的LED發(fā)光時， 將選擇的電壓脈沖加在行地址線上，例如加在圖4中的行地址線X:
上。該電壓脈沖由晶體管T,的門電極G接收，使得晶體管T,在加脈沖 電壓期間切換到ON位置。假如需要使右上方的像素發(fā)光,則將數(shù)據(jù) 信號加在處于0N位置的晶體管T!的源極上。數(shù)據(jù)信號表示為Data 1, 它由晶體管T輸送到連接于晶體管T2門電極的電容器上，該數(shù)據(jù)信號 因此作為電容器的電壓被儲存起來。晶體管L起開關(guān)作用，而晶體管L起有機(jī)LED電流驅(qū)動器作用， 該LED又通過晶體管T2連接于電源電壓Vss。當(dāng)起電流驅(qū)動器作用時， 在晶體管L漏極上的電流是儲存在電容器上電壓數(shù)值的函數(shù)，該電壓 正比于數(shù)據(jù)信號Data 1。因此，流過有機(jī)LED的電流確定LED的發(fā)光 強(qiáng)度，該電流由信號Data l的變化控制。這樣設(shè)置數(shù)據(jù)信號，即，使得LED總是在顯示器工作期間發(fā)射光。 因此，在各個顯像像素上采用驅(qū)動晶體管可使LED能夠工作在較低的 工作電壓，因而大大提高了效率。圖5示出用有源和無源矩陣尋址方 案工作時LED顯示器的典型工作效率。LED的工作效率是最重要的， 而且是LED顯示器經(jīng)常采用有源矩陣方案的主要原因。因?yàn)轵?qū)動晶體 管設(shè)置在顯示器的各個像素上，所以必須在較大的區(qū)域上制造這些晶 體管，因此在有源矩陣尋址方案中采用薄膜晶體管(TFT)作驅(qū)動晶 體管。這樣有源矩陣顯示器通常稱作TFT顯示器。兩種最普通類型的TFT是半導(dǎo)體材料層包含多晶硅或者非晶硅的 TFT。最近，已經(jīng)采用有機(jī)分子或聚合物作為半導(dǎo)體層來制造TFT。然 而，因?yàn)門FT需具有較高的載流子遷移率，所以在有機(jī)發(fā)光二極管顯 示器的有源矩陣顯示裝置中通常采用多晶硅做驅(qū)動晶體管。對于有機(jī) 有源矩陣顯示器，當(dāng)顯示器的各個LED像素上必須設(shè)置兩個晶體管 時，晶體管的成本相當(dāng)高，因?yàn)楸仨毑捎玫闹圃旃に嚭軓?fù)雜。具體是， 當(dāng)采用多晶硅驅(qū)動晶體管時，必須采用高溫工藝來形成多晶硅半導(dǎo)體 層，這增加了成本，特別是在顯示面積比較大時，4氐消了由于采用有 機(jī)聚合物材料得到的低成本優(yōu)點(diǎn)。晶體管性能的不一致性也是一個問 題。而且對于大面積的顯示器更成為一個問題，這是因?yàn)楸仨氃陲@示 器的大面積上制造大量晶體管驅(qū)動器，這樣，便增加了工藝的相關(guān)影 響，并降低了全功能晶體管裝置的生產(chǎn)率。為此，通常需要提供"備 用的"驅(qū)動晶體管，這又進(jìn)一步增加了顯示裝置的成本。如上所述，多晶硅迄今為止是制造TFT的最好材料，因?yàn)?，它? 有相當(dāng)高的遷移率。多晶硅TFT的遷移率通常在100-500cm2/Vs，而 非晶硅TFT的遷移率通常在0. 1-lcmVVs，有機(jī)TFT的遷移率在 0. 001-0. lcmVVs。有機(jī)LED是電流驅(qū)動裝置，所以在圖4所示的驅(qū)動 電路中，重要的是盡量增加由晶體管L提供的漏電流。TFT的漏電流Id表示如下Id a MWC/L式中ia是半導(dǎo)體的遷移率； W是晶體管溝道區(qū)域的寬度； L是晶體管溝道區(qū)域的長度； C是門電極的電容。因此，漏電流Id正比于半導(dǎo)體的遷移率。另外，漏電流還正比于 溝道寬度，但反比于溝道長度。因此，如果多晶硅TFT應(yīng)用于驅(qū)動電 路，則相當(dāng)高的遷移率可使晶體管構(gòu)件在顯示器各個像素內(nèi)的腳印達(dá) 到最小，這對于多晶硅和非晶硅形的TFT是最重要的考慮，因?yàn)閮山M 裝置是不透明的。因?yàn)檫@種TFT采用高溫工藝制作，所以它們通常形 成在顯示器屏幕(基板)后表面上，然后再形成發(fā)光元件。這樣，TFT 的腳印將不透過LED發(fā)射的光射向顯示器觀看人的光。能夠透過觀看 人觀看的那部分光的顯示器部分稱作孔徑比，對于小尺寸的顯示器例 如在移動電話上的顯示器，孔徑比只能達(dá)到約50%。即只有一半的顯 示區(qū)域可向觀看人顯示信息，而顯示器區(qū)域的其余一半由驅(qū)動器電路 的不透明TFT和用來連接像素的驅(qū)動電路的導(dǎo)電線所占據(jù)。即使對于 較大面積的顯示器，該孔徑比也很難超過約70-80%，所以，應(yīng)用設(shè)置 在顯示器前部觀測面近側(cè)的不透明多晶硅或非晶硅TFT將顯著降低發(fā) 光效率，不管顯示器的尺寸如何。已知可以用有機(jī)分子化合物或聚合物制造有機(jī)TFT，該聚合物具 有可以透過可見光譜輻射的透明帶間隙。然而，這種晶體管的遷移率 相當(dāng)?shù)?，迄今不能將這種有機(jī)TFT用在圖4所示的有源矩陣驅(qū)動電路 中。顯示器已經(jīng)證明，有時可應(yīng)用有機(jī)TFT作開關(guān)晶體管但迄今 還不能用有機(jī)TFT作電流驅(qū)動晶體管，因?yàn)檠b置的遷移率低意味著裝 置的腳印必須作得很大，以便形成足夠大的溝道寬度，補(bǔ)償遷移率， 這樣晶體管L和T2便不能容納顯示器各個像素可用的區(qū)域內(nèi)。因此采 用已知的有源矩陣顯示器設(shè)置迄今還不可能獲得在有源矩陣驅(qū)動電
路中中采用大體透明TFT的優(yōu)越性，這種優(yōu)越性能夠使縱橫比達(dá)到約 100%。另一個相關(guān)考慮在于寄生電容，該電容存在于驅(qū)動晶體管的驅(qū)動 線之間，在液晶顯示器中，活性液晶材料設(shè)置在陽極和陰極驅(qū)動線之 間。該液晶層通常厚度在2-10微米之間，因此驅(qū)動線和公用對電極 之間產(chǎn)生的寄生電容是相當(dāng)小的。然而，對于有機(jī)LED顯示器，有機(jī) 分子化合物或聚合物層是很薄的，通常厚度約為幾百納米。因此與LCD 顯示器相比寄生電容相當(dāng)大，這種寄生電容限制了顯示器的操作速 度，當(dāng)顯示器面積增加時，更成為問題。這是因?yàn)楫?dāng)顯示器的尺寸變 大時，需要以較高的速度尋址顯示器，以便保證顯示圖像的質(zhì)量。但 是這又引起矛盾，因?yàn)榇嬖陔姌O間電容。另外，在顯示器尺寸增加時， 驅(qū)動線的長度及其電阻也增加，這又限制了顯示器工作的速度。因此，可以看到，對于大面積的顯示器，不管采用有源還是無源 驅(qū)動方案都有困難，這些困難在應(yīng)用有機(jī)LED和聚合物L(fēng)ED作顯示器 發(fā)光元件時特別成為問題。對于很大面積的顯示器例如用在公共場合 顯示圖像的顯示器，已知將多個顯示器結(jié)合在一起形成一個很大面積 的顯示器。然而，組成這種很大面積顯示器一部分的各個顯示器是一 個單獨(dú)的顯示裝置。盡管采用多個顯示裝置與一個相等尺寸的由單一 顯示裝置組成的顯示器相比可以減小驅(qū)動線的長度，但是各個大面積 顯示器的各個顯示裝置包括相當(dāng)長的用于尋址顯示器發(fā)光元件的地 址線。這樣，這些顯示裝置繼續(xù)存在上述問題，因此很需要提供一種 改進(jìn)的可以避免上述問題的顯示裝置。發(fā)明內(nèi)容按照本發(fā)明的一個方面，提供一種顯示裝置，其包括 多個顯示元件；用于驅(qū)動所述多個顯示元件中的至少一個顯示元件的驅(qū)動電路， 連接到該驅(qū)動電路上的第一電極，和布置在該第一電極和該驅(qū)動電3各之間的第二電才及，每個所述多 個顯示元件布置在一第一電極和一第二電極之間。在優(yōu)選實(shí)施例中，該顯示元件包括有機(jī)聚合物發(fā)光二才及管。 該顯示元件布置在陰電極的無源列陣和陽電極的無源列陣之間，
并且該驅(qū)動電路包括第一驅(qū)動電路和另 一驅(qū)動電i 各，第一驅(qū)動電^各用 于向陽電極的列陣提供信號，而另 一驅(qū)動電路用于向陰電極的列陣提 供信號。按另一種方式，每個顯示元件可以包括各自的驅(qū)動電路，該驅(qū)動 電路包括薄膜開關(guān)晶體管和薄膜電流驅(qū)動晶體管，由此可以提供有源 矩陣顯示部分。開關(guān)晶體管和電流驅(qū)動晶體管最好包括有機(jī)的或聚合物的晶體管?？梢赃x擇有機(jī)分子化合物和聚合物，使得晶體管基本上對于可見 光是透明的。該電流驅(qū)動晶體管最好包括源區(qū)和漏區(qū)，各個區(qū)形成為多個縱向 延伸部分，各個部分在一端處由多個橫向延伸部分連接，其中源區(qū)的 縱向延伸部分與漏區(qū)的縱向延伸部分形成叉指形交錯并與其隔開，由 此在蛇形的叉指形縱向延伸部分之間提供 一 間隔，由此薄膜晶體管設(shè) 置有溝道區(qū)域，該溝道長度等于該間隔的寬度，而溝道寬度沿該蛇形 間隔的長度延伸。每個顯示部分包括門線和數(shù)據(jù)線，以便將控制信號輸送到驅(qū)動電路，該門線和數(shù)據(jù)線包括導(dǎo)電的有機(jī)材料或聚合物材料。該門線和驅(qū)動線分別包括雙層結(jié)構(gòu)，該雙層結(jié)構(gòu)具有第 一層和另 一層，第一層包括導(dǎo)電的有機(jī)材料或聚合物材料，另一層包括無機(jī)導(dǎo) 電材料。在另一實(shí)施例中，每個顯示部分包括陰極和陽極，這些電極中的 一種電極是顯示部分所有像素公用的，而這些電極中的另 一種電極具 有電極圖案，以提供該顯示部分各個像素的各自的電極區(qū)域。其中， 驅(qū)動電路連接于陽極和陰極，并設(shè)置在顯示元件的與基板相對的側(cè)面 上。在本發(fā)明的第二方面中，提供一種制造顯示裝置的方法，其包括 在基板上設(shè)置多個顯示部分，每個顯示部分具有由顯示元件的陣列限定的像素的顯示區(qū)域；以及在該顯示區(qū)域內(nèi)布置用于驅(qū)動該顯示元件 的驅(qū)動電^各。活性顯示元件可以用有機(jī)或聚合物材料制造，這些材料最好用噴 墨印刷頭進(jìn)行沉積。
按照本發(fā)明的第三方面提供一種薄膜晶體管，該晶體管包括基 板、導(dǎo)電聚合物源區(qū)和漏區(qū)，各個區(qū)形成為多個縱向延伸部分，各個 部分在一端處由多個橫向延伸部分連接，其中源區(qū)的縱向延伸部分與 漏區(qū)的縱向延伸部分形成叉指形交錯并與其隔開，由此在蛇形的叉指 形縱向延伸部分之間提供一 間隔，由此薄膜晶體管設(shè)置有溝道區(qū)域， 該溝道長度等于該間隔的寬度，而溝道寬度沿該蛇形間隔的長度延 伸。


下面參考附圖，作為例子說明本發(fā)明的實(shí)施例，這些附圖是； 圖l是示意圖，示出LED顯示器的無源矩陣尋址方案； 圖2是示意圖，示出圖1所示顯示器的LED如何尋址； 圖3是曲線圖，示出典型LED裝置的發(fā)光強(qiáng)度和效率的變化； 圖4是示意圖，示出LED顯示器的有源矩陣尋址方案； 圖5是曲線圖，示出與無源矩陣尋址系統(tǒng)相比，有源矩陣尋址系 統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的效率增大；圖6是橫截面示意圖，其示出液晶顯示裝置； 圖7是示意圖，其示出本發(fā)明顯示裝置的顯示部分； 圖8示意示出現(xiàn)有技術(shù)的顯示裝置；圖9示出本發(fā)明的顯示裝置，該顯示裝置的驅(qū)動電路裝在該顯示 裝置的背面；圖IO是局部橫截面圖，示出具有的驅(qū)動電路設(shè)置在基板表面凹部 中的顯示部分；圖ll是局部橫截面圖，示出具有的驅(qū)動電路設(shè)置在顯示部分前部 的顯示部分；圖12是示意圖，示出本發(fā)明的有源矩陣尋址方案； 圖13是示意圖，示出圖12所示尋址方案驅(qū)動晶體管的源極、門 極和漏極如何構(gòu)成；圖14是曲線圖，示出有機(jī)聚合物對紫外光和可見光的吸收特性；圖15是顯示器像素的示意橫截面圖；圖16是有源矩陣顯示裝置的示意橫截面圖；圖17是有機(jī)聚合物晶體管的示意橫截面圖18是像素的直接驅(qū)動尋址方案的示意截面圖；圖19是示意橫截面圖，示出像素的直接驅(qū)動尋址方案的另一實(shí)施例；圖20是裝有本發(fā)明顯示裝置的移動計算機(jī)示意圖； 圖21是裝有本發(fā)明顯示裝置的移動電話示意圖；和 圖22是裝有本發(fā)明顯示裝置的數(shù)字照相機(jī)的示意圖。
具體實(shí)施方式
對于液晶顯示器，在液晶材料是流體材料時液晶材料必須裝在基 ;f反和前板或顯示面板之間，因此地址線和驅(qū)動晶體管(如果用有源矩 陣)設(shè)置在基板和前板之間，且位于液晶材料本身之中，如圖6所示。 對于這種結(jié)構(gòu)，實(shí)際上液晶像素必須從顯示器的邊緣被驅(qū)動，換言 之，必須設(shè)置通過顯示器前面板和后面板的孔，以便到達(dá)地址線，這 是不實(shí)際的事情?？梢钥闯觯瑢τ谝壕э@示器在增加顯示區(qū)域的尺寸時，該地址線 的長度也增加，因而顯示器存在上述尋址問題，不管是采用有源的或 無源的矩陣尋址方案。在有機(jī)或聚合物L(fēng)ED中，活性有機(jī)材料包括聚合物材料或有機(jī)小 分子材料。對于聚合物材料可以用液體狀態(tài)沉積， 一旦沉積在基板上 和干燥以后，便形成固態(tài)的具有相當(dāng)柔性的材料。小分子材料可以用 蒸發(fā)法沉積，但是這些材料一旦沉積以后也是固態(tài)的，并具有相當(dāng)?shù)?柔性。因而對于聚合物和小分子材料，活性有機(jī)材料不需要通過形成 前板來固定于基板上，雖然這種板形成在最后的顯示器裝置上，對發(fā) 光裝置提供物理的和環(huán)境的保護(hù)。因此，從本發(fā)明可以看到，可以從 顯示器內(nèi)的任何位置包括從顯示器后面尋址顯示器圖像形成元件的 像素，并不一定要從顯示器的邊緣進(jìn)行尋址。另外，還可以看到，因 為可從任何位置尋址圖像形成元件，所以可將顯示裝置的圖像形成區(qū) 域劃分成很多顯示部分，各個顯示部分具有其自己的尋址方案，因而 與已知尋址方案設(shè)置相比，具有很大的優(yōu)越性。不管顯示器尺寸以及采用的是有源矩陣尋址方案還是無源矩陣尋 址方案，顯示裝置的性能均可得到重大改進(jìn)。如果采用無源矩陣尋址 方案，則與常規(guī)顯示裝置相比，顯示元件的驅(qū)動線長度可以顯著減
少。因?yàn)?，?qū)動線只在一個顯示部分內(nèi)延伸，而不伸過顯示器的整個 長度或?qū)挾?。對于大面積的顯示裝置，這是特別有利的，因?yàn)檩^大的 顯示區(qū)域可以用多個較小的顯示部分構(gòu)成，各個顯示部分具有相當(dāng)短 的地址線，該地址線只在各個顯示部分內(nèi)被驅(qū)動和延伸。這樣便減小 了驅(qū)動線的電阻，因而可以提高顯示強(qiáng)度，因?yàn)閷τ谌魏纬叽绲娘@示器可以應(yīng)用較低的驅(qū)動電壓，使得LED裝置可以在其最佳的復(fù)合區(qū)域內(nèi)工作，即使對于大面積的顯示器。另外，因?yàn)樵谙嗯浜系年枠O和陰 極列陣之間由相當(dāng)短的地址線構(gòu)成的寄生電容減小，所以還可增加顯 示器的尋址速度。從上面說明可以看出，將顯示器分成多個驅(qū)動電路 設(shè)置在其中的小部分，便可以提供一種顯示圖像對比度和分辨率得到 改進(jìn)的顯示裝置。而且對于從側(cè)邊緣驅(qū)動顯示器的常規(guī)無源矩陣尋址方案，在任何 時刻只有一行顯像行發(fā)射光，因?yàn)樵趲芷谄陂g這些行被順序?qū)ぶ贰?相比較，有源矩陣尋址方案是更好的，因?yàn)樗邢袼卦O(shè)置成可以在同 時發(fā)光。然而，對于驅(qū)動電路設(shè)置在顯示區(qū)域的顯示部分內(nèi)的本發(fā)明 驅(qū)動方案，可以在任何時間點(diǎn)尋址一個以上的無源矩陣部分。因此， 可以以一種類似于有源矩陣尋址方案的方式設(shè)置顯示部分，使其發(fā) 光，由此可以增加顯示器的發(fā)光強(qiáng)度。另外，通過將很大數(shù)目的顯示部分組裝在一個公用的單一基板上 可以獲得很大面積的顯示器，因?yàn)橛袡C(jī)或聚合物材料具有相當(dāng)柔性， 所以可以采用連續(xù)的分批工藝制造這種大面積的顯示器，在這種工藝 中，可以使繞巻的塑料膜通過各種處理站進(jìn)行顯示器的制造。因此， 采用多個顯示部分可以更容易降低有機(jī)聚合物顯示裝置的成本，其中 各個顯示部分具有其自己的尋址方案和有關(guān)的驅(qū)動電路。在本發(fā)明應(yīng)用于有源矩陣式顯示器時，還將得到顯著的優(yōu)越性。 采用有源矩陣式顯示器仍需要以適當(dāng)?shù)膾呙桀l率掃描顯示器中各行 像素。在顯示器的尺寸增加，因而被掃描的行數(shù)增加時，也必須增加 掃描頻率，以保持顯示圖像的裝置。由于將顯示器分成多個部分，所 以可以有效減少被掃描像素行的數(shù)目，因而也可以減小掃描頻率。示于圖4的有源矩陣尋址方案包括門線X,和X2以及數(shù)據(jù)線Data l和Data 2。由于將顯示器分成多個顯示部分，所以可以有效減小門線和數(shù)據(jù) 線兩種線的長度。減小門線和數(shù)據(jù)線的長度均是有利的，因?yàn)檫@些線 具有限制掃描顯示器像素掃描速度的電容和電阻。減小門線和數(shù)據(jù)線 長度也能使這些線用其它材料例如導(dǎo)電聚合物或包含碳粉的導(dǎo)電漿 液制作。這些其它的材料具有另外的優(yōu)越性，因?yàn)檫@些線可以用印刷 方法形成，例如采用噴墨印刷機(jī)形成，而不需要成本高的影印工藝或 掩模工藝。當(dāng)應(yīng)用有機(jī)或聚合物TFT作開關(guān)晶體管L時，用分割顯示 器的方法減少掃描頻率是特別重要的，因?yàn)?，充電電容所需的時間由 于其低的遷移率而傾向于變長。將顯示器分成多個小的顯示部分，還使得能夠應(yīng)用其它類型的尋 址方案，這些尋址方案在本發(fā)明的前后文中稱作"像素的直接驅(qū)動" 方案。采用這種像素的直接驅(qū)動方法，在任何顯示部分中的像素可以直接由設(shè)置在各個部分顯示區(qū)域內(nèi)的驅(qū)動電路IC直接驅(qū)動。像素的直接驅(qū)動方案可以看作為另一種驅(qū)動方案，這種驅(qū)動方案介于常規(guī)無 源矩陣方案和常規(guī)有源矩陣方案之間，前者具有陽極和陰極的重疊歹寸陣，如圖7所示，后者具有實(shí)際上位于各個像素上的開關(guān)晶體管和驅(qū) 動晶體管，如圖4所示。參照圖7，無源矩陣顯示裝置的顯示部分包括基板4,該基板支承 陽電極6的列陣。在陽電極6的上面，形成電致發(fā)光的有才幾或聚合物 材料層8。然后在該層8上形成陰電極10的列陣。該電致發(fā)光聚合物 材料包括共軛聚合物，這種共軛聚合物最好包括芴基聚合物，當(dāng)電壓 加在陽才及元件和陰極元件之間時，例如加在陽極元件6a和陰極元件 10a時，電流^使流過位于元件6a和10a重疊的那部分層8的聚合物材 料，如圖7中的陰影區(qū)域12所示。這使得該陰影區(qū)域12發(fā)射可見光， 因而形成顯示器的發(fā)光顯示元件。因此該陰影區(qū)域12與元件6a和10a 的重合部分相結(jié)合便構(gòu)成顯示部分的 一 個像素。顯示部分2還包括第一驅(qū)動電路14和另一驅(qū)動電路18,前者用 于通過導(dǎo)電線16向陽電極6的列陣輸送驅(qū)動信號，后者通過導(dǎo)電線 20向陰電極10的列陣輸送驅(qū)動信號。示于圖7的顯示部分2的像素 結(jié)合起來構(gòu)成該顯示部分的顯示區(qū)域22,該區(qū)域在圖7中用粗虛線表 示的矩形示出。從圖7可以看出，驅(qū)動電路14和18設(shè)置在顯示部分 的該顯示區(qū)域內(nèi)。因此，形成顯示部分2的無源矩陣尋址系統(tǒng)的陽電 極和陰電極6、 10列陣的物理長度當(dāng)用該部分本身內(nèi)部的驅(qū)動電路來 尋址這些電極時可以保持在最小。
因此可以得出，電極的電阻以及在陽電極和陰電極之間產(chǎn)生的寄 生電容與常規(guī)尋址顯示裝置的陽電極和陰電極相比顯著降低，在這種 常規(guī)尋址顯示裝置中，相同的電極6和10需要伸過裝置的整個長度 和寬度。如前所述，這樣便可以采用較低電壓的驅(qū)動信號，而且有可 以在其最佳的復(fù)合區(qū)域內(nèi)操作構(gòu)成有機(jī)發(fā)光二極管的顯示元件，因而 使得顯示裝置具有比已知顯示裝置高得多的效率。圖8示意示出現(xiàn)有技術(shù)的已知無源矩陣裝置24通常如何被構(gòu)成。 為了容易說明，在圖7和圖8中應(yīng)用了相同的附圖標(biāo)記來表示兩個裝 置等效的元件。示于圖8的顯示裝置24不由多個顯示部分構(gòu)成。因 此，顯示區(qū)域22由一個整體的顯像區(qū)域構(gòu)成，該顯像區(qū)域具有伸過 裝置顯示區(qū)域整個長度和寬度的陽極6和陰極10。這樣，顯示裝置24 的陽極和陰極其長度便顯著大于圖7所示顯示部分2的陽極和陰極長 度，從而引起上述問題。另外，從下面的說明可以明顯看出，因?yàn)檫@ 些驅(qū)動電路設(shè)置在有源顯示區(qū)域內(nèi)，所以圖7顯示部分的驅(qū)動電路14 和18不需要裝在顯示區(qū)域之前進(jìn)行封裝，因?yàn)椋梢栽谏院蟮碾A段， 在制造顯示裝置的集成步驟期間進(jìn)行有效封裝。因此，事實(shí)上圖7所 示的驅(qū)動電路可以是不封裝的物理尺寸很小的集成電路裝置。相反，圖8的顯示裝置的驅(qū)動電路14和18則需要形成為全封裝 的集成電路，因?yàn)檫@些電路位于顯示區(qū)域的外面，并通過顯示器的相 應(yīng)邊緣用導(dǎo)線連接于相應(yīng)的陽才及和陰極。因此，圖8的驅(qū)動電路14 和18與圖7所示的顯示部分的等效電路相比，其物理尺寸大得多， 成本也高得多，因?yàn)樵谶@種裝置中所需的封裝和引線結(jié)構(gòu)需要在外部 用導(dǎo)線連接于陽極和陰極列陣。因此可以看到，對于一定尺寸的顯示 裝置外殼通過連接多個顯示部分2不僅可以將總的顯示面積作得較 大，因?yàn)轵?qū)動電路14和18裝在顯示區(qū)域的里面，而不是設(shè)置在該顯 示區(qū)域的側(cè)面，而且還可以獲得成本更低的更薄的體積更小的顯示裝 置，因?yàn)閳D7所示的驅(qū)動電路可以形成為棵露的不封裝的裝置，該裝 置可以在隨后通過形成一個薄的封裝層封裝起來。圖9示出一種顯示裝置26,該裝置具有多個相互連接的顯示部分 2,和圖7、 8 —樣，采用相同的附圖標(biāo)記來表示顯示器的相同部件。 應(yīng)當(dāng)注意到，圖9示出顯示器的后側(cè)圖，所以在此實(shí)施例中，各個顯 示部分2的驅(qū)動電路14和18設(shè)置在陽極元件6的列陣和基板4之間，
為更加容易看清，該基板在圖9中未示出。在該顯示裝置26中，顯示部分2的陽才及6用的相應(yīng)驅(qū)動電路由連 接件28相互連接，而陰極驅(qū)動電路18由連接件30相互連接。這些 連接件的作用是將顯示部分2組成一個單一的顯示裝置。從圖9可以 看出，陽極6和陰極10仍保持為相當(dāng)短的電極條，所以即使形成大 面積的顯示器，也不需要用具有很大電阻和寄生電容的相當(dāng)長的陽極 和陰極。事實(shí)上，通過有效將無源尋址矩陣分開形成顯示部分，并將 驅(qū)動電路14和18設(shè)置在各個部分內(nèi)，便可以達(dá)到這一點(diǎn)。另外，因 為驅(qū)動電路14和18設(shè)置在各個部分內(nèi)，所以顯示裝置的顯示區(qū)域可 以通過進(jìn)一步包含更多的顯示元件而增加到很大的尺寸，而且不需要 增加陽極和陰才及6和10的長度就可以達(dá)到這一點(diǎn)。應(yīng)當(dāng)看出，在圖9所示的顯示裝置中，發(fā)光有機(jī)聚合物材料(在 圖中未示出)層8設(shè)置在陽極6和陰極10列陣之間，這樣，將在顯 示器后側(cè)的驅(qū)動電路18連接于在顯示器前側(cè)的陰極10的導(dǎo)電線20 必須穿過有機(jī)或聚合物層8。從圖9可以看出，該導(dǎo)電線這樣設(shè)置， 即，使得它在陽極6之間的間隙32中穿過層8，從而不至于降低顯示 裝置的發(fā)光區(qū)域。另外，有機(jī)聚合物層是相當(dāng)軟的材料，所以在制造 裝置期間容易形成從層8的一側(cè)到另一側(cè)的這種導(dǎo)電線。或者，可以 用若干插針設(shè)置成導(dǎo)電線，該插針可以設(shè)置在驅(qū)動電路18上，并穿 過相當(dāng)軟的薄有機(jī)聚合物層。對于圖7所示的顯示部分也可以這樣 做，在圖7中陽極驅(qū)動電路14設(shè)置在顯示器的前側(cè)，該驅(qū)動電路必 須連接于位于該有機(jī)聚合物層下面的陽極。圖10示出本發(fā)明的另一實(shí)施例，在該實(shí)施例中驅(qū)動電路14和18 設(shè)置在與基板4上形成的凹部34中。因?yàn)椋?qū)動電路可以形成為不 封裝的集成電路，所以該凹部的尺寸較小，可以用常規(guī)工藝形成，例 如用濕法或干法蝕刻、激光沖孔、基板的沖壓和模制等方法制成。該 驅(qū)動電路可以利用適當(dāng)定位的連接件類似于圖9所示的連接件進(jìn)行相 互連接。圖11示出圖7所示顯示部分2的局部截面圖，其中驅(qū)動電路14 和18裝在前側(cè)。如前所述，因?yàn)轵?qū)動電路設(shè)置在各個具有自己的陽 極和陰極無源陣列的顯示部分中，所以未封裝的集成電路裝置可以用 作該驅(qū)動電路14和18,這些驅(qū)動電器隨后再用薄的封裝層進(jìn)行封裝。
在圖10中示出這樣一種封裝層36。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，與用于單獨(dú)集成電路的例如通常用于封裝現(xiàn)有技術(shù)顯示器驅(qū)動電路的封裝包裝相比，封裝層36非常薄，因此，采用本發(fā)明可以得到很薄的顯示器。通常采用透明的陽極和不透明的陰極制造有機(jī)聚合物L(fēng)ED顯示 器，使得發(fā)射光可以通過透明基板例如玻璃基板。裝有本發(fā)明驅(qū)動電 路結(jié)構(gòu)的顯示裝置相對于陽極和陰極的透明性和不透明性可以制成 任何結(jié)構(gòu)。例如在圖10的結(jié)構(gòu)中，驅(qū)動電路14和18設(shè)置在基板的 凹部中，陽才及可以作成不透明的，而陰才及可以作成透明的，在這種情 況下，發(fā)射光穿過封裝層36。在這種情況下，透明的陰極可以包括例 如薄的釣(Ca)層或具有銦錫氧化物(IT0)的氟化鋰(LiF)薄層， 而不透明的陽極可以包括金(Au)或柏(Pt)?；蛘?，在圖11所示 的結(jié)構(gòu)中，驅(qū)動電路14和18設(shè)置在陰極的上面，陽極作成是透明的 而陰極是不透明的，在這種情況下，發(fā)射光穿過基板，該基板也是一 種透明材料。在這種情況下，透明陽極包括例如銦錫氧化物或二氧化 鋅(Zn02)，而不透明的陰極包括由釣/鋁構(gòu)成的雙層(Ca/Al)結(jié)構(gòu)， 或者由氟化鋰/鋁構(gòu)成的雙層(LiF/Al)結(jié)構(gòu)。按照另一種方法，透明陽極列陣可以由有機(jī)聚合物例如PED0T或 聚苯胺制造，或由雙層結(jié)構(gòu)例如IT0線和位于上面的導(dǎo)電聚合物線構(gòu) 成。在后一種情況下，放在上面的有機(jī)聚合物層有助于使該IT0層平 面化?？梢圆捎萌魏魏线m的工藝沉積為有機(jī)聚合物材料的層8。采用噴 墨印刷頭噴射聚合物溶液，可以方便地沉積該材料?；蛘?，該有機(jī)聚 合物可以用旋轉(zhuǎn)涂層法進(jìn)行涂層。如果發(fā)光層包括小分子材料，則可 以用蒸發(fā)法沉積該材詳牛。對于無源矩陣式顯示器，已參照圖7-ll說明本發(fā)明，但是如上所 述，在用于有源矩陣式顯示器時將顯示器分成多個顯示部分也具有優(yōu) 越性。上面已經(jīng)提到有源矩陣式顯示器的重要問題之一是需要在圖4所 示的有源矩陣尋址方案中由電流驅(qū)動晶體管T 2提供充分大的驅(qū)動電 流，而且還說明，迄今為止，這種方式限制了可用材料只能選擇多晶 硅，因?yàn)榕c非晶硅或有機(jī)或聚合物材料相比，它具有較高的遷移率。 如上所述，多晶硅材料是不透明的，所以為各個像素設(shè)置的TFT減小
了顯示器的孔徑比。然而，因?yàn)椴捎帽景l(fā)明可以降低使電容的電壓順 序操作的掃描頻率，所以對有源矩陣顯示器的開關(guān)和電流兩種晶體管 均可應(yīng)用透明的有機(jī)聚合物TFT。再分的本發(fā)明的顯示器還使得開關(guān)晶體管的開/關(guān)比比較低，因?yàn)樵诟鱾€顯示部分具有較小數(shù)目的門線。有機(jī)或聚合物TFT的開/關(guān)比 (1 03-1 06 ) —般比多晶硅的TFT的開/關(guān)比(1 07-1 08 )低。電容器上 的電荷可以在非選擇期間(開關(guān)晶體管斷開狀態(tài))放電，而且在應(yīng)用 具有較低開/關(guān)比的TFT時，這種現(xiàn)象更為顯著。這限制了門線的數(shù) 目，或限制了在門線上信號的占空比。即使采用這種TFT,通過再分 的本發(fā)明的顯示器也可以達(dá)到很高分辨率的顯示器，因?yàn)槔迷俜值?法可以減小門線的數(shù)目。圖12示意示出本發(fā)明顯示器相源中有源矩陣尋址方案的例子。該 尋址方案包括驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路包括薄膜開關(guān)晶體管102和薄膜 電流驅(qū)動晶體管104，該方案類似于圖4所示的方案。開關(guān)晶體管 TFT102的作用僅是在利用門線108上提供的電壓啟動時，使數(shù)據(jù)信號 加到數(shù)據(jù)線106上。因?yàn)殚_關(guān)晶體管TFT102只起通道門的作用，所 以它不能提供高的漏電流。因而TFT102的尺寸可以作得相當(dāng)小，使 得它只占據(jù)像素面積的很小部分。另外，因?yàn)門FT102不需要提供高 的漏電流，所以它可以用有機(jī)或聚合物材料制作，這些材料可以采用 例如噴墨印刷法沉積在支承基板上。電流驅(qū)動晶體管104最好也用無機(jī)或聚合物材料形成，這是可能 的，因?yàn)殚T線和驅(qū)動線由于將顯示器分成顯示部分的陣列，所以它們 具有相當(dāng)短的長度。要求在各個像素上的電流驅(qū)動晶體管盡量增大從 電源Vss輸送到像素LED的漏電流，該電源通過^;乾形電極110連接于 TFT104的源極，如圖12所示。因?yàn)殡娏黩?qū)動器TFT用有機(jī)或聚合物 材料形成，所以它具有相當(dāng)?shù)偷倪w移率，為了進(jìn)行補(bǔ)償，溝道區(qū)域的 寬度必須作得盡可能大，而溝道區(qū)域的長度必須盡可能作得短，以便 提供足夠大的漏電流來使LED發(fā)射足夠量的發(fā)射光。因此形成如圖13 所示的電流驅(qū)動TFT104的源區(qū)和漏區(qū)。源區(qū)S和漏區(qū)D制成為沖危狀的叉指形(interdigitated)區(qū)域， 如圖13所示。因?yàn)樵磪^(qū)和漏區(qū)S、 D用導(dǎo)電聚合物形成，所以可以用 噴墨印刷法印刷該叉指形區(qū)域，從而使得可以采用已知的方法在源區(qū)19S和漏區(qū)D之間容易地和可靠地形成相當(dāng)小的間隔，小到2-30微米。 事實(shí)上，該間隔代表TFT的溝道長度，如圖13中的L所示。在源區(qū)S的叉指形的指和漏區(qū)的叉指形的指之間的間隙長度形成 溝道的寬度。該寬度在圖13中表示為W,并等于源區(qū)S和漏區(qū)D的相 應(yīng)指之間間隔的整個長度。由于按照圖13方式所示制造驅(qū)動晶體管， 所以該晶體管具有極長的溝道寬度w,該寬度基本上由顯示元件的尺 寸確定，但是可以超過IOOO微米，同時可以達(dá)到很好的圖像分辨率。TFT的漏電流正比于溝道寬度W,而反比于溝道長度L。因此如果 溝道寬度W作得很大，而溝道長度L作得很小，例如圖13的結(jié)構(gòu)所 形成的溝道，則對相當(dāng)?shù)瓦w移率的有機(jī)/聚合物晶體管可以形成足夠 高的漏電流，如果在各個像素中允許這樣大的漏電流驅(qū)動晶體管，由 此電源Vss可驅(qū)動該像素的LED。圖14示出有機(jī)聚合物材料的吸收隨波長變化的曲線，可以看出， 該材料基本上對于波長大于410納米即可見光波長的輻射是透明的。 因此，如果適當(dāng)選擇用于示于圖12和13中開關(guān)和電流驅(qū)動TFT的有 機(jī)材料，則有源矩陣尋址方案的晶體管可以作成基本上對可見輻射是 透明的，因而可以占據(jù)顯示器像素中所用的最大空間，而不減少顯示 器的孔徑比。采用能帶間隙具有三個電子伏特以上的有機(jī)材料可以獲 得在可見光譜的透明性。在這種結(jié)構(gòu)中，門電極104的大區(qū)域起電容器的一部分的作用， 該電容保持順序化操作的電位。由于這種大的面積以及在門電極104 和源極110之間或者有機(jī)L E D的電極之間的距離小，電容器的電容變 得較大。當(dāng)開關(guān)晶體管是有機(jī)/聚合物晶體管時，需要相當(dāng)長的時間 使充電電容達(dá)到一定電位，這便限制了掃描頻率。在用有機(jī)分子化合 物或聚合物作開關(guān)晶體管102的溝道材料時，降低本發(fā)明分割顯示器 所達(dá)到的掃描頻率也是一個重要方面。因此將顯示器形成為顯示部分的陣列的設(shè)置可以提供一種有源矩 陣尋址方案，該方案的門線和數(shù)據(jù)線的長度與結(jié)構(gòu)為單一顯示裝置的 相同尺寸的門線和數(shù)據(jù)線的長度相比較短，這種門線和數(shù)據(jù)線長度的 減小使得可以減小顯示器的掃描頻率，這種掃描頻率的減小又能使有 機(jī)/聚合物形TFT提供足夠大的驅(qū)動電流來驅(qū)動LED。因?yàn)榭梢圆捎镁?合物的TFT，所以可以選擇有機(jī)材料，使其對可見光是透明的，因此， TFT可以基本上占據(jù)顯示器像素的整個表面積，而不會降低孔徑比。另外，因?yàn)榭梢杂糜袡C(jī)/聚合物作TFT的溝道材料，所以可以采用相 當(dāng)簡單的低溫工藝來印刷TFT,例如采用噴墨印刷法、微接觸印刷法 (microcontact printing)、絲網(wǎng)印刷法或照^f象成圖法，而不需要 影印或掩模技術(shù)。圖15示出本發(fā)明這一方面的顯示器像素的示意橫截面圖，圖中有 源矩陣尋址方案的開關(guān)TFT和電流驅(qū)動TFT形成在支承基^1例如玻璃 或塑料基板上。而光發(fā)射區(qū)域形成在該TFT上，然后在顯示器像素的 光發(fā)射區(qū)域的上面形成公用的陰才及。因?yàn)殚_關(guān)晶體管和驅(qū)動晶體管可 以作成透明的，所以它們可以基本上占據(jù)像素的整個表面積，而且該 光發(fā)射區(qū)域能夠發(fā)射透過透明晶體管和透明基板的光。因?yàn)橛性淳仃?驅(qū)動方案的門極、源極和漏極以及數(shù)據(jù)線也可以包括透明的導(dǎo)電聚合 物，所以顯示器可以整個地用低溫印刷工藝制造。而且可以達(dá)到約 100%的縱橫比，即使采用有源矩陣尋址方案，因此顯示器的成本相當(dāng) 低，而且效率高。還可以通過形成與有源矩陣TFT連通的圖案陰極形成顯示器，該 圖案陰極設(shè)置在位于公用陽極上面的公用發(fā)光層上，如圖16所示。 另外，可以用上述任何一種印刷或形成圖案的工藝來制造有源矩陣的 TFT，使得該TFT可以基本上占據(jù)各個像素的整個面積。僅當(dāng)采用有 機(jī)/聚合物的TFT來驅(qū)動發(fā)光像素時才可能形成這種結(jié)構(gòu)，因?yàn)橛袡C(jī)/ 聚合物的TFT可以采用不使有機(jī)/聚合物發(fā)光層質(zhì)量下降的低溫工藝 來制造。當(dāng)制造多晶硅或非晶硅的TFT時，不僅需要高溫工藝，而且 還需要高能工藝，例如等離子體沉積和蝕刻、離子注入以及在影印技 術(shù)中的紫外曝光。這些工藝破壞或降低了有機(jī)/聚合物發(fā)光層的性 能，所以這種TFT需要在形成有機(jī)/聚合物發(fā)光層之前形成在基板上。 采用本發(fā)明，可以應(yīng)用有機(jī)聚合物的TFT來驅(qū)動發(fā)光像素，這樣便完 全改變了有源矩陣顯示器的常規(guī)制造工藝可以在形成有機(jī)/聚合物 發(fā)光裝置之后形成TFT。在圖16所示的結(jié)構(gòu)中，開關(guān)晶體管和驅(qū)動晶體管通過絕緣層與圖 案陰極分開，該絕緣層是一種絕緣聚合物。這樣，有機(jī)發(fā)光層和絕緣 層均相當(dāng)軟，因此可以容易地形成通到埋制公用陽極的導(dǎo)電^^徑。在圖16所示的結(jié)構(gòu)中，在發(fā)光裝置上形成TFT,該發(fā)光裝置具有 公用的陽極和圖案陰極。然而TFT也可以形成在具有圖案陽極和公用的陰極光發(fā)射裝置上。在這種情況下，需要在公用陰極中形成孔，以形成從位于頂部的TFT通向7>用陽極的導(dǎo)電路徑。頂端TFT-結(jié)構(gòu)的另一個重要優(yōu)點(diǎn)是不要求電極、半導(dǎo)體和TFT的 絕緣層的材料是透明的。例如可以用金屬或金屬膠體作電極而且可以 采用在可見區(qū)完全不透明的遷移率較高的材料，例如用聚噻吩、聚(烷 噻吩)、并五苯、芴和二噻吩的共聚物、聚噻吩亞基乙烯撐、噻吩基 的低聚物、酞菁染料作半導(dǎo)體。還可以采用其半導(dǎo)體具有較高電子遷 移率的n型有機(jī)TFT,例如采用Pc2Lu、 Pc2Tm、 C60/C70、 TCNQ、 PTCDI-Ph、 TCNNQ、 NTCDI、 NTCDA、 PTCDA、 F16CuPc、 NTCDI-C8F、 DHF-6T、 并五苯或PDCDI-C8。從上述說明可以看出，通過適當(dāng)選擇有機(jī)或聚合物材料，有源矩 陣尋址方案的晶體管可以作成基本上透明的。還可以選擇基本上透明 的電極材料，例如對晶體管的源極或漏極采用ITO或PEDOT，或采用 PEDOT或聚苯胺作門電極。也可以采用導(dǎo)電聚合物，例如PEDOT,與無機(jī)導(dǎo)體例如ITO聯(lián)用 來形成源極/漏極，這樣便在有源矩陣方案上提供額外的優(yōu)點(diǎn)。通常 采用ITO來制造無源矩陣尋址方案的陽極，因?yàn)樗旧鲜峭该鞯模?具有相當(dāng)高的導(dǎo)電性。然而在沉積后ITO，眾所周知，具有很不好的 平整性，這增加了沉積其它層的困難，特別是在ITO沉積層上形成絕 緣層時?？梢圆捎媚承╇婋x電位高于5.0eV的p型有機(jī)半導(dǎo)體。當(dāng)應(yīng) 用ITO作這種有機(jī)或聚合物是晶體管的電極時，ITO輪機(jī)和有機(jī)聚合 物的差別使得很難注入空穴，這增加了在ITO電極和有機(jī)半導(dǎo)體之間 界面上的接觸電阻。導(dǎo)電聚合物例如聚-3,4-乙撐二氧噻吩(PEDOT)或聚苯胺，其電 離電位見于ITO的電離電位和電離電位高于5. OeV的有機(jī)半導(dǎo)體材料 的電離電位之間。因此，如果采用結(jié)構(gòu)為雙層結(jié)構(gòu)的源電極/漏電極 以及有機(jī)半導(dǎo)體設(shè)置成與導(dǎo)電有機(jī)聚合物層接觸以形成一種如圖17 所述的結(jié)構(gòu)，則容易將空穴注入到半導(dǎo)體層中，該雙層結(jié)構(gòu)包括有機(jī) 半導(dǎo)體的第 一層以及由導(dǎo)電有機(jī)聚合物組成的第二層。例如可以假定 無機(jī)半導(dǎo)體層120是ITO，其費(fèi)米能級在-4. 0至-4. 5eV之間，導(dǎo)電層 122是PEDOT,其費(fèi)米能級約為-4. 6至-4. 8eV，而有機(jī)p型半導(dǎo)體層 124具有約-5. OeV的最高充滿分子軌道的能級。因?yàn)?，在IT0層120 和PEDOT層122之間的能量間隙相當(dāng)小，所以從ITO層中將空穴注入 到PEDOT層與從ITO直接將空穴注入到有機(jī)p型半導(dǎo)體相比是更容易 的。同樣，因?yàn)樵谟袡C(jī)半導(dǎo)體層122和p型有機(jī)半導(dǎo)體層124之間能 帶的差是相當(dāng)小的，所以從有機(jī)導(dǎo)電層將空穴注入到有機(jī)半導(dǎo)體層也 是比較容易達(dá)到的。ITO的導(dǎo)電性高于大多數(shù)的導(dǎo)電聚合物，因此與 單層聚合物電極的導(dǎo)電率相比，雙層電極結(jié)構(gòu)具有較高的導(dǎo)電率。因有機(jī)聚合物的晶體管操作效率。用圖i°聚合物層作蝕刻的掩模以蝕刻無機(jī)層，由此可以形成這種雙層電極。例如可以將呈圖案的PEDOT 電極用噴墨印刷法、微接觸印刷法或絲網(wǎng)印刷法將呈圖案的PEDOT印 刷在連續(xù)的層上，然后用酸性蝕刻劑蝕刻ITO。該蝕刻劑只腐蝕沒有 覆蓋PEDOT電極的區(qū)域，由此形成無機(jī)/有機(jī)雙層電極結(jié)構(gòu)。操作效率的這種改進(jìn)對于應(yīng)用有機(jī)聚合物晶體管作有源矩陣尋址 方案的電流驅(qū)動晶體管是重要的，因?yàn)檫@種半導(dǎo)體器件的本征遷移率 是較低的。因此，將顯示器再分成顯示部分的陣列，可以形成一種具有有源 矩陣尋址系統(tǒng)和門線與數(shù)據(jù)線長度減小的顯示器，這又使得可以應(yīng)用 有機(jī)聚合物式晶體管作有源矩陣方案的開關(guān)晶體管和電流驅(qū)動晶體 管。有機(jī)聚合物晶體管可以采用低溫工藝形成，例如用噴墨印刷法形 成，而不采用影印方法和掩模方法，這使得有源矩陣晶體管可以形成 在有機(jī)電致發(fā)光顯示器的有機(jī)發(fā)光二極管上?？梢赃x擇有源矩陣晶體 管的有機(jī)聚合物材料，使其對可見輻射基本上是透明的，由此可以改 進(jìn)顯示器的孔徑比。因此，可以用相當(dāng)?shù)偷某杀居每煽康挠∷⒓夹g(shù)形 成效率相當(dāng)高、質(zhì)量相當(dāng)好的顯示器。由于制造TFT采用這種低溫和 低能工藝，所以可以在制備有機(jī)/聚合物/發(fā)光二極管之后形成TFT。將顯示器分成多個顯示部分和利用在顯示面積內(nèi)的驅(qū)動電路驅(qū)動 顯示像素，使得可以采用直接的像素驅(qū)動尋址方案。這種方案的例子 示于圖18和19，圖中采用相同的附圖標(biāo)記表示相同的結(jié)構(gòu)部件。圖18示出采用分立陽極200的陣列的直接像素驅(qū)動尋址方案，該 分立電極設(shè)置在透明基板202上。陽極圖案這樣設(shè)置，即，使得電極 區(qū)域可形成為顯示部分的各個像素。有機(jī)聚合物發(fā)光層204設(shè)置在分
立的陽極的陣列上面，而公用電極206設(shè)置在該發(fā)光層204的上面。 設(shè)置驅(qū)動IC208,使其驅(qū)動顯示器的像素，該驅(qū)動IC208通過電極210 連接于公用的陰極和分立的陽極。采用透明材料例如IT0或PED0T形成分立陽極2 00的陣列，使其 可以通過基板觀看顯示圖像。設(shè)置在有機(jī)聚合物發(fā)光層上面的公用陰 極206最好用導(dǎo)電聚合物形成，該聚合物可以用旋轉(zhuǎn)涂層法涂覆，然 后蝕刻能使電極210從光發(fā)射層伸到分立陽極的孔。示于圖19的結(jié)構(gòu)基本上類似于圖18的結(jié)構(gòu)，只是對顯示部分采 用公用陽極212和分立的陰極陣列。采用圖18和19的結(jié)構(gòu)時，可以并排設(shè)置多個顯示部分，由此形 成顯示裝置，因?yàn)楦鱾€顯示部分可以作得相當(dāng)小，所以每個顯示部分 可以用各自的驅(qū)動電3各例如圖18和19所示的驅(qū)動集成電路進(jìn)4亍驅(qū) 動，各個驅(qū)動集成電路設(shè)置在結(jié)構(gòu)的后面，因此可以驅(qū)動顯示器，而 不需要掃描個別的像素行或列，和 一 般采用的有源或無源矩陣尋址方 案的情況不同。本發(fā)明的顯示裝置可以裝在很多種設(shè)備上，例如移動的顯示裝 置，如移動電話、筆記本個人電腦、DVD播放機(jī)、照相機(jī)、野外設(shè)備 上；便攜式的顯示裝置如臺式計算機(jī)、CCTV或照片冊上；儀器面板， 例如車輛或飛^/L的j義器面板上；或工業(yè)顯示裝置例如室內(nèi)控作的i殳備 顯示器上。下面說明采用上述電致發(fā)光顯示裝置的各種電子設(shè)備。 1:輕便計算機(jī)下面說明將上述實(shí)施例中一個實(shí)施例顯示裝置應(yīng)用于輕便個人計 算機(jī)的一個例子。圖20是等角視圖，示出這種個人計算機(jī)的結(jié)構(gòu)。在此圖中，個人 計算機(jī)1100具有主體1104，該主體包括4建盤1102和顯示單元1106， 如上所述，該顯示單元采用本發(fā)明制造的顯示面板形成。2:移動電話下面說明將顯示裝置應(yīng)用于移動電話顯示部分的一個例子。圖21 是等角視圖，示出移動電話的結(jié)構(gòu)。在圖中，移動電話1200具有多 個4乘作4定1202、耳才/L 1204、送話器1206以及顯示面板100。該顯示 面板采用上述本發(fā)明的顯示裝置形成。3:數(shù)字靜物照相機(jī)下面說明用OEL顯示裝置作取景器的數(shù)字靜物照相機(jī)。圖22是等 角視圖，示出數(shù)字靜物照相機(jī)的結(jié)構(gòu)以及簡要示出與外部設(shè)備的連 接。典型的照相機(jī)采用具有光敏感涂層的感光膠巻，并通過光敏感涂 層中的化學(xué)變化來記錄物體的光學(xué)圖像，而數(shù)字靜物照相機(jī)1300則 采用例如電荷耦合器件(CCD)的光電轉(zhuǎn)換裝置，使物體的光學(xué)圖像 轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號。該數(shù)字靜物照相機(jī)1300具有設(shè)置在盒子13Q2后表 面的0EL元件100，該元件根據(jù)CCD的數(shù)據(jù)信號顯示圖像。因此，顯 示面板100起顯示物體取景器的作用。照片接收單元1 304包括光學(xué) 透鏡，CCD設(shè)置在盒子1 302的前側(cè)(圖的后側(cè))。當(dāng)照相人確定在OEL元件面板100上顯示的物體像，并松開快門 以后，CCD輸出的圖像信號便傳輸和儲存在電路板1308的存儲器中。 在數(shù)字靜物照相機(jī)1300中，圖像信號輸出端1312和用于數(shù)據(jù)通信的 輸入/輸出端1314設(shè)置在盒子1 302的一個側(cè)面上。如圖所示，如果 需要，可以分別將電視監(jiān)視器1403和個人計算機(jī)1440連接于圖像信 號端1312和輸入/輸出端1314。儲存在電路板1 308存儲器中的圖像 信號通過預(yù)定的操作將輸入到電視監(jiān)視器1403和個人計算機(jī)1440 上。除圖20所示的個人計算機(jī)、圖21所示的移動電話以及圖22所示 的數(shù)字靜物照相機(jī)而外，電子裝置的例子還包括OEL元件電視機(jī)、取 景式和監(jiān)視式磁帶錄象機(jī)、車輛導(dǎo)航系統(tǒng)、尋呼電話接收機(jī)、電子筆 記本、便攜式計算器、文字處理機(jī)、工作站、電視電話、銷售點(diǎn)系統(tǒng) (POS)終端以及具有觸摸面板的裝置。上述OEL裝置當(dāng)然可以應(yīng)用 于這些電子設(shè)備的顯示部分。另外，本發(fā)明的顯示裝置適用于屏幕形的大面積電視機(jī)，該顯示 裝置很薄，具有柔性，而且很輕。因此可以將這種大面積的電視機(jī)貼 在墻上或掛在墻上。在不用時，可以將柔性的電視機(jī)巻起來。采用本發(fā)明，可以在一個公用的基板上將多個顯示部分相互連接 起來，構(gòu)成一個大面積的顯示驅(qū)動器，而不需要增加輸送到裝置的陽 極和陰極的驅(qū)動信號電壓，或者不需要增加掃描顯示器像素的速度。 因此，雖然基板可以是剛性的基板例如玻璃基板、塑料基板和硅基
板，但本發(fā)明有利于在可繞巻的塑料基板上制造顯示裝置，因此適合 于制造很大面積的高速高分辨率的具有很高效率的顯示器。上面僅作為舉例進(jìn)^亍說明，j旦本領(lǐng)域的才支術(shù)人員可以看出，可以 進(jìn)行各種變型，而不超出本發(fā)明的范圍。例如，雖然已針對有機(jī)聚合 物L(fēng)ED顯示器說明本發(fā)明，但是本發(fā)明也可以應(yīng)用于反射式的液晶顯 示器。另外，對于無源矩陣式顯示器，陽極和陰極的驅(qū)動電路可以看 作為單獨(dú)的驅(qū)動電路。然而，這些驅(qū)動電路可以集成為一個整體的驅(qū)動電路，在這種情況下，可以用一個整體的驅(qū)動電路驅(qū)動陽極和陰釆用小分子材料來獲得同等的效i。
' 口 權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，其包括第一晶體管，第一晶體管包括第一柵電極，以及包括第一半導(dǎo)體層、位于第一柵電極和第一半導(dǎo)體層之間的第一絕緣層，電連接到第一半導(dǎo)體層的第一源極，電連接到第一半導(dǎo)體層的第一漏極，所述半導(dǎo)體裝置設(shè)置成第一源極具有第一延伸源極部分以及多個第二延伸源極部分，每個第二源極部分連接到第一延伸源極部分；第一漏極具有第一延伸漏極部分和多個第二延伸源極部分，多個第二延伸漏極部分其中的每一個連接到第一延伸漏極部分；以及多個第二延伸漏極部分的其中一個形成在多個第二延伸源極部分其中的兩個之間，多個第二延伸漏極部分其中的一個和多個第二延伸源極部分其中的兩個之間的空腔構(gòu)造作為第一晶體管的溝道區(qū)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，多個第二延 伸漏極部分其中的 一個和多個第二延伸源極部分其中的兩個之一之間 的長度為2-30微米。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，多個第二延 伸漏極部分的其中一個的一部分和多個第二延伸源極部分其中的兩個 之一的一部分彼此相對，第一多個第二延伸漏極的其中一個的一部分的 長度超過IOGG微米。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，第一源極和 第 一 漏極之間具有蛇形間距。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，第一源極為 梳子形的叉合電極。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，第一源極由 有機(jī)物或聚合物制成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，第一漏極由 有機(jī)物或聚合物制成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述半導(dǎo)體 裝置包括Vss線，該Vss線電連接第一延伸源極部分。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述半導(dǎo)體 裝置包括發(fā)光元件，該發(fā)光元件具有一個陽極，該陽極電連接到第一延 伸漏一及部分。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括 第二晶體管，第二晶體管包括第二柵電極、第二半導(dǎo)體層、位于第二柵電極和第二半導(dǎo)體層之間的第二絕緣層、電連接到第二半導(dǎo)體層的第二 源極，和電連接到第二半導(dǎo)體層的第二漏極，其中第二漏極電連接到第 一柵電極。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，第一晶體 管作為一個電流驅(qū)動晶體管，第二晶體管作為一個開關(guān)晶體管。
全文摘要
一種顯示裝置(26)，該顯示裝置包括多個分立的顯示部分(2)。各個顯示部分(2)設(shè)置有用于驅(qū)動布置在顯示區(qū)域內(nèi)的顯示元件的驅(qū)動電路。該顯示裝置可以設(shè)置成為無源、有源或直接像素尋址陣列。通過相互連接多個顯示部分可以獲得大面積的顯示器，而不需要長的電極。這樣便減小了尋址電極的電阻和寄生電容，使得顯示器的顯示圖像具有改善的發(fā)光強(qiáng)度，并可以以較高的速度來工作，以通過提高的分辨率。還可采用遷移率較低的有機(jī)薄膜晶體管來實(shí)施有源矩陣尋址方案。
文檔編號H01L29/786GK101165920SQ20071016969
公開日2008年4月23日 申請日期2002年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月31日
發(fā)明者川瀨健夫 申請人:精工愛普生株式會社