專利名稱：顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種顯示裝置，尤其涉及顯示裝置的驅動裝置。
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材料或有機小分子的混合物，該有機材料例如有機聚合物，該固體基板例如為玻璃、塑料或硅基板，該有機材料提供顯示器的發(fā)光元件。
有機材料的LED其響應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時，有機LED裝置具有很好的“開”、“關”特性，與液晶顯示器相比具有改進的對比度。除改進對比度外，有機材料在顯示器制造方面也具有顯著的優(yōu)越性。
在結合有機聚合物材料作發(fā)光像素的有機LED顯示器中，有機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先定位的沉積位置上，一在基板上形成為矩陣結構。對于彩色顯示裝置應用噴墨印刷法是特別有利的，因為在顯像器的各個像素處包括紅、藍和綠LED的各種有機聚合物材料可以按要求的預定的圖案進行沉積，而不需要進行任何蝕刻工藝。在小分子式的有機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，當顯示器的活性材料是有機聚合物材料，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、且可繞卷的塑料膜的塑料材料上。有機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。
可以采用有源或無源矩陣尋址系統(tǒng)驅動有機電致發(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上由有機發(fā)光二極管提供。這些顯示裝置是電流驅動的裝置，因此當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置兩個晶體管，第一個晶體管起開關的作用，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，該電極構成顯示元件的陽極。在該陽電極6上設置有機發(fā)光材料層8，條形電極10的第二列陣構成顯示元件的陰極，該列陣設置在發(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的相應列陣基本上是彼此正交布置的。如果在任何兩個條形電極之間加上電壓，則電流便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。
從圖2可以看出，顯示器的像素分別由連接在相應條形陽極和陰極電極之間的有機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V1-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，當電壓V1加在最左邊的條形陰極上時，有機LED的L1將發(fā)光。同樣，當電壓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。因為在顯示區(qū)域內沒有設置有源元件來驅動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，條形電極的電阻也增加。
顯示器從顯示器的側邊緣驅動，因此，當電脈沖加在任何特定的電極上時，實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，如果電極相當長，則相對于驅動邊緣，施加到位于電極遠端像素上的電壓將顯著小于施加在更靠近驅動邊緣像素上的電壓。因此顯示器的亮度將隨距離驅動邊緣的距離的增加而降低，因為LED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)光強度是獨立LED裝置峰值發(fā)光強度和顯示器實際顯示面積中像素行數(shù)數(shù)量的函數(shù)。這是因為顯示器的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tf/N，式中tf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)光強度達到峰值，該峰值強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，必須補償LED裝置發(fā)射光的峰值強度，以保持顯示器要求的輸出強度，因為，在幀周期期間只可能在較短的時間內對該LED裝置尋址。這對于有機LED裝置特別成為問題，因為它們具有很快的上升和衰減時間，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裝置的峰值強度，因此可以看到，當顯示器尺寸因而掃描行數(shù)增加時，需要將相當高的電壓脈沖在高電流密度下驅動LED裝置，由此使顯示器產(chǎn)生足夠大的輸出光強。這是相當大的缺點，因為，這有害于發(fā)光裝置的長期可靠性。當顯示器裝在用內部電池電源的裝置中時，例如裝在筆記本電腦中時，必須應用很大很沉價格更貴的電池。然而應用這種相當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。這是因為LED裝置操作的最佳區(qū)域是通常已知的“復合區(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，裝置的效率很快達到峰值。隨著加在裝置上電壓進一步增加，該效率很快降低到相當?shù)偷乃剑鐖D3所示。對于有機聚合物的LED，峰值效率通常位于約2.2V-約5V的范圍，而當所加電壓在約10V-20V的范圍內時，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際上不能應用這種LED。對于很多實際應用的LED，顯示器顯示效率是關鍵的問題，這是因為裝有這種顯示器的裝置通常需要使用內部電池電源來工作。
這種裝置效率急劇降低是因為當加在LED陽極和陰極之間的電壓增加時，復合區(qū)移向該裝置電極中的一個電極。因為復合區(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度，這是因為需要較高的電壓脈沖來驅動LED裝置，這又意味著LED裝置不能在最佳的復合區(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上的電壓進行補償。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)光強度，如圖5所示。這兩個操作難點是互相相關和結合成一體的，另外，它們又隨顯示器行的數(shù)目的增加不成比例的增加。
因此，在LED顯示器中經(jīng)常采用有源矩陣尋址系統(tǒng)。圖4中示出用于有機聚合物LED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。有源矩陣驅動方案包括在圖4中表示為X1和X2、Y1和Y2的行列地址線的陣列。這些地址線結構為薄的導電條，沿著這些導電條，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T1和T2。另外還設置其它的線，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X1上。該電壓脈沖由晶體管T1的門電極G接收，使得晶體管T1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ON位置的晶體管T1的源極上。數(shù)據(jù)信號表示為Data1，它由晶體管T1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T1起開關作用，而晶體管T2起有機LED電流驅動器作用，該LED又通過晶體管T2連接于電源電壓Vss。當起電流驅動器作用時，在晶體管T2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Data1。因此，流過有機LED的電流確定LED的發(fā)光強度，該電流由信號Data1的變化控制。
這樣設置數(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。因為驅動晶體管設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)采用有機分子或聚合物作為半導體層來制造TFT。然而，因為TFT需具有較高的載流子遷移率，所以在有機發(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動晶體管。對于有機有源矩陣顯示器，當顯示器的各個LED像素上必須設置兩個晶體管時，晶體管的成本相當高，因為必須采用的制造工藝很復雜。具體是，當采用多晶硅驅動晶體管時，必須采用高溫工藝來形成多晶硅半導體層，這增加了成本，特別是在顯示面積比較大時，抵消了由于采用有機聚合物材料得到的低成本優(yōu)點。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，這是因為必須在顯示器的大面積上制造大量晶體管驅動器，這樣，便增加了工藝的相關影響，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”驅動晶體管，這又進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，因為，它具有相當高的遷移率。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0.1-1cm2/Vs，有機TFT的遷移率在0.001-0.1cm2/Vs。有機LED是電流驅動裝置，所以在圖4所示的驅動電路中，重要的是盡量增加由晶體管T2提供的漏電流。
TFT的漏電流Id表示如下Id∝μWC/L式中μ是半導體的遷移率；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應用于驅動電路，則相當高的遷移率可使晶體管構件在顯示器各個像素內的腳印達到最小，這對于多晶硅和非晶硅形的TFT是最重要的考慮，因為兩組裝置是不透明的。因為這種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)域的其余一半由驅動器電路的不透明TFT和用來連接像素的驅動電路的導電線所占據(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，應用設置在顯示器前部觀測面近側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。
已知可以用有機分子化合物或聚合物制造有機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?shù)?，迄今不能將這種有機TFT用在圖4所示的有源矩陣驅動電路中。顯示器已經(jīng)證明，有時可應用有機TFT作開關晶體管T1，但迄今還不能用有機TFT作電流驅動晶體管，因為裝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，補償遷移率，這樣晶體管T1和T2便不能容納顯示器各個像素可用的區(qū)域內。因此采用已知的有源矩陣顯示器設置迄今還不可能獲得在有源矩陣驅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到約100％。
另一個相關考慮在于寄生電容，該電容存在于驅動晶體管的驅動線之間，在液晶顯示器中，活性液晶材料設置在陽極和陰極驅動線之間。該液晶層通常厚度在2-10微米之間，因此驅動線和公用對電極之間產(chǎn)生的寄生電容是相當小的。然而，對于有機LED顯示器，有機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大，這種寄生電容限制了顯示器的操作速度，當顯示器面積增加時，更成為問題。這是因為當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量。但是這又引起矛盾，因為存在電極間電容。另外，在顯示器尺寸增加時，驅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動方案都有困難，這些困難在應用有機LED和聚合物LED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的可以避免上述問題的顯示裝置。
按照本發(fā)明的第一方面，提供一種顯示裝置，其包括布置在基板上的多個顯示部分，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；以及布置在該顯示區(qū)域內的用于驅動顯示元件的驅動電路。
在優(yōu)選實施例中，該顯示元件包括有機聚合物發(fā)光二極管。
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，并且該驅動電路包括第一驅動電路和另一驅動電路，第一驅動電路用于向陽電極的列陣提供信號，而另一驅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動電路，該驅動電路包括薄膜開關晶體管和薄膜電流驅動晶體管，由此可以提供有源矩陣顯示部分。
開關晶體管和電流驅動晶體管最好包括有機的或聚合物的晶體管。
可以選擇有機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動電路，該門線和數(shù)據(jù)線包括導電的有機材料或聚合物材料。
該門線和驅動線分別包括雙層結構，該雙層結構具有第一層和另一層，第一層包括導電的有機材料或聚合物材料，另一層包括無機導電材料。
在另一實施例中，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，驅動電路連接于陽極和陰極，并設置在顯示元件的與基板相對的側面上。
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)域內布置用于驅動該顯示元件的驅動電路。
活性顯示元件可以用有機或聚合物材料制造，這些材料最好用噴墨印刷頭進行沉積。
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)明的實施例，這些附圖是；圖1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，該顯示裝置的驅動電路裝在該顯示裝置的背面；圖10是局部橫截面圖，示出具有的驅動電路設置在基板表面凹部中的顯示部分；圖11是局部橫截面圖，示出具有的驅動電路設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所示尋址方案驅動晶體管的源極、門極和漏極如何構成；圖14是曲線圖，示出有機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是有機聚合物晶體管的示意橫截面圖；圖18是像素的直接驅動尋址方案的示意截面圖；圖19是示意橫截面圖，示出像素的直接驅動尋址方案的另一實施例；圖20是裝有本發(fā)明顯示裝置的移動計算機示意圖；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)字照相機的示意圖。
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板和前板或顯示面板之間，因此地址線和驅動晶體管(如果用有源矩陣)設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。對于這種結構，實際上液晶像素必須從顯示器的邊緣被驅動，換言之，必須設置通過顯示器前面板和后面板的孔，以便到達地址線，這是不實際的事情。
可以看出，對于液晶顯示器在增加顯示區(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。
在有機或聚合物LED中，活性有機材料包括聚合物材料或有機小分子材料。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?shù)娜嵝?。因而對于聚合物和小分子材料，活性有機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。因此，從本發(fā)明可以看到，可以從顯示器內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。如果采用無源矩陣尋址方案，則與常規(guī)顯示裝置相比，顯示元件的驅動線長度可以顯著減少。因為，驅動線只在一個顯示部分內延伸，而不伸過顯示器的整個長度或寬度。對于大面積的顯示裝置，這是特別有利的，因為較大的顯示區(qū)域可以用多個較小的顯示部分構成，各個顯示部分具有相當短的地址線，該地址線只在各個顯示部分內被驅動和延伸。這樣便減小了驅動線的電阻，因而可以提高顯示強度，因為對于任何尺寸的顯示器可以應用較低的驅動電壓，使得LED裝置可以在其最佳的復合區(qū)域內工作，即使對于大面積的顯示器。另外，因為在相配合的陽極和陰極列陣之間由相當短的地址線構成的寄生電容減小，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動電路設置在其中的小部分，便可以提供一種顯示圖像對比度和分辨率得到改進的顯示裝置。
而且對于從側邊緣驅動顯示器的常規(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，因為在幀周期期間這些行被順序尋址。相比較，有源矩陣尋址方案是更好的，因為所有像素設置成可以在同時發(fā)光。然而，對于驅動電路設置在顯示區(qū)域的顯示部分內的本發(fā)明驅動方案，可以在任何時間點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置顯示部分，使其發(fā)光，由此可以增加顯示器的發(fā)光強度。
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，因為有機或聚合物材料具有相當柔性，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，可以使繞卷的塑料膜通過各種處理站進行顯示器的制造。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的驅動電路。
在本發(fā)明應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?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X1和X2以及數(shù)據(jù)線Data1和Data2。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，因為這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電聚合物或包含碳粉的導電漿液制作。這些其它的材料具有另外的優(yōu)越性，因為這些線可以用印刷方法形成，例如采用噴墨印刷機形成，而不需要成本高的影印工藝或掩模工藝。當應用有機或聚合物TFT作開關晶體管T1時，用分割顯示器的方法減少掃描頻率是特別重要的，因為，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“像素的直接驅動”方案。采用這種像素的直接驅動方法，在任何顯示部分中的像素可以直接由設置在各個部分顯示區(qū)域內的驅動電路IC直接驅動。像素的直接驅動方案可以看作為另一種驅動方案，這種驅動方案介于常規(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列陣，如圖7所示，后者具有實際上位于各個像素上的開關晶體管和驅動晶體管，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)光的有機或聚合物材料層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，當電壓加在陽極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，電流便流過位于元件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的重合部分相結合便構成顯示部分的一個像素。
顯示部分2還包括第一驅動電路14和另一驅動電路18，前者用于通過導電線16向陽電極6的列陣輸送驅動信號，后者通過導電線20向陰電極10的列陣輸送驅動信號。示于圖7的顯示部分2的像素結合起來構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，驅動電路14和18設置在顯示部分的該顯示區(qū)域內。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列陣的物理長度當用該部分本身內部的驅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動信號，而且有可以在其最佳的復合區(qū)域內操作構成有機發(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)有技術的已知無源矩陣裝置24通常如何被構成。為了容易說明，在圖7和圖8中應用了相同的附圖標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成。因此，顯示區(qū)域22由一個整體的顯像區(qū)域構成，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，因為這些驅動電路設置在有源顯示區(qū)域內，所以圖7顯示部分的驅動電路14和18不需要裝在顯示區(qū)域之前進行封裝，因為，可以在稍后的階段，在制造顯示裝置的集成步驟期間進行有效封裝。因此，事實上圖7所示的驅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的顯示裝置的驅動電路14和18則需要形成為全封裝的集成電路，因為這些電路位于顯示區(qū)域的外面，并通過顯示器的相應邊緣用導線連接于相應的陽極和陰極。因此，圖8的驅動電路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，因為在這種裝置中所需的封裝和引線結構需要在外部用導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，因為驅動電路14和18裝在顯示區(qū)域的里面，而不是設置在該顯示區(qū)域的側面，而且還可以獲得成本更低的更薄的體積更小的顯示裝置，因為圖7所示的驅動電路可以形成為裸露的不封裝的裝置，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、8一樣，采用相同的附圖標記來表示顯示器的相同部件。應當注意到，圖9示出顯示器的后側圖，所以在此實施例中，各個顯示部分2的驅動電路14和18設置在陽極元件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的陽極6用的相應驅動電路由連接件28相互連接，而陰極驅動電路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長的陽極和陰極。事實上，通過有效將無源尋址矩陣分開形成顯示部分，并將驅動電路14和18設置在各個部分內，便可以達到這一點。另外，因為驅動電路14和18設置在各個部分內，所以顯示裝置的顯示區(qū)域可以通過進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極6和10的長度就可以達到這一點。
應當看出，在圖9所示的顯示裝置中，發(fā)光有機聚合物材料(在圖中未示出)層8設置在陽極6和陰極10列陣之間，這樣，將在顯示器后側的驅動電路18連接于在顯示器前側的陰極10的導電線20必須穿過有機或聚合物層8。從圖9可以看出，該導電線這樣設置，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，有機聚合物層是相當軟的材料，所以在制造裝置期間容易形成從層8的一側到另一側的這種導電線?；蛘?，可以用若干插針設置成導電線，該插針可以設置在驅動電路18上，并穿過相當軟的薄有機聚合物層。對于圖7所示的顯示部分也可以這樣做，在圖7中陽極驅動電路14設置在顯示器的前側，該驅動電路必須連接于位于該有機聚合物層下面的陽極。
圖10示出本發(fā)明的另一實施例，在該實施例中驅動電路14和18設置在與基板4上形成的凹部34中。因為，驅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。該驅動電路可以利用適當定位的連接件類似于圖9所示的連接件進行相互連接。
圖11示出圖7所示顯示部分2的局部截面圖，其中驅動電路14和18裝在前側。如前所述，因為驅動電路設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動電路14和18，這些驅動電器隨后再用薄的封裝層進行封裝。在圖10中示出這樣一種封裝層36。應當認識到，與用于單獨集成電路的例如通常用于封裝現(xiàn)有技術顯示器驅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聚合物LED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)明驅動電路結構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構。例如在圖10的結構中，驅動電路14和18設置在基板的凹部中，陽極可以作成不透明的，而陰極可以作成透明的，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鈣(Ca)層或具有銦錫氧化物(ITO)的氟化鋰(LiF)薄層，而不透明的陽極可以包括金(Au)或鉑(Pt)?；蛘?，在圖11所示的結構中，驅動電路14和18設置在陰極的上面，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(ZnO2)，而不透明的陰極包括由鈣/鋁構成的雙層(Ca/Al)結構，或者由氟化鋰/鋁構成的雙層(LiF/Al)結構。
按照另一種方法，透明陽極列陣可以由有機聚合物例如PEDOT或聚苯胺制造，或由雙層結構例如ITO線和位于上面的導電聚合物線構成。在后一種情況下，放在上面的有機聚合物層有助于使該ITO層平面化。
可以采用任何合適的工藝沉積為有機聚合物材料的層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?；蛘撸撚袡C聚合物可以用旋轉涂層法進行涂層。如果發(fā)光層包括小分子材料，則可以用蒸發(fā)法沉積該材料。
對于無源矩陣式顯示器，已參照圖7-11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動晶體管T2提供充分大的驅動電流，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，因為與非晶硅或有機或聚合物材料相比，它具有較高的遷移率。如上所述，多晶硅材料是不透明的，所以為各個像素設置的TFT減小了顯示器的孔徑比。然而，因為采用本發(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和電流兩種晶體管均可應用透明的有機聚合物TFT。
再分的本發(fā)明的顯示器還使得開關晶體管的開/關比比較低，因為在各個顯示部分具有較小數(shù)目的門線。有機或聚合物TFT的開/關比(103-106)一般比多晶硅的TFT的開/關比(107-108)低。電容器上的電荷可以在非選擇期間(開關晶體管斷開狀態(tài))放電，而且在應用具有較低開/關比的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到很高分辨率的顯示器，因為利用再分的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。該尋址方案包括驅動電路，該驅動電路包括薄膜開關晶體管102和薄膜電流驅動晶體管104，該方案類似于圖4所示的方案。開關晶體管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。因為開關晶體管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小，使得它只占據(jù)像素面積的很小部分。另外，因為TFT102不需要提供高的漏電流，所以它可以用有機或聚合物材料制作，這些材料可以采用例如噴墨印刷法沉積在支承基板上。
電流驅動晶體管104最好也用無機或聚合物材料形成，這是可能的，因為門線和驅動線由于將顯示器分成顯示部分的陣列，所以它們具有相當短的長度。要求在各個像素上的電流驅動晶體管盡量增大從電源Vss輸送到像素LED的漏電流，該電源通過梳形電極110連接于TFT104的源極，如圖12所示。因為電流驅動器TFT用有機或聚合物材料形成，所以它具有相當?shù)偷倪w移率，為了進行補償，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所示的電流驅動TFT104的源區(qū)和漏區(qū)。
源區(qū)S和漏區(qū)D制成為梳狀的叉指形(interdigitated)區(qū)域，如圖13所示。因為源區(qū)和漏區(qū)S、D用導電聚合物形成，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)S和漏區(qū)D之間容易地和可靠地形成相當小的間隔，小到2-30微米。事實上，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的相應指之間間隔的整個長度。由于按照圖13方式所示制造驅動晶體管，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1000微米，同時可以達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的結構所形成的溝道，則對相當?shù)瓦w移率的有機/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動晶體管，由此電源Vss可驅動該像素的LED。
圖14示出有機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，如果適當選擇用于示于圖12和13中開關和電流驅動TFT的有機材料，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材料可以獲得在可見光譜的透明性。
在這種結構中，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LED的電極之間的距離小，電容器的電容變得較大。當開關晶體管是有機/聚合物晶體管時，需要相當長的時間使充電電容達到一定電位，這便限制了掃描頻率。在用有機分子化合物或聚合物作開關晶體管102的溝道材料時，降低本發(fā)明分割顯示器所達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)線的長度與結構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/聚合物形TFT提供足夠大的驅動電流來驅動LED。因為可以采用聚合物的TFT，所以可以選擇有機材料，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，因為可以用有機/聚合物作TFT的溝道材料，所以可以采用相當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(microcontactprinting)、絲網(wǎng)印刷法或照像成圖法，而不需要影印或掩模技術。
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TFT和電流驅動TFT形成在支承基板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極。因為開關晶體管和驅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。因為有源矩陣驅動方案的門極、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?shù)停倚矢摺?br> 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。僅當采用有機/聚合物的TFT來驅動發(fā)光像素時才可能形成這種結構，因為有機/聚合物的TFT可以采用不使有機/聚合物發(fā)光層質量下降的低溫工藝來制造。當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中的紫外曝光。這些工藝破壞或降低了有機/聚合物發(fā)光層的性能，所以這種TFT需要在形成有機/聚合物發(fā)光層之前形成在基板上。采用本發(fā)明，可以應用有機聚合物的TFT來驅動發(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/聚合物發(fā)光裝置之后形成TFT。
在圖16所示的結構中，開關晶體管和驅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，有機發(fā)光層和絕緣層均相當軟，因此可以容易地形成通到埋制公用陽極的導電路徑。
在圖16所示的結構中，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通向公用陽極的導電路徑。
頂端TFT-結構的另一個重要優(yōu)點是不要求電極、半導體和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、酞菁染料作半導體。還可以采用其半導體具有較高電子遷移率的n型有機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，通過適當選擇有機或聚合物材料，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。
也可以采用導電聚合物，例如PEDOT，與無機導體例如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。通常采用ITO來制造無源矩陣尋址方案的陽極，因為它基本上是透明的，具有相當高的導電性。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型有機半導體。當應用ITO作這種有機或聚合物是晶體管的電極時，ITO輪機和有機聚合物的差別使得很難注入空穴，這增加了在ITO電極和有機半導體之間界面上的接觸電阻。
導電聚合物例如聚-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5.0eV的有機半導體材料的電離電位之間。因此，如果采用結構為雙層結構的源電極/漏電極以及有機半導體設置成與導電有機聚合物層接觸以形成一種如圖17所述的結構，則容易將空穴注入到半導體層中，該雙層結構包括有機半導體的第一層以及由導電有機聚合物組成的第二層。例如可以假定無機半導體層120是ITO，其費米能級在-4.0至-4.5eV之間，導電層122是PEDOT，其費米能級約為-4.6至-4.8eV，而有機p型半導體層124具有約-5.0eV的最高充滿分子軌道的能級。因為，在ITO層120和PEDOT層122之間的能量間隙相當小，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p型半導體相比是更容易的。同樣，因為在有機半導體層122和p型有機半導體層124之間能帶的差是相當小的，所以從有機導電層將空穴注入到有機半導體層也是比較容易達到的。ITO的導電性高于大多數(shù)的導電聚合物，因此與單層聚合物電極的導電率相比，雙層電極結構具有較高的導電率。因此，利用這種無機/有機雙層電極結構可以利用確定電壓的電源提高有機聚合物的晶體管操作效率。用圖案聚合物層作蝕刻的掩模可以蝕刻無機層，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/有機雙層電極結構。
操作效率的這種改進對于應用有機聚合物晶體管作有源矩陣尋址方案的電流驅動晶體管是重要的，因為這種半導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，這又使得可以應用有機聚合物式晶體管作有源矩陣方案的開關晶體管和電流驅動晶體管。有機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電致發(fā)光顯示器的有機發(fā)光二極管上?？梢赃x擇有源矩陣晶體管的有機聚合物材料，使其對可見輻射基本上是透明的，由此可以改進顯示器的孔徑比。因此，可以用相當?shù)偷某杀居每煽康挠∷⒓夹g形成效率相當高、質量相當好的顯示器。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/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的驅動電路驅動顯示像素，使得可以采用直接的像素驅動尋址方案。這種方案的例子示于圖18和19，圖中采用相同的附圖標記表示相同的結構部件。
圖18示出采用分立陽極200的陣列的直接像素驅動尋址方案，該分立電極設置在透明基板202上。陽極圖案這樣設置，即，使得電極區(qū)域可形成為顯示部分的各個像素。有機聚合物發(fā)光層204設置在分立的陽極的陣列上面，而公用電極206設置在該發(fā)光層204的上面。設置驅動IC208，使其驅動顯示器的像素，該驅動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ITO或PEDOT形成分立陽極200的陣列，使其可以通過基板觀看顯示圖像。設置在有機聚合物發(fā)光層上面的公用陰極206最好用導電聚合物形成，該聚合物可以用旋轉涂層法涂覆，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的結構基本上類似于圖18的結構，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的結構時，可以并排設置多個顯示部分，由此形成顯示裝置，因為各個顯示部分可以作得相當小，所以每個顯示部分可以用各自的驅動電路例如圖18和19所示的驅動集成電路進行驅動，各個驅動集成電路設置在結構的后面，因此可以驅動顯示器，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、照相機、野外設備上；便攜式的顯示裝置如臺式計算機、CCTV或照片冊上；儀器面板，例如車輛或飛機的儀器面板上；或工業(yè)顯示裝置例如室內控作的設備顯示器上。
下面說明采用上述電致發(fā)光顯示裝置的各種電子設備。
1輕便計算機下面說明將上述實施例中一個實施例顯示裝置應用于輕便個人計算機的一個例子。
圖20是等角視圖，示出這種個人計算機的結構。在此圖中，個人計算機1100具有主體1104，該主體包括鍵盤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，示出移動電話的結構。在圖中，移動電話1200具有多個操作鍵1202、耳機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)字靜物照相機下面說明用OEL顯示裝置作取景器的數(shù)字靜物照相機。圖22是等角視圖，示出數(shù)字靜物照相機的結構以及簡要示出與外部設備的連接。
典型的照相機采用具有光敏感涂層的感光膠卷，并通過光敏感涂層中的化學變化來記錄物體的光學圖像，而數(shù)字靜物照相機1300則采用例如電荷耦合器件(CCD)的光電轉換裝置，使物體的光學圖像轉換成數(shù)據(jù)信號。該數(shù)字靜物照相機1300具有設置在盒子1302后表面的OEL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1304包括光學透鏡，CCD設置在盒子1302的前側(圖的后側)。
當照相人確定在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設置在盒子1302的一個側面上。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1440連接于圖像信號端1312和輸入/輸出端1314。儲存在電路板1308存儲器中的圖像信號通過預定的操作將輸入到電視監(jiān)視器1403和個人計算機1440上。
除圖20所示的個人計算機、圖21所示的移動電話以及圖22所示的數(shù)字靜物照相機而外，電子裝置的例子還包括OEL元件電視機、取景式和監(jiān)視式磁帶錄象機、車輛導航系統(tǒng)、尋呼電話接收機、電子筆記本、便攜式計算器、文字處理機、工作站、電視電話、銷售點系統(tǒng)(POS)終端以及具有觸摸面板的裝置。上述OEL裝置當然可以應用于這些電子設備的顯示部分。
另外，本發(fā)明的顯示裝置適用于屏幕形的大面積電視機，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貼在墻上或掛在墻上。在不用時，可以將柔性的電視機卷起來。
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，構成一個大面積的顯示驅動器，而不需要增加輸送到裝置的陽極和陰極的驅動信號電壓，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)明有利于在可繞卷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。
上面僅作為舉例進行說明，但本領域的技術人員可以看出，可以進行各種變型，而不超出本發(fā)明的范圍。例如，雖然已針對有機聚合物LED顯示器說明本發(fā)明，但是本發(fā)明也可以應用于反射式的液晶顯示器。另外，對于無源矩陣式顯示器，陽極和陰極的驅動電路可以看作為單獨的驅動電路。然而，這些驅動電路可以集成為一個整體的驅動電路，在這種情況下，可以用一個整體的驅動電路驅動陽極和陰極。已針對用作發(fā)光元件的有機聚合物材料說明本發(fā)明，然而也可以采用小分子材料來獲得同等的效果。
權利要求
1.一種顯示裝置，其包括布置在基板上的多個顯示部分，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；以及用于驅動該顯示元件的并布置在該顯示區(qū)域內的驅動電路。
2.如權利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，該顯示元件包括有機發(fā)光二極管。
3.如權利要求2所述的顯示裝置，其特征在于，該有機發(fā)光二極管包括有機聚合物材料。
4.如權利要求3所述的顯示裝置，其特征在于，該有機聚合物包括共軛聚合物。
5.如權利要求4所述的顯示裝置，其特征在于，該共軛聚合物包括芴基聚合物。
6.如權利要求2所述的顯示裝置，其特征在于，該有機發(fā)光二極管包括小分子材料。
7.如上述權利要求中任一項所述的顯示裝置，其特征在于，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，并且該驅動電路包括第一驅動電路和另一驅動電路，第一驅動電路用于向陽電極的列陣提供信號，而另一驅動電路用于向陰電極的列陣提供信號。
8.如權利要求7所述的顯示裝置，其特征在于，該第一和/或另一驅動電路布置在所述基板的第一表面上設置的凹部中。
9.如權利要求7所述的顯示裝置，其特征在于，第一和/或另一驅動電路布置在陽電極和基板之間。
10.如權利要求7所述的顯示裝置，其特征在于，該第一和/或另一驅動電路布置成與陰電極成覆蓋關系。
11.如權利要求8-10中任一項所述的顯示裝置，其特征在于，用于向設置在顯示元件列陣的相對側上的電極提供信號的驅動電路設置有導電線，該導電線布置成在由顯示元件限定的像素與陽極和陰極列陣之間的空隙中與在相對側的上述電極連接。
12.如權利要求8-10中任一項所述的顯示裝置，當從屬于權利要求7，而權利要求7又從屬于權利要求2-6時，其特征在于，用于向設置在有源顯示元件列陣的相對側上的電極提供信號的驅動線路包括多個插針，該插針布置成穿過有機發(fā)光二極管顯示元件與在上述相對側上的上述電極連接。
13.如權利要求7-12中任一項所述的顯示裝置，其特征在于，該第一和/或另一驅動電路包括未封裝的集成電路裝置。
14.如權利要求13所述的顯示裝置，當從屬于權利要求10時，其特征在于，其包括用于封裝該第一和另一驅動電路的封裝層。
15.如權利要求1-6中任一項所述的顯示裝置，其特征在于，上述每個顯示元件包括各自的驅動電路，該驅動電路包括薄膜開關晶體管和薄膜電流驅動晶體管，由此形成有源矩陣顯示部分。
16.如權利要求15所述的顯示裝置，其特征在于，該開關晶體管和電流驅動晶體管包括有機或聚合物材料晶體管。
17.如權利要求16所述的顯示裝置，其特征在于，該有機或聚合物材料具有這樣一種能帶間隙，以使得該晶體管基本上對可見光是透明的。
18.如權利要求17所述的顯示裝置，其特征在于，該電流驅動晶體管包括源區(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。
19.如權利要求18所述的顯示裝置，其特征在于，該薄膜晶體管的溝道長度在2-30微米范圍內，而溝道寬度超過1000微米。
20.如權利要求17-19中任一項所述的顯示裝置，其特征在于，該開關晶體管和電流驅動晶體管布置在基板和發(fā)光層之間。
21.如權利要求15-20中任一項所述的顯示裝置，其特征在于，每個顯示部分包括用于向驅動電路提供控制信號的門線和數(shù)據(jù)線，該門線和數(shù)據(jù)線包括導電的有機材料。
22.如權利要求21所述的顯示裝置，其特征在于，該門線和數(shù)據(jù)線均包括雙層結構，該雙層結構具有包含導電有機材料的第一層和包含金屬的另一層。
23.如權利要求21或22所述的顯示裝置，其特征在于，該導電有機材料基本上對于可見輻射是透明的。
24.如權利要求1-6中任一項所述的顯示裝置，其特征在于，每個顯示部分包括陰電極和陽電極，其中的一個電極對該顯示部分的所有像素是公用的，而另一個電極具有電極圖案，使得對于該顯示部分的每個像素提供各自的電極區(qū)域，并且該驅動電路連接于陽電極和陰電極并布置在顯示元件的與基板相對的一側上。
25.如權利要求24所述的顯示裝置，其特征在于，公用電極包括布置在顯示元件和基板之間的陽電極。
26.如上述任一項權利要求所述的顯示裝置，其特征在于，該基板包括剛性的玻璃基板、塑料基板或硅基板。
27.如權利要求1-26中任一項所述的顯示裝置，其特征在于，該基板包括可卷曲的塑料材料。
28.一種用于制造顯示裝置的方法，其包括在基板上設置多個顯示部分，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)域內布置用于驅動該顯示元件的驅動電路。
29.如權利要求28所述的方法，其特征在于，其還包括由有機材料制造有源顯示元件的步驟。
30.如權利要求29所述的方法，其特征在于，其還包括由有機聚合物材料制造顯示元件的步驟。
31.如權利要求30所述的方法，其特征在于，其還包括由有機小分子材料制造顯示元件的步驟。
32.如權利要求29所述的方法，其特征在于，其還包括由共軛聚合物形成有機材料的步驟。
33.如權利要求32所述的方法，其特征在于，共軛聚合物選擇成，以使該聚合物包括芴基。
34.如權利要求28-33中任一項所述的方法，其特征在于，其還包括以下步驟在陰電極的無源列陣和陽電極的無源列陣之間布置該顯示元件；并且將該驅動電路設置成第一驅動電路和另一驅動電路，第一驅動電路用于向陽電極的列陣提供信號，而另一驅動電路用于向陰電極的列陣提供信號。
35.如權利要求34所述的方法，其特征在于，其還包括將該第一和/或另一驅動電路布置在凹部中的步驟，所述凹部設置在所述基板的第一表面上。
36.如權利要求34所述的方法，其特征在于，其還包括將第一和另一驅動電路步驟在陽極和基板之間的步驟。
37.如權利要求35所述的方法，其特征在于，其還包括將該第一和/或另一驅動電路布置成與陰電極成覆蓋關系的步驟。
38.如權利要求28-33中任一項所述的方法，其特征在于，上述每個顯示元件布置成包括各自的驅動電路，該驅動電路包括薄膜開關晶體管和薄膜電流驅動晶體管，由此形成有源矩陣顯示部分。
39.如權利要求38所述的方法，其特征在于，選擇開關晶體管和電流驅動晶體管，使其包含有機或聚合物材料晶體管。
40.如權利要求39所述的方法，其特征在于，選擇有機或聚合物材料，使其具有這樣一種能帶間隙，即，使得該晶體管基本上對于可見光是透明的。
41.如權利要求40所述的方法，其特征在于，該電流驅動晶體管設置成包括源區(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，其中將源區(qū)的縱向延伸部分布置成與漏區(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，以設置一溝道區(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。
42.如權利要求38-41中任一項所述的方法，其特征在于，設置每個顯示部分，其帶有用于向驅動電路提供控制信號的門線和數(shù)據(jù)線，該門線和數(shù)據(jù)線由導電的有機材料制造。
43.如權利要求42所述的方法，其特征在于，該門線和數(shù)據(jù)線均設置成雙層結構，該雙層結構具有包含導電有機材料的第一層和包含金屬的另一層。
44.如權利要求42或43所述的方法，其特征在于，選擇導電有機聚合物材料，使其基本上對于可見光是透明的。
45.如權利要求28-33中任一項所述的方法，其特征在于，布置每個顯示部分，使其包括陰電極和陽電極，其中的一個電極布置成對該顯示部分的所有像素是公用的，而另一個電極布置成電極圖案，使得對于該顯示部分的每個像素提供各自的電極區(qū)域，將該驅動電路連接到陽電極和陰電極上，并將該驅動電路布置在顯示元件的與基板相對的一側上。
46.如權利要求45所述的方法，其特征在于，其還包括將公用電極設置成在顯示元件和基板之間的陽極。
47.如權利要求29-31或39-44中任一項所述的方法，其特征在于，采用噴墨印刷或微接觸印刷或絲網(wǎng)印刷或光致形成圖案來沉積有機材料。
48.一種電子裝置，其包括如權利要求1-27中任一項所述的顯示裝置。
49.一種薄膜晶體管，其包括基板、有機或聚合物材料的源區(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。
50.如權利要求49所述的晶體管，其特征在于，該薄膜晶體管的溝道長度在2-30微米的范圍內，而溝道寬度超過1000微米。
51.如權利要求49或50所述的晶體管，其特征在于，該有機或聚合物材料基本上對于可見輻射是透明的。
52.如權利要求48-51中任一項所述的晶體管，其特征在于，其還包括由導電有機材料制成的源極、門極和漏極。
53.如權利要求52所述的晶體管，其特征在于，該導電有機材料基本上對于可見輻射是透明的。
54.一種采用噴墨印刷、微接觸印刷、絲網(wǎng)印刷或光致形成圖案來制造如權利要求49-53中任一項所述晶體管的方法。
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)設置有用于驅動布置在顯示區(qū)域內的顯示元件的驅動電路。該顯示裝置可以設置成為無源、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薄膜晶體管來實施有源矩陣尋址方案。
文檔編號H01L51/05GK1460295SQ02801039
公開日2003年12月3日 申請日期2002年1月30日 優(yōu)先權日2001年1月31日
發(fā)明者T·卡瓦斯 申請人:精工愛普生株式會社