具有含下部双层电极的电光元件的有源矩阵显示器的利记博彩app

专利名称：具有含下部双层电极的电光元件的有源矩阵显示器的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种包括基板的有源矩阵显示器，所述基板支撑用于向电光元件供电并驱动电光元件的电路阵列，以及用于驱动每个所述电路并通过这些电路向电光元件供电的电极阵列，这些电路和电极因而形成了有源矩阵；覆盖所述电路和电极阵列的上部电绝缘层；以及位于所述绝缘层上的电光元件阵列。
背景技术：
在上述的显示器中，每个电路对应于一电光元件并用于驱动该元件。每个电路包括连接于电极阵列中的一个的供电电极的供电输入端子和供电输出端子。每个电路包括例如TFT晶体管型电流调制器，所述TFT晶体管型电流调制器包括两个电流电极(current electrode)，在这种情况下称为漏电极和源电极，一个用作输入端子而另一个用作输出端子。
每个电光元件包括施加于绝缘层并通过穿通所述绝缘层的穿通孔连接到对应于该元件的电路的供电输出端子的下部供电电极和上部供电电极。这样的穿通孔通常称为“通孔(vias)”。
文件US 6780688描述了一种上述类型的显示器，其中电光元件是有机电致发光二极管，因此其中在每个二极管的下部电极和上部电极之间插入了有机电致发光层。
参照图1，在该文件中描述的有源矩阵电致发光显示器包括基板1；在每个二极管处的包括两个电流电极的TFT晶体管12以及作为驱动该二极管的电路的元件的存储电容器13；覆盖该电路的上部电绝缘层14，该上部电绝缘层如图中所示那样具有使由电路的元件12、13所形成的部件平坦化的功能；施加于绝缘层14并在此处用作正极的下部电极16；电致发光层17；对于所有二极管是公共的并且在此处用作负极的上部电极18；以及保护层19。基板1和驱动/供电电路形成了用于二极管阵列的有源矩阵11。上部电极18和保护层19对于二极管所发出的光是透明的。用于每个二极管的下部供电电极16通过通孔20连接到与其对应的电路的TFT晶体管的电流电极，所述通孔20具体而言穿过绝缘层14。
这样的结构具有几个缺点所述绝缘层必须相对较厚，使得为形成该层所施加的材料的体积可以完全填充由有源矩阵的电极和电路元件所形成的部件。此外，该绝缘材料必须适于例如通过旋涂法而被施加以填充所述部件，这可能需要使用溶剂；如图1所示，当下部电极自身通过通孔20与TFT晶体管12接触时，该通孔20的仿形体(replica)21转移到该下部电极的上面并形成了相对于电极的平坦表面的凹陷。在这些空的仿形体21的轮廓上，斜率的突变引发了薄膜、尤其是二极管的薄膜之间的寄生电接触，由此产生泄漏电流并劣化显示器的性能。

发明内容
本发明的一个目的是克服上述缺点中的一个缺点和/或其他缺点，特别是通过使下部电极的上面更好地平坦化来克服。
特别是为了这一目的，本发明提出了将平坦化功能添加到下部电极自身，根据一种有利的实施例，其甚至可以取代由绝缘层所提供的平坦化功能。
为了这一目的，本发明的主题是一种显示器，其包括基板，所述基板支撑有源矩阵；覆盖所述有源矩阵的上部电绝缘层；以及位于所述绝缘层上的电光元件阵列，每个电光元件包括涂敷于所述绝缘层(14，14’)的下部供电电极，其特征在于每个电光元件的所述下部供电电极(16，16”)包括直接涂敷于所述绝缘层(14，14’)的有机导电层(161，161’)以及覆盖所述有机导电层的金属层(162)。
所述有源矩阵通常包括用于向所述电光元件供电并驱动所述电光元件的电路阵列，以及用于驱动每个所述电路并经由所述电路向这些电光元件供电的电极阵列。
所述绝缘层被涂敷从而与所述电路和该有源层的电极接触，特别是将这些电路和这些电极的元件电隔离。
可以以数个子层的形式而构造的绝缘层因而插入在有源矩阵、特别是该有源矩阵包括的电路和电极与电光元件的下部电极之间。
所述电光元件的下部电极与所述绝缘层直接接触。
每个电光元件通常包括上部电极。所述电光元件例如是电致发光二极管或液晶单元(liquid crystal cell)。每个电光元件因此优选具有比如电致发光或液晶材料的电光材料层，该层插入在电光元件的下部电极与电光元件的上部电极之间。优选的，所述上部电极形成为用于向所有电光元件供电的同一个公共电极。
由于绝缘层直接覆盖有源矩阵，所以有源矩阵的电路和电极的元件形成了大致上换位(transposed)至绝缘层顶部的基板上的部件，特别是在该层与这些部件的大小相比具有较小的厚度时，和/或特别是该层作为所使用的涂敷方法的结果而具有均匀的厚度时。
得益于下部电极的有机导电层，有源矩阵的部件被平坦化。这导致了与现有技术中相比更大平坦度的下部电极并有助于改善设置有这些电极的电光元件的性能。
现有技术的以下文件US 6586764、US 5723873和US 5719467也提出了两层的下部电极，其中的一层也由有机导电材料制成，但是插入在与基板接触的例如由ITO制成的其他层与二极管的电致发光层之间，不像本发明那样。为了实现平坦化功能，重要的是这样的有机导电层的厚度大于要被平坦化的部件的大小。这样的厚度存在不再与形成在每个二极管内部的光学谐振腔中的相长、特别是一阶干涉条件相容以及不再能够优化光引出水平的风险。下部电极的平坦度的改善因而存在以光引出为代价的风险，二极管的整体性能将不会改善。
优选地，每个电光元件也包括上部电极，并且所述电光元件是电致发光二极管，每个电致发光二极管具有插入在下部电极和该上部电极之间的至少一个有机电致发光层。优选地，对于每个二极管，所述下部电极朝向该二极管所发射的光反射，所述上部电极朝向同样的光半反射，并且这些电极之间的距离适于在这些电极之间形成用于所述发射光的光学谐振腔。
优选地，所述距离等于80nm或更小。该条件表达了对于发射光的一阶谐振。由于根据本发明，下部电极的有机导电层位于形成在每个二极管中的光学谐振腔之外，所以结构得益于完全预期的范围以获得所需的平坦化效果，而没有任何削弱光学腔的调谐和光引出性能的风险。用于得到最佳光学腔的装置与用于得到最佳平坦化的装置是完全分开的。应注意的是，文件US2002/025391没有提及现有技术在平坦度与光引出之间进行困难折衷的这一问题，因为其涉及的电光元件是液晶单元。
优选地，每个电光元件也包括对于可见光透明或部分透明的上部电极，并且该元件的下部电极通过所述元件反射或部分地反射可见光。
因此，覆盖用于为每个电光元件供电的下部电极的有机导电层的金属层用于反射可见光，利用如在文件US 5705888和US 5719467(一种变型)中那样由单一有机导电层形成的下部电极通常不能实现这点。
如果电光元件是液晶单元，则这些单元因而通过反射来工作。例如，显示器可以是LCOS(硅上液晶)型。如果电光元件是电致发光二极管，则显示器为“顶部发光”型，也就是说通过与基板相反侧的二极管来发光。
因此，用于为每个电光元件供电的下部电极的双层结构具有以下优点用于平坦化的有机导电层；金属层，所述金属层的金属尤其在其功函数方面适于以本来已知的方式通常经由一般与该金属层接触的载流子注入或传输层来优化与有机电致发光层的结的电特性。
该载流子注入或传输层因而插入在每个二极管的下部电极与电致发光层之间。如果所述下部电极为负极，则所述载流子为电子，或者，如果所述下部电极是正极，则所述载流子是空穴。
作为一种变型，对于每个二极管，所述上部电极是负极而所述下部电极是正极。因此，这是一种常规的结构。
在另一种变型中，对于每个二极管，所述上部电极是正极而所述下部电极是负极。这因此是一种倒置的结构。
优选地，所述显示器仅包括单一的基板(1)，所述基板支撑所述有源矩阵和二极管阵列。因此，所述二极管阵列附着到所述单一基板上而不是，至少部分地，还附着到位于与支撑有源层的基板相反侧上的另一“上部”基板上。这意味着在显示器的制造期间，在下部电极的金属层上沉积有机电致发光层、在适当的时候沉积载流子传输和/或注入层，在这种情况下，这些层的有机材料不会显著穿透到金属层的金属中。相反，如果存在“上部”基板，则在该基板上将沉积包括电极的二极管的各种层，则有机层的有机材料将穿透到下部电极的金属层的金属中。
根据本发明的显示器仍然可以设置有保护密封层，其覆盖所述上部电极，因此该层对于二极管所发射的光是透明的。所述二极管插入在单一基板和该层之间。该保护密封层可以是刚性或柔性片。
优选地，远离穿过绝缘层的任何通孔，所述绝缘层具有在其区域上变化不超过10％的恒定的厚度。该绝缘层可以被再分成数个子层，所述数个子层包括位于有源矩阵的电路或电极阵列的上部与电光元件的下部电极之间的绝缘子层组。则该层的总厚度在上述部件的位置处以及在这些部件的旁边尤为相同。因此，所述绝缘层因而实际上没有提供平坦化功能。看起来所述下部电极的有机导电层因而提供了几乎全部的平坦化功能，所述平坦化功能增强了电光元件的性能。
优选地，所述绝缘层的厚度等于100nm或更小。该绝缘层的这样低的总厚度通常不再允许该层提供任何平坦化功能，由此进一步增强了每个电光元件的下部电极的有机导电层的益处，以获得电光元件的下部电极的足够的平坦度。
优选地，所述绝缘层由无机材料制成。作为无机材料，可以使用例如硅石(silica)、氮化硅、氧化钽(Ta2O5)或其他材料，所述无机材料优选具有高的介电常数。无机材料有利的是比有机材料稳定得多。有利的是，选择适于提供扩散阻挡功能的绝缘材料，如在文件US 6597111和US6765351(第6栏，第20-27行)中所描述的那样，所述绝缘材料能够避免用于有源矩阵的驱动/供电电路与电光元件之间的相互污染的风险。假设为形成层而涂敷所述材料的普通方式，则这样的无机材料不适于提供平坦化功能，由此进一步增强了每个电光元件的下部电极的有机导电层的益处，以获得电光元件下部电极的足够的平坦度。
优选地，所述有源矩阵包括用于向所述电光元件供电并驱动所述电光元件的电路阵列，每个电路具有供电输出端子，并且每个电光元件的下部供电电极的有机导电层通过通孔穿过所述绝缘层从而将该电光元件的所述下部电极电连接到用于向所述有源矩阵供电并驱动所述有源矩阵的电路之一的供电输出端子。所述下部电极的有机导电层因此穿透到每个通孔中直至与电路的供电输出端子接触。则该层具有两个功能—平坦化以及将电路的输出端子电连接到所述下部电极。有利的是，这免除了在沉积有机导电层之前在每个孔中沉积连接体(通常称为通孔)的特定步骤。
每个供电/驱动电路通常也包括供电输入端子，其连接到用于有源矩阵的电极阵列中的一个的供电电极。


通过阅读以非限制性实例的方式给出的以下说明并参考附图，将会更清楚的理解本发明，其中图1是已经描述过的现有技术的有源矩阵显示器的截面图；图2是本发明第一实施例的截面图，其中绝缘层像在现有技术中那样用于平坦化；以及图3是本发明第二实施例的截面图，其中绝缘层比在现有技术中薄得多并且不再用于平坦化。
具体实施例方式
为了简化说明并指出本发明相对于现有技术所提供的差异和优点，将相同的附图标记用于实现相同功能的元件。
现将参照图2描述根据本发明第一实施例的显示器的制造。
有源矩阵11以与已经提及的文件US 6780688中描述的有源矩阵相同的方式制造，像在现有技术中以及图中所示那样，通过施加足够大的体积的绝缘材料来在有源矩阵11上形成上部绝缘层14，以用于平坦化由集成到矩阵中的电路和电极(未示出)所形成的部件。如在现有技术中那样，在用于调制每个电路中的电流的每个TFT晶体管的电流电极处，穿过上部绝缘层14并穿过其他可能的下层绝缘层形成通孔20。如在现有技术中那样，形成限定二极管位置的分隔阻挡物(separating barrier)阵列15。
在每个二极管的位置，涂敷有机导电材料161的层，使得该材料穿透到通孔20的底部并确保下部电极与用于驱动有源矩阵11的每个电路的TFT12的电流电极的电接触。以本来已知的方式(in a manner known per se)来选择具有适当电导率的有机材料，以赋予所述层足够的电导使其用于下部电极的功能。
所述层的有机导电材料优选选自以下聚合物及其混合物所形成的组聚噻吩、聚吡咯、聚胺、聚苯胺和聚乙炔。为了得到预期水平的电导率，在适当的时候，这些聚合物以本来已知的方式被掺杂和/或混合以其他的化合物。
得益于将根据本发明的有机材料用作显示器电光元件下部电极的下层，得到了这些电极与现有技术中相比好得多的平坦度，所述电光元件在此处是二极管。特别是，已发现通孔20的空的仿形体21已经实际上消失。
将金属层162施加到这样沉积的有机导电层161上，该金属层因此被非常好地平坦化。
如在现有技术中那样，沉积在该金属层162上的是有机电致发光层17、此处为所有二极管所公有的上层18以及保护层19’。
在这样得到的显示器的每个二极管处，有机导电层161和金属层162形成了该二极管的下部电极16’。
有机电致发光层17通常包括数个子层，所述数个子层包括在特定的发光有机子层任意侧的载流子传输和/或注入子层，其中电子在负极侧而空穴在正极侧。
因此，载流子传输和/或注入子层之一与下部电极16的金属层162直接接触。
所述金属层的金属以本来已知的方式被选取，从而获得用于将载流子注入到电致发光层17中、尤其是注入到该金属与其直接接触的载流子传输和/或注入子层中的最佳特性。所述金属的功函数是用于选取其的已知判断标准。
优选地，该金属层162的厚度是足够的，以用于获得对于电致发光层17所发出的光的反射效果。因此在该金属层162与上部电极18之间存在光学腔，尤其是在该上部电极是半反射时。
为了改善由二极管所发射的光的引出，已知的是调整该光学腔的高度以及该空腔中的发光子层的位置，例如在文件US 6505901、EP 1154676、US2003/122481、WO 2004/034750、EP 1406315、EP 1439589和EP 1443572中所描述的那样。因此，得到了高度通常在约70至80nm的光学谐振腔。这种调整导致了位于电极之间的各种子层的厚度被固定，因而使得这些厚度的和不超过70至80nm。这种70至80nm的总厚度并没有为有效平坦化的层留下很大的空间。这就是为什么根据本发明，平坦化层位于电极之间的间隙外部的原因。因为，根据本发明，下部电极的有机导电层161位于光学腔外部，而不像在上述的US 6586764、US 5723873和US 5719467中所描述的电极的有机层那样，所以在调谐(tuning)该光学腔时，并没有涉及有机导电层161。因此，所述结构受益于完全预期的范围以获得所需的平坦化效果，而没有任何削弱光学腔的调谐和光引出性能的风险。用于得到最佳光学腔的方式与用于得到最佳平坦化的方式是完全分开的。
下部电极的有机导电层的平坦化功能甚至可以取代绝缘层14的平坦化功能，如本发明的第二实施例所说明的那样，现将参照图3描述本发明的第二实施例。
如在该图中所示出的那样，该实施例与第一实施例的不同仅在于沉积在有源矩阵11上的上部绝缘层14’的厚度比先前要小得多、具体而言为100nm或更小，和/或在其整个区域上具有近似恒定的值，尤其在10％之内。该厚度实际上意味着位于一方面集成到供电/驱动电路的元件12、13的有源矩阵11中的上部电极121、131与另一方面二极管的下部电极16的有机导电层161”之间的绝缘材料的总厚度。根据一种变型，该绝缘层14’可以分布为数个绝缘子层；以及然而，二极管的下部电极16”的有机导电层161’的厚度比先前要大，优选等于100nm或更大，并且其具有变化的足够的体积和厚度，从而使特别是用于有源矩阵11的驱动/供电电路的元件12、13所形成的部件平坦化。
作为用于该层161’的有机导电材料，以本来已知的方式选择适于平坦化的导电聚合物。优选地使用PEDOT-PSS，也就是聚(3，4-乙烯基二氧噻吩)(poly(3，4-ethylenedioxythiothene))和聚苯乙烯磺酸盐(polystyrenesulphonate)的混合物。已知该导电聚合物适用于液态加工(liquid processing)，因此通过液态加工来涂敷该有机导电材料的层，由此能够容易地实现所述部件的预期填充。
在第一或第二实施例的第一变型中，省去了制造分隔阻挡物15的步骤。在这种情况下，在绝缘层14、14’上，在显示器的整个有源表面之上沉积没有空洞(也就是说没有“孔穴(aperture)”-称为“满层(full layer)”)的连续的有机层，制造于该层中的是导电聚合物部件，所述导电聚合物部件彼此电隔离从而像先前那样结束于(end up with)有机导电层161、161’的相同部件。为了这一目的，使用在文件US 5705888和EP 0727100中所描述的任意一种方法。正如在这些文件中所说明的那样，起始材料是绝缘连续有机层，或者相反，是导电连续有机层都是无关紧要的，其中所述绝缘连续有机层具有对应于二极管下部电极的区域以进行导电，所述导电连续有机层具有位于对应于二极管下部电极的区域之间的埋入二极管(inter-diode)区域以进行绝缘。
将金属层162涂敷到如此沉积的有机导电层161上，所述金属层例如通过真空沉积法而被涂敷，该方法插入适当的掩模使其定位成将金属仅沉积在二极管的位置。这是用于沉积电极的已知方法。
然后该过程如以上所述继续。
因此得到了有机导电层161’连续的显示器。不管该层的连续性如何，能够在利用表现出各向异性电导率的有机材料的下部电极之间保持足够的电绝缘，和/或在对于每个电极特定的金属层162的元件之间保持足够的距离，所述各向异性电导率基本上在横向上比沿其表面导电性更强。
用于在下部电极之间得到良好电绝缘的一种有利的方式是消除位于金属层162的元件之间的有机导电层的部分在已沉积金属层162的元件之后，应用例如等离子体蚀刻处理，该处理使位于金属层162的元件之间的有机导电层部分退化并消除，而没有显著影响金属层162的元件和有机导电层161’的下层元件。
该变型与其子变型具有省去制造分隔阻挡物的步骤以及获得更好的显示器上表面的平面度的优点。
已经参考顶部发光有源矩阵电致发光显示器描述了本发明。对本领域技术人员显而易见的是，在不偏离权利要求的范围的前提下，本发明可应用于其他类型的显示器。
权利要求
1.一种显示器，该显示器包括基板(1)，所述基板支撑有源矩阵；覆盖所述有源矩阵的上部电绝缘层(14，14’)；以及位于所述绝缘层(14，14’)上的电光元件阵列，每个电光元件包括涂敷于所述绝缘层(14，14’)的下部供电电极(16’，16”)，其特征在于，每个电光元件的所述下部供电电极(16’，16”)包括直接涂敷于所述绝缘层(14，14’)的有机导电层(161，161’)以及覆盖所述有机导电层的金属层(162)。
2.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，每个电光元件还包括上部电极(18)，并且所述电光元件是电致发光二极管，每个所述电致发光二极管具有插入在该二极管的所述下部电极(16’，16”)与所述上部电极(18)之间的至少一个有机电致发光层(17)。
3.根据权利要求2所述的显示器，其特征在于，对于每个二极管，所述下部电极是朝向该二极管所发射的光反射，所述上部电极是朝向同样的光半反射。
4.根据权利要求2或3所述的显示器，其特征在于，对于每个二极管，所述下部电极和所述上部电极之间的距离适于在这些电极之间形成用于该二极管所发射的光的光学谐振腔。
5.根据权利要求4所述的显示器，其特征在于，所述距离等于80nm或更小。
6.根据权利要求1至5中任何一项所述的显示器，其特征在于，所述显示器仅包括单个支撑所述有源矩阵和所述二极管阵列两者的基板(1)。
7.根据权利要求1至6中任何一项所述的显示器，其特征在于，远离穿过所述绝缘层(14，14’)的任何通孔(20)，该绝缘层(14，14’)具有在其区域上变化不超过10％的恒定的厚度。
8.根据权利要求1至7中任何一项所述的显示器，其特征在于，所述绝缘层(14，14’)的厚度等于100nm或更小。
9.根据权利要求1至8中任何一项所述的显示器，其特征在于，所述绝缘层(14，14’)由无机材料制成。
10.根据权利要求1至9中任何一项所述的显示器，其特征在于，当所述有源矩阵包括用于向所述电光元件供电并驱动所述电光元件的电路阵列时，每个电路具有供电输出端子，每个电光元件的下部供电电极(16’，16”)的所述有机导电层(161，161’)通过通孔(20)穿过所述绝缘层从而将该电光元件的所述下部电极电连接到用于向所述有源矩阵供电并驱动所述有源矩阵的电路之一的供电输出端子。
全文摘要
在该显示器中，上部电绝缘层(14，14’)覆盖有源矩阵；每个电光元件包括涂敷于该绝缘层(14，14’)的下部供电电极(16’，16”)。根据本发明，该下部电极包括直接涂敷于所述绝缘层(14，14’)的有机导电层(161，161’)以及覆盖所述有机导电层的金属层(162)。这样的结构能够通过光学腔效应优化平坦化以及光引出，由此改善显示器的性能。
文档编号H05B33/26GK1848448SQ20061007543
公开日2006年10月18日 申请日期2006年4月14日 优先权日2005年4月14日
发明者戴维·沃夫瑞, 贝努特·拉辛 申请人:汤姆森特许公司