显示装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种显示装置（１００）。显示装置（１００）包括（１）基板（１１０），（２）放置在基板（１１０）上的显示单元，该显示单元具有（ａ）第一电导体，（ｂ）第二电导体，和（ｃ）放置在所述第一电导体和所述第二电导体之间的光开关材料，以及（３）穿过所述基板（１１０）的将信号电连接到所述第一电导体的过孔。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及利用例如有机发光二极管(OLED)或液晶(LC)等光开关单元的显示器，更具体的，涉及这种光开关单元集成在底板(backplane)或其它基板上的显示器。
技术介绍
显示器包括构成一个阵列的多个显示单元或者图像单元，即，像素。显示单元包括光开关材料，这种材料或者产生光(或发出光)，例如OLED，或者调制光，例如LC。OLED像素可以利用当施加电流于其上时能够发光的多种有机材料中的任何一种。LC显示器利用无机材料来调制光，即，作为所施加到材料上的电场的函数来改变光的相位。随后的讨论主要面向OLED显示器的操作。不过，这里所介绍的概念涉及利用有机或无机光开关材料的显示器。通过可以包括电流源或电压源的像素电路来控制OLED像素的照明。人们通常认为恒定的电流源在阵列的诸像素之中提供了更均匀的亮度。这是由于亮度与电流的依从关系倾向于均匀一致，然而不同的像素在给定的电压下的亮度倾向于不那么均匀。无源或常规的矩阵驱动用于低分辨率OLED显示器。然而，无源驱动的分辨率目前受OLED技术限制，对于100堪德拉/m2的显示器亮度级别为约100-200行。这种显示器被开发用于如移动电话和移动视频设备。授予Howard等人的美国专利No.6,023,259介绍了将无源矩阵驱动电流提供给OLED的电流驱动器。通常通过控制决定施加到像素的电压或电流的模拟电压的幅度可以控制“导通”像素的亮度。改变显示图像的常规方式是处理器更新显示控制器的存储器，该显示控制器用于周期性地和个别地寻址显示器的每个像素，并使它们“导通(ON)”和“关闭(OFF)”，以及根据需要可以是两者之间的任何亮度级别。无源矩阵OLED显示器通常为小规格，例如100行×100列。这种局限部分是由于缺少商业上可行的技术在底板或其它大基板材料上实现这种显示器。有源矩阵非晶硅(a-Si)或多晶硅(p-Si)底板通常遭受作为电应力函数的薄膜晶体管(TFT)阈值电压漂移，并被认为仅适合于低电流应用，因为a-Si器件由于具有cm2/V-sec单位的漂移而具有低迁移率或电子传递(eletron transport)，并且更善于施加电压到电容器和作为电压开关例如有源矩阵LC运行。常规的玻璃上无源矩阵显示器的规格局限为320列×240行及以下，即使用分开的列线，每个列具有两个驱动器，进行双行扫描时，也是如此。此外，由于无源驱动操作需要大电流，因此大尺寸的无源驱动的OLED显示器具有大的行和列电压降。对于晶体硅(x-Si底板)，尺寸限制为约1″对角线显示器。当将多个像素电路结合到显示器内时一个另外的问题是物理地分布显示器的全体单元。也就是说，显示器的面积有限，其内局限了像素及它们的附带电路，但是像素之间必须保持不变的间距以提供均匀的图像。OLED显示单元包括介于第一导体和第二导体之间的有机材料。限制了OLED显示器的可行尺寸的另一问题是提供信号线，即第一导体和第二导体，以形成每个单独的OLED显示单元比较困难。OLED材料会被水损坏，因而不适合于使用水的抗蚀剂技术的常规光刻构图。现有技术的大规格大尺寸显示器底板驱动技术不适合于高分辨率或长寿命。含有合适驱动电路的晶体硅(c-Si)芯片的显示器尺寸局限为约0.5in2。现有技术的无源或有源矩阵显示器提供了从底板基板的显示单元面上的阵列边缘到阵列的连接。一个现有技术的方法涉及使用大量很小的c-Si芯片的基于网(web-based)的技术，其中每个芯片仅驱动几个像素或字母数字显示段，这些像素或字母数字段分布在整个显示器上。这种现有技术的方法不适合于大的高分辨率的直观(direct view)显示器，这是由于这些c-Si芯片数量很多并且在显示器中可以看到。近来已报道和展示了较小(＜5.3″对角线)多晶硅薄膜晶体管(TFT)有源矩阵OLED显示器。但存在几个缺点。首先，TFT具有厚栅极氧化物和较低的迁移率，由此需要使用较高的栅极到源极电压以及较高的漏极到源极电压，以便产生足够的电流来驱动OLED到需要的亮度级别。较高的电压操作导致较高的功耗。其次，TFT阈值和迁移率使用时不稳定，并且会出现图形差异老化现象。TFT不稳定是由于具有不同导通/关闭历史的像素之间的像素到像素的OLED驱动电流变得不均匀。低至1％的图形的均匀性差异就很麻烦，因为这种差异可以看出来。到目前为止，仅有倾向于多少平均使用每个像素的视频图像被公开展示。此外，TFT需要低占空比AC操作以避免如电荷俘获和键断裂的膜退化机理，其造成为操作时间的函数的阈值电压漂移和迁移率降低。AC操作需要额外的补偿，例如使TFT栅极到源极以及甚至可能漏极到源极电压反向等量的时间，由此留给OLED照明的时间变短。由于TFT的电荷俘获时间常数很小，因此电荷俘获发生得很快，并且需要以显示器的帧频进行电压反向。用于OLED照明的时间越短，驱动TFT需要的偏置和电流越高，所得TFT越不稳定。此外，峰值电流越高，OLED的效率越低，并且如果它足够高，将导致由于过热引起不可逆的OLED膜退化。从显示器尺寸和分辨率缩放的观点来看，像素含量越高，可得到的行扫描时间越小，退化的速度越严重。这些问题使得TFT底板即便不是不可能也很难用于(1)寿命长，(2)高分辨率大显示器；以及(3)例如膝上型和桌上型电脑的监视器具有的固定图像。由于以上提到的不足，OLED显示器还没有象许多其它的常规显示技术那样容易地商业化。
技术实现思路
本专利技术提供一种改进的显示器，其中包括光开关材料的显示单元设置在底板上或其它大的基板上。本专利技术还提供一种这样的显示器，其中通过穿过底板和在底板上的过孔将信号提供到显示单元。本专利技术的一个实施例为一种显示装置。该装置包括(1)基板，(2)设置在所述基板上的显示单元，该显示单元具有(a)第一电导体，(b)第二电导体，以及(c)设置在第一电导体和第二电导体之间的光开关材料，以及(3)穿过基板将信号电耦合到第一电导体的过孔。本专利技术的另一实施例为一种装置，包括(1)基板，(2)设置在所述基板上的多个显示单元，并且这些单元构成为(a)具有多个电导体的第一层，(b)具有多个导电体的第二层，以及(c)设置在所述第一层和所述第二层之间的光开关材料，以及(3)穿过所述基板将一信号电耦合到所述第一层中多个电导体的一成员的过孔。本专利技术的另一实施例包括(1)基板，(2)设置在所述基板上的多个显示单元，并且这些单元构成为(a)具有多个电导体的第一层，(b)具有多个电导体的第二层，以及(c)设置在所述第一层和所述第二层之间的光开关材料，以及(3)穿过所述基板将一信号电耦合到所述第一层中多个电导体的一成员的过孔。所述多个显示单元构形成一个阵列，其中该阵列为构成为一阵列矩阵的多个阵列中的一个。所述多个显示单元构成为在所述多个显示单元的相邻成员之间具有基本上不变的间距，并且所述阵列矩阵构成为在所述阵列矩阵的相邻成员之间具有基本上不变的间距。根据本专利技术的另一显示装置包括(1)基板，(2)设置在所述基板上的显示单元，该显示单元具有(a)第一电导体，(b)第二电导体，以及(c)设置在所述第一电导体和所述第二电导体之间的光开关材料，以及(3)穿过光开关材料将信号电耦合到所述第一电导体的过孔。本专利技术还提供了一种在基板上制造显示单元的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，其包括：基板；放置在所述基板上的一显示单元，所述显示单元具有（ａ）第一电导体，（ｂ）第二电导体，以及（ｃ）放置在所述第一电导体和所述第二电导体之间的光开关材料；以及穿过所述基板将信号 电耦合到所述第一电导体上的过孔。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：FR利布什，JL桑福德，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]