光电设备制造技术

一种无源矩阵显示器，包括布置在多个阳极线（４）和多个阴极线（３）之间的二极管阵列，其中至少一部分二极管是相对于阴极线和阳极线定向在正向方向上的发光二极管（１），并且其它二极管是相对于阴极线和阳极线定向在反向方向上的感光二极管（２）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光电设备、显示器和用于显示器的驱动电路。
技术介绍
本领域中已知各种类型的光电显示器。一种类型包括，例如，有机或无机单色显示 器或多色显示器中的发光二极管(LED)矩阵。用于光电显示器的一种类型的光电设备是使用有机材料进行光发射(或在光电 电池等的情况下进行光检测)的光电设备。这些设备的基本结构是发光有机层，例如，在 聚乙烯(聚对苯撑乙烯)(“PPV”)或聚芴膜的情况下，该发光有机层夹在用于向有机层 注入负电荷载流子(电子)的阴极和用于注入正电荷载流子(空穴)的阳极之间。电子 和空穴在有机层中结合从而产生光子。在W090/13148中，有机发光材料是一种聚合物。 在US 4，539，507中，有机发光材料属于被称为小分子材料的类型，诸如(8-羟基喹啉)铝 ("Alq3")。在实际设备中，所述电极之一是透明的，以便允许光子逸出设备。典型的有机发光设备(“0LED”)被制造在覆有诸如氧化铟锡(“IT0”)的透明阳 极的玻璃或塑料衬底上。至少一种电致发光有机材料的薄膜层覆盖第一电极。最后，阴极 覆盖电致发光有机材料层。阴极通常是金属或合金，并且可以包括诸如铝的单层，或诸如钙 和铝的多层。在操作中，空穴通过阳极被注入设备，并且电子通过阴极被注入设备。空穴和电 子在有机电致发光层中结合以便形成电子空穴对，随后电子空穴对经历辐射衰变从而产生光。有机LED可被沉积在像素矩阵内的衬底上，以便形成单色或多色像素化显示器。 可以使用红、绿和蓝发光像素的组构成多色显示器。所谓的有源矩阵显示器具有与每个像 素相关联的存储器元件，通常为存储电容器和晶体管。所谓的无源矩阵显示器没有这种存 储器元件，而是被反复扫描以便造成稳定图像的印象。图1示出了包括发光二极管阵列的无源矩阵显示器。发光二极管被布置在多个阳 极线和多个阴极线之间并且被连接到所述多个阳极线和多个阴极线，这些阳极线和阴极线 提供电偏置以便驱动二极管。阳极线被相对于阴极线正偏置，并且阴极线被相对于阳极线 负偏置。图2示出了 0LED设备100的例子的垂直截面图。在有源矩阵显示器中，像素的部 分区域被相关联的驱动电路占据(图1中未示出)。出于说明的目的对设备的结构进行了 某些简化。0LED100包括衬底102，衬底102通常为0. 7mm或1. 1mm的玻璃，但是可选择地可以 是透明塑料，在衬底102上沉积阳极层106。阳极层通常包括厚度为150nm左右的IT0 (氧 化铟锡)，在IT0上提供金属接触层，通常是500nm左右的铝，有时其称为阳极金属。可以从 美国康宁公司购买覆有IT0和接触金属的玻璃衬底。通过光刻并且随后蚀刻的常规处理， 将接触金属(并且可选择地IT0)形成所希望的图案，从而不会遮蔽显示器。在阳极金属上提供大体透明的空穴传输层108a，其后是电致发光层108b。例如， 以正性或负性光刻胶材料在衬底上形成提(bank) 112，以便限定阱114，可以在阱114中，通 过例如微滴沉积或喷墨印刷技术，选择性地沉积这些活性有机层。从而这些阱限定显示器 的发光区域或像素。然后，通过例如物理蒸汽沉积施加阴极层110。阴极层通常包括覆盖有较厚的铝覆 盖层的低功函数金属(诸如钙或钡)，并且可选择地包括与电致发光层紧邻的附加层(诸如 氟化锂层)以便提高电子能级匹配。在某些应用中，希望提供具有光感测能力而不是光发射能力的设备，例如，光伏电 池、照相机等。感光二极管设备是已知的，并且其结构非常类似发光二极管设备。感光二极 管基本上与上述的发光二极管相反地工作。撞击在感光二极管设备上的光的光子在设备的 光电活性层中产生包括空穴和电子的电子空穴对。如果通过相对的电极给光电活性层施加 偏置，可以通过相对电极从光电活性层中抽取出空穴和电子，从而产生可由适合的感测电 路感测到的电流。通过负偏置电极抽取空穴，而通过正偏置电极抽取电子。为电极选择适 合的材料，以便容易抽取空穴和电子而不需要大的偏置。对于正偏置电极，应当选择电子接 受材料，而对于负偏置电极，应当选择空穴接受材料。通常，作为发光设备中的良好的空穴 注入体的材料(阳极材料)也可以作为感光设备中的良好的空穴接受体。类似地，作为发 光设备中的良好电子注入体的材料(阴极材料)也作为感光设备中的良好的电子接受体。 因此，对于感测设备，有利地以阳极材料制成负偏置电极(阴极)，以便容易地接受空穴，并 且有利地以阴极材料制成正偏置电极(阳极)。在某些应用中，希望提供布置有发光像素和光传感/检测像素两者的设备。这种 设备的例子是包括阵列中的多个发光像素、并且还结合有多个感光像素的触摸屏。当用户 的手指被置于邻近这种显示器时，从显示器发出的光可被反射回去，并且被与邻近用户手 指的一个更多个感光像素检测到。可替换地，可以使用诸如外部光源的另一种激励机制，例 如光笔，来激励这种显示器中的感光像素。激励器的位置将确定激励哪些感光像素。可以使 用这种功能以便，例如，选择显示在设备上的图标，或选择显示在设备上的菜单中的选项。包括发光像素和光传感像素两者的有源矩阵发光二极管显示设备是已知的。然 而，它们包括复杂的电路，并且从而可能需要复杂的制造处理，并且作为结果具有相对高的 生产成本。本专利技术的实施例旨在解决现有技术中的上述问题。
技术实现思路
本申请人期望提供一种结合有发光功能和感光功能以便用作触摸屏等的更简单 且便宜的显示设备。为了实现这个目的，本申请人认识到该问题的一种解决方案是使用无源矩阵发光 二极管显示器(而不是有源矩阵显示器)，该无源矩阵发光二极管显示器类似于图1所示， 但是至少一部分二极管被用于检测入射到显示器上的光。即，感测电路可被连接到至少一 部分二极管，以便检测撞击到设备上的光。这种解决方案的一个问题是无源矩阵二极管显示器不包括有源矩阵显示器中的 用于每个二极管的单独电路。而是二极管被布置在阴极线和阳极线的公共阵列之间，并且当被扫描时被在相同方向上偏置。因此，如果光的光子撞击到二极管之一上，并且在该二极 管的光电活性层中产生了电子-空穴对(电子空穴对)，电子将被吸向正偏置的电极，该电 极是由空穴注入材料制成的空穴注入电极。类似地，由光的光子产生的空穴将被吸向负偏 置的电极，该电极是由电子注入材料制成的电子注入电极。由于空穴注入材料不能容易地 接受电子，并且电子注入材料不能容易地接受空穴，所以由入射光形成的电荷载流子产生 很小的电流或不产生电流。从而，该二极管不能作为有效的传感器。另外，由于二极管还发 光(如果它们被正向偏置)，则发射和检测功能不能被分开，并且可以导致不希望被导通的 二极管的导通。本申请人认识到可以通过反向偏置显示器中的一部分二极管来部分地解决上述 问题。例如，参考图1，在简单的标准无源矩阵显示器中，可以通过将第一行电极保持为负 电势(相对于列)，并且给每个列电极施加正偏置以便依次导通该行内的每个二极管来扫 描像素。随后，可将第二行电极保持为负电势，并且给每个列电极施加正偏置，以便依次导 通第二行内的每个二极管，并且依此类推。然而，如果一部分列电极被相对于行给予负偏置 (即，更大的负电势，从而电子将从这些列电极流向行电极)，则这些列中的二极管将被反 向偏置，并且可以作为检测器而不是发射器。例如，可以这种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无源矩阵显示器，包括布置在多个阳极线和多个阴极线之间的二极管阵列，其中至少一部分二极管是相对于所述阴极线和所述阳极线定向在正向方向的发光二极管，并且其它二极管是相对于所述阴极线和所述阳极线定向在反向方向的感光二极管。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：EC史密斯，
申请(专利权)人：剑桥显示技术有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]