CN100539787C - 显示板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种显示板(2)，其包括多个显示象素(3)，显示象素具有至少一个光发射层(10)和至少一个沉积在所述光发射层上的电极层(7)。第一显示象素(3A)被第一阻挡结构(20)确定，以及邻近所述第一显示象素的第二显示象素(3B)被第二阻挡结构(21)确定。第一阻挡结构和所述第二阻挡结构被与所述电极层电接触的导电结构(22)隔开。由此，在阻挡层(20，21)之间的空间可用于电极层(7)的电分流。本发明进一步涉及包括这种显示板的电子器件和制造显示板的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一包括多个显示象素的显示板，显示象素具有至少一个光发射层和至少一个沉积在所述光发射层上或上方的电极层。本发明还涉及制造显示板的方法。
背景技术
使用包括形成在衬底上的发光元件的显示象素的显示板正变得越来越广泛。这些发光元件可为发光二极管(LED)，其被合并在或形成在以成行和列的矩阵设置的显示象素中。被应用在LED中的光发射或电致发光材料在当电流被输送通过这些材料时适于产生光，这些材料例如特殊的聚合物(PLED)或小分子有机(SMOLED)材料。PLED和SMOLED显示板为高质量的显示器开辟了新的路径，这些显示板的优点在于自发射技术、高亮度、大视角和快的响应时间。设置这些LED以使得可以驱动电流流过这些电致发光材料。通常，可划分为有源和无源驱动矩阵显示器，对于有源矩阵显示器，显示象素本身包括有源电路，如一个或多个晶体管。
由于PLED材料具有在水溶液或溶剂中的热稳定性、柔性和可溶性的本质特性，所以其比SMOLED材料更具优势。因此，PLED材料能通过如旋涂或喷墨沉积的湿化学技术来应用。
EP-A-0 892 028公开了一种有机EL元件，其中透明象素电极被形成在透明衬底上。用光刻法在象素电极之间形成的光致抗蚀剂堤用于防止包括电致发光材料的液体墨滴流向邻近的显示象素。
对于一些显示板，如顶发射显示板或半透明显示板，用于为电致发光材料传送电流的顶电极层对光发射层发射的光应为透明的。这些透明的电极层本身具有相对高的电阻，例如氧化铟锡(ITO)，氧化铟锌(IZO)或氧化铝锌(AZO)。可替换地或另外可以使用非常薄的金属层，但是它们通常具有大的表面电阻。由此，对于这样的显示板存在下面的矛盾，即增加电极层的厚度来减少电阻但却牺牲了电极层的材料稳定性，或减小顶电极层的厚度来增强透明度但却产生相当高的电阻，而该电阻对于使用这种显示板的器件的功耗具有不良的影响。
发明内容
本发明的目的是提供具有低电阻光学透明电极层的显示板。
本目的通过这样一个显示板实现，其中至少一个第一显示象素被第一阻挡结构确定，和邻近所述第一显示象素的第二显示象素被第二阻挡结构确定，其中所述第一阻挡结构和第二阻挡结构被与所述电极层电接触的导电结构隔开。
在这样一个显示板中，通过导电结构的分流效应，电极层的电阻被减少且不影响电极层的厚度。因此，电极层的厚度能被保持得相当薄而不会导致电极层电阻不可接受的增加。由于第一和第二阻挡结构被提供为互相间隔一定的距离，一区域可用以容纳这样一个导电结构。
根据权利要求2所限定的本发明的实施例提供了这样的优点，即导电结构的导电层和显示象素的另一电极层能用相同的材料同时沉积。优选地，该材料是对显示象素的的电极层具有低接触电阻的材料，例如氧化铟锡(ITO)。ITO进一步地具有以下优点，即对于光发射层发射的光是透明的，使得显示板可以为底发射型显示器。
根据权利要求4所限定的本发明的实施例具有以下优点，即可获得更有效的电极层分流。由于另一导电层没有直接与电极层电接触，相对于电极层的接触电阻就不太相关。另一导电层或层结构可完全制成低电阻。
根据权利要求5所限定的本发明的实施例具有以下优点，即绝缘层(23)中的通孔形成在具有足够可利用空间的区域中。
根据权利要求6所限定的本发明的实施例具有以下优点，即金属层或层结构具有低电阻以用于有效地分流操作。
根据权利要求7所限定的本发明的实施例具有以下优点，即显示象素的另一金属层，其被作为顶发射型显示器中的反射层来反射光发射层的光远离衬底，该另一金属层可与导电结构的金属层以相同的材料同时沉积。
根据权利要求8所限定的本发明的实施例具有以下优点，即对位于显示象素下结构的限定的自由度得到了增强。金属层可从电阻非常低的材料中选择，以使该另一金属层也可被用于其它连接。
根据权利要求9所限定的本发明的实施例具有以下优点，即通过在阻挡结构的侧壁处或在其附近提供一亲水材料，这样相对于PLED材料可获得用于显示象素的更好的润湿性能。
根据权利要求10所限定的本发明的实施例，可以制造更小的显示板，因为可以省略外部的阴极接触。
根据权利要求11所限定的本发明的实施例，显示板对于由光发射层发出的光可为全透明的。
本发明也涉及形成在衬底上的显示板，其包括多个具有至少一个光发射层和至少一个沉积在所述光发射层上或上方的电极层的显示象素，其中至少一个第一显示象素被第一有机阻挡结构确定，和邻近所述第一显示象素的第二显示象素被第二有机阻挡结构确定，其中所述第一阻挡结构和所述第二阻挡结构被导电结构隔开。
由于有机阻挡结构自身允许水从光发射层大量的扩散，形成在阻挡结构之间的导电结构有效地阻止了使用有机阻挡结构时的水扩散。使用有机阻挡结构是有利的，因为这样的阻挡结构适合于标准的制造工艺且相对于润湿特性能被容易的调整。
根据权利要求13所限定的本发明的实施例具有以下优点，即对于允许水扩散的电极层，扩散路径被薄膜封装层阻隔。
进一步地，本发明涉及一种电子器件，其包括根据前面描述的一个或多个实施例中的显示板和与该显示板通信连接的信号控制器。
本发明也涉及制造显示板的方法，其包括步骤：
在衬底上形成第一阻挡结构以确定具有光发射层和电极层的第一显示象素；
在衬底上形成第二阻挡结构以确定具有光发射层和电极层并邻近所述第一显示象素的第二显示象素；
提供一导电结构，其与所述电极层电接触并将所述第一阻挡结构和所述第二阻挡结构隔开。
该制造方法导致在显示板中，被分流的电极层可以为具有适当的低电阻的薄电极层。
在权利要求16和17中所限定的实施例提供了电极层有效的电分流。
注意，具有申请号为EP 03104322的未提前公开的欧洲专利申请描述了具有对阴极层分流的导电结构的显示板。导电结构同时具有阻挡结构的功能。然而，相比于本发明，在该申请中相邻的显示象素共享一个阻挡结构。另外，EP 03104322中的阻挡结构是用导电材料形成的。
本发明将参考附图作进一步地描述，其中附图示意性地示出了根据本发明的优选实施例。应理解，本发明不以任何方式限制为这些特定的和优选的实施例。
附图说明
在图中：
图1是包括根据本发明实施例的显示板的电子器件的示意图；
图2以横截面的形式示出了用于PLED顶发射显示板的显示象素常规层堆叠；
图3示意性地示出了根据本发明第一实施例的显示板部分的第一和第二显示象素的横截面；
图4A和4B示出了根据图3的第一实施例的显示板的示意性顶视图；和
图5-7示意性地示出了分别根据本发明第二、第三和第四实施例的显示板部分的第一和第二显示象素的横截面。
具体实施方式
图1是包括显示板2的电子器件1的示意图，其中显示板2具有显示象素3和用于经由接触线C驱动显示象素3的信号处理器4。
图2示出了显示象素3具有的典型层堆叠结构。应理解，此处的术语“层”可以包括两层或更多层的材料层堆叠，使得该层堆叠可以实现图2中所示的单层的功能。另外应注意，图2中的层堆叠可以包括更多的层，例如一个或多个绝缘层。
显示象素3形成在衬底5上，衬底5可由玻璃或硅制成。对于底发射型的显示板，衬底5对显示象素3的光应该为透明的。当然，对于透明显示板，也同样要考虑这个。
对于顶发射显示板2，反射层6被提供在衬底5上。反射层6可为一金属层或层堆叠，例如包括Cr/Al/Cr或Mb/Al/Mb的叠层。应注意在衬底5和反射层6之间，例如晶体管的有源器件典型地由一系列层(未示出)定义。
显示象素3的中心通过电极层7和另一电极层8夹着第一聚合物层9和发光聚合物层10的叠层来形成，通常电极层7和电极层8各自指的是阴极层和阳极层，其中第一聚合物层9例如为聚乙撑二氧噻吩(PEDOT)层，发光聚合物层10例如为聚对苯撑乙烯(PPV)。通过设计红、绿、蓝发射层，可得到全色显示面板。阴极层7和阳极层8中至少之一对于光发射聚合物层10发出的光是透明的。例如透明层7，8可由氧化铟锡(ITO)构成。
对于顶发射显示面板，即其中光发射直接远离衬底5的显示面板2，阴极层7应该是透明的。阴极层可以由例如ITO，氧化铟锌(IZO)或者氧化铝锌(AZO)制成。可替换地或另外形成优选具有低功函数的薄金属层(典型地为几十纳米)。典型的成分包括具有例如Ag或Al的薄金属的类似Ba，Mg，LiF或Ca的低功函数金属。
这个中心之上可被提供更多的层，例如用于增强光输出的多功能层11，薄膜封装层12，聚合物封装层13和环形偏振器14以增强显示面板2的对比度。
应注意图2中的层堆叠中的一些层可被多个显示象素3共享，例如衬底5，用于有源矩阵顶发射显示板2的透明阴极7和环形偏振器14。
图3，4A，4B示意性地示出了横截面III-III，显示面板2的部分的顶视图，和用于根据本发明第一实施例的显示面板2的第一显示象素3A和与其相邻的第二显示象素3B的详细顶视图。图3示出了上层和下层结构S，例如分别包括衬底5和图2中所示的聚合物封装层13，在这里不在作更详细的描述。为了简明，聚合物层9，10被表示为一单层10。在图4A和4B中，为了简明，阴极层7和光发射层10没有示出。参考图2所描述的层或层堆叠具有相同的附图标记。
第一显示象素3A通过第一阻挡结构20来确定，邻近第一显示象素3A的第二显示象素3B通过第二阻挡结构21来确定，第一和第二阻挡结构21，22可为一有机材料，例如象JSR1400G的光刻胶。阻挡结构21，22具有1-10μm范围内的宽度，如5μm，和具有0.5μm至5μm之间的高度，如2μm。
第一阻挡结构20和第二阻挡结构21之间隔开一距离d，以使得例如以具有导电层22A的导电结构22的形式的导电材料，能被定位在阻挡结构20，21之间并与阴极层7接触。阻挡结构20，21的排列相对于导电结构并不是关键的。
在确定距离d的时候，应考虑到如果距离d太大，对于显示板2将具有不期望的分辨率损失，而如果接触面积太小，则在阴极层7和导电结构22之间将具有不期望的高接触电阻。在阻挡结构20，21之间的距离d可以小到如0.5μm。通常，距离d在1-10μm的范围，例如5μm。除了具有大的表面积之外，接触电阻可以通过选择合适的材料构成导电结构22来减少。例如，用ITO的导电层22A提供了与阴极层7之间的低接触电阻。然而，可替换地或另外一个或多个金属层可被用作结构22。
如图3所述，导电结构22与位于发射层10下的另一电极层8，即阳极层，处在同一水平面和使用相同的材料形成，如ITO。然而可以理解，导电层22A和阳极层8也可以使用不同的材料。
阳极层8和导电结构22被提供在绝缘层23上或上方，该绝缘层例如为二氧化硅或氮化硅。
例如如果导电结构层22由ITO形成，由于导电结构22仍具有相当的表面电阻，在绝缘层23中形成通孔24来接触另一导电层或层堆叠25。层或层堆叠25包括金属层，例如Cr/Al/Cr或Mo/Al/Mo的堆叠。由此，阴极层7与另一导电层25电连接。应注意，对于相对于阴极层7具有足够电接触电阻和对于阴极层7的电流输送具有适当高的电导率的导电结构22，通孔24和另一导电层25可以被省略。另外应当理解，根据另一导电层25的水平面，通孔24可以穿过除了绝缘层23更多的层。
注意，导电结构可以通过阴极层7自身的突起形成，即阴极层7在阻挡结构20，21之间通过孔24延伸以与另一导电层或层堆叠25接触。然而，为获得低接触电阻而对阴极层7和层或层堆叠25之间的界面进行清洗是困难的。
如图4B中所示，通孔24位于阻挡结构20，21的圆角R之间的区域A中，因为这些区域A为通孔24提供了充分的空间。因此，阴极层7具有经由导电结构22和另一导电层25的电连接，其使得阴极层7被分流，即阴极层7和另一导电层25之间的结合电阻明显地小于阴极层7。结合电阻典型地可以仅为阴极层7的电阻的10％或更小。
除了阴极层7的分流效应之外，导电结构22的存在对于形成光发射层10的聚合物材料中存在的水也形成了有效的扩散阻挡。其使得阻挡结构20，21也可以使用同样透水的有机材料形成，其优点在于这样的阻挡结构已经是常规的显示板制造工艺的一部分。在阻挡结构20，21之间存在的导电材料的扩散阻挡效应不依靠通孔24和另一导电层25的存在。此外，对于足够高的导电结构22，结构22并不必须要与阴极层7接触。观察到阴极层7本身在某些情况下允许水扩散。而在阴极层7上提供的薄膜封装层12(图2)可以阻止水经由阴极层7从一个象素向另一象素的扩散。
本发明的另一优点包括可以省略连接至阴极的外部接触，因为导电结构22或另一导电层25能直接跃过信号线S与信号处理器4电连接。由此，本发明使得底发射型显示板也具有同样的优点。
最后，如图3，4A，4B所示，在形成光发射层10之前，亲水材料层26可形成在显示象素3A，3B内部。使用如二氧化硅的亲水材料改进了显示象素3A，3B的润湿性能而且没有减小分流区域A。
图5-7示意性地示出了分别根据本发明第二、第三和第四实施例的显示板部分的第一和第二显示象素3A，3B的横截面。相同的附图标记表示与图2和图3中相同或近似的层。为了简明，图3中的另一层堆叠S被省略。
在图5中，另一反射层30形成在阳极层8的下面，优选由ITO形成。通常包括金属层或层堆叠的这种反射层30被用于顶发射显示板2以反射来自光发射层10的光远离衬底5。同样的材料也被用作为在导电结构层22A下的金属层22B，以形成导电结构22。由此，这个金属层22B可代替图3中的另一导电层25，且通孔24同样可被省略。
图6示意性地示出了一可替换实施例，其中导电结构22包括在ITO导电层22A上提供的金属层22C。虽然本实施例要求额外的制造步骤，但对于显示象素3A，3B下的结构给出了更多的自由度。金属层22C和ITO导电层22A可被同时结构化。图6中的层结构允许在导电层22A之上为显示象素3A，3B限定导线。
图7示意性地显示了本发明的另一实施例，其中导电结构22包括形成在二氧化硅层31上或上方的金属层或层堆叠22D。该二氧化硅层和参考图3所描述的亲水层26相结合。
应理解，对于图5-7所示的实施例，导电结构22可直接与线C上的阴极层7接触。另外，接触阴极层7的导电结构22对显示象素3A，3B中的聚合物材料中存在的水提供了有效的扩散阻挡。
应注意，本发明并不限于上面所描述的实施例，本领域技术人员可在不脱离所附的权利要求的范围内可作出很多替换实施例。本发明的要点涉及为每个显示象素提供分离的阻挡结构，以在这些阻挡结构之间通过牺牲分解率来获得可利用的空间以对阴极层电分流。
在权利要求中，位于圆括号内的任何附图标记都不构成对权利要求的限定。术语“包括”不排除权利要求中所列之外的元件或步骤的存在。其中在元件之前的术语“一”不排除多个这样的元件。被引用在相互不同的从属权利要求中的某些措施不表明这些措施的结合不能被利用。
Claims (17)
1、一种显示板(2)，包括：多个显示象素(3)，所述显示象素具有至少一个光发射层(10)和至少一个沉积在所述光发射层上的电极层(7)，其中至少第一显示象素(3A)被第一阻挡结构(20)确定，和邻近所述第一显示象素的第二显示象素(3B)被第二阻挡结构(21)确定，其中所述第一阻挡结构和所述第二阻挡结构被与所述电极层电接触的导电结构(22)隔开，并且所述第一阻挡结构(20)和所述第二阻挡结构(21)之间的距离d在1-10μm的范围内。
2、根据权利要求1所述的显示板(2)，其中所述导电结构(22)包括导电层，且其中所述第一显示象素(3A)和第二显示象素(3B)包括形成在所述光发射层(10)下的另一电极层(8)，其包括与所述导电层(22A)相同的导电材料。
3、根据权利要求2所述的显示板(2)，其中所述另一电极层(8)和所述导电层(22A)包括氧化铟锡。
4、根据权利要求1所述的显示板(2)，其中所述显示板进一步包括形成在所述导电结构(22)下面的绝缘层(23)和另一导电层(25)，其中所述导电结构(22)和所述另一导电层通过形成在所述绝缘层中的通孔(24)电连接。
5、根据权利要求4所述的显示板(2)，其中所述显示象素由以行和列设置并具有圆角(R)的阻挡结构(20，21)来确定，且所述通孔(24)位于所述阻挡结构的圆角之间的区域(A)中。
6、根据权利要求1所述的显示板(2)，其中所述导电结构(22)包括金属层。
7、根据权利要求6所述的显示板(2)，其中所述第一显示象素(3A)和第二显示象素(3B)包括另一金属层(30)，所述另一金属层(30)形成在所述光发射层的下面并包括与所述金属层(22B)相同的金属。
8、根据权利要求6所述的显示板(2)，其中所述导电结构(22)包括位于所述金属层(22C)下的导电层(22A)，其中所述第一显示象素(3A)和第二显示象素(3B)包括形成在光发射层(10)下的另一电极层(8)，其包括与所述导电层(22A)相同的材料。
9、根据权利要求1所述的显示板(2)，其中亲水层(26)形成在与所述光发射层(10)接触的所述第一阻挡结构(20)和所述第二阻挡结构(21)处。
10、根据权利要求1所述的显示板(2)，其中所述显示板包括接触线(C)，以通过所述导电结构(22)为所述电极层(7)提供信号。
11、根据权利要求1所述的显示板(2)，其中所述显示板至少包括用于所述第一和/或第二显示象素的低电阻线，其中所述低电阻线被限定在所述导电结构(22)上或上方。
12、一种显示板(2)，其形成在衬底(5)上并包括多个显示象素，所述显示象素具有至少一个光发射层(10)和至少一个沉积在所述光发射层上的电极层(7)，其中至少第一显示象素(3A)被第一有机阻挡结构(20)确定，和邻近所述第一显示象素的第二显示象素(3B)被第二有机阻挡结构(21)确定，其中所述第一有机阻挡结构和所述第二有机阻挡结构被导电结构(22)隔开，并且所述第一有机阻挡结构(20)和所述第有机二阻挡结构(21)之间的距离d在1-10μm的范围内。
13、根据权利要求12所述的显示板(2)，其中薄膜封装层(12)形成在所述电极层(7)上。
14、一种电子器件(1)，包括根据权利要求1或权利要求12的显示板(2)和与所述显示板通信连接的信号控制器(4)。
15、一种制造显示板(2)的方法，包括步骤：
在衬底(5)上形成第一阻挡结构(20)以确定具有光发射层(10)和电极层(7)的第一显示象素(3A)；
在衬底(5)上形成第二阻挡结构(21)以确定具有光发射层(10)和电极层(7)并邻近所述第一显示象素的第二显示象素(3B)；
提供导电结构(22)，其与所述电极层电接触并将所述第一阻挡结构和所述第二阻挡结构隔开，并且所述第一阻挡结构(20)和所述第二阻挡结构(21)之间的距离d在1-10μm的范围内。
16、根据权利要求15所述的方法，其中所述导电结构(22)包括导电层(22A)，并且所述第一和第二显示象素包括另一电极层(8)，所述方法进一步包括同时形成用于所述第一和第二显示象素的另一电极层(8)和用于所述导电结构的所述导电层的步骤。
17、根据权利要求15所述的方法，其中所述的方法进一步包括以下步骤：
先于在衬底上形成阻挡结构的步骤，形成另一导电层并在所述另一导电层上形成绝缘层，其中所述导电结构位于所述绝缘层之上；
通过所述绝缘层中的通孔(24)将所述另一导电层电连接至所述导电结构。
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