[发明专利]光电设备

说明书

本申请是申请日为2008年9月26日、申请号为200880109069.0、发明名称为“光电设备”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及光电设备、显示器和用于显示器的驱动电路。

背景技术

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WO90/13148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(“OLED”)被制造在覆有诸如氧化铟锡(“ITO”)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OLED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。

OLED100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ITO(氧化铟锡)，在ITO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ITO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ITO)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堤(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)。