[发明专利]背板装置

说明书

本发明涉及用于光源阵列或光源矩阵的背板装置，以及驱动用于光源阵列或光源矩阵的背板的方法。本发明特别涉及用于光源为LED（发光二级管）或OLED（有机发光二级管）的阵列或矩阵的背板装置，其可以用于适合显示二维或三维信息、图像和场景以及视频序列的显示器。特别地，具有光源为LED或OLED的阵列或矩阵的背板装置可以应用于全息显示应用，例如，在专利文献WO2006/066919A1中公开的背板装置，其通过参考引用纳入于此。特别是因为需要以时间序列方式为一个或多个观察者生成虚拟观察者窗口（virtual observer windows，VOW），因此对于这类应用，可能需要高帧速率。根据本发明的背板装置还可以应用于适合在立体或自动立体显示中显示三维信息、图像和场景、以及视频序列的显示器。

OLED用于电视屏幕、计算机显示器、移动电话及PDA等小型便携系统屏幕、手表、广告、信息和指示。由于其处于研发的相对初级阶段，作为点状光源使用时，其每单位面积发出的光线通常少于相似设计的基于无机固态的LED。

OLED显示器无需背光发挥作用，因此可以显示深黑电平（black level），并且可以比已有的液晶显示器更薄更轻。类似地，在例如暗室的低环境光的情况下，OLED屏幕可以获得比使用冷阴极荧光灯的LCD屏幕或最近开发的LED背光更高的对比度。

OLED显示器可以使用无源矩阵（passive-matrix）或有源矩阵（active-matrix）寻址方案。有源矩阵OLEDs（AMOLED）需要薄膜晶体管背板，以开启或关闭单个像素，并且可以使更高的分辨率和更大尺寸的显示器成为可能。特别地，本发明涉及AMOLED背板装置，例如，特别地涉及用于驱动和/或控制OLED阵列或矩阵的电路。

在操作期间，电压施加到OLED，使得阳极相对于阴极为正。由于电子在阴极处射入有机层的最低未占据分子轨道(lowest unoccupied molecular orbitals，LUMO)并在阳极处从最高占据分子轨道(highest occupied molecular orbitals，HOMO)撤出，电子流从阴极至阳极流经装置。此后一过程还可以描述为电子空穴（electron hole）射入HOMO。静电力使电子和空穴彼此相向，并且它们重新组合形成激子（exciton），电子和空穴的束缚态。由于在有机半导体中，空穴通常比电子更易移动，更接近于发射层发生上述现象。该激发态的衰变造成电子能级弛豫，伴随有频率在可见光区内的辐射射出。该辐射的频率取决于材料的带隙（band gap）在这种情况下为HOMO与LUMO之间的能量差。

对于高分辨率显示器，如电视，TFT背板必需正确地驱动像素。目前，低温多晶硅LTPS-TFT用于商用AMOLED显示器。LTPS-TFT在显示器中具有性能变化，因此，已经研发了多种补偿电路。鉴于用于LTPS的受激准分子激光器（excimer laser）的尺寸限制，AMOLED尺寸受限。为了应对涉及面板尺寸的障碍，已经报道了用于大屏幕显示器原型机演示的非晶硅/微晶硅背板。

TFT背板技术是实现柔性AMOLED显示器制造的关键推动者。目前，两个初级TFT背板技术（多晶硅(poly-Si)和非晶硅(a-Si)）用于AMOLED。这些技术提供了在低温（<150°C）下直接在柔性塑料基底上制造所需的有源矩阵背板以生产柔性AMOLED显示器的可能性。

目前在例如移动电话中使用无源矩阵OLED显示器。在常规的无源矩阵寻址简化了显示器制造的同时，将行数限制在几百个。由于OLED仅在寻址时才开启，因此获得平均亮度水平需要高峰值电流。行线电阻、列线电阻和多种OLED电学特征制约显示器亮度、尺寸、格式和效率。然而，对于超高信息量显示，这些方法的成本很可能令人望而却步。