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CN116075877A - 显示器 - Google Patents

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CN116075877A
CN116075877A CN202180056532.5A CN202180056532A CN116075877A CN 116075877 A CN116075877 A CN 116075877A CN 202180056532 A CN202180056532 A CN 202180056532A CN 116075877 A CN116075877 A CN 116075877A
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刘博�
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Merrix Technology Co ltd
JSR Corp
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Abstract

一种液晶显示装置包括：基板；多个垂直有机发光晶体管；数据线，向垂直有机发光晶体管的栅极电极供应电压；薄膜晶体管，连接于垂直有机发光晶体管中的每一者的栅极电极与数据线之间，且控制电压向垂直有机发光晶体管的栅极电极的供应；栅极线，连接至薄膜晶体管的栅极电极，且传输用于切换薄膜晶体管的信号；以及多个电流供应线，在第一方向上在垂直有机发光晶体管的形成区外部布线，电流供应线与垂直有机发光晶体管的源极电极接触，以向垂直有机发光晶体管供应电流。

Description

显示器
技术领域
本发明涉及一种显示器。
背景技术
近年来，使用有机半导体元件的光源元件已投入实际使用，且使用有机半导体元件作为光源元件的显示器已在商业上可用。在使用有机半导体元件作为光源元件的显示器的开发中，对更高亮度、更高清晰度、更低功耗及更长寿命的研究一直在持续进行，以进一步改善性能。
使用有机半导体元件作为发光元件的传统显示器的像素由有机发光二极管(organic light-emitting diode，OLED)(也称为“OLED”)及控制被容许流经有机发光二极管的电流的晶体管制成。有机发光二极管是根据从薄膜晶体管(thin-film transistor，TFT)(也称为“TFT”)输入的电流发光的装置，所述薄膜晶体管在基板上形成至夹在阳极电极与阴极电极之间的有机电致发光(electroluminescent，EL)层中。
然而，关于此种配置，以下专利文件1阐述一种通过控制施加至作为用于减少控制元件的数目及增加发光面积以增加亮度的元件的栅极电极的电压来调节流动电流的垂直有机发光晶体管(vertical organic light-emitting transistor，VOLET)(也称为“VOLET”)，所述晶体管根据流经晶体管本身的电流的量来发光。以下专利文件2阐述使用垂直有机发光晶体管的显示器，且预期显示器的亮度显著增加。
引用列表
专利文献
专利文献1：专利文件1：WO 2009/036071
专利文献2：专利文件2：JP-T-2014-505324
专利文献3：专利文件3：JP-A-2018-197864
发明内容
技术问题
近年来，显示器不仅用于家用电视及个人计算机，而且用于例如车站广告及活动大厅背景等各种目的。因此，在本发明显示器的发展中，随着上述性能改善，扩大(enlargement)已成为一个主要问题。
在使用有机半导体元件的显示器中，形成像素的有机发光二极管、薄膜晶体管及类似物设置于显示单元中，且驱动这些的驱动器设置于显示单元的外边缘部分中。此种配置目前仍作为通用配置采用于诸多显示器中。
根据此种配置，当显示器扩大时，从布置于外边缘部分中的每一驱动器输出的信号的传输距离增加，以便控制及驱动整个显示单元之上的每一元件。然后，对驱动器与每一元件进行连接的布线变长，且驱动器与元件之间的布线的电阻值变大。举例而言，当布线的电阻值增加时，会引起由于流动电流或信号延迟或劣化而导致的电压降(voltage drop)(也称为电流电阻降“IR-Drop”)。
具体而言，在用于向发光元件供应电流的电流供应线中，当布线的电阻值增加时，即使在施加相同的电压以容许电流从电流供应单元流动至每一发光元件的情形中，随着距电流供应单元的距离增加，电压也根据布线的电阻值及流动电流而下降。然后，相对于显示图像数据所必需的电流值，实际供应的电流的量减少。然后，当此种影响变得显著时，出现显示缺陷而使可由人在视觉上辨别的亮度逐渐降低。此外，在诸多情形中，电流供应线被配置成由布置成一行的一组发光元件共用。因此，当电流供应线的布线的电阻值变化时，在每一行中出现亮度差异，且出现线性显示缺陷。
作为针对以上问题采取措施的方法，可想到将检测每一像素的发光亮度且虑及如专利文件3中所阐述的电压降的量为数据线供应电压的方法应用于电流供应线。然而，当添加复杂的电路时，发光区被极大地压缩，且高亮度受到阻碍。此外，由于元件的数目增加，因此存在有可能出现故障或缺陷的可能性。
另外，可想到使用其中设置有驱动器的外边缘部分、添加外部装置及类似操作，但扩大外边缘部分及添加外部装置会在即使需要各种用途的情况下限制显示器的使用模式及安装地点。
此外，可想到其中当假设变化的电压值通过回馈及类似操作应用于控制中时在计算方法中出现误差的情形，且亮度的变化不被校正从而可不在视觉上被辨别为显示缺陷的可能性相当大。因此，合意地根据所述装置的结构而非根据对亮度的变化的校正来采取针对显示缺陷的措施。
此处，本发明的发明人检查使用垂直有机发光晶体管的显示器，且发现垂直有机发光晶体管还具有以下问题。
相似于场效晶体管，垂直有机发光晶体管具有包括源极电极、栅极电极及漏极电极的配置。然而，与例如薄膜晶体管等场效晶体管不同，垂直有机发光晶体管在源极电极与漏极电极之间设置有包括有机EL层及有机半导体层的发光层。由于这些层的材料的特性，垂直有机发光晶体管的特征在于，相较于例如薄膜晶体管等场效晶体管而言，在源极电极(阳极电极)与漏极电极阴极电极)之间流动的电流容易受到施加于电极之间的电压的影响。
即，使用垂直有机发光晶体管的显示器的特征在于，相较于在传统有机发光二极管及薄膜晶体管的配置中的情形而言，亮度相对于电流供应线的电压降更大幅地波动，且如上所述的显示缺陷更容易显现。
鉴于以上问题，本发明的目的是提供一种其中电流供应线的电压波动降低的使用垂直有机发光晶体管的显示器。
问题的解决方式
本发明的一种显示器包括：基板；多个垂直有机发光晶体管，在基板上在第一方向及与第一方向正交的第二方向上布置成阵列，垂直有机发光晶体管各自从基板侧在与第一方向及第二方向正交的第三方向上以栅极电极、源极电极及漏极电极的次序形成，且在源极电极与漏极电极之间具有发光层；数据线，向垂直有机发光晶体管的栅极电极供应电压；薄膜晶体管，连接于垂直有机发光晶体管中的每一者的栅极电极与数据线之间，且控制电压向垂直有机发光晶体管的栅极电极的供应；栅极线，连接至薄膜晶体管的栅极电极，且传输用于在薄膜晶体管的通电(energization)与中断(interruption)之间切换的信号；以及多个电流供应线，在第一方向上在垂直有机发光晶体管的形成区外部布线，且相对于第三方向在距基板的距离与垂直有机发光晶体管的栅极电极相同的区或比栅极电极更远离基板的区中布线，电流供应线与垂直有机发光晶体管的源极电极接触，以向垂直有机发光晶体管供应电流。
本说明书中的“垂直有机发光晶体管的形成区”指代其中当等于或高于阈值的电压施加于垂直有机发光晶体管的栅极电极与源极电极之间时电流从源极电极经由发光层朝漏极电极流动以发光的区。
执行半导体的制造工艺，进而使得根据材料、生长方向及类似因素在基板上以预定次序层叠材料，且一般而言，单独地形成对每一元件与形成所述元件本身的层进行连接的布线层。为此，举例而言，在其中例如电流供应线等布线在与下层中的金属布线相同的层中产生的情形中，为防止与同一层中的另一布线的电流泄漏，限制布线的宽度，或者为防止在经由绝缘膜与诸多布线相交时由异物及类似物引起的每一布线之间的泄漏且为防止由于跨越布线台阶而导致的断开连接及类似情况，限制布线层的膜厚度。
此外，为对形成于下层中的电流供应线与垂直有机发光晶体管的源极电极进行电性连接，有必要形成穿透过多层绝缘膜的接触孔洞。
然而，从布线宽度的限制、特性的变化及形成的精度的角度来看，接触孔洞可能无法被形成得如此大，从而难以将电阻值减小至几乎不会对电压降作出贡献的程度，且存在关于接触孔洞部分中的接触故障(contact failure)的问题。
因此，利用以上配置，电流供应线可获得低电阻连接，此乃因对布线宽度及布线膜厚度的限制被减轻以使得能够产生具有较低电阻的布线且也减轻对接触孔洞的限制。另外，依据层配置，电流供应线与垂直有机发光晶体管的源极电极可在无接触孔洞的条件下直接连接。
因此，从供应电流的驱动器至垂直有机发光晶体管的源极电极的路径的电阻值减少不通过接触孔洞的量。通过这些效果，供应至垂直有机发光晶体管的源极电极的电压的波动减小，且显示缺陷的出现得到防止。
对于使用有机发光元件的显示器，存在其中光经由基板发射的系统作为一个发光系统。在此种情形中，在此种配置中，优选地，位于比垂直有机发光晶体管更靠近基板的一侧上的布线、薄膜晶体管及类似物的数目尽可能小，以不阻挡从发光层发射的光。其中光经由基板发射的系统也被称为“底部发射系统”，且具有电极之间的布线连接容易且制造容易的优点。其中光被发射至与基板相对的一侧的系统也被称为“顶部发射系统”，且以上配置也可形成顶部发射的显示器。
利用以上配置，电流供应线不形成于比垂直有机发光晶体管的栅极电极更靠近基板的一侧上，且确保了较宽的发光区。因此，具有以上配置的显示器也具有比传统显示器更高亮度的效果。
在所述显示器中，垂直有机发光晶体管的发光层遍及所述多个垂直有机发光晶体管形成，且电流供应线与发光层之间可设置有成形的堤层(formed bank layer)。
此外，在所述显示器中，当从第三方向观察时，堤层可形成于源极电极与发光层之间及不同于栅极电极的区中。
电流供应线是向源极电极供应电流的线，且当电流供应线及发光层被通电时，存在无论施加至栅极电极的电压如何均发射光的可能性。
因此，利用以上配置，发光层及电流供应线不被通电，包括漏电流的非预期电流得到防止，且非预期发光得到防止。
注意，在电流供应线与发光层之间可包括除堤层以外的层。举例而言，可想到其中由碳纳米管(carbon nanotube，CNT)制成的电极材料形成于表面层上且源极电极充当基底(base)的配置。在此种情形中，堤层及由碳纳米管制成的源极电极形成于电流供应线与发光层之间。
在所述显示器中，电流供应线与垂直有机发光晶体管的栅极电极之间可设置有有机树脂层。
此外，在所述显示器中，有机树脂层可形成于垂直有机发光晶体管的栅极电极与垂直有机发光晶体管的源极电极之间，以当从第三方向观察时与垂直有机发光晶体管的栅极电极的周边端部重叠。
当从第三方向观察每一层时，本说明书中关于每一层的周边端部是从边缘具有特定宽度的最外周边区。周边端部的与有机树脂层重叠的宽度在数十上百纳米至数微米的范围内。更具体而言，从确保发光区、减小薄膜晶体管的大小、漏电流及寄生电容以及类似因素的角度来看，所述宽度优选地在200纳米至5微米的范围内，且更优选地在500纳米至2微米的范围内。
当栅极电极及类似物存在于附近时，电流供应线具有生成漏电流的风险。举例而言，当向栅极电极生成漏电流时，栅极电极的电压波动以接近源极电极电压，即电流供应线的电压。
即使在其中电流供应线经由绝缘膜形成于不同于栅极电极的层中的情形中，当栅极电极与电流供应线彼此重叠时，也会生成寄生电容，且电压波动可能影响一个电压，或者在对电极进行充电时可能需要更大的电流。
然后，在垂直有机发光晶体管中，从数据线供应至栅极电极的电压轻微波动以获得预定亮度，且垂直有机发光晶体管不以预定亮度发光。
当基板上的层叠的方向朝上时，如上所述，垂直有机发光晶体管形成于薄膜晶体管上方。在形成于薄膜晶体管的上侧上的层中，由于薄膜晶体管的形状，会形成大的不规则性及边缘。当不规则性被形成为横跨所述层或者边缘被形成为划分所述层时，会形成漏电流路径，由此可能从电流供应线生成漏电流。
利用以上配置，可防止生成在形成于电流供应线的基板侧上的层中生成的漏电流及寄生电容。
另外，当电流供应线通过层叠于薄膜晶体管的上侧上而形成时，有机树脂层也具有覆盖由薄膜晶体管形成的不规则性及边缘以及将表面整平的效果。因此，相较于相关技术而言，可在平坦化的表面上形成包括布线的另一层，以使得布线的品质及类似因素的变化得到防止，且良率(yield)得到改善。
注意，有机树脂层优选地由具有比形成于垂直有机发光晶体管的栅极电极与源极电极之间的绝缘膜层的介电常数低的介电常数的材料形成，以便进一步防止漏电流及寄生电容。有机树脂层可不被配置成与电流供应线及垂直有机发光晶体管的栅极电极接触。
本说明书中的有机树脂层被形成为绝缘膜，以覆盖所述层的一部分，以便降低漏电流及寄生电容，且因此可被称为“保护层(overcoat layer)”。
所述显示器可包括在第二方向上布线且对所述多个电流供应线中的至少两者进行连接的至少一个辅助线。
此外，在所述显示器中，辅助线可形成于与电流供应线相同的层中。
利用以上配置，电流供应线以格子形状(lattice shape)布线，且因此从供应电流的驱动器至每一垂直有机发光晶体管的源极电极的电阻值减小。即使当在一些电流供应线中出现布线降级(degradation)或断开连接时，也经由辅助线为连接至其中已出现故障的电流供应线的垂直有机发光晶体管供应来自另一电流供应线的电流。
此外，通过将电流供应线与辅助线形成为同一层，电流供应线与辅助线直接连接而不通过接触孔洞。因此，可降低从驱动器至垂直有机发光晶体管的源极电极的电阻值。
在所述显示器中，在电流供应线与发光层之间可设置有堤层。
利用以上配置，如在上述电流供应线的情形中，不存在发光层及辅助线被通电的可能性，且可防止生成非预期发光及包括漏电流的非预期电流。因此，从辅助线生成的漏电流几乎被消除，且对流经电流供应线的电流量的影响也减小。因此，电流供应线的电压波动进一步减小。
在所述显示器中，垂直有机发光晶体管的源极电极可遍及垂直有机发光晶体管中的至少二或更多者形成。
利用以上配置，不是以预定宽度布线的电流供应线而是源极电极用作电流供应线，且从驱动器供应至每一垂直有机发光晶体管的电流被供应至每一垂直有机发光晶体管，进而使得电流扩散。因此，从驱动器至每一垂直有机发光晶体管的源极电极的电阻值大幅减小。
另外，举例而言，在其中可在驱动器的邻近之处形成诸多接触孔洞的区中，可通过与形成垂直有机发光晶体管的源极电极的层的连接来最小化在电流供应线与每一垂直有机发光晶体管的源极电极之间生成的电阻值。
当采用以上配置时，从降低从驱动器至每一垂直有机发光晶体管的电阻值的角度来看，构成源极电极的材料优选地由具有比被形成为布线的电流供应线的材料低的电阻的材料(例如，碳纳米管)形成。
发明的有利效果
根据本发明，实现一种其中电流供应线的电压波动降低的使用垂直有机发光晶体管的显示器。
附图说明
[图1]图1是显示器的一个实施例的一部分的示意性配置图。
[图2]图2是图1所示显示器的区A1中的发光单元的电路图。
[图3A]图3A是根据一个实施例的发光单元及其周边的示意性元件配置的俯视图。
[图3B]图3B是示出电流供应线12已被从图3A移除的关断状态(off-state)的图。
[图4]图4是沿图3A所示线A-A’截取的剖视图。
[图5A]图5A是如从+Z侧观察，所述显示器的一个垂直有机发光晶体管的周边在制造工艺中间的示意图。
[图5B]图5B是如从+Z侧观察，所述显示器的一个垂直有机发光晶体管的周边在制造工艺中间的示意图。
[图5C]图5C是如从+Z侧观察，所述显示器的一个垂直有机发光晶体管的周边在制造工艺中间的示意图。
[图5D]图5D是如从+Z侧观察，所述显示器的一个垂直有机发光晶体管的周边在制造工艺中间的示意图。
[图5E]图5E是如从+Z侧观察，所述显示器的一个垂直有机发光晶体管的周边在制造工艺中间的示意图。
[图5F]图5F是如从+Z侧观察，所述显示器的一个垂直有机发光晶体管的周边在制造工艺中间的示意图。
[图5G]图5G是如从+Z侧观察，所述显示器的一个垂直有机发光晶体管的周边在制造工艺中间的示意图。
[图5H]图5H是如从+Z侧观察，所述显示器的一个垂直有机发光晶体管的周边在制造工艺中间的示意图。
[图5I]图5I是如从+Z侧观察，所述显示器的一个垂直有机发光晶体管的周边在制造工艺中间的示意图。
[图6]图6是根据一个实施例的发光单元及其周边的示意性元件配置的俯视图。
[图7]图7是沿图6所示线B-B’截取的剖视图。
[图8]图8是沿图6所示线B-B’截取的剖视图。
[图9]图9是沿YZ平面截取的根据另一实施例的发光单元及其周边的示意性元件配置的剖视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图阐述本发明的显示器的配置。注意，以下附图皆被示意性地示出，且附图中的尺寸比率(dimensional ratio)及数目未必与实际尺寸比率及数目一致。
第一实施例
图1是显示器1的一个实施例的一部分的示意性配置图。如图1中所示，本实施例的显示器1包括发光单元10、数据线11、电流供应线12、栅极线13及辅助线14，发光单元10布置成阵列且各自包括稍后将要阐述的垂直有机发光晶体管20。
此外，显示器1在外边缘部分中包括：源极驱动器15a，将与显示于垂直有机发光晶体管20的栅极电极上的图像数据对应的电压供应至数据线11；电流供应单元15b，向电流供应线12供应电流且向垂直有机发光晶体管20的源极电极供应电流；以及栅极驱动器15c，向栅极线13输出薄膜晶体管21的控制信号。
图2是图1所示显示器1的区A1中的发光单元10的详细电路图。如图2中所示，发光单元10包括垂直有机发光晶体管20、控制对垂直有机发光晶体管20的栅极电极的电压供应的薄膜晶体管21以及形成于垂直有机发光晶体管20的源极电极与栅极电极之间的电容器23。在对图1及图2的说明中，电流供应线12进行布线的方向被称为X方向(第一方向)，且辅助线14进行布线的方向被称为Y方向(第二方向)。
数据线11是经由薄膜晶体管21将从源极驱动器15a输出的电压施加至垂直有机发光晶体管20的栅极电极以便根据待显示的图像来调节垂直有机发光晶体管20的发光亮度的布线。在本实施例中，数据线11在X方向上形成，但可在Y方向上形成。
所述多个电流供应线12在X方向上在垂直有机发光晶体管20的形成区外部布线以连接至在X方向上布置的由垂直有机发光晶体管20构成的相应组。每一电流供应线12将从电流供应单元15b输出的电流供应至包括于由垂直有机发光晶体管20构成的所述组中的每一垂直有机发光晶体管20的源极电极。
栅极线13连接至薄膜晶体管21的栅极电极，朝薄膜晶体管21的栅极电极传输从栅极驱动器15c输出的控制信号，且接通/关断薄膜晶体管21以控制垂直有机发光晶体管20的栅极电极与数据线11之间的通电。在本实施例中，栅极线13在Y方向上形成，但可在X方向上形成。
辅助线14在Y方向上在于X方向上布置的发光单元10之间布线，且对所述多个电流供应线12进行连接。注意，辅助线14可不形成于在X方向上布置的所有发光单元10之间。在本实施例中，电流供应线12在X方向上形成，且辅助线14在Y方向上形成。然而，电流供应线12可在Y方向上形成，且辅助线14可在X方向上形成。
电容器23是设置于垂直有机发光晶体管20的栅极电极与源极电极之间以在薄膜晶体管21处于关断状态的同时在预定时间内维持所显示图像的电压保持元件。
接下来，将阐述形成于基板上的每一元件的结构。图3A是根据一个实施例的发光单元10及其周边的示意性元件配置的俯视图，且图3B是在其中电流供应线12已被从图3A移除的状态下的图。图4是沿图3A所示线A-A’截取的剖视图。如图3B及图4中所示，一组垂直有机发光晶体管20及薄膜晶体管21形成于由数据线11及栅极线13划分的区中。
图3A及图3B中所示垂直有机发光晶体管20是通过切除如上所述也被称为形成区的区的一部分而示出。然而，如图4中所示，本实施例的垂直有机发光晶体管20的漏极电极层20d、发光层(有机半导体层20a、有机EL层20c)、源极电极层20s及类似物遍及所述多个垂直有机发光晶体管20形成。
基板30对光是透明的，且将从垂直有机发光晶体管20发射的光发射至外部。稍后将阐述具体材料。
在以下说明中，数据线11及电流供应线12进行布线的方向被称为X方向(第一方向)，栅极线13进行布线的方向被称为Y方向(第二方向)，且与其正交的方向被称为Z方向(第三方向)。在表达方向时，当将要区分正方向与负方向时，利用正符号及负符号来阐述方向(例如“+Z方向”及“-Z方向”)，且当将要表达方向而不区分正方向与负方向时，方向被简单地阐述为“Z方向”。
在垂直有机发光晶体管20的配置中，从+Z侧形成以下层：漏极电极层20d，对应于阴极电极；有机EL层20c及有机半导体层20a，形成发光层；源极电极层20s，被配置成将包含碳的导电材料(在本实施例中，碳纳米管)施加至表面层31的表面；以及栅极电极层20g，经由由介电质制成的栅极绝缘膜层20h位于-Z侧上。
在具有以上配置的垂直有机发光晶体管20中，当电压施加至栅极电极层20g时，有机半导体层20a与源极电极层20s之间的肖特基障壁(Schottky barrier)改变，且当电压超过预定阈值时，电流从源极电极层20s流动至有机半导体层20a及有机EL层20c以发光。
为使有机半导体层20a与电流供应线12电性绝缘，在有机半导体层20a与电流供应线12之间形成堤层24。尽管图4中未示出X方向，然而源极电极层20s被施加至电流供应线12的+Z侧上的XY平面，且被形成为与电流供应线12直接接触。即，堤层24形成于有机半导体层20a与电流供应线12之间，且有机半导体层20a与电流供应线12(源极电极层20s)电性绝缘。
在电流供应线12中，形成用于使基板30侧(-Z侧)电性绝缘的有机树脂层32。此处，为防止从电流供应线12生成漏电流，本实施例中的有机树脂层32由具有比构成栅极绝缘膜层20h的材料的介电常数低的介电常数的材料制成，但可由具有比构成栅极绝缘膜层20h的材料的介电常数高的介电常数的材料制成。稍后将阐述构成有机树脂层32的具体材料。
此外，为防止在源极电极层20s与栅极电极层20g之间生成漏电流，本实施例中的有机树脂层32更合意地形成于源极电极层20s与栅极电极层20g之间，以与栅极电极层20g的周边端部重叠。
在本实施例的显示器1中，基板30由对可见光具有透明度的材料制成，且栅极电极层20g及源极电极层20s被配置成具有可见光可从中通过的间隙，以使得从有机EL层20c发射的光经由基板30发射至外部，以显示图像。
在薄膜晶体管21中，源极电极层21s与漏极电极层21d通过氧化物半导体层21a进行连接，且栅极电极层21g通过绝缘膜层或介电层形成于氧化物半导体层21a下方。当向栅极电极层21g施加电压时，在氧化物半导体层21a中形成信道，且源极电极层21s及漏极电极层21d被通电。
在薄膜晶体管21中，源极电极层21s连接至数据线11，且漏极电极层21d连接至垂直有机发光晶体管20的栅极电极层20g。
如图3B中所示，垂直有机发光晶体管20被形成为几乎填充由数据线11及栅极线13划分的整个区，以便增加亮度。薄膜晶体管21在所划分的区的隅角处形成得尽可能小，以对垂直有机发光晶体管20的发光区具有小的影响。
尽管图3A至图4中未示出电容器23，然而如图3A中所示，本实施例的垂直有机发光晶体管20被设置成使得源极电极层20s与栅极电极层20g彼此面对，其中栅极绝缘膜层20h夹置于其间。因此，垂直有机发光晶体管20包括电容器23作为寄生元件，且电容器23也可执行电压维持功能。在如此阐述的作为寄生元件的电容器23中，当电容值不足时，可另外形成另一电容器。
在下文中，将例示及列出用于每一层的材料。
作为栅极线13及辅助线14，可采用铝(Al)、钛(Ti)、钼(Mo)、钨(W)、铌(Nb)、镁(Mg)、银(Ag)、铜(Cu)、其组合的合金以及类似物。
作为基板30，可采用玻璃材料、例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(poly ethyleneterephthalate，PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(poly ethylene naphthalate，PEN)或聚酰亚胺等塑料材料或者类似物。
作为垂直有机发光晶体管20的漏极电极层20d，可采用单层或多层石墨烯、碳纳米管、铝(Al)、氟化锂(LiF)、氧化钼(MoXOY)、氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)、氧化锌(ZnO)、镁(Mg)、银(Ag)、金(Au)及其他物质的组合的合金以及类似物。
作为垂直有机发光晶体管20的栅极电极层20g，可采用：含有例如掺杂有如铝(Al)、锡(Sn)、钇(Y)、钪(Sc)及镓(Ga)等金属的氧化锌(ZnO)、氧化铟(In2O3)、二氧化锡(SnO2)及氧化镉(CdO)等金属掺杂氧化物、未掺杂透明导电氧化物及其组合的材料；铝(Al)、金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)、镉(Cd)、镍(Ni)、钽(Ta)及其组合；p或n掺杂硅(Si)及砷化镓(GaAs)；以及类似物。
作为垂直有机发光晶体管20的表面层31与栅极电极层20g之间的栅极绝缘膜层20h，可采用例如氧化硅(SiOX)、氧化铝(Al2O3)、氮化硅(Si3N4)、氧化钇(Y2O3)、钛酸铅(PbTiOX)、钛酸铝(AlTiOX)、玻璃、聚对二甲苯聚合物、聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚乙烯基苯酚、聚甲基丙烯酸甲酯及氟聚合物等有机化合物以及类似物。
作为垂直有机发光晶体管20的有机半导体层20a，可采用：线性稠合多环芳族化合物(或并苯化合物(acene compound))，例如萘、蒽、红荧烯、并四苯、并五苯及并六苯以及其衍生物；颜料，例如(举例而言)铜酞菁(copper phthalocyanine，CuPc)系化合物、偶氮化合物、苝系化合物及其衍生物；低分子量化合物，例如(举例而言)腙化合物、三苯基甲烷系化合物、二苯基甲烷系化合物、二苯乙烯系化合物、烯丙基乙烯基化合物、吡唑啉系化合物、三苯胺衍生物(triphenylamine derivative，TPD)、芳基胺化合物、低分子量胺衍生物(a-NPD)、2,2’,7,7’-四(二苯基氨基)-9,9’-螺二芴(2,2’,7,7’-tetrakis(diphenylamino)-9,9’-spirobifluorene，spiro-TAD)、N,N’-二(1-萘基)-N,N’-二苯基-4,4’-二氨基联苯基(N,N’-di(1-naphthyl)-N,N’-diphenyl-4,4’-dimonobiphenyl，spiro-NPB)、4,4’,4’-三[N-3甲基苯基-N-苯基氨基]三苯基胺(4,4’,4’-tris[N-3methylphenyl-N-phenylamino]triphenylamine，mMTDATA)、2,2’,7,7’-四(2,2二苯基乙烯基)-9,9-螺二芴(2,2’,7,7’-tetrakis(2,2-diphenylvinyl)-9,9-spirobifluorene，spiro-DPVBi)、4,4’-双(2,2-二苯基乙烯基)联苯基(4,4’-bis(2,2-diphenylvinyl)biphenyl，DPVBi)、(8-羟基喹啉)铝((8-quinolinolato)aluminum，Alq)、三(8-羟基喹啉)铝(tris(8-quinolinolato)aluminum，Alq3)、三(4-甲基-8羟基喹啉)铝(tris(4-methyl-8quinolinolato)aluminum，Almq3)及其衍生物；聚合物化合物，例如(举例而言)聚噻吩、聚(对亚苯亚乙烯)(poly(p-phenylenevinylene)，PPV)、含联苯基的聚合物、含二烷氧基的聚合物、烷氧基苯基PPV、苯基PPV、苯基/二烷氧基PPV共聚物、聚(2-甲氧基-5-(2’-乙基己氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基)(poly(2-methoxy-5-(2’-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene)，MEH-PPV)、聚(乙烯二氧基噻吩)(poly(ethylenedioxythiophene)，PEDOT)、聚(苯乙烯磺酸)(poly(styrenesulfonic acid)，PSS)、聚(苯胺)(poly(aniline)，PAM)、聚(N-乙烯基咔唑)、聚(乙烯基芘)、聚(乙烯基蒽)、芘甲醛树脂、卤化乙基咔唑甲醛树脂及其改性产物；n型输送有机小分子，例如5,5_-二全氟己基羰基-2,2_:5_,2_:5_,2_-四噻吩(DFHCO-4T)、α,ω-二全氟己基四噻吩(DFH-4T)、5,5”’-二(全氟苯基羰基)-2,2’:5’,2”:5”,2”’-四聚噻吩(DFCO-4T)、聚{[N,N’-双(2-辛基十二烷醇)萘-1,4,5,8-双-(二甲酰亚胺)-2,6-二基]-5,5’-(2,2’-双噻吩)}(P(NDI2OD-T2))、N,N’-双(正辛基)-x:y,二氰乙炔-3,4,9,10-双(二甲酰亚胺)(PDI8-CN2)、N,N’-1H,1H-全氟丁基二氰基苝酰亚胺(PDIF-CN2)、氟化酞菁铜(F16CuPc)、及富勒烯、萘、苝及寡聚噻吩衍生物、寡聚物、聚合物、具有噻吩环的芳族化合物，例如噻吩并[3,2-b]噻吩、二萘基[2,3-b:2’,3’-f]噻吩并[3,2-b]噻吩(dinaphthyl[2,3-b:2’,3’-f]thieno[3,2-b]thiophene，DNTT)及2-癸基-7苯基[1]苯并噻吩并[3,2-b][1]苯并噻吩(2-decyl-7phenyl[1]benzothieno[3,2-b][1]benzothiophene，BTBT)；以及类似物。
此处，作为垂直有机发光晶体管20，通过适宜地选择具有适宜能级的有机半导体，可适合地使用通常用于有机发光二极管(OLED)显示器的空穴注入层、空穴输送层、有机EL层、电子输送层、电子注入层及类似物。然后，通过选择构成上述有机EL层20c的材料将待发射至外部的光的颜色调节成发射例如红、绿及蓝等颜色的光。此外，垂直有机发光晶体管20可被配置成发射白光，或者可被配置成使用相同的垂直有机发光晶体管20利用彩色滤波器(color filter)来选择及发射合意颜色的光。
表面层31是出于固定源极电极层20s(具体而言，CNT层)的目的形成于栅极绝缘膜层20h上的层。用于形成表面层31的材料可通过施加包含由硅烷耦合材料形成的粘结剂树脂、丙烯酸树脂及类似物的组合物来形成。
作为堤层24，可采用：无机绝缘材料，例如氧化硅(SiO)、氮化硅(Si3N4)、氧化铝(Al2O3)及氮化铝(AlN)；有机绝缘材料，例如聚酰亚胺树脂、硅氧烷树脂、丙烯酸树脂及酚醛清漆树脂；以及类似物。
作为有机树脂层32，可采用：具有绝缘性质的感光性材料，例如如聚酰亚胺树脂、硅氧烷树脂、丙烯酸树脂及酚醛清漆树脂等有机绝缘材料以及类似物。
作为包括于薄膜晶体管21中的氧化物半导体层21a，可采用In-Ga-Zn-O系半导体、Zn-O系半导体(ZnO)、In-Zn-O系半导体(In-Zn-O-based semiconductor，IZO(注册商标))、Zn-Ti-O系半导体(Zn-Ti-O-based semiconductor，ZTO)、Cd-Ge-O系半导体、Cd-Pb-O系半导体、CdO(氧化镉)、Mg-Zn-O系半导体、In-Sn-Zn-O系半导体(例如，In2O3-SnO2-ZnO)、In-Ga-Sn-O系半导体及类似物。
在本实施例中，薄膜晶体管21是由氧化物半导体制成的薄膜晶体管，但可为由非晶硅制成的薄膜晶体管。薄膜晶体管21可为p型或n型。此外，作为具体配置，可采用交错型、倒置交错型、共面型、倒置共面型及类似类型的任何配置。
作为垂直有机发光晶体管20，也可采用专利文件1及2中所阐述的垂直有机发光晶体管20，且此外，也可采用专利文件3的配置。
接下来，将简要阐述每一层的制造工艺。图5A至图5I是如从+Z侧观察，显示器1的一个垂直有机发光晶体管20的周边在制造工艺中间的示意图。在下文中，将参照附图阐述每一步骤。
将参照其中形成在Y方向上布置的三个垂直有机发光晶体管20的附图给出说明，进而使得可理解与相邻垂直有机发光晶体管20的位置关系及垂直有机发光晶体管20之间的结构，即形成区外部的结构。
注意，所示出的区的外部可不以相同的图案重复出现。举例而言，如图5D及类似图中所示，薄膜晶体管21在整个显示器1中在X方向上相对于中心部分形成于(+X,-Y)侧上，但可在-X侧上以任意图案形成，例如形成于(-X,+Y)侧上。
如图5A中所示，首先，准备基板30(步骤S1)。
在步骤S1之后，如图5B中所示，在基板30上形成薄膜晶体管21的栅极电极层21g及连接至栅极电极层21g的栅极线13(步骤S2)。
在步骤S2之后，在整个区之上形成绝缘膜(未示出)，且如图5C中所示，在薄膜晶体管21的栅极电极层21g的+Z侧上的绝缘膜上形成氧化物半导体层21a(步骤S3)。
此处，“在整个区之上形成”意味着在其中形成有垂直有机发光晶体管20的整个图像显示区之上形成，且不意味着在其中设置有驱动器的整个外边缘部分之上形成。此也适用于以下说明。
在步骤S3之后，如图5D中所示，在漏极电极层21d与数据线11在Y方向上彼此分开的同时在薄膜晶体管21的氧化物半导体层21a上形成漏极电极层21d及数据线11(步骤S4)。数据线11在于Z方向上与氧化物半导体层21a重叠的部分中构成薄膜晶体管21的源极电极层21s。
在步骤S4之后，在整个区之上形成钝化膜(未示出)，且然后，如图5E中所示，形成接触孔洞21c，薄膜晶体管21的漏极电极层21d经由接触孔洞21c与垂直有机发光晶体管20的栅极电极层20g连通(步骤S5)。
在步骤S5之后，如图5F中所示，形成垂直有机发光晶体管20的栅极电极层20g(步骤S6)。
在步骤S6之后，在整个区5之上形成垂直有机发光晶体管20的栅极绝缘膜层20h，且在栅极绝缘膜层20h上形成表面层31，且在像素区域外部的适宜区上开出通孔孔洞以用于各种导电层的互连及接触(步骤S7)。在像素区域中的整个区之上形成栅极绝缘膜层20h及表面层31，且当示出所述层时，下层的整个配置可能无法被确认，且因此图5G至图5I中未示出所述层。
在步骤S7之后，如图5G中所示，在垂直有机发光晶体管20的形成区外部的表面层31上形成有机树脂层32(步骤S8)。注意，图5G中由虚线所指示的区指示垂直有机发光晶体管20的整个栅极电极层20g。即，将有机树脂层32形成为在Z方向上与垂直有机发光晶体管20的栅极电极层20g的周边端部重叠。在本实施例中，将有机树脂层32配置成使得除其中形成薄膜晶体管21的区以外，重叠区的宽度距栅极电极层20g的外边缘为2微米。
在步骤S8之后，如图5H中所示，在X方向上在有机树脂层32上形成电流供应线12，且将辅助线14形成为在Y方向上对电流供应线12进行连接(步骤S9)。在本实施例中，在电流供应线12与辅助线14形成于不同层中的情形中，也形成对所述层进行连接的接触孔洞14c。至于接触孔洞14c的形成位置及配置，接触孔洞14c可以适宜的形状或数目形成于任何位置处。
在步骤S9之后，通过光刻(photolithography)在电流供应线12的预定位置处开出用于对源极电极进行连接的接触孔洞(步骤S10)。
在步骤S10之后，在整个区之上形成由碳纳米管制成的垂直有机发光晶体管20的源极电极层20s(步骤S11)。在源极电极层20s中，下层的所有配置可能无法被确认，且因此，以下图5I中未示出源极电极层。
在步骤S11之后，如图5I中所示，形成堤层24(步骤S12)。
在步骤S12之后，在整个区之上形成将要作为发光层的有机半导体层20a、有机EL层20c及漏极电极层20d，且形成图3A至图4中所示的配置。
通过如上所述的制造工艺形成具有以上配置的显示器1，电流供应线12由辅助线14连接，且另一经连接的电流供应线12的连接部分的电压值在所述连接部分处与辅助线14共用。即，即使当由于电流供应线12的电阻值的变化而在一部分中出现极端电压降时，电压也通过连接至辅助线14的另一电流供应线12而升高。如在本实施例中，随着电流供应线12与辅助线14之间的连接部分的数目增加，电流供应线12的电压在整个显示器1之上变得均匀。
通过此种方式，由辅助线14连接的电流供应线12的电压被均匀化。因此，在每一电流供应线12中，可实现其中局部电压降较不可能发生且显示缺陷较不可能被视觉辨别的具有改善的显示品质的显示器1。
在本实施例中，垂直有机发光晶体管20的漏极电极层20d、有机半导体层20a、有机EL层20c及源极电极层20s中的所有者遍及所述多个垂直有机发光晶体管20形成，但可针对每一垂直有机发光晶体管20形成所述层中的所有者。
另外，当每一层是针对每一垂直有机发光晶体管20而形成且不从电流供应线12生成漏电流时，可不形成堤层24及有机树脂层32。
第二实施例
将着重于与第一实施例不同的部分阐述本发明的显示器1的第二实施例的配置。
图6是根据不同于第一实施例的一个实施例的发光单元10及其周边的示意性元件配置的俯视图。如图6中所示，电流供应线12与辅助线14可不利用接触孔洞14c进行连接，而是可由相同的材料一体地形成于同一层中。另外，电流供应线12与辅助线14可形成于同一层中且由不同的材料形成，或者可形成于不同的层中且由相同的材料形成。
图7是沿图6所示线B-B’截取的剖视图。如图7中所示，辅助线14可被配置成夹在堤层24与有机树脂层32之间。
利用以上配置，即使在与电流供应线12一体地形成的辅助线14中，也可防止在有机半导体层20a与有机EL层20c之间生成的漏电流。
注意，当从Z方向观察时，堤层24可在不同于栅极电极层20g的区中形成于源极电极层20s与有机半导体层20a之间。此外，在第二实施例中，当针对每一垂直有机发光晶体管20形成例如漏极电极层20d等每一层且几乎不出现来自辅助线14的漏电流时，可不形成堤层24及有机树脂层32。
图8是沿图6所示线B-B’截取的剖视图，其不同于图7。如图8中所示，有机树脂层32可形成于与栅极电极层20g相同的平面上。在此种配置的情形中，表面层31及栅极绝缘膜层20h中形成有对垂直有机发光晶体管20的源极电极层20s与电流供应线12进行连接的接触孔洞。
此外，在此种配置的情形中，只要垂直有机发光晶体管20的栅极电极层20g与电流供应线12之间的距离在XY平面上足够大，便可不形成有机树脂层32，且垂直有机发光晶体管20的栅极电极层20g与电流供应线12可形成于同一平面上。电流供应线12可为多层式结构，其包括与栅极电极层20g同时形成的透明导电层及直接形成于上述透明导电层上方或下方的更导电的金属层。此种多层式结构将进一步降低电流供应线12的电阻值。
在第二实施例中，即使当在如图4中所示的YZ平面的横截面中观察时，堤层24、源极电极层20s、电流供应线12、有机树脂层32、表面层31及栅极绝缘膜层20h所形成于的位置的布置关系在Z方向上也是相同的。注意，所配置的层未必需要彼此重合，进而使得有机树脂层32形成于辅助线14的-Z侧上且有机树脂层32不形成于电流供应线12的-Z侧上。
另一实施例
在下文中，将阐述另一实施例。
<1>图9是沿YZ平面截取的根据另一实施例的发光单元10及其周边的示意性元件配置的剖视图。如图9中所示，有机树脂层32可不形成于栅极电极层20g与源极电极层20s之间的部分中，即，可不与栅极电极层20g的周边端部重叠。此外，有机树脂层32可根本不形成于栅极电极层20g与源极电极层20s之间。
<2>每一实施例中的上述显示器1的配置、材料及制造工艺仅为实例，且本发明不限于上述每一配置及每一所示出的配置。
符号的说明
1：显示器
10：发光单元
11：数据线
12：电流供应线
13：栅极线
14：辅助线
14c：接触孔洞
15a：源极驱动器
15b：电流供应单元
15c：栅极驱动器
20：垂直有机发光晶体管
20a：有机半导体层
20c：有机EL层
20d：漏极电极层
20g：栅极电极层
20h：栅极绝缘膜层
20s：源极电极层
21：薄膜晶体管
21a：氧化物半导体层
21c：接触孔洞
21d：漏极电极层
21g：栅极电极层
21s：源极电极层
23：电容器
24：堤层
30：基板
31：表面层
32：有机树脂层

Claims (11)

1.一种显示器，包括：
基板；
多个垂直有机发光晶体管，在所述基板上在第一方向及与所述第一方向正交的第二方向上布置成阵列，所述垂直有机发光晶体管各自从所述基板侧在与所述第一方向及所述第二方向正交的第三方向上以栅极电极、源极电极及漏极电极的次序形成，且在所述源极电极与所述漏极电极之间具有发光层；
数据线，向所述垂直有机发光晶体管的所述栅极电极供应电压；
薄膜晶体管，连接于所述垂直有机发光晶体管中的每一者的所述栅极电极与所述数据线之间，且控制电压向所述垂直有机发光晶体管的所述栅极电极的供应；
栅极线，连接至所述薄膜晶体管的所述栅极电极，且传输用于在所述薄膜晶体管的通电与中断之间切换的信号；以及
多个电流供应线，在第一方向上在所述垂直有机发光晶体管的形成区外部布线，且相对于第三方向在距所述基板的距离与所述垂直有机发光晶体管的所述栅极电极相同的区或比所述栅极电极更远离所述基板的区中布线，所述电流供应线与所述垂直有机发光晶体管的源极电极接触，以向所述垂直有机发光晶体管供应电流。
2.根据权利要求1所述的显示器，其中
所述垂直有机发光晶体管的所述发光层遍及所述多个垂直有机发光晶体管形成，且
在所述电流供应线与所述发光层之间设置有堤层。
3.根据权利要求2所述的显示器，其中当从所述第三方向观察时，所述堤层形成于所述源极电极与所述发光层之间及不同于所述栅极电极的区中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的显示器，其中在所述电流供应线与所述垂直有机发光晶体管的所述栅极电极之间设置有有机树脂层。
5.根据权利要求4所述的显示器，其中所述有机树脂层形成于所述垂直有机发光晶体管的所述栅极电极与所述垂直有机发光晶体管的所述源极电极之间，以便当从所述第三方向观察时与所述垂直有机发光晶体管的所述栅极电极的周边端部重叠。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的显示器，还包括在所述第二方向上布线且对所述多个电流供应线中的至少两者进行连接的至少一个辅助线。
7.根据权利要求6所述的显示器，其中所述辅助线形成于与所述电流供应线相同的层中。
8.根据权利要求6或7所述的显示器，还包括位于所述辅助线与所述发光层之间的堤层。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的显示器，其中所述垂直有机发光晶体管的源极电极遍及所述垂直有机发光晶体管中的至少二或更多者形成。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的显示器，其中所述薄膜晶体管与所述垂直有机发光晶体管的所述栅极电极之间设置有有机树脂层。导线在所述发光区外部且与所述垂直有机发光晶体管的所述栅极电极分开，所述导线15连同所述栅极电极层在相同的处理步骤期间一起形成于所述有机树脂层顶上，其成为作为包括多于一个导电层的多层式结构的所述电流供应线的一部分。所述多层式结构中的所述导电层可利用各种绝缘层分开，且在某些地点利用通孔孔洞连接，或者可直接接触。
11.根据权利要求6、7、8或10所述的显示器，其中所述辅助线是包括在与现有层相同的处理步骤期间同时形成的导电层的多层式结构，所述现有层例如所述数据线层、所述垂直有机发光晶体管的所述栅极电极层以及所述电流供应线层。所述多层式结构中的所述导电层可利用各种绝缘层分开，且在某些地点利用通孔孔洞连接，或者可直接接触。
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