[发明专利]一种电场调控的有源阵列显示器件

说明书

本发明涉及一种电场调控的有源阵列显示器件。行电极阵列和列电极阵列垂直交叉形成的阵列像元区域；阵列像元区域中的每一像元区域均设有一像元和公共电极；像元包括发光体、驱动电极、选择电极、控制电极；驱动电极与公共电极电气连接，选择电极与所述行电极电气连接，所述控制电极与列电极电气连接；对驱动电极施加交流电压信号，为发光体的发光提供能量；控制电极和选择电极形成调制电场，实现对发光体发光亮度的调控。本发明有源阵列显示器件在每一个像元位置采用电场开关，该电场开关仅通过电场调控就可以实现发光器件的亮度调节，有利于缩小像元尺寸，降低器件制备复杂度、成本，有望实现具有亚微米级甚至纳米像元的极高分辨率显示。

技术领域

本发明涉及发光显示驱动领域，特别涉及一种电场调控的有源阵列显示器件。

背景技术

矩阵寻址是平板显示系统最常用的寻址方法，包括无源矩阵和有源矩阵。无源驱动具有结构简单，成本低等优点，但由于存在“交叉效应”和无法避免地像素动态扫描特性，不适于用于大尺寸和高清晰显示。相比于无源矩阵，基于电气开关的有源矩阵显示器件件展现出一系列的优势，开关元件可以把控制电压和发光器件驱动电压分开设置，可实现各自最佳工作状态的获得，从而达到高像素质量的要求。

薄膜晶体管（TFT）是实现有源矩阵的最常用电气开关。广泛应用有液晶显示器件、OLED显示器件。然而基于TFT的有源矩阵结构复杂，现有的TFT广泛采用多晶硅、非晶硅、金属氧化物、有机半导体材料作为沟道材料，技术门槛高，成本高；且不可避免地需要制备有源层与多个电极，需要多次的光刻工序，工艺复杂。特别是，为了追求高质量显示，每个像素往往具有多个TFT。因此在像素发光面积可以不断缩小的情况下，由于TFT尺寸和数量的限制，无法实现实际像素面积的进一步缩小。当发光像素缩小至亚微米甚至纳米尺度时，由于传统TFT源、漏、栅电极及沟道的尺寸限制，难以在一个亚微米或者纳米范围内集成多个TFT和发光器件，因此传统的TFT驱动方式难以应用于具有纳米像素的发光器件。尽管采用硅基CMOS背板可以进一步降低像素面积，然而受硅基物理特性的限制，难以实现柔性、透明等显示。

为了解决未来显示器件中像素尺寸亚微米级、纳米级微型化所带来的对纳米级像素驱动的挑战，设计具有新型开关元件的有源矩阵显示器件具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在缺陷，提供一种电场调控的有源阵列显示器件。对于应用于有源矩阵显示的传统电子开关（包括TFT、MOS管），其工作原理是通过外部电压调控半导体材料中电子或空穴的输运难易程度，控制流过发光器件电流，从而达到调控器件发光强度的目的。在本发明中，我们提出通过采用第三个电极调控施加在发光器件上交变电场的强度，从而达到调控器件发光强度的目的。相对于传统的有源矩阵显示，本发明无需另外设计以半导体材料为核心的电子开关，只需通过在发光器件引入另外电极，就可以达到发光强度调控目的。其结构简单，易于集成，有望应用于纳米像素发光显示器件。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种电场调控的有源阵列显示器件，包括：行电极阵列、列电极阵列、像元阵列、公共电极、绝缘层；所述行电极阵列和列电极阵列垂直交叉形成的阵列像元区域；所述行电极阵列包括若干行电极，所述列电极阵列包括若干列电极，所述像元阵列包括若干像元，所述阵列像元区域中的每一像元区域均设有一像元和公共电极，所述行电极、列电极、公共电极之间通过绝缘层实现电气隔离；所述像元包括发光体、驱动电极、选择电极、控制电极；所述发光体、驱动电极、选择电极、控制电极通过绝缘层实现电气隔离；对于每一个像元，所述驱动电极与所述公共电极电气连接，所述选择电极与所述行电极电气连接，所述控制电极与所述列电极电气连接；对所述驱动电极施加交流电压信号，为所述发光体的发光提供能量；所述控制电极和所述选择电极形成调制电场，实现对所述发光体发光亮度的调控。

在本发明一实施例中，所述发光体为在电场作用下可以发光的元件，包括但不限于无机发光二极管、量子点发光二极管、有机发光二极管、微纳米尺度的PN结、微纳米尺度的异质结结、荧光粉颗粒、半导体微纳米颗粒；所述发光体根据材料的选择可以分别发出不同颜色的光谱；每个像元中发光体的数量至少是一个。