[发明专利]硅基顶发射有机发光微显示器及其制备方法

权利要求书

1.一种硅基顶发射有机发光微显示器，包括：

1）一个单晶硅基底（101）和一个驱动电路层（102）、

2）一个用于生成通孔的顶部通孔层（105）、

3）呈阵列排布的具有垂直五层介质结构的有机发光像素阳极（103）、

4）一个或多个有机发光共阴电极（104）、

5）位于像素阳极（103）之下的通孔（201）和位于共阴电极（104）之下通孔阵列（202）、

6）键合区（203）、

7）一个有机层（106），至少包含一个空穴传输层（310）、一个多层有机发光层（311）和一个电子传输层（312）、

8）一个透明阴极层（107）、

9）一个多层薄膜封装层（108）、

10）一个色彩过滤层（109）和

11）一个玻璃封盖（110）；

其特征在于：所述单晶硅基底（101）为最下层；驱动电路层（102）位于单晶硅基底（101）之上；顶部通孔层（105）位于驱动电路层（102）之上；通孔（201）和通孔阵列（202）都处于顶部通孔层（105）之中；像素阳极（103）形成一个阵列；像素阳极（103）和共阴电极（104）位于顶部通孔层（105）之上，键合区（203）位于驱动电路层（102）表面或其中某个金属层；像素阳极（103）、共阴电极（104）和键合区（203）在硅基上方不能重合；像素阳极（103）之上为有机层（106）；有机层（106）自底向上依次为空穴传输层（310）、有机发光层（311）、电子传输层（312）；共阴电极（104）上不存在有机层（106）；透明阴极层（107）位于有机层（106）和共阴电极（104）之上，并将两者相连；多层薄膜封装层（108）位于透明阴极层（107）之上，将除键合区（203）以外的硅基表面全部包含在内；色彩过滤层（109）位于多层薄膜封装层（108）之上；最顶层是玻璃封盖（110），形成二重水氧密封和机械保护；

硅基顶发射有机发光的电流通路为：外部电源 -> 键合区（203）的正电源引脚 -> 驱动电路层（102） ->通孔（201） -> 像素阳极（103） ->有机层（106）-> 透明阴极层（107） -> 共阴电极（104） ->通孔阵列（202） -> 驱动电路层（102） -> 键合区（203）的负电源引脚 -> 外部电源；流过单个阳极像素的电流不超过80纳安。

2.根据权利要求1所述的硅基顶发射有机发光微显示器，其特征在于：所述驱动电路层（102）采用CMOS集成电路工艺制成，其晶体管特征尺寸为0.13微米至0.35微米，支持双电压或多电压区域，模拟电路电压范围为-5V至+5V，数字电路电压为+1V至+5V；所述驱动电路层（102）包含一个晶体管层、一个晶体管至金属连线层的连接孔层、一个或多个金属连线层，一个或多个金属连线层间的通孔层；所述驱动电路层（102）不包括顶层钝化层，其顶层为金属连线层。

3.根据权利要求1所述的硅基顶发射有机发光微显示器，其特征在于：所述驱动电路层（102）包含了驱动单点像素的像素驱动电路（601）、控制整个像素驱动电路阵列的扫描控制电路（602）和电源管理模块（603）；所述像素驱动电路（601）为任何基于MOSFET晶体管的能够输出可控电流的电路，驱动电流在一帧或一场图像内的平均幅度可以被分至256级及以上，以形成256级及以上灰度；所述扫描控制电路（602）为高速数字电路或数模混合电路，用于接受数字视频信号或者模拟视频信号，产生像素驱动电路（601）所需要的行选通信号和像素数据信号，形成灰度显示信息；所述像素驱动电路（601）的电路布局位于像素阳极（103）的下方，扫描控制电路（602）的电路布局位于像素阳极（103）所形成阵列的某一边或多边或四周；所述扫描控制电路（602）包含有图像后端处理功能，可以对输入的视频信号进行视频接口协议转换、RGB/YUV色彩空间转换、颜色格式调整、色彩亮度和对比度调节、图像锐化、图像钝化、图像色彩抖动、图像任意长宽比缩放、图像形状校正、伽玛校正、字符或图像叠加、图像滤镜叠加等图像处理；所述电源管理模块（603）包含一个脉宽调制模块输出脉宽调制信号，用以控制硅基外部的二极管和变压器以形成直流斩波器，从而产生有机发光所需要的负电源；所述电源管理模块（603）包含一个或多个用数字方式控制的低压差线性稳压器，用以控制扫描控制电路（602）中各模块的电源开关，从而降低功耗。