在將獨(dú)立的電光顯示器拼接在一起以產(chǎn)生更大型的顯示器的應(yīng)用中，較佳的是，觀看區(qū)域是完全有效的。因此，本發(fā)明涉及具有背板的電光顯示器，該背板具有在至少兩個表面上電路元件、布置在背板的前表面上的矩陣中的多個像素、在反向表面上(與背板的前表面相對)的至少一個驅(qū)動芯片、以及將前表面上的多個像素連接至反向表面上的驅(qū)動芯片的導(dǎo)體，從而整個觀看表面區(qū)域是光學(xué)有效的。

術(shù)語“電光”，如應(yīng)用于材料或顯示器的，在本文中使用圖像技術(shù)領(lǐng)域中的常規(guī)含義，意指具有第一顯示狀態(tài)和第二顯示狀態(tài)的材料，第一顯示狀態(tài)和第二顯示狀態(tài)在至少一個光學(xué)屬性方面不同，通過將電場施加到材料，材料從它的第一顯示狀態(tài)改變到它的第二顯示狀態(tài)。盡管光學(xué)屬性對于人眼通常是顏色感知的，它也可以是另外的光學(xué)屬性，諸如光傳輸、反射率、光強(qiáng)度，或者在意欲用于機(jī)器閱讀的顯示器的情況下，可見范圍之外的電磁波長的反射率變化意義方面的偽彩色。

一些電光材料是固態(tài)的，從該意義上，材料具有固態(tài)的外表面，盡管材料可以具有并通常具有內(nèi)部液體或氣體填充空間。為了方便起見，在下文中，這種使用固態(tài)電光材料的顯示器被稱作“固態(tài)電光顯示器”。因而，“固態(tài)電光顯示器”包括旋轉(zhuǎn)雙色部件顯示器、封裝的電泳顯示器、微單元電泳顯示器和封裝的液晶顯示器。

術(shù)語“雙穩(wěn)態(tài)”和“雙穩(wěn)性”在本文中使用本領(lǐng)域的常規(guī)含義，意指包括有第一顯示狀態(tài)和第二顯示狀態(tài)的顯示元件的顯示器，其中，第一顯示狀態(tài)和第二顯示狀態(tài)至少在一個光學(xué)屬性方面不同，并且，從而在任何給定的元件被驅(qū)動之后，通過有限持續(xù)時間的尋址脈沖的方式，呈現(xiàn)其第一顯示狀態(tài)或第二顯示狀態(tài)，在尋址脈沖結(jié)束之后，該狀態(tài)將持續(xù)改變顯示元件的狀態(tài)所需的尋址脈沖的最小持續(xù)時間的至少幾倍，例如，至少四倍。在美國專利號7,170,670中示出，一些具有灰度等級的基于粒子的電泳顯示器不僅在其極端的黑色狀態(tài)和白色狀態(tài)是穩(wěn)定的，而且在其中間的灰色狀態(tài)也是穩(wěn)定的，并且對于一些其他類型的顯示器亦是如此。這種類型的顯示器恰當(dāng)?shù)乇环Q為“多穩(wěn)態(tài)”而不是雙穩(wěn)態(tài)，但為了方便起見，在本文中可以使用術(shù)語“雙穩(wěn)態(tài)”來包括雙穩(wěn)態(tài)和多穩(wěn)態(tài)的顯示器。

幾種類型的電光顯示器是已知的。一種類型的電光顯示器是旋轉(zhuǎn)雙色部件顯示器，例如，如美國專利號5,808,783、5,777,782、5,760,761、6,054,071、6,055,091、6,097,531、6,128,124、6,137,467以及6,147,791中所描述的(盡管這種類型的顯示器常常被稱作“旋轉(zhuǎn)雙色球”顯示器，術(shù)語“旋轉(zhuǎn)雙色部件”優(yōu)選為是更準(zhǔn)確的，因?yàn)樵谏鲜鲆恍＠?，旋轉(zhuǎn)部件不是球面的)。這種顯示器使用大量的小的主體(典型地球面或柱面)，該主體具有不同光學(xué)特征的兩個或多個界面以及內(nèi)部偶極子。這些主體懸浮在基體內(nèi)液體填充的液泡中，液泡被液體填充，從而主體自由旋轉(zhuǎn)。通過向顯示器施加電場，顯示器的外觀被改變，從而將主體旋轉(zhuǎn)到各種位置并且改變通過觀看表面看到的主體的界面。這種類型的電光介質(zhì)典型地是雙穩(wěn)態(tài)的。

另一類型的電光顯示器使用電致變色介質(zhì)，例如，以納米發(fā)色(nanochromic)膜形式的電致變色介質(zhì)，包括至少部分從半導(dǎo)電金屬氧化物形成的電極以及附著至電極能夠可逆變色的多個染料分子。例如，參見O'Regan,B等人(Nature 1991，353,737)和Wood,D的“Information Display”，18(3)，24(2002年3月)。還可以參見Bach,U等人的Adv.Mater.,2002,14(11),845。例如，這種類型的納米發(fā)色膜也在美國專利號6,301,038、6,870,657和6,950,220中描述了。這種類型的介質(zhì)也是典型地雙穩(wěn)態(tài)。

另一類型的電光顯示器是由飛利浦開發(fā)的電潤濕顯示器并且在Hayes，R.A等人的"Video-Speed Electronic Paper Based on Electrowetting"(Nature,425,383-385，2003)中描述。在美國專利號7,420,549中示出這種電潤濕顯示器可以制成雙穩(wěn)態(tài)。

已被深入研究和發(fā)展許多年的一種電光顯示器類型是基于粒子的電泳顯示器，其中，多個帶電粒子在電場的影響下移動穿過液體。當(dāng)與液晶顯示器相比時，電泳顯示器能夠具有良好的明亮度和對比度、廣視野角度、狀態(tài)雙穩(wěn)性以及低功耗的屬性。然而，這些顯示器存在的長期圖像質(zhì)量問題阻礙了其廣泛使用。例如，構(gòu)成電泳顯示器的粒子易于沉淀，導(dǎo)致這些顯示器的使用壽命不足。

如上所述，電泳介質(zhì)需要流體的存在。在大多現(xiàn)有技術(shù)的電泳介質(zhì)中，這種流體是液體，但是也可以使用氣態(tài)流體來生產(chǎn)電泳介質(zhì)，例如，參見Kitamura,T.等人的“Electrical toner movement for electronic paper-like display”(IDW Japan,2001,Paper HCS1-1)和Yamaguchi,Y等人的“Toner display using insulative particles charged triboelectrically”(IDW Japan,2001,Paper AMD4-4)。還可參見美國專利號7,321,459和7,236,291。當(dāng)介質(zhì)在允許這種沉淀的方位使用時，例如，在介質(zhì)在垂直平面中放置的標(biāo)識牌中，這種基于氣態(tài)的電泳介質(zhì)顯示出與基于液體的電泳介質(zhì)一樣易受因粒子沉淀所導(dǎo)致的相同類型問題的影響。事實(shí)上，相對于基于液體的電泳介質(zhì)，在基于氣態(tài)的電泳介質(zhì)中，粒子沉淀顯現(xiàn)為是更嚴(yán)重的問題，因?yàn)橄鄬τ谝后w，氣態(tài)懸浮流體的較低黏度使電泳粒子的沉淀更快。

許多轉(zhuǎn)讓給或?qū)儆诼槭±砉?MIT)和E Ink公司的專利和申請描述了使用在封裝的電泳和其他電光介質(zhì)中的多種技術(shù)。這種封裝的介質(zhì)包括許多小的膠囊，每個膠囊本身包括內(nèi)部相和圍繞內(nèi)部相的膠囊壁，所述內(nèi)部相包含在流體介質(zhì)中的電泳移動顆粒。典型地，該膠囊自己在聚合物粘合劑之中就位，以形成位于兩個電極之間的連續(xù)層。在這些專利和申請中描述的技術(shù)包括：

(a)電泳粒子、流體和流體添加劑，例如，參見美國專利號7,002,728和7,679,814；

(b)膠囊、粘合劑和封裝過程，例如，參見美國專利號6,922,276和7,411,719；

(c)包含電光材料的膜和子組件，例如，參見美國專利號6,982,178和7,839,564；

(d)使用在顯示器中的背板、粘合層和其他輔助層以及方法，例如，參見美國專利號D485,294、6,124,851、6,130,773、6,177,921、6,232,950、6,252,564、6,312,304、6,312,971、6,376,828、6,392,786、6,413,790、6,422,687、6,445,374、6,480,182、6,498,114、6,506,438、6,518,949、6,521,489、6,535,197、6,545,291、6,639,578、6,657,772、6,664,944、6,680,725、6,683,333、6,724,519、6,750,473、6,816,147、6,819,471、6,825,068、6,831,769、6,842,167、6,842,279、6,842,657、6,865,010、6,967,640、6,980,196、7,012,735、7,030,412、7,075,703、7,106,296、7,110,163、7,116,318、7,148,128、7,167,155、7,173,752、7,176,880、7,190,008、7,206,119、7,223,672、7,230,751、7,256,766、7,259,744、7,280,094、7,327,511、7,349,148、7,352,353、7,365,394、7,365,733、7,382,363、7,388,572、7,442,587、7,492,497、7,535,624、7,551,346、7,554,712、7,583,427、7,598,173、7,605,799、7,636,191、7,649,674、7,667,886、7,672,040、7,688,497、7,733,335、7,785,988、7,843,626、7,859,637、7,893,435、7,898,717、7,957,053、7,986,450、8,009,344、8,027,081、8,049,947、8,077,141、8,089,453、8,208,193和8,373,211；以及美國專利申請公開號2002/0060321、2004/0105036、2005/0122306、2005/0122563、2007/0052757、2007/0097489、2007/0109219、2007/0211002、2009/0122389、2009/0315044、2010/0265239、2011/0026101、2011/0140744、2011/0187683、2011/0187689、2011/0286082、2011/0286086、2011/0292319、2011/0292493、2011/0292494、2011/0297309、2011/0310459和2012/0182599以及國際申請公開號WO00/38000，歐洲專利號1,099,207B1和1,145,072B1；

(e)色彩形成和色彩調(diào)節(jié)，例如，參見美國專利號7,075,502和美國專利申請公開號2007/0109219；

(f)用于驅(qū)動顯示器的方法，例如，參見美國專利號7,012,600和7,453,445；

(g)顯示器的應(yīng)用，例如，參見美國專利號7,312,784和8,009,348以及

(h)非電泳顯示器，如在美國專利號6,241,921、6,950,220、7,420,549和8,319,759以及美國專利申請公開號2012/0293858中所描述的。

許多上述專利和申請認(rèn)識到在封裝的電泳介質(zhì)中圍著離散微膠囊的壁可被連續(xù)相替代，從而產(chǎn)生所謂的聚合物分散的電泳顯示器，其中，電泳介質(zhì)包括電泳流體的多個離散的液滴和聚合物材料的連續(xù)相，并且在這種聚合物分散的電泳顯示器中的電泳流體的離散液滴可被看作膠囊或微膠囊，盡管沒有單獨(dú)的膠囊膜與各個獨(dú)立的液滴相關(guān)，例如，參見上述美國專利號6,866,760。因此，為了本發(fā)明的目的，這種分散聚合物的電泳介質(zhì)被看作是封裝的電泳介質(zhì)的亞種。

相關(guān)類型的電泳顯示器是所謂的“微單元電泳顯示器”。在微單元電泳顯示器中，帶電粒子和流體不被封裝在微膠囊內(nèi)，而是保留在形成于載體介質(zhì)內(nèi)的多個腔中，典型地載體介質(zhì)是聚合物膜。例如，參見美國專利號6,672,921和6,788,449，兩者都轉(zhuǎn)讓給Sipix Imaging公司。

盡管電泳介質(zhì)常常是不透明的(例如，由于在許多電泳介質(zhì)中，粒子大體上阻止可見光穿過顯示器的傳輸)并且工作在反射模式，許多電泳顯示器可以被制成操作在所謂的“快門模式”，其中，一個顯示狀態(tài)是大體不透明的并且一個是透光的。例如，參見美國專利號5,872,552、6,130,774、6,144,361、6,172,798、6,271,823、6,225,971和6,184,856。與電泳顯示器相似但依賴于電場強(qiáng)度變化的介電電泳顯示器可以工作在相似的模式，參見美國專利號4,418,346。其他類型的電光顯示器也能夠操作在快門模式。工作在快門模式中的電光介質(zhì)在用于全彩色顯示器的多層結(jié)構(gòu)中是有用的。在這種結(jié)構(gòu)中，鄰近顯示器觀看表面的至少一個層工作在快門模式，以顯示或隱藏距離觀看表面更遠(yuǎn)的第二層。

封裝的電泳顯示器典型地不受傳統(tǒng)電泳設(shè)備的聚焦和沉淀失效模式的影響并且提供了進(jìn)一步的優(yōu)勢，諸如在多種多樣的柔性和剛性基底上印制或涂覆顯示器的能力。(使用詞語“印制”意在包括所用形式的印制和涂覆，包括但不限于：預(yù)計(jì)量涂覆，諸如補(bǔ)丁模具涂覆、槽或擠壓涂覆、滑動或級聯(lián)涂覆、簾膜式涂覆；滾式涂覆，諸如刀滾涂覆、正反向滾式涂覆；凹面涂覆；浸漬涂覆；噴式涂覆；半月板涂覆；旋轉(zhuǎn)涂覆；刷涂覆；氣刀涂覆；絲網(wǎng)印制過程；靜電印制過程；熱敏印制過程；噴墨印制過程；電泳沉積(參見美國專利號7,339,715)以及其他類似技術(shù))。從而制成的顯示器可以是柔性的。進(jìn)一步地，因?yàn)轱@示器介質(zhì)可被印制(使用各種方法)，因此，顯示器本身可被廉價地制成。

其他類型的電光顯示器也可以使用在本發(fā)明中。特別值得關(guān)注地，雙穩(wěn)態(tài)鐵電液晶(FLC)顯示器和膽甾液晶顯示器在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。

電泳顯示器通常包括電泳材料層和至少兩個配置在電泳材料層的相對面的其他層，這兩層中的一層是電極層。在眾多這種顯示器中，兩層都是電極層，并且一個或兩個電極層被圖案化以限定顯示器的像素。例如，一個電極層可被圖案化為長型的行電極并且另一被圖案化為與行電極成直角延伸的長型的列電極，像素由行電極和列電極的交點(diǎn)限定。可選地且更通常地，一個電極層具有單個連續(xù)電極的形式并且另一個電極層被圖案化為像素電極的矩陣，每個像素電極限定顯示器的一個像素。在另外一種類型的電泳顯示器中，其傾向于使用與顯示器分離的觸針、打印頭或類似的可移動電極，僅有與電泳層鄰近的一個層包括電極，在電泳層相對面上的層典型地是保護(hù)層，意在用于防止可移動電極破壞電泳層。

三層電泳顯示器的制造通常涉及至少一項(xiàng)層壓操作。例如，在上述MIT和E ink公司的幾個專利和申請中，描述了用于制造封裝的電泳顯示器的過程，其中，在粘合劑中包含膠囊的封裝的電泳介質(zhì)被涂覆在包含銦錫氧化物(ITO)的柔性基底上或涂覆在塑料膜上的類似導(dǎo)電涂層(其作為最終顯示器的一個電極)、膠囊/粘合劑涂層被干燥，以形成穩(wěn)固地附著至基底的粘附層。單獨(dú)地，準(zhǔn)備背板，該背板包含像素電極陣列以及適當(dāng)布置的導(dǎo)體，以連接像素電極至驅(qū)動電路。為了形成最終的顯示器，使用層壓粘合劑將其上具有膠囊/粘合劑層的基底層壓至背板。(通過用簡單的保護(hù)層(例如塑料膜)代替背板，可以使用非常相似的過程來制造可用觸針或類似可移動電極的電泳顯示器，觸針或其他可移動電極可在保護(hù)層之上滑動)。在一個首選形式的這種過程中，背板本身是柔性的并且通過將像素電極和導(dǎo)體印制在塑料膜或其他柔性基底上來制造背板。通過這種過程大量生產(chǎn)顯示器的明顯的層壓技術(shù)是使用層壓粘合劑的輥式層壓。

如在上述美國專利號6,982,178中所論述的(參見第3欄第63行至第5欄第46行)，許多用在電泳顯示器中的組件以及用來制造這種顯示器的方法源自于用在液晶顯示器(LCD)中的技術(shù)。例如，電泳顯示器可以利用背板，該背板包括晶體管或二極管陣列和相應(yīng)的像素電極陣列以及在透明基底上的“連續(xù)”的前電極(指延伸越過多個像素且典型地整個顯示器的電極)，這些組件基本上與LCD中的相同。然而，用于組裝LCD的方法不能被用于封裝的電泳顯示器。LCD通常通過在分離的玻璃基底上形成背板和前電極來組裝，然后將這些組件粘接地固定在一起，在它們之間留下小的開口，將形成的組件放置在真空中，并將組件浸泡在液晶的浴中，從而液晶流過背板和前電極之間的開口。最后，隨著液晶就位，開口被封閉以提供最終的顯示器。

這種LCD組裝的過程不能被簡單地移植到封裝的顯示器。因?yàn)殡娪静牧鲜枪虘B(tài)的，它必須在背板和前電極互相緊固之前存在于這兩個部件之間。此外，與簡單地放置在前電極和背板之間而不附著到任何一方的液晶材料不同，封裝的電泳介質(zhì)通常需要被緊固到兩者；在大多數(shù)情況下，電泳介質(zhì)形成在前電極上，因?yàn)檫@一般比將介質(zhì)形成在包含電路的背板上更容易，并且，前電極/電泳介質(zhì)組合隨后被層壓到背板，這典型地通過用粘合劑來覆蓋電泳介質(zhì)的整個表面并在熱、壓力以及可能的真空的條件下層壓。因此，用于固態(tài)電泳顯示器的最終層壓的大部分現(xiàn)有技術(shù)的方法基本上是分批處理的方法，其中(典型地)，電光介質(zhì)、層壓粘合劑和背板臨近最終組裝之前被放到一起，并且期望提供適合于大量生產(chǎn)的更好的方法。

包括電泳顯示器的電光顯示器可能是昂貴的；例如，存在于便攜計(jì)算機(jī)中的彩色LCD的成本典型地是計(jì)算機(jī)全部成本的相當(dāng)大一部分。隨著這種顯示器的使用蔓延到比便攜式計(jì)算機(jī)便宜得多的諸如蜂窩電話和個人數(shù)字助理(PDA)的設(shè)備，降低這種顯示器成本面臨巨大的壓力。如上所論述的，通過在柔性基底上的印制技術(shù)形成電泳介質(zhì)的層的能力開辟了通過使用大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)來降低顯示器的電泳組件的成本的可能性，大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)諸如使用用于生產(chǎn)涂層紙、聚合物薄膜和類似介質(zhì)的商用設(shè)備的卷對卷涂覆(roll-to-roll coating)。

無論顯示器是反射的還是透射的，以及無論使用的電光介質(zhì)是否是雙穩(wěn)態(tài)的，為了獲得高分辨率的顯示器，顯示器的單個像素必須是可尋址的而沒有來自于相鄰像素干擾。達(dá)到該目標(biāo)的方法之一是提供非線性元件的陣列，諸如晶體管或二極管，以制造“有源矩陣”顯示器，其中至少一個非線性元件與每個像素相關(guān)。尋址一個像素的地址或像素電極通過相關(guān)的非線性元件連接至電壓源。典型地，當(dāng)非線性元件是晶體管時，像素電極被連接至晶體管的漏極，在下面的描述中假定是這種布置，盡管它基本上是任意的并且像素電極可以連接至晶體管的源極。常規(guī)地，在高分辨率的陣列中，像素被布置在行列兩維的陣列中，從而任何特定的像素唯一地由一個特定行和一個特定列的交點(diǎn)來限定。在每列中所有晶體管的源極被連接至單個列電極，而每行中所有晶體管的柵極被連接至單個行電極；再次，源極到行和柵極到列的分配是常規(guī)的但實(shí)質(zhì)上是任意的，并且如果需要可以反向。行電極被連接至行驅(qū)動器，其基本上確保在任何給定的運(yùn)動中，只有一行被選擇，即，施加電壓到選擇的行電極，以確保所選擇行中的所有晶體管是導(dǎo)電的，同時施加電壓到所有其它行，以確保這些未選擇行中的所有晶體管是非導(dǎo)電的。列電極被連接至列驅(qū)動器，列驅(qū)動器施加被選擇的多個列電極電壓，以將選擇行中的像素驅(qū)動到要求的光學(xué)狀態(tài)。(上述電壓是相對于公用的前電極的，前電極常規(guī)地設(shè)置在相對于非線性陣列的電光介質(zhì)的相對側(cè)并且延伸跨過整個顯示器)。經(jīng)過被稱為“行尋址時間”的預(yù)選擇的間隔之后，所選擇的行被取消選定，并且列驅(qū)動器上的電壓被改變到顯示器的下一個線被寫入的電壓。重復(fù)該過程，從而以逐行的方式寫整個顯示器。

很好地確立了用于制造有源矩陣的顯示器的過程。例如，薄膜晶體管可以使用各種沉積和光刻技術(shù)來制造。晶體管包括柵極、絕緣介電層、半導(dǎo)體層以及源極和漏極電極。向柵電極施加電壓提供了跨過介電層的電場，這顯著地增加了半導(dǎo)體層的源極到漏極的導(dǎo)電性。這種變化允許源極和漏極電極之間的電傳導(dǎo)。典型地，柵極電極、源極電極和漏極電極是被圖案化的。通常，半導(dǎo)體層也是被圖案化的，以減小相鄰電路元件之間的雜散傳導(dǎo)(例如，串道)。

電光顯示器通常被用來形成大面積的顯示器，例如，以大型標(biāo)識牌或廣告牌的形式。這種大面積的顯示器通常通過將離散的電光顯示器“拼接”(并置)在一起來形成，由于技術(shù)原因，諸如通過光刻生產(chǎn)的背板尺寸的限制，單個電光顯示器不能經(jīng)濟(jì)地超過一定的尺寸。為了造成單一大面積顯示器的錯覺，重要的是，顯示器的整個可視區(qū)域是有效的，在鄰接的顯示器之間沒有無源的邊界。遺憾地，常規(guī)的電光顯示器需要通常圍繞顯示器的周邊設(shè)置的驅(qū)動器電子件。當(dāng)獨(dú)立地使用顯示器時，由于顯示器的有效面積通常被用作隱藏驅(qū)動電子件的邊框環(huán)繞，這種外圍的驅(qū)動器的電子元件不是問題。然而，當(dāng)使用多個顯示器以形成大面積的顯示器時，由于外圍區(qū)域是固有地光學(xué)無效的，這種外圍的驅(qū)動器電子件會導(dǎo)致問題。因此，需要將顯示器拼接在一起以形成大面積顯示器而不在單個的顯示器的外圍部分引入無效區(qū)域的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明涉及具有背板的顯示器，該背板設(shè)有前表面和在背板的相對側(cè)上的反向表面，前表面具有以行列矩陣布置的多個像素電極，行列矩陣具有行線和列線，各個行線和列線處設(shè)有導(dǎo)電孔，并且反向表面具有在各個行線和列線處連接至導(dǎo)電孔的至少一個驅(qū)動芯片，其中在前表面上的多個像素電極被電連接至反向表面上的驅(qū)動芯片，從而整個觀看表面區(qū)域可以是光學(xué)有效的。

另一方面，本發(fā)明提供用于電光顯示器的背板，該背板包括：具有多個像素電極的第一主表面，該多個像素電極布置在具有行線和列線的行列陣列中；與第一主表面相對的第二主表面，具有至少兩個驅(qū)動芯片；以及在各行線和各列線處的多個導(dǎo)電孔，以將行線連接至第一驅(qū)動芯片并且將列線連接至第二驅(qū)動芯片。

另一方面，本發(fā)明提供包含背板的電光組裝，該背板具有在前表面上的多個像素電極、在反向表面上的至少一個驅(qū)動器以及在像素電極和驅(qū)動器之間的電連接，從而幾乎100％的觀看表面可以是光學(xué)有效的。

附圖說明

圖1是根據(jù)一些實(shí)施例的有源矩陣電光顯示器的一個像素的示意性電路圖。

圖2是示出了根據(jù)一些實(shí)施例的顯示器的觀看表面的單個像素的俯視平面圖。

圖3是具有5x5像素陣列的本發(fā)明的背板的前表面的俯視平面圖。

圖4是圖3示出的背板的反向表面、單個驅(qū)動器及其連接的平面圖。

圖5是與圖4相似的平面圖，但是示出了兩個驅(qū)動器及其連接的實(shí)施例。

圖6是用在大型標(biāo)識牌中的本發(fā)明的說明性表示。

具體實(shí)施方式

使用電光顯示器的技術(shù)正在從電子文檔閱讀器的應(yīng)用擴(kuò)展到各種電子顯示產(chǎn)品，包括產(chǎn)品標(biāo)簽、零售貨架標(biāo)簽、設(shè)備監(jiān)控指示器、手表、標(biāo)識牌以及宣傳或廣告顯示屏。典型地，電光顯示器被框架或邊框遮住，以隱藏通常沿著顯示器放置的顯示器的電連接。在一些應(yīng)用中，具體地，如大型的拼接顯示器，通常優(yōu)選的是，電光顯示器的整個觀看區(qū)域是光學(xué)有效的；例如，通過將多個電光顯示器拼接在一起以產(chǎn)生大型顯示器而制成的廣告牌，其中各個獨(dú)立的顯示器的整個觀看表面是光學(xué)有效的，并且各個顯示器之間的空間被最小化，從而該大型顯示器呈現(xiàn)為單一連續(xù)的顯示器。

因此，本發(fā)明提供具有背板的電光顯示器，該背板具有在至少兩個表面上的電路元件、布置在具有行線和列線的背板的前表面上的行列陣列中的多個像素電極、在反向表面(與背板的前表面相對)上的至少一個驅(qū)動芯片、以及將前表面上的所述多個像素電極的行線和列線連接至反向表面上的驅(qū)動芯片的導(dǎo)電孔，從而整個觀看表面區(qū)域可以是光學(xué)有效的。

另一方面，本發(fā)明提供具有背板的電光顯示器，該背板具有：兩個主表面，其中，第一主表面具有多個像素電極，并且與第一主表面相對的第二主表面具有至少一個驅(qū)動芯片；具有用于各個柵極線的導(dǎo)電孔的多個柵極線；具有至少一個導(dǎo)電孔的多個公用線，以將所述多個像素電極電連接至驅(qū)動芯片，從而整個觀看表面區(qū)域可以是光學(xué)有效的。

另一方面，本發(fā)明提供包含背板的電光組裝，該背板具有：在前表面上的多個像素電極；在反向表面上的至少一個驅(qū)動器；以及在像素電極和驅(qū)動器之間的電連接，從而幾乎100％的觀看表面可以是光學(xué)有效的。

在本文中使用的術(shù)語“背板”與電光顯示器的現(xiàn)有技術(shù)中和上述專利中以及出版的應(yīng)用中的常規(guī)含義一致，意指設(shè)有一個或多個電極的剛性或柔性材料。背板還可設(shè)有用于尋址顯示器的電子件，或者這種電子件可以設(shè)置在獨(dú)立于背板的單元中。背板可以包含多個層。背板可以被稱作背部電極結(jié)構(gòu)。背板的前表面指與顯示器的前電極最接近的表面。背板的反向表面指最遠(yuǎn)離前電極的表面。

本文中使用的術(shù)語“觀看表面”與電光顯示器的現(xiàn)有技術(shù)中和上述專利中以及出版的應(yīng)用中的常規(guī)含義一致，意指與前電極的最接近的表面(遠(yuǎn)離背板的表面)。

本文中使用的術(shù)語“非觀看表面”意指不是觀看表面的任何表面或側(cè)面。這包括背板的反向側(cè)面、背板的側(cè)面以及如果多層時，不在觀看表面上的背板的任何層。

典型地，背板具有像素電極陣列。每個像素電極形成“像素單元”的一部分，像素單元通常還包括薄膜晶體管、存儲電容和將每個像素單元電連接至驅(qū)動芯片的導(dǎo)體。盡管像素電極在技術(shù)上是像素單元的子部件，術(shù)語“像素”和“像素電極”通?？山粨Q地使用并且指背板有源區(qū)域的單元格。術(shù)語“列線”和“行線”通常指像素晶體管的“柵極線”和“源極線”。這些術(shù)語在本文中可交換地使用。

圖1是一種類型的單一薄膜晶體管像素(100)的電路的說明性原理圖，包括像素電極(105)、電容電極(104)、薄膜晶體管(106)、柵極線(103)、源級線(101)和公用(接地)線(102)。源極線(101)連接至晶體管(106)的源極，柵極線(103)連接至晶體管(106)的柵極，并且晶體管(106)的漏極連接至像素電極(105)。電容電極(104)連接至接地線(102)，因此像素電極(105)和電容電極(104)共同形成存儲電容(107)。

圖2是單個像素的本發(fā)明的說明性原理圖，包括像素電極(105)、電容器電極(104)、薄膜晶體管(106)、柵極線(103)、源極線(101)和公用(接地)線(102)。在各柵極線(201)處和各源極線(200)處的導(dǎo)電孔將像素電極電連接至背板的反向表面上的驅(qū)動器。導(dǎo)電孔(203)將接地線(102)連接至反向表面上的驅(qū)動器。

像素電極的薄膜晶體管可以通過形成穿過背板的孔的開口來電連接至驅(qū)動芯片。開口可以用導(dǎo)電材料來填充，以形成將觀看面上的電子組件互連至背板的反向表面上的電子組件的孔?？椎拈_口例如可以蝕刻、沖孔、鉆孔或激光鉆孔穿過背板的聚合物材料，從而將觀看面上的電子組件連接至反向面上的驅(qū)動器。可以使用各種材料和技術(shù)來填充孔的開口，包括印制(例如，噴墨、絲網(wǎng)、或膠印)導(dǎo)電樹脂的應(yīng)用、蔭罩蒸發(fā)或常規(guī)的光刻方法。簡單的電連接可以沿著基底的邊緣使用厚膜導(dǎo)體來制成。

圖3是本發(fā)明的背板的5x5像素陣列的說明性示意圖，包括像素電極(105)、電容電極(104)、薄膜晶體管(106)、柵極線(103)、源極線(101)、公用(接地)線(102)、源極線導(dǎo)電孔(200)、柵極線導(dǎo)電孔(201)和公用線導(dǎo)電孔(203)。像素組件是分層的，或者夾在半導(dǎo)體層之間，以提供電連接并防止相鄰組件之間的串道。像素電極通常在背板的前表面上并且是與觀看表面最接近的層。電光層附著至像素電極層，從而，基本上整個觀看表面是光學(xué)有效的。當(dāng)電光層用作掩蓋背板上下面的組件時，像素電極層可以是透射光的。

圖3示出的晶體管陣列可以使用許多適當(dāng)?shù)姆椒ㄖ械娜魏我环N來制造。例如，可以使用諸如蒸發(fā)或?yàn)R射的基于真空的方法來沉積形成晶體管所必需的材料，并且此后，被沉積的材料可以被圖案化?？蛇x地，可以使用濕印制方法或轉(zhuǎn)移方法來沉積形成晶體管所必需的材料。對于薄膜晶體管的制造，基底例如可以是硅片、玻璃板、鋼箔或塑料片。柵極電極例如可以是諸如金屬或?qū)щ娋酆衔锏娜魏螌?dǎo)電材料。用作半導(dǎo)體層的材料例如可以是諸如非晶硅或多晶硅的無機(jī)材料。可選地，半導(dǎo)體層可以由有機(jī)半導(dǎo)體形成，諸如，聚噻吩及其衍生物、低聚噻吩和并五苯。通常，在產(chǎn)生常規(guī)薄膜晶體管中有益的任何半導(dǎo)電材料都可以在本實(shí)施例中使用。用于柵極介電層的材料可以是有機(jī)或無機(jī)材料。合適的材料的例子包括但不限于聚酰亞胺，二氧化硅，以及多種無機(jī)涂料和玻璃。源極和柵極電極可以由諸如金屬或?qū)щ娋酆衔锏娜魏螌?dǎo)電材料制成。

參照圖3描述的晶體管陣列可以是用于尋址電子顯示器的任何類型的晶體管。另外的(例如電阻器)或可選的(例如，電容和晶體管)驅(qū)動組件同樣可以使用。在另一實(shí)現(xiàn)中，尋址電子背板可以包含作為非線性元件的二極管，而不是晶體管。本發(fā)明可應(yīng)用于各種電子顯示器，包括電泳顯示器、液晶顯示器、發(fā)射型顯示器(包括有機(jī)發(fā)光材料)和旋轉(zhuǎn)球顯示器。

可選地，可以使用無源矩陣背板而不是有源矩陣背板來驅(qū)動顯示器。如在現(xiàn)有技術(shù)中公知的，無源矩陣背板使用兩組以直角延伸的長型電極以在屏幕中顯示圖像。每個像素由兩個電極的交點(diǎn)限定，一個電極來自一個組。通過改變給定交點(diǎn)處的電荷，可以改變相應(yīng)像素的電光屬性。

圖4是本發(fā)明的背板的反向表面的說明性示意圖，示出了驅(qū)動器(400)、導(dǎo)電孔(200、201、203)和將前表面上5x5陣列中的像素連接至反向表面上的驅(qū)動器的導(dǎo)體(401、402)。圖4示出了根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的位于各列和各行一端的導(dǎo)電孔，然而，孔可以位于沿著柵極和源極線的任何地方以形成電連接。

圖4說明了用于晶體管陣列以驅(qū)動顯示器的導(dǎo)電引線和元件的平面圖。陣列包括具有將驅(qū)動器連接至像素電極的導(dǎo)電孔的源極線和柵極線。為了尋址像素電極，將電壓施加到適當(dāng)?shù)脑礃O線和柵極線。通過尋址與顯示元件相關(guān)的像素電極，實(shí)現(xiàn)了顯示元件的光學(xué)特性的改變。

從上述可以看出，本發(fā)明提供包含背板的電光組件，該背板具有：布置在前表面上的行列中的多個像素；在反向表面上的至少一個驅(qū)動器；以及像素陣列的行線和列線和驅(qū)動器之間的電連接，從而100％的觀看表面可以是光學(xué)有效的。

根據(jù)電光顯示器的應(yīng)用、基底材料和PCB設(shè)計(jì)準(zhǔn)則可以優(yōu)化顯示器的尺寸和分辨率。像素尺寸可以不同，從大約100μm每側(cè)到超過10mm每側(cè)(大約10,000μm²to 100mm²)。取決于顯示器的像素尺寸，導(dǎo)電孔的尺寸范圍從25μm到250μm。單個的顯示器尺寸范圍可以從幾平方英尺到之大到小于一平方英寸。對于具有大觀看距離的大型顯示器，優(yōu)選較大的像素尺寸。例如，廣告牌顯示器可以由大約400mm x 400mm的單個顯示器來制造，其具有4mm x 4mm像素和大約250μm的導(dǎo)電孔。對于具有較短觀看距離的大型顯示器，優(yōu)選較小的像素尺寸。例如，壁式顯示器可以由具有250μm x 250μm像素的大約200mm x 200mm的單個顯示器來制造。

根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)則可以優(yōu)化驅(qū)動芯片的數(shù)量?？梢允褂弥辽僖粋€驅(qū)動芯片。優(yōu)選地，使用至少兩個驅(qū)動芯片，一個驅(qū)動?xùn)艠O線，另一個驅(qū)動源極線。

圖5是本發(fā)明的說明性的示意圖，示出了兩個驅(qū)動器(500、501)，到源極線(200)和柵極線(201)的導(dǎo)電孔、到公用線(203)的導(dǎo)電孔以及將前表面上5x5陣列中的像素連接至反向表面的驅(qū)動器的導(dǎo)體(401、402)。一個驅(qū)動器(500)尋址源極線并且另一個驅(qū)動器(501)尋址柵極線和公用線。

在本發(fā)明的一個方面中，可以在背板的前表面上制造薄膜晶體管、電容電極和像素電極，而在相對的表面上形成驅(qū)動器和連接?xùn)艠O和源極的線(以及任何另外的電子組件)，然后形成孔的開口，并最終填充孔的開口以形成孔?？梢杂脤?dǎo)電物質(zhì)來填充孔，諸如焊料或?qū)щ姯h(huán)氧樹脂或絕緣物質(zhì)，諸如環(huán)氧樹脂?？蛇x地，可以在背板的前表面上形成柵極和源極線。在另一選擇中，可以鉆孔和填充基底以形成孔，然后形成薄膜晶體管陣列，從而源極和柵極線到達(dá)(對齊)導(dǎo)電孔。

在另一選擇中，可以如此形成背板：將源極線、柵極線和薄膜晶體管印制在基底上，然后鉆孔并填充導(dǎo)電孔，然后用電介質(zhì)覆蓋孔，并且，最后印制像素電極。

背板基底材料可以是任何允許制造一個或多個孔的開口的合適的材料，諸如聚酯，聚酰亞胺，多層玻璃纖維，不銹鋼，PET或玻璃。穿過期望有導(dǎo)電通路的地方，包括穿過任何必需的介電層，來沖孔、鉆孔、打磨或熔化出洞?？蛇x地，可以在組裝之前，在背板材料上形成開口，并且然后在組裝時對齊開口?？梢允褂脤?dǎo)電墨水來制造和填充洞。如現(xiàn)有技術(shù)中已知的，可以使用導(dǎo)電墨水來印制像素電極。可以優(yōu)化墨水的黏度以及開口的尺寸和布局，從而將墨水填充到開口。當(dāng)印制反向表面結(jié)構(gòu)時，再次使用導(dǎo)電墨水，再次填充洞。通過這種方法，可以自動化地制成基底的前部和背部之間的連接。

顯示器的背板可以包括：在前表面上具有薄膜晶體管陣列的基底；位于各列和各行處的導(dǎo)電孔；在基底反向表面上的驅(qū)動器；以及將薄膜晶體管陣列連接至驅(qū)動器的柵極和源極線。

可選地，印制電路板可以用作背部電極結(jié)構(gòu)。印制電路板的前部可以具有以期望的形狀蝕刻的銅焊盤。覆鍍的孔將電極焊盤連接至在印制電路板的反向表面上的蝕刻導(dǎo)線結(jié)構(gòu)(或?qū)w)。導(dǎo)線可以延伸到印制電路板的反向表面背部，并且可以使用標(biāo)準(zhǔn)的連接器來形成連接，諸如表面安裝連接器或使用柔性連接器和各向異性膠。

可選的，諸如覆銅聚酰亞胺的柔性電路可以用作背部電極結(jié)構(gòu)。印制電路板可以由聚酰亞胺制成，它既作為柔性連接器也作為用于電極結(jié)構(gòu)的基底。取代銅焊盤，電極可以被蝕刻在覆蓋聚酰亞胺印制電路板的銅中。覆鍍的貫通孔將蝕刻到基底上的電極連接至印制電路板的背部，印制電路板上可以具有蝕刻的導(dǎo)體網(wǎng)絡(luò)(蝕刻的導(dǎo)體網(wǎng)絡(luò)類似于蝕刻的導(dǎo)線結(jié)構(gòu))。

可選地，可以完全由印制層制成背部電極結(jié)構(gòu)?？梢詫?dǎo)電層印制在由透明的前電極和可印制的顯示材料構(gòu)成的顯示器的后部。透明的電極可以由氧化銦錫或?qū)щ娦跃酆衔飦碇圃欤T如聚苯胺和聚噻吩。可以印制介電涂料，留出用于孔的區(qū)域。然后，可以印制導(dǎo)電墨水的后部的層。如有必要，在印制最后的墨水結(jié)構(gòu)以填充洞之前，可以使用導(dǎo)電墨水的其他層。

這種用于印制顯示器的技術(shù)可以用來在顯示器上構(gòu)建背部電極結(jié)構(gòu)，或者構(gòu)造兩個獨(dú)立的層，它們被層壓在一起以形成顯示器。例如，可以將電子活性油墨印制在銦錫氧化物電極上。單獨(dú)地，上述的背部電極結(jié)構(gòu)可以印制在合適的基底上。諸如塑料、聚合物膜或玻璃。電極結(jié)構(gòu)和顯示器元件可以被層壓以形成顯示器。

此外，封裝的電泳顯示器是與柔性基底高度兼容的。這使得高分辨率的薄膜晶體管顯示器成為可能，其中，晶體管被沉積在柔性基底上，如柔性玻璃、塑料或金屬箔。然而，連同任何類型的薄膜晶體管或其他非線性元件一起使用的柔性基底不必是單片的玻璃、塑料、金屬箔。反而，它可以用紙構(gòu)成。可選地，它可以用織物材料構(gòu)成?？蛇x地，它可以是這些材料的復(fù)合物或?qū)訝罱M合。

圖6是在大型的標(biāo)識牌中使用的本發(fā)明的說明性的表示。單個電光顯示器(600)用5乘4的陣列來拼接。虛線(601)表示單個顯示器的邊緣。該圖示出了用于火車站的標(biāo)識牌，其顯示了指示火車方向的圖標(biāo)和文字(602)。

電光顯示器可以具有前板，以從背板開始的順序，該前板包括沉積在薄膜晶體管陣列上的電光材料層、沉積在電光材料上的單一連續(xù)的電極以及，可選地，前保護(hù)層或其他阻擋層。保護(hù)層的上表面形成顯示器的觀看表面。邊封可以圍繞電光材料的周界延伸以防止?jié)駳膺M(jìn)入到電光材料。

另一方面，本發(fā)明提供電光顯示器，其中，電光材料掩蓋電連接，從而觀看表面可以是完全地光學(xué)有效的。前平面層壓件的電光材料可覆蓋像素電極以相對于觀看表面遮擋背板連接。另一方面，前平面層壓件的電光材料可以延伸超過像素電極以相對于觀看表面遮擋背板連接。

另一方面，如在美國專利號8,705,164中所描述的，前電極連接可以在背板的非觀看面上?？蛇x地，前電極連接可以在觀看面上制成。這種連接在觀看表面上產(chǎn)生非有效的區(qū)域。這些非有效區(qū)域通常直徑大約2mm，但取決于顯示器的電壓要求和連接的總數(shù)量，也可更大或更小。相比于全部的有效觀看區(qū)域，顯示器仍然可以呈現(xiàn)100％的有效。在本發(fā)明中，優(yōu)選至少95％的有效觀看區(qū)域。