CN100379014C - 主动式驱动有机电致发光显示器结构 - Google Patents

主动式驱动有机电致发光显示器结构 Download PDF

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Abstract

一种发光亮度稳定的主动式驱动有机电致发光显示器结构。此种主动式驱动有机电致发光显示器包括一薄膜晶体管(TFT)结构和一有机发光二极管结构，本发明凭借改良TFT的保护层结构，降低TFT的漏电流，使有机发光二极管(OLED)的发光亮度维持稳定。

Description

主动式驱动有机电致发光显示器结构
技术领域
本发明关于一种有机电致发光显示器结构，特别关于改良TFT的保护层结构以降低薄膜晶体管的漏电流，维持主动式驱动有机发光二极管(OLED)发光亮度的显示器结构。
发明背景
有机电致发光显示器(Organic Electroluminesence Display)又称为有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode；OLED)显示器，由于其拥有高亮度、屏幕反应速度快、轻薄短小、全彩、无视角差、不需液晶显示器式背光板以及节省灯源及耗电量的优点，因此可率先取代扭曲向列(TwistNematic；TN)与超扭曲向列(Super Twist Nematic；STN)液晶显示器的市场，并进一步取代小尺寸薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)，而成为新一代便携式信息产品、行动电话、个人数字处理器以及便携式计算机普遍使用的显示材料。
有机发光二极管显示器依驱动方式，可分为被动式(Passive Matrix，PMOLED)与主动式(Active Matrix，AMOLED)。所谓的主动式驱动OLED(AMOLED)，即是利用薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)，搭配电容储存讯号，来控制OLED的亮度灰阶表现。当扫描线扫过后画素仍然能保持原有的亮度；至于被动驱动下，只有被扫描线选择到的画素才会被点亮。因此在主动驱动方式下，OLED并不需要驱动到非常高的亮度，因此可达到较长的使用寿命，也可以满足高分辨率的需求。
图1系为AMOLED的结构剖面示意图，AMOLED的薄膜晶体管(TFT)1包含一栅极金属11、一介电绝缘层12、一源极金属或漏极金属13、一非晶硅层14、掺杂非晶硅15及保护层16。而AMOLED的有机发光二极管2包括一氧化铟锡电极(ITO)21、一有机发光层22及一阴极电极23，且该ITO透明电极21系与源极金属或漏极金属13相连接。由于AMOLED为一电流驱动组件，若要维持OLED亮度一致，必须提供一固定电流。如图1所示，电流(如箭头方向所指)流过TFT 1的源极金属和漏极金属，流经ITO层21，再流入有机发光层22和阴极电极23，此时OLED才发光。但是，本发明人发现在目前技术中，当给予一固定电流时，OLED亮度仍有下降(decay)的情形发生。
因此，急需找出现有的AMOLED的发光亮度不稳定的原因并对其结构加以改良，以便能制作出维持OLED发光亮度的AMOLED。
发明内容
本发明人经研究发现了AMOLED发生发光亮度不稳定的原因。AMOLED的薄膜晶体管(TFT)1在操作时，会施加一电压于其栅极金属11上，所以在该栅极金属11与该阴极电极23之间，会有一强大电场E，如图2所示，而TFT 1的保护层16系为一如SiNx的介电材料所构成，此种介电材料在固定电压下，流过该介电材料的电流与时间的变化图如图3所示。当保护层16阻绝电流的能力不佳时，在一定时间后，保护层16就会发生崩溃现象，于是大量漏电流经由保护层16流失，如图4的箭头B所示。因此，在一定电流供应下，流经ITO层并注入有机发光层22的电流就大幅减少，而造成OLED亮度下降的情形发生。
所以，要降低此漏电流的发生，让提供的定电流皆能有效地通过OLED，而非经由其它路径流失，以维持OLED的发光亮度和增加AMOLED组件的使用寿命(lifetime)，本发明改良了TFT的保护层结构来达成上述的目的。
本发明的主要目的即是提供一种可维持主动式驱动有机发光二极管(AMOLED)发光亮度的结构。凭借改良TFT的保护层结构，降低TFT的漏电流，使有机发光二极管(OLED)的发光亮度维持稳定。
本发明提供一种主动式驱动有机电致发光显示器结构，包括：
一薄膜晶体管结构，其包括一栅极金属、一介电绝缘层、一源极金属和漏极金属和一保护层，该栅极金属设置在一基板上，该介电绝缘层覆盖在该栅极金属和该基板上，该源极金属和漏极金属设置在该介电绝缘层上，且位于该栅极金属的上方，该保护层覆盖在该源极金属和漏极金属上；以及
一有机发光二极管结构，其包括一阳极电极、一有机发光层和一阴极电极，该阳极电极与该源极金属或漏极金属相连接，该有机发光层形成在该阳极电极上，而该阴极电极形成在该有机发光层上；
所述的薄膜晶体管结构的保护层为一多层结构。
所述的保护层的多层结构的每一层各由不同的介电材料构成。
本发明提供一种主动式驱动有机电致发光显示器结构，包括：
一薄膜晶体管结构，其包括一栅极金属、一介电绝缘层、一源极金属和漏极金属和一保护层，该栅极金属设置在一基板上，该介电绝缘层覆盖在该栅极金属和该基板上，该源极金属和漏极金属设置在该介电绝缘层上，且位于该栅极金属的上方，该保护层覆盖在该源极金属和漏极金属上；以及
一有机发光二极管结构，其包括一阳极电极、一有机发光层和一阴极电极，该阳极电极与该源极金属或漏极金属相连接，该有机发光层形成在该阳极电极上，而该阴极电极形成在该有机发光层上；
所述的薄膜晶体管结构的保护层经过热氧化处理。
所述的保护层为SiNx介电材料，其表面经过热氧化处理后形成SiON。
本发明提供一种主动式驱动有机电致发光显示器结构，包括：
一薄膜晶体管结构，其包括一栅极金属、一介电绝缘层、一源极金属和漏极金属和一保护层，该栅极金属设置在一基板上，该介电绝缘层覆盖在该栅极金属和该基板上，该源极金属和漏极金属设置在该介电绝缘层上，且位于该栅极金属的上方，该保护层覆盖在该源极金属和漏极金属上；以及
一有机发光二极管结构，其包括一阳极电极、一有机发光层和一阴极电极，该阳极电极与该源极金属或漏极金属相连接，该有机发光层形成在该阳极电极上，而该阴极电极形成在该有机发光层上；
所述的保护层由高介电强度材料构成。
附图说明
图1为已有主动式驱动有机电致发光显示器(AMOLED)的结构剖面示意图；
图2显示图1的AMOLED在栅极金属与阴极电极之间的一强大电场；
图3为一介电材料在固定电压下，流过该介电材料的电流与时间的变化图；
图4显示图1的AMOLED有大量漏电流经由保护层流失，如箭头B所示；
图5为本发明的TFT的保护层结构的第一种实施例；
图6为本发明的TFT的保护层结构的第二种实施例；以及
图7为本发明的TFT的保护层结构的第三种实施例。
附图编号说明：
薄膜晶体管(TFT) -----1         有机发光二极管-----2
栅极金属-------------11        介电绝缘层---------12
源极金属或漏极金属 --13        非晶硅层-----------14
氧化铟锡电极(ITO) ---21        掺杂非晶硅---------15
保护层 --------------16        有机发光层---------22
阴极电极-------------23        电场---------------E
箭头-----------------B         保护层-------------26、36、46
两层结构------------261、262  保护层表面---------36’
具体实施方式
图5系显示本发明的TFT的保护层结构的第一种实施例。制作具多层结构(multi-layer)的保护层26，来增加该保护层26的抗漏电流能力。例如，可镀制多层(两层以上)厚度各为3000埃的SiNx或使用SiNx与其它种介电材料交错镀制。在图5中，保护层26由两层结构261、262所构成。藉由使保护层的介电层厚度增加，并且使介电膜因多层镀制而增加界面，可双重增强该保护层26的抗漏电流能力。
另外，本发明提供另一较佳实施例，对保护层的表面进行热氧化处理，来增加该保护层的抗漏电流能力。图6显示本发明的TFT的保护层结构的第二种实施例，例如在镀制完SiNx保护层36后，对该SiNx进行热氧化处理，使该保护层36的表面36’形成SiON，如此亦可增加该保护层36的抗漏电流能力。
再者，本发明提供又一较佳实施例，图7显示本发明的TFT的保护层结构的第三种实施例，使用高介电强度的材料，例如SiO2，作为制作保护层的材料，来增加该保护层46的抗漏电流能力。
以上所述，利用较佳实施例详细说明本发明，而非限制本发明的范围，而且熟知此类技术的人士皆能明了，在本发明基础上适当而作些微的改变及调整，仍将不失本发明的要义所在，本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (6)

1.一种主动式驱动有机电致发光显示器结构，包括：
一薄膜晶体管结构，其包括一栅极金属、一介电绝缘层、一源极金属和漏极金属和一保护层，该栅极金属设置在一基板上，该介电绝缘层覆盖在该栅极金属和该基板上，该源极金属和漏极金属设置在该介电绝缘层上，且位于该栅极金属的上方，该保护层覆盖在该源极金属和漏极金属上；以及
一有机发光二极管结构，其包括一阳极电极、一有机发光层和一阴极电极，该阳极电极与该源极金属或漏极金属相连接，该有机发光层形成在该阳极电极上，而该阴极电极形成在该有机发光层上；
其特征在于：所述的薄膜晶体管结构的保护层为一多层结构。
2.根据权利要求1所述的主动式驱动有机电致发光显示器结构，所述的保护层的多层结构的每一层各由不同的介电材料构成。
3.一种主动式驱动有机电致发光显示器结构，包括：
一薄膜晶体管结构，其包括一栅极金属、一介电绝缘层、一源极金属和漏极金属和一保护层，该栅极金属设置在一基板上，该介电绝缘层覆盖在该栅极金属和该基板上，该源极金属和漏极金属设置在该介电绝缘层上，且位于该栅极金属的上方，该保护层覆盖在该源极金属和漏极金属上；以及
一有机发光二极管结构，其包括一阳极电极、一有机发光层和一阴极电极，该阳极电极与该源极金属或漏极金属相连接，该有机发光层形成在该阳极电极上，而该阴极电极形成在该有机发光层上；
其特征在于：所述的薄膜晶体管结构的保护层经过热氧化处理。
4.根据权利要求3所述的主动式驱动有机电致发光显示器结构，所述的保护层为SiNx介电材料，其表面经过热氧化处理后形成SiON。
5.一种主动式驱动有机电致发光显示器结构，包括：
一薄膜晶体管结构，其包括一栅极金属、一介电绝缘层、一源极金属和漏极金属和一保护层，该栅极金属设置在一基板上，该介电绝缘层覆盖在该栅极金属和该基板上，该源极金属和漏极金属设置在该介电绝缘层上，且位于该栅极金属的上方，该保护层覆盖在该源极金属和漏极金属上；以及
一有机发光二极管结构，其包括一阳极电极、一有机发光层和一阴极电极，该阳极电极与该源极金属或漏极金属相连接，该有机发光层形成在该阳极电极上，而该阴极电极形成在该有机发光层上；
其特征在于：所述的保护层由高介电强度材料构成。
6.据权利要求5所述的主动式驱动有机电致发光显示器结构，所述的保护层为SiO2介电材料构成。
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