CN101009304A - 像素结构及有机电激发光组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种像素结构及有机电激发光组件，该像素结构包括：基板，包含薄膜晶体管；保护层，覆盖于基板上；第一电极，形成于保护层上，包含第一次电极与第二次电极，第一次电极与薄膜晶体管电连接；绝缘层，覆盖于第一电极的部分区域，第一电极露出的第一次电极与第二次电极分别定义为第一发光区与第二发光区；柱状物，设置于绝缘层上，包围第一发光区；第一有机发光层，覆盖于第一电极的第一次电极上；第二有机发光层，覆盖于第一电极的第二次电极上；及第二电极，包含第一次电极与第二次电极，第二电极的第一次电极形成于第一有机发光层上，并与第一电极的第二次电极电连接，以形成串联接触区，第二电极的第二次电极形成于第二有机发光层上。

Description

像素结构及有机电激发光组件

技术领域

本发明涉及一种串联式的发光组件结构，尤其涉及一种像素结构及有机电激发光组件。

背景技术

目前，有源式有机电激发光二极管(OLED)面板的全彩显示是由RGB(红绿蓝)次像素所组成，而每一次像素是由一组薄膜晶体管电路连接一有机电激发光二极管组件所构成。由于有机电激发光二极管属于一种电流驱动的薄膜组件，因此，已有的有源驱动结构会有如下缺点，例如高耗能、微粒敏感性过高、多暗点或不适用于非晶硅薄膜晶体管背板等。

为解决前述问题，例如面板次像素结构利用有源驱动电路(至少2T1C)结构来驱动两个或两个以上的串联式有机电激发光二极管。

然而，传统上利用荫罩(shadow mask)来制造串联式有机电激发光二极管，仅适合于大尺寸的照明应用上，在制造面板上的微小次像素时并不适用。另外，已有技术是将较大尺寸的有机电激发光二极管或模块串联起来以作为照明光源或是文字显示上的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种像素结构及有机电激发光组件，其可在薄膜晶体管背板上制造出微小尺寸的串联式有机电激发光二极管，以应用在有源式有机电激发光二极管面板中的次像素上。

本发明的像素结构包括：一基板，包含一薄膜晶体管；一保护层，覆盖于该基板上；一第一电极，形成于该保护层上，该第一电极包含一第一次电极与一第二次电极，其中该第一电极的第一次电极与该薄膜晶体管电连接；一绝缘层，覆盖于该第一电极的部分区域，该第一电极露出的第一次电极与第二次电极分别定义为一第一发光区与一第二发光区；一柱状物(pillar)，设置于该绝缘层上，包围该第一发光区；一第一有机发光层，覆盖于该第一电极的第一次电极上；一第二有机发光层，覆盖于该第一电极的第二次电极上；以及一第二电极，包含一第一次电极与一第二次电极，该第二电极的第一次电极形成于该第一有机发光层上，并与该第一电极的第二次电极电连接，以形成一串联接触区，该第二电极的第二次电极形成于该第二有机发光层上。

本发明的像素结构包括：一基板，包含一薄膜晶体管；一保护层，覆盖于该基板上；一第一电极，形成于该保护层上，包含N个(N为整数，且N≥2)次电极，其中该第一电极的一第一次电极与该薄膜晶体管电连接；一绝缘层，覆盖于该第一电极的部分区域，该第一电极露出的该N个次电极分别定义为一第一发光区至一第N发光区；至少一柱状物，设置于该绝缘层上，分别包围该第一发光区至该第N-1发光区；一有机发光层，覆盖于该第一电极的所述发光区上；以及一第二电极，包含N个(N为整数，且N≥2)次电极，设置于该有机发光层上且分别对应于该第一电极的该N个次电极，其中该第二电极的第一次电极至第N-1次电极分别与相邻发光区的该第一电极电连接并且形成至少一串联接触区。

本发明的有机电激发光组件包括：一基板；多个第一像素、多个第二像素与多个第三像素，设置于该基板上，其中每一第一像素、第二像素与第三像素分别通过柱状物分割成N个次像素且该N个次像素间电串联连接，并且所述第一像素、第二像素与第三像素间的柱状物之间形成一空隙；以及一电极，形成于所述第一像素、第二像素与第三像素上，其中位于所述第N个次像素上的电极通过该空隙彼此电连接。

本发明的有益技术效果在于：由于面板次像素结构中的有机电激发光二极管是由两个或两个以上(N为整数，且N≥2)的串联有机电激发光二极管组成，因此，所需的驱动电流可降低为原先的N分之一，故本发明具有降低薄膜晶体管耗能、减少暗点、提高生产合格率、并较已有技术更适合应用在非晶硅薄膜晶体管上、有利于大尺寸面板制造等优点，同时可因面板升温较小而延长有机电激发光二极管的操作寿命。

为让本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明像素结构一实施例的剖面示意图。

图2A为本发明像素结构一实施例的示意性俯视图。

图2B为图2A沿2B-2B剖面线所得的剖面示意图。

图3为本发明像素结构另一实施例的剖面示意图。

图4A为本发明像素结构另一实施例的示意性俯视图。

图4B为图4A沿4B-4B剖面线所得的剖面示意图。

图5为本发明有机电激发光组件一实施例的示意性俯视图。

其中，附图标记说明如下：

10、10’像素结构     20薄膜晶体管      30基板

40保护层             50、120第一次电极 60、130、210第二次电极

70第一电极           80绝缘层          90柱状物

100第一有机发光层    110第二有机发光层 100’有机发光层

140、140’第二电极   150源/漏极

160第一电极的第一次电极与薄膜晶体管电连接

170第一发光区        180第二发光       170’发光区

190串联接触区        200像素单元       220金属线

1基板                2第一像素         3第二像素

4第三像素            5柱状物           6次像素

7空隙                8电极

具体实施方式

本发明提供一种像素结构，包括一基板、一保护层、一第一电极、一绝缘层、至少一柱状物、一有机发光层以及一第二电极。基板包含一薄膜晶体管；保护层覆盖于基板上；第一电极形成于保护层上，且包含N个(N为整数，且N≥2)次电极，其中第一电极的一第一次电极与薄膜晶体管电连接；绝缘层覆盖于第一电极的部分区域，且第一电极露出的N个次电极分别定义为一第一发光区、第二发光区至一第N发光区；柱状物设置于绝缘层上，并且分别包围第一发光区、第二发光区至第N-1发光区；有机发光层覆盖于第一电极的发光区上；第二电极包含N个(N为整数，且N≥2)次电极，设置于有机发光层上且分别对应于第一电极的N个次电极，其中第二电极的第一次电极至第N-1次电极分别与相邻发光区的第一电极电连接并且形成至少一串联接触区(例如第二电极的第一次电极与第一电极的第二次电极电连接，以形成一串联接触区)。

请参阅图1及图2A、图2B，其分别以剖面图及示意性俯视图说明本发明N＝2时的像素结构。

请参阅图1，此为像素结构10的剖面示意图。像素结构10包括一包含一薄膜晶体管20的基板30、一保护层40、一包含一第一次电极50与一第二次电极60的第一电极70、一绝缘层80、一柱状物90、一第一有机发光层100、一第二有机发光层110以及一包含一第一次电极120与一第二次电极130的第二电极140。第一电极70的第一次电极50与第二次电极60彼此不相连接。

保护层40覆盖于基板30上，第一电极70形成于保护层40上，绝缘层80覆盖于第一电极70的部分区域，柱状物90设置于绝缘层80上，第一有机发光层100覆盖于第一电极70的第一次电极50上，第二有机发光层110覆盖于第一电极70的第二次电极60上，第二电极140的第一次电极120形成于第一有机发光层100上，以及第二电极140的第二次电极130形成于第二有机发光层110上。

上述结构中，第一电极70的第一次电极50与薄膜晶体管20的源/漏极150电连接160。第一电极70中，未被绝缘层80覆盖的第一次电极50定义为一第一发光区170，未被绝缘层80覆盖的第二次电极60定义为一第二发光区180，而两发光区共同组成一像素单元。柱状物90包围第一发光区170。第二电极140的第一次电极120与第一电极70的第二次电极60电连接，形成一串联接触区190。串联接触区190位于第一发光区170与第二发光区180之间，且位于柱状物90的投影区域内。

薄膜晶体管20例如为一非晶硅(amorphours silicone)或多晶硅(poly-crsystalline silicone)薄膜晶体管。保护层40可由无机材料或有机材料构成。第一电极70可由铟锡氧化物(indium tin oxide，ITO)、铟锌氧化物(indium zinc oxide，IZO)或铝锌氧化物(aluminum zinc oxide，AZO)构成。绝缘层80可由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或光致抗蚀剂构成。第一发光区170与第二发光区180的面积近似相等，通常其总面积大约小于1平方厘米。柱状物90例如可为一上宽下窄的倒梯形，其投影区域的宽度大体介于3～10微米之间。第二电极140可由例如铝金属构成，其第二次电极130彼此间电连接而成为一共同电极(common electrode)。上述第一电极70的第一次电极50、第一有机发光层100与第二电极140的第一次电极120构成一第一下发光(bottom-emission)组件。第一电极70的第二次电极60、第二有机发光层110与第二电极140的第二次电极130构成一第二下发光组件。若上述第一电极70与第二电极140的材料作适当的改变，则可构成上发光(top-emission)组件。

请参阅图2A、图2B，图2A为图1所示的像素结构中，第一有机发光层100、第二有机发光层110及第二电极140尚未形成前的示意性俯视图，而图2B则为图2A沿2B-2B剖面线所得的剖面示意图。如上所述，由第一电极70中未被绝缘层80覆盖的第一次电极50定义出的第一发光区170与未被绝缘层80覆盖的第二次电极60定义出的第二发光区180共同组成一像素单元200，且柱状物90包围第一发光区170。图2A中，位于第一发光区170与第二发光区180之间、邻接柱状物90的第二次电极区域210作为后续第二电极的第一次电极与第一电极70的第二次电极60两者间的串联接触区190。由此，从图1中可更清楚地看出，后续形成的串联接触区190位于第一发光区170与第二发光区180之间且在柱状物90的投影区域内。

图1为下发光组件的实施例，若第一电极改用不透光的材料，如铝金属，第二电极改用透光的材料，如铟锡氧化物、铟锌氧化物或铝锌氧化物等材料，有机发光层材料经适当的调整，则可制造出上发光组件，其具有较大开口率的优点。

本发明可做进一步的延伸，将面板次像素结构中的第一电极分割成N(N为整数，且N≥2)等份，再将绝缘层覆盖于部分的第一电极或其边缘上，在绝缘层上，再制造出柱状物，以使后续形成的第二电极能被其分开，且与柱状物底下的第一电极相互导通，形成一微小的串联式有机电激发光组件，作为面板的(次)像素。

本发明的目的是在薄膜晶体管背板上制造出微小尺寸的串联式有机电激发光二极管，以应用在有源式有机电激发光二极管面板中的次像素上。由于面板次像素结构中的有机电激发光二极管是由两个或两个以上(N为整数，且N≥2)的串联有机电激发光二极管组成，因此，所需的驱动电流可降低为原先的N分之一，故本发明具有降低薄膜晶体管耗能、减少暗点、提高生产合格率、并较已有技术更适合应用在非晶硅薄膜晶体管上、有利于大尺寸面板制造等优点，同时可因面板升温较小而延长有机电激发光二极管的操作寿命。

请参阅图3及图4A、图4B，其分别以剖面图及示意性俯视图说明本发明N＝2时的另一像素结构。

请参阅图3，此为像素结构10’的剖面示意图。由于像素结构10’与图1中所示的像素结构10具有相似的结构，故在下面仅详细说明其与图1的不同之处，相近似或相同的内容在此不再赘述。像素结构10’包括一具有一金属线(bus line)220的基板30、一包含一第一次电极50与一第二次电极60的第一电极70、一绝缘层80、一柱状物90、一有机发光层100’以及一第二电极140’。第一电极70的第一次电极50与第二次电极60彼此不相连接。

绝缘层80覆盖于第一电极70的部分区域，柱状物90设置于绝缘层80上，有机发光层100’覆盖于第一电极70的第一次电极50上，以及第二电极140’形成于有机发光层100’上。

上述结构中，第一电极70的第二次电极60与金属线220电连接，以降低其电阻。第一电极70中，未被绝缘层80覆盖的第一次电极50定义为一发光区(对应于前述实施例中的第一发光区)170’。柱状物90包围发光区170’。第二电极140’与第一电极70的第二次电极60电连接，形成一串联接触区190。串联接触区190位于发光区170’外围，且位于柱状物90的投影区域内。金属线220位于发光区170’外侧。

第一电极70可由铟锡氧化物、铟锌氧化物或铝锌氧化物构成。绝缘层80可由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或光致抗蚀剂构成。柱状物90例如为一上宽下窄的倒梯形，其投影区域的宽度大体介于3～10微米之间。第二电极140’可由铝金属构成。金属线220可在制造薄膜晶体管的栅极金属层时同时制造形成，以传输信号，驱动像素电路。

请参阅图4A、图4B，图4A为图3所示的像素结构中，有机发光层100’及第二电极140’尚未形成前的示意性俯视图，而图4B则为图4A沿4B-4B剖面线所得的剖面示意图。如上所述，柱状物90包围发光区170’。图4A中，位于发光区170’外围、邻接柱状物90的第二次电极区域210是作为后续第二电极与第一电极70的第二次电极60两者间的串联接触区。由此，可更清楚地看出，后续形成的串联接触区位于发光区170’外围，以及柱状物90的投影区域内，且与金属线220电连接。

图3为下发光组件的实施例，若第一电极改用不透光的材料，如铝金属，第二电极改用透光的材料，如铟锡氧化物、铟锌氧化物或铝锌氧化物等材料，有机发光层材料经适当的调整，则可制造出上发光组件，其具有较大开口率的优点。

请参阅图5，其以一示意性俯视图说明本发明的一种有机电激发光组件。

有机电激发光组件包括：一基板1；多个第一像素2、多个第二像素3与多个第三像素4，其设置于基板1上，其中每一第一像素2、第二像素3与第三像素4分别通过柱状物5分割成N个次像素6且N个次像素6间彼此电串联连接，并且第一像素2、第二像素3与第三像素4间的柱状物5之间形成一空隙7；以及一电极8，形成于第一像素2、第二像素3与第三像素4上，其中位于第N个次像素6上的电极8通过空隙7彼此电连接。

第一像素2为红色像素、第二像素3为绿色像素以及第三像素4为蓝色像素。第一像素2、第二像素3与第三像素4间的柱状物5之间的空隙7实质上介于1微米至50微米之间。位于第N个次像素6上的电极8为共同电极。

以上所述仅为本发明的优选实施例，然其并非用以限定本发明的保护范围，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作更动与润饰。因此，本发明的权利保护范围应以后附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (31)

1.一种像素结构，包括：

一基板，包含一薄膜晶体管；

一保护层，覆盖于该基板上；

一第一电极，形成于该保护层上，该第一电极包含一第一次电极与一第二次电极，其中该第一电极的第一次电极与该薄膜晶体管电连接；

一绝缘层，覆盖于该第一电极的部分区域，该第一电极的露出的第一次电极与该第一电极的露出的第二次电极分别定义为一第一发光区与一第二发光区；

一柱状物，设置于该绝缘层上，包围该第一发光区；

一第一有机发光层，覆盖于该第一电极的第一次电极上；

一第二有机发光层，覆盖于该第一电极的第二次电极上；以及

一第二电极，包含一第一次电极与一第二次电极，该第二电极的第一次电极形成于该第一有机发光层上，并与该第一电极的第二次电极电连接，以形成一串联接触区，该第二电极的第二次电极形成于该第二有机发光层上。

2.如权利要求1所述的像素结构，其中该串联接触区位于该第一与第二发光区之间。

3.如权利要求1所述的像素结构，其中该串联接触区位于该第一与第二发光区的外围。

4.如权利要求3所述的像素结构，其中该像素结构还包括一金属线，该第一电极的第二次电极与该金属线电连接。

5.如权利要求4所述的像素结构，其中该金属线位于该第一与第二发光区的外侧。

6.如权利要求1所述的像素结构，其中该串联接触区位于该柱状物的投影区域内。

7.如权利要求6所述的像素结构，其中该投影区域的宽度近似介于3～10微米之间。

8.如权利要求1所述的像素结构，其中该第一电极的第一次电极、该第一有机发光层与该第二电极的第一次电极构成一第一发光组件，该第一电极的第二次电极、该第二有机发光层与该第二电极的第二次电极构成一第二发光组件，所述发光组件为下发光组件。

9.如权利要求8所述的像素结构，其中该第一电极包含铟锡氧化物、铟锌氧化物或铝锌氧化物。

10.如权利要求8所述的像素结构，其中该第二电极包含铝金属。

11.如权利要求1所述的像素结构，其中该第一电极的第一次电极、该第一有机发光层与该第二电极的第一次电极构成一第一发光组件，该第一电极的第二次电极、该第二有机发光层与该第二电极的第二次电极构成一第二发光组件，所述发光组件为上发光组件。

12.如权利要求11所述的像素结构，其中该第一电极包含铝金属。

13.如权利要求11所述的像素结构，其中该第二电极包含铟锡氧化物、铟锌氧化物或铝锌氧化物。

14.如权利要求1所述的像素结构，其中该绝缘层由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或光致抗蚀剂构成。

15.如权利要求1所述的像素结构，其中该柱状物呈上宽下窄的倒梯形。

16.如权利要求1所述的像素结构，其中该第一与第二发光区组成一像素单元。

17.如权利要求1所述的像素结构，其中该第一与第二发光区的面积相等。

18.如权利要求1所述的像素结构，其中该第一与第二发光区的总面积小于1平方厘米。

19.一种像素结构，包括：

一基板，包含一薄膜晶体管；

一保护层，覆盖于该基板上；

一第一电极，形成于该保护层上，包含N个(N为整数，且N≥2)次电极，其中该第一电极的一第一次电极与该薄膜晶体管电连接；

一绝缘层，覆盖于该第一电极的部分区域，该第一电极的露出的所述N个次电极分别定义为一第一发光区至一第N发光区；

至少一柱状物，设置于该绝缘层上，分别包围该第一发光区至该第N-1发光区；

一有机发光层，覆盖于该第一电极的所述发光区上；以及

一第二电极，包含N个(N为整数，且N≥2)次电极，所述N个次电极设置于该有机发光层上且分别对应于该第一电极的所述N个次电极，其中该第二电极的第一次电极至第N-1次电极分别与相邻发光区的该第一电极电连接并且形成至少一串联接触区。

20.如权利要求19所述的像素结构，其中所述至少一串联接触区位于所述发光区之间。

21.如权利要求19所述的像素结构，其中所述至少一串联接触区位于所述发光区的外围。

22.如权利要求21所述的像素结构，其中该像素结构还包括至少一金属线，其设置于所述发光区的外侧，该第一电极的次电极与所述至少一金属线电连接。

23.如权利要求19所述的像素结构，其中所述至少一串联接触区位于所述至少一柱状物的投影区域内。

24.如权利要求23所述的像素结构，其中该投影区域的宽度近似介于3～10微米之间。

25.如权利要求19所述的像素结构，其中所述至少一柱状物呈上宽下窄的倒梯形。

26.权利要求19所述的像素结构，其中所述N个发光区组成一像素单元。

27.如权利要求19所述的像素结构，其中所述N个发光区的面积实质上相等。

28.一种有机电激发光组件，包括：

一基板；

多个第一像素、多个第二像素与多个第三像素，所述像素设置于该基板上，其中每一第一像素、第二像素与第三像素分别通过柱状物分割成N个次像素且所述N个次像素间电串联连接，并且所述第一像素、第二像素与第三像素的柱状物之间形成一空隙；以及

一电极，形成于所述第一像素、第二像素与第三像素上，其中位于所述第N个次像素上的电极通过该空隙彼此电连接。

29.如权利要求28所述的有机电激发光组件，其中所述第一像素为红色像素、所述第二像素为绿色像素以及所述第三像素为蓝色像素。

30.如权利要求28所述的有机电激发光组件，其中所述第一像素、第二像素与第三像素间的柱状物之间的空隙介于1微米至50微米之间。

31.如权利要求28所述的有机电激发光组件，其中位于所述第N个次像素上的电极为共同电极。

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