CN101777576B - 像素结构及电致发光装置 - Google Patents

Abstract

一种像素结构，其位于一显示区内，显示区具有一发光区以及一非发光区，且电致发光装置的像素结构包括一第一有源元件、一第二有源元件、一发光元件以及一辅助电极层。第一有源元件与一扫描线以及一数据线电性连接。第二有源元件与第一有源元件以及一电源线电性连接。发光元件位于发光区内，并且与第二有源元件电性连接，且发光元件包括一第一电极层，其与第二有源元件电性连接；一发光层，其位于第一电极层上；以及一第二电极层，其位于该发光层上。辅助电极层与电源线电性连接。

Description

像素结构及电致发光装置

技术领域

本发明是有关于一种像素结构，且特别是有关于一种电致发光装置的像素结构及具有此像素结构的电致发光装置。

背景技术

电致发光装置是一种自发光性(Emissive)装置。由于电致发光装置具有无视角限制、低制造成本、高响应速度、省电、可使用于便携式机器的直流驱动、工作温度范围大以及重量轻且可随硬体设备小型化及薄型化等等。因此，电致发光装置具有极大的发展潜力，可望成为下一世代的新颖平面显示器。

一般来说，电致发光装置是由一上电极层、一下电极层以及夹在两电极层之间的一发光层所组成、其中下电极层一般是采用透明导电材质，以使发光层所产生的光线可以穿透出。然而，由于当电致发光装置朝向大尺寸发展时，因电源线上的阻抗而产生的压降会使得靠近电源输入端与远离电源输入端的像素的电压有明显的不同。而由于电致发光装置中各像素的发光亮度与流经此像素的电流大小有关。因此，将使得此电致发光装置的整体发光均匀度不佳。

发明内容

本发明的目的是提供一种像素结构及电致发光装置，以克服上述的现有技术的缺陷。

本发明提供一种电致发光装置的像素结构，其位于一显示区内，显示区具有一发光区以及一非发光区，且电致发光装置的像素结构包括一第一有源元件、一第二有源元件、一发光元件以及一辅助电极层。第一有源元件与一扫描线以及一数据线电性连接。第二有源元件与第一有源元件以及一电源线电性连接。发光元件位于发光区内，并且与第二有源元件电性连接，且发光元件包括一第一电极层，其与第二有源元件电性连接；一发光层，其位于第一电极层上；以及一第二电极层，其位于该发光层上。辅助电极层与电源线电性连接。

本发明提出一种电致发光装置，其包括一基板、多条扫描线以及多条数据线、至少一电源线以及多个像素结构。基板具有一显示区，且显示区具有一发光区以及一非发光区。扫描线以及数据线位于非发光区内。像素结构位于显示区内，其中每一像素结构包括一第一有源元件，其对应地与扫描线的一以及数据线的一电性连接；第二有源元件，其与第一有源元件以及电源线电性连接；发光元件位于发光区内并且与第二有源元件电性连接；以及一辅助电极层，其与电源线电性连接。上述的发光元件包括一第一电极层，其与第二有源元件电性连接；一发光层，其位于第一电极层上；以及一第二电极层，其位于发光层上。

本发明提出一种像素结构，其包括一第一有源元件、一第二有源元件、一电极层以及一辅助电极层。第一有源元件与扫描线以及数据线电性连接。第二有源元件与第一有源元件以及一电源线电性连接。电极层与第二有源元件电性连接。辅助电极层与电源线电性连接。

基于上述，由于本发明在像素结构中设置辅助电极层，且辅助电极层与电源线电性连接，以使辅助电极层与电源线呈现并联关系。此种设计相较于传统单纯使用电源线的方式可以降低电源线的等效电阻值，以解决电源线在不同位置的压降明显不同的问题。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是根据本发明一实施例的电致发光装置的上视示意图。

图2是图1的电致发光装置中像素阵列的局部示意图。

图3A是根据本发明一实施例的其中一个像素结构的局部剖面示意图。

图3B是根据本发明一实施例的其中一个像素结构的完整剖面示意图。

图4是根据本发明一实施例的电致发光装置的示意图。

图5是根据本发明另一实施例的电致发光装置的示意图。

附图标记说明

100：基板

101：显示区

110：像素区

120：发光区

122：非发光区

180：发光元件

140：辅助电极层

102、104、106：绝缘层

130：第一电极层

150：开口

160：发光层

170：第二电极层

180：发光元件

200：元件层

250：发光元件层

300：像素阵列

400：盖板

500：封胶

600：保护层

SL：扫描线

DL₁～DL₃：数据线

PL₁～PL₃：电源线

T₁：第一有源元件

T₂：第二有源元件

CS：电容器

G₁、G₁：栅极

S₁、S₂：源极

D₁、D₂：漏极

CH₁、CH₂：通道区

E₁、E₂：电极端

SM₁、SM₂：源极金属层

DM₁、DM₂：漏极金属层

C’、C₁、C₂：接触孔

具体实施方式

图1是根据本发明一实施例的电致发光装置的上视示意图。图2是图1的电致发光装置中像素阵列的局部示意图。图3A是根据本发明一实施例的其中一个像素结构的局部剖面示意图。为了详细说明，图2以及图3A所绘示的像素结构没有绘示出其发光元件的发光层及第二电极层。完整的像素结构的剖面是绘示于图3B中。

请先参照图1以及图2，本实施例的电致发光装置具有一显示区101，且显示区101内具有多个像素区110，每一像素区110内设置一个像素结构，以构成一像素阵列。在显示区101周围则因不作为显示之用，因此又可称为非显示区或者是周边电路区。

特别是，每一像素区110具有一发光区120以及一非发光区122(如图2所示)。一般来说，发光区120内会设置透明电极以使光线可以穿透射出。而非发光区122内则是设置此像素结构的驱动元件、线路等等构件。在本实施例的像素区110中，非发光区122是包围发光区120，因此发光区120是设置在非发光区122的内部。此外，本发明不限制非发光区122内的元件所设置的位置。虽然在图2所绘示的图式中，非发光区122内的元件是集中在像素区110的上半部。当然，根据其他实施例，非发光区122内的元件也可以设置在像素区110的上半部及下半部，而发光区120则是设置在像素区110的中间。

为了详细说明本发明的像素结构的设计，以下的说明是以单一像素结构为例来作说明。此领域技术人员应可以了解电致发光装置的像素阵列是由多个相同或相似的像素结构所组成。因此，此领域技术人员可以根据以下针对单一像素结构的说明，而了解电致发光装置中的像素阵列的结构或布局。

请参照图2、图3A以及图3B，像素区110中的像素结构包括设置在基板100上的元件层200以及发光元件层250(如图3B所示)。特别是，元件层200包括扫描线SL、数据线DL₁、电源线PL₁、第一有源元件T₁以及第二有源元件T₂。发光元件层250包括发光元件180以及辅助电极层140。

更详细而言，基板100可为透明基板，其例如是透明玻璃基板或是透明软质基板。基板100主要是作为承载电致发光装置的组成元件之用。为了使电致发光元件所产生的光可以从基板100透射出，基板100是采用透明或是透光材质。一般来说，从基板100出光的电致发光装置又称为底部发光型电致发光装置。

在元件层200中，各像素区110的像素结构是与其中一条扫描线SL、其中一条数据线DL₁以及其中一条电源线PL₁电性连接，以控制此像素结构。换句话来说，由多个像素结构所构成的像素阵列包含多条扫描线SL、多条数据线DL₁～DL₃以及多条电源线PL₁～PL₃。此外，在每一个像素区110中还包括有源元件T₁、T₂，较佳的是，在每一个像素区110中更包括一电容器CS。在本实施例中，像素区110内的元件是以两个有源元件搭配一个电容器(2T1C)为例来说明，但并非用以限定本发明，本发明不限每一像素区110内的有源元件与电容器的个数。在2T1C形式的像素结构中，有源元件T₁具有栅极G₁、源极S₁、漏极D₁以及通道区CH₁，且源极S₁与数据线DL₁电性连接，栅极G₁与扫描线SL电性连接，且漏极D₁与有源元件T₂电性连接；有源元件T₂具有栅极G₂、源极S₂、漏极D₂以及通道区CH₂，且有源元件T₂的栅极G₂是与有源元件T₁的漏极D₁电性连接，有源元件T₂的源极S₂是与电源线PL₁电性连接。电容器CS的一电极端E₁是与有源元件T₁的漏极D₁以及有源元件T₂的栅极G₂电性连接，电容器CS的另一电极端E₂通过绝缘层104的一接触孔C’与电源线PL₁电性连接。

在本实施例中，有源元件T₁、T₂是以顶部栅极型薄膜电晶体(又可称为多晶硅薄膜电晶体)为例来说明。换句话来说，有源元件T₁的源极S₁、漏极D₁以及通道区CH₁是形成在一半导体层(多晶硅层)中，且在源极S₁以及通道区CH₁之间以及漏极D₁与通道区CH₁之间可进一步包括形成浅掺杂漏极区(lightly doped drain region，LDD)。在上述半导体层与栅极G₁之间夹有一层栅极绝缘层102，且在栅极G₁上另覆盖有一层绝缘层104。源极S₁通过贯穿绝缘层104、106的源极金属层SM₁而与数据线DL₁电性连接，漏极D₁可通过贯穿绝缘层104、106的漏极金属层DM₁而与有源元件T₂的栅极G₂电性连接(未绘示)。此外，有源元件T₂的源极S₂、漏极D₂以及通道区CH₂是形成在一半导体层(多晶硅层)中。类似地，在上述半导体层与栅极G₂之间夹有一层栅极绝缘层102，且在栅极G₂上覆盖有一层绝缘层104。源极S₂通过贯穿绝缘层104、106的源极金属层SM₂与电源线PL₁电性连接，漏极D₂也与贯穿绝缘层104、106的漏极金属层DM₂电性连接。

在本实施例中，是以顶部栅极型薄膜电晶体(又可称为多晶硅薄膜电晶体)为例来说，但本发明不限于此。根据其他实施例，有源元件T₁、T₂也可以是底部栅极型薄膜电晶体(又可称为非晶硅薄膜电晶体)。另外，上述图2以及图3A与图3B所绘示的元件层200的布局及设计仅用来说明本发明，以使本领域技术人员可以了解本发明并据以实施，但其并非用以限定本发明。在其他的实施例中，也可以采用其他种形式的布局设计。

在上述元件层200上方是另覆盖一层绝缘层106。而在绝缘层106上则是设置发光元件层250，其中发光元件层250包括发光元件180以及辅助电极层140。

在发光元件层250中的发光元件180包括第一电极层130、发光层160以及第二电极层170。

第一电极层130设置在绝缘层106的表面上，且与有源元件T₂的漏极D₂电性连接。在本实施例中，第一电极层130是通过形成在绝缘层106中的接触孔C₁而与有源元件T₂的漏极金属层DM₂电性连接。第一电极层130为透明电极层，其材质可为金属氧化物，如铟锡氧化物或是铟锌氧化物等等。此外，在第一电极层130上更覆盖有一层绝缘层108，且绝缘层108具有一开口150，其暴露出第一电极层130。在每一像素区110中，开口150所占的区域相当于第一电极层130所在的区域，或者是略小于第一电极层130所在的区域。

发光层160位于开口150所暴露出的第一电极层130上。发光层160可为有机发光层或无机发光层。根据发光层160所使用的材质，此电致发光装置可称为有机电致发光装置或是无机电致发光装置。另外，每一像素区110内的发光层160可为红色有机发光图案、绿色有机发光图案、蓝色有机发光图案或是混合各频谱的光产生的不同颜色(例如白、橘、紫、…等)发光图案。

第二电极层170覆盖在发光层160上，并且延伸至绝缘层108的表面上。在本实施例中，第二电极层170为未图案化的电极层，因而所有像素区110的第二电极层170都彼此电性连接在一起。第二电极层170可为金属电极层或是透明导电层。

根据其他实施例，上述的发光元件180中可更包括电子输入层、电洞输入层、电子传输层以及电洞传输层等等。

此外，辅助电极层140与电源线PL₁电性连接。在本实施例中，辅助电极层140是设置在绝缘层106的表面上，且通过形成在绝缘层106中的接触孔C₂而与电源线PL₁电性连接。特别是，辅助电极层140不与发光元件180的第一电极层130接触。此外，辅助电极层140可与发光元件180的第一电极层130以同一膜层形成。换句话来说，辅助电极层140与发光元件180的第一电极层130是属于同一膜层，但彼此分离开来。因此。辅助电极层140的材质可与发光元件180的第一电极层130的材质相同。此外，根据本实施例，因辅助电极层140与发光元件180的第一电极层130是属于同一膜层且彼此不互相接触。由于第一电极层130会与有源元件T₂局部重叠，因而辅助电极层140可设置在像素区110中不设置有第一电极层130的位置，例如是有源元件T₁的上方、电源线PL₁上方、数据线DL₁上方、扫描线SL上方或是其组合。因此，辅助电极层140大致上可遮蔽有源元件T₁、电源线PL₁、数据线DL₁、扫描线SL上方或是其组合。当然，每一像素区110内的辅助电极层140也可以延伸至邻接的像素区内。

值得一提的是，由图2可知，位于所有像素区110的辅助电极层140是彼此电性连接在一起。此外，像素区110中的辅助电极层140皆各自与电源线PL₁～PL₃电性连接。换句话来说，电源线PL₁～PL₃的电流除了可以从电源线PL₁～PL₃本身传递之外，还可以由辅助电极层140来传递，使得辅助电极层140与电源线PL₁～PL₃等同于上下两层并联的走线。因此，本发明加入了辅助电极层140可以使得电源线PL₁～PL₃的等效阻抗降低。如此可以降低电致发光装置中各像素区的压降差异，进而改善电致发光装置的整体发光均匀度。

上述在基板100上完成电致发光装置的像素结构的制作之后，可以接着进行电致发光装置的密封程序，以完成电致发光装置的制作。而电致发光装置的密封程序例如是如图4所示的方式，也就是在已形成有电致发光装置的像素阵列300的基板100上设置一盖板400。盖板400可通过封胶500而固定在基板100上，以使像素阵列300(由上述像素结构构成)密封在基板100与盖板400之间。当然，在基板100与盖板400之间还可以根据实际所需而填充其他材质，例如干燥剂、填充胶等等。

根据另一实施例，电致发光装置的密封程序还可以是如图5所示，其是直接基板100上沉积或涂布一层保护层600，其覆盖住像素阵列300(由上述像素结构构成)。所述保护层600可以是有机材料、无机材料或是有机与无机材料的组合。

当然，根据本发明的又一实施例，也可以将图4与图5的实施例组合，也就是先在像素阵列300(由上述像素结构构成)上覆盖保护层600，再在基板100上设置盖板400。

上述在图2、图3A以及图3B所揭露的是应用于电致发光装置的像素设计。当然，本发明在像素结构中加入辅助电极层降低电源线的等效阻抗的方法不限于仅能应用于电致发光装置的像素结构中。换句话来说，本发明在像素结构中加入辅助电极层降低电源线的等效阻抗的方法也可使用在其他会使用电源线且会因为电源线压降而有显示或发光均匀度不佳问题的像素结构中。

综上所述，本发明在像素结构中设置辅助电极层，且辅助电极层与电源线电性连接。如此一来，辅助电极层与电源线等同于上下两层并联的走线，因而辅助电极层可以使得电源线的等效阻抗降低。如此可以降低电致发光装置中各像素区的压降差异，进而改善电致发光装置的整体发光均匀度。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的普通技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种电致发光装置的像素结构，位于一显示区内，该显示区具有一发光区以及一非发光区，该电致发光装置的像素结构包括：

一位于该非发光区内的第一有源元件，与一扫描线以及一数据线电性连接；

一位于该非发光区内的第二有源元件，与该第一有源元件以及一电源线电性连接，该扫描线、该数据线以及该电源线设置于该非发光区内；

一发光元件，位于该发光区内，并且与该第二有源元件电性连接，该发光元件包括：

一第一电极层，其与该第二有源元件电性连接；

一发光层，位于该第一电极层上；以及

一第二电极层，位于该发光层上；以及

一辅助电极层，位于该发光区内，与该电源线电性连接；

其中，各个该像素结构的辅助电极层之间电连接，从而使得电源线和辅助电极层之间形成并联结构。

2.根据权利要求1所述的电致发光装置的像素结构，其中该发光元件的第一电极层不与该辅助电极层接触。

3.根据权利要求1所述的电致发光装置的像素结构，其中该发光元件的第一电极层与该辅助电极层以同一膜层形成。

4.根据权利要求1所述的电致发光装置的像素结构，更包括：

一第一绝缘层，覆盖该第一有源元件以及第二有源元件，且该发光元件的第一电极层以及该辅助电极层分别位于该第一绝缘层的表面上；以及

一第二绝缘层，位于该第一绝缘层上，其中该第二绝缘层具有一开口，暴露出该发光元件的该第一电极层，且该发光元件的发光层位于该开口所暴露出的该第一电极层上，

其中该发光元件的该第二电极层覆盖该第二绝缘层以及该发光元件的该发光层。

5.根据权利要求4所述的电致发光装置的像素结构，其中该第一绝缘层具有：

一第一接触孔，以使该第二有源元件与该发光元件的该第一电极层电性连接；以及

一第二接触孔，以使该电源线与该辅助电极层电性连接。

6.根据权利要求1所述的电致发光装置的像素结构，其中该辅助电极层遮蔽该数据线。

7.一种电致发光装置，包括：

一基板，具有一显示区，该显示区具有一发光区以及一非发光区；

多条扫描线以及多条数据线，位于该非发光区内；

至少一电源线，位于该非发光区内；以及

多个像素结构，位于该显示区内，其中每一像素结构包括：

一位于该非发光区内的第一有源元件，对应地与该些扫描线之一以及该些数据线之一电性连接；

一位于该非发光区内的第二有源元件，与该第一有源元件以及该电源线电性连接；

一发光元件，位于该发光区内，并且与该第二有源元件电性连接，该发光元件包括：

一第一电极层，其与该第二有源元件电性连接；

一发光层，位于该第一电极层上；以及

一第二电极层，位于该发光层上；以及

一辅助电极层，位于该发光区内，与该电源线电性连接；

其中，各个该像素结构的辅助电极层之间电连接，从而使得电源线和辅助电极层之间形成并联结构。

8.一种像素结构，位于一显示区内，该像素结构包括：

一第一有源元件，其与一扫描线以及一数据线电性连接；

一第二有源元件，其与该第一有源元件以及一电源线电性连接，该扫描线、该数据线以及该电源线设置于该显示区中；

一电极层，其与该第二有源元件电性连接；以及

一辅助电极层，其与该电源线电性连接；

其中，各个该像素结构的辅助电极层之间电连接，从而使得电源线和辅助电极层之间形成并联结构。

9.根据权利要求8所述的像素结构，更包括一绝缘层，覆盖该第一有源元件以及第二有源元件，且该电极层以及该辅助电极层位于该绝缘层的表面上。

10.根据权利要求9所述的像素结构，其中该绝缘层具有：

一第一接触孔，以使该第二有源元件与该电极层电性连接；以及

一第二接触孔，以使该电源线与该辅助电极层电性连接。

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