CN101930994B - 有机发光装置的像素结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种有机发光装置的像素结构，其包括基板、至少一主动元件、第一绝缘层、第一电极层、第二绝缘层、发光层以及第二电极层。基板具有多个子像素区，且每一个子像素区具有发光区以及透明区。主动元件位于基板的发光区内。第一绝缘层覆盖主动元件，其中第一绝缘层位于发光区内且未设置在透明区内。第一电极层位于第一绝缘层上且与主动元件电性连接，其中第一电极层位于发光区内且未设置在透明区内。第二绝缘层位于第一绝缘层以及第一电极层上且暴露出第一电极层，其中第二绝缘层位于发光区内且未设置在透明区内。发光层位于被暴露出的第一电极层上，其中发光层位于发光区内且未设置在透明区内。第二电极层位于发光层上。

Description

有机发光装置的像素结构

技术领域

本发明涉及一种有机发光装置的像素结构。

背景技术

信息通讯产业已成为现今的主流产业，特别是可携带式的各种通讯显示产品更是发展的重点。而由于平面显示器是人与信息之间的沟通界面，因此其发展显得特别重要。有机发光显示器即是一种有机发光装置，由于其具有自发光、广视角、省电、程序简易、低成本、操作温度广泛、高应答速度以及全彩化等等的优点，使其具有极大的潜力，因此可望成为下一代平面显示器的主流。

另外，透明显示面板的技术也已经在积极发展之中。一般，在透明有机发光显示器中，大多是利用具有高穿透率的材质作为阳极以及阴极的材料，甚至将显示器中的所有金属层都改成高穿透度材料。此种设计虽然可以提高显示面板的透明度，但是因为有机发光显示器中无反射层作为共振腔结构，因而反而导致发光亮度降低，进而造成颜色表现不佳。

发明内容

本发明提供一种有机发光装置的像素结构，其不但可以提高有机发光装置的透明度，还可以增加其发光亮度。

本发明提出一种有机发光装置的像素结构，其包括基板、至少一主动元件、第一绝缘层、第一电极层、第二绝缘层、发光层以及第二电极层。基板具有多个子像素区，且每一个子像素区具有发光区以及透明区。主动元件位于基板的发光区内。第一绝缘层覆盖主动元件，其中第一绝缘层位于发光区内且未设置在透明区内。第一电极层位于第一绝缘层上且与主动元件电性连接，其中第一电极层位于发光区内且未设置在透明区内。第二绝缘层位于第一绝缘层以及第一电极层上且暴露出第一电极层，其中第二绝缘层位于发光区内且未设置在透明区内。发光层位于被暴露出的第一电极层上，其中发光层位于发光区内且未设置在透明区内。第二电极层位于发光层上。

本发明提出一种有机发光装置的像素结构，其包括基板、至少一主动元件、第一绝缘层、第一电极层、第二绝缘层、发光层以及第二电极层。基板具有多个子像素区，且每一个子像素区具有发光区以及透明区。主动元件位于基板的发光区内。第一绝缘层覆盖主动元件，其中第一绝缘层中具有至少一第一开口以暴露出基板的透明区。第一电极层位于发光区内，其中第一电极层设置于第一绝缘层上且与主动元件电性连接。第二绝缘层位于第一绝缘层以及第一电极层上且暴露出第一电极层，其中第二绝缘层中具有至少一第二开口以暴露出第一开口。发光层位于发光区内，其中发光层设置于被暴露出的第一电极层上。第二电极层设置于发光层上。

基于上述，由于本发明将像素结构的透明区中的膜层移除，因而可以使像素结构的透明度提升。此外，本发明将像素结构的电极层以及发光层都设置在发光区中，且此发光区中可以设置不透光材料，因而可以使有机发光装置保有共振腔结构，进而使有机发光装置的发光亮度提升。

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，并配合所附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有机发光装置的像素结构的剖面示意图；

图2是图1的像素结构的局部俯视示意图；

图3至图8是根据本发明的其他实施例的有机发光装置的像素结构的剖面示意图。

其中，附图标记

100：基板                   101：缓冲层

102：栅极绝缘层             104，106，110：绝缘层

108：第一电极层             108a：下层电极

108b：上层电极              112：发光层

114：第二电极层             T1、T2、T：主动元件

C：电容器                   G1、G2、G：栅极

S1、S2、S：源极             D1、D2、D：漏极

CH1、CH2、CH：通道          E1、E2：电容电极

V1～V5、V：接触窗           SM1、SM2：源极金属层

DM1、DM2：漏极金属层        O1、O2：开口

E：发光区                   T：透明区

P：子像素区                 DL：数据线

SL：扫描线                  PL：电源线

具体实施方式

图1是根据本发明一实施例的有机发光装置的像素结构的剖面示意图。图2是图1的像素结构的局部俯视示意图。为了清楚的说明本实施例，图2仅绘示出图1的像素结构中的主动元件、第一电极层以及与主动元件电性连接的信号线，并省略绘示发光层以及第二电极层。

请参照图1及图2，本实施例的有机发光装置的像素结构包括基板100、至少一主动元件T1，T2、第一绝缘层106、第一电极层108、第二绝缘层110、发光层112以及第二电极层114。

基板100的材质可为玻璃、石英、有机聚合物、或是不透光/反射材料(例如：导电材料、金属、晶圆、陶瓷、或其它可适用的材料)、或是其它可适用的材料。根据本实施例，在基板100的表面上可进一步设置缓冲层101，其可防止基板100中的离子或杂质扩散至形成在基板100上的元件之中。缓冲层101的材质例如是氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、其它合适的无机材料、或上述至少二种材料的堆叠层。在本实施例中，缓冲层101是覆盖基板100的发光区E以及透明区T。

基板100具有多个子像素区P，且每一个子像素区P具有发光区E以及透明区T。在本实施例中，每一子像素区P内的发光区E以及透明区T是分别设置在子像素区P的上部以及下部。但是，本发明不限于此。根据其他实施例，每一子像素区P内的发光区E以及透明区T的排列方式可以是其他种形式，例如发光区E位于子像素区P的中央且透明区T位于子像素区的两侧或周围。类似地，本发明也不限制每一子像素区P内的发光区E与透明区T的数目。换言之，在每一子像素区P内可以有一个或一个以上的发光区E以及一个或一个以上的透明区T。

主动元件T1，T2位于基板100的发光区E内。根据本实施例，主动元件T1，T2更进一步与信号线(扫描线SL、数据线DL及电源线PL)电性连接。此外，在本实施例中，所述像素结构更包括电容器C。在本实施例中，主动元件T1、T2是以顶部栅极型薄膜晶体管(又可称为多晶硅薄膜晶体管)为例来说明。

主动元件T1具有栅极G1、源极S1、漏极D1以及通道CH1。主动元件T1的栅极G1与扫描线SL电性连接。主动元件T1的源极S1、漏极D1以及通道CH1是形成在一半导体层(多晶硅层)中。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通过形成在绝缘层102、104中的接触窗V1而与源极金属层SM1电性连接，源极金属层SM1更进一步与数据线DL电性连接。漏极D1通过形成在绝缘层102、104中的接触窗V2而与漏极金属层DM1电性连接。

主动元件T2具有栅极G2、源极S2、漏极D2以及通道CH2。主动元件T2的源极S2、漏极D2以及通道CH2是形成在一半导体层(例如：非晶硅、多晶硅、微晶硅、单晶硅、铟锗锌氧化物、铟锗氧化物、铟锌氧化物、锗硅化合物、或其它合适的材料、或上述的组合，其中，以多晶硅层为范例)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通过形成在绝缘层104、102中的接触窗V3而与源极金属层SM2电性连接，漏极D2通过形成在绝缘层104、102中的接触窗V4而与漏极金属层DM2电性连接。此外，源极金属层SM2又与漏极金属层DM1电性连接。根据本实施例，主动元件T2的栅极G2是与主动元件T1的漏极D2(漏极金属层DM2)电性连接，主动元件T2的源极S2(源极金属层SM2)是与电源线PL电性连接。

值得一提的是，上述绝缘层102、104都仅设置在发光区E内而未设置于透明区T内。因此绝缘层102、104在透明区T具有至少一开口(未标示出)，以暴露出缓冲层101。

电容器C的电容电极E1是与主动元件T1的漏极D1电性连接。电容器C的电容电极E2是与电源供应线PL电性连接。

在本实施例中是以两个主动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。换言之，本发明不限每一子像素区域P内的主动元件与电容器的个数。

第一绝缘层106覆盖主动元件T1，T2，其中第一绝缘层106位于发光区E内且未设置在透明区T内。根据本发明的一实施例，第一绝缘层106是覆盖主动元件T1，T2以及上述的信号线，而且第一绝缘层106中具有至少一第一开口O1(如图1所示)以暴露出基板100的透明区T。更详细来说，第一开口O1与绝缘层102、104中的开口共同暴露出缓冲层101。

第一电极层108位于第一绝缘层106上且与主动元件T2电性连接。更详细来说，第一电极层108是通过形成在第一绝缘层106中的接触窗V5而与主动元件T2的漏极D2(漏极金属层DM2)电性连接。特别是，上述的第一电极层108是位于发光E区内且未设置在透明区T内。

根据本实施例，第一电极层108较佳的是具有反射性质的电极层。第一电极层108可以单独由一层反射电极层所构成，或者是由多层导电层108a/108b所构成(如图1所示)。在图1的实施例中，第一电极层108的上层电极108a为透明材料层且下层电极108b为反射材料层。当然，在其他实施例中，亦可以是第一电极层108的上层电极108a为反射材料层且下层电极108b是透明材料层。

第二绝缘层110是位于第一绝缘层106以及第一电极层108上且暴露出第一电极层108，其中第二绝缘层110位于发光区E内且未设置在透明区T内。在本实施例中，第二绝缘层110是作为后续欲于第一电极层108上所形成的发光层112的阻隔结构，换言之，所形成的第二绝缘层110可以限制发光层112形成在特定的位置(即被暴露的第一电极层108的表面上)。在本实施例中，第二绝缘层110具有至少一第二开口O2，第二开口O2暴露出第一开口O1。更详细来说，第二开口O2、第一开口O1与绝缘层102、104中的开口共同暴露出缓冲层101。

发光层112位于被暴露出的第一电极层108上，其中发光层112位于发光区E内且未设置在透明区T内发光层112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。此外，发光层112中可更包括电子传输层、电子注入层、空穴传输层以及空穴注入层(未绘示)，以增进发光层112的发光效率。

第二电极层114是位于发光层112上。在本实施例中，第二电极层114是位于发光区E内且未设置在透明区T内。此外，第二电极层112为透明电极层，其材质例如是金属氧化物或是薄层金属的叠层。因此，本发明的有机发光装置，是以顶部发光结构(或称为向上发光结构)，即第一电极层为反射材料所构成，而第二电极层为透明材料所构成，为主要实施范例。而底部发光结构(或向下发光结构)，即第一电极层为透明材料所构成，而第二电极层为反射材料所构成，并不适用于本发明中。因为，发光区，例如：位于主动元件区中，底部发光结构中发光层所发射的光会被主动元件区中主动元件的不透光电极(例如：栅极、源极、漏极、扫描线、数据线、电容电极等等)所遮蔽，而没有任何的光线存在。

值得一提的是，在上述像素结构的信号线上(例如：扫描线SL、数据线DL、电源线PL其中至少一个)以及/或电容器C上亦可设置第一电极层108、发光层112以及第二电极层114。也就是发光区E可涵盖设置有信号线(例如：扫描线SL、数据线DL、电源线PL其中至少一个)以及/或电容器C之处。由于上述设置有信号线以及电容器的地方原本就不透光，因此将发光区E涵盖到设置有信号线以及电容器C之处，可进一步增加像素结构的发光面积。

在上述图1的实施例中，第一电极层108、发光层112以及第二电极层114是设置在发光区E内，因此每一子像素区P是发光区E会发出光线，而透明区T是不会发出光线。但，因透明区T内几乎没有设置膜层，因此透明T可以保有高度的透明度。如此，可以使得像素结构的透明度提升。此外，因本实施例将第一电极层108、发光层112以及第二电极层114是设置在发光区E。而发光区E可以不需对像素结构的透明度做出贡献。因此第一电极层108可以选用具有高反射性质的材料，以使像素结构保有共振腔结构，进而使有机发光装置的像素结构的发光亮度提升。

在图1的实施例中，第二电极层114仅设置在发光区E而没有设置在透明区T中。但，根据其他实施例，第二电极层114可以设置在发光区E以及透明区T中，如图3所示。图3的实施例与图1的实施例相似，因此在此与图1的实施例相同的元件以相同的符号表示，且不再重复赘述。图3的实施例与图1的实施例不相同之处在于，第二电极层114位于发光区E内以及透明区T内，且位于发光区E内的第二电极层114与位于透明区T的第二电极层114，较佳地，是分离开来。在其它实施例中，第二电极层114位于发光区E内以及透明区T内，且位于发光区E内的第二电极层114与位于透明区T的第二电极层114是可连接在一起的。由于第二电极层114是透明电极层，因此即使透明区T内设置有第二电极层114，仍可使透明区T保有一定程度的透明度。

在此实施例中，由于第二绝缘层110在透明区T具有第二开口O2，第一绝缘层106在透明区T具有第一开口O1，且绝缘层104、102在透明区T具有开口。上述的第二开口O2、第一开口O1以及绝缘层104、102中的开口共同暴露出缓冲层101。因此，第二电极层114覆盖位于上述开口底部的缓冲层110，且暴露出上述开口的局部侧壁。

另外，在上述图1的实施例中，透明区T内仅设置有缓冲层101，因此可以增加透明区T的透明度。然，增加透明区T的透明度的方法亦可以其他实施例来实现，如下所述。

图4是根据本发明一实施例的有机发光装置的像素结构的剖面示意图。图4的实施例与图1的实施例相似，因此在此与图1的实施例相同的元件以相同的符号表示，且不再重复赘述。图4的实施例与图1的实施例不相同之处在于基板100上未设置有缓冲层，而位于发光区E内的栅极绝缘层102延伸至透明区T内。在此实施例中，由于透明区T内仅设置有栅极绝缘层102，因此可以增加透明区T的透明度。

图5是根据本发明一实施例的有机发光装置的像素结构的剖面示意图。图5的实施例与图1的实施例相似，因此在此与图1的实施例相同的元件以相同的符号表示，且不再重复赘述。图5的实施例与图1的实施例不相同之处在于发光区E内的栅极绝缘层102延伸至透明区T内。因此，在此实施例中，透明区T内仅设置有缓冲层101以及栅极绝缘层102。类似地，由于本实施例的透明区T内仅设置有缓冲层101以及栅极绝缘层102，因此可以使透明区T保有一定程度的透明度。

在上述数个实施例中，透明区T内仅设置缓冲层101、栅极绝缘层102或是缓冲层101与栅极绝缘层102。但，根据另一实施例，亦可以是透明区T内完全无设置膜层，也就是透明区T单纯仅有基板100。

此外，在上述数个实施例中，像素结构中的主动元件都是以顶部栅极型薄膜晶体管为例来说明。但，根据其他实施例，本发明的像素结构中的主动元件也可以采用底部栅极型薄膜晶体管，如下所述。

图6是根据本发明一实施例的有机发光装置的像素结构的剖面示意图。图6的实施例与图1的实施例相似，因此在此与图1的实施例相同的元件以相同的符号表示，且不再重复赘述。图6的实施例与图1的实施例不相同之处在于主动元件T是底部栅极型薄膜晶体管，其包括栅极G、通道CH、源极S以及漏极D。栅极G位于基板100上，栅极绝缘层102覆盖栅极G，通道CH位于栅极绝缘层102上，且源极与漏极D位于通道CH上。其中，通道CH是由单层或多层的半导体材料所构成，例如：非晶硅、多晶硅、微晶硅、单晶硅、铟锗锌氧化物、铟锗氧化物、铟锌氧化物、锗硅化合物、或其它合适的材料、或上述的组合。

类似地，第一绝缘层106覆盖主动元件T，第一电极层108位于第一绝缘层106上，且通过接触窗V与主动元件T的漏极D电性连接。第二绝缘层110位于第一绝缘层106与第一电极层108上，且暴露出第一电极层108。发光层112位于第一电极层108上，且第二电极层114位于发光层112上。

同样地，第一绝缘层106与第二绝缘层110都仅设置在发光区E中，而没有设置在透明区T中。在透明区中仅设置有缓冲层101。更详细来说，第一绝缘层106与第二绝缘层110中具有开口O2、O2，其暴露出透明区T内的缓冲层101。由于透明区T内仅设置有缓冲层101，因此可以增加透明区T的透明度。

此外，本发明的有机发光装置，是以顶部发光结构(或称为向上发光结构)，即第一电极层为反射材料所构成，而第二电极层为透明材料所构成，为主要实施范例。而底部发光结构(或向下发光结构)，即第一电极层为透明材料所构成，而第二电极层为反射材料所构成，并不适用于本发明中。因为，发光区，例如：位于主动元件区中，底部发光结构中发光层所发射的光会被主动元件区中主动元件的不透光电极(例如：栅极、源极、漏极、扫描线、数据线、电容电极等等)所遮蔽，而没有任何的光线存在。

图7是根据本发明一实施例的有机发光装置的像素结构的剖面示意图。图7的实施例与图6的实施例相似，因此在此与图6的实施例相同的元件以相同的符号表示，且不再重复赘述。图7的实施例与图6的实施例不相同之处在于基板100上未设置有缓冲层，而位于发光区E内的栅极绝缘层102延伸至透明区T内。在此实施例中，由于透明区T内仅设置有栅极绝缘层102，因此可以增加透明区T的透明度。

图8是根据本发明一实施例的有机发光装置的像素结构的剖面示意图。图8的实施例与图6的实施例相似，因此在此与图6的实施例相同的元件以相同的符号表示，且不再重复赘述。图8的实施例与图6的实施例不相同之处在于发光区E内的栅极绝缘层102延伸至透明区T内。因此，在此实施例中，透明区T内仅设置有缓冲层101以及栅极绝缘层102。类似地，由于本实施例的透明区T内仅设置有缓冲层101以及栅极绝缘层102，因此可以使透明区T保有一定程度的透明度。

类似地，在上述图6至图8的具有底部栅极型薄膜晶体管的像素结构中，其第二电极层114都仅设置在发光区E中。但，根据其他实施例，第二电极层114都也是可设置在发光区E以及透明区T中(类似图3的第二电极层114的设置方式)。其中，发光区E以及透明区T中的第二电极层114可选择性的相互连接或不连接。

同样地，在上述图6至图8的实施例中，透明区T内仅设置缓冲层101、栅极绝缘层102或是缓冲层101与栅极绝缘层102。但，根据另一实施例，亦可以是透明区T内完全无设置膜层，也就是透明区T单纯仅有基板100。

综上所述，由于本发明将有机发光装置的像素结构的透明区中的膜层完全移除，或者是仅留下缓冲层、栅极绝缘层、或缓冲层与栅极绝缘层。并且将像素结构的发光层设置在发光区中。由于像素结构的发光区主要是发挥发光作用，且透明区主要是提供像素结构利用基板外的环境光来提升像素结构的透明度。因此，在做成显示装置或电子装置时，会使用框架(未绘示)将有机发光装置容纳于其中，此时，相对于透明区的框架中的部件并不会遮蔽外界环境光从基板外面进入有机发光装置内。因此，当使用者往有机发光装置的第二电极看时，有机发光装置会因为透明区的存在而使得透明度或亮度提升。

此外，本发明将像素结构的电极层以及发光层都设置在发光区中，且此发光区中可以设置不透光材料当作第一电极。在发光区中设置反射材料/不透光材料可以使有机发光装置的发光区保有共振腔结构，进而使有机发光装置的发光亮度提升。也就是说，有机发光装置的像素结构中的有机发光结构较适用顶部发光结构(或称为向上发光结构)，而较不适用底部发光结构(或称为向下发光结构)，其中，二者结构的差异可查阅上述实施例。

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，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作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 (17)

1.一种有机发光装置的像素结构，其特征在于。包括：

一基板，其定义有多个子像素区，每一个子像素区具有一发光区以及一透明区；

至少一主动元件，位于该基板的该发光区内；

一第一绝缘层，覆盖该主动元件，其中该第一绝缘层位于该发光区内且未设置在该透明区内；

一第一电极层，位于该第一绝缘层上且与该主动元件电性连接，其中该第一电极层为一反射电极层，位于该发光区内且未设置在该透明区内；

一第二绝缘层，位在该第一绝缘层以及该第一电极层上且暴露出该第一电极层，其中该第二绝缘层位于该发光区内且未设置在该透明区内；

一发光层，位于被暴露出的该第一电极层上，其中该发光层位于该发光区内且未设置在该透明区内；以及

一第二电极层，位于该发光层上。

2.根据权利要求1所述的有机发光装置的像素结构，其特征在于，该主动元件包括一栅极、一半导体层、一源极以及一漏极，该栅极与该半导体层之间更包括设置有一栅极绝缘层。

3.根据权利要求1所述的有机发光装置的像素结构，其特征在于，该栅极绝缘层延伸至该透明区内。

4.根据权利要求1所述的有机发光装置的像素结构，其特征在于，更包含一缓冲层设置于该基板的该发光区以及该透明区上，且位于该主动元件之下。

5.根据权利要求1所述的有机发光装置的像素结构，其特征在于，该第二电极层位于该发光区内且未设置在该透明区内。

6.根据权利要求1所述的有机发光装置的像素结构，其特征在于，该第二电极层位于该发光区内以及该透明区内。

7.根据权利要求1所述的有机发光装置的像素结构，其特征在于，该第二电极层为一透明电极层。

8.根据权利要求1所述的有机发光装置的像素结构，其特征在于，该第一电极层包括多层导电层，且这些导电层的至少其中之一为一反射层。

9.一种有机发光装置的像素结构，其特征在于，包括：

一基板，其定义有多个子像素区，每一个子像素区具有一发光区以及一透明区；

至少一主动元件，位于该基板的该发光区内；

一第一绝缘层，覆盖该主动元件，其中该第一绝缘层中具有至少一第一开口以暴露出该基板的该透明区；

一第一电极层，位于该发光区内，其中该第一电极层为一反射电极层，设置于该第一绝缘层上且与该主动元件电性连接；

一第二绝缘层，位在该第一绝缘层以及该第一电极层上且暴露出该第一电极层，其中该第二绝缘层中具有至少一第二开口以暴露出该第一开口；

一发光层，位于该发光区内，其中该发光层设置于被暴露出的该第一电极层上；以及

一第二电极层，设置于该发光层上。

10.根据权利要求9所述的有机发光装置的像素结构，其特征在于，该主动元件包括一栅极、一半导体层、一源极以及一漏极，该栅极与该半导体层之间更包括设置有一栅极绝缘层。

11.根据权利要求10所述的有机发光装置的像素结构，其特征在于，该栅极绝缘层延伸至该透明区内。

12.根据权利要求9所述的有机发光装置的像素结构，其特征在于，更包含一缓冲层设置于该基板的该发光区以及该透明区上，且位于该主动元件之下。

13.根据权利要求9所述的有机发光装置的像素结构，其特征在于，该第二电极层位于该发光区内且未设置在该透明区内。

14.根据权利要求9所述的有机发光装置的像素结构，其特征在于，该第二电极层位于该发光区内以及该透明区内。

15.根据权利要求14所述的有机发光装置的像素结构，其特征在于，该第二电极层覆盖该第一开口的底部，且暴露出该第一开口与该第二开口的局部侧壁。

16.根据权利要求9所述的有机发光装置的像素结构，其特征在于，该第二电极层为一透明电极层。

17.根据权利要求9所述的有机发光装置的像素结构，其特征在于，该第一电极层包括多层导电层，且这些导电层的至少其中之一为一反射层。

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