CN101964353B

CN101964353B - 有机电激发光显示单元及其制造方法

Info

Publication number: CN101964353B
Application number: CN2010102547804A
Authority: CN
Inventors: 常鼎国; 方俊雄
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2010-08-13
Filing date: 2010-08-13
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2030-08-13
Also published as: CN101964353A

Abstract

本发明有关于一种有机电激发光显示单元，包括至少一晶体管、第一光传感器、第二光传感器、反射导电层、有机电激发光层及阴极层。晶体管与一扫描线及一数据线电性连接。第一光传感器包括第一反射底电极、第一感光层与第一透明顶电极。第二光传感器包括第二反射底电极、第二感光层与第二透明顶电极。第一光传感器与第二光传感器电性连接。反射导电层包括像素电极、遮光图案以及桥接图案，像素电极与晶体管电性连接，遮光图案与第二透明顶电极电性连接并且全面性遮蔽第二感光层，而桥接图案与第一透明顶电极、第一反射底电极及第二反射底电极电性连接。

Description

有机电激发光显示单元及其制造方法

技术领域

本发明是有关于一种显示单元及其制作方法，且特别是有关于一种有机电激发光显示单元(electroluminescent display unit)及其制作方法。

背景技术

近来环保意识抬头，具有低消耗功率、空间利用效率佳、无辐射、高画质等优越特性的平面显示面板(flat display panels)已成为市场主流。常见的平面显示器包括液晶显示器(liquid crystal displays)、电浆显示器(plasma displays)、有机电激发光显示器(electroluminescent displays)等。以有机电激发光显示器为例，其是一种自发光型的显示器，无须使用背光模块，故可省去背光模块的制造成本以及背光模块本身所消耗的能源。此外，由于有机电激发光显示器无视角问题，且具有全彩化、高应答速度等特性，可说是一种兼具性能及环保概念的平面显示面板。

在现有技术中，利用单一光传感器来感测外界光强度进而调整有机电激发光显示器以显示适当的亮度，此举有助于降低有机电激发光显示器的功率消耗，进而达到省电的目的。然而，此现有技术的缺点是：单一光传感器容易受到扫描电路、环境温度或其它因素的干扰，而影响到光传感器的准确度。在光传感器无法有效得根据外界光强度来调整有机电激发光显示器的亮度的情况下，有机电激发光显示器便无法显示适当的亮度，导致无法有效地降低有机电激发光显示器的消耗功率。承上述，如何改善光传感器的准确度并且将光传感器的制作整合于有机电激发光显示面板的制程中，是研发者所面临的问题之一。

发明内容

本发明提供一种有机电激发光显示单元及其制造方法，以将光传感器的制作整合于有机电激发光显示面板的制程中。

本发明提供一种有机电激发光显示单元，其适于与一扫描线以及一数据线电性连接。有机电激发光显示单元包括至少一晶体管、一第一光传感器、一第二光传感器、一反射导电层、一有机电激发光层以及一阴极层。上述的至少一晶体管与扫描线以及数据线电性连接，第一光传感器包括第一反射底电极、第一感光层与第一透明顶电极，其中第一感光层位于第一反射底电极与第一透明顶电极之间。第二光传感器包括第二反射底电极、第二感光层与第二透明顶电极，其中第二感光层位于第二反射底电极与第二透明顶电极之间，且第一光传感器与第二光传感器电性连接。反射导电层包括像素电极、遮光图案以及桥接图案，其中像素电极与晶体管电性连接，遮光图案与第二透明顶电极电性连接并且全面性遮蔽第二感光层，而桥接图案与第一透明顶电极、第一反射底电极及第二反射底电极电性连接。有机电激发光层配置于像素电极上，而阴极层则配置于有机电激发光层上。

在本发明的一实施例中，上述的晶体管包括栅极、通道层、源极以及漏极，源极以及漏极位于通道层的部分区域上，且源极与漏极电性绝缘。

在本发明的一实施例中，上述的通道层位于栅极上方。

在本发明的一实施例中，上述的第一反射底电极、第二反射底电极、源极以及漏极的材质实质上相同。

在本发明的一实施例中，上述的桥接图案仅遮蔽第一感光层的部分区域，以使第一感光层能够接收外界光线。

在本发明的一实施例中，上述的有机电激发光显示单元可进一步包括一保护层，而保护层覆盖晶体管、第一光传感器与第二光传感器。

在本发明的一实施例中，上述的保护层具有第一接触开口、多个第二接触开口以及第三接触开口，像素电极通过第一接触开口与晶体管电性连接，而桥接图案通过这些第二接触开口与第一透明顶电极、第一反射底电极及第二反射底电极电性连接，且遮光图案通过第三接触开口与第二透明顶电极电性连接。

在本发明的一实施例中，上述的有机电激发光显示单元可进一步包括一像素定义层，像素定义层覆盖反射导电层且具有开口，其中像素电极被开口暴露，且有机电激发光层配置于开口内。

在本发明的一实施例中，上述的阴极层覆盖有机电激发光层以及像素定义层。

在本发明的一实施例中，上述的阴极层为一透明阴极层。

本发明另提供一种有机电激发光显示单元的制造方法，其包括：于基板上形成至少一晶体管、一第一光传感器以及与第一光传感器电性连接的第二光传感器，其中第一光传感器包括第一反射底电极、第一感光层与第一透明顶电极，第一感光层位于第一反射底电极与第一透明顶电极之间，而第二光传感器包括第二反射底电极、第二感光层与第二透明顶电极，且第二感光层位于第二反射底电极与第二透明顶电极之间。接着，形成一反射导电层，此反射导电层包括像素电极、遮光图案以及桥接图案，其中像素电极与晶体管电性连接，遮光图案与第二透明顶电极电性连接并且全面性遮蔽第二感光层，而桥接图案与第一透明顶电极、第一反射底电极及第二反射底电极电性连接。之后，于像素电极上形成一有机电激发光层，并于有机电激发光层上形成一阴极层。

在本发明的一实施例中，上述的晶体管的形成方法包括：于基板上形成栅极，并于基板上形成栅绝缘层，以覆盖栅极。接着，于栅绝缘层上形成通道层，以使通道层位于栅极上方。之后，于通道层的部分区域上形成源极与漏极，其中源极与漏极电性绝缘。

在本发明的一实施例中，有机电激发光显示单元的制造方法可进一步包括形成一保护层，以覆盖晶体管、第一光传感器与第二光传感器。

在本发明的一实施例中，有机电激发光显示单元的制造方法可进一步包括于保护层中形成一第一接触开口、多个第二接触开口以及第三接触开口，其中像素电极通过第一接触开口与晶体管电性连接，而桥接图案通过这些第二接触开口与第一透明顶电极、第一反射底电极及第二反射底电极电性连接，且遮光图案通过第三接触开口与第二透明顶电极电性连接。

在本发明的一实施例中，有机电激发光显示单元的制造方法可进一步包括形成一像素定义层，以覆盖反射导电层，其中像素定义层具有开口，而像素电极被开口暴露，且有机电激发光层配置于开口内。

在本发明的一实施例中，上述的阴极层为透明阴极层。

本发明提供一种有机电激发光显示单元及其制造方法，以将光传感器的制作整合于有机电激发光显示面板的制程中。如此一来，本发明的有机电激发光显示单元在制作时所需的成本可以进一步降低。

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，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1A至图1E为本发明第一实施例的有机电激发光显示单元的制造流程剖面示意图。

图2A至图2E为本发明第二实施例的有机电激发光显示单元的制造流程剖面示意图。

图3为第一光传感器与第二光传感器的等效电路图。

图4为第一光传感器与第二光传感器所产生的光电流与环境光强度的关系图。

其中，附图标记：

SUB：基板

R1：显示区

R2：周边区

G：栅极

GI：栅绝缘层

CH：通道层

S：源极

D：漏极

TFT：晶体管

100：第一光传感器

110：第一反射底电极

120：第一感光层

130：第一透明顶电极

200：第二光传感器

210：第二反射底电极

220：第二感光层

230：第二透明顶电极

PV：保护层

W1：第一接触开口

W2：第二接触开口

W3：第三接触开口

300：反射导电层

310：像素电极

320：遮光图案

330：桥接图案

400：像素定义层

410：开口

500：有机电激发光层

600：阴极层

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

【第一实施例】

图1A至图1E为本发明第一实施例的有机电激发光显示单元的制造流程剖面示意图。首先，请参照图1A，提供一基板SUB，此基板SUB具有一显示区R1以及一周边区R2。接着于基板SUB上形成至少一栅极G(图1A中仅绘示出一个栅极)，并于基板SUB上全面性地形成一栅绝缘层GI以覆盖住栅极G。换言之，栅绝缘层GI覆盖住上述的显示区R1以及周边区R2。在本实施例中，基板SUB的材质例如为玻璃、石英、有机聚合物、不透光/反射材料(如导电材料、晶圆、陶瓷、或其它可适用的材料)、或是其它可适用的材料。此外，上述的显示区R1是用以形成有机电激发光显示单元的区域，而周边区R2则是用以形成周边线路(如驱动电路、扇出线路等)的区域。

在本实施例中，栅极G的材料例如为合金、金属或其它适当的材料。栅绝缘层GI全面性地覆盖于基板SUB上，以覆盖住栅极G。在本实施例中，栅绝缘层GI的材质例如为无机介电材料(如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、或上述至少二种材料的堆叠层)、有机介电材料或上述有机与无机介电材料的组合。

请参照图1B，接着于栅绝缘层GI上形成至少一通道层CH，此通道层CH位于栅极G的上方，且与栅极G部分重叠。在本实施例中，通道层CH的材质例如为非晶硅层或其它适合的半导体材料。在完成通道层CH的制作之后，接着形成一图案化导电层，此图案化导电层例如由至少一源极S、至少一漏极D、至少一第一反射底电极110以及至少一第二反射底电极210所构成。在本实施例中，图案化导电层的材料例如为合金、金属或其它适当的材料。

从图1B可知，位于显示区R1的源极S与漏极D彼此电性绝缘，且覆盖于部分的通道层CH以及部分的栅绝缘层GI上。位于周边区R2的第一反射底电极110以及至少一第二反射底电极210彼此分离，且第一反射底电极110以及至少一第二反射底电极210覆盖于部分的栅绝缘层GI上。在本实施例中，第一反射底电极110以及第二反射底电极210的材质例如为铝、钛、钼、镍、镁或是其它适合的金属或合金。

在完成源极S与漏极D的制作之后，便完成了至少一个晶体管TFT的制作，在本实施例中，晶体管TFT为一底栅极薄膜晶体管，然而，在本发明的其它可行的实施例中，晶体管TFT亦可以为一顶栅极薄膜晶体管。

值得注意得是，本实施例可于制作栅极G(绘示于图1A)的同时，一并制作出扫描线、下电容电极等或是其它导电图案，此外，可本实施例可于制作源极S、漏极D、第一反射底电极110以及第二反射底电极210的同时，一并制作出数据线、电容上电极或是其它导电图案。上述的电容下电极与电容上电极可构成一个或多个电容器。以有机电激发光显示单元为例，其像素结构例如是由两个晶体管以及一个电容器所构成，即所谓的2T1C架构。当然，上述的像素结构亦可以是由三个晶体管以及一个电容器所构(即3T1C架构)、四个晶体管以及二个电容器所构(即4T2C架构)或五个晶体管以及一个电容器所构(即5T1C架构)。

接着请参照图1C，在完成第一反射底电极110以及第二反射底电极210之后，接着于周边区R2上形成第一感光层120、第二感光层220、第一透明顶电极130、第二透明顶电极230，其中第一感光层120位于第一反射底电极110的部分区域上，第一透明顶电极130位于第一感光层120上，而第二感光层220位于第二反射底电极210的部分区域上，且第二透明顶电极230位于第二感光层220上。换言之，第一感光层120位于第一反射底电极110与第一透明顶电极130之间，而第二感光层220位于第二反射底电极210与第二透明顶电极230之间。

在本实施例中，第一透明顶电极130与第二透明顶电极230的材质例如为金属氧化物，举例而言，第一透明顶电极130与第二透明顶电极230的材质可为铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、铟锗锌氧化物、或其它合适的氧化物、或者是上述至少二者的堆叠层。此外，第一感光层120与第二感光层220的材质例如为含有纳米结晶硅的氧化硅(SiOx with Si nano-crystal)或其它适当的光敏感材料(photo-sensing materials)。

从图1C可知，在完成第一透明顶电极130以及第二透明顶电极230的制作之后，便完成了第一光传感器100与第二光传感器200，其中第一光传感器100包括了上述的第一反射底电极110、第一感光层120与第一透明顶电极130，而第二光传感器200包括了上述的第二反射底电极210、第二感光层220与第二明顶电极230。在本实施例中，第一光传感器100中的第一反射底电极110、第二光传感器200中的第二反射底电极210、源极S以及漏极D例如通过同一道微影蚀刻制程(photolithography and etching process，PEP)来制作。第一反射底电极110、第二反射底电极210、源极S以及漏极D的材质实质上相同。

接着请参照图1D，在完成第一光传感器100与第二光传感器200的制作之后，于基板SUB上形成覆盖住晶体管TFT、第一光传感器100与第二光传感器200的保护层PV。由图1D可知，保护层PV全面性地形成于显示区R1与周边区R2上，且保护层PV具有至少一第一接触开口W1、多个第二接触开口W2以及至少一第三接触开口W3，其中第一接触开口W1将晶体管TFT的漏极D暴露，第二接触开口W2将第一透明顶电极110、第一反射底电极130以及第二反射底电极210暴露，而第三接触开口W3将第二透明顶电极230暴露。在本实施例中，保护层PV的材质例如为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、有机介电材料或其它适合的介电材料。

在制作完保护层PV之后，接着于保护层PV上形成反射导电层300，而此反射导电层300包括像素电极310、遮光图案320以及桥接图案330，其中像素电极310通过第一接触开口W1与晶体管TFT的漏极D电性连接，桥接图案330通过第二接触开口W2与第一透明顶电极130、第一反射底电极110以及第二反射底电极210电性连接，而遮光图案320通过第三接触开口W3与第二透明顶电极230电性连接。详言之，第一透明顶电极130与第二反射底电极210是通过右侧的桥接图案330彼此电性连接，而第一反射底电极110仅与左侧的桥接图案330电性连接。在本实施例中，像素电极310、遮光图案320以及桥接图案330例如通过同一道微影蚀刻制程(photolithography and etchingprocess，PEP)来制作。在本实施例中，反射导电层300的材质例如为银、铝、钛、钼、镍、镁或是其它适合的金属或合金。

从图1D可知，桥接图案330仅遮蔽第一感光层120的部分区域，以使第一感光层120能够接收来自于外界的光线。此外，遮光图案320则需完全遮蔽第二感光层220，以使第二感光层220不易接收到来自于外界的光线。

最后请参照图1E，在完成反射导电层的制作之后，于保护层PV上形成像素定义层400，以覆盖住反射导电层300，其中像素定义层400具有一开口410以定义出后续形成的有机电激发光层欲形成的位置(即像素区域)，其中且像素电极310被开口410暴露。接着，于开口410所暴露出的像素电极310上形成有机电激发光层500，并于像素定义层400以及有机电激发光层500上形成阴极层600。在本实施例中，阴极层600为透明阴极层。在完成阴极层600的制作之后，即完成向上发光型态的有机电激发光显示单元(Top emissionOLED device)的制作。

在本实施例中，有机电激发光层500可为多层有机薄膜堆叠而成，如有机电激发光层、电洞注入层、电洞传输层、电子注入层、有机束缚层(organiccladding layers)等。此外，阴极层600的材质例如为铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铝锡氧化物、铝锌氧化物、铟锗锌氧化物、或其它合适的氧化物或者是上述至少二者的堆叠层，且在本发明一实施例中，阴极层600不会完全覆盖到第一光传感器100和第二光传感器200以避免电性干扰。

图3为第一光传感器与第二光传感器的等效电路图。请参照图1D与图3，当外界光线照射到第一光传感器100时，第一光传感器100会产生一光电流I₁，而第二光传感器200因遮光图案320的遮蔽而不会产生光电流(photo current)，但第二光传感器200仍会产生一暗电流I₂。此时，在第一透明顶电极130与第二反射底电极210间会产生一光电流差I₃，其中电流差I₃＝I₁-I₂。

图4为第一光传感器与第二光传感器所产生的光电流与环境光强度的关系图。请参照图4，随着外界光线变强，光电流差I₃(I₃＝I₁-I₂)也会变大。很明显地，光电流差I₃可代表外界光线的强度，故通过光电流差I₃可推算出有机电激发光显示单元所处的环境亮度。此外，由于第二光传感器200所产生的暗电流I₂可作为一参考电流，意即，暗电流I₂代表第二光传感器在未照光情况下的背景电流，因此光电流差I₃(I₃＝I₁-I₂)可以较为精准地估算出有机电激发光显示单元所处的环境亮度。

【第二实施例】

图2A至图2E为本发明第二实施例的有机电激发光显示单元的制造流程剖面示意图。本实施的有机电激发光显示单元的制造流程与第一实施例类似，惟二者主要差异之处在于：第一光传感器100与第二光传感器200之间的连接方式不同。如图2D所示，第一透明顶电极130仅与最左侧的桥接图案330电性连接，第二反射底电极210仅与最右侧的桥接图案330电性连接，而第一反射底电极110与第二透明顶电极230是通过中间的桥接图案330以及遮光图案320彼此电性连接。

综上所述，本发明提供一种有机电激发光显示单元及其制造方法，以将光传感器的电极制作整合于有机电激发光显示面板的制程中。如此一来，本发明的有机电激发光显示单元在制作时所需的成本可以进一步降低。

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

1.一种有机电激发光显示单元，适于与一扫描线以及一数据线电性连接，其特征在于，该有机电激发光显示单元包括：

至少一晶体管，与该扫描线以及该数据线电性连接；

一第一光传感器，包括一第一反射底电极、一第一感光层与一第一透明顶电极，其中该第一感光层位于该第一反射底电极与该第一透明顶电极之间；

一第二光传感器，包括一第二反射底电极、一第二感光层与一第二透明顶电极，其中该第二感光层位于该第二反射底电极与该第二透明顶电极之间，且该第一光传感器与该第二光传感器以串联方式电性连接；

一反射导电层，包括一像素电极、一遮光图案以及一桥接图案，其中该像素电极与该晶体管电性连接，该遮光图案与该第二透明顶电极电性连接并且全面性遮蔽该第二感光层，而该桥接图案分别与该第一透明顶电极、第一反射底电极及第二反射底电极电性连接；

一有机电激发光层，配置于该像素电极上；以及

一阴极层，配置于该有机电激发光层上。

2.根据权利要求1所述的有机电激发光显示单元，其特征在于，该晶体管包括一栅极、一通道层、一源极以及一漏极，该源极以及该漏极位于通道层的部分区域上，且该源极与该漏极电性绝缘。

3.根据权利要求2所述的有机电激发光显示单元，其特征在于，该通道层位于该栅极上方。

4.根据权利要求2所述的有机电激发光显示单元，其特征在于，该第一反射底电极、该第二反射底电极、该源极以及该漏极的材质相同。

5.根据权利要求1所述的有机电激发光显示单元，其特征在于，该桥接图案仅遮蔽该第一感光层的部分区域，以使该第一感光层能够接收外界光线。

6.根据权利要求1所述的有机电激发光显示单元，其特征在于，还包括一保护层，覆盖该晶体管、该第一光传感器与该第二光传感器。

7.根据权利要求6所述的有机电激发光显示单元，其特征在于，该保护层具有一第一接触开口、多个第二接触开口以及一第三接触开口，该像素电极通过该第一接触开口与该晶体管电性连接，而该桥接图案通过这些第二接触开口分别与该第一透明顶电极、第一反射底电极及第二反射底电极电性连接，且该遮光图案通过该第三接触开口与该第二透明顶电极电性连接。

8.根据权利要求1所述的有机电激发光显示单元，其特征在于，还包括一像素定义层，覆盖该反射导电层，其中该像素定义层具有一开口，该像素电极被该开口暴露，且有机电激发光层配置于该开口内。

9.根据权利要求8所述的有机电激发光显示单元，其特征在于，该阴极层覆盖该有机电激发光层以及该像素定义层。

10.根据权利要求9所述的有机电激发光显示单元，其特征在于，该阴极层为一透明阴极层。

11.一种有机电激发光显示单元的制造方法，其特征在于，包括：

于一基板上形成至少一晶体管；

于该基板上形成一第一光传感器以及一与该第一光传感器以串联方式电性连接的第二光传感器，其中该一第一光传感器包括一第一反射底电极、一第一感光层与一第一透明顶电极，该第一感光层位于该第一反射底电极与该第一透明顶电极之间，而该第二光传感器包括一第二反射底电极、一第二感光层与一第二透明顶电极，且该第二感光层位于该第二反射底电极与该第二透明顶电极之间；

形成一反射导电层，该反射导电层包括一像素电极、一遮光图案以及一桥接图案，其中该像素电极与该晶体管电性连接，该遮光图案与该第二透明顶电极电性连接并且全面性遮蔽该第二感光层，而该桥接图案分别与该第一透明顶电极、第一反射底电极及第二反射底电极电性连接；

于该像素电极上形成一有机电激发光层；以及

于该有机电激发光层上形成一阴极层。

12.根据权利要求11所述的有机电激发光显示单元的制造方法，其特征在于，该晶体管的形成方法包括：

于该基板上形成一栅极；

于该基板上形成一栅绝缘层，以覆盖该栅极；

于该栅绝缘层上形成一通道层，该通道层位于该栅极上方；以及

于该通道层的部分区域上形成一源极与一漏极，该源极与该漏极电性绝缘。

13.根据权利要求11所述的有机电激发光显示单元的制造方法，其特征在于，还包括形成一保护层，以覆盖该晶体管、该第一光传感器与该第二光传感器。

14.根据权利要求13所述的有机电激发光显示单元的制造方法，其特征在于，还包括于该保护层中形成一第一接触开口、多个第二接触开口以及一第三接触开口，其中该像素电极通过该第一接触开口与该晶体管电性连接，而该桥接图案通过这些第二接触开口分别与该第一透明顶电极、第一反射底电极及第二反射底电极电性连接，且该遮光图案通过该第三接触开口与该第二透明顶电极电性连接。

15.根据权利要求11所述的有机电激发光显示单元的制造方法，其特征在于，还包括形成一像素定义层，以覆盖该反射导电层，其中该像素定义层具有一开口，该像素电极被该开口暴露，且有机电激发光层配置于该开口内。

16.根据权利要求15所述的有机电激发光显示单元的制造方法，其特征在于，该阴极层覆盖该有机电激发光层以及该像素定义层。

17.根据权利要求16所述的有机电激发光显示单元的制造方法，其特征在于，该阴极层为一透明阴极层。