CN1588501A - 有机电致发光显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种有机电致发光显示器元件,该有机电致发光显示器元件包括一基板,具有一显示区域及一周边区域;一像素阵列,位于该基板的显示区域;一行控制电路和一列控制电路,位于该基板的周边区域;以及至少一散热件,设置于该基板的周边区域,与该像素阵列耦接。

Description

有机电致发光显示器
技术领域
本发明涉及一种有机电致发光(organic light emitting diode OLED)显示器,特别涉及一种具有散热件的有源有机电致发光(AM-OLED)显示器,可将有源元件所产生的热有效地导出有源有机电致发光显示器元件。
背景技术
在平面显示器当中,由于有机电致发光件具有自发光、高亮度、广视角、高响应速度及制作工艺容易等特性,使得有机电致发光件无疑将成为下一代平面显示器的最佳选择。
有机发光二极管为使用有机层作为有源层(active layer)的发光二极管,近年来已渐渐被用于平面面板显示器(flat panel display),依驱动方式可区分为无源有机电致发光(PM-OLED)及有源有机电致发光(AM-OLED)显示器。
无源有机电致发光元件,主要经由XY矩阵电极而被单纯驱动。由于无源有机电致发光元件以线性依序驱动方式执行,当扫瞄线(scanning lines)增加至数百条以上时,所要求的瞬间亮度(instantaneous brightness)即为观察亮度的数百倍,因此,产生的瞬间电流量也高达数百倍。如此大的电力消耗使得有机发光二极管产生大量的热,同时提高了有机发光二极管的操作温度。然而,操作温度的提高易使得有机发光二极管劣化的速度加快,如此一来,易导致有机电致发光元件的发光效率及元件寿命的降低。
开发出具有高发光效率及长使用寿命的有机电致发光元件是目前平面显示技术的主要趋势之一。因此,搭配薄膜晶体管(thin film transistor,TFT)的有源有机电致发光元件被提出,以避免无源有机电致发光元件所产生的问题。由于有源有机电致发光显示器具有面发光的特征、自发光的高发光效率以及低驱动电压(driving voltage)等优点,且具有广视角、高对比、高响应速度(high-response speed)、及全彩化等特性。当显示器的尺寸越作越大,分辨率的要求越来越高,以及全彩化需求的情况下,有源有机电致发光无疑将成为下一代全彩化平面显示器的最佳选择。上述有源有机电致发光元件虽然可以大幅降低通过有机发光二极管的电流量,进而避免有机发光二极管因电能消耗而产生大量的热能。然而,有源有机电致发光元件以薄膜晶体管作为开关元件,大量的电流流经薄膜晶体管通道(channel)的非晶硅层或多晶硅层。由于非晶硅层或多晶硅层一半导体层,其电阻会导致流经的电流产生功耗而转换成大量的热,使得有源有机电致发光元件的操作温度增加。当操作温度上升,对于玻璃转换温度(Tg)点为100℃左右的OLED材料而言,可明显地发现OLED电压对亮度的特性有着相当大的差异,而此特性也直接影响到OLED的使用寿命,也就是说,较高的操作温度会导致有机发光二极管的劣化速度加快。
因此,为能使有源有机电致发光(AM-OLED)显示器所产生的热能有效地散逸至外界,美国专利第6,265,820号提出一种多层结构的散热装置。另外,美国专利第5,821,692号提出一种于封装外框上制作鳍片式散热结构,以提升散热效率。然而,无论是以何种封装盖进行散热,在厚度上及封合强度上都有一定限制。例如,美国专利第6,265,820号所公开的多层结构的散热装置,势必增加面板元件所占空间而压缩到系统中其它元件所占的空间。另外,美国专利第5,821,692号所提到的鳍片式散热结构,其结构强度弱且所占空间大,不仅影响面板的厚度同时亦使得模块段制程组装困难。
发明内容
因此,本发明涉及有机电致发光显示器的导热及散热装置。为了解决上述有机电致发光显示器的散热问题,本发明的目的在于提供一种具有散热件的有源有机电致发光显示器,可将有源元件所产生的热有效地导出有源有机电致发光显示器元件之外。
本发明的另一目的在于提供一种具有散热件的有源有机电致发光显示器,散热件布置于有机电致发光显示器基板的周边区域,并藉导热线与有机电致发光像素阵列连接,可将有源元件所产生的热有效地导出有源有机电致发光显示器元件。
根据上述目的,本发明提供一种有机电致发光显示器元件,包括:一基板,包括一显示区域及一周边区域,其中显示区域位于基板之主要区域;一像素阵列,位于显示区域;一行控制电路及一列控制电路,位于周边区域;以及至少一散热件,位于基板的周边区域,与像素阵列耦接。
根据上述目的,本发明还提供一种有机电致发光显示器元件的制造方法,包括下列步骤:提供一基板,具有位于基板的主要区域的一有源元件阵列,及位于基板之周边区域的多个散热件;以及在基板上对应有源元件阵列形成一有机发光二极管阵列,以在主要区域构成有源有机电致发光像素阵列;其中,于形成有机发光二极管的同时形成与散热件连接的多条导热件。
根据上述目的,本发明还提供一种有机电致发光显示器元件的制造方法,包括下列步骤:提供一基板,具有位于基板的主要区域的一有源元件阵列;以及在基板上对应该有源元件阵列形成一有机发光二极管阵列,以在主要区域构成有源有机电致发光像素阵列;其中,于形成有机发光二极管的同时在基板的周边区域形成多个散热件与导热件且与有机发光二极管阵列连接。
以下配合附图以及优选实施例,以更详细地说明本发明。
附图说明
图1是显示根据本发明实施例的具有散热件的有源有机电致发光显示器的示意图;以及
图2是显示根据本发明实施例的具散热件结构的有源有机电致发光显示器像素区域的剖面示意图。
附图标记说明:
100~有机电致发光显示器;110~基板;120~像素阵列;130~行控制电路;140~列控制电路;160~散热件;170~导热件;1201~像素区域;210~薄膜晶体管;250~有机发光二极管;220~栅极;230~栅极介电层;240~通道;242~一轻掺杂源/漏极;244~一源极/漏极区域;235~层间介电层;245~保护层;260~源极导线;270~漏极导线;252~阳极;254~有机发光二极管叠层;256~阴极;280~空白层;290~散热媒介;300~散热框。
具体实施方式
本发明的实施例是一种具有散热件的有源有机电致发光显示器,可将有源元件所产生的热有效地导出有源有机电致发光显示器元件。有机电致发光显示器元件包括一基板,其具有一主要区域及一周边区域;一像素阵列,其位于基板的显示区域;一行控制电路及一列控制电路,其位于基板的周边区域;以及至少一散热件,其设置于基板的周边区域,与像素阵列藉导热件连接。虽然本发明是以有源有机电致发光显示器元件为例,然而,这并非用以限定本发明,无源有机电致发光显示器元件或其它自发光显示器元件亦可应用本发明的导热件与散热件的布置,达到优选的散热效果。
以下为本发明所述的具有散热件的有源有机电致发光显示器及其制造方法的一优选实施例,兹配合附图详细说明如下。
请参阅图1,一具有散热件160的有源有机电致发光显示器100包括一像素阵列120,其位于基板110的主要区域;一行控制电路130及一列控制电路140,其位于基板110的周边区域;以及至少一散热件160,例如散热垫,其于基板110的周边区域,与像素阵列120通过一导热件170,例如导热线,连接。
有源有机电致发光显示器100是大尺寸的显示器面板,例如面积大于7英寸,以大电流驱动的高亮度显示器。由于有源有机电致发光显示器100以薄膜晶体管作为其驱动元件,大量的电流会流经作为薄膜晶体管通道(channel)的非晶硅层或多晶硅层。由于非晶硅层或多晶硅层为一半导体层,其电阻会导致流经的电流产生功耗而传换成大量的热,使得有源有机电致发光元件的操作温度增加。根据本发明的一优选实施方式,利用基板110周边区域的散热件160,与像素阵列120通过一导热件170连接,可将有源元件所产生的热,有效地导出有源有机电致发光显示器元件,以避免有机发光二极管因操作温度过高而劣化。
应了解的是基板110周边区域的散热件160并非整个散热路径的终点,散热件160可通过与外界空气直接接触,将热散逸至外界。根据本发明的实施例,亦可涂布一导热性佳的散热媒介290(例如散热胶)于散热件160上,或连接至散热框300。
图2是显示根据本发明实施例的具散热件结构的有源有机电致发光显示器像素区域的剖面示意图。像素区域1201包括一薄膜晶体管210以及一有机发光二极管250。薄膜晶体管210优选为低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS-TFT),形成于一基板110上,包括一栅极220、一栅极介电层230、一通道240、一轻掺杂源/漏极(LDD)242于通道240之两侧、一源极/漏极区域244。源极/漏极区域244分别与源极导线260及漏极导线270电连接,且源极导线260及漏极导线270与薄膜晶体管210间以一层间介电层(ILD)235隔离。源极导线260与显示器的扫描线连接至列控制元件130,漏极导线270与有机发光二极管250的阳极252连接。
一保护层245覆盖基底110与薄膜晶体管210。保护层具有一开口,使漏极导线270与有机发光二极管250的阳极252电连接。
有机发光二极管250包括一第一电极252、一有机电致发光叠层254及一第二电极256,其中该各个有机发光二极管250的第二电极256与相邻的有机发光二极管250的第二电极256相互连接并通过导热线170连接至散热垫160。有机发光二极管250与相连的薄膜晶体管210间相隔以一隔离层(blank layer)280。
请参照图2,一透明导电层252,即有机发光二极管250的阳极252,形成于保护层245之上。透明导电层252可为铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锌铝氧化物(AZO)或是氧化锌(ZnO),并且可由溅镀法、电子束蒸镀法、热蒸镀法、化学气相镀膜法及喷雾热裂解法所形成。
接着,一有机电致发光层254坦覆性地形成于透明电极252之上,以及一金属电极256依序形成于该基底110上。透明电极252、有机电致发光层254及金属电极256所形成的堆垒结构构成本发明所述的有机发光二极管250。其中,该有机有机电致发光层254可为小分子或高分子有机电致发光材料,且可为单层的有机发光二极管材料层或多层有机电致发光材料层叠合构成。若为小分子有机电致发光材料,可利用真空蒸镀方式形成;若为高分子有机电致发光材料,则可使用旋转涂布、喷墨或网版印刷等方式形成有机发光二极管材料层。金属电极256的材料可选自Ca、Ag、Mg、Al、Li及其它低功函数(work function)的金属材料或复合金属材料,形成方式可为真空热蒸镀或溅镀方式。
于形成金属电极256的相同步骤中形成多条导热件170,例如导热线连接至散热件160。根据本实施例,金属电极256、导热件170及散热件160可于相同步骤中形成。各个有机发光二极管250的第二电极256与相邻的有机发光二极管250的第二电极256相互连接并通过导热件170连接至散热件160。
有源有机电致发光元件以薄膜晶体管250作为开关元件,大量的电流会流经作为薄膜晶体管250通道(channel)的多晶硅层240。由于该多晶硅层240为一半导体层,其电阻会导致流经的电流产生功耗而转换成大量的热,使得有源有机电致发光元件的操作温度增加。对有源元件所产生的热而言,必须快速而有效地传导至外界。然而向上及向下皆为导热性较差的绝热层结构,主要为氧化硅(导热系数K=10~20W/mK)或氮化硅(导热系数K=35W/mK)。向上传递的终点为有机电致发光元件的阴极,而向下传递的终点为玻璃基板(导热系数K=1.4~2W/mK)。常用的阴极材质为金属,包括Al、Al-Cu、Mg或Mg-Ag合金,其导热系数K值大抵大于160W/mK,远大于玻璃基板导热系数K值1.4~2W/mK。因此,薄膜晶体管所产生的热会向上传递至有机电致发光元件的阴极。根据本发明的一优选实施方式,于有机电致发光面板元件基板周边区域设置多个散热件,并通过导热件连接至有机电致发光元件的阴极,致使薄膜晶体管所产生的热能更进一步传递至外界。导热件的厚度优选为大于100埃(),宽度大抵为250微米。
位于基板周边区域的散热件可直接与外接空气接触,经由空气热对流传导至外界。根据本发明的一优选实施方式,可涂布一导热性佳的散热媒介,例如散热胶,导热系数K值大于50W/mK。根据本发明的优选实施方式,利用基板周边区域的散热件及导热件可增加面板整体的散热效率5~8%。
本发明的特征与效果在于利用有源有机电致发光显示器基板周边区域的散热件,可将有源元件所产生的热导出有源有机电致发光显示器元件之外。使得该薄膜晶体管所产生的热,向上传递至有机电致发光元件的阴极,进而传递至外界,以解决因薄膜晶体管所产生的热能所导致的有机发光二极管劣化的问题。
虽然本发明已以优选实施例公开如上,然而,其并非用以限定本发明,本领域中的普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围的前提下,当然可作更动与润饰,因此本发明的保护范围应当以所附权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种有机电致发光显示器元件,包括:
一基板,包括一显示区域及一周边区域,其中所述显示区域位于所述基板的一主要区域;
一像素阵列,位于所述显示区域;
一行控制电路和一列控制电路,位于所述周边区域;以及
至少一散热件,设于所述周边区域,与所述像素阵列耦接。
2.如权利要求1所述的有机电致发光显示器元件,其中所述像素阵列是一有源有机电致发发光像素阵列。
3.如权利要求2所述的有机电致发光显示器元件,其中所述像素阵列还包括:
一薄膜晶体管阵列;以及
一有机发光二极管阵列,包括一第一电极、一有机电致发发光叠层及一第二电极,其中所述第二电极通过一导热件耦接至所述散热件。
4.如如权利要求3所述的有机电致发光显示器元件,其中所述薄膜晶体管阵列所生成的热经由所述第二电极传导至所述散热件。
5.如权利要求1所述的有机电致发光显示器元件,其中所述散热件的导热系数大于50W/mK。
6.如权利要求1所述的有机电致发光显示器元件,其中所述散热件为金属。
7.如权利要求6所述的有机电致发光显示器元件,其中所述散热件材质包括Al、Al-Cu合金、Mg或Mg-Ag合金。
8.如权利要求1所述的有机电致发光显示器元件,其中还包括一覆盖于所述散热件上的散热媒介。
9.覆盖于所述散热件上有机电致发光显示器元件,其中还包括一与所述散热件耦接的散热框。
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