CN1774147A - 主动式有机电致发光元件阵列 - Google Patents

Abstract

一种主动式有机电致发光元件阵列，具有多个由扫瞄配线及数据配线区分出的第一次像素区域与第二次像素区域。每个第一次像素区域内设置有第一发光元件、第一控制单元及第二控制单元，而每个第二次像素区域内则设置有第二发光元件。其中，第一控制单元与第一发光元件电连接，以驱动第一发光元件。第二控制单元则与第二发光元件电连接，以驱动第二发光元件。本发明将单位面积之发光效率较差的第二发光元件设置于第二次像素区域内以增加其发光面积，以使第二发光元件与第一发光元件在相同的驱动电流下可发出亮度相近的光线。

Description

主动式有机电致发光元件阵列

技术领域

本发明是关于一种发光元件，且特别是有关于一种主动式有机电致发光元件阵列的发明。

背景技术

多媒体社会之急速进步，多半受惠于半导体元件或显示装置的飞跃性进步。就显示器而言，有机电致发光显示器是具有自发光(Emissive)元件的点阵式显示器，再加上有机电致发光显示器具有无视角限制、低制造成本、高应答速度(约为液晶的百倍以上)、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设备小型化及薄型化等优点，相当符合多媒体时代显示器的特性要求。因此，有机电致发光显示器可望成为下一世代的新颖平面显示器。

在有机电致发光显示器中，可视其发光元件之驱动方式而分为主动式(Active)与被动式(Passive)有机电致发光显示器。由于被动式驱动元件的发光效率和使用寿命，会随着显示器的尺寸和分辨率的增加而大幅地降低，所以近来已日渐朝向高水平的主动式驱动有机电致发光显示器之方向发展。

有机电致发光显示器之发光元件即是由两电极以及有机发光材料所构成，而由于每种有机发光材料的发光效率并不相同，就目前常用的有机发光材料来说，蓝光有机发光材料的发光效率比绿光及红光有机发光材料的发光效率为差。因此，在有机电致发光显示器中，通常会以较大的电流来驱动发光效率较差的有机发光材料(例如是蓝光有机发光材料)，以使显示器具有均匀亮度。然而，此种作法却会导致不同发光效率之有机发光材料的老化(aging)程度不一，进而影响画面质量。

因此，如所周知，有人提出了一种解决上述问题的方法。图1为一种公知的主动式有机电致发光元件阵列的部分俯视示意图。请参照图1，主动式有机电致发光元件阵列110设置于基板100上，主要由多条扫瞄配线(scan line)102、多条数据配线(data line)104、多个发光元件106以及多个控制单元112所构成。其中，扫瞄配线102与数据配线104在基板上区分出多个次像素(sub-pixel)区域108(图1仅表示出3个次像素区域108)，且每个次像素区域108内均设置有发光元件106与控制单元112。这些控制单元112用以驱动这些发光元件106，而发光元件106则由两电极以及有机发光材料所构成。此外，每个控制单元112电耦接至电源线114，其中电源线114用以提供控制单元112驱动发光元件106所需之电流。

请继续参照图1，在全彩色化的显示装置中，主动式有机电致发光元件阵列110之发光元件106通常是包括红光发光元件106r、绿光发光元件106g以及蓝光发光元件106b，而为了使每个次像素区域108具有相同的发光效率，公知的作法是将发光效率较佳的红光发光元件106r与绿光发光元件106g的发光面积缩小，以便于在一定电流驱动的情况下，使这些次像素区域108具有相近的发光效率。然而，此种作法乃是牺牲某些次像素区域108的开口率(aperture ratio)，因此整体分辨率(resolution)与亮度(brightness)将会受到限制。

为此，如所周知，又有人提出另一种主动式有机电致发光元件阵列，以避免上述之问题。图2为另一种公知的主动式有机电致发光元件阵列的部分俯视示意图。请参照图2，主动式有机电致发光元件阵列210与图1所示之主动式有机电致发光元件阵列110之相异处在于主动式有机电致发光元件阵列210设计有多个不同大小的次像素区域208a、次像素区域208b以及次像素区域208c(图2仅各表示出一个)，而单位面积之发光效率较差的蓝光发光元件106b设置在较大的次像素区域208c内，以便于通过增加其发光面积来提高其发光效率。如此一来，便毋须牺牲单位面积之发光效率较佳的次像素区域(例如是图2中的次像素区域208a与次像素区域208b)之开口率。

然而，若红光发光元件106r、绿光发光元件106g以及蓝光发光元件106b是设置在具有不同面积的次像素区域中且以三角形(delta)方式排列时，则若是采用喷墨工艺的方式来制造将会增加喷墨工艺的复杂度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是提供一种主动式有机电致发光元件阵列，该阵列可在不影响显示器之整体分辨率与亮度的情况下，改善显示器之整体发光均匀度，并且可使阵列中之每个发光元件的老化程度较为一致。

本发明提出一种主动式有机电致发光元件阵列，该阵列设置于基板上。此主动式有机电致发光元件阵列主要由多条扫瞄配线、多条数据配线、多个第一发光元件、多个第二发光元件、多个第一控制单元以及多个第二控制单元所构成。其中，这些数据配线与这些扫瞄配线在基板上至少区分出多个第一次像素区域与多个第二次像素区域，且每个第一次像素区域与一第二次像素区域相邻。每个第一次像素区域内均设置有第一发光元件、第一控制单元以及第二控制单元，且第一发光元件与第一控制单元电连接。每个第二次像素区域内设置有第二发光元件，而每个第二发光元件则与相邻之第一次像素区域内的第二控制单元电连接。

依照本发明的较佳实施例所述，此主动式有机电致发光元件阵列还包括多条共享电源线，分别设置于每个第一次像素区域内。而且，在每个第一次像素区域内，第一控制单元与第二控制单元电连接至共享电源线。在另一实施例中，此有机电致发光元件还包括多条第一电源线与多条第二电源线，分别设置于每个第一次像素区域内。而且，在每个第一次像素区域内，第一控制单元电连接至第一电源线，而第二控制单元则电连接至第二电源线。

依照本发明的较佳实施例所述，这些第一发光元件与这些第二发光元件例如是有机发光二极管(OLED)或是聚合物有机发光二极管(PLED)，且这些第二发光元件例如是蓝光发光元件。在一实施例中，这些第二发光元件的发光面积例如是大于这些第一发光元件的发光面积。

依照本发明的较佳实施例所述，这些扫瞄配线与这些数据配线还于基板上区分出多个第三次像素区域，且每个第三次像素区域与第一次像素区域以及第二次像素区域中的至少一个相邻，而此主动式有机电致发光元件阵列还包括多个第三发光元件以及多个第三控制单元。其中，每个第三发光元件与每个第三控制单元分别设置于第三次像素区域内。而且，在每个第三次像素区域内，第三控制单元电连接至第三发光元件。

依照本发明的较佳实施例所述，此主动式有机电致发光元件阵列还包括多条第三电源线，每条第三电源线设置于上述之第三次像素区域中之一个内，且在每个第三次像素区域内，第三控制单元电连接至第三电源线。

依照本发明的较佳实施例所述，上述之第三发光元件例如是有机发光二极管(OLED)聚合物有机发光二极管(PLED)。此外，在一实施例中，这些第二发光元件之发光面积例如是大于上述之第三发光元件之发光面积。

依照本发明的较佳实施例所述，这些第一发光元件、第二发光元件以及第三发光元件例如是以马赛克形、三角形、条纹形或4像素设置形之排列形式排列于基板上。

在本发明中，可将单位面积之发光效率较差的发光元件设置在第二次像素区域内，并且增加此发光元件的发光面积，以使其与其它发光元件在相同的驱动电流下能发出亮度相近的光线。因此，本发明之主动式有机电致发光元件阵列中的发光元件具有较一致的工作寿命。换言之，若将本发明应用于有机电致发光显示器中，则此有机电致发光显示器可具有较佳的画面显示质量。

为让本发明之上述和其它目的、特征和优点能还明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

具体实施方式

本发明将单位面积之发光效率较差的发光元件设置在一个次像素区域内，而此发光元件的控制单元则设在相邻之次像素区域内，以增加设置有发光元件的次像素区域之开口率。以下将举实施例加以说明，但其并非用以限定本发明，发明所属技术领域的普通专业人员可依照本发明之思想而对下述实施例稍做变化，惟其仍属于本发明之范畴。

图3为本发明之一种主动式有机电致发光元件阵列的部分俯视示意图。请参照图3，主动式有机电致发光元件阵列310设置于基板300上，且其主要由多条扫瞄配线302、多条数据配线304、多个第一发光元件306a、多个第二发光元件306b、多个第一控制单元330a以及多个第二控制单元330b所构成。其中，扫瞄配线302与数据配线304在基板300上区分出多个第一次像素区域308a与多个第二次像素区域308b，且较佳的是，第一次像素区域308a与第二次像素区域308b大小相同。而且，每个第一次像素区域308a至少与一个第二次像素区域308b相邻。在此，为了方便说明，图3仅表示出单一第一次像素区域308a与单一第二次像素区域308b。

第二发光元件306b分别设置在每个第二次像素区域308b内。特别是，第一发光元件306a、第一控制单元330a及第二控制单元330b分别设置在每个第一次像素区域308a内。其中，在每个第一次像素区域308a内，第一控制单元330a与第一发光元件306a电连接，用以驱动第一发光元件306a，而第二控制单元330b则与相邻之第二次像素区域308b内的第二发光元件306b电连接，用以驱动第二发光元件306b。这些第一控制单元330a与第二控制单元330b则分别通过其所对应之扫瞄配线302与数据配线304而驱动。

在一实施例中，第一控制单元330a例如是由两个薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)332a、334a以及一个电容器(capacitor)336a所构成。其中，薄膜晶体管332a作为开关晶体管，用以控制驱动信号的进入与否。另一薄膜晶体管334a作为驱动晶体管，用以接收开关晶体管332a所输出之信号，并以此驱动第一发光元件306a。同样地，第二控制单元330b例如是由两个薄膜晶体管332b、334b以及一个电容器336b所构成。其中，薄膜晶体管332b作为开关晶体管，用以控制驱动信号的进入与否。另一薄膜晶体管334b作为驱动晶体管，用以接收开关晶体管332b所输出之信号，并以此驱动第二发光元件306b。

此外，第一发光元件306a与第二发光元件306b例如是有机发光二极管(OLED)或是聚合物发光二极管(PLED)。第一发光元件306a与第二发光元件306b是电流驱动型之发光元件，因此主动式有机电致发光元件阵列310中，还包括有多条用以提供每个第一发光元件306a与第二发光元件306b驱动电流的电源线(power line)，以下将举实施例说明之。

请再参照图3，在一实施例中，主动式有机电致发光元件阵列310还包括多条共享电源线340，这些共享电源线340分别设置在每个第一次像素区域308a内，而第一控制单元330a与第二控制单元330b均电连接至共享电源线340。以下将详细说明第一控制单元330a与第二控制单元330b的电连接关系，但由于第二控制单元330b的电连接关系与第一控制单元330a的电连接关系相似，因此下面仅以第一控制单元330a为代表来做说明，发明所属技术领域的普通专业人员可以依据下述说明及附图而得知第二控制单元330b的电连接关系。

第一控制单元330a之开关晶体管332a的栅极电连接至扫瞄配线302，而开关晶体管332a的源极与漏极则分别耦接至数据配线304与电容器336a。另一方面，第一控制单元330a之驱动晶体管334a的栅极耦接至开关晶体管332a之漏极，而驱动晶体管334a之漏极与源极则分别耦接至第一发光元件306a与共享电源线340。其中，第一发光元件306a之驱动电流即是从共享电源线340由驱动晶体管334a之源极输入至驱动晶体管334a中，再由驱动晶体管334a之漏极输出至第一发光元件306a中，因而启动第一发光元件306a。

图4为本发明之另一种主动式有机电致发光元件阵列的部分俯视示意图。请参照图4，本发明也可以在每个第一次像素区域308a内设置一条第一电源线350与一条第二电源线360，其中第一控制单元330a电连接至第一电源线350，而第二控制单元330b则电连接至第二电源线360。由此可知，本发明并未限定第一控制单元330a与第二控制单元330b是否共享同一条电源线，发明所属技术领域的普通专业人员可依照实际工艺自行决定。

由上述实施例可知，每个第二次像素区域308b内仅设置有一个第二发光元件306b，所以可将第二发光元件306b的发光面积设计为大于第一发光元件306a之发光面积，且在一实例中，第二发光元件306b之发光面积与第二次像素区域308b之总面积的比例例如是80％。在此，第二发光元件306b例如是单位面积之发光效率较差的发光元件，但由于第二发光元件306b可具有较大之发光面积，所以当以相同之定电流驱动第一发光元件306a与第二发光元件306b时，本发明之主动式有机电致发光阵列310具有均匀之亮度。

当然，第二发光元件306b的单位面积之发光效率并不一定比第一发光元件306a差，此处仅系举例说明。发明所属技术领域的普通专业人员应该知道，若某些发光装置或显示装置对于某色光的亮度特别要求，例如是希望某色光的亮度与其它色光相比之下具有明显差异者，亦可利用本发明来达成其所需要之功效。

对于全彩色化的有机电致发光显示器而言，通常由三个次像素区域构成一个像素区域，这些次像素区域分别用以设置光学三元色之发光元件，也就是红光、绿光以及蓝光发光元件，以使每个像素区域均可发出全彩色化的光线。以下将举实施例说明本发明在全彩色化有机电致发光显示器中的应用。

图5为本发明之另一种主动式有机电致发光元件阵列的部分俯视示意图。值得注意的是，本实施例中的主动式有机电致发光元件阵列大致上与图3所示之主动式有机电致发光元件阵列310相似，为使此说明书较为简洁清楚，以下将针对两者间的相异处加以说明，而图5中与图3所示相同之元件以相同标记示之，这些元件已详述于图3的说明中，此处将不再赘述。

请参照图5，在主动式有机电致发光元件阵列500中，扫瞄配线302与数据配线304在基板300上区分出多个第一次像素区域308a、多个第二次像素区域308b以及多个第三次像素区域308c(图5仅表示出第一次像素区域308a、第二次像素区域308b与第三次像素区域308c各一个)，且较佳的是，第一次像素区域308a、第二次像素区域308b以及第三次像素区域308c的大小均相同。而且，每个第三次像素区域308c与第一次像素区域308a以及第二次像素区域308b中的至少一个相邻。

请继续参照图5，与图3所示之主动式有机电致发光元件阵列310相比之下，主动式有机电致发光元件阵列500还包括多个第三发光元件306c以及多个第三控制单元330c。第三发光元件306c例如是OLED或是PLED。特别是，第一发光元件306a与第三发光元件306c例如是分别为红光或绿光发光元件，第二发光元件306b则例如是蓝光发光元件。此外，在一实施例中，第一发光元件306a、第二发光元件306b以及第三发光元件306c之排列方式例如是呈马赛克形(如图6A所示)、三角形(如图6B所示)、条纹形(如图6C所示)及4像素设置形(如图6D所示)，且在图6D中，第一发光元件306a例如是绿光有机发光元件G，第二发光元件306b例如是蓝光发光元件B，而设置在第三次像素区域308c内的第三发光元件306c有一部份例如是红光发光元件R，一部份则例如是绿光发光元件G。本发明并不限定主动式有机电致发光元件阵列中之发光元件的排列方式。

如图5所示，这些第三发光元件306c与第三控制单元330c分别设置在每个第三次像素区域308c内。而且，在每个第三次像素区域308c内，第三控制单元330c与第三发光元件306c电连接，用以驱动第三发光元件306c。在一实施例中，每个第三控制单元330c例如是同样由两个薄膜晶体管与一个电容器所构成，且第三控制单元330c通过其所对应之扫瞄配线302与数据配线304而驱动。

同样地，本实施例之每个第三次像素区域308c内设置有一条第三电源线370，电连接至第三控制单元330c，用以提供第三发光元件306c之驱动电流。此外，本实施例之第一控制单元330a与第二控制单元330b可以是共同电连接至共同电源线340(如图5所示)，也可以分别电连接至第一电源线350与第二电源线360(如图7所示)。

值得一提的是，由于共享电源线340必须承载较高的电流量，所以为了避免共享电源线340因承载过多的电流而烧断，其必须具有较小的内电阻值。举例来说，若所有电源线的材质均相同，则共享电源线340的截面积例如是大于第三电源线370或是图6所示之第一电源线350与第二电源线360的截面积。除此之外，当然也可以选用电阻率(resistivity)较小之材质来制造共享电源线340。

综上所述，本发明具有下列优点：

1.本发明将用以驱动第二发光元件的第二控制单元设置在第一次像素区域内，以使第二次像素区域具有足够的空间。如此一来，即可将第二发光元件的发光面积增加至约为第二次像素区域之总面积的80％，以充分利用第二次像素区域之开口率。由此可知，本发明是增加第二发光元件的发光面积，而非缩小其它发光元件的发光面积，因此本发明与公知技术相比，可具有较佳之分辨率及发光亮度。

2.在本发明中，可将单位面积之发光效率较差的发光元件设置在第二次像素区域内，并且增加此发光元件的发光面积，以使其与其它发光元件在相同的驱动电流下能发出亮度相近的光线。因此，本发明之主动式有机电致发光元件阵列中的发光元件具有较一致的工作寿命。换言之，若将本发明应用于有机电致发光显示器中，则此有机电致发光显示器可具有较佳的画面显示质量。

3.本发明可在具有大小相同之次像素区域的主动式有机电致发光元件阵列中，增加单位面积发光效率较差之发光元件的发光面积，因此即使发光元件是采用喷墨工艺来形成高分子有机材料，亦不会因这些发光元件的排列方式而增加其喷墨工艺上的复杂度。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何发明所属技术领域的普通专业人员，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与改进，因此本发明之保护范围当视权利要求书所界定者为准。

附图说明

图1为一种公知的主动式有机电致发光元件阵列的部分俯视示意图。

图2为另一种公知的主动式有机电致发光元件阵列的部分俯视示意图。

图3为本发明之一种主动式有机电致发光元件阵列的部分俯视示意图。

图4至图5分别为本发明之不同实施例中的主动式有机电致发光元件阵列的部分俯视示意图。

图6A至图6D分别为本发明之不同实施例中的主动式有机电致发光元件阵列的部分俯视示意图。

图7为本发明之一种主动式有机电致发光元件阵列的部分俯视示意图。

主要元件标记说明

100、300：基板

102、302：扫瞄配线

104、304：数据配线

106：发光元件

106r：红光发光元件

106g：绿光发光元件

106b：蓝光发光元件

108、208a、208b、208c：次像素区域

110、210、310、500：主动式有机电致发光元件阵列

112：控制单元

114：电源线

306a：第一发光元件

306b：第二发光元件

306c：第三发光元件

308a：第一次像素区域

308b：第二次像素区域

308c：第三次像素区域

330a：第一控制单元

330b：第二控制单元

330c：第三控制单元

332a、332b、334a、334b：薄膜晶体管

336a、336b：电容器

340：共享电源线

350：第一电源线

360：第二电源线

370：第三电源线

R：红光发光元件

G：绿光发光元件

B：蓝光发光元件

Claims (15)

1.一种主动式有机电致发光元件阵列，设置于基板上，其特征是该主动式有机电致发光元件阵列包括：

多条扫瞄配线，设置于该基板上；

多条数据配线，设置于该基板上，上述这些数据配线与上述这些扫瞄配线在该基板上至少区分出多个第一次像素区域以及多个第二次像素区域，其中每个上述这些第一次像素区域与上述这些第二次像素区域中的至少一个相邻；

多个第一发光元件，每个上述这些第一发光元件设置于上述这些第一次像素区域中之一个内；

多个第二发光元件，每个上述这些第二发光元件设置于该第二次像素区域中之一个内；

多个第一控制单元，每个上述这些第一控制单元设置于上述这些第一次像素区域中之一个内，并通过对应之上述这些扫瞄配线中之一条与上述这些数据配线中之一条而驱动，且在每个上述这些第一次像素区域内，该第一控制单元电连接至该第一发光元件；以及

多个第二控制单元，每个上述这些第二控制单元设置于上述这些第一次像素区域中之一个内，并通过对应之上述这些扫瞄配线中之一条与上述这些数据配线中之一条而驱动，且在每个上述这些第一次像素区域内，该第二控制单元电连接至相邻之该第二次像素区域内之该第二发光元件。

2.根据权利要求1所述之主动式有机电致发光元件阵列，其特征是还包括多条共享电源线，每个上述这些共享电源线设置于上述这些第一次像素区域中之一个内，且在每个上述这些第一次像素区域内，该第一控制单元与该第二控制单元电连接至该共享电源线。

3.根据权利要求1所述之主动式有机电致发光元件阵列，其特征是还包括多条第一电源线以及多条第二电源线，每条上述这些第一电源线与每条上述这些第二电源线分别设置于上述这些第一次像素区域中之一个内，且在每个上述这些第一次像素区域内，该第一控制单元电连接至该第一电源线，而该第二控制单元则电连接至该第二电源线。

4.根据权利要求1所述之主动式有机电致发光元件阵列，其特征是上述这些第一发光元件与上述这些第二发光元件为有机发光二极管(OLED)或是聚合物发光二极管(PLED)。

5.根据权利要求1所述之主动式有机电致发光元件阵列，其特征是上述这些第一次像素区域与上述这些第二次像素区域之大小相同。

6.根据权利要求1所述之主动式有机电致发光元件阵列，其特征是上述这些第二发光元件之发光面积大于上述这些第一发光元件之发光面积。

7.根据权利要求1所述之主动式有机电致发光元件阵列，其特征是上述这些扫瞄配线与上述这些数据配线还于该基板上区分出多个第三次像素区域，且每个上述这些第三次像素区域与上述这些第一次像素区域以及上述这些第二次像素中的至少一个相邻，而该主动式有机电致发光元件阵列还包括：

多个第三发光元件，每个上述这些第三发光元件设置于上述这些第三次像素区域中之一个内；以及

多个第三控制单元，每个上述这些第三控制单元设置于上述这些第三次像素区域中之一个内，并通过对应之上述这些扫瞄配线中之一条与上述这些数据配线中之一条而驱动，且在每个上述这些第三次像素区域内，该第三控制单元电连接至该第三发光元件。

8.根据权利要求7所述之主动式有机电致发光元件阵列，其特征是还包括多条第三电源线，每条上述这些第三电源线设置于上述这些第三次像素区域中之一个内，且在每个上述这些第三次像素区域内，该第三控制单元电连接至该第三电源线。

9.根据权利要求7所述之主动式有机电致发光元件阵列，其特征是上述这些第三发光元件为有机发光二极管(OLED)或是聚合物发光二极管(PLED)。

10.根据权利要求7所述之主动式有机电致发光元件阵列，其特征是上述这些第三发光元件为红光或绿光发光元件。

11.根据权利要求7所述之主动式有机电致发光元件阵列，其特征是上述这些第二发光元件为蓝光发光元件。

12.根据权利要求7所述之主动式有机电致发光元件阵列，其特征是上述这些第一发光元件为红光或绿光发光元件。

13.根据权利要求7所述之主动式有机电致发光元件阵列，其特征是上述这些第一次像素区域、上述这些第二次像素区域以及上述这些第三次像素区域之大小相同。

14.根据权利要求7所述之主动式有机电致发光元件阵列，其特征是上述这些第二发光元件之发光面积大于上述这些第三发光元件之发光面积。

15.根据权利要求7所述之主动式有机电致发光元件，其特征是上述这些第一发光元件、上述这些第二发光元件以及上述这些第三发光元件之排列方式呈马赛克形、三角形、条纹形或4像素设置形。

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