TW200529129A

TW200529129A - A current driven display device

Info

Publication number: TW200529129A
Application number: TW093127267A
Authority: TW
Inventors: Wen-Tang Suen
Original assignee: Au Optronics Corp
Priority date: 2004-02-25
Filing date: 2004-09-09
Publication date: 2005-09-01
Also published as: US6998790B2; US20050184673A1; CN1645457A; CN100524415C; TWI285858B

Description

200529129 五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域本發明係有關於一種電流驅動顯示裝 -種可防止電致遷移效應之電致發光顯示裝置於【先前技術】通常在導線中電流係靠電子的移差跨在-導線(例如為一金屬線)的兩端，=，：：電壓金屬線，使電流流動並在導绫中逢4f子開始流經該高以及舍w道ί ϊ Ϊ 。當導線的溫度升回以及田電机机過導線而產生質量遷移時备开效應’因為移動電子所產生動量互換以及；響結合所產生的雙重效應會產生上述的電斤；置遷移。此質量遷移會導致導線内之部分導線離子自原本的晶粒位置脫離，脫離後會在導線内會留下空位或者空缺；或者是導線離子的沉積而成一小丘（hiu〇cks)或晶^ (whiskers)。如此即會造成在導線内之開路或短路的情、形；並進一步影響到電流驅動顯示器之效能。電致遷移會進一步影響到半導體元件中其他的問題，舉例來說，當一鈍化層（passivation layer)(例如：玻璃、氮化矽（Si3N4)、或二氧化矽（Si02)層）形成在一半導體裝置上時，會因移動或沉積的金屬原子造成斷裂，導致裝置中一些元件曝露在空氣中而腐蝕。引起電致效應的原因有二，溫度以及電流密度。一般來說，電流密度低於104安培/平方公分（A/cm2)，電致遷移效應對於導線之生命週期之影響較小。當電流密度大於 _1 0632-A50144™F(5.0IK) · AU0304045 ； mike.ptd 第6頁 200529129 五、發明說明（2) 1 05 A/cm2時，電致遷移效應則為造成電路退化之主要原因，目前知道的是電致遷移效應會發生於例如鋁（A 1 )、銅 (Cu)、銀（Ag)、金（Au)、鉑（Pt)或其組成物。苐1圖顯示了在一 I呂線上因電致遷移效應所量測之曲線圖，該鋁線包括一第一墊片，該第一墊片接收一電流密度為2· 5 X 105 A/cm2之定電流（1 )，及一第二墊片接地。如第1圖所示，在接近80 0 0秒處，鋁線兩端的跨壓從7. 9伏升至9伏，從歐姆定律（v=IR)看來，因為其為一定電流，所以此電壓的增加應該是鋁線中的電阻值增加所導致，而此電阻值增加則因電致遷移效應所引起。一傳統用以減輕金屬導線中電致效應的技術係將鋁 (A1)混合銅（Cu)、鈦（Ti)、鈀（Pd)或矽（Si)。另外一傳統的方式則為提供一覆蓋結構（layere(j structure)。又一習知的方式則為使用多條電源供應線去輪流抑制過度的電流或過高的熱。然而，上述這些方式並未特別對電流驅動顯示裝置（current-driven display device)(例如電致發光顯不裝置）之電源線給一明確的設計規範。【發明内容】有鑑於此’本發明提供一裝置及方法，可解決習知所遇到的問題而造成的限制或缺點。為達上述優點’及根據本發明之目的，本發明提供一電μ驅動裝置，係包括：複數條資料線；複數條掃描線，依序垂直於該等掃描線形成；一受電流驅動之畫素陣列，各該晝素係相鄰於其中一資料線及一掃描線而設置；至少一

200529129 五、發明說明（3) 電源供應線，係耦接至該該等晝素；其中，該橫截面上之平均電流密度係不大於趨近丨〇5 "平;二線 (A/cm2)。口/ 十万 a 分其中，該電源供應線之橫截面更包含一寬另，每一晝素更包含一電致發光元件。X子又。 =發明另提出一電致發光顯示裝置，係包括一畫素陣列，每一晝素包含一驅動及控制電路以及一電致發光元件；至少一第一電源供應；至少一第一電源供應線7係轉接至該等晝素及該至少一第一電源供應；至少一第二電源供應線；及至少一第二電源供應線，係耦接至該等畫素及該至少一第一電源供應；其中該第一或第二電源供應線橫截面上之平均電流密度係不大於趨近丨〇5安培/平方公分 (A/cm2)。一方面，該電致發光元件進一步包括一有機發光二極體。本發明更長：出一抑制電流驅動顯示裝置内電源供應線中電致遷移效應之方法，係包括：提供一畫素陣列，每一晝素係包括一電致發光元件；提供至少一第一電源供應線； k供至少一第二電源供應線；將每一畫素電性耦接至該至少一第一電源供應線其中一第一電源供應線及該至少一第二電源供應線其中一第二電源供應線；提供一電流經該至少一第一及該第二電源供應線至該等畫素中；測量該第一或第二電源供應線橫截面上之最大平均電流密度係不大於趨近105安培/平方公分（A/cm2)。

0632-A50144TWF(5.0版）；AU0304045 ; mike.ptd 第8頁 200529129

和其他目的、特徵、和優點能更佳實施例，並配合所附圖示，作五、發明說明（4) 為了讓本發明之上述明顯易懂，下文特舉一較詳細說明如下：【實施方式】接：士介紹本發明之詳細實施例，及其相關實施例之圖不:中，圖示中相同元件將使用相同標號。第2 A圖係顯示本發明一電流驅動顯示裝置丨〇一較佳每，例之電路圖，此電流驅動顯示裝置丨〇係包括一資料驅& Is 1 2、一掃描驅動器1 4、一晝素陣列丨6、以及至少一第一電源供應線1 8-2以及至少一第二電源供應線2〇-2耦接至該晝素陣列16。第一電源供應線18_2係麵接至一第一供應電源（fir st power supply )，例如：電壓VDD，第二電源供應線2 0 - 2係麵接至一第二供應電源，例如v § s，其中該第一或第二電源供應線橫截面上之平均電流密度滿足不大於趨近105安培/平方公分（A/cm2)。 ' 在本發明一較佳實施例中，第一電源供應線丨8 — 2或第二電源供應線20-2之截面積包括一寬度（w)及一厚度（T)，當一電流（I )流經弟一電源供應線1 8 - 2或第二電源供應線 2 0-2時，電流密度=I/WT，由厚度（W)及寬度（Τ)需確保其橫截面之最大平均電流密度係不大於l〇5A/cm2。在此實施例中，寬度（W)係約介於1 0 0微米至4 0 0 0微米之間。厚度 (T)則介於2 0 0 0至6 0 0 0埃之間。第一電源供應線18-2或第二電源供應線20-2可以包含鋁（A1)、銅（Cu)、銀（Ag)、金 (Au)、顧（pt)或其合成物。

0632-A50144TWF(5.(^);AU0304045;mike.ptd 第9頁 200529129

請再參閱第2A圖，一代一資料線1 2 - 2及交錯之其中線及每一掃描線係實質上呈一驅動及控制電路1 6-4以及後詳細敘述。表畫素1 6 - 2係形成鄰近於其中一掃描線1 4 - 2之間，每一資料垂直設置’代表畫素16 — 2包括一電致發光元件16-6，將於稍 16 2Π圖係為第2'圖中電流驅動顯示裝置代表書辛 16-2之部分放大圖，在實施一常控制電路16-4包括有一開關雷曰义旦素2中之驅動芬一妙六帝—。 Ί關電日日體2 2、一驅動電晶體2 4、至掃e6二開關f晶體22包括—閘極（未標號）搞接 —2，一源極（未標號）耦接至資料線12-2，以及 ^極轉接至儲存電容26之—端（未標號）。驅動電晶體^ ^隸(閘極（^標號）搞接至儲存電容26之一端（未標號卜源極（未払唬）耦接至第一電源供應線18 — 2，以及一 (未標號）耦接至電致發光元件16 —6。儲存電容“的另^端搞接至第一電源供應線1 8-2。運作時’請參閱第2 A圖，掃描驅動器1 4啟動其中一掃描線14-2，並藉由開啟連接至一掃描線14_2上之開關電Z 體22以選擇一對應列之晝素16。接著資料驅動器。藉由;】啟驅動電晶體24以啟動其中一資料線12-2俾儲存資料。致電發光元件16-6包括一第一端（未標號）經由驅動及控制電路16-4耦接至第一電源供應線18-2。電致發光元件 16-6的數個第二端係互相連接以形成一共同電極，並經由接觸孔30耦接至第二電源供應線2 〇-2。在本發明一實: 例中，電致發光元件16-6包含一電致發光層，此電致^ =

200529129 五、發明說明（6) 層包含一有機電致發光物質。第2C圖係為晝素μ中包括有機發光二極體（0LED)34當作一電致發光元件。如第2C圖所示’有機發光一極體3 4具有一正極3 4 - 2經由驅動及控制電路16 4以及弟一電源供應線18-2 _接至電壓，以及一負極34-4耦接至電壓VSS。

弟3圖係為一電流驅動顯示裝置4 〇另一較佳實施例之電路示意圖。第3圖中的電流驅動顯示裝置4〇 ^大部分電路係與弟2 A圖中之電流驅動顯示裝置1 〇相同，除了供應電源外。電流驅動顯示裝置4 〇包括第一供應電源4 2 _ 2及4 2 一 4，例如電壓VDD，以及第二供應電源44 —2及44-4，例如 VSS。第一電源供應線42連接第一供應電源42 —2及4 2-4，或第二電源供應線44連接第二供應電源2以及44 —4，並在其各自電源供應線的橫截面上確保其平均電流密度滿足不大於趨近1〇5安培/平方公*(A/cm2)。本發明亦提供一抑制電流驅動顯示裝置内電源供應線 ^電致遷移效應之方法。提供一晝素陣列1 6，每一晝素1 6 括一電致發光元件i 6 —6。提供至少一第一電源供應線 “一，以及提供至少一第二電源供應線2〇-2，每一畫素16

電陡連接至其中一第一電源供應線丨8 — 2以及其中一第二電應線20-2，接著，電流經由該至少一第一電源供應線旦：及該至少一第二電源供應線2 〇 _ 2流經畫素丨6中，並測里^第或第一電源供應線橫截面上之最大平均電流密度不大於趨近1〇5安培/平方公*(A/cm2)。雖；、、、:本卷明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以

200529129 五、發明說明（7) 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍内，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

0632-A50144TWF(5.0版）；AU0304045 ; mike.ptd 第12頁 200529129 圖式簡單說明第1圖係顯示一在鋁線中產生電致遷移效應之量測曲線圖；第2 A圖係顯示本發明電流驅動顯示器一較佳實施例之電路不意圖；弟2B圖係顯不弟2A圖中電流驅動顯不益之晝素電路的部分放大圖；第2 C圖係顯不弟2 A圖中電流驅動顯不裔之畫素電路電路圖；

第3圖係顯示本發明電流驅動顯示器另一較佳實施例之電路示意圖。【主要元件符號說明】電流驅動顯示裝置〜1 0 ; 資料驅動器〜1 2 ; 掃描驅動器〜1 4 ; 晝素陣列〜1 6 ; 至少一第一電源供應線〜1 8 - 2 ; 至少一第二電源供應線〜2 0 - 2 ; 代表畫素〜16 - 2;

驅動控制電路〜1 6 - 4 ; 開關電晶體〜2 2; 驅動電晶體〜2 4 ; 儲存電容〜2 6 ; 掃描線〜1 4 - 2 ;

06324501441^(5.0版）；人110304045;1^1^以(1 第 13 頁 200529129 圖式簡單說明資料線〜12-2; 電致發光元件〜1 6 - 6 ; 共同電極〜2 8 ; 接觸孔〜3 0 ; 第一供應電源〜42-2及42-4; 第二供應電源〜44-2及44-4。

0632-A50144TWF(5.0tK) ； AU0304045 ； mike.ptd 第14頁 1^

Claims

200529129 六申請專利範圍

1 · 一電流驅動顯示裝置，係包括：複數條資料線；禝歎條輙袖琢，入餵垂直於該等掃描線形 . 受電流驅動之畫素陣列，各該晝素係相i 甘貧料線及一掃描線而設置；於其中至少一電源供應線，係耦接至該等晝素；及其中該電源供應線橫截面上之平均電^资 ^ 趨近105安培/平方公分（A/cm2)。 ’丨L在又係不大於 2 ·如申請專利範圍第1項所述之電流驅動其中該電源供應線之橫截面更包含一寬度及厚、、、产不裝置，

3·如申請專利範圍第1項所述之電流驅+又一° 其中各該畫素進一步包含一電致發光元件。、、示裝置’ 4·如申請專利範圍第3項所述之電流驅動其中該電致發光元件包含一正極、一負極及:、广裝置極及負極間之電致發光層。 t成於該 5·如申請專利範圍第4項所述之電流驅動顯厂該電致發光層更包含一有機發光物質。、、示裝置 6·如申請專利範圍第4項所述之電流驅動一該電致發光元件之正極係經由一驅動及控制雷攻置第一電源供應線。 j電路輕接至

7.如申請專利範圍第4項所述之電流驅動其中該負極係耦接至一第二電源線。衣罝 8 ·如申請專利範圍第2項所述之電流驅動顯示其中該寬度係介於1〇〇微米至4〇〇0微米。 v、裝置

200529129 六、申請專利範圍 9 ·如申請專利範圍第2項所述之電流驅動顯示裝置，其中該厚度係介於2 000埃至6000埃。 I 〇 · —電致發光顯示裝置，係包括·· 一晝素陣列，各該畫素更包含一驅動及控制電路以及一電致發光元件；至少一第一供應電源；至少一第一電源供應線，係耦接至該等晝素及該至小一第一供應電源；至少一第二供應電源；及至少一第二電源供應線，係麵接至該等晝素及該至丨一第二供應電源；電流密其中該第一或第二電源供應線橫截面上之平均度係不大於趨近1〇5安培/平方公分（A/cm2)。寬度 II ·如申請專利範圍第1 〇項所述之電致發光顯示裝置，其中該第一或第二電源供應線之橫截面更包含〜及厚度。置，其中該電致發光元件包含一正極、一負極及該正極及負極間之電致發光層。 1 3 ·如申請專利範圍第1 〇項所述之電致發光顯示筆該電致發光層更包含一有機發光二極體。 & 1 4 ·如申請專利範圍第1 2項所述之電致發光顯示筆該電致發光層更包含一有機發光物質。 X 1 5 ·如申請專利範圍第丨2項所述之電致發光顯禾筆 1 2 ·如申請專利範圍第1 〇項所述之電致發光顯示裝 ϊ及〜形置置

0632-A50144TWF(5.(^);AU0304045;mike.ptd 第16頁 200529129 六、申請專利範圍置，該電致發光元件之正極係經由一驅動及控制電路耦接至一第一電源供應線。 16 置，其少一第 17 遷移效提提提將第電源供提等畫素測流密度 18 置内電光元件成一電 19 置内電發光層 •如申請專利範圍第1 2項所述之電致發光顯示裝中該電致發光元件之負極係經由一接觸孔耦接該至二電源供應線上。 • 一抑制一電流驅動顯示裝置内電源供應線中電致應之方法，係包括：供一畫素陣列，各該晝素係包括一電致發光元件；供至少一第一電源供應線；供至少一第二電源供應線；每一晝素電性耦接至該至少一第一電源供應線其中電源供應線及該至少一第二電源供應線其中一第二應線；供一電流經該至少一第一及該第二電源供應線至該中；以及量該第一或第二電源供應線橫截面上之最大平均電係不大於趨近1〇5安培/平方公分（A/cm2)。 •如申請專利範圍第1 7項所述抑制電流驅動顯示裝源供應線中電致遷移效應之方法，更包含在電致發上形成一正極、一負極、以及在該正極及負極中形致發光層之步驟。 •如申請專利範圍第1 8項所述抑制電流驅動顯示裝源供應線中電致遷移效應之方法，更包含在該電致中形成一有機電致發光材質。

0632-A50144TWF(5.0版）；AU0304045 ; mike.ptd 第17頁